JP5332742B2 - パーキングロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、車両のパーキングロック機構に関する。

従来、パーキングロック機構として、特許文献１に記載の技術が知られている。この技術によれば、パーキングロックの解除時において左右一対の車輪にそれぞれ設けられたパーキングロック機構のうち、解除が早かった側、或いは遅かった側の車輪に対して液圧ブレーキを作動させることより、予期しない車両挙動を抑制している。

特許第３９５６９６２号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明にあっては、パーキングロックの解除時に液圧ブレーキを作動させる構成となっているため、この液圧ブレーキの作動を実現するための複雑な機械構造、油圧回路、及び制御が車輪毎に必要になり、製造・開発コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、予期しない車両挙動を安価に抑制できるパーキングロック機構を提供することを目的とする。

この発明では、複数のパーキングロック機構のうちの少なくとも１つのパーキングロック機構が解除できない場合には、フェイルと判定するフェイル判定手段と、フェイル判定手段によりフェイルと判定された場合には、解除可能な他のパーキングロック機構を締結状態とする再締結手段と、を備え、フェイル判定手段は、パーキングロック機構に解除指令がなされてから所定時間内に、パーキングロックギヤと噛合い部材との噛合い解除が検出されなかった場合に、フェイルと判定し、上記所定時間は路面勾配の条件を考慮して予め設定されている。

よって、複数のパーキングロック機構のうちの少なくとも１つのパーキングロック機構が解除できない場合には、解除可能な他のパーキングロック機構が再締結されるため、予期しない車両挙動を安価に抑制できる。

実施例１の電気自動車の全体構成図である。 実施例１のモータコントローラとＡＣＴコントローラのシステム構成図である。 実施例１の駆動モータ及びパーキングロック機構の断面図(断面線は省略)である。 図３のＡ３−Ａ３線における実施例１のパーキングロック機構の解除時を説明する図である。 実施例１のパーキングロック機構の締結時を説明する図である。 実施例１のパーキングロック機構の解除動作を説明するフローチャート図である。 実施例１の作用を説明する図であり、車両の停車状態を説明する図である。 実施例１の作用を説明する図であり、パーキングロック機構の再締結を説明する図である。 実施例２のパーキングロック機構の解除動作を説明するタイムチャート図である。 実施例３のパーキングロック機構の解除動作を説明するタイムチャート図である。 実施例４のパーキングロック機構の解除動作を説明するタイムチャート図である。 実施例５のパーキングロック機構の解除動作を説明するタイムチャート図である。 実施例７のパーキングロック機構の解除動作を説明するフローチャート図である。 実施例８のパーキングロック機構の解除動作を説明するタイムチャート図である。 実施例８の電気自動車の全体構成図である。 実施例８のパーキングロック機構のフェイル判定に用いる車輪の組み合わせを説明する図である。 実施例９のパーキングロック機構の解除動作を説明するタイムチャート図である。 実施例１０のパーキングロック機構の解除動作を説明するフローチャート図である。 実施例１０の作用を説明する図であり、パーキングロック機構の再締結を説明する図である。 実施例１１のパーキングロック機構の解除動作を説明するタイムチャート図である。

以下、実施例１を説明する。先ず、全体構成を説明する。図１に示すように、実施例１の車両のパーキングロック機構が採用された電気自動車１は、車輪２と、駆動モータ３と、バッテリ４と、モータコントローラ５と、パーキングロック機構６と、パーキングロックアクチュエータ１１と、ＡＣＴコントローラ７等が備えられている。

車輪２は、車両前方側の左右の前輪８と、車両後方側の左右の後輪９で構成されている。前輪８は、操舵機構ＳＬを介したステアリングホイールＳＷによって操舵可能に構成されている。左右の後輪９には、それぞれ駆動モータ３が設置されると共に、これら各駆動モータ３にはバッテリ４に充電された電力がインバータ４ａを介して供給される。即ち、左右の後輪９は独立して回転駆動可能に構成されている。バッテリ４は、公知の電気自動車と同様に、繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池が採用されている。また、通常、バッテリ４は複数のバッテリモジュールで構成され、各モジュールは接続配線で互いに電気的に直列または並列に接続されている。

次に、モータコントローラ５について説明する。図２に示すように、モータコントローラ５は、ＣＰＵ５ａ、ＲＯＭ５ｂ、ＲＡＭ５ｃ、及びＩ／Ｏインタフェース５ｄ等が備えられている。また、モータコントローラ５には、車速センサ、アクセルペダルセンサ、フットブレーキペダルセンサ、ポジションセンサ、加速度センサ、舵角センサ、及び傾斜角センサ等の車両の運転状態を検出する各種センサ５ｅの出力が入力される。なお、車速センサでは車速度が検出される。アクセルペダルセンサではアクセルペダルの踏み込み量が検出される。フットブレーキペダルセンサではフットブレーキの踏み込み量が検出される。ポジションセンサではセレクトレバーのポジションが検出される。加速度センサでは車両の加速度が検出される。舵角センサでは前輪８の操舵角度が検出される。傾斜角センサでは車両の傾斜角度が検出される。そして、モータコントローラ５は、これらの各種センサ５ｅの出力に基づき、ＲＯＭ５ｂに書き込まれた制御プログラムをＣＰＵ５ａで実行することにより、各インバータ４ａからそれぞれ対応する駆動モータ３に出力される交流電圧値を制御し、各駆動モータ３からそれぞれ対応する後輪９に伝達される駆動力を調整する。

次に、駆動モータ３について説明する。なお、駆動モータ３は左右の後輪９に左右対称に構成されているため、左右の後輪９の駆動モータ３には同じ符号を付して説明する。図３に示すように、駆動モータ３はステータ３１と、ロータ３２と、ロータ軸３３等が備えられている。ステータ３１は、円筒状のケース３４の内側に収容されている。このステータ３１の内側には、ロータ３２が回転自在に配置されている。ロータ３２には、その軸心を通るように、ロータ軸３３が挿通されている。このロータ軸３３の一端は、ケース３４に設けられた軸受け部３５によって支持されている。また、ロータ軸３３の他端は、ケース３４に配置された減速装置３６に支持されている。減速装置３６はプラネタリギヤ等から構成されており、減速装置３６の出力軸３７が後輪９と連結されている。また、駆動モータ３のロータ軸３３には、パーキングロック機構６と、回転検出器３８が設置されている。

次に、パーキングロック機構６について説明する。図４に示すように、パーキングロック機構６は、パーキングロックギヤ６１、パーキングポール６２、及びパーキングロッド６３等が備えられている。パーキングロックギヤ６１は、歯車形状であって、駆動モータ３のロータ軸３３に対して同心に配置されている。このパーキングロックギヤ６１の歯６１ａ同士間に形成される歯溝６１ｂは、パーキングポール６２の凸部６２ａが噛み合うように構成されている。パーキングポール６２は、その先端に歯溝６１ｂと噛合する凸部６２ａが形成されている。また、パーキングポール６２の後端は、ポールシャフト６４を介して駆動モータ３のケース３４に回転自在に支持されている。このポールシャフト６４には、パーキングロックギヤ６１の歯溝６１ｂとパーキングポール６２の凸部６２ａとの噛合が解除される方向にバネ荷重が作用するようにトーションスプリング６５が設けられている。さらに、図示を簡略化するが、パーキングポール６２には凸部６２ａと歯溝６１ｂとの噛合が解除されたことを検出可能なパーキングロック位置センサ６４ａが設けられている。なお、パーキングロック位置センサ６４ａの構成は適宜設定できるが、例えば、パーキングポール６２とポールシャフト６４の相対回転位置を測定して凸部６２ａと歯溝６１ｂの噛合を検出する。或いは、凸部６２ａと歯溝６１ｂとの噛合が解除される際にパーキングポール６２に直接当接して押下されるスイッチ等を設けても良い。さらに、パーキングロックギヤ６１には凸部６２ａと歯溝６１ｂとの噛み合いが外れるときのこもりトルクを検出するトルクセンサ６４ｂが設けられている。パーキングロッド６３には、先端側ロッド６３ａ、基端側ロッド６３ｂ、カム６３ｃ、及びコイルスプリング６３ｄが備えられている。先端側ロッド６３ａは、基端側ロッド６３ｂよりも大径となっている。先端側ロッド６３ａは、駆動モータ３のケース３４に固定されたサポート１０に対して摺動自在に支持されている。なお、サポート１０の横断面形状は先端側ロッド６３ａの下半分外周を囲繞するように略凹部型断面に形成されている。一方、基端側ロッド６３ｂには、パーキングポール６２を駆動するためのカム６３ｃが配置されている。カム６３ｃは、基端側ロッド６３ｂに摺動自在に設けられており、後方からコイルスプリング６３ｄのバネ荷重を受けて、先端側ロッド６３ａと基端側ロッド６３ｂとの間に形成される段差６３ｅに当接されている。また、基端側ロッド６３ｂは、その基端端においてパーキングロックアクチュエータ１１に連結されている。パーキングロックアクチュエータ１１は、油圧式または油圧式等のアクチュエータであって、パーキングロッド６３をパーキングポール６２と近接・離間する方向（図４中矢印方向）に移動可能に設けられている。パーキングロックアクチュエータ１１の作動はＡＣＴコントローラ７により制御される。

次に、ＡＣＴコントローラ７について説明する。図２に示すように、ＡＣＴコントローラ７は、ＣＰＵ７ａ、ＲＯＭ７ｂ、ＲＡＭ７ｃ、及びＩ／Ｏインタフェース７ｄ等が備えられている。また、ＡＣＴコントローラ７は、モータコントローラ５と電気的に接続され、各種センサ５ｅの出力が入力される。さらに、ＡＣＴコントローラ７には、パーキングロック位置センサ６４ａ、トルクセンサ６４ｂ、及び図示しないインヒビターＳＷ等からの各種センサ７ｅの出力が入力される。そして、ＡＣＴコントローラ７は、これら各種センサ5e,7eの出力に基づき、ＲＯＭ７ｂに書き込まれたパーキングロック締結・解除制御プログラムをＣＰＵ７ａで実行することで、パーキングロックアクチュエータ１１の作動を制御する。また、この際、ＡＣＴコントローラ７は、フェイル判定部７ｆ、再締結部７ｇ、パーキングロック位置判定部７ｈとして機能を有する。さらに、ＡＣＴコントローラ７にはフラグＦＬＧ１が備えられている。フラグＦＬＧ１は、例えばパーキングロック機構６が正常で、且つ、フットブレーキペダルが踏まれている等、パーキングロック機構６の解除の実行を許可する場合にＯＮとなり、パーキングロック機構６に異常が発生し、且つ、フットブレーキペダルが踏まれていない等、パーキングロック機構６の解除の実行を禁止する場合にＯＦＦとなるものである。

その他、図３に示した回転検出器３８は、パーキングロック機構６のパーキングロックギヤ６１の回転角度を検出するものである。そのため、回転検出器３８の回転検出ロータ３８ａは、パーキングロックギヤ６１に対して位置決めされてロータ軸３３に設けられる。そして、回転検出器３８によって検出されたパーキングロックギヤ６１の回転角度は、各種センサ５ｅの１つとしてＡＣＴコントローラ７に出力される。

次に、実施例１の作用を説明する。
［パーキングロック機構の締結動作について］
次に、パーキングロック機構６の締結動作について説明する。ドライバによりセレクトレバーがＰレンジにセレクト操作されると、ポジションセンサからＰレンジに対応する出力がＡＣＴコントローラ７に出力される。これに対し、ＡＣＴコントローラ７は、左右のパーキングロック機構６に締結の指令信号を出力する。これにより、パーキングロックアクチュエータ１１が作動してパーキングロッド６３をパーキングポール６２側（前進側）へ移動させる。そうすると、カム６３ｃがサポート１０に乗り上げて、パーキングポール６２の先端を下側から上側に向けて押し上げると同時に、パーキングポール６２がポールシャフト６４を中心に回転する。そして、図５に示すように、パーキングポール６２の凸部６２ａが、歯溝６１ｂの歯底面に当接する場合には、凸部６２ａが歯溝６１ｂに噛合するので、パーキングロック機構６が締結状態となる。この結果、駆動モータ３のロータ軸３３の回転、即ち、後輪９の回転が規制され、車両の停止状態が維持される。また、凸部６２ａが歯先面６１ｃに当接する場合には、カム６３ｃがコイルスプリング６３ｄのバネ荷重に抗して基端側ロッド６３ｂを後退側に向けて摺動し、パーキングロッド６３のストロークに対する逃げを確保する。これにより、パーキングポール６２の凸部６２ａが歯先面６１ｃに無理に押し付けられることがなくなり、パーキングロック機構６の故障が防止される。即ち、凸部６２ａが歯先面６１ｃに当接する場合は、パーキングロックギヤ６１が僅かに回転して凸部６２ａと歯溝６１ｂが噛合することで、パーキングロック機構６が締結状態となる。この結果、駆動モータ３のロータ軸３３の回転、即ち、後輪９の回転が規制され、車両の停止状態が維持される。車両がある程度の速度以上で走行しておりパーキングロックギヤが高速回転している場合も、カム６３ｃがコイルスプリング６３ｄのバネ荷重に抗して基端側ロッド６３ｂを後方側に向けて摺動するので、パーキングロック機構６の故障が防止される。

［パーキングロック機構の解除動作について］
次に、パーキングロック機構６の解除動作について説明する。ドライバによりセレクトレバーがＰレンジから他のレンジにセレクト操作されると、ポジションセンサからＰレンジ以外に対応する出力がＡＣＴコントローラ７に出力される。これに対し、ＡＣＴコントローラ７は、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力する。これにより、パーキングロックアクチュエータ１１は、図５で説明したパーキングロック機構６の締結状態からパーキングロッド６３を元位置に復帰させて凸部６２ａと歯溝６１ｂの噛合を解除することにより、図４で説明したパーキングロック機構６を解除状態に移行させる。この結果、後輪９の回転が解除され、車両が移動可能となる。なお、パーキングロック機構６が締結状態から解除状態へ移行したかどうかは、その旨がパーキングロック位置センサ６４ａを介してＡＣＴコントローラ７に出力され、パーキングロック位置判定部７ｈで判定される。

このように、実施例１の電気自動車１では、左右の後輪９にそれぞれパーキングロック機構６が設置され、各パーキングロック機構６は機械的に共用する部分がなく、独立して構成されている。ここで、左右のパーキングロック機構６の解除時において、何らかの不具合により左右のパーキングロック機構６を同時に解除できない虞があり、この場合、片方の後輪９が僅かに回転してしまう等の十分なパーキング効果を得られない虞がある。そこで、実施例１では、ＡＣＴコントローラ７がパーキングロック機構６の解除制御を図６に示すフローチャートに基づいて行うようになっている。

［パーキングロック機構の解除制御について］
図６に示すように、先ず、ステップＳ１では、ＡＣＴコントローラ７が、Ｐレンジから他のレンジへのセレクト操作が行われたかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２に移行し、ＮＯの場合には処理を終了する。ステップＳ２では、ＡＣＴコントローラ７が、ＦＬＧ１がＯＮかどうかを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ３に移行し、ＮＯの場合には処理を終了する。ステップＳ３では、ＡＣＴコントローラ７が、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力してステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）が、左右のパーキングロック機構６が締結状態から解除状態に移行できたかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には処理を終了し、ＮＯの場合にはステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）が、右のパーキングロック機構６が解除されているかどうかを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ６に移行し、ＮＯの場合にはステップＳ７に移行する。ステップＳ６では、ＡＣＴコントローラ７（再締結部７ｇ）が、右のパーキングロック機構６を締結状態にして再締結した後、処理を終了する。ステップＳ７では、ＡＣＴコントローラ７（再締結部７ｇ）が、左のパーキングロック機構を締結状態にして再締結した後、処理を終了する。

［予期しない車両の挙動防止について］
ここで、例えば、図７に示すような傾斜勾配の大きい（例えば傾斜勾配率３０％等）の坂道や低μ路において停車中の電気自動車１が発進を行う場合を想定する。この際、図８（ａ）に示すように、Ｐレンジにセレクト操作されて停車中であるため、左右のパーキングロック機構６は締結（ロック）状態となっている。この状態からドライバによりフットブレーキが踏まれてＰレンジからＤレンジへのセレクト操作が行われると、ＡＣＴコントローラ７は、ＦＬＧ１がＯＮかどうかを判定した後、パーキングロック機構６に異常が無い場合には、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力する（図６のステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３）。これにより左右のパーキングロック機構６が締結状態から解除状態に移行しようとする。しかしながら、この際、図８（ｂ）に示すように、左右一方のパーキングロック機構６（図８中では右のパーキングロック機構６）のみが何らかの不具合により締結状態から解除状態へ移行できない場合には、予期しない車両挙動が発生する虞がある。そこで、実施例１では、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力した後に、左右のパーキングロック機構６が同時に解除されているかどうかを判定するようにしている（図６のステップＳ４）。そして、右のパーキングロック機構６が解除されず、左のパーキングロック機構６のみが解除された場合には、フェイルと判定して左のパーキングロック機構６が再締結される（ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ７）。これにより、図８（ｃ）に示すように、左右のパーキングロック機構６が再び締結状態となるため、停車状態を維持でき、予期しない車両挙動が発生を防止できる。同様に、左のパーキングロック機構６を解除できず、右のパーキングロック機構６のみが解除された場合には、フェイルと判定して右のパーキングロック機構６が再締結される（ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６）。これにより、左右のパーキングロック機構６が共に締結状態となるため、停車状態を維持でき、予期しない車両挙動の発生を防止できる。

このように、実施例１では、一方のパーキングロック機構６が何らかの不具合によりパーキングロック締結状態から解除状態に移行できない場合には、フェイルと判定して他方のパーキングロック機構６を再締結することで、一方のパーキングロック機構６のみが解除された場合における予期しない車両挙動を抑制できる。また、路面が坂道や低μ路の場合には、車両挙動が特に大きくなり易いため、大きな効果を得ることができる。なお、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力した後に、左右のパーキングロック機構６が正常に解除された場合には処理を終了するため、その後、ドライバはフットブレーキを離してアクセルを踏むことにより発進できる。さらに、実施例１では、ＦＬＧ１のＯＮ・ＯＦＦ状態の判定（図６のステップＳ２）によりフットブレーキが踏まれているかどうか、及びパーキングロック機構６の正常・異常を判定することで、より安全なパーキングロック機構６の解除を実現できる。フットブレーキは、Ｐレンジから他のレンジへセレクト操作する間にドライバによって解除される虞もあり、予期しない車両挙動を確実に抑制できるとは限らないからである。

［製造・開発コストについて］
実施例１の車両のパーキングロック機構では、車両挙動を抑制するために液圧ブレーキを用いないため、従来の発明に比べて、複雑な機械構造、油圧回路、及び制御を追加する必要がなく、製造・開発コストを低く抑えることができる。また、パーキングロック機構６が解除できたかどうかを判定して、フェイルと判断した場合には、解除可能な他のパーキングロック機構６を再締結するという簡単な制御でもって、車両挙動を抑制できる。

以上説明したように、実施例１にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（１）複数のパーキングロック機構６と、複数のパーキングロック機構６のうちの少なくとも１つのパーキングロック機構６が解除できない場合には、フェイルと判定するフェイル判定手段（フェイル判定部７ｆ）と、フェイル判定手段（フェイル判定部７ｆ）によりフェイルと判断した場合には、解除可能な他のパーキングロック機構６を締結状態とする再締結手段（再締結部７ｇ）と、を備えることとした。これにより、予期しない車両挙動を安価に抑制できる。

次に、実施例２を説明する。実施例２において、実施例１と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例２の発明では、ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）がパーキングロック機構６に解除指令がなされてからパーキングロック機構６が所定時間内に締結状態から解除状態へ移行できなかった場合にフェイルと判定するようにしている。

例えば、図９に示すように、ＡＣＴコントローラ７により左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号が出力された時点をｔ１、左右のパーキングロック機構６が締結状態から解除状態に移行を開始した時点をｔ２、ｔ１から所定時間経過後の時点をｔ３とした場合、一方のパーキングロック機構６（図９の左輪に相当）が時点ｔ３を超えて解除された、或いは解除されなかった場合にはフェイルと判定される。このように、左右のパーキングロック機構６が解除するまでの時間に上限を定めることで予期しない車両挙動を許容範囲内に抑制できる。なお、所定時間は路面の勾配等の最悪条件を考慮して事前実験等により適宜設定できるが、例えば１ｓ前後の値が設定される。

以上説明したように、実施例２にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（２）フェイル判定手段（フェイル判定部７ｆ）は、パーキングロック機構６に解除指令がなされてから所定時間（時点ｔ３）内に締結状態から解除状態へ移行できなかった場合にフェイルと判定することとした。これにより、パーキングロック機構６の解除に要する時間に上限を定めることで予期しない車両挙動を許容範囲内に抑制できる。

次に、実施例３を説明する。実施例３において、実施例１または２と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例３の発明では、ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、左右のパーキングロック機構６のうち、解除に要する時間の推定値が最も長いものを実施例２で説明した所定時間、即ちフェイル判定時間としている。具体的には、ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力する前に、車両状況（例えばパーキングロックギヤ６１へのこもりトルク等）から左右のパーキングロック機構６が解除できるまでの時間をそれぞれ推定し、これらの時間のうちの長いものを所定時間、即ちフェイル判定時間（時点ｔ３）として設定する。

例えば、図１０に示すように、右のパーキングロック機構６が解除できるまでに要する推定時間を５００ｍｓ、左のパーキングロック機構６が解除できるまでに要する推定時間を７００ｍｓであると推定された場合には、フェイル判定時間（時点ｔ３）を７００ｍｓに設定する。これにより実施例２で設定された所定時間を待たずにフェイル判定をでき、フェイル判定までの時間を短縮できる。

以上説明したように、実施例３にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（３）フェイル判定手段（フェイル判定部７ｆ）は、左右のパーキングロック機構６のうち、解除に要する時間の推定値が最も長いものを所定時間（時点ｔ３）とすることとした。これにより、車両状況に応じてフェイル判定を行えるため、フェイル判定までの時間を短縮できる。

次に、実施例４を説明する。実施例４において、実施例１〜３と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例４の発明では、ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、パーキングロック機構６が所定時間範囲で締結状態から解除状態へ移動できなかった場合にフェイルと判断するようにしている。

例えば、図１１に示すように、所定時間範囲Ｌ１を５００ｍｓ〜１ｓの間に設定すると、一方のパーキングロック機構６（図１１の左輪に相当）の解除が５００ｍｓ以下であればセンサ系の故障の虞があるとしてフェイルと判定する。また、他方のパーキングロック機構６（図１１の右輪に相当）の解除が１ｓ以上であればアクチュエータ系やセンサ系の故障の虞があるとしてフェイルと判定する。即ち、左右のパーキングロック機構６が５００ｍｓ〜１ｓの間で解除された場合にのみ正常と判定する。なお、所定時間範囲は左右のパーキングロック機構６において解除タイミングにばらつきが生じても、車両挙動が許容できる時間範囲、また、ドライバのＰレンジ解除操作から実際に解除されるまでの時間に大きな差異を生じさせない時間範囲となるように予め設定する。或いは、実施例２で説明した予め定められた所定時間、または実施例３で説明した推定時間（時点ｔ３）からの前後所定範囲に設定しても良い。このように、左右のパーキングロック機構６が所定時間以下で解除された場合はフェイル、所定時間以上で解除された場合もフェイルと判定する。所定時間範囲を定めることで、ドライバのＰレンジ解除操作から実際に解除されるまでの時間に大きな差異を与えることがなく、また、左右のパーキングロック機構６に解除タイミングの差が大きくなりすぎないようにフェイル判定することで、違和感無く、予期しない車両挙動を抑制できる。

以上説明したように、実施例４にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（４）ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、所定時間範囲Ｌ１で締結状態から解除状態へ移動できなかった場合にフェイルと判断することとした。これにより、ドライバのＰレンジ解除操作から実際に解除されるまでの時間に大きな差異を与えることがなく、また、左右のパーキングロック機構６に解除タイミングの差が大きくなりすぎないようにフェイル判定することで、違和感無く、予期しない車両挙動を抑制できる。

以下、実施例５を説明する。実施例５において、実施例１〜４と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例５の発明では、ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、所定のパーキングロック機構６が解除された時間から所定時間以上経っても他のパーキングロック機構６が解除されない場合にフェイルと判断するようにしている。

例えば、図１２に示すように、一方のパーキングロック機構６（図１２の左輪に相当）が解除された時点ｔ４から他方のパーキングロック機構６（図１２の右輪に相当）が許容ずれ時間Ｌ２（例えば１００ｍｓ）を超えても解除されないときにフェイルと判定する。ただし、最初に解除された一方のパーキングロック機構６（図１２の左輪に相当）が実施例４で説明した所定時間範囲内で解除されない場合にはフェイルと判定する。

以上説明したように、実施例５にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（５）ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、所定のパーキングロック機構６が解除された時間から所定時間Ｌ２以上経っても他のパーキングロック機構６が解除されない場合にフェイルと判断することとした。これにより、最初に解除された時間からフェイル判定までの時間が大きくなりすぎないようにフェイル判定することで予期しない車両挙動を抑制できる。

次に、実施例６を説明する。実施例６において、実施例１〜５と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例６の発明では、ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、パーキングロック機構６へのこもりトルクの大きさに応じて実施例２〜５で設定される所定時間、所定時間範囲を決めるようにしている。具体的には、ロータ軸３３に掛かるトルク反力を測定可能な歪ゲージ等のトルクセンサ６４ｂにより検知される圧力、歪と、パーキングロック機構６の解除に要する時間との関係を実験等により予め導くことで、パーキングロックギヤ６１のこもりトルクを推定する。これにより、精度の高いこもりトルクを推定でき、より正確なフェイル判定ができる。即ち、パーキングロック機構６の解除に要する時間の推定に最も影響を与えるパーキングロックギヤ６１のこもりトルクによって与えられる変位、応力量の計測値からパーキングロック機構６の解除に必要な時間を推定してフェイル判定をするので、より正確なフェイル判定ができる。なお、トルクセンサ６４ｂは、パーキングポール６２やサポート１０に歪ゲージ等のセンサを設けても良い。この場合、広いスペースにセンサを設置できることから計測を容易に行うことができる。また、パーキングロック機構６の解除時のパーキングポール６２の動作をトーションスプリング６５の代わりに専用のアクチュエータで行うこととし、このアクチュエータに掛かるトルク反力によりこもりトルクを推定するようにしても良い。

以上説明したように、実施例６にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（６）ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、パーキングロック機構６へのこもりトルクの大きさに応じて所定時間（所定時間範囲共）を決めることとした。これにより、より正確なフェイル判定ができる。

（７）ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、パーキングロック機構６の締結時のパーキングロックギヤ６１の反力の大きさに応じて所定時間（所定時間範囲共）を決めることとした。これにより、パーキングロックギヤ６１に掛かっているトルクを推定できるので、精度の高いこもりトルク推定ができる。

（８）ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、パーキングロック機構６の締結時のパーキングポール６２またはサポート１０の歪み量に応じて所定時間（所定時間範囲共）を決めることとした。これにより、広いスペースにこれらのセンサを設置できることから計測を容易にできる。

次に、実施例７を説明する。実施例７において、実施例１〜６と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例７の発明では、実施例６において推定された時間が予めまたは他の方法により設定された所定時間よりも長い場合にフェイルと判断するようにしている。

具体的には、図１３に示すように、先ず、ステップＳ１では、ＡＣＴコントローラ７が、Ｐレンジから他のレンジへのセレクト操作が行われたかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２に移行し、ＮＯの場合には処理を終了する。ステップＳ２では、ＡＣＴコントローラ７が、ＦＬＧ１がＯＮかどうかを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ３１に移行し、ＮＯの場合には処理を終了する。ステップＳ３１では、ＡＣＴコントローラ７が、実施例６で説明したパーキングロック機構６が解除に要する時間を推定してステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、ステップＳ３１で推定された時間が予め定められた所定時間、或いは車両の傾斜度等に応じて定められた所定時間以下であるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ３３に移行し、ＮＯの場合には処理を終了する。ステップＳ３３では左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力して処理を終了する。従って、パーキングロック機構６に解除の指令信号を出力する前にフェイル判定をすることができ、車両挙動を抑制できる。

以上説明したように、実施例７にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（９）ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、決められた所定時間が、予めまたは他の方法により設定された所定時間よりも長い場合にフェイルと判断することとした。これにより、パーキングロック機構６を作動させる前に予め定めた所定時間、または車両の傾斜等に応じて定められた時間でパーキングロック機構６の解除開始前にフェイル判定することで、車両挙動の変化を抑制できる。

次に、実施例８を説明する。実施例８において、実施例１〜７と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例８の発明では、ＡＣＴコントローラ７は、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力した後、左右の後輪９の回転位置または回転角度を検出し、これらの回転位置または回転角度の間に所定値以上の差が発生した場合には、フェイルと判断するようにしている。具体的には、ＡＣＴコントローラ７が左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力した後、左右の後輪９の回転位置または回転角度から移動量を測定する。なお、左右の後輪９の移動量は回転検出ロータ３８ａを介して回転検出器３８で検出する。或いは、ＡＢＳ等の車速センサを用いることもできる。そして、左右の後輪９のうち、移動量が大きい後輪９（図１４（ａ）の左輪に相当）の回転角度がａ１、移動量が最も小さい後輪９（図１４（ｂ）の右輪９に相当）の回転角度がｂ１であるときに、これら両者の差（絶対値、|ａ１−ｂ１|）が所定値以上であるかどうかを判定し、所定値以上の場合にはフェイルと判定し、所定値よりも小さい場合には正常と判断する。このように、実際の後輪９の移動量から車両挙動を推定することにより予期しない車両挙動を抑制できる。

或いは、図１５に示すように、左右の後輪９と左右の前輪８にパーキングロック機構６（インバータ４ａ、駆動モータ３共）をそれぞれ設置し、全ての車輪２が独立して駆動可能で、且つ、パーキングロック機構６による締結・解除ができるように構成する。なお、図１５において操舵機構ＳＬとステアリングＳＷは図示の都合により省略する。そして、前述と同様に各車輪２のうちの最も車輪の回転位置または回転角度の差が大きくなる車輪２の組み合わせでフェイルかどうかを判定するようにしている。即ち、図１６（ａ）〜（ｆ）に示すように、６通りの前後左右の車輪２（ハッチングで図示）の組み合わせでフェイル判定を行う。或いは、６通りのうちのいずれかの組み合わせを選択してフェイル判定を行う。従って、各車輪２の回転位置または回転角度は、車両の傾斜角度、傾斜路に対する車両の角度（重心位置）、路面状況（水溜まりや凍結路等の低μ路）等に応じて微妙に異なる場合もあるため、左右の後輪９のみでフェイル判定する場合に比べてより詳細な判定が可能となる。なお、各車輪２下の路面状況が異なることに起因して、図１６（ｃ）、（ｄ）に示すように、左右同じ側の車輪２同士で上記差が発生する可能性がある。また、図１６（ｅ）、（ｆ）に示すように、車両が回動するような挙動（図１６（ｅ）、（ｆ）の矢印で図示）に対しては、左右の後輪９の組み合わせよりも対角上に配置された車輪２の組み合わせの方が上記差がより大きくなる場合があるため、特に有効となる。

以上説明したように、実施例８にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（１０）ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、車両の左右の後輪９の回転位置または回転角度を検出し、左右の後輪９の回転位置または回転角度の間に所定値以上の差が発生した場合には、フェイルと判断することとした。これにより、実際の左右の後輪９の移動量から車両挙動を推定することにより、予期しない車両挙動を抑制できる。

（１１）ＡＣＴコントローラ７（フェイル判定部７ｆ）は、左右の後輪９ののうちの最も車輪２の回転位置または回転角度の差が大きくなる車輪の組み合わせでフェイルかどうかを判断することとした。これにより、左右の後輪９の移動量の最大と最小の値の差からフェイル判定することで、予期しない車両挙動を最小限に抑制できる。

次に、実施例９を説明する。実施例９において、実施例１〜８と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例９の発明では、ＡＣＴコントローラ７は、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力した後、左右のパーキングロック機構６が締結状態から解除状態へ移行中において、一方のパーキングロック機構６がパーキングロックアクチュエータ１１や各種センサ系等の故障により所定時間に解除できないと検出或いは推定された場合、フェイルと判定し、解除状態へ移行中の他方のパーキングロック機構６の解除を中断して再締結するようにしている。

例えば、図１７に示すように、ＡＣＴコントローラ７は、左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力した後、一方のパーキングロック機構６（図１７の右輪に相当）が所定時間に解除できないと検出或いは推定された場合には、フェイルと判定し、解除状態へ移行中の他方のパーキングロック機構６（図１７の右輪に相当）の解除を中断して再締結する。このように、パーキングロック機構６の解除前にフェイルと判定された場合に、正常な車輪のパーキングロック機構６の解除動作を解除前に中断することで、車両挙動を抑制できる。

以上説明したように、実施例９にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（１２）再締結手段（再締結部７ｇ）は、パーキングロック機構６に解除指令がなされてからパーキングロック機構６が解除される前に、フェイル判定手段（フェイル判定部７ｆ）によりパーキングロック機構６が解除できないと判断された場合には、解除可能なパーキングロック機構６の解除動作を中断して、締結動作を行うこととした。これにより、パーキングロック機構６の解除完了前にフェイル判定を行うことで、車両挙動の変化を抑制できる。

次に、実施例１０を説明する。実施例１０において、実施例１〜９と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例１０の発明では、実施例８の図１５で説明した場合と同様に、左右の後輪９と左右の前輪８にパーキングロック機構６（インバータ４ａ、駆動モータ３共）がそれぞれ設置され、全ての車輪２が独立して駆動可能で、且つ、パーキングロック機構６による締結・解除ができるように構成されている。そして、図１８に示すように、ＡＣＴコントローラ７は、実施例１と同様に、ステップＳ２でＦＬＧ１がＯＮであるかどうかを判定した後、ＹＥＳの場合には、ステップＳ４０に移行する。ステップＳ４０では、ＡＣＴコントローラ７が実施例６と同様に各車輪２のパーキングロック機構６が解除に要する時間を推定し、左右の車輪２でこの推定時間が長い方（こもりトルクの大きい方）を判定した後、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では、ＡＣＴコントローラ７が各車輪２のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力した後、ステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では、ＡＣＴコントローラ７が、ステップＳ４０で推定された推定時間が長いパーキングロック機構６が予め定められた所定時間以下で締結しているかどうかを判定し、ＹＥＳの場合にはステップＳ４３に移行し、ＮＯの場合にはステップＳ４４に移行する。ステップＳ４３では、ＡＣＴコントローラ７が、ステップＳ４０で推定された推定時間が長いパーキングロック機構６が予め定められた所定時間に解除されたかを判定し、ＹＥＳの場合には処理を終了し、ＮＯの場合にはステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４では、ＡＣＴコントローラ７が解除できないパーキングロック機構６を特定してステップＳ４５に移行する。ステップ４５では、再締結すべきパーキングロック機構６を判定して再締結を行った後、処理を終了する。ここで、再締結すべきパーキングロック機構６の選定方法の例１としては、転舵輪、転舵角、ホイールベース、トレッド幅等の車両諸元から回転検出器３８（レゾルバ）等によるパーキングロックギヤ６１の山谷位置を用いて車両挙動を最も抑制できるパーキングロック機構６とする。即ち、同じ車輪２の転がり量でも車両挙動への影響が小さい車輪２を判断してパーキングロック機構６を動作させることにより、予期しない車両挙動を最小限に抑えることができる。

或いは、再締結すべきパーキングロック機構６の選定方法の例２としては、ステップ４５で解除できないパーキングロック機構６を回転中心としてヨー方向の動きを抑制する位置にあるパーキングロック機構６を動作させることで車両挙動を最小限に抑えることができる。即ち、４つのパーキングロック機構６の全てを動作させるのではなく、車両の予期しない動きを最も抑制できる位置に配置されているパーキングロック機構６を動作させることにより、効率的にフェイルセーフを行うことができる。

或いは、再締結すべきパーキングロック機構６の選定方法の例３としては、解除できないパーキングロック機構６から距離が遠い車輪２、対角上にあるパーキングロック機構６を再締結することで車両挙動を抑制する。例えば、図１９（ａ）に示す全ての車輪４のパーキングロック機構６を締結状態から解除状態に移行させる際に、図１９（ｂ）に示すように、右の後輪９のパーキングロック機構６が解除できない場合には、図１９（ｃ）に示すように、左の前輪８のパーキングロック機構６を再締結させる。

以上説明したように、実施例１０にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（１３）再締結手段（再締結部７ｇ）は、パーキングロック機構６のフェイル時に車両挙動が発生した際に、該車両挙動が最も小さくなる位置にあるパーキングロック機構６を作動させることとした。これにより、同じ車輪２の転がり量でも車両挙動を抑える効果が高い車輪２を判断してパーキングロック機構９を作動させることにより予期しない車両挙動を最小限に抑制できる。

（１４）再締結手段（再締結部７ｇ）は、解除できなかったパーキングロック機構６を回転中心としてヨー方向の車両の動きを抑制する位置にあるパーキングロック機構６を作動させることとした。これにより、全てのパーキングロック機構６を作動させるのではなく、車両の予期しない動きを抑制できる位置に配置されているパーキングロック機構６を作動させることにより、効果的にフェイルセーフを行える。

（１５）再締結手段（再締結部７ｇ）は、解除できなかったパーキングロック機構６に対して、最も遠い位置にあるパーキングロック機構６を作動させることとした。これにより、車両挙動を小さくできる。

次に、実施例１１を説明する。実施例１１において、実施例１〜１０と同様の構成については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。実施例１１の発明では、実施例１〜１０で説明した所定時間の設定、即ち、フェイル判定に用いる計測開始時点を、ＡＣＴコントローラ７が左右のパーキングロック機構６に解除の指令信号を出力した時点（ｔ１）ではなく、左右のパーキングロック機構６のパーキングロックアクチュエータ１１が実際に作動を開始した時点（ｔ２＝０）としている（図２０参照）。これにより、Ｐレンジから他のレンジへセレクト操作されてから実際にパーキングロックアクチュエータ１１が作動するまでのばらつきを排除でき、車両状況に依らずフェイル判定をより正確にできる。

以上説明したように、実施例１１にあっては、下記の作用効果を得ることができる。
（１６）フェイル判定手段（フェイル判定部７ｆ）は、パーキングロック機構６のパーキングロックアクチュエータ１１が動き出した時点からの時間に基づいてフェイル判定することとした。これにより、ドライバの操作からパーキングロックアクチュエータ１１の作動までのばらつきを排除でき、フェイル判定をより正確にできる。

以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、車輪、駆動モータ、及びパーキングロック機構等の設置数、設置位置、及び具体的な機械的構造及び機械的動作はこの実施例に限定されるものではなく、適宜設定できる。また、パーキングロック機構が３つ以上ある場合に再締結させる解除可能なパーキングロック機構の選択方法についても適宜設定できる。さらに、車輪２の内側に駆動モータ３を収容した所謂インホイールモータを採用しても良い。

６ パーキングロック機構
７ｆ フェイル判定部
７ｇ 再締結部

Claims (12)

1. パーキングロックギヤと、前記パーキングロックギヤに噛合う噛合い部材とを有する複数のパーキングロック機構と、
   前記パーキングロックギヤと前記噛合い部材との噛合いが解除されたことを検出可能なパーキングロック位置センサと、
   前記複数のパーキングロック機構のうちの少なくとも１つのパーキングロック機構が解除できない場合には、フェイルと判定するフェイル判定手段と、
   前記フェイル判定手段によりフェイルと判定された場合には、解除可能な他のパーキングロック機構を締結状態とする再締結手段と、を備え、
   前記フェイル判定手段は、前記パーキングロック機構に解除指令がなされてから所定時間内に、前記パーキングロック位置センサにより前記パーキングロックギヤと前記噛合い部材との噛合い解除が検出されなかった場合に、フェイルと判定し、
   前記所定時間は路面勾配の条件を考慮して予め設定されていることを特徴とする車両のパーキングロック機構。
2. 請求項１記載の車両のパーキングロック機構において、
   前記フェイル判定手段は、前記複数のパーキングロック機構のうち、解除に要する時間の推定値が最も長いものを前記所定時間とすることを特徴とする車両のパーキングロック機構。
3. 請求項１または２に記載の車両のパーキングロック機構において、
   前記フェイル判定手段は、前記パーキングロック機構に解除指令がなされてからの前記所定時間内に代えて、前記所定時間からの所定時間範囲で、前記パーキングロック位置センサにより前記パーキングロックギヤと前記噛合い部材との噛合い解除が検出されなかった場合に、フェイルと判定することを特徴とする車両のパーキングロック機構。
4. 請求項１〜３のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
   前記フェイル判定手段は、前記パーキングロック機構へのこもりトルクの大きさに応じて前記所定時間を決めることを特徴とする車両のパーキングロック機構。
5. 請求項１〜４のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
   前記フェイル判定手段は、前記パーキングロック機構の締結時の前記パーキングロックギヤの反力の大きさに応じて前記所定時間を決めることを特徴とする車両のパーキングロック機構。
6. 請求項１〜５のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
   前記フェイル判定手段は、前記パーキングロック機構の締結時の前記噛合い部材またはサポートの歪み量に応じて前記所定時間を決めることを特徴とする車両のパーキングロック機構。
7. 請求項４〜６のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
   前記フェイル判定手段は、前記決められた所定時間が、予めまたは他の方法により設定された前記所定時間よりも長い場合にフェイルと判定することを特徴とする車両のパーキングロック機構。
8. 請求項１〜７のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
   前記再締結手段は、前記パーキングロック機構に解除指令がなされてから前記パーキングロック機構が解除される前に、前記フェイル判定手段によりフェイルと判定された場合には、前記解除可能な他のパーキングロック機構の解除動作を中断して、締結動作を行うことを特徴とする車両のパーキングロック機構。
9. 請求項１〜８のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
   前記再締結手段は、前記パーキングロック機構のフェイル時に車両挙動が発生した際に、該車両挙動が最も小さくなる位置にあるパーキングロック機構を作動させることを特徴とする車両のパーキングロック機構。
10. 請求項１〜８のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
    前記再締結手段は、前記解除できなかったパーキングロック機構を回転中心としてヨー方向の車両の動きを抑制する位置にある前記パーキングロック機構を作動させることを特徴とする車両のパーキングロック機構。
11. 請求項１〜８のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
    前記再締結手段は、前記解除できなかったパーキングロック機構に対して、最も遠い位置にある前記パーキングロック機構を作動させることを特徴とする車両のパーキングロック機構。
12. 請求項１〜１１のうちのいずれかに記載の車両のパーキングロック機構において、
    前記フェイル判定手段は、前記パーキングロック機構のパーキングロックアクチュエータが動き出した時点からの時間に基づいてフェイルかどうかを判定することを特徴とする車両のパーキングロック機構。

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