(57)【要約】【課題】演算負荷の少ない簡潔な論理で車両の上り勾配での停止を判定可能とする。【解決手段】車両停止時の制動力Ｐ１とその設定時間Ｔｆ前の時点の制動力Ｐ２との差Ｐを基準となる制動力値Ｐｘと比較することにより路面が上り勾配であることを判定する。上り勾配での減速および停車時には、車両に作用する重力が減速を加勢するため、運転者は停止の直前にいったん制動力を弱め、停車時点で再び大きな制動力を付与するという操作を行う。この場合、停車直前と停車時点とで大きな制動力差が発生することから、前記のように設定時間前後の制動力を検出するのみで上り勾配であることを判定することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
車両の制動力を検出する制動力検出手段と、
前記制動力に基づいて路面の勾配を判定する勾配判定手段とを備え、
前記勾配判定手段は、車両停止時の制動力と車両停止時から設定時間前の時点の制動力との差が基準制動力値よりも大きいときに上り勾配であることを判定するように構成されていることを特徴とする車両の勾配判定装置。
【請求項２】
前記制動力検出手段は、油圧制動装置の油圧力を制動力として検出する請求項１に記載の車両の勾配判定装置。
【請求項３】
車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
車両の制動操作とアクセル操作を検出する制動操作検出手段と、
前記制動操作およびアクセル操作の有無に基づいて路面の勾配を判定する勾配判定手段とを備え、
前記勾配判定手段は、車両停止に至るまでの設定時間内でアクセル操作と制動操作のいずれも行われていない時間があったときには、上り勾配であることを判定するように構成されていることを特徴とする車両の勾配判定装置。
【請求項４】
前記勾配判定手段は、車速が基準車速以下であるときにのみ前記勾配判定を行う請求項１または請求項３のいずれかに記載の車両の勾配判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行路面の勾配を判定するための勾配判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
路面の勾配を判定する装置としては特許文献１に示したようなものが知られている。これは車両減速時の設定車速区間でのブレーキ液圧の時間的積算値を算出し、その結果を勾配のない平坦路面での制動時に相当する基準積算値と比較することで勾配を判定するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平２００２−２１６２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置のような勾配判定手法では、ブレーキ液圧の時間的積算値を算出するためにブレーキ液圧と車速を継続的に監視しながら判定処理を行う必要があり、このため判定装置を構成する演算処理ユニットの負荷が過大になるという問題があった。
【０００５】
【発明の概要】
本発明では、車両停止時の制動力と車両停止時から設定時間前の時点の制動力との差を基準となる制動力値と比較することにより路面が上り勾配であることを判定する。また、本発明では、車両停止に至るまでの設定時間内でアクセル操作と制動操作のいずれも行われていない時間があったときには上り勾配であることを判定する
勾配のない平坦路面での減速および停車時には、運転者は停車に至るまでブレーキペダルによりほぼ一定の制動力を付与し続ける。このため制動力の変化は少ない。これに対して、上り勾配での減速および停車時には、車両に作用する重力が減速を加勢するため、運転者は停止の直前にいったん制動力を弱め、停車時点で再び大きな制動力を付与するという操作を行う。この場合、停車直前と停車時点とで大きな制動力差が発生し、または停車までの間に制動操作もアクセル操作も行われない時間が生じることから、本発明のように前記設定時間前後の制動力または制動・アクセル操作の状態を検出するのみで上り勾配であることを判定することができる。
【０００６】
本発明では、勾配判定にあたって制動力の積算値ではなく前記設定時間前後の２点の制動力値または制動操作とアクセル操作の有無を検出するのみであり、停車時点に対して設定時間遡った期間内の制動力または制動・アクセル操作だけを記憶しておけばよいので、演算処理上の負担は少ない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。これは、信号待ち等の一時停止・発進時に自動的にエンジンの停止・再始動を行うようにしたいわゆるアイドルストップ車に本発明を適用した実施形態である。図１にそのエンジンシステムを示す。図において、１はエンジン本体、２はモータジェネレータ、３は自動変速機、４はコントローラである。
【０００８】
モータジェネレータ２は、ベルト・プーリ機構５によりエンジン１に連接されており、エンジン出力により発電機として機能すると共に、力行制御時の発生トルクによりエンジン１を始動する始動電動機としても機能する。モータジェネレータ２は、インバータ６を介して電源であるバッテリ７との間で電力の授受を行う。
【０００９】
コントローラ４は、ＣＰＵおよびその周辺装置からなるマイクロコンピュータにより構成されており、エンジンおよび車両の運転状態を代表する各種の信号によりエンジン１の燃料噴射量、点火時期、スロットル開度、モータジェネレータ２の充放電の制御および本発明に係るアイドルストップ制御などエンジン１を総合的に制御する制御装置である。本発明との関係では、コントローラ４は、勾配判定手段の機能をも併有している。
【００１０】
８はバッテリコントローラであり、バッテリ７の電圧、電流を監視してその充電状態を示すＳＯＣ  （ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）を前記充放電制御のためにコントローラ４に供給する。９はモータコントローラであり、コントローラ４からの指令に応じてモータジェネレータ２のモータまたは発電機としての作動状態を制御する。
【００１１】
アイドルストップ制御に関して、コントローラ４には車両の運行状態を判定するための信号として、車速センサ１０からの車速信号、油圧センサ１１からのブレーキ圧信号、アクセルセンサ１２からのアクセルペダル操作量信号、水温センサ１３からのエンジン冷却水温信号、油温センサ１４からのＡＴ油温信号、油圧センサ１５からのＡＴ油圧信号、圧力センサ１６からのブレーキブースタ負圧信号が入力する。
【００１２】
アイドルストップ制御の手法は各種知られているが、前記構成においては、自動変速機３が走行レンジで運行されているときに、車速ゼロ、ブレーキ作動、かつバッテリＳＯＣ、ブレーキブースタ負圧、エンジン冷却水温、ＡＴ油温、ＡＴ油圧がすべて所定の基準値以上である条件を満たしたときに燃料供給および点火の停止によりエンジンを自動停止する。また、このエンジン停止状態から前記いずれかの条件でも満たさない状態になったときにはモータジェネレータ２を駆動し、点火および燃料供給を再開してエンジンを再始動させる。
【００１３】
一方、コントローラ４は、車両停止時の上り勾配を判定するために、前記車速信号およびブレーキ圧信号を用いる。ブレーキ圧信号は、ブレーキブースタによって補助されるブレーキペダル踏力ではなく、油圧制動装置の制動機構に入力する油圧を実際の制動力代表値として検出している。
【００１４】
図２はコントローラ４によって実行される勾配判定処理を、図３は同じくアイドルストップ制御の概要をそれぞれ示した流れ図である。これらの制御は例えば１０ｍｓ毎に周期的に実行されるものとする。なお、以下の説明および流れ図中で符号Ｓは処理ステップを表している。
【００１５】
この勾配判定の処理では、車両停止前の設定時間内での制動力変化が基準値以上であったとき、または車両停止直前にアクセルペダルとブレーキペダルが共に操作されていない時間があった場合に上り勾配と判定する。アイドルストップ制御においては、前記判定結果に基づき、上り勾配での停車のときには、車両停止状態および発進時の運転性を高めるために一時的なエンジン停止を行わないようにする。
【００１６】
図２において、まずＳ１〜Ｓ２にて車速センサ１０により車速Ｖを検出し、基準値Ｖｘと比較してＶ≦Ｖｘのときのみ以下の勾配判定処理に入り、Ｖ＞Ｖｘのときには勾配判定処理を行わない。これは停車が予想される低車速域でのみ判定処理を行うことによりコントローラ４の演算負荷を軽減するためである。
【００１７】
Ｖ≦Ｖｘのときには、次いでＳ３にて油圧センサ１１によりブレーキ圧を検出し、これをＰ２として記憶する。これは車両停止に至る設定時間Ｔｆ以前のブレーキ圧として保持しておくためであり、逐次記憶して停車時の判定に備える。流れ図には記載していないが、前記設定時間Ｔｆが経過したら古い記憶値から消去してゆくことでコントローラ４の記憶容量を節約することができる。この場合、後述する停車判定時に、記憶値の中から最も古い圧力値Ｐ２を読み出せばそれが停車から設定時間Ｔｆだけ以前の時点でのブレーキ圧になる。
【００１８】
Ｓ４〜Ｓ８では停車直前の設定時間Ｔｘ内でアクセルペダルとブレーキペダルが共に操作されていない時間があったか否かを判定する。まずＳ４とＳ５にてそれぞれアクセルセンサ１２，ブレーキ油圧センサ１１により各ペダルの操作の有無を判定し、共に操作されていないときにはＳ６にてフラグ１を１にセットすると共にタイマＴによる計時を開始する。いずれかのペダルが操作されているとき、または計時開始から設定時間Ｔｘが経過したとき（Ｓ７）には、Ｓ８にてフラグ１とタイマＴを共にリセットする。
【００１９】
次いでＳ９にて停車判定を行う。車速がゼロで停車を判定したときにはＳ１０にて停車時のブレーキ圧をＰ１として記憶した後、前記フラグ１の状態を調べる。フラグ１が１であれば、これは停車直前の時間Ｔｘ内にアクセルペダルとブレーキペダルが共に操作されていない時間があったことを示すので、Ｓ１４にて上り勾配であることを示すフラグ２を１にセットする。これは、特に強い上り勾配での制動操作においては、停車直前にアクセルペダルもブレーキペダルも操作されない時間帯があることに基づく。
【００２０】
Ｓ１１の判定にてフラグ１が１でない場合、つまり停車直前にアクセルペダルまたはブレーキペダルのいずれかが操作されていた場合には、Ｓ１２にて停車時のブレーキ圧Ｐ１と、その設定時間Ｔｆ以前のブレーキ圧Ｐ２との差Ｐが、平坦路での制動時の圧力差に相当する基準値Ｐｘ以上であるか否かを判定する。Ｐ≧Ｐｘの場合には上り勾配であると判定して上り勾配を示すフラグ２を１にセットし、Ｐ＜Ｐｘの場合には上り勾配ではないと判定し、フラグ２を０にリセットする。ここでの判定は、上り勾配での制動時には減速開始の当初の制動力が弱く、停車直前に大きな制動力が与えられることによる。なおこの制動力特性については後に詳述する。
【００２１】
Ｓ１６では、前記の勾配判定結果（フラグ２）に基づき図３に示したアイドルストップ制御の処理に移行し、その処理の終了を待って次回の処理ルーチンを再開する。
【００２２】
図３において、まずＳ１７にて前記フラグ２の状態を調べる。フラグ２が０であれば上り勾配ではなく、平坦地または下り勾配での停車であるので、Ｓ１８にてエンジン自動停止条件を判定し、条件非成立時には以下の処理を迂回して、エンジンを自動停止させることなく図２の処理に戻る。エンジン自動停止の条件成立時にはＳ１９にてエンジンを停止させたのち、Ｓ２０〜Ｓ２１によりエンジン再始動条件の成立を待ってエンジン再始動を行う。前記エンジン自動停止条件、再始動条件は前記例示のとおりである。ただし、この処理では当初にフラグ２により上り勾配を判定し、フラグ２が１で上り勾配での停車を示しているときにはその他のエンジン自動停止条件を判定することなく図２の処理に戻る。これにより上り勾配での停車時にエンジン運転状態を維持する。
【００２３】
図４に減速〜停車時の制動操作によるブレーキ圧変化の一般的なパターンを示す。▲１▼は登坂路での一般的な特性、▲２▼は平坦地での一般的な特性、▲３▼は平坦地でブレーキペダルを踏み遅れて初期の制動力が過小であったときの特性、▲４▼は平坦地でブレーキペダルを早踏みして初期の制動力が過大であったときの特性をそれぞれ示しており、何れもアクセルＯＦＦから制動を開始し、制動開始から停車までの距離は同一である。
【００２４】
まず平坦地の特性▲２▼〜▲４▼について説明すると、平坦地では制動操作時のブレーキペダルの踏み遅れや早踏みなどの誤差があるものの、どのパターンにおいても停止に至るまでブレーキペダルを踏み続けるのである程度のブレーキ圧が維持される。また、自動変速機付車両ではトルクコンバータのクリープによる動きを抑えるために停車に至ってもブレーキ操作が継続される。このため、停止直前と停止時との間でブレーキ圧の変化は少ない。
【００２５】
これに対して、▲１▼の上り勾配がある登坂路では、第１に停止直前の一定時間はアクセルペダルもブレーキペダルも踏まずに減速している期間が生じる。これは、上り勾配では減速方向に重力が作用して運転者の期待以上に減速することから、ブレーキを一時的に解放して速度調整を行うことによる。そこで図２のＳ４〜Ｓ６について説明したように、停止直前にアクセルもブレーキも操作されていない時間があることを検出して上り勾配であることを検出することが可能となる。また、第２には登坂路では停止状態でも後退方向の重力が作用し続けることから、運転者はブレーキペダルを強く踏みこむ操作を行い、これにより停車時点でのブレーキ圧が高くなる。したがって、図２のＳ１３について説明したように、停車時のブレーキ圧（Ｐ１）と一定時間（Ｔｆ）以前のブレーキ圧（Ｐ２）との差を平坦路でのブレーキ圧差（Ｐｘ）と比較することによって上り勾配を判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したエンジンの一実施形態の概略構成図。
【図２】本発明の実施形態の制御動作内容を表す第１の流れ図。
【図３】本発明の実施形態の制御動作内容を表す第２の流れ図。
【図４】勾配に応じたブレーキ圧の変化パターン例を示す説明図。
【符号の説明】
１    エンジン
２    モータジェネレータ
３    自動変速機
４    コントローラ
５    ベルト・プーリ機構
６    インバータ
７    バッテリ
８    バッテリコントローラ
９    モータコントローラ
１０    車速センサ
１１    ブレーキ油圧センサ
１２    アクセルセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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