(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【0013】
図1は、車両の概略構成図である。車両は、動力源としてエンジン1を備える。エンジン1の動力は、トルクコンバータ2、変速機構3、差動装置4を介して、駆動輪5へと伝達される。車両では、変速機TMが、変速機構3と、ATCU10と、SCU20とを有して構成される。
【0014】
変速機TMは、Dレンジすなわちドライブレンジ、Rレンジすなわちリバースレンジ、Nレンジすなわちニュートラルレンジ、Pレンジすなわち駐車レンジ等のレンジを有する。DレンジとRレンジとは走行レンジを構成し、NレンジとPレンジとは、非走行レンジを構成する。
【0015】
変速機TMのレンジは、シフトレバー6によって選択される。シフトレバー6は、ドライバがレンジ選択の際に操作するシフターを構成する。シフトレバー6には、変速入力後に中立位置に復帰させるモーメンタリ式のシフトレバーを適用することができる。
【0016】
変速機構3は、有段の自動変速機構であり、遊星歯車機構と、複数の摩擦係合要素とを有して構成される。複数の摩擦係合要素は、クラッチとブレーキとを含む。変速機構3では、複数の摩擦係合要素で遊星歯車のギヤ比を切り換えることで、遊星歯車機構で前進複数段、後進1段の変速段が達成される。
【0017】
変速機構3は、コントロールバルブ部31と、パークモジュール32とをさらに有して構成される。コントロールバルブ部31は、変速機構3の複数の摩擦係合要素の作動油圧を制御する複数のソレノイドを有して構成される。パークモジュール32は、パークロックデバイスであり、駐車時に変速機構3の出力軸を機械的にロックする。パークモジュール32については後に詳述する。
【0018】
ATCU10は、自動変速機コントロールユニットであり、変速機TMの制御を行う。ATCU10には、車速VSPを検出する車速センサ11からの信号、変速機TMの油温T
OILを検出する油温センサ12からの信号、パークモジュール32のパークロッド323の位置を検出するパーキングポジションセンサ13、車両が位置する道路の道路勾配αを検出する道路勾配センサ14等からの信号が入力される。
【0019】
ATCU10にはさらに、SCU20、ECU30、BCM40、MCU50からの信号が入力される。ATCU10は、SCU20、ECU30、BCM40、MCU50と相互通信可能なCAN60を介して接続される。
【0020】
SCU20は、シフトコントロールユニットであり、要求レンジ信号を生成する。SCU20は、選択レンジ検出スイッチ21からのスイッチ信号に基づき、選択レンジに応じた要求レンジ信号を生成してATCU10に出力する。
【0021】
ATCU10は、SCU20からの要求レンジ信号に基づき、変速機TMのレンジを設定する。ATCU10は、設定したレンジに応じて、次に説明するように制御指令値をコントロールバルブ部31に出力する。
【0022】
Dレンジを設定した場合、ATCU10は、車速VSP、アクセル開度APOに基づき、変速マップから目標変速段を決定し、目標変速段を達成するための制御指令値をコントロールバルブ部31に出力する。これにより、複数のソレノイドが制御指令値に応じて制御されると、複数の摩擦係合要素の作動油圧が調整され、目標変速段が達成される。
【0023】
Rレンジを設定した場合、ATCU10は、目標変速段を後進段に決定し、目標変速段を達成するための制御指令値をコントロールバルブ部31に出力する。この場合、複数のソレノイドが後進段を達成するように制御される。Pレンジ、Nレンジを設定した場合、ATCU10は、複数の摩擦係合要素の一部を締結したニュートラル状態を達成するための制御指令値をコントロールバルブ部31に出力する。但し、ATCU10は、複数の摩擦係合要素のすべてを解放させるための制御指令値をコントロールバルブ部31に出力してもよい。
【0024】
ATCU10は、選択レンジがPレンジとPレンジ以外のレンジとの間で変更された場合に、パークモジュール32を制御する。これにより、パークロック、パークロック解除が行われる。
【0025】
ECU30は、エンジンコントロールユニットであり、エンジン1を制御する。ECU30は、エンジン1の回転速度NE、アクセルペダルの操作量を表すアクセル開度APO等をATCU10に出力する。
【0026】
BCM40は、ボディコントロールモジュールであり、車体側動作要素を制御する。車体側動作要素は例えば、車両のドアロック機構等であり、エンジン1のスタータを含む。BCM40は、車両のドアロックを検出するドアロックスイッチのON・OFF信号、エンジン1のイグニッションスイッチのON・OFF信号等をATCU10に出力する。
【0027】
MCU50は、メータコントロールユニットであり、車室内に設けられたメータ、警告灯、ディスプレイ等のインジケータを制御する。インジケータは、変速機TMのレンジを表示するレンジインジケータを含む。
【0028】
図2A、
図2Bは、パークモジュール32の説明図である。
図2Aは、パークロック状態のパークモジュール32を示し、
図2Bは、パークロック解除状態のパークモジュール32を示す。
【0029】
パークモジュール32は、パーキングギヤ321と、パーキングポール322と、パークロッド323と、カム324と、パークアクチュエータ325と、ロック機構326と、第1アクチュエータ部327と、第2アクチュエータ部328とを備える。パークモジュール32はさらに、油圧部80を有して構成される。
【0030】
油圧部80は、油圧Pとしてライン圧を有するライン圧系統であり、ライン圧油路のほか、ライン圧の調整を行うライン圧調整弁を有する。油圧部80は、ライン圧油路に油を供給するオイルポンプをさらに含む構成とされてもよい。油圧部80は、コントロールバルブ部31に設けることができる。後述する切替弁328a、制御弁328c、ソレノイド328dについても同様である。
【0031】
パーキングギヤ321は、変速機TMの出力軸に固定され、出力軸と共に回転または停止する。パーキングギヤ321には、パーキングポール322が係合する。
【0032】
パーキングポール322は、パークロッド323の動きに応じて揺動する。パーキングポール322が揺動すると、パーキングギヤ321とパーキングポール322との係合状態が変更される。
【0033】
図2Aに示すように、パーキングギヤ321とパーキングポール322とが係合した状態では、パーキングギヤ321が機械的にロックされ、出力軸もロックされる。これにより、パークモジュール32がパークロック状態になり、車両の移動が規制される。
【0034】
図2Bに示すように、パーキングギヤ321とパーキングポール322との係合が解除された状態では、パーキングギヤ321及び出力軸のロックが解除され、パーキングギヤ321及び出力軸が回転可能となる。これにより、パークモジュール32がパークロック解除状態になり、車両の移動規制が解除される。
【0035】
パークロッド323は、パークアクチュエータ325のロッドであり、本実施形態ではパークアクチュエータ325の作動方向において、パークアクチュエータ325の両側から突出して設けられ、複数の部材で構成される。パークロッド323は、パークアクチュエータ325によって、
図2Aに示されるパークロックポジションと、
図2Bに示される非パークロックポジションとに移動される。
【0036】
パークロッド323の一端側には、カム324が取り付けられる。パークロッド323の他端側には、ロック機構326が係合する第1係合部323a及び第2係合部323bが設けられる。第1係合部323aは、パークロッド323が
図2Aに示されるパークロックポジションに位置するときにロック機構326が係合する係合部である。第2係合部323bは、パークロッド323が
図2Bに示される非パーキングポジションに位置するときにロック機構326が係合する係合部である。
【0037】
カム324は、パーキングポール322に当接し、パークロッド323の動きに応じてパーキングポール322を揺動させる。カム324は、パークロッド323が
図2Aに示されるパークロックポジションにある場合に、パーキングギヤ321とパーキングポール322とを係合させる。カム324は、パークロッド323が
図2Bに示される非パークロックポジションにある場合に、パーキングギヤ321とパーキングポール322との係合を解除する。
【0038】
パークアクチュエータ325は、パークロッド323を駆動する。パークアクチュエータ325は、Pレンジが選択された場合に、パークロッド323を
図2Aに示されるパークロックポジションに駆動し、Pレンジ以外のレンジが選択された場合に、パークロッド323を
図2Bに示される非パークロックポジションに駆動する。
【0039】
パークアクチュエータ325は具体的には、油圧シリンダで構成され、ピストン325aと、シリンダ室325bと、リターンスプリング325cとを有する。ピストン325aの中央部には、パークロッド323が貫通した状態で固定される。シリンダ室325bには、油圧部80から後述する切替弁328aを介して油圧Pが供給される。リターンスプリング325cは、パークロッド323をパークロックポジション側に向けて付勢する。
【0040】
ロック機構326は、パークモジュール32を
図2Aに示すパークロック状態、及び
図2Bに示すパークロック解除状態でロックする。ロック機構326は、これらの状態でパークロッド323に係合することで、パークロッド323の移動を制止、つまりパークロッド323をロックする。
【0041】
ロック機構326は具体的には、フック326aとスプリング326bとを有して構成される。フック326aは、パークロッド323との係合を行う。スプリング326bは、パークロッド323と係合する方向にフック326aを付勢する。
【0042】
第1アクチュエータ部327は、ロック機構326のロック解除を行う。第1アクチュエータ部327は、電磁アクチュエータで構成される。第1アクチュエータ部327は、ONの場合すなわち通電時に、
図2Bに示すように、フック326aに対してロック解除方向に作用することで、ロック機構326のロック解除を行う。
【0043】
第2アクチュエータ部328は、切替弁328aと、アクチュエータ328bと、制御弁328cと、ソレノイド328dと、を有して構成される。切替弁328aは、油圧部80からの油圧Pの供給先をパークアクチュエータ325及びアクチュエータ328bのうちいずれかに切り替える。
【0044】
切替弁328aは、パイロットポートであるポートAを有する。ポートAは油圧部80に接続される。ポートAは、制御弁328cを介して油圧部80に接続される。切替弁328aのポートAとの反対側には、ポートA側に向けて切替弁328aのスプールを付勢するスプリングが設けられる。
【0045】
アクチュエータ328bは、ロック機構326のロック解除を行う。アクチュエータ328bは具体的には、油圧アクチュエータで構成される。アクチュエータ328bは、油圧Pが供給された場合に、
図2Aに示すように、フック326aに対してロック解除方向に作用することで、ロック機構326のロック解除を行う。
【0046】
制御弁328cは、ポートAに供給する油圧を制御する。ソレノイド328dは、リニアソレノイドであり、ATCU10からの指令に基づき制御弁328cを駆動する。ポートA側から切替弁328aのスプールに作用する力は、制御弁328cによって変更される。
【0047】
ポートA側から切替弁328aのスプールに作用する力が、反対側から切替弁328aのスプールに作用するスプリングの力よりも大きくなる場合、
図2Aに示すように、切替弁328aは油圧部80とアクチュエータ328bとを連通する。これにより、ロック機構326のロック解除が行われる。
【0048】
この場合、切替弁328aはさらに、シリンダ室325bから油をドレンする。これにより、パークロッド323のパークロックポジションへの移動が、リターンスプリング325cによって行われる。
【0049】
ポートA側から切替弁328aのスプールに作用する力が、反対側から切替弁328aのスプールに作用するスプリングの力よりも小さくなる場合、
図2Bに示すように、切替弁328aは、油圧部80とシリンダ室325bとを連通する。これにより、パークロッド323の非パークロックポジションへの移動が、シリンダ室325bの油圧に基づき行われる。
【0050】
この場合、切替弁328aはさらに、アクチュエータ328bから油をドレンする。このためこの場合には、ロック機構326のロック解除は、第1アクチュエータ部327によって行われる。
【0051】
第2アクチュエータ部328は、このように構成されることで、ロック機構326のロック解除及びパークロッド323の非パークロックポジションへの移動のうち一方を選択的に行うように構成される。以下では、切替弁328aが
図2Aに示す状態になる場合をソレノイド328dがONの場合と称す。また、切替弁328aが
図2Bに示す状態になる場合をソレノイド328dがOFFの場合と称す。
【0052】
ところで、
図2Bに示すように、第2アクチュエータ部328は、パークロッド323の非パークロックポジションへの移動、つまりパークロックの解除の際は、パークロックの解除のために用いられる。このため、第1アクチュエータ部327がフェールしている場合、第2アクチュエータ部328でロック機構326を解除しようとすると、パークアクチュエータ325に油圧Pが供給できなくなる。したがって、パークロックを解除することができなくなる。
【0053】
具体的には例えば、第1アクチュエータ部327がフェールした後にPレンジが選択された場合、
図2Aに示すように、第2アクチュエータ部328でロック機構326のロック解除を行うとともにシリンダ室325bから油をドレンすることはできるので、パークロックを行うことは可能である。ところが、この状態から
図2Bに示すように、さらにパークロックを解除することは、上述した通りできなくなる。結果、車両の移動ができなくなってリンプホーム性が悪化することが懸念される。
【0054】
このような事情に鑑み、本実施形態ではATCU10が次に説明する制御を行う。
【0055】
図3は、ATCU10が行う制御の一例をフローチャートで示す図である。ATCU10は、本フローチャートの処理を実行するように構成されることで、パークモジュール32の制御装置、つまり本実施形態におけるパークロックデバイスの制御装置として構成される。ATCU10は、本フローチャートの処理を車両走行中に行うことができる。
【0056】
ステップS1で、ATCU10は、第1アクチュエータ部327のフェールが発生したか否かを判定する。第1アクチュエータ部327のフェールは、例えば断線である。第1アクチュエータ部327のフェール判定は、公知技術のほか適宜の技術で行われてよい。ステップS1で否定判定であれば、本フローチャートの処理を一旦終了する。ステップS1で肯定判定であれば、処理はステップS2に進む。
【0057】
ステップS2で、ATCU10は、車速VSPが所定車速VSP1以下であるか否かを判定する。所定車速VSP1は、車速VSPが停車直前の低車速であるかを判定するための判定値であり、車速VSPは、所定車速VSP1以下の場合に低車速であると判定される。所定車速VSP1は、実験等により予め設定することができる。ステップS2で否定判定であれば、処理はステップS2に戻る。ステップS2で肯定判定であれば、処理はステップS3に進む。
【0058】
ステップS3で、ATCU10は、道路勾配αの大きさ、つまり道路勾配αの絶対値が所定値α1以上か否かを判定する。所定値α1は、フェールセーフとしてのパークロックの要否を判定するための値であり、実験等により予め設定することができる。
【0059】
ステップS3で肯定判定であれば、パークロックが必要な程度に道路勾配αの大きさが大きい、と判断される。つまり、登坂路での車両のずり下がりなど、自重による坂道での車両の移動が発生する、と判断される。この場合、処理はステップS4に進む。
【0060】
ステップS4で、ATCU10は、パークロッド323の非パークロックポジションからパークロックポジションへの移動、つまりパークロックを許可する。
【0061】
ステップS5で、ATCU10は、Pレンジ指示の有無を判定する。Pレンジ指示は、SCU20からの要求レンジ信号に基づき判定することができる。ステップS5で否定判定であれば、処理はステップS5に戻る。Pレンジが選択されると、ステップS5で肯定判定され、処理はステップS6に進む。
【0062】
ステップS6で、ATCU10は、ソレノイド328dをONにする。これにより、第2アクチュエータ部328でロック機構326のロック解除を行うとともに、シリンダ室325bから油をドレンすることでパークロックを行うことができる。この場合、レンジインジケータには、Pレンジが表示される。ステップS6の後には、処理は終了する。
【0063】
ステップS3で否定判定であれば、平坦路、或いはパークロックが不要な程度に道路勾配αの大きさが小さい、と判断される。つまり、自重による坂道での車両の移動は発生しない、と判断される。この場合、処理はステップS7に進む。
【0064】
ステップS7で、ATCU10は、パークロッド323の非パークロックポジションからパークロックポジションへの移動、つまりパークロックを禁止する。
【0065】
ステップS8で、ATCU10は、ステップS5同様、Pレンジ指示の有無を判定する。ステップS8で否定判定であれば、処理はステップS8に戻り、ステップS8で肯定判定であれば、処理はステップS9に進む。
【0066】
ステップS9で、ATCU10は、変速機TMのレンジをNレンジに設定する。このため、レンジインジケータには、Nレンジが表示される。つまりこの場合、Pレンジが選択されても、変速機TMをニュートラル状態にするだけで、パークロックを行わない。これにより、その後、DレンジやRレンジを選択した際に、車両を走行させることができる。
【0067】
またこの場合、ATCU10は、MCU50に警告表示指示を行う。警告表示は例えば、「駐車時は確実にパーキングブレーキをかけて下さい」といったディスプレイ表示と、警告灯の点灯とで行うことができる。これにより、パークロックによるフェールセーフを行わない場合でも、警告表示によるフェールセーフによって安全性を確保することができる。ステップS9の後には、処理は終了する。
【0068】
ステップS6で、ATCU10は、変速機TMの選択レンジに関わらず、パークロックを自動的に行うオートパーク制御を行ってもよい。この場合、ステップS5は不要である。また、オートパーク制御を行うこと自体が、パークロックを許可することを含むと把握されてもよい。この場合、ステップS4の処理がステップS6に含まれることになるので、ステップS4も不要である。
【0069】
ステップS9で、ATCU10は、パークロックの禁止に応じて変速機TMのレンジをNレンジに設定することで、オートパーク制御と同様、変速機TMの選択レンジに関わらず、変速機TMのレンジをNレンジに自動的に設定するオートニュートラル制御を行ってもよい。この場合、オートパーク制御を行う場合と同様に、ステップS7、ステップS8を不要にすることができる。
【0070】
ATCU10は、次に説明するように制御を行ってもよい。
【0071】
図4は、ATCU10が行う制御の第1変形例をフローチャートで示す図である。以下では、
図3に示すフローチャートと異なる部分について主に説明する。
【0072】
図4に示すように、ステップS2は、ステップS3及びステップS4間に設けられてもよい。この場合、ステップS2で否定判定であれば、処理はステップS3に戻る。この場合、道路勾配αの大きさが所定値α1未満である場合に、車速VSPが所定車速VSP1以下であるか否かに関わらず、ステップS7でパークロックを禁止することができる。
【0073】
ステップS7でパークロックを禁止する場合には、フラグ等によってパークロックを禁止した後、Pレンジが選択されてからNレンジ設定や警告表示指示を行ってもよく、パークロック禁止の際にオートニュートラル制御や警告表示指示を行ってもよい。ステップS4でパークロックを許可する場合についても同様である。
【0074】
パークロック禁止の際にオートニュートラル制御及び警告表示指示を行うことで、これらをフェール発生直後の早い段階で行うことができる。ステップS7でパークロックを禁止する場合、パークロック禁止の際に警告表示指示をまず行い、Pレンジが選択されると変速機TMのレンジをNレンジに設定するようにしてもよい。
【0075】
図5は、ATCU10が行う制御の第2変形例をフローチャートで示す図である。本フローチャートでは、
図4に示すフローチャートと比較して、ステップS2の否定判定に続いて、ステップS2´がさらに追加されている。
【0076】
ステップS2´で、ATCU10は、車速VSPが所定車速VSP2以下であるか否かを判定する。所定車速VSP2は、所定車速VSP1よりも高い低車速であるか、或いは当該低車速よりも高い高車速であるかを判定するための値である。所定車速VSP2は、実験等により予め設定することができる。ステップS2´で否定判定であれば、処理はステップS3に戻る。ステップS2´で肯定判定であれば、処理はステップS7に進む。
【0077】
したがって、第2変形例によれば、道路勾配αの大きさが所定値α1以上の場合であっても、停車までに余裕がある場合には、パークロックが禁止される。この場合でも例えば、パークロック禁止の際に警告表示を行うことで、安全性を確保することができる。
【0078】
ATCU10は、ステップS7の処理を実行するように構成されることで、パークロッド323の非パークロックポジションからパークロックポジションへの移動を禁止する制御部を有した構成とされる。ATCU10は、ステップS4の処理を実行するように構成されることで、制御部がパークロッド323の非パークロックポジションからパークロックポジションへの移動を許可する構成とされる。
【0079】
次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。
【0080】
ATCU10は、パークロッド323と、ロック機構326と、第1アクチュエータ部327と、第2アクチュエータ部328と、を有し、車両に搭載されるパークモジュール32の制御装置として構成される。ATCU10は、第1アクチュエータ部327のフェール時に道路勾配αの大きさが所定値α1未満である場合には、パークロッド323の非パークロックポジションからパークロックポジションへの移動を禁止するように構成される。
【0081】
このような構成によれば、第1アクチュエータ部327のフェール時に道路勾配αの大きさが所定値α1未満である場合には、パークロックが禁止されるので、少なくとも平坦路でリンプホーム性を確保することでリンプホーム性を改善することができる(請求項1、4に対応する効果)。
【0082】
ATCU10は、第1アクチュエータ部327のフェール時に道路勾配αの大きさが所定値α1以上である場合、車速VSPが所定車速VSP1以下になると、パークロッド323の非パークロックポジションからパークロックポジションへの移動を許可するように構成される。
【0083】
このような構成によれば、坂道で停車しそうになった場合には、自重による坂道での車両の移動を防止するフェールセーフを行うことができる(請求項2に対応する効果)。
【0084】
ATCU10は、第1アクチュエータ部327のフェール時に道路勾配αの大きさが所定値α1以上である場合、車速VSPが所定車速VSP1以下になると、オートパーク制御を行うように構成される。
【0085】
このような構成によれば、選択レンジに関わらず、自動的にパークロックを行うことで、フェールセーフを強化することができる。つまり、このような構成によれば、ドライバがPレンジを選択し忘れた場合であっても、パークロックによるフェールセーフが図られる(請求項3に対応する効果)。
【0086】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【0087】
例えば、
図3に示すフローチャートのステップS3で否定判定の場合は、車両は自然に動き出すものの、フェールセーフとしてのパークロックが必要な程度ではない場合をさらに含むようにしてもよい。つまり、所定値α1は、リンプホーム性をさらに優先させて設定することも可能である。この場合でも、例えば警告表示によるフェールセーフにより、安全性を高めることができる。
【0088】
上述した実施形態では、自動変速機を構成する変速機TMが、有段の自動変速機である場合について説明した。しかしながら、変速機TMは例えば無段変速機であってもよい。