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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022154491
(43)【公開日】2022-10-13
(54)【発明の名称】車両用パーキングロックシステム
(51)【国際特許分類】
   F16H 63/34 20060101AFI20221005BHJP
   F16H 61/28 20060101ALI20221005BHJP
   F16H 63/48 20060101ALI20221005BHJP
   F16H 61/22 20060101ALI20221005BHJP
   F16H 59/08 20060101ALI20221005BHJP
   F16H 59/54 20060101ALI20221005BHJP
   B60T 1/06 20060101ALI20221005BHJP
   B60T 7/12 20060101ALI20221005BHJP
【FI】
F16H63/34
F16H61/28
F16H63/48
F16H61/22
F16H59/08
F16H59/54
B60T1/06 G
B60T7/12 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021057555
(22)【出願日】2021-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100202267
【弁理士】
【氏名又は名称】森山 正浩
(74)【代理人】
【識別番号】100127812
【弁理士】
【氏名又は名称】城山 康文
(72)【発明者】
【氏名】入江 一浩
【テーマコード(参考)】
3D246
3J067
3J552
【Fターム(参考)】
3D246DA01
3D246DA02
3D246GA09
3D246GA10
3D246HA25A
3D246JB03
3D246JB27
3D246JB32
3J067AA01
3J067AA21
3J067AC12
3J067AC22
3J067BA58
3J067CA08
3J067CA09
3J067CA22
3J067CA31
3J067DA52
3J067DB31
3J067FA57
3J067FB21
3J067FB45
3J067FB78
3J067GA01
3J552MA12
3J552NA01
3J552NB01
3J552PA20
3J552PA51
3J552PA54
3J552QC09
3J552RA21
3J552TB12
3J552UA05
3J552VA63W
3J552VD11W
(57)【要約】
【課題】迅速且つ効率的に動力伝達経路上の捩れ(捩れトルク)を解消させることが可能な車両用パーキングロックシステムを提供すること。
【解決手段】車両用パーキングロックシステム(100)は、変速機(10)と、パーキング機構(20)と、変速機に含まれる複数の係合要素(C1、C2、C3、B1、B2)を切り替え、且つ、パーキング機構を切り替える切替機構(40)と、切替機構を制御する第1制御部(70)と、フットブレーキ機構(60)を制御する第2制御部(80)と、を具備し、第1制御部は、パーキングシフトポジションに関する信号を取得すると、パーキング機構をパーキングロック状態に切り替え、捩れ量が閾値以上と判定する場合に、変速機をインターロック状態に切り替え、捩れ量が閾値以上と判定した時点以降、捩れ量が閾値未満となる時点まで、フットブレーキ機構を一時的にOFFとする旨の信号を第2制御部に発信する。
【選択図】 図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動源と車輪との間に配置される変速機と、
前記変速機の出力軸上に設けられ前記出力軸と一体回転するパーキングギヤ、及び前記パーキングギヤに対して進退するパーキングポールを備えるパーキング機構と、
シフト操作によって選択されるシフトポジションのシフトレンジが成立するように、前記変速機に含まれる複数の係合要素の各々を、前記シフトレンジに対応する予め決められた係合状態又は解放状態に切り替え、且つ、前記シフトレンジが成立するようにパーキングポールを進退させてパーキングアンロック状態又はパーキングロック状態に前記パーキング機構を切り替える切替機構と、
前記シフト操作によって選択される前記シフトポジションに関する信号を取得して、前記切替機構の動作を制御する第1制御部と、
前記車輪に対するフットブレーキ機構の動作を制御する第2制御部と、
を具備し、
前記第1制御部は、
前記駆動源から前記車輪までの間の動力伝達経路上に生じる捩れ量を検出する検出部を含み、
前記シフト操作によってパーキングシフトポジションが選択されて該パーキングシフトポジションに関する信号を取得すると、前記切替機構を動作させて前記パーキング機構をパーキングロック状態に切り替えるとともに、前記検出部から前記捩れ量を取得して、前記捩れ量が閾値以上と判定する場合に、前記切替機構を動作させて前記変速機がインターロック状態となるように前記複数の係合要素の一部又は全部の係合状態又は解放状態を切り替え、
前記捩れ量が前記閾値以上と判定した時点以降、前記捩れ量が前記閾値未満となる時点まで、前記フットブレーキ機構の動作を一時的にOFFとする旨の信号を前記第2制御部に対して発信する、
車両用パーキングロックシステム。
【請求項2】
前記検出部は、前記パーキングギヤよりも前記車輪側に位置する他軸の回転角度に基づく第1出力トルク信号と、前記出力軸の回転角度に基づく第2出力トルク信号とを比較することにより、前記捩れ量を算出する、請求項1に記載の車両用パーキングロックシステム。
【請求項3】
前記他軸は、プロペラシャフトである、請求項2に記載の車両用パーキングロックシステム。
【請求項4】
前記検出部は、前記パーキング機構が前記パーキングロック状態となる際に、前記パーキングギヤに形成される隣接する2つの噛合歯間における、前記パーキングポールに形成される爪部の位置に基づいて、前記捩れ量を算出する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の車両用パーキングロックシステム。
【請求項5】
前記第1制御部は、前記パーキングシフトポジションに関する前記信号を取得すると、該信号を取得した時点の直前シフトレンジを成立させる前記複数の係合要素の少なくとも一部の係合状態を維持し、且つ、前記直前シフトレンジを成立させる際に解放状態とされていた前記複数の係合要素の少なくとも1つを係合状態へと遷移させることにより、前記変速機を前記インターロック状態とさせる、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車両用パーキングロックシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車両用パーキングロックシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
車両の電動化の進展に伴って、車両の変速機、とりわけ自動変速機に関する様々な制御が提案されている。具体的には、シフトレバー等の操作装置の操作状態に応じた操作信号に基づいて自動変速機に含まれる複数の係合要素の各々の係合状態(係合状態又は解放状態)を切り替える切替装置を制御する技術、例えばシフトバイワイヤが提案されている。
【0003】
ところで、自動変速機が、ドライブ(D)レンジ(シフトレバーがDポジション)またはリバース(R)レンジ(シフトレバーがRポジション)にあって、ドライバ操作によってフットブレーキが作動している状態(例えば、停車中のアイドリング時)では、エンジン、モータ等の駆動源からの動力が駆動輪(車輪)に伝達されているにもかかわらず、フットブレーキの作動によって当該駆動輪が停止状態とされ、動力伝達経路上において捩れが生じている。
【0004】
このような状態中、ドライバによってパーキングレンジへの変更操作が入力されて(シフトレバーがPポジションに操作されると)、パーキング機構のパーキングギヤとパーキングポールとが噛み合わされてパーキングロック状態となってしまうと、前述にて生じた捩れに対応するトルク(捩れトルク)が動力伝達経路上に残留してしまう。このように動力伝達経路上に捩れトルクが残留したまま、次にパーキング機構をパーキングアンロック状態に遷移させると、前述の捩れトルクが一気に解放されて、車体にショック(「P抜きショック」、とも呼ばれる。)が発生してしまう恐れがある。
【0005】
このような捩れトルクの問題に対し、特許文献1には、シフト操作装置が走行用操作ポジションからパーキング用操作ポジションへ操作された際、その操作の後、設定時間が経過した後に自動変速機のシフトレンジがパーキングレンジになるように制御するとともに、自動変速機のシフトレンジがパーキングレンジからパーキングレンジ以外のシフトレンジに切り替わった際の車両の加速度に基づいて、前述の設定時間(パーキングレンジへの切替時間)を調整するシフト切替制御装置が開示されている。
【0006】
特許文献2には、パーキングギヤよりも駆動輪側の動力伝達軸の捩れ量を求める捩れ量算出部を備え、パーキング機構がパーキングロック状態からパーキングアンロック状態とされる際、捩れ量算出部で求められた捩れ量に応じて、パーキング機構におけるパーキングポールの移動速度を調整するシフト切替装置が開示されている。
【0007】
特許文献3には、車両停止時に自動変速機の摩擦係合要素を解放することで前述の捩れトルクを解消するものであって、車両が停車した際の車両減速度と、車両減速度に応じて車体前後方向の揺れが極大となるタイミングとを算出して、車両が停車した際の車体前後方向の揺れが生じている所定期間中にシフト装置の操作状態がパーキング操作状態とされると、摩擦係合要素の解放に起因する車体前後方向の揺れが前述のタイミングと重複するタイミングで、当該摩擦係合要素の解放制御を実行する旨の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2017-110716号公報
【特許文献2】特開2017-133631号公報
【特許文献3】特開2017-137903号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献1に開示される技術においては、前述の設定時間が長くなればなるほど、ドライバによるパーキング用操作ポジションへ操作と、自動変速機において実際にパーキングレンジが構成されるまでの間の時間的誤差が生じ、ドライバに違和感を与えてしまうという課題がある。
【0010】
また、特許文献2に開示される技術においては、パーキング機構をパーキングロック状態からパーキングアンロック状態にさせるに際し、パーキングポールの移動速度が遅くなればなるほど、ドライバの発進意思とのタイムラグが大きくなり、ドライバに違和感を与えてしまうという課題がある。
【0011】
さらにまた、特許文献3に開示される技術においては、摩擦係合要素を解放することで自動変速機内の捩れトルクを解消することは可能となるものの、パーキングギヤと駆動輪との間の動力伝達経路上の捩れトルクを解放しきれないという課題がある。
【0012】
そこで、様々な実施形態により、迅速且つ効率的に動力伝達経路上の捩れ(捩れトルク)を解消させることが可能な車両用パーキングロックシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
一態様に係る車両用パーキングロックシステムは、駆動源と車輪との間に配置される変速機と、前記変速機の出力軸上に設けられ前記出力軸と一体回転するパーキングギヤ、及び前記パーキングギヤに対して進退するパーキングポールを備えるパーキング機構と、シフト操作によって選択されるシフトポジションのシフトレンジが成立するように、前記変速機に含まれる複数の係合要素の各々を、前記シフトレンジに対応する予め決められた係合状態又は解放状態に切り替え、且つ、前記シフトレンジが成立するようにパーキングポールを進退させてパーキングアンロック状態又はパーキングロック状態に前記パーキング機構を切り替える切替機構と、前記シフト操作によって選択される前記シフトポジションに関する信号を取得して、前記切替機構の動作を制御する第1制御部と、前記車輪に対するフットブレーキ機構の動作を制御する第2制御部と、を具備し、前記第1制御部は、前記駆動源から前記車輪までの間の動力伝達経路上に生じる捩れ量を検出する検出部を含み、前記シフト操作によってパーキングシフトポジションが選択されて該パーキングシフトポジションに関する信号を取得すると、前記切替機構を動作させて前記パーキング機構をパーキングロック状態に切り替えるとともに、前記検出部から前記捩れ量を取得して、前記捩れ量が閾値以上と判定する場合に、前記切替機構を動作させて前記変速機がインターロック状態となるように前記複数の係合要素の一部又は全部の係合状態又は解放状態を切り替え、前記捩れ量が前記閾値以上と判定した時点以降、前記捩れ量が前記閾値未満となる時点まで、前記フットブレーキ機構の動作を一時的にOFFとする旨の信号を前記第2制御部に対して発信する。
【0014】
この構成の車両用パーキングロックシステムによれば、パーキング機構をパーキングロック状態に切り替えるに際し検出部から捩れ量を取得し、該捩れ量が閾値以上と判定する場合に、変速機をインターロック状態としつつフットブレーキ機構の動作を一時的にOFFにさせることで、変速機から車輪までの動力伝達経路上の全ての捩れトルクを迅速且つ効率的に解放させることが可能となる。これにより、その後、シフト操作に伴って、パーキング機構をパーキングロック状態からパーキングアンロック状態に遷移させる際に、捩れトルクを解放させるための別途の策を講じる必要もないため、ドライバの意思に対応してスムーズに車両を発進させることが可能となる。
【0015】
また、一態様に係る前記車両用パーキングロックシステムにおいて、前記検出部は、前記パーキングギヤよりも前記車輪側に位置する他軸の回転角度に基づく第1出力トルク信号と、前記出力軸の回転角度に基づく第2出力トルク信号とを比較することにより、前記捩れ量を算出する。
【0016】
この構成とすることにより、検出部は、動力伝達経路上に生じる前述の捩れ量を確実に検出することが可能となる。
【0017】
また、一態様に係る前記車両用パーキングロックシステムにおいて、前記他軸は、プロペラシャフトである。
【0018】
この構成とすることにより、検出部は、動力伝達経路上に生じる前述の捩れ量を確実に検出することが可能となる。
【0019】
また、一態様に係る前記車両用パーキングロックシステムにおいて、前記検出部は、前記パーキング機構が前記パーキングロック状態となる際に、前記パーキングギヤに形成される隣接する2つの噛合歯間における、前記パーキングポールに形成される爪部の位置に基づいて、前記捩れ量を算出する。
【0020】
この構成とすることにより、検出部は、動力伝達経路上に生じる前述の捩れ量を確実に検出することが可能となる。
【0021】
また、一態様に係る前記車両用パーキングロックシステムにおいて、前記第1制御部は、前記パーキングシフトポジションに関する前記信号を取得すると、該信号を取得した時点の直前シフトレンジを成立させる前記複数の係合要素の少なくとも一部の係合状態を維持し、且つ、前記直前シフトレンジを成立させる際に解放状態とされていた前記複数の係合要素の少なくとも1つを係合状態へと遷移させることにより、前記変速機を前記インターロック状態とさせる。
【0022】
この構成とすることにより、第1制御部は、変速機を確実にインターロック状態とさせることが可能となる。
【発明の効果】
【0023】
様々な実施形態によれば、迅速且つ効率的に動力伝達経路上の捩れ(捩れトルク)を解消させることが可能な車両用パーキングロックシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】一実施形態に係る車両用パーキングロックシステムを含む車両の構成を模式的に示す概略図である。
図2】一実施形態に係る車両用パーキングロックシステムを構成する自動変速機の係合表である。
図3】一実施形態に係る車両用パーキングロックシステムを構成するパーキング機構の構成を模式的に示す概略図である。
図4A】動力伝達経路上において捩れトルクが生じていない場合における、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステムを構成するパーキング機構の状態を模式的に示す概略図である。
図4B】動力伝達経路上において捩れトルクが生じている場合における、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステムを構成するパーキング機構の状態を模式的に示す概略図である。
図5】一実施形態に係る車両用パーキングロックシステムにおいて行われる動作の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、図面において共通した構成要件には同一の参照符号が付されている。また、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。
【0026】
1.車両用パーキングロックシステムの構成
一実施形態に係る車両用パーキングロックシステムの全体構成の概要について、図1乃至図4Bを参照しつつ説明する。図1は、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステム100を含む車両1の構成を模式的に示す概略図である。図2は、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステム100を構成する自動変速機10の係合表である。図3は、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステム1を構成するパーキング機構20の構成を模式的に示す概略図である。図4Aは、動力伝達経路上において捩れトルクが生じていない場合における、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステム1を構成するパーキング機構20の状態を模式的に示す概略図である。図4Bは、動力伝達経路上において捩れトルクが生じている場合における、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステム1を構成するパーキング機構20の状態を模式的に示す概略図である。
【0027】
一実施形態に係る車両用パーキングロックシステム100を含む車両1は、例えば、エンジン3を駆動源とするFR(フロントエンジン・リアドライブ)型の車両とすることができるが、これに限定されない。例えば、モータ(図示せず)を駆動源とするいわゆる
HV車又はEV車であってもよい。
【0028】
車両1がエンジン3を駆動源とする場合、当該車両1は、主に、エンジン3、トルクコンバータ5、変速機10、パーキング機構20、ドライバによってシフト操作がなされるシフト操作装置30、シフト操作装置30にて選択されるシフトポジションに対応するように変速機10及びパーキング機構20の状態を切り替える切替機構40、変速機10の出力軸10xに接続され車輪2へと動力を伝達する伝達機構50、ドライバの操作に基づいて車輪2の回転速度を減速させるフットブレーキ機構60、切替機構40の動作を制御する第1制御部70、フットブレーキ機構60の動作を制御する第2制御部80、等を含むことができる。なお、図面の便宜上、図1に示される各要素の位置等は正確ではない点に留意されたい。
【0029】
エンジン3は、従来から公知のエンジンを用いることができ、エンジン3の出力軸であるクランクシャフト3xがトルクコンバータ5に連結されている。これにより、エンジン3からの動力が、トルクコンバータ5、変速機10、伝達機構50を経由して左右の車輪2へと伝達される。
【0030】
トルクコンバータ5、図1に示すように、主に、インペラ、タービンランナ、ステータ、ワンウェイクラッチ、等を有する公知のものを用いることができる。なお、トルクコンバータ5には、ロックアップクラッチ5cが設けられている。
【0031】
ここで、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステム100は、主に、変速機10、パーキング機構20、切替機構40、第1制御部70、及び第2制御部80を含むことができる。以下、車両用パーキングロックシステム100を構成するこれらの要素の詳細、及び、これらの要素に関連するシフト操作装置30、伝達機構50、フットブレーキ機構60について、以下にて説明する。
【0032】
1-1.変速機10
エンジン3等の駆動源と車輪2との間に配置される変速機10としては、一例として、図1に示すように、ケース11の中に遊星歯車機構を備える自動変速機(AT)を用いることができるが、これに限定されない。例えば、従来から公知の手動変速機(MT)又は無段変速機(CVT)であってもよい。
【0033】
変速機10は、エンジン3等の駆動源からの動力を、出力軸10xから動力伝達経路上の下流側である伝達機構50を介して車輪2へと伝達することができる。なお、伝達機構50とは、主に、出力軸10xに接続されるプロペラシャフト51、プロペラシャフト51に接続しプロペラシャフト51から伝達される動力を左右の車輪2へと分配するディファレンシャルギヤ52、ディファレンシャルギヤ52と車輪2とを連結させるドライブシャフト53を含む。
【0034】
変速機10として自動変速機を用いる場合、変速機10は、一例として図1に示すように、軸方向に平行に配置される複数の遊星歯車機構と、複数のクラッチC1乃至C3と、複数のブレーキB1及びB2と、を備えることができ、前進6段、後進1段のギヤ段が成立可能となっている。なお、変速機10として自動変速機を用いる場合のギヤ段数は前進6段に限定されるものではなく、例えば、4段、5段、7段以上(無段を含む)であってもよい。
【0035】
変速機10として自動変速機を用いる場合における遊星歯車機構、複数のクラッチ、及び複数のブレーキの構成は、図1に示される構成に特に限定されるものではなく、所定のギヤ段が成立するように、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ、キャリア、複数のクラッチ、複数のブレーキ等を公知の構成に基づいて適宜に配置させればよい。
【0036】
ここで、複数のクラッチ及び複数のブレーキを、本明細書においては総称して「複数の係合要素」と称するものとする。したがって、図1に示される一実施形態においては、クラッチC1乃至C3、ブレーキB1、及びブレーキB2を総称して複数の係合要素と称することができる。
【0037】
クラッチC1乃至C3、ブレーキB1、及びブレーキB2は、例えば油圧によって係合状態又は解放状態のいずれかの状態とされる摩擦係合要素である。クラッチC1乃至C3、ブレーキB1、及びブレーキB2の各々係合状態又は解放状態は、後述する切替機構40によって実現される。
【0038】
なお、図2は、変速機10として自動変速機を用いる場合において、当該自動変速機の各ギヤ段(シフトレンジ)を成立させるためのクラッチC1乃至C3、ブレーキB1、及びブレーキB2の係合状態又は解放状態を示すものである。図2において、「〇」は係合状態、「×」は解放状態を示す。
【0039】
なお、後述する変速機10の「インターロック状態」とは、変速機10の各遊星歯車機構を固定して回転不能な状態とすることを意味する。具体的には、例えば、図2に示す係合表に基づけば、自動変速機としての変速機10が「1速」のギヤ段を構成させている場合、本来解放状態とされているC2クラッチ、C3クラッチ、及びB1ブレーキのいずれか1つを、C1クラッチ及びB2ブレーキと同様に係合状態とすることで、変速機10をインターロック状態とすることができる。同様に、変速機10が「後進」のギヤ段を構成させている場合、本来解放状態とされているC1クラッチ、C2クラッチ、B1ブレーキのいずれか1つを、C3クラッチ及びB2ブレーキと同様に係合状態とすることで、変速機10をインターロック状態とすることができる。
【0040】
1-2.パーキング機構20
図1及び図3に示すように、パーキング機構20は、主に、変速機10の出力軸10x上に設けられ該出力軸10xと一体回転するパーキングギヤ21と、パーキングギヤ21に対して進退するパーキングポール22と、を含む。
【0041】
パーキングギヤ21は、パーキングポール22に設けられる爪部22xと噛合するための噛合歯21xが外歯状に形成されている。パーキング機構20は、パーキングポール22の爪部22xがパーキングギヤ21の隣接する2つの噛合歯21xの間に噛合することでパーキングロック状態を形成し、両者の噛合が解消されることでパーキングアンロック状態を形成する。パーキングロック機構20がパーキングロック状態を形成すると、パーキングギヤ21の回転、つまり変速機10の出力軸10xの回転が規制され、パーキングロック機構20がパーキングアンロック状態を形成すると、変速機10の出力軸10xの回転が許容される。
【0042】
パーキングポール22(の爪部22x)のパーキングギヤ21(の隣接する2つの噛合歯21xの間)への進退は、例えば、パーキングポール22の進退を案内するパーキングロッド(図示せず)が、後述する切替装置40によって作動することにより実現される。したがって、パーキング機構20には、パーキングギヤ21及びパーキングポール22に加え、前述のパーキングロッド、パーキングロッドを作動させるモータ(図示せず)等がさらに含まれる。なお、パーキング機構20のさらなる詳細な構成は、従来から公知のものを用いることができるため、その詳細な説明は省略する。
【0043】
1-3.切替機構40
切替機構40は、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によって選択されるシフトポジションのシフトレンジが成立するように、変速機10に含まれる前述の複数の係合要素(C1乃至C3、ブレーキB1、及びブレーキB2)の各々を、当該シフトポジションに対応する予め決められた係合状態又は解放状態に切り替えるものである。なお、シフト操作装置30とは、シフトレバーと同義である。
【0044】
さらに、切替機構40は、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によって選択されるシフトポジションのシフトレンジが成立するように、パーキングポール22(の爪部22x)を進退させてパーキングロック状態又はパーキングアンロック状態にパーキング機構20を切り替えるものである。切替機構40のこれらの具体的な動作は、後述する第1制御部70によって制御されている。
【0045】
さらに詳細に説明すると、切替機構40は、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によって選択されるシフトポジションのシフトレンジが成立するように、例えば図2に示されたクラッチC1乃至C3、ブレーキB1、及びブレーキB2の各々の係合状態又は解放状態を実現するべく、第1制御部70による制御に基づいて油圧回路を作動させる。かかる油圧回路を作動させる具体的な構成は、従来から公知のディテント機構、アクチュエータ等を含む種々の構成要素を含むことができる。
【0046】
なお、前述のシフトポジションは、例えば、P(パーキング)、R(リバース)、N(ニュートラル)、D(ドライブ)とすることができる。したがって、例えば、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってリバースシフトポジション(Rポジション)が選択されると、切替機構40は、シフト操作装置30からリバースシフトポジションが選択された旨の信号を取得する第1制御部70の制御により、そのリバースシフトポジションに対応するシフトレンジ、この場合においてはリバース(後進)レンジが成立するように、図2の後進の欄に対応するクラッチC1乃至C3、ブレーキB1、及びブレーキB2の各々の係合状態又は解放状態を実現するべく油圧回路を作動させる。なお、この場合において、切替装置40は、パーキング機構20をパーキングアンロック状態とするべく、パーキングギヤ21の2つの隣接する噛合歯21xとパーキングポール22の爪部22xとの噛合を解消させるよう、第1制御部70の制御に基づいて作動する。
【0047】
また、例えば、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってパーキングシフトポジション(Pポジション)が選択されると、切替機構40は、シフト操作装置30からパーキングシフトポジションが選択された旨の信号を取得する第1制御部70の制御により、パーキング機構20をパーキングロック状態とするべく、パーキングギヤ21の2つの隣接する噛合歯21xとパーキングポールの爪部22xとが噛合するようにパーキングポール22を作動させる。なお、この場合において、切替装置40は、変速機10における複数の係合要素の全て(クラッチC1乃至C3、ブレーキB1、及びブレーキB2)を、最終的にはニュートラルシフトレンジの場合と同様に第1制御部70の制御に基づいて解放状態とするよう作動する。なお、最終的にニュートラルシフトレンジの場合と同様に複数の係合要素の全てを解放状態とする前の具体的な動作については後述する。
【0048】
1-4.第1制御部70
第1制御部70は、いわゆるECU(Electronic Control Unit)であって、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によって選択されるシフトポジション(例えば、前述にて説明した場合における、リバースシフトポジション、パーキングシフトポジション)に関する信号を取得すると、前述にて説明したように切替機構40の動作を制御する。
【0049】
また、シフト操作装置30がドライブシフトポジションに位置する場合、第1制御部70は、変速機10の入力軸10yの回転数を入力軸回転数センサ(図示せず)から取得し、且つ、変速機10の出力軸10xの回転数を出力軸回転数センサ(図示せず)から取得する。そして、入力軸回転数センサから取得する入力軸10yの回転数と、出力軸回転数センサから取得する出力軸10xの回転数との比(出力軸10xの回転数/入力軸10yの回転数)に基づいて、自動変速機としての変速機10のギヤ段をリアルタイムで決定し、変速機10が決定したギヤ段を構成するように(例えば、図2に示される係合表に基づいて)、切替機構40を作動させる。
【0050】
ところで、第1制御部70は、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってパーキングシフトポジション(Pポジション)が選択されると、前述のとおり、シフト操作装置30からパーキングシフトポジションが選択された旨の信号を取得して、パーキング機構20をパーキングロック状態とするべく、パーキングポール22を作動させる。これにより、パーキングポール22の爪部22xが、パーキングギヤ21の2つの隣接する噛合歯21xの間に収容されて両者が噛合して、パーキング機構20がパーキングロック状態となる。
【0051】
ここで、変速機10が、ドライブ(D)レンジ(シフト操作装置30がドライブシフトポジション)またはリバース(R)レンジ(シフト操作装置30がリバースシフトポジション)にあって、ドライバ操作によってフットブレーキ機構60が作動している状態では、エンジン、モータ等の駆動源からの動力が車輪2に伝達されているにもかかわらず、フットブレーキ機構60の作動によって車輪2が回転停止とされるため、前述のとおり動力伝達経路上において捩れが生じる。
【0052】
このような状況下、シフト操作装置30において、ドライバによってパーキングシフトポジションへの変更操作が入力されると、パーキング機構20が前述のとおりパーキングロック状態となってしまうと、いわゆる捩れトルクが動力伝達経路上に残留してしまう。
【0053】
そこで、第1制御部70は、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってパーキングシフトポジション(Pポジション)が選択されると、動力伝達経路上の捩れに関する捩れ量を取得して、当該捩れ量が予め設定される閾値以上であると判定する場合には、切替機構40を作動させて、変速機10を少なくとも一時的にインターロック状態となるように複数の係合要素の係合状態又は解放情報を切り替える。
【0054】
より具体的には、第1制御部70は、パーキングシフトポジションに関する信号をシフト操作装置30から取得すると、その信号を取得した時点のシフトレンジ(本明細書において、「直前シフトレンジ」ともいう。)を成立させる複数の係合要素の少なくとも一部の係合状態を維持し、且つ、直前シフトレンジを成立させる際に解放状態とされていた複数の係合要素の少なくとも1つを係合状態へと切り替えるように切替機構40を作動させる。例えば、直前シフトレンジがリバースレンジであった場合、図2に基づけば、クラッチC3及びブレーキB2が係合状態であり、クラッチC1、クラッチC2、及びブレーキB1が解放状態となっており、この状態から、クラッチC3及びブレーキB2の係合状態を維持したまま、クラッチC1、クラッチC2、及びブレーキB1のうちの少なくともいずれか1つを係合状態とすることで、変速機10をインターロック状態とすることができる。なお、この場合においては、例えば、クラッチC3及びブレーキB2の係合状態のうちブレーキB2の係合状態のみを維持し、他方クラッチC3は係合状態から解放状態へと遷移させ、さらに、リバースレンジにおいて解放状態であったクラッチC1、クラッチC2、及びブレーキB1のうち、クラッチC1及びブレーキB1の2つを係合状態へと遷移させてもよい。
【0055】
また、直前シフトレンジがドライブレンジであって変速機10が「1速」を構成していた場合においては、図2に基づけば、クラッチC1及びブレーキB2が係合状態であり、クラッチC2、クラッチC3、及びブレーキB1が解放状態となっており、この状態から、クラッチC1及びブレーキB2の係合状態を維持したまま、クラッチC2、クラッチC3、及びブレーキB1のうちの少なくともいずれか1つを係合状態とすることで、変速機10をインターロック状態とすることができる。
【0056】
前述の捩れ量は、第1制御部70に含まれる検出部(図示せず)によって取得される。検出部は、エンジン3等の駆動源から車輪2までの間の動力伝達経路上に生じる捩れ量を検出するものであって、例えば、パーキングギヤ21よりも車輪2側に位置する他軸の回転角度に基づく第1出力トルク信号と、変速機10の出力軸10xの回転角度に基づく第2出力トルク信号とを、他軸に配置される回転角度センサ及び出力軸10xに配置される回転角度センサから受信して、これらを比較演算することにより、第1出力トルク信号値と第2出力トルク信号値との差を捩れ量(捩れトルクの大きさ)として算出することができる。なお、他軸とは、例えばプロペラシャフト51とすることができる。
【0057】
また、前述の捩れ量は、パーキングギヤ21に形成される隣接する2つの噛合歯21x間における、パーキングポール22に形成される爪部22xの位置に基づいて算出されてもよい。具体的には、第1制御部70がパーキングシフトポジションに関する信号をシフト操作装置30から取得すると、その取得時点における変速機10の出力軸10xの回転数に係るパルス信号又は矩形波信号を前述の出力軸回転数センサ(又は回転角度センサ)から取得して、爪部22xが、2つの噛合歯21xの間のどの位置に噛合するかを推定し(又は、実際にどの位置に噛合するかを実測し)、その位置に基づいて捩れ量を算出する。例えば、図4Aに示すように、爪部22xが、2つの噛合歯21xの間に偏りなく収容される場合には、捩れが発生していない(捩れ量が実質的に0)と推定されうる。他方、図4Bに示すように、爪部22xが、2つの噛合歯21xの間においていずれかの噛合歯21xに近づく位置に偏って収容される場合には、相応の捩れ量が発生していると推定されうる。つまり、2つの噛合歯21xの間における中心位置O(図4B参照)を基準として、どの程度当該中心位置Oから離れているかに基づいて捩れ量を推定することができる。
【0058】
なお、前述の捩れ量の算出は、前述した方法に限定されず他の方法を用いてよい。例えば、変速機10を収容するケース11に歪みセンサを配置させておき、その歪みセンサから捩れ量を算出するようにしてもよい。
【0059】
第1制御部70は、第2制御部80とも通信可能とされる。シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってパーキングシフトポジション(Pポジション)が選択され、捩れ量が予め設定される閾値以上であると判定する場合には、第1制御部70は、前述のとおり、変速機10を少なくとも一時的にインターロック状態にさせることに加えて、捩れ量が閾値以上と判定した時点以降、当該捩れ量が当該閾値未満となる時点まで、フットブレーキ機構60の動作を一時的にOFFとする旨の信号を後述する第2制御部80に対して発信する。
【0060】
以上のように、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってパーキングシフトポジション(Pポジション)が選択される場合、第1制御部70が上記のとおり制御することで、動力伝達経路上に生じる捩れトルクを迅速且つ効率的に解放することが可能となる。
【0061】
1-5.第2制御部80
第2制御部80は、いわゆるECUであって、車輪2に対するフットブレーキ機構60の動作を制御するものである。ここで、フットブレーキ機構60は、例えば、ドライバによるブレーキペダル61への操作に対応するようにアクチュエータ(図示せず)を作動させる従来から公知のブレーキバイワイヤ方式のものを用いることができる。フットブレーキ機構60には、第2制御部80を除き、車輪2に対する摩擦ブレーキを発生させる様々な構成要素、例えば、ブレーキペダル61、前述のアクチュエータ等を含むことができる。したがって、第2制御部80は、このアクチュエータの動作を制御するものと捉えることができる。
【0062】
また第2制御部80は、前述のとおり、第1制御部70からフットブレーキ機構60の動作を一時的にOFFとする旨の信号を受信する間、その信号に基づいて、フットブレーキ機構60の動作をOFFとする。つまり、当該信号を第1制御部70から受信する間、ドライバによるブレーキペダル操作の有無にかかわらず、車輪2に対する摩擦ブレーキを発生させない状態とする。
【0063】
なお、第2制御部80は、第1制御部70と別個に設けられて相互通信可能とされてもよいし、第1制御部70と第2制御部80とを統合した統合ECUの形態としてもよい。
【0064】
2.車両用パーキングロックシステムの動作
次に、前述の構成を有する車両用パーキングロックシステムにおいて実行される全体的な動作について、図5を参照して説明する。図5は、一実施形態に係る車両用パーキングロックシステム100において行われる動作の一例を示すフロー図である。
【0065】
まず、ステップ(以下、「ST」という。)200において、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってパーキングシフトポジション(Pポジション)が選択されることによって(ST200において「YES」)、第1制御部70は、シフト操作装置30からパーキングシフトポジションが選択された旨の信号を取得して、ST201へと遷移する。
【0066】
次に、ST201において、第1制御部70は、パーキング機構20をパーキングロック状態とするべく、切替機構40を介してパーキングポール22を作動させる。これにより、パーキングポール22の爪部22xが、パーキングギヤ21の2つの隣接する噛合歯21xの間に収容されて両者が噛合して、パーキング機構20をパーキングロック状態とすることができる。
【0067】
次に、ST202において、第1制御部70は、前述のとおり、動力伝達経路上の捩れに関する捩れ量を取得して、当該捩れ量が予め設定される閾値以上であるか否かを判定する。ST202において、第1制御部70が、捩れ量が閾値以上ではないと判定(ST202において「NO」と判定)すると、変速機10の複数の係合要素を全て解放して、車両用パーキングロックシステム100の動作を終了する。他方、ST202において、第1制御部70が、捩れ量が閾値以上であると判定(ST202において「YES」と判定)すると、ステップはST203へと遷移する。
【0068】
次に、ST203において、第1制御部70は、前述にて説明したとおり、変速機10をインターロック状態にさせるべく、切替機構40を作動させる。
【0069】
さらに、ST204において、第1制御部70は、前述にて説明したとおり、フットブレーキ機構60の動作を一時的にOFFとする。
【0070】
次に、ST205において、第1制御部70は、検出部から取得する捩れ量が前述の閾値未満となったかどうかを判定する。ここで、捩れ量が閾値未満となっていなければ(ST205において「NO」であれば)、ステップはST204に戻り、フットブレーキ機構60の動作のOFF状態を継続させることで、捩れトルクの解放を続行する。他方、第1制御部70が、捩れ量が閾値未満であると判定(ST205において「YES」と判定)すると、ステップはST206へと遷移する。
【0071】
次に、ST206において、第1制御部70は、フットブレーキ機構60の動作をOFFとする旨の信号を第2制御部80に対して発信することを停止する。これにより、第2制御部80は、ドライバによるブレーキペダル61への操作に対応して車輪2に対して摩擦ブレーキを発生させることができる。
【0072】
次に、ST207において、第1制御部70は、シフト操作装置30がパーキングシフトポジションに位置することに鑑みて、変速機10の複数の係合要素の全てを解放させて、ステップを終了する。
【0073】
以上のとおり説明した車両用パークロックシステムのST200~ST207によって、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってパーキングシフトポジション(Pポジション)が選択される場合において、迅速且つ効率的に動力伝達経路上に生じる捩れ(捩れトルク)を解消させることが可能となる。また、いわゆるP抜きショックを効率的に低減することが可能となる。
【0074】
以上、前述の通り、様々な実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数等は適宜変更して実施することができる。
【0075】
また、前述のとおり例示された一実施形態の車両用パーキングロックシステム100に関し、シフト操作装置30に対するドライバのシフト操作によってパーキングシフトポジション(Pポジション)が選択される場合において、フットブレーキ機構60における摩擦ブレーキの大きさ(油圧)を、一般的に用いられる大きさよりも小さくしてもよい。これにより、第2制御部80の消費電力を低減することが可能となる。
【符号の説明】
【0076】
1 車両
10 変速機
10x 変速機の出力軸
20 パーキング機構
21 パーキングギヤ
21x 噛合歯
22 パーキングポール
22x 爪部
30 シフト操作装置(シフトレバー)
40 切替機構
50 伝達機構
51 プロペラシャフト
60 フットブレーキ機構
70 第1制御部
80 第2制御部
C1、C2、C3、B1、B2 係合要素(総称して、複数の係合要素)
図1
図2
図3
図4A
図4B
図5