特許 7202897 車両用制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-28

(45)【発行日】2023-01-12

(54)【発明の名称】車両用制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 63/34 20060101AFI20230104BHJP

   B60T 1/06 20060101ALI20230104BHJP

   B60T 7/12 20060101ALI20230104BHJP

   B60T 13/74 20060101ALI20230104BHJP

   F16H 61/22 20060101ALI20230104BHJP

   F16H 63/48 20060101ALI20230104BHJP

【ＦＩ】

F16H63/34

B60T1/06 G

B60T7/12 A

B60T13/74 G

F16H61/22

F16H63/48

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019002460

(22)【出願日】2019-01-10

(65)【公開番号】P2020112193

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】嵩 聖矢

(72)【発明者】

【氏名】辻 太一

【審査官】増岡 亘

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１１６５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０８４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９０５６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ６３／３４

Ｂ６０Ｔ １／０６

Ｂ６０Ｔ ７／１２

Ｂ６０Ｔ １３／７４

Ｆ１６Ｈ ６１／２２

Ｆ１６Ｈ ６３／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

停車状態を保持するブレーキホールド機能を備えた車両用制御装置であって、
車輪に連結される動力伝達経路の回転を禁止するロック状態と、前記動力伝達経路の回転を許容する解除状態と、に制御されるパーキングロック機構と、
運転者の選択操作によって駐車レンジが選択された場合に、前記パーキングロック機構をロック状態に制御するパーキングロック制御部と、
を有し、
前記パーキングロック制御部は、運転者の選択操作によって走行レンジが選択された状態のもとで、停車状態に保持された車両が運転者の発進操作を伴わずに移動し始めた場合に、前記パーキングロック機構をロック状態に制御し、
前記パーキングロック制御部は、車両が移動し始めることで前記パーキングロック機構をロック状態に制御した後に、車両が移動し続けた場合に前記パーキングロック機構を解除状態に制御する、
車両用制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用制御装置において、
運転者のブレーキ操作によって車両が停止した場合に、車輪を制動して停車状態に保持する電動パーキングブレーキ、を有し、
前記パーキングロック制御部は、前記電動パーキングブレーキによって停車状態に保持された車両が移動し始めた場合に、前記パーキングロック機構をロック状態に制御する、
車両用制御装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
前記パーキングロック制御部は、車両が移動し始めることで前記パーキングロック機構をロック状態に制御した後に、運転者のアクセル操作が行われた場合に前記パーキングロック機構を解除状態に制御する、
車両用制御装置。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載の車両用制御装置において、
車両が移動し始めることで前記パーキングロック機構がロック状態に制御される場合に、運転者に異常状況を通知する通知制御部、を有する、
車両用制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブレーキホールド機能を備えた車両用制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両の運転操作を支援する観点から、停車状態を保持するブレーキホールド機能の採用が増加している（特許文献１～３参照）。ブレーキホールド機能を備えた車両においては、ブレーキキャリパ等が電動アクチュエータによって自動的に制御される。このブレーキホールド機能を用いることにより、渋滞や坂道等での停車時においてブレーキ操作が解除された場合であっても、アクセル操作が行われる迄は停車状態を保持することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１１６００２号公報

【文献】特開２０１０－２０８４６２号公報

【文献】特開２０１５－３０２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、路面勾配が大きい場合や荷物積載量が多い場合などには、ブレーキホールド機能による停車状態の保持が困難になる虞がある。このため、ブレーキホールド機能による停車状態を適切に保持することが求められている。

【0005】

本発明の目的は、ブレーキホールド機能による停車状態を適切に保持することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の車両用制御装置は、停車状態を保持するブレーキホールド機能を備えた車両用制御装置であって、車輪に連結される動力伝達経路の回転を禁止するロック状態と、前記動力伝達経路の回転を許容する解除状態と、に制御されるパーキングロック機構と、運転者の選択操作によって駐車レンジが選択された場合に、前記パーキングロック機構をロック状態に制御するパーキングロック制御部と、を有し、前記パーキングロック制御部は、運転者の選択操作によって走行レンジが選択された状態のもとで、停車状態に保持された車両が運転者の発進操作を伴わずに移動し始めた場合に、前記パーキングロック機構をロック状態に制御し、前記パーキングロック制御部は、車両が移動し始めることで前記パーキングロック機構をロック状態に制御した後に、車両が移動し続けた場合に前記パーキングロック機構を解除状態に制御する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、パーキングロック制御部は、運転者の選択操作によって走行レンジが選択された状態のもとで、停車状態に保持された車両が運転者の発進操作を伴わずに移動し始めた場合に、パーキングロック機構をロック状態に制御する。これにより、ブレーキホールド機能による停車状態を適切に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両の構成例を示す概略図である。

【図2】ブレーキホールド制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図3】ブレーキホールド制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図4】（Ａ）および（Ｂ）は、ブレーキホールド制御における電動パーキングブレーキおよびパーキングロック機構の作動状況を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0010】

［車両構成］
図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１の構成例を示す概略図である。図１に示すように、車両１１には、エンジン１２、トルクコンバータ１３およびトランスミッション１４を備えたパワートレイン１５が搭載されている。また、トランスミッション１４には、前後進切替機構１６が組み込まれるとともに、自動変速機構等の変速機構１７が組み込まれている。さらに、トランスミッション１４には、前後進切替機構１６や変速機構１７等に作動油を供給するバルブユニット１８が設けられている。

【0011】

また、変速機構１７の出力軸１９には、プロペラ軸２０、デファレンシャル機構２１およびドライブ軸２２等を介して車輪２３が連結されている。つまり、車輪２３に連結される動力伝達経路２４は、出力軸１９、プロペラ軸２０、デファレンシャル機構２１およびドライブ軸２２等によって構成されている。なお、前後進切替機構１６は、変速機構１７の入力軸２５の回転方向を切り替える機構であり、図示しない遊星歯車列、前進クラッチおよび後退ブレーキ等によって構成される。

【0012】

トランスミッション１４には、前述した動力伝達経路２４の回転を停止させるパーキングロック機構３０が設けられている。パーキングロック機構３０は、出力軸１９に設けられるパーキングギア３１と、噛合位置と退避位置とに揺動するロックレバー３２と、ロックレバー３２に接触するロッド３３を備えたロックアクチュエータ３４と、を有している。また、ロックレバー３２は、図示しないスプリングによって、パーキングギア３１に噛み合う噛合位置に付勢されている。後述するコントローラ５０によってロックアクチュエータ３４を制御することにより、ロッド３３を伸縮させてロックレバー３２を噛合位置と退避位置とに制御することができる。

【0013】

つまり、ロックアクチュエータ３４のロッド３３を縮めることにより、スプリングのバネ力によってロックレバー３２をパーキングギア３１に噛み合う噛合位置に移動させることができる。これにより、パーキングロック機構３０はロック状態に制御され、動力伝達経路２４の回転を禁止することができる。一方、ロックアクチュエータ３４のロッド３３を伸ばすことにより、バネ力に抗してロックレバー３２をパーキングギア３１から外れる退避位置に移動させることができる。これにより、パーキングロック機構３０は解除状態に制御され、動力伝達経路２４の回転は許容される。

【0014】

また、車輪２３を制動するブレーキ装置４０は、車輪２３に固定されるディスクロータ４１と、ブレーキパッドを付勢するピストン４２を備えたキャリパ４３と、を有している。このキャリパ４３にはブレーキ配管４４を介して図示しないマスターシリンダ等が接続されており、運転者によってブレーキペダルが踏み込まれた場合には、マスターシリンダからキャリパ４３にブレーキ液圧が供給され、ブレーキ液圧によってピストン４２が押し出されてディスクロータ４１が制動される。

【0015】

また、キャリパ４３には、ピストン４２を押し出す電動モータを備えたパーキングアクチュエータ４５が設けられている。このパーキングアクチュエータ４５を駆動することにより、ピストン４２をディスクロータ４１に向けて押し出すことができるため、ブレーキ液圧が供給されていない場合であっても、ディスクロータ４１を制動することができる。後述するセレクトレバー操作によって駐車レンジ（Ｐレンジ）が選択されると、コントローラ５０によってパーキングアクチュエータ４５が制御され、ピストン４２が押し出されてディスクロータ４１が制動される。このように、パーキングアクチュエータ４５を備えたブレーキ装置４０は、電動パーキングブレーキとして機能している。

【0016】

［制御系］
図１に示すように、車両用制御装置１０は、パワートレイン１５、ブレーキ装置４０（以下、電動パーキングブレーキ４０と記載する）およびパーキングロック機構３０等を制御するため、マイコン等からなるコントローラ５０を有している。このコントローラ５０には、エンジン１２を制御するエンジン制御部５１、トランスミッション１４のバルブユニット１８を制御するミッション制御部５２、パーキングロック機構３０を制御するパーキングロック制御部５３、電動パーキングブレーキ４０を制御するパーキングブレーキ制御部５４、および後述する異常状況を運転者に通知する通知制御部５５が設けられている。

【0017】

また、コントローラ５０には各種センサが接続されている。コントローラ５０に接続されるセンサとして、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ６０、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ６１、車速を検出する車速センサ６２、および路面勾配を検出する勾配センサ６３等がある。さらに、コントローラ５０に接続されるセンサ等として、後述するセレクトレバー７０の操作位置を検出する位置検出センサ６４があり、駐車レンジ（Ｐレンジ）を選択する際に運転者に操作されるパーキングスイッチ６５がある。

【0018】

［制御レンジ］
車両１１には、パワートレイン１５の作動状態を制御する複数の制御レンジが設定されている。これらの制御レンジとして、前進走行用の前進レンジ（Ｄレンジ，走行レンジ）、後退走行用の後退レンジ（Ｒレンジ，走行レンジ）、動力切断用の中立レンジ（Ｎレンジ）、駐車用の駐車レンジ（Ｐレンジ）がある。これら制御レンジのうち、Ｄレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジについては、後述するセレクトレバー７０を運転者が操作することによって選択される。また、Ｐレンジについては、パーキングスイッチ６５を運転者が操作することによって選択される。

【0019】

図１に示すように、車両用制御装置１０には、運転者が制御レンジ（Ｄレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ）を選択するため、運転者が操作するセレクトレバー７０を備えたレバーユニット７１が設けられている。例えば、運転者がセレクトレバー７０を前進位置ＰＤに操作すると、制御レンジとしてＤレンジが選択される。また、運転者がセレクトレバー７０を後退位置ＰＲに操作すると、制御レンジとしてＲレンジが選択される。さらに、運転者がセレクトレバー７０を中立位置ＰＮに操作すると、制御レンジとしてＮレンジが選択される。なお、レバーユニット７１は、手動操作後にセレクトレバー７０がホーム位置ＰＨに復帰する所謂モーメンタリ式のレバーユニットである。

【0020】

セレクトレバー操作（選択操作）によってＤレンジが選択された場合には、コントローラ５０によってバルブユニット１８が制御され、前後進切替機構１６の前進クラッチが締結されて後退ブレーキが解放される。また、セレクトレバー操作によってＲレンジが選択された場合には、コントローラ５０によってバルブユニット１８が制御され、前後進切替機構１６の前進クラッチが解放されて後退ブレーキが締結される。また、セレクトレバー操作によってＮレンジが選択された場合や、パーキングスイッチ操作によってＰレンジが選択された場合には、コントローラ５０によってバルブユニット１８が制御され、前後進切替機構１６の前進クラッチおよび後退ブレーキが共に解放される。

【0021】

さらに、セレクトレバー操作によってＤレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジが選択された場合には、コントローラ５０によってロックアクチュエータ３４が制御され、パーキングロック機構３０は解除状態に制御される。また、パーキングスイッチ操作（選択操作）によってＰレンジが選択された場合には、コントローラ５０によってロックアクチュエータ３４が制御され、パーキングロック機構３０はロック状態に制御される。

【0022】

［ブレーキホールド制御］
続いて、コントローラ５０によるブレーキホールド制御について説明する。車両用制御装置１０は、Ｄレンジで停車する際に停車状態を保持するブレーキホールド機能を有している。つまり、車両用制御装置１０は、走行レンジであるＤレンジが選択された状態のもとで、運転者がブレーキペダルを踏み込んで車両１１を停止させた場合に、コントローラ５０によってパーキングアクチュエータ４５を制御し、キャリパ４３によってディスクロータ４１を制動することで停車状態を保持している。このようなブレーキホールド制御は、オートブレーキホールド制御やヒルホールド制御とも呼ばれている。ところで、路面勾配が大きい場合や荷物積載量が多い場合等には、ブレーキホールド制御による停車状態の保持が困難になる虞がある。そこで、本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０は、路面勾配が大きい場合や荷物積載量が多い場合等であっても、停車状態を保持するように前述したブレーキホールド制御を実行している。

【0023】

ここで、図２および図３はブレーキホールド制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図２および図３に示すフローチャートは符号Ａの箇所で互いに接続されている。図２に示すように、ステップＳ１０では、制御レンジがＤレンジであるか否かが判定される。ステップＳ１０において、制御レンジがＤレンジであると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、運転者によるブレーキ操作が行われているか否か、つまりブレーキペダルが踏み込まれているか否かが判定される。ステップＳ１１において、ブレーキ操作が行われていると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、車両１１が停車状態であるか否か、つまり車速が０［ｋｍ／ｈ］であるか否かが判定される。

【0024】

ステップＳ１２において、停車状態であると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、パーキングアクチュエータ４５によってピストン４２が押し出され、電動パーキングブレーキ４０が制動状態に制御される。このように、電動パーキングブレーキ４０を制動状態に制御することにより、ブレーキ操作が解除された場合であっても停車状態を保持することができ、車両１１の運転操作を簡単にすることができる。続いてステップＳ１４では、運転者によるアクセル操作（発進操作）が行われている否か、つまりアクセルペダルが踏み込まれているか否かが判定される。ステップＳ１４において、アクセル操作が行われていると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、パーキングアクチュエータ４５によってピストン４２が戻されて電動パーキングブレーキ４０の制動状態が解除される。このように、運転者によるアクセル操作が行われた場合には、車両発進に備えて電動パーキングブレーキ４０の制動状態が解除される。

【0025】

一方、ステップＳ１４において、アクセル操作が行われていないと判定された場合には、ステップＳ１６に進み、車速が所定の第１閾値Ｖ１（例えば、数ｋｍ／ｈ）を上回るか否かが判定される。ステップＳ１６において、車速が第１閾値Ｖ１以下であると判定された場合、つまり停車状態が保持されていると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、電動パーキングブレーキ４０の制動状態が継続される。一方、ステップＳ１６において、車速が第１閾値Ｖ１を上回ると判定された場合、つまり停車状態に保持されていた車両１１がアクセル操作を伴わずに移動し始めたと判定された場合には、図３に示したステップＳ１７に進み、制御レンジが自動的にＰレンジに切り替えられ、パーキングロック機構３０がロック状態に制御される。

【0026】

ここで、図４（Ａ）および（Ｂ）は、ブレーキホールド制御における電動パーキングブレーキ４０およびパーキングロック機構３０の作動状況を示す図である。図４（Ａ）に示すように、上り坂等において車両１１が停止した場合には、コントローラ５０からブレーキアクチュエータに制動指令が出力され、コントローラ５０からロックアクチュエータ３４に解除指令が出力される。これにより、パーキングアクチュエータ４５によってピストン４２が押し出され、電動パーキングブレーキ４０によって車輪２３が制動されるため、ブレーキ操作が解除された場合であっても停車状態を保持することができる。なお、図４（Ａ）に示す状況において、パーキングロック機構３０は解除状態に制御される。

【0027】

続いて、図４（Ｂ）に矢印αで示すように、電動パーキングブレーキ４０によって停車状態に保持されていた車両１１が移動し始めた場合には、コントローラ５０からロックアクチュエータ３４にロック指令が出力される。これにより、ロックアクチュエータ３４によってロックレバー３２が噛合位置に移動するため、パーキングロック機構３０によって動力伝達経路２４の回転が禁止される。このように、パーキングロック機構３０をロック状態に制御することにより、上り坂等において移動し始めた車両１１を再び停止させることができ、ブレーキホールド機能による停車状態を適切に保持することができる。

【0028】

また、図３に示すように、ステップＳ１７において、パーキングロック機構３０がロック状態に制御されると、ステップＳ１８に進み、コントローラ５０は運転者に異常状況を通知する。つまり、車両１１が移動し始めることでパーキングロック機構３０がロック状態に制御された状況、つまり電動パーキングブレーキ４０によって停車状態が保持されていない異常状況が運転者に通知される。なお、ステップＳ１８においては、警告音を発することで異常状況を通知しても良く、警告表示を行うことで異常状況を通知しても良い。

【0029】

次いで、ステップＳ１９では、運転者によるアクセル操作が行われているか否かが判定される。ステップＳ１９において、アクセル操作が行われていると判定された場合には、ステップＳ２０に進み、制御レンジが自動的にＤレンジに切り替えられ、パーキングロック機構３０が解除状態に制御される。つまり、コントローラ５０は、車両１１が移動し始めることでパーキングロック機構３０をロック状態に制御した後に、運転者のアクセル操作が行われた場合にはパーキングロック機構３０を解除状態に制御する。また、ステップＳ１９において、アクセル操作が行われていると判定された場合には、ステップＳ２０を経てステップＳ２１に進み、パーキングアクチュエータ４５によってピストン４２が戻されて電動パーキングブレーキ４０による制動が解除される。このように、運転者によるアクセル操作が行われた場合には、車両発進に備えてパーキングロック機構３０のロック状態および電動パーキングブレーキ４０の制動状態が解除される。

【0030】

一方、ステップＳ１９において、アクセル操作が行われていないと判定された場合には、ステップＳ２２に進み、車速が所定の第２閾値Ｖ２（例えば、数ｋｍ／ｈ）を上回るか否かが判定される。ステップＳ２２において、車速が第２閾値Ｖ２以下であると判定された場合、つまりパーキングロック機構３０のロック状態によって停車状態が保たれていると判定された場合には、ステップＳ１７に進み、パーキングロック機構３０のロック状態が継続される。一方、ステップＳ２２において、車速が第２閾値Ｖ２を上回ると判定された場合、つまり車両１１が移動し続けていると判定された場合には、ステップＳ２３に進み、制御レンジが自動的にＤレンジに切り替えられ、パーキングロック機構３０が解除状態に制御される。

【0031】

このように、コントローラ５０は、車両１１が移動し始めることでパーキングロック機構３０をロック状態に制御した後に、車両１１が移動し続けた場合にパーキングロック機構３０を解除状態に制御している。すなわち、車速が上昇してパーキングギア３１の回転速度が上昇した場合には、パーキングロック機構３０をロック状態に制御することが既に困難であることから、車速が第２閾値Ｖ２を上回る場合にはパーキングロック機構３０を解除状態に制御している。なお、ステップＳ２３において、パーキングロック機構３０が解除状態に制御された場合には、例えば警告音等を用いて運転者によるブレーキペダルの踏み込みが促される。

【0032】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。図示する例では、トランスミッション１４内にパーキングロック機構３０を設けているが、これに限られることはなく、トランスミッション１４外にパーキングロック機構３０を設けても良い。また、図示する例では、ブレーキ装置４０としてディスクブレーキを用いているが、これに限られることはなく、ブレーキ装置４０としてドラムブレーキを用いても良い。また、図示する例では、キャリパ４３に対して一体にパーキングアクチュエータ４５を組み付けているが、これに限られることはなく、キャリパ４３からパーキングアクチュエータ４５を分離しても良い。この場合には、例えば、キャリパ４３とパーキングアクチュエータ４５とがケーブルを介して接続され、パーキングアクチュエータ４５がケーブルを操作することでキャリパ４３が制御される。

【0033】

前述の説明では、運転者がパーキングスイッチ６５を操作することにより、制御レンジとしてＰレンジを選択しているが、これに限られることはなく、セレクトレバー操作によってＰレンジを選択しても良い。また、前述の説明では、Ｄレンジが選択された状態のもとでブレーキホールド制御を実行しているが、これに限られることはなく、Ｒレンジが選択された状態のもとでブレーキホールド制御を実行しても良い。また、図２および図３に示すように、ブレーキホールド制御において第１閾値Ｖ１および第２閾値Ｖ２を用いているが、第１閾値Ｖ１と第２閾値Ｖ２とを同じ値に設定しても良く、第２閾値Ｖ２を第１閾値Ｖ１よりも高く設定しても良い。

【0034】

前述の説明では、コントローラ５０に、エンジン制御部５１、ミッション制御部５２、パーキングロック制御部５３、パーキングブレーキ制御部５４、通知制御部５５を設けているが、これに限られることはない。例えば、各制御部５１～５５を他のコントローラに設けても良く、各制御部５１～５５を複数のコントローラに分けて設けても良い。

【符号の説明】

【0035】

１０ 車両用制御装置
１１ 車両
２３ 車輪
２４ 動力伝達経路
３０ パーキングロック機構
４０ ブレーキ装置（電動パーキングブレーキ）
５３ パーキングロック制御部
５５ 通知制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】