JP5067236B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、シフト選択位置に応じて駆動軸の回転を制限する制限位置および駆動軸の回転を許容する許容位置との間で作動するパーキングロック機構を有する車両の制御装置に関する。

一般に、自動変速機を介して内燃機関からの動力を駆動輪に伝達する車両にあっては、ブレーキ装置によって駆動輪を停止させた後、シフトレバーがパーキングレンジに操作されると、パーキングロック機構のパーキングポールがパーキングギヤに噛合し、動力伝達軸としての駆動軸をロックするようになっている。

この種のパーキングロック機構は、シフトレバーがパーキングレンジにシフトされた場合には、パーキングポールが、自動変速機の出力軸に接続されたパーキングギヤに噛合され自動変速機の出力軸の回転が制限されることにより、プロペラシャフトおよびドライブシャフトを介して駆動輪が回転しないよう固定される。一方、シフトレバーが他のレンジにシフトされた場合には、パーキングポールがパーキングギヤから離隔することにより、自動変速機の出力軸の回転が許容され、プロペラシャフトおよびドライブシャフトを介して駆動輪の回転が許容されるようになっている。

ところで、この種のパーキングロック機構を有する車両を勾配のある路面に停車させた場合に、以下の理由により、車両に揺れが生じてしまうことがある。

勾配を有する路面において、ブレーキペダルが操作されて車両が停車しているときに、シフトレバーがパーキングレンジに移行されると、パーキングロック機構が作動する。パーキングロック機構が作動した後に、ブレーキペダルの操作が解除されると、路面に勾配があるため、車両には自重による下り方向の力が働く。このとき、パーキングロック機構を支点として駆動輪に連結されたプロペラシャフトおよびドライブシャフトに捩れが発生する。

特に、この捩れトルクが大きいと、プロペラシャフトおよびドライブシャフトの弾性力（復元力）による揺り返しが発生するため、自重によりプロペラシャフトおよびドライブシャフトに発生する捩れトルクと、プロペラシャフトおよびドライブシャフトの弾性力（復元力）とが釣り合う位置に収束するまで車両が前後に揺れる場合がある。この揺れにより、乗車している人に不快感を与えてしまうことがある。

このような不具合を解消するものとして、車両の停車状態において、シフトレバーがパーキングレンジに移行した後に、ブレーキ装置の操作が解除されると、制動力が漸減するように駆動輪のブレーキ装置を制御する車両の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された従来の車両の制御装置は、車両が勾配を有する路面に停車すると、パーキングロック機構の作動後に、ブレーキ装置の操作が解除されても、駆動輪に対する制動力が漸減するように制御するため、車両の自重により生じる下り方向の力がドライブシャフトに緩やかに加わるようにすることができる。

このため、自重によりドライブシャフトに加わる捩れトルクと、ドライブシャフトの弾性力とが緩やかに釣り合い、ドライブシャフトの弾性力により生じる揺り返しが抑制される。したがって、車両が前後に揺れることを抑制でき、乗車している人に与える不快感を抑制するようになっていた。

また、車両の停車状態において、シフトレバーがパーキングレンジに移行したり、パーキングレンジから他のレンジに移行した際に、自動変速機の出力軸を所定時間固定するロック手段を備えた車両の制御装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に記載された従来の車両の制御装置は、シフトレバーがパーキングレンジに移行されパーキングロック機構のパーキングギヤにパーキングポールが噛合する際、およびシフトレバーがパーキングレンジから移行されパーキングロック機構のパーキングギヤからパーキングポールが解放される際に、ロック手段の係合を所定時間継続させ、自動変速機の出力軸が解放されるタイミングをずらすようになっていた。したがって、車両が勾配を有する路面に停車して、ドライブシャフトに捩れトルクが発生している状態においても、パーキングロック機構のパーキングポールが解放される際に発生する衝撃を防ぐようになっていた。
特開２００７−５５３５４号公報 特開平１０−１８４８８１号公報

しかしながら、上述のような特許文献１に記載の従来の車両の制御装置にあっては、パーキングロック機構の作動終了時に発生する捩れ振動を考慮したものではなかった。そのため、勾配を有する路面から車両を発進させるときに、ブレーキ装置を作動させながらパーキングロック機構の作動を終了させると、ドライブシャフトに蓄積されていた捩れトルクが急激に解放されるため捩れ振動が発生し、この捩れ振動が、内燃機関やモータジェネレータに伝達されてしまい、結果として、車両の乗員にとって不快な車両の振動が発生するという問題があった。

また、上述のような特許文献２に記載の従来の車両の制御装置にあっても、ロック手段により捩れ振動のタイミングをずらすようになっているものの、捩れ振動を抑制するというものではなかった。したがって、ロック手段が解放された際にドライブシャフトに蓄積されていた捩れトルクが急激に解放されるため捩れ振動が発生し、結果として、車両の乗員にとって不快な車両の振動が発生するという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、パーキングロック機構の作動終了時に発生する捩れ振動を抑制し、車両の振動を防止することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の動力源から入力軸を介して入力された動力を出力軸から出力するとともに、前記入力軸と前記出力軸との間で変速可能な変速機と、前記変速機の出力軸から出力された動力を駆動輪に伝達する動力伝達軸と、シフトレバーが第１の選択位置に移行されたときに前記出力軸の回転を制限し、第２の選択位置に移行されたときに前記出力軸の回転の制限を解除するパーキングロック機構と、を備える車両の制御装置であって、前記動力伝達軸の捩れの大きさを測定する捩れ測定手段と、前記出力軸の回転を抑制する回転抑制手段と、前記シフトレバーが前記第１の選択位置に移行された後に、前記捩れ測定手段により測定された前記動力伝達軸の捩れの大きさが閾値以上に達したことを条件に、前記回転抑制手段に前記出力軸の回転を抑制させるとともに、前記シフトレバーが前記第１の選択位置から前記第２の選択位置に移行されたことを条件に、所定の速さで前記回転抑制手段による前記出力軸の回転の抑制を終了させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、動力伝達軸に捩れが発生している場合においても、パーキングロック機構による出力軸の回転の制限を解除する際に、回転抑制手段により出力軸が徐々に解放されるので、パーキングロック機構が解除される際の衝撃や捩れ振動の発生を抑制し、車両の振動を防止することが可能となる。

上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記動力伝達軸が、前記出力軸と接続されるプロペラシャフトおよび前記駆動輪と接続されるドライブシャフトにより構成されることを特徴とする。

この構成により、捩れトルクが発生するプロペラシャフトおよびドライブシャフトの捩れの大きさを測定することが可能となるので、パーキングロック機構が解除される際にプロペラシャフトおよびドライブシャフトの捩れトルクに起因する衝撃や捩れ振動の発生を抑制し、車両の振動を防止することが可能となる。

上記（２）に記載の車両の制御装置において、（３）前記プロペラシャフトおよび前記ドライブシャフトの回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、前記捩れ測定手段が、前記パーキングロック機構により前記出力軸の回転が制限された後に生じる前記プロペラシャフトと前記ドライブシャフトの回転角度の差に応じて前記プロペラシャフトおよび前記ドライブシャフトに生じた捩れの大きさを測定することを特徴とする。

この構成により、プロペラシャフトおよびドライブシャフトに生じている捩れの大きさを、プロペラシャフトの回転角度およびドライブシャフトの回転角度を測定可能な既存の回転数センサを用いて測定することができるので、コストを高めることなくパーキングロック機構が解除される際の衝撃や捩れ振動の発生を抑制することが可能となる。

上記（２）に記載の車両の制御装置において、（４）前記プロペラシャフトおよび前記ドライブシャフトのトルクを検出するトルク検出機構を備え、前記捩れ測定手段が、前記トルク検出機構により検出されたトルクに応じて前記プロペラシャフトおよび前記ドライブシャフトに生じた捩れの大きさを測定することを特徴とする。

この構成により、捩れ測定手段が、プロペラシャフトおよびドライブシャフトに生じている捩れの大きさを実際に測定できるので、シフトレバーが第１の選択位置に移行された際に、制御手段が、回転抑制手段に出力軸の回転を抑制させるか否かを正確に判断することが可能となる。

上記（１）または（２）に記載の車両の制御装置において、（５）路面の勾配を検知する勾配検知手段を備え、前記捩れ測定手段が、前記勾配検知手段により検知された路面の勾配に応じて前記動力伝達軸に生じた捩れの大きさを測定することを特徴とする。

この構成により、既存の勾配検出手段が動力伝達軸の捩れの大きさを測定し、制御手段が勾配検出手段の検出結果に応じて出力軸の回転を抑制するか否かを判断することができるので、コストを高めることなく捩れ振動を抑制することが可能となる。

上記（１）から（５）に記載の車両の制御装置において、（６）前記制御手段が、前記捩れ測定手段により測定された前記動力伝達軸の捩れの大きさに応じた速さで前記回転抑制手段による前記出力軸の回転の抑制を終了させることを特徴とする。

この構成により、パーキングロック機構による出力軸の回転の制限を解除する際に、回転抑制手段が、動力伝達軸の捩れの大きさに応じた速度で出力軸を解放するので、動力伝達軸の捩れが大きい場合にも、パーキングロック機構が解除される際の衝撃や捩れ振動の発生を抑制することが可能となる。

本発明によれば、パーキングロック機構の作動終了時に発生する捩れ振動を抑制し、車両の振動を防止することができる車両の制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の構成を示す骨子図である。図２は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の作動表である。なお、本実施の形態においては、本発明に係る車両の制御装置をＦＲ（Front engine Rear drive）車両に適用した場合について説明する。

図１に示すように、車両１は、内燃機関を構成する動力源としてのエンジン２と、エンジン２により出力された回転トルクを増大させるトルクコンバータ３と、トルクコンバータ３の出力軸の回転速度を変速して出力する変速機構４と、を備えている。

エンジン２は、ガソリンあるいは軽油などの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置により構成されている。また、トルクコンバータ３および変速機構４は、自動変速機５を構成している。

トルクコンバータ３は、図１に示すように、エンジン２と変速機構４との間に配置されており、エンジン２に連結されたポンプ翼車４１と、変速機構４の入力軸４２に連結されたタービン翼車４３と、一方向クラッチ４４によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車４５とを有している。ポンプ翼車４１とタービン翼車４３とは、流体を介して動力を伝達するようになっている。

さらに、トルクコンバータ３は、ポンプ翼車４１とタービン翼車４３との間を直結するためのロックアップクラッチ４６を備えており、車両１の高速走行時において、作動油によりポンプ翼車４１とタービン翼車４３とが機械的に直結されると、エンジン２から変速機構４への動力の伝達効率が上がるようになっている。

また、ポンプ翼車４１には、変速機構４を変速制御するための油圧や、各部に潤滑油を供給するための油圧を発生する機械式のオイルポンプ４７が設けられている。

変速機構４は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置４８と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置４９および第３遊星歯車装置５０と、を備えている。第１遊星歯車装置４８のサンギヤＳ１は、クラッチＣ３を介して入力軸４２に選択的に連結されるとともに、一方向クラッチＦ２およびブレーキＢ３を介してハウジング５１に選択的に連結されるようになっている。また、入力軸４２の回転方向と反対方向（以下、逆方向という）への回転が阻止されるようになっている。

第１遊星歯車装置４８のキャリアＣＡ１は、ブレーキＢ１を介してハウジング５１に選択的に連結される。また、キャリアＣＡ１は、ブレーキＢ１と並列に設けられた一方向クラッチＦ１により、常に逆方向の回転が阻止されるようになっている。

第１遊星歯車装置４８のリングギヤＲ１は、第２遊星歯車装置４９のリングギヤＲ２と連結されており、ブレーキＢ２を介してハウジング５１に選択的に連結されるようになっている。第２遊星歯車装置４９のサンギヤＳ２は、第３遊星歯車装置５０のサンギヤＳ３と連結されており、クラッチＣ４を介して入力軸４２に選択的に連結されている。また、サンギヤＳ２は、一方向クラッチＦ４およびクラッチＣ１を介して入力軸４２に選択的に連結されており、逆方向への回転が阻止されるようになっている。

第２遊星歯車装置４９のキャリアＣＡ２は、第３遊星歯車装置５０のリングギヤＲ３と連結されており、クラッチＣ２を介して入力軸４２に選択的に連結されるとともに、ブレーキＢ４を介してハウジング５１に選択的に連結されるようになっている。また、キャリアＣＡ２は、ブレーキＢ４と並列に設けられた一方向クラッチＦ３により、逆方向への回転が阻止されるようになっている。また、第３遊星歯車装置５０のキャリアＣＡ３は、変速機構４の出力軸５２の一部を構成している。

変速機構４の出力軸５２は、プロペラシャフト５３と接続されており、出力軸５２から出力された回転トルクが、プロペラシャフト５３、ディファレンシャルギヤ５５およびドライブシャフト５４を介して駆動輪５６に伝達されるようになっている。
なお、本実施の形態に係るプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４は、本発明に係る動力伝達軸を構成している。

クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ４（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置により構成されている。また、クラッチＣおよびブレーキＢは、後述する油圧制御回路６のトランスミッションソレノイドＳ１〜Ｓ４、およびリニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵ、ＳＬ１、ＳＬ２の励磁、非励磁や図示しないマニュアルバルブの作動状態によって切換えられる油圧回路に応じて、係合状態および解放状態の何れか一方の状態をとるようになっている。したがって、変速機構４は、これらのクラッチＣおよびブレーキＢの係合状態および解放状態の組み合わせに応じて図２に示す変速段をとるようになっている。ここで、図２の後述するＰレンジは、ブレーキＢ２およびブレーキＢ４の係合が行われていない場合における係合状態および解放状態の組み合わせを表している。

なお、本実施の形態に係るブレーキＢ２は、本発明に係る回転抑制手段を構成する。

図３は、本発明の実施の形態に係る電子制御装置を示すブロック図である。

車両１は、トルクコンバータ３によるトルクの増大比および変速機構４の変速段を油圧により制御するための油圧制御回路６を備えている。油圧制御回路６は、トランスミッションソレノイドＳ１〜Ｓ４、およびリニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵ、ＳＬ１、ＳＬ２を有している。

車両１は、さらに、エンジン２の回転数を測定するためのエンジン回転数センサ２１と、エンジン２の吸入空気量を測定する吸入空気量センサ２２と、エンジン２に吸入される空気の温度を測定するための吸入空気温度センサ２３と、スロットル弁３１の開度を測定するためのスロットルセンサ２４と、変速機構４の出力軸５２（図１参照）の回転数を検出するための出力軸回転数センサ２５と、駆動輪５６（図１参照）の回転速度を測定するための車輪速センサ２６と、図示しないブレーキペダルに対する踏力を測定するためのブレーキセンサ２７と、を備えている。車両１は、さらに、シフトレバー２８と、シフトレバー２８のポジションを検出するためのシフトポジションセンサ２９と、アクセルペダル３２の開度を測定するためのアクセル開度センサ３３と、を備えている。

エンジン回転数センサ２１は、図示しないクランクシャフトの回転に基づいて、エンジン２の回転数を計測するようになっている。
スロットルセンサ２４は、例えば、スロットル弁３１のスロットル開度に応じた出力電圧が得られるホール素子により構成されている。

出力軸回転数センサ２５は、変速機構４の出力軸５２（図１参照）の回転角度を表す信号を後述するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に出力するようになっている。

より具体的には、出力軸回転数センサ２５は、出力軸５２の円周方向に配置される複数極のＮ／Ｓ極を有する図示しない磁気ロータと、磁気ロータの回転数を検出する図示しない磁気ピックアップからなっている。磁気ピックアップは、出力軸５２と同期回転する磁気ロータの各検出用突起から発せられるパルス信号を検出するようになっており、検出用突起の総数と同数のパルス信号を磁気ピックアップが検出する一周期は、出力軸５２や磁気ロータの一回転に相当する。したがって、トランスミッションＥＣＵ１２は、出力軸５２の回転と同期回転する磁気ロータからのパルス信号を検出する既存の出力軸回転数センサ２５からパルス信号を入力することにより、出力軸５２および出力軸５２と接続されたプロペラシャフト５３の一端の回転角度を検出することが可能である。

車輪速センサ２６は、駆動輪５６（図１参照）の回転角度を表す信号を後述するエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に出力するようになっている。

詳細には、駆動輪５６の円周方向に配置される複数極のＮ／Ｓ極を有する図示しない磁気ロータと、磁気ロータの回転数を検出する図示しない磁気ピックアップからなっている。磁気ピックアップは、駆動輪５６と同期回転する磁気ロータの各回転歯から発せられるパルス信号を検出するようになっており、回転歯の総数である例えば４８個のパルス信号を磁気ピックアップが検出する一周期は、駆動輪５６や磁気ロータの一回転に相当する。したがって、トランスミッションＥＣＵ１２は、駆動輪５６の回転と同期回転する磁気ロータからのパルス信号を検出する既存の車輪速センサからパルス信号を入力することにより、駆動輪５６および駆動輪５６と接続されたドライブシャフト５４の一端の回転角度を検出することが可能である。

なお、本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ１２、出力軸回転数センサ２５および車輪速センサ２６は、本発明に係る回転角度検出手段を構成する。

ブレーキセンサ２７は、車両１に備えられた図示しないブレーキペダルが運転者により所定の踏み込み量で踏み込まれたとき、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わる信号（踏力スイッチ信号）をエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に送信するようになっている。例えば、ブレーキセンサ２７は、ブレーキペダルに対する踏力が予め定められた設定値以上になるとＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わる信号をエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に送信するようになっている。

シフトレバー２８は、車両１の駐車時に、エンジン２の出力が駆動輪５６（図１参照）に伝達されるのを遮断するとともに駆動輪５６の回転を抑制するためのパーキングレンジ（以下、Ｐレンジという）、車両１を後進させるためのリバースレンジ（以下、Ｒレンジという）、エンジン２の出力が駆動輪５６に伝達されるのを遮断するためのニュートラルレンジ（以下、Ｎレンジという）、後述するトランスミッションＥＣＵ１２により変速段が選択されるドライブレンジ（以下、Ｄレンジという）、運転者のシフト操作によりシフトレンジを切換えるためのシーケンシャルシフトレンジ（以下、Ｓレンジという）を有している。

シフトポジションセンサ２９は、運転者により操作されたシフトレバー２８のシフトポジションを検出するようになっており、シフトレバー２８が、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、ＤレンジおよびＳレンジのうちいずれのレンジに位置しているかを示す信号をトランスミッションＥＣＵ１２に出力する。

ここで、本実施の形態に係るＰレンジは、本発明に係る第１の選択位置を構成し、本実施の形態に係るＰレンジ以外のレンジは、本発明に係る第２の選択位置を構成する。

アクセル開度センサ３３は、例えば、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサにより構成されており、アクセルペダル３２が運転者により操作されると、アクセルペダル３２の位置が示すアクセル開度を表す信号を、後述するエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に出力するようになっている。

車両１は、さらに、エンジン２を制御するためのエンジンＥＣＵ１１と、自動変速機５を制御するためのトランスミッションＥＣＵ１２と、を備えている。

エンジンＥＣＵ１１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）および入出力インターフェースを有しており、アクセルペダル３２の操作量に応じてエンジン２が制御されるよう、エンジン２に対してエンジン制御信号を出力するようになっている。

また、エンジンＥＣＵ１１は、エンジン回転数センサ２１、吸入空気量センサ２２、吸入空気温度センサ２３、スロットルセンサ２４、出力軸回転数センサ２５、車輪速センサ２６およびブレーキセンサ２７と接続されており、これらのセンサからエンジン回転数、吸入空気量、吸入空気温度、スロットル開度、出力軸回転数、車輪速およびブレーキのＯＮ／ＯＦＦを表す信号をそれぞれ入力するようになっている。

トランスミッションＥＣＵ１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースを有しており、ＲＯＭには、車速およびスロットル開度に基づいた変速線図を表すマップや、変速制御を実行するためのプログラムなどが記憶されている。

また、トランスミッションＥＣＵ１２は、スロットルセンサ２４、出力軸回転数センサ２５、車輪速センサ２６、ブレーキセンサ２７およびシフトポジションセンサ２９からスロットル開度、出力軸回転速度、車輪速、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦおよびシフトレバー２８のシフトポジションを表す信号をそれぞれ入力するようになっており、これらの信号に基づいて、自動変速機５のトルクコンバータ３や変速機構４の変速段が制御されるよう油圧制御回路６を制御するようになっている。

なお、本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ１２は、後述するように、本発明に係る車両の制御装置、捩れ測定手段および制御手段を構成する。
図１に戻り、車両１は、シフトレバー２８がＰレンジに位置しているときに、出力軸５２をロックするためのパーキングロック機構６０を備えている。パーキングロック機構６０は、変速機構４の出力軸５２に取り付けられたパーキングギヤ６１と、パーキングギヤ６１と噛み合ってその回転駆動を停止した状態でロックするパーキングポール６２と、によって構成されている。

パーキングポール６２の一端部には、ハウジング５１に回動自在に支持された図示しない回動支持部が設けられており、パーキングポール６２は、回動支持部を支点にして図１の上下方向に揺動自在になっている。

また、パーキングポール６２の他端部は図示しないパーキングポールカムに接触しており、パーキングポール６２は、パーキングポールカムの回動に伴って回動支持部を支点にして図１の上下方向に揺動するようになっている。

シフトレバー２８がＰレンジ、すなわち、第１の選択位置に移行すると、図示しないパーキングポールカムは、パーキングポール６２の他端部を押し上げる位置に回動し、シフトレバーがＲレンジ、Ｎレンジ、ＤレンジあるいはＳレンジに対応する位置、すなわち、第２の選択位置に移行すると、パーキングポール６２の他端部を押し下げる位置に回動するようになっている。

したがって、図示しないパーキングポールカムの駆動によりパーキングポール６２がパーキングギヤ６１に噛合する固定位置に移動すると、パーキングギヤ６１の回転が制限され、結果として変速機構４の出力軸５２、出力軸５２と接続されたプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の回転が制限されるようになっている。
なお、図示しないパーキングポールカムは、シフトレバー２８と機械的に連動するような機構により駆動してもよいし、電動モータにより駆動してもよい。

以下、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を構成するトランスミッションＥＣＵの特徴的な構成について、図１および図３を参照して説明する。

車両１の制御装置を構成するトランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバー２８がＰレンジ以外のいずれかのレンジからＰレンジに移行され、パーキングロック機構により出力軸５２の回転の制限が開始されると、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさの測定を開始する。

具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトポジションセンサ２９からシフトレバー２８がＰレンジに移行されたことを示す信号が入力されると、出力軸回転数センサ２５および車輪速センサ２６から、出力軸５２の回転角度を表す信号および駆動輪５６の回転角度を表す信号をそれぞれ取得し、シフトレバー２８がＰレンジに移行した後の出力軸５２の回転角度と駆動輪５６の回転角度との差、すなわちパーキングロック機構６０によりプロペラシャフト５３の回転が制限された後におけるプロペラシャフト５３の一端とドライブシャフト５４の一端の回転角度の差を算出する。また、トランスミッションＥＣＵ１２は、プロペラシャフト５３の一端の回転角度とドライブシャフト５３の一端の回転角度との差と、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさとを対応させた捩れ算出マップをＲＯＭに予め記憶しており、算出されたプロペラシャフト５３の一端の回転角度とドライブシャフト５４の一端の回転角度との差と、ＲＯＭに記憶された捩れ算出マップとに基づいて、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを算出するようになっている。

したがって、トランスミッションＥＣＵ１２は、動力伝達軸の捩れの大きさを測定する捩れ測定手段を構成する。

また、トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバー２８がＰレンジに移行された後に、出力軸５２の回転角度および駆動輪５６の回転角度の差から算出されたプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさが閾値以上に達したならば、ブレーキＢ２を係合するよう油圧制御回路６を制御するようになっている。

閾値としては、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさが、シフトレバー２８がＰレンジからＰレンジ以外のレンジに移行され、パーキングギヤ６１とパーキングポール６２との噛合が解消される際に、ブレーキＢ２が解放されていても運転者に不快感を与える衝撃や捩れ振動が発生しない値として、予め実験的な測定などにより定められている。
ここで、トランスミッションＥＣＵ１２は、出力軸５２の回転が阻止されるよう、油圧制御回路６を制御してブレーキＢ２に加えてブレーキＢ４も係合状態に移行させる。

また、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキＢ２が係合された状態で、シフトレバー２８がＰレンジからＰレンジ以外のレンジに移行されたことを条件に、ブレーキＢ２を所定の速さで解放し、出力軸５２の回転の抑制を終了させるよう油圧制御回路６を制御するようになっている。

具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキＢ２の係合圧をリニアソレノイドを介して所定の速度で低下させ、ブレーキＢ２が所定の速度で解放され係合状態から非係合状態に移行するよう制御する。所定の速度としては、シフトレバー２８がＰレンジから他のレンジに移行されパーキングロック機構６０が解放された際に、出力軸５２が徐々にスリップすることにより捩れトルクが解放され、結果としてプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４に発生する捩れ振動が、車両１の乗員に不快感を与えない大きさに抑制されるような速度であり、予め実験的な測定などにより定められている。また、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキＢ２を所定の速度で解放するための油圧制御回路６に対する制御データを予めＲＯＭに記憶する。

したがって、本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバーが第１の選択位置に移行された後に、捩れ測定手段により測定された動力伝達軸の捩れの大きさが閾値以上に達したことを条件に、回転抑制手段に出力軸の回転を抑制させるとともに、シフトレバーが第１の選択位置から第２の選択位置に移行されたことを条件に、所定の速さで回転抑制手段による出力軸の回転の抑制を終了させる制御手段を構成する。
ここで、トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバー２８により選択されたシフトレンジがブレーキＢ４を解放することにより形成される場合には、ブレーキＢ２が解放された後にブレーキＢ４を解放するよう油圧制御回路６を制御するようになっている。

図４は、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の制御処理を説明するためのタイミングチャートである。

図４において、（ａ）は車速Ｓｐｄ、（ｂ）はブレーキセンサのＯＮ／ＯＦＦ、（ｃ）はシフトポジションセンサ２９により出力される信号、（ｄ）はパーキングロック機構６０の作動状態、（ｅ）はプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさ、（ｆ）はブレーキＢ２の係合に対する指示圧の時間的変化を示すタイミングチャートである。

まず、車両１が、時間Ｔ０において上り坂に停車する。このとき、シフトポジションセンサ２９から出力される信号はＤレンジを示している（図４（ｃ）参照）。また、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４には、エンジン２から自動変速機５を介して入力される回転トルクに起因する捩れトルクが発生している（図４（ｅ）参照）。

次に、時間Ｔ１において運転者によりシフトレバー２８がＤレンジからＰレンジにシフトされると、シフトポジションセンサ２９は、Ｐレンジを示す信号を出力する（図４（ｃ）参照）。このとき、ブレーキペダルが踏み込まれた状態で（図４（ｂ）参照）、パーキングポール６２がパーキングギヤ６１と噛合される（図４（ｄ）参照）。また、トランスミッションＥＣＵ１２は、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の回転角度の測定を開始する。

次に、時間Ｔ２において運転者によるブレーキペダルの操作が終了すると（図４（ｂ）参照）、路面に勾配があるため、車両１は、自重による下り方向の力と、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４に生じる捩れトルクとが釣り合う位置まで後退する（図４（ａ）参照）。

ここで、トランスミッションＥＣＵ１２は、ＲＯＭに予め記憶されている捩れ算出マップと、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の回転角度の差とを参照し、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の回転角度の差に基づいて算出されるプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさが閾値以上に達したと判断したならば、油圧制御回路６を介してブレーキＢ２を係合する（図４（ｆ）参照）。また、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキＢ２に加えて、ブレーキＢ４が係合されるよう油圧制御回路６を制御する。

次に、運転者によりブレーキペダルが踏み込まれた後に（図４（ｂ）参照）、時間Ｔ３においてシフトレバー２８がＰレンジからＤレンジにシフトされると、シフトポジションセンサ２９は、Ｄレンジを示す信号を出力する（図４（ｃ）参照）。このとき、パーキングポール６２とパーキングギヤ６１との噛合が解放される（図４（ｄ）参照）。

また、トランスミッションＥＣＵ１２は、油圧制御回路６のソレノイドを制御して、ブレーキＢ２の係合を所定の速さで解放する。ここで、所定の速さとは、上述のとおりパーキングギヤ６１とパーキングポール６２との噛合が解消される際に、運転者に不快感を与える衝撃や捩れ振動が発生しない値であり、図４（ｆ）においては、Ｔ３からＴ４までの時間によりブレーキＢ２が係合状態から非係合状態に移行される速度を意味する。
なお、トランスミッションＥＣＵ１２は、作動表（図２参照）に基づき変速機構４を６速から５速に変速する場合など、変速時においてブレーキＢ２を解放する場合には、上記所定の速さで徐々に解放するのではなく、変速が滑らかに行われるよう素早く解放する。

次に、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキＢ２が解放された後に、ブレーキＢ４が解放されるよう油圧制御回路６を制御する。

次に、時間Ｔ５において、運転者によるブレーキペダルの操作が終了し（図４（ｂ）参照）、車両１が前進を開始する（図４（ａ）参照）。

図５は、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。

なお、以下の処理は、トランスミッションＥＣＵ１２を構成するＣＰＵによって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵによって処理可能なプログラムを実現する。

まず、ステップＳ１１において、トランスミッションＥＣＵ１２は、Ｐレンジへのシフトチェンジが実行されたか否かを判断する。具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトポジションセンサ２９から入力した信号がシフトレバー５８のＰレンジを表しており、かつ、シフトポジションセンサ２９から前回取得した信号がＰレンジ以外のレンジを表していたなら、シフトレバー２８がＰレンジ以外のレンジからＰレンジにシフトされたと判断する。

トランスミッションＥＣＵ１２は、Ｐレンジへのシフトチェンジが実行されたと判断した場合には（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ１２に移行する。一方、Ｐレンジへのシフトチェンジが実行されていないと判断した場合には（ステップＳ１１でＮｏ）、Ｒｅｔｕｒｎに進む。

ステップＳ１２において、トランスミッションＥＣＵ１２は、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れ状態を測定する。
具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、出力軸回転数センサ２５および車輪速センサ２６から、出力軸５２の回転角度および駆動輪５６の回転角度をそれぞれ取得し、Ｐレンジへのシフトチェンジが行われた後の出力軸５２の回転角度と駆動輪５６の回転角度との差、すなわちパーキングロック機構６０によりプロペラシャフト５３の回転が制限された後におけるプロペラシャフト５３の一端とドライブシャフト５４の一端の回転角度の差を算出する。また、トランスミッションＥＣＵ１２は、プロペラシャフト５３の一端の回転角度とドライブシャフト５４の一端の回転角度との差と、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさとを対応させた捩れ算出マップとに基づいて、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを算出する。

なお、プロペラシャフト５３とドライブシャフト５４とが減速機を介して接続されている場合など、通常の走行時にプロペラシャフト５３とドライブシャフト５４との回転数が異なる場合においては、捩れ算出マップは、減速機のギヤ比に応じて補正された値が設定されている。

次に、トランスミッションＥＣＵ１２は、ステップＳ１２において算出されたプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさが閾値以上に達したか否かを判断する（ステップＳ１３）。

トランスミッションＥＣＵ１２は、算出されたプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさが閾値以上に達したと判断した場合には（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ステップＳ１４に移行する。一方、算出されたプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさが閾値未満であると判断した場合には（ステップＳ１３でＮｏ）、Ｒｅｔｕｒｎに進む。

ステップＳ１４において、トランスミッションＥＣＵ１２は、摩擦係合要素によって出力軸５２の回転を抑制する。具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、油圧制御回路６のリニアソレノイドを制御して、ブレーキＢ２を係合させる。さらに、トランスミッションＥＣＵ１２は、油圧制御回路６のリニアソレノイドを制御して、ブレーキＢ４を係合させる。

次に、トランスミッションＥＣＵ１２は、Ｐレンジから他のレンジへのシフトチェンジが実行されたか否かを判断する（ステップＳ１５）。具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトポジションセンサ２９から入力した信号がシフトレバー５８のＰレンジ以外のレンジを表しており、かつ、シフトポジションセンサ２９から前回取得した信号がＰレンジを表していたなら、シフトレバー２８がＰレンジからＰレンジ以外のレンジにシフトしたと判断する。

トランスミッションＥＣＵ１２は、Ｐレンジから他のレンジへのシフトチェンジが実行されたと判断した場合には（ステップＳ１５でＹｅｓ）、ステップＳ１６に移行する。一方、トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバー２８がＰレンジに位置すると判断した場合には（ステップＳ１５でＮｏ）、このステップを繰り返す。

ステップＳ１６において、トランスミッションＥＣＵ１２は、摩擦係合要素を所定の速度で徐々に解放する。具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、油圧制御回路６のリニアソレノイドを制御して、ブレーキＢ２を所定の速度で徐々に解放させる。

次に、トランスミッションＥＣＵ１２は、変速機構４に対する変速制御を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、ＲＯＭに記憶されている変速用のマップおよびスロットルセンサ２４から入力される信号に基づいて変速段を決定し、油圧制御回路６を介して変速機構４の変速段を変更する。

以上のように本発明の実施の形態に係る車両の制御装置においては、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４に捩れが発生している場合においても、パーキングロック機構６０による出力軸５２の回転の制限を解除する際に、摩擦係合要素を構成するブレーキＢ２により出力軸５２が徐々に解放されるので、パーキングロック機構６０が解除される際の衝撃や捩れ振動の発生を抑制し、車両１の振動を防止することが可能となる。また、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の回転角度の差に基づいて測定するので、勾配センサを用いてプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを測定する場合と比較して、車両１の重量や駆動輪５６の大きさなどの因子による測定誤差が生じず、より正確な捩れの大きさの測定が可能となる。

また、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４に生じている捩れの大きさを、プロペラシャフト５３の回転角度およびドライブシャフト５４の回転角度を検出可能な既存の回転数センサを用いて測定することができるので、コストを高めることなく摩擦係合要素を構成するブレーキＢ２による出力軸５２の解放を適切に行うことが可能となる。

なお、上述した実施の形態においては、トランスミッションＥＣＵ１２が、Ｐレンジに移行した後のプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の回転角度の差に基づいてプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを測定する場合について説明した。しかしながら、トランスミッションＥＣＵ１２が、以下の第１の例ないし第３の例のようにプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを測定してもよい。

まず、第１の例として、車両１がトルクセンサを備えるようにし、トランスミッションＥＣＵ１２がトルクセンサにより検出されたトルクの大きさに基づいてプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを測定するようにする。
トルクセンサは、例えば、ひずみゲージにより構成されており、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の近傍にそれぞれ設置されるようにする。

また、第２の例として、車両１が勾配センサを備えるようにし、トランスミッションＥＣＵ１２が勾配センサにより検出された路面の勾配の大きさに基づいてプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを測定するようにする。
この場合、トランスミッションＥＣＵ１２のＲＯＭが、勾配センサにより検出された路面の勾配とプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさとを対応付けたマップを予め記憶するようにする。

また、第３の例として、車両１が対地速センサを備えるようにし、トランスミッションＥＣＵ１２が、対地速センサにより検出された車両１の対地速度に基づいて車両１の動き量を算出し、算出された車両１の動き量に基づいてプロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさを算出するようにしてもよい。この場合、トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバー２８がＰレンジに移行した後の車両１の対地速度を対地速センサから取得するようにする。

また、上述した実施の形態においては、トランスミッションＥＣＵ１２が、ブレーキＢ２を一定の速度で解放するための制御データを予めＲＯＭに記憶する場合について説明した。しかしながら、トランスミッションＥＣＵ１２が、ブレーキＢ２の解放速度を変化させてもよい。例えば、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキＢ２の解放が開始されると、時間の経過とともに解放速度が徐々に速まるよう油圧制御回路６を制御してもよい。

また、上述した実施の形態においては、トランスミッションＥＣＵ１２が、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさにかかわらず、ブレーキＢ２を所定の速度で解放するための制御データを予めＲＯＭに記憶する場合について説明した。しかしながら、トランスミッションＥＣＵ１２が、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさに応じて、ブレーキＢ２の解放の速度を変化させる制御データをＲＯＭに記憶するようにしてもよい。この場合、トランスミッションＥＣＵ１２は、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさと、ブレーキＢ２の解放の速度とを対応させた解放速度マップをＲＯＭに予め記憶するようにする。解放速度マップは、例えば、プロペラシャフト５３およびドライブシャフト５４の捩れの大きさが大きいほどブレーキＢ２の解放速度が遅くなるように設定される。

また、以上の説明においては、本発明に係る車両の制御装置をＦＲ車両に適用した場合について説明したが、これに限定されず、ＦＦ（Front engine Front drive）車両に適用してもよい。

また、以上の説明においては、ブレーキＢ２が出力軸５２の回転を抑制する回転抑制手段を構成する場合について説明した。しかしながら、回転抑制手段は、変速機構の構成に応じて、自動変速機の出力軸を固定させるための摩擦係合要素により構成されていればよい。また、摩擦係合要素により出力軸５２の回転を抑制する代わりに、出力軸５２の回転を抑制するための回転抑制部材を出力軸５２あるいはプロペラシャフト５３に設置するようにしてもよい。

また、以上の説明においては、上記の各処理が、トランスミッションＥＣＵ１２によって所定の時間間隔で実行される場合について説明したが、これに限定されず、エンジンＥＣＵ１１によって実行されてもよい。

また、以上の説明においては、トランスミッションＥＣＵ１２が出力軸回転数センサ２５から入力される信号に基づいて出力軸５２の回転角度を検出する場合について説明したが、これに限定されず、プロペラシャフト５３の回転角度を検出するセンサ、あるいはパーキングギヤ６１から入力される信号に基づいて出力軸５２の回転角度を検出するようにしてもよい。

また、以上の説明においては、車両の制御装置を、自動変速機５を搭載した車両１に設置する場合について説明した。しかしながら、車両の制御装置が、出力軸５２の回転を抑制するための回転抑制部材を有する無段変速機（ＣＶＴ）など他の変速機を搭載した車両に設置されるようにしてもよい。

以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、パーキングロック機構の作動終了時に発生する捩れ振動を抑制し、車両の振動を防止することができるという効果を奏するものであり、車両の乗員に振動の不快感が与えられることを防止できる車両の制御装置に有用である。

本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の構成を示す骨子図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機の作動表である。 本発明の実施の形態に係る電子制御装置を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の制御処理を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
３ トルクコンバータ
４ 変速機構
５ 自動変速機
６ 油圧制御回路
１１ エンジンＥＣＵ
１２ トランスミッションＥＣＵ（制御装置、回転角度検出手段、捩れ測定手段、制御手段）
２１ エンジン回転数センサ
２４ スロットルセンサ
２５ 出力軸回転数センサ（回転角度検出手段）
２６ 車輪速センサ（回転角度検出手段）
２７ ブレーキセンサ
２８ シフトレバー
２９ シフトポジションセンサ
３１ スロットル弁
３３ アクセル開度センサ
４２ 入力軸
５２ 出力軸
５３ プロペラシャフト
５４ ドライブシャフト
５５ ディファレンシャルギヤ
５６ 駆動輪
６０ パーキングロック機構
６１ パーキングギヤ
６２ パーキングポール

Claims (6)

1. 車両の動力源から入力軸を介して入力された動力を出力軸から出力するとともに、前記入力軸と前記出力軸との間で変速可能な変速機と、
   前記変速機の出力軸から出力された動力を駆動輪に伝達する動力伝達軸と、
   シフトレバーが第１の選択位置に移行されたときに前記出力軸の回転を制限し、第２の選択位置に移行されたときに前記出力軸の回転の制限を解除するパーキングロック機構と、を備える車両の制御装置であって、
   前記動力伝達軸の捩れの大きさを測定する捩れ測定手段と、
   前記出力軸の回転を抑制する回転抑制手段と、
   前記シフトレバーが前記第１の選択位置に移行された後に、前記捩れ測定手段により測定された前記動力伝達軸の捩れの大きさが閾値以上に達したことを条件に、前記回転抑制手段に前記出力軸の回転を抑制させるとともに、前記シフトレバーが前記第１の選択位置から前記第２の選択位置に移行されたことを条件に、所定の速さで前記回転抑制手段による前記出力軸の回転の抑制を終了させる制御手段と、を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記動力伝達軸が、前記出力軸と接続されるプロペラシャフトおよび前記駆動輪と接続されるドライブシャフトにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記プロペラシャフトおよび前記ドライブシャフトの回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、
   前記捩れ測定手段が、前記パーキングロック機構により前記出力軸の回転が制限された後に生じる前記プロペラシャフトと前記ドライブシャフトの回転角度の差に応じて前記プロペラシャフトおよび前記ドライブシャフトに生じた捩れの大きさを測定することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記プロペラシャフトおよび前記ドライブシャフトのトルクを検出するトルク検出機構を備え、
   前記捩れ測定手段が、前記トルク検出機構により検出されたトルクに応じて前記プロペラシャフトおよび前記ドライブシャフトに生じた捩れの大きさを測定することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
5. 路面の勾配を検知する勾配検知手段を備え、
   前記捩れ測定手段が、前記勾配検知手段により検知された路面の勾配に応じて前記動力伝達軸に生じた捩れの大きさを測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
6. 前記制御手段が、前記捩れ測定手段により測定された前記動力伝達軸の捩れの大きさに応じた速さで前記回転抑制手段による前記出力軸の回転の抑制を終了させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。

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