JP2017082711A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】坂路上で停車した車両のずり下がりの防止と、再発進時の飛び出しの抑制との両立を図る。【解決手段】停車中に、ブレーキ装置に液圧力を供給するための液圧回路上に存在するバルブにより当該液圧回路を遮断することでブレーキ装置に供給された液圧力を保持することができる坂道発進補助機能が付帯した車両の制御装置であって、停車中にアクセルペダルが踏み込まれ、前記バルブによる前記液圧回路の遮断を解除するときに、車両に搭載されている内燃機関のスロットルバルブの開度を一時的に、アクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度とは異なる開度に操作し、ブレーキ装置に供給されている液圧力が所定の閾値を下回るまで低下した後、スロットルバルブの開度をアクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度に向けて徐変させる制御装置を構成した。【選択図】図３

Description

本発明は、坂道発進補助機能が付帯した車両の制御装置に関する。

近時の車両には、ヒルホールドまたはヒルスタートアシスト等と呼称される坂道発進補助機構が実装されている。これは、坂路上での停車中、運転者の足がブレーキペダルからアクセルペダルへと踏み換えられる際に、車両がずり下がることのないよう、ブレーキ液圧力を供給する液圧回路上に存在するソレノイドバルブに通電して液圧回路を遮断し、ブレーキ装置に供給された液圧力を保持しておくものである（例えば、下記特許文献を参照）。

特開２０１１−００１０２８号

坂路上での車両のずり下がりを確実に防止するためには、運転者の足がブレーキペダルから離れた後必要十分な時間、ブレーキ装置に供給された液圧力を残留させておくことが求められる。

しかしながら、車両のずり下がり阻止を重視してブレーキ液圧を制御することで、運転者がアクセルペダルを踏んでいるにもかかわらずブレーキ装置が車両を制動しているという背反的な状況が発生する。そして、運転者がアクセルペダルを強く踏み込んでいた場合には、ソレノイドバルブの開弁によりブレーキ装置に供給されていた液圧力が低下した瞬間に車両が飛び出すかのように急加速してショックを与えることになる。

本発明は、坂路上で停車した車両のずり下がりの防止と、再発進時の飛び出しの抑制との両立を図ることを所期の目的とする。

本発明では、停車中に、ブレーキ装置に液圧力を供給するための液圧回路上に存在するバルブにより当該液圧回路を遮断することでブレーキ装置に供給された液圧力を保持することができる坂道発進補助機能が付帯した車両の制御装置であって、停車中にアクセルペダルが踏み込まれ、前記バルブによる前記液圧回路の遮断を解除するときに、車両に搭載されている内燃機関のスロットルバルブの開度を一時的に、アクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度とは異なる開度に操作し、ブレーキ装置に供給されている液圧力が所定の閾値を下回るまで低下した後、スロットルバルブの開度をアクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度に向けて徐変させる制御装置を構成した。

本発明によれば、坂路上で停車した車両のずり下がりの防止と、再発進時の飛び出しの抑制との両立を図り得る。

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。 同実施形態におけるブレーキアクチュエータを示す図。 同実施形態の制御装置が実行する制御の内容を示すタイミング図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置２は、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。

図２に、本実施形態における車両に搭載されるブレーキアクチュエータの液圧回路を示す。ブレーキアクチュエータは、既知のブレーキ倍力機構からブレーキ液圧力の供与を受ける。即ち、ブレーキペダルに加わる踏力を、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流に生ずる負圧を利用するブレーキブースタ（図示せず）により増幅し、この増幅したブレーキ力をマスタシリンダ（図示せず）においてブレーキ液圧力に変換して、そのマスタシリンダ圧をブレーキアクチュエータの入力ライン５１、５２に入力する。

入力ライン５１、５２は、二系統存在する。第一の系統の入力ライン５１は、車両の右前輪及び左後輪に付帯するブレーキ装置７１、７２に接続しており、これらブレーキ装置７１、７２に液圧力を供給する。第二の系統の入力ライン５２は、車両の左前輪及び右後輪に付帯するブレーキ装置７３、７４に接続しており、これらブレーキ装置７３、７４に液圧力を供給する。

ブレーキ装置７１、７２、７３、７４は、例えば、ディスクブレーキにおいて車輪とともに回転するディスクの両面にパッドを押し付けて制動力を発生させるためのブレーキキャリパ７１、７３であったり、ドラムブレーキにおいて車輪とともに回転するドラムの内面にシューを押し付けて制動力を発生させるためのホイールシリンダ７２、７４であったりする。本実施形態では、前輪側にブレーキキャリパ７１、７３を、後輪側にホイールシリンダ７２、７４を、それぞれ設けている。

各系統の入力ライン５１、５２とブレーキ装置７１、７２、７３、７４とを繋ぐ液圧回路上には、マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２を配置している。マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２は、電流信号ｍ、ｎの通電を受けている間は閉止し、通電を受けていない間は開放する。

第一の系統の回路上に存在する第一のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１は、閉止することにより、同系統に接続しているブレーキ装置である右前輪ブレーキキャリパ７１及び左後輪ホイールシリンダ７２に供給された液圧力を維持する役割を担う。第二の系統の回路上に存在する第二のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２は、閉止することにより、同系統に接続しているブレーキ装置である左前輪ブレーキキャリパ７３及び右後輪ホイールシリンダ７４に供給された液圧力を維持する役割を担う。

加えて、液圧回路上には、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を構成するための保持ソレノイドバルブ６３及び減圧ソレノイドバルブ６４をも配置してある。保持ソレノイドバルブ６３は、電流信号ｏの通電を受けている間は閉止し、通電を受けていない間は開放する。逆に、減圧ソレノイドバルブ６４は、電流信号ｐの通電を受けている間は開放し、通電を受けていない間は閉止する。

これらバルブ６３、６４の開放／閉止を組み合わせることにより、各ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給される液圧力を調節することが可能である。通常は、保持ソレノイドバルブ６３を開放し減圧ソレノイドバルブ６４を閉止することで増圧しているが、保持ソレノイドバルブ６３を閉止し減圧ソレノイドバルブ６４を開放することで減圧を実現できる。リザーバ６５は、減圧時にブレーキ装置７１、７２、７３、７４から流入するブレーキ液を一時蓄える。電動ポンプ６６は、リザーバ６５に蓄えられたブレーキ液をマスタシリンダに向けて還流させる。なお、保持ソレノイドバルブ６３及び減圧ソレノイドバルブ６４の両方を閉止すれば、各ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給された液圧力を保持することもできる。

本実施形態の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ（エンジン回転センサ）から出力されるクランク角信号ｂ、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される水温信号ｅ、車両が現在所在している路面の勾配や車両の加速度を検出する加速度センサから出力される加速度信号ｆ、ブレーキペダルが踏まれたことを検出するスイッチまたはブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ信号ｇ、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給される液圧力を検出する液圧センサから出力されるブレーキ液圧信号ｈ等が入力される。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、第一のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１に対して閉弁制御信号ｍ、第二のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２に対して閉弁制御信号ｎ、保持ソレノイドバルブ６３に対して閉弁制御信号ｏ、減圧ソレノイドバルブ６４に対して開弁制御信号ｐ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量に基づき、吸気量に見合った要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）、ブレーキ力等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐを出力インタフェースを介して印加する。

また、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動（冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある）時において、電動機（スタータモータまたはＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、図示せず）に制御信号ｑを入力し、当該電動機により内燃機関のクランクシャフトを回転駆動するクランキングを行う。クランキングは、初爆から連爆へと至り、クランクシャフトの回転速度即ちエンジン回転数が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。

本実施形態のＥＣＵ０は、車両の一時停車時に内燃機関のアイドル回転を停止させて燃費の向上を図るアイドルストップを実行する。ＥＣＵ０は、ブレーキペダルが踏まれており、内燃機関の冷却水温が所定以上に高く、車載のバッテリの充電量または端子電圧が所定以上に高く、エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサが稼働しておらず、シフトレンジが走行レンジであり、前回のアイドルストップ終了からある車速以上まで加速した経歴があり、かつ現在の車速がある車速以下である（例えば、車速が１３．５ｋｍ／ｈ以上から１３ｋｍ／ｈまで低下した、または９．５ｋｍ／ｈ以上から７ｋｍ／ｈまで低下した）、といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。

アイドルストップ条件の成立後、所定のアイドルストップ終了条件が成立したときには、内燃機関を再始動する。ＥＣＵ０は、ブレーキペダルが踏まれなくなった、逆にブレーキペダルがさらに強く踏み込まれた（ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧がさらに増大した）、アクセルペダルが踏まれた、アイドルストップ状態で所定時間（例えば、３分）が経過した等のうちの何れかを以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。

その上で、ＥＣＵ０は、車両が坂路上で停車している状況下において、運転者の足がブレーキペダルからアクセルペダルへと踏み換えられる際の車両のずり下がりを予防するための制御を実施する。具体的には、加速度センサを介して検出される路面の勾配の大きさが所定以上である場合に、第一のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１及び／または第二のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２に通電してこれを閉弁し、以て液圧回路を遮断して、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給されている液圧力を保持する。

マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２の閉弁は、アクセルペダルが踏まれ、またはブレーキペダルが踏まれなくなってから所定時間（例えば、２秒）が経過するまで維持する。換言すれば、アクセルペダルが踏まれるか、ブレーキペダルが踏まれなくなってから所定時間が経過するかの何れかが成立したときに、閉弁していたマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２を開弁する。マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２の開弁により、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給されていた圧液がマスタシリンダに向かって流下し始め、ブレーキ液圧力が減少してゆくことになる。

図３に、坂路上で停車していた車両の再発進時におけるブレーキ液圧力、スロットルバルブ３２の開度、エンジン回転数及び車両の加速度の推移を例示している。運転者がブレーキペダルから足を離してアクセルペダルを踏んだ（または、運転者がブレーキペダルから足を離してから所定時間が経過した）時点ｔ₀以降、マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２が開弁して液圧回路の遮断が解除される。そして、これに起因して、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給されていた液圧力が徐々に低下する。

従前の制御では、運転者がアクセルペダルを踏み込んだとき、即時にスロットルバルブ３２をアクセルペダルの踏込量に応じた開度Ｏに操作していた。言うまでもなく、この開度Ｏは、アクセルペダルの踏込量が大きいほど大きくなる。それ故に、マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２が開弁した直後から、即ちブレーキ装置７１、７２、７３、７４に依然として大きな液圧力が付与されている状態で、内燃機関の出力が大きく増大することがあった。さすれば、アクセルペダルの踏み込みによりエンジン回転数が上昇しているにもかかわらず車両が発進しないストール感を運転者に与えることになる。しかも、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に付与されていたブレーキ液圧力が減少して駆動力が制動力を凌駕した瞬間に、車両が急発進するようなショックが発生してしまう。その模様を、図３中に鎖線で表している。

これに対し、本実施形態のＥＣＵ０は、図３中に実線で表しているように、運転者がアクセルペダルを踏み込んだときに、即時にスロットルバルブ３２をアクセルペダルの踏込量に応じた開度Ｏに操作するのではなく、一時的にアクセルペダルの踏込量によらない開度に操作し、しかる後アクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度Ｏに向けて徐変させる過渡制御を実施する。

スロットルバルブ３２の開度をアクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度Ｏとは異なる開度に操作する期間は、運転者がアクセルペダルを踏んだ時点ｔ₀から、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給される液圧力が所定の閾値Ｔを下回る時点ｔ₂までである。より詳しくは、当該期間の終期ｔ₂は、ブレーキ液圧力が閾値Ｔまで低下した時点ｔ₁からある時間（運転者にもたつきを感じさせないような短時間、例えば１００ミリ秒程度）が経過した時点に設定する。

当該期間におけるスロットルバルブ３２の開度は、勾配抵抗と内燃機関の出力とが釣り合うような開度、即ち坂路上にある車両がずり下がらず進行方向に向かって大きく進み出すこともないような開度に調整する。従って、車両が所在している路面の勾配が大きいほど、当該期間におけるスロットルバルブ３２の開度は大きくなる。加えて、内燃機関または駆動系の温度が低い（機械損失が大きい）ほど、当該期間におけるスロットルバルブ３２の開度を拡大する方向に補正することも好ましい。

あるいは、当該期間におけるスロットルバルブ３２の開度を、車速センサを介して検出される車速に基づいて拡縮させることも考えられる。つまり、車両が後退せず、かつ進行方向に向かう車速が０または０に近い所定値以下となるようにスロットルバルブ３２の開度を操作するフィードバック制御を実行するのである。

多くのケースで、当該期間におけるスロットルバルブ３２の開度は、アクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度Ｏよりも小さくなるものと想定される。但し、運転者がごく軽くアクセルペダルを踏んだような場合には、そのアクセルペダルの踏込量に応じた開度Ｏよりも、勾配抵抗と内燃機関の出力とが釣り合う開度の方が大きくなる。このような場合においては、以下の（１）及び（２）のうちの何れかをとり得る。
（１）上述の過渡制御を実施する。即ち、スロットルバルブ３２を、車両がずり下がらず進行方向に向かって大きく進み出すこともないような開度に操作する。これにより、特に急勾配の坂路上での発進を支援する。その後、運転者がアクセルペダルから足を離した場合には、スロットルバルブ３２の開度を絞る
（２）過渡制御を実施しない。即ち、スロットルバルブ３２を、平常通り、アクセルペダルの踏込量に応じた開度Ｏに操作する。これは、運転者の意図しないエンジン回転数の上昇が生じて運転者に違和感を与えることを回避するために有効である
スロットルバルブ３２をアクセルペダルの踏込量に応じた開度Ｏとは異なる開度に操作する期間の終期ｔ₂が到来したことは、液圧センサを介して検出されるブレーキ液圧力と閾値Ｔとの比較を通じて知得できる。尤も、液圧センサの出力信号ｈを参照せずに、運転者がアクセルペダルを踏んだ時点ｔ₀から所定の遅延時間が経過した時点を、当該期間の終期ｔ₂即ちブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給される液圧力が所定の閾値Ｔを下回る時点と見なしても構わない。既に述べた通り、ＥＣＵ０は、当該期間の終期ｔ₂以降、スロットルバルブ３２の開度を、そのときのアクセルペダルの踏込量に応じた本来の開度Ｏに向けて徐変させる。

本実施形態では、停車中に、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に液圧力を供給するための液圧回路上に存在するバルブ６１、６２により当該液圧回路を遮断することでブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給された液圧力を保持することができる坂道発進補助機能が付帯した車両の制御装置０であって、停車中にアクセルペダルが踏み込まれ、前記バルブ６１、６２による前記液圧回路の遮断を解除するときに、車両に搭載されている内燃機関のスロットルバルブ３２の開度を一時的に、アクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度Ｏとは異なる開度に操作し、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給されている液圧力が所定の閾値Ｔを下回るまで低下した後、スロットルバルブ３２の開度をアクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度Ｏに向けて徐変させる制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、坂路上で停車した車両のずり下がりを確実に防止しながら、再発進に際してブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給されていた液圧力が低下したときの車両の飛び出しを抑制することができる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両に搭載されている内燃機関の制御に適用できる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
３２…内燃機関のスロットルバルブ
６１、６２…液圧回路を遮断するバルブ（マスタシリンダカットソレノイドバルブ）
７１、７２、７３、７４…ブレーキ装置
ａ…車速信号
ｃ…アクセル開度信号
ｆ…加速度信号
ｇ…ブレーキ信号
ｈ…ブレーキ液圧信号
ｋ…スロットルバルブの開度操作信号
ｍ、ｎ…液圧回路を遮断するバルブの閉弁制御信号

Claims (1)

1. 停車中に、ブレーキ装置に液圧力を供給するための液圧回路上に存在するバルブにより当該液圧回路を遮断することでブレーキ装置に供給された液圧力を保持することができる坂道発進補助機能が付帯した車両の制御装置であって、
   停車中にアクセルペダルが踏み込まれ、前記バルブによる前記液圧回路の遮断を解除するときに、
   車両に搭載されている内燃機関のスロットルバルブの開度を一時的に、アクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度とは異なる開度に操作し、
   ブレーキ装置に供給されている液圧力が所定の閾値を下回るまで低下した後、スロットルバルブの開度をアクセルペダルの踏込量に応じた平常の開度に向けて徐変させる制御装置。

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