JP6252804B2 - 車両の停止維持装置 - Google Patents
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また、車両の停止状態が検出されたとき、アンチロックブレーキシステム(ABS)やダイナミックスタビリティコントロールシステム(DSC)に代表される制動力制御装置を作動させることによって、乗員によるブレーキペダルの踏込操作に伴う負荷を軽減する自動制動技術(オートホールドとも言う)が提案されている。
(i)車両が停止状態(車速が零)
(ii)オートホールドスイッチがオン状態
(iii)ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧が判定閾値以上
の3つの実行条件が成立したとき、ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧が保持される。しかし、路面状況によっては、車両が坂道で停止した場合、車両が坂道に沿って下降方向に動き出す虞がある。
そこで、オートホールド実行後における車両の停止維持性を高める技術が提案されている。
車両の発進時には、ブレーキ液圧が保持された時点からブレーキ液圧に対応した制動力とエンジンの駆動力とがバランスする近傍時点までの間においてブレーキパッドの摩擦材に弾性変形を生じながらエネルギーが蓄積されている。この蓄積されたエネルギーがブレーキ液圧に対応した制動力とエンジンの駆動力とがバランスする時点以降において一気に開放されて周期的な力の変動、所謂静摩擦係合と動摩擦係合との繰り返し現象に変換され、この加振力がブレーキ廻りやサスペンション廻りに共振を発生させることにより、クリープグローンが生じるものと認識されている。
それ故、ブレーキ液圧の判定閾値が高い値に設定されている場合、オートホールド実行後における車両の停止維持性を高めることができる。
しかし、乗員によるブレーキペダルの踏込操作が少ない場合、乗員がオートホールドスイッチをオン操作しているにも拘らず、オートホールドが実行されない可能性があり、オートホールドの実行信頼性の低下によって乗員が違和感を覚える虞がある。
一方、ブレーキ液圧の判定閾値が低い値に設定されている場合、オートホールドスイッチをオン操作していれば、ブレーキペダルの踏込操作が少なくても、オートホールドが実行されるため、オートホールドの実行信頼性を確保することができる。
しかし、乗員によるブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧がスティックスリップ発生可能領域内に含まれる場合、車両の停止中にクリープグローンが発生する虞がある。
それ故、乗員がオートホールドを実行したい場合であっても、設定されている判定閾値によっては、オートホールドが実行されない虞がある。
しかも、クリープグローンやスティックスリップ発生可能領域については、一切検討されていないことから、ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧がスティックスリップ発生可能領域内に含まれるブレーキ液圧に一致した場合、車両停止中にクリープグローンが発生する虞がある。
車両の停止状態が検出されたときに前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧を保持して停止状態を維持する制御手段とを備えた車両の停止維持装置において、前記制御手段は、前記液圧ブレーキ機構に静摩擦係合と動摩擦係合との繰り返し現象が生じる可能性のあるスティックスリップ発生可能領域の上限よりも高いブレーキ液圧に応じた第1閾値を有すると共に、車両が停止状態で且つ前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧が前記第1閾値未満のとき、前記制動力制御機構を作動させて前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧を前記第1閾値以上に増圧させると共に、前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧が前記第1閾値よりも大きく且つ第1閾値に対して乗員が意識的に踏み分け可能な第2閾値以上のとき、前記自動停止再始動機構を作動させてエンジンを停止させることを特徴としている。
車両が停止状態で且つブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧が第1閾値未満のとき、制動力制御機構を作動させてブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧を第1閾値以上に増圧するため、乗員に違和感を抱かせることなく、広い運転領域でオートホールドを実行することができる。
そして、オートホールド機能を維持しつつ、エンジンの停止条件を操作することによって、乗員の発進意思に適合した車両の発進特性を得ることができる。
この構成によれば、クリープグローンを発生させることなく、ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧を保持してオートホールドを実行することができる。
この構成によれば、オートホールド実行後における乗員の予期しない車両移動を防止でき、車両の停止維持性を高めることができる。
この構成によれば、車両の停止維持性を一層高めることができる。
以下の説明は、本発明を車両の停止維持装置に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
本発明の車両Vには、停止維持装置1が搭載されている。
図1,図2に示すように、停止維持装置1は、アイドルストップ装置2(自動停止再始動機構)と、フットブレーキ装置3と、DSC(Dynamic Stability Control System)装置4(制動力制御機構)と、EPB(Electric Parking Brake)装置5と、ECU(Electronic Control Unit)6(制御手段)等を備えている。
アイドルストップ装置2は、エンジン7の駆動トルクが駆動輪に伝達可能な状態で車両Vの運転状態に応じてエンジン7を自動停止再始動可能に構成されている。
図2に示すように、アイドルストップ装置2は、Eng制御部6aと、エンジン7等によって構成されている。
このエンジン7は、Eng制御部6aからエンジン停止実行指令を受信したとき、燃料噴射を停止し、エンジン再始動実行指令を受信したとき、再始動動作を実行する。
自動変速機8は、各センサからの入力信号を受けて、エンジン7から入力された駆動力を走行状態及び乗員が選択したシフトレンジに応じて所定のトルク及び回転数に変換し、ギアトレイン及び差動装置(何れも図示略)を介して駆動輪に伝達している。
Eng制御部6aは、エンジン回転速度センサ57からの入力信号を受けて、エンジン再始動時、セルモータ(図示略)によって回転駆動されるクランキング状態と、エンジン7の駆動力がハンチングしている不安定状態を経て駆動力が安定した駆動力安定状態とを夫々判定可能に構成されている。
このEng制御部6aは、過去実行されたエンジン再始動からクランキング完了状態及び駆動力安定状態までの夫々の移動平均によって求めた時間をクランキング完了状態判定用時間及び駆動力安定状態判定用時間として予め保有し、エンジン7の再始動時、エンジン再始動からの経過時間によってクランキング完了状態及び駆動力安定状態を夫々判定している。
フットブレーキ装置3は、ブレーキペダル10の踏込操作に応じて加圧されたブレーキ液(以下、ブレーキ液圧Pbという)を前後2対の液圧ブレーキ機構20に供給して前後2対の車輪11を制動可能に構成されている。
図1,図3に示すように、フットブレーキ装置3は、ブレーキペダル10と、マスタシリンダ12と、ブースタ13と、液圧ブレーキ機構20等を備えている。
ブースタ13は、ブレーキペダル10に連動して軸方向に移動可能な可動壁(図示略)を有し、この可動壁によって区画された負圧室と大気室との差圧を利用してブレーキペダル10の踏込み力を倍力している。車輪11に夫々設けられた液圧ブレーキ機構20は、管路27によってマスタシリンダ12に接続され、乗員によるブレーキペダル10の踏込操作に応じて各車輪11に制動力を付与している。
乗員がブレーキペダル10を踏込操作すると、ブレーキ液圧が管路27を流れてシリンダ孔23aに供給され、ピストン26を軸心方向外側に向けて前進させる。
これに伴いインナ側ブレーキパッド25がロータディスク21の内側に押し付けられ、この反力により、キャリパ本体23が内側に移動し、アウタ側ブレーキパッド24がロータディスク21の外側に押し付けられる。以上により、フットブレーキ装置3の制動力を発生させている。
DSC装置4は、ブレーキペダル10の踏込操作と独立して車輪11を制動可能に構成され、DSC制御やABS制御のような姿勢制御機能に加えて、車両Vの停止状態を維持するオートホールド制御を実行可能に構成されている。
また、このDSC装置4は、オートホールド実行条件が成立していると判定されたときにオートホールド制御を開始し、オートホールド解除条件が成立するまで車両Vの停止状態を継続して維持するように形成されている。
図2に示すように、DSC装置4は、DSC制御部6bと、加圧ユニット30(加圧手段)等によって構成されている。
また、DSC制御部6bは、各センサからの入力信号を受けて、各車輪11のホイールロックを防止するためにABS制御を実行する。具体的には、DSC制御部6bは、車輪速センサ56の検出信号に基づき、各車輪11のスリップ率を算出し、算出したスリップ率が所定の閾値を超えた車輪11を検出したとき、加圧ユニット30の作動を制御して該当する車輪11に作用する制動力を低下させてホイールロックを防止している。
加圧用バルブ32は、液圧ポンプ31と管路27の間において第1分岐路27aに配置され、リターン用バルブ33は、管路27から分岐された第2分岐路27bに配置されている。バルブ32,33は、電磁開閉バルブによって構成され、DSC制御部6bにより制御されている。
EPB装置5は、ブレーキペダル10の踏込操作と独立して駆動され、所定の条件が成立したときに車両Vの停止状態を維持するオートパーキング制御を実行するように形成されている。
図2に示すように、EPB装置5は、EPB制御部6cと、電動ブレーキ機構40等によって構成されている。
ピストン41の内端側部分には雄ねじ部41aが形成され、この雄ねじ部41aと円環状部材42の内面部に形成された雌ねじ部42aとが螺合されている。円環状部材42の外面部にはギヤ面部42bが形成され、電動モータ43の駆動軸に一体回転可能に取り付けられたピニオン44と螺合されている。これにより、電動モータ43を駆動することで、円環状部材42が回転駆動され、ピストン41を軸心方向に対して進退移動させている。
ECU6は、エンジン7の自動停止再始動、オートホールド及びオートパーキング可能に構成され、CPU(Central Processing Unit)と、ROMと、RAMと、イン側インタフェースと、アウト側インタフェース等によって構成されている。
ROMには、制動力制御するための種々のプログラムやデータが格納され、RAMには、CPUが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
図2に示すように、このECU6は、ブレーキランプスイッチ51と、アクセルセンサ52と、ヨーレイトセンサ53と、舵角センサ54と、横加速度センサ55と、車輪速センサ56と、エンジン回転速度センサ57と、勾配センサ58と、パーキングスイッチ59と、オートホールドスイッチ60と、シフトポジションセンサ61と、イグニッションスイッチ62と、ブレーキ液圧センサ34等に電気的に接続されている。
エンジン回転速度センサ57は、エンジンの回転速度(回転数)に応じた信号を出力し、勾配センサ58は、車両Vが停車している路面の傾斜角度に応じた信号を出力し、ブレーキ液圧センサ34は、管路27内のブレーキ液圧Pbに応じた信号を出力する。
シフトポジションセンサ61は、乗員によって選択されたシフトレンジを検出して検出信号を出力し、イグニッションスイッチ62は、イグニッションスイッチのオンオフ状態を検出して検出信号を出力する。
オートホールドスイッチ60は、乗員によって切替操作されたときのみHレベルの信号が出力され、それ以外のときはLレベルの信号が出力されるモーメンタリ式切替スイッチによって構成されている。オフ状態に操作された禁止モードの状態で、乗員がオートホールドスイッチ60をオン状態に切替操作した場合、オートホールド制御の実行を許可する許可モードが設定され、オン状態に操作された許可モードの状態で、乗員がオートホールドスイッチ60をオフ状態に切替操作した場合、オートホールド制御の実行を禁止する禁止モードが設定される。
Eng制御部6aは、ECU6に予め記憶されたマップMに基づいてエンジン停止条件の成立を判定してエンジン停止実行指令を出力し、エンジン再始動条件の成立を判定してエンジン再始動実行指令を出力している。
図4に示すように、マップMには、ブレーキペダル10の踏力Fとこの踏力Fに対応したブレーキ液圧Pbとスティックスリップ発生可能領域Aとが規定され、オートホールド実行閾値t1(第1閾値)と、この閾値t1よりも高いアイドルストップ実行閾値t2(第2閾値)と、閾値t1よりも低いスティックスリップ発生可能領域Aの上限に対応した上限ブレーキ液圧ta及び下限に対応した下限ブレーキ液圧tbとが夫々予め設定されている(tb<ta<t1<t2)。
閾値t2は、車両Vが急勾配の斜面に停止されても下降移動しない制動力を発揮可能なブレーキ液圧Pbであり、踏力F1の停止意思よりも強い停止意思を反映した踏力F2に対応するように設定されている。これら踏力F1,F2は、乗員が意識的に踏み分け可能な踏力、例えば5N以上差が生じるように設定されている。
スティックスリップ発生可能領域Aとは、液圧ブレーキ機構20に静摩擦係合と動摩擦係合との繰り返し現象が生じてクリープグローンが発生する可能性のある固有領域であり、ロータディスク21やパッド24,25の材料特性等から画一的且つ車両V毎に設定され、車両Vの仕様によってスティックスリップ発生可能領域Aの上限ブレーキ液圧ta及び下限ブレーキ液圧tbが実験等により予め規定されている。
エンジン停止条件は、ブレーキ液圧Pbが踏力F2に対応する閾値t2以上になることであり、エンジン再始動条件は、ギヤイン状態で且つブレーキペダル10の踏戻操作実行である。
尚、本実施例では、ブレーキ液圧Pbのみをエンジン停止条件としたが、ブレーキ液圧Pbの他に車速、アクセル開度、バッテリ電圧、シフトレンジ等の判定条件を選択的に加え、全ての条件が成立したとき、エンジン停止を実行させても良い。
オートホールド実行条件は、車両Vが停止状態(車速が零)で且つオートホールドスイッチ60がオン状態であり、オートホールド解除条件は、駆動力安定状態で且つアクセルペダル14の踏込操作実行である。
また、このDSC制御部6bは、オートホールド解除時、継続保持されているブレーキ液圧Pbを所定の開放速度で開放するように加圧ユニット30を制御している。
このEPB制御部6cは、パーキングスイッチ59のオン信号又はオートパーキング制御の実行信号に基づき、電動ブレーキ機構40の車輪制動力を所定の荷重になるように制御している。
図5のフローチャートに示すように、停止維持制御処理では、まず、S1にて、各センサの検出値や閾値t1,t2等の情報を読み込み、S2へ移行する。
S2では、フラグf1〜f3が何れも初期値0か否か判定している。
尚、フラグf1は、アイドルストップ制御及びオートホールド制御の実行で1が設定され、フラグf2は、オートホールド制御のみの実行で1が設定され、フラグf3は、アイドルストップ制御のみの実行で1が設定される。
S3の判定の結果、車両Vが停止状態の場合、S4に移行して、乗員によってオートホールドスイッチ60がオン操作されたか否かを判定する。
S5の判定の結果、ブレーキ液圧Pbが閾値t2以上の場合、エンジン停止条件及びオートホールド実行条件が成立しているため、S6に移行する。
S6で、フラグf1を1に設定した後、アイドルストップを実行すると共にオートホールドを実行して(S7)、リターンする。
S8の判定の結果、ブレーキ液圧Pbが閾値t1以上の場合、当初のブレーキ液圧Pbがスティックスリップ発生可能領域Aよりも高いため、S9に移行する。
S9で、フラグf2を1に設定した後、オートホールドを実行して(S10)、リターンする。
S8の判定の結果、ブレーキ液圧Pbが閾値t1未満の場合、当初のブレーキ液圧Pbがスティックスリップ発生可能領域A内に含まれる可能性が存在するため、ブレーキ液圧Pbを閾値t1まで増圧する第1増圧補正し(S11)、S9に移行する。
S12の判定の結果、当初のブレーキ液圧Pbが閾値t2以上の場合、エンジン停止条件が成立しているため、S13に移行する。
S13で、フラグf3を1に設定した後、アイドルストップを実行して(S14)、リターンする。
S12の判定の結果、当初のブレーキ液圧Pbが閾値t2未満の場合、エンジン停止条件が成立していないため、リターンする。
まず、S21にて、ブレーキペダル10が踏戻操作されたか否か判定する。
S21の判定の結果、ブレーキペダル10が踏戻操作された場合、S22に移行し、フラグf3が1に設定されているか否か判定する。
S21の判定の結果、ブレーキペダル10が踏戻操作されていない場合、終了する。
S22の判定の結果、フラグf3が1に設定されている場合、エンジン再始動条件が成立したため、エンジン7を再始動し(S23)、フラグf3を0に設定して(S24)、終了する。
S25の判定の結果、車両Vに移動が生じた場合、オートホールド実行中にも拘らず車両Vが移動したため、ブレーキ液圧Pbを閾値t2に増圧する第2増圧補正し(S26)、S27に移行する。
S25の判定の結果、車両Vに移動が生じていない場合、車両Vが停止状態を維持しているため、ブレーキ液圧Pbを増圧することなく、S27に移行する。
S27の判定の結果、アクセルペダル14が踏込操作された場合、S28に移行し、フラグf2が1に設定されているか否か判定する。
S28の判定の結果、フラグf2が1に設定されている場合、オートホールドのみが実行中で且つオートホールド解除条件が成立しているため、フラグf2を0に設定し(S29)、オートホールドを解除した後(S30)、終了する。
S31の判定の結果、Dレンジ又はRレンジが選択されている場合、エンジン7の再始動条件が成立しているため、S32に移行し、エンジン7が停止中か否か判定する。
S32の判定の結果、エンジン7が停止中の場合、S33に移行し、エンジン7を再始動させる。
S34の判定の結果、駆動力安定状態の場合、オートホールド解除条件が成立しているため、フラグf1を0に設定し(S35)、S30に移行する。
S32の判定の結果、エンジン7が停止中ではない場合、既にエンジン7を再始動して駆動力安定を待っている状態であるため、S34に移行する。
S27の判定の結果、アクセルペダル14が踏込操作されていない場合、S31の判定の結果、Dレンジ又はRレンジが選択されていない場合、S34の判定の結果、駆動力安定状態ではない場合、終了する。
本停止維持装置1によれば、ECU6が、液圧ブレーキ機構20のロータディスク21とパッド24,25に静摩擦係合と動摩擦係合との繰り返し現象が生じる可能性のあるスティックスリップ発生可能領域Aの上限よりも高いブレーキ液圧Pbに応じた第1閾値t1を有するため、クリープグローンを発生させないオートホールドの実行条件を設定することができる。車両Vが停止状態で且つブレーキペダル10の踏込操作に応じたブレーキ液圧Pbが第1閾値t1未満のとき、DSC装置4を作動させてブレーキペダル10の踏込操作に応じたブレーキ液圧Pbを第1閾値t1に増圧するため、乗員に違和感を抱かせることなく、広い運転領域でオートホールドを実行することができる。
1〕前記実施形態においては、アイドルストップ制御を標準的に実行する車両を例に説明したが、オートホールド制御を許可モードと禁止モードに選択的に切り替えるオートホールドスイッチと同様に、アイドルストップ制御を許可モードと禁止モードに選択的に切り替えるアイドルストップスイッチを設けても良い。
また、加圧ユニットとDSC制御部とを一体化形成し、第1停止モードの実行指令をECUから加圧ユニットに直接出力することも可能である。
1 停止維持装置
2 アイドルストップ装置
3 フットブレーキ装置
4 DSC装置
6 ECU
7 エンジン
8 自動変速機
10 ブレーキペダル
11 車輪
20 液圧ブレーキ機構
21 ロータディスク
24,25 パッド
A スティックスリップ発生可能領域
Pb ブレーキ液圧
t1 第1閾値
t2 第2閾値
Claims (4)
- 自動変速機構と、液圧ブレーキ機構を介して車輪を制動可能なフットブレーキ機構と、前記液圧ブレーキ機構に供給されるブレーキ液圧を加圧する加圧手段を含み且つブレーキペダルの踏込操作と独立して前記加圧手段を制御して車輪を制動可能な制動力制御機構と、
エンジンの駆動トルクが駆動輪に伝達可能な状態で車両の運転状態に応じてエンジンを自動停止・自動再始動可能な自動停止再始動機構と、車両の停止状態が検出されたときに前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧を保持して停止状態を維持する制御手段とを備えた車両の停止維持装置において、
前記制御手段は、
前記液圧ブレーキ機構に静摩擦係合と動摩擦係合との繰り返し現象が生じる可能性のあるスティックスリップ発生可能領域の上限よりも高いブレーキ液圧に応じた第1閾値を有すると共に、車両が停止状態で且つ前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧が前記第1閾値未満のとき、前記制動力制御機構を作動させて前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧を前記第1閾値以上に増圧させると共に、
前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧が前記第1閾値よりも大きく且つ第1閾値に対して乗員が意識的に踏み分け可能な第2閾値以上のとき、前記自動停止再始動機構を作動させてエンジンを停止させることを特徴とする車両の停止維持装置。 - 前記制御手段は、車両が停止状態で且つ前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧が前記第1閾値以上のとき、前記制動力制御機構を作動させて前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧を保持して停止状態を維持することを特徴とする請求項1に記載の車両の停止維持装置。
- 前記制御手段は、前記制動力制御機構を作動させて前記ブレーキペダルの踏込操作に応じたブレーキ液圧を保持しているときに車両が移動した場合、前記制動力制御機構を作動させて前記ブレーキ液圧を増圧することを特徴とする請求項1に記載の車両の停止維持装置。
- 前記制御手段は、前記ブレーキ液圧を前記第2閾値以上に増圧することを特徴とする請求項3に記載の車両の停止維持装置。
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