JP2007112409A - ハイブリッド車両のパーキングシステム及びそのパーキング解除方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両のトラクションモータを利用してパーキングロック状態を解除するパーキングシステムを提供する。
【解決手段】本発明によるハイブリッド車両のパーキングシステムは、変速機の出力軸を駆動させるトラクションモータと、出力軸の回転によって回転可能に設置されるパーキングギヤと、パーキングギヤに噛合可能なスプラグと、スプラグを作動させるためのアクチュエータと、トラクションモータを制御する制御部とを含み、制御部は、パーキング状態でアクチュエータが作動してもスプラグとパーキングギヤとの結合が解除されない場合に、パーキングギヤが回転するようにトラクションモータを駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両のパーキングシステムに係り、より詳しくは、ハイブリッド車両のトラクションモータを利用して、パーキングロック状態を解除するパーキングシステムに関する。

本発明によれば、パーキングギヤとパーキングスプラグとの間に過度な結合力が作用して変速レバーによってパーキングロック状態が解除されない場合、トラクションモータを瞬間的に駆動してパーキングギヤとスプラグとの結合状態を分離することができる。一般に、自動変速機が装着された車両には、自動変速機の変速レバーが“Ｐ”レンジの状態である時、出力軸上に固定装着されるパーキングギヤをスプラグでパーキングロックさせて車両の停止状態を維持するパーキングシステムが備えられている。

このようなパーキングシステムにおいて、変速レバーを“Ｐ”レンジに移動させれば、これに連動されるパーキングロッドがスプラグを動かし、スプラグがパーキングギヤと噛合してパーキングロックが行われる。この時、パーキングロッドを動かす力は、シフトケーブルによって伝達することができるし、シフトコントロールモータによって伝達することもできる。このようなパーキングシステムのパーキングギヤとスプラグは、出力軸が一定の速度以下で回転する場合にだけ、結合されるように設計されるのが一般的である。以下、変速レバーの操作によってパーキングギヤとスプラグが結合される過程を説明する。なお、スプラグを作動させるための動力は、変速レバーと連結されたシフトケーブルによって伝達することができるし、シフトコントロールモータから伝達することもできる。

図３を参照して、シフトコントロールモータから動力が伝達される場合を例として説明する。まず、運転者が変速レバーをＰレンジに移動すれば、車速が測定される（Ｓ１００）。測定された車速は予め設定されたパーキングロック限界車速と比較される（Ｓ２００）。比較の結果、測定された車速がパーキングロック限界車速以下であれば、トランスミッションコントロールユニットの命令によってシフトコントロールモータが回転する（Ｓ３００）。シフトコントロールモータが回転すれば、パーキングロッドが移動してスプラグがパーキングギヤに結合される（Ｓ４００）。

このような過程を通じてロックキングが行われると、ロックキングが解除されるためには、シフトコントロールモータが反対方向に回転しなければならない。ケーブルによってパーキングロッドが移動する場合であれば、ケーブルによる解除力が作用しなければならない。しかし、ＰレンジからＲレンジへの解除力が不足すれば、運転者の意志と関係なくパーキングロックが解除されなくなる。特に、パーキングギヤとスプラグとの結合が限界速度で行われると、過度な結合力が発生してシフトケーブルによる解除力またはシフトコントロールモータによる解除が、不可能となる状態が発生するという問題点がある。このような問題が発生した場合、パーキングギヤとスプラグとの結合力を弱くするために、運転者が直接車両を動かした後、変速レバーをＰレンジからＲレンジに移動（ｓｈｉｆｔ）させる方法があるが、これは運転者の便宜を図れないという問題点がある。
特開平８−１９８０６７号公報

本発明はこのような問題を解決するため、ハイブリッド車両に適用されるトラクションモータを使用してパーキングロック状態を解除することによって、ＰレンジからＲレンジへの解除力がパーキングギヤとスプラグとの機械的結合力に勝てなくても、トラクションモータがパーキング解除のための補助力を発生させるようにしてパーキング解除を可能にすることを目的とする。

本発明によるハイブリッド車両のパーキングシステムは、変速機の出力軸を駆動させるトラクションモータと、前記出力軸の回転によって回転可能に設置されるパーキングギヤと、前記パーキングギヤに噛合可能なスプラグと、前記スプラグを作動させるためのアクチュエータと、前記トラクションモータを制御する制御部とを含み、前記制御部は、パーキング状態で前記アクチュエータが作動しても前記スプラグと前記パーキングギヤとの結合が解除されない場合に、前記パーキングギヤが回転するように前記トラクションモータを駆動させることを特徴とする。

前記アクチュエータはシフトコントロールモータを含むことができる。

前記アクチュエータはシフトケーブルを含むことができる。

本発明によるハイブリッド車両のパーキング解除方法は、変速レバーの作動有無を判断する段階と、スプラグを作動させる段階と、パーキングギヤと噛合っている前記スプラグが前記パーキングギヤから離脱されたか否かを検出する段階と、前記スプラグが前記パーキングギヤから離脱されない場合、トラクションモータを駆動する段階とを含むことを特徴とする。

前記スプラグが前記パーキングギヤから離脱されたか否かの判断は、前記スプラグの位置を検出することによって行われることができる。

前記変速レバーの作動有無の判断は、Ｐレンジで変速レバーのボタンが押される場合に変速レバーが作動すると判断することができる。

前記アクチュエータは、シフトコントロールモータであることができる。

前記アクチュエータは、前記変速レバー及び前記変速レバーの移動による力を前記スプラグに伝達するシフトケーブルを含むことができる。

本発明によるパーキングシステムによれば、パーキングギヤとスプラグとの間の結合が解除されない場合、トラクションモータを利用して簡単にパーキング状態を解除することができるという効果がある。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明によるパーキングシステムを概略的に示した図である。車両内部には変速レバー１０が位置し、変速レバー１０はアクチュエータ１５０を利用してスプラグ１０８を作動させることができるように設置される。アクチュエータ１５０は、変速レバーがＰレンジとＲレンジとの間で移動する場合、スプラグ１０８の作動に必要な力を伝達する構成であって、シフトケーブル（図示せず）またはシフトコントロールモータ（図示せず）を含んで構成できる。

アクチュエータ１５０としてシフトケーブルを使用すれば、変速レバーの移動による力がシフトケーブルを通じてスプラグ１０８に伝達されるので、機械的な方法でスプラグが作動する。逆に、アクチュエータ１５０としてシフトコントロールモータを使用すれば、変速レバーの移動によってシフトコントロールモータが駆動されるので、モータの回転力がスプラグ１０８を作動させるパーキング バイ ワイヤー（ｐａｒｋｉｎｇ ｂｙ ｗｉｒｅ）システムを構成する。

図１の符号１３０は、ハイブリッド車両に装着されたトランスミッションの一般的な構成を概略的に示している。ハイブリッド車両には動力を発生させるエンジン１３２と、このエンジン１３２によって発電しバッテリーを充電する発電機１３３と、発電機１３３に連結されて車両を駆動し、バッテリーの充電に使用されるトラクションモータ１３１と、トラクションモータ１３１の作動を制御するトランスミッションコントロールユニット（図示せず）とが一般的に備えられる。

トラクションモータ１３１はハイブリッド車両の移動初期に、前進及び後進（後進時にはトラクションモータだけが動力となる）に使用される。この時、トラクションモータとエンジンとの間には遊星ギヤ列１３４が位置し、遊星ギヤ列１３４は、ディファレンシャル１３５を通じて出力軸１３６に回転力を伝達するように設置される。符号１３４ａはキャリアを、１３４ｂはリングギヤを、１３４ｃはサンギヤを示す。出力軸１３６にはパーキングギヤ１１２が連結される。

パーキングギヤ１１２は出力軸１３６の回転に連動して回転可能に設置されるが、図２に示すように、出力軸１３６の外側に直接結合されることもできて、図示していないが、別途の軸上に結合されて動力伝達のための補助ギヤなどによって動力の伝達を受けるように設置されることもできる。トラクションモータ１３１がパーキングギヤ１１２に動力を伝達することができるようになると、パーキング解除のためにパーキングギヤ１１２の回転が必要な場合、従来の車両のように、車両を直接前後方向に動かなくてもパーキングギヤ１１２とスプラグ１０８のパーキングロック解除が可能になる。パーキングギヤ１１２は図示していない制御部によって作動が制御されるが、制御部としてはトランスミッションコントロールユニットを使用することができる。

以下、図２を参照して、パーキングギヤ１１２及びパーキングギヤ１１２に噛合うスプラグ１０８の構成を、より詳しく説明する。まず、パーキングギヤ１１２は、出力軸１３６の回転によって直／間接的に回転するように設置され、外周面にはギヤ歯１１３ａ及びギヤ溝１１３ｂが形成される。スプラグ１０８はパーキングギヤ１１２に噛合可能に設置されるが、パーキングギヤ１１２の端部にはギヤ溝１１３ｂに噛合できるように係止部１１０が形成される。

スプラグ１０８は、ヒンジ１０９を利用して回転可能に車体に結合され、係止部１１０が形成された反対側の端部にはパーキングロッド１０２が連結される。パーキングロッド１０２は、往復運動によってスプラグ１０８をパーキングギヤ１１２と結合させ、また、パーキングギヤ１１２から離脱させるように、スプラグ１０８と連結される。パーキングロッド１０２が左右に往復移動をすることによって、スプラグ１０８がヒンジ１０９を中心に回転する。

パーキングロッド１０２の一側端部はアクチュエータ１５０（図１参照）と連結される。アクチュエータとしてはシフトコントロールモータを使用することができるが、モータの回転運動をパーキングロッド１０２の直線運動に変える方法は、当業者に自明なことであり、多様な形態に変更できるので、詳細な説明は省略する。また、アクチュエータ１５０としてはシフトケーブルを使用することもできるが、変速レバー１０とパーキングロッド１０２との間にシフトケーブルが設置されて、機械的な方法で力を伝達することは当業者には自明であるので、詳細な説明は省略する。

以下、図４を参照して、本実施形態によるパーキングシステムのロックキング解除過程を説明する。図４はアクチュエータとしてシフトコントロールモータを使用してスプラグを作動させることを説明するフローチャートである。パーキング解除のためには、まず変速レバーの作動有無を検出及び決定する（Ｓ５００）。ここで変速レバーの作動有無は、変速レバーがＰレンジからＲレンジへの移動が完了されたか否かの検出を意味することではなく、運転者が変速レバーをＰレンジからＲレンジへ変速しようとする意志があるかどうかを判断することを意味する。例えば、運転者の変速レバー作動意志は、変速レバーのボタン１１（図１参照）が押されたか否かを検出して判断することができる。また、運転者の変速レバー作動意志は変速レバーのボタンが押された後、変速レバーに力が加えられるか否かを検出して判断することができる。このような変速レバーの作動有無検出方法は当業者に自明であるので、詳細な説明は省略する。

変速レバーの作動が判断されれば、トランスミッションコントロールユニットは、パーキングを解除する方向にシフトコントロールモータの駆動を命令する（Ｓ６００）。トランスミッションコントロールユニットからシフトコントロールモータに作動命令が伝達されれば、シフトコントロールモータはスプラグをパーキングギヤから離脱させる方向に回転しようとする。しかし、モータの回転力がパーキングギヤとスプラグとの結合力より大きければ、スプラグの係止部がパーキングギヤのギヤ溝から離脱されるが、モータの回転力がパーキングギヤとスプラグとの結合力より小さければ、モータは回転できなくなり、その結果、パーキングギヤとスプラグとの結合状態が維持される。次に、シフトコントロールモータに作動命令が伝達されれば、図示していないスプラグ検出部はスプラグがパーキングギヤから離脱したか否かを検出する（Ｓ７００）。

スプラグとパーキングギヤとの結合が解除されたか否かは、スプラグの位置を検出することによって行われる。ヒンジを中心にしたスプラグの回転を検出してスプラグがパーキングギヤから離脱されたか否かを検出してもよい。スプラグとパーキングギヤの結合解除の有無を検出した結果、結合が解除されていれば、トラクションモータを駆動する必要はなく、パーキング状態が解除される（Ｓ９００）。しかし、スプラグとパーキングギヤとの結合状態が維持されていれば、トラクションモータが駆動して、これによってパーキング状態を解除させるための補助力が発生してパーキング解除を誘導する（Ｓ８００）。

図５は、アクチュエータとしてシフトケーブルを使用してロックキングを解除する段階を説明するフローチャートである。まず、変速レバーの作動有無を検出する（Ｓ５００’）。運転者または搭乗者が変速レバー１０をＰレンジからＲレンジに変化しようとする時、変速レバーのボタンを押した後、変速レバーにＲレンジ方向に力を加えるので、ボタンが押されたかまたはＲレンジ方向に力が加えられたかを判断して変速レバーが作動されたか否かを検出する。ここで、変速レバー作動が検出されるということは、シフトケーブルを通じてスプラグに力が伝達されることを意味する。

次に、図示していないスプラグ検出部は、スプラグがパーキングギヤから離脱されたか否かを検出する（Ｓ６００’）。ケーブルを通じてスプラグに伝達された力がパーキングギヤとスプラグとの間の結合力より大きければ、スプラグの係止部がパーキングギヤのギヤ溝から離脱される。反面、スプラグとパーキングギヤとの間の結合力より小さければ、パーキングギヤとスプラグとの結合状態が維持される。この時、スプラグがパーキングギヤから離脱されたか否かはスプラグの変位を検出して行なうことができ、スプラグがヒンジを中心に回転したか否かを検出して行なうこともできる。スプラグの作動有無を検出した結果、スプラグがパーキングギヤから離脱されていれば、トラクションモータを駆動する必要がなく、パーキングギヤとスプラグとの間の結合が解除されて、パーキング状態が解除される（Ｓ７００’）。

しかし、スプラグがパーキングギヤに結合されたままであれば、トランスミッションコントロールユニットが、パーキング解除は不可能であると認識してトラクションモータに駆動を命令してパーキングを解除する（Ｓ８００’）。パーキングギヤとスプラグとの結合は車両の前進中に行われることもできて、車両の後進中に行われることもできるが、トラクションモータもまた回転方向を選択して駆動させることができるので、全ての場合にパーキングの解除が可能になる。

本発明は、ハイブリッド車両のパーキングシステムに好適である。

本発明によるパーキングシステムを概略的に示した図である。（実施例１） 本発明によるパーキングギヤ及びスプラグを概略的に示した図である。（実施例１） パーキングシステムが作動してパーキングロックが行われる過程を説明するフローチャートである。 本発明によるパーキングロックが解除される過程を説明するフローチャートである。（実施例１） 本発明によるパーキングロックが解除される過程を説明するフローチャートである。（実施例１）

符号の説明

１０ 変速レバー
１１ 変速レバーのボタン
１０２ パーキングロッド
１０８ スプラグ
１０９ ヒンジ
１１０ 係止部
１１２ パーキングギヤ
１１３ａ、１１３ｂ ギヤ歯、ギヤ溝
１３０ トランスミッションの一般的な構成
１３１ トラクションモータ
１３２ エンジン
１３３ 発電機
１３４ａ キャリア
１３４ｂ リングギヤ
１３４ｃ サンギヤ
１３５ ディファレンシャル
１３６ 出力軸
１５０ アクチュエータ

Claims (8)

1. 変速機の出力軸を駆動させるトラクションモータと、
   前記出力軸の回転によって回転可能に設置されるパーキングギヤと、
   前記パーキングギヤに噛合可能なスプラグと、
   前記スプラグを作動させるためのアクチュエータと、
   前記トラクションモータを制御する制御部とを含み、
   前記制御部は、
   パーキング状態で前記アクチュエータが作動しても前記スプラグと前記パーキングギヤとの結合が解除されない場合に、前記パーキングギヤが回転するように前記トラクションモータを駆動させることを特徴とするハイブリッド車両のパーキングシステム。
2. 前記アクチュエータはシフトコントロールモータを含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のパーキングシステム。
3. 前記アクチュエータはシフトケーブルを含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のパーキングシステム。
4. 変速レバーの作動有無を判断する段階と、
   スプラグを作動させる段階と、
   パーキングギヤと噛合っている前記スプラグが前記パーキングギヤから離脱されたか否かを検出する段階と、
   前記スプラグが前記パーキングギヤから離脱されない場合、トラクションモータを駆動する段階とを含むことを特徴とするハイブリッド車両のパーキング解除方法。
5. 前記スプラグが前記パーキングギヤから離脱されたか否かの判断は、前記スプラグの位置を検出することによって行われることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両のパーキング解除方法。
6. 前記変速レバーの作動有無の判断は、Ｐレンジで変速レバーのボタンが押される場合に変速レバーが作動すると判断することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のハイブリッド車両のパーキング解除方法。
7. 前記アクチュエータは、シフトコントロールモータであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のハイブリッド車両のパーキング解除方法。
8. 前記アクチュエータは、前記変速レバー及び前記変速レバーの移動による力を前記スプラグに伝達するシフトケーブルを含むことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のハイブリッド車両のパーキング解除方法。
   
   

Images