発進補助装置およびこれを搭載した発進補助車両
【課題】車高が変化した場合であっても車体の傾斜状態から路面の傾斜状態を適正に推定して確実に発進補助を行う。
【解決手段】ブレーキペダル９に対する操作に応じて制動力を発生するディスクブレーキ８と、車体１の前後加速度Ｇ（傾斜状態）を検出する前後Ｇセンサ１４と、前後Ｇセンサ１４の検出結果に基づいて路面の傾斜度合いＢ’を推定する路面状態推定部４５と、路面の傾斜度合いＢ’に基づいて路面が坂道であると判定された場合、ブレーキペダル９に対する操作の解除後にもディスクブレーキ８に制動力を保持させる発進補助装置１１において、エアスプリング５のストロークＳを検出するストロークセンサ１８を更に備え、路面状態推定部４５が、前後加速度Ｇに基づく路面（車体）の傾斜度合いＢをストロークＳを用いて補正することで路面の傾斜度合いＢ’を正確に推定できるようにする。
【解決手段】ブレーキペダル９に対する操作に応じて制動力を発生するディスクブレーキ８と、車体１の前後加速度Ｇ（傾斜状態）を検出する前後Ｇセンサ１４と、前後Ｇセンサ１４の検出結果に基づいて路面の傾斜度合いＢ’を推定する路面状態推定部４５と、路面の傾斜度合いＢ’に基づいて路面が坂道であると判定された場合、ブレーキペダル９に対する操作の解除後にもディスクブレーキ８に制動力を保持させる発進補助装置１１において、エアスプリング５のストロークＳを検出するストロークセンサ１８を更に備え、路面状態推定部４５が、前後加速度Ｇに基づく路面（車体）の傾斜度合いＢをストロークＳを用いて補正することで路面の傾斜度合いＢ’を正確に推定できるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ操作の解除後にも制動力を保持して坂道発進時の運転操作を補助する発進補助装置およびこれを搭載した発進補助車両に係り、車体の傾斜状態から路面の傾斜状態を推定して発進補助を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
坂道発進時に車両が自重によって進行方向と反対側へずり下がるのを防止するために、ブレーキ操作に応じた制動力を所定の条件に応じて保持するようにした発進補助装置（Hill Start Assist:以下、ＨＳＡと記す）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＨＳＡは、上り坂で前進発進する場合および下り坂で後退発進する場合、すなわち登坂発進時に作動（制動力を保持）することで発進補助を行う。そこで、前進発進か後退発進かを判断するために、車速センサの信号とシフトレバーポジションスイッチからの信号等を用いており、もう１つの作動条件である行路の勾配を判断するために、前後Ｇセンサなどを用いている（例えば、特許文献２参照）。そして、予め設定した勾配以上の坂道での登坂発進時に、ＨＳＡが路面勾配に応じたブレーキ圧をブレーキ操作の解除後に保持することで車両のずり下がりを防止する。
【０００４】
保持した制動力を解除するタイミングは、特許文献２に記載されるように、路面の傾斜角度やドライバの操縦特性等に応じて設定される時間の経過を条件とするものや、所定のエンジン回転数に達したことを条件とするものなどがある。また、トレーラを牽引するトラクタにおいて、サスペンションの変動を監視し、サスペンションの変位が所定値を超えたことをもって制動力を解除するようにした構成や、エアサスペンションを装備した車両の場合には、サスペンションの変位の代わりに空気圧の変位を制動力解除の判定条件とした構成が知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４４９５０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０４３０７８号パンフレット
【特許文献３】特開２００３−８１０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３に開示された技術では、エンジン出力が発揮されると前軸のサスペンションが拡大（伸長）し、後軸のサスペンションが縮小（収縮）する方向に変位することを利用し、車高の変化やエアサスペンションの空気圧変化に基づいて、車両が発進できる状態にあるか否かを推定している。しかしながら、エアサスペンションを装備した車両が坂道で停車時に車高調整を行うと、特許文献３の技術では、車高の変化やエアサスペンションの空気圧変化が生じるため、車両の前後軸におけるサスペンションの関係が、エンジン出力に依存するものとは異なり、坂道発進補助と車高調整とが競合して、保持されているブレーキ圧力の解除制御に影響を与える虞がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術に含まれる課題を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、車高が変化した場合であっても車体の傾斜状態から路面の傾斜状態を適正に推定して確実に発進補助を行うことができる発進補助装置およびこれを搭載した発進補助車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、ブレーキ操作部材（９）に対する操作に応じて制動力を発生する制動装置（８）と、車体（１）の傾斜状態（Ｇ）を検出する車体状態検出手段（１４）と、前記車体状態検出手段の検出結果に基づいて路面の傾斜状態を推定する路面状態推定手段（４５）と、前記路面状態推定手段により推定された路面の傾斜状態に基づいて車両の発進時に必要な発進駆動力（Ｄｎ）を設定する発進駆動力設定手段（４７）と、前記路面の傾斜状態に基づいて前記路面が坂道であると判定された場合（ステップＳＴ１８：Ｙｅｓ）、前記ブレーキ操作部材に対する操作の解除後、前記発進駆動力設定手段により設定された発進駆動力が発揮されるまで（ステップＳＴ２２：Ｎｏ）前記制動装置に制動力を保持させる制動力保持手段（４８）とを備えた発進補助装置（１１）であって、各車輪近傍の車高を検出する車高検出手段（１８）を更に備え、前記路面状態推定手段は、前記車体状態検出手段の検出結果に基づく路面の傾斜状態を前記車高検出手段の検出結果（Ｓ）を用いて補正する（ステップＳＴ１７）ことを特徴とする。
【０００９】
この発進補助装置によれば、例えば積載荷重の偏りにより車体が路面に対して傾斜している場合や、アクティブサスペンションなどにより積極的に車高調整が行われて車体が路面に対して傾斜している場合であっても、路面の傾斜状態を適切に推定することができ、路面傾斜に合わせて確実に坂道発進補助を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の一側面によれば、上記発進補助装置（１１）を搭載し、当該発進補助装置により坂道発進時の運転操作を補助する発進補助車両（Ｖ）であって、前記車体状態検出手段の検出結果に基づいて前記車体が傾斜していると判定される場合に（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（５）を駆動して前輪（３ｆ）および後輪（３ｒ）の少なくとも一方の車輪近傍の車高を調整する車高調整手段（４２）を更に備え、前記路面状態推定手段は、前記車高調整手段により車高調整が行われた場合、前記車体状態検出手段の検出結果に基づく路面の傾斜状態を前記車高検出手段の検出結果を用いて補正することを特徴とする。
【００１１】
この発進補助車両によれば、車高調整手段により積極的に車高調整が行われて車体が路面に対して傾斜している場合であっても、路面の傾斜状態を適切に推定することができ、路面傾斜に合わせて確実に坂道発進補助を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の一側面によれば、当該発進補助車両は前輪駆動車であり、前記車高調整手段は、前記路面状態推定手段により推定された路面状態が登坂路であると判定された場合（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）、前記路面に対して前記車体が前傾するように車高調整を行うことを特徴とする。
【００１３】
車高調整を行わない場合、登坂路では後輪にかかる荷重が平坦路停車時に比べて大きくなり、前輪の荷重が平坦路停車時に比べて小さくなる。そのため、前輪駆動車の場合、前輪の接地荷重が小さくなることにより、特に雨天時や積雪時の発進時にスリップ（ホイールスピン）を起こし易くなる。そこで、このような構成とすることにより、駆動輪である前輪の接地荷重を大きくできるため、登坂路発進時に運転者がアクセルを踏み過ぎたとしても駆動輪のスリップを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の一側面によれば、アクチュエータ（３１）を駆動してアクセルペダル（１０）の操作反力（Ｆ）を制御するペダル反力制御手段（４９）を更に備え、前記制動力保持手段が前記制動装置に制動力を保持させる場合（ステップＳＴ３２：Ｙｅｓ）、前記ペダル反力制御手段は、前記発進駆動力設定手段により設定された発進駆動力が発揮されるまで（θ≦θｎ）前記操作反力を通常時よりも低くなるように制御する（ステップＳＴ３６）ことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、車両の駆動力が発進駆動力に達するまでは運転者がアクセルペダルを踏み込みやすくなるため、より俊敏な坂道発進が可能になるとともに、車両の駆動力が発進駆動力に達して制動状態が開放されたとき、或いはその後に、アクセルペダル反力が通常時の操作反力になることでアクセルペダルの操作反力に壁感が生じるため、運転者がアクセルペダルを踏み込み過ぎて急加速すること或いは駆動輪がスリップすることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明によれば、車高が変化した場合であっても車体の傾斜状態から路面の傾斜状態を適正に推定して確実に発進補助を行うことができる発進補助装置およびこれを搭載した発進補助車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る発進補助車両の全体構成図
【図２】実施形態に係る発進補助装置の全体構成図
【図３】実施形態に係るペダル反力制御装置の全体構成図
【図４】通常時におけるペダル踏込量と踏込反力との関係を示すグラフ
【図５】図１に示す制御ユニットのブロック図
【図６】発進発進時におけるペダル踏込量と踏込反力との関係を示すグラフ
【図７】実施形態に係る車高制御のフロー図
【図８】実施形態に係る制動力制御のフロー図
【図９】実施形態に係るペダル反力制御のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明を自動車Ｖに適用した一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明にあたり、４本の車輪３やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤ２やエアサスペンション７等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、車輪３ｆｌ（左前）、車輪３ｆｒ（右前）、車輪３ｒｌ（左後）、車輪３ｒｒ（右後）と記すとともに、総称する場合には、例えば、前輪３ｆ、後輪３ｒ、車輪３などと記す。
【００１９】
先ず、図１を参照して、実施形態に係る自動車Ｖの概略構成について説明する。図示するように、自動車Ｖの車体１にはタイヤ２が装着された車輪３が前後左右に設置されており、これら各車輪３がサスペンションアーム４や、エアスプリング５、ダンパ６等からなるエアサスペンション７によって車体１に懸架されている。自動車Ｖは、エンジンＥを車体１の前部に搭載し、その出力を前輪３ｆのみに駆動力として伝えるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車である。また、エアスプリング５は、空気の給排により車高を調整できる公知の構成のものでよい。
【００２０】
各車輪３ｆｌ〜３ｒｒには、ブレーキペダル９に対する踏込操作に応じて摩擦制動力を発生する制動装置として、車輪３と一体のディスクロータ８ａ及びホイールシリンダ８ｂを備えるキャリパにより構成される公知のディスクブレーキ８が設けられている。ホイールシリンダ８ｂに接続するブレーキ系には、ブレーキペダル９の踏込操作に関わらずにブレーキ液圧を発生させる公知のブレーキ配管からなるモジュレータ１２ｍ（図２参照）が組み込まれている。モジュレータ１２ｍは、制御ユニット１２と一体に形成され、モジュレータ１２ｍを含む制御ユニット１２およびディスクブレーキ８により各車輪３のブレーキ圧が制御されるとともに、本発明の発進補助装置１１が構成される。
【００２１】
自動車Ｖに搭載された制御ユニット１２は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、ディスクブレーキ８による制動力制御の他、エンジンＥの出力制御、エアスプリング５による車高制御、アクセルペダル１０の踏込反力制御などを行う。なお、制御ユニット１２がアクセルペダル１０の踏込反力制御を行うことで構成されるアクセルペダル反力制御装置３０の詳細については後述する。
【００２２】
自動車Ｖには、車速ｖを検出する車速センサ１３や、前後加速度Ｇを検出する前後Ｇセンサ１４、ヨーレイトγを検出するヨーレイトセンサ１５、変速機のギヤポジションＰを検出するギヤポジションセンサ１６、アクセルペダル１０の踏込量θを検出するアクセルペダルセンサ１７等が車体１の適所に設置されている。また、自動車Ｖには、対応する車輪３近傍の車高を検出すべくエアスプリング５のストロークＳを検出するストロークセンサ１８や、対応する車輪３の回転速度を検出する図示しない車輪速センサなどが各車輪３ｆｌ〜３ｆｒｒごとに設置されている。これらセンサ１３〜１８は、それぞれ検出信号を制御ユニット１２に入力する。なお、ここでの車輪３近傍の車高とは、車体１におけるエアスプリング５が連結された部位の車高を意味する。
【００２３】
図２に示すように、自動車Ｖのブレーキ装置２０は、ブレーキペダル９と、ブレーキペダル９の踏み込みによる圧力を増幅するマスタパワーを備えたマスタシリンダ２１と、マスタシリンダ２１で増幅されたブレーキ液圧により駆動され、ホイールシリンダ８ｂのブレーキパッドをディスクロータ８ａへ圧接することで車輪３に回転抵抗を与えて制動力を発生するディスクブレーキ８と、マスタシリンダ２１とディスクブレーキ８との間に組み込まれたモジュレータ１２ｍとから構成される。なお、図１では簡略して左右の前輪３ｆに設けられたディスクブレーキ８ｆｌ，８ｆｒのみを示している。
【００２４】
発進補助装置１１を構成するモジュレータ１２ｍは、マスタシリンダ２１で増幅された油圧を検出するマスタ圧センサ２２、電磁式のレギュレータバルブ２３、インレットバルブ２４、アウトレットバルブ２５、ポンプ２６等をブレーキ液配管２７に備えている。制御ユニット１２はこれらポンプ２６やバルブ２３〜２５を駆動制御することによってブレーキペダル９の操作に関わらず各ディスクブレーキ８による制動力を可変制御する。例えば、制御ユニット１２は、所定の発進補助条件を満たした状態でブレーキペダル９の踏み込み操作が解除されたときに、レギュレータバルブ２３を閉弁駆動し、ブレーキ液配管２７のうち図１中に太線で示す部分のブレーキ液圧の低下を抑制することで、ディスクブレーキ８の制動力の低下を抑制し、車両を停止状態に保持する。
【００２５】
なお、モジュレータ１２ｍは、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐＡＢＳ、加速時などの車輪空転を防ぐＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、旋回時のヨーモーメントを制御して横滑りを抑制する横滑り抑制制御、緊急時に所定のブレーキ圧を自動的にホイールシリンダ８ｂに作用させるブレーキアシスト機能、衝突回避・レーンキープなどのための自動ブレーキ機能等を備えた車両挙動安定化制御システム（例えば、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）システム）に供される公知のものであって良い。
【００２６】
図３に示すように、アクセルペダル反力制御装置３０は、自動車Ｖに設けられたアクセルペダル１０に対して踏み力に抵抗する踏込反力Ｆを付加するものであり、アクセルペダル１０に付加反力Ｆｒを付与する反力付与手段である反力アクチュエータ３１と、反力アクチュエータ３１に発生させる付加反力Ｆｒを制御する制御ユニット１２とにより構成される。
【００２７】
アクセルペダル１０は、下端が車体１に回動自在に連結されるとともに、上部にペダルアーム３２が摺接されており、図示しないリターンスプリングにより付勢されたペダルアーム３２によって原位置側（起立側）へ常時付勢されている。なお、この付勢力Ｆｓは、図４に細線で示すように、アクセルペダル１０を踏み込む方向に動作させるときは大きく、戻す方向に動作させるときは小さくなるヒステリシス特性を有している。また、このヒステリシス特性は、従来のケーブル式のペダル装置の機械的構成により生じるものでもよく、ドライブ・バイ・ワイヤ式のペダル装置の付勢力発生装置が生じさせるものであってもよい。
【００２８】
反力アクチュエータ３１は、回転運動型の電動モータ３３と、一端が電動モータ３３の出力軸に連結され、他端がペダルアーム３２に摺接する旋回アーム３４とを備えており、電動モータ３３が旋回アーム３４に回転トルクを加えることにより、旋回アーム３４がペダルアーム３２を押圧してアクセルペダル１０に付加反力を付与する。ここでは、反力アクチュエータ３１がアクセルペダル１０を踏み込む方向に動作させるときにのみ踏込反力Ｆｒを付加するようになっており、アクセルペダル１０の踏込反力Ｆは、アクセルペダル１０を踏み込む方向に動作させるときには、図４に太線で示すように付勢力Ｆｓに付加反力Ｆｒを加えた大きさとなり、アクセルペダル１０を戻す方向に動作させるときには付勢力Ｆｓのみの大きさとなる。
【００２９】
次に、制御ユニット１２の機能について図５を参照しながら説明する。同図に示すように、制御ユニット１２は、入力インタフェース４１と、車高制御部４２と、制動制御部４４と、ペダル反力制御部４９と、出力インタフェース５２とを有している。
【００３０】
制動制御部４４の一部を構成する路面状態推定部４５は、車速ｖ、前後加速度Ｇ、ヨーレイトγおよびストロークＳに基づいて路面の傾斜状態を推定する。ここでは、車速ｖおよびヨーレイトγがともに０であり自動車Ｖが停車中であると判定されたときに、路面状態推定部４５が路面の傾斜状態を推定する。具体的には、まず、車体１に固定された前後Ｇセンサ１４の出力である前後加速度Ｇから車体１の傾斜度合い（例えば傾斜角）を路面の傾斜度合いＢ（ここでは、上り勾配をプラスとする）として推定する。ここで、前後加速度Ｇから求めた路面の傾斜度合いＢは車体１の路面に対する傾斜度合いＣを含むものであるため、この傾斜度合いＣを取り除くため、各車輪３ｆｌ〜３ｒｒのストロークＳｆｌ〜Ｓｒｒのうち前輪３ｆの平均値から後輪３ｒの平均値を減算した値を車体１の路面に対する傾斜度合いＣ（前上がり（後傾）がプラスとなる）として算出し、この傾斜度合いＣを前後加速度Ｇから求めた路面の傾斜度合いＢから減算して路面の傾斜度合いＢを補正する。以下、補正後の路面の傾斜度合いについては、補正前の路面の傾斜度合いＢと区別するために符号Ｂ’を用いて記す。このような補正を行うことにより、検出した前後加速度Ｇから正確な路面の傾斜度合いＢ’を求めることができる。なお、ストロークＳを用いて前後Ｇセンサ１４の検出結果を直接補正した後に路面の傾斜度合いＢ’を推定してもよい。
【００３１】
車高制御部４２は目標ストローク設定部４３を有している。目標ストローク設定部４３はここでは、車速ｖおよびヨーレイトγがともに０であり自動車Ｖが停車中であると判定されたときに、路面状態推定部４５により推定された路面の傾斜度合いＢおよびＢ’がともにプラス側の所定の閾値よりも大きい場合、すなわち車体１が閾値よりも大きく後傾しており且つ路面が閾値よりも大きな上り勾配の坂道である場合、車体１を前傾させるようにエアスプリング５の目標ストロークＳｔを設定するとともに、路面の傾斜度合いＢおよびＢ’がマイナス側の所定の閾値よりも大きい場合、すなわち車体１が閾値よりも大きく前傾しており且つ路面が閾値よりも大きな下り勾配の坂道である場合、車体１を後傾させるようにエアスプリング５の目標ストロークＳｔを設定する。車体１を前傾または後傾にさせる目標ストロークＳｔを設定する際には、前輪３ｆのエアスプリング５ｆおよび後輪３ｒのエアスプリング５ｒの一方についてストロークＳを縮めるか伸ばすように目標値を設定してもよく、前後両方の車輪３のエアスプリング５について対称的にストロークＳを変化させるように目標値を設定してもよい。設定された目標ストロークＳｔは、出力インタフェース５２を介して出力され、エアスプリング５ｆｌ〜５ｒｒを駆動すべく図示しないコンプレッサやバルブの制御に供される。
【００３２】
制動制御部４４は、路面状態推定部４５の他、補助制御実行判定部４６と、発進駆動力設定部４７と、制動力保持部４８とを有している。補助制御実行判定部４６は、路面状態推定部４５により推定された路面の傾斜度合いＢ’およびギヤポジションセンサ１６の検出値に基づいて坂道での発進補助制御を実行するか否かを判定する。例えば、停車中の路面の勾配の絶対値が所定値以上であり、ギヤポジションＰが登坂方向（上り坂で前進ポジションまたは下り坂で後進ポジション）にある場合に発進補助制御を実行するように判定する。そして、補助制御実行判定部４６は、発進補助制御を実行すると判定した場合、ペダル反力制御部４９に対して発進補助の実行信号Ｓｅを出力する。発進駆動力設定部４７は、補助制御実行判定部４６により発進補助制御を実行すると判定された場合に、路面状態推定部４５により推定された路面の傾斜度合いＢ’に基づいて、マップなどを参照して対応する発進時に必要な発進駆動力Ｄｎを設定する。発進駆動力Ｄｎは、例えば、所定の加速度にて登坂発進できる駆動力として予めマッピングされており、進行方向への上り勾配が大きいほど大きな値となる。制動力保持部４８は、設定された発進駆動力ＤｎおよびギヤポジションＰに応じて、自動車Ｖが発進駆動力Ｄｎを発揮するのに必要なエンジン出力（以下、発進エンジン出力Ｐｎと称する。）を算出し、ブレーキペダル９に対する操作の解除後、算出した発進エンジン出力Ｐｎが発揮されるまで、すなわち現在のギヤポジションＰにおいて発進駆動力Ｄｎが発揮されるまでディスクブレーキ８による制動力を保持すべくレギュレータバルブ２３を閉弁させる制御信号Ｓｖを、出力インタフェース５２を介して出力する。
【００３３】
ペダル反力制御部４９は、発進踏込量設定部５０と目標付加反力設定部５１とを有している。発進踏込量設定部５０は、制動力保持部４８が算出した発進エンジン出力Ｐｎを発揮するのに必要なアクセルペダル１０の踏込量θ、すなわち現在のギヤポジションＰにおいて発進駆動力Ｄｎを発揮するためのアクセルペダル１０の踏込量θ（以下、発進踏込量θｎと称する。）を設定する。目標付加反力設定部５１は、登坂発進時には、検出されたアクセルペダル１０の踏込量θに応じて、発進踏込量θｎまでは踏込反力Ｆが通常時よりも低くなる登坂発進時用のマップに基づいて、反力アクチュエータ３１に対する目標付加反力Ｆｒｔを設定するとともに、それ以外の時には、図４に示す通常時用のマップに基づいて反力アクチュエータ３１に対する目標付加反力Ｆｒｔを設定する。ここでは、登坂発進時用のマップは図６に示すように、アクセルペダル１０の踏込量θが０から発進踏込量θｎまでの間は付加反力Ｆｒが０となり、発進踏込量θｎを超えると付加反力Ｆｒｔが通常時の傾斜（ペダル踏込量θの増大量に応じた踏込反力Ｆの増大量）をもって通常時の付加反力Ｆｒと同一の値まで増大するように設定される。
【００３４】
次に、図７〜図９のフロー図を参照して、制御ユニット１２による各種制御の具体的手順について説明する。
【００３５】
先ず、図７を参照して車高制御の手順について説明する。エンジンＥが駆動する間、車高制御部４２は所定の制御間隔をもって以下の車高制御を行う。車高制御部４２はまず、各種センサの検出値（車速ｖ、ヨーレイトγ、）を読み込み（ステップＳＴ１）、自動車Ｖが停車中であるか否かを判定する。ステップＳＴ２で自動車Ｖが停車中でないと判定された場合（Ｎｏ）、車高制御部４２は上記ステップＳＴ１〜ステップＳＴ２の手順を繰り返す。一方、ステップＳＴ２で自動車Ｖが停車中であると判定された場合（Ｙｅｓ）、車高制御部４２は、路面状態推定部４５が推定した路面の傾斜度合いＢ（車体１の傾斜度合い）およびＢ’を読み込み（ステップＳＴ３）、路面の傾斜度合いＢ（車体１の傾斜度合い）の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈよりも大きいか否かを判定し（ステップＳＴ４）、続いて路面の傾斜度合いＢ’の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ’よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ４で路面の傾斜度合いＢの絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ以下の場合（Ｎｏ）、およびステップＳＴ５で路面の傾斜度合いＢ’の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ’以下の場合（Ｎｏ）はともに、何ら処理を行わずに上記手順を繰り返す。一方、ステップＳＴ４で路面の傾斜度合いＢの絶対値が所定の閾値Ｂｔｈよりも大きく（Ｙｅｓ）、且つステップＳＴ５で路面の傾斜度合いＢ’の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ’よりも大きい場合（Ｙｅｓ）、車高制御部４２は路面の傾斜度合いＢおよびＢ’に応じて車体１が水平に近づくように各エアスプリング５の目標ストロークＳｔを設定し（ステップＳＴ６）、上記手順を繰り返す。なお、ステップＳＴ６におけるエアスプリング５の目標ストロークＳｔは、上記したように前輪３ｆおよび後輪３ｒの一方のみについて行ってもよく、前輪３ｆおよび後輪３ｒの両方について行ってもよい。
【００３６】
次に、図８を参照して制動力制御の手順について説明する。エンジンＥが駆動する間、制動制御部４４は所定の制御間隔をもって以下の制動力制御を行う。制動制御部４４はまず、各種センサ１３〜１８の検出値を読み込み（ステップＳＴ１１）、センサ故障診断を行う（ステップＳＴ１２）。センサ故障診断は、１のセンサの出力値が、他のセンサの出力値との関係から推定される正常な値（範囲）にあるか否かを対比判定することにより行われる。次に、制動制御部４４は、全てのセンサ１３〜１８が正常であるか否かを判定し（ステップＳＴ１３）、センサのうち１つでも故障していると判定された場合（Ｎｏ）、故障表示を行うなどの所定の故障処理を行い（ステップＳＴ１４）、制動力保持を行わないようにレギュレータバルブ２３を開弁させる制御信号Ｓｖを出力して（ステップＳＴ１５）上記手順を繰り返す。
【００３７】
一方、ステップＳＴ１３で全てのセンサ１３〜１８が正常であると判定された場合（Ｙｅｓ）、制動制御部４４は、路面状態推定部４５にて前後加速度Ｇに基づいて路面の傾斜度合いＢを推定した後（ステップＳＴ１６）、エアスプリング５のストロークＳに基づいて路面の傾斜度合いＢを補正し（ステップＳＴ１７）、補助制御実行判定部４６にて発進補助の実行条件を満たすか否か、すなわち停車中の路面の傾斜度合いＢ’の絶対値が所定値以上であり、ギヤポジションＰが登坂方向にあるか否かを判定する（ステップＳＴ１８）。ステップＳＴ１８で発進補助の実行条件が満たされない場合（Ｎｏ）、制動制御部４４は、制動力保持を行わないように制動力保持部４８にてレギュレータバルブ２３を開弁させる制御信号Ｓｖを出力して（ステップＳＴ１５）上記手順を繰り返す。
【００３８】
ステップＳＴ１８で発進補助の実行条件が満たされる場合（Ｙｅｓ）、制動制御部４４は、ペダル反力制御部４９に対して発進補助の実行信号Ｓｅを出力した後（ステップＳＴ１９）、発進駆動力設定部４７にてマップなどを参照して路面の傾斜度合いＢ’に対応する発進エンジン出力Ｐｎを算出する（ステップＳＴ２０）。そして、制動制御部４４は、エンジンＥの回転数Ｎｅなどから実エンジン出力Ｐａを算出して（ステップＳＴ２１）、実エンジン出力Ｐａが発エンジン出力Ｐｎよりも大きいか否かを判定し（ステップＳＴ２２）、実エンジン出力Ｐａが発エンジン出力Ｐｎ以下である場合には（Ｎｏ）、制動力保持を行うべく制動力保持部４８にてレギュレータバルブ２３を閉弁させる制御信号Ｓｖを出力して（ステップＳＴ２３）上記手順を繰り返す。
【００３９】
運転者がアクセルペダル１０を発進踏込量θｎまで踏み込み、実エンジン出力Ｐａが発進エンジン出力Ｐｎよりも大きくなると、ステップＳＴ２２での判定がＹｅｓとなるため、制動制御部４４は、制動力保持を解除すべく制動力保持部４８にてレギュレータバルブ２３を開弁させる制御信号Ｓｖを出力して（ステップＳＴ１５）上記手順を繰り返す。
【００４０】
続いて、図９を参照してペダル反力制御の手順について説明する。エンジンＥが駆動する間、ペダル反力制御部４９は所定の制御間隔をもって以下の車高制御を行う。ペダル反力制御部４９はまず、各種センサの検出値（ギヤポジションＰ）を読み込むとともに（ステップＳＴ３１）、発進補助の実行信号Ｓｅが出力されているか否かを判定し（ステップＳＴ３２）、実行信号Ｓｅが出力されていない場合には（Ｎｏ）、目標付加反力Ｆｒｔを図４に示す通常時の踏込反力Ｆに応じた値に設定に設定し（ステップＳＴ３３）、上記手順を繰り返す。
【００４１】
一方、ステップＳＴ３２で発進補助の実行信号Ｓｅが出力されている場合（Ｙｅｓ）、ペダル反力制御部４９は、制動力保持部４８が設定した発進エンジン出力Ｐｎを読み込み（ステップＳＴ３４）、発進踏込量設定部５０にて発進踏込量θｎすなわち現在のギヤポジションＰにより発進駆動力Ｄｎが発揮される踏込量を設定する（ステップＳＴ３５）。次いで、ペダル反力制御部４９は、目標付加反力設定部５１にて、発進踏込量θｎまでのアクセルペダル１０の踏込反力Ｆが通常時よりも低くなる登坂発進時用のマップに基づいて、アクセルペダル１０の踏込量θに応じて目標付加反力Ｆｒｔを設定し（ステップＳＴ３６）、上記手順を繰り返す。なお、ステップＳＴ３６における目標付加反力Ｆｒｔは、上記したようにアクセルペダル１０の踏込量θが０から発進踏込量θｎまでの間は０となり、発進踏込量θｎを超えると通常時の傾斜をもって通常時の付加反力Ｆｒと同一の値となるように設定される。
【００４２】
このように、本発明の発進補助装置１１によれば、路面状態推定部４５が前後加速度Ｇに基づいて推定した路面傾斜度合いＢをエアスプリング５のストロークＳに基づいて補正して路面傾斜度合いＢ’を算出することにより、前後Ｇセンサ１４の出力から路面の傾斜状態を適切に推定することができ、路面傾斜に合わせて確実に坂道発進補助を行うことができる。
【００４３】
また、発進補助装置１１を搭載した自動車Ｖによれば、前後加速度Ｇに基づいて推定した路面傾斜度合いＢ（車体１の傾斜度合い）の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈよりも大きい場合に（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、車高制御部４２が車高調整を行っても（ステップＳＴ６）、路面状態推定部４５がエアスプリング５のストロークＳを加味して路面傾斜度合いＢ’を算出することにより、路面の傾斜状態を適切に推定することができ、路面傾斜に合わせて確実に坂道発進補助を行うことができる。
【００４４】
さらに、この自動車Ｖによれば、エアスプリング５のストロークＳに基づいて補正した路面傾斜度合いＢの絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ’よりも大きい場合（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）にも、車高制御部４２が車高調整を行うことで（ステップＳＴ６）、駆動輪である前輪３ｆの接地荷重が大きくなるため、登坂路発進時に運転者がアクセルペダル１０を踏み過ぎたとしても駆動輪がスリップすることが抑制される。
【００４５】
加えて、坂道発進補助を行う場合に（ステップＳＴ３２：Ｙｅｓ）、ペダル反力制御部４９が登坂発進時用のマップに基づいてアクセルペダル１０の踏込量θに応じて目標付加反力Ｆｒｔを設定することにより（ステップＳＴ３６）、アクセルペダル１０の踏み過ぎが防止されるとともに、必要な踏込量まではアクセルペダル１０の踏み込みが容易になり、登坂発進が一層容易になっている。
【００４６】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、本発明に係る発進補助装置１１を、ＶＳＡを装備した前輪駆動の自動車Ｖに適用したが、ＶＳＡを装備しない車両や後輪駆動車、四輪駆動車にも適用可能である。また、上記実施形態では、自動車Ｖの駆動源としてエンジンＥを用いているが、電気自動車やハイブリッドカーなどにも当然に適用できる。この他、各装置の具体的構成や制御手法など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した本発明に係る発進補助装置１１および自動車Ｖの各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 車体
３ 車輪
５ エアスプリング（アクチュエータ）
８ ディスクブレーキ（制動装置）
９ ブレーキペダル（ブレーキ操作部材）
１０ アクセルペダル
１１ 発進補助装置
１２ 制御ユニット
１４ 前後Ｇセンサ（車体状態検出手段）
１８ ストロークセンサ（車高検出手段）
３０ アクセルペダル反力制御装置
３１ 反力アクチュエータ
４２ 車高制御部（車高調整手段）
４５ 路面状態推定部
４７ 発進駆動力設定部
４８ 制動力保持部
４９ ペダル反力制御部
Ｖ 自動車（発進補助車両）
Ｇ 前後加速度
Ｓ ストローク
Ｐｎ 発進エンジン出力
Ｐａ 実エンジン出力
θ 踏込量
θｎ 発進踏込量
Ｆ 踏込反力（操作反力）
Ｆｒｔ 目標付加反力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ操作の解除後にも制動力を保持して坂道発進時の運転操作を補助する発進補助装置およびこれを搭載した発進補助車両に係り、車体の傾斜状態から路面の傾斜状態を推定して発進補助を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
坂道発進時に車両が自重によって進行方向と反対側へずり下がるのを防止するために、ブレーキ操作に応じた制動力を所定の条件に応じて保持するようにした発進補助装置（Hill Start Assist:以下、ＨＳＡと記す）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＨＳＡは、上り坂で前進発進する場合および下り坂で後退発進する場合、すなわち登坂発進時に作動（制動力を保持）することで発進補助を行う。そこで、前進発進か後退発進かを判断するために、車速センサの信号とシフトレバーポジションスイッチからの信号等を用いており、もう１つの作動条件である行路の勾配を判断するために、前後Ｇセンサなどを用いている（例えば、特許文献２参照）。そして、予め設定した勾配以上の坂道での登坂発進時に、ＨＳＡが路面勾配に応じたブレーキ圧をブレーキ操作の解除後に保持することで車両のずり下がりを防止する。
【０００４】
保持した制動力を解除するタイミングは、特許文献２に記載されるように、路面の傾斜角度やドライバの操縦特性等に応じて設定される時間の経過を条件とするものや、所定のエンジン回転数に達したことを条件とするものなどがある。また、トレーラを牽引するトラクタにおいて、サスペンションの変動を監視し、サスペンションの変位が所定値を超えたことをもって制動力を解除するようにした構成や、エアサスペンションを装備した車両の場合には、サスペンションの変位の代わりに空気圧の変位を制動力解除の判定条件とした構成が知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４４９５０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０４３０７８号パンフレット
【特許文献３】特開２００３−８１０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３に開示された技術では、エンジン出力が発揮されると前軸のサスペンションが拡大（伸長）し、後軸のサスペンションが縮小（収縮）する方向に変位することを利用し、車高の変化やエアサスペンションの空気圧変化に基づいて、車両が発進できる状態にあるか否かを推定している。しかしながら、エアサスペンションを装備した車両が坂道で停車時に車高調整を行うと、特許文献３の技術では、車高の変化やエアサスペンションの空気圧変化が生じるため、車両の前後軸におけるサスペンションの関係が、エンジン出力に依存するものとは異なり、坂道発進補助と車高調整とが競合して、保持されているブレーキ圧力の解除制御に影響を与える虞がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術に含まれる課題を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、車高が変化した場合であっても車体の傾斜状態から路面の傾斜状態を適正に推定して確実に発進補助を行うことができる発進補助装置およびこれを搭載した発進補助車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、ブレーキ操作部材（９）に対する操作に応じて制動力を発生する制動装置（８）と、車体（１）の傾斜状態（Ｇ）を検出する車体状態検出手段（１４）と、前記車体状態検出手段の検出結果に基づいて路面の傾斜状態を推定する路面状態推定手段（４５）と、前記路面状態推定手段により推定された路面の傾斜状態に基づいて車両の発進時に必要な発進駆動力（Ｄｎ）を設定する発進駆動力設定手段（４７）と、前記路面の傾斜状態に基づいて前記路面が坂道であると判定された場合（ステップＳＴ１８：Ｙｅｓ）、前記ブレーキ操作部材に対する操作の解除後、前記発進駆動力設定手段により設定された発進駆動力が発揮されるまで（ステップＳＴ２２：Ｎｏ）前記制動装置に制動力を保持させる制動力保持手段（４８）とを備えた発進補助装置（１１）であって、各車輪近傍の車高を検出する車高検出手段（１８）を更に備え、前記路面状態推定手段は、前記車体状態検出手段の検出結果に基づく路面の傾斜状態を前記車高検出手段の検出結果（Ｓ）を用いて補正する（ステップＳＴ１７）ことを特徴とする。
【０００９】
この発進補助装置によれば、例えば積載荷重の偏りにより車体が路面に対して傾斜している場合や、アクティブサスペンションなどにより積極的に車高調整が行われて車体が路面に対して傾斜している場合であっても、路面の傾斜状態を適切に推定することができ、路面傾斜に合わせて確実に坂道発進補助を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の一側面によれば、上記発進補助装置（１１）を搭載し、当該発進補助装置により坂道発進時の運転操作を補助する発進補助車両（Ｖ）であって、前記車体状態検出手段の検出結果に基づいて前記車体が傾斜していると判定される場合に（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、アクチュエータ（５）を駆動して前輪（３ｆ）および後輪（３ｒ）の少なくとも一方の車輪近傍の車高を調整する車高調整手段（４２）を更に備え、前記路面状態推定手段は、前記車高調整手段により車高調整が行われた場合、前記車体状態検出手段の検出結果に基づく路面の傾斜状態を前記車高検出手段の検出結果を用いて補正することを特徴とする。
【００１１】
この発進補助車両によれば、車高調整手段により積極的に車高調整が行われて車体が路面に対して傾斜している場合であっても、路面の傾斜状態を適切に推定することができ、路面傾斜に合わせて確実に坂道発進補助を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の一側面によれば、当該発進補助車両は前輪駆動車であり、前記車高調整手段は、前記路面状態推定手段により推定された路面状態が登坂路であると判定された場合（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）、前記路面に対して前記車体が前傾するように車高調整を行うことを特徴とする。
【００１３】
車高調整を行わない場合、登坂路では後輪にかかる荷重が平坦路停車時に比べて大きくなり、前輪の荷重が平坦路停車時に比べて小さくなる。そのため、前輪駆動車の場合、前輪の接地荷重が小さくなることにより、特に雨天時や積雪時の発進時にスリップ（ホイールスピン）を起こし易くなる。そこで、このような構成とすることにより、駆動輪である前輪の接地荷重を大きくできるため、登坂路発進時に運転者がアクセルを踏み過ぎたとしても駆動輪のスリップを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の一側面によれば、アクチュエータ（３１）を駆動してアクセルペダル（１０）の操作反力（Ｆ）を制御するペダル反力制御手段（４９）を更に備え、前記制動力保持手段が前記制動装置に制動力を保持させる場合（ステップＳＴ３２：Ｙｅｓ）、前記ペダル反力制御手段は、前記発進駆動力設定手段により設定された発進駆動力が発揮されるまで（θ≦θｎ）前記操作反力を通常時よりも低くなるように制御する（ステップＳＴ３６）ことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、車両の駆動力が発進駆動力に達するまでは運転者がアクセルペダルを踏み込みやすくなるため、より俊敏な坂道発進が可能になるとともに、車両の駆動力が発進駆動力に達して制動状態が開放されたとき、或いはその後に、アクセルペダル反力が通常時の操作反力になることでアクセルペダルの操作反力に壁感が生じるため、運転者がアクセルペダルを踏み込み過ぎて急加速すること或いは駆動輪がスリップすることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明によれば、車高が変化した場合であっても車体の傾斜状態から路面の傾斜状態を適正に推定して確実に発進補助を行うことができる発進補助装置およびこれを搭載した発進補助車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る発進補助車両の全体構成図
【図２】実施形態に係る発進補助装置の全体構成図
【図３】実施形態に係るペダル反力制御装置の全体構成図
【図４】通常時におけるペダル踏込量と踏込反力との関係を示すグラフ
【図５】図１に示す制御ユニットのブロック図
【図６】発進発進時におけるペダル踏込量と踏込反力との関係を示すグラフ
【図７】実施形態に係る車高制御のフロー図
【図８】実施形態に係る制動力制御のフロー図
【図９】実施形態に係るペダル反力制御のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明を自動車Ｖに適用した一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明にあたり、４本の車輪３やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤ２やエアサスペンション７等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、車輪３ｆｌ（左前）、車輪３ｆｒ（右前）、車輪３ｒｌ（左後）、車輪３ｒｒ（右後）と記すとともに、総称する場合には、例えば、前輪３ｆ、後輪３ｒ、車輪３などと記す。
【００１９】
先ず、図１を参照して、実施形態に係る自動車Ｖの概略構成について説明する。図示するように、自動車Ｖの車体１にはタイヤ２が装着された車輪３が前後左右に設置されており、これら各車輪３がサスペンションアーム４や、エアスプリング５、ダンパ６等からなるエアサスペンション７によって車体１に懸架されている。自動車Ｖは、エンジンＥを車体１の前部に搭載し、その出力を前輪３ｆのみに駆動力として伝えるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車である。また、エアスプリング５は、空気の給排により車高を調整できる公知の構成のものでよい。
【００２０】
各車輪３ｆｌ〜３ｒｒには、ブレーキペダル９に対する踏込操作に応じて摩擦制動力を発生する制動装置として、車輪３と一体のディスクロータ８ａ及びホイールシリンダ８ｂを備えるキャリパにより構成される公知のディスクブレーキ８が設けられている。ホイールシリンダ８ｂに接続するブレーキ系には、ブレーキペダル９の踏込操作に関わらずにブレーキ液圧を発生させる公知のブレーキ配管からなるモジュレータ１２ｍ（図２参照）が組み込まれている。モジュレータ１２ｍは、制御ユニット１２と一体に形成され、モジュレータ１２ｍを含む制御ユニット１２およびディスクブレーキ８により各車輪３のブレーキ圧が制御されるとともに、本発明の発進補助装置１１が構成される。
【００２１】
自動車Ｖに搭載された制御ユニット１２は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、ディスクブレーキ８による制動力制御の他、エンジンＥの出力制御、エアスプリング５による車高制御、アクセルペダル１０の踏込反力制御などを行う。なお、制御ユニット１２がアクセルペダル１０の踏込反力制御を行うことで構成されるアクセルペダル反力制御装置３０の詳細については後述する。
【００２２】
自動車Ｖには、車速ｖを検出する車速センサ１３や、前後加速度Ｇを検出する前後Ｇセンサ１４、ヨーレイトγを検出するヨーレイトセンサ１５、変速機のギヤポジションＰを検出するギヤポジションセンサ１６、アクセルペダル１０の踏込量θを検出するアクセルペダルセンサ１７等が車体１の適所に設置されている。また、自動車Ｖには、対応する車輪３近傍の車高を検出すべくエアスプリング５のストロークＳを検出するストロークセンサ１８や、対応する車輪３の回転速度を検出する図示しない車輪速センサなどが各車輪３ｆｌ〜３ｆｒｒごとに設置されている。これらセンサ１３〜１８は、それぞれ検出信号を制御ユニット１２に入力する。なお、ここでの車輪３近傍の車高とは、車体１におけるエアスプリング５が連結された部位の車高を意味する。
【００２３】
図２に示すように、自動車Ｖのブレーキ装置２０は、ブレーキペダル９と、ブレーキペダル９の踏み込みによる圧力を増幅するマスタパワーを備えたマスタシリンダ２１と、マスタシリンダ２１で増幅されたブレーキ液圧により駆動され、ホイールシリンダ８ｂのブレーキパッドをディスクロータ８ａへ圧接することで車輪３に回転抵抗を与えて制動力を発生するディスクブレーキ８と、マスタシリンダ２１とディスクブレーキ８との間に組み込まれたモジュレータ１２ｍとから構成される。なお、図１では簡略して左右の前輪３ｆに設けられたディスクブレーキ８ｆｌ，８ｆｒのみを示している。
【００２４】
発進補助装置１１を構成するモジュレータ１２ｍは、マスタシリンダ２１で増幅された油圧を検出するマスタ圧センサ２２、電磁式のレギュレータバルブ２３、インレットバルブ２４、アウトレットバルブ２５、ポンプ２６等をブレーキ液配管２７に備えている。制御ユニット１２はこれらポンプ２６やバルブ２３〜２５を駆動制御することによってブレーキペダル９の操作に関わらず各ディスクブレーキ８による制動力を可変制御する。例えば、制御ユニット１２は、所定の発進補助条件を満たした状態でブレーキペダル９の踏み込み操作が解除されたときに、レギュレータバルブ２３を閉弁駆動し、ブレーキ液配管２７のうち図１中に太線で示す部分のブレーキ液圧の低下を抑制することで、ディスクブレーキ８の制動力の低下を抑制し、車両を停止状態に保持する。
【００２５】
なお、モジュレータ１２ｍは、ブレーキ時の車輪ロックを防ぐＡＢＳ、加速時などの車輪空転を防ぐＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、旋回時のヨーモーメントを制御して横滑りを抑制する横滑り抑制制御、緊急時に所定のブレーキ圧を自動的にホイールシリンダ８ｂに作用させるブレーキアシスト機能、衝突回避・レーンキープなどのための自動ブレーキ機能等を備えた車両挙動安定化制御システム（例えば、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）システム）に供される公知のものであって良い。
【００２６】
図３に示すように、アクセルペダル反力制御装置３０は、自動車Ｖに設けられたアクセルペダル１０に対して踏み力に抵抗する踏込反力Ｆを付加するものであり、アクセルペダル１０に付加反力Ｆｒを付与する反力付与手段である反力アクチュエータ３１と、反力アクチュエータ３１に発生させる付加反力Ｆｒを制御する制御ユニット１２とにより構成される。
【００２７】
アクセルペダル１０は、下端が車体１に回動自在に連結されるとともに、上部にペダルアーム３２が摺接されており、図示しないリターンスプリングにより付勢されたペダルアーム３２によって原位置側（起立側）へ常時付勢されている。なお、この付勢力Ｆｓは、図４に細線で示すように、アクセルペダル１０を踏み込む方向に動作させるときは大きく、戻す方向に動作させるときは小さくなるヒステリシス特性を有している。また、このヒステリシス特性は、従来のケーブル式のペダル装置の機械的構成により生じるものでもよく、ドライブ・バイ・ワイヤ式のペダル装置の付勢力発生装置が生じさせるものであってもよい。
【００２８】
反力アクチュエータ３１は、回転運動型の電動モータ３３と、一端が電動モータ３３の出力軸に連結され、他端がペダルアーム３２に摺接する旋回アーム３４とを備えており、電動モータ３３が旋回アーム３４に回転トルクを加えることにより、旋回アーム３４がペダルアーム３２を押圧してアクセルペダル１０に付加反力を付与する。ここでは、反力アクチュエータ３１がアクセルペダル１０を踏み込む方向に動作させるときにのみ踏込反力Ｆｒを付加するようになっており、アクセルペダル１０の踏込反力Ｆは、アクセルペダル１０を踏み込む方向に動作させるときには、図４に太線で示すように付勢力Ｆｓに付加反力Ｆｒを加えた大きさとなり、アクセルペダル１０を戻す方向に動作させるときには付勢力Ｆｓのみの大きさとなる。
【００２９】
次に、制御ユニット１２の機能について図５を参照しながら説明する。同図に示すように、制御ユニット１２は、入力インタフェース４１と、車高制御部４２と、制動制御部４４と、ペダル反力制御部４９と、出力インタフェース５２とを有している。
【００３０】
制動制御部４４の一部を構成する路面状態推定部４５は、車速ｖ、前後加速度Ｇ、ヨーレイトγおよびストロークＳに基づいて路面の傾斜状態を推定する。ここでは、車速ｖおよびヨーレイトγがともに０であり自動車Ｖが停車中であると判定されたときに、路面状態推定部４５が路面の傾斜状態を推定する。具体的には、まず、車体１に固定された前後Ｇセンサ１４の出力である前後加速度Ｇから車体１の傾斜度合い（例えば傾斜角）を路面の傾斜度合いＢ（ここでは、上り勾配をプラスとする）として推定する。ここで、前後加速度Ｇから求めた路面の傾斜度合いＢは車体１の路面に対する傾斜度合いＣを含むものであるため、この傾斜度合いＣを取り除くため、各車輪３ｆｌ〜３ｒｒのストロークＳｆｌ〜Ｓｒｒのうち前輪３ｆの平均値から後輪３ｒの平均値を減算した値を車体１の路面に対する傾斜度合いＣ（前上がり（後傾）がプラスとなる）として算出し、この傾斜度合いＣを前後加速度Ｇから求めた路面の傾斜度合いＢから減算して路面の傾斜度合いＢを補正する。以下、補正後の路面の傾斜度合いについては、補正前の路面の傾斜度合いＢと区別するために符号Ｂ’を用いて記す。このような補正を行うことにより、検出した前後加速度Ｇから正確な路面の傾斜度合いＢ’を求めることができる。なお、ストロークＳを用いて前後Ｇセンサ１４の検出結果を直接補正した後に路面の傾斜度合いＢ’を推定してもよい。
【００３１】
車高制御部４２は目標ストローク設定部４３を有している。目標ストローク設定部４３はここでは、車速ｖおよびヨーレイトγがともに０であり自動車Ｖが停車中であると判定されたときに、路面状態推定部４５により推定された路面の傾斜度合いＢおよびＢ’がともにプラス側の所定の閾値よりも大きい場合、すなわち車体１が閾値よりも大きく後傾しており且つ路面が閾値よりも大きな上り勾配の坂道である場合、車体１を前傾させるようにエアスプリング５の目標ストロークＳｔを設定するとともに、路面の傾斜度合いＢおよびＢ’がマイナス側の所定の閾値よりも大きい場合、すなわち車体１が閾値よりも大きく前傾しており且つ路面が閾値よりも大きな下り勾配の坂道である場合、車体１を後傾させるようにエアスプリング５の目標ストロークＳｔを設定する。車体１を前傾または後傾にさせる目標ストロークＳｔを設定する際には、前輪３ｆのエアスプリング５ｆおよび後輪３ｒのエアスプリング５ｒの一方についてストロークＳを縮めるか伸ばすように目標値を設定してもよく、前後両方の車輪３のエアスプリング５について対称的にストロークＳを変化させるように目標値を設定してもよい。設定された目標ストロークＳｔは、出力インタフェース５２を介して出力され、エアスプリング５ｆｌ〜５ｒｒを駆動すべく図示しないコンプレッサやバルブの制御に供される。
【００３２】
制動制御部４４は、路面状態推定部４５の他、補助制御実行判定部４６と、発進駆動力設定部４７と、制動力保持部４８とを有している。補助制御実行判定部４６は、路面状態推定部４５により推定された路面の傾斜度合いＢ’およびギヤポジションセンサ１６の検出値に基づいて坂道での発進補助制御を実行するか否かを判定する。例えば、停車中の路面の勾配の絶対値が所定値以上であり、ギヤポジションＰが登坂方向（上り坂で前進ポジションまたは下り坂で後進ポジション）にある場合に発進補助制御を実行するように判定する。そして、補助制御実行判定部４６は、発進補助制御を実行すると判定した場合、ペダル反力制御部４９に対して発進補助の実行信号Ｓｅを出力する。発進駆動力設定部４７は、補助制御実行判定部４６により発進補助制御を実行すると判定された場合に、路面状態推定部４５により推定された路面の傾斜度合いＢ’に基づいて、マップなどを参照して対応する発進時に必要な発進駆動力Ｄｎを設定する。発進駆動力Ｄｎは、例えば、所定の加速度にて登坂発進できる駆動力として予めマッピングされており、進行方向への上り勾配が大きいほど大きな値となる。制動力保持部４８は、設定された発進駆動力ＤｎおよびギヤポジションＰに応じて、自動車Ｖが発進駆動力Ｄｎを発揮するのに必要なエンジン出力（以下、発進エンジン出力Ｐｎと称する。）を算出し、ブレーキペダル９に対する操作の解除後、算出した発進エンジン出力Ｐｎが発揮されるまで、すなわち現在のギヤポジションＰにおいて発進駆動力Ｄｎが発揮されるまでディスクブレーキ８による制動力を保持すべくレギュレータバルブ２３を閉弁させる制御信号Ｓｖを、出力インタフェース５２を介して出力する。
【００３３】
ペダル反力制御部４９は、発進踏込量設定部５０と目標付加反力設定部５１とを有している。発進踏込量設定部５０は、制動力保持部４８が算出した発進エンジン出力Ｐｎを発揮するのに必要なアクセルペダル１０の踏込量θ、すなわち現在のギヤポジションＰにおいて発進駆動力Ｄｎを発揮するためのアクセルペダル１０の踏込量θ（以下、発進踏込量θｎと称する。）を設定する。目標付加反力設定部５１は、登坂発進時には、検出されたアクセルペダル１０の踏込量θに応じて、発進踏込量θｎまでは踏込反力Ｆが通常時よりも低くなる登坂発進時用のマップに基づいて、反力アクチュエータ３１に対する目標付加反力Ｆｒｔを設定するとともに、それ以外の時には、図４に示す通常時用のマップに基づいて反力アクチュエータ３１に対する目標付加反力Ｆｒｔを設定する。ここでは、登坂発進時用のマップは図６に示すように、アクセルペダル１０の踏込量θが０から発進踏込量θｎまでの間は付加反力Ｆｒが０となり、発進踏込量θｎを超えると付加反力Ｆｒｔが通常時の傾斜（ペダル踏込量θの増大量に応じた踏込反力Ｆの増大量）をもって通常時の付加反力Ｆｒと同一の値まで増大するように設定される。
【００３４】
次に、図７〜図９のフロー図を参照して、制御ユニット１２による各種制御の具体的手順について説明する。
【００３５】
先ず、図７を参照して車高制御の手順について説明する。エンジンＥが駆動する間、車高制御部４２は所定の制御間隔をもって以下の車高制御を行う。車高制御部４２はまず、各種センサの検出値（車速ｖ、ヨーレイトγ、）を読み込み（ステップＳＴ１）、自動車Ｖが停車中であるか否かを判定する。ステップＳＴ２で自動車Ｖが停車中でないと判定された場合（Ｎｏ）、車高制御部４２は上記ステップＳＴ１〜ステップＳＴ２の手順を繰り返す。一方、ステップＳＴ２で自動車Ｖが停車中であると判定された場合（Ｙｅｓ）、車高制御部４２は、路面状態推定部４５が推定した路面の傾斜度合いＢ（車体１の傾斜度合い）およびＢ’を読み込み（ステップＳＴ３）、路面の傾斜度合いＢ（車体１の傾斜度合い）の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈよりも大きいか否かを判定し（ステップＳＴ４）、続いて路面の傾斜度合いＢ’の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ’よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ４で路面の傾斜度合いＢの絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ以下の場合（Ｎｏ）、およびステップＳＴ５で路面の傾斜度合いＢ’の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ’以下の場合（Ｎｏ）はともに、何ら処理を行わずに上記手順を繰り返す。一方、ステップＳＴ４で路面の傾斜度合いＢの絶対値が所定の閾値Ｂｔｈよりも大きく（Ｙｅｓ）、且つステップＳＴ５で路面の傾斜度合いＢ’の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ’よりも大きい場合（Ｙｅｓ）、車高制御部４２は路面の傾斜度合いＢおよびＢ’に応じて車体１が水平に近づくように各エアスプリング５の目標ストロークＳｔを設定し（ステップＳＴ６）、上記手順を繰り返す。なお、ステップＳＴ６におけるエアスプリング５の目標ストロークＳｔは、上記したように前輪３ｆおよび後輪３ｒの一方のみについて行ってもよく、前輪３ｆおよび後輪３ｒの両方について行ってもよい。
【００３６】
次に、図８を参照して制動力制御の手順について説明する。エンジンＥが駆動する間、制動制御部４４は所定の制御間隔をもって以下の制動力制御を行う。制動制御部４４はまず、各種センサ１３〜１８の検出値を読み込み（ステップＳＴ１１）、センサ故障診断を行う（ステップＳＴ１２）。センサ故障診断は、１のセンサの出力値が、他のセンサの出力値との関係から推定される正常な値（範囲）にあるか否かを対比判定することにより行われる。次に、制動制御部４４は、全てのセンサ１３〜１８が正常であるか否かを判定し（ステップＳＴ１３）、センサのうち１つでも故障していると判定された場合（Ｎｏ）、故障表示を行うなどの所定の故障処理を行い（ステップＳＴ１４）、制動力保持を行わないようにレギュレータバルブ２３を開弁させる制御信号Ｓｖを出力して（ステップＳＴ１５）上記手順を繰り返す。
【００３７】
一方、ステップＳＴ１３で全てのセンサ１３〜１８が正常であると判定された場合（Ｙｅｓ）、制動制御部４４は、路面状態推定部４５にて前後加速度Ｇに基づいて路面の傾斜度合いＢを推定した後（ステップＳＴ１６）、エアスプリング５のストロークＳに基づいて路面の傾斜度合いＢを補正し（ステップＳＴ１７）、補助制御実行判定部４６にて発進補助の実行条件を満たすか否か、すなわち停車中の路面の傾斜度合いＢ’の絶対値が所定値以上であり、ギヤポジションＰが登坂方向にあるか否かを判定する（ステップＳＴ１８）。ステップＳＴ１８で発進補助の実行条件が満たされない場合（Ｎｏ）、制動制御部４４は、制動力保持を行わないように制動力保持部４８にてレギュレータバルブ２３を開弁させる制御信号Ｓｖを出力して（ステップＳＴ１５）上記手順を繰り返す。
【００３８】
ステップＳＴ１８で発進補助の実行条件が満たされる場合（Ｙｅｓ）、制動制御部４４は、ペダル反力制御部４９に対して発進補助の実行信号Ｓｅを出力した後（ステップＳＴ１９）、発進駆動力設定部４７にてマップなどを参照して路面の傾斜度合いＢ’に対応する発進エンジン出力Ｐｎを算出する（ステップＳＴ２０）。そして、制動制御部４４は、エンジンＥの回転数Ｎｅなどから実エンジン出力Ｐａを算出して（ステップＳＴ２１）、実エンジン出力Ｐａが発エンジン出力Ｐｎよりも大きいか否かを判定し（ステップＳＴ２２）、実エンジン出力Ｐａが発エンジン出力Ｐｎ以下である場合には（Ｎｏ）、制動力保持を行うべく制動力保持部４８にてレギュレータバルブ２３を閉弁させる制御信号Ｓｖを出力して（ステップＳＴ２３）上記手順を繰り返す。
【００３９】
運転者がアクセルペダル１０を発進踏込量θｎまで踏み込み、実エンジン出力Ｐａが発進エンジン出力Ｐｎよりも大きくなると、ステップＳＴ２２での判定がＹｅｓとなるため、制動制御部４４は、制動力保持を解除すべく制動力保持部４８にてレギュレータバルブ２３を開弁させる制御信号Ｓｖを出力して（ステップＳＴ１５）上記手順を繰り返す。
【００４０】
続いて、図９を参照してペダル反力制御の手順について説明する。エンジンＥが駆動する間、ペダル反力制御部４９は所定の制御間隔をもって以下の車高制御を行う。ペダル反力制御部４９はまず、各種センサの検出値（ギヤポジションＰ）を読み込むとともに（ステップＳＴ３１）、発進補助の実行信号Ｓｅが出力されているか否かを判定し（ステップＳＴ３２）、実行信号Ｓｅが出力されていない場合には（Ｎｏ）、目標付加反力Ｆｒｔを図４に示す通常時の踏込反力Ｆに応じた値に設定に設定し（ステップＳＴ３３）、上記手順を繰り返す。
【００４１】
一方、ステップＳＴ３２で発進補助の実行信号Ｓｅが出力されている場合（Ｙｅｓ）、ペダル反力制御部４９は、制動力保持部４８が設定した発進エンジン出力Ｐｎを読み込み（ステップＳＴ３４）、発進踏込量設定部５０にて発進踏込量θｎすなわち現在のギヤポジションＰにより発進駆動力Ｄｎが発揮される踏込量を設定する（ステップＳＴ３５）。次いで、ペダル反力制御部４９は、目標付加反力設定部５１にて、発進踏込量θｎまでのアクセルペダル１０の踏込反力Ｆが通常時よりも低くなる登坂発進時用のマップに基づいて、アクセルペダル１０の踏込量θに応じて目標付加反力Ｆｒｔを設定し（ステップＳＴ３６）、上記手順を繰り返す。なお、ステップＳＴ３６における目標付加反力Ｆｒｔは、上記したようにアクセルペダル１０の踏込量θが０から発進踏込量θｎまでの間は０となり、発進踏込量θｎを超えると通常時の傾斜をもって通常時の付加反力Ｆｒと同一の値となるように設定される。
【００４２】
このように、本発明の発進補助装置１１によれば、路面状態推定部４５が前後加速度Ｇに基づいて推定した路面傾斜度合いＢをエアスプリング５のストロークＳに基づいて補正して路面傾斜度合いＢ’を算出することにより、前後Ｇセンサ１４の出力から路面の傾斜状態を適切に推定することができ、路面傾斜に合わせて確実に坂道発進補助を行うことができる。
【００４３】
また、発進補助装置１１を搭載した自動車Ｖによれば、前後加速度Ｇに基づいて推定した路面傾斜度合いＢ（車体１の傾斜度合い）の絶対値が所定の閾値Ｂｔｈよりも大きい場合に（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、車高制御部４２が車高調整を行っても（ステップＳＴ６）、路面状態推定部４５がエアスプリング５のストロークＳを加味して路面傾斜度合いＢ’を算出することにより、路面の傾斜状態を適切に推定することができ、路面傾斜に合わせて確実に坂道発進補助を行うことができる。
【００４４】
さらに、この自動車Ｖによれば、エアスプリング５のストロークＳに基づいて補正した路面傾斜度合いＢの絶対値が所定の閾値Ｂｔｈ’よりも大きい場合（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）にも、車高制御部４２が車高調整を行うことで（ステップＳＴ６）、駆動輪である前輪３ｆの接地荷重が大きくなるため、登坂路発進時に運転者がアクセルペダル１０を踏み過ぎたとしても駆動輪がスリップすることが抑制される。
【００４５】
加えて、坂道発進補助を行う場合に（ステップＳＴ３２：Ｙｅｓ）、ペダル反力制御部４９が登坂発進時用のマップに基づいてアクセルペダル１０の踏込量θに応じて目標付加反力Ｆｒｔを設定することにより（ステップＳＴ３６）、アクセルペダル１０の踏み過ぎが防止されるとともに、必要な踏込量まではアクセルペダル１０の踏み込みが容易になり、登坂発進が一層容易になっている。
【００４６】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、本発明に係る発進補助装置１１を、ＶＳＡを装備した前輪駆動の自動車Ｖに適用したが、ＶＳＡを装備しない車両や後輪駆動車、四輪駆動車にも適用可能である。また、上記実施形態では、自動車Ｖの駆動源としてエンジンＥを用いているが、電気自動車やハイブリッドカーなどにも当然に適用できる。この他、各装置の具体的構成や制御手法など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した本発明に係る発進補助装置１１および自動車Ｖの各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 車体
３ 車輪
５ エアスプリング（アクチュエータ）
８ ディスクブレーキ（制動装置）
９ ブレーキペダル（ブレーキ操作部材）
１０ アクセルペダル
１１ 発進補助装置
１２ 制御ユニット
１４ 前後Ｇセンサ（車体状態検出手段）
１８ ストロークセンサ（車高検出手段）
３０ アクセルペダル反力制御装置
３１ 反力アクチュエータ
４２ 車高制御部（車高調整手段）
４５ 路面状態推定部
４７ 発進駆動力設定部
４８ 制動力保持部
４９ ペダル反力制御部
Ｖ 自動車（発進補助車両）
Ｇ 前後加速度
Ｓ ストローク
Ｐｎ 発進エンジン出力
Ｐａ 実エンジン出力
θ 踏込量
θｎ 発進踏込量
Ｆ 踏込反力（操作反力）
Ｆｒｔ 目標付加反力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ操作部材に対する操作に応じて制動力を発生する制動装置と、
車体の傾斜状態を検出する車体状態検出手段と、
前記車体状態検出手段の検出結果に基づいて路面の傾斜状態を推定する路面状態推定手段と、
前記路面状態推定手段により推定された路面の傾斜状態に基づいて車両の発進時に必要な発進駆動力を設定する発進駆動力設定手段と、
前記路面の傾斜状態に基づいて前記路面が坂道であると判定された場合、前記ブレーキ操作部材に対する操作の解除後、前記発進駆動力設定手段により設定された発進駆動力が発揮されるまで前記制動装置に制動力を保持させる制動力保持手段とを備えた発進補助装置であって、
各車輪近傍の車高を検出する車高検出手段を更に備え、
前記路面状態推定手段は、前記車体状態検出手段の検出結果に基づく路面の傾斜状態を前記車高検出手段の検出結果を用いて補正することを特徴とする発進補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発進補助装置を搭載し、当該発進補助装置により坂道発進時の運転操作を補助する発進補助車両であって、
前記車体状態検出手段の検出結果に基づいて前記車体が傾斜していると判定される場合に、アクチュエータを駆動して前輪および後輪の少なくとも一方の車輪近傍の車高を調整する車高調整手段を更に備え、
前記路面状態推定手段は、前記車高調整手段により車高調整が行われた場合、前記車体状態検出手段の検出結果に基づく路面の傾斜状態を前記車高検出手段の検出結果を用いて補正することを特徴とする発進補助車両。
【請求項３】
当該発進補助車両は前輪駆動車であり、
前記車高調整手段は、前記路面状態推定手段により推定された路面状態が登坂路であると判定された場合、前記路面に対して前記車体が前傾するように車高調整を行うことを特徴とする、請求項２に記載の発進補助車両。
【請求項４】
アクチュエータを駆動してアクセルペダルの操作反力を制御するペダル反力制御手段を更に備え、
前記制動力保持手段が前記制動装置に制動力を保持させる場合、前記ペダル反力制御手段は、前記発進駆動力設定手段により設定された発進駆動力が発揮されるまで前記操作反力を通常時よりも低くなるように制御することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の発進補助車両。
【請求項１】
ブレーキ操作部材に対する操作に応じて制動力を発生する制動装置と、
車体の傾斜状態を検出する車体状態検出手段と、
前記車体状態検出手段の検出結果に基づいて路面の傾斜状態を推定する路面状態推定手段と、
前記路面状態推定手段により推定された路面の傾斜状態に基づいて車両の発進時に必要な発進駆動力を設定する発進駆動力設定手段と、
前記路面の傾斜状態に基づいて前記路面が坂道であると判定された場合、前記ブレーキ操作部材に対する操作の解除後、前記発進駆動力設定手段により設定された発進駆動力が発揮されるまで前記制動装置に制動力を保持させる制動力保持手段とを備えた発進補助装置であって、
各車輪近傍の車高を検出する車高検出手段を更に備え、
前記路面状態推定手段は、前記車体状態検出手段の検出結果に基づく路面の傾斜状態を前記車高検出手段の検出結果を用いて補正することを特徴とする発進補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発進補助装置を搭載し、当該発進補助装置により坂道発進時の運転操作を補助する発進補助車両であって、
前記車体状態検出手段の検出結果に基づいて前記車体が傾斜していると判定される場合に、アクチュエータを駆動して前輪および後輪の少なくとも一方の車輪近傍の車高を調整する車高調整手段を更に備え、
前記路面状態推定手段は、前記車高調整手段により車高調整が行われた場合、前記車体状態検出手段の検出結果に基づく路面の傾斜状態を前記車高検出手段の検出結果を用いて補正することを特徴とする発進補助車両。
【請求項３】
当該発進補助車両は前輪駆動車であり、
前記車高調整手段は、前記路面状態推定手段により推定された路面状態が登坂路であると判定された場合、前記路面に対して前記車体が前傾するように車高調整を行うことを特徴とする、請求項２に記載の発進補助車両。
【請求項４】
アクチュエータを駆動してアクセルペダルの操作反力を制御するペダル反力制御手段を更に備え、
前記制動力保持手段が前記制動装置に制動力を保持させる場合、前記ペダル反力制御手段は、前記発進駆動力設定手段により設定された発進駆動力が発揮されるまで前記操作反力を通常時よりも低くなるように制御することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の発進補助車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３５４９５（Ｐ２０１３−３５４９５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４９８５（Ｐ２０１１−１７４９８５）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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