JP2005016675A - 坂路における発進補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】坂路保持制御中又はその後において、坂路を登ろうとする際にタイヤが加速スリップしてしまい、坂路を適切に登れなくなることを防止する。
【解決手段】車両が坂路で停車した際に、該車両が坂路からずり落ちることを抑制する坂路保持制御を実行している際又はその後に、該車両が坂路を登ろうとする発進意志があるかを検出すると共に、車両と坂路との間に加速スリップが生じているか否かを検出する。そして、発進意志があり、かつ、加速スリップが検出された場合には、車両における変速装置のシフトＵＰを実行する。このため、シフトＵＰにより駆動輪が発生させる駆動力が抑制され、加速スリップを低減することができ、加速スリップによって坂路を適切に登れなくなることを防止することができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が坂路で停車し、再度走行しようとする際にタイヤがスリップして発進できなくなることを防止する発進補助装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、急勾配の坂路などにおいて、車両のずり落ちが生じないように坂路保持制御を行う装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置では、例えば車両が急勾配の坂路で停車したのち、車両が再度発進しようとしたとき、又は、その停車中に、坂路の勾配に応じた重力の方が車両における制動力や駆動力よりも大きくなり、車両が進行方向と逆向きにずり落ちそうになった場合に、坂路の勾配に応じた制動力を発生させるようにホイールシリンダ（以下、Ｗ／Ｃという）の圧力を増やしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−６９１０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような坂路保持制御が行われた場合において、車両停止後にドライバがアクセルペダルを踏み込み過ぎ、駆動力が大きくなってタイヤが加速スリップしてしまうと、本来登れる坂路であっても登れなくなってしまう、もしくは適切に登れなくなる場合が発生する。特に、急勾配の坂路では、ドライバがアクセルペダルを強く踏み込みがちであるし、路面が凍結していたり砂で覆われていたりした場合にはなおさら加速スリップが発生し易い。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、坂路保持制御中又はその後において、坂路を登ろうとする際にタイヤが加速スリップしてしまい、坂路を適切に登れなくなることを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両が坂路で停車した際に、該車両が坂路からずり落ちることを抑制する坂路保持制御を実行している際又はその後に、該車両が坂路を登ろうとする発進意志があるかを検出する発進意志検出手段（１０９）と、車両と坂路との間に加速スリップが生じていることを検出する加速スリップ検出手段（１１０）と、発進意志検出手段によって発進意志があることが検出されたのち、加速スリップ検出手段によって加速スリップが検出された場合、車両における変速装置のシフトＵＰを実行するシフト制御手段（１１１）と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、坂路保持制御中又はその後に再度車両が坂路を登ろうとした際に加速スリップが生じたとしても、その加速スリップを抑制することができ、加速スリップによって坂路を適切に登れなくなることを防止することができる。
【０００８】
例えば、請求項２に示すように、車両の各車輪における車輪速度を検出する車輪速度検出手段（ＷＳ１〜ＷＳ４）を備え、車輪速度検出手段が検出した駆動輪と従動輪との車輪速度の差に基づいて加速スリップが求められる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、坂路の傾斜角度（Ｇｒ）を検出する傾斜角度検出手段（ＧＸ）を有し、シフト制御手段は、傾斜角度が所定のしきい値を超えている場合に、シフトＵＰを実行するようになっていることを特徴としている。このようにすれば、ドライバがアクセルペダルを強く踏み込みがちであり、かつ、路面が凍結していたり砂で覆われていたりした場合に加速スリップが発生し易いような急坂路での加速スリップを防止することができる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の一実施形態が適用される車両制御システムの全体構成を示す。以下、この図に基づいて車両制御システムの構成について説明する。
【００１２】
図１に示されるように、車両制御システムは、エンジンＥＧ、変速装置ＧＳ、ブレーキ液圧制御装置ＢＰＣ、各車輪ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ毎に備えられたホイールシリンダＷｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ、各種センサ群および電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１を備えた構成となっている。なお、車輪ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲは、それぞれ左前方、右前方、左後方、右後方の車輪を示している。
【００１３】
エンジンＥＧは、スロットル制御装置ＴＨ及び燃料噴射装置ＦＩを備えた内燃機関であり、アクセルペダルＡＰでの操作量およびＥＣＵ１からのエンジン制御信号に基づいて駆動される。具体的には、スロットル制御装置ＴＨは、アクセルペダルＡＰの操作に応じてメインスロットルバルブＭＴのメインスロットル開度を制御すると共に、ＥＣＵ１からの制御信号に応じてサブスロットルバルブＳＴを駆動し、サブスロットル開度を制御するようになっている。また、燃料噴射装置ＦＩは、ＥＣＵ１からの制御信号に基づいて駆動され、燃料噴射量を制御するようになっている。
【００１４】
なお、本実施形態に示す車両は、ＦＲ駆動方式のものであり、エンジンＥＧが変速装置ＧＳ、センタディファレンシャルＤＣ及びリヤディファレンシャルＤＲを介して車両後方の車輪ＲＬ、ＲＲに連結された構成となっている。従って、車輪ＦＬ、ＦＲが従動輪、車輪ＲＬ、ＲＲが駆動輪となる。
【００１５】
変速装置ＧＳは、トランスミッションのギア位置の切替えを行うものである。変速装置ＧＳでのギア位置は、変速装置ＧＳ内に設けられたギア位置センサからＥＣＵ１に伝えられるようになっており、また、ＥＣＵ１からのギア位置制御信号に基づいて調整されるようになっている。
【００１６】
ブレーキ液圧制御装置ＢＰＣは、各車輪ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲそれぞれに装着されたホイールシリンダＷｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒに加えられるブレーキ液圧（ホイールシリンダ圧）を調整するものである。具体的には、ブレーキ液圧制御装置ＢＰＣには、図示しないマスタシリンダが備えられていると共に、このマスタシリンダの出力ブレーキ液圧（マスタシリンダ圧）を検出する圧力センサＰＳが備えられている。そして、圧力センサＰＳの出力信号がＥＣＵ１に入力されるように構成され、ＥＣＵ１からのブレーキ制御信号に基づいてマスタシリンダ圧が調整され、ホイールシリンダ圧が調整されるようになっている。
【００１７】
各種センサ群は、上記した各センサに加え、車輪速度センサＷＳ１〜ＷＳ４、ブレーキスイッチセンサＢＳ、スロットルセンサＴＳ、傾斜センサＧＸを有して構成される。
【００１８】
車輪速度センサＷＳ１〜ＷＳ４は、各車輪ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲに配設されている。これら各車輪速度センサＷＳ１〜ＷＳ４がＥＣＵ１に接続され、各車輪の回転速度、即ち車輪速度に比例するパルス数のパルス信号をＥＣＵ１に向けて出力するようになっている。
【００１９】
ブレーキスイッチセンサＢＳは、ドライバがブレーキペダルＢＰを踏み込んだことを検出するものである。このブレーキスイッチセンサＢＳからの検出信号はい１に入力されるようになっている。
【００２０】
スロットルセンサＴＳは、アイドル域か出力域かを検出すると共に、メインスロットルバルブＭＴ及びサブスロットルバルブＳＴのスロットル開度を検出するものである。このスロットルセンサＴＳからは、アイドル域か出力域かをオンオフ信号で表したアイドルスイッチ信号と、各スロットルバルブＭＴ、ＳＴのスロットル開度信号が出力され、これら各信号がＥＣＵ１に向けて出力されるようになっている。このスロットルセンサＴＳのアイドルスイッチ信号に基づき、アクセルペダルＡＰの操作、非操作を検出できるようになっている。
【００２１】
傾斜センサＧＸは、車両の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段に相当するものである。傾斜センサＧＸは、車両の前後方向に揺動可能に支持された錘を備えており、錘が車両の前後方向の傾斜に応じて移動した変位を表す信号Ｇｘを出力するものである。この信号Ｇｘは、ＥＣＵ１に入力されるようになっていおり、この信号Ｇｘに基づいてＥＣＵ１で傾斜角度Ｇｒが求められるようになっている。
【００２２】
具体的には、車両が停止状態の際には、車両の前後方向の傾斜角度ＧｒがＧｒ＝Ｋ・Ｇｘ（Ｋは定数）の数式に基づいて求められる。そして、車両が移動すると、信号Ｇｘが車両の加速度に応じて変動することから、傾斜角度Ｇｒが次式に基づいて求められる。
【００２３】
Ｇｒ（ｎ） ＝ｋ・Ｇｒ（ｎ−１）＋（１−ｋ）・Ｋ・（Ｇｘ−Ｇｗ）…（１）
ただし、Ｇｒ（ｎ）は、今回の傾斜角度を意味しており、Ｇｒ（ｎ−１）は、前回求められた傾斜角度を意味している。また、ｋは重み係数を表しており、０＜ｋ＜１で定義される。Ｇｗは車体加速度であり、前述の推定車体速度を微分した推定車体加速度が車体加速度として用いられる。
【００２４】
なお、本実施形態では、傾斜角度Ｇｒは、車両の後方側が下方に位置する傾斜（進行方向側が上り方向）の場合は正の値で、その逆の傾斜（進行方向側が下り方向）の場合は負の値となるように設定されている。
【００２５】
ＥＣＵ１は、マイクロコンピュータＣＭＰを有している。マイクロコンピュータＣＭＰには、入力ポートＩＰＴ、出力ポートＯＰＴ、プロセシングユニットＣＰＵ、記憶手段となるＲＯＭ２及びＲＡＭ３、図示しない制御タイマなどが備えられ、これら各部がバスを介して相互に接続された構成となっている。
【００２６】
上記した車輪速度センサＷＳ１〜ＷＳ４、ブレーキスイッチＢＳ等の出力信号は増幅回路ＡＭＰを介して入力ポートＩＰＴからプロセシングユニットＣＰＵに入力されるようになっている。また、出力ポートＯＰＴからは駆動回路ＡＣＴを介し、スロットル制御装置ＴＨ及びブレーキ液圧制御装置ＢＰＣに向けてそれぞれの制御信号が出力されるようになっている。
【００２７】
ＲＯＭ２には発進補助制御を実行するためのプログラムが記憶されている。プロセッシングユニットＣＰＵは、イグニッションスイッチ（図示せず）がオンされている間、ＲＯＭ２に記憶されたプログラムに従った処理を実行するものであり、ＲＡＭ３は、そのプログラムの実行に必要な変数データを一時的に記憶させるものである。
【００２８】
以上のように構成された制御システムにより発進補助制御が実行される。発進補助制御は、ＥＣＵ１により、坂路保持制御中又はその後に実行されるものであり、その処理の詳細は、図２のフローチャートで示される。発進補助制御のフローチャートに示される各処理は、イグニッションスイッチがオンされてマイクロコンピュータが起動されると実行される。
【００２９】
先ず、ステップ１０１では、マイクロコンピュータＣＭＰの初期化がなされ、ＲＡＭ３に記憶されている各種の演算値がクリアされる。ステップ１０２では、制御タイマがクリアされ、その後、カウントが開始される。ここでいう制御タイマとは、発進補助制御の制御周期Ｔｓをカウントするものであり、制御周期Ｔｓ毎にこのステップ１０２以降の各種処理が実行されるようになっている（ステップ１１２参照）。
【００３０】
ステップ１０３では、車輪速度センサＷＳ１〜ＷＳ４の検出信号、変速装置ＧＳの変速位置信号、及び傾斜センサＧＸの検出信号がマイクロコンピュータＣＭＰに読み込まれる。
【００３１】
そして、ステップ１０４に進み、車輪速度センサＷＳ１〜ＷＳ４の検出信号に基づき車輪速度Ｖｗ＊＊（＊＊は車輪ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲを代表して表したものである。従って、車輪速度Ｖｗ＊＊は、４輪それぞれの車輪速度ということを意味する）が演算される。また、車輪速度Ｖｗ＊＊を微分することで、車輪加速度ＤＶｗ＊＊が演算される。
【００３２】
続いて、ステップ１０５に進み、ステップ１０３で読み込んだ傾斜センサＧＸの出力信号に基づき傾斜角度Ｇｒ（車両の後方側が下方にあるときの傾斜は正の値で、その逆の場合は負の値）が演算される。そして、ステップ１０６において、傾斜角度Ｇｒに基づき急坂路か否かが判定される。例えば、傾斜角度Ｇｒが所定値｜Ｋｒ｜以上であれば、急坂路で車両の後方側が下方にあると判定される。
【００３３】
ステップ１０７では、坂路保持制御を実行する必要があるか否かが判定される。この判定は、ステップ１０６で急坂路と判定されたか否かに基づいて行われるもので、急坂路と判定されていた場合には坂路保持制御を実行する必要ありとされる。そして、このステップで肯定判定されればステップ１０８に進み、否定判定されればステップ１１２に進む。
【００３４】
ステップ１０８では、坂路保持制御が実行される。すなわち、急坂路においてドライバがブレーキペダルＢＰを踏み込んだのにも関わらず車両がずり落ちていきそうな場合や、車両が停止後に坂路を登ろうとしたときにブレーキペダルＢＰを離した瞬間に車両が後退してしまうような場合に、それを防止する制御が成される。この坂路保持制御の詳細は、特開平７−６９１０２号公報に示される方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３５】
次に、ステップ１０９に進み、ドライバの発進意志があるか否かが判定される。この判定は、例えばスロットルセンサＴＳのアイドルスイッチ信号に基づいてアクセルペダルＡＰの操作がなされたか否かによって行われる。そして、アクセルペダルＡＰが操作された場合にはドライバの発進意志ありと判定される。このステップで肯定判定されるとステップ１１０に進み、否定判定されるとステップ１１２に進む。
【００３６】
ステップ１１０では、加速スリップ状態となっているか否かが判定される。この判定は、ステップ１０４で求められた各車輪速度Ｖｗ＊＊から駆動輪と従動輪の車輪速度差に基づいて行われる。すなわち、駆動輪となる車輪ＲＲ、ＲＬの車輪速度ＷｗＲＲ、ＶｗＲＬが従動輪となる車輪ＦＲ、ＦＬの車輪速度ＶｗＦＲ、ＶｗＦＬよりの速い場合、駆動輪が路面に対してスリップしているような加速スリップ状態と考えられる。このため、駆動輪と従動輪との車輪速度差が所定の許容値以上生じている場合には、加速スリップ状態であると判定される。このステップ肯定判定されるとステップ１１１に進み、否定判定されるとステップ１１２に進む。
【００３７】
ステップ１１１では、シフト制御が実行される。このシフト制御の詳細は図３のフローチャートで示される。以下、図３に基づいてシフト制御の詳細について説明する。
【００３８】
まず、ステップ２００では、傾斜角度Ｇｒが所定のしきい値Ａよりも大きいか否かが判定される。この処理は、坂路の傾斜角度Ｇｒが非常に大きく、路面が凍結したり砂で覆われていたりした場合に、加速スリップが生じ易いような路面となっているか否かを判定するものである。この処理により肯定判定されるとステップ２１０に進み、現在の坂路が加速スリップが生じ易い坂路であるとして、変速装置ＧＳのギア位置を変更するというシフトＵＰ制御を行わせるために、変速装置ＧＳに向けてギア位置制御信号が出力される。一方、否定判定されるとステップ２２０に進み、現在の坂路は加速スリップが生じ易い程の坂路ではないとして、変速装置ＧＳにギア位置制御信号が出力されず、シフト維持がなされる。
【００３９】
このようなシフト制御が実行されると、図２のステップ１１２において、制御タイマのカウント値が制御周期Ｔｓを経過したか否かが判定され、制御周期Ｔｓを超えると、再度、ステップ１０２に戻ってステップ１０２以降の処理が繰り返される。
【００４０】
以上説明した処理に基づき、坂路保持制御中に発進補助制御を実行した場合の作動状態を図４のタイムチャートに示す。この図に示されるように、駆動輪となる車輪ＲＲ、ＲＬの車輪速度ＷｗＲＲ、ＶｗＲＬが従動輪となる車輪ＦＲ、ＦＬの車輪速度ＶｗＦＲ、ＶｗＦＬ、すなわち車体速度とかけ離れ、加速スリップが生じていることが確認されると、シフトＵＰ制御が実行される。これにより、エンジントルクが低減され、加速スリップが低減される。
【００４１】
このように、本実施形態における車両制御システムでは、坂路保持制御中又はその後の発進補助制御として、加速スリップが発生しているか否かを判定し、それが加速スリップが生じ易いような急坂路のために発生しているような場合には、変速装置ＧＳのシフトＵＰを実行するようにしている。このため、シフトＵＰにより駆動輪が発生させる駆動力が抑制され、加速スリップを低減することができる。
【００４２】
これにより、ドライバがアクセルペダルを強く踏み込みがちであり、かつ、路面が凍結していたり砂で覆われていたりした場合に加速スリップが発生し易いような急坂路での加速スリップを防止することができる。このため、坂路保持制御中又はその後において、坂路を登ろうとする際にタイヤが加速スリップしてしまい、坂路を適切に登れなくなることを防止することが可能となる。
【００４３】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、図３のステップ２００において、坂路の傾斜角度Ｇｒが所定のしきい値Ａよりも大きい場合にシフトＵＰ制御を行うようにしているが、加速スリップの大きさに応じてシフトＵＰ制御を実行することも可能である。すなわち、駆動輪と従動輪との車輪速度差が所定のしきい値以上生じている場合には比較的大きな加速スリップが発生しているものとして、シフトＵＰ制御を実行することが可能である。このようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、ＦＲ駆動の車両に本発明の一実施形態を適用した例を示したが、ＦＲ駆動の車両に限るものではない。さらに、加速スリップの判定方法として、駆動輪と従動輪との車輪速度差を用いているが、従来より知られている一般的な加速スリップの判定に用いられるパラメータであれば、どのようなもので加速スリップを求めても構わない。
【００４５】
なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における車両制御システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す車両制御システムが実行する発進補助制御のフローチャートである。
【図３】図２におけるシフト制御のフローチャートである。
【図４】図２に示す発進補助制御を実行した場合の作動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１…ＥＣＵ、ＥＧ…エンジン、ＧＳ…変速装置、ＢＰＣ…ブレーキ液圧制御装置、ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪、Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒ…ホイールシリンダ、ＷＳ１〜ＷＳ４…車輪速度センサ、ＢＳ…ブレーキスイッチセンサ、ＧＸ…傾斜センサ。

Claims (3)

1. 車両が坂路で停車した際に、該車両が前記坂路からずり落ちることを抑制する坂路保持制御を実行している際又はその後に、該車両が前記坂路を登ろうとする発進意志があるかを検出する発進意志検出手段（１０９）と、
   前記車両と前記坂路との間に加速スリップが生じていることを検出する加速スリップ検出手段（１１０）と、
   前記発進意志検出手段によって発進意志があることが検出されたのち、前記加速スリップ検出手段によって加速スリップが検出された場合、前記車両における変速装置のシフトＵＰを実行するシフト制御手段（１１１）と、を備えていることを特徴とする坂路における発進補助装置。
2. 前記車両の各車輪における車輪速度を検出する車輪速度検出手段（ＷＳ１〜ＷＳ４）を有し、
   前記加速スリップ検出手段は、前記車輪速度検出手段が検出した駆動輪と従動輪との前記車輪速度の差に基づいて前記加速スリップを求めるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の坂路における発進補助装置。
3. 前記坂路の傾斜角度（Ｇｒ）を検出する傾斜角度検出手段（ＧＸ）を有し、
   前記シフト制御手段は、前記傾斜角度が所定のしきい値を超えている場合に、前記シフトＵＰを実行するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の坂路における発進補助装置。

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