WO2018180525A1 - 車両用制御装置 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a vehicle control device.
- a shift-by-wire system in which a shift range switching mechanism of a vehicle is operated by a shift actuator using a motor or the like as a drive source.
- a shift actuator using a motor or the like as a drive source.
- this system there is no need to mechanically connect the shift range switching mechanism and its operation unit. Therefore, the installation location of the operation unit and the degree of freedom in design increase.
- the torque of the shift actuator required for releasing the meshing between the parking gear and the parking pole (hereinafter referred to as parking release) and switching the shift range is greater on the slope than on the flat ground.
- control device of the shift-by-wire system disclosed in Patent Document 1 temporarily rotates the motor in the range switching direction after rotating the motor in the direction opposite to the range switching direction, thereby kinetic energy in the range switching direction. Is increasing. As a result, a parking release on a slope is attempted using a relatively small motor.
- a vehicle equipped with an electric parking brake system has a function of automatically operating an electric parking brake (hereinafter referred to as an EPB automatic operation function) when predetermined conditions such as stopping are met.
- the operation state of the parking brake by the EPB automatic operation function is canceled by, for example, turning on the accelerator.
- the EPB automatic operation function is used to release the driver from the foot brake operation when the vehicle is stopped on a flat road, and is used to prevent the vehicle from sliding down when starting on a slope.
- the present disclosure automatically operates the electric parking brake when the vehicle stops on a slope, so that the movement of the vehicle due to gravity is suppressed by the electric parking brake, so that the required torque of the shift actuator for releasing the parking is reduced. I thought I could do it. It is a completely new idea that the electric parking brake is automatically operated for such a purpose.
- the EPB automatic operation function can be selectively disabled for a driver who avoids the acceleration delay at the time of starting.
- the electric parking brake does not operate when the vehicle stops on a slope, so that a new problem arises that the required torque of the shift actuator for releasing the parking cannot be reduced.
- the present disclosure is a vehicle control device used in a vehicle equipped with a shift-by-wire system and an electric parking brake system.
- a function for automatically operating the electric parking brake without an operation of the driver of the vehicle is referred to as an EPB automatic operation function
- a request by the driver for invalidating the EPB automatic operation function is referred to as an invalidation request.
- the vehicle control device includes an invalidation determination unit, a stop determination unit, a slope determination unit, and an EPB automatic operation unit.
- the invalidation determination unit determines whether there is an invalidation request.
- the stop determination unit determines whether or not the vehicle is stopped.
- the slope determination unit determines whether or not the vehicle is located on the slope.
- the EPB automatic operation unit activates the electric parking brake by the EPB automatic operation function when the vehicle is located on a slope and the vehicle is stopped even when there is a request for invalidation.
- the electric parking brake is automatically operated regardless of the invalidation request, so that the movement of the vehicle due to gravity is suppressed by the electric parking brake. For this reason, the force applied to the meshing portion between the parking gear and the parking pole of the shift range switching mechanism is reduced during parking on a slope. Therefore, since the torque of the shift actuator required when parking is released is reduced, the shift actuator can be reduced in size.
- FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a vehicle to which a parking brake control device according to an embodiment is applied.
- FIG. 2 is a perspective view of the shift range switching mechanism of FIG.
- FIG. 3 is a flowchart for explaining processing executed by the electronic control unit of the parking brake control device of FIG.
- FIG. 4 is a time chart showing an example of the operation by the processing of FIG.
- a parking brake control device which is a vehicle control device according to one embodiment, is used in a vehicle equipped with a shift-by-wire system (hereinafter, SBW system) and an electric parking brake system (hereinafter, EPB system).
- SBW system shift-by-wire system
- EPB system electric parking brake system
- the SBW system 11 of the vehicle 10 is a system that electrically controls the shift range switching mechanism 13 of the automatic transmission 12.
- the EPB system 15 is a system that electrically controls the parking brake mechanism 16.
- the SBW system 11 includes a shift actuator 21, a shift switch 22, a parking switch 23, a rotational position sensor 24, and a shift range control device 25.
- the shift actuator 21 is an electric actuator that outputs rotational power, and includes a motor 26, an encoder 27, a speed reducer 28, and an output shaft 29.
- the encoder 27 detects the rotational position of the motor 26.
- the speed reducer 28 decelerates the rotation of the motor 26.
- the output shaft 29 is connected to the shift range switching mechanism 13. When the output shaft 29 rotates, the shift range switching mechanism 13 operates, and the valve body position of the range switching valve 32 provided in the hydraulic circuit 31 of the automatic transmission 12 changes. The shift range of the automatic transmission 12 is switched according to the valve body position of the range switching valve 32.
- the shift range switching mechanism 13 has a detent plate 33 and a detent spring 34.
- the detent plate 33 rotates integrally with the output shaft 29 of the shift actuator 21.
- the valve body position of the range switching valve 32 is changed as the detent plate 33 rotates.
- the detent spring 34 holds the rotational position of the detent plate 33 by fitting into any one of the plurality of recesses 35 to 38 at the outer edge of the detent plate 33.
- the shift range switching mechanism 13 includes a parking gear 41, a parking pole 42, and a parking rod 43 as a mechanism for parking lock.
- the parking gear 41 rotates integrally with the output shaft of the automatic transmission 12.
- the parking pole 42 can move toward and away from the parking gear 41, and locks the rotation of the output shaft of the automatic transmission 12 by meshing with the parking gear 41.
- the parking rod 43 is connected to the detent plate 33, and when the rotation position of the detent plate 33 is a position corresponding to the parking range, the parking rod 43 is pushed by pushing the cone 48 at the tip portion below the parking pole 42.
- the pole 42 is pushed up so that the parking pole 42 and the parking gear 41 are engaged with each other.
- the shift switch 22 is operated by the driver of the vehicle 10, and outputs a signal corresponding to a shift range requested by the driver (hereinafter referred to as a requested shift range).
- the required shift range by the shift switch 22 includes, for example, a neutral range, a reverse range, and a drive range.
- the parking switch 23 is operated by the driver of the vehicle 10 and outputs a signal in response to a request for switching to the parking range by the driver.
- the rotational position sensor 24 detects the rotational position of the output shaft 29 and outputs a signal corresponding to the rotational position.
- the shift range control device 25 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as SBW-ECU) 44 mainly composed of a microcomputer, and a motor driver 45 including an inverter that controls energization of the windings of the motor 26. .
- the SBW-ECU 44 outputs a command signal for driving the shift actuator 21 according to the output signals of the vehicle speed sensor 46, the brake sensor 47, the shift switch 22 and the parking switch 23.
- the motor driver 45 drives the shift actuator 21 in response to a command signal from the SBW-ECU 44.
- the shift range control device 25 controls the shift range by driving the shift actuator 21.
- the EPB system 15 includes a parking actuator 51, a parking switch 23, a tilt angle sensor 53, a disabling switch 54, and a parking brake control device 55.
- the parking actuator 51 is an electric actuator and constitutes an electric parking brake 56 together with the parking brake mechanism 16.
- the parking brake mechanism 16 is a drum-type brake, and operates separately from a foot brake that is hydraulically operated.
- the parking actuator 51 is built in a brake drum 58 that rotates together with the rear wheel 57, and operates to press a brake shoe (not shown) against the brake drum 58 when the parking brake is applied.
- the parking actuator 51 operates to release the brake shoe from the brake drum 58 when releasing the parking brake.
- the electric parking brake 56 is referred to as an EPB 56 as appropriate.
- the tilt angle sensor 53 detects the tilt angle of the vehicle 10 and outputs a signal corresponding to the tilt angle.
- the inclination angle of the vehicle 10 corresponds to the slope of the road surface on which the vehicle 10 is located, and can be used to determine whether the vehicle 10 is located on a slope.
- the invalidation switch 54 is operated by the driver of the vehicle 10 and outputs a signal corresponding to whether or not the driver has requested to invalidate the EPB automatic operation function.
- the “EPB automatic operation function” is a function for applying the parking brake by automatically operating the electric parking brake 56 when a predetermined condition such as stopping is satisfied.
- the EPB automatic operation function is used to release the driver from the foot brake operation on a flat road, and is used to prevent the vehicle from descending when starting on a slope.
- This EPB automatic operation function can be selectively disabled for a driver who avoids the acceleration delay at the time of starting.
- the request for invalidation is the “EPB automatic activation function invalidation request” described above.
- the parking brake control device 55 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “EPB-ECU”) 61 mainly composed of a microcomputer, and a motor driver 62 including an inverter that controls energization of the motor of the parking actuator 51. .
- the EPB-ECU 61 outputs a command signal for driving the parking actuator 51 in accordance with the output signals of the vehicle speed sensor 46, the accelerator sensor 63, the parking switch 23, the tilt angle sensor 53, and the invalidation switch 54.
- the motor driver 62 drives the parking actuator 51 in response to a command signal from the EPB-ECU 61.
- the parking brake control device 55 drives the parking actuator 51 to control the operation of the electric parking brake 56.
- the parking brake control device 55 constitutes a control unit 65 of the vehicle 10 together with the shift range control device 25.
- the control unit 65 includes an engine control device (not shown).
- the output signals of the various sensors acquired by the control unit 65 are shared among the control devices through a communication path such as CAN.
- the EPB-ECU 61 is an invalidation determination unit that is a functional unit related to control for automatically operating the electric parking brake 56 (hereinafter, EPB automatic operation control). 71, a stop determination unit 72, a slope determination unit 73, and an EPB automatic operation unit 74.
- the invalidation determination unit 71 determines whether or not there is a request for invalidating the EPB automatic operation function based on the output signal of the invalidation switch 54.
- the stop determination unit 72 determines whether or not the vehicle 10 has stopped based on the output signal of the vehicle speed sensor 46. For example, when the vehicle speed is 0, it is determined that the vehicle 10 has stopped.
- the slope determination unit 73 determines whether or not the vehicle 10 is located on the slope based on the output signal of the tilt angle sensor 53. When the inclination angle of the vehicle 10 is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the vehicle 10 is located on the slope, and when the inclination angle of the vehicle 10 is smaller than the predetermined value, the vehicle 10 is located on the slope. It is determined that it is not (located on a flat road).
- the EPB automatic operation unit 74 exhibits the EPB automatic operation function when there is no invalidation request.
- “exhibiting the EPB automatic operation function” refers to applying the parking brake by operating the electric parking brake 56 when the vehicle stops.
- the EPB automatic operation unit 74 exhibits the EPB automatic operation function when the vehicle 10 is located on a slope even when there is a request for invalidation. Further, when the electric parking brake 56 is in the operating state, the EPB automatic operating unit 74 sets the electric parking brake 56 in the released state when the shift range is the traveling range (that is, the drive range or the reverse range) and the accelerator is on. Release the brake.
- Each of the functional units 71 to 74 included in the EPB-ECU 61 may be realized by hardware processing using a dedicated logic circuit, or a program stored in advance in a memory such as a computer-readable non-transitory tangible recording medium is executed by the CPU. It may be realized by software processing by execution, or may be realized by a combination of both. Which part of each functional unit 71 to 74 is realized by hardware processing and which part is realized by software processing can be appropriately selected.
- the invalidation determination unit 71 determines whether there is a request for invalidating the EPB automatic operation function based on the output signal of the invalidation switch 54. If there is a request for invalidating the EPB automatic operation function (S1: YES), the process proceeds to S2. When there is no request for invalidating the EPB automatic operation function (S1: NO), the process proceeds to S3.
- the slope determination unit 73 determines whether or not the vehicle 10 is located on the slope based on the output signal of the tilt angle sensor 53. If the vehicle 10 is located on a slope (S2: YES), the process proceeds to S3. When the vehicle 10 is not located on the slope (S2: NO), the process proceeds to S6.
- the stop determination unit 72 determines whether or not the vehicle 10 has stopped based on the output signal of the vehicle speed sensor 46.
- the process proceeds to S4.
- the EPB automatic operating unit 74 operates the electric parking brake 56 to apply the parking brake. After S4, the process proceeds to S5.
- the EPB automatic operation unit 74 determines whether or not the shift range is the traveling range and the accelerator is on. If the shift range is the travel range and the accelerator is on (S5: YES), the process proceeds to S6. If the shift range is not the travel range or if the accelerator is off (S5: NO), the process exits the routine of FIG.
- the invalidation switch 54 is turned on (that is, there is an invalidation request), and the inclination angle is 0 (that is, the vehicle 10 is not located on the slope), so the EPB 56 is released. .
- the determination of S1 in FIG. 3 is affirmed and the determination of S2 is denied, and the process of S6 is executed.
- the shift range control device 25 drives the shift actuator 21 to switch the shift range from the drive range to the parking range. While the drive range is switched to the parking range, the EPB 56 is in an operating state, and the movement of the vehicle due to gravity is suppressed.
- the shift range control device 25 drives the shift actuator 21 to switch the shift range from the parking range to the drive range.
- the movement of the vehicle due to gravity is suppressed by the EPB 56.
- the force that the vehicle tries to move due to gravity is less likely to be applied to the meshing portion between the parking gear 41 and the parking pole 42. Therefore, the shift actuator 21 can easily remove the parking pole 42 from the parking gear 41 at time t6. That is, an increase in motor torque necessary for releasing the meshing is suppressed.
- the parking brake control device 55 includes the invalidation determination unit 71, the stop determination unit 72, the slope determination unit 73, and the EPB automatic operation unit 74.
- the invalidation determination unit 71 determines whether there is an invalidation request.
- the stop determination unit 72 determines whether or not the vehicle 10 is stopped.
- the slope determination unit 73 determines whether or not the vehicle 10 is located on the slope.
- the EPB automatic operation unit 74 operates the electric parking brake 56 with the EPB automatic operation function when the vehicle 10 is located on a slope and the vehicle 10 is stopped even when there is a request for invalidation.
- the electric parking brake 56 is automatically operated regardless of the invalidation request, so that the movement of the vehicle 10 due to gravity is suppressed by the electric parking brake 56. Therefore, the force applied to the meshing portion between the parking gear 41 and the parking pole 42 of the shift range switching mechanism 13 during parking on a slope is reduced. Therefore, since the torque of the shift actuator 21 required when parking is released is reduced, the shift actuator 21 can be reduced in size.
- the EPB automatic operation unit 74 is used when the electric parking brake 56 is in an operating state by the EPB automatic operation function when parking on a slope, when the shift range is the traveling range and the accelerator is on. EPB 56 is released. For this reason, when parking on a slope, the electric parking brake 56 is not released in response to the accelerator being turned on even though the parking is not released. For example, even if the accelerator is turned on between time t5 and time t6 in FIG. 4, the electric parking brake 56 is not released. Therefore, the parking release is performed in a state where the movement of the vehicle 10 due to gravity is reliably suppressed by the electric parking brake 56.
- the conditions for making the electric parking brake in the activated state by the EPB automatic activation function may include conditions other than stopping.
- the parking actuator is not limited to directly operating a locking member such as a shoe or a pad of the parking brake mechanism, and may be an operating member such as a brake wire.
- the parking brake mechanism is not limited to the drum type, but may be of another type such as a disk type.
- the electric parking brake is not limited to the rear wheel, and may be provided on, for example, a drive shaft other than the front wheel or the wheel.
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Abstract
パーキングブレーキ制御装置(55)は、シフトバイワイヤシステム(11)およびブレーキバイワイヤシステム(15)を搭載した車両(10)に用いられる車両用制御装置である。車両(11)のドライバーの操作なしに電動パーキングブレーキ(56)を自動的に作動させる機能をEPB自動作動機能とし、EPB自動作動機能を無効化するためのドライバーによる要求を無効化要求とする。パーキングブレーキ制御装置(55)は、無効化要求の有無を判定する無効化判定部(71)と、車両(10)が停車中か否かを判定する停車判定部(72)と、車両(10)が坂道の上に位置中か否かを判定する坂道判定部(73)と、EPB自動作動部(74)を備えている。EPB自動作動部(74)は、無効化要求が有る場合であっても、車両(10)が坂道の上で停車したときには電動パーキングブレーキ(56)を作動させる。
Description
本出願は、2017年3月29日に出願された特許出願番号2017-65392号に基づくものであり、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、車両用制御装置に関する。
モータ等を駆動源としたシフトアクチュエータにより車両のシフトレンジ切替機構を作動させるシフトバイワイヤシステムが知られている。このシステムでは、シフトレンジ切替機構とその操作部とを機械的に接続する必要がない。そのため、操作部の設置場所およびデザインの自由度が増す。
ところで、坂道で駐車すると、重力により車両が移動しようとする力は、車軸等を介してシフトレンジ切替機構のパーキングギヤとパーキングポールとの噛合部分に加わる。そのため、パーキングギヤとパーキングポールとの噛み合いを解除(以下、パーキング解除)してシフトレンジを切り替えるために要求されるシフトアクチュエータのトルクは、平坦地よりも坂道の方が大きくなる。
これに対し、特許文献1に開示されたシフトバイワイヤシステムの制御装置は、モータを一旦レンジ切替方向とは逆方向に回転させた後にレンジ切替方向に回転させることで、レンジ切替方向への運動エネルギを増大させている。これにより、比較的小型なモータを用いて坂道でのパーキング解除を試みている。
ところが、特許文献1に開示されたようにモータを作動させても、傾斜が比較的大きい坂道で駐車した際にはパーキング解除できないおそれがある。したがって、パーキング解除時におけるシフトアクチュエータのモータの要求トルクを十分に低減することができず、シフトアクチュエータを小型化するには限界がある。
本開示の目的は、シフトバイワイヤシステムのシフトアクチュエータを小型化することができる車両用制御装置を提供することである。
本開示の目的は、シフトバイワイヤシステムのシフトアクチュエータを小型化することができる車両用制御装置を提供することである。
従来、電動パーキングブレーキシステムを搭載した車両において、例えば停車する等の所定の条件が揃ったときに電動パーキングブレーキを自動的に作動させる機能(以下、EPB自動作動機能)がある。EPB自動作動機能によるパーキングブレーキの作動状態は、例えばアクセルオンにより解除される。EPB自動作動機能は、平坦路においては停車時のフットブレーキ操作からドライバーを開放するために用いられ、また、坂道においては発進時の車両ずり下がりを防止するために用いられる。
本開示者は、坂道で停車したときに電動パーキングブレーキを自動的に作動させることで、重力による車両の移動が電動パーキングブレーキで抑制されるため、パーキング解除のためのシフトアクチュエータの要求トルクを低減することができると考えた。このような目的のために電動パーキングブレーキを自動的に作動させることは、従来にない全く新しい発想である。
しかし、現状の電動パーキングブレーキシステムにおいて、EPB自動作動機能は、発進時の加速遅れを敬遠するドライバーのために選択的に無効化することができるようになっている。このようにEPB自動作動機能を無効化したときには、坂道で停車したときに電動パーキングブレーキが作動しないため、パーキング解除のためのシフトアクチュエータの要求トルクを低減することができないという新たな問題が生じる。
本開示者は、この知見に基づき本開示を完成するに至った。
本開示者は、この知見に基づき本開示を完成するに至った。
本開示は、シフトバイワイヤシステムおよび電動パーキングブレーキシステムを搭載した車両に用いられる車両用制御装置である。
ここで、車両のドライバーの操作なしに電動パーキングブレーキを自動的に作動させる機能をEPB自動作動機能とし、当該EPB自動作動機能を無効化するためのドライバーによる要求を無効化要求とする。
ここで、車両のドライバーの操作なしに電動パーキングブレーキを自動的に作動させる機能をEPB自動作動機能とし、当該EPB自動作動機能を無効化するためのドライバーによる要求を無効化要求とする。
車両用制御装置は、無効化判定部、停車判定部、坂道判定部およびEPB自動作動部を備えている。
無効化判定部は、無効化要求の有無を判定する。
停車判定部は、車両が停車しているか否かを判定する。
坂道判定部は、車両が坂道の上に位置しているか否かを判定する。
EPB自動作動部は、無効化要求が有る場合であっても、車両が坂道の上に位置しておりかつ車両が停車しているときには、EPB自動作動機能により電動パーキングブレーキを作動させる。
無効化判定部は、無効化要求の有無を判定する。
停車判定部は、車両が停車しているか否かを判定する。
坂道判定部は、車両が坂道の上に位置しているか否かを判定する。
EPB自動作動部は、無効化要求が有る場合であっても、車両が坂道の上に位置しておりかつ車両が停車しているときには、EPB自動作動機能により電動パーキングブレーキを作動させる。
このように車両が坂道の上で停車した場合、無効化要求にかかわらず電動パーキングブレーキを自動的に作動させることで、重力による車両の移動が電動パーキングブレーキにより抑制される。そのため、坂道での駐車時においてシフトレンジ切替機構のパーキングギヤとパーキングポールとの噛合部分にかかる力が低下する。したがって、パーキング解除時に要求されるシフトアクチュエータのトルクが低減するので、シフトアクチュエータを小型化することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、一実施形態のパーキングブレーキ制御装置が適用された車両について説明する概念図であり、
図2は、図1のシフトレンジ切替機構の斜視図であり、
図3は、図1のパーキングブレーキ制御装置の電子制御ユニットが実行する処理を説明するフローチャートであり、
図4は、図3の処理による動作の一例を示すタイムチャートである。
以下、一実施形態を図面に基づき説明する。
[一実施形態]
一実施形態の車両用制御装置であるパーキングブレーキ制御装置は、シフトバイワイヤシステム(以下、SBWシステム)および電動パーキングブレーキシステム(以下、EPBシステム)を搭載した車両に用いられる。図1に示すように、車両10のSBWシステム11は、自動変速機12のシフトレンジ切替機構13を電気的に制御するシステムである。EPBシステム15は、パーキングブレーキ機構16を電気的に制御するシステムである。
[一実施形態]
一実施形態の車両用制御装置であるパーキングブレーキ制御装置は、シフトバイワイヤシステム(以下、SBWシステム)および電動パーキングブレーキシステム(以下、EPBシステム)を搭載した車両に用いられる。図1に示すように、車両10のSBWシステム11は、自動変速機12のシフトレンジ切替機構13を電気的に制御するシステムである。EPBシステム15は、パーキングブレーキ機構16を電気的に制御するシステムである。
<SBWシステム>
先ず、SBWシステム11の構成について図1、図2を参照して説明する。
図1に示すように、SBWシステム11は、シフトアクチュエータ21、シフトスイッチ22、パーキングスイッチ23、回転位置センサ24およびシフトレンジ制御装置25を備えている。
先ず、SBWシステム11の構成について図1、図2を参照して説明する。
図1に示すように、SBWシステム11は、シフトアクチュエータ21、シフトスイッチ22、パーキングスイッチ23、回転位置センサ24およびシフトレンジ制御装置25を備えている。
シフトアクチュエータ21は、回転動力を出力する電動アクチュエータであり、モータ26、エンコーダ27、減速機28および出力軸29を有している。エンコーダ27は、モータ26の回転位置を検出する。減速機28は、モータ26の回転を減速する。出力軸29は、シフトレンジ切替機構13に接続されている。出力軸29が回転するとシフトレンジ切替機構13が作動し、自動変速機12の油圧回路31に設けられたレンジ切替弁32の弁***置が変わる。自動変速機12のシフトレンジは、レンジ切替弁32の弁***置に応じて切り替わる。
図2に示すように、シフトレンジ切替機構13(図1参照)は、ディテントプレート33およびディテントスプリング34を有している。ディテントプレート33は、シフトアクチュエータ21の出力軸29と一体に回転する。レンジ切替弁32の弁***置は、ディテントプレート33の回転に伴い変更される。ディテントスプリング34は、ディテントプレート33の外縁部にある複数の凹部35~38のうち、いずれか1つに嵌まることでディテントプレート33の回転位置を保持する。
また、シフトレンジ切替機構13は、パーキングロックのための機構を構成するものとして、パーキングギヤ41、パーキングポール42およびパーキングロッド43を有している。パーキングギヤ41は、自動変速機12のアウトプットシャフトと一体に回転する。パーキングポール42は、パーキングギヤ41に対して接近および離間可能であり、パーキングギヤ41と噛み合うことで自動変速機12のアウトプットシャフトの回転をロックする。パーキングロッド43は、ディテントプレート33に連結されており、ディテントプレート33の回転位置がパーキングレンジに対応する位置であるとき、先端部の円錐体48をパーキングポール42の下側に押し込むことで当該パーキングポール42を押し上げて、パーキングポール42とパーキングギヤ41とを噛み合わせる。
図1に戻って、シフトスイッチ22は、車両10のドライバーにより操作されるものであり、ドライバーの要求するシフトレンジ(以下、要求シフトレンジ)に応じた信号を出力する。シフトスイッチ22による要求シフトレンジには、例えばニュートラルレンジ、リバースレンジおよびドライブレンジなどがある。
パーキングスイッチ23は、車両10のドライバーにより操作されるものであり、ドライバーによるパーキングレンジへの切り替え要求に応じた信号を出力する。
回転位置センサ24は、出力軸29の回転位置を検出して、当該回転位置に応じた信号を出力する。
パーキングスイッチ23は、車両10のドライバーにより操作されるものであり、ドライバーによるパーキングレンジへの切り替え要求に応じた信号を出力する。
回転位置センサ24は、出力軸29の回転位置を検出して、当該回転位置に応じた信号を出力する。
シフトレンジ制御装置25は、マイクロコンピュータを主体として構成されている電子制御ユニット(以下、SBW-ECU)44と、モータ26の巻線の通電を制御するインバータを含むモータドライバ45とを備えている。SBW-ECU44は、車速センサ46、ブレーキセンサ47、シフトスイッチ22およびパーキングスイッチ23の出力信号に応じて、シフトアクチュエータ21を駆動するための指令信号を出力する。モータドライバ45は、SBW-ECU44からの指令信号に応じてシフトアクチュエータ21を駆動する。シフトレンジ制御装置25は、シフトアクチュエータ21を駆動してシフトレンジを制御する。
<EPBシステム>
次に、EPBシステム15の構成について図1を参照して説明する。
EPBシステム15は、パーキングアクチュエータ51、パーキングスイッチ23、傾斜角センサ53、無効化スイッチ54およびパーキングブレーキ制御装置55を備えている。
次に、EPBシステム15の構成について図1を参照して説明する。
EPBシステム15は、パーキングアクチュエータ51、パーキングスイッチ23、傾斜角センサ53、無効化スイッチ54およびパーキングブレーキ制御装置55を備えている。
パーキングアクチュエータ51は、電動アクチュエータであり、パーキングブレーキ機構16とともに電動パーキングブレーキ56を構成している。本実施形態では、パーキングブレーキ機構16は、ドラム式のブレーキであり、油圧で作動するフットブレーキとは別個に動作する。パーキングアクチュエータ51は、後輪57と共に回転するブレーキドラム58に内蔵されており、パーキングブレーキをかける場合には図示しないブレーキシューをブレーキドラム58に押し付けるように作動する。一方、パーキングアクチュエータ51は、パーキングブレーキを解除する場合にはブレーキシューをブレーキドラム58から離すように作動する。以下、電動パーキングブレーキ56を適宜EPB56と記載する。
傾斜角センサ53は、車両10の傾斜角を検出して、当該傾斜角に応じた信号を出力する。車両10の傾斜角は、車両10が位置している路面の勾配に対応しており、車両10が坂道の上に位置しているか否かの判断に利用可能である。
無効化スイッチ54は、車両10のドライバーにより操作されるものであり、ドライバーによるEPB自動作動機能の無効化要求の有無に応じた信号を出力する。
無効化スイッチ54は、車両10のドライバーにより操作されるものであり、ドライバーによるEPB自動作動機能の無効化要求の有無に応じた信号を出力する。
ここで、「EPB自動作動機能」とは、例えば停車する等の所定の条件が揃ったときに電動パーキングブレーキ56を自動的に作動させてパーキングブレーキをかける機能である。EPB自動作動機能は、平坦路においてはフットブレーキ操作からドライバーを開放するために用いられ、また、坂道においては発進時の車両ずり下がりを防止するために用いられる。このEPB自動作動機能は、発進時の加速遅れを敬遠するドライバーのために選択的に無効化することができるようになっている。この無効化のための要求が、上述の「EPB自動作動機能の無効化要求」である。
パーキングブレーキ制御装置55は、マイクロコンピュータを主体として構成されている電子制御ユニット(以下、EPB-ECU)61と、パーキングアクチュエータ51のモータの通電を制御するインバータを含むモータドライバ62とを備えている。EPB-ECU61は、車速センサ46、アクセルセンサ63、パーキングスイッチ23、傾斜角センサ53および無効化スイッチ54の出力信号に応じて、パーキングアクチュエータ51を駆動するための指令信号を出力する。モータドライバ62は、EPB-ECU61からの指令信号に応じてパーキングアクチュエータ51を駆動する。パーキングブレーキ制御装置55は、パーキングアクチュエータ51を駆動して電動パーキングブレーキ56の作動を制御する。
パーキングブレーキ制御装置55は、シフトレンジ制御装置25とともに車両10の制御部65を構成している。制御部65は、他にも図示しないエンジン制御装置などを有している。制御部65が取得した各種センサの出力信号は、例えばCAN等の通信路を通じて各制御装置間で共有される。
<EPB-ECU>
次に、EPB-ECU61の詳細な構成について図1を参照して説明する。
ここで、坂道で停車したときにEPB自動作動機能により電動パーキングブレーキ56を自動的に作動させることで、重力による車両10の移動が電動パーキングブレーキ56で抑制されるため、パーキング解除のためのシフトアクチュエータ21の要求トルクを低減することができると考えられる。このような目的のために電動パーキングブレーキ56を自動的に作動させることは、従来にない全く新しい発想である。
次に、EPB-ECU61の詳細な構成について図1を参照して説明する。
ここで、坂道で停車したときにEPB自動作動機能により電動パーキングブレーキ56を自動的に作動させることで、重力による車両10の移動が電動パーキングブレーキ56で抑制されるため、パーキング解除のためのシフトアクチュエータ21の要求トルクを低減することができると考えられる。このような目的のために電動パーキングブレーキ56を自動的に作動させることは、従来にない全く新しい発想である。
しかし、従来のシステムと同じように、無効化スイッチ54によりEPB自動作動機能が無効化されているとき、坂道で停車した際に電動パーキングブレーキ56が作動しないように構成される場合、パーキング解除のためのシフトアクチュエータ21の要求トルクを低減することができないという新たな問題が生じる。
このような問題を解消する構成として、図1に示すように、EPB-ECU61は、電動パーキングブレーキ56を自動的に作動させる制御(以下、EPB自動作動制御)に関する機能部である無効化判定部71、停車判定部72、坂道判定部73およびEPB自動作動部74を有している。
無効化判定部71は、無効化スイッチ54の出力信号に基づき、EPB自動作動機能の無効化要求の有無を判定する。
停車判定部72は、車速センサ46の出力信号に基づき、車両10が停止したか否かを判定する。例えば車速が0である場合に車両10が停止したと判定される。
停車判定部72は、車速センサ46の出力信号に基づき、車両10が停止したか否かを判定する。例えば車速が0である場合に車両10が停止したと判定される。
坂道判定部73は、傾斜角センサ53の出力信号に基づき、車両10が坂道の上に位置しているか否かを判定する。車両10の傾斜角が所定値以上である場合に車両10が坂道の上に位置していると判定され、また、車両10の傾斜角が所定値より小さい場合に車両10が坂道の上に位置していない(平坦路の上に位置している)と判定される。
EPB自動作動部74は、無効化要求が無い場合、EPB自動作動機能を発揮させる。「EPB自動作動機能を発揮させる」とは、本実施形態では停車したときに電動パーキングブレーキ56を作動させてパーキングブレーキをかけることをいう。
また、EPB自動作動部74は、無効化要求が有る場合であっても、車両10が坂道の上に位置しているときにはEPB自動作動機能を発揮させる。
また、EPB自動作動部74は、電動パーキングブレーキ56の作動状態において、シフトレンジが走行レンジ(すなわち、ドライブレンジまたはリバースレンジ)であり且つアクセルオンである場合、電動パーキングブレーキ56を解除状態としてパーキングブレーキを解除する。
また、EPB自動作動部74は、電動パーキングブレーキ56の作動状態において、シフトレンジが走行レンジ(すなわち、ドライブレンジまたはリバースレンジ)であり且つアクセルオンである場合、電動パーキングブレーキ56を解除状態としてパーキングブレーキを解除する。
EPB-ECU61が有する各機能部71~74は、専用の論理回路によるハードウェア処理により実現されてもよいし、コンピュータ読み出し可能非一時的有形記録媒体等のメモリに予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理により実現されてもよいし、あるいは、両者の組み合わせで実現されてもよい。各機能部71~74のうちどの部分をハードウェア処理により実現し、どの部分をソフトウェア処理により実現するかは、適宜選択可能である。
<EPB-ECUが実行する処理>
次に、EPB-ECU61がEPB自動作動制御のために実行する一連の処理について図1および図3を参照して説明する。図3に示すルーチンは、EPB-ECU61の起動後に繰り返し実行される。以降、「S」はステップを意味する。
次に、EPB-ECU61がEPB自動作動制御のために実行する一連の処理について図1および図3を参照して説明する。図3に示すルーチンは、EPB-ECU61の起動後に繰り返し実行される。以降、「S」はステップを意味する。
図3のS1において、無効化判定部71は、無効化スイッチ54の出力信号に基づき、EPB自動作動機能の無効化要求が有るか否かを判定する。
EPB自動作動機能の無効化要求が有る場合(S1:YES)、処理はS2に移行する。
EPB自動作動機能の無効化要求が無い場合(S1:NO)、処理はS3に移行する。
EPB自動作動機能の無効化要求が有る場合(S1:YES)、処理はS2に移行する。
EPB自動作動機能の無効化要求が無い場合(S1:NO)、処理はS3に移行する。
S2では、坂道判定部73は、傾斜角センサ53の出力信号に基づき、車両10が坂道の上に位置しているか否かを判定する。
車両10が坂道の上に位置している場合(S2:YES)、処理はS3に移行する。
車両10が坂道の上に位置していない場合(S2:NO)、処理はS6に移行する。
車両10が坂道の上に位置している場合(S2:YES)、処理はS3に移行する。
車両10が坂道の上に位置していない場合(S2:NO)、処理はS6に移行する。
S3では、停車判定部72は、車速センサ46の出力信号に基づき、車両10が停止したか否かを判定する。
車両10が停止している場合(S3:YES)、処理はS4に移行する。
車両10が停止していない場合(S3:NO)、処理はS6に移行する。
S4では、EPB自動作動部74は、電動パーキングブレーキ56を作動させてパーキングブレーキをかける。S4の後、処理はS5に移行する。
車両10が停止している場合(S3:YES)、処理はS4に移行する。
車両10が停止していない場合(S3:NO)、処理はS6に移行する。
S4では、EPB自動作動部74は、電動パーキングブレーキ56を作動させてパーキングブレーキをかける。S4の後、処理はS5に移行する。
S5では、EPB自動作動部74は、シフトレンジが走行レンジであり且つアクセルオンであるか否かを判定する。
シフトレンジが走行レンジであり且つアクセルオンである場合(S5:YES)、処理はS6に移行する。
シフトレンジが走行レンジではない場合またはアクセルオフである場合(S5:NO)、処理は図3のルーチンを抜ける。
シフトレンジが走行レンジであり且つアクセルオンである場合(S5:YES)、処理はS6に移行する。
シフトレンジが走行レンジではない場合またはアクセルオフである場合(S5:NO)、処理は図3のルーチンを抜ける。
S6では、EPB自動作動部74は、電動パーキングブレーキ56を解除状態としてパーキングブレーキを解除する。S6の後、処理は図3のルーチンを抜ける。
<具体的な動作例>
次に、EPB-ECU61による動作の一例について図4を参照して説明する。
図4の時点t0では、無効化スイッチ54がOFFであり(すなわち無効化要求が無く)、車速が0である(すなわち停車している)ので、EPB自動作動機能によりEPB56が作動状態となっている。
次に、EPB-ECU61による動作の一例について図4を参照して説明する。
図4の時点t0では、無効化スイッチ54がOFFであり(すなわち無効化要求が無く)、車速が0である(すなわち停車している)ので、EPB自動作動機能によりEPB56が作動状態となっている。
図4の時点t1では、無効化スイッチ54がOFFであり、車速が0であるときに、シフトレンジがドライブレンジであり且つアクセルオンとなったので、EPB56が解除状態となる。この時点t1では、図3のS5の判定が肯定され、S6の処理が実行される。
図4の時点t2では、無効化スイッチ54がOFFであるときに車速が0になったので、EPB56が作動状態となる。この時点t2では、図3のS4の処理が実行される。
図4の時点t2では、無効化スイッチ54がOFFであるときに車速が0になったので、EPB56が作動状態となる。この時点t2では、図3のS4の処理が実行される。
図4の時点t3では、無効化スイッチ54がONとなり(すなわち無効化要求が有り)、傾斜角が0である(すなわち車両10が坂道上に位置していない)ので、EPB56が解除状態となる。この時点t3では、図3のS1の判定が肯定されるとともにS2の判定が否定され、S6の処理が実行される。
図4の時点t4では、無効化スイッチ54がONであり、傾斜角が0ではない(すなわち車両10が坂道上に位置している)ときに、車速が0になったので、EPB56が作動状態となる。この時点t4では、図3のS1の判定が肯定され、S2の判定が肯定されるとともにS3の判定が肯定され、S4の処理が実行される。
図4の時点t5では、パーキングスイッチ23がONになったので、シフトレンジ制御装置25がシフトアクチュエータ21を駆動してシフトレンジをドライブレンジからパーキングレンジに切り替える。ドライブレンジからパーキングレンジに切り替えられる間、EPB56が作動状態になっており、重力による車両の移動が抑制される。
図4の時点t6では、シフトスイッチ22によるドライブレンジの指示が確定したので、シフトレンジ制御装置25がシフトアクチュエータ21を駆動してシフトレンジをパーキングレンジからドライブレンジに切り替える。時点t4~t6の間、重力による車両の移動がEPB56により抑制されている。これにより、重力により車両が移動しようとする力は、パーキングギヤ41とパーキングポール42との噛合部分に加わりにくくなる。そのため、時点t6においてシフトアクチュエータ21がパーキングポール42をパーキングギヤ41から外しやすくなる。つまり、噛み合い解除のために必要なモータトルクの増大が抑制される。
図4の時点t7では、シフトレンジがドライブレンジであり且つアクセルオンとなったので、EPB56が解除状態となる。この時点t7では、図3のS5の判定が肯定され、S6の処理が実行される。
<効果>
以上説明したように、本実施形態では、パーキングブレーキ制御装置55は、無効化判定部71、停車判定部72、坂道判定部73およびEPB自動作動部74を備えている。
無効化判定部71は、無効化要求の有無を判定する。
停車判定部72は、車両10が停車しているか否かを判定する。
坂道判定部73は、車両10が坂道の上に位置しているか否かを判定する。
EPB自動作動部74は、無効化要求が有る場合であっても、車両10が坂道の上に位置しておりかつ車両10が停車しているときには、EPB自動作動機能により電動パーキングブレーキ56を作動させる。
以上説明したように、本実施形態では、パーキングブレーキ制御装置55は、無効化判定部71、停車判定部72、坂道判定部73およびEPB自動作動部74を備えている。
無効化判定部71は、無効化要求の有無を判定する。
停車判定部72は、車両10が停車しているか否かを判定する。
坂道判定部73は、車両10が坂道の上に位置しているか否かを判定する。
EPB自動作動部74は、無効化要求が有る場合であっても、車両10が坂道の上に位置しておりかつ車両10が停車しているときには、EPB自動作動機能により電動パーキングブレーキ56を作動させる。
このように車両10が坂道の上で停車した場合、無効化要求にかかわらず電動パーキングブレーキ56を自動的に作動させることで、重力による車両10の移動が電動パーキングブレーキ56により抑制される。そのため、坂道での駐車時においてシフトレンジ切替機構13のパーキングギヤ41とパーキングポール42との噛合部分にかかる力が低下する。したがって、パーキング解除時に要求されるシフトアクチュエータ21のトルクが低減するので、シフトアクチュエータ21を小型化することができる。
また、本実施形態では、EPB自動作動部74は、坂道での駐車時にEPB自動作動機能により電動パーキングブレーキ56が作動状態であるとき、シフトレンジが走行レンジであり且つアクセルオンとなった場合にEPB56を解除状態とする。
そのため、坂道での駐車時において、パーキング解除されていないにもかかわらずアクセルオン等に応答して電動パーキングブレーキ56が解除状態となることがない。例えば図4の時点t5から時点t6までの間にアクセルオンとなっても電動パーキングブレーキ56が解除状態となることがない。したがって、重力による車両10の移動が確実に電動パーキングブレーキ56により抑制された状態でパーキング解除が行われる。
そのため、坂道での駐車時において、パーキング解除されていないにもかかわらずアクセルオン等に応答して電動パーキングブレーキ56が解除状態となることがない。例えば図4の時点t5から時点t6までの間にアクセルオンとなっても電動パーキングブレーキ56が解除状態となることがない。したがって、重力による車両10の移動が確実に電動パーキングブレーキ56により抑制された状態でパーキング解除が行われる。
[他の実施形態]
他の実施形態では、EPB自動作動機能により電動パーキングブレーキを作動状態とする条件には、停車すること以外の条件が含まれていてもよい。
他の実施形態では、パーキングアクチュエータは、パーキングブレーキ機構のシューまたはパッド等の係止部材を直接操作するものに限らず、例えばブレーキワイヤー等の操作部材を操作するものであってもよい。
他の実施形態では、パーキングブレーキ機構は、ドラム式に限らず、例えばディスク式等の他の形式のものであってもよい。
他の実施形態では、電動パーキングブレーキは、後輪に限らず、前輪あるいは車輪以外の例えば駆動軸等に設けられてもよい。
他の実施形態では、EPB自動作動機能により電動パーキングブレーキを作動状態とする条件には、停車すること以外の条件が含まれていてもよい。
他の実施形態では、パーキングアクチュエータは、パーキングブレーキ機構のシューまたはパッド等の係止部材を直接操作するものに限らず、例えばブレーキワイヤー等の操作部材を操作するものであってもよい。
他の実施形態では、パーキングブレーキ機構は、ドラム式に限らず、例えばディスク式等の他の形式のものであってもよい。
他の実施形態では、電動パーキングブレーキは、後輪に限らず、前輪あるいは車輪以外の例えば駆動軸等に設けられてもよい。
本開示は、実施形態に基づき記述された。しかしながら、本開示は当該実施形態および構造に限定されるものではない。本開示は、様々な変形例および均等の範囲内の変形をも包含する。また、様々な組み合わせおよび形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせおよび形態も、本開示の範疇および思想範囲に入るものである。
Claims (1)
- シフトバイワイヤシステム(11)および電動パーキングブレーキシステム(15)を搭載した車両(10)に用いられる車両用制御装置であって、
前記車両のドライバーの操作なしに電動パーキングブレーキ(56)を自動的に作動させる機能をEPB自動作動機能とし、当該EPB自動作動機能を無効化するための前記ドライバーによる要求を無効化要求とする場合において、
前記無効化要求の有無を判定する無効化判定部(71)と、
前記車両が停車しているか否かを判定する停車判定部(72)と、
前記車両が坂道の上に位置しているか否かを判定する坂道判定部(73)と、
前記無効化要求が有る場合であっても、前記車両が坂道の上に位置しておりかつ前記車両が停車しているときには、前記EPB自動作動機能により前記電動パーキングブレーキを作動させるEPB自動作動部(74)と、
を備える車両用制御装置。
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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