ヒルスタートアシスト制御装置及びその制御方法
【課題】登坂路停車時において消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することが可能なヒルスタートアシスト制御装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】ヒルスタートアシスト制御装置１は、登坂路停車時にブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持するものである。このヒルスタートアシスト制御装置１は、モータから発生するクリープトルクを低減させるクリープカット制御部２５を備え、このクリープカット制御部２５は、登坂路停車時にブレーキが戻された場合に、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。
【解決手段】ヒルスタートアシスト制御装置１は、登坂路停車時にブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持するものである。このヒルスタートアシスト制御装置１は、モータから発生するクリープトルクを低減させるクリープカット制御部２５を備え、このクリープカット制御部２５は、登坂路停車時にブレーキが戻された場合に、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒルスタートアシスト制御装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、登坂路停車時においてブレーキから足を離しても、一定時間ブレーキが掛かったままの状態に保つブレーキ保持制御機能を備えたヒルスタートアシスト制御装置が知られている。このヒルスタートアシスト制御装置では、ブレーキ保持制御の作動中において、モータクリープトルクをゼロにして不要なトルクをモータから発生させないようにしている。これにより、モータクリープトルクの発生による不要な電力消費を抑えることとしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のヒルスタートアシスト制御装置では、登坂路停車時においてクリープトルクをゼロにするため、ブレーキの踏みこみ量によっては車両が後退するおそれがあった。そこで、モータクリープトルクをゼロにしないとなると、消費電力が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、登坂路停車時において消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することが可能なヒルスタートアシスト制御装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のヒルスタートアシスト制御装置は、登坂路停車時にブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持するものである。このヒルスタートアシスト制御装置は、モータから発生するクリープトルクを低減させるクリープトルク調整手段を備えている。クリープトルク調整手段は、登坂路停車時にブレーキペダルが戻された場合に、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。このため、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて車両が後退しない程度のクリープトルクを算出できることとなる。これにより、車両が後退しない程度のクリープトルクの低減量を算出して、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定することで、車両の後退を防止しつつクリープトルクの低減により消費電力を抑えることができる。従って、登坂路停車時において消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置を示す構成図である。
【図２】図１に示したブレーキＥＣＵの詳細を示す構成図である。
【図３】本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置の動作の概要を示すタイミングチャートである。
【図４】本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置の動作の概要を示すフローチャートであり、ヒルスタートアシスト制御の開始時における処理を示している。
【図５】クリープカットの様子を示す第１の図である。
【図６】クリープカットの様子を示す第２の図である。
【図７】クリープカットの様子を示す第３の図である。
【図８】クリープカットの様子を示す第４の図である。
【図９】クリープカットの様子を示す第５の図である。
【図１０】クリープカットの様子を示す第６の図である。
【図１１】クリープカットの様子を示す第７の図である。
【図１２】本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置の動作の概要を示すフローチャートであり、クリープトルク復帰時における処理を示している。
【図１３】クリープトルクの復帰の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１を示す構成図である。図１に示すヒルスタートアシスト制御装置１は、車両の登坂路停車時にブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持し、車両発進時にはスムーズな発進を実現するヒルスタートアシスト制御を行うものである。このヒルスタートアシスト制御装置１は、ハイブリッド自動車や電気自動車など、モータを駆動動力源とする車両に搭載され、モータＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、ブレーキＥＣＵ２０とを備えている。
【００１０】
モータＥＣＵ１０は、モータを駆動制御するための信号生成を行うものであって、アクセル回度センサ３１からの信号、車速信号、シフト信号、及びＳＯＣ（State of Charge
）信号を入力して、モータトルク指令値を算出する構成となっている。モータインバータ４１は、走行バッテリー電源４４からの直流電力を交流電力に変換するものであり、モータＥＣＵ１０からのモータトルク指令値に応じてモータＡＣＴＲ（Actuator）４２を駆動するものである。
【００１１】
ブレーキＥＣＵ２０は、ペダルストロークセンサ３２、Ｇセンサ３３、車輪速センサ３４、及びＭＣ（Master Cylinder）圧センサ３５からの信号を入力すると共に、アクセル
開度信号及びシフト信号を入力して、ブレーキで発生させるべき制動力指令値を算出するものである。ブレーキＡＣＴＲ４３は、ブレーキＥＣＵ２０からの制動力指令値に応じて、ブレーキに対し必要な油圧をかけるものである。
【００１２】
また、モータＥＣＵ１０は、ブレーキＥＣＵ２０に対して現在のクリープトルク値、回生ブレーキ値、及び駆動力値の情報を送信すると共に、ブレーキＥＣＵ２０は、モータＥＣＵ１０に対してクリープトルク指令値、及び回生ブレーキ指令値を送信するようになっている。
【００１３】
図２は、図１に示したブレーキＥＣＵ２０の詳細を示す構成図である。ブレーキＥＣＵ２０は、サービスブレーキ制御部２１と、回生ブレーキ制御部２２と、最終制動量決定部２３と、ＨＳＡ（Hill Start Assist）制御部２４と、クリープカット制御部（クリープ
トルク調整手段、補償手段）２５とを備えている。
【００１４】
サービスブレーキ制御部２１は、ペダルストロークセンサ３２から出力された信号からサービスブレーキの値を算出するものである。また、サービスブレーキ制御部２１は、算出したサービスブレーキの値を回生ブレーキ制御部２２に送信する。
【００１５】
回生ブレーキ制御部２２は、ペダルストロークセンサ３２によりブレーキペダルが踏まれている場合、摩擦パッドによるブレーキ力と回生ブレーキによるブレーキ力とを調整するものである。この回生ブレーキ制御部２２は、サービスブレーキ制御部２１からのサービスブレーキ値と現在の回生ブレーキ値から、必要となる摩擦パッドによる摩擦ブレーキ値を算出し、この情報を最終制動量決定部２３に送信する。なお、回生ブレーキ制御部２２は、電気自動車やハイブリッド自動車のバッテリーが満充電に近づくと回生ブレーキ指令値をモータＥＣＵ１０に送信して、回生による発電量を抑える機能も有している。
【００１６】
最終制動量決定部２３は、回生ブレーキ制御部２２から送信される摩擦ブレーキ値の情報に基づいて、制動量指令値を算出してブレーキＡＣＴＲ４３に出力するものである。
【００１７】
ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御を実行するか否かを判断するものである。具体的にＨＳＡ制御部２４は、以下の５つの条件を満たす場合に、ヒルスタートアシスト制御を開始する。ここで、５つの条件のうち２つは、１）ペダルストロークセンサ３２により出力された信号からブレーキがオン（ブレーキペダルが踏み込まれた状態）であると判断できること、２）アクセル開度信号からアクセルペダルがオフ（アクセルペダルが踏み込まれていない状態）であると判断できること、である。また、残り３つの条件は、３）シフト信号からシフトポジションがパーキングポジション以外であると判断できること、４）車輪速センサ３４により出力された車速信号から車両が停止していると判断できること、５）Ｇセンサ３３により出力されたＧセンサ値から車両が登坂路に位置していると判断できること、である。
【００１８】
これら５つの条件を満たす場合、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御を開始する。これにより、ＨＳＡ制御部２４は、摩擦ブレーキ値の情報を最終制動量決定部２３に送信し、最終制動量決定部２３は、ブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持するように制動量指令値をブレーキＡＣＴＲ４３に出力する。また、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御が開始されると、現在のブレーキ力の情報をクリープカット制御部２５に送信する。
【００１９】
また、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御中にドライバの発進意思を検出した場合、すなわちアクセル開度信号からアクセル開度が閾値を超えたと判断できる場合、摩擦ブレーキ値を変化させ、車両制動力を変化（主に減少）させていくものである。このとき、ＨＳＡ制御部２４は、車両の発進状態にあわせて、車両制動力を変化させていく。また、ＨＳＡ制御部２４は、ブレーキ操作がないまま所定時間経過した場合にも、車両制動力を変化（主に減少）させていく。
【００２０】
クリープカット制御部２５は、ヒルスタートアシスト制御中においてブレーキが戻された場合に、車両が後退しない範囲でモータから発生するクリープトルクを低減させて（クリープカットして）、モータ消費電力を抑制するものである。このクリープカット制御部２５は、車両が後退しない制動力を求めると共に、ＨＳＡ制御装置２１から送信される現在の摩擦ブレーキ値（現在のブレーキ力）の情報から、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。そして、クリープカット制御部２５は、設定されたクリープトルクの指令値をモータＥＣＵ１０に送信する。なお、車両が後退しない制動力は、Ｇセンサ３３からの信号により求められる登坂路の路面勾配、及び車両の重量から算出することができる。
【００２１】
さらに、クリープカット制御部２５は、設定したクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合、さらにクリープトルクを低減して消費電力を抑制する。この場合、単にクリープトルクを低減すると車両が後退してしまうため、クリープカット制御部２２は、ブレ
ーキ力を増大させる。すなわち、設定したクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合、クリープカット制御部２５は、当該値に相当するトルクを、ブレーキ力を増大（ブレーキを増圧）させることで補償することとなる。
【００２２】
具体的にクリープカット制御部２５は、摩擦ブレーキ増圧指令値を算出してＨＳＡ制御部２４に送信する。これにより、ＨＳＡ制御部２４は、摩擦ブレーキの増圧分を含んだ摩擦ブレーキ値を算出し最終制動量決定部２３に送信する。そして、最終制動量決定部２３は、ＨＳＡ制御部２４から送信される摩擦ブレーキ値の情報に基づいて、制動量指令値を算出してブレーキＡＣＴＲ４３に出力する。以上により、ブレーキ力を増大が行われる。
【００２３】
また、クリープカット制御部２５は、ブレーキＡＣＴＲ４３の高温時など、ブレーキ力を増大させることができない場合、ブレーキ力を増大させずゼロよりも大きい値のクリープトルクに低減させることとする。
【００２４】
次に、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１の動作の概要について説明する。図３は、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１の動作の概要を示すタイミングチャートである。
【００２５】
まず、時刻ｔ１においてＨＳＡ制御部２４は、ブレーキペダルのストロークがＡｍｍ以上であり、ペダルストロークセンサ３２から出力された信号からブレーキがオンであると判断したとする。さらに、時刻ｔ１において、ＨＳＡ制御部２４は、アクセル開度信号からアクセルペダルがオフであると判断し、且つ、シフト信号からシフトポジションがドライブポジションであると判断したとする（アクセル開度がＥ％未満であると判断したとする）。さらには、時刻ｔ１においてＨＳＡ制御部２４は、車輪速センサ３４から出力される車速信号から車両が停止していると判断でき（車速がＣｋｍ／ｈ以下であると判断でき、且つ、Ｇセンサ３３から出力されるＧセンサ値から車両が登坂路に位置している（前後ＧがＦｍ／ｓ２以上）と判断したとする。
【００２６】
この場合、ＨＳＡ制御部２４はＨＳＡフラグをオンにする。これにより、クリープトルク制御部２５は、不要なクリープトルクの発生による消費電力を抑えるために、クリープトルクを低減させていく。
【００２７】
そして、時刻ｔ２においてＨＳＡ制御部２４は、ブレーキペダルのストロークがＢｍｍ以下となり、ペダルストロークセンサ３２から出力された信号からブレーキがオフであると判断したとする。
【００２８】
この場合、ＨＳＡ制御部２４は、ＭＣ圧をブレーキがオフとなる前のＧＭＰａに保ち、ブレーキペダルが戻された後についてもブレーキ力が掛かったままとして、車両の後退を防止する。
【００２９】
なお、時刻ｔ２からアクセルペダルの操作なしに所定時間経過すると、ＨＳＡ制御部２４はＨＳＡフラグをオフにする。これにより、ＨＳＡ制御部２４は、ＭＣ圧を維持することを中止し、ＭＣ圧を低減させると共に、クリープトルクを復帰させることとなる。
【００３０】
また、時刻ｔ２から所定時間経過することなく、アクセル開度がＥ％以上であるとＨＳＡ制御部２４により判断されたとする。この場合、ＨＳＡ制御部２４はＨＳＡフラグをオフにする。そして、ＨＳＡ制御部２４は、ＭＣ圧を維持することを中止し、ＭＣ圧を低減させると共に、クリープトルクを復帰させることとなる。
【００３１】
次に、フローチャートを参照して、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１
の動作の概要について説明する。図４は、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１の動作の概要を示すフローチャートであり、ヒルスタートアシスト制御の開始時における処理を示している。
【００３２】
図４に示すように、まず、ＨＳＡ制御部２４は、各種センサ値及び演算値を読み込む（Ｓ１）。その後、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御を実行するか否か、又は実行中であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【００３３】
ヒルスタートアシスト制御を実行しない、及び、実行中でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、図４に示す処理は終了する。一方、ヒルスタートアシスト制御を実行する、又は実行中であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、ＨＳＡ制御部２４はクリープカット実行中であるか否かを判断する（Ｓ３）。クリープカット実行中であると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、図４に示す処理は終了する。
【００３４】
クリープカット実行中でないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、ＨＳＡ制御部２４は、車両が後退しない必要な保持力を演算する（Ｓ４）。このとき、ＨＳＡ制御部２４は、登坂路の傾斜角をθとし、車両の重量をＭとすると、必要な保持力をＭ・ｇ・ｓｉｎθなる式から算出する。なお、保持力は、モータトルクによる駆動力ＦＤと、ブレーキによる制動力ＦＢとの合算により、達成できればよく、ＨＳＡ制御部２４は、ＦＤ＋ＦＢ≧Ｍ・ｇ・ｓｉｎθとなるように両者制御すれば、車両の後退を防げることとなる。
【００３５】
次に、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの低減量を算出する（Ｓ５）。ここで、初期のクリープトルクによる駆動力ＦＤＮと、ブレーキが戻される前のブレーキによる制動力ＦＢＮとすると、車両の後退なしに低減できるクリープトルクの値ＦＤＣ１は、ＦＤＣ１＝ＦＤＮ＋ＦＢＮ−Ｍ・ｇ・ｓｉｎθなる式から算出できる。
【００３６】
次に、クリープカット制御部２５は、ブレーキ力を増大させるか否かを判断する（Ｓ６）。ここで、クリープカット制御部２５は、ＦＤＣ１−ＦＤＮ≧であれば、ブレーキ力を増大させないと判断する（Ｓ６：ＮＯ）。さらに、クリープカット制御部２５は、ブレーキＡＣＴＲ４３の高温時などにおいても、ブレーキ力を増大させないと判断する（Ｓ６：ＮＯ）。そして、処理はステップＳ１０に移行する。
【００３７】
一方、クリープカット制御部２５は、ブレーキＡＣＴＲ４３の高温時などでなく、且つ、ＦＤＣ１−ＦＤＮ＜０であれば、ブレーキ力を増大させると判断する（Ｓ６：ＹＥＳ）。ここで、ＦＤＣ１−ＦＤＮ＜０である場合、クリープトルクの低減値ＦＤＣ１よりも初期のクリープトルクによる駆動力ＦＤＮの方が大きい値となり、初期のクリープトルクによる駆動力ＦＤＮからクリープトルクの低減値ＦＤＣ１を差し引いたとしても、クリープトルクはゼロよりも大きい値となる。この場合、クリープカット制御部２５は、ブレーキ力の増大させることにより、さらにクリープトルクを低減する。そして、処理はステップＳ７に移行する。
【００３８】
ステップＳ７においてクリープカット制御部２５は、ブレーキ力の増大量を演算する（Ｓ７）。ここで、増大量ＦＢＰは、ＦＢＰ＝Ｍ・ｇ・ｓｉｎθ−ＦＢＮなる式から算出される。なお、ブレーキ力の増大、すなわち増圧は、特開２００９−１５４８１４号公報に記載のブレーキ機構の場合、入力ピストンに対してブースタピンをフロント側へ相対変位させることで実行される。なお、ブースタピンの変位量は有限であるため、その範囲以下で増圧されることとなる。
【００３９】
次に、クリープカット制御部２５は、ＨＳＡ制御部２４を介して摩擦ブレーキ増圧指令値を最終制動量決定部２３に出力する（Ｓ８）。これにより、ブレーキ力の増大が行われ
る。そして、ＨＳＡ制御部２４は、増圧分に相当するクリープトルクの低減量を演算する（Ｓ９）。その後、クリープカット制御部２５は、クリープトルク指令値をモータＥＣＵ１０に出力する（Ｓ１０）。これにより、モータＥＣＵ１０は、設定されたクリープトルクでモータを駆動することとなる。その後、図４に示す処理は終了する。なお、図４に示す処理は車両電源がオフとされるまで、繰り返し実行される。
【００４０】
図５は、クリープカットの様子を示す第１の図である。図５に示すように、時刻ｔ５１以前のクリープカット開始前では、ブレーキ力だけで車両後退なしの保持力を確保することができる。よって、時刻ｔ５１においてクリープトルクをゼロとし（クリープトルクによる駆動力をゼロとし）、合計（クリープトルクによる駆動力＋ブレーキ力）を車両後退なしの保持力程度とする。よって、モータによる消費電力を抑えつつ車両後退を防止できる。なお、図５では、図４に示すステップＳ６において「ＮＯ」と判断した例を示している。
【００４１】
図６は、クリープカットの様子を示す第２の図である。図６に示す例では、ブレーキＡＣＴＲ４３の高温時など、ブレーキ力の増大を行うことができない場合を示している。この場合、ブレーキ力の増大を行うことなく、時刻ｔ６１においてクリープカットを開始する。そして、時刻ｔ６２においてクリープトルクがゼロとなることなく、車両後退なしの保持力を確保するように、クリープカットを終了する。これによっても、モータによる消費電力を抑えることができる。
【００４２】
図７及び図８は、クリープカットの様子を示す第３及び第４の図である。図７及び図８に示す例では、ブレーキ力だけで車両後退なしの保持力を確保することができない。このため、図４に示すステップＳ６において「ＹＥＳ」と判断され、ブレーキ力が増大される。ここで、ブレーキ力には増大勾配というものがある。このため、この増大勾配を無視してクリープトルクを急激に低下させると、過渡的に合計が車両後退なしの保持力を下回ることがある。よって、図７及び図８に示す例ではクリープトルクの低減勾配を決定する。
【００４３】
この際、クリープカット制御部２５は、登坂路の路面勾配と、戻される前のブレーキ力と、ブレーキ力の増大勾配とから、クリープトルクの低減勾配を決定する。すなわち、クリープカット制御部２５は、戻される前のブレーキ力とブレーキ力の増大勾配とから、車両が後退しない程度の保持力を発生させるまでの時間を求めることができる。そして、この時間を掛けて、現在のクリープトルクから、目標となるクリープトルクまで低減させることで、クリープトルクの低減勾配を決定することができる。これにより、過渡的に合計が車両後退なしの制動力を下回ることなく最速でクリープトルクを低減させることができる。
【００４４】
具体的に図７に示す例においては、クリープカット開始の時刻ｔ７１からクリープカット終了の時刻ｔ７２までの時間を掛けて、クリープトルクがゼロとされている。同様に、図８に示す例においては、クリープカット開始の時刻ｔ８１からクリープカット終了の時刻ｔ８２までの時間が図７に示す例よりも長く、この時間を掛けてクリープトルクがゼロとされている。これは、初期のブレーキ力の相違によるものである。
【００４５】
さらに、クリープトルクの低減勾配について説明する。ブレーキ力の増大に要する時間ｔは、増大勾配をＦＢＰｄｔとすると、ｔ＝ＦＢＰ／ＦＢＰｄｔとされる。さらに、ブレーキ力の増大を含めた車両後退なしにクリープトルクを低減できる値ＦＤＣ２は、ＦＤＣ２＝ＦＤＣ１＋ＦＢＰとされる。よって、クリープトルクの低減勾配ＦＤＣ２ｄｔは、ＦＤＣ２ｄｔ＝ＦＤＣ２／ｔとされる。
【００４６】
そして、ブレーキ力の増大勾配ＦＢＰｄｔでブレーキ力の増大量ＦＢＰに達するまで増
大が行われ、クリープトルクの低減勾配ＦＤＣ２ｄｔでクリープトルクの低減値ＦＤＣ２に達するまでクリープカットが行われる。
【００４７】
なお、ブレーキ力の増大勾配ＦＢＰｄｔに応じた増圧勾配をＦＢＰｄｔ’とし、ブレーキ力の増大量ＦＢＰに応じた増圧量をＦＢＰ’とした場合、図４に示したステップＳ８において摩擦ブレーキ増圧指令値はＭＡＸ（増圧指令値の前回値＋ＦＢＰｄｔ’，ＦＢＰ’）とされる。また、図４に示したステップＳ１０においてクリープトルク指令値はＭＡＸ（クリープトルクの低減指令値の前回値＋ＦＤＣ２ｄｔ，ＦＤＣ２）とされる。
【００４８】
図９は、クリープカットの様子を示す第５の図である。ブレーキ力だけで車両後退なしの保持力を確保できる場合においては、図７に示すように早期にクリープトルクを低減させることが望ましい（実線参照）。しかし、図９に示すように、ある固定のクリープトルクの低減勾配で、クループトルクを低減させるようにしてもよい（二点鎖線参照）。なお、低減勾配を固定とする場合、勾配を充分に緩やかとしておくことが望ましい。これにより、過渡的に合計が車両後退なしの制動力を下回ることを防止できるからである。
【００４９】
図１０及び図１１は、クリープカットの様子を示す第６及び第７の図である。まず、図１０にクリープカットを先に行い、その後ブレーキ力を増大させる場合を二点鎖線で示す。二点鎖線で示すように、時刻ｔ１０１でクリープカットが開始し、時刻ｔ１０２においてクリープカットが終了する。その後、時刻ｔ１０２から時刻ｔ１０４までの時間を掛けてブレーキ力を増大させていく。
【００５０】
これに対し、クリープカットとブレーキ力の増大とを同時期に行う場合を実線で示す。クリープカットとブレーキ力の増大とを同時期に行う場合、時刻ｔ１０１からクリープカットが開始すると共に、時刻ｔ１０１からブレーキ力が増大していく。このため、クリープカットとブレーキ力の増大とは、時刻ｔ１０４よりも早い時刻ｔ１０３に終了する。このため、同時期に実行させた方が、時刻ｔ１０３から時刻ｔ１０４までの効果時間を得ることができる。なお、ここでいう同時期とは、クリープカットの開始及び終了とブレーキ力の増大の開始及び終了が同じであることを意味するものではなく、クリープカットの実行時期とブレーキ力増大の実行時期との一部でも重なっていればよい概念である。
【００５１】
同様に、図１１にブレーキ力の増大を先に行い、その後クリープカットを行う場合を二点鎖線で示す。二点鎖線で示すように、時刻ｔ１１１でブレーキ力の増大が開始し、時刻ｔ１１２においてブレーキ力の増大が終了する。その後、時刻ｔ１１２から時刻ｔ１１３までの時間を掛けてクリープカットしていく。
【００５２】
これに対し、クリープカットとブレーキ力の増大とを同時期に行う場合を実線で示す。クリープカットとブレーキ力の増大とを同時期に行う場合、時刻ｔ１１１からクリープカットが開始すると共に、時刻ｔ１１１からブレーキ力が増大していく。このため、クリープカットとブレーキ力の増大とは、時刻ｔ１１３よりも早い時刻ｔ１１２に終了する。このため、同時期に実行させた方が、時刻ｔ１１２から時刻ｔ１１３までの効果時間を得ることができる。
【００５３】
次に、クリープトルク復帰時における処理を説明する。図１２は、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１の動作の概要を示すフローチャートであり、クリープトルク復帰時における処理を示している。
【００５４】
図１２に示すように、まず、ＨＳＡ制御部２４は、各種センサ値及び演算値を読み込む（Ｓ１１）。その後、ＨＳＡ制御部２４は、クリープカット実行中であるか否かを判断する（Ｓ１２）。クリープカット実行中でないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、図１２に
示す処理は終了する。
【００５５】
一方、クリープカット実行中であると判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御により掛かったままの状態となっているブレーキ力について減少中（ブレーキ減圧中）であるか否かを判断する（Ｓ１３）。ブレーキを減圧中であると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの復帰指令値を演算する（Ｓ１４）。
【００５６】
そして、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの復帰指令値をモータＥＣＵ１０に出力する（Ｓ１５）。これにより、クリープトルクの復帰が行われる。そして、図１２に示す処理は終了する。ところで、ブレーキを減圧中でないと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、クリープトルクの復帰は行われず、図１２に示す処理は終了する。
【００５７】
図１３は、クリープトルクの復帰の様子を示す図である。まず、時刻Ｔ１においてクリープカットが開始すると共に、ブレーキ力の増大が行われる。そして、時刻Ｔ２においてブレーキペダルが戻されたとする。そして、ブレーキ操作がないまま所定時間経過し、時刻Ｔ３に達したとする。この場合、ヒルスタートアシストフラグをオフとし、ブレーキの減圧が行われる。
【００５８】
このとき、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの復帰勾配ＦＤＰｄｔを、解除されるブレーキの減圧勾配ＦＢＤｄｔ以上とする（図１３に示す例では両者が同じ）。そして、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの復帰指令値をＭＡＸ（復帰指令値の前回値＋ＦＤＰｄｔ，ＦＤＣ２）とする。これにより、図１３に示すように、クリープトルクの復帰終了時の時刻Ｔ４まで、車両後退なしの保持力を確保することができる。すなわち、クリープトルクの復帰勾配ＦＤＰｄｔを、解除されるブレーキの減圧勾配ＦＢＤｄｔ以上としない場合、時刻Ｔ４に達する前に車両後退なしの保持力を確保できず、時刻Ｔ４以前に車両の後退が発生してしまう可能性がある。ところが、クリープトルクの復帰勾配ＦＤＰｄｔを、解除されるブレーキの減圧勾配ＦＢＤｄｔ以上とすることで、時刻Ｔ４まで車両後退なしの保持力を確保することができる。その後、さらにブレーキの減圧が行われ、車両後退なしの保持力を確保できなくなった時刻Ｔ５から、車両の後退が発生する。なお、上記のブレーキの減圧勾配ＦＢＤは、予め定められた定数であってもよいし、変数であってもよい。
【００５９】
このようにして、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１及びその制御方法によれば、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。このため、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて車両が後退しない程度のクリープトルクを算出できることとなる。これにより、車両が後退しない程度のクリープトルクの低減量を算出して、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定することで、車両の後退を防止しつつクリープトルクの低減により消費電力を抑えることができる。従って、登坂路停車時において消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することができる。
【００６０】
また、設定されたクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合に、当該ゼロよりも大きい値に相当するトルクを、ブレーキ力を増大させることで補償し、ブレーキ力の増大が行われた場合、クリープトルクを設定したクリープトルクよりもさらに低減する。このため、一層クリープトルクを低減できることとなり、車両の後退を防止しつつ一層消費電力を抑えることができる。
【００６１】
また、設定したクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合に、ブレーキ力を増大させることができないと判断したとき、ブレーキ力の増大を行わず、設定したクリープト
ルクに低減させる。このため、ブレーキアクチュエータの高温時においても、消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することができる。
【００６２】
また、クリープトルクの低減とブレーキ力の増大とは、同時期に実行されるため、どちらか一方のみが先に行われて、他方が遅れてしまう事態を防止することができる。
【００６３】
また、ブレーキ力の増大が行われた場合、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とブレーキ力の増大勾配とから、クリープトルクの低減勾配を決定する。このため、登坂路の路面勾配から車両が後退しない程度の制動力を求めると共に、戻される前のブレーキ力とブレーキ力の増大勾配とから、車両が後退しない程度の制動力を発生させるまでの時間を求めることができる。そして、この時間を掛けて、現在のクリープトルクから、目標となるクリープトルクまで低減させるように、クリープトルクの低減勾配を決定できる。これにより、最速でクリープトルクを低減させることを可能とすることができる。
【００６４】
また、ブレーキ操作が無く所定時間経過して、ブレーキが掛かったままで保持する状態から保持しない状態に移行した場合、低減したクリープトルクの復帰勾配を、解除されるブレーキの減圧勾配以上とする。これにより、所定時間経過してヒルスタートアシスト制御が解除されたとしても、クリープトルクの増大の方がブレーキ力の低下分よりも大きくなり、所定時間経過後においても最大限に車両の後退を防止することができる。
【００６５】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【００６６】
例えば、上記実施形態において、クリープカット制御部２５は、ブレーキ力の増大量に上限を設定するようにしてもよい。これにより、例えば以下の現象を防止することができる。例えば、特開２００９−１５４８１４号公報に記載のブレーキ機構であれば、ブースタピストンと入力ピストンとの間に設けられる一対のバネが伸びた状態で、ブースタピストンをフロント側に動作させると、入力ピストンは引き込まれることとなり、入力ピストンについてもフロント側に移動する。これにより、ドライバはあたかもブレーキペダルが自動で動作したと違和感を受けてしまう。このため、ブレーキ力の増大量に上限を設けて、一対のバネが伸びきらないようにすることで、ドライバの違和感を解消することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…ヒルスタートアシスト制御装置
１０…モータＥＣＵ
２０…ブレーキＥＣＵ
２１…サービスブレーキ制御部
２２…回生ブレーキ制御部
２３…最終制動量決定部
２４…ＨＳＡ制御部
２５…クリープカット制御部（クリープトルク調整手段、補償手段）
３１…アクセル回度センサ
３２…ペダルストロークセンサ
３３…Ｇセンサ
３４…車輪速センサ
３５…ＭＣ圧センサ
４１…モータインバータ
４２…モータＡＣＴＲ
４３…ブレーキＡＣＴＲ
４４…走行バッテリー電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒルスタートアシスト制御装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、登坂路停車時においてブレーキから足を離しても、一定時間ブレーキが掛かったままの状態に保つブレーキ保持制御機能を備えたヒルスタートアシスト制御装置が知られている。このヒルスタートアシスト制御装置では、ブレーキ保持制御の作動中において、モータクリープトルクをゼロにして不要なトルクをモータから発生させないようにしている。これにより、モータクリープトルクの発生による不要な電力消費を抑えることとしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のヒルスタートアシスト制御装置では、登坂路停車時においてクリープトルクをゼロにするため、ブレーキの踏みこみ量によっては車両が後退するおそれがあった。そこで、モータクリープトルクをゼロにしないとなると、消費電力が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、登坂路停車時において消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することが可能なヒルスタートアシスト制御装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のヒルスタートアシスト制御装置は、登坂路停車時にブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持するものである。このヒルスタートアシスト制御装置は、モータから発生するクリープトルクを低減させるクリープトルク調整手段を備えている。クリープトルク調整手段は、登坂路停車時にブレーキペダルが戻された場合に、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。このため、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて車両が後退しない程度のクリープトルクを算出できることとなる。これにより、車両が後退しない程度のクリープトルクの低減量を算出して、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定することで、車両の後退を防止しつつクリープトルクの低減により消費電力を抑えることができる。従って、登坂路停車時において消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置を示す構成図である。
【図２】図１に示したブレーキＥＣＵの詳細を示す構成図である。
【図３】本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置の動作の概要を示すタイミングチャートである。
【図４】本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置の動作の概要を示すフローチャートであり、ヒルスタートアシスト制御の開始時における処理を示している。
【図５】クリープカットの様子を示す第１の図である。
【図６】クリープカットの様子を示す第２の図である。
【図７】クリープカットの様子を示す第３の図である。
【図８】クリープカットの様子を示す第４の図である。
【図９】クリープカットの様子を示す第５の図である。
【図１０】クリープカットの様子を示す第６の図である。
【図１１】クリープカットの様子を示す第７の図である。
【図１２】本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置の動作の概要を示すフローチャートであり、クリープトルク復帰時における処理を示している。
【図１３】クリープトルクの復帰の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１を示す構成図である。図１に示すヒルスタートアシスト制御装置１は、車両の登坂路停車時にブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持し、車両発進時にはスムーズな発進を実現するヒルスタートアシスト制御を行うものである。このヒルスタートアシスト制御装置１は、ハイブリッド自動車や電気自動車など、モータを駆動動力源とする車両に搭載され、モータＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、ブレーキＥＣＵ２０とを備えている。
【００１０】
モータＥＣＵ１０は、モータを駆動制御するための信号生成を行うものであって、アクセル回度センサ３１からの信号、車速信号、シフト信号、及びＳＯＣ（State of Charge
）信号を入力して、モータトルク指令値を算出する構成となっている。モータインバータ４１は、走行バッテリー電源４４からの直流電力を交流電力に変換するものであり、モータＥＣＵ１０からのモータトルク指令値に応じてモータＡＣＴＲ（Actuator）４２を駆動するものである。
【００１１】
ブレーキＥＣＵ２０は、ペダルストロークセンサ３２、Ｇセンサ３３、車輪速センサ３４、及びＭＣ（Master Cylinder）圧センサ３５からの信号を入力すると共に、アクセル
開度信号及びシフト信号を入力して、ブレーキで発生させるべき制動力指令値を算出するものである。ブレーキＡＣＴＲ４３は、ブレーキＥＣＵ２０からの制動力指令値に応じて、ブレーキに対し必要な油圧をかけるものである。
【００１２】
また、モータＥＣＵ１０は、ブレーキＥＣＵ２０に対して現在のクリープトルク値、回生ブレーキ値、及び駆動力値の情報を送信すると共に、ブレーキＥＣＵ２０は、モータＥＣＵ１０に対してクリープトルク指令値、及び回生ブレーキ指令値を送信するようになっている。
【００１３】
図２は、図１に示したブレーキＥＣＵ２０の詳細を示す構成図である。ブレーキＥＣＵ２０は、サービスブレーキ制御部２１と、回生ブレーキ制御部２２と、最終制動量決定部２３と、ＨＳＡ（Hill Start Assist）制御部２４と、クリープカット制御部（クリープ
トルク調整手段、補償手段）２５とを備えている。
【００１４】
サービスブレーキ制御部２１は、ペダルストロークセンサ３２から出力された信号からサービスブレーキの値を算出するものである。また、サービスブレーキ制御部２１は、算出したサービスブレーキの値を回生ブレーキ制御部２２に送信する。
【００１５】
回生ブレーキ制御部２２は、ペダルストロークセンサ３２によりブレーキペダルが踏まれている場合、摩擦パッドによるブレーキ力と回生ブレーキによるブレーキ力とを調整するものである。この回生ブレーキ制御部２２は、サービスブレーキ制御部２１からのサービスブレーキ値と現在の回生ブレーキ値から、必要となる摩擦パッドによる摩擦ブレーキ値を算出し、この情報を最終制動量決定部２３に送信する。なお、回生ブレーキ制御部２２は、電気自動車やハイブリッド自動車のバッテリーが満充電に近づくと回生ブレーキ指令値をモータＥＣＵ１０に送信して、回生による発電量を抑える機能も有している。
【００１６】
最終制動量決定部２３は、回生ブレーキ制御部２２から送信される摩擦ブレーキ値の情報に基づいて、制動量指令値を算出してブレーキＡＣＴＲ４３に出力するものである。
【００１７】
ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御を実行するか否かを判断するものである。具体的にＨＳＡ制御部２４は、以下の５つの条件を満たす場合に、ヒルスタートアシスト制御を開始する。ここで、５つの条件のうち２つは、１）ペダルストロークセンサ３２により出力された信号からブレーキがオン（ブレーキペダルが踏み込まれた状態）であると判断できること、２）アクセル開度信号からアクセルペダルがオフ（アクセルペダルが踏み込まれていない状態）であると判断できること、である。また、残り３つの条件は、３）シフト信号からシフトポジションがパーキングポジション以外であると判断できること、４）車輪速センサ３４により出力された車速信号から車両が停止していると判断できること、５）Ｇセンサ３３により出力されたＧセンサ値から車両が登坂路に位置していると判断できること、である。
【００１８】
これら５つの条件を満たす場合、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御を開始する。これにより、ＨＳＡ制御部２４は、摩擦ブレーキ値の情報を最終制動量決定部２３に送信し、最終制動量決定部２３は、ブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持するように制動量指令値をブレーキＡＣＴＲ４３に出力する。また、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御が開始されると、現在のブレーキ力の情報をクリープカット制御部２５に送信する。
【００１９】
また、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御中にドライバの発進意思を検出した場合、すなわちアクセル開度信号からアクセル開度が閾値を超えたと判断できる場合、摩擦ブレーキ値を変化させ、車両制動力を変化（主に減少）させていくものである。このとき、ＨＳＡ制御部２４は、車両の発進状態にあわせて、車両制動力を変化させていく。また、ＨＳＡ制御部２４は、ブレーキ操作がないまま所定時間経過した場合にも、車両制動力を変化（主に減少）させていく。
【００２０】
クリープカット制御部２５は、ヒルスタートアシスト制御中においてブレーキが戻された場合に、車両が後退しない範囲でモータから発生するクリープトルクを低減させて（クリープカットして）、モータ消費電力を抑制するものである。このクリープカット制御部２５は、車両が後退しない制動力を求めると共に、ＨＳＡ制御装置２１から送信される現在の摩擦ブレーキ値（現在のブレーキ力）の情報から、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。そして、クリープカット制御部２５は、設定されたクリープトルクの指令値をモータＥＣＵ１０に送信する。なお、車両が後退しない制動力は、Ｇセンサ３３からの信号により求められる登坂路の路面勾配、及び車両の重量から算出することができる。
【００２１】
さらに、クリープカット制御部２５は、設定したクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合、さらにクリープトルクを低減して消費電力を抑制する。この場合、単にクリープトルクを低減すると車両が後退してしまうため、クリープカット制御部２２は、ブレ
ーキ力を増大させる。すなわち、設定したクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合、クリープカット制御部２５は、当該値に相当するトルクを、ブレーキ力を増大（ブレーキを増圧）させることで補償することとなる。
【００２２】
具体的にクリープカット制御部２５は、摩擦ブレーキ増圧指令値を算出してＨＳＡ制御部２４に送信する。これにより、ＨＳＡ制御部２４は、摩擦ブレーキの増圧分を含んだ摩擦ブレーキ値を算出し最終制動量決定部２３に送信する。そして、最終制動量決定部２３は、ＨＳＡ制御部２４から送信される摩擦ブレーキ値の情報に基づいて、制動量指令値を算出してブレーキＡＣＴＲ４３に出力する。以上により、ブレーキ力を増大が行われる。
【００２３】
また、クリープカット制御部２５は、ブレーキＡＣＴＲ４３の高温時など、ブレーキ力を増大させることができない場合、ブレーキ力を増大させずゼロよりも大きい値のクリープトルクに低減させることとする。
【００２４】
次に、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１の動作の概要について説明する。図３は、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１の動作の概要を示すタイミングチャートである。
【００２５】
まず、時刻ｔ１においてＨＳＡ制御部２４は、ブレーキペダルのストロークがＡｍｍ以上であり、ペダルストロークセンサ３２から出力された信号からブレーキがオンであると判断したとする。さらに、時刻ｔ１において、ＨＳＡ制御部２４は、アクセル開度信号からアクセルペダルがオフであると判断し、且つ、シフト信号からシフトポジションがドライブポジションであると判断したとする（アクセル開度がＥ％未満であると判断したとする）。さらには、時刻ｔ１においてＨＳＡ制御部２４は、車輪速センサ３４から出力される車速信号から車両が停止していると判断でき（車速がＣｋｍ／ｈ以下であると判断でき、且つ、Ｇセンサ３３から出力されるＧセンサ値から車両が登坂路に位置している（前後ＧがＦｍ／ｓ２以上）と判断したとする。
【００２６】
この場合、ＨＳＡ制御部２４はＨＳＡフラグをオンにする。これにより、クリープトルク制御部２５は、不要なクリープトルクの発生による消費電力を抑えるために、クリープトルクを低減させていく。
【００２７】
そして、時刻ｔ２においてＨＳＡ制御部２４は、ブレーキペダルのストロークがＢｍｍ以下となり、ペダルストロークセンサ３２から出力された信号からブレーキがオフであると判断したとする。
【００２８】
この場合、ＨＳＡ制御部２４は、ＭＣ圧をブレーキがオフとなる前のＧＭＰａに保ち、ブレーキペダルが戻された後についてもブレーキ力が掛かったままとして、車両の後退を防止する。
【００２９】
なお、時刻ｔ２からアクセルペダルの操作なしに所定時間経過すると、ＨＳＡ制御部２４はＨＳＡフラグをオフにする。これにより、ＨＳＡ制御部２４は、ＭＣ圧を維持することを中止し、ＭＣ圧を低減させると共に、クリープトルクを復帰させることとなる。
【００３０】
また、時刻ｔ２から所定時間経過することなく、アクセル開度がＥ％以上であるとＨＳＡ制御部２４により判断されたとする。この場合、ＨＳＡ制御部２４はＨＳＡフラグをオフにする。そして、ＨＳＡ制御部２４は、ＭＣ圧を維持することを中止し、ＭＣ圧を低減させると共に、クリープトルクを復帰させることとなる。
【００３１】
次に、フローチャートを参照して、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１
の動作の概要について説明する。図４は、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１の動作の概要を示すフローチャートであり、ヒルスタートアシスト制御の開始時における処理を示している。
【００３２】
図４に示すように、まず、ＨＳＡ制御部２４は、各種センサ値及び演算値を読み込む（Ｓ１）。その後、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御を実行するか否か、又は実行中であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【００３３】
ヒルスタートアシスト制御を実行しない、及び、実行中でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、図４に示す処理は終了する。一方、ヒルスタートアシスト制御を実行する、又は実行中であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、ＨＳＡ制御部２４はクリープカット実行中であるか否かを判断する（Ｓ３）。クリープカット実行中であると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、図４に示す処理は終了する。
【００３４】
クリープカット実行中でないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、ＨＳＡ制御部２４は、車両が後退しない必要な保持力を演算する（Ｓ４）。このとき、ＨＳＡ制御部２４は、登坂路の傾斜角をθとし、車両の重量をＭとすると、必要な保持力をＭ・ｇ・ｓｉｎθなる式から算出する。なお、保持力は、モータトルクによる駆動力ＦＤと、ブレーキによる制動力ＦＢとの合算により、達成できればよく、ＨＳＡ制御部２４は、ＦＤ＋ＦＢ≧Ｍ・ｇ・ｓｉｎθとなるように両者制御すれば、車両の後退を防げることとなる。
【００３５】
次に、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの低減量を算出する（Ｓ５）。ここで、初期のクリープトルクによる駆動力ＦＤＮと、ブレーキが戻される前のブレーキによる制動力ＦＢＮとすると、車両の後退なしに低減できるクリープトルクの値ＦＤＣ１は、ＦＤＣ１＝ＦＤＮ＋ＦＢＮ−Ｍ・ｇ・ｓｉｎθなる式から算出できる。
【００３６】
次に、クリープカット制御部２５は、ブレーキ力を増大させるか否かを判断する（Ｓ６）。ここで、クリープカット制御部２５は、ＦＤＣ１−ＦＤＮ≧であれば、ブレーキ力を増大させないと判断する（Ｓ６：ＮＯ）。さらに、クリープカット制御部２５は、ブレーキＡＣＴＲ４３の高温時などにおいても、ブレーキ力を増大させないと判断する（Ｓ６：ＮＯ）。そして、処理はステップＳ１０に移行する。
【００３７】
一方、クリープカット制御部２５は、ブレーキＡＣＴＲ４３の高温時などでなく、且つ、ＦＤＣ１−ＦＤＮ＜０であれば、ブレーキ力を増大させると判断する（Ｓ６：ＹＥＳ）。ここで、ＦＤＣ１−ＦＤＮ＜０である場合、クリープトルクの低減値ＦＤＣ１よりも初期のクリープトルクによる駆動力ＦＤＮの方が大きい値となり、初期のクリープトルクによる駆動力ＦＤＮからクリープトルクの低減値ＦＤＣ１を差し引いたとしても、クリープトルクはゼロよりも大きい値となる。この場合、クリープカット制御部２５は、ブレーキ力の増大させることにより、さらにクリープトルクを低減する。そして、処理はステップＳ７に移行する。
【００３８】
ステップＳ７においてクリープカット制御部２５は、ブレーキ力の増大量を演算する（Ｓ７）。ここで、増大量ＦＢＰは、ＦＢＰ＝Ｍ・ｇ・ｓｉｎθ−ＦＢＮなる式から算出される。なお、ブレーキ力の増大、すなわち増圧は、特開２００９−１５４８１４号公報に記載のブレーキ機構の場合、入力ピストンに対してブースタピンをフロント側へ相対変位させることで実行される。なお、ブースタピンの変位量は有限であるため、その範囲以下で増圧されることとなる。
【００３９】
次に、クリープカット制御部２５は、ＨＳＡ制御部２４を介して摩擦ブレーキ増圧指令値を最終制動量決定部２３に出力する（Ｓ８）。これにより、ブレーキ力の増大が行われ
る。そして、ＨＳＡ制御部２４は、増圧分に相当するクリープトルクの低減量を演算する（Ｓ９）。その後、クリープカット制御部２５は、クリープトルク指令値をモータＥＣＵ１０に出力する（Ｓ１０）。これにより、モータＥＣＵ１０は、設定されたクリープトルクでモータを駆動することとなる。その後、図４に示す処理は終了する。なお、図４に示す処理は車両電源がオフとされるまで、繰り返し実行される。
【００４０】
図５は、クリープカットの様子を示す第１の図である。図５に示すように、時刻ｔ５１以前のクリープカット開始前では、ブレーキ力だけで車両後退なしの保持力を確保することができる。よって、時刻ｔ５１においてクリープトルクをゼロとし（クリープトルクによる駆動力をゼロとし）、合計（クリープトルクによる駆動力＋ブレーキ力）を車両後退なしの保持力程度とする。よって、モータによる消費電力を抑えつつ車両後退を防止できる。なお、図５では、図４に示すステップＳ６において「ＮＯ」と判断した例を示している。
【００４１】
図６は、クリープカットの様子を示す第２の図である。図６に示す例では、ブレーキＡＣＴＲ４３の高温時など、ブレーキ力の増大を行うことができない場合を示している。この場合、ブレーキ力の増大を行うことなく、時刻ｔ６１においてクリープカットを開始する。そして、時刻ｔ６２においてクリープトルクがゼロとなることなく、車両後退なしの保持力を確保するように、クリープカットを終了する。これによっても、モータによる消費電力を抑えることができる。
【００４２】
図７及び図８は、クリープカットの様子を示す第３及び第４の図である。図７及び図８に示す例では、ブレーキ力だけで車両後退なしの保持力を確保することができない。このため、図４に示すステップＳ６において「ＹＥＳ」と判断され、ブレーキ力が増大される。ここで、ブレーキ力には増大勾配というものがある。このため、この増大勾配を無視してクリープトルクを急激に低下させると、過渡的に合計が車両後退なしの保持力を下回ることがある。よって、図７及び図８に示す例ではクリープトルクの低減勾配を決定する。
【００４３】
この際、クリープカット制御部２５は、登坂路の路面勾配と、戻される前のブレーキ力と、ブレーキ力の増大勾配とから、クリープトルクの低減勾配を決定する。すなわち、クリープカット制御部２５は、戻される前のブレーキ力とブレーキ力の増大勾配とから、車両が後退しない程度の保持力を発生させるまでの時間を求めることができる。そして、この時間を掛けて、現在のクリープトルクから、目標となるクリープトルクまで低減させることで、クリープトルクの低減勾配を決定することができる。これにより、過渡的に合計が車両後退なしの制動力を下回ることなく最速でクリープトルクを低減させることができる。
【００４４】
具体的に図７に示す例においては、クリープカット開始の時刻ｔ７１からクリープカット終了の時刻ｔ７２までの時間を掛けて、クリープトルクがゼロとされている。同様に、図８に示す例においては、クリープカット開始の時刻ｔ８１からクリープカット終了の時刻ｔ８２までの時間が図７に示す例よりも長く、この時間を掛けてクリープトルクがゼロとされている。これは、初期のブレーキ力の相違によるものである。
【００４５】
さらに、クリープトルクの低減勾配について説明する。ブレーキ力の増大に要する時間ｔは、増大勾配をＦＢＰｄｔとすると、ｔ＝ＦＢＰ／ＦＢＰｄｔとされる。さらに、ブレーキ力の増大を含めた車両後退なしにクリープトルクを低減できる値ＦＤＣ２は、ＦＤＣ２＝ＦＤＣ１＋ＦＢＰとされる。よって、クリープトルクの低減勾配ＦＤＣ２ｄｔは、ＦＤＣ２ｄｔ＝ＦＤＣ２／ｔとされる。
【００４６】
そして、ブレーキ力の増大勾配ＦＢＰｄｔでブレーキ力の増大量ＦＢＰに達するまで増
大が行われ、クリープトルクの低減勾配ＦＤＣ２ｄｔでクリープトルクの低減値ＦＤＣ２に達するまでクリープカットが行われる。
【００４７】
なお、ブレーキ力の増大勾配ＦＢＰｄｔに応じた増圧勾配をＦＢＰｄｔ’とし、ブレーキ力の増大量ＦＢＰに応じた増圧量をＦＢＰ’とした場合、図４に示したステップＳ８において摩擦ブレーキ増圧指令値はＭＡＸ（増圧指令値の前回値＋ＦＢＰｄｔ’，ＦＢＰ’）とされる。また、図４に示したステップＳ１０においてクリープトルク指令値はＭＡＸ（クリープトルクの低減指令値の前回値＋ＦＤＣ２ｄｔ，ＦＤＣ２）とされる。
【００４８】
図９は、クリープカットの様子を示す第５の図である。ブレーキ力だけで車両後退なしの保持力を確保できる場合においては、図７に示すように早期にクリープトルクを低減させることが望ましい（実線参照）。しかし、図９に示すように、ある固定のクリープトルクの低減勾配で、クループトルクを低減させるようにしてもよい（二点鎖線参照）。なお、低減勾配を固定とする場合、勾配を充分に緩やかとしておくことが望ましい。これにより、過渡的に合計が車両後退なしの制動力を下回ることを防止できるからである。
【００４９】
図１０及び図１１は、クリープカットの様子を示す第６及び第７の図である。まず、図１０にクリープカットを先に行い、その後ブレーキ力を増大させる場合を二点鎖線で示す。二点鎖線で示すように、時刻ｔ１０１でクリープカットが開始し、時刻ｔ１０２においてクリープカットが終了する。その後、時刻ｔ１０２から時刻ｔ１０４までの時間を掛けてブレーキ力を増大させていく。
【００５０】
これに対し、クリープカットとブレーキ力の増大とを同時期に行う場合を実線で示す。クリープカットとブレーキ力の増大とを同時期に行う場合、時刻ｔ１０１からクリープカットが開始すると共に、時刻ｔ１０１からブレーキ力が増大していく。このため、クリープカットとブレーキ力の増大とは、時刻ｔ１０４よりも早い時刻ｔ１０３に終了する。このため、同時期に実行させた方が、時刻ｔ１０３から時刻ｔ１０４までの効果時間を得ることができる。なお、ここでいう同時期とは、クリープカットの開始及び終了とブレーキ力の増大の開始及び終了が同じであることを意味するものではなく、クリープカットの実行時期とブレーキ力増大の実行時期との一部でも重なっていればよい概念である。
【００５１】
同様に、図１１にブレーキ力の増大を先に行い、その後クリープカットを行う場合を二点鎖線で示す。二点鎖線で示すように、時刻ｔ１１１でブレーキ力の増大が開始し、時刻ｔ１１２においてブレーキ力の増大が終了する。その後、時刻ｔ１１２から時刻ｔ１１３までの時間を掛けてクリープカットしていく。
【００５２】
これに対し、クリープカットとブレーキ力の増大とを同時期に行う場合を実線で示す。クリープカットとブレーキ力の増大とを同時期に行う場合、時刻ｔ１１１からクリープカットが開始すると共に、時刻ｔ１１１からブレーキ力が増大していく。このため、クリープカットとブレーキ力の増大とは、時刻ｔ１１３よりも早い時刻ｔ１１２に終了する。このため、同時期に実行させた方が、時刻ｔ１１２から時刻ｔ１１３までの効果時間を得ることができる。
【００５３】
次に、クリープトルク復帰時における処理を説明する。図１２は、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１の動作の概要を示すフローチャートであり、クリープトルク復帰時における処理を示している。
【００５４】
図１２に示すように、まず、ＨＳＡ制御部２４は、各種センサ値及び演算値を読み込む（Ｓ１１）。その後、ＨＳＡ制御部２４は、クリープカット実行中であるか否かを判断する（Ｓ１２）。クリープカット実行中でないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、図１２に
示す処理は終了する。
【００５５】
一方、クリープカット実行中であると判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＨＳＡ制御部２４は、ヒルスタートアシスト制御により掛かったままの状態となっているブレーキ力について減少中（ブレーキ減圧中）であるか否かを判断する（Ｓ１３）。ブレーキを減圧中であると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの復帰指令値を演算する（Ｓ１４）。
【００５６】
そして、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの復帰指令値をモータＥＣＵ１０に出力する（Ｓ１５）。これにより、クリープトルクの復帰が行われる。そして、図１２に示す処理は終了する。ところで、ブレーキを減圧中でないと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、クリープトルクの復帰は行われず、図１２に示す処理は終了する。
【００５７】
図１３は、クリープトルクの復帰の様子を示す図である。まず、時刻Ｔ１においてクリープカットが開始すると共に、ブレーキ力の増大が行われる。そして、時刻Ｔ２においてブレーキペダルが戻されたとする。そして、ブレーキ操作がないまま所定時間経過し、時刻Ｔ３に達したとする。この場合、ヒルスタートアシストフラグをオフとし、ブレーキの減圧が行われる。
【００５８】
このとき、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの復帰勾配ＦＤＰｄｔを、解除されるブレーキの減圧勾配ＦＢＤｄｔ以上とする（図１３に示す例では両者が同じ）。そして、クリープカット制御部２５は、クリープトルクの復帰指令値をＭＡＸ（復帰指令値の前回値＋ＦＤＰｄｔ，ＦＤＣ２）とする。これにより、図１３に示すように、クリープトルクの復帰終了時の時刻Ｔ４まで、車両後退なしの保持力を確保することができる。すなわち、クリープトルクの復帰勾配ＦＤＰｄｔを、解除されるブレーキの減圧勾配ＦＢＤｄｔ以上としない場合、時刻Ｔ４に達する前に車両後退なしの保持力を確保できず、時刻Ｔ４以前に車両の後退が発生してしまう可能性がある。ところが、クリープトルクの復帰勾配ＦＤＰｄｔを、解除されるブレーキの減圧勾配ＦＢＤｄｔ以上とすることで、時刻Ｔ４まで車両後退なしの保持力を確保することができる。その後、さらにブレーキの減圧が行われ、車両後退なしの保持力を確保できなくなった時刻Ｔ５から、車両の後退が発生する。なお、上記のブレーキの減圧勾配ＦＢＤは、予め定められた定数であってもよいし、変数であってもよい。
【００５９】
このようにして、本実施形態に係るヒルスタートアシスト制御装置１及びその制御方法によれば、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定する。このため、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて車両が後退しない程度のクリープトルクを算出できることとなる。これにより、車両が後退しない程度のクリープトルクの低減量を算出して、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定することで、車両の後退を防止しつつクリープトルクの低減により消費電力を抑えることができる。従って、登坂路停車時において消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することができる。
【００６０】
また、設定されたクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合に、当該ゼロよりも大きい値に相当するトルクを、ブレーキ力を増大させることで補償し、ブレーキ力の増大が行われた場合、クリープトルクを設定したクリープトルクよりもさらに低減する。このため、一層クリープトルクを低減できることとなり、車両の後退を防止しつつ一層消費電力を抑えることができる。
【００６１】
また、設定したクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合に、ブレーキ力を増大させることができないと判断したとき、ブレーキ力の増大を行わず、設定したクリープト
ルクに低減させる。このため、ブレーキアクチュエータの高温時においても、消費電力を抑えつつも車両の後退を防止することができる。
【００６２】
また、クリープトルクの低減とブレーキ力の増大とは、同時期に実行されるため、どちらか一方のみが先に行われて、他方が遅れてしまう事態を防止することができる。
【００６３】
また、ブレーキ力の増大が行われた場合、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とブレーキ力の増大勾配とから、クリープトルクの低減勾配を決定する。このため、登坂路の路面勾配から車両が後退しない程度の制動力を求めると共に、戻される前のブレーキ力とブレーキ力の増大勾配とから、車両が後退しない程度の制動力を発生させるまでの時間を求めることができる。そして、この時間を掛けて、現在のクリープトルクから、目標となるクリープトルクまで低減させるように、クリープトルクの低減勾配を決定できる。これにより、最速でクリープトルクを低減させることを可能とすることができる。
【００６４】
また、ブレーキ操作が無く所定時間経過して、ブレーキが掛かったままで保持する状態から保持しない状態に移行した場合、低減したクリープトルクの復帰勾配を、解除されるブレーキの減圧勾配以上とする。これにより、所定時間経過してヒルスタートアシスト制御が解除されたとしても、クリープトルクの増大の方がブレーキ力の低下分よりも大きくなり、所定時間経過後においても最大限に車両の後退を防止することができる。
【００６５】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【００６６】
例えば、上記実施形態において、クリープカット制御部２５は、ブレーキ力の増大量に上限を設定するようにしてもよい。これにより、例えば以下の現象を防止することができる。例えば、特開２００９−１５４８１４号公報に記載のブレーキ機構であれば、ブースタピストンと入力ピストンとの間に設けられる一対のバネが伸びた状態で、ブースタピストンをフロント側に動作させると、入力ピストンは引き込まれることとなり、入力ピストンについてもフロント側に移動する。これにより、ドライバはあたかもブレーキペダルが自動で動作したと違和感を受けてしまう。このため、ブレーキ力の増大量に上限を設けて、一対のバネが伸びきらないようにすることで、ドライバの違和感を解消することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…ヒルスタートアシスト制御装置
１０…モータＥＣＵ
２０…ブレーキＥＣＵ
２１…サービスブレーキ制御部
２２…回生ブレーキ制御部
２３…最終制動量決定部
２４…ＨＳＡ制御部
２５…クリープカット制御部（クリープトルク調整手段、補償手段）
３１…アクセル回度センサ
３２…ペダルストロークセンサ
３３…Ｇセンサ
３４…車輪速センサ
３５…ＭＣ圧センサ
４１…モータインバータ
４２…モータＡＣＴＲ
４３…ブレーキＡＣＴＲ
４４…走行バッテリー電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
登坂路停車時にブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持するヒルスタートアシスト制御装置であって、
モータから発生するクリープトルクを低減させるクリープトルク調整手段を備え、前記クリープトルク調整手段は、登坂路停車時にブレーキペダルが戻された場合に、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定することを特徴とするヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項２】
前記クリープトルク調整手段により設定されたクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合に、当該ゼロよりも大きい値に相当するトルクを、ブレーキ力を増大させることで補償する補償手段をさらに備え、
前記クリープトルク調整手段は、前記補償手段によりブレーキ力の増大が行われた場合、クリープトルクを設定したクリープトルクよりもさらに低減する
ことを特徴とする請求項１に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項３】
前記クリープトルク調整手段は、設定したクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合に、ブレーキ力を増大させることができないと判断したとき、前記補償手段によるブレーキ力の増大を行わず、設定したクリープトルクに低減させる
ことを特徴とする請求項２に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項４】
前記クリープトルク調整手段によるクリープトルクの低減と、前記補償手段によるブレーキ力の増大とは、同時期に実行される
ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項５】
前記クリープトルク調整手段は、前記補償手段によりブレーキ力の増大が行われた場合、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力と前記ブレーキ力の増大勾配とから、クリープトルクの低減勾配を決定する
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項６】
前記補償手段は、ブレーキ力の増大量に上限を設定している
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項７】
前記クリープトルク調整手段は、ブレーキ操作が無く所定時間経過して、ブレーキが掛かったままで保持する状態から保持しない状態に移行した場合、低減したクリープトルクの復帰勾配を、解除されるブレーキの減圧勾配以上とする
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項１】
登坂路停車時にブレーキペダルが戻されてもブレーキが掛かったままの状態で保持するヒルスタートアシスト制御装置であって、
モータから発生するクリープトルクを低減させるクリープトルク調整手段を備え、前記クリープトルク調整手段は、登坂路停車時にブレーキペダルが戻された場合に、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力とに基づいて、クリープトルクの低減量を算出し、算出された低減量に基づいてクリープトルクを設定することを特徴とするヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項２】
前記クリープトルク調整手段により設定されたクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合に、当該ゼロよりも大きい値に相当するトルクを、ブレーキ力を増大させることで補償する補償手段をさらに備え、
前記クリープトルク調整手段は、前記補償手段によりブレーキ力の増大が行われた場合、クリープトルクを設定したクリープトルクよりもさらに低減する
ことを特徴とする請求項１に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項３】
前記クリープトルク調整手段は、設定したクリープトルクがゼロよりも大きい値である場合に、ブレーキ力を増大させることができないと判断したとき、前記補償手段によるブレーキ力の増大を行わず、設定したクリープトルクに低減させる
ことを特徴とする請求項２に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項４】
前記クリープトルク調整手段によるクリープトルクの低減と、前記補償手段によるブレーキ力の増大とは、同時期に実行される
ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項５】
前記クリープトルク調整手段は、前記補償手段によりブレーキ力の増大が行われた場合、登坂路の路面勾配と戻される前のブレーキ力と前記ブレーキ力の増大勾配とから、クリープトルクの低減勾配を決定する
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項６】
前記補償手段は、ブレーキ力の増大量に上限を設定している
ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【請求項７】
前記クリープトルク調整手段は、ブレーキ操作が無く所定時間経過して、ブレーキが掛かったままで保持する状態から保持しない状態に移行した場合、低減したクリープトルクの復帰勾配を、解除されるブレーキの減圧勾配以上とする
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒルスタートアシスト制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２２９３４８（Ｐ２０１１−２２９３４８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９９３３６（Ｐ２０１０−９９３３６）
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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