JP4164096B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、停車時に駆動用動力源の自動停止を行いかつアクチュエータによって駆動される機械式ブレーキを備えた車両の制御システムに関するものである。

自動車等の車両は、車両が停車した際にエンジンを自動的に停止（アイドルストップ）させて燃料消費率を向上させるとともに排出ガスの低減を図ったものが知られている。
このようなアイドルストップ機能を備えた車両は、エンジンの自動停止時に路面の傾斜等によって車両が動き出すことを防止するため、アイドルストップ時に電動アクチュエータによって駆動される機械式ブレーキである電動パーキングブレーキを自動的に作動させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２４９９９２号公報

しかし、電動パーキングブレーキが停車時に自動的に作動するオートモードとユーザ操作に応じて作動するマニュアルモードとを、ユーザが選択可能な車両の場合には、オートモードが解除されてマニュアルモードが選択された状態でアイドルストップが行われると、エンジン停止に伴うクリープ力の消失やブレーキブースタの停止に伴うフットブレーキの制動力低下等によって、車両の動き出しが生ずる場合がある。
本発明の課題は、駆動用動力源の自動停止に伴う車両の動き出しを防止した車両制御システムを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、車両の車輪を制動する電動パーキングブレーキの制動状態と解除状態とを移行させるアクチュエータを制御する電動パーキングブレーキ制御部と、前記車両の駆動用動力源の停止と再始動を自動で制御するアイドルストップ制御部とを備える車両制御システムにおいて、前記電動パーキングブレーキの制動と解除とを自動で行うオートモードと、前記電動パーキングブレーキの制動と解除とをユーザ操作により手動で行うマニュアルモードとをユーザ操作により選択可能であり、その出力が前記電動パーキングブレーキ制御部に入力される選択部を備え、前記電動パーキングブレーキ制御部は、前記選択部からの入力に基づいて前記オートモードと前記マニュアルモードとを切り換えるＥＣＵを備え、（ａ）前記オートモードが選択されかつ前記車両の停車を検出した場合、（ｂ）前記アイドルストップ制御部から前記電動パーキングブレーキの制動を指令された場合のいずれか一方が充足した際に前記電動パーキングブレーキを自動で制動状態に移行させ、前記アイドルストップ制御部は、前記車両が所定のアイドルストップ条件を充足した場合に前記駆動用動力源の自動停止を行いかつ前記電動パーキングブレーキの制動を指令するとともに、前記オートモードが選択された場合は前記駆動用動力源の自動停止を許可する一方、前記マニュアルモードが選択された場合は前記駆動用動力源の自動停止を禁止することを特徴とする車両制御システムである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両制御システムにおいて、前記車両が停車する路面の傾斜を検出する傾斜検出部を備え、前記アイドルストップ制御部は、前記電動パーキングブレーキ制御部の前記オートモードが解除されかつ前記傾斜検出部が所定の傾斜を検出した場合に限り、前記駆動用動力源の前記自動停止を禁止することを特徴とする車両制御システムである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両制御システムにおいて、前記電動パーキングブレーキ制御部は、ユーザが前記オートモードを選択した場合でも所定条件の成立により前記オートモードを禁止するオートモード制限部が設けられ、前記アイドルストップ制御部は、前記電動パーキングブレーキ制御部の前記オートモードの選択が禁止された場合に、前記駆動用動力源の前記自動停止を禁止することを特徴とする車両制御システムである。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両制御システムにおいて、前記アイドルストップ制御部は、前記電動パーキングブレーキが前記解除状態から前記制動状態に移行した後に前記駆動用動力源の前記自動停止を行うことを特徴とする車両制御システムである。

本発明によれば、電動パーキングブレーキ制御部のオートモードが解除されてマニュアルモードが選択されている場合に、アイドルストップ制御部が駆動用動力源の自動停止を禁止することによって、電動パーキングブレーキが解除された状態において駆動用動力源の自動停止が行われることを未然に防止し、車両の動き出しを防止することができる。
また、オートモードが解除されてマニュアルモードが選択されかつ所定の傾斜が検出された場合に限り、駆動用動力源の自動停止を禁止することによって、路面の傾斜に起因する車両の動き出しを確実に防止することができる。

本発明は、駆動用動力源の自動停止に伴う車両の動き出しを防止した車両制御システムを提供する課題を、電動パーキングブレーキのオートモードが解除されている場合にエンジンの自動停止を禁止することによって解決する。

以下、本発明を適用した車両制御システムの実施例について説明する。
図１は、本実施例の車両制御システムの構成を示す概略図である。図２は、車両制御システムの回路構成を示すブロック図である。
車両制御システムは、パーキングブレーキ１０、アクチュエータユニット２０、バッテリ３０、電動パーキングブレーキコントローラ４０、エンジン制御ユニット５０、車両安定性制御ユニット６０、アイドルストップ制御ユニット７０を備えている。
また、本実施例において、車両は、駆動用動力源としてガソリンエンジンを搭載した乗用車である。

パーキングブレーキ１０は、車両の車輪を制動することによって、例えば駐停車時等における車両の移動を防止する制動装置であって、車両の左右後輪のホイールハブ部にそれぞれ設けられている。パーキングブレーキ１０は、フットブレーキ（主ブレーキ）として用いられるディスクブレーキのロータの内径側に配置された図示しないブレーキドラムと、制動時にこのブレーキドラムの内径側に加圧接触する図示しないブレーキシューとを備えた機械式ブレーキである。このパーキングブレーキ１０は、アクチュエータユニット２０によって駆動される電動パーキングブレーキとなっている。

アクチュエータユニット２０は、パーキングブレーキ１０のシューを駆動し、パーキングブレーキ１０が制動力を発生する制動状態と、実質的に制動力を発生しない解除状態との間の移行を行うものである。アクチュエータユニット２０は、パーキングブレーキケーブル２１を備え、車両の例えばフロアパネル部に固定されている。
アクチュエータユニット２０は、例えば直流（ＤＣ）モータの回転力を減速ギア列によって減速してリードスクリュを回転させ、このリードスクリュにネジ結合されたイコライザによってパーキングブレーキケーブル２１を牽引し又は弛緩させるものである。

パーキングブレーキケーブル２１は、左右のパーキングブレーキ１０に対応してそれぞれ設けられ、図示しないリアサスペンションのストロークに応じて変形するよう可撓性を備えている。パーキングブレーキケーブル２１は、牽引されることによってパーキングブレーキ１０を制動状態とし、また弛緩されることによってパーキングブレーキ１０を解除状態とするものである。

バッテリ３０は、車両の電装系の主電源として用いられる二次電池であって、例えば直流１２Ｖの端子電圧を発生するものである。バッテリ３０は、プラス端子３１、マイナス端子３２を備えている。
プラス端子３１は、電動パーキングブレーキコントローラ４０、エンジン制御ユニット５０、車両安定性制御ユニット６０、アイドルストップ制御ユニット７０に配線（ハーネス）を介して接続されている。
マイナス端子３２は、車両の車体（ボディ）に対して接地されている。

電動パーキングブレーキコントローラ４０は、アクチュエータユニット２０を制御してパーキングブレーキ１０の解除状態と制動状態とを移行させるブレーキ制御部であって、運転者等のユーザが入力する操作に応じて解除状態から制動状態への移行を行うマニュアルモードと、車両の運転状態に基づいて車両の停車が検出された場合に自動的に解除状態から制動状態へ移行するオートモード（ヒルホールドモード）とを選択可能となっている。
この電動パーキングブレーキコントローラ４０は、ＥＣＵ４１、リレー４２、操作スイッチ４３、傾斜センサ４４を備えるとともに、エンジン制御ユニット５０、車両安定性制御ユニット６０、アイドルストップ制御ユニット７０と車載ＬＡＮの一種であるＣＡＮ通信システムによって相互に通信可能となっている。

ＥＣＵ４１は、マニュアルモードにおいては操作スイッチ４３からの入力に応じて、また、オートモードにおいてはアイドルストップ制御ユニット７０からの制御信号に応じて、パーキングブレーキ１０の制動要否を判断し、この判断結果に応じてリレー４２を制御するものである。
リレー４２は、ＥＣＵ４１が出力する制御信号に応じて、アクチュエータユニット２０にその駆動電力を供給するものであって、パーキングブレーキ１０の制動状態から解除状態への移行、及び、解除状態から制動状態への移行を行うため、駆動電力の極性を反転させる機能を備えるとともに、アクチュエータユニット２０の駆動時以外は、アクチュエータユニット２０との導通を遮断した中立状態となっている。

操作スイッチ４３は、ユーザがマニュアルモードとオートモードとの切換操作を行うとともに、マニュアルモードにおいてはパーキングブレーキ１０の制動状態、解除状態のマニュアルによる選択操作を入力する操作部であって、例えば車両の図示しないインストルメントパネルに装着された押しボタンスイッチを備えている。
傾斜センサ４４は、例えば車両の前後方向に作用する重力加速度を検出する加速度センサを備え、その出力に基づいて車両が停車する路面の傾斜を判別するために用いられるものである。ＥＣＵ４１は、この傾斜センサ４４の出力に応じて、路面の傾斜による車両の移動を防止可能なようにパーキングブレーキ１０の目標制動力を設定する。

エンジン制御ユニット５０は、図示しない車両のエンジン（駆動用動力源）及びその補器類等を含むパワーユニットを総括的に制御するものであって、例えばエンジンが一般的なガソリンエンジンである場合は、燃料噴射量及び噴射時期、点火時期、電子制御スロットルの開度、可変吸排気システムの設定、過給器の過給圧等のエンジンの運転に必要な各制御対象を制御するほか、エンジンの始動を行うスタータ装置の制御も行うようになっている。
エンジン制御ユニット５０は、アイドルストップ制御ユニット７０から入力される制御信号であるＩＳＳ作動信号に基づいて、エンジンの停止及び再始動を行う機能を備えている。

車両安定性制御ユニット６０は、公知のアンチロックブレーキ（ＡＢＳ）制御、及び、各輪の制動力を個別に制御して過度のアンダーステア、オーバーステアを抑制し、車両の安定性を確保する公知の車両安定性制御を行うものであって、車速センサ６１を備えている。
車速センサ６１は、各車輪のハブ部にそれぞれ設けられ、例えば対象となる車輪の回転速度を検出する磁気エンコーダを備え、車輪の回転速度に応じた車速パルス信号を出力するものである。車速センサ６１が出力する車速パルス信号は、車両安定性制御ユニット６０及びＣＡＮ通信システムを介して、電動パーキングブレーキコントローラ４０、エンジン制御ユニット５０、アイドルストップ制御ユニット７０にそれぞれ伝達される。

アイドルストップ制御ユニット７０は、車両の運転状態に基づいて車両が走行状態から停車状態に移行したことを検出し、停車状態において、エンジン制御ユニット５０にＩＳＳ作動信号を伝達してエンジンを自動的に停止（アイドルストップ）させるものである。
また、アイドルストップ制御ユニット７０は、アイドルストップ状態において、例えば運転者が図示しないスロットルペダルを踏み込む等の予め設定された発進準備動作を行った場合に、エンジン制御ユニット５０に対して制御信号を出力し、エンジンを自動的に再始動させる。
また、アイドルストップ制御ユニット７０は、車両が停車状態に移行したことを検出しかつ電動パーキングブレーキコントローラ４０においてオートモードが選択されている場合にのみアイドルストップを行うようになっている。この点については、後に詳しく説明する。

以下、上述した車両制御システムの動作について説明する。
図３は、車両制御システムの動作を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
＜ステップＳ０１：車両運転状態検出＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、車両の運転状態を検出する。ここで、車両の運転状態は、例えば、車速センサ６１が出力する車速パルス信号に基づいて算出された車両の速度（車速）、図示しないブレーキペダル及びスロットルペダルの操作有無等を含む。

＜ステップＳ０２：アイドルストップ条件充足判断＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、ステップＳ０１において検出された車両の運転状態が予め設定されたアイドルストップ条件を充足するか否かを判断する。アイドルストップ条件は、車両が走行状態から、エンジンの自動停止を行うべき停車状態へ移行したことを検出するために設定される条件であって、例えば、アイドルストップ制御ユニット７０は、（ａ）車速０ｋｍ／ｈの状態が所定の時間以上経過すること、（ｂ）図示しないフットブレーキの操作が行われていること、（ｃ）スロットル操作が行われていないこと、（ｄ）その他車両に異常が検出されないことを全て充足すること等をアイドルストップ条件とする。
そして、アイドルストップ条件が充足した場合は車両が停止したと判別してステップＳ０３に進み、充足しない場合はステップＳ０１に戻りこれ以降の処理を繰返す。

＜ステップＳ０３：電動パーキングブレーキオートモード判断＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、電動パーキングブレーキ制御ユニット４０とＣＡＮ通信システムを介して通信し、電動パーキングブレーキ制御ユニット４０においてオートモードが選択されているか否かを判断する。
そして、オートモードが選択されている場合はステップＳ０４に進み、オートモードが選択されておらず、マニュアルモードが選択されている場合はステップＳ０６に進む。

＜ステップＳ０４：電動パーキングブレーキ作動＞
電動パーキングブレーキコントローラ４０は、アクチュエータユニット２０を制御してパーキングブレーキ１０を解除状態から制動状態に移行させる。このとき、パーキングブレーキ１０の目標制動力は、傾斜センサ４４の出力に基づいて設定される。
そして、パーキングブレーキ１０の解除状態から制動状態への移行が終了し、パーキングブレーキ１０が目標制動力を発生する状態となった後に、電動パーキングブレーキ４０はアイドルストップ制御ユニット７０に対してパーキングブレーキの駆動終了を示す制御信号を出力し、ステップＳ０５に進む。
＜ステップＳ０５：アイドルストップ（エンジン自動停止）実施＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、電動パーキングブレーキ制御ユニット４０が出力した制御信号を受信した後、エンジン制御ユニット５０に対して、エンジンの停止を要求する制御信号であるＩＳＳ作動信号を出力（オン）する。
エンジン制御ユニット５０は、ＩＳＳ作動信号の受信に応じて、図示しないインジェクタの燃料噴射を停止してエンジンを停止させ、処理を終了する。

＜ステップＳ０６：アイドルストップ禁止＞
アイドルストップ制御ユニット７０は、アイドルストップの実施を禁止し、エンジンはアイドリング回転数における運転を維持される。

図４及び図５は、車両が走行状態から停車状態に移行する際における車速、エンジン回転数、ＩＳＳ作動信号、電動パーキングブレーキ状態、電動パーキングブレーキオートモードの選択状態の推移を示すグラフであって、それぞれ電動パーキングブレーキのオートモードが選択された状態、解除された状態を示している。
図４に示すように、オートモードがオン（選択）されている場合は、車速が徐々に低下して０ｋｍ／ｈとなり、一定時間が経過してステップＳ０２において車両の停止が判別された後、直ちにパーキングブレーキ１０の駆動が行われ、解除状態から制動状態への移行が開始されている。そして、パーキングブレーキ１０の制動状態への移行が完了した後、ＩＳＳ作動信号が出力されてエンジンは停止され、その回転数は０ｒｐｍとなる。

これに対し、図５に示すようにオートモードがオフ（解除）されている場合は、車両の停止が判別されても、ステップＳ０６においてアイドルストップが禁止されることによって、ＩＳＳ作動信号は出力されず、エンジンは運転を維持される。また、この間、電動パーキングブレーキは解除状態に維持されている。

以上のように、本実施例によれば、電動パーキングブレーキコントローラ４０においてマニュアルモードが選択されている場合に、アイドルストップを禁止することによって、パーキングブレーキ１０が解除された状態においてアイドルストップが行われることを未然に防止して、路面の傾斜等に起因する車両の動き出しを防止し、車両の信頼性を向上するとともに、ユーザのモード選択ミスに対する寛容性を向上して安全性を確保することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例は、ブレーキ制御部のオートモードが解除されている場合に駆動用動力源の自動停止を禁止しているが、駆動用動力源の自動停止を禁止する条件はこれに限らず適宜変更することができる。例えば、路面の傾斜を検出する傾斜センサを利用して、オートモードが解除されかつ路面の傾斜が所定の傾斜以上である場合に限り駆動用動力源の自動停止を禁止するようにしてもよい。これによって、路面の傾斜に起因する車両の動き出しをより確実に防止するとともに、車両の動き出しが発生しにくい平地等においてアイドルストップの許可領域を拡大し、燃費の低減等を図ることができる。この場合、路面の傾斜を検出する方法は、実施例のように車両の前後Ｇを検出するものに限らず、他の方法を用いてもよい。例えば、サービスブレーキの液圧と車速の推移とを比較して傾斜を判定するようにしてもよい。
（２）実施例は、ブレーキ制御部のオートモードが解除されている状態として、マニュアルモードが選択されている場合を示したが、このようにオートモード以外の動作モードが積極的に選択されている場合に限らず、例えば電動パーキングブレーキ装置の故障等によってフェールセーフが働き、オートモードの選択が禁止された場合等に駆動用動力源の自動停止を禁止するようにしてもよい。
例えば、電動パーキングブレーキ装置を診断し、故障があった場合にオートモードの選択を禁止する診断部（オートモード制限部）を設けて、診断部がオートモードの選択を禁止した場合に駆動用動力源の自動停止を禁止するようにしてもよい。
（３）実施例は、駆動用動力源としてガソリンエンジンを用いるものであったが、走行用動力源はこれに限らず他のものであってもよく、例えばディーゼルエンジン、水素エンジンや、これらのエンジンと電気モータとを組み合わせたハイブリッドシステム等であってもよい。
（４）実施例のパーキングブレーキは、フットブレーキ用のブレーキディスクの内径側に配置されたドラムを用いるものであるが、パーキングブレーキの形式は他の形式であってもよく、例えば、フットブレーキ用のディスクブレーキ及びドラムブレーキとその摩擦材を共用し、パーキングブレーキと一体化したものであってもよい。
（５）実施例のパーキングブレーキは、ボディ側に固定されたアクチュエータを用い、パーキングブレーキケーブルを介してパーキングブレーキを駆動するものであったが、本発明はこれに限らず、例えば電動アクチュエータをホイールハブ側に設けてパーキングブレーキと一体化したいわゆるビルトイン型の電動パーキングブレーキにも適用することができる。

本発明を適用した車両制御システムの実施例の構成を示す概略図である。 図１の車両制御システムの回路構成を示すブロック図である。 図１の車両制御システムの動作を示すフローチャートである。 図１の車両制御システムを備えた車両において電動パーキングブレーキのオートモードが選択された場合の各パラメータの推移を示すグラフである。 図１の車両制御システムを備えた車両において電動パーキングブレーキのオートモードが解除された場合の各パラメータの推移を示すグラフである。

符号の説明

１０ パーキングブレーキ
２０ アクチュエータユニット
３０ バッテリ
４０ 電動パーキングブレーキコントローラ
４１ ＥＣＵ
５０ エンジン制御ユニット
６０ 車両安定性制御ユニット
６１ 車速センサ
７０ アイドルストップ制御ユニット

Claims (4)

1. 車両の車輪を制動する電動パーキングブレーキの制動状態と解除状態とを移行させるアクチュエータを制御する電動パーキングブレーキ制御部と、
   前記車両の駆動用動力源の停止と再始動を自動で制御するアイドルストップ制御部と
   を備える車両制御システムにおいて、
   前記電動パーキングブレーキの制動と解除とを自動で行うオートモードと、前記電動パーキングブレーキの制動と解除とをユーザ操作により手動で行うマニュアルモードとをユーザ操作により選択可能であり、その出力が前記電動パーキングブレーキ制御部に入力される選択部を備え、
   前記電動パーキングブレーキ制御部は、前記選択部からの入力に基づいて前記オートモードと前記マニュアルモードとを切り換えるＥＣＵを備え、（ａ）前記オートモードが選択されかつ前記車両の停車を検出した場合、（ｂ）前記アイドルストップ制御部から前記電動パーキングブレーキの制動を指令された場合のいずれか一方が充足した際に前記電動パーキングブレーキを自動で制動状態に移行させ、
   前記アイドルストップ制御部は、前記車両が所定のアイドルストップ条件を充足した場合に前記駆動用動力源の自動停止を行いかつ前記電動パーキングブレーキの制動を指令するとともに、前記オートモードが選択された場合は前記駆動用動力源の自動停止を許可する一方、前記マニュアルモードが選択された場合は前記駆動用動力源の自動停止を禁止すること
   を特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記車両が停車する路面の傾斜を検出する傾斜検出部を備え、
   前記アイドルストップ制御部は、前記電動パーキングブレーキ制御部の前記オートモードが解除されかつ前記傾斜検出部が所定の傾斜を検出した場合に限り、前記駆動用動力源の前記自動停止を禁止すること
   を特徴とする車両制御システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両制御システムにおいて、
   前記電動パーキングブレーキ制御部は、ユーザが前記オートモードを選択した場合でも所定条件の成立により前記オートモードを禁止するオートモード制限部が設けられ、
   前記アイドルストップ制御部は、前記電動パーキングブレーキ制御部の前記オートモードの選択が禁止された場合に、前記駆動用動力源の前記自動停止を禁止すること
   を特徴とする車両制御システム。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両制御システムにおいて、
   前記アイドルストップ制御部は、前記電動パーキングブレーキが前記解除状態から前記制動状態に移行した後に前記駆動用動力源の前記自動停止を行うこと
   を特徴とする車両制御システム。

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