JP7207105B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シフト操作装置の操作ポジションに応じた制御指令信号に基づいて動力伝達装置のシフトポジションを切り替える車両の制御装置に関するものである。
動力源の動力を駆動輪へ伝達する動力伝達装置と、前記動力伝達装置のシフトポジションに対応した操作ポジションへ運転者により操作されるシフト操作装置と、前記操作ポジションに応じた制御指令信号に基づいて前記動力伝達装置のシフトポジションをアクチュエータの作動により切り替える切替装置とを備えた車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献1に記載されたシフトバイワイヤシステムがそれである。この特許文献1には、車両電源の瞬断による車両電源のオンである場合に、車両電源のオフ時に記憶された自動変速機の実際のシフトポジションを目標シフトポジションとして設定し、その目標シフトポジションに対応したアクチュエータの基準位置を学習することが開示されている。
特開2012-107656号公報
ところで、車両電源から電力が供給される制御装置用電源の瞬断が発生することが考えられる。制御装置用電源の瞬断が発生した場合、制御装置用電源の瞬断前に実際のシフトポジションとは異なるシフトポジションが記憶されていると、制御装置用電源の瞬断後のオン状態において、実際のシフトポジションとは異なるシフトポジションに対応したアクチュエータの基準位置の設定が行われる。そうすると、運転者が意図しないシフトポジションへ切り替えられてしまうおそれがある。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、制御装置用電源の瞬断が発生した際に、運転者が意図しないシフトポジションへの切替えを抑制することができる車両の制御装置を提供することにある。
第1の発明の要旨とするところは、(a)動力源の動力を駆動輪へ伝達する動力伝達装置と、前記動力伝達装置のシフトポジションに対応した操作ポジションへ運転者により操作されるシフト操作装置と、前記操作ポジションに応じた制御指令信号に基づいて前記動力伝達装置のシフトポジションをアクチュエータの作動により切り替える切替装置とを備えた車両の、制御装置であって、(b)前記運転者の操作により車両電源がオフ状態からオン状態へ切り替えられた場合に、前記アクチュエータの初期動作として前記アクチュエータを制御するときの基となる前記アクチュエータの基準位置を設定する初期位置学習処理を行うシフト切替制御部を含み、(c)前記シフト切替制御部は、前記車両電源から電力が供給される制御装置用電源が一時的にオフ状態とされた後にオン状態へ復帰する前記制御装置用電源の瞬断が発生した場合には、前記動力伝達装置のシフトポジションを切り替える為のシフト切替操作が前記運転者により為されるまで、前記初期位置学習処理を行わないものであり、(d)前記シフト切替制御部は、前記制御装置用電源の瞬断が発生した場合には、前記シフト切替操作が前記運転者により為されるまで、前記動力伝達装置のシフトポジションを前記動力伝達装置における動力の伝達が遮断されたニュートラルポジションとすることにある。
また、第2の発明は、前記第1の発明に記載の車両の制御装置において、前記シフト切替制御部は、前記制御装置用電源の瞬断が発生したときに、前記動力伝達装置のシフトポジションを前記駆動輪と共に回転する回転部材が回転不能に機械的に固定されたパーキングポジションへ切り替える為の第1シフト切替操作が前記運転者により為された場合には、前記パーキングポジションに対応した前記アクチュエータの第1基準位置を設定する第1初期位置学習処理を行う一方で、前記動力伝達装置のシフトポジションを前記回転部材の機械的な固定が解除された非パーキングポジションへ切り替える為の第2シフト切替操作が前記運転者により為された場合には、前記非パーキングポジションに対応した前記アクチュエータの第2基準位置を設定する第2初期位置学習処理を行うことにある。
また、第3の発明は、前記第2の発明に記載の車両の制御装置において、前記シフト切替制御部は、前記制御装置用電源の瞬断が発生したときが走行中である場合には、前記第1初期位置学習処理を実行不可とし、前記第2初期位置学習処理のみを実行可能とすることにある。
また、第の発明は、前記第1の発明から第の発明の何れか1つに記載の車両の制御装置において、前記シフト切替制御部は、前記アクチュエータの移動量に応じた計数値を取得し、前記計数値を予め定められた目標計数値に一致させるように前記アクチュエータを制御するものであり、前記シフト切替制御部は、前記アクチュエータの移動が規制される方向に前記アクチュエータを移動させたときの前記計数値に基づいて前記基準位置を設定することで前記初期位置学習処理を行うことにある。
前記第1の発明によれば、制御装置用電源の瞬断が発生した場合には、シフト切替操作が運転者により為されるまでアクチュエータの初期位置学習処理が行われないので、制御装置用電源の瞬断が発生したときのアクチュエータの位置を維持することが可能となる。よって、制御装置用電源の瞬断が発生した際に、運転者が意図しないシフトポジションへの切替えを抑制することができる。
また、前記第1の発明によれば、制御装置用電源の瞬断が発生した場合には、シフト切替操作が運転者により為されるまで、動力伝達装置のシフトポジションがニュートラルポジションとされるので、運転者が意図するシフトポジションが分かるまで動力の伝達が遮断された状態で待機することができる。
また、前記第2の発明によれば、制御装置用電源の瞬断が発生したときに、動力伝達装置のシフトポジションをパーキングポジションへ切り替える為の第1シフト切替操作が運転者により為された場合には、そのパーキングポジションに対応したアクチュエータの第1基準位置を設定する第1初期位置学習処理が行われるので、運転者が意図したパーキングポジションへ切り替えられ得る。一方で、制御装置用電源の瞬断が発生したときに、動力伝達装置のシフトポジションを非パーキングポジションへ切り替える為の第2シフト切替操作が運転者により為された場合には、その非パーキングポジションに対応したアクチュエータの第2基準位置を設定する第2初期位置学習処理が行われるので、運転者が意図した非パーキングポジションへ切り替えられ得る。これにより、制御装置用電源の瞬断前に、制御装置用電源の瞬断が発生することに備えて動力伝達装置のシフトポジションを記憶しておく必要がない。よって、制御装置等にシフトポジションを記憶する為の記憶領域が不要となり、制御装置等のコストを低減したり、記憶領域の制約を緩和することができる。
また、前記第3の発明によれば、制御装置用電源の瞬断が発生したときが走行中である場合には、前記第1初期位置学習処理が実行不可とされ、前記第2初期位置学習処理のみが実行可能とされるので、走行中に動力伝達装置のシフトポジションをパーキングポジションへ切り替えようとする場合に生じる現象を防止することができる。この現象は、駆動輪と共に回転する回転部材を回転不能に機械的に固定しようとすることが繰り返される現象である。
また、前記第の発明によれば、アクチュエータの移動が規制される方向にアクチュエータを移動させたときの計数値に基づいて基準位置が設定されることで初期位置学習処理が行われるので、初期位置学習処理によって基準位置が適切に設定され得る。
本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 切替装置の一例を示す斜視図である。 ディテントプレートの構成を説明する図である。 モータの回転量とシフトポジションとの対応関係を説明する図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちECU電源の瞬断が発生した際に運転者が意図しないシフトポジションへの切替えを抑制する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図5のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちECU電源の瞬断が発生した際に運転者が意図しないシフトポジションへの切替えを抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図5のフローチャートとは別の実施例である。
本発明の実施形態において、前記動力源は、例えば燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンである。又、前記車両は、前記動力源として、このエンジンに加えて、又は、このエンジンに替えて、回転機等を備えていても良い。
また、前記動力伝達装置は、例えば自動変速機を備えている。前記自動変速機は、例えば公知の遊星歯車式の自動変速機、公知のベルト式の無段変速機、公知の同期噛合型平行2軸式の自動変速機、公知のDCT(Dual Clutch Transmission)、又は公知の電気式の無段変速機などの自動変速機である。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される車両10の概略構成を説明する図である。又、図1は、車両10における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、動力源12と、駆動輪14と、動力源12の動力を駆動輪14へ伝達する動力伝達装置16とを備えている。
動力伝達装置16は、動力源12に連結された自動変速機18、自動変速機18の出力回転部材である出力歯車20に連結された減速ギヤ機構22、その減速ギヤ機構22に連結されたディファレンシャルギヤ24、ディファレンシャルギヤ24に連結された左右のドライブシャフト26などを備えている。動力伝達装置16において、動力源12から出力される動力は、自動変速機18、減速ギヤ機構22、ディファレンシャルギヤ24、ドライブシャフト26などを順次介して駆動輪14へ伝達される。出力歯車20は、駆動輪14と共に回転する回転部材である。前記動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同義である。
又、車両10は、更に、シフト操作装置30、パワースイッチ40、切替装置50などを備えている。車両10では、シフトバイワイヤ方式を用いて、自動変速機18のシフトポジションが切り替えられる。本実施例では、シフトバイワイヤをSBWとも称する。又、自動変速機18のシフトポジションは、自動変速機18のシフトレンジと同意である。
シフト操作装置30は、自動変速機18における複数種類のシフトポジションを人為的操作により選択する為の操作装置、すなわち人為的に操作されることで自動変速機18のシフトポジションの切替え要求を受け付ける操作装置である。シフト操作装置30は、自動変速機18のシフトポジションに対応した操作ポジションPOSshへ運転者(=ユーザー)により操作される。操作ポジションPOSshは、例えばP,R,N,D,B操作ポジションを含んでいる。自動変速機18のシフトポジションは、動力伝達装置16のシフトポジションでもある。
P操作ポジションは、自動変速機18のパーキングポジション(=Pポジション)を選択するパーキング操作ポジションである。自動変速機18のPポジションは、自動変速機18がニュートラル状態とされ且つ出力歯車20の回転が機械的に阻止されたシフトポジションである。自動変速機18のニュートラル状態は、動力伝達装置16における動力の伝達つまり自動変速機18における動力の伝達が遮断された状態、すなわち自動変速機18が動力を伝達することが不能な状態である。出力歯車20の回転が機械的に阻止された状態は、出力歯車20が回転不能に機械的に固定された状態であり、自動変速機18のパーキングロック(=Pロック)状態である。出力歯車20は、切替装置50により回転不能に機械的に固定される。
R操作ポジションは、自動変速機18の後進走行ポジション(=Rポジション)を選択する後進走行操作ポジションである。自動変速機18のRポジションは、車両10の後進走行を可能とするシフトポジションである。N操作ポジションは、自動変速機18のニュートラルポジション(=Nポジション)を選択するニュートラル操作ポジションである。自動変速機18のNポジションは、自動変速機18がニュートラル状態とされたシフトポジションである。D操作ポジションは、自動変速機18の前進走行ポジション(=Dポジション)を選択する前進走行操作ポジションである。自動変速機18のDポジションは、車両10の前進走行を可能とするシフトポジションである。B操作ポジションは、自動変速機18の動力源ブレーキポジション(=Bポジション)を選択する動力源ブレーキ操作ポジションである。自動変速機18のBポジションは、車両10の前進走行を可能とする状態において、Dポジションと比較して、動力源12を用いた動力源ブレーキがより強く得られる状態とされたシフトポジションである。
自動変速機18のR,N,D,Bポジションは、何れも、出力歯車20の回転が許容されたシフトポジションであり、自動変速機18の非パーキングポジション(=非Pポジション)である。R,N,D,B操作ポジションは、何れも、自動変速機18の非Pポジションを選択する非パーキング操作ポジション(=非P操作ポジション)である。出力歯車20の回転が許容された状態は、出力歯車20の機械的な固定が解除された状態であり、すなわち自動変速機18のPロック状態が解除された状態であり、自動変速機18の非パーキングロック(=非Pロック)状態である。
シフト操作装置30は、自動変速機18の複数のシフトポジションに各々対応した複数の操作ポジションPOSshへ運転者により選択的に操作される操作子を有している。この操作子は、例えばシフトレバー32とPスイッチ34とである。Pスイッチ34は、シフトレバー32とは別に備えられた操作子である。シフトレバー32の操作ポジションPOSshはレバーポジションPlevであり、Pスイッチ34の操作ポジションはPスイッチオンポジションPswである。シフトレバー32及びPスイッチ34はどちらも、外力が付与されていない状態では元位置に戻されるモーメンタリ式の操作子である。
シフトレバー32は、自動変速機18のシフトポジションを複数の非Pポジションのうちの所望するシフトポジションとする為に、その所望するシフトポジションに対応するレバーポジションPlevへ運転者により択一的に操作される。Pスイッチ34は、自動変速機18のシフトポジションをPポジションとする為に運転者により操作される。
シフトレバー32のレバーポジションPlevは、R操作ポジション、N操作ポジション、D操作ポジション、H操作ポジション、及びB操作ポジションである。H操作ポジションは、シフトレバー32の元位置となるホームポジションである。シフトレバー32は、H操作ポジション以外のレバーポジションPlevへ操作されていたとしても、運転者がシフトレバー32を解放すれば、バネなどの機械的機構によりH操作ポジションへ戻される。シフト操作装置30は、レバーポジションPlevを検出する位置センサであるシフトセンサ36及びセレクトセンサ38を備えている。シフトセンサ36及びセレクトセンサ38は、レバーポジションPlevに応じたレバーポジション信号Splevを、後述する電子制御装置90へ出力する。電子制御装置90は、そのレバーポジション信号Splevに基づいてレバーポジションPlevを判定する。これにより、R,N,D,B操作ポジションへの操作が検出される。
Pスイッチ34は、例えばモーメンタリ式の押しボタンスイッチであって、運転者によりPスイッチオンポジションPswであるP操作ポジションまで押込み操作される。Pスイッチ34が押込み操作されていない状態は、Pスイッチ34の元位置となるホームポジションである。Pスイッチ34は、P操作ポジションまで押込み操作されていたとしても、運転者がPスイッチ34を解放すれば、バネなどの機械的機構により元位置へ戻される。Pスイッチ34は、P操作ポジションまで押込み操作される毎に、P操作ポジションに応じたPスイッチ信号Spswを後述する電子制御装置90へ出力する。電子制御装置90は、そのPスイッチ信号Spswに基づいてP操作ポジションへの操作を検出する。
P操作ポジションへの操作は、自動変速機18のシフトポジションをPポジションへ切り替える為の第1シフト切替操作であり、Pスイッチ操作とも称する。R,N,D操作ポジションの何れかへの操作は、自動変速機18のシフトポジションを非Pポジションへ切り替える為の第2シフト切替操作であり、非Pレバー操作とも称する。Pスイッチ操作や非Pレバー操作は、自動変速機18のシフトポジションを切り替える為のシフト切替操作である。
パワースイッチ40は、車両10における電源の供給状態すなわち車両電源の状態を切り替える為に運転者により操作されるスイッチである。パワースイッチ40は、例えばモーメンタリ式の押しボタンスイッチであり、運転者によりスイッチオンポジションまで押込み操作される。パワースイッチ40は、スイッチオンポジションまで押込み操作される毎に、スイッチオンポジションに応じたパワースイッチ信号PSonを後述する電子制御装置90へ出力する。電子制御装置90は、そのパワースイッチ信号PSonに基づいて運転者によるパワースイッチ40の操作を検出する。運転者によるパワースイッチ40の操作は、車両電源の状態を切り替える為の車両電源操作である。車両電源の状態は、パワースイッチ信号PSon、操作ポジションPOSsh、後述するブレーキオン信号Bonなどに応じて、後述する電子制御装置90によって切り替えられる。
車両電源の状態は、例えばオフ状態としてのオフ(=「OFF」)の状態、一部オン状態としてのアクセサリオン(=「ACC」)の状態、及びオン状態としてのイグニッションオン(=「IG-ON」)の状態である。OFFの状態は、例えば車両走行を不能とし且つ車両走行に関わらない一部の機能も稼働不能とする為の電源状態である。ACCの状態は、例えば不図示のコンビネーションメータを消灯して車両走行を不能とするが車両走行に関わらない一部の機能を稼働可能とする為の電源状態である。IG-ONの状態は、例えばコンビネーションメータを点灯して車両走行を可能とする為の電源状態である。尚、IG-ONの状態は、広義には、例えば車両走行を制御できる状態であって、アクセルオンすれば車両10が発進・走行できる状態であるREADY-ONの状態を含んでいる。又は、IG-ONの状態は、狭義には、例えばREADY-ONの状態を含んでおらず、車両走行を制御する以外の他の機能は制御できる状態であって、動力源12を駆動できない状態すなわちアクセルオンとしても車両10が発進・走行できない状態である。
例えば、車両電源がOFFであり、自動変速機18のシフトポジションがPポジションであり、及びブレーキオン信号Bonが入力されていないときは、車両電源操作が為される毎に、車両電源がOFF→ACC→IG-ON(READY-ONを含まず)→OFF→…と切り替えられる。又、例えば、車両電源がOFF又はACC又はIG-ON(READY-ONを含まず)であり、自動変速機18のシフトポジションがPポジションであり、及びブレーキオン信号Bonが入力されているときは、車両電源操作が為されると、車両電源がREADY-ONへ切り替えられる。又、例えば、車両停止時であり、及び車両電源がREADY-ONであるときは、車両電源操作が為されると、車両電源がOFFへ切り替えられる。
図2は、切替装置50の構成を説明する斜視図である。図2において、切替装置50は、操作ポジションPOSshに応じた制御指令信号に基づいて自動変速機18のシフトポジションをアクチュエータの作動により切り替える。前記制御指令信号は、後述する電子制御装置90からのP切替制御指令信号Splockであり、前記アクチュエータは、後述するモータ54である。
具体的には、切替装置50は、Pロック機構52、モータ54、エンコーダ56などを備えている。切替装置50は、自動変速機18の出力歯車20を回転不能に機械的に固定するPロック装置であり、自動変速機18のPロック状態と非Pロック状態とを切り替える。
モータ54は、例えばスイッチトリラクタンスモータ(=SRモータ)であり、後述する電子制御装置90からのP切替制御指令信号Splockを受けてPロック機構52を駆動する。エンコーダ56は、例えばロータリエンコーダであって、モータ54と一体的に回転し、モータ54の回転量に応じた計数値(=カウント)であるエンコーダカウントCencを取得する為のパルス信号Sencを電子制御装置90へ供給する。モータ54の回転は、モータ54の移動と同意であり、モータ54の回転量は、モータ54の移動量と同意である。
Pロック機構52は、シャフト58、ディテントプレート60、Pロッド62、Pロックギヤ64、Pロックポール66、スプリング68、ころ70、カム72などを備えている。シャフト58は、モータ54により回転駆動させられる部材である。ディテントプレート60は、シャフト58を介してモータ54の駆動軸に連結されており、シャフト58と共にモータ54により回転させられる部材である。Pロッド62は、ディテントプレート60に連結されており、ディテントプレート60の回転に伴って作動させられる部材である。Pロックギヤ64は、自動変速機18の出力歯車20と同心上に固定されて出力歯車20と一体回転するように設けられた部材である(図1参照)。Pロックポール66は、Pロックギヤ64のギヤ歯に噛み合う爪部を有しており、Pロックギヤ64に噛み合うことが可能な部材である。スプリング68は、ディテントプレート60の回転を制限する部材である。ころ70は、スプリング68のディテントプレート60側の先端に設けられた部材である。カム72は、Pロッド62のPロックポール66側の先端に設けられており、Pロックポール66側へ移動させられることでPロックポール66をPロックギヤ64に噛み合わせるテーパー部材である。
図3は、ディテントプレート60の構成を説明する図である。図3において、ディテントプレート60は、頂部に山73が設けられている。ここで、本実施例では、山73を挟む2つの谷74,75の各々において、山73から離れた側に位置する面を壁と称する。自動変速機18の非Pポジションに対応する谷74における壁は非P壁76である。自動変速機18のPポジションに対応する谷75における壁はP壁78である。ころ70が谷75から谷74へ移動する場合、非P壁76がころ70に衝突しないように後述する電子制御装置90によりモータ54が制御される。具体的には、電子制御装置90により、非P壁76がころ70に衝突する手前の位置である非P目標回転位置でモータ54の回転が停止させられる。又、ころ70が谷74から谷75へ移動する場合、P壁78がころ70に衝突しないように電子制御装置90によりモータ54が制御される。具体的には、電子制御装置90により、P壁78がころ70に衝突する手前の位置であるP目標回転位置でモータ54の回転が停止させられる。このように、ディテントプレート60は、Pロック機構52を、Pポジションに対応するPロックポジションと、非Pポジションに対応する非Pロックポジションとの間で切り替える、Pロック位置決め部材である。
図2に戻り、図2はPロック機構52が非Pロックポジションであるときの状態を示している。図2に示す状態は、Pロックギヤ64にPロックポール66が噛み合うロック状態が解除された非ロック状態とされているので、出力歯車20の回転はPロック機構52によっては妨げられない。図2に示す状態から、モータ54によりシャフト58を矢印Aの方向に回転させると、ディテントプレート60を介してPロッド62が矢印Bの方向に押され、カム72によりPロックポール66が矢印Cの方向に押し上げられる。ディテントプレート60の谷74にあったころ70が山73を乗り越えて谷75へ移るまでディテントプレート60が回転したとき、Pロックポール66はPロックギヤ64と噛み合う位置まで押し上げられる。これにより、Pロックギヤ64と共に出力歯車20の回転が機械的に阻止され、Pロック機構52はPロックポジションとされ、自動変速機18のシフトポジションがPポジションとされる。
図4は、モータ54の回転量に応じたエンコーダカウントCencと自動変速機18のシフトポジションとの対応関係を説明する図である。モータ54はディテントプレート60を回転駆動し、そのモータ54の回転位置であるモータ回転位置は非P壁76及びP壁78の各々により規制される。図4に、モータ54の回転制御を行う上でのP壁78の位置であるP壁位置、及び非P壁76の位置である非P壁位置を概念的に示した。又、図4に示したP判定位置及び非P判定位置は、何れも自動変速機18のシフトポジションの切替えが判定されるディテントプレート60の所定位置である。すなわち、P判定位置からP壁位置までがPポジション範囲であり、非P判定位置から非P壁位置までが非Pポジション範囲である。エンコーダカウントCencがPポジション範囲にあるときには、シフトポジションがPポジションであると判定される一方で、エンコーダカウントCencが非Pポジション範囲にあるときには、シフトポジションが非Pポジションであると判定される。尚、エンコーダカウントCencがP判定位置から非P判定位置の間にあるときには、シフトポジションが不定、又はシフトポジションが切替中であることが判定される。以上の判定は、後述する電子制御装置90により実行される。
又、図4に示すように、Pポジション範囲内にP目標回転位置が設定され、非Pポジション範囲内に非P目標回転位置が設定される。P目標回転位置は、非PポジションからPポジションへの切替時に、P壁78がころ70に衝突しない位置であり、P壁位置から所定のマージンをもって定められる。同様に、非P目標回転位置は、Pポジションから非Pポジションへの切替時に、非P壁76がころ70に衝突しない位置であり、非P壁位置から所定のマージンをもって定められる。尚、P壁位置からの所定のマージンと、非P壁位置からの所定のマージンとは同一である必要はなく、ディテントプレート60の形状などに依存して異なっても良い。
このように構成された切替装置50において、エンコーダ56により出力されたパルス信号Sencに基づいてエンコーダカウントCencが後述する電子制御装置90により取得されてモータ回転位置が定められる。但し、エンコーダ56は相対位置センサである為、モータ54の基準位置を設定し、その基準位置からのエンコーダカウントCencに基づいてモータ54の絶対位置となるモータ回転位置が定められる。例えば、電子制御装置90により、P壁位置及び非P壁位置が検出されて基準位置が設定される。この基準位置の設定については後述する。
図1に戻り、車両10は、更に、車両10の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置90を備えている。電子制御装置90は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェースなどを備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置90は、動力源12の出力制御、自動変速機18の変速制御、自動変速機18のシフトポジションの切替制御などを実行するようになっており、必要に応じて出力制御用、変速制御用、SBW制御用などに分けて構成される。
電子制御装置90には、車両10に備えられた各種センサ等(例えばPスイッチ34、シフトセンサ36及びセレクトセンサ38、パワースイッチ40、エンコーダ56、出力回転速度センサ80、アクセル開度センサ82、ブレーキスイッチ84など)による検出値に基づく各種信号等(例えばPスイッチ信号Spsw、レバーポジション信号Splev、パワースイッチ信号PSon、パルス信号Senc、車速Vに対応する出力歯車20の回転速度である出力回転速度No、運転者の加速操作の大きさを表す運転者の加速操作量としてのアクセル開度θacc、ブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Bonなど)が、それぞれ供給される。
電子制御装置90からは、車両10に備えられた各装置(例えば動力源12、自動変速機18、モータ54など)に各種制御指令信号(例えば動力源12を制御する為の動力源制御指令信号Spu、自動変速機18の変速を制御する為の変速制御指令信号Sshift、自動変速機18の非Pポジションにおけるシフトポジションを切り替える為のシフトポジション切替制御指令信号Spos、切替装置50の作動を制御する為のP切替制御指令信号Splockなど)が、それぞれ出力される。
電子制御装置90は、SBW制御を実現する為に、シフト切替制御手段すなわちシフト切替制御部92を備えている。
シフト切替制御部92は、パルス信号Sencに基づいてモータ54の回転量に応じたエンコーダカウントCencを取得する。シフト切替制御部92は、エンコーダカウントCencを目標エンコーダカウントCenctgtに一致させるようにモータ54を制御する。目標エンコーダカウントCenctgtは、例えばモータ54をP目標回転位置や非P目標回転位置に停止させる為の予め定められた目標計数値である。エンコーダカウントCencは、例えばP壁位置方向への回転(図2の矢印A方向への回転)による値が負値に設定される。
シフト切替制御部92は、運転者による車両電源操作によって車両電源がOFFからIG-ONへ切り替えられると、モータ54の回転を適切に制御する為に、モータ54の励磁合わせつまり位相合わせ等のモータ54の初期駆動制御を行う。続いて、シフト切替制御部92は、モータ54のP壁位置と非P壁位置とを検出して、モータ54の基準位置を設定する。
具体的には、シフト切替制御部92は、モータ54を駆動することによって、P壁78がスプリング68のころ70に向かう方向にディテントプレート60を回転させ、ころ70とP壁78とを接触させる。P壁78がスプリング68のころ70に向かう方向は、モータ54の回転がP壁78によって規制される方向である。ディテントプレート60は、P壁78ところ70との接触後も、スプリング68のバネ力に抗して回転させられる。これによりスプリング68に撓みが生じて、スプリング68のバネ力が増加し、又、Pロッド62による押し戻し力も増加する。モータ54の回転力が、スプリング68のバネ力及びPロッド62による押し戻し力と釣り合ったところで、ディテントプレート60の回転が停止する。シフト切替制御部92は、例えばエンコーダカウントCencの最小値又は最大値が所定時間変化しない場合に、ディテントプレート60及びモータ54の回転停止を判定する。
シフト切替制御部92は、回転停止時のディテントプレート60の位置を暫定的なP壁位置として検出し、又、回転停止時のスプリング68の撓み量又は撓み角を算出する。シフト切替制御部92は、例えばモータ54への印加電圧と撓み量又は撓み角との関係を示す予め定められたマップにモータ54への印加電圧を適用することで撓み量又は撓み角を算出する。シフト切替制御部92は、回転停止時のスプリング68の撓み量又は撓み角と所定の位置補正マップとに基づいて、暫定的なP壁位置を補正し、補正した位置をP壁位置として確定する。その後、シフト切替制御部92は、モータ54を駆動することによって、P壁78がころ70から離反する方向にディテントプレート60を所定量分回転させ、所定量分回転させた後のディテントプレート60の位置を所定のP位置とする。この所定のP位置は、Pポジション範囲において予め設定された所定位置であって、例えばP目標回転位置である。シフト切替制御部92は、P壁位置の検出と同様に、非P壁位置を検出する。尚、非P壁位置の検出では、回転停止時のスプリング68の撓み量又は撓み角がスプリング68の伸び量に替わる。
シフト切替制御部92は、検出したP壁位置をモータ54の基準位置として設定しても良いし、検出した非P壁位置をモータ54の基準位置として設定しても良い。又は、シフト切替制御部92は、検出したP壁位置を自動変速機18のPポジションに対応したモータ54の第1基準位置として設定し、検出した非P壁位置を自動変速機18の非Pポジションに対応したモータ54の第2基準位置として設定しても良い。本実施例では、前記第1基準位置をP基準位置と称し、前記第2基準位置を非P基準位置と称する。
このように、シフト切替制御部92は、運転者の操作によりすなわち車両電源操作により車両電源がOFFの状態からIG-ONの状態へ切り替えられた場合に、モータ54の初期動作としてモータ54を制御するときの基となるモータ54の基準位置を設定する初期位置学習処理を行う。シフト切替制御部92は、モータ54の回転が規制される方向にモータ54を回転させたときのエンコーダカウントCencに基づいてモータ54の基準位置を設定することで初期位置学習処理を行う。本実施例では、モータ54のP基準位置を設定する初期位置学習処理を第1初期位置学習処理としてのP位置学習処理と称し、モータ54の非P基準位置を設定する初期位置学習処理を第2初期位置学習処理としての非P位置学習処理と称する。
シフト切替制御部92は、モータ54の基準位置を設定した後は、例えば運転者によるPスイッチ操作や非Pレバー操作に基づいて自動変速機18のシフトポジションを切り替える。具体的には、シフト切替制御部92は、シフトポジションが非Pポジションにあるときに、Pスイッチ操作が為された場合すなわちPスイッチ信号Spswの入力を検知した場合には、シフトポジションをPポジションへ切り替える為のP切替制御指令信号Splockをモータ54へ出力する。シフト切替制御部92は、シフトポジションがPポジションにあるときに、非Pレバー操作が為された場合すなわちレバーポジション信号Splevの入力を検知した場合には、シフトポジションを非Pポジションへ切り替える為のP切替制御指令信号Splockをモータ54へ出力する。加えて、シフト切替制御部92は、レバーポジション信号Splevに対応したRポジション、Nポジション、及びDポジションの何れかにシフトポジションを切り替える。
ところで、電子制御装置90における電源であるECU電源の瞬断が発生することが考えられる。ECU電源は、車両電源から電力が供給される制御装置用電源である。ECU電源の瞬断は、ECU電源が一時的にオフ状態とされた後にオン状態へ復帰する現象、つまりECU電源が極めて僅かな時間だけオフ状態とされる現象である。ECU電源の瞬断としては、車両電源の瞬断が発生したことによるもの、車両電源の瞬断は発生していないが何らかの原因によってECU電源単独で発生したものなどが考えられる。何れにしても、本実施例で問題とするECU電源の瞬断は、運転者による車両電源操作が為されたことで発生したものではない。尚、電子制御装置90が出力制御用、変速制御用、SBW制御用などに分けて構成される場合には、本実施例で問題とするECU電源の瞬断は、SBW制御用の制御装置における電源であるSBW-ECU電源の瞬断が少なくとも発生したものであれば良い。SBW制御用の制御装置は、例えばシフト切替制御部92を含むSBW-ECUである。
上述したようなECU電源の瞬断が発生した場合、モータ54の絶対位置が不定となるおそれがある為、シフト切替制御部92によって初期位置学習処理が行われることが望ましい。しかしながら、ECU電源の瞬断が発生した場合は、運転者による車両電源操作によって車両電源がオンされる場合と異なり、自動変速機18のシフトポジションが既に運転者が意図したシフトポジションとされていると考えられる。その為、ECU電源の瞬断が発生したときに一律に初期位置学習処理を行うと、自動変速機18のシフトポジションが運転者が意図しないシフトポジションへ切り替えられてしまうおそれがある。ECU電源の瞬断が発生したときに、運転者が意図しないシフトポジションへの切替えが抑制されることが望まれる。以下に、運転者が意図しないシフトポジションへの切替えを抑制する制御作動について説明する。
シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したか否かを判定する。つまり、シフト切替制御部92は、瞬断によるECU電源のリセットが発生したか否かを判定する。ECU電源のリセットは、例えばオン状態にあるECU電源が一時的にオフ状態とされてその後オン状態へ復帰させられることである。シフト切替制御部92は、例えば運転者による車両電源操作が無い状態で、ECU電源がオン状態からオフ状態へ切り替えられた後、ECU電源がオン状態へ切り替えられたか否かに基づいて、ECU電源の瞬断が発生したか否かを判定する。運転者による車両電源操作が無い状態でECU電源がオン状態からオフ状態へ切り替えられる状態は、例えばSBW制御に関わるシステムが正常に終了していない状態である。従って、シフト切替制御部92は、例えばSBW制御に関わるシステムが正常に終了していない状態でECU電源のリセットが発生したか否かに基づいて、ECU電源の瞬断が発生したか否かを判定しても良い。
シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定した場合には、シフト切替操作が運転者により為されるまで、初期位置学習処理を行わない。具体的には、シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定したときに、Pスイッチ操作が運転者により為された場合には、P位置学習処理を行う。一方で、シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定したときに、非Pレバー操作が運転者により為された場合には、非P位置学習処理を行う。
車両10の走行中に自動変速機18のシフトポジションをPポジションへ切り替えようとする場合、Pラチェッティングと称される現象が発生する。Pラチェッティングは、出力歯車20を回転不能に機械的に固定しようとすることが繰り返される現象、つまりPロックポール66の爪部がPロックギヤ64のギヤ歯に噛み込もうとすることが繰り返される現象である。このようなPラチェッティングは防止されることが望ましい。シフト切替制御部92は、車両10の走行中にPスイッチ操作が運転者により為された場合には、Pスイッチ操作を却下するすなわちリジェクトする。従って、車両10の走行中には、Pスイッチ操作及び非Pレバー操作のうちの非Pレバー操作のみが有効なシフト切替操作とされる。シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定したときが走行中である場合には、P位置学習処理を実行不可とし、非P位置学習処理のみを実行可能とする。
シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定した場合には、車両10の走行中であるか否かを判定する。シフト切替制御部92は、車速Vがあるか否かすなわち車速Vが停車判定車速を超えているか否かに基づいて、車両10の走行中であるか否かを判定する。停車判定車速は、例えば自動変速機18のシフトポジションをPポジションへ切り替える場合にPラチェッティングが防止される為の予め定められた車速Vの上限値である。
シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定したときに車両10の走行中でないと判定した場合には、Pスイッチ操作が運転者により為されたか否かを判定する。シフト切替制御部92は、このPスイッチ操作が運転者により為されていないと判定した場合には、非Pレバー操作が運転者により為されたか否かを判定する。一方で、シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定したときに車両10の走行中であると判定した場合には、非Pレバー操作が運転者により為されたか否かを判定する。車両10の走行中はPスイッチ操作が却下されるので、シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定したときに車両10の走行中であると判定した場合には、Pスイッチ操作が運転者により為されたか否かを判定する必要はない。
ECU電源の瞬断が発生したときにシフト切替操作が運転者により為されるまで初期位置学習処理の実行を待機する場合、自動変速機18のシフトポジションがNポジションとすることが好ましい。 シフト切替制御部92は、ECU電源の瞬断が発生したと判定した場合には、シフト切替操作が運転者により為されるまで、自動変速機18のシフトポジションをNポジションとする。
図5は、電子制御装置90の制御作動の要部すなわちECU電源の瞬断が発生した際に運転者が意図しないシフトポジションへの切替えを抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図5のフローチャートにおける各ステップは、シフト切替制御部92の機能に対応している。図6は、図5のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図である。
図5において、先ず、ステップ(以下、ステップを省略する)S10において、瞬断によるECU電源のリセットが発生したか否かが判定される。このS10の判断が否定される場合は、本ルーチンが終了させられる。このS10の判断が肯定される場合はS20において、自動変速機18のシフトポジションがNポジションに切り替えられる。次いで、S30において、車速Vがあるか否かが判定される。このS30の判断が否定される場合はS40において、Pスイッチ操作が運転者により為されたか否かが判定される。上記S30の判断が肯定される場合は、又は、上記S40の判断が否定される場合は、S50において、非Pレバー操作が運転者により為されたか否かが判定される。特には、D操作ポジション又はR操作ポジションへの非Pレバー操作が運転者により為されたか否かが判定される。このS50の判断が否定される場合は、上記S30が実行される。上記S50の判断が肯定される場合はS60において、非P位置学習処理が実施される。次いで、S70において、自動変速機18のシフトポジションが非Pポジションに切り替えられる。特には、自動変速機18のシフトポジションが非Pレバー操作に対応したDポジション又はRポジションに切り替えられる。一方で、上記S40の判断が肯定される場合はS80において、P位置学習処理が実施される。次いで、S90において、自動変速機18のシフトポジションがPポジションに切り替えられる。
図6は、車両10の走行中に瞬断によるECU電源のリセットが発生したときの実施態様の一例を示している。図6において、運転者による車両電源操作が無い状態でECU電源のリセットが発生しているので、SBW制御に関わるシステムが正常に終了していないと判定されている。つまり、t1時点とt2時点との間でSBW-ECU電源の瞬断が発生している。SBW-ECU電源の瞬断が発生したときは、運転者によるシフト切替操作が為されるまで初期位置学習処理が実施されない。D操作ポジションへの非Pレバー操作が運転者により為されたことで、非P位置学習処理が開始される(t3時点参照)。この非P位置学習処理が完了させられると、自動変速機18のシフトポジションをDポジションへ切り替える指令が出力される(t4時点参照)。非P位置学習処理が実施されるまでは、自動変速機18のシフトポジションをNポジションとする指令が出力される(t1時点-t4時点参照)。
上述のように、本実施例によれば、ECU電源の瞬断が発生した場合には、シフト切替操作が運転者により為されるまでモータ54の初期位置学習処理が行われないので、ECU電源の瞬断が発生したときのモータ54の位置を維持することが可能となる。よって、ECU電源の瞬断が発生した際に、運転者が意図しないシフトポジションへの切替えを抑制することができる。
また、本実施例によれば、ECU電源の瞬断が発生したときに、Pスイッチ操作が運転者により為された場合には、P位置学習処理が行われるので、運転者が意図したパーキングポジションへ切り替えられ得る。一方で、ECU電源の瞬断が発生したときに、非Pレバー操作が運転者により為された場合には、非P位置学習処理が行われるので、運転者が意図した非パーキングポジションへ切り替えられ得る。これにより、ECU電源の瞬断前に、ECU電源の瞬断が発生することに備えて自動変速機18のシフトポジションを記憶しておく必要がない。よって、電子制御装置90等にシフトポジションを記憶する為の記憶領域が不要となり、電子制御装置90等のコストを低減したり、記憶領域の制約を緩和することができる。
また、本実施例によれば、ECU電源の瞬断が発生したときが走行中である場合には、P位置学習処理が実行不可とされ、非P位置学習処理のみが実行可能とされるので、Pラチェッティングを防止することができる。
また、本実施例によれば、ECU電源の瞬断が発生した場合には、シフト切替操作が運転者により為されるまで、自動変速機18のシフトポジションがNポジションとされるので、運転者が意図するシフトポジションが分かるまで動力の伝達が遮断された状態で待機することができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
車両停止中であれば、走行中にPポジションへ切り替えられることによるPラチェッティングが発生しない。従って、シフト切替制御部92は、走行中にECU電源の瞬断が発生した場合に限って、シフト切替操作が運転者により為されるまでモータ54の初期位置学習処理を行わないようにしても良い。
図7は、電子制御装置90の制御作動の要部すなわちECU電源の瞬断が発生した際に運転者が意図しないシフトポジションへの切替えを抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図7のフローチャートは、図5のフローチャートとは別の実施例である。図7のフローチャートにおける各ステップは、シフト切替制御部92の機能に対応している。
図7において、先ず、S15において、車両10の走行中に瞬断によるECU電源のリセットが発生したか否かが判定される。このS15の判断が否定される場合は、本ルーチンが終了させられる。このS15の判断が肯定される場合はS20において、自動変速機18のシフトポジションがNポジションに切り替えられる。次いで、S50において、D操作ポジション又はR操作ポジションへの非Pレバー操作が運転者により為されたか否かが判定される。このS50の判断が否定される場合は、このS50が繰り返し実行される。このS50の判断が肯定される場合はS60において、非P位置学習処理が実施される。次いで、S70において、自動変速機18のシフトポジションが非Pレバー操作に対応したDポジション又はRポジションに切り替えられる。
上述のように、本実施例によれば、走行中にPポジションへ切り替えられることによるPラチェッティングを防止することができる。又、ECU電源の瞬断が発生した際に、運転者が意図しないシフトポジション特にはDポジション又はRポジションへの切替えを抑制することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、シフト操作装置30は、シフトレバー32及びPスイッチ34の2つの操作子を備えていたが、この態様に限らない。例えば、シフト操作装置30は、自動変速機18の各シフトポジションに対応したP,R,N,D等の操作ポジションと、その操作ポジションへ操作されるレバーやダイヤル等の1つの操作子と、その操作子が各操作ポジションへ操作されたことを電気的に検出する位置センサとを備えているようなシフト操作装置であっても良い。
また、前述の実施例では、切替装置50は、自動変速機18のシフトポジションをPポジションと非Pポジションとで切り替えたが、この態様に限らない。例えば、切替装置50は、自動変速機18のシフトポジションを、P、R,N,Dポジション等の各ポジションに切り替える切替装置であっても良い。
また、前述の実施例では、動力伝達装置16は、自動変速機18を備え、動力源12の動力を駆動輪14へ伝達したが、この態様に限らない。例えば、動力伝達装置は、自動変速機を備えていなくても良い。つまり、車両10は、自動変速機18を備えない車両、例えばシリーズ式のハイブリッド車両において自動変速機を備えない車両であっても良いし、又は、バッテリの電力によって駆動用の回転機を駆動することでモータ走行することが可能な電動車両などであっても良い。自動変速機を備えない動力伝達装置では、例えば自動変速機18と同様に、切替装置によってシフトポジションがPポジションと非Pポジションとで切り替えられる。要は、動力源の動力を駆動輪へ伝達する動力伝達装置と、シフト操作装置における操作ポジションに応じた制御指令信号に基づいて前記動力伝達装置のシフトポジションをアクチュエータの作動により切り替える切替装置とを備えた車両であれば、本発明を適用することができる。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:車両
12:動力源
14:駆動輪
16:動力伝達装置
20:出力歯車(回転部材)
30:シフト操作装置
50:切替装置
54:モータ(アクチュエータ)
90:電子制御装置(制御装置)
92:シフト切替制御部

Claims (4)

  1. 動力源の動力を駆動輪へ伝達する動力伝達装置と、前記動力伝達装置のシフトポジションに対応した操作ポジションへ運転者により操作されるシフト操作装置と、前記操作ポジションに応じた制御指令信号に基づいて前記動力伝達装置のシフトポジションをアクチュエータの作動により切り替える切替装置とを備えた車両の、制御装置であって、
    前記運転者の操作により車両電源がオフ状態からオン状態へ切り替えられた場合に、前記アクチュエータの初期動作として前記アクチュエータを制御するときの基となる前記アクチュエータの基準位置を設定する初期位置学習処理を行うシフト切替制御部を含み、
    前記シフト切替制御部は、前記車両電源から電力が供給される制御装置用電源が一時的にオフ状態とされた後にオン状態へ復帰する前記制御装置用電源の瞬断が発生した場合には、前記動力伝達装置のシフトポジションを切り替える為のシフト切替操作が前記運転者により為されるまで、前記初期位置学習処理を行わないものであり、
    前記シフト切替制御部は、前記制御装置用電源の瞬断が発生した場合には、前記シフト切替操作が前記運転者により為されるまで、前記動力伝達装置のシフトポジションを前記動力伝達装置における動力の伝達が遮断されたニュートラルポジションとすることを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記シフト切替制御部は、前記制御装置用電源の瞬断が発生したときに、
    前記動力伝達装置のシフトポジションを前記駆動輪と共に回転する回転部材が回転不能に機械的に固定されたパーキングポジションへ切り替える為の第1シフト切替操作が前記運転者により為された場合には、前記パーキングポジションに対応した前記アクチュエータの第1基準位置を設定する第1初期位置学習処理を行う一方で、
    前記動力伝達装置のシフトポジションを前記回転部材の機械的な固定が解除された非パーキングポジションへ切り替える為の第2シフト切替操作が前記運転者により為された場合には、前記非パーキングポジションに対応した前記アクチュエータの第2基準位置を設定する第2初期位置学習処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記シフト切替制御部は、前記制御装置用電源の瞬断が発生したときが走行中である場合には、前記第1初期位置学習処理を実行不可とし、前記第2初期位置学習処理のみを実行可能とすることを特徴とする請求項2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記シフト切替制御部は、前記アクチュエータの移動量に応じた計数値を取得し、前記計数値を予め定められた目標計数値に一致させるように前記アクチュエータを制御するものであり、
    前記シフト切替制御部は、前記アクチュエータの移動が規制される方向に前記アクチュエータを移動させたときの前記計数値に基づいて前記基準位置を設定することで前記初期位置学習処理を行うことを特徴とする請求項1からの何れか1項に記載の車両の制御装置。
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