JP7211385B2 - シフトバイワイヤシステムの制御装置 - Google Patents

シフトバイワイヤシステムの制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7211385B2
JP7211385B2 JP2020033264A JP2020033264A JP7211385B2 JP 7211385 B2 JP7211385 B2 JP 7211385B2 JP 2020033264 A JP2020033264 A JP 2020033264A JP 2020033264 A JP2020033264 A JP 2020033264A JP 7211385 B2 JP7211385 B2 JP 7211385B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shift
range
power supply
sub
ecu
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020033264A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021134888A (ja
Inventor
貴志 冨田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2020033264A priority Critical patent/JP7211385B2/ja
Priority to CN202011556749.6A priority patent/CN113324024B/zh
Priority to US17/134,947 priority patent/US11199259B2/en
Publication of JP2021134888A publication Critical patent/JP2021134888A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7211385B2 publication Critical patent/JP7211385B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/48Signals to a parking brake or parking lock; Control of parking locks or brakes being part of the transmission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H59/08Range selector apparatus
    • F16H59/10Range selector apparatus comprising levers
    • F16H59/105Range selector apparatus comprising levers consisting of electrical switches or sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/74Inputs being a function of engine parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0248Control units where shifting is directly initiated by the driver, e.g. semi-automatic transmissions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0251Elements specially adapted for electric control units, e.g. valves for converting electrical signals to fluid signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/18Preventing unintentional or unsafe shift, e.g. preventing manual shift from highest gear to reverse gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3483Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with hydraulic actuating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/74Inputs being a function of engine parameters
    • F16H2059/746Engine running state, e.g. on-off of ignition switch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H2061/005Supply of electric power, e.g. batteries for back up supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F16H2061/1256Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected
    • F16H2061/1292Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is the power supply, e.g. the electric power supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/16Inhibiting or initiating shift during unfavourable conditions, e.g. preventing forward reverse shift at high vehicle speed, preventing engine over speed
    • F16H2061/168Forced shifts into neutral for safety reasons, e.g. in case of transmission failure or emergency braking
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F16H2061/326Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2312/00Driving activities
    • F16H2312/20Start-up or shut-down
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/16Inhibiting or initiating shift during unfavourable conditions, e.g. preventing forward reverse shift at high vehicle speed, preventing engine over speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3425Parking lock mechanisms or brakes in the transmission characterised by pawls or wheels
    • F16H63/3433Details of latch mechanisms, e.g. for keeping pawls out of engagement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Description

この発明はシフトバイワイヤシステムの制御装置に関するものである。
特許文献1には、運転者によって操作されてシフトレンジの変更を要求する信号を出力する選択装置が操作されたときに、電源から供給された電力により自動変速機のアクチュエータを駆動してマニュアルバルブを操作し、シフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムが開示されている。特許文献1には、スタータモータによるエンジンの始動と、自動変速機のアクチュエータの駆動とが同時に行われると電源の電圧が低下し、アクチュエータを適切に駆動することができなくなることが記載されている。
こうした課題に対する対策として、特許文献2には、選択装置の操作と、エンジンの始動とが同時に行われたときに、シフトレンジの変更と、エンジンの始動とのうち、一方の開始時期を遅らせることが開示されている。このように一方の開始時期を遅らせて、スタータモータとアクチュエータとを同時に駆動しないようにすることにより、電圧の著しい低下を回避することができる。
特開2018-25234号公報 特開2018-17295号公報
しかし、上記のように、エンジンの始動とシフトレンジの変更とのうち、一方の開始時期を遅らせるようにした場合には、エンジンの始動又はシフトレンジの変更が、運転者の操作に対して遅れて実行されることになってしまう。
なお、アクチュエータの駆動とエンジンの始動とが同時に行われて電圧が低下し、シフトレンジの変更が終了する前にアクチュエータの駆動が途中で停止してしまった場合には、運転者が選択したシフトレンジとは異なるシフトレンジになっている状態で車両が駆動されるおそれがある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのシフトバイワイヤシステムの制御装置は、運転者が操作する選択装置が出力する信号に基づいて電動のアクチュエータを駆動して自動変速機のマニュアルバルブを操作するシフトバイワイヤシステムを備えるとともに、エンジンの補機にも電力を供給する電源として、メイン電源と、サブ電源と、を備えた車両であり、既定の停止条件が成立すると前記エンジンを自動的に停止させる自動停止制御及び既定の起動条件が成立すると前記エンジンを自動的に起動させる自動起動制御を実行する車両に適用される。この制御装置は、前記自動停止制御により前記エンジンが停止してから前記自動起動制御による前記エンジンの始動が完了するまでの間は、前記シフトバイワイヤシステムに電力を供給する電源を、前記サブ電源に切り替える電源切替処理と、前記サブ電源から前記シフトバイワイヤシステムに電力を供給しているときに、前記選択装置からのシフトレンジの変更を要求する信号の出力に応じて、前記サブ電源の電圧が閾値以上であることを条件にシフトレンジを選択されたシフトレンジに変更する一方、前記サブ電源の電圧が前記閾値未満である場合にはシフトレンジを駆動輪に駆動力を伝達しない非駆動レンジに変更する停止中レンジ切替処理と、を実行する。
上記構成によれば、自動起動制御によるエンジンの始動が完了するまでの間は、シフトレンジの変更はサブ電源の電力を使用して行われる。すなわち、エンジンの始動に伴い電圧が低下するメイン電源ではなく、メイン電源とは別のサブ電源の電力を使用してアクチュエータが駆動される。そのため、起動条件の成立に伴うエンジンの始動タイミングと、シフトレンジの変更を要求する操作に伴うアクチュエータの駆動タイミングとが重なったとしても、アクチュエータの駆動にはエンジンの始動に伴うメイン電源の電圧低下の影響が及ばなくなる。
なお、サブ電源は、メイン電源が使えないときに使用する補助的な電源であるため、蓄えられる電力の量はメイン電源に蓄えることのできる電力の量に比べて少ない。そのため、シフトレンジの変更が繰り返されるなどして、サブ電源の電力が少なくなり、電圧が低下すると、アクチュエータが途中で停止してしまうおそれがある。そこで、上記構成では、サブ電源の電圧が閾値未満になると、駆動輪に駆動力を伝達する駆動レンジが選択された場合であっても、シフトレンジを非駆動レンジに変更する。これにより、サブ電源に蓄えられている電力が少なくなると、シフトレンジが、非駆動レンジに固定されるため、アクチュエータが途中で停止して運転者が選択したシフトレンジと異なるシフトレンジになっている状態で車両が駆動されることを回避できる。
すなわち、上記構成によれば、サブ電源の電力を利用して運転者の操作に対応したシフトレンジの変更を極力実現できる。そして、サブ電源の電力が少ない場合にはシフトレンジが非駆動レンジに変更されるため、アクチュエータが途中で停止して選択したシフトレンジと異なる駆動レンジの状態で駆動輪に駆動力が伝達されてしまうことを抑制できる。
シフトバイワイヤシステムの制御装置の一態様では、前記メイン電源の電圧が前記閾値よりも低く且つシフトレンジをパーキングロック機構を作動させるパーキングレンジに変更するのに必要な電圧の下限値よりも高い下限閾値未満になった場合に、シフトレンジを、パーキングレンジに変更して、前記選択装置からの信号に応じたシフトレンジの変更を禁止する車両固定処理を実行する。
上記構成によれば、電源の電圧が著しく低くなった場合には、シフトレンジがパーキングレンジに変更されて、パーキングロック機構が作動し、車両の移動が規制される。また、その後は選択装置からの信号に応じたシフトレンジの変更が禁止される。そのため、電源の電圧が低下してシフトレンジの変更が適切に行えなくなる前に、パーキングロック機構を作動させ、車両の移動を規制することができる。
シフトバイワイヤシステムの制御装置の一態様では、前記閾値が、シフトレンジのニュートラルレンジへの変更とその後のパーキングレンジへの変更とが可能な電圧であり、前記停止中レンジ切替処理では、前記選択装置からのシフトレンジの変更を要求する信号が出力された際の前記サブ電源の電圧が前記閾値未満である場合に、シフトレンジをニュートラルレンジに変更して、パーキングレンジ以外への前記選択装置からの信号に応じたシフトレンジの変更を禁止する。
上記構成によれば、停止中レンジ切替処理では、サブ電源の電圧が閾値未満であるときにシフトレンジの変更が要求されると、車両固定処理においてシフトレンジをパーキングレンジに変更するために必要な電力を残してシフトレンジがニュートラルレンジに変更される。そのため、車両固定処理を実行する余地を残して、停止中レンジ切替処理を実行することができる。
なお、パーキングレンジへの変更は許容されるため、運転者がパーキングレンジを選択した場合には、その要求通りにパーキングロック機構を作動させて車両の移動を規制することができる。
シフトバイワイヤシステムの制御装置の一態様では、前記停止中レンジ切替処理では、前記サブ電源の電圧が前記閾値以上にまで回復した場合には、前記選択装置からの信号に応じたシフトレンジの変更の禁止を解除する。
上記構成によれば、サブ電源の電圧が閾値以上まで回復すれば、選択装置からの信号に応じたシフトレンジの変更が可能になる。
シフトバイワイヤシステムの制御装置の一態様では、前記電源切替処理では、前記エンジンの始動が完了すると、前記シフトバイワイヤシステムに電力を供給する電源を、前記メイン電源に切り替える。
上記構成によれば、エンジンの始動が完了してスタータモータの駆動が終了し、メイン電源及びサブ電源への充電が行える状態になると、シフトバイワイヤシステムへの給電がメイン電源によって行われる状態に速やかに復帰する。
実施形態にかかる制御装置であるシフトECUと、シフトバイワイヤシステムを搭載した車両のパワートレインとの関係を示す模式図。 シフトECUに接続されている選択装置におけるシフトレバーの操作のパターンを説明する説明図。 自動変速機のアクチュエータとマニュアルバルブとパーキングロック機構の関係を示す斜視図。 自動変速機の油圧回路の回路図。 シフトバイワイヤシステムへの電力の供給経路を示す回路図。 サブ電源からシフトバイワイヤシステムへ電力を供給している状態を示す回路図。 車両固定処理にかかるルーチンにおける一連の処理の流れを示すフローチャート。 電源切替処理にかかるルーチンにおける一連の処理の流れを示すフローチャート。 停止中レンジ切替処理にかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。 (a)アイドルストップ制御の状態、(b)電源の種類、(c)シフト操作のタイミング、(d)シフトレンジ、(e)サブ電源の電圧、の推移を示すタイムチャート。
図1~図10を参照してシフトバイワイヤシステムの制御装置であるシフトECUについて説明する。
図1に示すように、シフトECU260が搭載された車両は、駆動力源としてエンジン100を備えている。エンジン100は自動変速機200と接続されている。この車両では、エンジン100の駆動力が自動変速機200を介して駆動輪に伝達される。
シフトECU260には、運転者によって操作されてシフトレンジの変更を要求する信号を出力する選択装置250が接続されている。この車両では、選択装置250が操作されたときに、シフトECU260が選択装置250から出力された信号を受け取ってアクチュエータECU270に指令を出す。そして、アクチュエータECU270が自動変速機200のアクチュエータ210を電気的に駆動してシフトレンジを切り替える。このように、この車両は、選択装置250に入力された操作を電気的な信号に変えて伝達し、電動のアクチュエータ210を駆動して自動変速機200のシフトレンジを変更するシフトバイワイヤシステム300を搭載している。なお、シフトバイワイヤシステム300には、シフトECU260からの指令によって自動変速機200の油圧回路240を制御し、変速段を変更する変速ECU280も設けられている。
また、この車両には、シフトECU260の他にも、エンジンECU120、アイドルストップECU130、メータECU140、照合ECU150などが設けられている。これらのECUはプログラムが記憶されたメモリとプログラムを実行するプロセッサとを備えた電子制御装置である。そして、この車両では、これらのECUが互いに通信可能に接続されている。
エンジンECU120には、エアフロメータ111、アクセルポジションセンサ112、クランクポジションセンサ113、水温センサ114、油温センサ115など、各種のセンサからの検出信号が入力される。エンジンECU120は、これら各種のセンサからの信号に基づいてスロットル制御や、燃料噴射制御、点火時期制御を実行する。また、エンジンECU120は、エンジン100を起動する際に、スタータモータ101を駆動してクランキングを行い、エンジン100を起動させる。
アイドルストップECU130は、既定の停止条件が成立するとエンジン100の運転を自動停止させるための指令を、エンジンECU120に出力する。また、アイドルストップECU130は、既定の起動条件が成立するとエンジン100を自動起動させるための指令を、エンジンECU120に出力する。そして、エンジンECU120は入力された指令に従い、エンジン100の運転を自動停止させたり、自動起動させたりする。すなわち、アイドルストップECU130は、既定の停止条件が成立するとエンジン100を自動的に停止させる自動停止制御と、既定の起動条件が成立するとエンジン100を自動的に起動させる自動起動制御を実行する。以下、便宜的に、これら自動停止制御と自動起動制御とをまとめてアイドルストップ制御と称する。なお、アイドルストップECU130には、ブレーキペダルが踏み込まれていることを検知するストップランプスイッチ117からの信号が入力される。
既定の停止条件とは、エンジン100を自動停止させる条件であり、アイドルストップECU130では、下記の4つの条件が全て成立した状態を、既定の停止条件が成立した状態であるとしている。
・エンジン100の暖機が完了している。
・ブレーキペダルが踏み込まれている。
・アクセルペダルが踏み込まれていない。
・車速SPDが既定の車速以下である。
なお、暖機完了後であるか否かの判定は、水温センサ114によって検出されるエンジン100の冷却水の温度が暖機完了を判定する閾値となる既定の温度以上であることに基づいて行われる。ブレーキペダルが踏み込まれていることは、ストップランプスイッチ117によって検出される。アクセルペダルが踏み込まれていないことは、アクセルポジションセンサ112の出力信号に基づいて検知できる。
また、既定の起動条件とは、エンジン100を自動起動させる条件であり、アイドルストップECU130では、上記の既定の停止条件が成立しなくなった状態を、既定の起動条件が成立した状態であるとしている。例えば、既定の停止条件が成立している状態から、ブレーキペダルの踏み込みが解除された場合や、アクセルペダルが踏み込まれた場合には、既定の起動条件が成立する。
メータECU140は、車両の運転席に設けられたモニタパネルなどの表示部141に、車両の状態を示す情報や、故障が発生している旨を警告する情報などを表示させる。照合ECU150は、メインスイッチ110が操作されたときに、電子キーのIDの照合を行い、照合が成功していることを条件に、車両のシステムを起動させる。
また、シフトECU260には、車速センサ116の検出信号が入力される。エンジンECU120は、クランクポジションセンサ113の出力信号に基づいてエンジン100の出力軸の回転速度である機関回転速度NEを算出する。シフトECU260は、アクセルポジションセンサ112によって検出されるアクセル開度ACCPと、機関回転速度NEと、車速センサ116によって検出される車速SPDとに基づいて要求変速段を算出する。そして、変速ECU280に算出した要求変速段への変更を指令する信号を出力する。変速ECU280は、シフトECU260から出力された信号に基づいて自動変速機200の変速段をシフトECU260が算出した要求変速段に一致させるように油圧回路240を制御する。
シフトECU260に接続されている選択装置250は、シフトレバー251とパーキングスイッチ254を備えており、運転者がシフトレバー251又はパーキングスイッチ254を操作することにより、シフトレンジを選択する操作を入力する装置である。
図2に示すように、選択装置250には、シフトレバー251のシャフト252を案内するシフトゲート253が設けられている。図2には、シフトレバー251のシャフト252が基準ポジションにある状態を示している。選択装置250では、シフトレバー251が操作されていないときには、シャフト252が基準ポジションに戻るようになっている。基準ポジションからシフトゲート253に沿って図2における右側にシャフト252を移動させた位置はNポジションである。そして、Nポジションからシフトゲート253に沿って図2における上方にシャフト252を移動させた位置はDポジションである。一方で、Nポジションからシフトゲート253に沿って図2における下方にシャフト252を移動させた位置はRポジションである。パーキングスイッチ254は、Pポジションを選択するためのスイッチである。
選択装置250は、シャフト252の位置に応じた信号やパーキングスイッチ254の操作に応じた信号をシフトECU260に出力する。
具体的には、選択装置250は、シャフト252がDポジションに操作されたときには、シフトレンジをドライブレンジに変更する要求をシフトECU260に出力する。ドライブレンジは、エンジン100が発生する駆動力を、車両を前進させる方向の駆動力として駆動輪に伝達するシフトレンジである。シフトECU260は、シフトレンジがドライブレンジであるときには、車両を前進させる方向の駆動力を駆動輪に伝達するように自動変速機200を制御する。
選択装置250は、シャフト252がRポジションに操作されたときには、シフトレンジをリバースレンジに変更する要求をシフトECU260に出力する。リバースレンジは、エンジン100が発生する駆動力を、車両を後退させる方向の駆動力として駆動輪に伝達するシフトレンジである。シフトECU260は、シフトレンジがリバースレンジであるときには、車両を後退させる方向の駆動力を駆動輪に伝達するように自動変速機200を制御する。
選択装置250は、シャフト252がNポジションに一定時間、例えば2秒間保持されたときには、シフトレンジをニュートラルレンジに変更する要求をシフトECU260に出力する。ニュートラルレンジは、車両を牽引したり、車両を惰性走行させたりする際などに選択されるシフトレンジであり、エンジン100と駆動輪との間の駆動力の伝達を遮断するシフトレンジである。シフトECU260は、シフトレンジがニュートラルレンジであるときには、エンジン100が発生する駆動力が駆動輪に伝達されないよう自動変速機200を制御する。具体的には、シフトECU260は、アクチュエータECU270及び変速ECU280に指令を出力し、自動変速機200による駆動力の伝達を遮断させ、エンジン100の駆動力が駆動輪に伝達されないようにする。すなわち、ニュートラルレンジはエンジン100の駆動力を駆動輪に伝達させないシフトレンジ、いわゆる非駆動レンジである。
選択装置250は、パーキングスイッチ254が操作されてPポジションが選択されたときには、シフトレンジをパーキングレンジに変更する要求をシフトECU260に出力する。パーキングレンジは、車両を駐車したあと、停車した状態を保持するために選択するシフトレンジである。
図3に示すように、自動変速機200には、パーキングレンジが選択されているときに駆動輪が回転しないように自動変速機200の出力軸を機械的に固定するパーキングロック機構230が設けられている。次に、図3を参照してアクチュエータ210によって駆動されるパーキングロック機構230について説明する。
アクチュエータ210は、上述したようにシフトECU260からの指令を受けたアクチュエータECU270によって駆動される。アクチュエータ210は、例えばスイッチリトラクタンスモータである。シフトECU260は、アクチュエータ210の回転の状況を把握してアクチュエータECU270への指令を通じ、アクチュエータ210への通電を制御する。
パーキングロック機構230は、自動変速機200のケース内に収容されている。パーキングロック機構230は、駆動輪の回転と連動して回転するパーキングギヤ231と、自動変速機200のケース側に取り付けられているロックポール232とを係合させることにより、駆動輪の回転を物理的に規制する。
パーキングロック機構230は、パーキングギヤ231と、ロックポール232に加えて、アクチュエータ210の回転に伴って動作するロッド234を備えている。
図3に示すように、アクチュエータ210の出力軸であるシャフト211には、シャフト211が貫通していてシャフト211の回転に伴って回転するプレート212が固定されている。ロッド234は、L字型をしており、一方の端部がこのプレート212に取り付けられている。ロッド234の他方の端部には、先端側ほど細くなるテーパ部材233が設けられている。そして、ロックポール232は、このテーパ部材233に当接している。そのため、パーキングロック機構230では、アクチュエータ210が駆動され、プレート212が回転するのに伴ってロッド234が移動する。そして、ロッド234の移動に伴いテーパ部材233に当接しているロックポール232が動作する。
図3に示すように、自動変速機200のケース内には、シフトレンジを変更する際に動作するマニュアルバルブ220が収容されている。マニュアルバルブ220の弁体221は筒状のスプール弁であり、バルブボディ222に収容されている。弁体221における、バルブボディ222から突出している部分には、溝が設けられた連結部材216が取り付けられている。そして、プレート212の表面から突出している連結ピン215が連結部材216の溝に係合している。これにより、マニュアルバルブ220では、プレート212の回転に伴って弁体221が中心軸の延伸方向に移動する。
プレート212の頂部には、4箇所の谷213を有する凹凸が設けられている。自動変速機200のケース内には、板ばね224が取り付けられている。板ばね224は、一端がケース内に固定されており、板ばね224の他方の端部には係合ピン223が設けられている。係合ピン223はプレート212の頂部に設けられた谷213に係合している。プレート212がアクチュエータ210によって回動させられると、係合ピン223は、板ばね224を変形させながらプレート212の頂部の凹凸に沿って上方に押し上げられ、プレートの回動を許容する。すなわち、4つの谷213の何れかに係合ピン223が係合することにより、プレート212は回転方向において位置決めされるようになっている。
マニュアルバルブ220は、係合ピン223が係合している谷213に応じて自動変速機200の油圧回路240における油路の接続態様を切り替える。プレート212に設けられている4つの谷213は、上述したパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジに対応している。
図3では、係合ピン223がドライブレンジに対応する谷213に係合している状態が示されている。この状態、すなわちシフトレンジがドライブレンジにある状態では、ロックポール232がパーキングギヤ231と係合していない。この状態は、パーキングロック機構230によるロックが解除されている状態であり、駆動輪の回転はパーキングロック機構230によって規制されない。
この状態から、アクチュエータ210によりシャフト211を図2に示す状態から時計回り方向に回転させると、プレート212を介してロッド234が図2に示す矢印の方向に移動する。そして、ロッド234の先端に設けられたテーパ部材233によりロックポール232がパーキングギヤ231側に押し上げられる。
プレート212の回転に伴って、ドライブレンジに対応する谷213にあった板ばね224の係合ピン223は、谷213同士の間にある山214を乗り越えて隣の谷213へ移る。ロックポール232は、係合ピン223がパーキングレンジに対応する谷213に移動するまでプレート212が回転したときに、パーキングギヤ231と噛み合う位置まで押し上げられる。
これにより、パーキングギヤ231と連動して回転する駆動輪の回転が物理的に規制される。なお、プレート212の回転に伴い、マニュアルバルブ220の弁体221も移動する。そのため、このときには、マニュアルバルブ220の弁体221の移動に伴って油圧回路240の油路が切り替えられてシフトレンジがパーキングレンジに切り替わる。
このように構成されたシフトバイワイヤシステム300において、シフトECU260は、選択装置250によって選択されたシフトレンジに応じた位置までプレート212を回転させるようにアクチュエータ210を駆動する。
自動変速機200では、3つの遊星歯車装置が2つの変速部を構成している。なお、2つの変速部のうち一方の変速部は1つの遊星歯車装置によって構成され、他方の変速部は、2つの遊星歯車装置をラビニヨ型の遊星歯車列で組み合わせることによって構成されている。自動変速機200は係合装置として3つのブレーキと、2つのクラッチとを備えている。そして、自動変速機200では、変速ECU280による油圧回路240の制御によって、これら3つのブレーキと2つのクラッチとを制御することにより、前進6段、後進1段の変速段を形成する。
次に、図4を参照して自動変速機200における油圧回路240とマニュアルバルブ220との関係について説明する。図4には、上記の2つのクラッチを第1クラッチC1、第2クラッチC2と表記している。また、上記の3つのブレーキを第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3と表記している。第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3は、油圧によって係合力が制御される油圧式摩擦係合装置である。これらの第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3は、油圧回路240を通じて各々が係合、開放を個別に制御される。そして、これら5つの係合装置の係合、開放の組み合わせに応じて前進6段、後進1段の各変速段を成立させる。
図4に示すように、油圧回路240は、プライマリレギュレータバルブ241、マニュアルバルブ220、4つのリニアソレノイドバルブ、コントロールバルブ242を備えている。なお、図4では、4つのリニアソレノイドバルブを第1リニアソレノイドバルブSL1、第2リニアソレノイドバルブSL2、第3リニアソレノイドバルブSL3、第4リニアソレノイドバルブSL4として表記している。なお、これらのリニアソレノイドバルブSL1~SL4はシフトECU260からの指令に基づいて変速ECU280によって駆動される。
油圧回路240には、エンジン100によって駆動される機械式のオイルポンプ104から作動油が供給される。オイルポンプ104によって汲み上げられ、油圧回路240に送り込まれた作動油は、信号圧SLTが供給されるプライマリレギュレータバルブ241により、アクセル開度ACCPなどに応じて所定のライン圧PLに圧力が調整される。なお、信号圧SLTは、シフトECU260の指令に基づいて変速ECU280によって駆動される図示しないリニアソレノイドバルブを通じて出力される。
第3ブレーキB3は、ライン圧PLがそのまま供給される第4リニアソレノイドバルブSL4によって係合油圧が制御される。すなわち、第4リニアソレノイドバルブSL4によって係合、開放が制御される。
上述したように、マニュアルバルブ220は、アクチュエータ210によって弁体221が駆動される。そして、弁体221は、プレート212に設けられた谷213と係合ピン223の係合により、各シフトレンジに対応する位置に位置決めされる。図4では、パーキングレンジに対応する位置を「p」、リバースレンジに対応する位置を「r」、ニュートラルレンジに対応する位置を「n」、ドライブレンジに対応する位置を「d」と表記して、各シフトレンジに対応する弁体221の位置を示している。マニュアルバルブ220は、弁体221の位置に応じて作動油の供給先を切り替えたり、作動油の供給を停止したりする。
具体的には、弁体221が「d」の位置にある場合は、マニュアルバルブ220はライン圧PLが供給される供給油路243と前進用油路244とを連通する状態になる。これにより、前進用油路244にはライン圧PLと等しい前進用油圧PDが出力されるようになる。なお、供給油路243には油温センサ115が取り付けられている。そのため、油温センサ115によって油圧回路240内の作動油の温度が検出される。
図4に示すように、前進用油路244は、第1リニアソレノイドバルブSL1、第2リニアソレノイドバルブSL2、第3リニアソレノイドバルブSL3、コントロールバルブ242に接続されている。前進用油圧PDが、これら第1リニアソレノイドバルブSL1、第2リニアソレノイドバルブSL2、第3リニアソレノイドバルブSL3、コントロールバルブ242によって調整されることによって第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2の各々の係合、開放が制御される。そして、第3ブレーキB3の係合、開放の制御との組み合わせにより、1速~6速のうち何れかの前進ギヤ段が選択的に成立するようになっている。
コントロールバルブ242には、信号圧SLU及び信号圧SLが供給されている。第2ブレーキB2の係合油圧は信号圧SLUに基づいて制御される。なお、信号圧SLU、信号圧SLは、シフトECU260の指令に基づいて変速ECU280によって駆動される図示しないそれぞれ個別のリニアソレノイドバルブを通じて出力される。
また、マニュアルバルブ220の弁体221が「r」の位置にある場合は、マニュアルバルブ220は、ライン圧PLが供給される供給油路243と後進用油路245とを連通する状態になる。これにより、後進用油路245にはライン圧PLと等しい後進用油圧PRが出力されるようになる。
図4に示すように、後進用油路245は、コントロールバルブ242に接続されており、後進用油圧PRがそのコントロールバルブ242を経て第2ブレーキB2に供給されることにより、第2ブレーキB2が係合させられる。第2ブレーキB2とともに、第3ブレーキB3が係合させられることにより、後進ギヤ段が成立させられる。
弁体221が「p」の位置にある場合は、マニュアルバルブ220は、ライン圧PLが供給される供給油路243と、前進用油路244及び後進用油路245との連通を遮断するとともに、前進用油路244と、後進用油路245とをEXポートに連通させる。これにより、前進用油路244と後進用油路245から作動油を排出する。こうして作動油を排出すると、全ての係合装置(第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3)が開放される。この状態では、前進ギヤ段、後進ギヤ段の何れもが形成されず、駆動力が伝達されない状態、いわゆるニュートラル状態になる。なお、このときには、上述したように、パーキングロック機構230が作動してロックが行われ、駆動輪の回転が規制される。
また、図4に示すように、弁体が「n」の位置にある場合は、マニュアルバルブ220は、ライン圧PLが供給される供給油路243と、前進用油路244及び後進用油路245との連通を遮断するとともに、後進用油路245をEXポートに連通して作動油を排出する。このときには、シフトECU260がニュートラル状態を形成する指令を変速ECU280に出力し、変速ECU280は全ての係合装置(第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3)を開放するように各リニアソレノイドバルブを操作する。そのため、弁体221が「n」の位置にあるとき、すなわちシフトレンジがニュートラルレンジになっているときには、パーキングロック機構230によるロックは解除されているものの、ニュートラル状態になっているため、エンジン100の駆動力が、駆動輪に伝達されない。すなわち、ニュートラルレンジは、エンジン100の駆動力を駆動輪に伝達させない非駆動レンジである。
また、シフトECU260は、シフトレンジがパーキングレンジであるときには、ニュートラルレンジが選択されているときと同様に、ニュートラル状態を形成するように変速ECU280に指令を出力する。そのため、シフトレンジがパーキングレンジであるときには、自動変速機200はニュートラル状態になっているとともに、パーキングロック機構230が作動してロックが行われている。すなわち、パーキングレンジもニュートラルレンジと同様にエンジン100の駆動力を駆動輪に伝達させない非駆動レンジである。
一方で、弁体221が「d」の位置にあるドライブレンジや、弁体221が「r」の位置にあるリバースレンジは、上述したように、前進ギヤ段や後進ギヤ段を形成するシフトレンジであり、エンジン100の駆動力を駆動輪に伝達させるシフトレンジ、いわゆる駆動レンジである。
次に、シフトバイワイヤシステム300への電力の供給について説明する。
図5に示すように、この車両には、シフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源として、メイン電源410とサブ電源423とが設けられている。メイン電源410は、シフトバイワイヤシステム300のみならず、エンジン100の各種の補機や上記の各ECUなどに接続されており、これらに電力を供給する。なお、図5では、スタータモータ101以外の電力の供給先をまとめて電気負荷103と表記している。メイン電源410は、鉛蓄電池やニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの蓄電池である。
サブ電源423は、保護リレー422及び保護リレー422を制御するサブ電源ECU421を備えたサブ電源アッシー420に内蔵されている。サブ電源423はメイン電源410よりも蓄電容量の小さな蓄電可能な電源であり、例えば、キャパシタである。サブ電源423は、サブ電源リレー432を介してシフトバイワイヤシステム300に接続されている。
図5に示すように、シフトバイワイヤシステム300における電力の入力端子は、メイン側とサブ側に別れており、メイン電源410とサブ電源423とは別々の端子からシフトバイワイヤシステム300に電力を供給する。具体的には、メイン電源410は、シフトバイワイヤシステム300におけるメイン側ダイオード411が設けられた端子に接続されている。一方で、サブ電源アッシー420はシフトバイワイヤシステム300におけるサブ側ダイオード412が設けられた端子に接続されている。
また、図5に示すように、メイン電源410が接続されている回路と、サブ電源423が接続されている回路とは、サブ電源リレー432を介して接続されている。サブ電源リレー432は、サブ電源リレー432を制御するサブ電源リレーECU431とともにサブ電源リレーアッシー430を構成している。そして、メイン電源410が接続されている回路には、エンジン100の動力を利用して発電するオルタネータ102が接続されている。
メイン電源410からの電力の供給は、図示しないシステムメインリレーによって制御される。メインスイッチ110の操作によってシステムメインリレーがONになると、メイン電源410からの電力の供給が行われるようになる。メインスイッチ110がONにされたときには、まずメイン電源410によって、シフトECU260やサブ電源ECU421、サブ電源リレーECU431、その他の各ECUへの電力の供給が行われる。なお、シフトECU260、サブ電源リレーECU431、サブ電源ECU421は互いにメイン電源410の電圧及びサブ電源423の電圧を監視している。
図5には、車両が走行しているときにオルタネータ102で発電した電流の流れを矢印で示している。オルタネータの発電量が電気負荷103にシフトバイワイヤシステム300を加えた全体の電気負荷よりも大きい場合には、図5に矢印で示すように、余剰の電力がメイン電源410及びサブ電源423に充電される。なお、サブ電源ECU421はサブ電源423の蓄電量が過剰になる前に、保護リレー422を開放し、サブ電源423への過充電を抑制し、サブ電源423を保護する。一方で、オルタネータ102の発電量が電気負荷103にシフトバイワイヤシステム300を加えた全体の電気負荷よりも小さい場合には、メイン電源410及びサブ電源423から電気負荷103及びシフトバイワイヤシステム300に電力が供給される。
ところで、エンジン100を起動させるためにスタータモータ101を駆動するクランキングは、電力消費量が大きいため、クランキング中はメイン電源410の電圧が低下する。そこで、図6に示すように、この車両では、クランキング中は、保護リレー422を閉じる一方、サブ電源リレー432を開き、サブ電源423を、メイン電源410が接続されている回路から切り離した状態にする。これにより、シフトバイワイヤシステム300への電力の供給は、他の電気負荷103から切り離された状態のサブ電源423を通じて行われるようになり、シフトバイワイヤシステム300への安定した電力供給を確保できる。
また、この車両では、クランキング中以外にも、メイン電源410の電圧が低下してシフトバイワイヤシステム300を正常に稼働させることができなくなるおそれがあると判定した場合には、図6に示す状態と同様に、サブ電源423を、メイン電源410が接続されている回路から切り離した状態にする。より具体的には、電源失陥に対するフェールセーフ処理として、シフトバイワイヤシステム300にサブ電源423から電力を供給し、車両が停止した際にシフトレンジをパーキングレンジに自動的に変更して車両を安全に停止した状態に固定する車両固定処理を実行する。
次に、車両固定処理や電源を切り替える電源切替処理などシフトバイワイヤシステム300のシフトECU260が実行する処理について説明する。
図7は、車両固定処理にかかるルーチンにおける一連の処理の流れを示すフローチャートである。この一連の処理は、メインスイッチ110がONになっており、メイン電源410からの電力供給が行われているときに、シフトECU260によって繰り返し実行される。
シフトECU260は、この一連のルーチンを開始すると、まずステップS100の処理において、メイン電源410の電圧が閾値X2以下であるか否かを判定する。なお、上述したように、シフトECU260、サブ電源リレーECU431、サブ電源ECU421は互いにメイン電源410の電圧及びサブ電源423の電圧を監視している。シフトECU260は、それぞれのECUが監視している電圧の情報に基づいてメイン電源410の電圧が閾値X2以下であるか否かを判定する。また、閾値X2は、シフトバイワイヤシステム300を適切に稼働させる上で必要な電圧の下限値よりも高い値であり、電圧が閾値X2以下になったことに基づいてシフトバイワイヤシステム300を正常に稼働させることができなくなるおそれがあると判定するための閾値である。
ステップS100の処理において、メイン電源410の電圧が閾値X2より高いと判定した場合(ステップS100:NO)には、シフトECU260はそのままこのルーチンを一旦終了させる。
一方で、ステップS100の処理において、メイン電源410の電圧が閾値X2以下であると判定した場合(ステップS100:YES)には、シフトECU260は処理をステップS110へと進める。そして、ステップS110の処理において、シフトECU260は、シフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源をサブ電源423に切り替える。
具体的には、シフトECU260は、ステップS110の処理において、サブ電源ECU421及びサブ電源リレーECU431に指令を出力し、サブ電源423の接続状態を保護リレー422が閉じていてサブ電源リレー432が開いている図6に示す状態に切り替える。
こうして、シフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源をサブ電源423に切り替えると、シフトECU260は、処理をステップS120へと進める。ステップS120の処理では、シフトECU260は、車両が停車しているか否かを判定する。なお、車両が停車しているか否かの判定は、車速センサ116によって検出されている車速SPDに基づいて行われる。シフトECU260は、例えば、車速SPDが「0」であることに基づいて車両が停止していると判定する。
ステップS120の処理において、車両が停止していると判定した場合(ステップS120:YES)には、シフトECU260は、処理をステップS130へと進める。そして、ステップS130の処理において、シフトECU260は、現在のシフトレンジがパーキングレンジであるか否かを判定する。
ステップS130の処理において、現在のシフトレンジがパーキングレンジではないと判定した場合(ステップS130:NO)には、シフトECU260は、処理をステップS140へと進める。そして、ステップS140の処理において、シフトECU260は、アクチュエータECU270に指令を出力し、アクチュエータ210を駆動してシフトレンジをパーキングレンジに変更する。すなわち、この場合には、選択装置250によってパーキングレンジが選択されていなくても、自動的にアクチュエータ210を駆動してシフトレンジをパーキングレンジに切り替える。こうしてシフトレンジがパーキングレンジに変更されることにより、パーキングロック機構230が作動してロックが行われ、車両が停止した状態で固定される。こうして、シフトレンジをパーキングレンジに変更し、車両を停止した状態に固定すると、シフトECU260はこのルーチンを一旦終了させる。
一方で、ステップS130の処理において、現在のシフトレンジがパーキングレンジであると判定した場合(ステップS130:YES)には、すでに車両は停止した状態で固定されているため、シフトECU260は、ステップS140の処理を実行せずに、そのまま、このルーチンを一旦終了させる。
なお、ステップS120の処理において、車両が停止していないと判定した場合(ステップS120:NO)には、シフトECU260は、ステップS130及びステップS140の処理を実行せずに、このルーチンを一旦終了させる。すなわち、このルーチンを繰り返し実行することにより、シフトECU260は、メイン電源410の電圧が閾値X2以下になっている場合には、車両が停止するのを待ってパーキングレンジへの変更を実行する。
また、メイン電源410の電圧が閾値X2以下になっている場合には、一度シフトレンジがパーキングレンジになった後は、パーキングレンジ以外のシフトレンジへの変更が行われなくなる。すなわち、選択装置250からの信号に応じたシフトレンジの変更が禁止され、シフトレンジはパーキングレンジに固定される。
このように、この車両固定処理は、電源失陥に対するフェールセーフ処理であり、電源失陥が生じた場合にシフトバイワイヤシステム300にサブ電源423から電力を供給し、車両が停止した際にシフトレンジをパーキングレンジに自動的に変更して車両を安全に停止した状態に固定する処理である。なお、こうして車両固定処理を通じてシフトレンジがパーキングレンジに変更された場合には、メータECU140が表示部141に電源失陥が発生していることを示す警告や、安全のためパーキングロック機構230を自動的に作動させていることを示すアイコンや文章などを表示させる。
また、ステップS140においてシフトレンジをパーキングレンジに変更するためには、ステップS100においてメイン電源410の電圧が閾値X2以下になっていると判定された場合であっても、アクチュエータ210を駆動してシフトレンジをパーキングレンジに変更するために必要な電力は確保されていなければいけない。そのため、閾値X2は、シフトレンジをパーキングレンジに変更するのに必要な電圧である下限値Y1よりも高い値になっている。
次に、図8を参照して電源切替処理について説明する。図8に示すルーチンは、メインスイッチ110がONになっており、シフトECU260に電力が供給されているときにシフトECU260によって繰り返し実行される。
シフトECU260は、このルーチンを開始すると、まずステップS200の処理において、エンジン100の始動時又はアイドルストップ条件が成立している状態であるかを判定する。なお、エンジン100の始動時とは、スタータモータ101を駆動してクランキングを行っている状態のときである。また、アイドルストップ条件が成立している状態とは、アイドルストップ制御によってエンジンを停止させる条件である上述した既定の停止条件が成立している状態である。
ステップS200の処理において肯定判定した場合(ステップS200:YES)、すなわちエンジン100の始動時又はアイドルストップ条件が成立しているときには、シフトECU260は、処理をステップS210へと進める。そして、ステップS210の処理において、シフトECU260は、上述したS110の処理と同様にシフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源をサブ電源423に切り替える。
一方で、ステップS200の処理において、否定判定した場合(ステップS200:NO)には、シフトECU260は、処理をステップS220へと進める。なお、このときは、エンジン100の始動時でもアイドルストップ条件が成立している状態でもない状態である。すなわち、エンジン100が運転されている状態である。ステップS220の処理では、シフトECU260は、シフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源をサブ電源423に切り替えずに、シフトバイワイヤシステム300にメイン電源410から電力を供給する。
ステップS210又はステップS220の処理を実行すると、シフトECU260はこのルーチンを一旦終了する。
このルーチンを繰り返し実行することにより、シフトECU260は、エンジン100が運転している間はシフトバイワイヤシステム300に対してメイン電源410から電力を供給する。そして、シフトECU260は、自動停止制御によりエンジン100が停止してから自動起動制御によるエンジン100の始動が完了するまでの間は、シフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源を、サブ電源423に切り替える。すなわち、シフトECU260は、このルーチンを繰り返し実行することにより、電源切替処理を実行する。
次に、図9を参照して、電源切替処理のルーチンを通じて電力を供給する電源がサブ電源423に切り替えられ、エンジン100が停止している状態でシフトバイワイヤシステム300にサブ電源423から電力が供給されているときに実行する停止中レンジ切替処理にかかるルーチンについて説明する。
図9に示すルーチンは、シフトバイワイヤシステム300にサブ電源423から電力が供給されている状態で運転者によりシフトレバー251が操作されてシフトレンジが選択されたときに、シフトECU260によって実行される。
このルーチンを開始すると、シフトECU260は、サブ電源423の電圧である電圧SBが閾値X1以上であるか否かを判定する。なお、閾値X1は、閾値X2よりも大きい値であり、ステップS300の処理において電圧SBが閾値X1未満であると判定された場合であってもシフトレンジをパーキングレンジに変更するのに必要な電力に加えて、少なくとも1回はシフトレンジをニュートラルレンジに変更するのに必要な電力を確保できる値に設定されている。
ステップS300の処理において、サブ電源423の電圧SBが閾値X1以上であると判定した場合(ステップS300:YES)には、シフトレンジを変更するための電力が充分に確保されている。そのため、このときには、シフトECU260は、処理をステップS310へと進め、シフトレンジを選択装置250によって選択されたシフトレンジに変更するように、アクチュエータECU270に対して指令を出力し、アクチュエータ210を駆動する。こうしてシフトレンジを選択されたシフトレンジに変更する処理を実行し、シフトECU260はこのルーチンを終了させる。
一方で、ステップS300の処理において、サブ電源423の電圧SBが閾値X1未満であると判定した場合(ステップS300:NO)には、電圧SBが低下しており、シフトレンジを変更するための電力が確保できなくなりつつある。このときには、シフトECU260は、処理をステップS320へと進め、現在のシフトレンジがニュートラルレンジであるか否かを判定する。
ステップS320の処理において現在のシフトレンジがニュートラルレンジではないと判定した場合(ステップS320:NO)には、シフトECU260は、処理をステップS330へと進める。そして、ステップS330の処理において、シフトECU260は、シフトレンジをニュートラルレンジに変更するように、アクチュエータECU270に対して指令を出力し、アクチュエータ210を駆動する。すなわち、シフトECU260は、選択されたシフトレンジがニュートラルレンジではない場合であっても、シフトレンジをニュートラルレンジに変更する処理を実行する。そして、シフトECU260は、このルーチンを終了させる。一方で、ステップS320の処理において現在のシフトレンジがニュートラルレンジであると判定した場合(ステップS320:YES)には、シフトECU260は、そのままこのルーチンを終了させる。このように、このシフトECU260では、停止中レンジ切替処理として、サブ電源423からシフトバイワイヤシステム300に電力を供給しているときに、選択装置250からのシフトレンジの変更を要求する信号の出力に応じて、サブ電源423の電圧SBが閾値X1以上であることを条件にシフトレンジを選択されたシフトレンジに変更する。そして、停止中レンジ切替処理では、サブ電源423の電圧SBが閾値X1未満である場合には選択されたシフトレンジが駆動レンジであっても、シフトレンジを駆動輪に駆動力を伝達しない非駆動レンジであるニュートラルレンジに変更する。
なお、こうして電圧SBが閾値X1未満であることに基づいてシフトレンジをニュートラルレンジに変更したあとは、電圧SBが閾値X1以上まで回復しない限りは、運転者によるシフト操作が行われたとしても図9のルーチンを通じたシフトレンジの変更は行われなくなる。
なお、図7を参照して説明した車両固定処理によるサブ電源423への電源の切り替えや、パーキングレンジへのシフトレンジの変更は、フェールセーフ処理であるため、図8の処理を通じて行われる電源の切り替えや、図9の処理を通じて行われるシフトレンジの変更よりも優先して行われる。また、選択装置250におけるパーキングスイッチ254が操作されてパーキングレンジが選択された場合には、シフトECU260は、図9に示す停止中レンジ切替処理にかかるルーチンは実行しない。パーキングスイッチ254の操作によりパーキングレンジが選択された場合には、シフトECU260は、パーキングレンジの選択がなされたことに基づいて、アクチュエータ210を駆動し、運転者が選択したとおりにシフトレンジをパーキングレンジに変更する。
すなわち、シフトECU260では、上記のように、図9に示すルーチンを通じて電圧SBが閾値X1未満であることに基づいてシフトレンジをニュートラルレンジに変更したあとは、電圧SBが閾値X1以上まで回復しない限りは、選択装置250からの信号に応じたパーキングレンジ以外へのシフトレンジの変更は禁止される。一方で、電圧SBが閾値X1以上まで回復した場合には、ステップS300の処理において肯定判定がなされるようになるため、選択装置250からの信号に応じたシフトレンジの変更の禁止は解除される。
本実施形態の作用について図10のタイミングチャートを参照しながら、具体例とともに説明する。なお、図10(a)では、アイドルストップ制御における状態を「0」、「1」、「2」、「3」の4つの段階で示している。「0」はエンジン100が運転されている段階を示しており、「1」は既定の停止条件が成立してからエンジン100が停止するまでの段階を示している。そして、「2」は既定の停止条件が成立していてエンジン100が停止している段階を示しており、「3」は自動起動制御によるエンジン100の始動が行われており、エンジン100の始動が完了するまでの段階を示している。また、図10(c)及び図10(d)では、シフトレンジを「P」、「R」、「N」、「D」の4つの文字で示している。「P」はパーキングレンジ、「R」はリバースレンジ、「N」はニュートラルレンジ、「D」はドライブレンジを示している。
図10に示すように、時刻t1において既定の停止条件が成立し、図10(a)に示すようにアイドルストップ制御における状態が「0」から「1」に変化すると、シフトECU260は、図10(b)に示すように電源切替ルーチンを通じてシフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源をサブ電源423に切り替える。そして、時刻t7においてエンジン100の始動が完了し、図10(a)に示すようにアイドルストップ制御における状態が「3」から「0」に変化するまで、サブ電源423による電力の供給は継続される。こうしてサブ電源423によるシフトバイワイヤシステム300への電力の供給が行われている間は、図9を参照して説明した停止中レンジ切替処理が実行される。
時刻t2において、エンジン100が停止すると、図(b)に示すようにアイドルストップ制御の状態は「1」から「2」に変化する。
図10(c)に矢印で示すように、時刻t3には、運転者によるシフト操作により選択装置250からパーキングレンジへの変更を要求する指令が出力されている。図10(e)に示すようにこのときのサブ電源423の電圧SBは閾値X1よりも高いため、図10(d)に示すようにシフトECU260は選択されたシフトレンジのとおりにシフトレンジをパーキングレンジに変更する。シフトレンジの変更に伴い、アクチュエータ210が駆動されるため、サブ電源423の電力が消費され、図10(e)に示すように電圧SBが低下する。
図10(c)に矢印で示すように、時刻t4には、運転者によるシフト操作により選択装置250からリバースレンジへの変更を要求する指令が出力されている。図10(e)に示すようにこのときのサブ電源423の電圧SBも閾値X1よりも高いため、図10(d)に示すようにシフトECU260は選択されたシフトレンジのとおりにシフトレンジをリバースレンジに変更する。シフトレンジの変更に伴い、アクチュエータ210が駆動されるため、サブ電源423の電力が消費され、図10(e)に示すように電圧SBが低下する。このときには、電圧SBが閾値X1を下回る水準まで低下している。
時刻t5には、既定の停止条件が成立しなくなり、図10(a)に示すようにアイドルストップ制御における状態が「2」から「3」に変化して自動起動制御によってエンジン100の始動が開始され、クランキングが行われる。
図10(c)に矢印で示すように、時刻t6には、運転者によるシフト操作により選択装置250からドライブレンジへの変更を要求する指令が出力されている。図10(e)に示すようにこのときのサブ電源423の電圧SBは閾値X1未満になっている。そのため、シフトECU260は、シフトレジを選択されたドライブレンジではなくニュートラルレンジに変更する。なお、このときには、図10(a)に示すようにアイドルストップ制御における状態は「3」であり、メイン電源410の電力によってスタータモータ101が駆動されているが、図10(b)に示すようにシフトバイワイヤシステム300への電力の供給はサブ電源423から行われている。そのため、スタータモータ101の駆動によるメイン電源410の電圧低下の影響を受けずに、シフトレンジを変更することができる。
シフトレンジの変更に伴い、アクチュエータ210が駆動されるため、サブ電源423の電力が消費され、図10(e)に示すように電圧SBが低下する。上述したように閾値X1は閾値X2よりも大きく、シフトレンジをパーキングレンジに変更するのに必要な電力に加えて、少なくとも1回はシフトレンジをニュートラルレンジに変更するのに必要な電力を確保できる値に設定されている。そのため、こうしてシフトレンジをニュートラルレンジに変更したあとであっても、サブ電源423の電圧SBは下限値Y1を上回っている。すなわち、この段階でも、図7を参照して説明した車両固定処理によるパーキングレンジへの変更に必要な電力は確保されている。
時刻t7には、エンジン100の始動が完了し、アイドルストップ制御における状態は「3」から「0」に変化する。そして、図10(b)に示すように、シフトECU260はシフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源をサブ電源423からメイン電源410に切り替える。始動が完了してエンジン100が運転されているときには、オルタネータ102で発電された電力がメイン電源410及びサブ電源423に蓄えられるため、図10(e)に二点鎖線で示すように、電圧SBが上昇し、閾値X1を上回るようになる。
時刻t10において、図10(c)に示すように運転者によるシフト操作により選択装置250からドライブレンジへの変更を要求する指令が出力されると、シフトECU260は、選択されたシフトレンジのとおりにシフトレンジをドライブレンジに変更する。なお、このときには、メイン電源410からの電力を用いてシフトレンジの変更が行われる。これにより、シフトレンジは、ニュートラルレンジから運転者が選択したシフトレンジであるドライブレンジに変更されることになる。
本実施形態の効果について説明する。
(1)自動起動制御によるエンジン100の始動が完了するまでの間は、シフトレンジの変更はサブ電源423の電力を使用して行われる。すなわち、エンジン100の始動に伴い電圧が低下するメイン電源410ではなく、メイン電源410とは別のサブ電源423の電力を使用してアクチュエータ210が駆動される。そのため、エンジン100の始動タイミングと、シフトレンジの変更を要求する操作に伴うアクチュエータ210の駆動タイミングとが重なったとしても、アクチュエータ210の駆動にはエンジン100の始動に伴うメイン電源410の電圧低下の影響が及ばなくなる。
(2)サブ電源423は、メイン電源410が使えないときに使用する補助的な電源であるため、蓄えられる電力の量はメイン電源410に蓄えることのできる電力の量に比べて少ない。そのため、シフトレンジの変更が繰り返されるなどして、サブ電源423の電力が少なくなり、電圧SBが低下すると、アクチュエータ210が途中で停止してしまうおそれがある。
例えば、アイドルストップ制御によりエンジン100が停止している状態、すなわちアイドルストップ制御の状態が「2」になっており、パーキングレンジが選択されている状態から既定の停止条件が成立しなくなり、エンジン100が始動される状況を考える。このときに既にサブ電源423の電力が消費されていて電圧SBが低下していると、例えば、エンジン100の始動中にシフトレンジをパーキングレンジからドライブレンジに変更したときにマニュアルバルブ220が途中で停止してしまうおそれがある。マニュアルバルブ220では、パーキングレンジからドライブレンジにシフトレンジを変更する場合、弁体221が「p」の位置から「r」、「n」の位置を通り過ぎて「d」の位置まで移動する。電圧SBの低下により、アクチュエータ210が途中で停止してしまい、弁体221が「r」で停止してしまった場合には、ドライブレンジを選択しているにも拘わらず、後進ギヤ段が形成され、駆動輪に後進方向の駆動力が伝達されるおそれがある。
これに対して、シフトECU260では、サブ電源423の電圧SBが閾値X1未満になると、シフト操作により駆動レンジが選択された場合であっても、シフトレンジを非駆動レンジであるニュートラルレンジに変更する。これにより、サブ電源423に蓄えられている電力が少なくなると、シフトレンジが、非駆動レンジに固定される。そのため、アクチュエータ210が途中で停止して運転者が選択したシフトレンジと異なるシフトレンジになっている状態で車両が駆動されることを回避できる。
すなわち、上記のシフトECU260によれば、サブ電源423の電力を利用して運転者の操作に対応したシフトレンジの変更を極力実現できる。そして、サブ電源423の電力が少なくなってくるとシフトレンジが非駆動レンジに変更されるため、アクチュエータ210が途中で停止して選択したシフトレンジと異なる駆動レンジの状態で駆動輪に駆動力が伝達されてしまうことを抑制できる。
(3)シフトECU260では、図7を参照して説明した車両固定処理を実行する。そして、この車両固定処理により、電源の電圧が閾値X2以下になり著しく低くなった場合には、シフトレンジがパーキングレンジに変更されて、パーキングロック機構230が作動し、車両の移動が規制される。また、その後は、電圧が閾値X2を上回る水準まで回復しない限り、選択装置250からの信号に応じたシフトレンジの変更が禁止される。そのため、電源の電圧が低下してシフトレンジの変更が適切に行えなくなる前に、パーキングロック機構230を作動させ、車両の移動を規制することができる。
(4)図9を参照して説明した停止中レンジ切替処理では、サブ電源423の電圧SBが閾値X1未満であるときにシフトレンジの変更が要求されると、車両固定処理においてシフトレンジをパーキングレンジに変更するために必要な電力を残してシフトレンジがニュートラルレンジに変更される。そのため、車両固定処理を実行する余地を残して、停止中レンジ切替処理を実行することができる。
(5)上述したように、シフトECU260では、選択装置250におけるパーキングスイッチ254が操作されてパーキングレンジが選択された場合には、停止中レンジ切替処理にかかるルーチンは実行しない。そして、パーキングスイッチ254の操作によりパーキングレンジが選択された場合には、サブ電源423の電圧SBが閾値X1未満であったとしても、シフトECU260は、運転者が選択したとおりにシフトレンジをパーキングレンジに変更する。すなわち、シフトECU260では、パーキングレンジへの変更は許容されるため、運転者がパーキングレンジを選択した場合には、その要求通りにパーキングロック機構230を作動させて車両の移動を規制することができる。
(6)シフトECU260では、図9に示す停止中レンジ切替処理にかかるルーチンが繰り返し実行される。そのため、サブ電源423の電圧SBが閾値X1以上まで回復すれば、選択装置250からの信号に応じたシフトレンジの変更が再び可能になる。
(7)シフトECU260による電源切替処理では、エンジン100の始動が完了してスタータモータ101の駆動が終了し、メイン電源410及びサブ電源423への充電が行える状態になると、シフトバイワイヤシステム300への給電がメイン電源410によって行われる状態に速やかに復帰する。そして、シフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源が、メイン電源410に切り替えられると、停止中レンジ切替処理は実行されなくなり、サブ電源423の電圧SBの値に応じたシフトレンジの変更の制限が行われなくなる。そのため、シフトECU260によれば、エンジン100の始動が完了したときに、選択装置250から出力される信号に対応したシフトレンジへの変更を行う通常の状態に速やかに復帰させることができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・電源切替処理において、シフトバイワイヤシステム300に電力を供給する電源をサブ電源423からメイン電源410に切り替えるタイミングは、必ずしもエンジン100の始動完了時でなくてもよい。例えば、エンジン100の始動が完了してからある程度の期間に亘ってエンジン100の運転が継続し、電源への充電が行われてから切り替えてもよい。
・選択したシフトレンジと異なるシフトレンジであったとしても、シフトレンジが非駆動レンジになっていれば、少なくとも駆動輪に駆動力が伝達されることはない。そのため、停止中レンジ切替処理において、電圧SBが閾値X1未満であるときに、シフトレンジをパーキングレンジに変更し、その後のシフトレンジの変更を禁止するようにしてもよい。この場合にも、上記(2)と同様に、アクチュエータ210が途中で停止して選択したシフトレンジと異なる駆動レンジの状態で駆動輪に駆動力が伝達されてしまうことを抑制できる。なお、この場合には、閾値X1は、上記の実施例における閾値X1よりも低くてもよく、パーキングレンジへの変更を行うために必要な電圧よりも高ければよい。
なお、上記の実施形態における選択装置250では、シフトレバー251とは別にパーキングスイッチ254が設けられており、パーキングスイッチ254を操作することによってパーキングレンジを選択する。この場合、シフトレバー251が操作されたときに電圧SBが閾値X1未満であることに基づいてパーキングレンジにシフトレンジが変更されると、パーキングスイッチ254を操作していないのにシフトレバー251によっては選択できないパーキングレンジが選択されることになる。こうした態様だと、運転者が違和感を覚える可能性がある。これに対して、上記実施形態の停止中レンジ切替処理によれば、シフトレバー251の操作によって選択できるシフトレンジの1つであるニュートラルレンジにシフトレンジが変更されるため、こうした違和感を抑制できる。
また、パーキングレンジへの変更に伴いパーキングロック機構230が作動すると、パーキングギヤ231とロックポール232の係合に伴い振動が発生することがある。上記実施形態の停止中レンジ切替処理では、シフトレンジを非駆動レンジのうち、こうした振動の発生しないニュートラルレンジに変更するため、振動の発生を抑制することもできる。
・車両固定処理を停止中レンジ切替処理よりも優先させて、電源の電圧が閾値X2以下になるとシフトレンジをパーキングレンジに変更する例を示したが、車両固定処理を優先させなくてもよい。例えば、車両固定処理を省略し、車両固定処理が実行されることのない構成を採用してもよい。
・車両固定処理の実行を必須としないのであれば、閾値X1をニュートラルレンジへの変更に必要な電圧の下限値Y1に基づいて、少なくとも下限値Y1よりも高い値に設定し、電圧SBが閾値X1未満の場合は、ニュートラルレンジに変更してその後のシフトレンジの変更を禁止するようにしてもよい。こうした構成を採用した場合にも、電圧SBが閾値X1未満の場合に、シフトレンジを非駆動レンジに変更する停止中レンジ切替処理になる。
なお、マニュアルバルブ220においては、「p」の位置は弁体221の移動範囲の端に位置しているため、弁体221を「p」の位置まで駆動すると消費電力が大きい。そのため、上記のように、電源の電圧の低下に伴い最終的にパーキングレンジに変更する構成を省略した構成を採用する場合には、要求通りのシフトレンジの変更を優先させて、ぎりぎりまでサブ電源423の電力を使うことができる仕様になる。そして、最終的に電力が閾値X1を下回った時点でシフトレンジはニュートラルレンジに変更される。
・上記の実施形態では、サブ電源423の電圧SBが閾値X1以上まで回復すると、シフトレンジの変更の禁止が解除される例を示した。シフトレンジの変更の禁止を解除する条件は適宜変更してもよい。例えば、一旦、電圧SBが閾値X1を下回り、シフトレンジの変更が禁止された場合には、エンジン100の始動が完了してスタータモータ101の駆動が終了するまではシフトレンジの変更の禁止を解除しない構成であってもよい。なお、こうした構成は、一旦、電圧SBが閾値X1を下回り、シフトレンジの変更が禁止されたあとは、エンジン100の始動が完了するまで、図9を参照して説明した停止中レンジ切替処理のルーチンを実行しないようにすることによって実現できる。
・上記の実施形態では駆動力源としてエンジン100のみを備えた車両を例示した。これに対して、駆動力源としてエンジン100とモータとを備えたハイブリッド車両や、駆動力減としてモータを備え、且つ発電機としてエンジン100を備えたいわゆるシリーズハイブリッド型のハイブリッド車両のシフトECUとして同様の構成を適用してもよい。すなわち、上記の実施形態で示したシフトECUと同様の構成は、マニュアルバルブを電動のアクチュエータで駆動するシフトバイワイヤシステム及びメイン電源とサブ電源を備えた車両であれば適用することができる。そのため、ハイブリッド車両に搭載されるシフトバイワイヤシステムの制御装置に適用することもできる。また、変速比を連続的に変更する無段変速機を搭載したシフトバイワイヤシステムを制御する制御装置として同様の構成を適用することもできる。
・シフトゲート253の形状は、図2を参照して説明した形状に限定されない。例えば、図2における基準ポジションからさらに下方にシャフト252を案内することができるようにシフトゲート253が形成されており、基準ポジションからシフトゲート253に沿ってシャフト252を図2における下方に移動させた位置をBポジションとする構成も考えられる。そして、Bポジションが選択されたときには、ブレーキレンジとして、ドライブレンジと同様の位置に弁体221を移動させる一方、ドライブレンジが選択されているときよりも低い前進ギヤ段が選択されるように変速ECU280を制御する。こうした構成を採用した場合には、ブレーキポジションを選択することにより、ドライブレンジが選択されているときよりもエンジンブレーキが作用しやすくなる。
・上記の実施形態では、シフトゲート253に沿ってシフトレバー251のシャフト252を移動させることによりシフトレンジを選択する選択装置250を例示したが、シフトバイワイヤシステムを備える車両であれば、こうした構成の選択装置との組み合わせに限らず、同様のシフトECUを適用することができる。
例えば、選択装置は、各シフトレンジに対応するボタンが設けられており、選択したいシフトレンジに対応するボタンを押下することによってシフトレンジを選択するプッシュボタン方式の選択装置でもよい。また、選択装置は、ノブを、ノブの周囲に配置された各シフトポジションに対応する位置まで回転させてシフトレンジを選択するロータリースイッチ方式の選択装置であってもよい。
・上記の実施形態ではシフトECU260がアクチュエータECU270、変速ECU280、サブ電源ECU421など、複数のECUと協働でシフトバイワイヤシステム300を制御する例を示したが、シフトバイワイヤシステムの制御装置はこうした構成に限らない。例えば、こうした複数のECUの機能を統合した1つの制御装置としてシフトバイワイヤシステムの制御装置を構成してもよい。また、エンジンECU120やアイドルストップECU130などの、シフトバイワイヤシステム以外の部分を制御するECUの機能を統合したECUとしてシフトバイワイヤシステムの制御装置を構成してもよい。
・シフトバイワイヤシステムの制御装置として、プログラムが記憶されたメモリとプログラムを実行するプロセッサとを備えた電子制御装置であるECUを例示したが、制御装置は、メモリとプロセッサを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。例えば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路、例えばASIC等を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶する記憶装置等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。なお、このことは、シフトECUに限らず、上記の実施形態において例示した各ECUについても同様である。
100…エンジン
120…エンジンECU
130…アイドルストップECU
220…マニュアルバルブ
221…弁体
222…バルブボディ
230…パーキングロック機構
250…選択装置
260…シフトECU
270…アクチュエータECU
280…変速ECU
300…シフトバイワイヤシステム
410…メイン電源
423…サブ電源

Claims (5)

  1. 運転者が操作する選択装置が出力する信号に基づいて電動のアクチュエータを駆動して自動変速機のマニュアルバルブを操作するシフトバイワイヤシステムを備えるとともに、エンジンの補機にも電力を供給する電源として、メイン電源と、サブ電源と、を備えた車両であり、既定の停止条件が成立すると前記エンジンを自動的に停止させる自動停止制御及び既定の起動条件が成立すると前記エンジンを自動的に起動させる自動起動制御を実行する車両に適用される前記シフトバイワイヤシステムの制御装置であり、
    前記自動停止制御により前記エンジンが停止してから前記自動起動制御による前記エンジンの始動が完了するまでの間は、前記シフトバイワイヤシステムに電力を供給する電源を、前記サブ電源に切り替える電源切替処理と、
    前記サブ電源から前記シフトバイワイヤシステムに電力を供給しているときに、前記選択装置からのシフトレンジの変更を要求する信号の出力に応じて、前記サブ電源の電圧が閾値以上であることを条件にシフトレンジを選択されたシフトレンジに変更する一方、前記サブ電源の電圧が前記閾値未満である場合にはシフトレンジを駆動輪に駆動力を伝達しない非駆動レンジに変更する停止中レンジ切替処理と、を実行する
    シフトバイワイヤシステムの制御装置。
  2. 前記メイン電源の電圧が前記閾値よりも低く且つシフトレンジをパーキングロック機構を作動させるパーキングレンジに変更するのに必要な電圧の下限値よりも高い下限閾値未満になった場合に、シフトレンジを、パーキングレンジに変更して、前記選択装置からの信号に応じたシフトレンジの変更を禁止する車両固定処理を実行する
    請求項1に記載のシフトバイワイヤシステムの制御装置。
  3. 前記閾値が、シフトレンジのニュートラルレンジへの変更とその後のパーキングレンジへの変更とが可能な電圧であり、
    前記停止中レンジ切替処理では、前記選択装置からのシフトレンジの変更を要求する信号が出力された際の前記サブ電源の電圧が前記閾値未満である場合に、シフトレンジをニュートラルレンジに変更して、パーキングレンジ以外への前記選択装置からの信号に応じたシフトレンジの変更を禁止する
    請求項2に記載のシフトバイワイヤシステムの制御装置。
  4. 前記停止中レンジ切替処理では、前記サブ電源の電圧が前記閾値以上にまで回復した場合には、前記選択装置からの信号に応じたシフトレンジの変更の禁止を解除する
    請求項3に記載のシフトバイワイヤシステムの制御装置。
  5. 前記電源切替処理では、前記エンジンの始動が完了すると、前記シフトバイワイヤシステムに電力を供給する電源を、前記メイン電源に切り替える
    請求項1~4のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステムの制御装置。
JP2020033264A 2020-02-28 2020-02-28 シフトバイワイヤシステムの制御装置 Active JP7211385B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020033264A JP7211385B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 シフトバイワイヤシステムの制御装置
CN202011556749.6A CN113324024B (zh) 2020-02-28 2020-12-25 线控换档系统的控制装置
US17/134,947 US11199259B2 (en) 2020-02-28 2020-12-28 Control device for shift-by-wire system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020033264A JP7211385B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 シフトバイワイヤシステムの制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021134888A JP2021134888A (ja) 2021-09-13
JP7211385B2 true JP7211385B2 (ja) 2023-01-24

Family

ID=77413227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020033264A Active JP7211385B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 シフトバイワイヤシステムの制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11199259B2 (ja)
JP (1) JP7211385B2 (ja)
CN (1) CN113324024B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220108250A (ko) * 2021-01-25 2022-08-03 현대자동차주식회사 환경차의 고장 제어 시스템
KR102503988B1 (ko) * 2021-02-22 2023-02-27 주식회사 현대케피코 전동식 시프트 바이 와이어 시스템의 모터 제어 방법 및 장치
CN216134439U (zh) * 2021-08-12 2022-03-25 中山大洋电机股份有限公司 一种带新型挡位选择电路的电机控制器及bldc电机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003254208A (ja) 2002-02-26 2003-09-10 Toyota Motor Corp 車両の電源制御装置
JP2008057728A (ja) 2006-09-01 2008-03-13 Toyota Motor Corp 車両の制御装置、制御方法およびその制御方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体
JP2013199963A (ja) 2012-03-23 2013-10-03 Fuji Heavy Ind Ltd シフトバイワイヤ制御システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010058479A1 (ja) * 2008-11-21 2010-05-27 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置および制御方法
WO2012164743A1 (ja) * 2011-06-03 2012-12-06 トヨタ自動車株式会社 車両、電気機器および電力送受電システム
JP2016176394A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP6404279B2 (ja) 2016-07-27 2018-10-10 本田技研工業株式会社 車両の制御装置
JP6696856B2 (ja) 2016-08-09 2020-05-20 トヨタ自動車株式会社 車両のシフト制御装置
JP6831193B2 (ja) * 2016-08-26 2021-02-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP6787762B2 (ja) * 2016-11-30 2020-11-18 トヨタ自動車株式会社 車両用パーキングロック制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003254208A (ja) 2002-02-26 2003-09-10 Toyota Motor Corp 車両の電源制御装置
JP2008057728A (ja) 2006-09-01 2008-03-13 Toyota Motor Corp 車両の制御装置、制御方法およびその制御方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体
JP2013199963A (ja) 2012-03-23 2013-10-03 Fuji Heavy Ind Ltd シフトバイワイヤ制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
US11199259B2 (en) 2021-12-14
JP2021134888A (ja) 2021-09-13
US20210270363A1 (en) 2021-09-02
CN113324024A (zh) 2021-08-31
CN113324024B (zh) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7211385B2 (ja) シフトバイワイヤシステムの制御装置
US9145126B2 (en) Shift-by-wire control system
JP5286425B2 (ja) 車両のための制御装置及び方法
JP4337812B2 (ja) 油圧制御回路の故障判定装置
US6984191B2 (en) Range determination apparatus, range determination method, and program therefor
JP6696856B2 (ja) 車両のシフト制御装置
US8574128B2 (en) Control apparatus for a vehicle
JP3664084B2 (ja) 変速機のシフト制御方法
CN108105376B (zh) 用于车辆的控制装置以及用于车辆的控制方法
WO2014064521A2 (en) Control device and control method for vehicle
JP2018017294A (ja) 車両の制御装置
JP4697508B2 (ja) ドライブライントルク中断システム
JP2009068655A (ja) シフト装置
US7381148B2 (en) System for ensuring the ability to start an internal combustion engine contained within a drive train
JP4051946B2 (ja) 機械式自動変速機の変速制御装置及び変速制御方法
JP3565018B2 (ja) 車両のエンジン自動停止制御装置
JP6626585B2 (ja) 車両の制御装置及び車両の制御方法
JP4164933B2 (ja) 自動変速機付車両のエンジン始動時制御装置
JP7218066B2 (ja) 自動変速機のイグニッション診断装置
JP4310985B2 (ja) 変速制御装置
JP2024081521A (ja) 車両の制御装置
JP2002349701A (ja) シフトバイワイヤシステム
JP2017003007A (ja) 車両の制御装置
JP2017031926A (ja) 車両制御装置
JP2023008674A (ja) 車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220317

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221118

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221226

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7211385

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151