JP2009018706A

JP2009018706A - 制御装置

Info

Publication number: JP2009018706A
Application number: JP2007183132A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Omori; 貴之大森; Hiromi Inagaki; 裕巳稲垣; Osamu Yamamoto; 修山本; Takehiro Horiuchi; 雄大堀内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-29
Also published as: EP2014526A1; US20090018739A1; US7979190B2; EP2014526B1

Abstract

【課題】
重力加速度の路面の斜面成分を算出し、重力加速度の路面の斜面成分に基づいて、ブレーキ力又は駆動力を制御して、坂路発進時の車両の後退防止することのできる制御装置を提供する。
【解決手段】
制御装置において、車速を検出する車速センサと、車速センサの検出結果に基づいて車両の停車状態を判定する停車判定手段とを備え、コントローラは、停車判定手段が停車状態を判定している時に、動力源出力センサで検出された動力源の出力及びブレーキトルクセンサで検出されたブレーキトルクに基づいて重力加速度の車両が走行している走行路面の車両前後方向の傾斜成分を演算し、該演算結果に基づいて車両発進時において動力源の出力乃至ブレーキ力を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、坂路発進時の車両の後退防止するために、ブレーキ力又は駆動力の制御に関する。

トルクコンバータを有した自動変速機おいては、走行レンジにおいてアクセル全閉状態であっても、エンジンのアイドル回転により駆動されたトルクコンバータからのトルクが車両に伝達されてクリープ走行が可能である。一方、トルクコンバータを有していないＣＶＴや自動ＭＴや２ペダルＭＴ（クラッチペダルレス）等の自動変速機では、走行レンジにおいてアクセル全閉状態のときにクラッチを部分係合させてクリープ走行を可能にする制御が行われることが多い。

坂路発進時の車両の後退を防止するためには、運転者のブレーキペダルの踏み戻しによりマスタシリンダのブレーキ液圧が減少することから、アクセルペダルの踏み込みによる駆動力の変化に応じて、マスタシリンダのブレーキ液圧に依らずにブレーキ力を変化させたり、アクセルペダルが踏み込まれるまではアクセルペダルの踏み込みによらずに駆動力を変化させる必要がある。このとき、重力加速度の斜面成分は坂路の傾斜により異なり、車両を停止させるためのブレーキ力あるいは駆動力が異なってくることから、傾斜角度に応じて、ブレーキ力や駆動力を制御する必要がある。そのために路面の傾斜角を測定する必要がある。

前後加速度センサは、制動時の加速度を計測するために搭載されていることが多く、その容量は例えば、１．５〜２Ｇである。これに対して、１度の路面の勾配で発生する斜面方向の加速度成分は、Ｇ×ｓｉｎ（１°）＝０．０１７５Ｇ相当であり、前後加速度センサの１％Ｆ．Ｓ．程度であり、前後加速度センサでは分解能の下限で使用することとなるため、路面傾斜角を測定するには高い精度が望めない。

また、傾斜角計測専用の高精度なセンサを搭載するにはコストがかかる。また、傾斜センサは車体に取り付けられるため、正確に路面傾斜角を測定するには路面と車体の傾きを検出する手段が別途必要となる。

坂路発進時の車両の後退を防止するための先行技術としては、特許文献１がある。特許文献１には、車両が０Ｋｍ／ｈになると、エンジンが停止しても、ブレーキ液圧を保持して、ブレーキ力を発揮させて、ブレーキペダルが開放されて、エンジンが自動始動されると、ブレーキ力を徐々に低減して、車両の後ずさりを防止することが記載されている。
特許第３５９８４９１号公報

しかしながら、ブレーキペダルの踏み戻しに応じてブレーキ力を制御したり、駆動力を制御したりすることがなかったことから、以下の問題点があった。ブレーキペダルが開放されてからアクセルペダルの踏み込みにより駆動力が発揮されるとき、ブレーキ力の開放が早すぎると、ブレーキ力が開放された時点では、駆動力が十分発揮されておらず、駆動力に比して重力加速度の斜面成分が大となり、車両が後退してしまうという問題点がある。

また、ブレーキ力の開放が遅すぎた場合には、駆動力が重力加速度の斜面成分に等しくなりブレーキ力が無くても車両が停止する時点でもブレーキ力が残存し、ブレーキの引き摺りが発生するという問題点がある。

更に、路面の傾斜角に基づいてブレーキ力を制御する場合、傾斜角を計測するセンサを専用に設けた場合はコストアップに繋がり問題である。また、前後方向加速度センサを用いて傾斜角を算出する場合は精度上の問題があり、精度良く、車両の後退を防止することはできない。

特許文献１では、エンジンの始動による駆動トルクを算出して、駆動トルク及び重力加速度の斜面成分に従ってブレーキ力を制御するものでなかったことから、上記と同様の問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、傾斜角をセンサにより計測するのではなく、重力加速度の路面の斜面成分を算出し、重力加速度の路面の斜面成分に基づいて、ブレーキ力又は駆動力を制御して、坂路発進時の車両の後退を防止することのできる制御装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明によれば、動力源と、前記動力源の出力を検出する動力源出力センサと、運転者により操作され、前記動力源の出力を調整するための動力源操作手段と、車輪ブレーキと、運転者により操作され、前記車輪ブレーキを操作するためのブレーキ操作手段と、前記車輪ブレーキが発生しているブレーキトルクを検出するブレーキトルクセンサと、前記動力源の出力及び前記車輪ブレーキのブレーキ力を調整可能なアクチュエータを制御するコントローラとを備えた制御装置において、車速を検出する車速センサと、前記車速センサの検出結果に基づいて車両の停車状態を判定する停車判定手段とを備え、前記コントローラは、前記停車判定手段が車両の停車状態であると判定している時に、前記動力源出力センサで検出された前記動力源の出力及び前記ブレーキトルクセンサで検出されたブレーキトルクに基づいて、車両が走行している走行路面の車両前後方向の重力加速度の傾斜成分を演算し、該演算結果に基づいて、前記ブレーキ操作手段の操作及び前記動力源操作手段の操作に基づく車両発進時において、前記動力源の出力及び前記ブレーキ力のいずれか一方を制御することを特徴とする制御装置が提供される。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、前記コントローラは、前記ブレーキ操作手段の運転者の操作によるブレーキ操作に基づき前記車輪ブレーキ力が所定値に減少した所定の時点から前記動力源操作手段が運転者により操作されるまでは、車両の停止に必要とされる車輪ブレーキ力が一定に保持されるように前記アクチュエータを制御し、前記動力源操作手段が操作されてからは、前記動力源操作手段の運転者による操作に基づいて発揮される駆動力及び前記傾斜成分に基づいて、車両を停止するのに必要な車輪ブレーキ力が発揮されるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする制御装置が提供される。

請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、前記コントローラは、前記ブレーキ操作手段の運転者の操作によりブレーキ操作に基づき前記車輪ブレーキ力が減少するときには、前記ブレーキトルクセンサにより検出されたブレーキトルク及び前記傾斜成分に基づいて、車両の停止に必要とされる駆動力が発揮されるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする制御装置が提供される。

請求項１記載の発明によると、車両が停車している時に、動力源出力センサで検出された動力源の出力及びブレーキトルクセンサで検出されたブレーキトルクに基づいて、車両が走行している走行路面の車両前後方向の重力加速度の傾斜成分を演算し、演算結果に基づいて車両発進時において動力源の出力及びブレーキ力のいずれか一方を制御するので、路面の斜面の傾斜センサを必要とせず、傾斜に応じたブレーキの引き摺りや進行方向に対する後ずさりのない発進制御を行うことができる。

請求項２記載の発明によると、ブレーキ操作手段が開放に向かって操作されると車輪ブレーキ力が減少するが、車輪ブレーキ力が減少した所定の時点から動力源操作手段が運手者により操作されるまでは、車両停止に必要とされるブレーキトルクが一定に保持されるようにアクチュエータを制御するので、車両が後退することがない。また、動力源操作手段が操作されてからは、動力源操作手段の運転者による操作量及び傾斜成分に基づいて、車両を停止するのに必要なブレーキ力が発揮されるようにアクチュエータを制御するので、ブレーキの引き摺りや進行方向に対する後ずさりのない発進制御を行うことができる。

請求項３記載の発明によると、ブレーキ操作手段が開放に向かって操作されるとき、ブレーキトルクセンサにより検出されたブレーキトルク及び傾斜成分に基づいて、車両を停止するのに必要な駆動力が発揮されるようにアクチュエータを制御するので、動力源操作手段が操作されるまでは、ブレーキ操作が開放に向かって操作されたときでも、車両が進行方向に対して後ずさりをすることがない。また、動力源操作手段が操作されたとき、ブレーキの引き摺りや進行方向に対する後ずさりのない発進制御を行うことができる。

図１は本発明の実施形態に係る車両のブレーキ系及び駆動系を示す概略構成図である。図１に示すように、車体１は、エンジン２、スロットル弁４、スロットル弁駆動装置６、自動変速機７、ＥＣＵ８、液圧式ブレーキ装置１０、ブレーキペダル１２、アクセルペダル１４、左前輪１６ＦＬ、右前輪１６ＦＲ、左後輪１６ＲＬ、右後輪１６ＲＲ、左前輪ブレーキ１８ＦＬ、右前輪ブレーキ１８ＦＲ、左後輪ブレーキ１８ＲＬ、右後輪ブレーキ１８ＲＲ、左前輪ブレーキトルクセンサ２０ＦＬ、右前輪ブレーキトルクセンサ２０ＦＲ、左後輪ブレーキトルクセンサ２０ＲＬ、右後輪ブレーキトルクセンサ２０ＲＲ、左前輪速度センサ２２ＦＬ、右前輪速度センサ２２ＦＲ、左後輪速度センサ２２ＲＬ、右後輪速度センサ２２ＲＲ、スロットル開度センサ２４及びアクセルペダル開度センサ２６を具備する。

エンジン２及び自動変速機７は、駆動輪である左前輪１６ＦＬ及び右前輪１６ＦＲを駆動するために車体１の前部に搭載される。ＥＣＵ８は、アクセルペダル開度センサ２６により検出される運転者のアクセルペダル１４の踏み込み量に応じて、スロットル弁駆動装置６を制御して、駆動力を発揮させる。また、後述するように、トルクコンバータを有しない自動変速機７においては、走行レンジにおいて、車体１の停止時にも発進クラッチを部分係合させてクリープトルクを発揮するよう制御を行う。また、坂路発進において、車両が停止しているとき、スロットル開度及びエンジン回転数並びにトルクコンバータを有する自動変速機７においてはエンジン回転数とメインシャフト回転数に基づくトルコン増幅率に基づき駆動トルクＴｄを算出し、駆動トルクＴｄに自動変速機７の変速比と最終減速比を掛け合わせた値をタイヤ半径と荷重の積で除算した駆動力Ｆｄ（Ｎ／Ｋｇ）と、ブレーキトルクセンサ２０ＦＬ〜２０ＲＲより検出されたブレーキトルクＴｂを荷重とブレーキディスク有効半径との積で除算した各車輪１６ＦＬ〜１６ＲＲに作用するブレーキ力の総和のブレーキ力Ｆｂ（Ｆ／Ｋｇ）から、重力加速度の坂路の斜面成分Ｆｇ（Ｎ／Ｋｇ）を算出する。ブレーキペダル１２が踏み戻されて、車輪ブレーキ１８ＦＬ〜１８ＲＲのブレーキ液圧の低下に伴いブレーキ力が車体１の停止時のブレーキ力Ｆｂ以下になると、このブレーキ液圧が、運転者がアクセルペダル１４を踏み込むまで保持されるように、液圧式ブレーキ装置１０を制御する。

運転者がアクセルペダル１４を踏み込むと、アクセルペダル１４の踏み込みに応じて発揮された駆動トルクＴｄを上述したと同様に算出し、駆動トルクＴｄを荷重とタイヤ半径との積で除算して車体１に作用する駆動力Ｆｄを算出し、重力加速度の坂路の斜面成分Ｆｇと駆動力Ｆｄから車両を停止するに必要な目標ブレーキ力Ｆｂ^＊に対応するブレーキトルクを発揮せしめるためのブレーキ液圧が各車輪ブレーキ１８ＦＬ、ブレーキ１８ＦＲ、ブレーキ１８ＲＬ、１８ＲＲに供給されるように、液圧式ブレーキ装置１０を駆動制御する。

図２に示す液圧式ブレーキ装置１０のマスタシリンダ５２には、負圧ブースタ５４を介してブレーキペダル１２からブレーキ操作力が入力される。マスタシリンダ５２は、タンデム型に構成されたものであり、例えば、左前輪ブレーキ１８ＦＬ、右後輪ブレーキ１８ＲＲに対応する出力ポート５８と、右前輪ブレーキ１８ＦＲ及び左後輪ブレーキ１８ＲＬに対応する出力ポート６０とを備え、出力ポート５８，６０には液圧路６１，６２がそれぞれ接続される。出力ポート５８側のブレーキ装置と、出力ポート６０側のブレーキ装置は同一構成であるので、出力ポート５８側のブレーキ装置について説明し、出力ポート６０側のブレーキ装置については説明を省略する。車輪ブレーキ１８ＦＬ〜１８ＲＲは、液圧配管ＦＰにより液圧式ブレーキ装置１０に接続される。

マスタシリンダ５２の出力液圧は、吸入弁６６及び吐出弁６８を有し、モータ６３で駆動されるポンプ６４で増圧可能であり、吐出弁６８は液圧路６１に接続されている。

液圧路７０及びブレーキ１８ＦＬ，１８ＲＲ間には、調整装置７２が設けられており、この調圧装置７２は、液圧路６１と液圧路７０との間に設けられる比例型常開型電磁弁８８と、液圧路６１及びチェック弁８９間に設けられる常閉型電磁弁８７と、左前輪ブレーキ１８ＦＬ及び液圧路７０間に設けられる常開型電磁弁７６と、右後輪ブレーキ１８ＲＲ及び液圧路７０間に設けられる常開型電磁弁７８と、各ブレーキ１８ＦＬ，１８ＲＲ側から液圧路７０側へのブレーキ液圧の流通を許容して常開型電磁弁７６，７８にそれぞれ並列に接続される一対の一方向弁８０，８２と、リザーバ８３と、各車輪ブレーキ１８ＦＬ，１８ＲＲ及びリザーバ８３間にそれぞれ設けられる常閉型電磁弁８４，８６とを備える。リザーバ８３は、吸入弁６６にチェック弁８９を介して接続されている。

調整装置７２は、ブレーキ操作時にマスタシリンダ５２の出力を、常閉型電磁弁８７を閉弁し、比例型常開型電磁弁８８及び常開型電磁弁７６，７８を開弁するともに、常閉型電磁弁８４，８６を閉弁することにより、液圧路７０及び液圧配管ＦＰを通して、車輪ブレーキ１８ＦＬ，１８ＲＲに供給する。常閉型電磁弁８７を閉弁し、比例型常開型電磁弁８８を閉弁、常開型電磁弁７６，７８を開弁するともに、常閉型電磁弁８４，８６を閉弁することにより車輪ブレーキ１８ＦＬ〜１８ＲＲのブレーキ圧を保持する。

常開型電磁弁７６，７８を閉弁するともに、常閉型電磁弁８４，８６を開弁することによりこのブレーキ圧保持状態から解放する。常閉型電磁弁８７を閉弁し、常開型電磁弁７６，７８を開弁し、常閉型電磁弁８４，８６を閉弁するとともに、比例型常開電磁弁８８の通電量を制御して比例型常開電磁弁８８を徐々に開弁することにより、液圧配管ＦＰのブレーキ液圧をマスタシリンダ５２側に徐々に解放する。

更に、非ブレーキ操作中に、常閉型電磁弁８７を開弁し、比例型常開型電磁弁８８及び常開型電磁弁７６，７８を開弁するともに、常閉型電磁弁８４，８６を開弁した状態でモータ６３を作動せしめることにより、ポンプ６４がマスタシリンダ５２側からブレーキ液を吸収して加圧したブレーキ液を液圧路７０側に吐出することになり、この状態で、比例型常開型電磁弁８８を閉弁し、常閉型電磁弁８４，８６を閉弁し、常開型電磁弁７６，７８のうち制動力を付加しようとする車輪ブレーキに対応する常開型電磁弁を開弁し、他の常開型電磁弁を閉弁することにより、制御力を付加しようとする車輪ブレーキにブレーキ液圧を作動せしめて、ブレーキ力を発揮せしめる。

液圧路６１は、常閉型電磁弁８７を介して吸入弁６６及びチェック弁８９間に接続されるとともに、比例型常開型電磁弁８８を介して液圧路７０に接続される。

ポンプ６４を駆動するモータ６３のオン・オフ作動、調圧装置７２の各常開型電磁弁７６，７８、各常閉型電磁弁８４，８６の開閉作動、常閉型電磁弁８７の開閉作動及び比例型常開型電磁弁８８の通電量による開閉量の制御及び全開・全閉の制御はＥＣＵ８により制御される。

ブレーキ１８ＦＬ、１８ＦＲ、１８ＲＬ、１８ＲＲは、液圧式ブレーキ装置１０から供給されるブレーキ液圧に従って、ブレーキ力を発揮する。

ブレーキトルクセンサ２０ＦＬ、２０ＦＲ、２０ＲＬ、２０ＲＲは、図示しないサスペンションのばね下の部材の制動時のブレーキトルクによって歪が生じる部位に設けられ、ブレーキ１８ＦＬ、１８ＦＲ、１８ＲＬ、１８ＲＲの作動により発生したブレーキトルクを検出するブレーキトルクセンサである。

車輪速度センサ２２ＦＬ、２２ＦＲ、２２ＲＬ、２２ＲＲは、車輪１６ＦＬ、１６ＦＲ、１６ＲＬ、１６ＲＲの回転速度を検出するセンサである。スロットル開度センサ２４は、スロットル弁４のスロットル開度を検出するセンサである。アクセルペダル開度センサ２６は、アクセルペダル１４の開度を検出するセンサである。センサ２０ＦＬ〜２０ＲＲ、２２ＦＬ〜２２ＲＲ、２４、２６の出力は、ＥＣＵ８に入力される。

図３は、本発明の第１実施形態によるＥＣＵ８のブレーキ力制御に係る機能ブロック図である。図３に示すように、ＥＣＵ８は、停車判定手段１００、重力加速度斜面成分算出手段１０２、ヒルホールド制御手段１０４、アクセルペダル踏み込み判定手段１０６、停車目標ブレーキ力算出手段１０８及びブレーキ力制御手段１１０を備える。

停車判定手段１００は、坂路において車体１が停止しているか否かを判定する。車体１の停止の判定は、車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲより検出された車輪速度が０であるときとする。また、坂路であることの判定は、ブレーキペダル１２が踏み込まれていて、ブレーキトルクセンサ２０ＦＬ〜２０ＲＲより検出されたブレーキトルクが、車体１に作用する駆動トルクと同じ方向、即ち、登坂における前進方向、降坂における後退方向に作用していることにより検出する。従って、平坦路における停車は、ブレーキトルクと駆動トルクが加えられる方向が反対方向であるので、対象外である。

重力加速度斜面成分算出手段１０２は、停車判定手段１００が、車両が停止していると判定した場合は、以下のようにして、重力加速度Ｇの斜面成分Ｆｇ（Ｎ／Ｋｇ）を算出する。ここで、斜面成分Ｆｇを荷重Ｗに斜面方向に作用する力（Ｎ）としても良い。

図４は、坂路における斜面成分Ｆｇ（Ｎ／ｋｇ），駆動力Ｆｄ（Ｎ／ｋｇ），ブレーキ力Ｆｂ（Ｎ／Ｋｇ）の関係を示す図である。図４（ａ）に示すように、重力加速度Ｇ（Ｎ／Ｋｇ）は、斜面に平行な斜面成分Ｆｇと斜面に垂直な成分に分解される。

図４（ｂ）に示すように、登坂路前進では、駆動力Ｆｄと斜面成分Ｆｇとが反対方向の力であるので、ブレーキ力Ｆｂは、駆動力Ｆｄと同方向に車輪１８ＦＬ〜１８ＲＲに作用し、次式（１）が成り立つときに車体１は停止する。ここで、ブレーキ力Ｆｂは、車体１に作用するブレーキ力であり、各車輪１６ＦＬ〜１６ＲＲに作用するブレーキ力の総和である。また、駆動力Ｆｄは、車体１に作用する駆動力であり、主動輪ＦＬ，ＦＲに作用する駆動力の和である。

Ｆｇ＝Ｆｄ＋Ｆｂ・・・（１）
また、図４（ｃ）に示すように、降坂路後退では、駆動力Ｆｄと斜面成分Ｆｇとが反対方向の力であるので、ブレーキ力Ｆｂは、駆動力Ｆｄと同方向に車輪１８ＦＬ〜１８ＲＲに作用して、登坂路前進と同様に式（２）が成り立つときに車体１は停止する。

Ｆｇ＝Ｆｄ＋Ｆｂ・・・（２）
駆動力Ｆｄ（Ｎ／Ｋｇ）は、エンジン２の回転数、スロットル開度、トルクコンバータを有する自動変速機７においてはエンジン回転数とメインシャフト回転数により算出されるトルコン増幅率又はトルクコンバータを有しない自動変速機７においてはクラッチの締結量から算出される駆動トルクＴｄと自動変速機７の変速比と最終減速比との積を、車輪のタイヤ半径と荷重との積で除算することにより得られる。

また、ブレーキ力Ｆｂ（Ｎ／Ｋｇ）は、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲより検出されたブレーキトルクの総和をブレーキディスクの有効半径と荷重Ｗとの積で除算することにより算出される。

従って、重力加速度斜面成分算出手段１０２は、上記のように、駆動力Ｆｄ及びブレーキ力Ｆｂを算出し、式（１）又は（２）より、重力加速度斜面成分Ｆｇを算出する。尚、登坂路前進と降坂路後退の場合は同じであるので、登坂路前進の場合について説明する。

ヒルホールド制御手段１０４は、運転者がブレーキペダル１２の踏み戻しによりマスタシリンダ５２のブレーキ液圧の減少により、これ以上ブレーキ液圧が減少すると、ブレーキ液圧によるブレーキ力Ｆｂによっては車体１の停止が維持できなくなるとき（ブレーキ力Ｆｂが低下し始めるとき）、常閉型電磁弁８７を閉弁し、常開型電磁弁７６，７８を開弁し、常閉型電磁弁８４，８６を閉弁するとともに、比例型常開型電磁弁８８を閉弁することにより車輪ブレーキ１８ＦＬ〜１８ＲＲのブレーキ圧を保持する。これにより、ブレーキ力Ｆｂが保持されて、車体１の停止が維持される。

アクセルペダル踏み込み判定手段１０６は、運転者がアクセルペダル１４を踏み込んだか否かをアクセルペダル開度センサ２６により検出されるアクセルペダル開度により判定する。

停車目標ブレーキ力算出手段１０８は、アクセルペダル踏み込み判定手段１０６によりアクセルペダル１４が踏み込まれたと判定された場合には、アクセルペダル開度センサ２６により検出されたアクセルペダル開度に応じて、スロットル弁駆動装置６によりスロットル弁４のスロットル開度が制御されて、空気流入量が増加することにより増加した駆動トルクＴｄをエンジン回転数及びスロットル開度センサ２４により検出されたスロットル開度等から算出する。駆動トルクＴｄから自動変速機７の変速比、最終減速比、タイヤ半径、荷重等から駆動力Ｆｄを算出する。そして、式（３）より、車体１の停止を維持するために必要な目標ブレーキ力Ｆｂ^＊を算出する。

Ｆｂ^＊＝Ｆｇ−Ｆｄ・・・（３）
ブレーキ力制御手段１１０は、常閉型電磁弁８７を閉弁し、常開型電磁弁７６，７８を開弁し、常閉型電磁弁８４，８６を閉弁するとともに、図示しないテーブルにブレーキ力と該ブレーキ力を発揮せしめるための比例型常開型電磁弁８８の通電量との関係が予めテーブルに格納され、目標ブレーキ力Ｆｂ^＊を発揮させるために必要なブレーキ液圧となるように相当の通電量で比例型常開型電磁弁８８を駆動して、比例型電磁弁８８を徐々に開弁し、ブレーキペダル１２の開放によりブレーキ液圧が減少しているマスタシリンダ５２側へホイールシリンダからのブレーキ液圧の流入量を制御することにより、目標ブレーキ力Ｆｂ^＊を発揮せしめる。これにより、ホイールシリンダのブレーキ液圧が、アクセルペダル１４の踏み込みによる駆動力が増加するに伴い、徐々に減少して停車目標ブレーキ力Ｆｂ^＊が発生し、式（３）が成り立ち、車体１の停止状態が維持される。

運転者によるアクセルペダル１４の踏み込み量が増加して、駆動トルクＦｄが斜面成分Ｆｇに一致すると、式（３）より目標ブレーキ力Ｆｂ^＊が零になるので、比例型常開型電磁弁８８が全開となって、ブレーキ力が零となる。

図５はブレーキ力制御方法を示すフローチャートである。図６はブレーキ力制御方法を示すタイムチャートである。図６中のａはマスタシリンダ５２の液圧のブレーキディスクに作用する力に換算したマスタシリンダ液圧、ｂはホイールシリンダの液圧のブレーキディスクに作用する力に換算したブレーキ液圧を示す。以下、これらの図面を参照して、ブレーキ力制御方法の説明をする。

ステップＳ２で、車輪速度センサ２２ＦＬ、２２ＦＲ、２２ＲＬ、２２ＲＲより検出された車輪速度が０で車輪停車し、且つブレーキペダル１２が踏み込まれているか否かを判定する。肯定判定ならば、車体１の登坂路停止であると判断して、ステップＳ４に進み、否定判定ならば、終了する。例えば、時刻ｔ０で車輪停車し、且つブレーキペダル１２が踏み込まれていると判定したとする。この状態では、ブレーキペダル１２が強く踏み込まれ、車体１を停止するに必要なブレーキ力Ｆｂを発揮せしめるために必要なブレーキ液圧以上のブレーキ液圧がブレーキ１８ＦＬ〜１８ＲＲに作用している。

ステップＳ４で、エンジン回転数、スロットル開度、トルコン増幅率又はクラッチの締結量等に基づいて算出した駆動トルクＴｄを自動変速機７の変速比、最終減速比、タイヤ半径及び荷重の積で除算して駆動力Ｆｄ（Ｆ／Ｋｇ）を算出し、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲより検出されたブレーキトルクの総和Ｔｂをディスク有効半径と荷重との積で除算してブレーキ力Ｆｂ（Ｎ／Ｋｇ）を算出し、式（１）より重力加速度の斜面成分Ｆｇ（Ｎ／Ｋｇ）を算出する。尚、ここで算出された駆動力Ｆｄは、アクセルペダル１４の全閉時におけるクリープトルクによるものである。

ステップＳ６で、ステップＳ４で検出したブレーキ力Ｆｂを停車目標ブレーキ力Ｆｂ^＊とする。ステップＳ８で、ブレーキペダル１２が踏み戻されているか否かを判定し、肯定判定ならば、ステップＳ１０に進み、否定判定ならば、ステップＳ８で待機する。例えば、時刻ｔ１でブレーキペダル１２の踏み戻しが開始されたものとする。

ステップＳ１０で、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲより検出されたブレーキトルクから算出されるブレーキ力の総和のブレーキ力が停車目標ブレーキ力Ｆｂ^＊以下となったか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１２に進み、否定判定ならば、ステップＳ１０で待機する。時刻ｔ２でブレーキトルクが停車目標ブレーキ力Ｆｂ^＊以下となったとする。

ステップＳ１２で、常閉型電磁弁８７を閉弁し、常開型電磁弁７６，７８を開弁し、常閉型電磁弁８４，８６を閉弁するとともに、比例型常開型電磁弁８８を閉弁することにより車輪ブレーキ１８ＦＬ〜１８ＲＲのブレーキ圧を保持する。時刻ｔ２でホイールシリンダのブレーキ液圧が保持されて、ヒルホールドが開始される。時刻ｔ３でブレーキペダル１２が開放されて、マスタシリンダ３２のブレーキ液圧はブレーキ力０に相当するものとなるが、ホイールシリンダのブレーキ液圧は、一定に保持されているので、車体１は停止状態を維持される。

ステップＳ１４で、アクセルペダル１４が踏み込まれたか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１６に進み、否定判定ならば、ステップＳ１４で待機する。時刻ｔ４でアクセルペダル１４が踏み込まれたものとする。

ステップＳ１６で、アクセルペダル１４の踏み込みによりスロットル弁４がスロットル弁駆動装置６により駆動されて発揮された駆動トルクＴｄをエンジン回転数及びスロットル開度等より算出し、駆動トルクＴｄから駆動力Ｆｄを算出し、重力加速度の斜面成分Ｆｇ及び駆動力Ｆｄを式（３）に代入して、車体１を停止させるためにアクセルペダル１４の踏み込み時の目標ブレーキ力Ｆｂ^＊を算出する。

ステップＳ１８で、目標ブレーキ力Ｆｂ^＊が発揮されるように、ブレーキ力と通電量との関係を記憶したメモリより読み出した目標ブレーキ力Ｆｂ^＊に対応する通電量で比例型常開電磁弁８８を駆動して、比例型常開型電磁弁８８からブレーキペダル１２の開放によりブレーキ液圧が減少しているマスタシリンダ３２へホイールシリンダからのブレーキ液圧が流入するよう制御する。これにより、ホイールシリンダのブレーキ液圧により停車目標ブレーキ力Ｆｂ^＊が発生し、式（３）が成り立ち車体１の停止状態が維持される。

ステップＳ２０で、重力加速度成分Ｆｇが駆動力Ｆｄに等しくなったか否かを判定する。肯定判定ならば、処理を終了する。否定判定ならば、ステップＳ１６に戻る。例えば、時刻ｔ５で駆動トルクＦｄが重力加速度の斜面成分Ｆｇに等しくなると、停車目標ブレーキ力Ｆｂ^＊は零となり、比例型常開型電磁弁８８が全開されて、ブレーキ力Ｆｂが零となる。このように、車体１が後退することがなく、また、時刻ｔ５で駆動トルクＦｄが重力加速度の斜面成分Ｆｇに等しくなると、ブレーキ力が零となり、ブレーキの引き摺りがなくなる。そして、時刻ｔ５以降で駆動力Ｆｄが重力加速度成分Ｆｇよりも大となり、アクセルペダル１４の踏み込み量に応じて加速される。

図７は、本発明の第２実施形態によるＥＣＵ８の車両用動力源制御に係る車両動力源制御手段の機能ブロック図である。図７に示すように、ＥＣＵ８は、停車判定手段１５０、重力加速度斜面成分算出手段１５２、停車目標駆動力算出手段１５４及び駆動力制御手段１５６を備える。

停車判定手段１５０及び重力加速度斜面成分算出手段１５２は、図３中の停車手段１００及び重力加速度斜面成分算出手段１０２と実質的に同一なので説明を省略する。

停車目標駆動力算出手段１５４は、ブレーキペダル１２の踏み戻しに伴うブレーキ力Ｆｂ（Ｎ／Ｋｇ）の減少分を補償するべく、車体１を停止させるために必要な停車目標駆動力Ｆｄ^＊（Ｎ／Ｋｇ）を式（４）より算出し、停車目標駆動力Ｆｄ^＊から目標駆動トルクＴｄ^＊を算出する。

Ｆｄ^＊＝Ｆｇ−Ｆｂ・・・（４）
駆動力制御手段１５６は、スロットル弁駆動装置６を制御して、目標駆動トルクＴｄ^＊が発揮されるように、スロットル弁４を駆動してスロットル開度を調整する。これにより、車体１に目標駆動力Ｆｄ^＊に等しい駆動力が発揮されて、発揮した駆動力Ｆｄとブレーキ力Ｆｂの和が重力加速度斜面成分Ｆｇに等しくなって、車体１が後ずさりすることなく停止する。また、ブレーキペダル１２が開放されてブレーキ力Ｆｂが零になると、式（４）より、目標駆動力Ｆｄ^＊は重力加速度斜面成分Ｆｇに等しくなり、アクセルペダル１４が踏み込まれるまでは、重力加速度斜面成分Ｆｄに等しい駆動力Ｆｄが発揮・維持される。アクセルペダル１４が踏み込まれると、アクセルペダル１４の踏み込み量に応じた駆動トルクに重力加速度斜面成分Ｆｇに等しい駆動力相当の駆動トルクを追加する。

図８は車両用動力源制御方法を示すフローチャートである。図９は車両用動力源制御方法を示すタイムチャートである。図９中のａはマスタシリンダ５２の液圧のブレーキディスクに作用する力に換算したマスタシリンダ液圧を示す。以下、これらの図面を参照して、ブレーキ力制御方法の説明をする。

ステップＳ５０で、車輪速度センサ２２ＦＬ〜２２ＲＲより検出された車輪速度が０で車輪停車し、且つブレーキペダル１２が踏み込まれているか否かを判定する。肯定判定ならば、登坂路であると判断し、ステップＳ５２に進み、否定判定ならば、終了する。例えば、時刻ｔ０で車輪停車し、且つブレーキペダル１２が踏み込まれていると判定したとする。

ステップＳ５２で、エンジン回転数及びスロットル開度等に基づいて駆動力Ｆｄ（Ｎ／Ｋｇ）、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲより検出されたブレーキトルクから総和のブレーキ力Ｆｂ（Ｎ／Ｋｇ）を算出し、式（１）より重力加速度斜面成分Ｆｇ（Ｎ／Ｋｇ）を算出する。

ステップＳ５４で、ブレーキペダル１２が踏み戻されているか否かを判定し、肯定判定ならば、ステップＳ５６に進み、否定判定ならば、ステップＳ５４で待機する。例えば、時刻ｔ１でブレーキペダル１２の踏み戻しが開始されたものとする。

ステップＳ５６で、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲより検出されたブレーキトルクから総和のブレーキ力Ｆｂを算出し、ブレーキ力Ｆｂ及び重力加速度斜面成分Ｆｇを式（４）に代入して、停車目標駆動力Ｆｄ^＊を算出し、停車目標駆動力Ｆｄ^＊から目標駆動トルクＴｄ^＊を算出する。

ステップＳ５８で、スロットル弁駆動装置６を制御して、目標駆動トルクＴｄ^＊に等しい駆動トルクが発揮されるように、スロットル弁４を駆動してスロットル開度を調整して、車体１に停車目標駆動力Ｆｄ^＊を与える。これにより、ブレーキペダル１２の引き戻しによりマスタシリンダ３２のブレーキ液圧の減少によりブレーキ力Ｆｂが低下しても、車体１の停止状態を維持するための駆動力Ｆｄを発揮するので、車体１が後退りすることなく、停止する。また、ブレーキペダル１２が開放された時点では、ブレーキ力Ｆｂが零、駆動力Ｆｄが重力加速度斜面成分Ｆｇに等しくなるので、車体１が後退りすることなく、停止する。例えば、時刻ｔ２でブレーキペダル１２が開放されたものとする。

ステップＳ６０でアクセルペダル１４が踏み込まれたか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ６２に進み、否定判定ならば、ステップＳ５６に戻る。時刻ｔ３でアクセルペダル１４が踏み込まれたとする。従って、時刻ｔ２でブレーキペダル１２が開放されて、時刻ｔ３でアクセルペダル１４が踏み込まれるまでは、駆動力Ｆｄは重力加速度の斜面成分Ｆｇに保持されて、車体１が後退りすることなく、停止する。

ステップＳ６２で、駆動トルク制御を解除して、アクセルペダル１４の踏み込み量に応じた駆動力が発揮されるように制御する。尚、アクセルペダル１４の踏み込み量が一定となるまでは、重力加速度斜面成分Ｆｇに等しい駆動力Ｆｄを増加する。時刻ｔ４でアクセルペダル１４が踏み込まれると、それ以降、アクセルの踏み込み量に応じて車体１が加速される。このとき、重力加速度斜面成分Ｆｇに等しい駆動力を追加させるので、アクセルペダル１４の踏み込んでも車体１が減速することはない。

以上説明した本実施形態によれば、ブレーキペダル１２の踏み戻しによるブレーキ力の減少分を駆動力により補うので、車体１が後ずさりすることなく停止する。また、ブレーキ力が零になると、重力加速度斜面成分Ｆｇに等しい駆動力Ｆｄを発揮して維持するので、ブレーキの引き摺りを防止できる。アクセルペダル１４が踏み込まれたとき、重力加速度斜面成分Ｆｇに等しい駆動力を発揮するので、車体１がスムーズに加速する。更に、車体１が停止を維持するに必要な最小限の駆動力Ｆｄを発揮するので、停車中に無駄な燃料を消費することを低減できるとともに、発進クラッチを必要以上に磨耗させて、温度変化や潤滑油の変性などによる伝達トルク特性の変化といった影響も排除することができる。

また、ブレーキペダル１２を開放したときに車体１が前進後退のどちらに運動を始めるかは、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲで検出されたブレーキトルクからブレーキ力を算出し、その総和のブレーキ力Ｆｂの符号により分かる。例えば、車輪１６ＦＬ〜１６ＲＲの前進方向に抗するブレーキ力、即ち、後退方向のブレーキトルクを負、逆に、前進方向のブレーキトルクを正とする。

図４（ｂ）に示す登坂路前進では、車輪１６ＦＬ〜１６ＲＲの後退方向に抗する前進方向のブレーキトルクが作用することから、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲの出力信号の符号は正となり、ブレーキトルクが０になると、重力加速度斜面成分Ｆｇが駆動力Ｆｄよりも大きくなって車体１は後退することが分かる。

一方、図４（ｃ）に示す降坂路後退では、車輪１６ＦＬ〜１６ＲＲの前進方向に抗する後退方向のブレーキトルクが作用することから、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲの出力信号の符号は負となり、ブレーキトルクが０になると、重力加速度斜面成分Ｆｇが駆動力Ｆｄよりも大きくなり車体１は前進する。

従って、車体１の前進後退を判定するための専用のセンサを用いることなく、ブレーキトルクセンサ１８ＦＬ〜１８ＲＲの出力信号から演算した総和のブレーキ力の符号により、ブレーキ力が０になると、車体１がどちらの方向に進むかを判断することができる。登坂路におけるずり下がり防止といった動作を車輪１６ＦＬ〜１６ＲＲが動き出す前に行うことができる。

更に、ブレーキ力の方向と駆動力の方向とが逆方向であれば、平坦路における車両の停止であることが分かる。これは、シフトレバーにより選択された前進・後退のいずれのギヤが選択されているかにより駆動力の方向が分かり、ブレーキ力の符号により駆動力の方向が分かるので、平坦路における車両停止と坂路における車両停止とを区別できる。

本発明が適用される車両システムの概略構成図である。図１中の液圧式ブレーキ装置の構成図である。本発明の第１実施形態によるブレーキ力制御に係るブロック図である。本発明の原理を示す図である。本発明の第１実施形態によるブレーキ力制御方法を示すフローチャートである。本発明の第１実施形態によるブレーキ力制御方法を示すタイムチャートである。本発明の第２実施形態による車両動力源制御に係るブロック図である。本発明の第２実施形態による車両動力源制御方法に係るフローチャートである。本発明の第２実施形態による車両動力源制御方法に係るタイムチャートである。

符号の説明

４スロットル弁
６スロットル弁駆動装置
８ＥＣＵ
１０液圧式ブレーキ装置
１６ＦＬ、１６ＦＲ、１６ＲＬ、１６ＲＲ車輪
１８ＦＬ、１８ＦＲ、１８ＲＬ、１８ＲＲブレーキ
２０ＦＬ、２０ＦＲ、２０ＲＬ、２０ＲＲブレーキトルクセンサ
２２ＦＬ、２２ＦＲ、２２ＲＬ、２２ＲＲ車輪速度センサ
１００，１５０停車判定手段
１０２，１５２重力加速度斜面成分算出手段
１０４ヒルホールド制御手段
１０６アクセルペダル踏み込み判定手段
１０８停車目標ブレーキ力算出手段
１１０ブレーキ力制御手段
１５４停車目標駆動力算出手段
１５６駆動力制御手段

Claims

動力源と、前記動力源の出力を検出する動力源出力センサと、運転者により操作され、前記動力源の出力を調整するための動力源操作手段と、車輪ブレーキと、運転者により操作され、前記車輪ブレーキを操作するためのブレーキ操作手段と、前記車輪ブレーキが発生しているブレーキトルクを検出するブレーキトルクセンサと、前記動力源の出力及び前記車輪ブレーキのブレーキ力を調整可能なアクチュエータを制御するコントローラとを備えた制御装置において、
車速を検出する車速センサと、
前記車速センサの検出結果に基づいて車両の停車状態を判定する停車判定手段とを備え、
前記コントローラは、前記停車判定手段が車両の停車状態であると判定している時に、前記動力源出力センサで検出された前記動力源の出力及び前記ブレーキトルクセンサで検出されたブレーキトルクに基づいて、車両が走行している走行路面の車両前後方向の重力加速度の傾斜成分を演算し、該演算結果に基づいて、前記ブレーキ操作手段の操作及び前記動力源操作手段の操作に基づく車両発進時において、前記動力源の出力及び前記ブレーキ力のいずれか一方を制御することを特徴とする制御装置。
前記コントローラは、前記ブレーキ操作手段の運転者の操作によるブレーキ操作に基づき前記車輪ブレーキ力が所定値に減少した所定の時点から前記動力源操作手段が運転者により操作されるまでは、車両の停止に必要とされる車輪ブレーキ力が一定に保持されるように前記アクチュエータを制御し、前記動力源操作手段が操作されてからは、前記動力源操作手段の運転者による操作に基づいて発揮される駆動力及び前記傾斜成分に基づいて、車両を停止するのに必要な車輪ブレーキ力が発揮されるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１記載の制御装置。
前記コントローラは、前記ブレーキ操作手段の運転者の操作によりブレーキ操作に基づき前記車輪ブレーキ力が減少するときには、前記ブレーキトルクセンサにより検出されたブレーキトルク及び前記傾斜成分に基づいて、車両の停止に必要とされる駆動力が発揮されるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１記載の制御装置。