JP2017082884A

JP2017082884A - Vehicle control apparatus

Info

Publication number: JP2017082884A
Application number: JP2015210896A
Authority: JP
Inventors: 宮川　武; Takeshi Miyagawa; 武宮川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2017-05-18

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle control apparatus capable of switching from a parking state to a non-parking state reliably even on a slope road.SOLUTION: A vehicle control apparatus includes; a second rotary machine 72; a parking mechanism 40 that includes a parking gear, a parking lock pole, a parking actuator 48 for moving the parking lock pole relative to the parking gear so as to constitute a parking state or a non-parking state; and an ECU 60 for controlling the parking actuator 48 so as to constitute the parking state or non-parking state in accordance with a request from a driver. Further, in a case where the driver requests switching from the parking state to the non-parking state on a slope road, the ECU 60 causes the second rotary machine 72 to generate drive force in a direction of climbing the slope road and then causes the parking actuator 48 to operate, thereafter switching from the parking state to the non-parking state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.

自動変速機の出力軸上に設けたパーキング機構を電動アクチュエータによって駆動するシフトバイワイヤ（ＳＢＷ：Shift By Wire）方式のシフト操作装置が知られている。例えば特許文献１には、このようなシフトバイワイヤ方式のシフト操作装置を備えた車両制御装置において、自動変速機のパーキングレンジ（駐車レンジ）への切替を確実に行うために、パーキングレンジへの切替要求を受け付けた場合、当該切替要求を受け付けた時点からパーキングレンジへの切替確定を検出するまでの間、制動力を発生させる車両制御装置が開示されている。 2. Description of the Related Art A shift-by-wire (SBW) type shift operation device is known in which a parking mechanism provided on an output shaft of an automatic transmission is driven by an electric actuator. For example, in Patent Document 1, in a vehicle control device including such a shift-by-wire shift operation device, switching to a parking range is performed in order to surely switch the automatic transmission to a parking range (parking range). There is disclosed a vehicle control device that generates a braking force when a request is received, from the time when the switching request is received until the switching range to the parking range is detected.

特開２０１４−２２７０９２号公報JP 2014-227092 A

しかしながら、特許文献１における車両制御装置は、例えば坂路上でパーキングレンジから非パーキングレンジ（パーキングレンジ以外のシフトレンジ）に切り替える場合、坂路上でパーキング機構に作用する力に対して電動アクチュエータの出力トルクが足りず、非パーキングレンジに切り替えられない可能性があった。 However, when the vehicle control device in Patent Document 1 switches from a parking range to a non-parking range (shift range other than the parking range) on a slope, for example, the output torque of the electric actuator with respect to the force acting on the parking mechanism on the slope There was a possibility that it was not possible to switch to the non-parking range.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、坂路上においても、パーキング状態から非パーキング状態へと確実に切り替えることができる車両制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can reliably switch from a parking state to a non-parking state even on a slope.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、駆動輪を駆動させる駆動力源であるモータと、自動変速機の出力軸と連結されたパーキングギヤと、前記パーキングギヤと噛み合うことにより前記自動変速機をパーキング状態にするとともに、前記パーキングギヤとの噛み合いが解除されることにより前記自動変速機を非パーキング状態にするパーキングロックポールと、前記パーキング状態または前記非パーキング状態となるように前記パーキングロックポールを前記パーキングギヤに対して移動させるパーキングアクチュエータと、を有するパーキング機構と、運転者の要求に応じて、前記パーキング状態または前記非パーキング状態となるように前記パーキングアクチュエータを制御する制御手段と、を備える車両制御装置であって、前記制御手段は、坂路において、前記運転者により前記パーキング状態から前記非パーキング状態への切替要求があった場合、前記モータによって前記坂路の登り方向に駆動力を発生させた後、前記パーキングアクチュエータを作動させて前記パーキング状態から前記非パーキング状態へと切り替えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a vehicle control device according to the present invention includes a motor that is a driving force source that drives driving wheels, a parking gear that is coupled to an output shaft of an automatic transmission, A parking lock pole that puts the automatic transmission into a parking state by meshing with the parking gear and releases the automatic transmission into a non-parking state by releasing the meshing with the parking gear; and the parking state or the A parking mechanism having a parking actuator that moves the parking lock pole with respect to the parking gear so as to be in a non-parking state, and so as to be in the parking state or the non-parking state according to a driver's request. Control means for controlling the parking actuator; When the driver requests to switch from the parking state to the non-parking state on a slope, the control means generates a driving force in the ascending direction of the slope by the motor. Then, the parking actuator is operated to switch from the parking state to the non-parking state.

これにより、車両制御装置は、坂路上でパーキング状態から非パーキング状態へと切り替える場合において、パーキングアクチュエータの作動前に坂路の登り方向に駆動力を発生させることにより、坂路上でパーキングギヤとパーキングロックポールとに作用する力を低減することができる。 As a result, when the vehicle control device switches from the parking state to the non-parking state on the slope, the vehicle control device generates a driving force in the upward direction of the slope before the operation of the parking actuator. The force acting on the pole can be reduced.

本発明に係る車両制御装置によれば、坂路上でパーキングギヤとパーキングロックポールとに作用する力を低減することができるため、出力トルクの小さいパーキングアクチュエータであっても、パーキング状態から非パーキング状態へと確実に切り替えることができる。 According to the vehicle control device of the present invention, it is possible to reduce the force acting on the parking gear and the parking lock pole on the slope, so even a parking actuator having a small output torque can be changed from the parking state to the non-parking state. It is possible to switch to surely.

図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置を備える車両の構成を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a vehicle including a vehicle control device according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施形態に係る車両制御装置におけるパーキング機構の構成を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the parking mechanism in the vehicle control apparatus according to the embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施形態に係る車両制御装置におけるＥＣＵの構成と、信号の入出力を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the ECU and signal input / output in the vehicle control device according to the embodiment of the present invention. 図４は、本発明の実施形態に係る車両制御装置による処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing by the vehicle control device according to the embodiment of the present invention. 図５は、本発明の実施形態に係る車両制御装置による処理の一例を示すタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart showing an example of processing by the vehicle control device according to the embodiment of the present invention.

本発明の実施形態に係る車両制御装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 A vehicle control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

本実施形態に係る車両制御装置は、例えばハイブリッド（ＨＶ）車両や、外部電源により充電可能なプラグインハイブリッド（ＰＨＶ）車両等の車両１に搭載される。車両１は、図１に示すように、エンジン１０と、自動変速機（トランスミッション）２０と、駆動輪３０と、パーキング機構４０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：制御手段）６０と、第１回転機（ＭＧ１）７１と、第２回転機（ＭＧ２）７２と、シフト操作装置８０と、パーキングスイッチ（Ｐスイッチ）９０と、を備えている。車両制御装置は、少なくとも自動変速機２０、駆動輪３０、パーキング機構４０、ＥＣＵ６０および第２回転機７２を備えて構成される。 The vehicle control apparatus according to the present embodiment is mounted on a vehicle 1 such as a hybrid (HV) vehicle or a plug-in hybrid (PHV) vehicle that can be charged by an external power source. As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes an engine 10, an automatic transmission (transmission) 20, drive wheels 30, a parking mechanism 40, an ECU (Electronic Control Unit: control means) 60, and a first rotating machine. (MG1) 71, a second rotating machine (MG2) 72, a shift operation device 80, and a parking switch (P switch) 90 are provided. The vehicle control device includes at least an automatic transmission 20, drive wheels 30, a parking mechanism 40, an ECU 60, and a second rotating machine 72.

エンジン１０、第１回転機７１および第２回転機７２は車両１の駆動力源である。第１回転機７１および第２回転機７２は、それぞれモータ（電動機）としての機能と発電機としての機能とを備えており、ＥＣＵ６０（具体的には後記するＭＧ−ＥＣＵ６２）によって制御される。また、図１では図示を省略したが、第１回転機７１および第２回転機７２は、インバータを介してバッテリと接続されている。なお、後記するように、第２回転機７２は、坂路上でパーキング状態から非パーキング状態へと切り替える際に、駆動輪３０を駆動させる駆動力源として機能する。 The engine 10, the first rotating machine 71, and the second rotating machine 72 are driving force sources of the vehicle 1. The first rotating machine 71 and the second rotating machine 72 each have a function as a motor (electric motor) and a function as a generator, and are controlled by the ECU 60 (specifically, an MG-ECU 62 described later). Moreover, although illustration was abbreviate | omitted in FIG. 1, the 1st rotary machine 71 and the 2nd rotary machine 72 are connected with the battery via the inverter. As will be described later, the second rotating machine 72 functions as a driving force source for driving the driving wheels 30 when switching from the parking state to the non-parking state on the slope.

以下、図２を参照しながらパーキング機構４０の詳細について説明する。パーキング機構４０は、パーキングギヤ４１と、パーキングロックポール４２と、テーパ部４３と、パーキングロッド４４と、スプリング４５と、ディテントプレート４６と、シャフト４７と、パーキングアクチュエータ（Ｐアクチュエータ）４８と、ロータリエンコーダ４９と、ディテントスプリング５０と、を備えている。 Hereinafter, the details of the parking mechanism 40 will be described with reference to FIG. The parking mechanism 40 includes a parking gear 41, a parking lock pole 42, a tapered portion 43, a parking rod 44, a spring 45, a detent plate 46, a shaft 47, a parking actuator (P actuator) 48, and a rotary encoder. 49 and a detent spring 50.

パーキングギヤ４１は、駆動輪３０と接続されている出力軸２１（図１参照）に連結されている。パーキングロックポール４２は、パーキングギヤ４１と噛み合う位置に移動可能に設けられており、当該パーキングギヤ４１の回転を選択的にロックする。パーキングロックポール４２は、パーキングギヤ４１と噛み合うことにより自動変速機２０の回転をロックしてパーキング状態にするとともに、パーキングギヤ４１との噛み合いが解除されることにより自動変速機２０の回転を許容する非パーキング状態にする。 The parking gear 41 is coupled to the output shaft 21 (see FIG. 1) connected to the drive wheel 30. The parking lock pole 42 is movably provided at a position where it engages with the parking gear 41 and selectively locks the rotation of the parking gear 41. The parking lock pole 42 engages with the parking gear 41 to lock the rotation of the automatic transmission 20 to a parking state, and allows the rotation of the automatic transmission 20 by releasing the engagement with the parking gear 41. Set to non-parking state.

パーキングロッド４４は、パーキングロックポール４２と当接するテーパ部４３に挿通されており、当該テーパ部４３を一端部側で支持している。スプリング４５は、パーキングロッド４４に巻回されており、テーパ部４３をその小径方向に付勢する。ディテントプレート４６は、パーキングロッド４４の他端部側に回動可能に接続されている。また、シャフト４７は、ディテントプレート４６に固定され、軸まわりに回転可能に支持されている。 The parking rod 44 is inserted through a tapered portion 43 that contacts the parking lock pole 42, and supports the tapered portion 43 on one end side. The spring 45 is wound around the parking rod 44 and biases the tapered portion 43 in the small diameter direction. The detent plate 46 is rotatably connected to the other end portion side of the parking rod 44. The shaft 47 is fixed to the detent plate 46 and is supported so as to be rotatable about an axis.

パーキングアクチュエータ４８は、電動アクチュエータであり、シャフト４７を回転駆動させる。パーキングアクチュエータ４８は、シャフト４７を回転駆動させることにより、パーキングロッド４４およびテーパ部４３を介して、パーキング状態または非パーキング状態となるようにパーキングロックポール４２をパーキングギヤ４１に対して移動させる。ロータリエンコーダ４９は、シャフト４７の回転角度を検出する。ディテントスプリング５０は、ディテントプレート４６の回転に節度を与えて各シフト位置に固定するものであり、先端部に後記する第１凹部５２または第２凹部５３と係合する係合部５１が設けられている。 The parking actuator 48 is an electric actuator and rotates the shaft 47. The parking actuator 48 rotates the shaft 47 to move the parking lock pole 42 with respect to the parking gear 41 through the parking rod 44 and the tapered portion 43 so as to enter the parking state or the non-parking state. The rotary encoder 49 detects the rotation angle of the shaft 47. The detent spring 50 gives moderation to the rotation of the detent plate 46 and is fixed at each shift position, and an engagement portion 51 that engages with a first recess 52 or a second recess 53 to be described later is provided at the tip. ing.

ディテントプレート４６は、シャフト４７を介してパーキングアクチュエータ４８の駆動軸に連結されており、パーキングロッド４４とともにパーキングアクチュエータ４８により駆動されて自動変速機２０のシフトレンジ（走行レンジ）を切り替える。また、ディテントプレート４６の頂部には、第１凹部５２および第２凹部５３が形成されている。 The detent plate 46 is connected to the drive shaft of the parking actuator 48 via the shaft 47 and is driven by the parking actuator 48 together with the parking rod 44 to switch the shift range (traveling range) of the automatic transmission 20. A first recess 52 and a second recess 53 are formed at the top of the detent plate 46.

パーキングアクチュエータ４８は、運転者によりパーキングスイッチ９０が押されると、ＥＣＵ６０（具体的には後記するＳＢＷ−ＥＣＵ６４）から入力されるアクチュエータ駆動信号に基づいて、シャフト４７を図２の矢印Ｂ方向に回転させる。これにより、ディテントスプリング５０の係合部５１が第１凹部５２に係合する。また同時に、パーキングロッド４４が矢印Ｃ方向の反対方向に移動し、テーパ部４３の大径側とパーキングロックポール４２とが当接する状態になる。これにより、パーキングロックポール４２が矢印Ｄ方向の反対方向に移動してパーキングギヤ４１と噛み合い、自動変速機２０がパーキング状態となる。なお、パーキングギヤ４１は、駆動輪３０と接続されている出力軸２１と連結されているため、パーキング状態では駆動輪３０の回転も阻止されることになる。 When the parking switch 90 is pressed by the driver, the parking actuator 48 rotates the shaft 47 in the direction of arrow B in FIG. 2 based on an actuator drive signal input from the ECU 60 (specifically, SBW-ECU 64 described later). Let Thereby, the engaging part 51 of the detent spring 50 is engaged with the first recess 52. At the same time, the parking rod 44 moves in the direction opposite to the arrow C direction, and the large diameter side of the tapered portion 43 and the parking lock pole 42 come into contact with each other. As a result, the parking lock pole 42 moves in the direction opposite to the arrow D direction and meshes with the parking gear 41, and the automatic transmission 20 enters the parking state. Since the parking gear 41 is connected to the output shaft 21 connected to the drive wheel 30, the rotation of the drive wheel 30 is also prevented in the parking state.

一方、パーキングアクチュエータ４８は、運転者によりシフト操作装置８０（図１参照）のシフトレバー操作が行われると、ＥＣＵ６０（具体的には後記するＳＢＷ−ＥＣＵ６４）から入力されるアクチュエータ駆動信号に基づいて、シャフト４７を図２の矢印Ａ方向に回転させる。これにより、ディテントスプリング５０の係合部５１が第２凹部５３に係合する。また同時に、パーキングロッド４４が矢印Ｃ方向に移動し、テーパ部４３の小径側とパーキングロックポール４２とが当接する状態になる。これにより、パーキングロックポール４２が矢印Ｄ方向に移動してパーキングギヤ４１との噛み合いが解除され、自動変速機２０が非パーキング状態となる。 On the other hand, when the driver operates the shift lever of the shift operation device 80 (see FIG. 1), the parking actuator 48 is based on an actuator drive signal input from the ECU 60 (specifically, SBW-ECU 64 described later). The shaft 47 is rotated in the direction of arrow A in FIG. Thereby, the engaging part 51 of the detent spring 50 is engaged with the second recess 53. At the same time, the parking rod 44 moves in the direction of the arrow C, and the small diameter side of the tapered portion 43 comes into contact with the parking lock pole 42. As a result, the parking lock pole 42 moves in the direction of the arrow D to release the meshing with the parking gear 41, and the automatic transmission 20 enters a non-parking state.

図１に戻ってその他の構成について説明する。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、各種プログラムを実行するものである。ＥＣＵ６０は、具体的には図３に示すように、ＨＶ−ＥＣＵ６１と、ＭＧ−ＥＣＵ６２と、エンジンＥＣＵ６３と、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４と、を備えている。 Returning to FIG. 1, other configurations will be described. The ECU 60 has a microcomputer composed of a CPU, a ROM, a RAM, and the like as main components, and executes various programs. Specifically, the ECU 60 includes an HV-ECU 61, an MG-ECU 62, an engine ECU 63, and an SBW-ECU 64, as shown in FIG.

ＨＶ−ＥＣＵ６１は、各種センサからの出力信号に応じて車両１の各機器を制御する。ＨＶ−ＥＣＵ６１には、図３に示すように、車速センサからの車速、アクセル開度センサからのアクセル開度、ＭＧ１回転数センサからのＭＧ１回転数、ＭＧ２回転数センサからのＭＧ２回転数、出力軸回転数センサからの出力軸回転数、バッテリからのＳＯＣ（State Of Charge：電池容量）ロータリエンコーダ４９からのシャフト回転数、シフト操作装置８０からのシフトレバー位置信号、パーキングスイッチ９０からのパーキングスイッチ信号（Ｐスイッチ信号）、傾斜センサからの路面の傾斜角がそれぞれ入力される。 The HV-ECU 61 controls each device of the vehicle 1 according to output signals from various sensors. As shown in FIG. 3, the HV-ECU 61 includes a vehicle speed from the vehicle speed sensor, an accelerator opening from the accelerator opening sensor, an MG1 rotational speed from the MG1 rotational speed sensor, an MG2 rotational speed from the MG2 rotational speed sensor, and an output. Output shaft rotational speed from the shaft rotational speed sensor, SOC (State Of Charge) from the battery, shaft rotational speed from the rotary encoder 49, shift lever position signal from the shift operating device 80, parking switch from the parking switch 90 A signal (P switch signal) and an inclination angle of the road surface from the inclination sensor are input.

そして、ＨＶ−ＥＣＵ６１は、各種演算を行い、図３に示すように、ＭＧ−ＥＣＵ６２に対してＭＧ１トルク指令およびＭＧ２トルク指令を、エンジンＥＣＵ６３に対してエンジントルク指令を、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４に対してシフトレンジ指令を出力する。なお、本発明には直接的には関係しないが、ＨＶ−ＥＣＵ６１は、図示しない油圧制御回路に対して、ブレーキ油圧指令ＰｂＢ０、ＰｂＢ１、ＰｂＢ２およびクラッチ油圧指令ＰｂＣ１、ＰｂＣ２を出力する。 Then, the HV-ECU 61 performs various calculations, and as shown in FIG. 3, the MG1 torque command and the MG2 torque command to the MG-ECU 62, the engine torque command to the engine ECU 63, and the SBW-ECU 64 Output shift range command. Although not directly related to the present invention, the HV-ECU 61 outputs brake hydraulic pressure commands PbB0, PbB1, PbB2 and clutch hydraulic pressure commands PbC1, PbC2 to a hydraulic control circuit (not shown).

ＭＧ−ＥＣＵ６２は、ＨＶ−ＥＣＵ６１から入力されたＭＧ１トルク指令およびＭＧ２トルク指令に基づいて、図示しないインバータに対して、ＭＧ１電流制御信号およびＭＧ２電流制御信号を出力する。また、エンジンＥＣＵ６３は、ＨＶ−ＥＣＵ６１から入力されたエンジントルク指令に基づいて、図示しない電子スロットル弁に対して電子スロットル弁制御信号を出力するとともに、エンジン１０に対して点火信号を出力する。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４は、ＨＶ−ＥＣＵ６１から入力されたシフトレンジ指令に基づいて、パーキングアクチュエータ４８に対して、アクチュエータ駆動信号を出力する。 MG-ECU 62 outputs an MG1 current control signal and an MG2 current control signal to an inverter (not shown) based on MG1 torque command and MG2 torque command input from HV-ECU 61. The engine ECU 63 outputs an electronic throttle valve control signal to an electronic throttle valve (not shown) and an ignition signal to the engine 10 based on an engine torque command input from the HV-ECU 61. Then, SBW-ECU 64 outputs an actuator drive signal to parking actuator 48 based on the shift range command input from HV-ECU 61.

シフト操作装置８０は、シフトバイワイヤ方式のシフト操作装置である。シフトバイワイヤ方式とは、シフト操作装置８０のシフトレバー位置をセンサ等で検出し、このシフトレバー位置信号に基づいてパーキングアクチュエータ４８を制御することで、自動変速機２０のシフトレンジを切り替える、電気的制御による切替方式である。ここで、自動変速機２０における一般的なシフトレンジとしては、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、ドライブレンジ（Ｄレンジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）及びローレンジ（Ｌレンジ）が挙げられ、図１に示すように、シフト操作装置８０におけるシフト位置も、これら各レンジに合わせて、それぞれニュートラル位置、ドライブ位置及びリバース位置が設けられている。なお、以下の説明では、パーキングレンジ（Ｐレンジ）を除いた上記４つのシフトレンジのことをまとめて非パーキングレンジ（非Ｐレンジ）という。 The shift operation device 80 is a shift-by-wire shift operation device. In the shift-by-wire system, the shift lever position of the automatic transmission 20 is switched by detecting the shift lever position of the shift operation device 80 with a sensor or the like and controlling the parking actuator 48 based on the shift lever position signal. This is a switching method by control. Here, as a general shift range in the automatic transmission 20, there are a neutral range (N range), a drive range (D range), a reverse range (R range), and a low range (L range), which are shown in FIG. As described above, the shift position in the shift operation device 80 is also provided with a neutral position, a drive position, and a reverse position in accordance with these ranges. In the following description, the above four shift ranges excluding the parking range (P range) are collectively referred to as a non-parking range (non-P range).

シフト操作装置８０は、パーキング状態において、運転者によってシフト操作装置８０のシフトレバー操作（シフト操作入力）がなされた場合、ＨＶ−ＥＣＵ６１に対してシフトレバー位置信号を出力する。続いて、ＨＶ−ＥＣＵ６１は、入力されたシフトレバー位置信号に基づいて、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４に対してシフトレンジ指令を出力する。続いて、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４は、入力されたシフトレンジ指令に基づいて、パーキングアクチュエータ４８に対してアクチュエータ駆動信号を出力する。そして、パーキングアクチュエータ４８は、入力されたアクチュエータ駆動信号に従って駆動し、自動変速機２０を非パーキング状態に切り替える。 The shift operation device 80 outputs a shift lever position signal to the HV-ECU 61 when the driver performs a shift lever operation (shift operation input) of the shift operation device 80 in the parking state. Subsequently, the HV-ECU 61 outputs a shift range command to the SBW-ECU 64 based on the input shift lever position signal. Subsequently, the SBW-ECU 64 outputs an actuator drive signal to the parking actuator 48 based on the input shift range command. Then, the parking actuator 48 is driven according to the input actuator drive signal, and switches the automatic transmission 20 to the non-parking state.

パーキングスイッチ９０は、自動変速機２０をパーキング状態に切り替えるためのものである。パーキングスイッチ９０は、非パーキング状態において、運転者によってパーキングスイッチ９０が押された場合、ＨＶ−ＥＣＵ６１に対してＰスイッチ信号を出力する。続いて、ＨＶ−ＥＣＵ６１は、入力されたＰスイッチ信号に基づいて、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４に対してシフトレンジ指令を出力する。続いて、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４は、入力されたシフトレンジ指令に基づいて、パーキングアクチュエータ４８に対してアクチュエータ駆動信号を出力する。そして、パーキングアクチュエータ４８は、入力されたアクチュエータ駆動信号に従って駆動し、自動変速機２０をパーキング状態に切り替える。 The parking switch 90 is for switching the automatic transmission 20 to the parking state. The parking switch 90 outputs a P switch signal to the HV-ECU 61 when the parking switch 90 is pushed by the driver in the non-parking state. Subsequently, the HV-ECU 61 outputs a shift range command to the SBW-ECU 64 based on the input P switch signal. Subsequently, the SBW-ECU 64 outputs an actuator drive signal to the parking actuator 48 based on the input shift range command. Then, the parking actuator 48 is driven according to the input actuator drive signal, and switches the automatic transmission 20 to the parking state.

ここで、従来の車両制御装置では、坂路上でパーキングレンジから非パーキングレンジに切り替える場合、坂路上でパーキング機構４０に作用する力に対してパーキングアクチュエータ４８の出力トルクが足りず、非パーキングレンジに切り替えられない可能性があった。なお、以下では、パーキングレンジから非パーキングレンジに切り替えることを「Ｐ抜き」、非パーキングレンジからパーキングレンジに切り替えることを「Ｐ入り」と表現する場合がある。 Here, in the conventional vehicle control device, when switching from the parking range to the non-parking range on the slope, the output torque of the parking actuator 48 is insufficient with respect to the force acting on the parking mechanism 40 on the slope, and the non-parking range is reached. There was a possibility that it could not be switched. In the following description, switching from the parking range to the non-parking range may be expressed as “P removal” and switching from the non-parking range to the parking range may be expressed as “P entering”.

例えば坂路上でＰ抜きを行う場合、パーキングアクチュエータ４８は、以下の式（１）に示す力Ｔよりも大きな出力トルクを発生させなければ、Ｐ抜きを行うことができない。 For example, when P removal is performed on a slope, the parking actuator 48 cannot perform P removal unless an output torque larger than the force T shown in the following equation (1) is generated.

Ｔ＝μ×Ｍｇ×γ×ｓｉｎθ ・・・式（１） T = μ × Mg × γ × sin θ (1)

上記式（１）において、μはパーキングギヤ４１とパーキングロックポール４２の摩擦係数、Ｍは車重、ｇは重力加速度、γは車輪（駆動輪３０）の半径×車輪からパーキングギヤ４１までのギヤ比、θは坂路の角度（傾斜角度）、である。 In the above equation (1), μ is the friction coefficient between the parking gear 41 and the parking lock pole 42, M is the vehicle weight, g is the gravitational acceleration, γ is the radius of the wheel (drive wheel 30) × the gear from the wheel to the parking gear 41. The ratio, θ, is the angle of the slope (tilt angle).

上記式（１）に示すように、坂路の角度θが大きくなると、パーキングアクチュエータ４８の必要トルクも大きくなる。従って、坂路の角度がある角度以上になると、Ｐ抜きできない可能性がでてくる。このような問題を解決する方法の一つとして、パーキングアクチュエータ４８の出力トルクを大きくすることが考えられるが、大容量ハイブリッドのような車重の重い車両にＳＢＷ方式を採用する場合、小型で高トルクかつ応答性の高いパーキングアクチュエータ４８が必要となる。しかしながら、パーキングアクチュエータ４８の出力トルクと応答速度は、以下の式（２）および式（３）に示すように相反する条件となるため、両立することが困難である。 As shown in the above equation (1), as the slope angle θ increases, the required torque of the parking actuator 48 also increases. Therefore, if the slope angle exceeds a certain angle, P may not be removed. One way to solve such a problem is to increase the output torque of the parking actuator 48. However, when the SBW method is adopted for a heavy vehicle such as a large-capacity hybrid, it is small and has a high output. A parking actuator 48 having high torque and high responsiveness is required. However, since the output torque and the response speed of the parking actuator 48 are in conflicting conditions as shown in the following formulas (2) and (3), it is difficult to achieve both.

出力トルク＝モータトルク×ギヤ比・・・式（２）
応答速度＝モータ速度／ギヤ比・・・式（３） Output torque = motor torque x gear ratio (2)
Response speed = motor speed / gear ratio (3)

また、パーキングアクチュエータ４８の応答速度が遅いと、例えば坂路上でＰ入りする場合、パーキングスイッチ９０を押した際にブレーキを離していると、パーキング機構４０がラチェットしてしまい、Ｐ入りできない可能性がある。なお、前記したパーキング機構４０の「ラチェット」とは、パーキングロックポール４２がパーキングギヤ４１に弾かれて噛み合わない状態のことを示している。 Further, if the response speed of the parking actuator 48 is slow, for example, when entering P on a slope, if the brake is released when the parking switch 90 is pressed, the parking mechanism 40 will ratchet and P may not enter. There is. The “ratchet” of the parking mechanism 40 indicates a state in which the parking lock pole 42 is bounced by the parking gear 41 and does not mesh.

そこで、本実施形態に係る車両制御装置は、坂路上でＰ抜きを行う際に、モータによって坂路の登り方向に駆動力を発生させることにより、上記問題を回避することとした。以下、図４および図５を参照しながら本実施形態に係る車両制御装置による処理の一例について説明する。なお、以下の処理では、自動変速機２０がパーキング状態であることが前提であるため、車両１の車速は０である（図５の（６）参照）。 Therefore, the vehicle control apparatus according to the present embodiment avoids the above problem by generating a driving force in the ascending direction of the slope by the motor when performing P removal on the slope. Hereinafter, an example of processing by the vehicle control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In the following processing, since it is assumed that the automatic transmission 20 is in the parking state, the vehicle speed of the vehicle 1 is 0 (see (6) in FIG. 5).

本実施形態に係る車両制御装置は、ＨＶ−ＥＣＵ６１によって、Ｐ抜き要求があるか否か、すなわち運転者によりパーキング状態から非パーキング状態への切替要求があったか否かを判定する（図４のステップＳ１、図５の（１）参照）。ＨＶ−ＥＣＵ６１は、具体的には、運転者のシフトレバー操作によってＰレンジから非Ｐレンジ（同図ではＤレンジ）への切替要求があり、シフト操作装置８０からシフトレバー位置信号が入力された場合、Ｐ抜き要求ありと判定する。一方、ＨＶ−ＥＣＵ６１は、シフト操作装置８０からシフトレバー位置信号が入力されない場合、Ｐ抜き要求なしと判定する。 The vehicle control apparatus according to the present embodiment determines whether or not the HV-ECU 61 has a request for removing the P, that is, whether or not the driver has requested to switch from the parking state to the non-parking state (step of FIG. 4). S1, see FIG. 5 (1)). Specifically, the HV-ECU 61 is requested to switch from the P range to the non-P range (D range in the figure) by the driver's shift lever operation, and the shift lever position signal is input from the shift operation device 80. In this case, it is determined that there is a P removal request. On the other hand, when the shift lever position signal is not input from the shift operation device 80, the HV-ECU 61 determines that there is no P removal request.

Ｐ抜き要求がない場合（ステップＳ１でＮｏ）、ＨＶ−ＥＣＵ６１は処理を終了する。一方、Ｐ抜き要求がある場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、ＨＶ−ＥＣＵ６１は、車両１が停車中の路面が坂路（登り坂、下り坂）であるか否かを判定する（図４のステップＳ２、図５の（２）参照）。ＨＶ−ＥＣＵ６１は、具体的には、傾斜センサによって検出した路面の傾斜角に基づいて坂路であるか否かを判定する。なお、ステップＳ２は、前記したステップＳ１と処理の順序が逆でも構わない。 When there is no P removal request (No in step S1), the HV-ECU 61 ends the process. On the other hand, when there is a P removal request (Yes in step S1), the HV-ECU 61 determines whether the road surface on which the vehicle 1 is stopped is a slope (uphill, downhill) (step S2 in FIG. 4). FIG. 5 (2)). Specifically, the HV-ECU 61 determines whether or not the road is a slope based on the inclination angle of the road surface detected by the inclination sensor. Note that step S2 may be performed in the reverse order of processing from step S1 described above.

路面が坂路ではない場合（ステップＳ２でＮｏ）、ＨＶ−ＥＣＵ６１は処理を終了する。一方、路面が坂路である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、ＨＶ−ＥＣＵ６１は、第２回転機７２によって坂路の登り方向に駆動力を発生させる（図４のステップＳ３、図５の（３）参照）。ＨＶ−ＥＣＵ６１は、具体的には、ＭＧ−ＥＣＵ６２に対してＭＧ２トルク指令を出力し、ＭＧ−ＥＣＵ６２を介して第２回転機７２に駆動力を発生させる。なお、坂路の登り方向が車両１の前進方向である場合、第２回転機７２に駆動力を発生させ、坂路の登り方向が車両１の後進方向である場合、第２回転機７２にリバース駆動力を発生させる。 When the road surface is not a slope (No in step S2), the HV-ECU 61 ends the process. On the other hand, when the road surface is a slope (Yes in step S2), the HV-ECU 61 generates a driving force in the ascending direction of the slope with the second rotating machine 72 (see step S3 in FIG. 4 and (3) in FIG. 5). ). Specifically, the HV-ECU 61 outputs an MG2 torque command to the MG-ECU 62 and causes the second rotating machine 72 to generate a driving force via the MG-ECU 62. When the climbing direction of the slope is the forward direction of the vehicle 1, a driving force is generated in the second rotating machine 72, and when the climbing direction of the slope is the backward direction of the vehicle 1, the second rotating machine 72 is reversely driven. Generate power.

そして、ＨＶ−ＥＣＵ６１は、上記ステップＳ３の後に、パーキングアクチュエータ（Ｐアクチュエータ）４８を作動させてパーキング状態（Ｐレンジ）から非パーキング状態（非Ｐレンジ）へと切り替える（図４のステップＳ４、図５の（４）、（５）参照）。ＨＶ−ＥＣＵ６１は、具体的には、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４に対してシフトレンジ指令を出力する。続いて、このシフトレンジ指令に基づいて、ＳＢＷ−ＥＣＵ６４がパーキングアクチュエータ４８に対してアクチュエータ駆動信号を出力する（図５の（４）「Ｐアクチュエータ指令」参照）ことにより、パーキングアクチュエータ４８が作動する。なお、パーキングアクチュエータ４８の作動開始後は、パーキング状態から非パーキング状態への切替が完了したか否かを判定し（図５の（５）「Ｐ入り判定」参照）、非パーキング状態への切替が完了した時点でパーキングアクチュエータ４８の作動を完了（終了）させる。 Then, after step S3, the HV-ECU 61 operates the parking actuator (P actuator) 48 to switch from the parking state (P range) to the non-parking state (non-P range) (step S4 in FIG. 4, FIG. 5 (4) and (5)). Specifically, HV-ECU 61 outputs a shift range command to SBW-ECU 64. Subsequently, based on this shift range command, the SBW-ECU 64 outputs an actuator drive signal to the parking actuator 48 (see (4) “P actuator command” in FIG. 5), whereby the parking actuator 48 operates. . After the operation of the parking actuator 48 is started, it is determined whether or not the switching from the parking state to the non-parking state is completed (see (5) “P determination” in FIG. 5), and the switching to the non-parking state is performed. When the operation is completed, the operation of the parking actuator 48 is completed (finished).

以上のような構成を備える車両制御装置によれば、坂路上でパーキング状態から非パーキング状態へと切り替える場合において、パーキングアクチュエータ４８の作動前に坂路の登り方向に駆動力を発生させることにより、坂路上でパーキングギヤ４１とパーキングロックポール４２とに作用する力を低減することができる。従って、出力トルクの小さいパーキングアクチュエータ４８であっても、坂路上においてパーキング状態から非パーキング状態へと確実に切り替えることができる。 According to the vehicle control device having the above-described configuration, when switching from the parking state to the non-parking state on the slope, the driving force is generated in the upward direction of the slope before the parking actuator 48 is actuated. The force acting on the parking gear 41 and the parking lock pole 42 can be reduced. Therefore, even the parking actuator 48 with a small output torque can be reliably switched from the parking state to the non-parking state on the slope.

以上、本発明に係る車両制御装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 The vehicle control apparatus according to the present invention has been described in detail with reference to the embodiments for carrying out the invention. However, the gist of the present invention is not limited to these descriptions, and is based on the descriptions in the claims. Must be interpreted widely. Needless to say, various changes and modifications based on these descriptions are also included in the spirit of the present invention.

例えば、前記した実施形態では、坂路上でパーキングレンジから非パーキングレンジに切り替える場合、第２回転機７２によって坂路の登り方向に駆動力を発生させていたが、駆動力源は第２回転機７２に限定されず、例えばエンジン１０によって坂路の登り方向に駆動力を発生させても構わない。 For example, in the above-described embodiment, when the parking range is switched to the non-parking range on the slope, the driving force is generated in the ascending direction of the slope by the second rotating machine 72, but the driving force source is the second rotating machine 72. However, the driving force may be generated by the engine 10 in the uphill direction.

また、車両制御装置を備える車両１は、例えばエンジン１０で前輪を駆動させ、リアモータ（第３回転機）によって後輪を駆動させる電気式４ＷＤであってもよく、この場合はリアモータによって坂路の登り方向に駆動力を発生させることも可能である。また、電気式４ＷＤの車両１では、坂路の登り方向が車両１の前進方向である場合はリアモータに駆動力を発生させ、坂路の登り方向が車両１の後進方向である場合はリアモータにリバース駆動力を発生させる。 In addition, the vehicle 1 including the vehicle control device may be an electric 4WD in which the front wheels are driven by the engine 10 and the rear wheels are driven by a rear motor (third rotating machine), for example. It is also possible to generate a driving force in the direction. Also, in the electric 4WD vehicle 1, when the climbing direction of the slope is the forward direction of the vehicle 1, a driving force is generated in the rear motor, and when the climbing direction of the slope is the backward direction of the vehicle 1, the rear motor is reversely driven. Generate power.

１車両
１０エンジン
２０自動変速機（トランスミッション）
３０駆動輪
４０パーキング機構
４１パーキングギヤ
４２パーキングロックポール
４３テーパ部
４４パーキングロッド
４５スプリング
４６ディテントプレート
４７シャフト
４８パーキングアクチュエータ（Ｐアクチュエータ、Ｐ−ＡＣＴ）
４９ロータリエンコーダ
５０ディテントスプリング
５１係合部
５２第１凹部
５３第２凹部
６０ＥＣＵ（制御手段）
６１ＨＶ−ＥＣＵ
６２ＭＧ−ＥＣＵ
６３エンジンＥＣＵ
６４ＳＢＷ−ＥＣＵ
７１第１回転機（ＭＧ１）
７２第２回転機（ＭＧ２）
８０シフト操作装置
９０パーキングスイッチ（Ｐスイッチ） 1 vehicle 10 engine 20 automatic transmission (transmission)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Drive wheel 40 Parking mechanism 41 Parking gear 42 Parking lock pole 43 Tapered part 44 Parking rod 45 Spring 46 Detent plate 47 Shaft 48 Parking actuator (P actuator, P-ACT)
49 rotary encoder 50 detent spring 51 engaging portion 52 first recess 53 second recess 60 ECU (control means)
61 HV-ECU
62 MG-ECU
63 Engine ECU
64 SBW-ECU
71 First rotating machine (MG1)
72 Second rotating machine (MG2)
80 Shift operation device 90 Parking switch (P switch)

Claims

A motor that is a driving force source for driving the driving wheels;
A parking gear connected to an output shaft of the automatic transmission is engaged with the parking gear to bring the automatic transmission into a parking state, and the meshing with the parking gear is released to disengage the automatic transmission. A parking mechanism having a parking lock pawl to be parked and a parking actuator that moves the parking lock pawl relative to the parking gear so as to be in the parking state or the non-parking state;
Control means for controlling the parking actuator to be in the parking state or the non-parking state in response to a driver's request;
A vehicle control device comprising:
When the driver requests to switch from the parking state to the non-parking state on the slope, the control means generates a driving force in the ascending direction of the slope by the motor, and then turns the parking actuator A vehicle control device that is operated to switch from the parking state to the non-parking state.