JP2012224128A - 手動変速機付車両の坂道発進補助制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトポジションセンサを用いることなく坂道でエンストした手動変速機付車両のずり下がりを抑制して運転者によるブレーキ操作や再始動操作を容易化することができる手動変速機付車両の坂道発進補助制御装置を提供すること。
【解決手段】坂道で停車した手動変速機付車両（ＭＴ車）のずり下がりが検知されると加圧ポンプを駆動してブレーキ液圧を車輪４Ｌ，４Ｒ，５Ｌ，５Ｒのブレーキ装置１６に供給する坂道発進補助制御装置（ＥＣＵ）１３において、所定の勾配以上の坂道でＭＴ車のブレーキペダル８の踏み込みによる停車が検知された後、ブレーキペダル８の踏み込みが解除され、アクセルペダル９の踏み込みが検知されて車速が所定値以上となった時点でエンジン回転数が所定値以下であるときには、加圧ポンプを駆動してブレーキ液圧をブレーキ装置１６に供給してブレーキ力を発生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、坂道で停車した手動変速機付車両のずり下がりを抑制して坂道での車両の発進を補助するための坂道発進補助制御装置に関するものである。

上り坂で停車した車両のずり下がりを抑制してその発進操作を容易化するため、ブレーキ力を所定時間保持し、運転者が足をブレーキペダルからアクセルペダルへと踏み替える間の車両のずり下がりを防いで発進操作を容易に行うことができるようにしたヒルホールド制御装置が設けられている。

自動変速機付車両（ＡＴ車）では、セレクトレバーのシフトポジションによって運転者の進行希望方向が容易に把握されるため、意図しない方向の車両の動きであるずり下がりを容易に判断することができ、ヒルホールド制御を適正に実行することができる（例えば、特許文献１参照）。

又、車両のブレーキ装置には、運転者によるブレーキ操作とは無関係にブレーキ液圧を発生させる加圧ポンプを備え、車両の旋回時等においてオーバーステアが発生すると旋回外側の駆動輪にアクティブブレーキを掛けることによって旋回時の車体の姿勢変化を抑制する制御システムが装備され始めている。

特開２００２−２８３９８０号公報

しかしながら、手動変速機付車両（ＭＴ車）においては、坂道の勾配を利用して車両を移動させることは良く行われている。例えば、前進段にシフトされた車両であっても、クラッチペダルを踏み込んだ状態（クラッチＯＦＦ状態）でブレーキを緩めることによって車両を坂道に沿って後方に移動させることが行われる。このような場合、シフトポジションを利用したヒルホールド制御は操作の邪魔になる。

又、シフトポジションを検出するシフトポジションセンサを用いるとコストアップを招く。更に、ブレーキ力を解除するタイミングが難しく、発進のスムーズさに欠けて運転者に違和感を与えるという問題もある。

更に、手動変速機付車両（ＭＴ車）特有のクラッチ操作ミスによるエンスト（エンジンストール）の発生がある。車両のブレーキ装置は、エンジンの吸気管負圧を利用して踏力を倍力するブレーキブースタを備えている関係上、エンストによってエンジンが停止するとブレーキブースタが機能しなくなってしまう。

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、シフトポジションセンサを用いることなく坂道でエンストした手動変速機付車両のずり下がりを抑制して運転者によるブレーキ操作やエンジンの再始動操作を容易化することができる手動変速機付車両の坂道発進補助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、運転者によるブレーキ操作とは無関係にブレーキ液圧を発生させる加圧ポンプを備え、坂道で停車した手動変速機付車両のずり下がりが検知されると前記加圧ポンプを駆動してブレーキ液圧を車輪のブレーキ装置に供給し、車輪に制動を加えて手動変速機付車両の坂道発進を補助する制御装置であって、所定の勾配以上の坂道で手動変速機付車両のブレーキペダルの踏み込みによる停車が検知された後、前記ブレーキペダルの踏み込みが解除され、アクセルペダルの踏み込みが検知されて車速が所定値以上となった時点でエンジン回転数が所定値以下であるときには、前記加圧ポンプを駆動してブレーキ液圧を車輪のブレーキ装置に供給して車輪に制動を加えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記加圧ポンプの駆動を車速が所定値以下となった時点で終了させることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、運転者によるアクセルペダルの踏み込みが感知されて発進の意思が確認され、車両の車速が所定値以上となっているにも拘わらずエンジン回転数が所定値以下のときには運転者が発進操作をミスしたものと判断して加圧ポンプを駆動して自動的にブレーキを作動させることによって車両のずり下がりを抑制するようにしたため、ポジションセンサを用いることなく運転者がブレーキ操作やエンジンの再始動操作をコストアップを伴うことなく容易に行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、加圧ポンプが駆動されてブレーキが自動的に作動して車両のずり下がりが抑制されたために車速が所定値以下となった時点で加圧ポンプの駆動を終了させるようにしたため、坂道での運転者によるブレーキ操作やエンジンの再始動操作がスムーズ且つ容易になされる。

本発明に係る坂道発進補助制御装置を備える手動変速機付車両のブレーキ系の構成図である。 液圧制御ユニットのブレーキ操作時の状態を示す回路図である。 液圧制御ユニットの坂道発進補助制御時の状態を示す回路図である。 上り坂で停車している手動変速機付車両の側面図である。 本発明に係る坂道発進補助制御装置による手動変速機付車両の坂道発進補助制御のタイミングチャートである。 本発明に係る坂道発進補助制御装置による手動変速機付車両の坂道発進補助制御手順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は本発明に係る坂道発進補助制御装置を備える手動変速機付車両のブレーキ系の構成図であり、本実施の形態に係る手動変速機付車両（以下、「ＭＴ車｝と称する）は駆動源としてエンジン１を搭載しており、エンジン１の回転は、クラッチ２を介して手動変速機３に伝達され、手動変速機３によって変速されて駆動輪である左右の後輪５Ｌ,５Ｒに伝達される。ここで、手動変速機３のシフトレンジの切り替えは運転席近くに設けられたシフトレバー６によってなされる。又、クラッチ２のＯＮ／ＯＦＦ（断接）は、運転席近くに設けられたクラッチペダル７によってなされ、該クラッチペダル７を運転者が足で踏み込むことによってクラッチ２がＯＦＦ（クラッチ断）され、クラッチペダル７から足を離すとクラッチ２がＯＮ（クラッチ接）されてエンジン１の回転が手動変速機３へと伝達される。

又、運転席近くの前記クラッチペダル７の横にはブレーキペダル８が配され、更にその横にはアクセルペダル９が配されている。ここで、クラッチパダル７、ブレーキペダル８及びアクセルペダル９の近傍にはクラッチスイッチ１０、ブレーキスイッチ１１及びアクセル開度センサ１２がそれぞれ設けられており、これらのクラッチスイッチ１０、ブレーキスイッチ１１及びアクセル開度センサ１２は電子コントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」と称する）１３に入力される。

前記ブレーキペダル８は、ブレーキ操作時の運転者の踏力を軽減するためのブレーキブースタ１４を介してマスタシリンダ１５に連結されており、マスタシリンダ１５は、運転者によるブレーキペダル８の踏込量に応じたブレーキ液圧を発生する。

ところで、本実施の形態に係るＭＴ車は後輪駆動車（ＦＲ車）であって、左右の前輪４Ｌ，４Ｒが従動輪、左右の後輪５Ｌ，５Ｒが駆動輪であって、左右の前輪４Ｌ，４Ｒと後輪５Ｌ，５Ｒにはブレーキ装置１６がそれぞれ設けられており、各ブレーキ装置１６は、ディスクロータ１６ａと該ディスクロータ１６ａの両面を挟持可能なキャリパ１６ｂによって構成されている。そして、それぞれのブレーキ装置１６の各キャリパ１６ｂはブレーキ配管１７，１８，１９，２０、液圧制御ユニット２１及び該液圧制御ユニット２１から延びるブレーキ配管２２，２３を介して前記マスタシリンダ１５に接続されている。

上記液圧制御ユニット２１は、運転者によるブレーキペダル８の踏み込みによるブレーキ操作とは無関係にブレーキ液圧を発生させるものであって、これには後述の各種バルブｖ１〜ｖ１２やブレーキ液圧を発生させる加圧ポンプ２４，２５（図２参照）が設けられており、各種バルブｖ１〜ｖ１２及び加圧ポンプ２４，２５を駆動するポンプモータ２６は前記ＥＣＵ１３によって制御される。尚、液圧制御ユニット２１の構成の詳細は後述する。

上記ＥＣＵ１３は、本発明に係る坂道発進補助制御装置を構成するものであって、このＥＣＵ１３には、前輪４Ｌ，４Ｒと後輪５Ｌ，５Ｒにそれぞれ設けられた車輪速センサ２７、車体に作用する加速度を検出するＧセンサ２８、マスタシリンダ１５の圧力を検出する圧力センサ２９等が電気的に接続されている。

次に、前記液圧制御ユニット２１の構成の詳細を図２に基づいて説明する。

図２は液圧制御ユニット２１の回路図であり、図示の液圧制御ユニット２１は、前記ポンプモータ２６によって駆動される２つの前記加圧ポンプ２４，２５を備えており、一方の加圧ポンプ２４の吸入側にはリザーバ３０から延びる液圧ライン３１が接続され、前記マスタシリンダ１５から延びる一方のブレーキ配管２２は加圧ポンプ２４の吐出側に接続されている。そして、液圧ライン３１にはチェックバルブ３２が設けられており、ブレーキ配管２２にはチェックバルブ３３と第１カットバルブｖ１が設けられている。又、ブレーキ配管２２に第１カットバルブｖ１をバイパスして接続されたバイパスライン３４にはリターンチェックバルブ３５が設けられている。

そして、ブレーキ配管２２から分岐する液圧ライン３６には前記圧力センサ２９が接続されており、液圧ライン３６から分岐する液圧ライン３７は液圧ライン３６のチェックバルブ３２とリザーバ３０の間に接続されており、この液圧ライン３７には第１蓄圧バルブｖ２が設けられている。

更に、ブレーキ配管２２の第１カットバルブｖ１とチェックバルブ３３の間から分岐して前記リザーバ３０に接続された液圧ライン３８にはＦＬ保持バルブｖ３とＦＬ減圧バルブｖ４が直列に設けられており、液圧ライン３８に並列に接続された液圧ライン３９にはＲＲ保持バルブｖ５とＲＲ減圧バルブｖ６が直列に設けられている。そして、液圧ライン３８のＦＬ保持バルブｖ３とＦＬ減圧バルブｖ４の間からは前記ブレーキ配管１７（図１参照）が分岐しており、このブレーキ配管１７は左前輪（ＦＬ）４Ｌのブレーキ装置１６のキャリパ１１６ｂに接続されている（図１参照）。又、液圧ライン３９のＲＲ保持バルブｖ５とＲＲ減圧バルブｖ６の間からは前記ブレーキ配管２０（図１参照）が分岐しており、このブレーキ配管２０は右後輪（ＲＲ）５Ｒのブレーキ装置１６のキャリパ１６ｂに接続されている（図１参照）。

他方、他方の加圧ポンプ２５の吸入側にはリザーバ４０から延びる液圧ライン４１が接続され、前記マスタシリンダ１５から延びる他方のブレーキ配管２３はポンプ２５の吐出側に接続されている。そして、液圧ライン４１にはチェックバルブ４２が設けられており、ブレーキ配管２３にはチェックバルブ４３と第２カットバルブｖ７が設けられている。又、ブレーキ配管２３に第２カットバルブｖ７をバイパスして接続されたバイパスライン４４にはリターンチェックバルブ４５が設けられている。

そして、ブレーキ配管２３から分岐する液圧ライン４６は前記液圧ライン４１のチェックバルブ４２とリザーバ４０の間に接続されており、該液圧ライン４６には第２蓄圧バルブｖ８が設けられている。

更に、ブレーキ配管２３の第２カットバルブｖ７とチェックバルブ３８の間から分岐して前記リザーバ４０に接続された液圧ライン４７にはＦＲ保持バルブｖ９とＦＲ減圧バルブｖ１０が直列に設けられており、液圧ライン４７に並列に接続された液圧ライン４８にはＲＬ保持バルブｖ１１とＲＬ減圧バルブｖ１２が直列に設けられている。そして、液圧ライン４７のＦＲ保持バルブｖ９とＦＲ減圧バルブｖ１０の間からは前記ブレーキ配管１８（図１参照）が分岐しており、このブレーキ配管１８は右前輪（ＦＲ）４Ｒのブレーキ装置１６のキャリパ１６ｂに接続されている（図１参照）。又、液圧ライン４８のＲＬ保持バルブｖ１１とＲＬ減圧バルブｖ１２の間からは前記ブレーキ配管１９（図１参照）が分岐しており、このブレーキ配管１９は左後輪（ＲＬ）５Ｌのブレーキ装置１６のキャリパ１６ｂに接続されている（図１参照）。

而して、以上のような回路構成を備えた液圧制御ユニット２１はＥＣＵ１３によって制御されるが、以下、その制御の一例としてＭＴ車５０が図５に示すように上り坂で停車した場合の坂道発進補助制御について図２〜図７を参照しながら以下に説明する。

図２は液圧制御ユニットのブレーキ操作時の状態を示す回路図、図３は同液圧制御ユニットの坂道発進補助制御時の状態を示す回路図、図４は上り坂で停車している手動変速機付車両の側面図、図５は本発明に係る坂道発進補助制御装置による手動変速機付車両の坂道発進補助制御のタイミングチャート、図６は同手動変速機付車両の坂道発進補助制御手順を示すフローチャートである。

ＭＴ車５０が図４に示すように所定勾配以上の上り坂で停車しているとき（図６のステップＳ１）、運転者によってブレーキペダル８が踏み込まれているときには、圧力センサ２９によって検出されるマスタシリンダ１５のブレーキ液圧は図５に示すように２ＭＰａを示しており、ブレーキスイッチ１１はＯＮ状態にある。尚、当然ながら、この停車状態は、クラッチペダル７が運転者によって踏み込まれてクラッチ２がＯＦＦ（クラッチ断）され、エンジン１が回転している状態である。

上述のようにブレーキペダル８が踏み込まれている場合には、図２に示すように液圧制御ユニット２１のバルブｖ１，ｖ３，ｖ５，ｖ７，ｖ９及びｖ１１が開けられ、他のバルブｖ２，ｖ４，ｖ４，ｖ６，ｖ８，ｖ１０及びｖ１２が閉じられる。この状態においては、マスタシリンダ１５において発生したブレーキ液圧は、図２に太線にて示す経路、つまり、ブレーキ配管２２，２３からバルブｖ１，ｖ７、液圧ライン３８，４７，３９，４８、バルブｖ３，ｖ５，ｖ９，ｖ１１及びブレーキ配管１９，２０，１８，１９を経て左前輪（ＦＬ）４Ｌ、右後輪（ＲＲ）５Ｒ、右前輪（ＦＲ）４Ｒ及び左後輪（ＲＬ）５Ｌの各ブレーキ装置１６のキャリパ１６ｂに供給されて各ブレーキ装置１６が作動状態にある。

そして、図５に示す時間ｔ１において運転者がブレーキペダル８の踏み込みを緩め始め、それに伴って圧力センサ２９によって検出されるブレーキ液圧は低下し始める。時間ｔ２において運転者がブレーキペダル８から足を離すと、ブレーキ装置１６によるブレーキ力が開放され、圧力センサ２９によって検出されるブレーキ液圧は０となるとともに、ブレーキスイッチ１１はＯＦＦ状態となる。このままの状態では、図４に示すＭＴ車５０は坂道を下る方向に動き出すこと（ずり下がり）になる。Ｇセンサ２８は、上り坂で停車していること、及び、時間ｔ２においてＭＴ車５０が動き出している変化を検知している。尚、図５に示すように、Ｇセンサ２８は、上り坂で停車していること、及び、時間ｔ２においてＭＴ車５０が動き出している変化を検知している。

その後、図５に示す時間ｔ３において運転者がクラッチペダル７から足を離したためにクラッチ２がＯＦＦ状態からＯＮ状態となってエンジン１と手動変速機３とが接続されるとともに、アクセルペダル９が踏み込まれて発進操作がなされる。そして、このようにクラッチ２をＯＮ状態としてアクセルペダル９を踏み込んでもエンジン回転数が低い回転数（アイドリング回転数よりも十分低い回転数）である場合には、時間ｔ４においてエンストが発生したものと判断される（図６のステップＳ２）。これと同時に、運転者はエンストを察知し、クラッチペダル７を踏み込んでクラッチ２をＯＦＦ（クラッチ断）する。このとき、運転者によるブレーキペダル８の踏み込み操作が遅れると、ＭＴ車５０に坂道に沿ったずり下がりが発生する。

次に、本実施の形態における坂道発進補助制御の手順を図６に示すフローチャートに従って説明する。

前述のように、エンストが発生すると（ステップＳ２）、Ｇセンサ２８によって検出されるＭＴ車５０の加速度の変化が設定値以上であるか否かが判定され（ステップＳ３）、ＭＴ車５０の動き出しが検出される。ステップＳ３の判定結果がＹｅｓである場合、アクセル開度センサ１２によって検出されるアクセル開度が設定値以上であるか否か、ＭＴ車５０のずり下がり速度が設定値以上であるか否かが判定され（ステップＳ４）、運転者の発進操作を検出する。

ステップＳ４の判定結果がＹｅｓである場合、ＭＴ車５０の速度（ずり下がり速度）が設定値以上であるか否かが判定され（ステップＳ５）、運転者の対応（ブレーキ操作）の遅れが発生しているか否か、又は、ブレーキ力不足を検出する。ステップＳ５の判定結果がＹｅｓである場合、エンジン回転数がアイドリング回転数以下であるか否かが判定され（ステップＳ６）、エンスト状態であるか再確認が行われる。

ステップＳ６の判定結果がＹｅｓである場合、クラッチ２がＯＦＦ状態（クラッチ断状態）にあるか否かが判定される（ステップＳ７）。これらのステップＳ３〜Ｓ７が順次実行され、それらの判定結果が全てＹｅｓである場合、つまり、所定の勾配以上の坂道でＭＴ車５０のブレーキペダル８の踏み込みによる停車が検知された後、ブレーキペダル８の踏み込みが解除され、アクセルペダル９の踏み込みが検知されて車速が所定値以上となった時点でエンジン回転数が所定値以下であるときには、坂道発進補助制御がなされ（ステップＳ８）、この坂道発進補助制御はＭＴ車５０の車速が所定値以下となるまで継続され（ステップＳ９）、車速が所定値以下となった時点で坂道発進補助制御（加圧ポンプ２４,２５の駆動）が終了する（ステップＳ１０）。尚、ステップＳ３〜Ｓ７での判定結果の少なくとも１つがＮｏである場合には坂道発進補助制御は実行されない（ステップＳ１０）。

坂道発進制御においては、図３に示すように、バルブｖ１，ｖ７，ｖ４，ｖ６，ｖ１０，ｖ１２が閉じられ、他のバルブｖ２，ｖ３，ｖ５，ｖ８，ｖ９，ｖ１１が開かれ、図６に示す時間ｔ５において図３に示すポンプモータ２６によって加圧ポンプ２４，２５が駆動される。すると、加圧ポンプ２４，２５の駆動によって発生するブレーキ液圧は、図３に太線にて示す経路、つまり、液圧ライン３８，４７、バルブｖ３，ｖ５，ｖ９，ｖ１１及びブレーキ配管１７，２０，１８，１９を経て左前輪（ＦＬ）４Ｌ、右後輪（ＲＲ）５Ｒ、右前輪（ＦＲ）４Ｒ及び左後輪（ＲＬ）５Ｌの各ブレーキ装置１６のキャリパ１６ｂに供給されて各ブレーキ装置１６が駆動され、各ブレーキ装置１６に発生するブレーキ力によってＭＴ車５０のずり下がりが抑制され、車速が図５に示すように次第に低下する。

そして、図５に示す例では車速が０となる時間ｔ６において加圧ポンプ２４,２５の駆動が終了され、それ以降はブレーキペダル８を踏み込む通常のブレーキ操作が可能となると共に、エンジン１の再始動を行うことができる。

以上のように、本実施の形態においては、運転者によるアクセルペダル９の踏み込みが感知されて発進の意思か確認され、ＭＴ車５０の車速が所定値以上となっているにも拘わらずエンジン回転数が所定値以下のときには運転者が発進操作をミスしたものと判断して加圧ポンプ２４，２５を駆動して自動的にブレーキを作動させることによってＭＴ車５０のずり下がりを抑制するようにしたため、エンストした場合で運転者の対応（ブレーキ操作）の遅れが発生したときに、ずり下がりを抑制することや安全に停止させることができ、運転者の操作時間に余裕を持たせることができる。更に、ポジションセンサを用いることなく運転者がブレーキ操作やエンジン１の再始動操作をコストアップを伴うことなく容易に行うことができる。

又、本実施の形態では、加圧ポンプ２４，２５が駆動されてブレーキが自動的に作動してＡＴ車５０のずり下がりが抑制されたために車速が所定値以下となった時点で加圧ポンプ２４，２５の駆動を終了させてブレーキ力を開放するようにしたため、坂道での運転者によるブレーキ操作やエンジン１の再始動操作がスムーズ且つ容易になされる。尚、本実施の形態では、車速０（停車）にて自動的なブレーキのブレーキ力を開放するようにしたが、ブレーキ力を開放する車速の所定値は、０でなくても良く、又、運転者によるブレーキ操作や、圧力センサ２９によって検出されるマスタシリンダ１５のブレーキ液圧の値を用いて、運転者によるずり下がりに対する操作が行われたことを検知して制御を終了させても良い。この場合でも、各部らー貴装置１６にブレーキ液圧が供給された状態から、運転者の操作による加圧が開始されるため、必要となるブレーキ力を早期に得ることができる。

更に、運転者が意図する方向にＭＴ車５０が動き出す前に加圧ポンプ２４，２５の駆動が終了してブレーキ力が開放されるため、運転者の操作に支障をきたすことがなく、ＡＴ車５０の違和感のないスムーズな発進が可能となる。

１ エンジン
２ クラッチ
３ 手動変速機
４Ｌ，４Ｒ 前輪
５Ｌ，５Ｒ 後輪
６ シフトレバー
７ クラッチペダル
８ ブレーキペダル
９ アクセルペダル
１０ クラッチスイッチ
１１ ブレーキスイッチ
１２ アクセル開度センサ
１３ ＥＣＵ（坂道発進補助制御装置）
１６ ブレーキ装置
１７〜２０ ブレーキ配管
２１ 液圧制御ユニット
２２，２３ ブレーキ配管
２４，２５ 加圧ポンプ
２７ 車輪速センサ
２８ Ｇセンサ
２９ 圧力センサ
５０ 手動変速機付車両（ＭＴ車）

Claims (2)

1. 運転者によるブレーキ操作とは無関係にブレーキ液圧を発生させる加圧ポンプを備え、坂道で停車した手動変速機付車両のずり下がりが検知されると前記加圧ポンプを駆動してブレーキ液圧を車輪のブレーキ装置に供給し、車輪に制動を加えて手動変速機付車両の坂道発進を補助する制御装置であって、
   所定の勾配以上の坂道で手動変速機付車両のブレーキペダルの踏み込みによる停車が検知された後、前記ブレーキペダルの踏み込みが解除され、アクセルペダルの踏み込みが検知されて車速が所定値以上となった時点でエンジン回転数が所定値以下であるときには、前記加圧ポンプを駆動してブレーキ液圧を車輪のブレーキ装置に供給して車輪に制動を加えることを特徴とする手動変速機付車両の坂道発進補助制御装置。
2. 前記加圧ポンプの駆動を車速が所定値以下となった時点で終了させることを特徴とする請求項１記載の手動変速機付車両の坂道発進補助制御装置。
   

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