JP2021080989A - シフトバイワイヤ制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】より冗長性を向上させたシフトバイワイヤ制御システムを提供すること。【解決手段】シフトバイワイヤ制御システム1は、シフトバイワイヤECU107と、バッテリ104と、補助電源装置112とを備える。シフトバイワイヤECU107は、バッテリ104から供給される電力の供給異常を判定する。補助電源装置112は、補助電源112aと、電力の供給異常と判定されかつ車速が所定値以下のとき、補助電源112aからシフトバイワイヤECU107に電力を供給させる制御を行う補助電源ECU112bと、を備える。補助電源ECU112bは、バッテリ104の電力の供給異常と判定された場合に、補助電源112aから電力が供給されるように構成される。シフトバイワイヤECU107は、補助電源112aから供給される電圧が所定電圧以下になったときに、変速レンジをパーキングレンジに変更させる。【選択図】図2
Description
本発明は、運転者の操作に応じて複数の変速レンジを電気信号を用いて設定制御するシフトバイワイヤ制御システムに関する。
この種の技術として、以下の特許文献1記載の補助電源を有する装置が知られている。この特許文献1記載の装置では、メイン電源システムが故障等した場合に補助電源に切り替え、かつ補助電源から供給される電圧が所定電圧以下になった場合にはパーキングレンジに変更することで冗長性の向上が図られている。
しかしながら、特許文献1記載の装置は、メイン電源が故障等した場合に補助電源に切り替える制御装置が、常時、補助電源に電気的に接続される構成となっており、更なる冗長性の向上が求められていた。
本発明の一態様であるシフトバイワイヤ制御システムは、運転者の操作に応じて複数の変速レンジを電気信号を用いて設定制御するシステムである。シフトバイワイヤ制御システムは、変速レンジを変更させるアクチュエータの駆動を制御する駆動制御装置と、駆動制御装置に電力を供給するメイン電源と、メイン電源から駆動制御装置に供給される電力の供給異常を判定する異常判定手段と、メイン電源に接続される補助電源装置と、を備える。補助電源装置は、駆動制御装置に電力を供給可能に構成される補助電源と、異常判定手段により電力の供給異常と判定されかつ車速が所定値以下のとき、補助電源から駆動制御装置に電力を供給させる制御を行う補助電源制御部と、を備える。補助電源制御部は、異常判定手段により電力の供給異常と判定された場合に、補助電源から電力が供給されるように構成され、駆動制御装置は、補助電源から供給される電圧が所定電圧以下になったときに、変速レンジをパーキングレンジに変更する。
本発明によれば、より冗長性を向上させたシフトバイワイヤ制御システムを提供することができる。
以下、図1〜図15を参照して本発明の一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シフトバイワイヤ制御システム1が搭載される車両100の要部構成を概略的に示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態に係るシフトバイワイヤ制御システム1が搭載される車両100は、車両前方に搭載されたエンジン(Eng)101のクランクシャフトに連結されたオートマチックトランスミッション(T/M)102により変速されて前輪103を駆動する、所謂、前輪駆動車である。なお、シフトバイワイヤ制御システム1が搭載される車両は、上述の前輪駆動車に限定されず、後輪駆動車や四輪駆動車であってもよい。
エンジン101に連結されるトランスミッション102は、例えば、マニュアルバルブ、オン・オフソレノイドバルブ、リニアソレノイドバルブ、シフトバルブ等により油路を切り替えられて所定の摩擦係合要素を締結することにより、変速段が切り替えられる。
車両100のメイン電源としてのバッテリ104は、エンジンECU(Eng−ECU)105、トランスミッションECU(T/M−ECU)106、シフトバイワイヤECU(SBW−ECU)107、シフターECU108およびメータECU109等の各種ECUと、変速レンジを変更させるシフトバイワイヤアクチュエータ(SBW−ACT)110と、車両100のイグニッションのオン・オフを切り替えるイグニッションスイッチ(IGSW)111と、後述する補助電源装置112とに接続され、これらに電力を供給する。
本実施形態では、バッテリ104は、12Vの鉛バッテリから構成され、これらに12Vの電力を供給する。また、シフトバイワイヤアクチュエータ110の駆動を制御する駆動制御装置はシフトバイワイヤECU107により構成される。
補助電源装置112は、常時、バッテリ104からの電力供給を受けて充電されるとともに、イグニッションスイッチ111に常時電力を供給可能に構成される。また補助電源装置112は、バッテリ104からの電力の供給異常が生じた場合、シフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110に電力を供給可能に構成される。
イグニッションスイッチ111は、エンジンECU105、トランスミッションECU106、シフトバイワイヤECU107およびメータECU109に接続されており、バッテリ104または補助電源装置112から電力供給を受けた状態でこれらにイグニッションオン信号(IG_オン信号)を出力可能に構成される。
トランスミッションECU106、シフトバイワイヤECU107およびメータECU109には、ポジションセンサ(Pセンサ)113が接続されている。ポジションセンサ113は、シフトバイワイヤアクチュエータ110により変更される複数の変速ポジション(変速レンジ)、例えば、パーキングレンジP、リバースレンジR、ニュートラルレンジNおよびドライブレンジD等を検出する。
シフターECU108は、車両100に設けられるシフトレバーおよびシフトボタン等を運転者が操作することで出力されるシフター信号をポジション信号に変換し、トランスミッションECU106にポジション信号をCAN通信(コントローラ・エリア・ネットワーク通信)で送信する。トランスミッションECU106は、シフターECU108から送信されるポジション信号に基づいて、シフトバイワイヤECU107にポジション要求信号をCAN通信で送信する。
シフトバイワイヤECU107は、トランスミッションECU106から送信されるポジション要求信号に基づいて、シフトバイワイヤアクチュエータ110を駆動し、変速レンジを変更する。変更された変速レンジは、ポジションセンサ113によって検知され、トランスミッションECU106およびシフトバイワイヤECU107が実ポジションとしてこれを認識する。
トランスミッションECU106は、認識した実ポジションをCAN通信でエンジンECU105およびメータECU109に送信し、エンジンECU105およびメータECU109がこれを受け取る。そして、例えば、実ポジションを車両100のメータやモニタ等に表示することで、運転者に認識させる。
なお、本実施形態においては、車両100は、LIN通信(ローカルインターネットネットワーク通信)可能に構成されており、CAN通信ほどの通信速度を必要としない項目を安価なLIN通信に置き換えて、各部や各ECU等の送受信を可能としている。
上述のように構成された車両100では、バッテリ104の電力供給に異常(バッテリ104の電圧低下、断線、接点不良、端子外れ等)が生じ、車速が所定値以下になってACジェネレータ(図示せず)による発電量が少なくなる(シフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110を操作できなくなるくらい少なくなる)と、シフトバイワイヤ制御システム1によって、補助電源装置112からシフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110に電力が供給される。
そして、補助電源装置112から供給される電圧が所定電圧以下になったときに、補助電源装置112からの電力供給を受けたシフトバイワイヤECU107が、シフトバイワイヤアクチュエータ110を駆動制御し、車両100のシフトレンジをパーキングレンジに変更させる。
以下、上述のように構成される車両100に搭載されるシフトバイワイヤ制御システム1について具体的に説明する。図2は、本実施形態に係る車両100に搭載されるシフトバイワイヤ制御システム1の要部構成を概略的に示すシステム構成図である。
図2に示すように、本実施形態に係るシフトバイワイヤ制御システム1は、バッテリ104と、補助電源装置112と、シフトバイワイヤECU107と、シフトバイワイヤアクチュエータ110と、トランスミッションECU106とを備えて構成される。本実施形態では、バッテリ104の電力の供給異常を判定する異常判定手段は、シフトバイワイヤECU107に設けられる。
補助電源装置112は、補助電源112aと、補助電源ECU112b(補助電源制御部)とを有して構成される。補助電源112aは、複数個の電気二重層キャパシタから構成され、複数個の電気二重層キャパシタは、常時、バッテリ104により充電される。
補助電源112aを電気二重層キャパシタで構成することで、例えば、補助電源112aをバッテリで構成する場合に比して、補助電源112aの長寿命化および信頼性の向上を図ることができる。また、電気二重層キャパシタからなる補助電源112aをバッテリ104に常時接続させることで、例えば、複雑な充放電回路を設ける必要がなく、補助電源112aを安価に構成することができる。
補助電源ECU112bは、バッテリ104からシフトバイワイヤECU107に供給される電力の供給異常と判定され、かつ車速が所定値以下になると、補助電源112aからシフトバイワイヤECU107に電力供給させる制御を行う。
シフトバイワイヤ制御システム1では、バッテリ104は、逆流防止ダイオードD11を介してイグニッションスイッチ111に接続され、イグニッションスイッチ111に常時電力を供給するように構成される。
イグニッションスイッチ111は、ヒューズF10を介して補助電源ECU112bのIG1端子に接続され、イグニッションがオンされると、IG_オン信号を補助電源ECU112bに出力する。同様に、イグニッションスイッチ111は、トランスミッションECU106のIG1端子、シフトバイワイヤECU107のIG1端子およびIG2端子に接続されており、イグニッションがオンされると、IG_オン信号をこれらに出力する。なお、本実施形態では、シフトバイワイヤECU107のIG1端子は、逆流防止ダイオードD7を介してイグニッションスイッチ111に接続される。
バッテリ104は、ヒューズF1および逆流防止ダイオードD1を介して補助電源112aに接続され、ヒューズF1および逆流防止ダイオードD5を介して補助電源ECU112bの電源端子(+B)に接続されており、これらに常時電力を供給する。これにより、補助電源112aおよび補助電源ECU112bは、バッテリ104から常時電力供給を受けることができる。その結果、補助電源112aは、バッテリ104によってフル充電状態に充電される。
またバッテリ104は、ヒューズF5およびリレーREL1を介してトランスミッションECU106のIGP端子に接続されている。トランスミッションECU106は、IG1端子にIG_オン信号が入力されることでリレーREL1がオンされ、バッテリ104から電力が供給されるように構成される。
同様に、バッテリ104は、ヒューズF6、リレーREL2および逆流防止ダイオードD8を介してシフトバイワイヤECU107のIGP1端子に接続され、ヒューズF7およびリレーREL3を介してシフトバイワイヤECU107のIGP2端子に接続されている。シフトバイワイヤECU107は、IGP1端子,IGP2端子にIG_オン信号が入力されることでリレーREL2,3がオンされ、バッテリ104から電力が供給されるように構成される。
またバッテリ104は、ヒューズF8およびリレーREL4を介してシフトバイワイヤアクチュエータ110のIGP1端子に接続され、ヒューズF9およびリレーREL5を介してシフトバイワイヤアクチュエータ110のIGP2端子に接続されている。シフトバイワイヤアクチュエータ110は、シフトバイワイヤECU107から送信される駆動信号に基づいて、リレーREL4,5がオンされ、バッテリ104からの電力が供給されるように構成される。
イグニッションスイッチ111には、逆流防止ダイオードD10を介して補助電源112aが接続されており、バッテリ104による電力の供給異常が生じた場合においても、イグニッションオン状態を維持可能に構成される。逆流防止ダイオードD10は、バッテリ104から補助電源112aに向けた電流の流れを防止する。
補助電源ECU112bのVin端子には、第1電圧計112cが接続されており、第1電圧計112cは、バッテリ104から補助電源装置112に供給される入力電圧V1を測定し、Vin端子を介して補助電源ECU112bに出力する。補助電源ECU112bのVout端子には、第2電圧計112dが接続されており、第2電圧計112dは、補助電源112aから出力される出力電圧V2を測定し、Vout端子を介して補助電源ECU112bに出力する。
補助電源ECU112bの電源端子(+B端子)には、スイッチング回路を介して補助電源112aが接続されており、スイッチング回路がオンすると、補助電源ECU112bに補助電源112aから電力が供給されるように構成される。本実施形態では、スイッチング回路は、補助電源ECU112bに設けられるS1端子から出力されるS1信号によりオン・オフするトランジスタTR1と、トランジスタTR1と直列配置され、補助電源112aに向けた電流の流れを防止する逆流防止ダイオードD6とにより構成される。
スイッチング回路を介して補助電源112aを補助電源ECU112bの電源端子(+B端子)に接続することで、スイッチング回路がオンになった場合のみ、補助電源ECU112bが補助電源112aに接続されることになり、補助電源112aから補助電源ECU112bに、常時、電力が供給されることを防止することができる。
そのため、補助電源112aの不要な電力消費が抑制され、例えば、車に長期間乗らない(車を長期間動かさない)場合においても、補助電源112aの電力が枯渇等することを防止することができる。これにより、補助電源112aの電力が枯渇等することで車両100のイグニッションをオンしたときに、補助電源112aが充電モードとなることを抑制可能となる。その結果、イグニッションをオンしたときのバッテリ104の電力の供給異常に対応できなくなったり、充電頻度が多くなることによる補助電源112aの劣化を防止したりすることができる。また、補助電源112aの劣化と誤判定することも防止することができる。
なお、本実施形態では、スイッチング回路としてトランジスタTR1を用いて説明したが、トランジスタTR1に替えて、リレーを用いる構成であってもよい。
補助電源112aは、スイッチング回路、逆流防止ダイオードD2,D3,D4およびヒューズF2,F3,F4を介して、シフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110に接続されている。本実施形態では、このスイッチング回路は、補助電源ECU112bに設けられるS2端子から出力されるS2信号によりオン・オフするトランジスタTR2と、補助電源ECU112bに設けられるS3端子から出力されるS3信号によりオン・オフするとともに、トランジスタTR2と並列配置されるトランジスタTR3とにより構成される。
なお、本実施形態では、スイッチング回路としてトランジスタTR2,TR3を用いて説明したが、トランジスタTR2,TR3に替えて、リレーを用いる構成であってもよい。
補助電源装置112とシフトバイワイヤECU107とは、シリアル通信可能に接続され、シフトバイワイヤECU107およびトランスミッションECU106は、車両100においてCAN通信およびLIN通信可能に構成される。例えば、トランスミッションECU106は、CAN通信上を流れる車速信号を検出可能に構成される。
シフトバイワイヤECU107には、第3電圧計107aが接続されており、第3電圧計107aは、シフトバイワイヤアクチュエータ110に供給される電圧V3を測定可能に構成される。
上述のように構成されるシフトバイワイヤ制御システム1では、シフトバイワイヤECU107のIG1端子に逆流防止ダイオードD7を介してIG_オン信号が入力されると、リレーREL2がオンし、シフトバイワイヤECU107のIGP1端子を介して、バッテリ104からシフトバイワイヤECU107に電力が供給される。同様に、シフトバイワイヤECU107のIG2端子にもIG_オン信号が入力され、リレーREL3がオンすることで、IGP2端子からもバッテリ104からの電力が供給される。
シフトバイワイヤECU107は、IGP1端子から入力される電圧レベルおよびIGP2端子から入力される電圧レベルに基づいて、バッテリ104の電圧低下、断線、接点不良、端子外れ等による電力の供給異常を判定する(異常判定手段)。そして、電力の供給異常と判定した場合には、トランスミッションECU106が検出するCAN通信上を流れている車速信号に基づいて、補助電源装置112の放電許可を判断する。例えば、補助電源112aが長時間放電できないことから、車速が所定値以下になると、放電許可と判断する。そして、シリアル通信にて補助電源装置112に、放電許可信号を送信する。
補助電源装置112の補助電源ECU112bは、シフトバイワイヤECU107からシリアル通信によって放電許可信号を受信すると、補助電源装置112に入力される入力電圧V1および補助電源112aから出力される出力電圧V2を検出する。そして、検出した入力電圧V1および出力電圧V2の電圧レベルに基づいて、バッテリ104の電力の供給異常を判定し、電力の供給異常と判定した場合には、補助電源112aから電力供給を受け、かつ補助電源112aからシフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110に電力を供給させる制御を行う。
具体的には、補助電源ECU112bは、S1端子からS1信号を出力させてトランジスタTR1をオンさせ、かつS2端子およびS3端子からS2信号およびS3信号を出力させて、トランジスタTR2またはトランジスタTR3をオンさせる。これにより、補助電源112aから、補助電源ECU112b、シフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110に電力が供給される。そして、補助電源ECU112bは、シフトバイワイヤECU107にシリアル通信によって放電中信号を送信する。
補助電源装置112から出力される電力は、逆流防止ダイオードD2,D3,D4を介してシフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110に供給される。そして、シフトバイワイヤECU107は、IGP1端子およびIGP2端子を介して供給される補助電源ECU112bからの電力の電圧レベルが所定電圧以下になった場合には、シフトバイワイヤアクチュエータ110のモータMを駆動して、変速レンジをパーキングレンジPに変更させる。
さらに、補助電源ECU112bは、補助電源装置112に入力される入力電圧V1および補助電源112aから出力される出力電圧V2の電圧レベルに基づいて、補助電源112aの充電異常および劣化を判定する。補助電源112aの充電異常と判定した場合には、補助電源ECU112bは、シフトバイワイヤECU107にシリアル通信によって充電異常信号を送信し、補助電源112aの劣化と判定した場合には、キャパシタ劣化信号を送信する。
そして、シフトバイワイヤECU107は、充電異常信号またはキャパシタ劣化信号を受信すると、トランスミッションECUから送信されるポジション要求信号を受信してもこの入力を受け付けず、所定時間、変速レンジをパーキングレンジに固定するパーキングレンジ固定処理を実行するとともに、異常信号をCAN通信上に送り、異常時のインフォメーションをメータ等に表示させる。
またシフトバイワイヤECU107は、IGP1端子およびIGP2端子を介して供給される補助電源ECU112bからの電力の電圧レベルと、シフトバイワイヤアクチュエータ110のモータMの駆動スイッチを構成するトランジスタTRに供給される電圧レベルとに基づいて、補助電源装置112からの電力供給ラインの断線、ショート等の異常を判断する。シフトバイワイヤECU107は、異常があると判断した場合には、放電異常信号をCAN通信上に送り、異常時のインフォメーションをメータ等に表示させる。
次に、上述のように構成されたシフトバイワイヤ制御システム1を構成する各部の動作について、図3から図15を参照しながら、さらに具体的に説明する。
図3は、シフトバイワイヤECU107による放電許可信号の出力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、例えば、イグニッションスイッチ111から出力されるIG_オン信号をシフトバイワイヤECU107または補助電源ECU112bが受信すると開始され、所定時間ごとに繰り返し実行される。
なお、図13は、バッテリ104の端子外れによる電力の供給異常が発生した場合における補助電源ECU112bおよびシフトバイワイヤECU107の動作の一例を示すタイムチャートであり、図14は、クランキング中の補助電源ECU112bおよびシフトバイワイヤECU107の動作の一例を示すタイムチャートである。図15は、ACジェネレータが故障して、バッテリ104の電圧が低下する場合の補助電源ECU112bおよびシフトバイワイヤECU107の動作の一例を示すタイムチャートである。
図3および図13から図15に示すように、まず、ステップS10において、シフトバイワイヤECU107のIG1端子へのIG_オン信号の入力を判定する。ステップS10で肯定されると、ステップS11に進む。一方、ステップS10で否定されるとステップS12に進み、イグニッションOFF(IG1端子へのIG_オン信号の入力なし)から一定時間が経過したか否かを判定する。イグニッションOFFとなってから、例えば、12秒が経過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S11に進む。一方、ステップS12で肯定されると、ステップS13で、放電許可信号を出力しない放電許可OFFとし、処理を終了する。
ステップS11では、IGP1端子を介してバッテリ104からシフトバイワイヤECU107に供給される電圧がX(V)以下か否かを判定する。例えば、電圧が9V以下か否かを判定する。ステップS11で否定されると、ステップS13に進み、処理を終了する。一方、ステップS11で肯定されると、ステップS14に進み、IGP2端子を介してバッテリ104からシフトバイワイヤECU107に供給される電圧がY(V)以下か否かを判定する。例えば、電圧が9V以下か否かを判定する。
ステップS14で否定されると、ステップS13に進み、処理を終了する。一方、ステップS14で肯定されると、ステップS15に進み、CAN通信で通信され、トランスミッションECU106で検知される車速が所定値Z(km/h)以下であるか否かを判定する。例えば、車速が3km/h以下か否かを判定する。ステップS15で否定されると、ステップS13に進み、処理を終了する。一方、ステップS15で肯定されると、ステップS16に進み、ステップS16で、放電許可信号を出力する放電許可ONとし、補助電源ECU112bにシリアル通信によって放電許可信号を出力して、処理を終了する。
図4は、補助電源ECU112bによるシフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110への補助電源112aからの放電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、例えば、イグニッションスイッチ111から出力されるIG_オン信号をシフトバイワイヤECU107または補助電源ECU112bが受信すると開始され、所定時間ごとに繰り返し実行される。
図4および図13から図15に示すように、まず、ステップS20において、補助電源ECU112bのIG1端子へのIG_オン信号の入力を判定する。ステップS20で肯定されると、ステップS21に進む。一方、ステップS20で否定されるとステップS22に進み、イグニッションOFF(IG1端子へのIG_オン信号の入力なし)から一定時間が経過したか否かを判定する。イグニッションOFFとなってから、例えば、12秒が経過したか否かを判定する。
ステップS22で否定されると、ステップS21に進む。一方、ステップS22で肯定されると、ステップS23で、トランジスタTR1、TR2,TR3をOFFしたままにする。次いで、ステップS24で、放電中信号を出力しない放電中OFFとし、処理を終了する。
ステップS21では、シフトバイワイヤECU107から出力される放電許可信号の受信の有無を判定する。ステップS21で肯定されると、ステップS25で、トランジスタTR1をオンにして補助電源112aから補助電源ECU112bに電力を供給させる。次いで、ステップS26で、補助電源112aから電力供給を受けている補助電源ECU112bでトランジスタTR2,TR3をオンにして、シフトバイワイヤECU107およびシフトバイワイヤアクチュエータ110に補助電源112aから電力を供給させる。次いで、ステップS27で、放電中信号を出力する放電中ONとし、シフトバイワイヤECU107にシリアル通信によって放電中信号を出力して、処理を終了する。
一方、ステップS21で否定されると、ステップS28で、補助電源ECU112bに入力される入力電圧V1がX(V)以下か否かを判定する。例えば、入力電圧V1が12V以下か否かを判定する。ステップS28で否定されると、ステップS23に進み、上述と同様の処理を実行する。
一方、ステップS28で肯定されると、ステップS29で、トランジスタTR1,TR2,TR3をオンにし、ステップS30で、トランジスタTR1をオンにしてから一定時間が経過したか否かを判定する。例えば、1秒が経過したか否かを判定する。ステップS30で肯定されると、ステップS31で、トランジスタTR1,TR2,TR3をOFFにし、ステップS32に進む。一方、ステップS31で否定されると、そのままステップS32に進む。このステップS29からS31での処理を設けることで、シフトバイワイヤECU107でクランキング中における補助電源112aの電圧が正常か否かの判定ができる。
ステップS32では、補助電源112aから出力される出力電圧V2がY(V)以下か否かを判定する。例えば、出力電圧V2が9V以下か否かを判定する。ステップS32で肯定されると、ステップS25に進み、上述と同様の処理を実行する。一方、ステップS32で否定されると、ステップS23に進み、上述と同様の処理を実行する。
図5は、シフトバイワイヤECU107によるパーキングレンジ投入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、例えば、補助電源ECU112bが出力する放電中信号をシフトバイワイヤECU107がシリアル通信で受信することで実行される。
図5および図13から図15に示すように、まず、ステップS40において、補助電源ECU112bから出力される放電中信号の有無を判定する。ステップS40で肯定されると、ステップS41で、ポジションセンサ113により検出される変速ポジション(変速レンジ)がパーキングレンジPか否かを判定する。ステップS41で否定されると、ステップS42で、IGP1端子を介してバッテリ104からシフトバイワイヤECU107に供給される電圧がX(V)以下か否かを判定する。例えば、電圧が9V以下か否かを判定する。
ステップS42で肯定されると、ステップS43で、IGP2端子を介してバッテリ104からシフトバイワイヤECU107に供給される電圧がY(V)以下か否かを判定する。例えば、電圧が9V以下か否かを判定する。ステップS43で肯定されると、ステップS44で、パーキングレンジ投入オン(P投入ON)として、シフトバイワイヤアクチュエータ110を駆動して、変速ポジションをパーキングレンジに変更させて、処理を終了する。
一方、ステップS40で否定、ステップS41で肯定、ステップS42、S43で否定されると、ステップS45で、パーキングレンジ投入オフ(P投入OFF)として、シフトバイワイヤアクチュエータ110を駆動することなく、処理を終了する。
図6は、補助電源ECU112bにおける充電異常信号の出力処理の一例を示すフローチャートである。図6に示す処理は、例えば、イグニッションスイッチ111から出力されるIG_オン信号をシフトバイワイヤECU107または補助電源ECU112bが受信すると開始され、所定時間ごとに繰り返し実行される。
図6に示すように、まず、ステップS50において、補助電源ECU112bに入力される入力電圧V1がX(V)以下か否かを判定する。例えば、入力電圧V1が12V以下か否かを判定する。ステップS50で肯定されると、ステップS51で、補助電源112aの充電異常ONとし、シリアル通信でシフトバイワイヤECU107に充電異常信号を送信し、処理を終了する。
一方、ステップS50で否定されると、ステップS52で、補助電源112aから出力される出力電圧V2がY(V)以下か否かを判定する。例えば、出力電圧V2が9V以下か否かを判定する。ステップS52で肯定されると、ステップS51に進み、上述と同様の処理を実行する。一方、ステップS52で否定されると、ステップS53で、補助電源112aの充電異常OFFとし、処理を終了する。
図7は、補助電源ECU112bが充電異常信号を出力した場合に、シフトバイワイヤECU107により実行されるパーキングレンジ固定処理の一例を示すフローチャートである。図7に示す処理は、補助電源ECU112bから出力される充電異常信号をシフトバイワイヤECU107が受信することで開始される。
図7に示すように、まず、ステップS60において、ポジションセンサ113により検出される変速ポジション(変速レンジ)がパーキングレンジPか否かを判定する。ステップS60で肯定されると、ステップS61で、補助電源ECU112bから出力される充電異常信号の受信の有無(充電異常ON/OFF)を判定する。ステップS61で充電異常ON(充電異常信号を受信)であると、ステップS62で、パーキングレンジ以外のポジション要求信号を受け付けず、変速ポジションをパーキングレンジに固定する(P固定ON)。
パーキングレンジの固定は一定時間行われ(ステップS63)、一定時間が経過するとパーキングレンジの固定を解除し(ステップS64)、処理を終了する。同様に、ステップS60で否定、またはステップS61で充電異常OFF(充電異常信号を受信していない)の場合は、処理を終了する。
図8は、補助電源ECU112bによる補助電源112aのキャパシタ劣化判定処理の一例を示すフローチャートである。図9Aは、正常時の補助電源112aのクランキング中の電圧特性を示す図であり、図9Bは、劣化時または異常時の補助電源112aのクランキング中の電圧特性を示す図である。図8に示す処理は、例えば、イグニッションスイッチ111から出力されるIG_オン信号をシフトバイワイヤECU107または補助電源ECU112bが受信すると開始され、所定時間ごとに繰り返し実行される。
図8に示すように、まず、ステップS70において、補助電源ECU112bへの入力電圧V1が、出力電圧以下であるか否かを判定する。例えば、出力電圧V2から逆流防止ダイオードD1の電圧降下分a(例えば、1V)を除した値以下であるか否かを判定する。ステップS70で肯定されると、ステップS71からステップS73で、クランキング中の電圧特性を計測する。すなわち、図9Aおよび図9Bに示すエンジン始動、クランキング中の電圧変位ΔV=V2−V1と時間Δtとの関係より、Δtがtx時間以下であるか否かを判定する。
ステップS73で肯定されると、ステップS74で、キャパシタ劣化ONとし、キャパシタ劣化信号を出力して処理を終了する。一方、ステップS73で否定されると、ステップS75で、キャパシタ劣化OFFとし、キャパシタ劣化信号を出力することなく処理を終了する。
図10は、シフトバイワイヤECU107における補助電源ECU112bとのシリアル通信ラインの異常検出処理の一例を示すフローチャートである。図10に示す処理は、例えば、イグニッションスイッチ111から出力されるIG_オン信号をシフトバイワイヤECU107または補助電源ECU112bが受信すると開始され、所定時間ごとに繰り返し実行される。
図10に示すように、まず、ステップS80において、補助電源ECU112bとシフトバイワイヤECU107との間のシリアル通信ラインにおいて、ある一定周期で常時相互通信しているカウンタ信号があるか否かを判定する。
ステップS80で否定(OFF)されると、ステップS81で、補助電源装置112の通信異常ONとし、通信異常信号を出力して処理を終了する。一方、ステップS80で肯定(ON)されると、ステップS82で、補助電源装置112の通信異常OFFとし、通信異常信号を出力することなく処理を終了する。
図11は、シフトバイワイヤECU107による補助電源装置112からの電力供給ラインの断線、ショート等の異常を判断した場合に出力する放電異常信号出力処理の一例を示すフローチャートである。図11に示す処理は、例えば、イグニッションスイッチ111から出力されるIG_オン信号をシフトバイワイヤECU107または補助電源ECU112bが受信すると開始され、所定時間ごとに繰り返し実行される。
図11に示すように、まず、ステップS90において、シフトバイワイヤECU107のIG1端子へのIG_オン信号の入力を判定する。ステップS90で肯定されると、ステップS91に進み、IGP1端子を介してバッテリ104からシフトバイワイヤECU107に供給される電圧がX(V)以下か否かを判定する。例えば、電圧が9V以下か否かを判定する。
ステップS91で肯定されると、ステップS92に進む。一方、ステップS91で否定されると、ステップS93に進み、IGP2端子を介してバッテリ104からシフトバイワイヤECU107に供給される電圧がY(V)以下か否かを判定する。例えば、電圧が9V以下か否かを判定する。
ステップS93で肯定されると、ステップS92に進む。一方、ステップS93で否定されると、ステップS94に進み、シフトバイワイヤECU107に接続される第3電圧計107aの電圧が、Z(V)以下か否かを判定する。例えば、電圧が数mV以下か否かを判定する。
ステップS94で肯定されると、ステップS92に進む。ステップS92では、ステップS91、ステップS92、ステップS93のそれぞれの判定のタイミングから一定時間が経過したか否かを判定する。例えば、1秒経過したか否かを判定する。ステップS92で肯定されると、ステップS95で、補助電源放電異常ONとし、放電異常信号をCAN通信上に送り、異常時のインフォメーションをメータ等に表示させて、処理を終了する。
一方、ステップS90、ステップS92、ステップS4で否定されると、ステップS96で、補助電源放電異常OFFとし、放電異常信号をCAN通信上に送ることなく、処理を終了する。
図12は、トランスミッションECU106における、ACジェネレータ異常および各信号フェール時の処理の一例を示すフローチャートである。図12に示す処理は、例えば、イグニッションスイッチ111から出力されるIG_オン信号をシフトバイワイヤECU107または補助電源ECU112bが受信すると開始され、所定時間ごとに繰り返し実行される。
図12に示すように、まず、ステップS100において、車両100のACジェネレータ(図示せず)が異常か否かを判定する。ステップS100で肯定されると、ステップS105に進む。一方、ステップS100で否定されると、ステップS101に進み、充電異常信号が送信されているか否かを判定する。ステップS101で肯定されると、ステップS105に進む。
一方、ステップS101で否定されると、ステップS102に進み、キャパシタ劣化信号が送信されているか否かを判定する。ステップS102で肯定されると、ステップS105に進む。一方、ステップS102で否定されると、ステップS103に進み、通信異常信号が送信されているか否かを判定する。ステップS103で肯定されると、ステップS105に進む。
一方、ステップS103で否定されると、ステップS104に進み、放電異常信号が送信されているか否かを判定する。ステップS104で肯定されると、ステップS105に進む。
ステップS105では、異常表示インフォメーション信号をCAN通信を経由して送信し、メータ又は専用のモニタにより異常インフォメーション表示をする。次いで、ステップS106で、エンジンECU105によりエンジン回転数NeをX以下に制限させ、ステップS107でトランスミッションECU106は変速段をY以下に制限して処理を終了する。ここで、Xは例えば2000rpm、Yは例えば2速に設定される。
一方、ステップS100からS104で否定されると、ステップS108からステップS110で、異常インフォメーションの表示、エンジン回転数Neの制限および変速段の制限を解除し、処理を終了する。
本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)運転者の操作に応じて複数の変速レンジを電気信号を用いて設定制御するシフトバイワイヤ制御システム1である。シフトバイワイヤ制御システム1は、変速レンジを変更させるシフトバイワイヤアクチュエータ110の駆動を制御するシフトバイワイヤECU107と、シフトバイワイヤECU107に電力を供給するバッテリ104と、バッテリ104に接続される補助電源装置112と、を備える。シフトバイワイヤECU107は、バッテリ104から供給される電力の供給異常を判定する。補助電源装置112は、シフトバイワイヤECU107に電力を供給可能に構成される補助電源112aと、シフトバイワイヤECU107により電力の供給異常と判定されかつ車速が所定値以下のとき、補助電源112aからシフトバイワイヤECU107に電力を供給させる制御を行う補助電源ECU112bと、を備える。補助電源ECU112bは、シフトバイワイヤECU107により電力の供給異常と判定された場合に、補助電源112aから電力が供給されるように構成される。シフトバイワイヤECU107は、補助電源112aから供給される電圧が所定電圧以下になったときに、変速レンジをパーキングレンジに変更させる。
(1)運転者の操作に応じて複数の変速レンジを電気信号を用いて設定制御するシフトバイワイヤ制御システム1である。シフトバイワイヤ制御システム1は、変速レンジを変更させるシフトバイワイヤアクチュエータ110の駆動を制御するシフトバイワイヤECU107と、シフトバイワイヤECU107に電力を供給するバッテリ104と、バッテリ104に接続される補助電源装置112と、を備える。シフトバイワイヤECU107は、バッテリ104から供給される電力の供給異常を判定する。補助電源装置112は、シフトバイワイヤECU107に電力を供給可能に構成される補助電源112aと、シフトバイワイヤECU107により電力の供給異常と判定されかつ車速が所定値以下のとき、補助電源112aからシフトバイワイヤECU107に電力を供給させる制御を行う補助電源ECU112bと、を備える。補助電源ECU112bは、シフトバイワイヤECU107により電力の供給異常と判定された場合に、補助電源112aから電力が供給されるように構成される。シフトバイワイヤECU107は、補助電源112aから供給される電圧が所定電圧以下になったときに、変速レンジをパーキングレンジに変更させる。
この構成により、シフトバイワイヤ制御システムの冗長性をより向上させることができる。具体的には、補助電源112aの不要な電力消費が抑制可能となり、例えば、車に長期間乗らない(車を長期間動かさない)場合においても、補助電源112aの電力が枯渇等することを防止することができる。これにより、補助電源112aの電力が枯渇等することで車両100のイグニッションをオンしたときに、補助電源112aが充電モードとなることを抑制可能となる。その結果、イグニッションをオンしたときのバッテリ104の電力の供給異常に対応できなくなったり、充電頻度が多くなることによる補助電源112aの劣化を防止したりすることができる。また、補助電源112aの劣化と誤判定することも防止することができる。
また、補助電源112aから供給される電圧が所定電圧以下になったときに、変速レンジをパーキングレンジに変更させるので、バッテリ異常時の車両の信頼性を向上させることができる。
(2)補助電源112aは、複数個の電気二重層キャパシタから構成される。これにより、補助電源としてバッテリを搭載するのに比較して、長寿命化及び信頼性を向上したシステムを構成することができ、例えば、バッテリ上がりやバッテリ電源ラインが断線した場合にも、車両固定機能が失われることはない。
(3)補助電源112aは、車両100のイグニッションのオン・オフを切り替え、バッテリ104に接続されたイグニッションスイッチ111に、電力を供給可能に接続される。これにより、バッテリ104からの電力の供給異常が生じた場合においても、イグニッションスイッチ111からIG_オン信号を出力させることができ、補助電源ECU112bのトランジスタTR1,TR2,TR3をオン・オフすることができる。
(4)シフトバイワイヤECU107は、補助電源112aへの入力電圧V1が第1所定値(例えば、12V)以下の場合、又は補助電源112aの出力電圧V2が第1所定値よりも小さい第2所定値(例えば、9V)以下の場合に、補助電源112aの充電異常と判断し、充電異常信号をシフトバイワイヤECU107へ送信する。シフトバイワイヤECU107は、充電異常信号を受け取ると、所定時間、変速レンジをパーキングレンジに固定する。これにより、補助電源112aの充電異常を確実に判断することができ、補助電源112aの充電異常に応じた処置を取ることができる。
上記実施形態では、シフトバイワイヤ制御システムを、バッテリ104と、補助電源装置112と、シフトバイワイヤECU107と、シフトバイワイヤアクチュエータ110と、トランスミッションECU106とを備えて構成したが、本発明はこれに限定されない。シフトバイワイヤ制御システムは、バッテリ104と、補助電源装置112と、シフトバイワイヤECU107と、を備える構成であればよい。
上記実施形態では、バッテリ104の電力の供給異常を判定する異常判定手段を、シフトバイワイヤECU107に設けたが、本発明はこれに限定されない。異常判定手段は、例えば、補助電源装置に設けられる構成であってもよく、単独で設けられる構成であってもよい。
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、上述した実施形態により本発明が限定されるものではない。
1 シフトバイワイヤ制御システム、104 バッテリ(メイン電源)、106 トランスミッションECU、107 シフトバイワイヤECU(駆動制御装置)、110 シフトバイワイヤアクチュエータ(アクチュエータ)、111 イグニッションスイッチ、112 補助電源装置、112a 補助電源、112b 補助電源ECU
Claims (4)
- 運転者の操作に応じて複数の変速レンジを電気信号を用いて設定制御するシフトバイワイヤ制御システムであって、
前記変速レンジを変更させるアクチュエータの駆動を制御する駆動制御装置と、
前記駆動制御装置に電力を供給するメイン電源と、
前記メイン電源から前記駆動制御装置に供給される電力の供給異常を判定する異常判定手段と、
前記メイン電源に接続される補助電源装置と、を備え、
前記補助電源装置は、前記駆動制御装置に電力を供給可能に構成される補助電源と、前記異常判定手段により電力の供給異常と判定されかつ車速が所定値以下のとき、前記補助電源から前記駆動制御装置に電力を供給させる制御を行う補助電源制御部と、を備え、
前記補助電源制御部は、前記異常判定手段により電力の供給異常と判定された場合に、前記補助電源から電力が供給されるように構成され、
前記駆動制御装置は、前記補助電源から供給される電圧が所定電圧以下になったときに、前記変速レンジをパーキングレンジに変更する、ことを特徴とするシフトバイワイヤ制御システム。 - 請求項1に記載のシフトバイワイヤ制御システムにおいて、
前記補助電源は、複数個の電気二重層キャパシタから構成される、ことを特徴とするシフトバイワイヤ制御システム。 - 請求項1または2に記載のシフトバイワイヤ制御システムにおいて、
前記補助電源は、車両のイグニッションのオン・オフを切り替え、前記メイン電源に接続されたイグニッションスイッチに、電力を供給可能に接続される、ことを特徴とするシフトバイワイヤ制御システム。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のシフトバイワイヤ制御システムにおいて、
前記補助電源制御部は、前記補助電源への入力電圧が第1所定値以下の場合、又は該補助電源の出力電圧が前記第1所定値よりも小さい第2所定値以下の場合に、前記補助電源の充電異常と判断し、充電異常信号を前記駆動制御装置へ送信し、
前記駆動制御装置は、前記充電異常信号を受け取ると、所定時間、変速レンジをパーキングレンジに固定する、ことを特徴とするシフトバイワイヤ制御システム。
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