JP2019122168A

JP2019122168A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2019122168A
Application number: JP2018001385A
Authority: JP
Inventors: 藤田　和也; Kazuya Fujita; 和也藤田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2019-07-22

Abstract

【課題】パーキングロック機構を解除するための出力トルクが不足することを抑制可能な車両の制御装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る車両の制御装置は、パーキングロック機構と、パーキングロック機構に駆動トルクを出力する駆動源と、を備え、アクチュエータを制御することによってシフトレンジを切り換える車両の制御装置において、パーキングレンジ解除要求が入力された際、アクチュエータの出力トルクを基準値に制御してもパーキングロック機構を解除できない場合、駆動源が、アクチュエータの出力トルクと合わせることでパーキングロック機構を解除可能な駆動トルクを出力することを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

特許文献１には、シフトレバーをＰレンジ（駐車ポジション）から他のレンジにシフト操作する脱Ｐレンジ操作をスムーズに行うことを可能にする車両の制御装置が記載されている。具体的には、特許文献１に記載の車両の制御装置は、脱Ｐレンジ操作が予測された場合、路面勾配と予め設定された車重とに基づいて車両の前後方向に作用する力を打ち消す方向の補助トルクを算出し、算出された補助トルクをモータから出力することによってパーキングロック機構を解除する。

特開２００６−７４８９４号公報（段落００２４，００２５）

しかしながら、特許文献１に記載の車両の制御装置によれば、補助トルクが路面勾配と予め設定された車重とに基づいて算出されるため、乗車人数や荷物の積載量によって実際の車重が予め設定された車重と異なる場合、補助トルクが不足することによってパーキングロック機構を解除するための出力トルクが不足する可能性がある。また、路面勾配を検知するセンサの誤差や故障の影響によっても同様のことが起こり得る。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、パーキングロック機構を解除するための出力トルクが不足することを抑制可能な車両の制御装置を提供することにある。

本発明に係る車両の制御装置は、パーキングロック機構と、パーキングロック機構に駆動トルクを出力する駆動源と、を備え、アクチュエータを制御することによってシフトレンジを切り換える車両の制御装置において、パーキングレンジ解除要求が入力された際、前記アクチュエータの出力トルクを基準値に制御しても前記パーキングロック機構を解除できない場合、前記駆動源が、アクチュエータの出力トルクと合わせることで前記パーキングロック機構を解除可能な駆動トルクを出力することを特徴とする。

本発明に係る車両の制御装置によれば、アクチュエータの出力トルクを基準値に制御してもパーキングロック機構を解除できない場合、駆動源が、アクチュエータの出力トルクと合わせることでパーキングロック機構を解除可能な駆動トルクを出力するので、パーキングロック機構を解除するための出力トルクが不足することを抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態である車両の制御装置が適用される車両の構成を示す模式図である。図２は、本発明の一実施形態である車両の制御装置の構成を示す模式図である。図３は、本発明の一実施形態であるＰレンジ解除処理の流れを示すフローチャートである。図４は、本発明の一実施形態であるＰレンジ解除処理の流れを説明するためのタイミングチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である車両の制御装置の構成及びその動作について説明する。

〔車両の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である車両の制御装置が適用される車両の構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である車両の制御装置が適用される車両の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である車両の制御装置が適用される車両１０は、駆動装置１２を備え、電気制御によって自動変速部２２のシフトレンジを切り換えるシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）方式を採用している。

駆動装置１２は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１４内において共通の軸心上に配設された、入力軸１６と、入力軸１６に直接に、又は、図示しない脈動吸収ダンパ（振動減衰装置）等を介して間接に連結された差動部１８と、その差動部１８と図示しない駆動輪との間の動力伝達経路に伝達部材（伝動軸）２０を介して直列に連結されている自動変速部２２と、自動変速部２２に連結された出力軸２４と、を備えている。

駆動装置１２は、例えばハイブリッド車両において縦置きされるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸１６に連結された走行用の駆動力源としてのガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン２６により発生させられた動力を、出力軸２４から図示しない差動歯車装置及びその差動歯車装置と一対の駆動輪との間の図示しない車軸を介して一対の駆動輪へと伝達する。なお、本実施形態では、エンジン２６と差動部１８とは直結されている。ここで、直結とは、トルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば脈動吸収ダンパ等を介する連結はこの直結に含まれる。また、駆動装置１２はその軸心に対して対称的に構成されているため、図１においてはその下側が省略されている。

差動部１８は、第１電動機ＭＧ１と、入力軸１６に入力されてエンジン２６の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン２６の出力を第１電動機ＭＧ１及び伝達部材２０に分配する差動機構としての動力分配装置２８と、伝達部材２０と一体的に回転するように作動的に連結されている第２電動機ＭＧ２と、を備えている。本実施形態では、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、三相コイルが巻回された固定子と永久磁石が備えられた回転子とから成る３相交流同期モータにより構成されており、何れも電動機及び発電機として機能する所謂モータジェネレータとして機能する。

動力分配装置２８は、シングルピニオン型の遊星歯車装置を主体として構成されている。遊星歯車装置は、サンギヤＳ０、遊星歯車Ｐ０、遊星歯車Ｐ０を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ０、遊星歯車Ｐ０を介してサンギヤＳ０と噛み合うリングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えており、キャリアＣＡ０は入力軸１６、すなわちエンジン２６に連結され、サンギヤＳ０は第１電動機ＭＧ１に連結され、リングギヤＲ０は伝達部材２０に連結されている。また、エンジン２６が連結された入力軸１６は、ブレーキＢ０を介して非回転部材であるトランスミッションケース１４に選択的に連結される。また、エンジン２６により回転駆動されて作動油を吐出し、エンジン２６の停止により油圧制御回路への作動油の供給を停止する、機械式油圧ポンプ３０が入力軸１６に連結されている。

自動変速部２２は、差動部１８と図示しない駆動輪との間の動力伝達経路にシングルピニオン型の遊星歯車装置３２、遊星歯車装置３４を主体として構成され、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。遊星歯車装置３２、３４は、それぞれサンギヤＳ１、Ｓ２、遊星歯車Ｐ１、Ｐ２、それら遊星歯車Ｐ１、Ｐ２を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ１、ＣＡ２、遊星歯車Ｐ１、Ｐ２を介してサンギヤＳ１、Ｓ２と噛み合うリングギヤＲ１、Ｒ２を備えている。

自動変速部２２では、サンギヤＳ１が第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１４に選択的に連結されるようになっている。また、キャリアＣＡ１とリングギヤＲ２とが一体的に連結され、第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１４に選択的に連結されるようになっていると共に、一方向クラッチＦ１を介してそのトランスミッションケース１４に対する一方向の回転が許容されつつ逆方向の回転が阻止されるようになっている。また、サンギヤＳ２が第１クラッチＣ１を介して伝達部材２０に選択的に連結されるようになっている。また、一体的に連結されたキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２が第２クラッチＣ２を介して伝達部材２０に選択的に連結されるようになっている。また、リングギヤＲ１とキャリアＣＡ２とが一体的に連結されると共に出力軸２４に連結されている。また、出力軸２４には、後述するパーキングロック機構５１のパーキングギヤが固定的に連結されている。

自動変速部２２においては、第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２の係合により第１速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１の係合により第２速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の係合により第３速ギヤ段が成立させられ、第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１の係合により第４速ギヤ段が成立させられ、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２の係合により後進ギヤ段（後進変速段）が成立させられる。また、自動変速部２２は、例えば第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２の全ての解放によりニュートラル「Ｎ」状態とされる。差動部１８は、ブレーキＢ０の係合により第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の両方で一対の駆動輪を駆動可能な状態、すなわち両駆動状態となり、車両１０は自動変速部２２が動力伝達可能な状態となるとモータ走行となる。

〔車両の制御装置の構成〕
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態である車両の制御装置の構成について説明する。

図２は、本発明の一実施形態である車両の制御装置の構成を示す模式図である。図２に示すように、本発明の一実施形態である車両の制御装置１００は、シフトレンジセンサ１０１及び電子制御装置１０２を備えている。

シフトレンジセンサ１０１は、自動変速部２２（図１参照）のシフトレンジを検出し、検出したシフトレンジを示す電気信号を電子制御装置１０２に出力する。

電子制御装置１０２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータにより構成され、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン２６（図１参照）の出力制御、変速制御、及びパーキングロック機構５１の作動状態の切換制御、すなわちシフトバイワイヤ方式を用いた自動変速部２２（図１参照）のシフトレンジの切換制御等を実行する。

また、電子制御装置１０２には、例えば自動変速部２２のシフトレンジを切り換えるための操作装置としてのシフト操作装置５３の操作状態を示す操作信号が供給される。また、電子制御装置１０２は、シフト操作装置５３の操作状態を示す操作信号に基づいてアクチュエータ（ＡＣＴ）５２を介してパーキングロック機構５１の作動を制御して自動変速部２２のシフトレンジを電気的に切り換える。

このような構成を有する車両１０では、電子制御装置１０２が、以下に示すＰレンジ解除処理を実行することによって、パーキングロック機構５１を解除するための出力トルクが不足することを抑制する。以下、図３，図４を参照して、Ｐレンジ解除処理を実行する際の電子制御装置１０２の動作について説明する。

〔Ｐレンジ解除処理〕
図３は、本発明の一実施形態であるＰレンジ解除処理の流れを示すフローチャートである。図４（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施形態であるＰレンジ解除処理の流れを説明するためのタイミングチャートである。図３に示すフローチャートは、電子制御装置１０２に対してＰレンジの解除要求信号が入力されたタイミングで開始となり（図４に示す時間ｔ＝ｔ１）、Ｐレンジ解除処理はステップＳ１の処理に進む。なお、Ｐレンジの解除要求信号は、車両１０の操作者がシフトレバーをＰレンジから他のレンジにシフト操作する脱Ｐレンジ操作を行ったタイミングでシフト操作装置５３から入力される。また、このＰレンジ解除処理では坂路判定は不要であり、平坦路であってもＰレンジ解除処理は実行される。

ステップＳ１の処理では、電子制御装置１０２が、アクチュエータ５２を制御することによってアクチュエータ５２からパーキングロック機構５１を解除するために必要なＰレンジ解除トルクを出力する（図４に示す時間ｔ＝ｔ２）。ここで、Ｐレンジ解除トルクとは、駆動輪側からの過大なトルクがパーキングロック機構５１のパーキングギヤに作用していない状態のときにパーキングロック機構５１を解除可能なトルク（規定値）のことを意味する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、Ｐレンジ解除処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、電子制御装置１０２が、シフトレンジセンサ１０１が出力する電気信号に基づいて自動変速部２２のシフトレンジがＰレンジから解除されたか否かを判別する。判別の結果、自動変速部２２のシフトレンジがＰレンジから解除された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、電子制御装置１０２は、一連のＰレンジ解除処理を終了する（図４に示す時間ｔ＝ｔ４）。一方、自動変速部２２のシフトレンジがＰレンジから解除されていない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、電子制御装置１０２は、Ｐレンジ解除処理をステップＳ３の処理に進める。

ステップＳ３の処理では、電子制御装置１０２が、アクチュエータ５２の出力トルク（ＳＢＷ−ＡＣＴトルク，図４（ｃ）参照）を増加させる。また、電子制御装置１０２は、アクチュエータ５２の出力トルクからその時点でパーキングロック機構５１のパーキングギヤに掛かっているトルク（パーキングギヤトルク，図４（ｄ）参照）を算出する。このようにしてパーキングギヤトルクを算出することにより、後述するステップＳ４の処理において、車重変化や勾配に拘わらず常に最適なキャンセルトルクを出力することができる。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、Ｐレンジ解除処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、電子制御装置１０２が、第１電動機ＭＧ１又は第２電動機ＭＧ２（駆動モータ）を制御することにより、ステップＳ３の処理において算出されたトルクをキャンセルするキャンセルトルク（駆動用モータトルク，図４（ｅ）参照）をパーキングロック機構５１に出力する（図４に示す時間ｔ＝ｔ３）。なお、エンジン２６が稼働している場合には、エンジン２６からキャンセルトルクを出力してもよい。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、一連のＰレンジ解除処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるＰレンジ解除処理によれば、アクチュエータ５２の出力トルクを規定値に制御してもパーキングロック機構５１を解除できない場合、第１電動機ＭＧ１又は第２電動機ＭＧ２が、アクチュエータ５２の出力トルクと合わせることでパーキングロック機構５１を解除可能な駆動トルクを出力するので、パーキングロック機構５１を解除するための出力トルクが不足することを抑制できる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１２駆動装置
２６エンジン
５１パーキングロック機構
５２アクチュエータ（ＡＣＴ）
１００車両の制御装置
１０１シフトレンジセンサ
１０２電子制御装置
ＭＧ１第１電動機
ＭＧ２第２電動機

Claims

パーキングロック機構と、パーキングロック機構に駆動トルクを出力する駆動源と、を備え、アクチュエータを制御することによってシフトレンジを切り換える車両の制御装置において、
パーキングレンジ解除要求が入力された際、前記アクチュエータの出力トルクを基準値に制御しても前記パーキングロック機構を解除できない場合、前記駆動源が、アクチュエータの出力トルクと合わせることで前記パーキングロック機構を解除可能な駆動トルクを出力することを特徴とする車両の制御装置。