JP2011141001A - 坂道発進補助装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】坂道発進を補助する坂道発進補助装置を比較的簡単な構成で実現する。
【解決手段】勾配センサに基づき一定勾配以上の上り坂に車両が差し掛かっているとＥＣＵが判断すると、発進補助処理を繰り返し実行する。発進補助処理では、車速が「０」であって（Ｓ１００：ＹＥＳ）パーキングブレーキが解除されている場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ブレーキペダルが踏み込まれておらず、アクセル開度が閾値Ｋを下回っている場合には（Ｓ１２０：ＮＯ，Ｓ１３０：ＹＥＳ）、シフトバイワイヤアクチュエータを介しシフトレンジがパーキングレンジ（「Ｐ」レンジ）へ切り換えられる。その後、アクセル開度が閾値Ｋ以上になると（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、ＥＣＵは、シフトバイワイヤアクチュエータを介し、シフトレンジを元のレンジへ戻す（Ｓ１７０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、坂道における車両の発進を補助する坂道発進補助装置に関する。

近年ではオートマチックトランスミッションを搭載する車両が多くなっているものの、急勾配の坂道では、ブレーキペダルの踏力を緩めてからアクセルペダルを踏み込むまでの間に車両が後退する、という事態が生じ得る。このような事態が生じると、後続車に接触する虞がある。あるいは、運転者が慌ててしまうことで、必要以上にアクセルペダルを踏み込むことにもなりかねない。

このような問題を解決するための装置として、坂道における車両の発進を補助する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、ブレーキ制動圧力を保持することで、車両の発進を補助している。なお、この装置は、運転者によるクラッチ操作が必要なマニュアルトランスミッションを搭載した車両に適用される。

特開２００８−２３９０３４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、ブレーキ制動圧力を保持するための電磁弁が別途必要となる。また、電磁弁を制御するための制御回路が別途必要となる。結果として、装置構成が複雑になることが懸念される。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、坂道発進を補助する坂道発進補助装置を比較的簡単な構成で実現することにある。

上述した目的を達成するためになされた請求項１に記載の坂道発進補助装置は、坂道に差し掛かり停止した後の車両の発進を補助するものである。
本発明では、坂道停止判断手段が、勾配を検出して車両が坂道で停止していることを判断する。また、ブレーキ操作取得手段が、ブレーキペダルの操作量を取得する。さらにまた、アクセル操作取得手段が、アクセルペダルの操作量を取得する。また、制御手段は、シフトバイワイヤアクチュエータを制御し、シフトレンジを切り換える。

ここで特に本発明では、坂道停止判断手段にて坂道における車両の停止が判断されると、ブレーキ操作取得手段にて取得されるブレーキペダルの操作量が所定のブレーキ閾値を下回り、かつ、アクセル操作取得手段にて取得されるアクセルペダルの操作量が所定のアクセル閾値を下回っている場合には、制御手段によって、パーキングレンジ切換処理が実行されて、機械的に車両の移動が規制されるパーキングレンジへシフトレンジが切り換えられる。

つまり、例えば運転者の意図に反して車両が後退してしまうような状況下にあることを判断し、パーキングレンジへ切り換えるのである。このようにパーキングレンジを利用すれば、ブレーキ制動圧力を保持する構成と比較して、坂道発進を補助する坂道発進補助装置を比較的簡単な構成で実現することができる。

ところで、車両には、フットブレーキの他に、パーキングブレーキが設けられている。このパーキングブレーキが解除されていない場合、すなわちパーキングブレーキが使用されている場合には、比較的長時間の停車又は駐車である可能性が高い。

そこで、請求項２に示すように、パーキングブレーキが解除されているか否かを判断するパーキングブレーキ判断手段を備える構成としてもよい。この場合、制御手段は、パーキングブレーキ判断手段にてパーキングブレーキが解除されていると判断された場合に、パーキングレンジ切換処理を実行する。このようにすれば、運転者の意図に反して車両が後退してしまうような状況下にあることを、より適切に判断することができる。

なお、パーキングレンジ切換処理によって意図しない車両の後退を回避する点について述べたが、さらに請求項３に示すように、パーキングレンジ切換処理を実行した後、アクセル操作取得手段にて取得されるアクセルペダルの操作量が所定のアクセル閾値以上になると、パーキングレンジから元のレンジへシフトレンジを復帰させるレンジ復帰処理を実行することとしてもよい。ここで、アクセル閾値は、スロットル弁が開き始めるアクセルペダルの操作量とすることが例示される。つまり、アクセルペダルにも「遊び」があるため、この「遊び」分をアクセル閾値としておくのである。この場合、アクセル閾値を下回っているうちはアイドリング状態となり、アクセル閾値以上になるとスロットル弁が開く。スロットル弁が開くことでエンジン回転数が上昇すれば、坂道における車両の後退を回避できる可能性が高くなる。

制御処理を簡単にするという観点からは、請求項４に示すように、ブレーキ操作取得手段は、ブレーキペダルの操作量に代え、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かの情報を取得することとしてもよい。この場合、制御手段は、坂道停止判断手段にて坂道における車両の停止が判断されると、ブレーキ操作取得手段にて取得される情報に基づきブレーキペダルが踏み込まれておらず、かつ、アクセル操作取得手段にて取得されるアクセルペダルの操作量が所定のアクセル閾値を下回っている場合に、パーキングレンジ切換処理を実行する。

ところで、下り坂においてバックギヤで坂道を上る場合、ブレーキペダルの操作量が小さくなると、車両が前進してしまうという事態が生じ得る。したがって、上記構成には、下り坂に差し掛かかるケースが含まれる。しかしながら、バックギヤで坂道を上るケースが稀であることを考えると、請求項５に示すように、坂道停止判断手段は、上り坂における車両の停止を判断することとしてもよい。このようにすれば、制御処理が比較的簡単なものとなる。

また、クラッチ機構にトルクコンバータ等の流体継手を用いた場合、クリープ現象によって、アイドリングの状態でも車両が前進する。したがって、勾配がきつくない場合、ブレーキペダルが踏み込まれていなくても、車両の後退は生じない。そこで、請求項６に示すように、坂道停止判断手段は、一定勾配以上の坂道における車両の停止を判断することとしてもよい。このようにすれば、無駄なレンジの切り換えがなくなり、適切な制御が可能となる。

急勾配の坂道では、アクセルペダルの操作量が比較的大きくなってはじめて、車両が前進することがある。一方、勾配がきつくない坂道では、アクセルペダルの操作量が小さい状態でも、車両を前進させるのに十分な場合がある。これは、ブレーキペダルの操作量についても同様である。そこで、請求項７に示すように、制御手段は、坂道停止判断手段にて検出される勾配に基づき、アクセル閾値及びブレーキ閾値の少なくとも一方を、設定するようにしてもよい。このようにすれば、勾配に合わせて適切な閾値が設定されるため、車両のスムーズな発進に寄与する。

以上は、坂道発進補助装置の発明として説明してきたが、請求項８に示すようなプログラムの発明として実現することもできる。すなわち、上記坂道発進補助装置の備える各手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。このようなプログラムをコンピュータシステムにて実行することによっても、上記坂道発進補助装置と同様の効果が奏される。

坂道発進補助装置の概略構成を示すブロック図である。 発進補助処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本形態の坂道発進補助装置は、オートマチックトランスミッションを含むシフトバイワイヤシステムとして実現される。

図１に示すように、坂道発進補助装置１は、シフトバイワイヤＥＣＵ（以下「ＥＣＵ」という）１０と、アクセル装置２０と、ブレーキ装置３０と、パーキングブレーキスイッチ４０と、車速センサ５０と、変速機６０と、シフトバイワイヤアクチュエータ７０とを備えている。

ＥＣＵ１０は、坂道発進補助装置１全体の制御を司る。このＥＣＵ１０は、いわゆるマイクロコンピュータシステムとして構成されており、ＣＰＵ及び、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、バスライン等を備えている。また、ＥＣＵ１０の内部に、勾配センサ１１を備えている。

この勾配センサ１１は、ホールセンサ、差動センサ、又は、差動磁気抵抗センサをベースとして構成することが例示される。勾配センサ１１は、磁界強度の差に比例する電圧信号を、円周の角度の関数として出力する。この勾配センサ１１によって、車両の傾きが検出されることになり、車両が坂道に差し掛かっているか否かが判断される。

アクセル装置２０は、車両に取り付けられる本体部、及び、本体部に回動可能に軸支されるアクセルペダルを有し、本体部が有する回転角センサによってアクセル開度が検出される。回転角センサは、回転位置に応じてリニアな電圧信号を出力する。本形態では、この電圧信号がＥＣＵ１０へ入力される。

ブレーキ装置３０は、ブレーキペダル、及び、ブレーキペダルに作用する踏力を油圧に変換するブレーキマスターシリンダ、油圧で差動するブレーキ本体などを備えている。本形態では、ブレーキペダルが踏まれた場合にはオン信号がＥＣＵ１０へ入力され、ブレーキペダルが踏まれていない場合にはオフ信号がＥＣＵ１０へ入力される。

パーキングブレーキスイッチ４０は、パーキングブレーキシステムのレバー部に配置されている。パーキングブレーキ本体は、ブレーキ装置３０のブレーキ本体と共用のものとしてもよいし、専用のものとしてもよい。本形態では、パーキングブレーキが作動している場合にはオン信号がＥＣＵ１０へ入力され、作動していない場合、すなわちパーキングブレーキが解除されている場合には、オフ信号がＥＣＵ１０へ入力される。

車速センサ５０は、車両の速度を検知するものであり、例えばドライブシャフトの外周部に取り付けられている。本形態では、車速センサ５０からは、車両速度を示すパルス信号がＥＣＵ１０へ入力される。

変速機６０は、いわゆるオートマチックトランスミッションを構成するものである。具体的には、油圧制御でシフトレンジの切り換えが行われる。本形態では、変速機６０からは、シフトレンジの情報がＥＣＵ１０へ入力される。

シフトバイワイヤアクチュエータ７０は、変速機６０のシフトレンジを切り換えるためのアクチュエータである。シフトバイワイヤアクチュエータ７０は、ＥＣＵ１０からの指示により、変速機６０の変速機構を作動させる。

次に、本形態の特徴的処理である発進補助処理を、図２のフローチャートに基づき説明する。なお、発進補助処理は、勾配センサ１１に基づき一定勾配以上の上り坂に車両が差し掛かっていると判断された場合に、繰り返し実行される。

最初のステップ（以下「ステップ」を省略し、単に記号Ｓで示す）１００において、車速が「０」であるか否かを判断する。この処理は、車両が停止しているか否かを判断するものである。ここで車速が「０」であると判断された場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。一方、車速が「０」でないと判断された場合（Ｓ１００：ＮＯ）、すなわち走行中である場合には、以降の処理を実行せず、発進補助処理を終了する。なお、車両が一定勾配以上の上り坂に差し掛かっているうちは、発進補助処理が繰り返し実行される。この点は、以下でも同様である。

Ｓ１１０では、パーキングブレーキが解除されているか否かを判断する。パーキングブレーキが作動している場合は駐車中（停車中）である可能性が高く、このときは、発進補助の必要がない。上述したようにパーキングブレーキの使用中にはオン信号が入力されるため、オフ信号が入力された場合に肯定判断されることになる。ここでパーキングブレーキが解除されていると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０へ移行する。一方、パーキングブレーキが解除されていないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、すなわちパーキングブレーキが作動中である場合には、以降の処理を実行せず、発進補助処理を終了する。

Ｓ１２０では、ブレーキペダルが踏まれているか否かを判断する。発進補助が必要となるのは、ブレーキペダルの踏み込みを止めてからアクセルペダルが踏み込まれるまでの間である。上述したようにブレーキペダルが踏み込まれた場合にはオン信号が入力されるため、オフ信号が入力された場合に肯定判断されることになる。ここでブレーキペダルが踏み込まれていると判断された場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、以降の処理を実行せず、発進補助処理を終了する。一方、ブレーキペダルが踏み込まれていない場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１３０へ移行する。

Ｓ１３０では、アクセル開度が閾値Ｋを下回るか否かを判断する。ここで、閾値Ｋは、スロットル弁が開き始めるアクセル開度として設定されている。したがって、アクセル開度が閾値Ｋを下回る場合は、エンジンがアイドリング状態となる。ここでアクセル開度＜Ｋである場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、つまり、ブレーキペダルが踏み込まれておらず（Ｓ１２０：ＮＯ）、かつ、アクセル開度＜Ｋである場合には、Ｓ１４０へ移行する。一方、アクセル開度≧Ｋである場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、以降の処理を実行せず、坂道発進補助処理を終了する。

Ｓ１４０では、現在のレンジを記憶する。例えば「Ｄ」レンジを記憶するという具合である。続くＳ１５０では、「Ｐ」レンジに切り換える。「Ｐ」レンジでは、パーキングギヤにパーキングポールが嵌合することで、機械的に車両が停止させられる。

次のＳ１６０では、アクセル開度が閾値Ｋ以上であるか否かを判断する。アクセル開度≧Ｋである場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、Ｓ１７０へ移行する。一方、アクセル開度＜Ｋである場合（Ｓ１６０：ＮＯ）、Ｓ１６０の判断処理を繰り返す。

Ｓ１７０では、Ｓ１４０にて記憶されたレンジへシフトレンジを戻す。これにより、「Ｐ」レンジから、例えば「Ｄ」レンジへ、シフトレンジが復帰する。

以上詳述したように、本形態では、勾配センサ１１に基づき一定勾配以上の上り坂に車両が差し掛かっているとＥＣＵ１０が判断すると、発進補助処理を繰り返し実行する。発進補助処理では、車速が「０」か否かが判断される（図２中のＳ１００）。ここまでで、上り坂における車両の停止が判断されることになる。そして、ブレーキペダルが踏み込まれておらず、アクセル開度が閾値Ｋを下回っている場合（Ｓ１２０：ＮＯ，Ｓ１３０：ＹＥＳ）、シフトバイワイヤアクチュエータ７０を介してＥＣＵ１０はシフトレンジをパーキングレンジ（「Ｐ」レンジ）へ切り換える。このようにパーキングレンジを利用するため、ブレーキ制動圧力を保持する構成と比較して、坂道発進を補助する坂道発進補助装置を比較的簡単な構成で実現することができる。

また、本形態では、パーキングブレーキスイッチ４０からの信号がＥＣＵ１０に入力されるようになっており、パーキングブレーキが解除されている場合に（図２中のＳ１１０：ＹＥＳ）、パーキングレンジへの切り換えが行われる（Ｓ１５０）。これにより、運転者の意図に反して車両が後退してしまうような状況下にあることを、より適切に判断することができる。

さらにまた、本形態では、アクセル開度が閾値Ｋ以上になると（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、シフトバイワイヤアクチュエータ７０を介し、シフトレンジを元のレンジへ戻す（Ｓ１７０）。上述したようにアクセル開度の閾値Ｋは、スロットル弁が開き始めるアクセル開度となっている。この場合、閾値Ｋを下回っているうちはエンジンがアイドリング状態となり、閾値Ｋ以上となるとスロットル弁が開く。スロットル弁が開くことでエンジン回転数が上昇すれば、坂道における車両の後退を回避できる可能性が高くなり、車両のスムーズな発進が実現される。

また、本形態では、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを判断している（図２中のＳ１２０）。これにより、ブレーキペダルの操作量を用いて制御を行う場合と比べ、発進補助処理が簡単になる。

さらにまた、本形態では、発進補助処理が実行されるのは、車両が一定勾配以上の上り坂に差し掛かったときとなっている。バックギヤで下り坂を上るケースが稀であるため、このように上り坂に差し掛かったことを判断するようにすれば、発進補助処理が比較的簡単なものとなる。また、本形態は変速機６０がオートマチックトランスミッションを構成しているため、クリープ現象によって、アイドリングの状態でも車両が前進する。したがって、勾配がきつくない場合、ブレーキペダルが踏み込まれていなくても、車両の後退は生じない。そこで、上述したように上り坂が一定勾配以上であることを判断することによって、無駄なレンジの切り換えがなくなり、適切な制御が可能となる。

なお、本形態の坂道発進補助装置１が特許請求の範囲の「坂道発進補助装置」を構成し、ＥＣＵ１０及び勾配センサ１１、車速センサ５０が「坂道停止判断手段」を構成し、ＥＣＵ１０及びブレーキ装置３０が「ブレーキ操作取得手段」を構成し、ＥＣＵ１０及びアクセル装置２０が「アクセル操作取得手段」を構成し、シフトバイワイヤアクチュエータ７０が「シフトバイワイヤアクチュエータ」を構成し、ＥＣＵ１０が「制御手段」を構成し、ＥＣＵ１０及びパーキングブレーキスイッチ４０が「パーキングブレーキ判断手段」を構成する。

また、図２中のＳ１００〜Ｓ１３０，Ｓ１６０の処理が「制御手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１５０の処理が「パーキングレンジ切換処理」に相当し、Ｓ１４０及びＳ１７０の処理が「レンジ復帰処理」に相当する。

以上、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる形態で実施可能である。
（イ）上記形態では、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを判断していた。これに対し、ブレーキペダルの操作量を取得するようにし、ブレーキペダルの操作量が閾値よりも下回っている場合をＳ１２０で判断するようにしてもよい。例えば、ブレーキペダルは踏み込まれているものの、急勾配では踏み込みが甘くなると車両が運転者の意図に反して後退することがあるためである。

（ロ）上記形態では、アクセル開度の閾値Ｋを一定値としていた。これに対して、アクセル開度の閾値Ｋを勾配に合わせて設定するようにしてもよい。具体的には、勾配と閾値Ｋとの対応関係を準備しておき、当該対応関係に基づいて閾値Ｋを設定するという具合である。このようにすれば、勾配に合わせて適切な閾値が設定されるため、車両のスムーズな発進に寄与する。同様のことは、上記（イ）に示したようにブレーキペダルの操作量をＳ１２０で判断するようにした場合にも言える。

（ハ）上記形態では、一定勾配の上り坂に車両が差し掛かった場合を判断していたが、一定勾配の下り坂をバックギヤで上る場合を判断するようにしてもよい。
（二）上記形態ではパーキングブレーキが解除されていることを判断しているが（図２中のＳ１１０）、パーキングブレーキの解除を判断することなく同様の処理を行ってもよい。

１：坂道発進補助装置
１０：シフトバイワイヤＥＣＵ
１１：勾配センサ
２０：アクセル装置
３０：ブレーキ装置
４０：パーキングブレーキスイッチ
５０：車速センサ
６０：変速機
７０：シフトバイワイヤアクチュエータ

Claims (8)

1. 坂道に差し掛かり停車した後の車両の発進を補助する坂道発進補助装置であって、
   勾配を検出して車両が坂道で停止していることを判断する坂道停止判断手段と、
   ブレーキペダルの操作量を取得するブレーキ操作取得手段と、
   アクセルペダルの操作量を取得するアクセル操作取得手段と、
   シフトバイワイヤアクチュエータを制御しシフトレンジを切換可能な制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記坂道停止判断手段にて坂道における車両の停止が判断されると、前記ブレーキ操作取得手段にて取得されるブレーキペダルの操作量が所定のブレーキ閾値を下回り、かつ、前記アクセル操作取得手段にて取得されるアクセルペダルの操作量が所定のアクセル閾値を下回っている場合には、機械的に車両の移動が規制されるパーキングレンジへシフトレンジを切り換えるパーキングレンジ切換処理を実行すること
   を特徴とする坂道発進補助装置。
2. 請求項１に記載の坂道発進補助装置において、
   パーキングブレーキが解除されているか否かを判断するパーキングブレーキ判断手段を備え、
   前記制御手段は、前記パーキングブレーキ判断手段にてパーキングブレーキが解除されていると判断された場合に、前記パーキングレンジ切換処理を実行すること
   を特徴とする坂道発進補助装置。
3. 請求項１又は２に記載の坂道発進補助装置において、
   前記制御手段は、前記パーキングレンジ切換処理を実行した後、前記アクセル操作取得手段にて取得されるアクセルペダルの操作量が所定のアクセル閾値以上になると、前記パーキングレンジから元のレンジへシフトレンジを復帰させるレンジ復帰処理を実行すること
   を特徴とする坂道発進補助装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の坂道発進補助装置において、
   前記ブレーキ操作取得手段は、前記ブレーキペダルの操作量に代え、前記ブレーキペダルが踏み込まれているか否かの情報を取得し、
   前記制御手段は、前記坂道停止判断手段にて坂道における車両の停止が判断されると、前記ブレーキ操作取得手段にて取得される情報に基づきブレーキペダルが踏み込まれておらず、かつ、前記アクセル操作取得手段にて取得されるアクセルペダルの操作量が所定のアクセル閾値を下回っている場合に、前記パーキングレンジ切換処理を実行すること
   を特徴とする坂道発進補助装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の坂道発進補助装置において、
   前記坂道停止判断手段は、上り坂における車両の停止を判断すること
   を特徴とする坂道発進補助装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の坂道発進補助装置において、
   前記坂道停止判断手段は、一定勾配以上の坂道における車両の停止を判断すること
   を特徴とする坂道発進補助装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の坂道発進補助装置において、
   前記制御手段は、前記坂道停止判断手段にて検出される勾配に基づき、前記アクセル閾値及び前記ブレーキ閾値の少なくとも一方を、設定すること
   を特徴とする坂道発進補助装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の坂道発進補助装置の備える各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。

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