JP2007198238A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】駆動用動力源の自動停止時に、アクチュエータに駆動される機械式ブレーキによって制動を行う車両の信頼性を向上した車両制御システムを提供する。
【解決手段】車両の車輪を制動する機械式ブレーキ１０の制動状態と解除状態とを移行させるアクチュエータ２０を制御するブレーキ制御部４０と、ブレーキ制御部４０の機能を診断し、異常が検出された場合にフェール信号を出力する診断部４１と、車両の運転状態が所定の停車判定条件を充足した場合に車両の駆動用動力源を自動停止させる動力制御部７０とを備える車両制御システムを、動力制御部７０は、診断部４１がフェール信号を出力した場合に駆動用動力源の自動停止を禁止する構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、停車時に駆動用動力源の自動停止を行いかつアクチュエータによって駆動される機械式ブレーキを備えた車両の制御システムに関するものである。

自動車等の車両は、車両が停車した際にエンジンを自動的に停止（アイドルストップ）させて燃料消費率を向上させるとともに排出ガスの低減を図ったものが知られている。
このようなアイドルストップ機能を備えた車両は、エンジンの自動停止時に路面の傾斜等によって車両が動き出すことを防止するため、アイドルストップ時に電動アクチュエータによって駆動される機械式ブレーキである電動パーキングブレーキを自動的に作動させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、車両は、アイドルストップ時における車両の動き出しを、サービスブレーキ（フットブレーキ）の制動力によって確実に防止するため、運転者によるブレーキ操作の有無を複数のセンサによって検出するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、アイドルストップ機能を備えた車両は、サービスブレーキのフルード液圧を制御する制御装置と、液圧の異常を検出するセンサとを備えたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００４−２４９９９２号公報 特開２００１−１２２６９号公報 特開２００１−３９２７８号公報

車両は、アイドルストップ時における制動を電動パーキングブレーキによって行うと、サービスブレーキを用いたものに対して、フルードの減圧に伴う制動力の低下がないから、制動力を維持するために常時通電する必要がなくエネルギ消費量を低減でき、また信頼性を向上できる。しかし、車両は、電動パーキングブレーキが何らかの原因によって故障した場合にアイドルストップが行われると、電動パーキングブレーキが作動しないことによって動き出しが発生するおそれがある。
本発明の課題は、駆動用動力源の自動停止時に、アクチュエータに駆動される機械式ブレーキによって制動を行う車両の信頼性を向上した車両制御システムを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、車両の車輪を制動する機械式ブレーキの制動状態と解除状態とを移行させるアクチュエータを制御するブレーキ制御部と、前記ブレーキ制御部の機能を診断し、異常が検出された場合にフェール信号を出力する診断部と、前記車両の運転状態が所定の停車判定条件を充足した場合に前記車両の駆動用動力源を自動停止させる動力制御部とを備える車両制御システムにおいて、前記動力制御部は、前記診断部が前記フェール信号を出力した場合に前記駆動用動力源の前記自動停止を禁止することを特徴とする車両制御システムである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記ブレーキ制御部は、前記車両の運転状態に応じて前記機械式ブレーキを自動的に前記解除状態から前記制動状態に移行させることを特徴とする車両制御システムである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両制御システムにおいて、前記車両が停車する路面の傾斜を検出する傾斜検出部を備え、前記動力制御部は、前記診断部が前記フェール信号を出力しかつ前記傾斜検出部が所定の傾斜を検出した場合に前記駆動用動力源の前記自動停止を禁止することを特徴とする車両制御システムである。

本発明によれば、ブレーキ制御部の機能を診断する診断部がフェール信号を出力した場合に、駆動用動力源の自動停止を禁止することによって、ブレーキ制御部に故障等が発生した状態で自動停止が行われることを防止し、傾斜路におけるクリープ力の消失等に起因する車両の動き出しを防止して車両の信頼性を向上することができる。
また、フェール信号が出力されかつ所定の傾斜が検出された場合に駆動用動力源の自動停止を禁止することによって、路面の傾斜に起因する車両の動き出しを確実に防止することができる。

本発明は、駆動用動力源の自動停止時に、アクチュエータに駆動される機械式ブレーキによって制動を行う車両の信頼性を向上した車両制御システムを提供するという課題を、電動パーキングブレーキコントローラのＥＣＵが備える自己診断機能によって故障が検出され、ＥＣＵがフェール信号を出力した場合に、アイドルストップを禁止することによって解決する。

以下、本発明を適用した車両制御システムの実施例について説明する。
図１は、本実施例の車両制御システムの構成を示す概略図である。図２は、車両制御システムの回路構成を示すブロック図である。
車両制御システムは、パーキングブレーキ１０、アクチュエータユニット２０、バッテリ３０、電動パーキングブレーキコントローラ４０、エンジン制御ユニット５０、車両安定性制御ユニット６０、アイドルストップ制御ユニット７０を備えている。
また、本実施例において、車両は、駆動用動力源としてガソリンエンジンを搭載した乗用車である。

パーキングブレーキ１０は、車両の車輪を制動することによって、例えば駐停車時等における車両の移動を防止する制動装置であって、車両の左右後輪のホイールハブ部にそれぞれ設けられている。パーキングブレーキ１０は、フットブレーキ（主ブレーキ）として用いられるディスクブレーキのロータの内径側に配置された図示しないブレーキドラムと、制動時にこのブレーキドラムの内径側に加圧接触する図示しないブレーキシューとを備えた機械式ブレーキである。このパーキングブレーキ１０は、アクチュエータユニット２０によって駆動される電動パーキングブレーキとなっている。

アクチュエータユニット２０は、パーキングブレーキ１０のシューを駆動し、パーキングブレーキ１０が制動力を発生する制動状態と、実質的に制動力を発生しない解除状態との間の移行を行うものである。アクチュエータユニット２０は、パーキングブレーキケーブル２１を備え、車両の例えばフロアパネル部に固定されている。
アクチュエータユニット２０は、例えば直流（ＤＣ）モータの回転力を減速ギア列によって減速してリードスクリュを回転させ、このリードスクリュにネジ結合されたイコライザによってパーキングブレーキケーブル２１を牽引し又は弛緩させるものである。

パーキングブレーキケーブル２１は、左右のパーキングブレーキ１０に対応してそれぞれ設けられ、図示しないリアサスペンションのストロークに応じて変形するよう可撓性を備えている。パーキングブレーキケーブル２１は、牽引されることによってパーキングブレーキ１０を制動状態とし、また弛緩されることによってパーキングブレーキ１０を解除状態とするものである。

バッテリ３０は、車両の電装系の主電源として用いられる二次電池であって、例えば直流１２Ｖの端子電圧を発生するものである。バッテリ３０は、プラス端子３１、マイナス端子３２を備えている。
プラス端子３１は、電動パーキングブレーキコントローラ４０、エンジン制御ユニット５０、車両安定性制御ユニット６０、アイドルストップ制御ユニット７０に配線（ハーネス）を介して接続されている。
マイナス端子３２は、車両の車体（ボディ）に対して接地されている。

電動パーキングブレーキコントローラ４０は、アクチュエータユニット２０を制御してパーキングブレーキ１０の解除状態と制動状態とを移行させるブレーキ制御部であって、運転者等のユーザが入力する操作に応じて解除状態から制動状態への移行を行うマニュアルモードと、車両の運転状態に基づいて車両の停車が検出された場合に自動的に解除状態から制動状態へ移行するオートモード（ヒルホールドモード）とを選択可能となっている。
この電動パーキングブレーキコントローラ４０は、ＥＣＵ４１、リレー４２、操作スイッチ４３、傾斜センサ４４を備えるとともに、エンジン制御ユニット５０、車両安定性制御ユニット６０、アイドルストップ制御ユニット７０と車載ＬＡＮの一種であるＣＡＮ通信システムによって相互に通信可能となっている。

ＥＣＵ４１は、マニュアルモードにおいては操作スイッチ４３からの入力に応じて、また、オートモードにおいてはアイドルストップ制御ユニット７０からの制御信号に応じて、パーキングブレーキ１０の制動要否を判断し、この判断結果に応じてリレー４２を制御するものである。
また、ＥＣＵ４１は、電動パーキングブレーキコントローラ４０、パーキングブレーキ１０、アクチュエータユニット２０を含む電動パーキングブレーキ装置の機能が正常か否か（故障の有無）を自己診断する自己診断機能を備えた診断部を兼ねている。ＥＣＵ４１は、自己診断機能によって故障が検出された場合は、故障の発生を示す信号であるフェール信号をアイドルストップ制御部７０に対して出力する。
リレー４２は、ＥＣＵ４１が出力する制御信号に応じて、アクチュエータユニット２０にその駆動電力を供給するものであって、パーキングブレーキ１０の制動状態から解除状態への移行、及び、解除状態から制動状態への移行を行うため、駆動電力の極性を反転させる機能を備えるとともに、アクチュエータユニット２０の駆動時以外は、アクチュエータユニット２０との導通を遮断した中立状態となっている。

操作スイッチ４３は、ユーザがマニュアルモードとオートモードとの切換操作を行うとともに、マニュアルモードにおいてはパーキングブレーキ１０の制動状態、解除状態のマニュアルによる選択操作を入力する操作部であって、例えば車両の図示しないインストルメントパネルに装着された押しボタンスイッチを備えている。
傾斜センサ４４は、例えば車両の前後方向に作用する重力加速度を検出する加速度センサを備え、その出力に基づいて車両が停車する路面の傾斜を判別するために用いられるものである。ＥＣＵ４１は、この傾斜センサ４４の出力に応じて、路面の傾斜による車両の移動を防止可能なようにパーキングブレーキ１０の目標制動力を設定する。

エンジン制御ユニット５０は、図示しない車両のエンジン（駆動用動力源）及びその補器類等を含むパワーユニットを総括的に制御するものであって、例えばエンジンが一般的なガソリンエンジンである場合は、燃料噴射量及び噴射時期、点火時期、電子制御スロットルの開度、可変吸排気システムの設定、過給器の過給圧等のエンジンの運転に必要な各制御対象を制御するほか、エンジンの始動を行うスタータ装置の制御も行うようになっている。
エンジン制御ユニット５０は、アイドルストップ制御ユニット７０から入力される制御信号であるＩＳＳ作動信号に基づいて、エンジンの停止及び再始動を行う機能を備えている。

車両安定性制御ユニット６０は、公知のアンチロックブレーキ（ＡＢＳ）制御、及び、各輪の制動力を個別に制御して過度のアンダーステア、オーバーステアを抑制し、車両の安定性を確保する公知の車両安定性制御を行うものであって、車速センサ６１を備えている。
車速センサ６１は、各車輪のハブ部にそれぞれ設けられ、例えば対象となる車輪の回転速度を検出する磁気エンコーダを備え、車輪の回転速度に応じた車速パルス信号を出力するものである。車速センサ６１が出力する車速パルス信号は、車両安定性制御ユニット６０及びＣＡＮ通信システムを介して、電動パーキングブレーキコントローラ４０、エンジン制御ユニット５０、アイドルストップ制御ユニット７０にそれぞれ伝達される。

アイドルストップ制御ユニット７０は、車両の運転状態に基づいて車両が走行状態から停車状態に移行したことを検出し、停車状態において、エンジン制御ユニット５０にＩＳＳ作動信号を伝達してエンジンを自動的に停止（アイドルストップ）させるものである。
また、アイドルストップ制御ユニット７０は、アイドルストップ状態において、例えば運転者が図示しないスロットルペダルを踏み込む等の予め設定された発進準備動作を行った場合に、エンジン制御ユニット５０に対して制御信号を出力し、エンジンを自動的に再始動させる。
また、アイドルストップ制御ユニット７０は、車両が停車状態に移行したことを検出しかつ電動パーキングブレーキコントローラ４０のＥＣＵ４１がフェール信号を出力していない（フェール信号がオフ）場合にのみアイドルストップを行うようになっている。この点については、後に詳しく説明する。

以下、上述した車両制御システムの動作について説明する。
図３は、車両制御システムの動作を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
＜ステップＳ０１：車両運転状態検出＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、車両の運転状態を検出する。ここで、車両の運転状態は、例えば、車速センサ６１が出力する車速パルス信号に基づいて算出された車両の速度（車速）、図示しないブレーキペダル及びスロットルペダルの操作有無等を含む。

＜ステップＳ０２：アイドルストップ条件充足判断＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、ステップＳ０１において検出された車両の運転状態が予め設定されたアイドルストップ条件を充足するか否かを判断する。アイドルストップ条件は、車両が走行状態から、エンジンの自動停止を行うべき停車状態へ移行したことを検出するために設定される条件であって、例えば、アイドルストップ制御ユニット７０は、（ａ）車速０ｋｍ／ｈの状態が所定の時間以上経過すること、（ｂ）図示しないフットブレーキの操作が行われていること、（ｃ）スロットル操作が行われていないこと、（ｄ）その他車両に異常が検出されないことを全て充足すること等をアイドルストップ条件とする。
そして、アイドルストップ条件が充足した場合は車両が停止したと判別してステップＳ０３に進み、充足しない場合はステップＳ０１に戻りこれ以降の処理を繰返す。

＜ステップＳ０３：フェール信号有無判断＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、電動パーキングブレーキ制御ユニット４０とＣＡＮ通信システムを介して通信し、電動パーキングブレーキ制御ユニット４０のＥＣＵ４１によるフェール信号の出力有無を判断する。
そして、フェール信号が出力されていない場合はステップＳ０４に進み、フェール信号が出力されている場合はステップＳ０６に進む。

＜ステップＳ０４：電動パーキングブレーキ作動＞
電動パーキングブレーキコントローラ４０は、アクチュエータユニット２０を制御してパーキングブレーキ１０を解除状態から制動状態に移行させる。このとき、パーキングブレーキ１０の目標制動力は、傾斜センサ４４の出力に基づいて設定される。
そして、パーキングブレーキ１０の解除状態から制動状態への移行が終了し、パーキングブレーキ１０が目標制動力を発生する状態となった後に、電動パーキングブレーキ４０はアイドルストップ制御ユニット７０に対してパーキングブレーキの駆動終了を示す制御信号を出力し、ステップＳ０５に進む。
＜ステップＳ０５：アイドルストップ（エンジン自動停止）実施＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、電動パーキングブレーキ制御ユニット４０が出力した制御信号を受信した後、エンジン制御ユニット５０に対して、エンジンの停止を要求する制御信号であるＩＳＳ作動信号を出力（オン）する。
エンジン制御ユニット５０は、ＩＳＳ作動信号の受信に応じて、図示しないインジェクタの燃料噴射を停止してエンジンを停止させ、処理を終了する。

＜ステップＳ０６：アイドルストップ禁止＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、アイドルストップの実施を禁止し、エンジンはアイドリング回転数における運転を維持される。

図４及び図５は、車両が走行状態から停車状態に移行する際における車速、エンジン回転数、ＩＳＳ作動信号、電動パーキングブレーキ状態、電動パーキングブレーキのフェール信号の推移を示すグラフであって、それぞれ電動パーキングブレーキの自己診断結果が正常であった状態（フェール信号オフ）、異常であった状態（フェール信号オン）を示している。
図４に示すように、フェール信号がオフであった場合は、車速が徐々に低下して０ｋｍ／ｈとなり、一定時間が経過してステップＳ０２において車両の停止が判別された後、直ちにパーキングブレーキ１０の駆動が行われ、解除状態から制動状態への移行が開始されている。そして、パーキングブレーキ１０の制動状態への移行が完了した後、ＩＳＳ作動信号が出力されてエンジンは停止され、その回転数は０ｒｐｍとなる。

これに対し、図５に示すようにフェール信号がオンであった状態場合は、車両の停止が判別されても、ステップＳ０６においてアイドルストップが禁止されることによって、ＩＳＳ作動信号は出力されず、エンジンは運転を維持される。また、この間、電動パーキングブレーキは解除状態に維持されている。

以上のように、本実施例によれば、電動パーキングブレーキコントローラ４０のＥＣＵ４１がフェール信号を出力した場合に、アイドルストップを禁止することによって、電動パーキングブレーキ装置が故障した状態においてアイドルストップが行われることを未然に防止して、路面の傾斜等に起因する車両の動き出しを防止し、車両の信頼性を向上することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例は、診断部がフェール信号を出力している場合に駆動用動力源の自動停止を禁止しているが、駆動用動力源の自動停止を禁止する条件はこれに限らず適宜変更することができる。例えば、路面の傾斜を検出する傾斜センサを利用して、フェール信号が出力されかつ路面の傾斜が所定の傾斜以上である場合に限り駆動用動力源の自動停止を禁止するようにしてもよい。これによって、路面の傾斜に起因する車両の動き出しをより確実に防止するとともに、車両の動き出しが発生しにくい平地等においてアイドルストップの許可領域を拡大し、燃費の低減等を図ることができる。この場合、路面の傾斜を検出する方法は、実施例のように車両の前後Ｇを検出するものに限らず、他の方法を用いてもよい。例えば、サービスブレーキの液圧と車速の推移とを比較して傾斜を判定するようにしてもよい。
（２）実施例は、駆動用動力源としてガソリンエンジンを用いるものであったが、走行用動力源はこれに限らず他のものであってもよく、例えばディーゼルエンジン、水素エンジンや、これらのエンジンと電気モータとを組み合わせたハイブリッドシステム等であってもよい。
（３）実施例のパーキングブレーキは、フットブレーキ用のブレーキディスクの内径側に配置されたドラムを用いるものであるが、パーキングブレーキの形式は他の形式であってもよく、例えば、フットブレーキ用のディスクブレーキ及びドラムブレーキとその摩擦材を共用し、パーキングブレーキと一体化したものであってもよい。
（４）実施例のパーキングブレーキは、ボディ側に固定されたアクチュエータを用い、パーキングブレーキケーブルを介してパーキングブレーキを駆動するものであったが、本発明はこれに限らず、例えば電動アクチュエータをホイールハブ側に設けてパーキングブレーキと一体化したいわゆるビルトイン型の電動パーキングブレーキにも適用することができる。

本発明を適用した車両制御システムの実施例の構成を示す概略図である。 図１の車両制御システムの回路構成を示すブロック図である。 図１の車両制御システムの動作を示すフローチャートである。 図１の車両制御システムを備えた車両において電動パーキングブレーキの自己診断結果が正常であった場合の各パラメータの推移を示すグラフである。 図１の車両制御システムを備えた車両において電動パーキングブレーキの自己診断結果が異常であった場合の各パラメータの推移を示すグラフである。

符号の説明

１０ パーキングブレーキ
２０ アクチュエータユニット
３０ バッテリ
４０ 電動パーキングブレーキコントローラ
４１ ＥＣＵ
５０ エンジン制御ユニット
６０ 車両安定性制御ユニット
６１ 車速センサ
７０ アイドルストップ制御ユニット

Claims (3)

1. 車両の車輪を制動する機械式ブレーキの制動状態と解除状態とを移行させるアクチュエータを制御するブレーキ制御部と、
   前記ブレーキ制御部の機能を診断し、異常が検出された場合にフェール信号を出力する診断部と、
   前記車両の運転状態が所定の停車判定条件を充足した場合に前記車両の駆動用動力源を自動停止させる動力制御部と
   を備える車両制御システムにおいて、
   前記動力制御部は、前記診断部が前記フェール信号を出力した場合に前記駆動用動力源の前記自動停止を禁止すること
   を特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記ブレーキ制御部は、前記車両の運転状態に応じて前記機械式ブレーキを自動的に前記解除状態から前記制動状態に移行させること
   を特徴とする車両制御システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両制御システムにおいて、
   前記車両が停車する路面の傾斜を検出する傾斜検出部を備え、
   前記動力制御部は、前記診断部が前記フェール信号を出力しかつ前記傾斜検出部が所定の傾斜を検出した場合に前記駆動用動力源の前記自動停止を禁止すること
   を特徴とする車両制御システム。
   
   

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