JPWO2015016109A1 - 車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents

車両の制御装置及び制御方法 Download PDF

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Abstract

本発明の車両の制御装置は、自動変速機(1)のシフトレンジをアクチュエータ(1a)によって切り替える車両の制御装置であって、車両の制御装置は、運転者によるシフト位置の選択を受け付けるシフト選択手段(4)と、車両電源がオフとなると、又は、駆動源が停止すると、アクチュエータによりシフトレンジをパーキングレンジに切り替える制御手段とを備え、制御手段は、車両電源がオンである状態、又は、駆動源が駆動している状態において、シフト選択手段がニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、車両電源がオフとなった場合、又は、駆動源が停止した場合、ニュートラルレンジを維持することを特徴とする。

Description

本発明は、シフトバイワイヤ式の変速システムを搭載する車両の制御装置及び制御方法に関する。
今日、シフト装置と変速機とを電気的に接続して、運転者によるシフト操作を電気信号で変速機に送信して変速機を操作するシフトバイワイヤ式の変速システムを使用している車両が多く見られるようになった。かかる車両では、イグニッションがオフにされると、運転者がシフト装置(シフタ)を操作しなくとも変速機が自動的にパーキングレンジに切り替わる。このため、降車時、運転者がシフト装置を操作して変速機をパーキングレンジに切り替えるのを忘れても、車両が動き出すことがない。したがって、シフトバイワイヤ式の変速システムは有益な安全装置であるといえる。
ところで、このモード操作(変速機が自動的にパーキングレンジに切り替わること)が問題を発生させる場合は多い。例えば、車両が片引きコンベアに乗せられて、つまり、車両の左右の車輪のうちの一方の車輪だけが片引きコンベアに乗せられて洗車機を通過する場合を想定する。車両が洗車機を容易に通過できるように、運転者は、エンジンをオフにした後変速機をニュートラルレンジにして、左右の車輪が自由に回転できるようにしなければならない。しかし、エンジンがオフにされたとき変速機が自動的にパーキングレンジに切り替わってしまうと、車両は洗車機を通過できなくなってしまう。
このようなことから、運転者が変速機をニュートラルレンジにすることを可能にするための方法及びアプローチは従来から多く存在する。このような従来技術は、エンジンをオフにした後ニュートラルボタンをホールド状態にし続けることによって、運転者が車両を洗車機モードにすることも含む。
例えば、特許文献1は、車両の生産ラインに関する技術ではあるが、このような自動的なパーキングレンジへの切り替えを例外的に解除するものである。具体的には、特許文献1のシフトバイワイヤ式車両の制御装置は、パワースイッチがオンにされている間の操作入力部(シフト装置)の運転者による操作パターンが所定のパターンと一致した場合、たとえパワースイッチがオフにされても、パーキングレンジに切り替わらないようにする。その結果、ニュートラルレンジが維持され、例えば、車両生産ラインにおいて車両が片引きコンベアに乗せられるとき、電力を節約しながら、コンベアに乗っていない側の車輪が回転せずに引きずられるのを防ぐことができる。
特開2010−190311号公報
しかしながら、特許文献1の“所定のパターン”は、“ニュートラル位置を保持し続けている所定の閾値以上の時間内に、所定の回数以上ボタンスイッチを押す”という運転者にとっては不自然なパターンである。したがって、生産ラインに従事する運転者(作業員)ならともかく、一般的な運転者はこのようなパターンを直感的に理解・記憶できないことも多い。また、運転者の手荷物がボタンスイッチに触れるような誤動作も発生しやすい。
そこで、本発明は、運転者に複雑な操作負担を強いることなく車両を洗車機モードにすることを目的とする。
請求項1に記載の発明は、自動変速機のシフトレンジをアクチュエータによって切り替える車両の制御装置の発明である。前記車両の制御装置は、運転者によるシフト位置の選択を受け付けるシフト選択手段と、車両電源がオフとなると、又は、駆動源が停止すると、前記アクチュエータにより前記シフトレンジをパーキングレンジに切り替える制御手段とを備える。そして、前記制御手段は、前記車両電源がオンである状態、又は、前記駆動源が駆動している状態において、前記シフト選択手段がニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記車両電源がオフとなった場合、又は、前記駆動源が停止した場合、ニュートラルレンジを維持する。
この車両の制御装置によれば、運転者の操作は、ニュートラル位置の選択と、その直後における車両電源のオフ又はエンジンの停止に限定される。したがって、運転者にとって直感的かつ簡易な操作によって、ニュートラルレンジを維持することが可能になる。なお、“駆動源が停止する”場合は、例えばアイドルストップ状態のように、駆動源以外に電力が供給されていても、駆動源が機械的に停止している場合を含む。
請求項2に記載の制御手段は、前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過した後の時点において、前記車両電源がオフとなった場合、又は、前記駆動源が停止した場合、前記アクチュエータによりシフトレンジをパーキングレンジに切り替える。
この制御手段によれば、運転者がニュートラル位置を選択後直ちに意識的に操作を行わない場合は、原則通りシフトレンジはパーキングレンジに切り替わる。したがって、誤動作によってニュートラルレンジが維持されることを防止でき、安全性の向上につながる。
請求項3に記載の車両の制御装置は、前記車両電源のオン/オフを操作するパワースイッチ、又は、駆動源の始動・停止を操作するスタータスイッチのうちの少なくとも一方を備え、前記制御手段は、前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記パワースイッチがオフとなった場合、もしくは、前記スタータスイッチがオフ又はアクセサリ選択状態になった場合、前記ニュートラルレンジを維持する。
この制御装置によれば、運転者は、パワースイッチ又はスタータスイッチという一般的なスイッチを操作してニュートラルレンジを維持する。したがって、別途特別なスイッチを追加的に設ける必要がなくなり、部品点数を削減できる。
請求項4に記載の制御手段は、前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持している場合に、第2の所定時間だけ、前記車両電源の一部を立ち上げた状態にし、前記ニュートラルレンジを維持している状態であることを報知する。
この制御手段によれば、運転者は、車両電源がオフとなっている又は駆動源が停止しているにもかかわらず、例外的にニュートラルレンジが維持されていることを容易に認識できる。したがって、安全性が向上する。
請求項5に記載の制御手段は、前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持している場合に、前記シフト選択手段の操作に必要な電源を立ち上げた状態にし、前記シフト選択手段がパーキング位置の選択を受け付けた場合に、前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替える。
この制御手段によれば、運転者は再度電源を立ち上げる操作を行わずにパーキングレンジに切り替えることができる。したがって、安全性を確保するための操作性が向上する。
請求項6に記載の車両の制御装置は、車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持しているときに、前記車速検出手段が検出した車速が所定値以上となる場合には、前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替える。
この制御装置によれば、路面が傾斜していることに起因して車両が動き出してしまった場合であっても、車両を停止することができる。したがって、安全性が向上する。
請求項7に記載の制御手段は、前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持した後第2の所定時間が経過した時点で、前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替える。
この制御手段によれば、自動的にパーキングレンジが解除されていることを運転者が失念している場合であっても、パーキングレンジに戻すことができる。したがって、安全性が向上する。
請求項8に記載の車両の制御装置は、前記車両電源のオン/オフ又は前記駆動源の始動・停止を操作するスタータスイッチを備え、前記制御手段は、前記シフト選択手段が前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記スタータスイッチがオフとなり、又は、アクセサリ選択状態となった場合に、前記ニュートラルレンジを維持し、前記ニュートラルレンジが維持された後第2の所定時間が経過した場合、又は前記シフト選択手段がパーキング位置の選択を受け付けた場合、前記車両電源が立ち上がっていることを操作者に報知する。
この制御装置によれば、運転者は、プッシュ式のスイッチではなく、それよりは意識的に操作しなければならない回転式のスタータスイッチを操作する。そのため、ニュートラルレンジを維持するために、より運転者の意識的な操作が必要になる。したがって、誤動作の可能性が減少する。さらに、この制御装置によれば、運転者は車両のシステムオフを失念することを防止できる。したがって、電力を節約できる。
なお、請求項9以降に記載の方法の発明についても前記と同じことが当てはまる。
本発明によれば、運転者に複雑な操作負担を強いることなく車両を洗車機モードにすることが可能になる。
洗車機モードが開始してから終了するまでの流れを説明する図である。 制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 シフトバイワイヤシステムを説明する図である。 ユーザ操作、電源制御ユニット、シフタ及び変速機の関係を示す図である。 通常運転状態と洗車機モード間の状態遷移を説明する図である。 運転者の操作と車内表示等との対応関係を示す図である。 運転者の操作と表示信号等との対応関係を示す図である。
本発明は、車両モードについての制御装置及び制御方法である。具体的には、車両を洗車機モードに設定し、さらに車両を洗車機モードから解除する制御装置及び制御方法である。
本発明は、洗車機モードの設定・解除に関し、車両の変速機をニュートラルレンジにしたまま運転者/ユーザが車両からわざと又はうっかり離れてしまうことを、運転者/ユーザに気付かせる制御装置及び制御方法を含む。運転者/ユーザが変速機をニュートラルレンジにしたまま車両からうっかり離れた場合、自動パーキングレンジ設定機能が起動し、車両が動き出すことを防止する。
なお、本実施形態において、自動パーキングレンジ設定機能は、後記する図3のTCU(Transmission Control Unit)1bが具備する機能である。同様に、洗車機モードという機能もまた、図3のTCU1bが具備する機能である。
本発明は、洗車機モードの設定・解除に関し、運転者が車両を洗車機モードに切り替えることができる制御装置及び制御方法である。本発明の洗車機モードにおいては、変速機はニュートラルレンジになっており、エンジンはオンであってもオフであってもよい。
本発明の1つの実施形態によれば、車両のエンジンが回っている間に、運転者は、変速機をニュートラルレンジにする。このニュートラルレンジにする操作はタイマを起動させる。タイマの起動を起点としたある期間内にエンジンがオフにされると、変速機はその後もニュートラルレンジを維持し続ける。しかしながら、エンジンがオフにされる前にタイマが切れると(ニュートラルレンジ選択からある時間が経過すると)、車両のエンジンがオフにされた時点において、変速機はニュートラルレンジからパーキングレンジに自動的に切り替わる。このようにすると、ニュートラルレンジになっていること、又は、誤ってニュートラルレンジになったことを運転者が忘れてしまうことを最小化できる。
本発明の1つの実施形態によれば、エンジンをオフにする前、ある時間的条件が満たされた場合洗車機モードに遷移する制御装置及び制御方法が提供される。運転者が車両を停止させてニュートラルスイッチを押すことを契機として(又はニュートラル位置にシフトすることを契機として)タイマを起動させてもよい。タイマが切れる(起動した後所定の時間が経過する)前に電源スイッチが押されると、洗車機モードが設定される。
本発明の1つの実施形態の制御装置及び制御方法は、ニュートラル要求があってからイグニッションがオフにされるまでの時間をタイマによって測定し、運転者がイグニッションをオフにする前に忘れずに変速機をニュートラルにしていたことを証明/確認しやすくする。このように、本実施形態は、(車両から離れる)運転者の意図を明確に識別することによって、自動パーキングレンジ設定機能及び洗車機モードを安全に運用する。
本発明の主旨を逸脱しない範囲において、本発明の制御装置及び制御方法は、ハイブリッドカー、電気自動車、燃料電池自動車、又は、従来型の内燃機関車両を含むがこれらに限定されない、シフトバイワイヤシステムを備えるすべてのタイプの車両に対して実施可能である。
本発明の制御装置及び制御方法は、変速機によって自動的に車両を不動状態にする。不動状態では、車両の外部から力が加えられても、又は、車両が斜面に駐車されても、車両は移動できなくなる。
本発明は、シフタをパーキング以外の任意の位置にうっかりシフトしたまま運転者が車両を離れたとき、車両が不用意に移動することを防ぐ制御装置及び制御方法である。つまり、現在のシフトレンジがパーキングレンジ以外の任意の位置にある場合、運転者がイグニッションをオフに回したとき、変速機はパーキングレンジ以外のシフトレンジからパーキングレンジに切り替わる。
シフタは、電気的に信号を出力することによって変速機の変速段を切り替えるものであれば何でもよい。シフタの形状は、レバー、ボタンスイッチ等を含むあらゆる形状であってよい。なお、請求項の“シフト選択手段”は、シフタに相当する。
さらに本発明の自動変速機(単に“変速機”と呼ぶ場合もある)は、その構造が特定の形式に限定されるものではなく、前進(D)、後進(R)、ニュートラル(N)及びパーキング(P)というレンジを有するものであればどのようなものでもよい。
本発明は、以下に記述するように、運転者が洗車を行うとことを明確に意図しているときにのみ、運転者にとって直感的な操作で車両を洗車機モードに設定できる制御装置及び制御方法である。
図1に沿って、洗車機モードが開始してから終了するまでの流れを説明する。
(洗車モード開始)
まず、図1の“洗車機モード開始”に示すように、ユーザは、シフタを介して、すなわち、シフトバイワイヤシステムによって電子的に、変速機をニュートラルレンジに設定する。このとき、エンジンが回っているかどうかは別にして、イグニッションキーはオン位置にあるものとする。又は、Start/Stopスイッチを備える電気自動車(ハイブリッド車両)においては、Start/Stopスイッチが「Start」になっているものとする。なお、前記したように、この例では、シフトバイワイヤの機能、前記した自動パーキングレンジ設定機能、洗車機モードの機能などは、後記する図3のTCU(変速機制御ユニット)1bによって具現化されるものとする。
ちなみに、イグニッションキーが挿入されるキーシリンダにはイグニッションキーの位置を示す、0、I、II、IIIの刻印がこの順にされている。図1の左側に図示されたイグニッションキーのところに、「II→I」とあるのは、イグニッションキーがキーシリンダのIIの位置(エンジン始動状態)からIの位置(ACC(Accessory))にされたことを意味している。なお、IIIは、エンジンのスタータ始動(始動用のモータによるエンジン始動)の位置である。
次に、図1の“洗車機モード開始”に示すように、変速機をニュートラルレンジに設定した後所定の時間(第1の所定時間)が経過するまでに、キーシリンダに挿入されているイグニッションキー(メカニカルキー)をIIの位置からアクセサリ位置(Iの位置)に回すことによって(さらにはオフ位置(0の位置)に回すことによって)、ユーザは、車両を洗車機モードに設定する。又は、所定の時間(第1の所定時間)が経過するまでに、Start/Stopスイッチを押してスイッチを「Stop」にすることによって、ユーザは、車両を洗車機モードに設定することも可能である。所定の時間(第1の所定時間)は、2〜90秒であることが好ましい。
つまり、本発明の実施形態は、メカニカルキー(イグニッションキー)を挿入して回すことによって、又は、ボタンスイッチ(Start/Stopスイッチ)を押すことによって、イグニッションをオン/オフするという形式を使用する。なお、2〜90秒という時間は、“ニュートラルレンジ設定”→“イグニッションキーを回す(又は、Start/Stopスイッチ押下する)”という一連の操作を意識的に行う時間として相応しいものである。補足すると、2〜90秒という一連の操作の時間は、エンジン停止後(車両電源オフ後)もニュートラルレンジを維持したいという運転者の意図をくみ取るのに相応しい時間である。
(洗車機モード中)
車両(正確にはTCU1b)は、車両が洗車機モードに遷移していることを、ユーザ又は運転者に対して知らせる。このとき、車両は、目に見える表示及び/又は耳に聞こえる音を発する。このような表示・音の例としては、発光ダイオード、表示パネル、グラフィックユーザインタフェース(GUI)又は他のディスプレイ/スクリーン上の図形、音声、警笛、ベル、チャイム、キューが挙げられる。これらは、あくまでも一例であって、これらに限定されない他の例が存在する。
なお、図1の洗車機モード中で、“Shift to park. P”とあるのは、“駐車する意図であれば、パーキング位置にシフトしてください”と運転者に警告する表示の例である。
洗車開始以降、洗車終了までの間、変速機は、ニュートラルレンジを維持する。
イグニッションキーがIの位置にあるとき、たとえエンジンが停止していても(Start/Stopスイッチが「Stop」でも)、補助機器(アクセサリ)には、その機能が維持できるように電源が供給されている。補助機器は、PCU(電源制御ユニット)、TCU(変速機制御ユニット)、オーディオ機器、ナビゲーション機器等を含むがこれらに限定されない。このように一部の機器に電源が供給される理由は、洗車機モードでは、PCU、TCU及びシフトユニットが使用され得るからである。これらのユニットには、前記のようにアクセサリモードにおいても電力が供給される。
一旦、車両が洗車機モードになると、運転者若しくは操作者がシフタでパーキング位置を選択するまで、又は、所定の時間(第2の所定時間)が経過するまで、洗車機モードが継続する。所定の時間(第2の所定時間)は、10〜15分であることが好ましい。この第2の所定時間は、洗車が終了するまでの時間を加味して定められる。
運転者が洗車機モードを選択するのは、車両が洗車機を通過できるようにするためである。ここで想定されている洗車機は、典型的には片引きコンベア型洗車機である。しかしながら、洗車機は、非接触洗車システム、及び、一輪、二輪又は四輪を固定するトンネルコンベアベルト式洗車機を含む他のものであってもよい。
(洗車モード終了)
洗車が終了した後、洗車機モードは終了する。具体的には、下記のようないくつかの異なる事象の発生を契機として、洗車機モードが終了する。
(1)運転者がメカニカルキー(イグニッションキー)をアクセサリ位置(I)からオフ位置(0)へ回すと、洗車機モードは終了する。車両が洗車機モードにあるとき、運転者は、変速機を、ニュートラルレンジから、前進レンジ又は後進レンジに入れることができない。
(2)運転者がStart/Stopスイッチを押すと、又は、運転者が変速機をパーキングレンジにすると、洗車機モードは終了する。
(3)所定の時間(第2の所定時間)が経過すると、洗車機モードは終了する。つまり、所定の時間が経過すると、自動的に変速機はパーキングレンジになり、その後車両は不動状態を維持する。この場合、第2の所定時間は、好ましくは5〜30分であり、より好ましくは前記した10〜15分である。
図2は、本発明の1つの実施形態に係る、処理/方法のフローチャートである。
ステップS200において、車両の制御装置の制御手段は、車両のイグニッションがオン状態(IG−ON)であるか否かを判断する。イグニッションがオフである場合(ステップS200“No”)、制御手段は、ステップS250に進み処理を終了する。イグニッションがオンである場合(ステップS200“Yes”)、制御手段は、ステップS210に進む。
なお、“イグニッションがオン状態である”とは、車両電源がオンである状態、又は、エンジン(駆動源)が駆動している状態を含む概念である。例えば、Start/Stopスイッチが「Start」になっていること、又は、イグニッションキーがIIの位置になっていることである。
ステップS210において、制御手段は、車両のシフタがニュートラル位置にあるか否かを判断する。すなわち、運転者のシフト操作に基づくシフタの位置(シフト位置)を判断する。シフタがニュートラル位置にない場合(ステップS210“No”)、制御手段は、ステップS230に進む。シフタがニュートラル位置にある場合(ステップS210“Yes”)、制御手段は、ステップS220に進む。
ステップS230において、制御手段は、車両のシフタが前進位置又は後進位置のいずれかにあるか否かを判断する。シフタが前進位置又は後進位置のいずれかにある場合(ステップS230“Yes”)、制御手段は、ステップS232に進む。シフタが前進位置又は後進位置のいずれかにない場合(ステップS230“No”)、制御手段は、ステップS234に進む。
ステップS232において、制御手段は、変速機(T/Miss)を前進レンジ又は後進レンジにシフトする。そしてステップS250に進み処理を終了する。
ステップS234において、制御手段は、車両のシフタがパーキング位置にあるか否かを判断する。シフタがパーキング位置にある場合(ステップS234“Yes”)、制御手段は、ステップS236に進む。シフタがパーキング位置にない場合(ステップS234“No”)、制御手段は、ステップS250に進み処理を終了する。
なお、シフタ位置が減速位置(B又はL)を含む場合がある。本実施形態においては、前進(D)位置は、減速位置を含む概念である。また、ステップS234“N o”のパスを経由するということは、シフタ位置が、D(B、L)、R、N及びPのいずれでもないことを意味する。運転者の意識とは別に、システム側がこのように認識することがあり得る。
ステップS236において、制御手段は、変速機をパーキングレンジにシフトする。そしてステップS250に進み処理を終了する。
ステップS220において、制御手段は、変速機をニュートラルレンジにシフトする。このとき、制御手段は、タイマを起動する。
ステップS222において、制御手段は、タイマ値Tが第1の閾値(第1の所定時間)未満であるか否かを判断する。前記したように、タイマは、シフタがニュートラル位置に入れられた時点で起動している。つまり、タイマ値Tは、シフタがニュートラル位置に入れられた後現在時点までに経過した時間を示している。
タイマ値Tが第1の閾値未満でない場合(ステップS222“No”)、制御手段は、ステップS250に進み処理を終了する。タイマ値Tが第1の閾値未満である場合(ステップS222“Yes”)、制御手段は、ステップS224に進む。
ステップS224において、制御手段は、イグニッションをオフにする操作があったか否かを判断する。イグニッションをオフ(IG−OFF)にする操作がなかった場合(ステップS224“No”)、制御手段は、ステップS222に戻る。イグニッションをオフにする操作があった場合(ステップS224“Yes”)、制御手段は、ステップS240に進む。
なお、“イグニッションをオフにする”とは、車両電源をオフにすること(運転者が「Start/Stop SW」を押して「Stop」にすること)、又は、エンジン(駆動源)を停止すること(運転者がイグニッションキーを「II⇒I又は0」にすること)を含む概念である。
ステップS240において、制御手段は、以下の処理を実行する。
(1)イグニッションをオフにする。
(2)ただし、PCUによって一部機能を維持できる程度の電力を供給する。
(3)警告表示又は警告音を発し、車両が洗車機モードに遷移したことをユーザに知らせる。
ステップS242において、制御手段は、タイマ値Tが第2の閾値(第2の所定時間)未満であるか否かを判断する。なお、前記と同様、タイマ値Tは、シフタがニュートラルレンジに入れられた後現在時点までに経過した時間を示している。
タイマ値Tが第2の閾値未満でない場合(ステップS242“No”)、制御手段は、ステップS246に進む。タイマ値Tが第2の閾値未満である場合(ステップS242“Yes”)、制御手段は、ステップS244に進む。
ステップS244において、制御手段は、シフタがパーキング位置にあるか否かを判断する。シフタがパーキング位置にない場合(ステップS244“No”)、制御手段は、ステップS242に戻る。シフタがパーキング位置にある場合(ステップS244“Yes”)、制御手段は、ステップS246に進む。
ステップS246において、制御手段は、変速機をパーキングレンジにシフトする。
ステップS248において、制御手段は、一部機能させていたシステムをオフにする。
ステップS250において、制御手段は、処理を終了する。
図3は、本発明の1つの実施形態に係るシフトバイワイヤシステムを説明する図である。
自動変速機(HEV−DCT:Hybrid Electric Vehicle-Dual Clutch Transmission)1は、ハイブリッド車両用デュアルクラッチ自動変速機である。なお、HEV−DCT1は、パーキングロック機能を備える。
アクチュエータ1aは、ギア及び他の変速機部品を選択するギアアクチュエータである。
TCU1bは、変速機制御ユニットである。
Pセンサ1cは、パーキングロックの実状態を検出するパーキングセンサである。
ECU(Electronic Control Unit)2は、燃料噴射装置、変速機及びバッテリを制御する電子制御ユニットである。
12Vバッテリ3は、車内システム用の低電圧バッテリである。
シフタ4は、シフト位置を選択する方式のシフト装置である。
EPB(Electric Parking Brake)5は、電動でパーキングブレーキを作動させるシステムである。
図3に示すように、ハイブリッド車両は、自動変速機(HEV−DCT)1を備える車両であり、運転者がシフト位置を選択するシフタ4が備わる。シフタ4は運転者が操作するシフトボタン(“P”、“R”、“N”及び“D”)と、シフトボタンの操作で運転者が選択したシフト位置を検出するとともに検出したシフト位置を電気信号に変換し、このシフト位置信号を制御手段であるTCU1bに送信するシフトセンサと、を含んで構成される。つまり、シフトセンサがTCU1bに送信するシフト位置信号は、シフタ4によって選択されるシフト位置を示す電気信号になる。
シフトボタンに代替して、シフタ4は、シフトレバー(図示せず)を備えていてもよい。シフトレバーは、所定のパターン(シフトパターン)に沿って移動し、そのシフトパターンに沿って複数のシフト位置が配置される。シフタ4に配置されるシフト位置としては、前記した、“P”、“R”、“N”及び“D”がある。さらに、Hポジション(ホーム位置)が設定され、シフトレバーが自動的にHポジションに復帰するように構成されてもよい。
シフトレバーを有するシフタ4の場合は、運転者がシフトレバーを選択したいシフト位置まで移動したときシフトセンサが当該シフト位置でシフトレバーを検出し、さらに、シフトレバーを検出したシフト位置を示すシフト位置信号をTCU1bに送信するように構成される。そして、TCU1bはシフトセンサから送信されるシフト位置信号で、運転者が選択したシフト位置を取得するように構成される。
なお、シフタ4に隣接している“キーリリースSW(スイッチ)”は、パーキングレンジで車両電源がオフである場合、イグニッションをオンにしなくてもシフト操作を可能にするためのものである。具体的には、メカニカルキーがシフタ4のキーリリースの孔に差し込まれると、キーリリースSWが押されることになる。すると、車両のシフト操作に関連する部分の電源が立ち上がる。この状態において、シフタ4が操作されると、任意の変速段(実際にはNレンジ)に変速可能になる。
また、エレクトリックパーキングブレーキ(EPB5)を有する車両(ハイブリッド車両に限らない)には、EPB5と自動変速機1に電力を供給するアクチュエータ1aが備わる。アクチュエータ1aは自動変速機1に供給する電力を発生する機能を有する。また、EPB5は、例えば、TCU1bから所定の信号(Pロック信号)を受信したときに、自動変速機1内でのギアの回転をメカ的にロックして車両の進行を規制(駆動輪の回転を規制)し、自動変速機1をパーキングロックの状態に設定する。
EPB5は、自動変速機1をパーキングロックさせるPロック信号をTCU1bから受信すると、自動変速機1を制御してパーキングロックの状態にし、一方、パーキングロックを解除する信号(Pロック解除信号)をTCU1bから受信すると、自動変速機1を制御してパーキングロックを解除するように構成される。さらに、本件車両では自動変速機1がパーキングロックの状態になったことを検出するセンサ(Pセンサ1c)が備わる。例えば、Pセンサ1cは、自動変速機1がパーキングロックの状態になったときに検出信号(ロック検知信号)を発生してTCU1bに送信するように構成される。TCU1bは、Pセンサ1cから送信されるロック検知信号で、自動変速機1がパーキングロックされたことを検知するように構成される。
アクチュエータ1a、Pセンサ1c、及びEPB5にはTCU1bから電力が供給される。さらに、TCU1bは、アクチュエータ1a、Pセンサ1c、及びEPB5への電力の供給を停止する機能を有し、この機能によってTCU1bは自動変速機1をスリープさせることができる。ここで、アクチュエータ1a、Pセンサ1c、及びEPB5への電力の供給が停止された状態を自動変速機1のスリープ状態とする。
以上のように構成される、SBW(Shift by wire)シフタ機能を有する車両には、ECU2などのコントローラが備わる。ECU2はエンジンやモータの回転速度、及び、車速を検出する機能を有し、さらに、検出した回転速度及び車速をCAN(Controller Area Network)等を用いたデータ通信などによってTCU1bに通知する機能を有することが好ましい。
また、ECU2には、イグニッションのオン/オフを示す信号(IG信号)がイグニッションスイッチから送信され、ECU2はIG信号によって、イグニッションの状態(オン/オフ)を取得可能に構成される。そしてECU2は、イグニッションがオンの状態に切り替わったときに自動変速機1を起動するように構成されることが好ましい。具体的には、イグニッションがオンの状態に切り替わったときにECU2がTCU1bに指令を与える構成とし、さらに、TCU1bは与えられた指令に基づいてアクチュエータ1a、Pセンサ1c、及び、EPB5に電力を供給する構成とすればよい。
一方、イグニッションがオフの状態に切り替わったときにECU2が自動変速機1をスリープ状態にするような構成が好ましい。具体的に、イグニッションがオフの状態に切り替わったときにECU2がTCU1bに指令を与える構成とし、さらに、TCU1bは与えられた指令に基づいてアクチュエータ1a、Pセンサ1c、及び、EPB5への電力の供給を停止する構成とすればよい。
なお、ECU2はイグニッションの状態に応じて自動変速機1のほか、モータやその他の電装品(図示せず)への電力の供給を制御する機能も有することが好ましい。
また、TCU1bは、自動変速機1が起動しているとき、運転者がシフタ4で選択したシフト位置をシフトセンサから送信されるシフト位置信号で取得し、運転者が選択するシフト位置に応じて自動変速機1を制御するように構成される。例えば、TCU1bは、ECU2から通知される本件車両の速度やエンジンの回転速度、運転者がシフタ4に備わるシフトボタン(又はシフトレバー)で選択したシフト位置に応じて自動変速機1に設定する変速比(変速段があるタイプの変速機では変速段)を決定する。そしてTCU1bは、決定した変速比に自動変速機1を切り換えるための制御信号(変速信号)をアクチュエータ1aに送信する。アクチュエータ1aは受信した変速信号に基づいて自動変速機1に駆動電流を供給し、自動変速機1を駆動してTCU1bが決定した変速比に切り換える。
なお、請求項の“制御手段”は、TCU1bに相当する。請求項の“制御装置”は、シフタ(シフト選択手段)4及びTCU1bを含む構成に相当する。
図4は、図3におけるHEV−DCT1、TCU1b、ECU2及びシフタ4の関係を抽出したものである。全体的に見ると、ユーザ操作がECU2及びSBW(Shift by wire:シフタ)4に対して入力されると、その入力信号は、TCU1bを介して、自動変速機(HEV−DCT)1に対して出力されることがわかる。
以上において、スイッチを操作してイグニッションをオン/オフする例を説明してきた。イグニッションのオン/オフの形態は、この例に限定されない。
車両が洗車機モードにある間に(マルチ情報ディスプレイ(MID)又はナビゲーションシステム等のような)モニタに表示される画像(図柄)は、図示されている画像に限定されない。本発明は、音声、表意文字又は両者を使用することを予定している。
洗車機モードにおいてニュートラル位置にシフトした後数秒(第1の所定時間)が経過するまでに、運転者がイグニッションをオフ(エンジンオフ)にする操作をした場合、エンジンがオフとなっている間(イグニッションがオフとなっている間)、ニュートラル位置が選択される。
イグニッションがオンである間、シフタが、P、R、N又はD(Dは、減速B又はLを含む)のうちのいずれかのシフト位置にある場合、洗車機モードに入る意図がないのにイグニッションがオフにされると、Pが自動的に選択されたうえで、イグニッションはオフになる。
図5は、イグニッションオフで自動的にPとなるシフトバイワイヤ洗車機モード、及び、ドア開放で自動的にPとなるシフトバイワイヤ洗車機モードの状態遷移図である。なお、図5にドアの開閉について言及している箇所がある。これは、ドアが開放された時点で変速機が自動的にパーキングレンジに入る仕様に対応するものである。
図5を大きく見ると、縦の破線の左側は、イグニッションがオンである状態であり、その右側は、イグニッションがオフである状態である。イグニッションがオンであり、エンジンがオフであり、かつ、シフタがパーキング位置にある状態(301)で、パーキング以外のシフトボタンが押下されると、MIDは、“パーキング位置からそれ以外の位置にシフトするためには、エンジンが回転していなければなりません”というメッセージを表示し、同時にINDタイマが起動し表示時間をカウントし始める(302)。INDタイマが切れる(設定された時間が経過する)と、状態は301に戻る(表示が消える)。
状態301でエンジンが回転し始めると、状態は303に遷移する。イグニッションがオンであり、エンジンがオフであり、かつ、シフタがニュートラル位置にある状態(304)において、エンジンが回転し始める場合もまた、状態は303に遷移する。状態303においては、エンジンは回転中であり、通常運転が実施されている。
状態303において、ニュートラルのシフトボタンが押下されると、N(ニュートラル)タイマが起動し(305)、その後状態303に戻る。このとき、例えば前進位置から後進位置にシフトすることを目的としてニュートラルのシフトボタンが押下されたとしても、状態305には遷移しない。なぜならば、Nタイマが設定されたとしても、ニュートラルのシフトボタンが押下された後他のシフト位置のボタンが押下されると、Nタイマは“0”にリセットされるからである。
状態303において、シフト位置がパーキング以外であり、ドアが開放されており、シートベルトが解除されており、かつ、車両速度(車速)が時速2km未満である場合、状態は306に遷移する。状態306においては、運転者は車内にいる。そして、メータ又はシフタに現在のシフト位置が表示されている。この状態で、運転者が前進、後進又はニュートラルの位置にシフトすると、D/R/N表示状態(306b)に遷移する。状態306bにおいて、運転者が降車判断をしている間にパーキング位置が外された場合に限り、MIDは、“ドアが開いています。パーキング位置にシフトして下さい”というメッセージを表示する。一方、運転者がパーキングの位置にシフトすると、パーキング予約表示状態(306a)に遷移する。
状態306において、ドアが閉鎖される、又は、シートベルトがロックされると、状態は303に戻る。状態304において、イグニッションがオフにされ、かつ、洗車タイマ(前記したTをカウント)が切れていない場合、状態は307に遷移する。状態307は、洗車機モードであり、ここでは、ニュートラル位置が維持される。状態303において、イグニッションがオフにされ、Nタイマ(前記したTをカウント)が切れておらず、かつ、車速が所定の値未満である場合、状態は307に遷移する。このとき、洗車タイマは、10分又は15分に設定される。
状態304において、イグニッションがオフにされ、かつ、洗車タイマが切れた場合、状態は308に遷移する。状態303において、イグニッションがオフにされた場合も、状態は308に遷移する。状態308は通常の(洗車とは関係のない)自動パーキングモードである。状態307において、パーキングスイッチが押される、洗車タイマの残り時間が“0”となる(設定した10分または15分が経過する)、又は、バッテリ電圧が所定の値未満になった場合は、状態は308に推移する。
状態308において、パーキング予約がなされると、状態は309に遷移する。状態309においては、TCU1bはシャットダウンされている又はスリープ状態にある。状態307において、イグニッションがオンとされると、状態は304に推移する。状態307において、エンジンが始動されると、状態は303に推移する。状態310(状態309と同じ状態である)において、イグニッションがオンとされると、状態は301に推移する。
図6は、本発明の1つの実施形態に係る洗車機モードにおける、システムと運転者との相互作用を説明する図である。
図6の1行目は、運転者の操作である。2行目以下は、運転者の操作に対応する、システムの応答/機能である。具体的には、2行目はMID(マルチ情報ディスプレイ)の表示内容であり、3行目は音声であり、4行目はシフタの位置であり、5行目はイグニッションの位置であり、6行目はエンジンの状態であり、7行目はTCUタイマのタイマ値であり、8行目はバッテリ電圧であり、9行目は従来の通常のシフタと同じであるか否かである。
本実施形態に特徴的である(行321gに“No”)のは、運転者の操作が“シフトP→R/N/D”となる列321である。よって、以降は、この列321のみを説明する。図6の列321は、図5の状態302に対応している。列321においては、イグニッションはオンであり(行321d)、エンジンは停止しており(行321e)、バッテリ電圧は12ボルトであり(行321f)、パーキング位置が選択されている(321b)。この状態で、運転者が、パーキング以外のシフトボタン(N)を押下すると(321c)、マルチ情報ディスプレイ(MID)は、“パーキング位置からそれ以外の位置にシフトするためには、エンジンが回転していなければなりません”というメッセージを表示する。
図7は、本発明の1つの実施形態に係る、メータディスプレイ用のCAN(Controller
Area Network)信号を使用する洗車モードにおける、システムと運転者との相互作用を説明する図である。図7の1行目は、運転者の操作である。2行目以下は、運転者の操作に対応する、システムの応答/機能である。具体的には、2行目はMIDの表示内容であり、3行目はシフタの位置であり、4行目はTCUモードであり、5行目は表示用のTCU出力−CAN信号である。
図7において、本実施形態に特徴的であるのは、図6の列321に対応する列322である。運転者が、パーキング以外のシフトボタン(N)を押下すると(322a)、TCU1bは、MIDに対して、CAN信号“SBW_MID_SHIFT_FROM_P=1”322bを送信する。MIDは、この信号に基づき、“パーキング位置からそれ以外の位置にシフトするためには、エンジンが回転していなければなりません”というメッセージを表示する。
1 HEV−DCT
1a アクチュエータ
1b TCU
1c パーキングセンサ
2 ECU
3 12Vバッテリ
4 シフタ
5 EPB
(1)運転者がメカニカルキー(イグニッションキー)をアクセサリ位置(I)からオフ位置(0)へ回すと、洗車機モードは終了する。車両が洗車機モードにあるとき、運転者は、変速機を、ニュートラルレンジから、前進レンジ又は後進レンジに入れることができない。
(2)運転者がStart/Stopスイッチを押すと、又は、運転者が変速機をパーキングレンジにすると、洗車機モードは終了する。
(3)所定の時間(第2の所定時間)が経過すると、洗車機モードは終了する。つまり、所定の時間が経過すると、自動的に変速機はパーキングレンジになり、その後車両は不動状態を維持する。この場合、第2の所定時間は、好ましくは5〜30分であり、より好ましくは前記した10〜15分である。
なお、図1には、「洗車機モード終了」の「イグニッションキーの場合」において、「ACCESSORY〈I〉POSITION」との記載がある。当該記載は、ニュートラルレンジが維持された後第2の所定時間が経過した場合、又はシフト選択手段がパーキング位置の選択を受け付けた場合、車両電源が立ち上がっていることを操作者に報知する表示の例である。

Claims (16)

  1. 自動変速機のシフトレンジをアクチュエータによって切り替える車両の制御装置であって、
    前記車両の制御装置は、
    運転者によるシフト位置の選択を受け付けるシフト選択手段と、
    車両電源がオフとなると、又は、駆動源が停止すると、前記アクチュエータにより前記シフトレンジをパーキングレンジに切り替える制御手段とを備え、
    前記制御手段は、
    前記車両電源がオンである状態、又は、前記駆動源が駆動している状態において、前記シフト選択手段がニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記車両電源がオフとなった場合、又は、前記駆動源が停止した場合、
    ニュートラルレンジを維持すること、
    を特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記制御手段は、
    前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過した後の時点において、前記車両電源がオフとなった場合、又は、前記駆動源が停止した場合、
    前記アクチュエータによりシフトレンジをパーキングレンジに切り替えること、
    を特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記車両の制御装置は、
    前記車両電源のオン/オフを操作するパワースイッチ、又は、前記駆動源の始動・停止を操作するスタータスイッチのうちの少なくとも一方を備え、
    前記制御手段は、
    前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記パワースイッチがオフとなった場合、もしくは、前記スタータスイッチがオフ又はアクセサリ選択状態になった場合、
    前記ニュートラルレンジを維持すること、
    を特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  4. 前記制御手段は、
    前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持している場合に、
    第2の所定時間だけ、前記車両電源の一部を立ち上げた状態にし、
    前記ニュートラルレンジを維持している状態であることを報知すること、
    を特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  5. 前記制御手段は、
    前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持している場合に、
    前記シフト選択手段の操作に必要な電源を立ち上げた状態にし、
    前記シフト選択手段がパーキング位置の選択を受け付けた場合に、
    前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替えること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の車両の制御装置。
  6. 前記車両の制御装置は、
    車速を検出する車速検出手段を備え、
    前記制御手段は、
    前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持しているときに、前記車速検出手段が検出した車速が所定値以上となる場合には、
    前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替えること、
    を特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  7. 前記制御手段は、
    前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持した後第2の所定時間が経過した時点で、前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替えること、
    を特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  8. 前記車両の制御装置は、
    前記車両電源のオン/オフ又は前記駆動源の始動・停止を操作するスタータスイッチを備え、
    前記制御手段は、
    前記シフト選択手段が前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記スタータスイッチがオフとなり、又は、アクセサリ選択状態となった場合に、前記ニュートラルレンジを維持し、
    前記ニュートラルレンジが維持された後第2の所定時間が経過した場合、又は前記シフト選択手段がパーキング位置の選択を受け付けた場合、
    前記車両電源が立ち上がっていることを操作者に報知すること、
    を特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  9. 運転者によるシフト位置の選択を受け付けるシフト選択手段と、
    車両電源がオフとなると、又は、駆動源が停止すると、アクチュエータにより自動変速機のシフトレンジをパーキングレンジに切り替える制御手段と、
    を備える車両の制御装置を用いる車両の制御方法であって、
    前記制御手段は、
    前記車両電源がオンである状態、又は、前記駆動源が駆動している状態において、前記シフト選択手段がニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記車両電源がオフとなった場合、又は、前記駆動源が停止した場合、
    ニュートラルレンジを維持すること、
    を特徴とする車両の制御方法。
  10. 前記制御手段は、
    前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過した後の時点において、前記車両電源がオフとなった場合、又は、前記駆動源が停止した場合、
    前記アクチュエータによりシフトレンジをパーキングレンジに切り替えること、
    を特徴とする請求項9に記載の車両の制御方法。
  11. 前記車両の制御装置は、
    前記車両電源のオン/オフを操作するパワースイッチ、又は、前記駆動源の始動・停止を操作するスタータスイッチのうちの少なくとも一方を備え、
    前記制御手段は、
    前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記パワースイッチがオフとなった場合、もしくは、前記スタータスイッチがオフ又はアクセサリ選択状態になった場合、
    前記ニュートラルレンジを維持すること、
    を特徴とする請求項9に記載の車両の制御方法。
  12. 前記制御手段は、
    前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持している場合に、
    第2の所定時間だけ、前記車両電源の一部を立ち上げた状態にし、
    前記ニュートラルレンジを維持している状態であることを報知すること、
    を特徴とする請求項9に記載の車両の制御方法。
  13. 前記制御手段は、
    前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持している場合に、
    前記シフト選択手段の操作に必要な電源を立ち上げた状態にし、
    前記シフト選択手段がパーキング位置の選択を受け付けた場合に、
    前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替えること、
    を特徴とする請求項9ないし請求項12のいずれかに記載の車両の制御方法。
  14. 前記車両の制御装置は、
    車速を検出する車速検出手段を備え、
    前記制御手段は、
    前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持しているときに、前記車速検出手段が検出した車速が所定値以上となる場合には、
    前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替えること、
    を特徴とする請求項9に記載の車両の制御方法。
  15. 前記制御手段は、
    前記車両電源がオフである状態で、又は、前記駆動源が停止している状態で前記ニュートラルレンジを維持した後第2の所定時間が経過した時点で、前記シフトレンジを前記パーキングレンジに切り替えること、
    を特徴とする請求項9に記載の車両の制御方法。
  16. 前記車両の制御装置は、
    前記車両電源のオン/オフ又は前記駆動源の始動・停止を操作するスタータスイッチを備え、
    前記制御手段は、
    前記シフト選択手段が前記ニュートラル位置の選択を受け付けた後第1の所定時間が経過するまでの時点において、前記スタータスイッチがオフとなり、又は、アクセサリ選択状態となった場合に、前記ニュートラルレンジを維持し、
    前記ニュートラルレンジが維持された後第2の所定時間が経過した場合、又は前記シフト選択手段がパーキング位置の選択を受け付けた場合、
    前記車両電源が立ち上がっていることを操作者に報知すること、
    を特徴とする請求項9に記載の車両の制御方法。
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