JPH0769102A - 坂路停車装置 - Google Patents

坂路停車装置

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Publication number
JPH0769102A
JPH0769102A JP5220054A JP22005493A JPH0769102A JP H0769102 A JPH0769102 A JP H0769102A JP 5220054 A JP5220054 A JP 5220054A JP 22005493 A JP22005493 A JP 22005493A JP H0769102 A JPH0769102 A JP H0769102A
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JP
Japan
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slope
force
vehicle
driving force
inclination angle
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Application number
JP5220054A
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English (en)
Inventor
Taro Hirose
太郎 廣瀬
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は車両が坂路で停車したとき、坂路の
傾斜角度に応じた制止力を車輪に付加して車両が後退す
ることを防止するよう構成した坂路停車装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 坂路停車装置は、坂路の傾斜角度を検出する
傾斜角度検出手段A1と、傾斜角度検出手段A1による
検出角度に基づいて車両に作用する後退力を推定する後
退力推定手段A2と、車両の駆動輪に伝達されるエンジ
ンからの駆動力を推定する駆動力推定手段A3と、車両
が坂路に停車したとき、後退力推定手段A2により推定
された後退力と駆動力推定手段A3により推定された駆
動力との偏差に基づいて前記後退力と釣り合う制止力を
付加する制止力付加手段A4と、よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は坂路停車装置に係り、特
に車両が坂路で停車したとき車両が後退することを防止
するよう構成した坂路停車装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車等の車両で坂路を上る場
合、信号又は一時停車線などにより坂路の途中で停車す
ることがある。このような場合、運転者はブレーキペダ
ルを踏み続けて制動力を確保するか、あるいは一旦、パ
ーキングブレーキを操作してから坂路発進を行う。
【0003】その際、車両の駆動輪に伝達される駆動力
が坂路の勾配(傾斜角)に対して小さいと、ブレーキペ
ダルの踏力をゆるめたとき、あるいはパーキングブレー
キをゆるめたとき、車両が後退することになる。このよ
うな坂路停車時あるいは坂路発進のときに、車両が後退
することを防止するための坂路停車装置が開発されてい
る。
【0004】この種の坂路停車装置としては、例えば実
開昭62−79661号公報にみられるように制御回路
がスピードセンサ,傾斜センサ,アクセルスイッチなど
からの信号及びエンジン回転数に基づいて車両が後退す
ると判断したときには、マスタシリンダとブレーキ装置
とを接続する配管途中に配設された電磁弁を閉弁させて
ブレーキ油圧回路を遮断するよう構成された装置があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記坂路停
車装置では、傾斜センサによって登坂路での停車を検出
してブレーキ装置の制動力を保持し、アクセルが操作さ
れてエンジン回転数が所定回転数(変曲点)になったと
きブレーキ装置の制動保持を解除しているが、例えばエ
ンジン回転数が所定回転数に達していても、坂路の勾配
によっては、駆動輪に伝達されるエンジンからの駆動力
が車両に作用する後退力よりも小さいことがあるため、
車両を発進させる際にブレーキ装置の制動保持が解除動
作されると車両が後退してしまう。
【0006】即ち、上記坂路停車装置では、坂路の勾配
の大きさに応じた後退力の変動を考慮しておらず、ブレ
ーキ装置による制動力の保持を坂路の勾配に応じてきめ
細かく調整することができなかった。
【0007】そこで、本発明は上記課題に鑑み、坂路の
勾配に拘わらず登坂路で停車した車両が後退することを
防止するよう構成した坂路停車装置を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図で
ある。同図に示すように、本発明は、坂路の傾斜角度を
検出する傾斜角度検出手段A1と、該傾斜角度検出手段
A1による検出角度に基づいて車両に作用する後退力を
推定する後退力推定手段A2と、該車両の駆動輪に伝達
されるエンジンからの駆動力を推定する駆動力推定手段
A3と、前記車両が坂路に停車したとき、前記後退力推
定手段A2により推定された後退力と前記駆動力推定手
段A3により推定された駆動力との偏差に基づいて前記
後退力と釣り合う制止力を付加する制止力付加手段A4
と、よりなることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明は、車両が坂路に停車したとき、後退力
推定手段により推定された後退力と駆動力推定手段によ
り推定された駆動力との偏差に基づいて後退力と釣り合
う制止力を付加することにより、車両を坂路で停車させ
ることができるとともに、坂路の傾斜角度に応じた後退
力と釣り合う駆動力が駆動輪に伝達されると推定された
時点で制止力を解除して発進できるので、発進時に後退
することを防止できる。
【0010】
【実施例】図2及び図3に本発明になる坂路停車装置の
一実施例を示す。
【0011】両図中、加速スリップ制御装置1を有する
車両には、ブレーキマスタシリンダ2と、遊動輪である
左右前輪3,4のホイールシリンダ5,6及び駆動輪で
ある左右後輪7,8のホイールシリンダ9,10との間
に油圧源11,アンチスキッド制御用油圧回路12及び
加速スリップ制御用油圧回路13を備えている。尚、本
実施例の車両は、オートマチック・トランスミッション
が搭載された自動車とする。
【0012】上記ブレーキマスタシリンダ2の第一油圧
室2aから左右前輪3,4のホイールシリンダ5,6に
至るブレーキ油圧回路には、左,右前輪アンチスキッド
制御用容量制御弁14,15が配設されている。又、上
記ブレーキマスタシリンダ2の第二油圧室2bから左右
後輪7,8のホイールシリンダ9,10に至るブレーキ
油圧回路には、プロポーショニングバルブ16、後輪ア
ンチスキッド制御用容量制御弁17,並列に配設された
第一ソレノイドバルブ18と逆止弁19,及び加速スリ
ップ制御用容量制御弁20が設けられている。
【0013】アンチスキッド制御時には、第一ソレノイ
ドバルブ18は励磁されないで図示の位置にあるため、
後輪アンチスキッド制御用容量制御弁17と加速スリッ
プ制御用容量制御弁20とは連通状態に保たれる。又、
加速スリップ制御用容量制御弁20の制御入力ポート2
0aと直列に配設された第二ソレノイドバルブ21、第
三ソレノイドバルブ22が励磁されないで共に図示の位
置にあるため、上記加速スリップ制御用容量制御弁20
は油圧源11のリザーバ23と連通状態に保たれる。
【0014】従って、加速スリップ制御用容量制御弁2
0のピックアップ20cは、スプリング20dの付勢に
より図示の位置に保たれる。このとき、上記後輪アンチ
スキッド制御用容量制御弁17は、その第一制御入力ポ
ート17aに連通する後輪第一切換弁24に直列接続さ
れた後輪第二切換弁25との励磁・非励磁の組み合わせ
により以下の三状態に変化する。
【0015】(1)油圧源11のポンプ駆動モータ26
により駆動されるポンプ27及びその油圧を蓄積するア
キュムレータ28からの油圧をブレーキ操作量に応じた
油圧に変換するレギュレータ29の出力ポート29a
と、上記第一制御入力ポート17aとの連通状態、 (2)第一制御入力ポート17a、レギュレータ29、
リザーバ23の各々との遮断状態、 (3)第一制御入力ポート17aとリザーバ23との連
通状態。
【0016】又、第二制御入力ポート17aは、レギュ
レータ29の出力ポート29aと常時連通する。従っ
て、上記三状態に対応して後輪アンチスキッド制御用容
量制御弁17は、次のように作動する。
【0017】即ち、第一制御入力ポート17aを有する
第一油圧室17c内の圧力が増圧(1)、圧力保持
(2)又は減圧(3)され、この第一油圧室17c内の
圧力に応じてブレーキ油圧室17dの容積が変化する。
これにより、後輪アンチスキッド制御用容量制御弁17
は、第一ソレノイドバルブ18又は逆止弁19を介して
左右後輪ホイールシリンダ9,10内の圧力を増圧
(1)、圧力保持(2)又は減圧(3)する。
【0018】尚、左前輪第一,第二切換弁30,31、
右前輪第一,第二切換弁32,33の励磁、非励磁によ
り、左,右前輪アンチスキッド制御用容量制御弁14,
15も左右前輪ホイールシリンダ5,6に対して同様に
作用する。上記のような各切換弁24,25,30,3
1,32,33の励磁・非励磁は、図示しないアンチス
キッド制御装置により行われる。
【0019】又、加速スリップ制御時には、上記第一ソ
レノイドバルブ18が励磁されて遮断状態に切り換わ
る。そのため、第一ソレノイドバルブ18と逆止弁19
とにより、後輪アンチスキッド制御用容量制御弁17と
加速スリップ制御用容量制御弁20との連通が遮断され
る。このとき、上記加速スリップ制御用容量制御弁20
は、その制御入力ポート20aに連通する第二,第三ソ
レノイドバルブ21,22の励磁・非励磁の組み合わせ
により以下の四状態に変化する。
【0020】(11)アキュムレータ28と制御入力ポ
ート20aとの連通状態、 (12)アキュムレータ28と制御入力ポート20aと
の絞り弁を介した連通状態、 (13)リザーバ23と制御入力ポート20aとの絞り
弁を介した連通状態、 (14)リザーバ23と制御入力ポート20aとの連通
状態、 従って、上記四状態に対応して加速スリップ制御用容量
制御弁20は次のように作動する。
【0021】即ち、制御入力ポート20aを有する制御
油圧室20b内の圧力が増圧(11),徐々に増圧(1
2),徐々に減圧(13),又は徐々に減圧(14)さ
れることにより制御油圧室20b内の容積が変化し、ピ
ストン20cがスプリング20dの付勢力に抗して図2
中左右方向に移動する。
【0022】これにより、ブレーキ油圧室20eの出力
ポート20fから油圧が左・右後輪ホイールシリンダ
9,10に供給される。従って、左・右後輪ホイールシ
リンダ9,10内の圧力を増圧(11),徐々に増圧
(12),徐々に減圧(13),又は徐々に減圧(1
4)する。
【0023】加速スリップ制御装置1は、ブレーキペダ
ル34aの操作に応じてオン・オフ信号を出力するペダ
ルスイッチ34、左前輪3の回転速度を検出する左前輪
回転速度センサ35、右前輪4の回転速度を検出する右
前輪回転速度センサ36、左・右後輪の回転速度を検出
する後輪回転速度センサ37、エンジンの回転速度を検
出するエンジン回転速度センサ38、車両の加速度を検
出する加速度センサ39を備えてなる。尚、加速度セン
サ39から出力された検出信号は、例えば加速度スリッ
プ制御を行う際に減速時の推定車体速度を補正するのに
使用されるとともに、後述するように車両の前後方向の
傾斜角度を求めるのに使用される。
【0024】上記各センサ35〜39から出力された検
出信号は加速スリップ制御回路40に入力される。又、
加速スリップ制御回路40は、上記第一乃至第三ソレノ
イドバルブ18,21,22及びポンプ駆動モータ26
を駆動制御する。
【0025】又、加速スリップ制御装置1は、上記セン
サ35〜39から出力された検出信号に基づいて車速と
車輪回転速度との差によりスリップ発生を検知し、ブレ
ーキによる加速スリップ制御に先立ってエンジンの吸入
空気量を調節することによって加速度スリップ制御を行
っている。
【0026】即ち、加速スリップ制御装置1は、駆動輪
7,8に駆動力を与えるエンジンの吸気管42に設けら
れているサブスロットルバルブ44を、その駆動用モー
タ46に制御信号を出力して閉じることにより、アクセ
ルペダル48に連動する主スロットルバルブ49が急速
に開くことによる過大なスリップを防止している。
【0027】スロットルポジションセンサ49aは、主
スロットルバルブ49の全閉状態にてオン信号を発する
アイドルスイッチを含み、後述するマップ処理等を実施
するために開度に対応した信号を加速スリップ制御回路
40に出力している。
【0028】ここで、加速スリップ制御回路40の構成
を図3を参照して説明する。
【0029】加速スリップ制御回路40は、CPU40
a,ROM40b,RAM40c,バックアップRAM
40d等を中心に論理演算回路として構成され、コモン
バス40eを介して入力ポート40f及び出力ポート4
0gに接続されて外部との入出力を行う。
【0030】前述したペダルスイッチ34,エンジン回
転速度センサ38,加速度センサ39及びスロットルポ
ジションセンサ49aからの検出信号は直接、また左・
右後輪の回転速度センサ35〜37の検出信号は波形整
形回路40hを介して、各々入力ポート40fからCP
U40aに入力される。
【0031】又、前述した第一乃至第三ソレノイドバル
ブ18,21,22、ポンプ駆動モータ26及びサブス
ロットルバルブ駆動用モータ46の駆動回路40i〜4
0nも備えられ、CPU40aは出力ポート40gを介
して上記駆動回路40i〜40nに制御信号を出力す
る。又、CPU40aには、後述するように車両が登坂
路で停車したとき、車両が後退することを防止する処理
を実行するための制御プログラムが入力されている。即
ち、エンジンから駆動輪である左右後輪7,8に伝達さ
れる駆動力が登坂路で停車したとき、車両に作用する後
退力より小さい場合にブレーキ力を作用させるように動
作する。
【0032】ここで、CPU40aが実行する処理につ
き図4を併せ参照して説明する。
【0033】CPU40aは図4に示すS1〜S8の処
理を所定時間毎に繰り返し実行する。図4中、ステップ
S1(以下「ステップ」を省略する)では、回転速度セ
ンサ35〜37からの検出信号に基づいて車両が停車状
態にあるか否かを判別する。上記S1において、車両が
停車状態にあると判断されたときは、S2に進み、坂路
の傾斜角度(勾配θ)を加速度センサ39からの検出信
号に基づいて演算する。図5に示すように、坂路の傾斜
角度θは車両の後方に作用する力gxを加速度センサ3
9により検出することによって決まる。つまり、次式
(1)により坂路の傾斜角度(勾配θ)は求まる(傾斜
角度検出手段)。
【0034】 θ=sin-1(gx) … (1) 続いて、S3に進み、坂路の傾斜角度に応じて車両が重
力により後退させれられる後退力Rの推定値を次式
(2)により算出する(後退力推定手段)。
【0035】 R=g・sinθ・W … (2) (但し、gは重力加速度、Wは車両総重量で、夫々RO
M40bに記憶されている。) 次に、S4では、上記S3において算出した後退力Rに
抗して車両が坂路を登ることができる路面状態にあるか
どうかを判別する。つまりR<μ・WR (但し、μは路
面の摩擦係数、WR は後輪軸荷重)のとき車両が坂路を
登ることができると判断してS5に進む。
【0036】尚、摩擦係数μは、例えばスリップにより
生じた前輪と後輪との回転速度差を左前輪回転速度セン
サ36と後輪回転速度センサ37とからの検出信号によ
り求め、これに基づいて算出される。後輪軸荷重W
R は、ROM40bに予め記憶されている。
【0037】次のS5では、傾斜角度θの坂路で停車す
るのに必要な最小駆動力、即ちエンジンから駆動輪であ
る左右後輪7,8に伝達される駆動力(トルク)Dの推
定値を次式(3)により演算する(駆動力推定手段)。
【0038】 D=MIN〔f(θMIN ,NE)・e・IG ・ID /r,μ・WR 〕 … (3) (但し、θMIN はスロットルバルブ44,49の開度の
小さい方のスロットル開度、NEはエンジン回転数、e
はトルクコンバータのトルク比、IG はギヤ比、ID
デフ比、rはタイヤ径) 尚、路面に伝えられるトルクには限界があるので、駆動
力Dの最大値はμ・W R とする。
【0039】続いて、S6では、傾斜角度θの坂路で停
車あるいは発進することができるかどうかを判断する。
即ち、駆動力Dと後退力Rとを比較してD<Rであると
きは、駆動力Dよりも後退力Rの方が大きいので、車両
が坂路で停車せず後退するものと判断する。
【0040】その場合、S7に進み、車両が後退しない
ようにリヤブレーキを使用して車両を坂路で停車させ
る。このとき左右後輪7,8には、図6に示すように、
後退力Rと左右後輪7,8に伝達される駆動力Dとの差
に応じた制止力としてのブレーキ力Bが付加される(制
止力付加手段)。
【0041】即ち、本実施例では、前述したソレノイド
バルブ18,21,22を作動させてアキュムレータ2
8と制御入力ポート20aとの連通状態に切り換え、加
速スリップ制御用容量制御弁20のピストン20cを作
動させて出力ポート20fからの油圧を増圧させて左・
右後輪ホイールシリンダ9,10に供給する。これによ
り、左・右後輪7,8にブレーキ力が作用して車両は坂
路で停車する。
【0042】尚、上記S1において、車両が走行中であ
るとき、あるいはS4で登坂が物理的に困難と判断され
たときには、上記S5〜7の処理を実行せずに一連の処
理を終了する。
【0043】又、上記S6において、D>Rとなり後退
力Rよりも駆動力Dの方が大きいので、車両が坂路で後
退しない場合には、S8に進み、ブレーキ力Bをゼロに
する。
【0044】図7(A)に示すように、車両が坂路を走
行する際に車両を坂路の途中で一旦停車させ、それから
車両を発進させる場合、アクセルペダル48の操作によ
る主スロットルバルブ49の開度は、図7(B)に示す
ように変化することになる。即ち、主スロットルバルブ
49の開度は、停車している間全閉状態となり、車両を
発進させる際に徐々に開とされる。
【0045】そのため、エンジンの駆動力(トルク)
は、図7(C)に示すように変化することになる。従っ
て、主スロットルバルブ49が閉じている間は、エンジ
ンの駆動力が前述した後退力Rより小さくなる。
【0046】そして、上記S7でブレーキ力Bが作用す
ると、ブレーキ力Bは図7(D)に示すようにエンジン
の駆動力が後退力Rより低下している間だけ左・右後輪
7,8に付加される。その結果、左・右後輪7,8の駆
動力は、図7(E)に示すように,停車時も後退力Rよ
り低下せず、坂路発進時に車両が後退することは防止さ
れる。
【0047】このように、坂路の傾斜角度θに応じた後
退力Rを求めてブレーキ力を発生させるため、車両が坂
路で後退するおそれがあるときには、必ず左・右後輪
7,8にブレーキ力が作用して車両が後退することを防
止できる。
【0048】次に、本発明の変形例について説明する。
【0049】上記実施例では、既存の加速度センサ39
の検出信号に基づいて坂路の傾斜角度θを求めたが、こ
れに限らず、他の検出手段を用いても良い。
【0050】例えば、図8に示すように、車両の後部に
搭載された燃料タンク50の内部に一対の液面センサ5
1,52を設け、この液面センサ51,52の検出信号
に基づいて坂路の傾斜角度θを算出する。即ち、一方の
液面センサ51は燃料タンク50の前面側に設けられ、
他方の液面センサ52は燃料タンク50の後面側に設け
られている。
【0051】従って、車両が坂路で停車すると、燃料タ
ンク50内に液面が水平であるので燃料タンク50の前
面側の液面位置が低くなり、燃料タンク50の後面側の
液面位置が高くなる。そのため、液面センサ51,52
から出力された検出信号の差により坂路の傾斜角度θを
次式(4)により演算する。
【0052】 θ=tan-1(b/a) … (4) (但し、aは液面位置の差、bは液面センサ51と52
との前後方向の距離)尚、上記液面センサ51,52を
使用して坂路の傾斜角度θを演算する場合、車両が坂路
で停車してから燃料タンク50内に液面が水平状態に安
定するまで所定時間待機してから演算を行う。
【0053】又、上記液面センサ51,52を設ける代
わりに車両の前後方向に傾斜角度を検出する傾斜計を設
け、この傾斜計からの検出信号を傾斜角度θとして演算
するようにしても良い。
【0054】又、上記実施例の別の変形例として、車両
が坂路で後退するおそれがあるとき、左・右後輪7,8
にブレーキ力を付加する代わりに例えば左・右後輪7,
8にエンジンの駆動力を付加する構成を採用することも
できる。
【0055】この場合、上記S7において、アイドルス
ピードコントロールバルブ(図示せず)を制御してエン
ジンのアイドル回転数を通常の回転数より高め左・右後
輪7,8に伝達される駆動力を増加させる。即ち、図9
に示すように、増加させる駆動力Diは、坂路の傾斜角
度θに応じた後退力Rと停車時のエンジンから左右後輪
7,8に伝達される駆動力Dとの差(Di=R−D)と
なる。
【0056】よって、CPU40aは、エンジン回転速
度センサ38からの検出信号に基づいて、駆動力D+D
iが後退力Rと釣り合うようにエンジンのアイドル回転
数を高める。その結果、オートマチック・ランスミッシ
ョンの操作レバーをドライブの位置に操作しておけば、
車両はブレーキペダル34aを踏まなくても傾斜角度θ
の大きさに拘わらず坂路で停車することができる。
【0057】
【発明の効果】上述の如く、本発明になる坂路停車装置
は、車両が坂路で停車したとき、後退力推定手段により
推定された後退力と駆動力推定手段により推定された駆
動力との偏差に基づいて後退力と釣り合う制止力を付加
することにより、運転者がブレーキを操作しなくても車
両を坂路で停車させることができる。さらに、坂路の傾
斜角度に応じた後退力と釣り合う制止力が付加されるた
め、坂路の傾斜角度が変化しても車両を坂路で確実に停
車させることができ、装置の信頼性がより高められてい
る。又、坂路の傾斜角度に応じた後退力と釣り合う駆動
力が駆動輪に伝達されると推定された時点で制止力を解
除して発進できるので、発進時に後退することを防止で
き、坂路発進時の安全性の向上を図ることができる等の
特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明になる坂路停車装置の一実施例の概略構
成図である。
【図3】本発明になる坂路停車装置の一実施例の概略構
成図である。
【図4】CPUが実行する処理を説明するためのフロー
チャートである。
【図5】車両の傾斜状態を示す図である。
【図6】ブレーキ力を駆動輪に作用させる場合の力の釣
り合いを説明するための図である。
【図7】車両が坂路で停車、発進を行う際のスロットル
開度の変化、エンジンの駆動力の変化、ブレーキ力又は
増加させたエンジンの駆動力の変化、エンジンの駆動力
とブレーキ力又は増加させたエンジンの駆動力との合力
の変化を示すグラフである。
【図8】坂路の傾斜角度を検出する手段の変形例を説明
するための図である。
【図9】エンジンの駆動力を増加させて駆動輪に作用さ
せる場合の力の釣り合いを説明するための図である。
【符号の説明】
1 加速スリップ制御装置 2 ブレーキマスタシリンダ 3,4 前輪 5,6,9,10 ホイールシリンダ 7,8 後輪 11 油圧源 12 アンチスキッド制御用油圧回路 13 加速スリップ制御用油圧回路 18 第一ソレノイドバルブ18 20 加速スリップ制御用容量制御弁 21 第二ソレノイドバルブ 22 第三ソレノイドバルブ 27 ポンプ 28 アキュムレータ 35 右前輪回転速度センサ 36 左前輪回転速度センサ 37 後輪回転速度センサ 38 エンジン回転速度センサ 39 加速度センサ 40 加速スリップ制御回路 40a CPU 44 サブスロットルバルブ 48 アクセルペダル 49 主スロットルバルブ 50 燃料タンク 51,52 液面センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 坂路の傾斜角度を検出する傾斜角度検出
    手段と、 該傾斜角度検出手段による検出角度に基づいて車両に作
    用する後退力を推定する後退力推定手段と、 該車両の駆動輪に伝達されるエンジンからの駆動力を推
    定する駆動力推定手段と、 前記車両が坂路に停車したとき、前記後退力推定手段に
    より推定された後退力と前記駆動力推定手段により推定
    された駆動力との偏差に基づいて前記後退力と釣り合う
    制止力を付加する制止力付加手段と、 よりなることを特徴とする坂路停車装置。
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