JP4376882B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、ブレーキの操作量に対応した電気信号に応じてアクチュエータにより制動力を発現するブレーキ機構と、シフト操作に対応した電気信号に応じてアクチュエータによりシフトポジションを切り換えるシフト機構とに対して供給される電力の制御に関する。
従来、変速機のシフトポジションを、運転者のシフト操作に応じて、モータ等からなるアクチュエータにより切り換えるシフト・バイ・ワイア式のシフト機構が公知である。また、運転者のブレーキ操作に応じて、アクチュエータによりブレーキ機構において制動力を発現させるブレーキ・バイ・ワイア式のブレーキ機構が公知である。
たとえば、特開2004−256013号公報(特許文献1)は、ブレーキ機構部が作動状態のまま凍結されることを確実に防止することができる駐車ブレーキ装置を開示する。この駐車ブレーキ装置は、車輪に配設され制動力を付与するブレーキ機構部と、ブレーキ機構部を作動させるブレーキアクチュエータと、駐車ブレーキ指令信号を出力する駐車ブレーキ指令手段と、車両外気温を検出し車両外気温に対応した外気温検出信号を出力する外気温検出手段と、駐車ブレーキ指令手段からの駐車ブレーキ指令信号に基づいてブレーキ機構部にて制動力が生じるように作動させるべくブレーキアクチュエータを制御する駐車ブレーキ制御を行なう一方、外気温検出手段からの外気温検出信号に基づいて車両外気温が凍結温度以下になったことを検出すると、駐車ブレーキ指令信号が入力されてもブレーキ機構部の作動を解除状態とするようにブレーキアクチュエータを制御する駐車ブレーキ解除制御を行なう制御手段と、を備える。
上述した文献に開示された駐車ブレーキ装置によると、ブレーキ機構部が作動状態のまま凍結されることを確実に防止することができる。
特開2004−256013号公報
しかしながら、アクチュエータで作動する、ブレーキ機構およびシフト機構において、共通の電源から電力が供給される構成を採用すると、電源が失陥した場合に、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動不能となるという問題がある。
ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動不能になると、パーキングロック機構により駆動輪の回転を制限したりあるいはブレーキ機構において制動力を発現させたりすることができないため、運転者が車両の停車状態を維持させようとシフト操作あるいはブレーキ操作をしても、車両の停止状態を維持させることができない場合がある。
上述した公報に開示された駐車ブレーキ装置においては、温度低下時に駐車ブレーキを解除する制御を実行するものであって、上述したような共通の電源が失陥した場合について全く考慮されていなかった。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、主電源が失陥しても、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動不能に陥らない車両の制御装置を提供することである。
第1の発明に係る車両の制御装置は、第1のアクチュエータの作動により制動力を生じさせるブレーキ機構と、第2のアクチュエータの作動によりトランスミッションのシフトポジションを切り換えるシフト機構とが搭載された車両の制御装置である。この制御装置は、ブレーキ機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、第1のアクチュエータに供給される電力を制御するとともに、シフト機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための制御手段と、制御手段に電力を供給するための第1の電力供給手段と、第1のアクチュエータに電力を供給する第2の電力供給手段と、第2のアクチュエータに電力を供給する第3の電力供給手段とを含む。制御手段は、第1の電力供給手段から供給される電力を用いて第2のアクチュエータを作動できないという制御条件が成立すると、第2の電力供給手段および第3の電力供給手段のうちのいずれかから第2のアクチュエータに供給される電力を制御するためのアクチュエータ制御手段を含む。第19の発明に係る車両の制御方法、第20の発明に係るコンピュータに実現させるプログラムおよび第21の発明に係る記録媒体は、第1の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。
第1の発明によると、制御手段に電力を供給する第1の電力供給手段(たとえば、主電源となるバッテリ)の電圧低下、電源ラインの断線または発電装置(たとえば、オルタネータまたはモータジェネレータ)の異常による充電不可等の原因により失陥して、第2のアクチュエータが作動できない状態になっても、制御条件に応じて第2の電力供給手段または第3の電力供給手段から第2のアクチュエータに供給される電力を制御することにより、少なくともシフト機構を機能させることができる。そのため、第1の電力供給手段が失陥したときに、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動できない状態になることを回避することができる。すなわち、運転者の停車意思に応じて、車両の停車状態を維持させることができる。したがって、主電源が失陥しても、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動不能に陥らない車両の制御装置を提供することができる。第19の発明に係る車両の制御方法、第20の発明に係るコンピュータに実現させるプログラムおよび第21の発明に係る記録媒体は、第1の発明に係る車両の制御装置と同様の効果を有する。
第2の発明に係る車両の制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、第3の電力供給手段は、電力源と、電力源と制御手段との間の電源ライン上に設けられるリレーとを含む。制御手段は、第1の電力供給手段および第2の電力供給手段から供給される電力に基づいて、リレーを制御するためのリレー制御手段を含む。
第2の発明によると、第1の電力供給手段(たとえば、主電源となるバッテリ)の電圧低下、電源ラインの断線または発電装置(たとえば、オルタネータ)の異常による充電不可等の原因により失陥して、第2のアクチュエータが作動できない状態になり、また、第2の電力供給手段の電圧がたとえば、電力消費により低下しても、制御手段が、第3の電力供給手段から第2のアクチュエータに電力が供給されるようにリレーを切り換えるようにすると、第2のアクチュエータを作動させることができる。これにより、少なくともシフト機構を機能させることができる。そのため、第1の電力供給手段が失陥したときに、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動できない状態になることを回避することができる。また、第1の電力供給手段が失陥していないとき、あるいは第1の電力供給手段が失陥しても第2の電力供給手段の電力が消費していないときには、ブレーキ機構が作動可能なため、第3の電力供給手段と第2のアクチュエータとを遮断状態しても車両の停車状態を保持することができる。これにより、第3の電力供給手段の電力が不必要に消費されることを抑制することができる。
第3の発明に係る車両の制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、リレー制御手段は、制御条件が成立すると、リレーを遮断状態から通電状態になるようにリレーを制御するための手段を含む。
第3の発明によると、制御条件が成立すると、リレーが遮断状態から通電状態になるようにすることにより、第3の電力供給手段から第2のアクチュエータに電力を供給することができる。そのため、第1の電力供給手段(たとえば、主電源となるバッテリ)の電圧低下、電源ラインの断線または発電装置(たとえば、オルタネータまたはモータジェネレータ)の異常による充電不可等の原因により失陥して、第2のアクチュエータが作動できない状態になっても、制御条件に応じて第3の電力供給手段から供給される電力を用いて第2のアクチュエータを作動させることができる。そのため、少なくともシフト機構を機能させることができるため、第1の電力供給手段が失陥したときに、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動できない状態になることを回避することができる。また、第1の電力供給手段が失陥していないときには、第3の電力供給手段と第2のアクチュエータとを遮断状態にすることができるため、第3の電力供給手段の電力が不必要に消費されることを抑制することができる。
第4の発明に係る車両の制御装置は、第3の発明の構成に加えて、車両の速度を検知するための速度検知手段と、第2の電力供給手段から供給される電圧を検知するための電圧検知手段とをさらに含む。リレー制御手段は、制御条件に加えて、検知された速度が予め定められた速度よりも低下している状態、および、検知された電圧が予め定められた電圧よりも低下している状態のうちのいずれかの状態であるという条件が成立すると、リレーが遮断状態から通電状態になるようにリレーを制御するための手段を含む。
第4の発明によると、第1の電力供給手段が失陥状態であるという制御条件に加えて、検知された速度が予め定められた速度(たとえば、略停車状態の速度)よりも低下している状態、または、検知された電圧が予め定められた電圧(たとえば、制御手段を実現する電子制御ユニットが作動可能な電圧の下限値よりも高い電圧)よりも低下している状態であるという条件が成立すると、リレーを切り換えることにより、第3の電力供給手段から供給される電力を用いて第2のアクチュエータを作動させることができる。これにより、第1の電力供給手段が失陥状態であって、第2の電力供給手段の電力が消費された状態であったとしても、第3の電力供給手段から供給される電力を用いて第2のアクチュエータを作動させることにより、少なくともシフト機構を機能させることができる。そのため、第1の電力供給手段が失陥したときに、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動できない状態になることを回避することができる。
第5の発明に係る車両の制御装置は、第4の発明の構成に加えて、予め定められた電圧は、制御手段を実現する電子制御ユニットの作動可能な電圧の下限値よりも高い電圧である。
第5の発明によると、検知された電圧が予め定められた電圧よりも低下していることを判断することにより、第2の電力供給手段から供給される電力が、制御手段を実現する電子制御ユニットの作動可能な電圧の下限値を下回る前の状態を検出することができる。これにより、制御手段を実現する電子制御ユニットが作動不能になる前にリレーを切り換えることができる。
第6の発明に係る車両の制御装置においては、第1〜5のいずれかの発明の構成に加えて、アクチュエータ制御手段は、シフトポジションがパーキングポジションに切り換わるように、第2の電力供給手段および第3の電力供給手段のうちのいずれかから第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための手段を含む。
第6の発明によると、制御条件の成立に応じて、シフトポジションがパーキングポジションに切り換わるようにすると、トランスミッションのパーキングロック機構を作動させることができる。そのため、車両の停車状態を維持することができる。
第7の発明に係る車両の制御装置においては、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、制御条件は、第1の電源供給手段から制御手段に供給される電圧または電流が予め定められた値よりも低下しているという条件である。
第7の発明によると、たとえば、第2のアクチュエータの作動可能な電圧または電流の下限値を予め定められた値として設定するようにすると、第1の電力供給手段からシフト制御手段に供給される電圧または電流が予め定められた値よりも低下していると、第1の電力供給手段が失陥状態であることを判断することができる。
第8の発明に係る車両の制御装置は、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、第1の電力供給手段から供給される電圧を検知するための検知手段をさらに含む。制御条件は、検知された電圧が予め定められた電圧よりも低下しているという条件である。
第8の発明によると、たとえば、第2のアクチュエータの作動可能な電圧の下限値を予め定められた電圧として設定するようにすると、第1の電力供給手段から制御手段に供給される電圧または電流が予め定められた電圧よりも低下していると、第1の電力供給手段が失陥状態であることを判断することができる。
第9の発明に係る車両の制御装置においては、第8の発明の構成に加えて、検知手段は、制御手段を実現する電子制御ユニット内に設けられる。
第9の発明によると、制御手段を実現する電子制御ユニット内に設けられた検知手段により、第1の電力供給手段の失陥状態を検出することができる。
第10の発明に係る車両の制御装置は、第1〜9のいずれかの発明の構成に加えて、車両の速度を検知するための速度検知手段をさらに含む。アクチュエータ制御手段は、検知された速度が車両の停車状態に対応する速度になると、シフトポジションが切り換わるように、第2の電力供給手段および第3の電力供給手段のうちのいずれかから第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための手段を含む。
第10の発明によると、検知された速度が車両の停車状態に対応する速度になると、たとえば、シフトポジションがパーキングポジションに切り換わるように、第2の電力供給手段および第3の電力供給手段のうちのいずれかから第2のアクチュエータに供給される電力が制御される。これにより、走行中にパーキングロック機構が作動することを回避しつつ、停止時においては第1の電力供給手段が失陥状態であっても、パーキングロックを作動させて、車両の停車状態を維持することができる。
第11の発明に係る車両の制御装置は、第10の発明の構成に加えて、車両の横方向および旋回方向のうちのいずれかの方向の移動量を検知するための移動量検知手段をさらに含む。アクチュエータ制御手段は、車両が横方向あるいは旋回方向の移動量が予め定められた移動量を超えると、第2のアクチュエータへの電力供給を禁止するための手段を含む。
第11の発明によると、たとえば、凍結路面等の摩擦係数の低い路面で横方向あるいは旋回方向に移動中に、第2のアクチュエータを作動させて、シフトポジションがパーキングポジションに切り換えられると、パーキングロック機構が作動して、車両がスリップする可能性がある。そこで、横方向あるいは旋回方向に移動していないことを条件として、第2のアクチュエータを作動させることにより、車両の凍結路面等におけるスリップを防止することができる。
第12の発明に係る車両の制御装置は、第1〜11のいずれかの発明の構成に加えて、運転者または同乗者の降車意思に対応する車両の状態を検出するための降車意思検出手段をさらに含む。アクチュエータ制御手段は、降車意思に対応する車両の状態が検出されると、シフトポジションが切り換わるように、第2の電力供給手段および第3の電力供給手段のうちのいずれかから第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための手段を含む。
第12の発明によると、降車意思に対応する車両の状態(たとえば、運転者または同乗者がシートから離席した状態および車両のドアが開いた状態)が検出されると、たとえば、シフトポジションがパーキングポジションに切り換わるように、第2のアクチュエータに供給される電力を制御するようにすると、走行中にパーキングロック機構が作動することを回避することができる。
第13の発明に係る車両の制御装置においては、第12の発明の構成に加えて、降車意思検出手段は、運転者または同乗者がシートから離席した状態および車両のドアが開いた状態のうちの少なくともいずれか一方の状態を検出するための手段を含む。
第13の発明によると、運転者または同乗者がシートから離席した状態および車両のドアが開いた状態のうちの少なくともいずれか一方の状態を検出することにより、運転者または同乗者の降車意思を検出することができる。
第14の発明に係る車両の制御装置は、第1〜11のいずれかの発明の構成に加えて、運転者の停車意思に対応する車両の状態を検出するための停車意思検出手段をさらに含む。アクチュエータ制御手段は、停車意思に対応する車両の状態が検出されると、第2の電力供給手段および第3の電力供給手段のうちのいずれかから第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための手段を含む。
第14の発明によると、運転者の停車意思に対応する車両の状態(たとえば、シフトレバーがパーキングポジションに対応する位置に移動され、ブレーキが作動した状態)が検出されると、第2の電力供給手段および第3の電力供給手段のうちのいずれかから第2のアクチュエータに供給される電力を制御する。これにより、走行中にパーキングロック機構が作動することを回避しつつ、停止時においてパーキングロック機構を作動させることにより、車両の停車状態を維持することができる。
第15の発明に係る車両の制御装置においては、第14の発明の構成に加えて、停車意思検出手段は、シフトレバーがパーキングポジションに対応する位置に移動され、ブレーキペダルが踏み込まれた状態およびパーキングブレーキが操作された状態のうちの少なくともいずれか一方の状態を検出するための手段を含む。
第15の発明によると、シフトレバーがパーキングポジションに対応する位置に移動され、ブレーキペダルが踏み込まれた状態またはパーキングブレーキが操作された状態を検出することにより、運転者の停車意思を検出することができる。
第16の発明に係る車両の制御装置は、第1〜15のいずれかの発明の構成に加えて、第3の電力供給手段から供給される電圧を検知するための供給電圧検知手段をさらに含む。アクチュエータ制御手段は、検知された電圧が予め定められた電圧よりも低下すると、シフトポジションが切り換わるように、第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための手段を含む。
第16の発明によると、第3の電力供給手段から供給される電圧が予め定められた電圧よりも低下すると、第3の電力供給手段の電力が消費している状態を判断することができる。そのため、速やかに第2のアクチュエータの作動により、パーキングロック機構を作動させることにより、車両の停車状態を維持することができる。
第17の発明に係る車両の制御装置においては、第1〜9のいずれかの発明の構成に加えて、アクチュエータ制御手段は、第2の電力供給手段から供給される電力が第1のアクチュエータを制御可能な電力であっても、予め定められた条件が成立すると、第2の電力供給手段および第3の電力供給手段のうちのいずれかから第2のアクチュエータに供給される電力を制御する手段を含む。
第17の発明によると、第2の電力供給手段から供給される電力が第1のアクチュエータを制御可能な電力であっても、予め定められた条件(たとえば、現時点以降に第1のアクチュエータの制御が不要となることが予測されるという条件)が成立すると、第2の電力供給手段または第3の電力供給手段から第2のアクチュエータに供給される電力が制御される。これにより、たとえば、電源失陥後に、パーキングロック機構を作動させることができるため、車両の停車状態を維持させることができる。また、たとえば、現時点以降に第1のアクチュエータの制御が不要となることが予測されるという条件の成立後において、第2の電力供給手段あるいは第3の電力供給手段の電力を第2のアクチュエータの作動に優先的に用いることができる。そのため、より確実に車両の停車状態を維持させることができる。
第18の発明に係る車両の制御装置は、第17の発明の構成に加えて、第2の電力供給手段から供給される電圧を検知するための第1の供給電圧検知手段と、第3の電力供給手段から供給される電圧を検知するための第2の供給電圧検知手段とをさらに含む。アクチュエータ制御手段は、第2の電力供給手段および/または第3の電力供給手段から供給される電圧が予め定められた電圧よりも低下すると、シフトポジションが切り換わるように、第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための手段を含む。
第18の発明によると、第2の電力供給手段および/または第3の電力供給手段から供給される電圧が予め定められた電圧よりも低下すると、第2の電力供給手段および/または第3の電力供給手段の電力が消費している状態を判断することができる。そのため、速やかに第2のアクチュエータの作動により、パーキングロック機構を作動させることにより、車両の停車状態を維持することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
<第1の実施の形態>
図1に示すように、本実施の形態に係る制御装置が搭載される車両には、SBW−ECU(Shift By Wire-Electronic Control Unit)1000と、Pスイッチ1100と、SBWアクチュエータ1200と、ECB(Electronic Control Brake)−ECU1300と、ECB1400と、EPB(Electronic Parking Brake)1500と、主電源200と、SBW用補助電源202と、ECB用キャパシタ204と、リレー回路206と、電源監視回路208と、ドア開閉センサ210と、着座検知センサ212と、ブレーキペダルストロークセンサ214とが搭載される。本実施の形態において、車両は、特に限定されるものではなく、たとえば、エンジンを駆動源とする車両であってもよいし、エンジンと電動機とを駆動源とするハイブリッド車両であってもよいし、電動機を駆動源とする電気自動車、燃料電池自動車であってもよいものとする。
なお、本実施の形態に係る車両の制御装置は、主電源200と、SBW用電源202と、ECB用キャパシタ204と、SBW−ECU1000と、ECB−ECU1300と、リレー回路206とから構成される。
SBW−ECU1000は、Pスイッチ1100からのP指令信号と、ドア開閉センサ210からのドア開閉信号と、着座検知センサ212からの着座検知信号と、SBWアクチュエータ1200に設けられるシフト位置センサ(図示せず)からのシフト位置信号と、電源監視回路208からの補助電源電圧信号を受信する。
SBW−ECU1000は、P指令信号とシフト位置信号とに基づいて、P入り駆動制御信号を生成して、SBWアクチュエータ1200に送信する。SBWアクチュエータ1200は、P入り駆動制御信号に基づいて作動して、車両のトランスミッション(図示せず)に設けられたシフト機構におけるシフトポジションをパーキングポジション(以下、Pポジションと記載する)に切り換える。
本実施の形態において、SBWアクチュエータ1200は、SBW−ECU1000からのP入り駆動制御信号に基づいて、シフトポジションを非PポジションおよびPポジションのうちのいずれか一方に切り換えるものとして説明するが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、SBWアクチュエータ1200は、シフト機構におけるシフトポジションを、前進走行(D)ポジション、ニュートラル(N)ポジション、リバース(R)ポジションおよびPポジションのうちのいずれか一つのシフトポジションに切り換えるようにしてもよい。シフト機構の構成については後述する。
主電源200は、SBW−ECU1000およびECB−ECU1300にそれぞれ電力を供給する。主電源200は、たとえば、二次電池(たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池)等のバッテリにより実現される。なお、主電源200は、蓄電機構であれば、特に二次電池等のバッテリに限定されるものではなく、たとえば、燃料電池やキャパシタを用いるようにしてもよい。
また、主電源200は、車両に搭載された発電装置により充電されるものである。たとえば、エンジンを駆動源とする車両においては、主電源200はオルタネータにより充電される。また、電動機を駆動源とする車両においては、主電源200はモータジェネレータにより充電される。
SBW−ECU1000は、リレー回路206を介在させてSBW用補助電源202に接続される。リレー回路206は、通常遮断状態(ノーマリオープン)である。リレー回路206は、ECB−ECU1300からリレー駆動指令を受信すると、遮断状態から通電状態に切り換わる。リレー回路206が通電状態になると、SBW−ECU1000は、SBW用補助電源202と電気的に接続状態となり、SBW用補助電源202からSBW−ECU1000に電力が供給されることとなる。
SBW用補助電源202は、たとえば、主電源200と同様に、二次電池等のバッテリあるいはキャパシタにより実現される電源である。
SBW用補助電源202には、電源監視回路208が接続される。電源監視回路208は、たとえば、SBW用補助電源202の電圧を検知しており、SBW用補助電源202の電力消費状態を検出する。なお、電源監視回路208は、主電源200の電圧を検知して、主電源200の電力消費状態を検出するようにしてもよい。電源監視回路208は、検知したSBW用補助電源202の電圧に対応した補助電源電圧信号をSBW−ECU1000に送信する。
ECB用キャパシタ204は、ECB−ECU1300に電力を供給する。なお、ECB用キャパシタ204は、電機構であればよく、キャパシタに代えて、二次電池等のバッテリを用いてもよいものとする。また、ECB用キャパシタ204は、主電源200の電圧低下により失陥すると、ECB−ECU1300に電力を供給する。
Pスイッチ1100は、車両の室内の運転席周辺に設けられる。Pスイッチ1100は、ボタンあるいはレバー等により構成される。運転者がPスイッチ1100のボタンを押下したり、レバーが操作されたりすると、P指令信号がSBW−ECU1000に送信される。
ECB−ECU1300は、車輪に設けられる車輪速センサ(図示せず)から送信される車速信号を受信する。ECB−ECU1300は、ブレーキ機構の操作部材であって、運転者により運転席に設けられたブレーキペダルが踏み込まれるなどして操作されると、ブレーキペダルの操作量に対応したブレーキコントロール信号をECB1400に送信する。なお、ECB−ECU1300は、SBW−ECU1000と双方向の通信が可能に接続され、各種データを送受信する。
ECB1400は、各車輪に設けられたブレーキ機構と、ブレーキ機構を作動させるアクチュエータとから構成される。ECB1400は、ECB−ECU1300からブレーキコントロール信号を受信すると、受信したブレーキコントロール信号に対応した制動力が各車輪に設けられたブレーキ機構において発現するように、アクチュエータを作動させる。ブレーキ機構は、たとえば、ディスクブレーキあるいはドラムブレーキにより構成される。
EPB1500は、運転席に設けられるパーキングペダルあるいはパーキングレバー等の操作部材に対する操作に応じて、主電源200から供給される電力を用いて、パーキングブレーキ機構に設けられるアクチュエータを作動させる。アクチュエータの作動によりパーキングブレーキ機構が作動して、車両の停車状態が維持される。
図2に、本実施の形態において、車両に搭載されたシフト機構480の構成を示す。シフト機構480において、シフトポジションは、Pポジションと非Pポジション(R、N、Dの各ポジションを含み、さらにDポジションに加えて1速固定のD1ポジションや1、2速固定のD2ポジションを含んでも良い)とを含む。シフト機構480は、アクチュエータ42により回転されるマニュアルシャフト102と、マニュアルシャフト102の回転にともなって回転するディテントプレート100と、ディテントプレート100の回転にともなって動作するロッド104と、図示しないトランスミッションの出力軸に固定されたパーキングロックギヤ108と、パーキングロックギヤ108をロックするパーキングロックポール106と、ディテントプレート100の回転を制限してシフトポジションを固定するディテントスプリング110と、ころ112とを含む。なお、アクチュエータ42が、図1におけるSBWアクチュエータ1200に対応する。
ディテントプレート100は、アクチュエータ42の駆動によりシフトポジションを切り換えるシフト機構として機能する。マニュアルシャフト102と、ディテントプレート100と、ロッド104と、ディテントスプリング110と、ころ112とは、シフト切換機構の役割を果たす。また、エンコーダ46は、アクチュエータ42の回転量に応じた計数値を取得する。
なお、図2の斜視図においては、ディテントプレート100の谷(Pポジション位置)しか示していないが、実際には図2の拡大平面図に示すように、ディテントプレート100には、D、N、R、Pの4つのポジションに対応する4つの谷が存在する。なお、以下においては、D、N、Rの各ポジションを(まとめて)非Pポジションとして、Pポジションと非Pポジションとの切換えについて説明する。
図2は、シフトポジションが非Pポジションであるときの状態を示している。この状態では、パーキングロックポール106は、パーキングロックギヤ108をロックしていないので、車両の駆動輪の回転は妨げられない。この状態からアクチュエータ42によりマニュアルシャフト102を図2の紙面上において時計回りに回転させると、ディテントプレート100の回転によりロッド104が図2に示す矢印Aの方向に押され、ロッド104の先端に設けられたテーパ部によりパーキングロックポール106が図2に示す矢印Bの方向に押し上げられる。
ディテントプレート100の回転にともなって、非Pポジション位置120にあったディテントスプリング110のころ112は、山122を乗り越えて他方の谷、すなわち、Pポジション位置124に移る。
ころ112は、その軸方向に回転可能にディテントスプリング110に設けられている。ころ112がPポジション位置124に来るまでディテントプレート100が回転したとき、パーキングロックポール106に形成された突起部分が、パーキングロックギヤ108の歯部間に嵌合する位置まで押し上げられる。これにより、車両の駆動軸が機械的に固定され、シフトポジションがPポジションに切り換わる。
SBW−ECU1000は、シフトポジション切換時にディテントプレート100、ディテントスプリング110およびマニュアルシャフト102などのシフト切換機構に係る負荷を低減するために、SBW−WCU1000が、ディテントスプリング110のころ112が山122を乗り越えて落ちるときの衝撃を少なくするように、アクチュエータ42の回転量を制御する。
図3に、本実施の形態に係る車両の制御装置であるSBW−ECU1000およびECB−ECU1300の機能ブロック図を示す。
SBW−ECU1000は、入力インターフェース(以下、入力I/Fと記載する)1002と、演算処理部1004と、通信部1006と、記憶部1008と、出力インターフェース(以下、出力I/Fと記載する)1010とを含む。
入力I/F1002は、Pスイッチ1100からのP指令信号と、ドア開閉センサ210からのドア開閉信号と、電源監視回路208からの補助電源電圧信号と、着座検知センサ212からの着座検知信号とを受信して、演算処理部1004に送信する。
演算処理部1004は、Pスイッチ操作判定部1020と、降車意思判定部1022と、車速判定部1024と、補助電源電圧判定部1026と、Pシフト制御部1028とを含む。
通信部1006は、通信回線1012を用いてECB−ECU1300の通信部1306と接続される。通信部1006は、ECB−ECU1300から車速信号を受信して演算処理部1004に送信する。
Pスイッチ操作判定部1020は、入力I/F1002を経由して受信するP指令信号に基づいて、Pスイッチ操作が行なわれたか否かを判定する。具体的には、Pスイッチ操作判定部1020は、入力I/F1002を経由して、P指令信号を受信すると、Pスイッチ操作が行なわれたことを判定する。なお、Pスイッチ操作判定部1020は、たとえば、Pスイッチ操作が行なわれたことを判定すると、Pスイッチ操作判定フラグをオンする。
降車意思判定部1022は、入力I/F1002を経由して受信するドア開閉信号および着座センサ検知信号のいずれかに基づいて、運転者または同乗者に降車意思があることを判定する。具体的には、降車意思判定部1022は、入力I/F1002を経由して、車両のいずれかのドアが開いた状態に対応したドア開閉信号および運転者または同乗者が着座するシートから離席した状態に対応した着座検知信号を受信すると、運転者または同乗者に降車意思があることを判定する。
本実施の形態においては、ドア開閉信号および着座検知信号に基づいて、運転者または同乗者に降車意思があるか否かを判定したが、降車意思に対応した車両の状態が検出できれば、特にこれらに限定されるものではない。
なお、降車意思判定部1022は、たとえば、運転者または同乗者に降車意思があることを判定すると、降車意思判定フラグをオンする。
車速判定部1024は、通信部1006を経由して受信する車速信号に基づいて、車速が予め定められたV(1)よりも小さいか否かを判定する。予め定められた車速V(1)は、車両が略停車状態である車速であれば特に限定されるものではない。なお、車速判定部1024は、たとえば車速が予め定められた車速V(1)よりも小さいことを判定すると、停車判定フラグをオンする。
補助電源電圧判定部1026は、入力I/F1002を経由して受信する補助電源電圧信号に基づいて、補助電源電圧Vsbwが予め定められた電圧Vsbw(0)よりも小さいか否かを判定する。なお、補助電源電圧判定部1026は、たとえば、補助電源電圧Vsbwが予め定められた電圧Vsbw(0)よりも小さいと、補助電源電圧判定フラグをオンする。
Pシフト制御部1028は、Pスイッチ操作が行なわれたことが判定されると、P入り駆動制御信号を生成して、出力I/F1010を介してSBWアクチュエータ1200に送信する。なお、Pシフト制御部1028は、たとえば、Pスイッチ操作判定フラグがオンであると、P入り駆動制御信号を生成するようにしてもよい。また、Pシフト制御部1028は、走行中にパーキングロックギヤ108とパーキングロックポール106とが嵌合して、駆動輪の回転が制限されることを防止するため、たとえば、停車判定フラグがオンであることを条件として、P入り駆動制御信号を送信するようにしてもよい。
なお、本実施の形態において、Pスイッチ操作判定部1020、降車意思判定部1022、車速判定部1024、補助電源電圧判定部1026およびPシフト制御部1028は、いずれも演算処理部1004であるCPUが記憶部1008に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記録媒体に記録されて車両に搭載される。
記憶部1008には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部1004から読み出される。
ECB−ECU1300は、入力I/F1302と、演算処理部1304と、通信部1306と、記憶部1308と、出力I/F1310とを含む。
入力I/F1302は、車輪速センサからの車速信号とブレーキペダルストロークセンサ214からのストローク信号とを受信して、演算処理部1304に送信する。
演算処理部1304は、主電源失陥判定部1320と、車速判定部1322と、電圧判定部1324と、リレー制御部1326と、ブレーキ制御部1328とを含む。
主電源失陥判定部1320は、主電源200からECB−ECU1300に供給される電力に基づいて、主電源200が失陥状態であるか否かを判定する。「主電源200の失陥状態」とは、たとえば、バッテリ上がり、電源ラインの断線、あるいは発電装置が故障することによる充電不可等に起因して、電圧または電流が低下して、主電源200の電力を用いて、ECB−ECU1300、SBW−ECU100、SBWアクチュエータ1200およびECB1400が作動できない状態をいう。
主電源失陥判定部1320は、たとえば、主電源200からECB−ECU1300に供給される電力の電圧を検知する。主電源失陥判定部1320は、検知された電圧が予め定められた電圧Vmain(0)より低いと、主電源200が失陥状態であることを判定する。なお、主電源失陥判定部1320は、主電源200が失陥状態であることを判定すると、主電源失陥判定フラグをオンするようにしてもよい。
また、電源監視回路208において主電源200の電圧を検知している場合においては、主電源失陥判定部1320は、SBW−ECU1000から通信回線1012および通信部1306を経由して受信する主電源200の電圧に対応する検知信号に基づいて、主電源200が失陥状態であるか否かを判定するようにしてもよい。
車速判定部1322は、入力I/F1302を経由して受信する車速信号に基づいて、車速が予め定められた車速V(0)よりも小さいか否かを判定する。予め定められた車速V(0)は、車両が略停車状態である車速であれば特に限定されるものではない。なお、予め定められた車速V(0)は、予め定められた車速V(1)と同じ車速であってもよいし、異なる車速であってもよいものとする。
また、車速判定部1322は、たとえば、車速が予め定められた車速V(0)よりも小さいことを判定すると、停車判定フラグをオンする。なお、車速判定部1024においても車速判定が行なわれるため、車速判定は、車速判定部1322および車速判定部1024のいずれか行なわれればよく、たとえば、車速判定部1322において停車判定フラグがオンされた場合においては、車速判定部1024は、車速判定を省略して、停車判定フラグをオンするようにしてもよい。
電圧判定部1324は、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(0)より小さいか否かを判定する。予め定められた電圧Vecb(0)は、少なくともECB−ECU1300が作動可能な電圧の下限値よりも高い値である。電圧判定部1324は、たとえば、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(0)より小さいことを判定すると、電圧判定フラグをオンする。
リレー制御部1326は、主電源200が失陥状態であって、かつ、車速が予め定められた速度V(0)よりも小さいか、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(0)よりも小さいと、リレー回路206がオンされるようにリレー駆動指令信号を生成して、出力I/F1310を経由してリレー回路206に送信する。
たとえば、リレー制御部1326は、主電源失陥判定フラグ、停車判定フラグおよび電圧判定フラグがいずれもオンであると、リレー制御部1326はリレー駆動指令信号を生成する。
ブレーキ制御部1328は、入力I/F1302を経由して受信するストローク信号に基づいて、ブレーキコントロール信号を生成して、出力I/F1310を経由してECB1400に送信する。このとき、ブレーキ制御部1328は、ブレーキペダルのストローク量(操作量)に対応した制動力が発現するように、ブレーキコントロール信号を生成する。
なお、本実施の形態において、主電源失陥判定部1320、車速判定部1322、電圧判定部1324、リレー制御部1326およびブレーキ制御部1328は、いずれも演算処理部1304であるCPUが記憶部1308に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記録媒体に記録されて車両に搭載される。
また、本実施の形態に係る車両の制御装置は、SBW−ECU1000とECB−ECU1300とは、双方向通信が可能に接続された2つの電子制御ユニットから構成されるものとして説明したが、1つに統合した電子制御ユニットから構成されるものとしてもよい。本実施の形態においては、SBW−ECU1000とECB−ECU1300とが連携して、それぞれの記憶部1008,1308に記憶されたプログラムを実行する。
以下、図4を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるSBW−ECU1000およびECB−ECU1300で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECB−ECU1300は、主電源200が失陥状態であるか否かを判断する。主電源200が失陥状態であると(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、この処理は終了する。
S102にて、ECB−ECU1300は、車速が予め定められた車速V(0)よりも小さいか否かを判定する。車速が予め定められた車速V(0)よりも小さいと(S102にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでないと(S102にてNO)、処理はS104に移される。
S104にて、ECB−ECU1300は、主電源200およびECB用キャパシタ204からECB−ECU1300に供給される電力の電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(0)よりも小さいか否かを判定する。ECB−ECU1300に供給される電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(0)よりも小さいと(S104にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでないと(S104にてNO)、処理はS102に戻される。
S106にて、ECB−ECU1300は、リレー回路206をオンする(通電状態に切り換える)。S108にて、SBW−ECU1000は、Pスイッチ操作が入ったか否かを判定する。Pスイッチ操作が入ると(S108にてYES)、処理はS116に移される。もしそうでないと(S108にてNO)、処理はS110に移される。
S110にて、SBW−ECU1000は、運転者または同乗者に降車意思があるか否かを判定する。具体的には、SBW−ECU1000は、着座検知信号またはドア開閉信号に基づいて、着座していた運転者または同乗者が離席したことを検知すると、運転者または同乗者に降車意思があることを判定する。車両の運転者または同乗者に降車意思があると判定されると(S110にてYES)、処理はS116に移される。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS112に移される。
S112にて、SBW−ECU1000は、車速が予め定められた車速V(1)よりも小さいか否かを判定する。車速が予め定められた車速V1よりも小さいと(S112にてYES)、処理はS116に移される。もしそうでないと(S112にてNO)、処理はS114に移される。
S114にて、SBW−ECU1000は、SBW用補助電源202の電圧Vsbwが予め定められた電圧Vsbw(0)より小さいか否かを判定する。SBW用補助電源202の電圧Vsbwが予め定められた電圧Vsbw(0)より小さいと(S114にてYES)、処理はS116に移される。もしそうでないと(S114にてNO)、処理はS108に戻される。
S116にて、SBW−ECU1000は、Pシフト制御を実施する。すなわち、アクチュエータ42の作動によりディテントプレート100を回転させて、ころ112をPポジション位置124に移動させる。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置の動作について説明する。
主電源200が失陥状態でない場合(S100にてNO)、SBW−ECU1000およびECB−ECU1300は、主電源200から供給される電力を用いて作動する。すなわち、SBW−ECU1000は、運転者によるPスイッチ1100への操作に応じて主電源200から供給される電力を用いてSBWアクチュエータ1200を作動させる。また、ECB−ECU1300は、運転者によるブレーキペダルへの操作に応じて主電源200から供給される電力を用いてECB1400を作動させる。
主電源200が失陥状態になると(S100にてYES)、車速が検知される。このとき、ECB用キャパシタ204からECB−ECU1300に電力が供給される。検知された車速が予め定められた車速V(0)以上であると(S102にてNO)、ECB−ECU1300に供給される電圧Vecbが検知される。主電源200は失陥状態であるため、このとき、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbが検知される。検知された電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(0)以上であると(S104にてNO)、車速がV(0)より低下するまで待機する。
車速が予め定められた車速V(0)より小さいか(S102にてYES)、検知された電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(0)を下回ると(S104にてYES)、リレー回路206がオンされる(S106)。このとき、SBW用補助電源202からSBW−ECU1000に電力が供給されることとなる。
Pスイッチ1100が操作されず(S108にてNO)、運転者または同乗者の降車意思が検知されず(S110にてNO)、車速が予め定められた車速V(1)以上であって(S112にてNO)、さらに、SBW用補助電源202の電圧Vsbwが予め定められた電圧Vsbw(0)以上であると(S114にてNO)、いずれかの条件が成立するまで、待機する。
Pスイッチ1100が操作されるか(S108にてYES)、運転者または同乗者の降車意思が検知されるか(S110にてYES)、車速が予め定められた車速V(1)より低下するか(S112にてYES)、SBW用補助電源202の電圧Vsbwが予め定められた電圧Vsbw(0)よりも低下すると(S114)、P入りシフト制御が実行される。これにより、SBWアクチュエータ1200が作動して、シフトポジションがパーキングポジションに切り換えられる。具体的には、パーキングロックギヤ108の歯部間にパーキングロックポール106の突起部分が嵌合することにより、駆動輪の回転が制限される。これにより、車両は停車状態が維持される。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、主電源が失陥して、SBWアクチュエータが作動できない状態になっても、リレーを切り換えてSBW用補助電源から供給される電力を用いてSBWアクチュエータを作動させることにより、少なくともシフト機構を機能させることができる。そのため、主電源が失陥したときに、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動できない状態になることを回避することができる。すなわち、運転者の停車意思に応じて、車両の停車状態を維持させることができる。したがって、主電源が失陥しても、ブレーキ機構およびシフト機構のいずれもが作動不能に陥らない車両の制御装置を提供することができる。
また、主電源が失陥していないとき、あるいは、ECB用キャパシタの電力が消費されていないときには、ブレーキ機構により車両を停車状態にすることができるため、SBW用補助電源とSBW−ECUとを電力遮断状態にしても車両の停車状態を保持することができる。これにより、SBW用補助電源の電力が不必要に消費されることを抑制することができる。
なお、SBW−ECUは、車両が横方向あるいは旋回方向の移動量が予め定められた移動量を超えると、SBWアクチュエータの作動を禁止するようにしてもよい。たとえば、凍結路面等の摩擦係数の低い路面で横方向あるいは旋回方向に移動中に、SBWアクチュエータを作動させて、シフトポジションがパーキングポジションに切り換えられると、パーキングロック機構が作動して、車両がスリップする可能性がある。そこで、横方向あるいは旋回方向に移動していないことを条件として、SBWアクチュエータを作動させることにより、車両の凍結路面等におけるスリップを防止することができる。車両の横方向および旋回方向の移動量は、Gセンサおよびヨーレートセンサにより検知すればよい。
さらに、降車意思に対応する車両の状態(たとえば、運転者がシートから離席した状態および車両のドアが開いた状態)が検出されると、SBWアクチュエータを作動させることにより、シフトポジションがパーキングポジションに切り換えられて、走行中にパーキングロック機構が作動することを回避することができる。
さらに、降車意思の判定に代えてあるいは加えて、運転者の停車意思に対応する車両の状態(たとえば、パーキングポジションであって、ブレーキが作動した状態)が検出されると、SBWアクチュエータを作動させるようにしてもよい。このようにすると、走行中にパーキングロック機構が作動することを回避しつつ、停止時においては車両の停車状態を維持することができる。
SBW用補助電源から供給される電圧が予め定められた電圧Vsbw(0)よりも低下すると、SBW用補助電源の電力が消費している状態であることを判断する。そのため、速やかにSBWアクチュエータにより、パーキングロックギヤをパーキングロックポールによりロックさせて、車両の停車状態を維持することができる。
<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両は、上述の第1の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成と比較して、SBW用補助電源が設けられない点およびECB−ECUにおいて許可条件が成立すると、ECB用キャパシタからSBW−ECUに電力が供給される点が異なる。それ以外の構成は、上述の第1の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
本実施の形態の形態においては、特に、ECB−ECU1300が、予め定められた許可条件が成立すると、ECB用キャパシタ204の電力がSBW−ECU1000に供給されることを許可する点に特徴を有する。なお、本実施の形態においては、SBW用補助電源202が設けられないとして説明するが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、SBW用補助電源が設けられる場合において、SBW用補助電源の電圧が電力消費あるいはその他の失陥原因により低下して、SBW用補助電源の電力を用いてSBW−ECU1000およびSBWアクチュエータ1200を作動できない場合を想定してもよい。
本実施の形態において、「予め定められた許可条件」は、ECB用キャパシタ204の電圧Vecbが、予め定められた上限値Vecb(2)より低下しており、かつ、予め定められた下限値Vecb(3)以上であるという条件である。予め定められた上限値Vecb(2)は、ECB1400の作動限界となるECB用キャパシタ204の電圧値である。また、予め定められた下限値Vecb(3)は、ECB−ECU1300が駆動不可となる電圧値よりも高い電圧値である。
以下、図5を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるECB−ECU1300で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
S200にて、ECB−ECU1300は、主電源200が失陥状態であるか否かを判定する。主電源200が失陥状態であると(S200にてYES)、処理はS202に移される。もしそうでないと(S200にてNO)、この処理は終了する。
S202にて、ECB−ECU1300は、ECB用キャパシタ204の電圧が予め定められた電圧Vecb(2)より小さいか否かを判断する。ECB用キャパシタ204の電圧が予め定められた電圧Vecb(2)より小さいと(S202にてYES)、処理はS206に移される。もしそうでないと(S202にてNO)、処理はS204に移される。
S204にて、ECB−ECU1300は、ECB用キャパシタ204からSBW−ECU1000への電力供給を不許可とする。SBW−ECU1000は、ECB用キャパシタ204の電力を用いて作動することはできない。このとき、ECB用キャパシタ204の電力は、ECB1400の作動に用いられる。
S206にて、ECB−ECU1300は、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(3)よりも小さいか否かを判断する。ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(3)よりも小さいと(S206にてYES)、処理はS210に移される。もしそうでないと(S206にてNO)、処理はS208に移される。
S208にて、ECB−ECU1300は、ECB用キャパシタ204の電力がSBW−ECU1000に供給されることを許可する。このとき、SBW−ECU1000には、ECB用キャパシタ204から電力が供給されるため、たとえば、運転者によりPスイッチ1100が操作されると、SBW−ECU1000は、SBWアクチュエータ1200を作動させて、シフトポジションをパーキングポジションに切り換える。あるいは、SBW−ECU1000は、予め定められた車速より低下した略停車状態であることを判定すると(停車判定フラグがオンであると)、P入りシフト制御を実施するようにしてもよい。
S210にて、ECB−ECU1300は、SBW−ECU1000によるPレンジ入り駆動が不可であることを判断する。このとき、SBW−ECU1000は、ECB用キャパシタ204の電力を用いて作動することはできない。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるSBW−ECU1000およびECB−ECU1300の動作について図6を参照しつつ説明する。
時間T(0)までの間、主電源200が失陥状態ではないと(S200にてNO)、SBW−ECU1000およびECB−ECU1300は、主電源200から供給される電力を用いて作動する。すなわち、SBW−ECU1000は、Pスイッチ1100への操作に応じて主電源200から供給される電力を用いてSBWアクチュエータ1200を作動させる。また、ECB−ECU1300は、ブレーキペダルへの操作に応じて主電源200から供給される電力を用いてECB1400を作動させる。
時間T(0)において、主電源200が失陥状態になると(S200にてYES)、ECB用キャパシタ204からECB−ECU1300に電力が供給されることとなる。このとき、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbは、ECB−ECU1300の駆動により電力消費するため、時間とともに低下する。
時間T(0)〜時間T(1)までの間において、ECB用キャパシタ204から供給される電圧VecbがVecb(2)以上であるため(S202にてNO)、SBW−ECU1000にECB用キャパシタ204の電力が供給されることは許可されない(S204)。
時間T(1)〜時間T(3)までの間において、ECB用キャパシタ204から供給れる電圧Vecbは、Vecb(2)より小さく(S202にてYES)、Vecb(3)以上であるため(S206にてNO)、SBW−ECU1000にECB用キャパシタ204の電力が供給されることが許可される(S208)。
これにより、Pスイッチ1100が操作されると、ECB用キャパシタ204の電力によりSBWアクチュエータ1200が作動する。たとえば、時間T(2)において、SBWアクチュエータ1200が作動した場合、ECB用キャパシタ204の電力が、SBW−ECU1000において消費されるため、図6の破線に示すように、電圧Vecbの低下速度はさらに速くなる。
時間T(2)以降においては、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbは、ECB−ECUの駆動不可電圧以下となるため、車速判定ができない。そのため、ECB用キャパシタ204の電力は、SBW−ECU1000に供給されない(S210)。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、主電源の失陥後、ECB用キャパシタの電力がECBの作動可能な範囲においては、SBW−ECUへの電力供給を不許可とすることにより、ECBの作動に影響が与えることがない。そのため、ECBにより車両の停車状態を維持させることができる。また、ECBの作動限界を超えてECB用キャパシタの電力が低下する場合においては、SBW−ECUに電力を供給することにより、SBWアクチュエータを作動させて、シフト機構を機能させることができる。そのため、パーキングロック機構を作動させて、車両の停車状態を維持させることができる。
なお、SBW−ECUは、車両が横方向あるいは旋回方向の移動量が予め定められた移動量を超えると、SBWアクチュエータの作動を禁止するようにしてもよい。凍結路面等の摩擦係数の低い路面で横方向あるいは旋回方向に移動中に、SBWアクチュエータを作動させて、シフトポジションがパーキングポジションに切り換えられると、パーキングロック機構が作動して、車両がスリップする可能性がある。そこで、横方向あるいは旋回方向に移動していないことを条件として、SBWアクチュエータを作動させることにより、車両の凍結路面等におけるスリップを防止することができる。車両の横方向および旋回方向の移動量は、Gセンサおよびヨーレートセンサにより検知すればよい。
<第3の実施の形態>
以下、本発明の第3の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両は、上述の第2の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成と比較して、予め定められた許可条件が異なる。それ以外の構成は、上述の第2の実施の形態に係る車両の制御装置を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
本実施の形態において、「予め定められた許可条件」は、ECB用キャパシタ204の電圧Vecbが、予め定められた下限値Vecb(3)以上であるという条件、および、現時点以降に、ECB1400を作動させる必要がないことが予測されるという条件である。すなわち、本実施の形態においては、ECB用キャパシタ204から供給される電力がECB1400のアクチュエータを制御可能な電力であっても(ECB1400の作動可能な範囲であっても)、予め定められた許可条件が成立すると、ECB用キャパシタ204から供給される電力を用いてSBWアクチュエータ1200を作動させる点に特徴を有する。
「現時点以降に、ECB1400を作動させる必要がないことが予測されるという条件」は、主電源200の失陥後に、ECB1400により車両が停止した履歴があり、現在車両が停止状態であるという条件と、運転者がブレーキペダルを予め定められた時間以上踏み込んでいるという条件と、運転者が車両の停止保持の意思を示しているという条件とを含む。
ECB−ECU1300は、たとえば、停車判定フラグがオンであると、車両に停止履歴があることを判断する。また、ECB−ECU1300は、車輪速センサにより検知された車速信号に基づいて、現在車両が停止状態であるか否かを判断する。
さらに、ECB−ECU1300は、ブレーキペダルストロークセンサ214により検知されたストローク信号に基づいて、ブレーキペダルの操作量が予め定められた操作量以上の踏込み状態が予め定められた時間が経過するまで継続するか否かを判断する。
「運転者が車両の停止保持の意思を示しているという条件」は、パーキングポジションが選択されていること、EPBが作動していること、運転者がシートから離席していること、および、ブレーキペダルを強く踏み込んでいること、のうちのいずれかに該当することにより、成立する条件である。なお、ブレーキペダル強く踏み込んでるか否かは、ブレーキペダルの操作量に基づいて判断される。また、「運転者が車両の停止保持の意思を示ししているという条件」は、車両のドアが開いていることをさらに含むようにしてもよい。
以下、図7を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるECB−ECU1300で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
なお、図7に示したフローチャートの中で、前述の図5に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
S300にて、ECB−ECU1300は、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(3)よりも小さいか否かを判断する。ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbが予め定められた電圧Vecb(3)よりも小さいと(S300にてYES)、処理はS210に移される。もしそうでないと(S300にてNO)、処理はS302に移される。
S302にて、ECB−ECU1300は、許可条件が成立するか否かを判断する。許可条件については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
S304にて、ECB−ECU1300は、ECB用キャパシタ204の電力がSBW−ECU1000に供給されることを許可する。このとき、SBW−ECU1000には、ECB用キャパシタ204からECB−ECU1300を経由して電力が供給される。そのため、たとえば、運転者によりPスイッチ1100が操作されると、SBWアクチュエータ1200を作動させて、シフトポジションがパーキングポジションに切り換えられる。あるいは、SBW−ECU1000は、車速信号に基づいて、予め定められた車速以下の略停車状態であることを判定したときに、P入りシフト制御を実施するようにしてもよい。その後、処理はS300に戻される。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置のECB−ECU1300の動作について図8を参照しつつ説明する。
時間T(3)までの間、主電源200が失陥状態ではない場合(S200にてNO)、SBW−ECU1000およびECB−ECU1300は、主電源200から供給される電力を用いて作動する。すなわち、SBW−ECU1000は、Pスイッチ1100への操作に応じて主電源200から供給される電力を用いてSBWアクチュエータ1200を作動させる。また、ECB−ECU1300は、ブレーキペダルへの操作に応じて主電源200から供給される電力を用いてECB1400を作動させる。
時間T(3)において、失陥状態になると(S200にてYES)、ECB用キャパシタ204からECB−ECU1300に電力が供給されることとなる。このとき、ECB用キャパシタ204における電圧Vecbは、ECB−ECU1300が駆動するとともに低下し始める。
時間T(3)〜時間T(5)までの間において、ECB用キャパシタ204の電圧VecbがVecb(3)以上であるため(S300にてNO)、許可条件が成立するか否かの判断が実行される(S302)。
主電源200の失陥後に、ECBにより車両が停止した履歴があり、現在車両が停止している状態であって、運転者がブレーキペダルを予め定められた時間以上踏み込んでおり、運転者がシートを離席するなどして車両停止保持の意思を示しているときは許可条件が成立するため(S302にてYES)、SBW−ECU1000にECB用キャパシタ204の電力が供給されることが許可される。SBW−ECU1000は、ECB用キャパシタ204からの電力が供給されるため、時間T(4)以降においては、図8の破線に示すように、電圧Vecbの低下速度が速くなる。Pスイッチ1100が操作されると、ECB用キャパシタ204の電力によりSBWアクチュエータ1200が作動する。
時間T(5)以降においては、ECB用キャパシタ204から供給される電圧Vecbは、ECB−ECUの駆動不可電圧以下となるため、車速判定ができないため、SBW−ECU1000に電力は供給されない(S210)。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、ECB用キャパシタにおいてECBの制御可能な電圧であっても、現時点以降において、ECBを作動させる必要がないと予測されるという許可条件が成立すると、ECB用キャパシタからSBW−ECUに電力が供給されることにより、主電源の失陥後に、速やかにP入りシフト制御を実行することができるため、車両の停車状態を維持させることができる。
本実施の形態においては、許可条件の成立に応じて、ECB用キャパシタの電力をSBW−ECUに供給するようにしたが、特に、ECB用キャパシタに限定されるものではない。たとえば、車両には、ECB以外のシステムが搭載されるため、搭載されるシステムの補助電源を用いるようにすればよい。ECB以外のシステムとしては、たとえば、ステア・バイ・ワイア方式のステアリングシステム、エアバックあるいはアラーム等である。
また、SBW−ECUは、車両が横方向あるいは旋回方向の移動量が予め定められた移動量を超えると、SBWアクチュエータの作動を禁止するようにしてもよい。凍結路面等の摩擦係数の低い路面で横方向あるいは旋回方向に移動中に、SBWアクチュエータを作動させて、シフトポジションがパーキングポジションに切り換えられると、パーキングロック機構が作動して、車両がスリップする可能性がある。そこで、横方向あるいは旋回方向に移動していないことを条件として、SBWアクチュエータを作動させることにより、車両の凍結路面等におけるスリップを防止することができる。車両の横方向および旋回方向の移動量は、Gセンサおよびヨーレートセンサにより検知すればよい。
なお、本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態におけるSBW用補助電源が設けられないとして説明したが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、SBW用補助電源が設けられる場合において、SBW用補助電源の電圧が電力消費あるいはその他の失陥原因により低下して、SBW用補助電源の電力を用いてSBW−ECUおよびSBWアクチュエータを作動できない場合を想定してもよい。
このとき、SBW−ECUは、電源監視回路により検知されるSBW用補助電源および/またはECB用キャパシタから供給される電圧が予め定められた電圧よりも低下すると、P入りシフト制御を実行するようにしてもよい。このようにすると、主電源の失陥後であって、さらに、SBW用補助電源および/またはECB用キャパシタの電力が消費された状態になっても、速やかにP入りシフト制御が実施されて、車両の停車状態を維持させることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
第1の実施の形態に係る車両の制御装置が搭載された車両の構成を示す図である。 シフト機構の構成を示す図である。 第1の実施の形態に係る車両の制御装置であるSBW−ECUおよびECB−ECUの機能ブロック図である。 第1の実施の形態に係る車両の制御装置であるSBW−ECUおよびECB−ECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第2の実施の形態において、ECB−ECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第2の実施の形態におけるECB用キャパシタの電圧の変化を示すタイミングチャートである。 第3の実施の形態において、ECB−ECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第3の実施の形態におけるECB用キャパシタの電圧の変化を示すタイミングチャートである。
符号の説明
42 アクチュエータ、46 エンコーダ、100 ディテントプレート、102 マニュアルシャフト、104 ロッド、106 パーキングロックポール、108 パーキングロックギヤ、110 ディテントスプリング、112 ころ、120 非Pポジション位置、122 山、124 Pポジション位置、200 主電源、202 SBW用補助電源、204 ECB用キャパシタ、206 リレー回路、208 電源監視回路、210 ドア開閉センサ、212 着座検知センサ、214 ブレーキペダルストロークセンサ、480 シフト機構、1000 SBW−ECU、1002,1302 入力I/F、1004,1304 演算処理部、1006,1306 通信部、1008,1308 記憶部、1010,1310 出力I/F、1020 Pスイッチ操作判定部、1022 降車意思判定部、1024,1322 車速判定部、1026 補助電源電圧判定部、1028 Pシフト制御部、1200 SBWアクチュエータ、1300 ECB−ECU、1320 主電源失陥判定部、1324 電圧判定部、1326 リレー制御部、1328 ブレーキ制御部、1400 ECB、1500 EPB。

Claims (5)

  1. 第1のアクチュエータの作動により制動力を生じさせるブレーキ機構と、第2のアクチュエータの作動によりトランスミッションのシフトポジションを切り換えるシフト機構とが搭載された車両の制御装置であって、前記シフトポジションは、少なくともパーキングポジションを有し、前記シフトポジションが前記パーキングポジションに切り換わることにより、前記車両の駆動軸が機械的に固定され、
    前記ブレーキ機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、前記第1のアクチュエータに供給される電力を制御するとともに、前記シフト機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための制御手段と、
    前記制御手段および前記第1、第2のアクチュエータに電力を供給するための第1の電力供給手段と、
    前記第1のアクチュエータに電力を供給する第2の電力供給手段と、
    前記第2のアクチュエータに電力を供給する第3の電力供給手段と、
    前記第2の電力供給手段から供給される電圧を検知するための供給電圧検知手段とを含み、
    前記制御手段は、前記第1の電力供給手段から供給される電力を用いて前記第2のアクチュエータを作動できないという制御条件が成立すると、前記ブレーキ機構により前記車両を停車状態に維持可能な程度に前記第2の電力供給手段から電力が十分供給されるときには、前記ブレーキ機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて前記第2の電力供給手段から供給される電力で前記ブレーキ機構を作動させて前記車両の停車状態を維持し、かつ、前記第2の電力供給手段および前記第3の電力供給手段のうちのいずれかから前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御するためアクチュエータ制御手段を有し、
    前記アクチュエータ制御手段は、前記供給電圧検知手段によって検知された前記第2の電力供給手段から供給される電圧が前記ブレーキ機構の作動中に予め定められた電圧よりも低下したことに応じて、前記第3の電力供給手段により供給される電力を用いて、前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御して、前記シフトポジションが前記パーキングポジションに切り換わるように前記シフト機構を作動させて前記車両の停車状態を維持する、車両の制御装置。
  2. 前記制御装置は、前記第3の電力供給手段から供給される電圧を検知するための電圧検知手段をさらに含み、
    前記アクチュエータ制御手段は、前記第3の電力供給手段により供給される電圧が予め定められた電圧以下であるときに、前記シフトポジションが前記パーキングポジションに
    切り換わるように、前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御する、請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記アクチュエータ制御手段は、前記パーキングポジションへの変更操作が検出されたという条件、前記車両の乗員の降車意志が検出されたという条件および前記車両の速度が予め定められた速度よりも低下したという条件のうちの少なくともいずれか1つの条件が成立した場合に、前記第3の電力供給手段により供給される電圧に関わらず、前記第3の電力供給手段により供給される電力を用いて、前記シフトポジションが前記パーキングポジションに切り換わるように、前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御する、請求項1または2に記載の車両の制御装置。
  4. 第1のアクチュエータの作動により制動力を生じさせるブレーキ機構と、第2のアクチュエータの作動によりトランスミッションのシフトポジションを切り換えるシフト機構とが搭載された車両の制御装置であって、前記シフトポジションは、少なくともパーキングポジションを有し、前記シフトポジションが前記パーキングポジションに切り換わることにより、前記車両の駆動軸が機械的に固定され、
    前記ブレーキ機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、前記第1のアクチュエータに供給される電力を制御するとともに、前記シフト機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための制御手段と、
    前記制御手段および前記第1、第2のアクチュエータに電力を供給するための第1の電力供給手段と、
    前記第1のアクチュエータに電力を供給する第2の電力供給手段と、
    前記第2のアクチュエータに電力を供給する第3の電力供給手段と、
    前記第2の電力供給手段から供給される電圧を検知するための供給電圧検知手段とを含み、
    前記制御手段は、前記第1の電力供給手段から供給される電力を用いて前記第2のアクチュエータを作動できないという制御条件が成立すると、前記第2の電力供給手段から供給される電圧が予め定められた電圧以上のときには前記ブレーキ機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、前記第2の電力供給手段から供給される電力で前記ブレーキ機構を作動させて前記車両を停車状態に維持し、かつ、前記第2の電力供給手段および前記第3の電力供給手段のうちのいずれかから前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御するためアクチュエータ制御手段を有し、
    前記アクチュエータ制御手段は、前記供給電圧検知手段によって検知された前記第2の電力供給手段から供給される電圧が前記ブレーキ機構の作動中に前記予め定められた電圧よりも低下したことに応じて、前記第2の電力供給手段により供給される電力を用いて、前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御して、前記シフトポジションが前記パーキングポジションに切り換わるように前記シフト機構を作動させて前記車両の停車状態を維持する、車両の制御装置。
  5. 第1のアクチュエータの作動により制動力を生じさせるブレーキ機構と、第2のアクチュエータの作動によりトランスミッションのシフトポジションを切り換えるシフト機構とが搭載された車両の制御装置であって、前記シフトポジションは、少なくともパーキングポジションを有し、前記シフトポジションが前記パーキングポジションに切り換わることにより、前記車両の駆動軸が機械的に固定され、
    前記ブレーキ機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、前記第1のアクチュエータに供給される電力を制御するとともに、前記シフト機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御するための制御手段と、
    前記制御手段および前記第1、第2のアクチュエータに電力を供給するための第1の電力供給手段と、
    前記第1のアクチュエータに電力を供給する第2の電力供給手段と、
    前記第2のアクチュエータに電力を供給する第3の電力供給手段と、
    前記第2の電力供給手段から供給される電圧を検知するための供給電圧検知手段とを含み、
    前記制御手段は、前記第1の電力供給手段から供給される電力を用いて前記第2のアクチュエータを作動できないという制御条件が成立すると、前記第2の電力供給手段から供給される電力が前記第1のアクチュエータを制御可能な電力であるときには前記ブレーキ機構の操作部材の状態に対応した電気信号に基づいて、前記第2の電力供給手段から供給される電力で前記ブレーキ機構を作動させて前記車両の停車状態を維持し、前記第2の電力供給手段および前記第3の電力供給手段のうちのいずれかから前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御するためアクチュエータ制御手段を有し、
    前記アクチュエータ制御手段は、前記第2の電力供給手段から供給される電圧が前記ブレーキ機構の作動中に低下したときに、前記第2の電力供給手段から供給される電力が前記第1のアクチュエータを制御可能な電力であっても、前記第1のアクチュエータを作動させる必要がないと予測されるという予め定められた条件が成立すると、前記第2の電力供給手段および前記第3の電力供給手段のうちのいずれかから前記第2のアクチュエータに供給される電力を制御して、前記シフトポジションが前記パーキングポジションになるように前記シフト機構を作動させて前記車両の停車状態を維持する、車両の制御装置。
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