JP7154709B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

エンジンとモータの駆動力で走行するハイブリッド車等の車両には、パークロック機構が設けられているものがある。パークロック機構は、例えば、モータの回転トルクが入力される入力軸に設けられている。入力軸は減速機構を介して出力軸に接続され、出力軸は入力された回転トルクを駆動輪に出力する。

パークロック機構は、入力軸に取り付けたパークギアと、駆動機構により駆動されてパークギアに係脱するパークポールから構成される。車両の運転者が、ブレーキペダルを踏んで車両を停止させた後、シフトレバーをＰレンジに入力するとパークロック機構が動作し、パークポールがパークギアに係合することで、入力軸の回転が規制されて駆動輪の回転を防止する。

車両を傾斜路等で停車させる際に、パークロック機構が動作した後にブレーキペダルの踏込みが解除されると、路面の傾斜によって駆動輪が回転することがある。この場合、駆動輪の回転が出力軸を介して入力軸に伝達されるため、入力軸に取り付けたパークギアに回転トルクが入力され、パークギアは係合するパークポールに荷重が作用することになる。

パークポールに荷重がかかった状態でパークロック機構を解除すると、車両に衝撃が伝わることがある。また、荷重がかかった状態のパークポールを駆動するために駆動力を大きくする必要があるため、駆動機構の大型化に繋がる。

特開２００９－４０２９６号公報

パークロック機構を解除する際に、ブレーキ装置で駆動輪を制動しながら、モータによって入力軸を回転させることで、パークギアに入力される回転トルクを低減し、パークポールにかかる荷重を減らすことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、モータを回転させながら駆動輪を制動することで、入力軸と出力軸を接続する減速機構の部品にねじれによる歪みが生じる可能性がある。

車両制御装置において、パークロック機構を解除する際に、減速機構の部品のねじれによる歪みを防止しながら、パークギアにかかる荷重を減少させることが求められている。

本発明の車両制御装置は、
回転電機の回転トルクが入力される入力軸と、
前記入力軸から減速機構を介して入力された前記回転トルクを、車両が備える複数の車輪のうちの駆動輪に出力する出力軸と、
前記入力軸の回転を規制可能なパークロック機構と、
前記複数の車輪を、車輪ごとに独立して制動するブレーキ装置と、を備えた車両を制御する車両制御装置であって、
前記パークロック機構は、
前記入力軸に相対回転不能に設けられたパークギアと、
前記パークギアに設けた被係合部に係脱可能な係合部を備えたパークポールと、
前記パークポールの係合部を前記パークギアの被係合部に係脱させる駆動機構と、を備え、
前記車両制御装置は、
前記係合部を前記被係合部から離脱させる際に、前記ブレーキ装置により前記車輪の制動状態を維持しつつ、一部の前記駆動輪に連結する前記出力軸を回転可能とした状態で、前記回転電機により前記パークギアに回転トルクを入力するトルク制御を行う制御部を備える。

本発明によれば、パークロック機構を解除する際に、減速機構の部品のねじれによる歪みを防止しながら、パークギアにかかる荷重を減少させることができる。

第１の実施の形態に係る車両制御装置を備えるハイブリッド車両の構成を示す図である。 ブレーキ装置の構成を示す図である。 パークロック機構の構成を示す図であり、（ａ）はパークロック機構の係合状態を示し、（ｂ）は解除状態を示す。 傾斜路で停車させた際のパークロック機構の状態を示す図である。 パークロック機構の解除時のＥＣＵの制御を示すフローチャートである。 ＥＣＵが判定するパークポールの状態の種類を示す表である。 第２の実施の形態に係る車両制御装置を備えるハイブリッド車両の構成を示す図である。 第３の実施の形態に係る車両制御装置を備えるハイブリッド車両の構成を示す図である。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置について、図面を用いて説明する。
図１は、第１の実施の形態の車両制御装置を備えるハイブリッド車両の概略構成を示す図である。以下の説明において、ハイブリッド車両は単に「車両」ともいう。

車両は、エンジン１、バッテリ２、モータジェネレータ（以降、「ＭＧ３」という）、変速機５、車輪７、ブレーキ装置８およびパークロック機構９を備える。車両は、また、車両制御装置としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備える。
エンジン１は、ガソリン又は軽油を燃料とする内燃機関であり、コントローラからの指令に基づいて回転速度、トルク等が制御される。バッテリ２は高電圧バッテリであり、ＭＧ３に電力供給を行う。

ＭＧ３は、例えば、ロータに永久磁石が埋設され、ステータにステータコイルが巻き付けられた同期型回転電機である。ＭＧ３は、ＥＣＵ１００からの指令に基づいて、インバータ４により作り出された三相交流を印加することにより制御される。

ＭＧ３は、ベルトおよびプーリからなる伝達機構３１を介して変速機５に接続されている。ＭＧ３が、バッテリ２からの電力の供給を受けて回転電機として動作することで、車両はＥＶ走行が可能となる。また、ＭＧ３のロータがエンジン１や駆動輪から回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ２を充電する。つまり、ＭＧ３は車両の運動エネルギーを電力として回生することができる。回生制御は、車両減速時等に実行される。

変速機５は、例えば無段変速機とすることができ、駆動軸５０ａ～５０ｄに設けられたトルクコンバータ５１、フォワードクラッチ５５、バリエータ５６および減速機構６０を備える。

トルクコンバータ５１は、インペラ５２、タービン５３およびロックアップクラッチ５４を備える。ロックアップクラッチ５４が締結されると、トルクコンバータ５１を支持する駆動軸５０ａ、５０ｂが直結状態となり同速回転する。

フォワードクラッチ５５は、トルクコンバータ５１とバリエータ５６との間に配置される。フォワードクラッチ５５が締結されると、エンジン１の回転トルクが駆動軸５０ａ、５０ｂ、５０ｃを介してバリエータ５６へ伝達される。フォワードクラッチ５５の締結および非締結は、コントローラにより、運転状態に応じて切り替えられる。

バリエータ５６は、駆動軸５０ｃに取り付けられたプライマリプーリ５７と、駆動軸５０ｄに取り付けられたセカンダリプーリ５８と、両プーリ５７、５８に掛け渡されたベルト５９と、を備える。バリエータ５６では、プライマリプーリ５７に供給される油圧と、セカンダリプーリ５８に供給される油圧とが制御されることで、各プーリ５７、５８とベルト５９との接触半径が変更され、これにより変速比が変更される。バリエータ５６の出力回転は、駆動軸５０ｄを介して減速機構６０に入力される。

車両にはシフトレバー１０が設置され、シフトレバー１０の操作によって、変速機５はドライブレンジ（Ｄレンジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、駐車レンジ（Ｐレンジ）等のレンジに切り替えられる。以降、ドライブレンジを「Ｄレンジ」、リバースレンジを「Ｒレンジ」、ニュートラルレンジを「Ｎレンジ」、駐車レンジを「Ｐレンジ」という。

シフトレバー１０には、ロック解除ボタン１１が設けられる。Ｐレンジから他のレンジに切り換える際には、ロック解除ボタン１１を押しながらシフトレバー１０を操作しない限り、シフトレンジが切り替わらないように構成される。シフトレバー１０には、レンジを検出するインヒビタスイッチ１２が設けられており、インヒビタスイッチ１２の検出信号は後述するＥＣＵ１００に入力される。

減速機構６０は、バリエータ５６からの出力回転を減速すると共に、差動機能を与えて左右の車輪７に伝達する機構である。減速機構６０は、回転伝達要素であるギア機構６１およびデファレンシャルギア６７から構成される。ギア機構６１は、第１～第４ギア６２～６５から構成され、第１ギア６２はバリエータ５６と接続する駆動軸５０ｄに取り付けられる。第２ギア６３は、駆動軸５０ｄおよび車軸７０の間に設けられたアイドラ軸６６の一端側に取り付けられ、第１ギア６２と噛み合う。第３ギア６４はアイドラ軸６６の他端側に取り付けられ、デフケース（不図示）の外周位置に設けられた第４ギア６５と噛み合う。第４ギア６５は、小径および大径の２つの歯車を組み合わせたものであり、デファレンシャルギア６７に接続している。デファレンシャルギア６７の出力側は、左右の車軸７０に接続している。図１は一例として２輪駆動の車両を図示しているが、前輪駆動の場合、デファレンシャルギア６７は前輪に連結した車軸７０に接続し、後輪駆動の場合は後輪に連結した車軸７０に接続する。以降、車軸７０を介してデファレンシャルギア６７に接続する車輪７を他の車輪７と区別する場合には、「駆動輪７ａ」という。

図２は、ブレーキ装置８の構成を示す図である。
図２に示すように、ブレーキ装置８は、駆動輪７ａを含む各車輪７に設けられた摩擦ブレーキ機構８１とブレーキアクチュエータ８２を備える。摩擦ブレーキ機構８１は、車輪７に固定されるブレーキディスク８１ａと、車体に固定されるブレーキキャリパ８１ｂとを備え、ブレーキアクチュエータ８２から供給される作動液の液圧によってブレーキキャリパ８１ｂに内蔵されたホイールシリンダ（不図示）を作動させることによりブレーキキャリパ８１ｂをブレーキディスク８１ａに押し付けて摩擦制動力を発生させる。ブレーキアクチュエータ８２は、各車輪７の制動を独立して行う。

ブレーキ装置８は、運転席に設けられた不図示のブレーキペダルの操作によって動作するが、第１の実施の形態においては、ＥＣＵ１００が、パークロック機構９の解除時に３つの車輪７を制動させる３輪制動処理を行う。詳細は後述する。

図３は、パークロック機構９の構成を示す図であり、図３の（ａ）はパークロック機構９の係合状態を示し、図３の（ｂ）は解除状態を示す。
パークロック機構９は、前記したシフトレバー１０でＰレンジが選択されたときに、バリエータ５６のセカンダリプーリ５８（図１参照）に接続された駆動軸５０ｄの回転を規制する。
図３の（ａ）に示すように、パークロック機構９は、パークギア９１、パークポール９３、パークシャフト９５と、パークアクチュエータ９７と、を備える。

パークギア９１は、バリエータ５６のセカンダリプーリ５８が取り付けられた駆動軸５０ｄに外嵌固定され、駆動軸５０ｄと一体的に回転する。パークギア９１は、外周に沿って歯溝９１ａが形成されている。

パークポール９３は、先端にパークギア９１の歯溝９１ａと係合する爪部９３ａが設けられている。パークポール９３はパークシャフト９５の変位に応じて、支点９３ｂを中心として揺動する。パークポール９３が揺動することによって、パークギア９１の歯溝９１ａとパークポール９３の爪部９３ａの係合と離脱が切り替えられる。

図３の（ａ）に示すように、歯溝９１ａと爪部９３ａが係合することによってパークロック機構９が係合状態となり、パークギア９１およびパークギア９１が外嵌する駆動軸５０ｄの回転が規制される。図３の（ｂ）に示すように、爪部９３ａが歯溝９１ａから離脱することによってパークロック機構９は解除状態となり、パークギア９１および駆動軸５０ｄは回転可能となる。

パークアクチュエータ９７はパークシャフト９５の駆動機構であり、モータ等で構成することができる。パークアクチュエータ９７の駆動によって、パークシャフト９５の先端位置は図３の（ａ）に示す位置Ｐ１と、図３の（ｂ）に示す位置Ｐ２の間を変位する。

パークシャフト９５の先端にはカム９５ａが取り付けられており、カム９５ａはパークポール９３を支持し、パークシャフト９５の変位に応じてパークポール９３を揺動させる。パークシャフト９５が位置Ｐ１にある場合に、パークポール９３の爪部９３ａがパークギア９１の歯溝９１ａに係合し、パークシャフト９５が位置Ｐ２にある場合に、パークポール９３の爪部９３ａは歯溝９１ａから離脱する。

パークアクチュエータ９７は、シフトレバー１０（図１参照）の操作に応じてパークシャフト９５を駆動する。パークアクチュエータ９７は、Ｐレンジが選択された場合に、パークシャフト９５を位置Ｐ１に駆動し、Ｐレンジ以外のレンジが選択された場合に、パークシャフト９５を位置Ｐ２に駆動する。

パークシャフト９５にはパークシャフト９５の位置を検出する位置検出センサ９９が設けられている。位置検出センサ９９は、たとえばストロークセンサで構成することができる。位置検出センサ９９の検出信号は、後述するＥＣＵ１００に入力される。位置検出センサ９９でパークシャフト９５が位置Ｐ１にあるか位置Ｐ２にあるかを検出することで、ＥＣＵ１００はパークポール９３の爪部９３ａがパークギア９１の歯溝９１ａに対して係合状態であるか離脱状態であるかを判定することができる。

図１に戻り、ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリならびに入出力インタフェース等を備えたマイクロコンピュータである。図１では、ＥＣＵ１００を一つのブロックで記載しているが、ＥＣＵ１００は複数のマイクロコンピュータで構成しても良い。

ＥＣＵ１００は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することで、車両の走行に必要な各種の制御を行う制御部として動作する。
ＥＣＵ１００は、例えば、エンジン１の動力で走行するエンジン１走行モードと、ＭＧ３の動力で走行するＥＶ走行モードと、を運転状態に応じて切り替える。ＥＣＵ１００は、エンジン１走行モードにおいてはフォワードクラッチ５５を締結する。エンジン１で発生した動力は、駆動軸５０ａ、トルクコンバータ５１、駆動軸５０ｂ、フォワードクラッチ５５、駆動軸５０ｃ、バリエータ５６、駆動軸５０ｄ、減速機構６０および車軸７０を介して駆動輪７ａへ伝達される。ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行モードにおいてはフォワードクラッチ５５を解放する。ＭＧ３で発生した動力は、伝達機構３１、バリエータ５６、駆動軸５０ｄ、減速機構６０および車軸７０を介して駆動輪７ａへ伝達される。ＥＣＵ１００は、発進時や高速道路への合流時等の高出力が要求される場合においては、エンジン１の動力とＭＧ３の動力とを用いるハイブリッド走行モードを実施する。

ＥＣＵ１００は、また、シフトレバー１０の操作に応じて、パークロック機構９のパークアクチュエータ９７を制御して係合状態と解除状態を切り替える制御を行う。
車両の運転者は、不図示のブレーキペダルを踏込んで車両を停止させた後に、シフトレバー１０をＰレンジに入力する。前記したように、シフトレバー１０でＰレンジが選択された場合に、ＥＣＵ１００はパークアクチュエータ９７によりパークシャフト９５を位置Ｐ１に駆動させる。図３の（ａ）に示すように、パークシャフト９５が位置Ｐ１に駆動されることによって、パークポール９３が揺動して、パークポール９３の爪部９３ａがパークシャフト９５の歯溝９１ａに係合することにより、パークロック機構９が係合状態となり、駆動軸５０ｄの回転は規制される。車両の運転者は、シフトレバー１０をＰレンジに入力した後に、ブレーキペダルの踏込みを解除して不図示のサイドブレーキを操作する。

図４は、傾斜路で停車させた際のパークロック機構９の状態を示す図である。
車両を傾斜路で停車させた場合には、パークロックを係合状態にした後に、ブレーキペダルの踏込みを解除すると、路面の傾斜によって駆動輪７ａが回転することがある。駆動輪７ａの回転は、車軸７０、アイドラ軸６６を介して駆動軸５０ｄに伝達される。これによって、図４に示すように、駆動軸５０ｄに外嵌固定されたパークギア９１に回転トルクＴが入力される。これによって、パークギア９１は係合するパークポール９３の爪部９３ａを押圧し、パークポール９３には回転トルクＴに応じた荷重Ｎがかかることになる。この荷重Ｎがかかった状態で、パークアクチュエータ９７がパークシャフト９５を位置Ｐ１から位置Ｐ２まで駆動して爪部９３ａを歯溝９１ａから離脱させると、車両に衝撃が伝わることがある。

さらに、荷重Ｎがかかった状態で爪部９３ａを歯溝９１ａから離脱させるためには、荷重Ｎに摩擦係数μを乗じたものよりも大きいパークアクチュエータ９７の駆動力Ｆが必要となる（Ｆ＞μＮ）。すなわち、この駆動力Ｆは、荷重Ｎがかかっていない通常状態で必要な駆動力ｆよりも大きくなり、駆動力Ｆを達成するためにパークアクチュエータ９７を大型化する必要が生じる。

第１の実施の形態では、ＥＣＵ１００はパークロック機構９を解除する際に、荷重Ｎを低減させるための処理を行う。
図５は、パークロック機構９の解除時のＥＣＵ１００の制御を示すフローチャートである。
運転者が、ロック解除ボタン１１を押してシフトレバー１０をＰレンジ以外のレンジに入力すると（ステップＳ０１：Ｙｅｓ）、インヒビタスイッチ１２がレンジを検出してＥＣＵ１００に入力する。ＥＣＵ１００は、パークアクチュエータ９７に指令を出力して、パークシャフト９５を駆動する（ステップＳ０２）。このとき、パークアクチュエータ９７は、荷重Ｎがかかっていない状態で離脱に必要な駆動力ｆを出力する。

続いて、ＥＣＵ１００は、パークシャフト９５の位置検出センサ９９の検出結果を取得して、パークポール９３の状態を判定する判定処理を行う（ステップＳ０３）。

図６は、ＥＣＵ１００が判定するパークポール９３の状態の種類を示す表である。
ＥＣＵ１００は、インヒビタスイッチ１２が入力したシフトレバー１０のレンジと、位置検出センサ９９が検出するパークシャフト９５の位置との組み合わせに基づいて、パークポール９３の状態を判定する。

図６に示すように、パークシャフト９５の位置は、係合位置である「位置Ｐ１」と離脱位置である「位置Ｐ２」がある。一方、シフトレバー１０のレンジは、パークロック機構９の係合を指示する「Ｐレンジ」と、パークロック機構９の解除を指示する「Ｐレンジ以外」がある。これらのパークシャフト９５の位置とシフトレバー１０のレンジの組み合わせによって、パークポール９３の状態は以下の四通りに判定される。

・「係合状態」・・・ＥＣＵ１００は、シフトレバー１０がＰレンジであり、パークシャフト９５が位置Ｐ１であれば、パークポール９３が「係合状態」（図３の（ａ）参照）と判定する。

・「係合待ち状態」・・・ＥＣＵ１００は、シフトレバー１０がＰレンジであり、パークシャフト９５が位置Ｐ２であれば、パークポール９３は「係合待ち状態」と判定する。
「係合待ち状態」は、パークシャフト９５を位置Ｐ２に移動させているが、パークポール９３の爪部９３ａがパークギア９１の歯溝９１ａに嵌らず、歯溝９１ａの間に乗り上げた状態を意味する。

・「解除待ち状態」・・・ＥＣＵ１００は、シフトレバー１０がＰレンジ以外であり、パークシャフト９５が位置Ｐ１であれば、パークポール９３は「解除待ち状態」と判定する。
「解除待ち状態」は、シフトレバー１０がＰレンジ以外に操作されたものの、パークポール９３の爪部９３ａがパークギア９１の歯溝９１ａから離脱せず、パークシャフト９５が位置Ｐ１にある状態を意味する。例えば、図５のステップＳ０２で駆動力ｆを入力したものの、パークポール９３に荷重Ｎがかかっているため、パークポール９３の爪部９３ａがパークギア９１の歯溝９１ａから離脱しなかった場合には、「解除待ち状態」が判定される。

・「解除状態」・・・ＥＣＵ１００は、シフトレバー１０がＰレンジ以外であり、パークシャフト９５が位置Ｐ２であれば、パークポール９３が「解除状態」（図３の（ｂ）参照）と判定する。

ＥＣＵ１００は、パークポール９３が「解除状態」であると判定した場合（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、シフトレバー１０の操作に応じてパークロック機構９の解除が完了したとして、処理を終了する。

ＥＣＵ１００は、パークポール９３が「解除状態」以外であると判定した場合には、ステップＳ０４に進む。ＥＣＵ１００は、パークポール９３が「係合状態」または「係合待ち状態」と判定した場合（ステップＳ０４：Ｎｏ）、シフトレバー１０が操作されたにも関わらずレンジが正常に入力されていないので、機器異常の警告を出力する（ステップＳ０５）。

ＥＣＵ１００は、パークポール９３が「解除待ち状態」と判定した場合（ステップＳ０４：Ｙｅｓ）、傾斜路等で停車したことにより、パークポール９３に荷重Ｎがかかって通常の駆動力ｆの入力ではパークポール９３が離脱しない状態である。この場合、ＥＣＵ１００はトルク制御を実行して、パークポール９３にかかる荷重Ｎを低減させる。

トルク制御において、ＥＣＵ１００はブレーキ装置８によって３つの車輪７の制動状態を維持しながら（ステップＳ０６）、ＭＧ３を回転させる。ＭＧ３の回転トルクは、伝達機構３１、バリエータ５６および駆動軸５０ｄを伝達され、駆動軸５０ｄに取り付けられたパークギア９１に入力される。ＭＧ３を回転させる間、パークアクチュエータ９７によるパークシャフト９５への駆動力ｆの入力は継続する。

図４に示したように、車両を傾斜路等で停車した際に、駆動輪７ａが回転するとパークギア９１に回転トルクＴが入力され、パークギア９１が係合するパークポール９３の爪部９３ａを押圧することによって、パークポール９３には荷重Ｎがかかることになる。したがって、パークギア９１の押圧方向と反対方向の回転トルクを入力すれば、パークギア９１によるパークポール９３の爪部９３ａの押圧は解除され、荷重Ｎが減少する。

パークギア９１の押圧方向は、図４に示した方向と逆方向の場合もある。そこで、ＥＣＵ１００は、必要に応じてＭＧ３を正回転および逆回転の両方向に回転させ、いずれかの方向の回転によって押圧を解除するように制御を行う。

ＥＣＵ１００は、まず、ＭＧ３を正回転方向に一定量回転させる（ステップＳ０７）。回転量は、パークポール９３の爪部９３ａと歯溝９１ａの幅に基づいて、予め設定することができる。

ＥＣＵ１００は、パークポール９３の状態判定を行う（ステップＳ０８）。状態判定は、ステップＳ０７の正回転の入力と並行して行っても良く、あるいは一定量正回転させた後に判定を行っても良い。
前記したように、パークアクチュエータ９７による駆動力ｆの入力を継続しているため、正回転が、パークギア９１の押圧方向と逆方向であれば、荷重Ｎは次第に減少してパークポール９３の爪部９３ａが歯溝９１ａから離脱するため、状態判定において「解除状態」が判定される（ステップＳ０８：Ｙｅｓ）。「解除状態」が判定された場合は、ステップＳ１０に進む。

一方、正回転が、パークギア９１の押圧方向と同方向であれば、パークギア９１は爪部９３ａをさらに押圧する形となるため、パークポール９３の爪部９３ａは歯溝９１ａから離脱せず、状態判定において依然として「解除待ち状態」が判定される（ステップＳ０８：Ｎｏ）。
正回転によって解除待ち状態が解消されなかった場合は、ＥＣＵ１００は、ＭＧ３を逆回転方向に一定量回転させる（ステップＳ０９）。

逆回転方向の回転量もパークポール９３の爪部９３ａと歯溝９１ａの幅に基づいて、予め設定することができる。ステップＳ０７の正回転によって爪部９３ａをさらに押圧した形となるため、逆回転の回転量は、正回転の回転量より大きくしても良い。

ＥＣＵ１００は、ステップＳ０９の逆回転の際にパークポール９３の状態判定も行う。状態判定は、逆回転と並行して行っても良く、あるいは一定量正回転させた後に判定を行っても良い。

逆回転によってパークポール９３にかかる荷重Ｎは次第に減少してパークポール９３の爪部９３ａが歯溝９１ａから離脱するため、状態判定において「解除状態」が判定される。ＥＣＵ１００は、「解除状態」の判定によってステップＳ１０に進み、ブレーキ装置８により３つの車輪７の制動を解除し、４つの車輪７の制動を全て解除した状態で、パークロック機構９の解除処理を終了する。

前記したステップＳ０６において、ブレーキ装置８により車輪７を制動させるのは、トルク制御の際にＭＧ３の回転が駆動輪７ａに伝達されて車両が動き出すのを防止するためである。ただし、ステップＳ０６に示すように、第１の実施の形態では、４つの車輪７の全てを制動するのではなく、一部の駆動輪７ａについては制動を解除し、残りの車輪７を制動して状態でトルク制御を行う。図２に示すように、２輪駆動の車両では、２つの駆動輪７ａのうちどちらか一方の制動を解除する。

この３輪制動処理は、減速機構６０の構成部品の歪みを防止するために行う。図１に示すように、ＭＧ３の回転トルクが入力される駆動軸５０ｄと、ＭＧ３の回転トルクを駆動輪７ａに出力する車軸７０とは、減速機構６０を介して接続されている。トルク制御の際に全ての車輪７を制動した場合、減速機構６０のアイドラ軸６６は、駆動軸５０ｄを介してＭＧ３の回転トルクが入力される一方、制動された駆動輪７ａに連結する車軸７０によって回転が規制される。これによって、アイドラ軸６６にねじれが生じ、アイドラ軸６６を含む減速機構６０の構成部品（ギア機構６１およびデファレンシャルギア６７）に歪みが生じる。

第１の実施の形態では、１つの駆動輪７ａの制動を解除することで、その駆動輪７ａに連結された車軸７０を回転可能な状態とする。これによって、減速機構６０のアイドラ軸６６の回転を規制する力が低減されるため、駆動軸５０ｄからＭＧ３の回転トルクが入力されてもアイドラ軸６６のねじれが低減され、減速機構６０の構成部品の歪みを防止することができる。また、ＭＧ３の回転トルクの伝達によって制動が解除された１つの駆動輪７ａが若干動いたとしても、他の３つの車輪７は制動状態が維持されているため車両が動き出すことは防止される。

以上の通り、第１の実施の形態に係るＥＣＵ１００（車両制御装置）は、
（１）ＭＧ３（回転電機）の回転トルクが入力される駆動軸５０ｄ（入力軸）と、
駆動軸５０ｄから減速機構６０を介して入力された回転トルクを、車両が備える複数の車輪７のうちの駆動輪７ａに出力する車軸７０（出力軸）と、
駆動軸５０ｄの回転を規制可能なパークロック機構９と、
複数の車輪７を、車輪７ごとに独立して制動するブレーキ装置８と、を備えた車両を制御するものである。
パークロック機構９は、
駆動軸５０ｄに相対回転不能に設けられたパークギア９１と、
パークギア９１に設けた歯溝９１ａ（被係合部）に係脱可能な爪部９３ａ（係合部）を備えたパークポール９３と、
パークポール９３の爪部９３ａをパークギア９１の歯溝９１ａに係脱させるパークアクチュエータ９７（駆動機構）と、を備える。
ＥＣＵ１００は、制御部として、爪部９３ａを歯溝９１ａから離脱させる際に、パークギア９１に駆動輪７ａ側から回転トルクＴが入力されている場合に、ブレーキ装置８により車輪７の制動状態を維持しつつ、一部の駆動輪７ａに連結する車軸７０を回転可能とした状態で、ＭＧ３によりパークギア９１に回転トルクを入力するトルク制御を行う。

車両を傾斜路等で駐車させる場合、駆動輪７ａが回転することによってパークギア９１に回転トルクＴが入力され、パークギア９１に係合するパークポール９３には荷重Ｎが作用する。荷重Ｎがかかった状態でパークロック機構９を解除させるとパークアクチュエータ９７の駆動力が増加するため、パークアクチュエータ９７にモータ等を用いている場合には大型化に繋がる可能性がある。

ブレーキ装置８で車輪７を制動しながら、ＭＧ３を回転させてパークギア９１を動かすことで、パークギア９１からパークポール９３にかかる荷重Ｎを低減させることができる。しかしながら、全ての車輪７を制動してＭＧ３を回転させると、駆動軸５０ｄと車軸７０を接続する減速機構６０のアイドラ軸６６にねじれが生じ、減速機構６０の構成部品の歪みを招く可能性がある。そこで、一部の駆動輪７ａに連結する車軸７０を回転可能な状態とすることで、アイドラ軸６６のねじれを低減し、減速機構６０の構成部品の歪みを防止することができる。

（２）ＥＣＵ１００は、爪部９３ａを歯溝９１ａから離脱させる際に、ブレーキ装置８により一部の駆動輪７ａの制動を解除し、残りの車輪７の制動を維持した状態で、トルク制御を行う。
これによって、一部の駆動輪７ａは回転可能な状態となるため、トルク制御において駆動軸５０ｄからＭＧ３の回転トルクが入力された際に、減速機構６０のアイドラ軸６６の回転を規制する力が低減され、アイドラ軸６６のねじれを防止して、減速機構６０の構成部品の歪みを防止することができる。

なお、前記した第１の実施の形態では２輪駆動の車両への適用例として、２つの駆動輪７ａのうち１つの駆動輪７ａの制動を解除する例を説明したが、車両が備える駆動輪７ａの数に応じて、制動を解除する駆動輪７ａを２つ以上としても良い。例えば４輪駆動の車両に適用する場合は、「一部の駆動輪」として、前輪および後輪のそれぞれの一つの駆動輪７ａの制動を解除するようにしても良い。

（３）ＥＣＵ１００は、爪部９３ａを歯溝９１ａから離脱させる際に、パークギア９１に駆動輪７ａから回転トルクＴが入力されている場合に、トルク制御として、回転電機により、駆動輪７ａからの回転トルクＴの入力方向と逆方向の回転トルクをパークギア９１に入力する。

パークポール９３に荷重Ｎがかかっていなければ、トルク制御を行わなくてもパークロック機構９を解除することができる。そこで、ＥＣＵ１００は、パークギア９１に駆動輪７ａから回転トルクＴが入力されパークポール９３に荷重Ｎがかかっている場合にトルク制御を行うことで、ＭＧ３の余分な電力消費を回避することができる。またトルク制御として、回転トルクＴの入力方向と逆方向の回転トルクをパークギア９１に入力することで、適切に荷重Ｎを低減させることができる。

（４）パークロック機構９は、パークポール９３の状態を検出するセンサとして位置検出センサ９９を備え、
ＥＣＵ１００は、爪部９３ａを歯溝９１ａから離脱させる際に、パークアクチュエータ９７により所定の駆動力ｆをパークポール９３に付与し、位置検出センサ９９の検出結果に基づいてパークポール９３の状態を判定する判定処理を行い、
判定処理において、爪部９３ａが歯溝９１ａから離脱していなかった場合に、トルク制御を行う。

ＥＣＵ１００は、パークポール９３の状態判定を行うことで、パークポール９３に荷重Ｎがかかり、通常の駆動力ｆではパークロック機構９が解除できなかった場合に適切にトルク制御を行うことができる。なお、実施の形態では、パークシャフト９５の位置を検出する位置検出センサ９９の検出結果を用いて状態判定を行う例を説明したが、これに限定されない。例えば、パークポール９３に荷重センサを設け、パークポール９３にかかる荷重Ｎを検出して状態判定を行っても良い。

（５）ＥＣＵ１００は、トルク制御において、ＭＧ３を正回転方向（第１の方向）に回転させ、判定処理を行い、爪部９３ａが歯溝９１ａから離脱していなかった場合に、ＭＧ３を正回転方向と反対の逆回転方向（第２の方向）に回転させる。

パークポール９３に対しては、傾斜路に対して停車する方向等の条件によって、駆動輪７ａから正回転方向の回転トルクＴが入力される場合と、逆回転方向の回転トルクＴが入力される場合がある。そこで、トルク制御において、まずＭＧ３を正回転方向に回転させて判定処理を行い、依然としてパークロック機構９が解除されていない場合には逆回転方向に回転させることによって、電力消費を低減しつつ、適切に荷重Ｎを減らすことが出来る。
なお、ＭＧ３の正回転と逆回転の順序は限定されず、第１の方向として逆回転を最初に行ってから、第２の方向として正回転を行っても良い。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について図面を用いて説明する。
なお、以降の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図７は、第２の実施の形態に係る車両制御装置を備えるハイブリッド車両の構成を示す図である。
図７に示すように、第２の実施の形態では、二つの駆動輪７ａのうち、一つの駆動輪７ａに連結する車軸７０にクラッチ７１を設けた。クラッチ７１は、締結および非締結を切り替えることで、駆動軸５０ｄから減速機構６０を介して車軸７０に入力された回転トルクの、駆動輪７ａへの伝達および遮断を切り替えるものである。クラッチ７１は、ドグクラッチや摩擦クラッチ等の公知の構成とすることができる。

第２の実施の形態において、車両制御装置であるＥＣＵ１００の制御部は、パークロック機構９を解除させる際に、第１の実施の形態と同様にＭＧ３を回転させて荷重Ｎを低減させるトルク制御を行う。ＥＣＵ１００は、その際に、ブレーキ装置８によって車輪７を制動するが、第１の実施の形態の３輪制動制御（図５のステップＳ０４）の代わりに、図７に示すクラッチ７１を非締結とすることで、一つの駆動輪７ａへの回転トルクの伝達を非伝達に切り替える。この場合、クラッチ７１を設けた一つの駆動輪７ａについては、制動を行っても行わなくても良い。

車軸７０に設けたクラッチ７１を非締結とすると、駆動輪７ａと切り離された減速機構６０側の車軸７０の部分は回転可能な状態となる。これによって、減速機構６０のアイドラ軸６６の回転を規制する力が低減されるため、駆動軸５０ｄからＭＧ３の回転トルクが入力された際のアイドラ軸６６のねじれが低減される。これによって、駆動軸５０ｄと車軸７０を接続する減速機構６０の構成部品のねじれによる歪みを防止することができる。また、クラッチ７１を非締結とした駆動輪７ａにはＭＧ３の回転トルクが伝達されず、他の３つの車輪７も制動装置により制動されているため、ＭＧ３の回転によって車両が動き出すことを防止することができる。

第２の実施の形態において、ＥＣＵ１００は、パークロック機構９の解除が完了すると、ブレーキ装置８の制動を解除する（図５のステップＳ１０）と共に、クラッチ７１を締結することにより一つの駆動輪７ａへ回転トルクを伝達可能な状態として、処理を終了する。

以上の通り、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、ＥＣＵ１００は、ブレーキ装置８により車輪７の制動状態を維持しつつ、一部の駆動輪７ａに連結する車軸７０を回転可能とした状態で、トルク制御を行う。
具体的には、第２の実施の形態では、
（６）車軸７０（出力軸）には、駆動軸５０ｄ（入力軸）から入力された回転トルクの駆動輪７ａへの伝達および非伝達を切り替えるクラッチ７１が設けられ、
ＥＣＵ１００（車両制御装置）は、制御部として、爪部９３ａ（係合部）を歯溝９１ａ（被係合部）から離脱させる際に、クラッチ７１を制御して駆動輪７ａへの回転トルクを非伝達とする制御部を備える。

クラッチ７１により車軸７０を制動された駆動輪７ａと切り離して回転可能な状態とすることで、トルク制御の際、アイドラ軸６６のねじれによる減速機構６０の構成部品の歪みを防止することができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について図面を用いて説明する。
図８は、第３の実施の形態に係る車両制御装置を備えるハイブリッド車両の構成を示す図である。
図８に示すように、第３の実施の形態では、減速機構６０のアイドラ軸６６に駆動装置６８を設けた。駆動装置６８は、アイドラ軸６６を図中白抜きの矢印で示したように、駆動軸５０ｄに対して接離する方向に駆動する。駆動装置６８はモータ等の公知の構成とすることができる。アイドラ軸６６が駆動軸５０ｄと離間する方向に移動すると、アイドラ軸６６に取り付けられた第２ギア６３と、駆動軸５０ｄに取り付けられた第１ギア６２の噛み合いが解除される。これによって、駆動軸５０ｄからアイドラ軸６６へ回転トルクが非伝達となる。

第３の実施の形態において、車両制御装置であるＥＣＵ１００の制御部は、パークロック機構９を解除させる際に、第１の実施の形態と同様にＭＧ３を回転させて荷重Ｎを低減させるトルク制御を行う。ＥＣＵ１００は、その際に、第１の実施の形態の３輪制動制御（図５のステップＳ０４）の代わりに、図８に示す駆動装置６８によりアイドラ軸６６を駆動軸５０ｄと離間する方向に移動させ、第１ギア６２および第２ギア６３の噛み合いを解除させる。これによって、駆動軸５０ｄからアイドラ軸６６へ回転トルクが非伝達となる。第３の実施の形態においては、二つの駆動輪７ａの両方に対して回転トルクは非伝達となるため、ブレーキ装置８により全ての車輪７の制動を行わなくても良い。

トルク制御によりＭＧ３を回転させても、減速機構６０の第１および第２ギア６３の噛み合いが解除しているため、回転トルクはアイドラ軸６６に入力されず、アイドラ軸６６のねじれによる減速機構６０の構成部品の歪みを防止することができる。また、駆動輪７ａにも回転トルクは入力されないため、ＭＧ３の回転によって車両が動き出すことを防止することができる。

第３の実施の形態において、ＥＣＵ１００は、パークロック機構９の解除が完了すると、駆動装置６８により、アイドラ軸６６を第１ギア６２および第２ギア６３が噛み合う位置まで移動させて、処理を完了する。前記したように、第３の実施の形態では、ブレーキ装置８の制動は不要のため、解除完了後のブレーキ装置８の制動の解除（図５のステップＳ１０）も不要である。

以上の通り、第３の実施の形態において
（７）減速機構６０は、駆動軸５０ｄ（入力軸）および車軸７０（出力軸）の間に設けられたアイドラ軸６６（中間軸）に支持され、駆動軸５０ｄおよび車軸７０に接続して回転トルクを伝達する第２ギア６３及び第３ギア６４（回転伝達要素）と、
アイドラ軸６６を、駆動軸５０ｄに対して接離する方向に駆動する駆動装置６８を備え、
ＥＣＵ１００は、爪部９３ａを歯溝９１ａから離脱させる際に、駆動装置６８によりアイドラ軸６６を駆動軸５０ｄと離間する方向に駆動して、第２ギア６３及び第３ギア６４を駆動軸５０ｄに対して非接続とした状態で、ＭＧ３によりパークギア９１に回転トルクを入力するトルク制御を行う。

パークロック機構９の解除の際に、駆動装置６８により減速機構６０のアイドラ軸６６を駆動軸５０ｄから離間させて、回転伝達要素である第２ギア６３および第３ギア６４の噛み合いを解除することで、トルク制御の際のＭＧ３の回転トルクがアイドラ軸６６に入力されないため、減速機構６０の構成部品の歪みを防止することができる。
なお、前記の例では、駆動装置６８が、アイドラ軸６６を駆動軸５０ｄに接離する方向に駆動する例を説明したが、アイドラ軸６６を車軸７０に接離する方向に駆動しても良い。この場合は、トルク制御の際には、駆動装置６８は、アイドラ軸６６を車軸７０から離間する方向に移動させ、第４ギア６５の小径と大径の歯車の噛み合いを解除すると良い。

１ エンジン
２ バッテリ
３ ＭＧ（モータジェネレータ）
３１ 伝達機構
４ インバータ
５ 変速機
５０ａ～５０ｄ 駆動軸
５１ トルクコンバータ
５２ インペラ
５３ タービン
５４ ロックアップクラッチ
５５ フォワードクラッチ
５６ バリエータ
５７ プライマリプーリ
５８ セカンダリプーリ
５９ ベルト
６０ 減速機構
６１ ギア機構
６２ 第１ギア
６３ 第２ギア
６４ 第３ギア
６５ 第４ギア
６６ アイドラ軸
６７ デファレンシャルギア
６８ 駆動装置
７ 車輪
７ａ 駆動輪
７０ 車軸
７１ クラッチ
８ ブレーキ装置
８１ 摩擦ブレーキ機構
８２ ブレーキアクチュエータ
８１ａ ブレーキディスク
８１ｂ ブレーキキャリパ
９ パークロック機構
９１ パークギア
９１ａ 歯溝
９３ パークポール
９３ａ 爪部
９５ パークシャフト
９７ パークアクチュエータ
９９ 位置検出センサ
１０ シフトレバー
１１ ロック解除ボタン
１２ インヒビタスイッチ
１００ ＥＣＵ（Electronic Control Unit）

Claims (7)

1. 回転電機の回転トルクが入力される入力軸と、
   前記入力軸から減速機構を介して入力された前記回転トルクを、車両が備える複数の車輪のうちの駆動輪に出力する出力軸と、
   前記入力軸の回転を規制可能なパークロック機構と、
   前記複数の車輪を、車輪ごとに独立して制動するブレーキ装置と、を備えた車両を制御する車両制御装置であって、
   前記パークロック機構は、
   前記入力軸に相対回転不能に設けられたパークギアと、
   前記パークギアに設けた被係合部に係脱可能な係合部を備えたパークポールと、
   前記パークポールの係合部を前記パークギアの被係合部に係脱させる駆動機構と、を備え、
   前記車両制御装置は、
   前記係合部を前記被係合部から離脱させる際に、前記ブレーキ装置により前記車輪の制動状態を維持しつつ、一部の前記駆動輪に連結する出力軸を回転可能とした状態で、前記回転電機により前記パークギアに回転トルクを入力するトルク制御を行う制御部を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記制御部は、前記係合部を前記被係合部から離脱させる際に、前記ブレーキ装置により、一部の前記駆動輪の制動を解除し、残りの前記車輪の制動を維持した状態で、前記トルク制御を行うことを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記出力軸には、前記入力軸から入力された前記回転トルクの前記駆動輪への伝達および非伝達を切り替えるクラッチが設けられ、
   前記制御部は、
   前記係合部を前記被係合部から離脱させる際に、前記クラッチを制御して前記駆動輪への前記回転トルクを非伝達とする制御部を備えることを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
4. 回転電機の回転トルクが入力される入力軸と、
   前記入力軸から減速機構を介して入力された前記回転トルクを、車両が備える複数の車輪のうちの駆動輪に出力する出力軸と、
   前記入力軸の回転を規制可能なパークロック機構と、
   前記複数の車輪を、車輪ごとに独立して制動するブレーキ装置と、を備えた車両を制御する車両制御装置であって、
   前記パークロック機構は、
   前記入力軸に相対回転不能に設けられたパークギアと、
   前記パークギアに設けた被係合部に係脱可能な係合部を備えたパークポールと、
   前記パークポールの係合部を前記パークギアの被係合部に係脱させる駆動機構と、を備え、
   前記減速機構は、前記入力軸および前記出力軸の間に設けられた中間軸に支持され、前記入力軸および前記出力軸に接続して前記回転トルクを伝達する回転伝達要素と、
   前記中間軸を、前記入力軸または前記出力軸に対して接離する方向に駆動する駆動装置を備え、
   前記車両制御装置は、
   前記係合部を前記被係合部から離脱させる際に、前記駆動装置により前記中間軸を前記入力軸または前記出力軸と離間する方向に駆動して、前記回転伝達要素を前記入力軸または前記出力軸に対して非接続とした状態で、前記回転電機により前記パークギアに回転トルクを入力するトルク制御を行う制御部を備えることを特徴とする車両制御装置。
5. 前記制御部は、前記係合部を前記被係合部から離脱させる際に、前記パークギアに前記駆動輪から回転トルクが入力されている場合に、前記トルク制御として、前記回転電機により、前記駆動輪からの回転トルクの入力方向と逆方向の回転トルクを前記パークギアに入力することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
6. 前記パークロック機構は、前記パークポールの状態を検出するセンサを備え、
   前記制御部は、前記係合部を前記被係合部から離脱させる際に、前記駆動機構により所定の駆動力を前記パークポールに付与し、前記センサの検出結果に基づいて前記パークポールの状態を判定する判定処理を行い、
   前記判定処理において、前記係合部が前記被係合部から離脱していなかった場合に、前記トルク制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記制御部は、前記トルク制御において、前記回転電機を第１の方向に回転させ、前記判定処理を行い、前記係合部が前記被係合部から離脱していなかった場合に、前記回転電機を前記第１の方向と反対の第２の方向に回転させることを特徴とする請求項６記載の車両制御装置。

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