JPWO2016092385A1 - 車両用制御装置 - Google Patents

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Abstract

車両用制御装置としての車両挙動安定化装置10は、セレクタレバー52の操作に応じて選択されたセレクタ位置を検出するセレクタ位置センサ28と、車両40の移動方向及び移動速度|V|を計測する車輪速度センサ30、31と、計測された移動方向が検出されたセレクタ位置に対応する挙動傾向と異なっており、且つ、計測された移動速度|V|が閾値Vthよりも大きい場合に、ホイールシリンダ36により制動力を付与させる速度抑制制御を実行するESP−ECU12を備える。

Description

本発明は、ブレーキ手段により車両に対して制動力を付与させる車両用制御装置に関する。
従来から、ブレーキ手段により車両に対して制動力を付与させる車両用制御装置が開発されている。例えば、運転者の操作ミス等に起因して車両が予期に反する挙動を示した場合に、当該車両に対して制動力を付与する技術が種々提案されている。
特許文献1では、所定の停車条件が検出され、且つ、所定値以上の車速が検出された場合にブレーキを作動する装置が提案されている。これにより、例えば、セレクタレバーをパーキングレンジ(P位置)に入れずに停車させた場合、仮に車両が動き始めたときであっても、車両を停止させることができる旨が記載されている。
特開2004−182118号公報([0006][0009]等)
ところで、ある運転者は、車両の移動又は一時停止の最中に、理想的な操作タイミングに先んじて次の操作を行うことがある。また、別の運転者は、車両の移動又は一時停止の最中に、理想的な操作タイミングの経過後にもかかわらず、次の操作を保留することがある。これにより、車両の移動方向とセレクタ位置の間に不整合が生じ、パワートレーンに負荷が掛かる場合がある。その結果、エンジンストールの発生又は変速機の破損を引き起こすことがあった。
しかしながら、特許文献1では、単に停車の場合のみを想定しており、車両の運転中におけるセレクタレバーの操作について何ら考慮していない。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、車両の運転中におけるセレクタレバーの操作に起因するエンジンストールの発生又は変速機の破損を防止可能な車両用制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る車両用制御装置は、ブレーキ手段により車両に対して制動力を付与させる装置であって、セレクタレバーの操作に応じて選択されたセレクタ位置を検出する位置検出手段と、前記車両の移動方向及び移動速度を計測する移動計測手段と、前記移動計測手段により計測された前記移動方向が前記位置検出手段により検出された前記セレクタ位置に対応する挙動傾向と異なっており、且つ、前記移動計測手段により計測された前記移動速度が第1閾値よりも大きい場合に、前記ブレーキ手段により前記制動力を付与させる速度抑制制御を実行するブレーキ制御手段を備える。
このように、計測された移動方向がセレクタ位置に対応する挙動傾向と異なっており、且つ、計測された移動速度が第1閾値よりも大きい場合に、ブレーキ手段により制動力を付与させる速度抑制制御を実行するので、車両の移動方向とセレクタ位置の間に不整合が生じる状態下では、車両は、第1閾値よりも大きい移動速度を抑制する方向に動作する。これにより、車両の運転中におけるセレクタレバーの操作に起因するエンジンストールの発生又は変速機の破損を防止できる。
また、前記第1閾値は、正の値であることが好ましく、更には、前記車両が直ちに停止可能な徐行速度であることがより好ましい。これにより、運転者は、必要に応じて即時に車両を停止させることができる。
また、前記ブレーキ制御手段は、前記第1閾値と同一の又は異なる値を目標値とし、前記移動速度を前記目標値に近づける前記速度抑制制御を実行することが好ましい。車両の移動速度を略一定に保つことで、運転者は、車両の挙動を正確且つ容易に予測可能となり、適切な状況判断及びその後の運転操作を遂行できる。
また、前記ブレーキ制御手段は、前記移動速度を前記第1閾値よりも大きい前記目標値に近づける前記速度抑制制御を継続して実行することが好ましい。これにより、車両の移動速度が目標値近傍である場合にて速度抑制制御がそのまま継続するため、車両の挙動が安定する。
また、前記ブレーキ制御手段は、前記速度抑制制御を実行している場合、前記速度抑制制御を実行していない場合と比べて、クラッチの接続開始時点及び変速ギアの切り替え時点のうち少なくとも一方を遅延させることが好ましい。接続開始時点又は切り替え時点を遅延させることで、その遅延時間分だけ、速度抑制制御による車両の減速効果が得られ、エンジンストールの発生又は変速機の破損を防ぐ可能性が一層高くなる。
また、前記ブレーキ制御手段は、前記第1閾値よりも大きい第2閾値と比べて前記移動速度が大きい場合に、クラッチを切断しながら前記速度抑制制御を実行することが好ましい。その一方、前記ブレーキ制御手段は、前記移動速度が前記第1閾値よりも大きく且つ前記第2閾値以下である場合に、クラッチを接続しながら前記速度抑制制御を実行することが好ましい。
また、検出された前記セレクタ位置がパーキングレンジ及びリバースレンジのうちのいずれかであり、且つ、計測された前記移動方向が前進方向である場合、前記ブレーキ制御手段は、前記移動方向が前記挙動傾向と異なるとして前記速度抑制制御を実行することが好ましい。
また、検出された前記セレクタ位置がパーキングレンジ及び前進を意図したレンジのうちのいずれかであり、且つ、計測された前記移動方向が後進方向である場合、前記ブレーキ制御手段は、前記移動方向が前記挙動傾向と異なるとして前記速度抑制制御を実行することが好ましい。
また、前記ブレーキ制御手段は、前記速度抑制制御を実行している場合、前記速度抑制制御を実行していない場合と比べて、パーキングロック機構のロック開始時点を遅延させることが好ましい。ロック開始時点を遅延させることで、その遅延時間分だけ、速度抑制制御による車両の減速効果が得られ、エンジンストールの発生又は変速機の破損を防ぐ可能性が一層高くなる。
また、前記ブレーキ制御手段は、前記セレクタ位置が前記パーキングレンジであり、且つ、前記速度抑制制御を実行している場合、前記移動速度が前記第1閾値よりも小さい第3閾値と等しくなった時点を前記ロック開始時点とすることが好ましい。
また、前記ブレーキ制御手段は、前記第1閾値よりも小さい第4閾値と比べて前記移動速度が小さい場合に、実行中である前記速度抑制制御を停止することが好ましい。速度抑制制御にヒステリシス特性をもたせることで、移動中の車両をより円滑に停止状態に導くことができる。
また、前記ブレーキ手段を更に備えることが好ましい。
本発明に係る車両用制御装置によれば、計測された移動方向がセレクタ位置に対応する挙動傾向と異なっており、且つ、計測された移動速度が第1閾値よりも大きい場合に、ブレーキ手段により制動力を付与させる速度抑制制御を実行するので、車両の移動方向とセレクタ位置の間に不整合が生じる状態下では、車両は、閾値よりも大きい移動速度を抑制する方向に動作する。これにより、車両の運転中におけるセレクタレバーの操作に起因するエンジンストールの発生又は変速機の破損を防止できる。
この実施形態に係る車両用制御装置としての車両挙動安定化装置の構成を示す概略ブロック図である。 図1に示す車両挙動安定化装置が搭載された車両の概略平面透視図である。 図1及び図2の車両挙動安定化装置の動作説明に供されるフローチャートである。 第1の動作例を示すタイムチャートである。 第2の動作例を示すタイムチャートである。 第3の動作例を示すタイムチャートである。 第4の動作例を示すタイムチャートである。 第5の動作例を示すタイムチャートである。 第6の動作例を示すタイムチャートである。
以下、本発明に係る車両用制御装置において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
[車両挙動安定化装置10の構成]
図1は、この実施形態に係る車両用制御装置としての車両挙動安定化装置10の構成を示す概略ブロック図である。車両挙動安定化装置10は、車両40(図2、図4〜図9)の挙動に関わる各種制御を実行する電子制御ユニット(Electronic Control Unit;以下、ESP−ECU12という)を備える。ここで、ESP(Electronic Stability Program)とは、車両40における現在の挙動を検出し、この検出結果に基づいて車両40の走行状態を自動制御することで、車両40の挙動を安定させるシステムを意味する。
ESP−ECU12(ブレーキ制御手段)は、マイクロコンピュータ等からなる計算機である。この実施形態において、ESP−ECU12は、入出力部14、演算部16、及び記憶部18として機能する。
後述するセンサ群20からの各信号は、入出力部14を介してESP−ECU12側に入力される。また、ESP−ECU12からの各信号は、入出力部14を介して外部装置に向けて出力される。入出力部14は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないA/D変換回路を備える。
演算部16は、記憶部18に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、データ取得部22、要否判定部24、及び制御信号生成部26の各機能を実現可能である。或いは、このプログラムは、図示しない無線通信装置(携帯電話機、スマートフォン等)を介して外部から供給されてもよい。
記憶部18は、デジタル信号に変換された検出データ、各種演算処理に供される一時データ等を記憶するRAM(Random Access Memory)、及び、実行プログラム、テーブル又はマップ等を記憶するROM(Read Only Memory)等で構成される。
車両挙動安定化装置10は、複数のセンサから構成され、且つ、ESP−ECU12に電気的に接続されるセンサ群20を更に備える。センサ群20は、具体的には、セレクタ位置センサ28(位置検出手段)、シリンダ圧力センサ29、2つの車輪速度センサ30、31(移動計測手段)、前後加速度センサ32、ヨーレートセンサ33及び操舵角センサ34を含んで構成される。なお、センサの種類及び個数は図1例に限られず、種々の構成を採用できることは言うまでもない。
車両挙動安定化装置10は、車輪42FR(図2)等に制動力を付与するホイールシリンダ36(ブレーキ手段)、及び、車輪42FR等に駆動力を伝達する変速機38を更に備える。変速機38は、前車軸44F(同図)の回転を機械的にロックするパーキングロック機構(不図示)を含んで構成される。変速機38の種類として、自動変速機(AT;Automatic Transmission)、無段変速機(CVT;Continuously Variable Transmission)及びデュアル・クラッチ・トランスミッション(DCT;Dual Clutch Transmission)のうちいずれを採用してもよい。
[車両40の平面透視図]
図2は、図1に示す車両挙動安定化装置10が搭載された車両40の概略平面透視図である。四輪車である車両40は、車輪42FR(右前輪)、車輪42FL(左前輪)、車輪42RR(右後輪)及び車輪42RL(左後輪)を有する。前車軸44Fは、車輪42FR、42FLを回動自在に軸支する。後車軸44Rは、車輪42RR、42RLを回動自在に軸支する。
車輪42FR、42FL、42RR、42RLには、制動力を発生するホイールシリンダ36が1つずつ設けられている。各ホイールシリンダ36の制動力(制動液圧)は、液圧制御装置46によりそれぞれ独立に制御される。
液圧制御装置46は、ブレーキペダル48の踏込量、及び/又は、ESP−ECU12から出力される指令値に応じた制動液圧を発生して、各ホイールシリンダ36側に出力する。マスタシリンダ50は、ブレーキペダル48の踏込量を制動液圧に変換し、この制動液圧を液圧制御装置46側に圧送する装置である。マスタシリンダ50の近傍位置には、該マスタシリンダ50の内部圧力を検出するシリンダ圧力センサ29が設けられている。
セレクタレバー52は、乗員(特に運転者)の操作に応じて、複数のセレクタ位置の中から1つのセレクタ位置を選択するための装置である。セレクタレバー52の近傍位置には、セレクタレバー52の操作に応じて選択されたセレクタ位置を検出するセレクタ位置センサ28が設けられている。
2つの車輪42FR、42FLには、エンジン54から変速機38を通じて駆動力が伝達される。エンジン54と変速機38の間には、両者を機械的に接続し、或いは接続を解除(つまり、切断)するクラッチ56が介挿されている。なお、残りの車輪42RR、42RLは、車両40の移動により回転する従動輪として機能する。
変速機38には、車両40の自動変速制御を司るECU(以下、TM−ECU58)が電気的に接続されている。TM−ECU58は、ESP−ECU12からの制御信号に応じて、変速機38のギア変更動作、パーキングロックの開始/終了動作、又はクラッチ56の接続/切断動作を指示するための指示信号を出力する。
なお、車両40の構成は図2例に限られることなく、種々の構成を採用し得ることは言うまでもない。例えば、車両40の駆動方式としては、上記した前輪駆動の他、後輪を駆動する後輪駆動、又は四輪を駆動する四輪駆動であってもよい。また、クラッチ56は、変速機38と前車軸44Fの間に介挿されてもよく、或いは、変速機38と一体的に構成されてもよい。
[車両挙動安定化装置10の動作]
続いて、図1及び図2に示す車両挙動安定化装置10の動作について、図3のフローチャートを参照しながら概略的に説明する。ここでは、車両40の移動を低速に抑えることで、エンジンストールの発生又は変速機38の破損を防止する「速度抑制制御」を中心に説明する。
S1:セレクタ位置の検出
S2:車両の移動方向及び移動速度を計測
S3:セレクタ位置に対応する挙動傾向に一致?
S4:「不要」と判定
S5:|V|≦Vth?
S6:「要」と判定
S7:速度抑制制御の実行
ステップS1において、セレクタ位置センサ28は、セレクタレバー52が指示するセレクタ位置を検出し、検出信号として出力する。例えば、6種類のセレクタ位置、「P」(パーキングレンジ)、「R」(リバースレンジ)、「N」(ニュートラルレンジ)、「D」(ドライブレンジ)、「2」(セカンドレンジ)又は「L」(ローレンジ)のうちのいずれか1種類が検出される。そして、ESP−ECU12は、入出力部14を介してセレクタ位置センサ28から検出信号を取得し、該検出信号を記憶部18に一時的に格納させる。
ステップS2において、車輪速度センサ30、31は、車両40の移動方向及び移動速度を計測し、計測信号として出力する。符号付き速度をVと定義するとき、移動方向は「Vの符号」に相当し、移動速度は「Vの絶対値(以下、|V|と表記)」に相当する。
例えば、車輪速度センサ30、31がアブソリュート型ロータリエンコーダで構成される場合、移動方向及び移動速度を同時に計測可能である。移動方向としては、「前進」、「後進」又は「停止」のうちのいずれかの状態が検出される。そして、ESP−ECU12は、入出力部14を介して車輪速度センサ30、31から計測信号を取得し、該計測信号を記憶部18に一時的に格納させる。
ところで、ESP−ECU12は、ステップS1及びS2の実行処理と同期的又は非同期的に、センサ群20から出力された信号を適時取得してもよい。具体的には、シリンダ圧力センサ29からのマスタシリンダ50の内部圧力、前後加速度センサ32からの前後加速度、ヨーレートセンサ33からのヨーレート、操舵角センサ34からの操舵角等が挙げられる。
ステップS3において、要否判定部24は、車両40の挙動整合性に関する判別処理を行う。ここで、「挙動整合性」とは、ステップS2で計測された移動方向が、ステップS1で検出されたセレクタ位置に対応する挙動傾向に一致するか否かに関する属性をいう。この判別処理に先立ち、データ取得部22は、セレクタ位置、移動方向及び移動速度を記憶部18から読み出して取得する。このとき、駆動輪である車輪42FR、42FLから得た速度の平均値を、移動速度として算出してもよい。
その後、要否判定部24は、車両40の移動方向に応じて異なる判別条件を用いて、車両40の挙動整合性を判別する。挙動整合性がない条件である「挙動不整合条件」の具体例として、[1]「前進」且つ「R」、[2]「後進」且つ「D」、[3]「前進」且つ「P」、[4]「後進」且つ「P」等の場合が挙げられる。
より詳細には、要否判定部24は、車両40の移動方向が「前進」である条件下にて、セレクタ位置が前進を意図したレンジ(具体的には「D」、「2」又は「L」)である場合に挙動傾向に一致すると判別すると共に、それ以外(「P」、「R」又は「N」)の場合に挙動傾向と異なると判別する。或いは、要否判定部24は、車両40の移動方向が「後進」である条件下にて、セレクタ位置が後進を意図したレンジ(具体的には「R」)である場合に挙動傾向に一致すると判別すると共に、それ以外(「P」、「N」、「D」、「2」又は「L」)の場合に挙動傾向と異なると判別する。
なお、上記した例では、車両40の移動方向が「前進」或いは「後進」である条件下にて、セレクタ位置が「N」である挙動傾向と異なると判別しているが、これと逆に、挙動傾向に一致すると判定してもよい。
両者が一致すると判別された場合(ステップS3:YES)、要否判定部24は、車両40に対する速度抑制制御が「不要」であると判定する(ステップS4)。一方、両者が異なると判別された場合(ステップS3:NO)、「挙動不整合条件」を満たすとして次のステップ(S5)に進む。
ステップS5において、要否判定部24は、移動速度|V|と閾値Vth(第1閾値)の大小関係に関する判別処理を行う。ここで、閾値Vthとして任意の正値又はゼロ値を選択し得るが、車両40が直ちに停止可能な徐行速度(例えば、Vth=10[kph])に設定してもよい。
具体的には、|V|≦Vthの関係を満たす場合(ステップS5:YES)、要否判定部24は、車両40に対する速度抑制制御が「不要」であると判定する(ステップS4)。一方、|V|>Vthの関係を満たす場合(ステップS5:NO)、要否判定部24は、車両40に対する速度抑制制御が「必要」であると判定する(ステップS6)。
ステップS7において、ESP−ECU12は、車両40に対して速度抑制制御の動作を実行する。具体的には、制御信号生成部26は、液圧制御装置46に対する指令値を示す制御信号を生成する。その後、ESP−ECU12は、液圧制御装置46側に向けて指令値を出力する。液圧制御装置46は、入力された指令値に応じて制動液圧を発生し、各ホイールシリンダ36側に出力する。このように、車両挙動安定化装置10は、車両40に対して制動力を付与することで、車両40の移動速度|V|を閾値Vthの近傍又はそれ以下に抑制させる。
制御信号生成部26は、これと併せて又はこれとは別に、クラッチ56の接続/切断、変速ギアの切り替え、又は、パーキングロックの開始/終了を指示するための制御信号を生成する。その後、TM−ECU58は、ESP−ECU12からの指示を受信し、クラッチ56又は変速機38に向けて指示信号を出力する。このように、車両挙動安定化装置10は、それぞれ適時に、クラッチ56を接続/切断させ、変速ギアを切り替え、或いは、パーキングロックを開始/終了させる。
このようにして、速度抑制制御に関わる車両挙動安定化装置10の動作は終了する。図3に示すフローチャートを連続的又は間欠的に逐次実行することで、好適な速度抑制制御を実現できる。
例えば、速度抑制制御の実行中、運転者によるセレクタレバー52の操作があり、挙動不整合条件を満たさなくなった場合、ESP−ECU12は、この速度抑制制御を終了する。
また、速度抑制制御の実行中、運転者によるブレーキペダル48の操作があった場合、ESP−ECU12は、[1]速度抑制制御に対応する制動液圧、又は、[2]ブレーキペダル48の踏込量に対応する制動液圧、のうち大きい値を出力してもよい。
[速度抑制制御の具体的事案]
続いて、上記した速度抑制制御の具体的事案(第1〜第6の動作例)について、図4〜図9を参照しながら説明する。図4〜図9のいずれも、上から順に、車両40の挙動、セレクタ位置、符号付き速度V、及び制動液圧の時系列を示すタイムチャートを含む。なお、車両40の挙動に関しては、図4及び図5にて平面図を、図6〜図9にて側面図をそれぞれ用いて模式的に図示する。また、符号付き速度Vに関しては、車両40の前進方向が「正」であり、車両40の後進方向が「負」であると定義する。
<第1の動作例>
図4に示すように、運転者は、即時の方向転換を意図して、時点t=T11にてセレクタレバー52を操作し、セレクタ位置を「D」から「R」に切り替えた場合を想定する。この場合において、車両40は、平坦な道路70上を前進走行し、時点t=T13にて方向転換が行われ、道路70上を後進走行する。
t<T11の時間帯において、車両40は、セレクタ位置が「D」である状態下にて、ブレーキが作動することなく移動速度|V|(>Vs;ストール限界速度;第2閾値)で前進走行する。ここで、ストール限界速度Vs(>Vth)とは、上記した挙動不整合条件を満たし、且つ、クラッチ56が「接続」状態である場合にて、エンジンストールが発生する下限速度に相当する。
時点t=T11において、セレクタ位置が「D」から「R」に変更される。ここで、ESP−ECU12は、挙動不整合条件及び|V|>Vthを同時に満たすので、車両40に対する速度抑制制御を開始する。また、ESP−ECU12は、速度抑制制御を開始する場合に、クラッチ状態を「切断」に移行する旨を示す制御信号をTM−ECU58側に出力する。これにより、クラッチ56の状態が「接続」から「切断」に一時的に移行される。後述のように、ESP−ECU12は、速度抑制制御を実行している場合、当該制御を実行していない場合と比べて、クラッチ56の接続開始時点を遅延させる点に留意する。
T11<t<T1eの時間帯において、ESP−ECU12は、クラッチ56を切断しながら、車両40に対する速度抑制制御を引き続き実行する。具体的には、ESP−ECU12は、制動液圧を任意に変化させる指令値を液圧制御装置46側に向けて順次出力する。その結果、車両40は、制動力の付与に応じて減速しながら前進走行する。
時点t=T12(<T1e)において、車両40は、|V|=Vsの関係を満たすようになり、その後、更に減速しながら前進走行する。ここで、ESP−ECU12は、|V|<Vsを満たすとき、例えば時点t=T12からΔt1(所定時間)だけ経過した後に、クラッチ56を「接続」状態に移行する旨を示す制御信号をTM−ECU58側に出力する。そうすると、クラッチ56の状態が「切断」から「接続」に移行される。このように、接続開始時点を遅延させることで、その遅延時間分だけ、速度抑制制御による車両40の減速効果が得られ、エンジンストールの発生又は変速機38の破損を防ぐ可能性が一層高くなる。
時点t=T1eにおいて|V|≦Vthを初めて満たすので、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を終了する。そして、車両40には、速度抑制制御による制動力に代わってクリープ力が付与される。
その後、車両40は、移動速度|V|が|V|=0(時点t=T13)となって一時的に停止すると共に、T13<t≦T14の時間帯において「R」に対応する挙動傾向(つまり、後進方向)に走行する。このように、運転者が、車両40の前進走行中に、理想的な操作タイミング(車両40の停止時)に先んじてセレクタレバー52を操作した場合でも、次の動作(後進動作)に円滑に移行できる。
なお、上記した例では、クラッチ56の接続開始時点を遅延させる場合について説明したが、これと併せて又はこれとは別に、変速機38の変速ギアを「D」から「P」に切り替える時点(切り替え時点)を遅延させても同様の作用効果が得られる。
<第2の動作例>
図5に示すように、運転者は、即時の方向転換を意図して、時点t=T21、T22にてセレクタレバー52を操作し、セレクタ位置を[1]「R」から「N」、[2]「N」から「D」に順次切り替えた場合を想定する。この場合において、車両40は、平坦な道路70上を後進走行し、時点t=T23〜T24にて方向転換が行われ、道路70上を前進走行する。
t<T21の時間帯において、車両40は、セレクタ位置が「R」である状態下にて、ブレーキが作動することなく移動速度|V|(ここでは、Vth<|V|<Vs)で後進走行する。そして、時点t=T21において、セレクタ位置が「R」から「N」に変更されると共に、クラッチ56の状態が「接続」から「切断」に移行される。なお、セレクタ位置が「N」である場合、すなわち、T21<t<T22の時間帯において速度抑制制御が実行されない点に留意する。
時点t=T22において、セレクタ位置が「N」から「D」に変更される。ここで、ESP−ECU12は、|V|<Vsを満たすことを条件に、クラッチ56を「接続」状態に移行する旨を示す制御信号をTM−ECU58側に出力する。そうすると、クラッチ56の状態が「切断」から「接続」に移行される。また、ESP−ECU12は、挙動不整合条件及び|V|>Vthを同時に満たすので、車両40に対する速度抑制制御を開始する。
T22<t<T2eの時間帯において、ESP−ECU12は、クラッチ56を接続しながら、車両40に対する速度抑制制御を引き続き実行する。具体的には、ESP−ECU12は、制動液圧を任意に変化させる指令値を液圧制御装置46側に向けて順次出力する。その結果、車両40は、制動力の付与に応じて減速しながら後進走行する。
時点t=T2eにおいて|V|≦Vthを初めて満たすようになるので、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を終了する。その後、車両40には、速度抑制制御による制動力に代わってクリープ力が付与される。車両40は、移動速度|V|が|V|=0(時点t=T23)となって一時的に停止する。
時点t=T24において、運転者は、セレクタ位置「D」のままで図示しないアクセルペダルを踏下する。これにより、車両40は、T24<t≦T25の時間帯において「D」に対応する挙動傾向(つまり、前進方向)に走行する。このように、運転者が、車両40の後進走行中に、理想的な操作タイミング(車両40の停止時)に先んじてセレクタレバー52を操作した場合でも、次の動作(前進動作)に円滑に移行できる。
<第3の動作例>
図6に示すように、運転者は、即時の停止を意図して、時点t=T31にてセレクタレバー52を操作し、セレクタ位置を「D」から「P」に切り替えた場合を想定する。この場合、車両40は、平坦な道路70上を前進走行し、時点t=T33にて停止する。
t<T31の時間帯において、車両40は、セレクタ位置が「D」である状態下にて、ブレーキが作動することなく移動速度|V|(>Vpk;パーキングロック許容速度;第3閾値)で前進走行する。ここで、パーキングロック許容速度Vpkとは、パーキングロック機構を破損することなく「ON」状態、より詳細には、パーキングロックポールをパーキングロックギヤに嵌合させた状態に移行できる速度に相当する。本図例では、Vpk>Vthを満たしているが、任意の正値に設定してもよい。
時点t=T31において、セレクタ位置が「D」から「P」に変更される。ここで、ESP−ECU12は、挙動不整合条件及び|V|>Vthを同時に満たすので、車両40に対する速度抑制制御を開始する。また、ESP−ECU12は、図示しないパーキングロック機構の状態移行を一時的に保留するので、パーキングロックが「OFF」状態のまま維持される。すなわち、ESP−ECU12は、速度抑制制御を実行している場合、当該制御を実行していない場合と比べて、パーキングロック機構のロック開始時点を遅延させる点に留意する。
T31<t<T32の時間帯において、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を引き続き実行する。具体的には、ESP−ECU12は、制動液圧を任意に変化させる指令値を液圧制御装置46側に向けて順次出力する。その結果、車両40は、制動力の付与に応じて減速しながら前進走行する。
時点t=T32において、ESP−ECU12は、時点t=T31からΔt2(所定時間)だけ経過した時に|V|≦Vpkを初めて満たすようになるので、パーキングロックを「ON」状態に移行する旨を示す制御信号をTM−ECU58側に出力する。そうすると、パーキングロック機構の状態が「OFF」から「ON」に移行される。
このように、ロック開始時点を遅延させることで、その遅延時間分だけ、速度抑制制御による車両40の減速効果が得られ、エンジンストールの発生又は変速機38の破損を防ぐ可能性が一層高くなる。例えば、セレクタ位置が「P」であり、且つ、速度抑制制御を実行している場合、|V|=Vpkとなった時点をロック開始時点としてもよい。
T32<t<T33の時間帯において、車両40は、パーキングロック機構及び速度抑制制御による制動力が付与されることで急激に減速し、最終的には停止する(時点t=T33)。ここで、ESP−ECU12は、パーキングロックの状態が「OFF」を維持することを前提として、車両40に対する速度抑制制御を実行する。これにより、車両40が停止した後(時点t=T33)であっても、時点t=T3eに至るまで制動液圧が発生し続けている点に留意する。
このように、運転者が、車両40の前進走行中に、理想的な操作タイミング(車両40の停止時)に先んじてセレクタレバー52を操作した場合でも、次の動作(停止動作)に円滑に移行できる。
なお、上記した例では、パーキングロック許容速度VpkがVpk>0を満たす場合を想定しているが、Vpk=0に設定してもよい。このとき、ESP−ECU12は、車両40に対して速度抑制制御を継続して実行し、車両40が完全に停止(|V|=0)した後に、パーキングロックの状態を「OFF」から「ON」に移行させる。
また、電子制御によりロック開始時点を遅延できない構成、具体的には、機械的に作動するパーキングロック機構を有する変速機38に対しても、上記した速度抑制制御を適用可能である。この場合、ロック動作及び速度抑制制御を同時に実行し、車両40を速やかに停止させることで変速機38の保護になる。
<第4の動作例>
図7に示すように、運転者は、勾配を利用した後進走行を意図して、時点t=T41にてヒルホールド動作が終了した後に、図示しないアクセルペダルを踏下せずに待機する場合を想定する。この場合、車両40は、自重により、上り坂の道路72に沿った後進走行(つまり、後進降坂)を開始する。
t<T41の時間帯において、ESP−ECU12は、セレクタ位置が「D」である状態下にてヒルホールド動作を実行する。具体的には、ESP−ECU12は、制動液圧を一定に保つ指令値を液圧制御装置46側に向けて順次出力する。その結果、車両40は、制動力の付与に応じて停止状態を維持する。
時点t=T41において、ESP−ECU12によるヒルホールド動作が終了する。そうすると、制動力を失った車両40は、自重による後進降坂を開始し、その後、徐々に加速しながら後進走行する(T41<t<T42の時間帯)。
時点t=T42において、ESP−ECU12は、挙動不整合条件及び|V|>Vthを初めて同時に満たすので、車両40に対する速度抑制制御を開始する。
T42<t≦T44の時間帯において、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を引き続き実行する。具体的には、ESP−ECU12は、時間が経過するにつれて制動液圧を大きくした後、制動液圧を一定値に保つ指令値を液圧制御装置46側に向けて順次出力する。その結果、移動速度|V|が目標値Vtarに到達した後(時点t=T43)、車両40は、略一定の移動速度(|V|=Vtar)にて後進走行する。ここで、目標値Vtarは、速度抑制制御における移動速度|V|の目標値に相当し、本図例では閾値Vthよりも大きい値である。なお、制動液圧の制御方法として、PID制御を含む公知の自動制御手法を種々採用できる。
その後、運転者のブレーキ操作等により|V|≦Vthを満たすようになった場合に、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を終了する。
このように、ESP−ECU12は、移動速度|V|を目標値Vtar(>Vth)に近づける速度抑制制御を継続して実行してもよい。車両40の移動速度|V|を略一定に保つことで、運転者は、車両40の挙動を正確且つ容易に予測可能となり、適切な状況判断及びその後の運転操作を遂行できる。
また、閾値Vthは、車両40が直ちに停止可能な徐行速度であることが好ましい。これにより、運転者は、必要に応じて即時に車両40を停止させることができる。
なお、上記した例ではヒルホールド動作が実行された場合を想定しているが、ヒルホールド動作が実行されない場合であっても、ESP−ECU12は、車両40に対して当該速度抑制制御を実行してもよい。
<第5の動作例>
図8に示すように、運転者は、勾配を利用した前進走行を意図して、時点t=T51にてブレーキペダル48を開放する場合を想定する。この場合、車両40は、自重により、下り坂の道路74に沿った前進走行(つまり、前進降坂)を開始する。
t<T51の時間帯において、セレクタ位置が「R」である状態下にて、各ホイールシリンダ36側にはブレーキペダル48の踏込量に応じた制動液圧が発生する。その結果、車両40は、制動力の付与に応じて停止状態を維持する。
時点t=T51において、運転者によるブレーキペダル48の開放に応じて、ブレーキ動作が終了する。そうすると、制動力を失った車両40は、自重による前進降坂を開始し、その後、徐々に加速しながら前進走行する(T51<t<T5cの時間帯)。
時点t=T5cにおいて、ESP−ECU12は、挙動不整合条件及び|V|>Vthを初めて同時に満たすので、車両40に対する速度抑制制御を開始する。
T5c<t≦T5dの時間帯において、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を引き続き実行する。ここで、車両40には制動力が付与されているので、T51≦t≦T5cの時間帯と比べて、移動速度Vの増加率(グラフの傾き)が小さくなっている点に留意する。
時点t=T5dにおいて、車両40は、|V|=Vtarの関係を満たすようになり、その後、目標値Vtarを維持しながら前進走行する。このとき、ESP−ECU12は、移動速度|V|を一定に保つための制動液圧の指令値を液圧制御装置46側に向けて順次出力する。なお、目標値Vtarは、Vth<Vtar<Vsを満たす任意の値である。これにより、クラッチ56が「接続」状態のままであっても、エンジンストールの発生を防止できる。
時点t=T52において、車両40は、下り坂の端部に到達し、その後、平坦部を前進走行する(T52<t<T5eの時間帯)。時点t=T5eにおいて|V|≦Vthを初めて満たすようになるので、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を終了する。或いは、運転者のブレーキ操作等により|V|≦Vthを満たすようになった場合であっても、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を終了する。
T5e<t<T53の時間帯において、車両40は、クリープ力の付与により減速しながら前進走行し、最終的には停止する(時点t=T53)。このように、ESP−ECU12は、閾値Vthより大きい任意の値を目標値Vtarとし、移動速度|V|を目標値Vtarに近づける速度抑制制御を実行してもよい。
なお、第4及び第5の動作例において、Vtar>Vthの場合を主に説明したが、目標値Vtarと閾値Vthの間の大小関係は問わず、目標値Vtarは、閾値Vthと同一の又は異なる値を種々採り得る。特に、Vtar>Vthとしつつ、移動速度Vを目標値Vtarに近づける速度抑制制御を継続して実行することで、移動速度Vが目標値Vtar近傍である場合にて速度抑制制御がそのまま継続するため、車両40の挙動が安定する。
<第6の動作例>
図9に示すように、運転者は、勾配を利用した前進走行を意図して、時点t=T61にてブレーキペダル48を開放する場合を想定する。この場合、車両40は、上記した第5例(図8参照)と同様に、前進降坂を開始する。
t<T61の時間帯において、セレクタ位置が「R」である状態下にて、各ホイールシリンダ36側にはブレーキペダル48の踏込量に応じた制動液圧が発生する。その結果、車両40は、制動力の付与に応じて停止状態を維持する。
時点t=T61において、運転者によるブレーキペダル48の開放に応じて、ブレーキ動作が終了する。そうすると、制動力を失った車両40は、自重による前進降坂を開始し、その後、徐々に加速しながら前進走行する(T61<t<T6cの時間帯)。
時点t=T6cにおいて、ESP−ECU12は、挙動不整合条件及び|V|>Vth1を初めて同時に満たすので、車両40に対する速度抑制制御を開始する。ここで、第1速度閾値Vth1(第1閾値)は、速度抑制制御の開始時点を判断するための閾値であり、ストール限界速度Vsよりも小さい。
T6c<t≦T6dの時間帯において、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を引き続き実行する。ここで、車両40には制動力が付与されているので、時点t=T6p(T6c<T6p<T6d)をピークに、移動速度Vが徐々に小さくなっている点に留意する。
時点t=T6dにおいて、車両40は、|V|=Vtarの関係を満たすようになり、その後、目標値Vtarを維持しながら前進走行する。このとき、ESP−ECU12は、移動速度|V|を一定に保つための制動液圧の指令値を液圧制御装置46側に向けて順次出力する。ここで、目標値Vtarは、Vth2≦Vtar≦Vth1を満たす任意の値である。なお、第2速度閾値Vth2(第4閾値)は、速度抑制制御の終了時点を判断するための閾値であり、第1速度閾値Vth1よりも小さい。
時点t=T62において、車両40は、下り坂の端部に到達し、その後、平坦部を前進走行する(T62<t<T6eの時間帯)。時点t=T6eにおいて|V|≦Vth2を初めて満たすようになるので、ESP−ECU12は、車両40に対する速度抑制制御を終了する。
T6e<t<T63の時間帯において、車両40は、クリープ力の付与により減速しながら前進走行し、最終的には停止する(時点t=T63)。このように、ESP−ECU12は、第2速度閾値Vth2(<Vth1)と比べて移動速度|V|が小さい場合に、実行中である速度抑制制御を停止してもよい。速度抑制制御にヒステリシス特性をもたせることで、移動中の車両40をより円滑に停止状態に導くことができる。
[車両挙動安定化装置10による効果]
以上のように、車両挙動安定化装置10は、セレクタレバー52の操作に応じて選択されたセレクタ位置を検出するセレクタ位置センサ28(位置検出手段)と、車両40の移動方向及び移動速度|V|を計測する車輪速度センサ30、31(移動計測手段)と、計測された移動方向が検出されたセレクタ位置に対応する挙動傾向と異なっており、且つ、計測された移動速度|V|が閾値Vthよりも大きい場合に、ホイールシリンダ36により制動力を付与させる速度抑制制御を実行するESP−ECU12(ブレーキ制御手段)を備える。
このように構成したので、車両40の移動方向とセレクタ位置の間に不整合が生じる状態下では、車両40は、閾値Vthよりも大きい移動速度|V|を抑制する方向に動作する。これにより、車両40の運転中におけるセレクタレバー52の操作に起因するエンジンストールの発生又は変速機38の破損を防止できる。
[補足]
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
例えば、この実施形態では、車両40の一形態として四輪車を例に挙げて説明したが、二輪車又は三輪車であってもよい。つまり、車輪を駆動させることで移動可能な車両であれば本発明を適用できる。
10 車両挙動安定化装置(車両用制御装置)、12 ESP−ECU(ブレーキ制御手段)、14 入出力部、16 演算部、18 記憶部、20 センサ群、28 セレクタ位置センサ(位置検出手段)、30、31 車輪速度センサ(移動計測手段)、36 ホイールシリンダ(ブレーキ手段)、38 変速機、40 車両、42FR(FL、RR、RL) 車輪、46 液圧制御装置、48 ブレーキペダル、50 マスタシリンダ、52 セレクタレバー、54 エンジン、56 クラッチ、58 TM−ECU、70、72、74 道路、Vpk パーキングロック許容速度(第3閾値)、Vs ストール限界速度(第2閾値)、Vtar 目標値、Vth 閾値(第1閾値)、Vth1 第1速度閾値(第1閾値)、Vth2 第2速度閾値(第4閾値)。

Claims (14)

  1. ブレーキ手段により車両に対して制動力を付与させる車両用制御装置であって、
    セレクタレバーの操作に応じて選択されたセレクタ位置を検出する位置検出手段と、
    前記車両の移動方向及び移動速度を計測する移動計測手段と、
    前記移動計測手段により計測された前記移動方向が前記位置検出手段により検出された前記セレクタ位置に対応する挙動傾向と異なっており、且つ、前記移動計測手段により計測された前記移動速度が第1閾値よりも大きい場合に、前記ブレーキ手段により前記制動力を付与させる速度抑制制御を実行するブレーキ制御手段と
    を備えることを特徴とする車両用制御装置。
  2. 前記第1閾値は、正の値であることを特徴とする請求項1に記載の車両用制御装置。
  3. 前記第1閾値は、前記車両が直ちに停止可能な徐行速度であることを特徴とする請求項2に記載の車両用制御装置。
  4. 前記ブレーキ制御手段は、前記第1閾値と同一の又は異なる値を目標値とし、前記移動速度を前記目標値に近づける前記速度抑制制御を実行することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
  5. 前記ブレーキ制御手段は、前記移動速度を前記第1閾値よりも大きい前記目標値に近づける前記速度抑制制御を継続して実行することを特徴とする請求項4に記載の車両用制御装置。
  6. 前記ブレーキ制御手段は、前記速度抑制制御を実行している場合、前記速度抑制制御を実行していない場合と比べて、クラッチの接続開始時点及び変速ギアの切り替え時点のうち少なくとも一方を遅延させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
  7. 前記ブレーキ制御手段は、前記第1閾値よりも大きい第2閾値と比べて前記移動速度が大きい場合に、クラッチを切断しながら前記速度抑制制御を実行することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
  8. 前記ブレーキ制御手段は、前記移動速度が前記第1閾値よりも大きく且つ前記第2閾値以下である場合に、クラッチを接続しながら前記速度抑制制御を実行することを特徴とする請求項7に記載の車両用制御装置。
  9. 検出された前記セレクタ位置がパーキングレンジ及びリバースレンジのうちのいずれかであり、且つ、計測された前記移動方向が前進方向である場合、
    前記ブレーキ制御手段は、前記移動方向が前記挙動傾向と異なるとして前記速度抑制制御を実行する
    ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
  10. 検出された前記セレクタ位置がパーキングレンジ及び前進を意図したレンジのうちのいずれかであり、且つ、計測された前記移動方向が後進方向である場合、
    前記ブレーキ制御手段は、前記移動方向が前記挙動傾向と異なるとして前記速度抑制制御を実行する
    ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
  11. 前記ブレーキ制御手段は、前記速度抑制制御を実行している場合、前記速度抑制制御を実行していない場合と比べて、パーキングロック機構のロック開始時点を遅延させることを特徴とする請求項9又は10に記載の車両用制御装置。
  12. 前記ブレーキ制御手段は、前記セレクタ位置が前記パーキングレンジであり、且つ、前記速度抑制制御を実行している場合、前記移動速度が前記第1閾値よりも小さい第3閾値と等しくなった時点を前記ロック開始時点とすることを特徴とする請求項11に記載の車両用制御装置。
  13. 前記ブレーキ制御手段は、前記第1閾値よりも小さい第4閾値と比べて前記移動速度が小さい場合に、実行中である前記速度抑制制御を停止することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
  14. 前記ブレーキ手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
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