JP2012040899A - 車両のブレーキ保持力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が停止している路面の勾配と自動変速機の油圧状態に応じてブレーキ力の保持を開放するタイミングを変更することによって車両の違和感の無いスムーズな発進を可能とする車両のブレーキ力保持制御装置を提供すること。
【解決手段】油圧で駆動される自動変速機４を備え、ブレーキ装置７のマスタシリンダ１１とホイールシリンダ１２とを連通させる液圧通路１３に設けられた電磁弁１４によってマスタシリンダ１１とホイールシリンダ１２との連通を遮断し、ブレーキペダル９の踏み込みが解除された後もブレーキ液圧をホイールシリンダ１２に残してブレーキ力を保持することができる車両のブレーキ力保持制御装置において、車両が停止状態にあるときに前記自動変速機４の油圧が予め定められた閾値を超えると、その時点で車両の発進が可能であると判断してブレーキ力の保持を解除するＥＣＵ（制御手段）３を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキペダルの踏み込みが解除された後もブレーキ力を保持することができる車両のブレーキ保持力制御装置に関するものである。

近年、車両の停止時において、ブレーキのマスタシリンダとホイールシリンダとを連通させる液圧通路に設けられた電磁弁によってマスタシリンダとホイールシリンダとの連通を遮断し、ブレーキペダルの踏み込みが解除された後もブレーキ液圧をホイールシリンダに残してブレーキ力を保持するブレーキ力保持制御（ヒルホールド制御）が知られている。斯かるブレーキ力保持制御においては、予め定められた所定時間が経過したとき、或いはアクセルペダルの踏み込み動作がなされたときに電磁弁を開放してブレーキ力の保持を解除することによって車両のスムーズな発進を可能としている。

他方、燃費性能向上のため、車両停止時であって、且つ、エンジン自動停止条件が満たされたときにエンジンを自動停止させるアイドルストップを行う車両も知られている。このアイドルストップを行う車両においては、エンジンが再始動して車両が発進可能な状態になるまでブレーキ力を保持しておく必要がある。そして、ブレーキペダルの踏み込みを止めた時点でエンジン自動停止条件が満足されなくなるためにエンジンが再始動されるが、このようにエンジンが再始動された状態においても、必ずしも車両が発進可能な状態にあるとは限らない。

例えば、上り坂においてアイドルストップによってエンジンが自動停止している状態から運転者がブレーキペダルの踏み込みを止めたためにエンジンが再始動した場合には、上り坂を車両が上るために必要な駆動力が発生していない間に車両が運転者の意図に反して動き出して後退してしまうため、所定時間（車両が後退しない程度の駆動力が発生するまでの時間）だけブレーキ力を保持して車両の後退（ずり下がり）を防ぐ必要がある。又、油圧で駆動される自動変速機を備えた車両においては、エンジンが再始動しても油圧が所定値に達しないと車両の発進が可能な状態とはならない。

ところで、特許文献１には、路面傾斜角を路面傾斜センサによって検出し、検出された路面傾斜角に応じて必要制動力（ブレーキペダルの踏み込み量）を求めるようにしたエンジン自動停止・始動装置が提案されている。

又、特許文献２には、Ｇセンサの出力によって路面勾配を判定し、下り坂であると判断されたときには下り坂用のヒルホールド制御を実行し、下り坂でないと判断されたときには平坦路・上り坂用のヒルホールド制御を実行するようにしたエンジン自動停止・始動制御装置が提案されている。

特許第３６３５９２７号公報 特許第３７５８４２２号公報

しかしながら、従来のブレーキ力保持制御においては、ブレーキ力を保持する時間と保持されていたブレーキ力を完全に開放するまでの時間が上り坂と下り坂で同じであったため、例えば車両が下り坂を下る場合、運転者がブレーキペダルの踏み込みを止めてから実際に車両が動き出すまでにタイムラグが生じ、運転者が違和感を感じてしまうという問題があった。

又、上り坂と下り坂では、車両の発進に要する駆動力に差があり、下り坂では、上り坂に比べて発進したい方向に車両が容易に動くために必要な駆動力が上り坂での駆動力よりも小さくて済む。このため、上り坂での車両のずり下がりを防ぐためにブレーキ力の保持時間を比較的長く設定すると、下り坂においてはブレーキ力の保持状態から開放されるときに十分過ぎる駆動力が発生しており、ブレーキ力の保持が解除されると同時に車両が勢い良く飛び出し、車両の発進にショックを伴うためにスムーズな発進ができないという問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、車両が停止している路面の勾配と自動変速機の油圧状態に応じてブレーキ力の保持を開放するタイミングを変更することによって車両の違和感の無いスムーズな発進を可能とする車両のブレーキ保持力制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、油圧で駆動される自動変速機を備え、ブレーキ装置のマスタシリンダとホイールシリンダとを連通させる液圧通路に設けられた電磁弁によってマスタシリンダとホイールシリンダとの連通を遮断し、ブレーキペダルの踏み込みが解除された後もブレーキ液圧をホイールシリンダに残してブレーキ力を保持することができる車両のブレーキ保持力制御装置において、
車両が停止状態にあるときに前記自動変速機の油圧が予め定められた閾値を超えると、その時点で車両の発進が可能であると判断してブレーキ力の保持を解除する制御手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、車両が停止している路面の勾配に応じて前記閾値を変更し、車両の下り方向への発進時の閾値を上り方向への発進時の閾値よりも小さく設定したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、車両が停止状態にあるときに前記自動変速機をニュートラル状態として車両のクリープを低減するアイドルニュートラル制御が可能であって、路面の上り勾配が所定値以上である場合にはアイドルニュートラル制御を禁止するとともに、前記閾値をアイドルニュートラル制御が禁止されない場合の閾値よりも大きく設定することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、車両が停止状態にあるときに自動変速機の油圧が予め定められた閾値を超えると、その時点で車両の発進が可能であると判断してブレーキ力の保持を解除するようにしたため、車両の発進可能状態での自動変速機の油圧を正確に把握することができ、車両の違和感の無いスムーズな発進が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、ブレーキ力の保持を解除するときの自動変速機の油圧の閾値を車両が停止している路面の勾配に応じて変更し、車両の下り方向への発進時の閾値を上り方向への発進時の閾値よりも小さく設定したため、車両の自重の分力のために上り坂よりも発進したい方向に車両が容易に動く下り坂ではブレーキ力の保持を解除するまでの時間が上り坂でのそれに比して短くなり、坂の勾配を利用した早期の動き出しを可能とするとともに、ブレーキ力を保持している間に発生する駆動力が比較的小さい状態で車両をスムーズに発進させることができる。又、上り坂ではブレーキ力の保持を解除するまでの時間が下り坂でのそれに比して長くなり、車両のずり下がりが防がれるとともに、ブレーキ力を保持している間に発生する駆動力を大きくすることが可能となる。そして、駆動力が車両がずり下がることなく上り坂で発進することができる程度まで大きくなってからブレーキ力の保持が解除されるため、車両をスムーズに発進させることができる。

請求項３記載の発明によれば、路面の上り勾配が所定値以上である場合にはアイドルニュートラル制御を禁止するとともに、ブレーキ力の保持を解除するときの自動変速機の油圧の閾値をアイドルニュートラル制御が禁止されない場合（下り坂又は所定値未満の勾配の上り坂での停車時）の閾値よりも大きく設定したため、急勾配の上り坂においても車両をずり下がることなくスムーズに発進させることができる。

本発明に係るブレーキ保持力制御装置を備える車両の駆動系と制動系のシステム構成図である。 本発明に係るブレーキ保持力制御装置によるブレーキ保持力制御のタイミングチャートである。 本発明に係るブレーキ保持力制御装置のアイドルストップでの制御フローを示すフローチャートである。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るブレーキ保持力制御装置を備える車両の駆動系と制動系のシステム構成図であり、駆動源であるエンジン１には燃料を噴射するインジェクタ２が装着されており、このインジェクタ２は制御手段であるＥＣＵ（電子制御ユニット）３によって制御される。即ち、ＥＣＵ３は、吸入空気量とエンジン回転数、冷却水温等に基づいて最適な空燃比（Ａ／Ｆ）の混合気が得られるようインジェクタ２からの燃料噴射量を制御する。

又、エンジン１の出力軸には油圧で駆動される自動変速機４が連結されており、この自動変速機４は、エンジン１の出力を変速機構６に伝達するトルクコンバータ５（又は、発進クラッチ）と、該トルクコンバータ５等から回転入力を変速して駆動輪側に出力する変速機構６と、車速やエンジン１の出力（スロットル開度等）に応じて変速機構６の変速比を切り替える不図示の油圧回路によって構成されている。そして、この自動変速機４は、運転席に設けられた不図示のシフトレバーの操作によって運転モードをＰ（パーキング）、Ｒ（後進）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、３速、２速及び１速の各レンジに切り替え、そのときの運転状態に対して最適な変速比となるよう油圧回路が切り替えられる。尚、自動変速機４の出力は不図示のディファレンシャルギヤを経て駆動輪に伝達され、この駆動輪が回転駆動されることによって車両が所定の速度で走行する。

他方、車両の制動系を構成するブレーキ装置７には、上端を中心として車両の前後方向に揺動するブレーキアーム８が設けられており、該ブレーキアーム８の下端には運転者が足で踏み込むためのブレーキペダル９が取り付けられている。そして、ブレーキアーム８は、踏力を軽減するためのブレーキブースタ１０を介してマスタシリンダ１１に連結されており、マスタシリンダ１１は、ブレーキペダル９の踏み込み量に応じたブレーキ液圧（ＭＣ圧）を発生する。

上記マスタシリンダ１１と前輪又は後輪に設けられたホイールシリンダ１２とは液圧通路１３によって接続されており、液圧通路１３にはマスタシリンダ１１とホイールシリンダ１２との連通を断接するための電磁弁１４が設けられており、この電磁弁１４の開閉は前記ＥＣＵ３によって制御される。

ここで、ＥＣＵ３には、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転センサ１５、車速を検出する車速センサ１６、ブレーキペダル９の踏み込み操作を検出するブレーキスイッチ（ブレーキＳＷ）１７、自動変速機４の油圧を検出する油圧センサ１８、マスタシリンダ１１の液圧（ＭＣ圧）を検出するＭＣ圧センサ１９、ホイールシリンダ１２の液圧（ＷＣ圧）を検出するＷＣ圧センサ２０、車両が停止した路面の傾斜を検出するスロープセンサ２１、自動変速機４のシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ２２等の各種センサ群が入力側に接続されている。又、ＥＣＵ３の出力側には、エンジン１に装着された前記インジェクタ２と、エンジン１を始動させるスタータモータ２３と、液圧通路１３に設けられた前記電磁弁１４がそれぞれ接続されている。

而して、本実施の形態に係る車両は、燃費性能向上のため、車両停止時であって、且つ、エンジン自動停止条件が満たされたときにエンジン１を自動停止させるアイドルストップを行うものであって、具体的には、ＥＣＵ３がインジェクタ２への燃料供給と不図示の点火プラグへの電力供給を遮断することによってエンジン１を自動停止させる。

斯かるアイドルストップを行う車両においては、運転者がブレーキペダル９から足を離す等の条件がによってＥＣＵ３がスタータモータ２３を駆動するとともに、インジェクタ２への燃料供給と点火プラグへの電力供給を再開することによってエンジン１が再始動されるが、エンジン１が再始動して車両が発進可能な状態になるまでブレーキ力を保持しておく必要があり、そのための装置が本発明に係るブレーキ力保持制御装置であって、これは電磁弁１４とこれを開閉制御するＥＣＵ３によって基本的に構成されている。

本発明に係るブレーキ力保持制御装置は、ブレーキ装置７のマスタシリンダ１１とホイールシリンダ１２とを連通させる液圧通路１３に設けられた電磁弁１４によってマスタシリンダ１１とホイールシリンダ１２との連通を遮断し、ブレーキペダル９の踏み込みが解除された後もブレーキ液圧（ＷＣ圧）をホイールシリンダ１２に残してブレーキ力を保持するものである。

而して、本実施の形態では、ＥＣＵ３は、車両が停止状態にあるときに前記油圧センサ１８によって検出される自動変速機４の油圧が予め定められた閾値を超えると、その時点で車両の発進が可能であると判断してブレーキ力の保持を解除するようにしたことを特徴とする。そして、本実施の形態では、ＥＣＵ３は、車両が停止している路面の勾配をスロープセンサ２１からの検出信号によってモニターし、車両が停止している路面の勾配に応じて前記閾値（ブレーキ力の保持を解除するときの自動変速機４の油圧の値）を変更し、車両の下り方向への発進時の閾値を上り方向への発進時の閾値よりも小さく設定している。

ここで、ブレーキ力保持制御装置の動作を図２に示すタイミングチャートと図３に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。

車両の走行中、運転者が車両を停止させるために図２に示す時間ｔ１において図１に示すブレーキペダル９を踏み込むと、ブレーキスイッチ（ブレーキＳＷ）１７によってこのことが検出されてＯＮ信号がＥＣＵ３に対して出力されるとともに、ブレーキブースタ１０での倍力作用を経てマスタシリンダ１１にブレーキペダル９の踏み込み量に応じた大きさのＭＣ圧が発生する（図２参照）。このとき、液圧通路１３に設けられた電磁弁１４は開状態にあってマスタシリンダ１１とホイールシリンダ１２とは液圧通路１３を介して互いに連通しているため、ホイールシリンダ１２にも同様の液圧（ＷＣ圧）が発生する。すると、車輪の回転に制動が加えられるため、図２に示すように車速とエンジン回転数が次第に減少し、時間ｔ２において車速が０となって車両が停止し、この時点でアイドルストップが実行されてエンジン１が停止され、エンジン回転数が０となるとともに、ＥＣＵ３は発進可能判定をＯＮ（発進可）からＯＦＦ（発進不可）に切り替える。

ここで、アイドルストップにおける制御フローを図３を参照しながら以下に説明する。

即ち、アイドルストップが開始されると（ステップＳ１）、運転者によってブレーキが解除されたか否か（ブレーキペダル９から運転者の足が離れたか否か）が判定される（ステップＳ２）。本実施の形態では、マスタシリンダ１１の液圧（ＭＣ圧）を検出するＭＣ圧センサ１９を利用して、ＭＣ圧の降下の開始を検出している。これによって、ブレーキスイッチよりも早期に運転者のペダルの踏み込みの解除を検出するようにしている。そして、図２に示す時間ｔ３において運転者によってブレーキが解除されると図２に示すようにＭＣ圧とＷＣ圧が次第に低下し、運転者によってブレーキが解除されたと判断し（ステップＳ２での判定結果がＹｓｅとなる）、次にＭＣ圧が所定値（Ｐｍ）ｂａｒまで下がったか否かが判定される（ステップＳ３）。

ＭＣ圧が図２に示す時間ｔ４において所定値Ｐｍ（ｂａｒ）まで下がると（ステップＳ３での判定結果がＹｅｓとなると）、ＥＣＵ３は、スタータモータ２３を起動してエンジン１を再始動させるとともに、電磁弁１４を閉じてマスタシリンダ１１とホイールシリンダ１２との連通を遮断し、ブレーキペダル９の踏み込みが解除された後もブレーキ液圧Ｐｍ（ｂａｒ）をホイールシリンダ１２に残してブレーキ力を保持する（ステップＳ４）。

上記状態において、ＥＣＵ３は、油圧センサ１８によって検出される自動変速機４の油圧が予め定められた閾値を超えたか否かを判定し（ステップＳ５）、図２に示す時間ａが経過した後、時間ｔ５において自動変速機４の油圧が閾値を超えると（ステップＳ５での判定結果がＹｅｓとなると、ＥＣＵ３は、図２に示すように発進可能判定をＯＦＦ（発進不可）からＯＮ（発進可）に切り替えるとともに、電磁弁１４を開いてマスタシリンダ１１とホイールシリンダ１２とを連通させてブレーキ力の保持を解除し（ステップＳ６）、処理を終了する（ステップＳ７）。

而して、本実施の形態では、車両が停止状態にあるときに自動変速機４の油圧が予め定められた閾値を超えると、その時点で車両の発進が可能であると判断してブレーキ力の保持を解除するようにしたため、自動変速機４の油圧から車両が発進可能な状態であるかを正確に把握することができ、車両の違和感の無いスムーズな発進が可能となる。尚、油圧センサ１８によって検出される自動変速機４の油圧とは、ライン油圧、発進クラッチ油圧、発進ギヤ段のクラッチ油圧や、ＣＶＴのプライマリ油圧等を利用することができる。又、各油圧に関し、センサ出力値をＥＣＵ３に直接入力する他、自動変速機４の制御装置がその他のセンサ出力とを総合判断して自動変速機４が発進可能状態となっていることや閾値との比較を判断し、結果をＥＣＵ３に出力して、本発明の車両のブレーキ保持力制御装置を構成しても良い。

又、本実施の形態では、ブレーキ力の保持を解除するときの自動変速機４の油圧の閾値を車両が停止している路面の勾配に応じて変更し、車両の下り方向への発進時の閾値を上り方向への発進時の閾値よりも小さく設定したため、車両の自重の分力のために上り坂よりも車両が容易に動く下り坂ではブレーキ力の保持を解除するまでの時間が上り坂でのそれに比して短くなり、ブレーキ力を保持している間に発生する駆動力が比較的小さい間に車両をスムーズに発進させることができる。そして、上り坂ではブレーキ力の保持を解除するまでの時間（図２に示す時間ａ）が下り坂でのそれに比して長くなり、車両のずり下がりが防がれるとともに、ブレーキ力を保持している間に発生する駆動力が車両がずり下がることなく上り坂で発進することができる程度まで大きくなってからブレーキ力の保持が解除されるため、車両をスムーズに発進させることができる。

ところで、車両が停止状態にあるときに自動変速機４をニュートラル状態として車両のクリープを低減するアイドルニュートラル制御を行う車両にあっては、自動変速機４の変速を制御するＥＣＵ３に路面の勾配（傾斜）を検出するスロープセンサの出力が入力されており、路面の上り勾配が所定値以上である場合にはアイドルニュートラル制御を禁止することが行われている。このようなセンサや制御を有する場合、アイドルニュートラル制御の禁止、許可の判断やセンサ出力を利用して、ブレーキ力の保持を解除するときの自動変速機４の油圧の閾値を、アイドルニュートラル制御が禁止された場合はアイドルニュートラル制御が禁止されない場合（下り坂又は所定値未満の勾配の上り坂での停車時）の閾値よりも大きく設定することによって、急勾配の上り坂においても車両をずり下がることなくスムーズに発進させることができる。

１ エンジン
３ ＥＣＵ（制御手段）
４ 自動変速機
７ ブレーキ装置
９ ブレーキペダル
１１ マスタシリンダ
１２ ホイールシリンダ
１３ 液圧通路
１４ 電磁弁
１５ エンジン回転センサ
１６ 車速センサ
１７ ブレーキスイッチ
１８ 油圧センサ
１９ ＭＣ圧センサ
２０ ＷＣ圧センサ
２１ スロープセンサ
２３ スタータモータ

Claims (3)

1. 油圧で駆動される自動変速機を備え、ブレーキ装置のマスタシリンダとホイールシリンダとを連通させる液圧通路に設けられた電磁弁によってマスタシリンダとホイールシリンダとの連通を遮断し、ブレーキペダルの踏み込みが解除された後もブレーキ液圧をホイールシリンダに残してブレーキ力を保持することができる車両のブレーキ力保持制御装置において、
   車両が停止状態にあるときに前記自動変速機の油圧が予め定められた閾値を超えると、その時点で車両の発進が可能であると判断してブレーキ力の保持を解除する制御手段を設けたことを特徴とする車両のブレーキ力保持制御装置。
2. 車両が停止している路面の勾配に応じて前記閾値を変更し、車両の下り方向への発進時の閾値を上り方向への発進時の閾値よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１記載の車両のブレーキ力保持制御装置。
3. 車両が停止状態にあるときに前記自動変速機をニュートラル状態として車両のクリープを低減するアイドルニュートラル制御が可能であって、路面の上り勾配が所定値以上である場合にはアイドルニュートラル制御を禁止するとともに、前記閾値をアイドルニュートラル制御が禁止されない場合の閾値よりも大きく設定することを特徴とする請求項１記載の車両のブレーキ力保持制御装置。
   

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