JP6586357B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、パーキングギヤにロックポールが嵌合する車両の車両制御装置に関する。

従来、エンジンが、トルクコンバータ、変速機、フォワードクラッチ、パーキングギヤおよび前輪側ドライビングシャフトを順に介して前輪に接続された所謂ＡＴ自動車が普及している。

ＡＴ自動車では、シフトレバーがパーキングポジションに移動されたときに、パーキングギヤにロックポールが嵌合することにより、ドライビングシャフトの回転を阻止するようになされている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−１９３５６６号公報

ところで、ＡＴ車では、ブレーキペダルが踏まれると、前輪に設けられたブレーキにより車両が制動されるため、車両が停止している際に、エンジンのトルクがトルクコンバータを介して前輪まで伝達され、前輪側ドライビングシャフトに捻れトルクが発生することになる。

この状態で、シフトレバーがドライブポジションからパーキングポジションに移動されると、フォワードクラッチが切断状態になるとともに、パーキングギヤにロックポールを嵌合させる。このとき、前輪側ドライビングシャフトに発生していた捻れトルクが開放されることになるが、この捻れトルクの開放により、パーキングギヤが回転してロックポールを弾いてしまうことになり、歯打ち音が発生してしまうといった問題があった。

そこで、本発明は、ロックポールがパーキングギヤに弾かれることにより発生する歯打ち音を低減することが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両制御装置は、駆動源が、トルクコンバータ、フォワードクラッチ、パーキングギヤおよび第１ドライビングシャフトを順に介して前輪および後輪の一方に接続されるとともに、該トルクコンバータ、該フォワードクラッチ、該パーキングギヤ、トランスファークラッチ、プロペラシャフトおよび第２ドライビングシャフトを順に介して前輪および後輪の他方に接続され、シフトレバーがパーキングポジションに移動された場合に該パーキングギヤにロックポールが嵌合される車両の車両制御装置であって、ブレーキの指示があった場合に、前記車両の速度が所定の閾値以上であれば、前記前輪および前記後輪に設けられたブレーキを作動させ、該車両の速度が該閾値未満であれば、該前輪および該後輪の他方に設けられたブレーキのみを作動させるブレーキ制御部と、前記シフトレバーが前記パーキングポジションに移動された場合に、前記パーキングギヤに前記ロックポールが嵌合される前に、または、前記パーキングギヤに前記ロックポールが嵌合されると同時に、前記トランスファークラッチを切断状態にするクラッチ制御部と、を備え、前記クラッチ制御部は、前記シフトレバーが前記パーキングポジションに移動された場合に、前記トランスファークラッチを切断状態にすると同時に、または、該トランスファークラッチを切断状態にした後に、前記フォワードクラッチを切断状態にする。

また、前記クラッチ制御部は、前記シフトレバーが進行ポジションから前記パーキングポジションに移動された場合に、前記トランスファークラッチおよび前記フォワードクラッチを切断状態にするとよい。

本発明によれば、ロックポールがパーキングギヤに弾かれることにより発生する歯打ち音を低減することができる。

車両の構成を示す図である。 車両制御処理の様子を説明する図である。 車両制御処理の流れを示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、車両１００の構成を示す図である。図１に示すように、車両１００は、エンジン１０２を有する所謂ＡＴ自動車である。なお、ここでは、駆動源をエンジン１０２とするエンジン自動車を例に挙げて説明するが、駆動源をモータとする電気自動車や、駆動源をエンジンおよびモータとするハイブリッド自動車を適用してもよい。

車両１００は、エンジン１０２、トルクコンバータ１０４、変速機１０６、フォワードクラッチ１０８、パーキングロック機構１１０、リダクションギヤ機構１１２、トランスファークラッチ１１４およびプロペラシャフト１１６が順に接続されている。

エンジン１０２は、例えば、ピストンの往復運動がクランクシャフトを介して回転運動に変換されるレシプロエンジンである。

トルクコンバータ１０４は、エンジン１０２に接続されたポンプインペラがエンジン１０２により回転されることによって、内部に収容されたオイルを介して変速機１０６に接続されたタービンライナが回転される。このようにして、トルクコンバータ１０４は、エンジン１０２の動力（トルク）を変速機１０６に伝達する。

変速機１０６は、例えば、複数の遊星歯車で構成される有段変速機（有段ＡＴ）や、一対のプーリと、一対のプーリに架け渡されたチェーンとで構成される無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）等が適用される。

フォワードクラッチ１０８は、例えば、１対のクラッチ板を有しており、油圧により１対のクラッチ板が接触および離隔される。フォワードクラッチ１０８は、１対のクラッチ板が接触する連結状態において、エンジン１０２と、後段のパーキングロック機構１１０、リダクションギヤ機構１１２およびトランスファークラッチ１１４が接続された中間シャフト１１８とを連結する。また、フォワードクラッチ１０８は、１対のクラッチ板が離隔する切断状態において、エンジン１０２と中間シャフト１１８とを切断する。

パーキングロック機構１１０は、パーキングギヤ１１０ａおよびロックポール１１０ｂにより構成されている。パーキングギヤ１１０ａは、中間シャフト１１８に固定され、中間シャフト１１８と一体回転する。ロックポール１１０ｂは、略Ｌ字型に形成されており、詳しくは後述するシフトレバーがパーキングポジション以外に位置しているときには、パーキングギヤ１１０ａから離隔している。そして、ロックポール１１０ｂは、シフトレバーがパーキングポジションに移動されると、パーキングギヤ１１０ａ側に移動され、先端がパーキングギヤ１１０ａに嵌合することで、中間シャフト１１８の回転を阻止する。

リダクションギヤ機構１１２は、２つのリダクションギヤが噛合されており、一方のリダクションギヤが中間シャフト１１８に固定されて中間シャフト１１８と一体回転し、他方のリダクションギヤがドライブピニオンシャフト１２０に固定されてドライブピニオンシャフト１２０と一体回転する。

ドライブピニオンシャフト１２０は、一端に他方のリダクションギヤが固定されているとともに、他端にフロントディファレンシャルギヤ１２２を介して前輪側ドライブシャフト１２４が接続されている。前輪側ドライブシャフト１２４の両端には、前輪側ブレーキ１２６を介して前輪１２８が接続されている。

トランスファークラッチ１１４は、例えば、１対のクラッチ板を有しており、油圧により１対のクラッチ板が接触および離隔される。トランスファークラッチ１１４は、１対のクラッチ板が接触する連結状態において、中間シャフト１１８と、プロペラシャフト１１６とを連結する。また、トランスファークラッチ１１４は、１対のクラッチ板が離隔する切断状態において、中間シャフト１１８とプロペラシャフト１１６とを切断する。

プロペラシャフト１１６は、リアディファレンシャルギヤ１３０を介して後輪側ドライブシャフト１３２が接続されている。後輪側ドライブシャフト１３２の両端には、後輪側ブレーキ１３４を介して後輪１３６が接続されている。

なお、中間シャフト１１８は、プロペラシャフト１１６、前輪側ドライブシャフト１２４および後輪側ドライブシャフト１３２に比べて短い。

また、車両１００には、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１４２、ＴＣＵ（Transmission Control Unit）１４４、ＶＤＣ（Vehicle Dynamics Control）１４６を含む車両制御装置１４０が設けられており、車両１００の各部を統括制御する。車両制御装置１４０は、アクセルペダルセンサ１５０、ブレーキペダルセンサ１５２、車速センサ１５４およびシフトポジションセンサ１５６とそれぞれ接続され、各センサで検出された値を示す信号が所定間隔毎に入力される。

アクセルペダルセンサ１５０は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル踏込み量）を検出し、アクセル踏込み量を示すアクセル踏込み量信号を車両制御装置１４０に送信する。ブレーキペダルセンサ１５２は、ブレーキペダルの踏込み量（ブレーキ踏込み量）を検出し、ブレーキ踏込み量を示すブレーキ踏込み量信号（ブレーキの指示）を車両制御装置１４０に送信する。車速センサ１５４は、車両１００の車速を検出し、車速を示す車速信号を車両制御装置１４０に送信する。シフトポジションセンサ１５６は、シフトレバーのシフトポジション（前進ポジション（Ｄレンジ）、後進ポジション（Ｒレンジ）、ニュートラルポジション（Ｎレンジ）、パーキングポジション（Ｐレンジ））を検出し、シフトポジションを示すシフトポジション信号を車両制御装置１４０に送信する。

ＥＣＵ１４２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、エンジン１０２を制御する。具体的には、ＥＣＵ１４２は、アクセルペダルセンサ１５０から送信されるアクセル踏込み量信号、および、車速センサ１５４から送信される車速信号に基づいて、予め記憶されたマップを参照してエンジン１０２の目標トルクおよび目標エンジン回転数を導出する。そして、ＥＣＵ１４２は、導出した目標トルクおよび目標エンジン回転数となるようにエンジン１０２を駆動させる。

ＴＣＵ１４４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、変速機制御部１６０およびクラッチ制御部１６２として機能する。そして、変速機制御部１６０は、走行状態に応じて変速機１０６を制御し、クラッチ制御部１６２は、詳しくは後述するように、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を制御する。

ＶＤＣ１４６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、ブレーキ制御部１７０として機能し、詳しくは後述するように、前輪側ブレーキ１２６および後輪側ブレーキ１３４を制御する。

以下では、車両１００が走行中にブレーキペダルが踏み込まれ、車両１００が制動される際、および、シフトレバーがＰレンジに移動される場合の車両制御処理について詳述する。

図２は、車両制御処理の様子を説明する図である。車両１００では、シフトポジションセンサ１５６により送信されるシフトポジション信号がＤレンジである場合、クラッチ制御部１６２が、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を連結状態にする。

これにより、車両１００では、エンジン１０２の動力が、トルクコンバータ１０４（図中、Ｔ／Ｃで示す）、変速機１０６、フォワードクラッチ１０８、中間シャフト１１８、リダクションギヤ機構１１２、ドライブピニオンシャフト１２０、フロントディファレンシャルギヤ１２２および前輪側ドライブシャフト１２４を介して前輪１２８に伝達される。また、車両１００では、エンジン１０２の動力が、トルクコンバータ１０４、変速機１０６、フォワードクラッチ１０８、中間シャフト１１８、トランスファークラッチ１１４、プロペラシャフト１１６、リアディファレンシャルギヤ１３０および後輪側ドライブシャフト１３２を介して後輪１３６に伝達される。

また、車両１００は、上記したように、ＥＣＵ１４２がアクセル踏込み量信号および車速信号に基づいてエンジン１０２を制御するとともに、変速機制御部１６０が変速機１０６を制御することにより、前輪１２８および後輪１３６の４輪で駆動する。

そして、ブレーキペダルが踏込まれ、ブレーキペダルセンサ１５２からブレーキ踏込み量信号が送信されると、図２（ａ）に示すように、ブレーキ制御部１７０は、ブレーキ踏込み量信号に示されるブレーキ踏込み量に基づいて、前輪側ブレーキ１２６および後輪側ブレーキ１３４を作動させる。これにより、車両１００は制動される。

その後、ブレーキペダルが踏込まれ続け（ブレーキペダルセンサ１５２からブレーキ踏込み量信号が送信され続け）、車速センサ１５４から送信される車速信号に示される車速が極低速とされる速度閾値（例えば、１ｋｍ／ｈ）未満となると、図２（ｂ）に示すように、ブレーキ制御部１７０は、前輪側ブレーキ１２６の作動を停止させ、後輪側ブレーキ１３４のみを作動させ続ける。そして、ブレーキ制御部１７０は、車両１００が停止しても（車速が０になっても）、ブレーキペダルが踏み込まれ続けている間は、後輪側ブレーキ１３４のみを作動させ続ける。

つまり、ブレーキ制御部１７０は、車速が速度閾値以上であれば前輪側ブレーキ１２６および後輪側ブレーキ１３４の両方を作動させて早期に車両１００を減速させるとともに、車速が速度閾値未満となると、後輪側ブレーキ１３４のみを作動させる。

ここで、車両１００が停止した際には、ブレーキペダルは踏み込まれたままであり、図２（ｂ）中、太線矢印で示すように、エンジン１０２のトルクがトルクコンバータ１０４を介して後段に伝達されることになる（クリープ現象）。

このとき、後輪側ブレーキ１３４が作動しているため、プロペラシャフト１１６および後輪側ドライブシャフト１３２にはエンジン１０２のトルクが伝達され、捻りトルク（図２（ｂ）中、太線矢印で示す）が発生する。一方、前輪側ブレーキ１２６は作動していないので前輪側ドライブシャフト１２４にはエンジン１０２のトルクが伝達されることなく、前輪側ドライブシャフト１２４に捻りトルクが発生することもない。

そして、シフトレバーがＤレンジからＰレンジに移動されると（シフトレバーがＤレンジからＰレンジに移動されたことを示すシフトポジション信号がシフトポジションセンサ１５６から送信されると）、図２（ｃ）に示すように、パーキングギヤ１１０ａにロックポール１１０ｂが嵌合するが、パーキングギヤ１１０ａにロックポール１１０ｂが嵌合する前に、クラッチ制御部１６２は、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を同時に切断状態にする。

つまり、クラッチ制御部１６２は、シフトレバーがＤレンジからＰレンジに移動されると、パーキングギヤ１１０ａにロックポール１１０ｂが嵌合するまでの期間よりも短い期間で、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を同時に切断状態にする。なお、クラッチ制御部１６２は、トランスファークラッチ１１４をフォワードクラッチ１０８よりも先に切断状態にしてもよい。

このように、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を切断状態にすると、プロペラシャフト１１６および後輪側ドライブシャフト１３２に発生していた捻りトルクが開放される。

このとき、プロペラシャフト１１６および後輪側ドライブシャフト１３２は、図２（ｃ）中、太線矢印で示すように、捻りトルクによって回転することになる。一方、中間シャフト１１８は、プロペラシャフト１１６および後輪側ドライブシャフト１３２に発生していた捻りトルクが作用することはないので回転することもない。

以上のように、車両制御装置１４０は、車両１００が減速する際に、車速が閾値未満となると後輪側ブレーキ１３４のみを作動させ、車両１００が停止中には、プロペラシャフト１１６および後輪側ドライブシャフト１３２に捻りトルクを発生させる一方、前輪側ドライブシャフト１２４に捻りトルクを発生させない。

そして、シフトレバーがＤレンジからＰレンジに移動されると、パーキングギヤ１１０ａにロックポール１１０ｂが嵌合する前に、クラッチ制御部１６２は、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を同時に切断状態にする。

換言すると、中間シャフト１１８におけるパーキングギヤ１１０ａの位置を基準として、捻り角がより小さいトランスファークラッチ１１４の位置で切断状態にする。

これにより、中間シャフト１１８は、プロペラシャフト１１６および後輪側ドライブシャフト１３２に発生していた捻りトルクにより回転することがないため、ロックポール１１０ｂがパーキングギヤ１１０ａに嵌合されるときに弾かれることもない。かくして、車両１００では、パーキングロック機構１１０の歯打ち音を低減することができる。

続いて、上述した車両制御処理の流れについて、フローチャートを用いて詳述する。なお、この車両制御処理は所定間隔毎に行われる。

図３は、車両制御処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、車両制御処理が実行されると、ブレーキ制御部１７０は、シフトポジションセンサ１５６により送信されるシフトポジション信号がＤレンジであるかを判定する（Ｓ３００）。

そして、Ｄレンジであると判定した場合には（Ｓ３００におけるＹＥＳ）、ブレーキ制御部１７０は、ブレーキペダルセンサ１５２からブレーキ踏込み量信号が送信されているかを判定する（Ｓ３０２）。

その結果、ブレーキペダルセンサ１５２からブレーキ踏込み量信号が送信されている場合には（Ｓ３０２におけるＹＥＳ）、ブレーキ制御部１７０は、車速センサ１５４から送信される車速信号に示される車速が速度閾値未満であるかを判定する（Ｓ３０４）。

その結果、車速センサ１５４から送信される車速信号に示される車速が速度閾値未満でなければ（Ｓ３０４におけるＮＯ）、ブレーキ制御部１７０は、前輪側ブレーキ１２６および後輪側ブレーキ１３４を作動させ（Ｓ３０６）、ステップＳ３１０に処理を移す。

一方、車速センサ１５４から送信される車速信号に示される車速が速度閾値未満であれば（Ｓ３０４におけるＹＥＳ）、ブレーキ制御部１７０は、後輪側ブレーキ１３４のみを作動させ（Ｓ３０８）、ステップＳ３１０に処理を移す。

なお、Ｄレンジでないと判定した場合（Ｓ３００におけるＮＯ）、および、ブレーキペダルセンサ１５２からブレーキ踏込み量信号が送信されていない場合（Ｓ３０２におけるＮＯ）、ステップＳ３１０に処理を移す。

続いて、クラッチ制御部１６２は、シフトポジションセンサ１５６から送信されたシフトポジション信号に示されるシフトレバーポジションがＤレンジからＰレンジに移動されたかを判定する（Ｓ３１０）。

その結果、シフトレバーポジションがＤレンジからＰレンジに移動されていた場合には（Ｓ３１０におけるＹＥＳ）、クラッチ制御部１６２は、ロックポール１１０ｂがパーキングギヤ１１０ａに嵌合される前に、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を同時に切断状態にし（Ｓ３１２）、当該車両制御処理を終了する。

なお、シフトレバーポジションがＤレンジからＰレンジに移動されていない場合には（Ｓ３１０におけるＮＯ）、当該車両制御処理を終了する。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、エンジン１０２からの動力が、前輪側ドライブシャフト１２４を介して前輪１２８に伝達されるとともに、トランスファークラッチ１１４、プロペラシャフト１１６、後輪側ドライブシャフト１３２を介して後輪１３６に伝達されるようにした。しかしながら、これに限らず、エンジン１０２からの動力が、後輪側ドライブシャフト１３２を介して後輪１３６に伝達されるとともに、トランスファークラッチ１１４、プロペラシャフト１１６、前輪側ドライブシャフト１２４を介して前輪１２８に伝達されるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、シフトレバーがＤレンジに位置しているとき、および、ＤレンジからＰレンジに移動された場合に車両制御処理を行うようにした。しかしながら、シフトレバーがＲレンジに位置しているとき、および、ＲレンジからＰレンジに移動された場合に車両制御処理を行うようにしてもよい。つまり、車両制御処理は、シフトレバーが、車両１００が進行する進行ポジション（Ｄレンジ、Ｒレンジ）に位置しているとき、および、進行ポジション（Ｄレンジ、Ｒレンジ）からＰレンジに移動された場合に行うことができる。

また、上述した実施形態では、パーキングギヤ１１０ａにロックポール１１０ｂが嵌合する前に、クラッチ制御部１６２は、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を同時に切断状態にするようにした。しかしながら、パーキングギヤ１１０ａにロックポール１１０ｂが嵌合すると同時に、クラッチ制御部１６２は、フォワードクラッチ１０８およびトランスファークラッチ１１４を同時に切断状態にするようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、車両制御装置１４０として、ＥＣＵ１４２、ＴＣＵ１４４、ＶＤＣ１４６が設けられ、ＴＣＵ１４４およびＶＤＣ１４６により車両制御処理を行うようにした。しかしながら、これに限らず、１つのコンピュータ（例えば、ＴＣＵ１４４またはＶＤＣ１４６）が、車両制御処理を行うようにしてもよい。

本発明は、パーキングギヤにロックポールが嵌合する車両の車両制御装置に利用できる。

１００ 車両
１０２ エンジン
１０４ トルクコンバータ
１０６ 変速機
１０８ フォワードクラッチ
１１０ パーキングロック機構
１１０ａ パーキングギヤ
１１０ｂ ロックポール
１１４ トランスファークラッチ
１１６ プロペラシャフト
１２４ 前輪側ドライブシャフト（第１ドライブシャフト）
１２６ 前輪側ブレーキ（ブレーキ）
１２８ 前輪
１３２ 後輪側ドライブシャフト（第２ドライブシャフト）
１３４ 後輪側ブレーキ（ブレーキ）
１３６ 後輪
１４０ 車両制御装置
１６２ クラッチ制御部
１７０ ブレーキ制御部

Claims (2)

1. 駆動源が、トルクコンバータ、フォワードクラッチ、パーキングギヤおよび第１ドライビングシャフトを順に介して前輪および後輪の一方に接続されるとともに、該トルクコンバータ、該フォワードクラッチ、該パーキングギヤ、トランスファークラッチ、プロペラシャフトおよび第２ドライビングシャフトを順に介して前輪および後輪の他方に接続され、シフトレバーがパーキングポジションに移動された場合に該パーキングギヤにロックポールが嵌合される車両の車両制御装置であって、
   ブレーキの指示があった場合に、前記車両の速度が所定の閾値以上であれば、前記前輪および前記後輪に設けられたブレーキを作動させ、該車両の速度が該閾値未満であれば、該前輪および該後輪の他方に設けられたブレーキのみを作動させるブレーキ制御部と、
   前記シフトレバーが前記パーキングポジションに移動された場合に、前記パーキングギヤに前記ロックポールが嵌合される前に、または、前記パーキングギヤに前記ロックポールが嵌合されると同時に、前記トランスファークラッチを切断状態にするクラッチ制御部と、
   を備え、
   前記クラッチ制御部は、
   前記シフトレバーが前記パーキングポジションに移動された場合に、前記トランスファークラッチを切断状態にすると同時に、または、該トランスファークラッチを切断状態にした後に、前記フォワードクラッチを切断状態にすることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記クラッチ制御部は、
   前記シフトレバーが進行ポジションから前記パーキングポジションに移動された場合に、前記トランスファークラッチおよび前記フォワードクラッチを切断状態にすることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。

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