JP5894033B2 - 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、パーキングインヒビット機能を有する自動変速機を搭載した車両の制御装置に関する。

従来から、車両に搭載される自動変速機では、走行中にセレクトレバーがパーキング（Ｐ）レンジに操作された場合に、車速がパーキングギヤの噛み込み速度以上のときには、パーキングギヤの歯によってパーキングポールの爪が弾かれる、所謂ラチェッティング状態となり、パーキングギヤとパーキングポールとが噛み合わないようにされている。しかしながら、ラチェッティング状態では、パーキングギヤによってパーキングポールが弾かれることにより、ラチェット音が発生する。また、ラチェッティング状態が繰り返されると、パーキングギヤやパーキングポールを含むパーキング機構の耐久性を劣化させる要因となる。

ここで、特許文献１には、車速がＶ_０よりも高いときに駐車スイッチが押下された場合には、自動変速機をニュートラル（Ｎ）状態とし、車速がＶ_０以下に減速されたときに、再度、駐車スイッチが押下された場合に、自動変速機をパーキング（Ｐ）状態に切り替えるシフト・バイ・ワイヤ式の変速制御装置が開示されている。

また、特許文献２には、車速が第２の設定車速ＶＳＰ_２以上のときには、パークロック（パーキング）状態への切り替えを禁止する自動変速機のパークロック装置が開示されている。この装置では、車速が第１の設定車速ＶＳＰ_１以上、かつ第２の設定車速ＶＳＰ_２未満のときにＰレンジセレクト操作が検知されると、自動ブレーキが作動されて車両が減速される。そして、車速が第１の設定車速ＶＳＰ_１未満に低下したときに、パークロック状態への切り替えが実行される。

特許第４８６６１１８号公報 特許第３５７５３５７号公報

上述したように、特許文献１記載の変速制御装置、及び特許文献２記載のパークロック装置では、いずれも、車速が所定の設定値よりも高いときには、パーキングレンジが選択されたとしても、パーキング状態に切り替えることなく（所謂パーキングインヒビット機能）、ラチェッティング状態となることが防止される。

しかしながら、特許文献１記載の変速制御装置では、車速がＶ_０以下に減速されたときに駐車スイッチが押下された場合には、自動変速機がパーキング（Ｐ）状態に切り替えられる。この場合、パーキングギヤとパーキングポールとが噛み合うことで車両が停止されるため、車両が急激に減速されることとなる。また、その際に、路面の状況によっては、車輪がロック状態になるおそれがあるため、例えば凍結した路面等では車両の挙動を乱すおそれがある。さらに、パーキングギヤとパーキングポールとが噛み合うことで車両が停止されるため、車両の運動エネルギーを全てパーキング機構で受け持つこととなる。よって該パーキング機構の耐久性を劣化させるおそれがある。また、該パーキング機構は充分な強度を要求されることとなる。

一方、特許文献２記載のパークロック装置では、車速が第１の設定車速ＶＳＰ_１以上のときにパーキングレンジが選択された場合には、自動ブレーキが作動されて車両が減速され、その後、車速がこの第１の設定車速ＶＳＰ_１未満に低下したときに、パークロック状態への切り替えが実行される。このように、このパークロック装置では、自動ブレーキを併用しているため、パーキング状態に切り替えられる際に、車両の運動エネルギーを全てパーキング機構で受け持つことはない。しかし、結局は、第１の設定車速ＶＳＰ_１未満において、パーキングギヤとパーキングポールとが噛み合うことで車両が停止されるため、上述した特許文献１と同様の問題点が生ずるおそれがある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、パーキングインヒビット機能を有する自動変速機が搭載された車両の制御装置において、走行中にパーキングレンジが選択された場合に、自動変速機をパーキング状態に切り替える際のパーキング機構で受け持つ負荷を最小化することが可能な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、自動変速機のレンジを選択する操作を受け付けるセレクト手段と、パーキングギヤ及びパーキングポールを有し、該パーキングポールがパーキングギヤに噛み込むことにより自動変速機の回転をロックして自動変速機をパーキング状態にするパーキング機構と、パーキングギヤの歯の位置を検出する検出手段と、パーキングポールを駆動して自動変速機をパーキング状態にする切替手段と、車両を制動する制動手段と、切替手段及び制動手段の動作を制御する制御手段とを備え、車両の走行中にパーキングレンジを選択する操作がセレクト手段により受け付けられた場合に、制御手段が、制動手段を駆動して車両を制動するとともに、検出手段により検出されたパーキングギヤの歯の位置、及び、切替手段を駆動して自動変速機をパーキング状態にするパーキング動作に要する時間に基づいて、車両が停止するタイミングでパーキングギヤにパーキングポールが噛み込むように切替手段を駆動することを特徴とする。

本発明に係る車両の制御装置によれば、走行中にパーキングレンジが選択された場合に、車両が制動されるとともに、パーキングギヤの歯の位置、及び、切替手段のパーキング動作に要する時間（すなわち、指令を出してから切替手段が駆動されてパーキングポールがパーキングギヤに噛み込むまでの時間）に基づいて、車両が停止するタイミング（すなわちパーキングギヤが停止するタイミング）でパーキングギヤにパーキングポールが噛み込むように切替手段が駆動される。よって、制動手段によって車両が制動(減速)されて停止するタイミング（すなわちパーキングギヤの回転が停止するタイミング）で、パーキングギヤにパーキングポールが嵌め込まれる（すなわち自動変速機がパーキング状態にされる）。その結果、自動変速機をパーキング状態に切り替える際のパーキング機構で受け持つ負荷（車両の運動エネルギー）を最小化することが可能となる。

本発明に係る車両の制御装置では、制御手段が、車両の走行中にパーキングレンジを選択する操作が受け付けられた場合に、制動手段を駆動して車両を制動する制動制御手段と、検出手段により検出されたパーキングギヤの歯の位置の変化度合いに基づいてパーキングギヤ回転数の減速度を求める演算手段と、演算手段により求められたパーキングギヤ回転数の減速度、及びパーキング動作に要する時間に基づいて、パーキング動作の開始タイミングを設定する設定手段と、設定手段により設定されたパーキング動作の開始タイミングに至ったときに切替手段の駆動を開始してパーキング動作を実行する駆動手段とを備えることが好ましい。

この場合、まず、パーキングギヤの歯の位置の変化度合いからパーキングギヤ回転数の減速度が求められる。次に、このパーキングギヤ回転数の減速度とパーキング動作に要する時間とに基づいて、パーキング動作開始タイミングが設定される。そして、このパーキング動作開始タイミングに至ったときに切替手段が駆動されてパーキング動作が実行される。よって、車両が停止（すなわちパーキングギヤの回転が停止）するタイミングと、パーキングギヤにパーキングポールが嵌め込まれるタイミングとを略一致させることが可能となる。

本発明に係る車両の制御装置では、車両の走行中にパーキングレンジを選択する操作が受け付けられ、制動手段を駆動して車両を制動している状況において、該車両の速度が所定速度以下になったときに、制御手段が、制動手段の制動力を増大させることが好ましい。

この場合、車両の速度が所定速度以下になったときに、制動手段の制動力が増大される。そのため、例えば、車両が停止する直前に制動力を増すことにより、パーキングギヤとパーキングポールとの噛み合い力により車両が停止されることがなくなり、パーキング機構へ負荷が入力されることを効果的に防止することが可能となる。

本発明に係る車両の制御装置では、車両の減速時にパーキングレンジを選択する操作が受け付けられた場合に、制御手段が、制動手段を駆動して車両を制動することが好ましい。

車両が加速している状態で、パーキングレンジが選択されることは、運転者の誤操作や勘違いである可能性が高い。一方、車両減速時にパーキングレンジが選択される場合には、運転者の操作が誤操作ではないと推認することができる。よって、上述した構成とすることにより、運転者の操作が誤操作ではないと推認できる状況においてのみ、制動手段を駆動して車両を自動的に制動することができる。

本発明に係る車両の制御装置では、車両の走行中にパーキングレンジを選択する操作が受け付けられ、制動手段が駆動されて車両が制動されているときに、制御手段が、ブレーキランプを点灯することが好ましい。

この場合、自動制動中にブレーキランプが点灯されるため、後続車に制動中であることを示すことができ、後続車の追突を防止することができる。

本発明によれば、パーキングインヒビット機能を有する自動変速機が搭載された車両の制御装置において、走行中にパーキングレンジが選択された場合に、自動変速機をパーキング状態に切り替える際のパーキング機構で受け持つ負荷を最小化することが可能となる。

実施形態に係る車両の制御装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る車両の制御装置を構成するパーキング機構の構成を示す図である。 実施形態に係る車両の制御装置による走行中パーキングレンジ要求判定処理の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る車両の制御装置によるブレーキ制御要求処理の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る車両の制御装置によるパーキングレンジ切替処理の処理手順を示すフローチャートである。 走行中にパーキングレンジが選択された場合における、パーキングレンジ切替処理のタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係る車両の制御装置１の構成について説明する。図１は、車両の制御装置１の構成を示すブロック図である。また、図２は、車両の制御装置１を構成するパーキング機構１２の構成を示す図である。

車両の制御装置１は、パーキングインヒビット機能を有するシフト・バイ・ワイヤ式の自動変速機１０が搭載された車両において、走行中にパーキング（Ｐ）レンジが選択された場合に、自動的に制動を行うとともに、車両が停止するタイミング（すなわちパーキングギヤ１８が停止するタイミング）とパーキングギヤ１８にパーキングポール１６が噛み込むタイミングとが一致するようにレンジを切り替える機能を有している。

そのため、車両の制御装置１は、主として、自動変速機１０の動作状態（レンジ）を選択するための操作を受け付けるセレクトスイッチ２０と、該セレクトスイッチ２０により受け付けられた選択操作に基づいて、シフト・バイ・ワイヤ・アクチュエータ１１を駆動して自動変速機１０の動作状態を切り替えるシフト・バイ・ワイヤ・コントロールユニット（以下「シフトバイワイヤＣＵ」という）３０と、パーキング機構１２と、運転者の操作、並びにシフトバイワイヤＣＵ３０から出力される制動要求信号に応じて、車輪１５を制動するブレーキ・コントロールユニット（以下「ブレーキＣＵ」という）４０、及び電動パーキングブレーキ・コントロールユニット（以下「電動パーキングブレーキＣＵ」という）５０とを備えて構成されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。

自動変速機１０は、エンジン（図示省略）の出力軸に接続され、該エンジン１０からの駆動力を変換して出力する。自動変速機１０は、クラッチ機能とトルク増幅機能を持つトルクコンバータ、及び、変速ギア列とコントロールバルブ（バルブボディ）を含むトランスミッション部を有して構成され、コントロールバルブにより自動変速可能に構成された有段自動変速機である。なお、自動変速機１０としては、例えば、チェーン式等の無段変速機（ＣＶＴ）等を用いることもできる。エンジンから入力された駆動力は、自動変速機１０で変換された後、自動変速機１０の出力軸からディファレンシャルギヤ、ドライブシャフト等（図示省略）を介して車両の車輪１５に伝達される。なお、図１では、車両に取付けられている４つの車輪の内、１つの車輪１５のみを表示し、他の車輪の図示を省略した。

自動変速機１０には、シフトバイワイヤＣＵ３０と電気的に接続され、該シフトバイワイヤＣＵ３０からの制御信号（駆動信号）に応じて、自動変速機１０の動作状態（レンジ）を切り替えるシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１が取り付けられている。なお、シフトバイワイヤＣＵ３０とシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１とは、一体的に構成されていてもよい。シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１としては、例えば電動モータが好適に用いられる。

シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１は、シフトバイワイヤＣＵ３０からの制御信号に応じて、自動変速機１０のコントロールバルブを構成するマニュアル弁を動かして、自動変速機１０の動作状態を切り替える。ここで、自動変速機１０は、４つの動作状態、すなわち、パーキング状態（パーキング（Ｐ）レンジ）、後進状態（リバース（Ｒ）レンジ）、ニュートラル状態（ニュートラル（Ｎ）レンジ）、及び、前進状態（ドライブ（Ｄ）レンジ）を取り得るように構成されている。

ここで、自動変速機１０のパーキング機構１２について説明する。パーキング機構１２は、パーキングスイッチ２０ａが押下されたときに、車輪１５が回転しないよう自動変速機内部で回転をロックする機構である。図２に示されるように、シフトバイワイヤＣＵ３０により駆動されるシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１の出力軸にはディテンドプレート１３が取り付けられている。ディテンドプレート１３には、パーキングロッド１５が軸方向に進退可能に接続されている。一方、自動変速機１０の出力軸には、パーキングギヤ１８がスプライン嵌合されている。また、該パーキングギヤ１８と噛み合うことができるように、パーキングポール１６が揺動可能に設けられている。

パーキングギヤ１８の外周付近には、該パーキングギヤ１８の歯の位置を検出するパーキングギヤ位置センサ１７が配設されている。パーキングギヤ位置センサ１７は、特許請求の範囲に記載の検出手段として機能する。パーキングギヤ位置センサ１７は、シフトバイワイヤＣＵ３０に接続されており、検出したパーキングギヤ１８の歯の位置に応じた電気信号（パルス信号）をシフトバイワイヤＣＵ３０に出力する。なお、パーキングギヤ位置センサ１７としては、例えば、ホール素子やＭＲ素子等が好適に用いられる。

パーキングスイッチ２０ａ（詳細は後述する）が押下された場合には、シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１が回動されることにより、ディテンドプレート１３が揺動して、パーキングロッド１５が軸方向に進出する。そして、該パーキングロッド１５によってパーキングポール１６が背面から押されて揺動し、パーキングギヤ１８と噛み合う。これにより、自動変速機１０の回転がロックされる。なお、パーキング機構１２は、所定の車速以上のときには、パーキングポール１６がパーキングギヤ１８によって弾かれ、パーキングポール１６とパーキングギヤ１８とが噛み合うことができないように構成されている。

図１に戻り説明を続けると、例えば車両のセンターコンソール等には、運転者等による自動変速機１０の動作状態（レンジ）を択一的に選択する操作を受け付け、受け付けた選択操作に応じた選択信号を出力するセレクトスイッチ２０が配設されている。セレクトスイッチ２０は、例えば、４つのスイッチ、すなわち、パーキング状態（Ｐレンジ）を選択するパーキング（Ｐ）スイッチ２０ａ、後進状態（Ｒレンジ）を選択するリバース（Ｒ）スイッチ２０ｂ、ニュートラル状態（Ｎレンジ）を選択するニュートラル（Ｎ）スイッチ２０ｃ、及び、前進状態（Ｄレンジ）を選択するドライブ（Ｄ）スイッチ２０ｄを有している。

セレクトスイッチ２０は、シフトバイワイヤＣＵ３０と電気的に接続されており、押下されたスイッチに応じた選択信号（選択情報）をシフトバイワイヤＣＵ３０に出力する。すなわち、セレクトスイッチ２０は、特許請求の範囲に記載のセレクト手段として機能する。なお、セレクトスイッチ２０に代えて、レバータイプのセレクト機構を用いてもよい。

シフトバイワイヤＣＵ３０は、シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１、及び、セレクトスイッチ２０と電気的に接続されている。また、シフトバイワイヤＣＵ３０は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）７０等の車内通信回線を介して、ブレーキＣＵ４０、及び電動パーキングブレーキＣＵ５０等と通信可能に接続されている。

シフトバイワイヤＣＵ３０は、セレクトスイッチ２０からの選択信号（選択情報）に基づいて、制御信号（モータ駆動信号）をシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１に出力する。一方、シフトバイワイヤＣＵ３０は、車両の走行中にパーキンスイッチ２０ａが押下された場合に、ブレーキＣＵ４０及び／又は電動パーキングブレーキＣＵ５０に制動要求信号を出力し、ブレーキ４５及び／又はパーキングブレーキ機構５５を駆動して車両を制動する。

また、シフトバイワイヤＣＵ３０は、車両の走行中にパーキンスイッチ２０ａが押下された場合に、パーキングギヤ位置センサ１７により検出されたパーキングギヤ１８の歯の位置、及び、シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１を駆動して自動変速機１０をパーキング状態にするパーキング動作に要する時間（すなわち、指令を出してからシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１が駆動されてパーキングポール１６がパーキングギヤ１８に噛み込むまでの時間）に基づいて、車両が停止するタイミングでパーキングギヤ１８にパーキングポール１６が噛み込むようにシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１を駆動する。

そのため、シフトバイワイヤＣＵ３０は、制動制御部３１、演算部３２、動作開始タイミング設定部３３、及び駆動部３４を機能的に備えている。シフトバイワイヤＣＵ３０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。シフトバイワイヤＣＵ３０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、制動制御部３１、演算部３２、動作開始タイミング設定部３３、及び駆動部３４の各機能が実現される。シフトバイワイヤＣＵ３０、ブレーキＣＵ４０、及び電動パーキングブレーキＣＵ５０は、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。

制動制御部３１は、車両の走行中にパーキンスイッチ２０ａが押下された場合に、ブレーキＣＵ４０及び／又は電動パーキングブレーキＣＵ５０に制動要求信号（緩制動要求信号）を出力し、ブレーキ４５及び／又はパーキングブレーキ機構５５を駆動して車両を緩やかに制動して減速させる。すなわち、制動制御部３１は、特許請求の範囲に記載の制動制御手段として機能する。

また、制動制御部３１は、車両の走行中にパーキンスイッチ２０ａが押下され、ブレーキ４５及び／又はパーキングブレーキ機構５５を駆動して車両を制動している状況において、該車両の速度が所定速度以下になったとき（車両が停止直前になったとき）には、ブレーキＣＵ４０及び／又は電動パーキングブレーキＣＵ５０に強制動要求信号を出力し、ブレーキ４５及び／又はパーキングブレーキ機構５５の制動力を増大させる。なお、その後、車両が完全に停止したときには、制動制御部３１は、ブレーキＣＵ４０及び／又は電動パーキングブレーキＣＵ５０に対する制動要求信号の出力を停止し、ブレーキ４５及び／又はパーキングブレーキ機構５５による制動を解除する。

演算部３２は、パーキングギヤ位置センサ１７により検出されたパーキングギヤ１８の歯の位置の変化度合いに基づいてパーキングギヤ回転数の加速度（減速度）を求める。すなわち、演算部３２は、特許請求の範囲に記載の演算手段として機能する。

より具体的には、まず、演算部３２は、次式（１）に基づいて、パーキングギヤ１８の回転速度Ｎｐｇ（ｎ）（ｒｅｖ／ｓ）を演算する。
Ｎｐｇ（ｎ）＝１／｛（ｔ（ｎ）−ｔ（ｎ−１））×Ｚｐｇ｝ ・・・（１）
ここで、ｔ（ｎ）は、今回、パーキングギヤ１８のエッジが検出された時刻（今回のパルス入力時刻）であり、ｔ（ｎ−１）は、前回、パーキングギヤ１８のエッジが検出された時刻（前回のパルス入力時刻）である。また、Ｚｐｇは、パーキングギヤ１８の歯数である。

次に、演算部３２は、次式（２）に基づいて、パーキングギヤ１８の回転加速度ｄＮｐｇ（ｎ）（ｒｅｖ／ｓ^２）を演算する。
ｄＮｐｇ（ｎ）＝（Ｎｐｇ（ｎ）−Ｎｐｇ（ｎ−１））／（（ｔ（ｎ）−ｔ（ｎ−１）） ・・・（２）
なお、演算部３２により求められたパーキングギヤ１８の回転加速度ｄＮｐｇ（ｎ）は、動作開始タイミング設定部３３に出力される。

動作開始タイミング設定部３３は、演算部３２により求められたパーキングギヤ１８の回転加速度ｄＮｐｇ（ｎ）、及び、シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１を駆動して自動変速機１０をパーキング状態（レンジ）にするパーキング動作に要する時間ｔＳＦＴ（ｓｅｃ．）に基づいて、パーキング動作の開始タイミングを設定する。すなわち、動作開始タイミング設定部３３は、特許請求の範囲に記載の設定手段として機能する。

より詳細には、まず、動作開始タイミング設定部３３は、次式（３）に基づいて、切替開始時回転速度Ｎｓｆｔを演算する。
Ｎｓｆｔ＝ｄＮｐｇ（ｎ）×ｔＳＦＴ ・・・（３）
なお、ここで、シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１のパーキング動作に要する時間ｔＳＦＴは、予め測定してＲＯＭ等に記憶させておくことが好ましい。また、実際に処理を行う中で、パーキング動作に要する時間ｔＳＦＴを計測して学習することにより、例えば部品の個体差等に起因する処理時間のばらつきを吸収する構成としてもよい。

次に、動作開始タイミング設定部３３は、減速度が変化しないと仮定した場合に、次にパーキングギヤ１８の歯のエッジが検出されると予想されるときの回転速度を表す一歯先回転速度Ｎｐｇ（ｎ＋１）を、次式（４）に基づいて演算する。
Ｎｐｇ（ｎ＋１）＝√｛Ｎｐｇ（ｎ）^２＋２×ｄＮｐｇ（ｎ）×（１／Ｚｐｇ）｝ ・・・（４）

続いて、動作開始タイミング設定部３３は、求められた切替開始時回転速度Ｎｓｆｔと一歯先回転速度Ｎｐｇ（ｎ＋１）とを比較する。ここで、「切替開始時回転速度Ｎｓｆｔ＞一歯先回転速度Ｎｐｇ（ｎ＋１）」の関係が成立する場合には、現在の減速度でパーキングギヤ１８の回転速度が低下した場合に、次のパルス信号の入力前に、シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１に対するパーキング動作の指示タイミングが存在していることを意味する。よって、「切替開始時回転速度Ｎｓｆｔ＞一歯先回転速度Ｎｐｇ（ｎ＋１）」となった場合に、動作開始タイミング設定部３３は、切替指示の割り込み設定を行う。

より具体的には、動作開始タイミング設定部３３は、次式（５）に基づいて、パーキング（Ｐ）レンジ切替指示ディレイ時間ｔＤｌｙを演算する。そして、動作開始タイミング設定部３３は、パーキング（Ｐ）レンジ切替指示ディレイ時間ｔＤｌｙ時間後に割り込み処理が入るように設定を行う。
ｔＤｌｙ＝（Ｎｓｆｔ−Ｎｐｇ（ｎ））／ｄＮｐｇ（ｎ） ・・・（５）

駆動部３４は、動作開始タイミング設定部３３により設定されたパーキング動作の開始タイミングに至ったとき、すなわち、パーキング（Ｐ）レンジ切替指示ディレイ時間ｔＤｌｙが経過して割り込み処置が入ったときに、シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１の駆動を開始してパーキング動作を実行する。このようなタイミングでシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１の駆動を開始することにより、車両が停止（すなわちパーキングギヤ１８の回転が停止）するタイミングと、パーキングギヤ１８にパーキングポール１６が嵌め込まれるタイミングとを略一致させることができる。なお、駆動部３４は、特許請求の範囲に記載の駆動手段として機能する。

ブレーキＣＵ４０は、運転者のブレーキ操作（ブレーキペダル４３の踏み込み）に応じて、ブレーキ４５を駆動して、車両を制動する。また、ブレーキＣＵ４０は、シフトバイワイヤＣＵ３０から出力される制動要求信号（制動要求情報）に基づいて、自動的にブレーキ４５を駆動して、車輪１５を制動し、車両を減速させる。その際に、ブレーキＣＵ４０は、制動中であることを後続車に示すブレーキランプ４４を点灯する。

ブレーキＣＵ４０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。また、ブレーキＣＵ４０は、ブレーキ４５を駆動する油圧機構を備えている。

ブレーキＣＵ４０には、車輪１５に取り付けられ、該車輪１５の回転速度、すなわち車両の速度（車速）を検出する車速センサ６０が接続されている。なお、車速センサ６０としては、例えば磁気ピックアップ等が好適に用いられる。また、ブレーキＣＵ４０は、車速センサ６０により検出された信号に基づいて、車速を算出する車速検出部４１を有している。車速検出部４１で算出された車速データは、ＣＡＮ７０を介して、シフトバイワイヤＣＵ３０に出力される。なお、シフトバイワイヤＣＵ３０に車速センサ６０を接続し、シフトバイワイヤＣＵ３０で直接車速を読み込む構成としてもよい。また、車速センサ６０に代えて、自動変速機１０の出力軸回転数を検出し、該出力軸回転数から車速を求める構成としてもよい。

ブレーキ４５は、ブレーキＣＵ４０により駆動され、車輪１５を制動する。本実施形態では、ブレーキ４５として、ディスクブレーキを採用した。ブレーキ４５は、車両の車輪１５に取り付けられたブレーキディスク４６と、ブレーキパッド及びホイールシリンダを内蔵したブレーキキャリパ４７を有して構成されている。ブレーキ時（制動時）には、油圧によりブレーキパッドがブレーキディスク４６に押圧され、摩擦力によってブレーキディスク４６と連結されている車輪１５が制動される。ブレーキ４５は、特許請求の範囲に記載の制動手段として機能する。なお、本実施形態で用いられているブレーキ４５は、ディスクブレーキであるが、摩擦材をドラムの内周面に押し付けて制動するドラムブレーキ等を用いてもよい。

電動パーキングブレーキＣＵ５０は、運転者の操作（電動パーキングブレーキスイッチ５３のオン操作）に応じて、パーキングブレーキ機構５５を駆動して、車両の停止状態を保持する。また、電動パーキングブレーキＣＵ５０は、シフトバイワイヤＣＵ３０から出力される制動要求信号（制動要求情報）に基づいて、パーキングブレーキ機構５５を自動的に駆動して、車輪１５を制動し、車両を減速させて停止させる。

なお、電動パーキングブレーキＣＵ５０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。

パーキングブレーキ機構５５は、電動パーキングブレーキＣＵ５０により駆動され、車両を減速させるとともに、停車後は停車状態を保持する。なお、本実施形態では、パーキングブレーキ機構５５として、ハブ内にパーキングブレーキ用の小型のドラムブレーキを内蔵したインナードラム式（ドラムインディスク）を採用した。なお、パーキングブレーキ機構５５としては、他の形式のものを用いてもよい。パーキングブレーキ機構５５も、特許請求の範囲に記載の制動手段として機能する。

また、ＣＡＮ７０には、自動変速機１０の変速制御を司るＴＣＵ（トランスミッション・コントロールユニット）８０、及び、車両の状態や各種情報を提示する表示部９０等も接続されている。表示部９０は、例えば、メータ内やダッシュボードの上部などに配設され、制動要求信号に基づいて車両が自動的に制動されているときに、制動中であることを運転者及び／又は同乗者に提示する。なお、表示部９０としては、例えばＬＣＤディスプレイ等が好適に用いられる。

次に、図３〜６を併せて参照しつつ、車両の制御装置１の動作について説明する。図３は、車両の制御装置１による走行中パーキングレンジ要求判定処理の処理手順を示すフローチャートである。図４は、車両の制御装置１によるブレーキ制御要求処理の処理手順を示すフローチャートである。図５は、車両の制御装置１によるパーキングレンジ切替処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図６は、走行中にパーキングレンジが選択された場合における、パーキングレンジ切替処理のタイミングチャートである。

まず、図３を参照しつつ、走行中パーキングレンジ要求判定処理の処理手順について説明する。本処理は、シフトバイワイヤＣＵ３０において、所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返して実行される。

ステップＳ１００では、走行中にパーキング（Ｐ）レンジが選択（要求）されたか否かを示す走行中Ｐレンジ要求フラグがセットされているか否か（”１”であるか否か）についての判断が行われる。ここで、走行中Ｐレンジ要求フラグが既にセットされている（”１”である）場合には、ステップＳ１０２に処理が移行する。一方、走行中Ｐレンジ要求フラグがセットされていない（”０”である）場合には、ステップＳ１０８に処理が移行する。

ステップＳ１０２では、選択された（要求された）レンジがパーキング（Ｐ）レンジ以外であるか否かについての判断が行われる。ここで、選択されたレンジがパーキング（Ｐ）レンジ以外である場合には、ステップＳ１０４において、走行中Ｐレンジ要求フラグがクリア（”０”）された後、本処理から一旦抜ける。一方、選択されたレンジがパーキング（Ｐ）レンジであるときには、ステップＳ１０６に処理が移行する。

ステップＳ１０６では、パーキングギヤ１８の回転が加速中（すなわち車両が加速中）であるか否かについての判断が行われる。ここで、パーキングギヤ１８の回転が加速中である場合には、ステップＳ１０４において、走行中Ｐレンジ要求フラグがクリア（”０”）された後、本処理から一旦抜ける。一方、パーキングギヤ１８の回転が加速中でないとき（すなわち減速中のとき）には、走行中Ｐレンジ要求フラグがクリアされることなく、そのまま、本処理から一旦抜ける。

上記ステップＳ１００が否定された場合、すなわち、走行中Ｐレンジ要求フラグがまだセットされていない場合、ステップＳ１０８では、現在の自動変速機１０の状態がドライブ（Ｄ）状態であるか否かについての判断が行われる。ここで、自動変速機１０の状態がドライブ（Ｄ）状態でない場合には、本処理から一旦抜ける。一方、自動変速機１０の状態がドライブ（Ｄ）状態のときには、ステップＳ１１０に処理が移行する。

ステップＳ１１０では、パーキングギヤ１８の回転数がラチェット判定回転数以上であるか否かについての判定が行われる。ここで、パーキングギヤ１８の回転数がラチェット判定回転数未満である場合には、本処理から一旦抜ける。一方、パーキングギヤ１８の回転数がラチェット判定回転数以上のときには、ステップＳ１１２に処理が移行する。

ステップＳ１１２では、パーキングギヤ１８の回転数が減速中（すなわち車両が減速中）であるか否かについての判断が行われる。ここで、パーキングギヤ１８の回転数が減速中ではない場合（すなわち加速中の場合）には、本処理から一旦抜ける。一方、パーキングギヤ１８の回転数が減速中のときには、ステップＳ１１４に処理が移行する。

ステップＳ１１４では、選択された（要求された）レンジがパーキング（Ｐ）レンジであるか否かについての判断が行われる。ここで、選択されたレンジがパーキング（Ｐ）レンジでない場合には、本処理から一旦抜ける。一方、選択されたレンジがパーキング（Ｐ）レンジのときには、ステップＳ１１６に処理が移行する。

ステップＳ１１６では、走行中にパーキング（Ｐ）レンジが選択（要求）されたか否かを示す走行中Ｐレンジ要求フラグがセット（”１”）される（図６の時刻ｔ１参照）。その後、本処理から一旦抜ける。

続いて、図４を参照しつつ、ブレーキ制御要求処理の処理手順について説明する。本処理は、シフトバイワイヤＣＵ３０において、所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返して実行される。

まず、ステップＳ２００では、上記走行中Ｐレンジ要求フラグがセット（”１”）されているか否かについての判断が行われる。ここで、走行中Ｐレンジ要求フラグがセットされていない場合には、ステップＳ２０２に処理が移行する。一方、走行中Ｐレンジ要求フラグがセットされているときには、ステップＳ２０４に処理が移行する。

ステップＳ２０２では、ブレーキＣＵ４０、及び／又は、電動パーキングブレーキＣＵ５０に対して、制動を解除する旨の制御情報が出力される。そして、ブレーキＣＵ４０によるブレーキ４５の駆動、及び／又は、電動パーキングブレーキＣＵ５０によるパーキングブレーキ機構５５の駆動が解除される。その後、本処理から一旦抜ける。

一方、ステップＳ２０４では、パーキングギヤ１８の回転数が停止判定回転数以上であるか否か（すなわち停止直前か否か）についての判断が行われる。ここで、パーキングギヤ１８の回転数が停止判定回転数未満の場合には、ステップＳ２０８に処理が移行する。一方、パーキングギヤ１８の回転数が停止判定回転数以上のときには、ステップＳ２０６に処理が移行する。

ステップＳ２０６では、ブレーキＣＵ４０、及び／又は、電動パーキングブレーキＣＵ５０に対して、車輪１５（車両）を緩減速させる旨の制御情報が出力される。そして、ブレーキＣＵ４０によるブレーキ４５の駆動、及び／又は、電動パーキングブレーキＣＵ５０によるパーキングブレーキ機構５５の駆動が実行され、車輪１５が緩やかに減速される（図６の時刻ｔ（ｎ−３）〜ｔ（ｎ＋１）参照）。その後、本処理から一旦抜ける。

一方、ステップＳ２０８では、パーキングギヤ１８の回転数がゼロであるか否か、すなわち、完全に停止しているか否かについての判断が行われる。ここで、パーキングギヤ１８の回転数がゼロである場合には、ステップＳ２０２において、ブレーキＣＵ４０、及び／又は、電動パーキングブレーキＣＵ５０に対して、制動を解除する旨の制御情報が出力される。そして、ブレーキＣＵ４０によるブレーキ４５の駆動、及び／又は、電動パーキングブレーキＣＵ５０によるパーキングブレーキ機構５５の駆動が解除される。その後、本処理から一旦抜ける。

一方、パーキングギヤ１８の回転数がゼロでないとき、すなわち、停止直前ではあるがまだ完全には停止していないときには、ステップＳ２１０に処理が移行する。ステップＳ２１０では、ブレーキＣＵ４０、及び／又は、電動パーキングブレーキＣＵ５０に対して、車輪１５（車両）を急減速させる（すなわち制動力を増大させる）旨の制御情報が出力される。そして、ブレーキＣＵ４０によるブレーキ４５の駆動、及び／又は、電動パーキングブレーキＣＵ５０によるパーキングブレーキ機構５５の駆動が実行され、車輪１５（車両）が急激に減速される（図６の時刻ｔ（ｎ＋１）〜参照）。その後、本処理から一旦抜ける。

続いて、図５を参照しつつ、パーキングレンジ切替処理の処理手順について説明する。本処理は、シフトバイワイヤＣＵ３０において、パーキングギヤ位置センサ１７からのパルス入力毎に実行される。

まず、ステップＳ３００では、次式（１）に基づいて、パーキングギヤ１８の回転速度Ｎｐｇ（ｎ）が演算される。
Ｎｐｇ（ｎ）＝１／｛（ｔ（ｎ）−ｔ（ｎ−１））×Ｚｐｇ｝ ・・・（１）
ただし、ｔ（ｎ）は今回のパルス入力時刻であり、ｔ（ｎ−１）は前回のパルス入力時刻である。また、Ｚｐｇは、パーキングギヤ１８の歯数である。

続くステップＳ３０２では、ステップＳ３００で求められたパーキングギヤ１８の回転速度Ｎｐｇ（ｎ）を用いて、次式（２）に基づき、パーキングギヤ１８の回転加速度ｄＮｐｇ（ｎ）が演算される。
ｄＮｐｇ（ｎ）＝（Ｎｐｇ（ｎ）−Ｎｐｇ（ｎ−１））／（ｔ（ｎ）−ｔ（ｎ−１）） ・・・（２）

次に、ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２で求められたパーキングギヤ１８の回転加速度ｄＮｐｇ（ｎ）を用いて、次式（３）に基づき、切替開始時回転速度Ｎｓｆｔが演算される。
Ｎｓｆｔ＝ｄＮｐｇ（ｎ）×ｔＳＦＴ ・・・（３）

続いて、ステップＳ３０６では、減速度が変化しないと仮定した場合に、次にパーキングギヤ１８の歯のエッジが検出されると予想されるタイミングでの回転速度を示す一歯先回転速度Ｎｐｇ（ｎ＋１）が、次式（４）に基づいて演算される。
Ｎｐｇ（ｎ＋１）＝√｛Ｎｐｇ（ｎ）^２＋２×ｄＮｐｇ（ｎ）×（１／Ｚｐｇ）｝ ・・・（４）

次に、上記切替開始時回転速度Ｎｓｆｔが一歯先回転速度Ｎｐｇ（ｎ＋１）よりも大きいか否か、すなわち、次にパーキングギヤ１８の歯のエッジが検出されるまでに、パーキングギヤ１８の回転数が切替開始時回転速度Ｎｓｆｔに達するか否かについての判断が行われる。ここで、切替開始時回転速度Ｎｓｆｔが一歯先回転速度Ｎｐｇ（ｎ＋１）以下の場合には、本処理から一旦抜ける。一方、切替開始時回転速度Ｎｓｆｔが一歯先回転速度Ｎｐｇ（ｎ＋１）よりも大きい場合には、次のパルス信号が入力される前にパーキング動作の指示タイミングが存在すると判断され、ステップＳ３１０に処理が移行する（図６の時刻ｔ（ｎ）参照）。

ステップＳ３１０では、パーキング（Ｐ）レンジ切替指示ディレイ時間ｔＤｌｙが、次式（５）に基づいて演算される。
ｔＤｌｙ＝（Ｎｓｆｔ−Ｎｐｇ（ｎ））／ｄＮｐｇ（ｎ） ・・・（５）

続いて、ステップＳ３１２では、ステップＳ３１０で求められたパーキング（Ｐ）レンジ切替指示ディレイ時間ｔＤｌｙが、パーキング（Ｐ）レンジ切替指示割り込み時間ｔ（ｎ）にセットされる（図６の時刻ｔ（ｎ）参照）。その後、本処理から一旦抜ける。

そして、その後、パーキング（Ｐ）レンジ切替指示ディレイ時間ｔＤｌｙが経過して、タイマー割り込み処理が入ったとき（図６の時刻ｔ２参照）に、シフトバイワイヤ・アクチュエータ１１の駆動が開始されて、パーキングギヤ１８とパーキングポール１６とが噛み合わされ、自動変速機１０の状態が、パーキング（Ｐ）状態に切り替えられる。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、走行中にパーキングスイッチ２０ａが押下された場合に、車両が制動されるとともに、パーキングギヤ１８の歯の位置、及び、パーキング動作に要する時間に基づいて、パーキングギヤ１８が停止するタイミングでパーキングポール１６が噛み込むようにシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１が駆動される。よって、車両が制動（減速）されて停止するタイミング（すなわちパーキングギヤ１８の回転が停止するタイミング）で、パーキングギヤ１８にパーキングポール１６が嵌め込まれる。その結果、自動変速機１０をパーキング状態に切り替える際のパーキング機構１２で受け持つ負荷（車両の運動エネルギー）を最小化することが可能となる。

特に、本実施形態によれば、まず、パーキングギヤ１８の歯の位置の変化度合いからパーキングギヤ１８の回転加速度（減速度）が求められる。次に、このパーキングギヤ１８の回転減速度とシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１のパーキング動作に要する時間とに基づいて、パーキング動作開始タイミングが設定される。そして、このパーキング動作開始タイミングに至ったときにシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１が駆動されてパーキング動作が実行される。よって、車両が停止（すなわちパーキングギヤ１８の回転が停止）するタイミングと、パーキングギヤ１８にパーキングポール１６が嵌め込まれるタイミングとを略一致させることが可能となる。

本実施形態によれば、車両の速度が所定速度以下になったとき（車両が停止直前になったとき）に、ブレーキ４５及び／又はパーキングブレーキ機構５５の制動力が増大される。そのため、車両が停止する直前に制動力を増すことにより、パーキングギヤ１８とパーキングポール１６との噛み合い力により車両が停止されることがなくなり、パーキング機構１２へ負荷が入力されることを効果的に防止することが可能となる。

ところで、車両が加速している状態で、パーキングレンジが選択されることは、運転者の誤操作や勘違いである可能性が高い。一方、車両減速時にパーキングレンジが選択される場合には、運転者の操作が誤操作ではないと推認することができる。ここで、本実施形態によれば、上述した構成とすることにより、運転者の操作が誤操作ではないと推認できる状況においてのみ、ブレーキ４５及び／又はパーキングブレーキ機構５５を駆動して車両を自動的に制動することができる。

さらに、本実施形態によれば、自動制動中（すなわち、ブレーキペダル５３が踏まれることなく自動的に制動されているとき）にブレーキランプ４４が点灯されるため、後続車に制動中であることを示すことができ、後続車の追突を防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、自動制動時の制動手段として、ブレーキ４５とパーキングブレーキ機構５５を用いたが、いずれか一方のみを用いる構成としてもよい。

上記実施形態では、走行中にパーキングスイッチ２０ａが押下された場合に、自動変速機１０をドライブ（Ｄ）状態のまま保持したが、ニュートラル（Ｎ）状態に切り替える構成としてもよい。

また、上記実施形態のシステム構成は一例であり、本発明のシステム構成は上記実施形態には限られない。例えば、シフトバイワイヤＣＵ３０とシフトバイワイヤ・アクチュエータ１１を一体にしてもよい。また、シフトバイワイヤＣＵ３０とＴＣＵ８０とを一つのユニットとしてもよいし、ブレーキＣＵ４０と電動パーキングブレーキＣＵ５０とを一体化してもよい。さらに、シフトバイワイヤＣＵ３０、ブレーキＣＵ４０、及び電動パーキングブレーキＣＵ５０を一つのユニットに統合してもよい。

１ 車両の制御装置
１０ 自動変速機
１１ シフト・バイ・ワイヤ・アクチュエータ
１２ パーキング機構
１３ ディテンドプレート
１５ パーキングロッド
１６ パーキングポール
１７ パーキングギヤ位置センサ
１８ パーキングギヤ
２０ セレクトスイッチ
３０ シフト・バイ・ワイヤ・コントロールユニット
３１ 制動制御部
３２ 演算部
３３ 動作開始タイミング設定手段
３４ 駆動部
４０ ブレーキ・コントロールユニット
４４ ブレーキランプ
４５ ブレーキ
５０ 電動パーキングブレーキ・コントロールユニット
５５ パーキングブレーキ機構
６０ 車速センサ
７０ ＣＡＮ

Claims (5)

1. 自動変速機のレンジを選択する操作を受け付けるセレクト手段と、
   パーキングギヤ及びパーキングポールを有し、該パーキングポールがパーキングギヤに噛み込むことにより自動変速機の回転をロックして自動変速機をパーキング状態にするパーキング機構と、
   前記パーキングギヤの歯の位置を検出する検出手段と、
   前記パーキングポールを駆動して、自動変速機をパーキング状態にする切替手段と、
   車両を制動する制動手段と、
   前記切替手段及び前記制動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、車両の走行中にパーキングレンジを選択する操作が前記セレクト手段により受け付けられた場合に、前記制動手段を駆動して車両を制動するとともに、前記検出手段により検出されたパーキングギヤの歯の位置、及び、前記切替手段を駆動して自動変速機をパーキング状態にするパーキング動作に要する時間に基づいて、車両が停止するタイミングで前記パーキングギヤに前記パーキングポールが噛み込むように前記切替手段を駆動することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、
   車両の走行中にパーキングレンジを選択する操作が受け付けられた場合に、前記制動手段を駆動して車両を制動する制動制御手段と、
   前記検出手段により検出された前記パーキングギヤの歯の位置の変化度合いに基づいてパーキングギヤ回転数の減速度を求める演算手段と、
   前記演算手段により求められた前記パーキングギヤ回転数の減速度、及びパーキング動作に要する時間に基づいて、パーキング動作の開始タイミングを設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定されたパーキング動作の開始タイミングに至ったときに前記切替手段の駆動を開始してパーキング動作を実行する駆動手段と、を備え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. 前記制御手段は、車両の走行中にパーキングレンジを選択する操作が受け付けられ、前記制動手段を駆動して車両を制動している状況において、該車両の速度が所定速度以下になったときに、前記制動手段の制動力を増大させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、車両の減速時に、パーキングレンジを選択する操作が受け付けられた場合に、前記制動手段を駆動して車両を制動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御手段は、車両の走行中にパーキングレンジを選択する操作が受け付けられ、前記制動手段を駆動して車両を制動しているときに、ブレーキランプを点灯することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
   

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