JP2021020485A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの大型化を抑制しながら、通常時とは異なる特定の状況下でも車両を適切に駐車させることが可能な車両の制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵは、パーキングロック機構がアンロック状態のときに駐車制動力の出力が要求された場合において、所定条件が成立しない場合に、ホイールブレーキから駐車制動力が出力され、所定条件が成立する場合に、ホイールブレーキから駐車制動力が出力されるとともに、パーキングロック機構がロック状態に切り替えられるように構成されている。所定条件には、車両が停止している路面の勾配が所定値以上であるとの条件、および、ホイールブレーキのロータ温度が所定値以上であるとの条件の両方が含まれている。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

従来、パーキングブレーキとそのパーキングブレーキを作動させるモータとを備える電動パーキングブレーキ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

この電動パーキングブレーキ装置は、モータによりパーキングブレーキの駐車制動力を調整可能に構成されている。そして、電動パーキングブレーキ装置は、車両が傾斜路に停止している場合に、車両が平坦路に停止している場合に比べて、駐車制動力を増加させるように構成されている。これにより、傾斜路に停止している車両の動き出しを防止することが可能である。

特開２００８−９４１４２号公報

しかしながら、上記した従来の電動パーキングブレーキ装置では、車両が傾斜路に停止している場合（通常時とは異なる特定の状況下の場合）でも、車両を適切に駐車させることが可能であるが、出力可能な駐車制動力を増加させるためにモータが大型化するという問題点がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、モータの大型化を抑制しながら、通常時とは異なる特定の状況下でも車両を適切に駐車させることが可能な車両の制御装置を提供することである。

本発明による車両の制御装置は、車輪に駐車制動力を付与するためのホイールブレーキと、ホイールブレーキから駐車制動力を出力させるためのモータと、動力伝達軸を回転不能にするロック状態と動力伝達軸を回転可能にするアンロック状態とを切り替え可能に構成されたパーキングロック機構とを備える車両に適用される。車両の制御装置は、パーキングロック機構がアンロック状態のときに駐車制動力の出力が要求された場合において、所定条件が成立しない場合に、ホイールブレーキから駐車制動力が出力され、所定条件が成立する場合に、ホイールブレーキから駐車制動力が出力されるとともに、パーキングロック機構がロック状態に切り替えられるように構成されている。所定条件には、車両が停止している路面の勾配が所定値以上であるとの条件、および、ホイールブレーキのロータ温度が所定値以上であるとの条件の少なくとも一方が含まれている。

このように構成することによって、所定条件が成立しない通常時であれば、ホイールブレーキを作動させることにより、そのホイールブレーキからの駐車制動力によって車両を適切に駐車させることができる。また、所定条件が成立する通常時とは異なる特定の状況下であれば、ホイールブレーキを作動させるとともに、パーキングロック機構をロック状態にすることにより、ホイールブレーキのみでは不足する駐車能力を補うことができるので、車両を適切に駐車させることができる。

本発明の車両の制御装置によれば、モータの大型化を抑制しながら、通常時とは異なる特定の状況下でも車両を適切に駐車させることができる。

本実施形態のＥＣＵを備える車両の全体構成を示した概略図である。 本実施形態のＥＣＵを示したブロック図である。 本実施形態のＥＣＵによる車両駐車時の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を説明する。

まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態によるＥＣＵ５（図２参照）を備える車両１００の概略構成について説明する。

車両１００は、図１に示すように、エンジン１と、変速機２と、パーキングロック機構３と、ホイールブレーキ（ＷＢ）４ａおよび４ｂと、ＥＣＵ５（図２参照）とを備えている。この車両１００は、たとえばＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式であり、エンジン１の出力が変速機２およびプロペラシャフト６を介して差動装置７に伝達されて後輪（駆動輪）８ｂに分配されるようになっている。

［エンジン］
エンジン１は、走行用の駆動力源であり、たとえば内燃機関である。エンジン１は、燃料と空気とが混ざった混合気を燃焼して動力を出力するように構成されている。

［変速機］
変速機２は、エンジン１とプロペラシャフト６との間に設けられ、入力軸の回転を変速して出力軸に出力するように構成されている。この変速機２では、入力軸がエンジン１に連結され、出力軸がプロペラシャフト６に連結されている。

［パーキングロック機構］
パーキングロック機構３は、変速機２の出力軸を回転不能にするロック状態と、変速機２の出力軸を回転可能にするアンロック状態とを切り替え可能に構成されている。このパーキングロック機構３は、変速機２の出力軸に設けられたパーキングギヤと、パーキングギヤと噛合可能な突起を有するパーキングポールとを含んでいる。パーキングポールは、パーキングギヤの近傍に回動可能に設けられ、モータ３１（図２参照）の駆動力によって回動されるようになっている。そして、パーキングロック機構３では、パーキングポールの突起がパーキングギヤに噛合された場合にロック状態になり、パーキングポールの突起がパーキングギヤから外された場合にアンロック状態になる。なお、変速機２の出力軸は、本発明の「動力伝達軸」の一例である。

［ホイールブレーキ］
ホイールブレーキ４ａは、前輪８ａに配置され、常用ブレーキとして機能するように構成されている。常用ブレーキとは、車両運転時に利用されるものである。ホイールブレーキ４ａは、たとえばディスクブレーキであり、前輪８ａの車軸８１ａに連結されるディスクロータと、ブレーキパッドを有するブレーキキャリパとを含んでいる。ホイールブレーキ４ａのブレーキパッドは、油圧制御部４１（図２参照）からの油圧によって作動されるように構成されている。そして、ホイールブレーキ４ａは、油圧によってブレーキパッドがディスクロータに押し付けられることにより、制動力を発生させるように構成されている。

ホイールブレーキ４ｂは、後輪８ｂに配置され、常用ブレーキおよびパーキングブレーキとして機能するように構成されている。パーキングブレーキとは、主に車両駐車時に利用されるものである。ホイールブレーキ４ｂは、たとえばディスクブレーキであり、後輪８ｂの車軸８１ｂに連結されるディスクロータと、ブレーキパッドを有するブレーキキャリパとを含んでいる。ホイールブレーキ４ｂのブレーキパッドは、油圧制御部４１からの油圧によって作動されるとともに、モータ４２（図２参照）の駆動力によっても作動されるように構成されている。ホイールブレーキ４ｂは、ブレーキパッドがディスクロータに押し付けられることにより、制動力を発生させるように構成されている。なお、後輪８ｂは、本発明の「車輪」の一例である。

［ＥＣＵ］
ＥＣＵ５は、車両１００を制御するように構成されている。このＥＣＵ５は、図２に示すように、ＣＰＵ５ａと、ＲＯＭ５ｂと、ＲＡＭ５ｃと、バックアップＲＡＭ５ｄと、入出力インターフェース５ｅとを含み、これらがバスを介して接続されている。なお、ＥＣＵ５は、本発明の「車両の制御装置」の一例である。

ＣＰＵ５ａは、ＲＯＭ５ｂに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ５ｂには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭ５ｃは、ＣＰＵ５ａによる演算結果や各センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ５ｄは、車両システムを停止する際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。入出力インターフェース５ｅは、各センサの検出結果などが入力されるとともに、各部に制御信号などを出力する機能を有する。

入出力インターフェース５ｅには、シフトポジションセンサ９１、ＥＰＢスイッチ９２、車速センサ９３、Ｇセンサ９４およびブレーキ油圧センサ９５などが接続されている。シフトポジションセンサ９１は、シフトレバー（図示省略）の操作位置を検出するために設けられている。シフトレバーは、変速機２のシフトポジションをドライバが選択するために設けられている。シフトポジションとしては、前進走行用のドライブポジション、後進走行用のリバースポジション、中立のニュートラルポジションおよび駐車用のパーキングポジションなどが設定されている。ＥＰＢスイッチ９２は、駐車制動力の出力が要求される場合に操作されるものであり、オンされるとパーキングブレーキが作動されて駐車制動力が出力されるようになっている。車速センサ９３は、車両１００の速度を検出するために設けられ、Ｇセンサ９４は、車両１００の加速度を検出するために設けられている。ブレーキ油圧センサ９５は、油圧制御部４１によってホイールブレーキ４ａおよび４ｂに供給される油圧を検出するために設けられている。

また、入出力インターフェース５ｅには、エンジン１、変速機２、パーキングロック機構３の状態を切り替えるためのモータ３１、ホイールブレーキ４ａおよび４ｂを作動させるための油圧制御部４１およびモータ４２などが接続されている。そして、ＥＣＵ５は、各センサの検出結果などに基づいて、エンジン１の運転制御および変速機２の変速制御を行うように構成されている。

また、ＥＣＵ５は、モータ３１を用いてパーキングロック機構３を制御するように構成されている。具体的には、ＥＣＵ５は、シフトポジションがパーキングポジションの場合に、パーキングロック機構３をロック状態にするとともに、シフトポジションがパーキングポジション以外の場合に、パーキングロック機構３をアンロック状態にするように構成されている。

また、ＥＣＵ５は、油圧制御部４１を用いてホイールブレーキ４ａおよび４ｂを作動させるとともに、モータ４２を用いてホイールブレーキ４ｂを作動させるように構成されている。具体的には、ＥＣＵ５は、車両１００の運転中に要求される制動力に応じた油圧を油圧制御部４１からホイールブレーキ４ａおよび４ｂに供給することにより、ホイールブレーキ４ａおよび４ｂで制動力を発生させるように構成されている。すなわち、油圧制御部４１は、ホイールブレーキ４ａおよび４ｂを常用ブレーキとして機能させるために設けられている。また、ＥＣＵ５は、車両１００が駐車される際にＥＰＢスイッチ９２がオンされた場合に、モータ４２を駆動してホイールブレーキ４ｂで駐車制動力を発生させるように構成されている。すなわち、モータ４２は、ホイールブレーキ４ｂをパーキングブレーキとして機能させるために設けられている。

ここで、本実施形態では、ＥＣＵ５は、シフトポジションがパーキングポジション以外のときにＥＰＢスイッチ９２がオンされた場合において、所定条件が成立する場合に、モータ３１を駆動してパーキングロック機構３をロック状態に切り替えるように構成されている。この所定条件は、通常時とは異なる特定の状況下であるか否かを判断するために予め設定された条件であり、通常時とは異なる特定の状況下とは、ホイールブレーキ４ｂのみでは駐車能力が不足するおそれがある場合である。所定条件は、たとえば、車両１００が停止している路面の勾配が所定値以上であるとの条件、および、ホイールブレーキ４ｂのディスクロータの温度（ロータ温度）が所定値以上であるとの条件の両方を含んでいる。したがって、通常時とは異なる特定の状況下では、パーキングロック機構３がロック状態にされることにより、ホイールブレーキ４ｂのみでは不足する駐車能力が補われるようになっている。なお、パーキングロック機構３がロック状態にされた場合には、パーキングギヤにパーキングポールの突起が噛合されることによって変速機２の出力軸が固定される。

−車両駐車時の動作−
次に、図３を参照して、本実施形態のＥＣＵ５による車両駐車時の動作について説明する。この車両駐車時の動作は、シフトポジションがパーキングポジション以外のときにＥＰＢスイッチ９２がオンされた場合に行われる。なお、以下の各ステップはＥＣＵ５によって実行される。

まず、図３のステップＳ１において、車両１００が停止している路面の勾配が所定値以上であるか否かが判断される。車両１００が停止している路面の勾配は、たとえば、Ｇセンサ９４の検出結果に基づいて算出される。この所定値は、たとえば、予め設定された値であり、路面が急勾配であるか否かを判定するための閾値である。そして、路面の勾配が所定値以上であると判断された場合には、ステップＳ２に移る。その一方、路面の勾配が所定値以上ではないと判断された場合（路面の勾配が所定値未満である場合）には、通常時であり、ホイールブレーキ４ｂのみで駐車能力を賄うことが可能であることから、ステップＳ３に移る。

次に、ステップＳ２において、ホイールブレーキ４ｂのロータ温度が所定値以上であるか否かが判断される。ロータ温度は、たとえば、車速センサ９３およびブレーキ油圧センサ９５の検出結果に基づいて推定される。この所定値は、たとえば、予め設定された値であり、温度上昇に起因してホイールブレーキ４ｂの駐車制動力の限界値（最大値）が低下するか否かを判定するための閾値である。そして、ロータ温度が所定値以上であると判断された場合には、通常時とは異なる特定の状況下であり、ホイールブレーキ４ｂのみでは駐車能力が不足するおそれがあることから、ステップＳ４に移る。その一方、ロータ温度が所定値以上ではないと判断された場合（ロータ温度が所定値未満である場合）には、通常時であり、ホイールブレーキ４ｂのみで駐車能力を賄うことが可能であることから、ステップＳ３に移る。

そして、ステップＳ３では、パーキングブレーキが作動される。具体的には、モータ４２が駆動されることにより、ホイールブレーキ４ｂから駐車制動力が出力される。

また、ステップＳ４では、パーキングブレーキが作動されるとともに、パーキングロック機構３がロック状態に切り替えられる。具体的には、モータ４２が駆動されることにより、ホイールブレーキ４ｂから駐車制動力が出力される。また、モータ３１が駆動されることにより、パーキングロック機構３がアンロック状態からロック状態に切り替えられる。すなわち、パーキングポールが回動され、パーキングポールの突起がパーキングギヤに噛合され、変速機２の出力軸がロックされる。つまり、シフトポジションがパーキングポジションに変更される。

−効果−
本実施形態では、上記のように、ＥＰＢスイッチ９２がオンされた場合に、所定条件が成立しない通常時であれば、ホイールブレーキ４ｂを作動させることにより、そのホイールブレーキ４ｂからの駐車制動力によって車両１００を適切に駐車させることができる。また、シフトポジションがパーキングポジション以外のときにＥＰＢスイッチ９２がオンされた場合に、所定条件が成立する通常時とは異なる特定の状況下であれば、ホイールブレーキ４ｂを作動させるとともに、パーキングロック機構３をロック状態に切り替えることにより、ホイールブレーキ４ｂのみでは不足する駐車能力を補うことができるので、車両１００を適切に駐車させることができる。したがって、モータ４２の大型化を抑制しながら、通常時とは異なる特定の状況下でも車両１００を適切に駐車させることができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、車両１００がＦＲ方式である例を示したが、これに限らず、車両がＲＲ（リアエンジン・リアドライブ）方式などのその他の駆動方式であってもよい。

また、上記実施形態では、走行用の駆動力源として内燃機関のみが設けられる例を示したが、これに限らず、走行用の駆動力源として電動機（モータ）のみが設けられていてもよいし、走行用の駆動力源として内燃機関および電動機の両方が設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、所定条件が、車両１００が停止している路面の勾配が所定値以上であるとの条件、および、ホイールブレーキ４ｂのロータ温度が所定値以上であるとの条件の両方を含む例を示したが、これに限らず、所定条件が、車両が停止している路面の勾配が所定値以上であるとの条件のみを含んでいてもよいし、ホイールブレーキのロータ温度が所定値以上であるとの条件のみを含んでいてもよい。すなわち、シフトポジションがパーキングポジション以外のときにＥＰＢスイッチがオンされた場合に、車両が停止している路面の勾配が所定値以上であれば、ロータ温度にかかわらず、パーキングロック機構をロック状態に切り替えるようにしてもよい。また、シフトポジションがパーキングポジション以外のときにＥＰＢスイッチがオンされた場合に、ホイールブレーキのロータ温度が所定値以上であれば、路面の勾配にかかわらず、パーキングロック機構をロック状態に切り替えるようにしてもよい。なお、所定条件が１つの条件によって構成されている場合の所定値は、所定条件が２つの条件によって構成されている場合の所定値と異なっていてもよい。

また、上記実施形態では、路面の勾配がＧセンサ９４を用いて算出される例を示したが、これに限らず、路面の勾配がその他の手段を用いて算出されるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ロータ温度が車速センサ９３およびブレーキ油圧センサ９５を用いて算出される例を示したが、これに限らず、ロータ温度がその他の手段を用いて算出されるようにしてもよい。

また、上記実施形態において、ホイールブレーキ４ｂから出力される駐車制動力が、路面の勾配に応じて調整されるようにしてもよいし、路面の勾配にかかわらず一定に設定されていてもよい。同様に、ホイールブレーキ４ｂから出力される駐車制動力が、ロータ温度に応じて調整されるようにしてもよいし、ロータ温度にかかわらず一定に設定されていてもよい。

本発明は、車輪に駐車制動力を付与するためのホイールブレーキと、ホイールブレーキから駐車制動力を出力させるためのモータと、動力伝達軸を回転不能にするロック状態と動力伝達軸を回転可能にするアンロック状態とを切り替え可能に構成されたパーキングロック機構とを備える車両を制御する車両の制御装置に利用可能である。

３ パーキングロック機構
４ｂ ホイールブレーキ
５ ＥＣＵ（車両の制御装置）
８ｂ 後輪（車輪）
４２ モータ
１００ 車両

Claims (1)

1. 車輪に駐車制動力を付与するためのホイールブレーキと、前記ホイールブレーキから駐車制動力を出力させるためのモータと、動力伝達軸を回転不能にするロック状態と前記動力伝達軸を回転可能にするアンロック状態とを切り替え可能に構成されたパーキングロック機構とを備える車両に適用される車両の制御装置であって、
   前記パーキングロック機構がアンロック状態のときに駐車制動力の出力が要求された場合において、所定条件が成立しない場合に、前記ホイールブレーキから駐車制動力が出力され、前記所定条件が成立する場合に、前記ホイールブレーキから駐車制動力が出力されるとともに、前記パーキングロック機構がロック状態に切り替えられるように構成され、
   前記所定条件には、前記車両が停止している路面の勾配が所定値以上であるとの条件、および、前記ホイールブレーキのロータ温度が所定値以上であるとの条件の少なくとも一方が含まれていることを特徴とする車両の制御装置。

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