JP2012162146A

JP2012162146A - 自動車

Info

Publication number: JP2012162146A
Application number: JP2011023101A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Higa; 光明比嘉; Katsuhiko Yamaguchi; 勝彦山口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2012-08-30
Also published as: US9037377B2; US20120203433A1

Abstract

【課題】坂道の発進の際に車両のずり下がりを抑制しつつ、シフトポジションがニュートラルポジションとされたときに運転者が予期するよう車両を動作させて運転者に違和感を与えないようにする。
【解決手段】停車したときや停車中にシフトレバーが操作された際、シフトポジションＳＰが前進用ポジション（Ｄ，Ｂ）のときには、前方に上り勾配のときにだけ制動力保持制御を許可し、それ以外のときには制動力保持制御を禁止し、シフトポジションＳＰが後進用ポジション（Ｒ）のときには、前方に下り勾配のときにだけ制動力保持制御を許可し、それ以外のときには制動力保持制御を禁止し、シフトポジションＳＰがニュートラルポジション（Ｎ）のときには、勾配に拘わらずに制動力保持制御の実行を禁止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、坂道で停車している最中に運転者のブレーキ操作に拘わらずに制動力を保持する制動力保持制御を実行する制動力付与装置を備える自動車に関する。

従来、この種の自動車としては、車両の位置する道路の勾配状態に基づいて車両のブレーキ圧の保持状態を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、勾配状態が登坂で停車しているときには、ブレーキホールドを行なうと共に半クラッチ状態に至ったときにブレーキ圧を低下させ、勾配状態が降坂で停車しているときには、直ちにブレーキホールドを解除する。こうした制御により、登坂の発進時には車両が後退するのを防止し、降坂の発進時には車両が急発進するのを防止している。

特開平１０−３２９６７１号公報

しかしながら、上述の自動車では、勾配状態が登坂で停車しているときや降坂で停車しているときにシフトポジションがニュートラルポジションのときについては考慮されていない。このため、例えば登坂路で停車しているときにシフトポジションがニュートラルポジションのときにもブレーキホールドが行なわれるものとすると、運転者がシフトポジションをニュートラルポジションにしてブレーキ操作を伴って降坂しようとしたときには、ブレーキホールドにより車両が後退しないことから運転者の予期する車両の動作とならないために、運転者に違和感を与えてしまう。

本発明の自動車は、坂道の際に車両のずり下がりを抑制しつつ、シフトポジションがニュートラルポジションとされたときに運転者が予期するよう車両を動作させて運転者に違和感を与えないようにすることを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
坂道で停車している最中に運転者のブレーキ操作に拘わらずに制動力を保持する制動力保持制御を実行する制動力付与装置を備える自動車において、
シフトポジションがニュートラルポジションとされたときには前記制動力保持制御の実行を制限する制御制限手段
を備えることを特徴とする。

この本発明の自動車では、制動力付与装置により坂道で停車している最中に運転者のブレーキ操作に拘わらずに制動力を保持する制動力保持制御を実行するが、シフトポジションがニュートラルポジションとされたときには制御制限手段により制動力保持制御の実行が制限されるから、運転者のブレーキ操作により意図的に車両をずり下がらせることができる。この結果、シフトポジションをニュートラルポジションとしてブレーキ操作しても制動力保持制御が実行されることによって車両がずり下がらないことによる違和感を運転者に与えてしまうのを抑制することができる。ここで、制動力保持制御の実行の制限としては、制動力保持制御における制動力より小さな制動力にすることや、制動力保持制御の実行の禁止、即ち、制動力保持制御における制動力の解除などが含まれる。

こうした本発明の自動車において、前記制御制限手段は、シフトポジションが坂道を下る方向を車両の進行方向とするポジションとされたときには前記制動力保持制御の実行を禁止する手段である、ものとすることもできる。

本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。メイン電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２により実行される制動力保持制御許可禁止処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。シフトポジションＳＰと勾配θと制動力保持制御の許可禁止の態様との一覧を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、駆動輪３４ａ，３４ｂにデファレンシャルギヤ３２を介して接続された駆動軸２８に動力を入出力可能なモータ２２と、モータ２２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ２３と、ブレーキアクチュエータ４４からの油圧により駆動輪３４ａ，３４ｂに機械的な制動力を作用させるブレーキシステム４０と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット５０とを備える。

モータ２２は、周知の同期発電電動機として構成され、インバータ２４を介してバッテリ２６と電力のやりとりを行なう。回転位置検出センサ２３は、モータの回転子に接続された駆動軸２８に配置された永久磁石の磁極位置を検出するレゾルバなどのセンサとして構成されている。

ブレーキシステム４０は、ブレーキペダル６５の踏み込みに応じて油圧（ブレーキ圧）を生じるブレーキマスタシリンダ４２と、駆動輪３４ａ，３４ｂのブレーキホイールシリンダ４５ａ，４５ｂや従動輪３６ａ，３６ｂのブレーキホイールシリンダ４５ｃ，４５ｄに調整した油圧を供給するブレーキアクチュエータ４４と、駆動輪３４ａ，３４ｂに取り付けられた車輪速センサ４１ａ，４１ｂおよび従動輪３６ａ，３６ｂに取り付けられた車輪速センサ４１ｃ，４１ｄと、ブレーキアクチュエータ４４を制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）４６とを備えている。ブレーキアクチュエータ４４は、ブレーキ圧とモータ２２の回転数Ｎｍとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが各車輪３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂに作用するようブレーキホイールシリンダ４５ａ〜４５ｄの油圧を調整したり、ブレーキ圧と無関係に各車輪３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂに制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ４５ａ〜４５ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキＥＣＵ４６は、車輪速センサ４１ａ，４１ｂからの駆動輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒや車輪速センサ４１ｃ，４１ｄからの従動輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒ，図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力すると共にブレーキアクチュエータ４４に制御信号を出力して、運転者がブレーキペダル６５を踏み込んだときに駆動輪３４ａ，３４ｂや従動輪３６ａ，３６ｂのいずれかがロックするのを抑制するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル６３を踏み込んだときに駆動輪３４ａ，３４ｂのいずれかが空転によりスリップするのを抑制するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ），坂路発進の際に車両のずり下がりを防止するために停車したときのブレーキ圧を運転者のブレーキペダル６５の解除に拘わらずに保持すると共に坂路で車両を停車させておくのに必要な釣り合いトルク以上のトルクを運転者のアクセルペダル６３の操作に基づいてモータ２２から出力するに至ったときにブレーキ圧を徐々に解除する制動力保持制御なども行なう。したがって、ブレーキシステム４０は、運転者からのブレーキペダル６５の踏み込みによって制動力を作用させる通常のブレーキ装置として機能する他、駆動輪３４ａ，３４ｂが空転してスリップが生じたときにはそのスリップを抑制するスリップ抑制装置や制動力保持制御装置としても機能する。ブレーキＥＣＵ４６は、メイン電子制御ユニット５０と通信しており、メイン電子制御ユニット５０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ４４を制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ４４の状態に関するデータや入力したデータをメイン電子制御ユニット５０に出力する。

メイン電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。メイン電子制御ユニット５０には、回転位置検出センサ２３からのモータ２２の回転子の回転位置やインバータ２４からモータ２２への電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの相電流，シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６７からの車速Ｖ，上り勾配か下り勾配かを判定するために勾配θを検出する勾配センサ６８などが入力ポートを介して入力されている。メイン電子制御ユニット５０からは、モータ２２を駆動するインバータ２４へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。メイン電子制御ユニット５０は、ブレーキＥＣＵ４６と通信ポートを介して接続され各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

なお、実施例の電気自動車２０では、上述したシフトポジションセンサ６２により検出するシフトレバー６１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）やニュートラルポジション（Ｎポジション），前進方向に走行するためのドライブポジション（Ｄポジション），前進方向に走行するがアクセルオフ時の制動力がドライブポジションのときより大きなブレーキポジション，後進方向に走行するためのリバースポジション（Ｒポジション）などがある。

次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に勾配θとシフトポジションＳＰとに基づいて制動力保持制御の許可や禁止を判定する際の動作について説明する。図２は、メイン電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２により実行される制動力保持制御許可禁止処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、車両が停車したときや停車中にシフトレバー６１を操作したときに実行される。

図２の制動力保持制御許可禁止処理ルーチンが実行されると、メイン電子制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、シフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰや勾配センサ６８からの勾配θなどの制動力保持制御の許可や禁止を判定するのに必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、入力したシフトポジションＳＰを調べる（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１１０でシフトポジションＳＰが前進方向に走行するためのポジション（ＤポジションやＢポジション）であると判定されたときには、勾配θに基づいて車両の前進方向に対して上り勾配か否かを判定する（ステップＳ１２０）。そして、車両の前進方向に対して上り勾配のときには、発進時（前進方向への発進時）に車両が後方にずり下がるのを抑制するために制動力保持制御が必要と判断し、制動力保持制御の実行を許可して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。一方、車両の前進方向に対して上り勾配ではないとき、即ち平坦路であるときや車両の前進方向に対して下り勾配のときには、ブレーキ圧を解除したときに車両が前進方向に移動するのを許容するために制動力保持制御の実行を禁止して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。即ち、シフトポジションＳＰが前進方向に走行するためのポジションのときには前進方向に上り勾配のときにだけ制動力保持制御の実行を許可し、それ以外のときには制動力保持制御の実行を禁止するのである。これにより、前進方向に上り勾配のときにシフトポジションＳＰを前進方向に走行するためのポジションとして発進するときに車両がずり下がるのを防止することができると共に平坦路や前進方向に下り勾配のときにシフトポジションＳＰを前進方向に走行するためのポジションとして発進するときには踏み込んでいたブレーキペダル６５を戻すだけで前進することができる。

ステップＳ１１０でシフトポジションＳＰが後進方向に走行するためのポジション（Ｒポジション）であると判定されたときには、勾配θに基づいて車両の前進方向に対して下り勾配か否かを判定する（ステップＳ１３０）。そして、車両の前進方向に対して下り勾配のときには、発進時（後進方向への発進時）に車両が前方にずり下がるのを抑制するために制動力保持制御が必要と判断し、制動力保持制御の実行を許可して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。一方、車両の前進方向に対して下り勾配ではないとき、即ち平坦路であるときや車両の前進方向に対して上り勾配のときには、ブレーキ圧を解除したときに車両が後進方向に移動するのを許容するために制動力保持制御の実行を禁止して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。即ち、シフトポジションＳＰが後進方向に走行するためのポジションのときには前進方向に下り勾配のときにだけ制動力保持制御の実行を許可し、それ以外のときには制動力保持制御の実行を禁止するのである。これにより、前進方向に下り勾配のときにシフトポジションＳＰを後進方向に走行するためのポジションとして発進するときに車両がずり下がるのを防止することができると共に平坦路や前進方向に上り勾配のときにシフトポジションＳＰを後進方向に走行するためのポジションとして発進するときには踏み込んでいたブレーキペダル６５を戻すだけで後進することができる。

ステップＳ１１０でシフトポジションＳＰがニュートラルポジション（Ｎポジション）であると判定されたときには、勾配θに拘わらずに制動力保持制御の実行を禁止して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。これにより、平坦路では踏み込んでいたブレーキペダル６５を戻しても車両は停車状態を保持し、前進方向に上り勾配のときに踏み込んでいたブレーキペダル６５を戻すと車両は後進方向にずり下がり、前進方向に下り勾配のときに踏み込んでいたブレーキペダル６５を戻すと車両は前進方向にずり下がるようになる。したがって、前進方向に上り勾配のときや下り勾配のときには、運転者は勾配θに伴ってブレーキペダル６５の操作だけで車両を勾配の方向に移動させることができる。

図３は、制動力保持制御許可禁止処理ルーチンを実行したときのシフトポジションＳＰと勾配θと制動力保持制御の許可禁止の態様との一覧を示す説明図である。図示するように、シフトポジションＳＰが前進方向に走行するためのポジション（ＤポジションやＢポジション）のときには、前進方向に上り勾配のときにだけ制動力保持制御の実行を許可し、それ以外のときには制動力保持制御の実行を禁止し、シフトポジションＳＰが後進方向に走行するためのポジション（Ｒポジション）のときには、前進方向に下り勾配のときにだけ制動力保持制御の実行を許可し、それ以外のときには制動力保持制御の実行を禁止し、シフトポジションＳＰがニュートラルポジション（Ｎポジション）のときには、勾配に拘わらずに制動力保持制御の実行を禁止するのである。

以上説明した実施例の電気自動車２０によれば、停車したときや停車中にシフトレバー６１が操作されたときに、シフトポジションＳＰがニュートラルポジション（Ｎポジション）であると判定されたときには、勾配θに拘わらずに制動力保持制御の実行を禁止することにより、平坦路では踏み込んでいたブレーキペダル６５を戻しても車両の停車状態を保持し、前進方向に上り勾配のときに踏み込んでいたブレーキペダル６５を操作することによって車両を所望の速度で後進方向にずり下がらせることができ、前進方向に下り勾配のときに踏み込んでいたブレーキペダル６５を操作することによって車両を所望の速度で前進方向にずり下がらせることができる。この結果、シフトポジションＳＰをニュートラルポジション（Ｎポジション）としてブレーキペダル６５を操作しても制動力保持制御が実行されることによって車両がずり下がらないことによる違和感を運転者に与えるのを抑制することができる。もとより、前進方向に上り勾配のときにシフトポジションＳＰが前進方向に走行するためのポジション（ＤポジションやＢポジション）であると判定されたときには、制動力保持制御の実行を許可するから、発進するときに車両が後方にずり下がるのを防止することができる。また、前進方向に下り勾配のときにシフトポジションＳＰが後進方向に走行するためのポジション（Ｒポジション）であると判定されたときには、制動力保持制御の実行を許可するから、発進するときに車両が前方にずり下がるのを防止することができる。

実施例の電気自動車２０では、停車したときや停車中にシフトレバー６１が操作されたときに、シフトポジションＳＰがニュートラルポジション（Ｎポジション）であると判定されたときには、勾配θに拘わらずに制動力保持制御の実行を禁止するものとしたが、前進方向に上り勾配のときや下り勾配のときにブレーキペダル６５の操作に対して車両がある程度ずり下がればよいから、例えば、前進方向に上り勾配のときや下り勾配のときに予め定めた所定の低車速（例えば２ｋｍ／ｈや３ｋｍ／ｈなど）で車両がずり下がる程度の制動力を保持する範囲内で制動力保持制御の実行を許可するなど、制動力保持制御を制限するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、停車したときや停車中にシフトレバー６１が操作されたときに、前進方向に下り勾配時にシフトポジションＳＰが前進方向に走行するためのポジション（ＤポジションやＢポジション）であると判定されたときには、制動力保持制御の実行を禁止するものとしたが、ブレーキペダル６５の操作に対して車両が前方にある程度ずり下がればよいから、例えば、予め定めた所定の低車速（例えば２ｋｍ／ｈや３ｋｍ／ｈなど）で車両が前方にずり下がる程度の制動力を保持する範囲内で制動力保持制御の実行を許可するなど、制動力保持制御を制限するものとしてもよい。また、実施例の電気自動車２０では、停車したときや停車中にシフトレバー６１が操作されたときに、前進方向に上り勾配時にシフトポジションＳＰが後進方向に走行するためのポジション（ＲポジションやＢポジション）であると判定されたときには、制動力保持制御の実行を禁止するものとしたが、ブレーキペダル６５の操作に対して車両が後方にある程度ずり下がればよいから、例えば、予め定めた所定の低車速（例えば２ｋｍ／ｈや３ｋｍ／ｈなど）で車両が後方にずり下がる程度の制動力を保持する範囲内で制動力保持制御の実行を許可するなど、制動力保持制御を制限するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、停車したときや停車中にシフトレバー６１が操作されたときに、シフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐポジション）のときには言及しなかったが、シフトポジションＳＰが駐車ポジション（Ｐポジション）のときにはニュートラルポジション（Ｎポジション）のときと同様に、勾配θに拘わらずに制動力保持制御の実行を禁止するものとしてもよい。

実施例の電気自動車２０では、制動力保持制御として、坂路発進の際に車両のずり下がりを防止するために停車したときのブレーキ圧を運転者のブレーキペダル６５の解除に拘わらずに保持すると共に坂路で車両を停車させておくのに必要な釣り合いトルク以上のトルクを運転者のアクセルペダル６３の操作に基づいてモータ２２から出力するに至ったときにブレーキ圧を徐々に解除する制御を用いるものとしたが、坂路発進の際に車両のずり下がりを抑制するための制御であれば、如何なる制御としてもかまわない。

実施例の電気自動車２０では、勾配センサ６８からの勾配θに基づいて前進方向に上り勾配であるか否か或いは前進方向に下り勾配であるか否かを判定するものとしたが、背景技術の欄に記載した文献に記載されているように、停車するまでのアクセル開度と車速との関係などにより前進方向に上り勾配であるか否か或いは前進方向に下り勾配であるか否かを判定するものとしてもよい。

実施例では、停車したときや停車中にシフトレバー６１が操作されたときにシフトポジションＳＰと勾配θとに基づいて制動力保持制御を許可したり禁止したりする制動力保持制御許可禁止処理を電気自動車２０に適用したが、制動力保持制御を実行することができる如何なるタイプの自動車、例えば２つ以上のモータを搭載する電気自動車、シリーズ型のハイブリッド自動車やパラレル型のハイブリッド自動車，アシスト型のハイブリッド自動車などの種々のハイブリッド自動車、走行用のモータを搭載しない種々の自動車に制動力保持制御許可禁止処理を適用するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ブレーキシステム４０が「動力付与装置」に相当し、図２の制動力保持制御許可禁止処理ルーチンを実行するメイン電子制御ユニット５０が「制御制限手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

２０電気自動車、２２モータ、２３回転位置検出センサ、２４インバータ、２６バッテリ、２８駆動軸、３２デファレンシャルギヤ、３４ａ，３４ｂ駆動輪、３６ａ，３６ｂ従動輪、４０ブレーキシステム、４１ａ〜４１ｄ車輪速センサ、４２ブレーキマスタシリンダ、４４ブレーキアクチュエータ、４５ａ〜４５ｄブレーキホイールシリンダ、４６ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、５０メイン電子制御ユニット、５２ＣＰＵ、５４ＲＯＭ、５６ＲＡＭ、６１シフトレバー、６２シフトポジションセンサ、６３アクセルペダル、６４アクセルペダルポジションセンサ、６５ブレーキペダル、６６ブレーキペダルポジションセンサ、６７車速センサ、６８勾配センサ。

Claims

坂道で停車している最中に運転者のブレーキ操作に拘わらずに制動力を保持する制動力保持制御を実行する制動力付与装置を備える自動車において、
シフトポジションがニュートラルポジションとされたときには前記制動力保持制御の実行を制限する制御制限手段
を備えることを特徴とする自動車。
請求項１記載の自動車であって、
前記制御制限手段は、シフトポジションがニュートラルポジションとされたときには前記制動力保持制御の実行を禁止する手段である、
自動車。
請求項２記載の自動車であって、
前記制御制限手段は、シフトポジションが坂道を下る方向を車両の進行方向とするポジションとされたときには前記制動力保持制御の実行を禁止する手段である、
自動車。