JP6572115B2 - パーキング機構の制御装置及びパーキング機構の制御方法 - Google Patents

Description

本発明はパーキング機構の制御装置及びパーキング機構の制御方法に関するものである。

従来、油圧シリンダに供給される作動油圧を制御することで、パーキングポールを移動させるパーキング装置が特許文献１に開示されている。また、特許文献１のパーキング装置は、保持用ソレノイドのコイルへの電流供給を制御することでローラと凹部との係合状態を切り替えて、パーキングロッドの移動を防止するロック機構を備えている。

特開２００８−１２８４４４号公報

ところで、パーキング装置において、作動油圧を給排するアクチュエータが故障すると、意図しない車両の減速、または車両の発進を招くおそれがある。従って、アクチュエータの故障を監視することが望まれる。

また、故障を監視するために、例えばアクチュエータに自己診断機能を設けた２重の監視システムとすることも考えられるが、システムが大型化し、またコストが増加する。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、システムの大型化及びコスト増加を抑制すると共に、パーキング装置の故障を容易な構成によって判定することを目的とする。

本発明のある態様に係るパーキング機構の制御装置は、作動油圧がかかる受圧面を有し、溝が形成され、作動油圧に応じてパーキングロッドと一体的に移動するパークピストンと、係合部を溝に係合することでパークピストンの移動を規制可能なロック機構とを備えたパーキング機構を制御する制御装置であって、係合部を溝に挿入した状態で、作動油圧を増減することで、パーキング機構の異常判定を行う制御部を備える。

本発明の別の態様に係るパーキング機構の制御方法は、作動油圧がかかる受圧面を有し、溝が形成され、作動油圧に応じてパーキングロッドと一体的に移動するパークピストンと、係合部を前記溝に係合することでパークピストンの移動を規制可能なロック機構とを備えたパーキング機構を制御する制御装置であって、係合部を溝に挿入した状態で、作動油圧を増減することで、パーキング機構の異常判定を行う。

これらの態様によると、システムの大型化、及びコスト増加を抑制しつつ、パーキング機構の故障判定を行うことができる。

本実施形態のパーキング機構を示す構成図である。 本実施形態の故障判定制御を説明するフローチャートである。 第１室に油圧を供給した場合における爪部と第１係合溝との関係を示す図である。 第１室から油圧を排出した場合における爪部と第１係合溝との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

本発明の実施形態の構成を図１を用いて説明する。図１は、本実施形態のパーキング機構を示す構成図である。ここでは、車両に搭載されるパーキング機構を一例として説明する。

パーキング機構１００は、パーキングギヤ１と、パーキングポール２と、パークピストン３と、チャンバ４と、パーキングロッド５と、油圧制御弁６と、ロック機構７と、アクチュエータ８と、コントローラ９とを備える。

パーキングギヤ１は、出力軸（図示せず）の外周に固定され、出力軸と共に回転または停止する。

パーキングポール２は、後述するパーキングロッド５のカム部５０に当接し、パーキングロッド５の動きに応じて揺動し、パーキングギヤ１との係合状態が変更される。

パーキングポール２がパーキングギヤ１に係合すると、パーキングギヤ１が機械的にロックされ、出力軸もロックされる。これにより、車両の移動が規制される。パーキングポール２とパーキングギヤ１との係合が解除されると、パーキングギヤ１及び出力軸のロックが解除され、パーキングギヤ１及び出力軸が回転可能となる。これにより、車両の移動規制が解除される。

パークピストン３は、ピストン部３０と、ロッド部３１とを備える。パークピストン３は、チャンバ４によって、ロッド部３１の軸方向に移動可能となるように支持される。

ピストン部３０は、チャンバ４内に設けられ、チャンバ４内を第１室４３と第２室４４とに区画する。ピストン部３０は、チャンバ４内を摺動可能である。ピストン部３０の外周壁には全周に渡り凹部３１ａが形成され、凹部３１ａにシール部材３１ｂが設けられる。このシール部材３１ｂにより、第１室４３と第２室４４とは隔離される。ピストン部３０は、第２室４４側に延設されるストッパー３１ｃを備える。ストッパー３１ｃは、後述するチャンバ４の底部４０に当接すると、底部４０側へのパークピストン３の移動を規制する。

ロッド部３１は、チャンバ４を貫通し、チャンバ４から突出するロッド部３１の一方の端部は、センサホルダ１０に接続され、もう一方の端部は、ボルト１１などを用いてパーキングロッド５に接続される。ロッド部３１にはピストン部３０が取り付けられ、ロッド部３１とピストン部３０とは一体となってロッド部３１の軸方向に移動する。すなわち、ロッド部３１の軸方向と、パークピストン３の移動方向とは一致する。ロッド部３１には、後述するロック機構７の爪部７１が係合可能な係合溝３２が、軸方向に所定の間隔を設けて２箇所形成される。

係合溝３２は、例えばピストン部３０よりも第２室４４側に位置するロッド部３１に形成される。係合溝３２は、パーキングポール２がパーキングギヤ１に係合する出力軸ロック時にロック機構７の爪部７１が挿入される第１係合溝３２ａと、パーキングポール２がパーキングギヤ１に係合しない出力軸解除時にロック機構７の爪部７１が挿入される第２係合溝３２ｂとによって構成される。すなわち、所定の間隔は、パーキングポール２とパーキングギヤ１との係合状態を切り替えるパークピストン３の移動量に対応して設定される。

第１係合溝３２ａには、爪部７１が第１係合溝３２ａに挿入された場合に、軸方向にパークピストン３が所定量だけ移動可能な余裕代が設けられる。例えば、爪部７１が第１係合溝３２ａを形成する壁面３２ｃに当接して係合した場合、逆側の壁面３２ｄと爪部７１との間に、所定量の隙間が形成される。第２係合溝３２ｂにも、同様に軸方向にパークピストン３が所定量だけ移動可能な余裕代が設けられる。所定量は、パーキングポール２とパーキングギヤ１との係合状態に影響を与えない範囲で設定される。つまり、爪部７１が第１係合溝３２ａ、または第２係合溝３２ｂに挿入された状態でパークピストン３が軸方向に移動しても、パーキングポール２とパーキングギヤ１との係合状態は変わらない。

本実施形態において、爪部７１と係合溝３２とが係合するとは、爪部７１が、係合溝３２を形成するロッド部３１の軸方向における壁面に当接した状態のことである。そのため、爪部７１が係合溝３２に挿入された状態は、爪部７１が係合溝３２に係合可能な状態である、とも言える。

チャンバ４は、底部４０を有する筒部４１の開口側に蓋部４２を設けて構成され、蓋部４２によって開口側が閉塞されている。チャンバ４内には、蓋部４２とピストン部３０との間に第１室４３が形成され、ピストン部３０と底部４０との間に第２室４４が形成される。底部４０には貫通孔４５ａが形成され、蓋部４２には貫通孔４５ｂが形成され、貫通孔４５ａ、４５ｂにロッド部３１が挿入される。蓋部４２の外周壁には全周に渡り凹部４６ａが形成され、蓋部４２の貫通孔４５ｂを形成する内周壁には全周に渡り凹部４６ｂが形成される。凹部４６ａにはシール部材４７ａが設けられ、凹部４６ｂにはシール部材４７ｂが設けられる。これにより、第１室４３の液密性が保たれる。

第１室４３には、油圧制御弁６によって油圧が給排され、第１室４３内の油圧が増減する。第１室４３に供給された油圧は、ピストン部３０に作用し、ピストン部３０を底部４０側に押す力を発生させる。第１室４３を形成するピストン部３０の壁は、受圧面として機能する。

第２室４４には、ピストン部３０のストッパー３１ｃよりも径方向内側に圧縮バネ４８が設けられる。圧縮バネ４８の一方の端部はチャンバ４の底部４０に当接し、もう一方の端部はピストン部３０に当接する。圧縮バネ４８により、ピストン部３０には、ピストン部３０を蓋部４２側に押す付勢力が発生する。圧縮バネ４８とパークピストン３のロッド部３１との間には、隙間が形成され、この隙間に後述するロック機構７の第１レバー７０ａが挿入される。

パーキングロッド５は、一方の端部側でパークピストン３のロッド部３１に接続される。パーキングロッド５は、パークピストン３と一体となってロッド部３１の軸方向に移動する。パーキングロッド５には、もう一方の端部にカム部５０が取り付けられる。

カム部５０は、先端となるにつれて径が小さくなる。カム部５０には、パーキングポール２をパーキングギヤ１に係合させる係合面５０ａと、パーキングポール２をパーキングギヤ１に係合させない解除面５０ｂとが形成される。解除面５０ｂは、係合面５０ａよりもカム部５０の先端側に形成される。カム部５０は、パーキングポール２に当接し、パークピストン３の動きに応じてパーキングポール２を移動させ、パーキングポール２とパーキングギヤ１とを係合し、または係合を解除する。

ここでは、カム部５０とパーキングポール２との当接位置を解除面５０ｂから係合面５０ａに変更し、パーキングポール２とパーキングギヤ１とを係合するようにパークピストン３及びパーキングロッド５が移動することを前進すると言う。また、カム部５０とパーキングポール２との当接位置を係合面５０ａから解除面５０ｂに変更し、パーキングポール２とパーキングギヤ１との係合を解除するようにパークピストン３及びパーキングロッド５が移動することを後退すると言う。

ロック機構７は、レバー部７０と、爪部７１とを備える。ロック機構７は、チャンバ４の底部４０付近において、チャンバ４に回動可能に支持され、アクチュエータ８の動作に応じて回転軸７３を中心に回動する。

レバー部７０は、チャンバ４の底部４０を貫通して第２室４４内まで延びる第１レバー７０ａと、第１レバー７０ａに直交する第２レバー７０ｂとを備えたＬ字状部分を有する形状に形成される。第２レバー７０ｂは、バネ７２によって後述するアクチュエータ８側に付勢される。バネ７２は、爪部７１が係合溝３２に挿入されるように、すなわち図１においてロック機構７に反時計回りのモーメントが発生するようにロック機構７に付勢力を付与している。

爪部７１は、第２室４４内に延設された第１レバー７０ａの端部からロッド部３１側に向けて延設される。爪部７１は、ロッド部３１に形成された係合溝３２に係合可能となるように形成される。爪部７１は、第２室４４内に設けられる。つまり、パークピストン３（ロッド部３１）の軸方向に対して直交する方向から見た場合に、爪部７１と係合溝３２とが係合する場合の係合位置が圧縮バネ４８と重なるようにロック機構７が設けられる。

以下において、爪部７１が係合溝３２に挿入されている状態をロック状態と言い、爪部７１が係合溝３２に挿入されていない状態、すなわち爪部７１が係合溝３２から抜かれた状態を解除状態と言う。ロック機構７は、アクチュエータ８によって回転軸７３を中心に回動し、爪部７１が係合溝３２に挿抜される。

アクチュエータ８は、パークピストン３に対して並列に配置される。アクチュエータ８は、パークピストン３（ロッド部３１）の軸方向に対して直交する方向から見た場合に、アクチュエータ８と第２室４４に配置される圧縮バネ４８とが重なるように配置される。アクチュエータ８は、ロック機構７がロック状態にある場合に、第２レバー７０ｂがアクチュエータ８の端面８ａに当接し、第２レバー７０ｂがロッド部３１の軸方向と直交するように配置される。つまり、ロック機構７がロック状態にある場合には、ロック機構７は所定状態で支持される。ロック機構７の支持は、例えばアクチュエータ８の軸部８０、別に設けたストッパー等により行われる。アクチュエータ８は、ソレノイド式のアクチュエータであり、コイル（図示せず）への通電状態を切り替えることで、軸部８０を出没させる。

アクチュエータ８のコイルに通電していない場合には、バネ７２による付勢力がロック機構７の第２レバー７０ｂを介して軸部８０に伝達され、軸部８０はアクチュエータ８のケース８１内に押し込められ、第２レバー７０ｂがアクチュエータ８の端面８ａに当接する。アクチュエータ８のコイルに通電すると、バネ７２による付勢力に抗して軸部８０がアクチュエータ８のケース８１外に突出し、第２レバー７０ｂ（ロック機構７）を図１において時計回りに回動させる。アクチュエータ８のコイルに通電した状態から、コイルへの通電を終了すると、バネ７２による付勢力によって第２レバー７０ｂ（ロック機構７）は図１において反時計回りに回動し、軸部８０はケース８１内に押し込められ、第２レバー７０ｂがアクチュエータ８の端面８ａに当接する。

なお、アクチュエータ８は、油圧の増減によって軸部８０を移動させる油圧式のアクチュエータであってもよい。

油圧制御弁６は、コントローラ９からの指示信号に基づいてソレノイド６ａが駆動することで第１室４３から油圧を給排する。

コントローラ９は、位置センサ１０１からの信号に基づいてパークピストン３の位置、またはパークピストン３のストローク量（移動量）を検出する。すなわち、コントローラ９は、位置センサ１０１からの信号に基づいてパーキングポール２とパーキングギヤ１の係合状態を検出することができる。また、コントローラ９は、シフトレバーの位置を検出するシフトデバイス１０２からの信号に基づいてソレノイド６ａへの供給電流を制御して、第１室４３への油圧の給排を制御し、パークピストン３及びパーキングロッド５を前進、または後退させ、パーキングポール２とパーキングギヤ１とを係合し、または係合を解除する。さらに、コントローラ９は、シフトデバイス１０２からの信号及び位置センサ１０１からの信号に基づいてアクチュエータ８を制御し、ロック機構７を回動させる。

コントローラ９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成される。コントローラ９では、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが読み出すことで、コントローラ９の各機能が発揮される。

このようなパーキング機構１００において、シフトレバーがＰレンジ以外の場合には、油圧制御弁６によって第１室４３に油圧が供給され、パークピストン３及びパーキングロッド５が後退した位置で保持される。また、ロック機構７は爪部７１が第２係合溝３２ｂに挿入されたロック状態となっている。これにより、パーキング機構１００は、パーキングポール２とパーキングギヤ１との係合が解除された状態に保持される。

シフトレバーがＰレンジの場合には、油圧制御弁６によって第１室４３の油圧が排出され、パークピストン３及びパーキングロッド５が前進した位置で保持される。また、ロック機構７は爪部７１が第１係合溝３２ａに挿入されたロック状態となっている。これにより、パーキング機構１００は、パーキングポール２とパーキングギヤ１とが係合した状態に保持される。

シフトレバーがＰレンジとＰレンジ以外のレンジとの間で変更された場合には、アクチュエータ８によってロック機構７を回動させて、ロック機構７をロック状態から解除状態に変更する。また、油圧制御弁６によって第１室４３に油圧を供給し、または油圧を排出する。これにより、パークピストン３及びパーキングロッド５が前進、または後退し、パーキングポール２とパーキングギヤ１との係合状態が変更される。

次に本実施形態の故障判定制御について図２のフローチャートを用いて説明する。故障判定制御は、シフトレバーがＰレンジ、またはＰレンジ以外のレンジに保持されている状態で実行される。ここでは、シフトレバーがＰレンジに保持されている場合を一例として説明する。

ステップＳ１００では、コントローラ９は、第１室４３に油圧を供給するように油圧制御弁６への指示信号を出力する。これにより、第１室４３に油圧が供給されると、圧縮バネ４８の付勢力に抗してパークピストン３及びパーキングロッド５が後退する。しかし、ロック機構７の爪部７１が第１係合溝３２ａに挿入されたロック状態となっているので、図３Ａに示すように爪部７１が前進側の第１係合溝３２ａの壁面３２ｃに係合（当接）し、パークピストン３及びパーキングロッド５の後退が規制される。そのため、第１室４３に油圧を供給するように油圧制御弁６への指示信号が出力されても、パーキングポール２はパーキングギヤ１に係合した状態に保持される。

ステップＳ１０１では、コントローラ９は、位置センサ１０１によって現在のパークピストン３の位置を検出する。

ステップＳ１０２では、コントローラ９は、第１室４３から油圧を排出するように油圧制御弁６への指示信号を出力する。これにより、第１室４３から油圧が排出されると、圧縮バネ４８の付勢力によってパークピストン３及びパーキングロッド５が前進する。しかし、ロック機構７の爪部７１が第１係合溝３２ａに挿入されたロック状態となっているので、図３Ｂに示すように爪部７１が後退側の第１係合溝３２ａの壁面３２ｄに係合（当接）し、パークピストン３及びパーキングロッド５の前進が規制される。そのため、第１室４３から油圧を排出するように油圧制御弁６への指示信号が出力されても、パーキングポール２はパーキングギヤ１に係合した状態に保持される。

ステップＳ１０３では、コントローラ９は、位置センサ１０１によって現在のパークピストン３の位置を検出する。

ステップＳ１０４では、コントローラ９は、第１室４３へ油圧を給排した場合のパークピストン３のストローク量を、ステップＳ１０１及びステップＳ１０３によって検出したパークピストン３の位置に基づいて算出する。

ステップＳ１０５では、コントローラ９は、算出したストローク量と所定ストローク範囲とを比較し、ストローク量が所定ストローク範囲内であるかどうか判定する。なお、所定ストローク範囲は、所定量にバラツキ分を加味した値として予め設定される。ストローク量が所定ストローク範囲内である場合、つまり油圧制御弁６による第１室４３への油圧の給排により、爪部７１が所定量だけ移動したと判断できる場合には、処理はステップＳ１０６に進み、ストローク量が所定ストローク範囲よりも小さい、または大きい場合には、処理はステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０６では、コントローラ９は、油圧制御弁６及び位置センサ１０１が正常であると判定する。

ステップＳ１０７では、コントローラ９は、油圧制御弁６、または位置センサ１０１に不具合が発生し異常であると判定する。なお、油圧制御弁６、または位置センサ１０１に不具合が発生し異常であると判定された場合には、警告灯を点灯させるなどの処理が行われる。

シフトレバーがＰレンジ以外のレンジに保持されている場合においても、上記するように油圧制御弁６により第１室４３へ油圧を給排することで、故障判定制御を実行し、油圧制御弁６、または位置センサ１０１の故障判定（異常判定）を行うことができる。

本発明の実施形態の効果について説明する。

ロック機構７の爪部７１が係合溝３２に挿入された状態で、第１室４３に油圧を給排し、パークピストン３を軸方向に移動させることで、パーキング機構１００の故障判定を行う。これにより、新たに故障診断機構を設けることなく、パーキング機構１００の故障判定を行うことができ、パーキング機構１００の大型化及びコスト増加を抑制すると共に、パーキング機構１００の故障判定を行うことができる（請求項１、４に対応する効果）。

第１室４３に供給される油圧によって発生する力とは逆方向に、付勢力を発生させる圧縮バネ４８を設けることで、第１室４３への油圧の給排によって、ロッド部３１が移動し、爪部７１が係合溝３２を構成する軸方向の壁面に当接する。すなわち、第１室４３への油圧の給排によって、ロック状態で、ロッド部３１を最大量移動させることができる。

ロッド部３１の移動量が少ない状態で、パーキング機構１００の故障判定を行うと、故障検出精度が低くなるおそれがある。本実施形態では、圧縮バネ４８を設け、第１室４３への油圧の給排によって、ロック状態で、ロッド部３１を最大量移動させることができるので、故障検出精度を向上させることができる（請求項２に対応する効果）。

位置センサ１０１の出力信号に基づいて、パークピストン３のストローク量を算出し、ストローク量に基づいて油圧制御弁６、または位置センサ１０１の故障判定を行う。このように、従来より設けられている位置センサ１０１の出力信号に基づいて故障判定を行うので、新たな構成を追加することなく、パーキング機構１００の故障判定を行うことができる。従って、パーキング機構１００の大型化及びコスト増加を抑制すると共に、パーキング機構１００の故障判定を行うことができる（請求項３に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、パーキングロッド５とパークピストン３とを別部材で構成したが、これらを１つの部材で構成してもよい。すなわち、パーキングロッド５とパークピストン３とが一体的に移動するとは、１つの部材がパーキングロッド５とパークピストン３との機能を有し、その部材が移動することを含んでいる。

１ ：パーキングギヤ
２ ：パーキングポール
３ ：パークピストン
５ ：パーキングロッド
６ ：油圧制御弁（制御弁）
７ ：ロック機構
８ ：アクチュエータ
９ ：コントローラ（制御部）
３２ ：係合溝
４３ ：第１室
４４ ：第２室
４８ ：圧縮バネ（付勢手段）
７０ ：レバー部
７１ ：爪部（係合部）
１００ ：パーキング機構
１０１ ：位置センサ（センサ）
１０２ ：シフトデバイス

Claims (4)

1. 作動油圧がかかる受圧面を有し、溝が形成され、前記作動油圧に応じてパーキングロッドと一体的に移動するパークピストンと、
   係合部を前記溝に係合することで前記パークピストンの移動を規制可能なロック機構とを備えたパーキング機構を制御する制御装置であって、
   前記係合部を前記溝に挿入した状態で、前記作動油圧を増減することで、前記パーキング機構の異常判定を行う制御部を備える、
   ことを特徴とするパーキング機構の制御装置。
2. 請求項１に記載のパーキング機構の制御装置であって、
   前記作動油圧による力とは逆方向に前記パークピストンを付勢する付勢手段と、
   前記作動油圧を給排する制御弁とを備え、
   前記制御部は、前記制御弁により前記作動油圧を増減して前記異常判定を行う、
   ことを特徴とするパーキング機構の制御装置。
3. 請求項１または２に記載のパーキング機構の制御装置であって、
   前記パークピストンの位置を検出するセンサとを備え、
   前記制御部は、前記センサの出力信号に基づいて前記作動油圧を増減した際の前記パークピストンのストローク量を算出し、前記ストローク量に基づいて前記異常判定を行う、
   ことを特徴とするパーキング機構の制御装置。
4. 作動油圧がかかる受圧面を有し、溝が形成され、前記作動油圧に応じてパーキングロッドと一体的に移動するパークピストンと、
   係合部を前記溝に係合することで前記パークピストンの移動を規制可能なロック機構とを備えたパーキング機構を制御する制御方法であって、
   前記係合部を前記溝に挿入した状態で、前記作動油圧を増減することで、前記パーキング機構の異常判定を行う、
   ことを特徴とするパーキング機構の制御方法。

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