JP6910733B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆる坂道発進補助機能が実装された車両の制御を司る制御装置に関する。

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能が実装されている（例えば、下記特許文献を参照）。これは、登坂路上での停車中、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、以て車両に対する制動力を維持しておくものである。

坂道発進補助機能による車両の制動は、運転者がブレーキペダルから足を離した後一定の時間（約二秒）が経過した、運転者がアクセルペダルを踏んだ、または運転者がパーキングブレーキを作動させたこと等を条件として終了する。ブレーキ装置の制動力を減少させる際には、現在車両が所在している路面の勾配の大きさをセンシングするとともに、そのときのエンジン回転数及びアクセル開度から内燃機関の出力トルクの大きさを推定し、これらを加味した上で車両がずり下がらないようにブレーキ装置の制動力を逓減させてゆく制御を実施する。

だが、内燃機関から変速機を含む駆動系を介して車軸及び駆動輪に伝達（または、入力）される駆動トルクの大きさは、同じ内燃機関からエンジントルクの供給を受けて稼働する補機（発電機、コンプレッサ、ポンプ等）による負荷の影響を受ける。さらに、内燃機関が出力するエンジントルク自体も、混合気への点火タイミング（内燃機関の熱機械変換効率）、内燃機関の温度（摩擦損失）、吸気の温度及び大気圧（気筒に充填される酸素量）等といった諸条件により増減する。

従って、単純に現在のエンジン回転数及びアクセル開度からエンジントルクを推定する手法では、実際に駆動系を介して車軸に入力される駆動トルクの大きさを必ずしも精確に見積もることができない。そして、補機の負荷が大きかったり吸気温が高かったりすると、車軸に入力される駆動トルクが小さくなり、にもかかわらずブレーキ装置の制動力を大きく減少させてしまうことで、車両が発進する前にずり下がる懸念が生じる。逆に、補機の負荷が小さかったり吸気温が低かったりすると、車軸に入力される駆動トルクが大きくなり、既に発進に必要な駆動トルクが確保されているにもかかわらずブレーキ装置の制動力が高く保たれることがあり、車両の発進の妨げとなり得る。運転者がアクセルペダルを踏んでいるのに車両の発進をブレーキ装置が制動してしまうと、車両がブレーキ装置に引き摺られる（拘束される）、いわば車両が引っ掛かるような感覚を運転者に与える。これらは何れも、車両のドライバビリティの低下またはドライブフィーリングの悪化となる。

同様の問題が、車両の重量に関しても当てはまる。車両の重量は搭乗人数や搭載する荷物の量に応じて増減し、それに起因して坂路上の車両に加わる重力も増減する。つまり、坂路上で車両を制動するのに必要な制動力は恒常的に一定ではない。それ故、現在の車両の重量を全く考慮に入れないと、ブレーキ装置の制動力を減少させる過程で車両がずり下がり、または車両の発進を妨げる可能性がある。

特開２０１６−０６８８７１号公報

本発明は、坂路上での停車後の再発進時における車両のずり下がりの抑止と運転者の意思に合致した発進加速との両立を図ることを所期の目的としている。

本発明では、坂路上で停車している車両を発進させる際に運転者がブレーキペダルから足を離したとしても車両を制動しているブレーキ装置の制動力を即時には減少させずに維持するものであって、内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動させる要因による、車軸に伝達されるエンジントルクの変動量を推測し、その推測した変動量に応じて、ブレーキ装置による車両の制動の解除を許可するための条件が成立してから実際にブレーキ装置の制動力を減少させる際の制動力の単位時間あたりの減少量を調整する車両の制御装置を構成した。

なお、ブレーキ装置の制動力をブレーキペダルの踏込量如何によらず維持する制御を開始してから、同ブレーキ装置による車両の制動を解除するまでの間は、内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動させる要因による、車軸に伝達されるエンジントルクの増減を抑制することが好ましい。

本発明によれば、坂路上での停車後の再発進時における車両のずり下がりの抑止と運転者の意思に合致した発進加速との両立を図ることができる。

本発明の一実施形態における車両用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車両のブレーキアクチュエータの液圧回路の構造を示す図。 同実施形態における車両の電装系の電気回路の概略構成を示す図。 同実施形態の車両の制御装置が実行する制御の内容を示すタイミング図。 同実施形態の車両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（例えば、三気筒。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を気筒１毎に設けている。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り、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。

内燃機関には、各気筒１の少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを可変制御できる可変バルブタイミング（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）機構８が付随する。吸気バルブタイミングを調節するためのＶＶＴ機構８は、各気筒１の吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を液圧（潤滑油圧）によって変化させるベーン式のものや、電動機によって変化させる電動式のもの（モータドライブＶＶＴ）である。周知の通り、カムシャフトは、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトから回転駆動力の供給を受け、クランクシャフトに従動して回転する。クランクシャフトとカムシャフトとの間には、回転駆動力を伝達するための巻掛伝動装置（図示せず）が介在している。巻掛伝動装置は、クランクシャフト側に設けたクランクスプロケット（または、プーリ）と、カムシャフト側に設けたカムスプロケット（または、プーリ）と、これらスプロケット（または、プーリ）に巻き掛けるタイミングチェーン（または、タイミングベルト）とを要素とする。ＶＶＴ機構５は、カムシャフトをカムスプロケットに対し相対的に回動させることを通じて、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化させ、以て吸気バルブの開閉タイミングを変更する。

同様に、排気バルブタイミングを調節するためのＶＶＴ機構は、各気筒１の排気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を液圧や電動機によって変化させるものである。なお、このＶＶＴ機構は存在しないことがあり、その場合、排気バルブの開閉タイミングは不変である。

本実施形態の車両には、その制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するためのブレーキブースタ５が付帯している。ブレーキブースタ５は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側の部位（または、サージタンク３３）から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ５は、負圧を蓄える定圧室と、大気圧が加わる変圧室とを有し、定圧室が負圧管路５１を介して吸気通路３に接続している。負圧管路５１は、スロットルバルブ３２の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路５１上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ５２を設けてある。

運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ５により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ６において液圧力に変換される。マスタシリンダ６が出力するマスタシリンダ圧、即ちマスタシリンダ６が吐出する作動液の圧力は、液圧回路を介して例えばブレーキキャリパ７１、７３やホイールシリンダ７２、７４等といったブレーキ装置に伝達され、当該ブレーキ装置７１、７２、７３、７４による車両の制動に用いられる。

図２に、本実施形態における車両のブレーキアクチュエータの液圧回路を示す。マスタシリンダ圧は、ブレーキアクチュエータの入力ライン６０１、６０２に入力される。入力ライン６０１、６０２は、二系統存在する。第一の系統の入力ライン６０１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６０２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６０１、６０２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ｒ、ｓ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ｔ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ｕ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。

内燃機関には、発電機９７、エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサ、内燃機関の冷却水や潤滑油を吐出し圧送するポンプ等といった補機が付随している。これらの補機は、内燃機関が出力するエンジントルクの一部の供給を受けて稼働する。内燃機関の出力軸であるクランクシャフトと各補機の入力軸とは、巻掛伝動機構を介して接続する。

車両の電装系には、各種の電気負荷が実装されている。電気負荷の具体例としては、照明灯９１であるヘッドランプ、テールランプ、フォグランプ、ルームランプ、ターンシグナルランプ（ハザードランプとしても機能する）や、エアコンディショナの送風用ブロワ、内燃機関の冷却水を空冷するラジエータのファン、リアガラスの曇りを取るデフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、電動パワーステアリング装置、等が挙げられる。

発電機９７が発電する電力は、車載の蓄電装置（バッテリ及び／またはキャパシタ）９８に蓄えられるとともに、各種の電気負荷に供給されてそれらを作動させる。図３に示すように、照明灯９１や、送風用ブロワ、ラジエータファン等を回転駆動する電動機９３等への通電及びその遮断は、リレースイッチ９４のＯＮ／ＯＦＦ、または半導体スイッチング素子９５の点弧／消弧によって行う。デフォッガとしてリアガラスに敷設された電熱線ヒータ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステムその他の電気負荷についても、同様である。

また、冷媒圧縮用のコンプレッサを作動させるときには、内燃機関のクランクシャフトとコンプレッサの入力軸との間に介在するマグネットクラッチ９６に通電して、当該クラッチ９６を締結する。エアコンディショナを作動させないときには、マグネットクラッチ９６に通電せず、同クラッチ９６を切断する。マグネットクラッチ９６への通電及びその遮断は、リレースイッチ９２のＯＮ／ＯＦＦによって行う。

発電機９７は、内燃機関から見れば機械的な負荷となる。発電機９７の出力電圧が蓄電装置９８の端子電圧を超越するとき、蓄電装置９８が充電され、かつ発電機９７から電気負荷に電力が供給される。つまり、発電機９７が内燃機関のクランクシャフトの回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。蓄電装置９８への充電量及び電気負荷への給電量は、発電機９７の出力電圧と蓄電装置９８の端子電圧との電位差に依存する。

逆に、発電機９７の出力電圧が蓄電装置９８の端子電圧に満たないかこれに近いときには、蓄電装置９８が充電されず、また発電機９７から電気負荷に電力が供給されない（蓄電装置９８から電気負荷に電力供給されることはある）。つまり、発電機９７が内燃機関のクランクシャフトの回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。

発電機９７に付帯するコントローラは、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０から発される、発電機９７の出力電圧の目標値を指令する制御信号ｍを受け付ける。そして、その指令された目標電圧に蓄電装置９８の端子電圧（電装系に供給する電源電圧でもある）を追従せしめるべく、半導体スイッチング素子をスイッチ動作させてロータコイルに印加する励磁電流の大きさを調節するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を実施する。発電機９７の出力電圧即ちステータコイルに誘起される発電電圧は、ロータコイルを流れる励磁電流が大きいほど大きくなる。要するに、ＥＣＵ０から発電機９７のコントローラに高い発電電圧を指令すると、内燃機関に対する発電機９７の負荷トルクが増し、低い発電電圧を指令すると、内燃機関に対する発電機９７の負荷トルクが減る。

冷媒圧縮用コンプレッサや冷却水ポンプ、潤滑油ポンプもまた、内燃機関から見て機械的な負荷となることは当然である。

本実施形態の車両の制御装置たるＥＣＵ０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。なお、ＥＣＵ０は、内燃機関、変速機及びマグネットクラッチ９６の制御を司る総合ＥＣＵや、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制御を司るＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）−ＥＣＵ等といった複数基のＥＣＵ０がＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。

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、内燃機関の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から出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関に対し要求されるエンジン負荷率）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冷却水温信号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、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｈ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｖ、エアコンディショナの冷媒の圧力を検出する冷媒圧センサから出力される冷媒圧信号ｗ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、ＶＶＴ機構８に対してバルブタイミングの制御信号ｍ、発電機９７の発電電圧を制御するコントローラに対して電圧指令信号ｎ、マグネットクラッチ９６に通電する電気回路上のスイッチ９２に対してクラッチ締結信号ｏ、照明灯９１や電動機９３その他の電気負荷に通電する電気回路上のスイッチ９４、９５に対してスイッチＯＮ信号ｐ、ｑ、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ｒ、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ｓ、保持ソレノイドバルブ６３に対して閉弁制御信号ｔ、減圧ソレノイドバルブ６４に対して開弁制御信号ｕ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、ｖ、ｗを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数及びアクセル開度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、アクセル開度及び吸気量等に基づき、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、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）、混合気への点火タイミング、吸気バルブ及び／または排気バルブの開閉タイミング、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力、発電機９７の出力電圧（発電量）、電気負荷のＯＮ／ＯＦＦ、エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサの稼働のＯＮ／ＯＦＦ、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、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕを出力インタフェースを介して印加する。

本実施形態のＥＣＵ０は、坂道発進補助機能として、車両が登坂路上で停車している状況下で、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り、ブレーキペダルが踏まれ、アクセルペダルが踏まれておらず、並びに運転者がパーキングブレーキを作動させていない場合に、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。これにより、坂路上で車両がブレーキ装置７１、７２、７３、７４により制動された状態となる。

この車両の制動は、運転者がブレーキペダルから足を離した後一定の時間（例えば、約二秒）が経過した、運転者がアクセルペダルを踏んだ、または運転者がパーキングブレーキを作動させたこと等を条件として解除する。つまり、上記の何れかの解除条件が成立しない限りはマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２の閉弁を維持しておき、同解除条件が成立した後、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に供給された圧液がマスタシリンダ６に向かって流下し始め、ブレーキ液圧力が減少、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４が車両に対して発揮していた制動力が減少し、最終的には消失することとなる。

坂路上で停車した車両の再発進時におけるずり下がりを適切に抑止するためには、車両の制動の解除条件が成立したとしても即時にはマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２を開弁せずにブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を維持し、及び／または、マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２の開度をゆっくりと拡大させることでブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力の減少の速度を緩やかにする。さすれば、内燃機関から変速機を含む駆動系を介して車両の車軸及び駆動輪に必要十分な大きさのエンジントルクを伝達できるようになる前に、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力が失われてしまうことを回避できる。結果として、車両のずり下がりが防止される。

その上で、本実施形態のＥＣＵ０は、車両の制動の解除条件の成立後、実際にマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２を開いてブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を減少させ始めるまでの遅延時間の長さ、及び／または、マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２の開弁に伴い減少してゆくブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力の減少速度即ち単位時間あたりの減少量を可変調整する。

まず、ＥＣＵ０は、現在の内燃機関の運転領域［エンジン回転数，アクセル開度（または、サージタンク３３内吸気圧、気筒１に充填される吸気量若しくは燃料噴射量）］を基に、内燃機関が出力するエンジントルクの基本量を求める。ＥＣＵ０のメモリには予め、エンジン回転数及びアクセル開度と、エンジントルクの基本量との関係を規定したマップデータが格納されている。ＥＣＵ０は、現在のエンジン回転数及びアクセル開度をキーとして当該マップを検索し、エンジントルクの基本量を知得する。

次いで、ＥＣＵ０は、内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動（または、減少）させる要因（内燃機関の運転領域及び路面の勾配以外の要因）による、車軸に伝達されるエンジントルクの変動量（減少量）を推測する。内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動させる要因としては、内燃機関により駆動される各種補機による機械的な負荷や、内燃機関における摩擦損失、さらには、内燃機関の出力トルク自体を増減させる要素、具体的には混合気への火花点火のタイミング、吸気温、大気圧等を挙げることができる。発電機９７による負荷は、発電機９７の出力電圧が高いほど大きい。エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサによる負荷は、冷媒圧が高くなるほど大きくなる一方、コンプレッサの回転数が高くなるほど小さくなる。無論、内燃機関とコンプレッサとを繋ぐクラッチ９６が切断されているときには、コンプレッサによる負荷は０となる。内燃機関における摩擦損失は、内燃機関の温度が低いほど大きくなる。しかして、内燃機関の出力するエンジントルクは、点火タイミングがＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）から遅角するほど熱機械変換効率が低下して小さくなり、並びに、吸気温が高いほど、また大気圧が低いほど吸気の充填効率が低下して小さくなる。ＥＣＵ０のメモリには予め、発電機９７の出力電圧、冷媒圧、エンジン回転数（または、これに比例するコンプレッサの回転数）、内燃機関の温度を示唆する冷却水温、点火タイミングの遅角量、吸気温、大気圧等のパラメータと、内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクの変動量との関係を規定したマップデータが格納されている。ＥＣＵ０は、現在のそれらのパラメータをキーとして当該マップを検索し、エンジントルクの変動量を知得する。

そして、ＥＣＵ０は、前者の基本量から後者の変動量を減算することで、現に内燃機関から車軸に伝達されて車軸に入力される駆動トルクの推定量を求める。駆動トルクは、車両を発進させる推進力であるとともに、登坂路上にある車両のずり下がりを食い止める力でもある。

また、ＥＣＵ０は、坂路上で車速が０まで低下して車両が停車する際のマスタシリンダ圧、車両の減速度及び路面の勾配の大きさから、現在の車両の重量を推測する。ＥＣＵ０のメモリには予め、車両が停車する際のマスタシリンダ圧、車両の減速度及び路面の勾配と、車両の重量との関係を規定したマップデータが格納されている。ＥＣＵ０は、車両が停車する際のマスタシリンダ圧、車両の減速度及び路面の勾配をキーとして当該マップを検索し、車両の重量を知得する。

最終的に、ＥＣＵ０は、内燃機関から車軸に伝達される駆動トルク、車両が所在している路面の勾配、及び車両の重量の兼ね合いに基づいて、車両の制動の解除条件の成立からブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を減少させ始めるまでの遅延時間の長さ、及び／または、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力の減少速度を決定し、以て坂路上での車両のずり下がりを適切に抑止する。

遅延時間を可変調整する場合には、遅延時間を、内燃機関から車軸に伝達される駆動トルクに影響を及ぼす変動量が大きいほど（駆動トルクが大きいほど）短縮し、路面の勾配が小さいほど短縮し、車両の重量が軽いほど短縮する。そのためには、例えば、ＥＣＵ０が、路面の勾配が大きいほど、また車両の重量が重いほど大きな閾値を設定しておき、車両の制動の解除条件の成立後、運転者がアクセルペダルを踏むことで増大する駆動トルクが当該閾値以上に増大したときに、マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２を開く操作を行うようにする。図４において、実線は、駆動トルクに影響を及ぼす変動量が比較的小さく、車両が停車した路面の勾配が比較的小さく、または車両の重量が比較的軽い場合の制動力の推移を表しており、鎖線は、駆動トルクに影響を及ぼす変動量が比較的大きく、車両が停車した路面の勾配が比較的大きく、または車両の重量が比較的重い場合の制動力の推移を表している。ｔ₀は、車両の制動の終了条件が成立した時点である。この時点ｔ₀では、運転者は既にブレーキペダルを踏んでいない。並びに、ｔ₁及びｔ₁’はそれぞれ、駆動トルクが閾値以上となった時点、即ちマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２を開弁してブレーキ装置７１、７２、７３、７４に印加していたブレーキ液圧力を減少させ始める時点である。時点ｔ₀から時点ｔ₁まで、または時点ｔ₀から時点ｔ₁’までが、遅延時間である。

他方、制動力の減少速度を可変調整する場合には、その減少速度を、内燃機関から車軸に伝達される駆動トルクに影響を及ぼす変動量が小さいほど（駆動トルクが大きいほど）速くし、路面の勾配が小さいほど速くし、車両の重量が軽いほど速くする。図５において、実線、鎖線、時点ｔ₀、ｔ₁及びｔ₁’の各々の意味するところは、図４と同じである。そして、時点ｔ₁またはｔ₁’以降の実線または鎖線の傾きが、マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２の開度を拡大する速度、ひいてはブレーキ装置７１、７２、７３、７４に印加していたブレーキ液圧力を減少させる速度を表している。図５に示しているように、遅延時間と制動力の減少速度との双方をともに可変調整してよいことは言うまでもない。

なお、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力をブレーキペダルの踏込量如何によらず維持する制御を開始してから、同ブレーキ装置７１、７２、７３、７４による車両の制動を解除する（時点ｔ₁、ｔ₁’）までの期間、つまりはマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２を閉じて車両を制動している間は、内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動させる要因による、車軸に伝達されるエンジントルクの変動を抑制することが好ましい。具体的には、ＥＣＵ０が、同期間中、発電機９７の出力電圧や、冷媒圧縮用コンプレッサのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるマグネットクラッチ９６の状態等を変更せずに一定に維持する。並びに、ＥＣＵ０が、同期間中、混合気への点火タイミング、ＶＶＴ機構８が具現する吸気バルブ及び／または排気バルブの開閉タイミング等の変動量または単位時間あたりの変化量を一定以下に小さく抑制する（あるいは、点火タイミングや吸気／排気バルブタイミングを概ね一定に維持する）。

本実施形態では、坂路上で停車している車両を発進させる際に運転者がブレーキペダルから足を離したとしても車両を制動しているブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を即時には減少させずに維持するものであって、内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動させる要因による、車軸に伝達されるエンジントルクの変動量を推測し、その推測した変動量に応じて、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４による車両の制動の解除を許可するための条件が成立してから実際にブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を減少させ始めるまでの遅延時間の長さ、または制動力の単位時間あたりの減少量を調整する車両の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、坂道発進補助機能による車両の制動を解除して車両を再発進させるに際し、補機による内燃機関に対する負荷の変動や、内燃機関の出力するエンジントルク自体の増減を考慮に入れた上で、現在車軸及び駆動輪に入力されている駆動トルクの大きさに合わせてブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を減少させることが可能となる。換言すれば、登坂路上で車両が後方にずり下がらないために必要最小限の制動力を残すように、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を減少させてゆくことができる。従って、駆動トルクが未だ小さいにもかかわらずブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を大きく減少させてしまい、車両が発進する前にずり下がる問題を回避できる。並びに、駆動トルクが既に十分大きいにもかかわらずブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力が高く依然として保たれ、駆動トルクがブレーキ装置７１、７２、７３、７４において浪費されて車両の発進が妨げられる問題を回避できる。

並びに、本実施形態では、坂路上で停車している車両を発進させる際に運転者がブレーキペダルから足を離したとしても車両を制動しているブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を即時には減少させずに維持する制御を実施するものであって、現在の車両の重量を推測し、その推測した重量に応じて、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４による車両の制動の解除を許可するための条件が成立してから実際にブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を減少させ始めるまでの遅延時間の長さ、または制動力の単位時間あたりの減少量を調整する車両の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、坂道発進補助機能による車両の制動を解除して車両を再発進させるに際し、車両の実際の重量を考慮に入れた上で、登坂路上で車両が後方にずり下がらないために必要最小限の制動力を残すように、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を減少させてゆくことができる。従って、駆動トルクが未だ小さいにもかかわらずブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力を大きく減少させてしまい、車両が発進する前にずり下がる問題を回避できる。並びに、駆動トルクが既に十分大きいにもかかわらずブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力が高く依然として保たれ、駆動トルクがブレーキ装置７１、７２、７３、７４において浪費されて車両の発進が妨げられる問題を回避できる。

加えて、本実施形態では、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４の制動力をブレーキペダルの踏込量如何によらず維持する制御を開始してから同ブレーキ装置７１、７２、７３、７４による車両の制動を解除するまでの間、内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動させる要因による、車軸に伝達されるエンジントルクの変動を抑制するようにしている。これにより、現在車軸に与えられている駆動トルクをより精確に見積もることができるので、車両の再発進時におけるずり下がりや引っ掛かりをより確実に防止できる。

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。例えば、制動力を制御する対象となるブレーキ装置は、ディスクブレーキのブレーキキャリパ７１、７３やドラムブレーキのホイールシリンダ７２、７４には限定されず、坂路上で停車した車両の停車中及び再発進時のずり下がりを抑止し得る制動力を発揮できるものであればどのような態様のものであっても構わない。

その他、各部の具体的な構成や処理の内容は、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、坂道発進補助機能が実装された車両の制御に適用できる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
６１、６２…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（ブレーキキャリパ、ホイールシリンダ）
ａ…車速信号
ｂ…クランク角信号
ｃ…アクセル開度信号
ｄ…吸気温・吸気圧信号
ｅ…冷却水温信号
ｆ…加速度信号
ｈ…ブレーキ踏量信号
ｎ…電圧指令信号
ｏ…クラッチ締結信号
ｒ、ｓ…閉弁制御信号
ｖ…大気圧信号
ｗ…冷媒圧信号

Claims (2)

1. 坂路上で停車している車両を発進させる際に運転者がブレーキペダルから足を離したとしても車両を制動しているブレーキ装置の制動力を即時には減少させずに維持するものであって、
   内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動させる要因による、車軸に伝達されるエンジントルクの変動量を推測し、
   その推測した変動量に応じて、ブレーキ装置による車両の制動の解除を許可するための条件が成立してから実際にブレーキ装置の制動力を減少させる際の制動力の単位時間あたりの減少量を調整する車両の制御装置。
2. ブレーキ装置の制動力をブレーキペダルの踏込量如何によらず維持する制御を開始してから同ブレーキ装置による車両の制動を解除するまでの間、内燃機関から車軸に伝達されるエンジントルクを変動させる要因による、車軸に伝達されるエンジントルクの変動を抑制する請求項１記載の内燃機関の制御装置。

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