JP2018017294A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駐車ブレーキ装置の作動のための基準位置が記憶されないまま車両が走行することを禁止するようにした車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両の制御装置は、レンジ切換検出部８により駐車レンジへの切換が検出されると、エンジン始動指令に応じたエンジンの始動を許可し、非駐車レンジへの切換が検出されると、走行判定部３７により車両が走行中であると判定されるときにエンジンの始動を許可する一方、車両が走行中でないと判定されるときにエンジンの始動を禁止するエンジン始動制御部３３を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、駐車レンジ切換用の電動アクチュエータを制御する車両の制御装置に関する。

この種の制御装置として、従来、エンジン始動時に駐車レンジ切換用の電動アクチュエータの基準位置を設定し、その基準位置からの電動アクチュエータの駆動量に基づいて、シフトレンジを駐車レンジへ切り換えるようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の装置では、ディテントプレートの壁にローラが当接してディテントプレートが最大に回転した位置（Ｐ壁位置）を基準位置としてメモリに記憶し、この基準位置からの電動アクチュエータの駆動量に基づいて、駐車レンジへの切換を行う。

特開２００４−３０８７５２号公報

ところで、一般に自動変速機を有する車両は、シフトレンジが駐車レンジまたは中立レンジに切り換えられた状態で、エンジンの始動が可能となる。しかしながら、シフトレンジが中立レンジに切り換えられた状態で、エンジン始動のためにスタータモータにバッテリ電圧を印加すると、バッテリ電圧が低下する。その結果、上記特許文献１記載の装置のように予め電動アクチュエータの基準位置を記憶したとしても、その記憶値が消失され、基準位置が記憶されないまま車両が走行するおそれがある。

本発明の一態様は、シフト指令に応じてプレート部材を回転し、自動変速機のシフトレンジを駐車レンジと非駐車レンジとに切り換える第１電動アクチュエータと、エンジン始動指令に応じてエンジンを始動させる第２電動アクチュエータとを、共通のバッテリから供給される電力を用いて制御する車両の制御装置であって、プレート部材は、プレート部材の最大回転量が制限された基準位置から駐車レンジを確立する第１範囲、さらに非駐車レンジを確立する第１範囲を超えた第２範囲まで回転可能であり、第１範囲は、基準位置とは異なる駐車レンジ目標位置を含み、運転者によるシフト操作に応じたシフト指令を検出するシフト指令検出部と、プレート部材の回転量に応じた信号を出力する回転検出部と、シフトレンジの切換位置を検出するレンジ切換検出部と、車両が走行中か否かを判定する走行判定部と、レンジ切換検出部により駐車レンジへの切換が検出されると、エンジン始動指令に応じたエンジンの始動を許可し、非駐車レンジへの切換が検出されると、走行判定部により車両が走行中であると判定されるときにエンジンの始動を許可する一方、車両が走行中でないと判定されるときにエンジンの始動を禁止するエンジン始動制御部と、レンジ切換検出部により駐車レンジへの切換が検出された状態で、エンジンの始動完了後にプレート部材を前記基準位置まで回転させるように前記第１電動アクチュエータを制御するとともに、前記プレート部材が前記基準位置まで回転させられたときの前記回転検出部から出力される基準信号を記憶する基準位置検出動作を実行する初期制御部と、レンジ切換検出部により駐車レンジへのシフト指令が検出されると、記憶された基準信号に基づいてプレート部材を駐車レンジ目標位置に回転させるように第１電動アクチュエータを制御するレンジ切換制御部と、を備える。

本発明によれば、停車状態で駐車レンジへの切換が検出されるとエンジンの始動を許可し、非駐車レンジへの切換が検出されるとエンジン始動を禁止するので、基準位置が記憶されずに車両が走行することを防止することができ、停車後に駐車レンジへのシフト指令が出力された際に、シフトレンジを即座に駐車レンジに切り換えることができる。

本発明の実施形態に係る制御装置が適用される車両の概略構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る車両に搭載される駐車ブレーキ装置の要部構成を概略的に示す図。 図２の駐車ブレーキ装置を構成するディテントプレートの回転範囲を示す図。 本発明の実施形態に係る車両の制御装置の要部構成を示すブロック図。 車両前方に設けられる表示部の構成を示す正面図。 図４のＥＣＵで実行される主にエンジン始動に関する処理の一例を示すフローチャート。 表示部に表示される表示画像の一例を示す図。 表示部に表示される表示画像の別の例を示す図。 図４のＥＣＵで実行される主に駐車ブレーキ装置故障時の処理の一例を示すフローチャート。

以下、図１〜図８を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用される車両の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車両には、エンジン１と、エンジン１の動力を変速して車輪に伝達する自動変速機２と、エンジン１と自動変速機２の動作を制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）３とが搭載される。ＥＣＵ３は、エンジン制御用コントロールユニットと自動変速機制御用コントロールユニット等により構成されるが、図１では便宜上、１つのＥＣＵ３として示す。

エンジン１は、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンであり、ＥＣＵ３からの指令により、アクセルペダルの操作に応じてスロットルバルブの開度を調整するとともに、スロットルバルブを介して供給された吸気量に対応した燃料を噴射するように構成される。したがって、車両には、ハイブリッド車両におけるような高電圧バッテリは搭載されず、通常のガソリン車と同様、例えば１２Ｖのバッテリ４が搭載され、バッテリ４からの電力によりエンジン１および自動変速機２の各動作が制御される。

自動変速機２は、有段または無段自動変速機であり、そのシフトレンジは、運転者によるシフト操作に応じて、駐車レンジ（Ｐレンジ）、後進走行レンジ（Ｒレンジ）、中立レンジ（Ｎレンジ）および前進走行レンジ（Ｄレンジ）のいずれかに切り換えられる。より詳しくは、車両はシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）方式のシフト装置５を備える。シフト装置５は、運転席に設けられてＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄの各レンジに対応する複数の押圧操作部を有するシフタ５ａと、シフタ５ａ（押圧操作部）の操作を検出するシフト指令検出器５ｂとを有する。なお、シフト装置５の構成はこれに限らず、例えばシフタ５ａを移動可能なレバーにより構成し、レバーの操作によるレンジの選択（シフト指令）をシフト指令検出器５ｂにより検出するようにしてもよい。

シフト指令検出器５ｂから出力された信号はＥＣＵ３に入力される。ＥＣＵ３は、その入力信号に応じて電動のシフトアクチュエータ（電動モータ）２ａを駆動するための制御信号を出力する。これによりシフトレンジが運転者の操作に応じた所望のレンジに切り換えられる。なお、シフトレンジはＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ以外（例えば低速走行用のＬレンジ等）を含んでもよい。

車両は駐車ブレーキ装置を搭載する。図２は、駐車ブレーキ装置１００の要部構成を概略的に示す図である。なお、図２は駐車ブレーキ装置１００の作動状態を示す。図２に示すように、駐車ブレーキ装置１００は、自動変速機２内のカウンターシャフト１０１と一体に設けられたパーキングギヤ１０２と、軸部１０３を支点に揺動可能に支持された屈曲形状のパーキングポール１０４とを有する。

パーキングポール１０４の一端部には係合爪１０４ａが設けられ、パーキングポール１０４の他端部はカム体１０５に当接する。カム体１０５は、パーキングロッド１０６を介してディテントプレート１１０により矢印Ａ１，Ａ２方向に進退可能に支持される。ディテントプレート１１０は、軸部１１０ａを支点にして矢印Ｒ１，Ｒ２方向に回転可能に支持される。

ディテントプレート１１０の周縁には、第１凹部１１１と第２凹部１１２とが形成されるとともに、第１凹部１１１と第２凹部１１２との間に凸部１１３が形成される。さらに、第１凹部１１１の一端部（凸部１１３の反対側）に第１壁部１１４が、第２凹部の一端部（凸部１１３の反対側）に第２壁部１１５がそれぞれ形成される。凹部１１１，１１２のいずれか一方には、一端部がケース等に固定された弾性アーム１２０の他端部に設けられたローラ１２１が係合される。

ディテントプレート１１０は、パーキングモータ６により回転駆動される。パーキングモータ６の回転量、すなわちディテントプレート１１０の回転位置は、エンコーダ７により検出される。なお、パーキングモータ６は、シフトアクチュエータ２ａとは別に設けられ、パーキングモータ６はＰレンジの切換動作を、シフトアクチュエータはＰレンジ以外（Ｄ，Ｒ，Ｎレンジ）の切換動作をそれぞれ行う。

シフタ５ａの操作によりＰレンジが選択されると、ディテントプレート１１０はＲ１方向に回転し、図２に示すように第１凹部１１１にローラ１２１が係合する。これによりパーキングロッド１０６を介してカム体１０５がＡ１方向に移動し、パーキングギヤ１０２に係合爪１０４ａが係合する。その結果、カウンターシャフト１０１の回転が阻止されて車輪が固定され、駐車ブレーキ装置１００が作動する（パーキング作動状態）。

一方、非Ｐレンジ（Ｄ，Ｒ，Ｎレンジのいずれか）が選択されると、ディテントプレート１１０はＲ２方向に回転し、ローラ１２１が凸部１１３を乗り越えて第２凹部１１２に係合する。これによりパーキングロッド１０６を介してカム体１０５がＡ２方向に移動し、パーキングギヤ１０２と係合爪１０４ａとの係合が解除される。その結果、カウンターシャフト１０１が回転可能となり、それ故、車輪が回転可能となって、駐車ブレーキ装置１００が解除される（パーキング解除状態）。

図３は、ディテントプレート１１０の回転範囲を示す図である。図３に示すように、ディテントプレート１１０の回転は、ローラ１２１が第１壁部１１４に当接したＰ壁位置Ｐ１と、ローラ１２１が第２壁部１１５に当接した非Ｐ壁位置Ｐ２とにより制限され、ディテントプレート１１０はＰ壁位置Ｐ１と非Ｐ壁位置との間を回転可能である。ローラ１２１は、Ｐ壁位置Ｐ１と非Ｐ壁位置Ｐ２との間の境界位置Ｐ３で凸部１１３に移動する。

ディテントプレート１１０の回転量が第１範囲θ１にあるとき、シフトレンジはＰレンジに切り換えられ、パーキング作動状態となる。一方、ディテントプレート１１０の回転量が第２範囲θ２にあるとき、シフトレンジはＰレンジ以外（非Ｐレンジ）に切り換えられ、パーキング解除状態となる。

第１範囲θ１内の例えば第１凹部１１１の中心位置には、Ｐレンジが選択されたときの、Ｐ壁位置Ｐ１を起点としたディテントプレート１１０の目標回転位置（Ｐレンジ目標位置Ｐａ）が設定される。第２範囲θ２内の例えば第２凹部１１２の中心位置には、非Ｐレンジが選択されたときの、Ｐ壁位置Ｐ１を起点としたディテントプレート１１０の目標回転位置（非Ｐレンジ目標位置Ｐｂ）が設定される。

本実施形態では、ディテントプレート１１０をＲ１方向に最大に回転させ、そのときのエンコーダ７の信号により、Ｐ壁位置Ｐ１（基準位置）を検出するとともに、Ｐ壁位置Ｐ１を表すエンコーダ７の信号（基準信号）をメモリ（揮発性メモリ）に記憶する。これをＰ壁位置検出動作と呼ぶ。なお、ディテントプレート１１０をＲ１方向に最大回転させた状態では、弾性アーム１２０に作用する引張力が最大となる。

ところで、本実施形態に係る車両は、上述したように一般的なガソリン車と同様の１２Ｖのバッテリ４を搭載し、バッテリ４からの電力によって、エンジン始動時にスタータモータ１ａを駆動する。このため、エンジン始動指令に応じてスタータモータ１ａに突入電流を流した際に、バッテリ電圧が所定値以下に低下し、メモリに記憶された情報、すなわちＰ壁位置検出動作によって得られた基準位置情報が消失するおそれがある。基準位置情報が焼失したとしても、シフトレンジがＰレンジに切り換えられた状態であれば、エンジン始動後にＰ壁位置検出動作を再度実行し、Ｐ壁位置Ｐ１を記憶した状態で車両走行が可能である。

しかしながら、シフトレンジがＮレンジに切り換えられた状態でエンジン１が始動されると、Ｐ壁位置検出動作を実行することができず、Ｐ壁位置Ｐ１を記憶しないまま車両が走行するおそれがある。この場合には、停車後にＰレンジへの切換が指令されたときに、ディテントプレート１１０を即座にＰレンジ目標位置Ｐａまで回転させることができず、Ｐレンジへの切換に要する時間が長くなる。その結果、例えば傾斜地で停車したとき、車両のずり下がりを防止するためにブレーキペダルを操作し続ける必要があり、運転者にとって煩雑な操作が必要となる。このような煩雑な操作を防止するため、本実施形態では、以下のように車両の制御装置を構成する。

図４は、本発明の実施形態に係る車両の制御装置の要部構成を示すブロック図である。図４に示すように、ＥＣＵ３には、シフト指令検出器５ｂと、エンコーダ７と、シフトレンジの切換位置を検出するレンジ切換検出器８と、車速を検出する車速検出器９と、エンジン回転数を検出する回転数検出器１０と、運転者の操作によりエンジン１の始動を指令するエンジン始動スイッチ１１とからの信号が入力される。レンジ切換検出器８は、Ｐレンジへの切換を検出するセンサ（例えば係合爪１０４ａのパーキングギヤ１０２への係合時にオン信号を出力するパーキングセンサ）と、Ｎレンジへの切換を検出するセンサ（例えばＮレンジの切換時にオン信号を出力する中立センサ）とを含む。

ＥＣＵ３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。ＥＣＵ３は、各検出器やスイッチからの信号に基づいて後述する処理を実行し、スタータモータ１ａと、シフトアクチュエータ２ａと、パーキングモータ６と、表示部１２とに制御信号を出力する。

図４に示すように、ＥＣＵ３は、機能的構成として、初期制御部３１と、レンジ切換制御部３２と、エンジン始動制御部３３と、表示制御部３４と、アイドリングストップ制御部３５と、故障判定部３６と、走行判定部３７とを有する。

初期制御部３１は、シフトレンジがＰレンジに切り換えられた状態で、回転数検出器１０により検出されるエンジン回転数が完爆回転数以上となってエンジン１が作動を開始したときに、Ｐ壁位置検出動作を実行するようにパーキングモータ６を制御する。すなわち、パーキングモータ６の駆動によりディテントプレート１１０を図２のＲ１方向に最大に回転させて、ローラ１２１を第１壁部１１４に当接させるともに、そのときのエンコーダ７の出力信号を、Ｐ壁位置Ｐ１を表す基準信号としてＥＣＵ３のメモリに記憶する。初期制御部３１は、基準信号の記憶が完了すると、ディテントプレート１１０を図２のＲ２方向に回転し、ディテントプレート１１０をＲ１方向へ回転する前の元の位置に戻す。この元の位置は、Ｐレンジ目標位置Ｐａ（図３）に相当する。

レンジ切換制御部３２は、シフト指令検出器５ｂからの信号に応じて、シフトアクチュエータ２ａとパーキングモータ６とを制御する。特にパーキングモータ６の制御に関し、シフト指令検出器５ｂによりＰレンジへのシフト指令が検出されると、レンジ切換制御部３２は、メモリに記憶されたＰ壁位置Ｐ１を表す基準信号に基づいてパーキングモータ６に制御信号を出力し、ディテントプレート１１０をＰレンジ目標位置Ｐａまで回転させる。

より具体的には、レンジ切換制御部３２は、基準信号と、ディテントプレート１１０をＲ１方向へ回転させる前のエンコーダ７の出力信号とに基づいて、Ｐレンジ目標位置Ｐａに対応した目標回転量を設定し、エンコーダ７の出力を監視しながらディテントプレート１１０をこの目標回転量だけ回転させる。なお、ディテントプレート１１０の周縁の形状データ（設計値）からＰレンジ目標位置Ｐａに対応する目標回転量を設定することもできる。

さらにレンジ切換制御部３２は、シフト指令検出器５ｂにより非Ｐレンジ（Ｄ，Ｒ，Ｎレンジ）へのシフト指令が検出されると、メモリに記憶された基準信号に基づいてパーキングモータ６に制御信号を出力し、ディテントプレート１１０を非Ｐレンジ目標位置Ｐｂ（図３）に回転させる。より具体的には、基準信号とディテントプレート１１０の周縁の形状データ（設計値）とから、非Ｐレンジ目標位置Ｐｂに対応した目標回転量を設定し、エンコーダ７の出力を監視しながらディテントプレート１１０をこの目標回転量だけ回転させる。

エンジン始動制御部３３は、エンジン始動スイッチ１１の操作によりエンジン始動指令が入力されると、シフトレンジの切換状態と車両走行状態とに基づき、エンジン始動を許可するか否かを判定する。すなわち、レンジ切換検出器８によりＰレンジへの切換が検出されると、エンジン始動を許可する。これによりスタータモータ１ａ（モータ用リレー）に制御信号を出力し、エンジン１のクランキング動作を開始する。一方、レンジ切換検出器８によりＮレンジへの切換が検出されると、走行判定部３７により車両が走行中であると判定されるときに、エンジン１の始動を許可し、車両が走行中でないと判定されるときに、エンジン１の始動を禁止する。

表示制御部３４は、運転席に設けられた表示部１２（図５）に制御信号を出力し、表示部１２に所定の表示画像を表示させる。図５は、表示部１２の構成を示す正面図である。図５に示すように、表示部１２は、運転席前方のメータパネル１３の中央に配置されたマルチインフォメーションディスプレイにより構成される。

本発明の実施形態に係る車両は、Ｄレンジが選択され、かつ、停車状態（車速０）で、かつ、ブレーキペダルの操作の条件（アイドリングストップ開始条件）が成立すると、ＥＣＵ３からの指令により燃料噴射を停止してエンジン１を自動停止させるアイドリングストップ機構を有する。アイドリングストップ制御部３５は、アイドリングストップ機構の作動を制御する。アイドリングストップ中に、ブレーキペダルの非操作、アイドリングストップ継続時間が所定時間以上、車両の電気負荷の増加等のいずれかのアイドリングストップ停止条件が成立すると、アイドリングストップ制御部３５は、アイドリングストップが終了するように、スタータモータ１ａを制御する。これによりクランキング動作が開始され、エンジン１が再始動する。

故障判定部３６は、駐車ブレーキ装置１００を構成する一部の部品（パーキングモータ６やエンコーダ７等）が故障したか否かを判定する。例えばパーキングモータ６の動作を示す信号が所定時間以上、異常であるとき、駐車ブレーキ装置１００が故障であると判定する。走行判定部３７は、車速検出器９からの信号に基づき車両が走行中か否かを判定する。

図６は、図４のＥＣＵ３で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、主にエンジン始動に関する処理（エンジン始動処理）であり、停車中または走行中でエンジン１が非作動状態のときに開始される。なお、エンジン１の非作動状態とは、エンジン始動前の状態と、エンジン始動後にエンジン回転数がアイドル回転数よりも低くなったエンジンストール状態とを含む。

まず、ステップＳ１で、レンジ切換検出器８（パーキングセンサ）からの信号に基づき、シフトレンジがＰレンジに切り換わったパーキング作動状態であるか否かを判定する。ステップＳ１で肯定されるとステップＳ２に進み、エンジン始動スイッチ１１の操作によりエンジン始動が指令されたか否かを判定する。ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとステップＳ１に戻る。

ステップＳ３では、エンジン始動制御部３３での処理により、スタータモータ１ａに制御信号を出力し、エンジン１を始動させる。次いで、エンジン始動完了後にステップＳ４に進み、初期制御部３１での処理により、Ｐ壁位置検出動作を実行する。すなわち、パーキングモータ６に制御信号を出力し、ディテントプレート１１０をＰ壁位置Ｐ１まで回転させるとともに、そのときのエンコーダ７の検出信号をメモリに記憶する。

次いで、ステップＳ５で、初期制御部３１での処理により、エンコーダ７の信号に基づいてパーキングモータ６に制御信号を出力し、ディテントプレート１１０を、Ｐ壁位置検出動作を実行する前の元の位置（Ｐレンジ目標位置Ｐａ）に戻す。以上でエンジン始動処理が終了する。以降、シフトレンジはシフタ５ａの操作に応じて切り換えられる。例えば非ＰレンジからＰレンジへの切換が指令されると、レンジ切換制御部３２での処理により、ステップＳ４で記憶された基準信号に基づいてパーキングモータ６に制御信号を出力し、シフトレンジをＰレンジに切り換える。また、シフトレンジがＤレンジに切り換えられてアイドリングストップ条件が成立すると、アイドリングストップ制御部３５での処理により、アイドリングストップ機構が作動する。

一方、ステップＳ１で否定されると、すなわち、パーキング解除状態のとき、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、レンジ切換検出器８（中立センサ）からの信号に基づき、シフトレンジがＮレンジに切り換わっているか否かを判定する。ステップＳ６で肯定されるとステップＳ７に進み、走行判定部３７での処理により、車速検出器９からの信号に基づいて車両が走行中か否かを判定する。ステップＳ７で肯定、すなわちエンジンストール状態でＮレンジへの切換が検出されると、ステップＳ８に進み、エンジン始動スイッチ１１の操作によりエンジン始動指令が出力されたか否かを判定する。

ステップＳ８は肯定されるまで繰り返され、ステップＳ８で肯定されるとステップＳ９に進む。ステップＳ９では、エンジン始動制御部３３での処理により、スタータモータ１ａに制御信号を出力し、エンジン１を始動させる。次いで、ステップＳ１０で、走行判定部３７での処理により、車速検出器９からの信号に基づき車両が走行中か否かを判定する。ステップＳ１０は否定されるまで繰り返され、ステップＳ１０で否定、すなわち車両が停車中と判定されると、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、シフト指令検出器５ｂからの信号に基づき、シフタ５ａの操作によりＰレンジへのシフト指令が出力されたか否かを判定する。ステップＳ１１は肯定されるまで繰り返され、ステップＳ１１で肯定されるとステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、予めメモリに記憶されたＰ壁位置Ｐ１を表す基準信号が消失したか否かを判定する。すなわち、ステップＳ９でエンジン１を始動した際に、バッテリ電圧が所定値以下まで低下したことにより、基準信号が消失したか否かを判定する。

ステップＳ１２で否定されるとステップＳ５に進み、メモリに記憶された基準信号とエンコーダ７の信号とに基づいて、パーキングモータ６に制御信号を出力する。これにより、ディテントプレート１１０を非Ｐレンジ目標位置ＰｂからＰレンジ目標位置Ｐａまで回転させ、シフトレンジをＮレンジからＰレンジに切り換える。一方、ステップＳ１２で肯定されるとステップＳ１３に進み、アイドリングストップ制御部３５での処理により、アイドリングストップ条件の成否に拘らずアイドリングストップを禁止する。

次いで、ステップＳ１４に進み、初期制御部３１での処理により、Ｐ壁位置検出動作を実行する。この場合、Ｎレンジに切り換えられた状態でＰ壁位置検出動作を実行するため、ステップＳ４での駆動速度よりも、ディテントプレート１１０をＰ壁位置Ｐ１まで低速で回転させるようにパーキングモータ６の駆動を制御する。次いで、ステップＳ５に進み、ステップＳ１４のＰ壁位置検出動作によって得られた基準信号に基づいてパーキングモータ６に制御信号を出力し、ディテントプレート１１０をＰレンジ目標位置Ｐａまで回転させる。

Ｓ６で否定されるとステップＳ１５に進み、車速検出器９からの信号により車両が走行中か否かを判定する。ステップＳ１５で肯定されるとステップＳ１６に進み、否定されるとステップＳ１７に進む。ステップＳ７で否定されたときもステップＳ１７に進む。ステップＳ１６では、レンジ切換制御部３２での処理により、シフトアクチュエータ２ａに制御信号を出力し、シフトレンジをＮレンジに切り換える。

ステップＳ１７では、表示制御部３４での処理により、表示部１２に制御信号を出力して所定の画像を表示させる。図７Ａは、この場合の表示画像１４の一例を示す図である。図７Ａでは、Ｐレンジを模した画像１４ａと、Ｐレンジに切り換えてエンジン始動を行うことを教示する文字画像１４ｂとにより表示画像１４が構成される。これにより運転者はエンジン始動の手順を容易に把握することができる。

図８は、ＥＣＵ３における別の処理、特に駐車ブレーキ装置１００の一部の部品（パーキングモータ６等）が故障したときのエンジン始動に関する処理（パーキング故障処理）の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えばエンジン始動スイッチ１１の操作によりエンジン始動指令が出力されると開始される。

まずステップＳ２１で、故障判定部３６で駐車ブレーキ装置１００が故障したか否かを判定する。ステップＳ２１は肯定されるまで繰り返され、ステップＳ２１で肯定されると、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、レンジ切換検出器８からの信号に基づいてシフトレンジがＮレンジに切り換わっているか否かを判定する。ステップＳ２２で肯定されるとステップＳ２３に進み、否定されるとステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２３では、表示制御部３４での処理により、表示部１２に制御信号を出力して所定の画像を表示させる。図７Ｂは、この場合の表示画像１５の一例を示す図である。図７Ｂでは、ブレーキペダルを模したペダル画像１５ａと、ブレーキペダルの操作を示す矢印画像１５ｂと、エンジン始動スイッチ１１を模した始動スイッチ画像１５ｃと、エンジン始動方法を教示する文字画像１５ｄとにより表示画像１５が構成される。これにより運転者はエンジン始動の手順を容易に把握することができる。

次いで、ステップＳ２４で、エンジン始動制御部３３での処理により、ブレーキペダルが操作された状態でエンジン始動スイッチ１１が操作されたか否か、すなわち駐車ブレーキ装置１００の故障時のエンジン始動条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ２４で肯定されるとステップＳ２５に進み、否定されるとステップＳ２３に戻る。ステップＳ２５では、スタータモータ１ａに制御信号を出力し、エンジン１を始動させる。これにより、Ｎレンジかつ車両が停車中であっても、駐車ブレーキ装置１００が故障している場合には、エンジン始動が可能となる。

次に、本発明の実施形態に係る車両の制御装置の主要な動作をより具体的に説明する。駐車ブレーキ装置１００が故障していない正常状態において、停車中に運転者がエンジン始動スイッチ１１を操作すると、シフトレンジがＰレンジに切り換わっているときにクランキング動作が開始され、エンジン１が始動される（ステップＳ３）。その後、パーキングモータ６の駆動によりＰ壁位置検出動作が実行され、Ｐ壁位置Ｐ１がメモリに記憶された後（ステップＳ４）、ディテントプレート１１０はＰレンジ目標位置Ｐａに戻される（ステップＳ５）。

一方、シフトレンジがＰレンジ以外（例えばＮレンジ）に切り換わっているときとき、クランキング動作は禁止される。このとき、表示部１２には、シフタ５ａの操作によりＰレンジを選択するように教示する画像（図７Ａ）が表示される（ステップＳ１７）。これにより停車状態でのエンジン始動はＰレンジで行われ、エンジン始動後にＰ壁位置検出動作が実行されるため、パーキング作動の基準となるＰ壁位置Ｐ１が記憶されずに車両が走行することを禁止できる。

その結果、車両を走行後に停車させてから、運転者がシフタ５ａの操作によりＰレンジへの切換を指令した場合に、予め記憶されたＰ壁位置Ｐ１に基づいてシフトレンジを即座にＰレンジに切り換えることができる。これにより例えば傾斜地で停車した状態で、運転者がＰレンジへの切換を指令した後にブレーキペダルから足を離した際に、重力により車両がずり下がることを防止できる。換言すれば、運転者はブレーキペダルを操作し続ける必要がなく、運転者の労力を軽減できる。

走行中にエンジンストールが発生すると、シフトレンジがＮレンジへ切り換わったことを条件にエンジン始動が許可される。シフトレンジがＮレンジ以外（Ｄレンジ）に切り換わっていれば、シフトアクチュエータ２ａの作動によりシフトレンジは強制的にＮレンジに切り換えられる（ステップＳ１６）。さらに、シフトレンジがＮレンジに切り換わった状態でエンジン始動スイッチ１１が操作されると、エンジン１が始動する（ステップＳ９）。これによりエンジンストール状態から復帰できるため、走行中に十分なブレーキ負圧を確保することができ、ブレーキペダルの操作により確実にブレーキ力を発生できる。

Ｎレンジでエンジン始動すると、メモリに記憶されたＰ壁位置Ｐ１が消失するおそれがある。Ｐ壁位置Ｐ１が消失した状態で停車後に、シフタ５ａの操作によりＰレンジへの切換が指令されると、ＰレンジでのＰ壁位置検出動作時（ステップＳ４）よりもパーキングモータ６が低速で駆動されながらＰ壁位置検出動作が実行される（ステップＳ１４）。これによりローラ１２１（図２）を、凸部１１３を超えて第２凹部１１２から第１凹部１１１へと移動させる場合の衝撃を和らげることができる。

ＮレンジでＰ壁位置検出動作を実行するとき、アイドリングストップが禁止される（ステップＳ１３）。したがって、アイドリングストップの解除によりスタータモータ１ａが自動的に駆動されることがなく、１２Ｖのバッテリ４の電力によりパーキングモータ６を確実に駆動できる。すなわち、スタータモータ１ａとパーキングモータ６とが同時に駆動されることがないため、パーキングモータ６の十分な駆動電圧を確保することができる。これにより確実にパーキング作動状態とすることができるため、傾斜地において車両が重力によりずり下がることを防止できる。

駐車ブレーキ装置１００（例えばパーキングモータ６）が故障すると、Ｎレンジでのエンジン始動が許可される。すなわち、シフトレンジがＮレンジに切り換わり、かつ、ブレーキペダルが操作された状態で、エンジン始動スイッチ１１が操作されると、エンジン１が始動する（ステップＳ２５）。これにより、駐車ブレーキ装置１００の故障によりシフトレンジがＰレンジへ切り換えられない場合であっても、エンジン１を始動できる。駐車ブレーキ装置１００の故障時には、エンジン始動の手順が表示部１２に表示される（ステップＳ２３）。この表示を参照することで、運転者はエンジン１を容易に始動できる。

本発明の実施形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本発明の実施形態に係る車両の制御装置は、シフト指令に応じてディテントプレート１１０を回転し、自動変速機２のシフトレンジをＰレンジと非Ｐレンジ（Ｄ，Ｒ，Ｎレンジ）とに切り換えるパーキングモータ６と、エンジン始動指令に応じてエンジン１を始動させるスタータモータ１ａとを、共通のバッテリ４から供給される電力を用いて制御する（図１）。ディテントプレート１１０は、その最大回転量が制限されたＰ壁位置Ｐ１からＰレンジを確立する第１範囲θ１、さらに非Ｐレンジを確立する第１範囲θ１を超えた第２範囲θ２まで回転可能であり、第１範囲θ１は、Ｐ壁位置Ｐ１とは異なるＰレンジ目標位置Ｐａを含む（図３）。そして、制御装置は、運転者によるシフト操作に応じたシフト指令を出力するシフト指令検出器５ｂと、ディテントプレート１１０の回転量に応じた信号を出力するエンコーダ７と、シフトレンジの切換位置を検出するレンジ切換検出器８と、車両が走行中か否かを判定する走行判定部３７と、レンジ切換検出器８によりＰレンジへの切換が検出されると、エンジン始動指令に応じたエンジン１の始動を許可し、非Ｐレンジへの切換が検出されると、走行判定部３７により車両が走行中であると判定されるときにエンジン１の始動を許可する一方、車両が走行中でないと判定されるときにエンジン１の始動を禁止するエンジン始動制御部３３と、レンジ切換検出器８により駐車レンジへの切換が検出された状態で、エンジン１の始動完了後にディテントプレート１１０をＰ壁位置まで回転させるようにパーキングモータ６を制御するとともに、ディテントプレート１１０がＰ壁位置まで回転させられたときのエンコーダ７から出力される基準信号を記憶するＰ壁位置検出動作を実行する初期制御部３１と、シフト指令検出器５ｂによりＰレンジへのシフト指令が出力されると、メモリに記憶された基準信号に基づいてディテントプレート１１０をＰレンジ目標位置Ｐａに回転させるようにパーキングモータ６を制御するレンジ切換制御部３２とを備える（図４）。

これにより停車状態でのエンジン始動はＰレンジで行われるため、Ｐ壁位置Ｐ１が記憶されずに車両が走行することを防止することができ、停車後にＰレンジへのシフト指令が出力された際に、シフトレンジを即座にＰレンジに切り換えることができる。したがって、運転者はブレーキペダルを操作し続ける必要がなく、煩雑な操作が不要である。また、車両が走行中であれば、非Ｐレンジであってもエンジン始動が許可されるため、走行中のエンジンストール状態からの復帰が可能である。

（２）レンジ切換検出器８は、さらにエンジン１の動力を車輪に非伝達するＮレンジを検出可能であり、エンジン始動制御部３３は、レンジ切換検出器８によりＮレンジへの切換が検出され、かつ、走行判定部３７により車両が走行中であると判定されると、エンジン１の始動を許可する（ステップＳ９）。これによりＮレンジでのエンジン始動が可能となり、走行中にエンジンストールが発生した場合であっても、エンジン始動により十分なブレーキ負圧を確保できる。

（３）レンジ切換制御部３２は、さらに走行判定部３７により車両が走行中であると判定された状態で、エンジン１が作動を停止すると、シフトレンジをＮレンジに切り換える（ステップＳ１６）。これによりエンジン始動が可能なシフト状態へと自動的に移行することができ、走行中のエンジンストール状態からの復帰が容易である。

（４）車両は、エンジン１のアイドリング運転を停止させるアイドリングストップ機能を有し、レンジ切換検出器８によりＮレンジへの切換が検出されると、アイドリングストップ機能の作動を禁止するアイドリングストップ制御部３５をさらに備える（図４）。これによりスタータモータ１ａとパーキングモータ６とが同時に駆動されることを防止できるため、パーキングモータ６の十分な駆動電圧を確保することができる。

（５）車両は、エンジン１のアイドリング運転を停止させるアイドリングストップ機能を有し、バッテリ４の電圧の低下により初期制御部３１で記憶された基準信号が消失されると、アイドリングストップ機能の作動を禁止するアイドリングストップ制御部３５をさらに備える（図４）。このように基準信号がリセットされたことを条件としてアイドリングストップ機能の作動を禁止することで、アイドリングストップ機能の無効化を最小限に抑えることができ、燃費の向上に資する。

（６）初期制御部３１は、さらにレンジ切換検出器８によりＮレンジへの切換が検出された状態で、エンジン１の始動が完了した後、シフト指令検出器５ｂによりＰレンジへのシフト指令が検出されると、Ｐ壁位置検出動作を実行する（ステップＳ１４）。これによりＰ壁位置Ｐ１が記憶され、以降、Ｐレンジへのシフト指令が出力された際に、Ｐレンジへ即座に切り換えることができる。

（７）パーキングモータ６を有する駐車ブレーキ装置１００の故障の有無を判定する故障判定部３６をさらに備え（図４）、エンジン始動制御部３３は、故障判定部３６により駐車ブレーキ装置１００が故障と判定されると、レンジ切換検出器８によりＮレンジへの切換が検出され、かつ、走行判定部３７により車両が走行中でないと判定されるときも、エンジン１の始動を許可する。これによりＮレンジで車両が停車中であっても、駐車ブレーキ装置１００が故障している場合には、エンジン始動が可能となる。

（８）故障判定部３６により駐車ブレーキ装置１００が故障と判定されたときに運転者にエンジン始動のための操作を報知する表示部１２をさらに備える（図４）。これによりエンジン始動に際し特別な操作が必要となった場合であっても、運転者はエンジン始動を容易に行うことができる。

なお、上記実施形態では、シフトレンジを駐車レンジと非駐車レンジとに切り換える第１電動アクチュエータとしてパーキングモータ６を、エンジン始動指令に応じてエンジンを始動させる第２電動アクチュエータとしてスタータモータ１ａを用いたが、共通のバッテリから供給される電力を用いて制御されるのであれば、第１電動アクチュエータおよび第２電動アクチュエータの構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、ディテントプレート１１０によりプレート部材を構成したが、最大回転量が制限された基準位置（Ｐ壁位置Ｐ１）から駐車レンジを確立する第１範囲、さらに非駐車レンジを確立する第２範囲まで回転可能に設けられ、第１範囲に基準位置とは異なる駐車レンジ目標位置が含まれるように構成されるのであれば、プレート部材の構成はいかなるものでもよい。したがって、プレート部材の回転量に応じた信号を出力する回転検出部をエンコーダ７以外により構成してもよい。

上記実施形態では、シフタ５ａの操作によりＰレンジへのシフト指令を出力するようにしたが、例えばドアの開閉を検出するドア開閉センサを設け、ドア開放時にＰレンジへのシフト指令を自動的に出力するようにしてもよい。すなわち、Ｐレンジへのシフト指令は、手動および自動のいずれによって出力されてもよい。上記実施形態では、車両に単一のバッテリ４を搭載したが、例えばバッテリ４の電力によらずに表示部１２に所定の情報（手動駐車ブレーキの操作を促す情報等）を表示可能とするために、バッテリ４とは別にサブバッテリを搭載してもよい。

上記実施形態では、故障判定部３６により駐車ブレーキ装置１００が故障と判定されたときに、エンジン始動のための操作を表示部１２に表示するようにしたが、エンジン始動のための操作を音声等により報知してもよく、報知部の構成は上述したものに限らない。運転者によるシフト操作に応じたシフト指令を検出するシフト指令検出器５ｂ（シフト指令検出部）の構成も上述したものに限らない。上記実施形態では、シフトアクチュエータ２ａとパーキングモータ６とを別々に設けたが、共通のアクチュエータにより各レンジへの切換を行うようにしてもよい。上記実施形態では、基準信号を揮発性メモリに記憶するようにしたが、不揮発性メモリに記憶することもできる。

以上の実施形態は、ガソリンエンジンを搭載したガソリン車に適用したが、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両にも、本発明は同様に適用可能である。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ エンジン、１ａ スタータモータ、３ ＥＣＵ、４ バッテリ、５ｂ シフト指令検出器、６ パーキングモータ、７ エンコーダ、８ レンジ切換検出器、９ 車速検出器、１１ エンジン始動スイッチ、１２ 表示部、３１ 初期制御部、３２ レンジ切換制御部、３３ エンジン始動制御部、３４ 表示制御部、３５ アイドリングストップ制御部、３６ 故障判定部、３７ 走行判定部、１１０ ディテントプレート、Ｐ１ Ｐ壁位置、Ｐａ 駐車レンジ目標位置、θ１ 第１範囲、θ２ 第２範囲

Claims (8)

1. シフト指令に応じてプレート部材を回転し、自動変速機のシフトレンジを駐車レンジと非駐車レンジとに切り換える第１電動アクチュエータと、エンジン始動指令に応じてエンジンを始動させる第２電動アクチュエータとを、共通のバッテリから供給される電力を用いて制御する車両の制御装置であって、
   前記プレート部材は、前記プレート部材の最大回転量が制限された基準位置から前記駐車レンジを確立する第１範囲、さらに前記非駐車レンジを確立する前記第１範囲を超えた第２範囲まで回転可能であり、前記第１範囲は、前記基準位置とは異なる駐車レンジ目標位置を含み、
   運転者によるシフト操作に応じたシフト指令を検出するシフト指令検出部と、
   前記プレート部材の回転量に応じた信号を出力する回転検出部と、
   シフトレンジの切換位置を検出するレンジ切換検出部と、
   車両が走行中か否かを判定する走行判定部と、
   前記レンジ切換検出部により前記駐車レンジへの切換が検出されると、前記エンジン始動指令に応じた前記エンジンの始動を許可し、前記非駐車レンジへの切換が検出されると、前記走行判定部により車両が走行中であると判定されるときに前記エンジンの始動を許可する一方、車両が走行中でないと判定されるときに前記エンジンの始動を禁止するエンジン始動制御部と、
   前記レンジ切換検出部により前記駐車レンジへの切換が検出された状態で、前記エンジンの始動完了後に前記プレート部材を前記基準位置まで回転させるように前記第１電動アクチュエータを制御するとともに、前記プレート部材が前記基準位置まで回転させられたときの前記回転検出部から出力される基準信号を記憶する基準位置検出動作を実行する初期制御部と、
   前記レンジ切換検出部により前記駐車レンジへのシフト指令が検出されると、記憶された前記基準信号に基づいて前記プレート部材を前記駐車レンジ目標位置に回転させるように前記第１電動アクチュエータを制御するレンジ切換制御部と、を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記レンジ切換検出部は、さらに前記エンジンの動力を車輪に非伝達する中立レンジを検出可能であり、
   前記エンジン始動制御部は、前記レンジ切換検出部により前記中立レンジへの切換が検出され、かつ、前記走行判定部により車両が走行中であると判定されると、前記エンジンの始動を許可することを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記レンジ切換制御部は、さらに記走行判定部により車両が走行中であると判定された状態で、前記エンジンが作動を停止すると、シフトレンジを前記中立レンジに切り換えることを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項２または３に記載の車両の制御装置において、
   前記車両は、前記エンジンのアイドリング運転を停止させるアイドリングストップ機能を有し、
   前記レンジ切換検出部により前記中立レンジへの切換が検出されると、前記アイドリングストップ機能の作動を禁止するアイドリングストップ制御部をさらに備えることを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項２または３に記載の車両の制御装置において、
   前記車両は、前記エンジンのアイドリング運転を停止させるアイドリングストップ機能を有し、
   前記バッテリの電圧の低下により前記初期制御部で記憶された基準信号が消失されると、前記アイドリングストップ機能の作動を禁止するアイドリングストップ制御部をさらに備えることを特徴とする車両の制御装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の車両の制御装置において、
   前記初期制御部は、さらに前記レンジ切換検出部により前記中立レンジへの切換が検出された状態で、前記エンジンの始動が完了した後、前記シフト指令検出部により前記駐車レンジへのシフト指令が検出されると、前記基準位置検出動作を実行することを特徴とする車両の制御装置。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の車両の制御装置において、
   前記第１電動アクチュエータを有する駐車ブレーキ装置の故障の有無を判定する故障判定部をさらに備え、
   前記エンジン始動制御部は、前記故障判定部により前記駐車ブレーキ装置が故障と判定されると、前記レンジ切換検出部により前記中立レンジへの切換が検出され、かつ、前記走行判定部により車両が走行中でないと判定されるときも、前記エンジンの始動を許可することを特徴とする車両の制御装置。
8. 請求項７に記載の車両の制御装置において、
   前記故障判定部により前記駐車ブレーキ装置が故障と判定されたときに運転者にエンジン始動のための操作を報知する報知部をさらに備えることを特徴とする車両の制御装置。

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