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JP4320545B2 - 車両の制動力保持装置 - Google Patents
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JP4320545B2 - 車両の制動力保持装置 - Google Patents

車両の制動力保持装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の制動力保持装置に関し、特に、車両の停車時に、たとえ運転者の制動操作が意図せず不測に緩んでも、車両の動き出しを未然に防止する、車両の安全運転支援の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両の停車時に、たとえ運転者の制動操作が意図せず不測に緩んでも、車両が不用意に動き出さないようにする技術が知られている。例えば、特許文献1には、マスタシリンダとホイルシリンダとを結ぶブレーキ液圧通路に電磁弁を設け、車両停車時には、上記電磁弁を閉状態として、ホイルシリンダ側のブレーキ液圧を保持する(換言すれば、運転者が車両停車の際に要求した制動力を保持する)技術が開示されている。これによれば、車両停車後、サイドブレーキを引かないまま、運転者のブレーキペダルの踏込みが知らず知らずのうちに弱まっても、車両が例えば自動変速機のクリープ現象によって前進する、というような不具合、又は下り坂で後退する、というような不具合が回避される。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−47987号公報(図2、図12〜図15)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、車両停車時に保持する制動力として、運転者が車両停車の際に要求した制動力がそのまま保持されるので、次のような不具合が発生する。すなわち、運転者が車両停車の際に要求する制動力は必ずしも一律ではなく、状況に応じてまちまちであり、例えば上り坂や下り坂等、路面勾配のあるところでは、平坦路等、路面勾配のないところに比べて、運転者は強くブレーキペダルを踏み込んで、より大きな制動力を要求する傾向にあるし、また、積荷や乗員が多く、積載重量が大きいときは、そうでないときに比べて、運転者はやはり強くブレーキペダルを踏み込んで、より大きな制動力を要求する傾向にある。
【0005】
一方、車両の発進時には、今度は、上記電磁弁を開状態として、上記保持した制動力を低減し、ブレーキの引摺り感のない、円滑・良好な車両の発進を図るのであるが、その場合に、ホイルシリンダ側のブレーキ液圧が高い状態のまま保持されているから、上記電磁弁を挟んでホイルシリンダ側とマスタシリンダ側との間でブレーキ液圧が大きく変動(低下)し、これが原因で不快な異音が発生するのである。
【0006】
特に、本発明者等の検討によれば、この異音は、電磁弁を閉状態から一気に開状態にしたとき(つまり、ブレーキ液圧を急激に下げて、保持していた制動力を速やかに抜くとき)よりも、むしろ、電磁弁をデューティ制御で繰返し開閉させ、該電磁弁を時間をかけて開状態に移行させたとき(つまり、ブレーキ液圧をデューティ制御で徐々に下げて、保持していた制動力をゆっくりと抜くとき)に、顕著であった。これは、1つには、デューティ制御による電磁弁の周期的な開閉により、ブレーキ液圧通路内の圧力変動に起因する脈動が生じ、その脈動のたびに異音が発生するからであると考えられる。また、電磁弁が開くときの印加電流と閉じるときの印加電流との間にヒステリシスが生じ、電磁弁が開くのに十分な電流(ノーマルクローズ型の電磁弁の場合)又は閉じるのに十分な電流(ノーマルオープン型の電磁弁の場合)を該電磁弁に同じ周期で印加しても、該電磁弁が開くタイミングと閉じるタイミングとが一定せずばらつくことも一因であると考えられる。いずれにせよ、ホイルシリンダ側の保持液圧が高く、車両発進時に該液圧を低減させるときの該液圧の変動が大きいことにより、上記脈動がより強くなったり、ヒステリシスがより大きくなったりして、発生する異音の程度がより大きくなると考えられる。
【0007】
そこで、本発明は、車両停車時に車両の移動を阻止する制動力を保持し、車両発進時に上記保持した制動力を低減する場合における、上記の異音発生の問題に対処することを主たる課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願の請求項1に記載の発明は、マスタシリンダとホイルシリンダとを結ぶブレーキ液圧通路に電磁弁が設けられ、車両停車時に上記電磁弁を閉状態としてホイルシリンダ側のブレーキ液圧通路に車両の移動を阻止する制動力を保持する制動力保持手段と、車両発進時に上記電磁弁を開状態として上記保持した制動力を低減する制動力低減手段とを有する車両の制動力保持装置であって、上記制動力低減手段は、上記電磁弁をデューティ制御して制動力を徐々に低減するように構成されていると共に、制動力の大きさに関連する値を検出する制動力関連値検出手段と、該検出手段で上記保持した制動力が大きいと検出されたときは、小さいと検出されたときに比べて、上記デューティ制御の制御周波数を低くし、かつ、制動力を低減する初期は、後期に比べてデューティ制御の制御周波数を低くすると共に、該制動力を低減する初期において、デューティ制御の制御周波数を上記制動力関連値検出手段の検出結果に応じて変更する制御周波数変更手段とが備えられていることを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、車両停車時に車両の移動を阻止するために保持していた制動力が大きいときは、小さいときに比べて、車両発進時に上記保持していた制動力を低減するときのデューティ制御の制御周波数を低くするから、電磁弁の開閉の周期が延び、ブレーキ液圧通路内の圧力変動に起因する脈動の回数が可及的に少なくなって、車両発進時における不快な異音発生の問題が抑制され又は解消される。
【0010】
一方、逆に、車両停車時に車両の移動を阻止するために保持していた制動力が小さいときは、大きいときに比べて、上記デューティ制御周波数を高くするから、1回の電磁弁の開く時間が短く抑えられ、ブレーキ液圧がホイルシリンダ側からマスタシリンダ側に1度に大量に流れることが抑制されて、ブレーキ液圧を安定に目標の液圧に維持することが可能となる(制御精度が確保できる)。
【0012】
そして、特にこの発明によれば、車両停車時に車両の移動を阻止するために保持していた制動力がまだ大きい値として残っている制動力の低減の初期は、該制動力がすでにある程度低減している制動力の低減の後期に比べて、上記保持していた制動力を低減するときのデューティ制御の制御周波数を低くするから、1回の電磁弁の開く時間が長くなり、ブレーキ液圧がホイルシリンダ側からマスタシリンダ側に1度に大量に流れることが図られて、制動力を低減する初期において、ブレーキ液圧を速やかに大きく低減することができる(制御応答性が確保できる)。
【0013】
一方、逆に、制動力がすでにある程度低減している制動力の低減の後期は、上記デューティ制御周波数を高くするから、すでに述べたように、1回の電磁弁の開く時間が短く抑えられ、ブレーキ液圧がホイルシリンダ側からマスタシリンダ側に1度に大量に流れることが抑制されて、制動力を低減する後期において、ブレーキ液圧を安定に目標の液圧に維持することが可能となる(制御精度が確保できる)。
【0014】
そのうえで、車両停車時に車両の移動を阻止するために保持していた制動力がまだ大きい値として残っている制動力の低減の初期において、上記デューティ制御周波数を制動力関連値検出手段の検出結果に応じて変更するから、前述したような、車両発進時における不快な異音発生の問題が抑制され又は解消される作用、及び制御精度が確保できる作用が得られる。
【0015】
次に、請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、制動力関連値検出手段は、ブレーキ液圧及びブレーキペダルの踏込量の少なくとも1つを検出することを特徴とする。
【0016】
この発明によれば、制動力の大きさに関連する値として、ブレーキ液圧や、ブレーキペダルの踏込量(ストローク量又は操作量)を検出するから、制動力の大きさが、精度よく、合理的に、検出される。なお、この制動力関連値検出手段で、請求項1に記載のように、車両停車時に車両の移動を阻止するために保持していた制動力を検出する場合に、ブレーキペダルの踏込量を用いるときは、その踏込量は、運転者の制動操作が不測に緩んでいるかもしれない車両停車中の踏込量ではなく、運転者が車両停車の際に操作した踏込量(その結果発生した制動力が保持される)を採用することが合目的的である。
【0017】
次に、請求項3に記載の発明は、上記請求項1又は2に記載の発明において、車両停車時に所定のエンジン停止条件が成立したときはエンジンを自動的に停止させ、その後、所定のエンジン始動条件が成立したときはエンジンを自動的に始動させるエンジン自動停止・始動手段が備えられていることを特徴とする。
【0018】
この発明は、燃費の向上や、環境汚染物質あるいは二酸化炭素等の排出低減、及び騒音の抑制等を図る、いわゆるアイドルストップ車両を対象としている。一般に、アイドルストップ車両では、車両停車時に所定のエンジン停止条件が成立したときは、エンジンが自動停止されるので、車両停車後、エンジンの自動停止中(アイドルストップ中)に、サイドブレーキを引かないまま、運転者のブレーキペダルの踏込みが知らず知らずのうちに弱まっても、車両がクリープ現象によって前進する、というような不具合は生じない。
【0019】
しかし、アイドルストップ車両では、エンジンの自動始動性を高めるため、アイドルストップがかかると、変速機の動力伝達経路はPレンジやNレンジのときのように遮断状態とされる。したがって、上り坂や下り坂等、路面勾配のあるところで停車してアイドルストップがかかった場合に、サイドブレーキを引かないまま、運転者のブレーキペダルの踏込みが知らず知らずのうちに弱まると、車両は路面勾配により後退(上り坂の場合)又は前進(下り坂の場合)することになる。しかしながら、車両停車時には、車両の移動を阻止する制動力が保持されているから、たとえ車両が路面勾配のあるところで停車してアイドルストップがかかっても、そのような不具合は回避される。
【0020】
そして、アイドルストップ車両では、その後、所定のエンジン始動条件が成立したときには、エンジンが自動始動されるので、その場合に、サイドブレーキを引かないまま、運転者のブレーキペダルの踏込みが知らず知らずのうちに弱まっていると、車両がクリープ現象によって前進する、というような不具合が生じる。しかしながら、車両停車時には、車両の移動を阻止する制動力が保持されているから、たとえエンジンの自動始動時においても、そのような不具合は回避される。
【0021】
次に、請求項4に記載の発明は、上記請求項1から3のいずれかに記載の発明において、電磁弁は、ブレーキ液圧通路を全開とするか全閉とするオンオフ型の電磁弁であることを特徴とする。
【0022】
この発明によれば、比較的安価なオンオフ型の電磁弁(例えばDCソレノイドを用いたオンオフ高速弁)を採用するから、例えばDCソレノイドを用いた比例制御弁等を採用した場合に比べて、この車両の制動力保持装置のコストが抑制できる。なお、DCソレノイドに流す電流をPWM(パルス幅変調)制御(デューティ制御)することにより、オンオフ電磁弁を比例制御弁のごとく使用できることはよく知られている。以下、実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1に示すように、本実施の形態に係る車両1は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両であって、車体前部のエンジンルーム内に、エンジン10が横置きに配置され、該エンジン10にトルクコンバータ20を介して変速機30が接続されている。そして、該変速機30の出力が差動装置40を経由して左右の前輪61,62に伝達される。この車両1は、燃費の向上や、環境汚染物質あるいは二酸化炭素の排出低減、及び騒音の抑制等を図る、いわゆるアイドルストップ車両であって、エンジン10の始動用のスタータモータ50を備える。
【0024】
この車両1のブレーキシステムは、本実施形態においては、周知のディスク式ブレーキを採用している。すなわち、運転者のブレーキペダル71の踏力が、エンジン10の吸気管内の負圧(吸引負圧)を利用したブレーキブースタ(倍力装置)72で助勢されて、マスタシリンダ73に伝達され、上記踏力に応じたブレーキ液圧が発生する。ブレーキ液圧は、ブレーキ液圧通路74,75を通って、各車輪61〜64のキャリパ76〜76に内蔵されたホイルシリンダに伝達され、各車輪61〜64と一体回転するディスク77〜77をパッドが挟み込んで制動力が発生する。もちろん、ディスク式ブレーキに限らず、他にも、各車輪と一体回転するドラムにシューが押し付けられて制動力が発生するドラム式ブレーキ、同じく各車輪と一体回転するドラムをバンドで締め付けて制動力が発生するバンド式ブレーキ等を採用してもよい。
【0025】
上記マスタシリンダ73は、吐出口を2つ有するタンデム型であり、ブレーキ液圧通路74,75は、本実施形態においては、クロス方式(X配管方式)である。すなわち、マスタシリンダ73の各吐出口から延びる液圧通路74,75がそれぞれ途中で2つに分岐して、一方の通路(第1の通路)74は、左前駆動輪61のキャリパ76及び右後従動輪64のキャリパ76に至り、他方の通路(第2の通路)75は、右前駆動輪62のキャリパ76及び左後従動輪63のキャリパ76に至る。もちろん、クロス方式に限らず、他にも、一方の通路が左右の前輪に、他方の通路が左右の後輪に至る、前後分割方式であってもよい。
【0026】
各ブレーキ液圧通路74,75に電磁弁80,90が配設されている。図2及び図3に第1の電磁弁80を例に取って明示したように、この電磁弁80は、DCソレノイドを用いたノーマルオープン型のオンオフ電磁弁である。コイル81に電流が流されていないオフ時には、図2に示したように、プランジャ82がスプリング83で付勢されて液圧通路74から退避する。これにより、電磁弁80を挟んで位置するマスタシリンダ73側の液圧通路(上流側通路)74aと、キャリパ76側(ホイルシリンダ側)の液圧通路(下流側通路)74bとが完全に連通し、液圧通路74が全開となる。一方、コイル81に電流が流されたオン時には、図3に示したように、プランジャ82がスプリング83を縮めながら液圧通路74に進出する。これにより、上流側通路74aと下流側通路74bとが完全に遮断され、液圧通路74が全閉となる。
【0027】
ただし、DCソレノイドに流す電流をPWM(パルス幅変調)方式でデューティ制御することにより、上記電磁弁80を比例制御弁のごとく用いることが可能である。デューティ制御におけるデューティ値(1オンオフ周期あたりのオン時間の比率)を変化させることにより、上流側通路74aと下流側通路74bとの連通度を変化させ、下流側通路74bのブレーキ液圧(制動力)を制御することができる。なお、電磁弁80がオフのときのデューティ値は0%、オンのときのデューティ値は100%である。
【0028】
図2に示したように、通常は、電磁弁80はオフで、液圧通路74は全開である。ブレーキペダル71が踏み込まれると、該ペダル70の操作ロッド71aがブレーキブースタ72の弁付ロッド72aを押し、該弁付ロッド72aがプッシュロッド72bを押し、該プッシュロッド72bがマスタシリンダ73のピストン73aを押す。ブレーキブースタ72の内部はダイヤフラム72cで2つの室72d,72eに仕切られている。ダイヤフラム72cはプッシュロッド72bに連結されている。
【0029】
ブレーキペダル71が踏み込まれていない図2の状態では、第1室72d及び第2室72e共に、吸引負圧(ブレーキブースタ負圧)が作用している。しかし、ブレーキペダル71が踏み込まれた図3の状態では、第1室72dへの負圧の作用が停止すると共に、弁付プランジャ72aの移動に伴い、第1室72dへ大気圧が導入される。これにより、運転者のブレーキペダル71の踏力が、第1室72d側から第2室72e側へ助勢される。このとき、マスタシリンダ73のピストン73aは、図外の第2通路75用のピストンとの間に介設されたスプリング73eを縮める。
【0030】
マスタシリンダ73においては、ピストン73aがリザーバ73bのリリーフポート73cを横切った瞬間から、加圧室73d内のブレーキ液圧が上昇する。そして、その加圧されたブレーキ液圧が液圧通路74に吐出され、電磁弁80を経てホイールシリンダに到達する(図2の矢印参照)。この状態で電磁弁80がオンとなって液圧通路74が全閉となると、下流側通路74bには、上記加圧されたブレーキ液圧が残る。この状態では、たとえブレーキペダル71の踏込みが戻されても、下流側通路74bの制動力は低下しない(図3の矢印参照)。
【0031】
例えば、ピストン73aがリザーバ73bのリリーフポート73cの位置まで戻る間は、上流側通路74aには過渡的に負圧が発生し、ピストン73aは比較的緩慢に戻る。その結果、上流側通路74aのブレーキ液圧は緩慢に低下する。しかし、ピストン73aがリリーフポート73cの位置まで戻った後は、上流側通路74aはリザーバ73bと連通し、ピストン73aは速やかに戻る。その結果、上流側通路74aのブレーキ液圧は速やかに大気圧(残圧)まで低下する。そして、いずれにおいても、このように上流側通路74aのブレーキ液圧が低下していく間、下流側通路74bのブレーキ液圧は、プランジャ82及び逆止弁84に遮られて、一緒に低下することがない。
【0032】
なお、電磁弁80がオンとなって液圧通路74が全閉となった後、ブレーキペダル71が踏み増しされると、その踏増し分は、上記逆止弁84を介して下流側通路74bに導入され、該下流側通路74bのブレーキ液圧は増圧される。
【0033】
以上が、マスタシリンダ73とホイルシリンダとを結ぶブレーキ液圧通路74,75に電磁弁80,90が設けられた、このブレーキシステムの基本的な動作である。いまは、第1液圧通路74及び第1電磁弁80を例に取り説明したが、第2液圧通路75及び第2電磁弁90についても同様である。以下の記述において、図示しないが、第2液圧通路75の上流側通路に符号75aを、下流側通路に符号75bを付す。
【0034】
図4に示すように、この車両1には、エンジン10の燃料噴射弁11…11、点火栓12…12、及びスタータモータ50を制御するアイドルストップ用のコントロールユニット100と、上記電磁弁80,90を制御するヒルホールド用のコントロールユニット200とが搭載されている。アイドルストップコントロールユニット(ISECU)100は、ブレーキペダルが踏み込まれたときにオンとなるブレーキスイッチ110の信号、エンジン10のスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ120の信号、車速を検出する車速センサ130の信号、選択されたレンジを検出するレンジスイッチ140の信号、エンジン10の冷却水の温度を検出する水温センサ150の信号、ブレーキペダル71とマスタシリンダ73との間に介設された上記ブレーキブースタ72に導入されるブレーキブースタ負圧を検出するブースタ負圧センサ160の信号、エンジン10の回転数を検出するエンジン回転センサ170の信号、等を入力する。ヒルホールドコントロールユニット(HHECU)200は、路面勾配を検出する傾斜角センサ210の信号、下流側通路74b,75bのブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ220の信号、等を入力する他、上記エンジン回転センサ170の信号、及びISECU100からアイドルストップフラグ信号を入力する。
【0035】
図5に、ISECU100が行うアイドルストップ制御の具体的動作の1例をフローチャートで示す。まず、ステップS11で、初期化を行ったうえで、ステップS12〜S17で、各種の判定を行い、すべてYESのとき(すなわち、車両停車時に所定のエンジン停止条件が成立したとき)に、ステップS18で燃料噴射を停止し、かつステップS19で火花点火を停止して、エンジン10を自動停止する。そして、ステップS20で、エンジン10が自動停止中であることを示すため、アイドルストップフラグを1にセットした後、ステップS12に戻る。
【0036】
この例では、ブレーキスイッチ110がオンであること(ステップS12)、スロットル弁が全閉であること(ステップS13)、車速がゼロであること(ステップS14)、選択されたレンジがDレンジ又はNレンジであること(ステップS15)、ブレーキブースタ負圧が所定の基準圧Pよりも低いこと(ステップS16)、及び他の禁止条件が成立していないこと(ステップS17)、がアイドルストップ条件とされている。ここで、ステップS16で、ブレーキブースタ負圧が所定の基準圧Pよりも低いことを、アイドルストップ条件の1つとしたのは、エンジン10がアイドルストップし、ブレーキブースタ負圧が所定の基準圧Pよりも高くなると、該ブレーキブースタ負圧の度合いが小さくなり、ブレーキブースタ72の助勢力が減少して、運転者の制動操作の負担(ブレーキペダル71の踏力等)が増加してしまうから、そのような不具合を未然に防止するためである。また、ステップS17の他の禁止条件には、例えばエンジン水温が所定温度よりも低いことや、エアコン等が作動していて電気的負荷が大きいこと、等が含まれる。
【0037】
一方、上記アイドルストップ条件が1つでも満足されないときは、ステップS21で、アイドルストップフラグが1か否かを判定し、YESのとき(アイドルストップ中であるとき)は、ステップS22で燃料噴射を実行(再開)し、ステップS23で火花点火を実行(再開)し、かつステップS24でスタータモータ50をオンとして、エンジン10を自動始動(自動再始動)する。そして、ステップS25で、エンジン10が自動停止中でないことを示すため、アイドルストップフラグを0にリセットした後、ステップS26で、エンジン10の完爆を確認したとき(例えばエンジン回転数が500rpmまで上昇したとき)に、ステップS27で、スタータモータ50をオフとして、ステップS12に戻る。また、ステップS21でNOのとき(アイドルストップ中でないとき)は、そのままステップS12に戻る。
【0038】
このようなISECU100の動作に呼応して、HHECU200は、図6にフローチャートで例示した動作(ヒルホールド制御動作)を行う。まず、ステップS31で、各種信号を読み込んだうえで(さらに初期化を行う場合もある)、ステップS32で、アイドルストップフラグが1か否かを判定し、YESのとき(アイドルストップ中であるとき)は、ステップS33で、ヒルホールド制御弁80,90を全閉(オン)とする(そのためには、ヒルホールド制御弁80,90に対するデューティ値を100%とする)。そしてリターンする。このようにヒルホールド制御弁80,90を全閉とすることにより、運転者が車両1の停車の際に要求した制動力(ブレーキ液圧)が下流側通路74b,75bに残り、車両1の停車中は、該車両1の移動を阻止する制動力(ブレーキ液圧)が保持される。
【0039】
一方、ステップS32でNOのとき(アイドルストップ中でないとき)は、ステップS34で、ブレーキ液圧(前述したように、下流側通路74b,75bのブレーキ液圧)が3MPaより大きいか否かを判定し、YESのとき(車両1の停車時に、該車両1の移動を阻止するために保持していた制動力がまだかなり大きい値として残っているとき)は、ステップS35で、ヒルホールド制御弁80,90に対するデューティ周波数(Duty周波数)を20Hzに設定する(デューティ制御の制御周波数を低くする)。上記ステップS34でNOのとき(ブレーキ液圧が3MPa以下であるとき)は、ステップS36で、ブレーキ液圧が1MPaより大きいか否かを判定し、YESのとき(制動力がすでに少し低減しているが、まだ大きい値として残っているとき)は、ステップS37で、ヒルホールド制御弁80,90に対するデューティ周波数を60Hzに設定する(デューティ制御の制御周波数を少し高くする)。上記ステップS36でNOのとき(ブレーキ液圧が1MPa以下であるとき)は、ステップS38で、ブレーキ液圧が0.3MPaより大きいか否かを判定し、YESのとき(制動力がすでに十分低減しているとき)は、ステップS39で、ヒルホールド制御弁80,90に対するデューティ周波数を1KHzに設定する(デューティ制御の制御周波数を著しく高くする)。
【0040】
そして、いずれの場合も、ステップS40で、ヒルホールド制御弁80,90に対するデューティ値を、所定減衰値(X:図7、図8参照)で、徐々に減少させていく。そしてリターンする。
【0041】
そして、上記ステップS38でNOのとき(ブレーキ液圧が0.3MPa以下であるとき)は、ステップS41で、ヒルホールド制御弁80,90を全開(オフ)とする(そのためには、ヒルホールド制御弁80,90に対するデューティ値を0%とする)。そしてリターンする。このようにヒルホールド制御弁80,90を全開とすることにより、ブレーキの引摺り感のない、円滑・良好な車両1の発進が図られる。
【0042】
以上のような制御動作で得られる作用をタイムチャートを参照して説明する。まず、図7は、例えば上り坂や下り坂等、路面勾配のあるところでの停車、あるいは積荷や乗員が多く、積載重量が大きいときの停車であって、運転者が車両1の停車の際に要求した制動力(ブレーキ液圧)が大きく、車両1の停車中に保持していた制動力(ブレーキ液圧)が大きい場合(符号Aで示すように3.0MPaより大きい場合)を例示する。いま、運転者がブレーキペダル71を踏み込んで、時刻t1に、車速がゼロになり、車両1が停車したとする。アイドルストップ条件が成立し、アイドルストップがかかり、アイドルストップフラグが1にセットされる。これに伴い、エンジン回転数がアイドル回転数Niからゼロになる。また、ヒルホールド制御弁80,90に対するデューティ値(Duty値)が100%(オン:全閉)に設定される。
【0043】
この状態で、車両1の停車後、サイドブレーキを引かないまま、運転者のブレーキペダル71の踏込みが知らず知らずのうちに弱まったとしても(ブレーキ操作量の実線)、下流側通路74b,75bのブレーキ液圧は、符号Aで示したように、低下しない。したがって、たとえ車両1が上り坂で停車していても不測に後退することが防がれ、また下り坂で停車していても不測に前進することが防がれる。つまり、アイドルストップ車両では、エンジン10の自動始動性を高めるため、アイドルストップがかかると、変速機30の動力伝達経路はPレンジやNレンジのときのように遮断状態とされるから、下流側通路74b,75bに制動力を保持しておかないと、車両1が路面勾配によって不用意に動き出してしまうのである。
【0044】
もちろん、車両1の停車中、及びエンジン10のアイドルストップ中、鎖線で例示したように、ブレーキ操作量が減少しなければ、ブレーキ液圧通路74,75のブレーキ液圧もまた低下することがなく、運転者が車両1の停車の際に要求した制動力がそのまま保持されて、車両1は、ヒルホールド制御弁80,90によってではなく、運転者の継続的な制動操作によって、確実に移動が防がれる。
【0045】
そして、その後、運転者が発進しようとして、ブレーキペダル71の踏込みを解除し、アクセルペダルの踏込みを開始する等、エンジン始動条件が成立すると、アイドルストップが解除され、アイドルストップフラグが0にリセットされる(時刻t2)。これに伴い、エンジン回転数が上昇を始める。また、符号Xで例示したように、デューティ値が所定減衰値(X)でゆっくりと減衰されて、制動力がゆっくりと低減される。これにより、車両1は、たとえ上り坂であっても、後退することなく円滑・良好に発進する。
【0046】
時刻t2で、制動力の低減が開始された後、ブレーキ液圧が3.0まで低下する時刻t3までは、符号アで示すように、ヒルホールド制御弁80,90が行うデューティ制御の制御周波数は、20Hzと最も低くされる。これにより、制御弁80,90の開閉の周期が延び、ブレーキ液圧通路74,75内の圧力変動に起因する脈動の回数が可及的に少なくなって、車両1の発進時における不快な異音発生の問題が抑制され又は解消される。
【0047】
時刻t3で、ブレーキ液圧が3.0MPaまで低下した後、さらに1.0MPaまで低下する時刻t4までは、符号イで示すように、ヒルホールド制御弁80,90が行うデューティ制御の制御周波数は、60Hzと少し高くされる。これにより、制御弁80,90が1回に開く時間が短く抑えられ、ブレーキ液圧がホイルシリンダ側からマスタシリンダ73側に1度に大量に流れることが抑制されて、ブレーキ液圧を安定に目標の液圧(この例では1.0MPa)に収束・維持することが可能となる(制御精度が確保できる)。
【0048】
時刻t4で、ブレーキ液圧が1.0MPaまで低下した後、さらに0.3MPaまで低下する時刻t5までは、符号ウで示すように、ヒルホールド制御弁80,90が行うデューティ制御の制御周波数は、1KHzと最も高くされる。これにより、制御弁80,90が1回に開く時間がより短く抑えられ、ブレーキ液圧がホイルシリンダ側からマスタシリンダ73側に1度に大量に流れることがより確実に抑制されて、ブレーキ液圧を一層安定に目標の液圧(この例では0.3MPa)に収束・維持することが可能となる(制御精度が確保できる)。
【0049】
そして、時刻t5で、ブレーキ液圧が0.3MPaまで低下したら、デューティ制御が終了し、ヒルホールド制御弁80,90は全開(オフ)となって、ブレーキの引摺り感のない、円滑・良好な車両1の発進が図られる。
【0050】
しかも、車両1の停車時に、該車両1の移動を阻止するために保持していた制動力がまだかなり大きい値として残っている、制動力の低減の初期(この例では時刻t2〜t3)において、上記保持していた制動力を低減するときのデューティ制御の制御周波数を、20Hzと最も低くするから、例えば、上記保持していた制動力がすでにある程度低減している、制動力の低減の後期(この例では時刻t3〜t5)において、上記デューティ制御周波数を低くする場合等に比べて、制御弁80,90が1回に開く時間が長くなった結果、ブレーキ液圧がホイルシリンダ側からマスタシリンダ73側に1度に大量に流れることがより効率よく図られて、ブレーキ液圧を速やかに大きく目標の液圧(この例では3.0MPa)まで低減することが可能となる(制御応答性が確保できる)。
【0051】
なお、ヒルホールド制御弁80,90として、例えばDCソレノイドを用いた比例制御弁等を採用することも可能である。ただし、上記オンオフ電磁弁80,90は比例制御弁等に比べて安価であるから、上記オンオフ電磁弁80,90を用いた上記実施形態に係る車両1のブレーキシステムはコストが抑制できるという利点がある。
【0052】
また、制動力の大きさに関連する値として、ブレーキ液圧センサ220で検出されるブレーキ液圧を採用したから(ステップS34,S36,S38)、制動力の大きさが、精度よく、合理的に、検出される。もっとも、ブレーキ液圧に代えて、ブレーキペダル71の操作量(ストローク量又は踏込量)を採用してもよい。ただし、ブレーキペダル71の操作量を採用するときは、運転者が車両1の停車の際に操作した操作量(その結果発生した制動力が車両1の停車中保持されることになる)を採用することが合目的的である。というのは、車両1の停車中は、前述したように(ブレーキ操作量の実線)、運転者の制動操作が知らず知らずのうちに緩んでいるかもしれないからである(その緩んだブレーキペダル71の操作量を制動力の大きさに関連する値として採用すると、保持した制動力が小さいと誤認してしまう)。
【0053】
また、上記の実施の形態は、特にアイドルストップ車両を対象としていたが、本発明は、非アイドルストップ車両にも、あるいはアイドルストップ車両ではあるが、車両の停車時にアイドルストップ条件が成立せず、エンジンが自動停止されなかった場合等にも好ましく適用可能である。その場合、上記例と最も大きく異なる点は、時刻t1に車両が停止しても、エンジンが自動停止されないから、エンジン回転数はゼロにならず、アイドル回転数Niに維持されて、車両1の停車中は継続してクリープ力が作用している点である。したがって、車両1の停車後、サイドブレーキを引かないまま、運転者のブレーキペダルの踏込みが知らず知らずのうちに弱まったとしても、車両1がクリープ力で不測に前進することが防がれる。
【0054】
また、上記の実施の形態では、デューティ制御周波数を、20Hz→60Hz→1KHzと、3段階に変更したが、例えば20Hz→1KHzと、2段階に変更してもよい(その変更点は、ブレーキ液圧が3MPaや1MPaまで低下した点等とする)。
【0055】
次に、図8は、例えば平坦路等、路面勾配のないところでの停車、あるいは積載重量が大きくないときの停車であって、運転者が車両1の停車の際に要求した制動力(ブレーキ液圧)が小さく、車両1の停車中に保持していた制動力(ブレーキ液圧)が小さい場合(符号Bで示すように3.0MPaより小さい場合)を例示する。時刻t11は、車両1が停車した時刻、時刻t12は、アイドルストップが解除された時刻(制動力の低減が開始された時刻)、時刻t13は、ブレーキ液圧が1.0MPaまで低下した時刻、時刻t14は、ブレーキ液圧が0.3MPaまで低下した時刻である。
【0056】
図7と異なる点は、車両1の停車中に保持していた制動力が、最初から小さい(この例では1.0より大きく3.0MPaより小さい)から、時刻t12で、制動力の低減が開始された後、ブレーキ液圧が1.0まで低下する時刻t13までは、符号カで示すように、ヒルホールド制御弁80,90が行うデューティ制御の制御周波数は60Hzとされ、その次に、時刻t13で、ブレーキ液圧が1.0MPaまで低下した後、さらに0.3MPaまで低下する時刻t14までは、符号キで示すように、ヒルホールド制御弁80,90が行うデューティ制御の制御周波数は1KHzとされる点である。その余の点及び作用効果は図7の場合に準じて同じである。
【0057】
【発明の効果】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明によれば、車両の停車時に、たとえ運転者の制動操作が意図せず不測に緩んでも、車両の動き出しを未然に防止するように構成した車両において、車両の発進時に、それまで保持していた制動力を低減する際に起こり得る、不快な異音発生の問題を抑制又は解消することができる。本発明は、車両の制動力保持装置に用いて好適であり、自動車等の車両の技術分野一般において、特に、アイドルストップ車両等の低公害型車両あるいは環境対応型車両の技術分野において、幅広い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るアイドルストップ車両のパワートレイン及びブレーキシステムを示す全体構成図である。
【図2】 上記ブレーキシステムの基本的な動作を説明する拡大構成図であって、ブレーキペダルが非踏込み状態及び電磁弁が開状態を例示している。
【図3】 同じく、ブレーキペダルが踏込み状態及び電磁弁が閉状態を例示している。
【図4】 上記アイドルストップ車両のシステム構成図である。
【図5】 上記アイドルストップ車両に搭載されたアイドルストップコントロールユニットが実行するアイドルストップ制御の具体的動作の1例を示すフローチャートである。
【図6】 上記アイドルストップ車両に搭載されたヒルホールドコントロールユニットが実行するヒルホールド制御の具体的動作の1例を示すフローチャートである。
【図7】 実施の形態の作用(保持していた制動力が大きいとき)を説明するタイムチャートである。
【図8】 同じく、実施の形態の作用(保持していた制動力が小さいとき)を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
1 アイドルストップ車両
10 エンジン
30 変速機
50 スタータモータ
61〜64 車輪
71 ブレーキペダル
72 ブレーキブースタ
73 マスタシリンダ
74,75 ブレーキ液圧通路
74a,75a 上流側通路
74b,75b 下流側通路
76 キャリパ
77 ディスク
80,90 電磁弁
100 アイドルストップ用コントロールユニット(エンジン自動停止・始動手段)
200 ヒルホールド用コントロールユニット(制動力保持手段、制動力低減手段、制御周波数変更手段)
210 傾斜角センサ(路面勾配関連値検出手段)
220 ブレーキ液圧センサ(制動力関連値検出手段)

Claims (4)

  1. マスタシリンダとホイルシリンダとを結ぶブレーキ液圧通路に電磁弁が設けられ、車両停車時に上記電磁弁を閉状態としてホイルシリンダ側のブレーキ液圧通路に車両の移動を阻止する制動力を保持する制動力保持手段と、車両発進時に上記電磁弁を開状態として上記保持した制動力を低減する制動力低減手段とを有する車両の制動力保持装置であって、上記制動力低減手段は、上記電磁弁をデューティ制御して制動力を徐々に低減するように構成されていると共に、制動力の大きさに関連する値を検出する制動力関連値検出手段と、該検出手段で上記保持した制動力が大きいと検出されたときは、小さいと検出されたときに比べて、上記デューティ制御の制御周波数を低くし、かつ、制動力を低減する初期は、後期に比べてデューティ制御の制御周波数を低くすると共に、該制動力を低減する初期において、デューティ制御の制御周波数を上記制動力関連値検出手段の検出結果に応じて変更する制御周波数変更手段とが備えられていることを特徴とする車両の制動力保持装置。
  2. 制動力関連値検出手段は、ブレーキ液圧及びブレーキペダルの踏込量の少なくとも1つを検出することを特徴とする請求項1に記載の車両の制動力保持装置。
  3. 車両停車時に所定のエンジン停止条件が成立したときはエンジンを自動的に停止させ、その後、所定のエンジン始動条件が成立したときはエンジンを自動的に始動させるエンジン自動停止・始動手段が備えられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の制動力保持装置。
  4. 電磁弁は、ブレーキ液圧通路を全開とするか全閉とするオンオフ型の電磁弁であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の車両の制動力保持装置。
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