JP2012011969A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クルーズシステムにより走行停止させることに伴いアイドルストップシステムによりエンジンを自動停止させた場合に、車両が動き出してしまうことの防止を図ったブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】先行車両の走行停止に伴い自車両を走行停止させるよう制動ブレーキを自動作動させるクルーズシステムと、エンジン２０を自動停止させるアイドルストップシステムと、パーキングブレーキ（パーキング用ブレーキシュー５３）を電動モータ５０で自動作動させる電動パーキングブレーキシステムと、を備えた車両に適用され、前記クルーズシステムにより走行停止させることに伴い前記アイドルストップシステムによりエンジン２０を自動停止させた場合には、前記電動パーキングブレーキシステムによりパーキングブレーキを自動作動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クルーズシステム、アイドルストップシステム、及び電動パーキングブレーキシステムを備える車両に適用されたブレーキ制御装置に関する。

特許文献１には、先行車両の走行停止に伴い、自車両を自動で走行停止させるよう制動ブレーキを自動作動させるクルーズシステムが記載されている。このクルーズシステムを、エンジンを自動停止させるアイドルストップシステムを備えた車両に適用した場合には、クルーズシステムにより走行停止させることに伴いエンジンが自動停止（アイドルストップ）することとなる。

すると、制動ブレーキの作動油ポンプがエンジン駆動である場合には、アイドルストップ期間中に制動ブレーキの油圧が低下してブレーキ力が低下していくので、例えば登坂道や降坂道である場合には、ブレーキ力不足で車両が動き出すことが懸念される。

また、制動ブレーキの作動油ポンプが電動である場合には、アイドルストップ期間中における電力消費が大きくなるので、バッテリが過放電状態に陥ることが懸念される。そして、バッテリから十分な電力が供給されなくなると、ブレーキ力が低下して車両が動き出すといった上記問題が生じるようになる。

特開２００６−３１６６４４号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、クルーズシステムにより走行停止させることに伴いアイドルストップシステムによりエンジンを自動停止させた場合に、車両が動き出してしまうことの防止を図ったブレーキ制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明では、先行車両の走行停止に伴い自車両を走行停止させるよう制動ブレーキを自動作動させるクルーズシステムと、エンジンを自動停止させるアイドルストップシステムと、パーキングブレーキを電動モータで自動作動させる電動パーキングブレーキシステムと、を備えた車両に適用され、前記クルーズシステムにより走行停止させることに伴い前記アイドルストップシステムによりエンジンを自動停止させた場合には、前記電動パーキングブレーキシステムにより前記パーキングブレーキを自動作動させることを特徴とする。

ここで、停車中の車両が動き出さないようにするためのパーキングブレーキに関し、近年では、パーキングブレーキを電動モータで自動作動させるものが開発されてきている（例えば特開２００９−９０８５４号公報等）。そこで本発明者は、「ブレーキ力が低下して車両が動き出す」といった上記問題を、電動パーキングブレーキシステムを利用して解決することを想起した。

すなわち、上記発明によれば、クルーズシステムにより走行停止させることに伴いアイドルストップさせた場合には、電動パーキングブレーキシステムによりパーキングブレーキを自動作動させる。これによれば、油圧を用いることなく機械式にブレーキ力を発揮させるパーキングブレーキを自動作動させるので、「ブレーキ力が低下して車両が動き出す」といった上記問題を解決できる。また、制動ブレーキの作動油ポンプが電動である場合においては、パーキングブレーキを自動作動させる上記発明によれば、アイドルストップ中における油ポンプの駆動時間を短くできる（或いは駆動時間をゼロにできる）。よって、バッテリが過放電状態に陥ることを回避できる。

請求項２記載の発明では、エンジンを自動停止させてから所定時間が経過したことを条件として、前記パーキングブレーキの自動作動を許可することを特徴とする。

ここで、パーキングブレーキを自動作動させた場合には、その後アイドルストップを解除してエンジンを自動始動させる際に、パーキングブレーキの解除に要する時間だけ車両走行開始が遅れてしまうことが懸念される。したがって、必要以上にパーキングブレーキを自動作動させることは、迅速な車両走行開始を図る上で望ましくない。

一方、例えば制動ブレーキの作動油ポンプがエンジン駆動である場合において、エンジンを自動停止させて暫らくの間は、十分なブレーキ力を発揮できる程度の油圧が維持されている。また、制動ブレーキの作動油ポンプが電動である場合において、エンジンを自動停止させて暫らくの間は、バッテリの残存電力により十分なブレーキ力を発揮できる。

これらの点を鑑みた上記発明によれば、エンジンを自動停止させてから所定時間が経過して初めて、十分なブレーキ力を発揮できないとみなしてパーキングブレーキの自動作動を許可するので、必要以上にパーキングブレーキを自動作動させることを回避できる。よって、「ブレーキ力が低下して車両が動き出す」といった問題の解決と、「車両走行開始が遅れてしまう」といった問題の解決の両立を図ることができる。

請求項３記載の発明では、先行車両と自車両との車間距離が所定距離未満であることを条件として、前記パーキングブレーキの自動作動を許可することを特徴とする。

ここで、必要以上にパーキングブレーキを自動作動させることは、迅速な車両走行開始を図る上で望ましくないことは先述した通りである。一方、先行車両と自車両との車間距離が長ければ、ブレーキ力低下による車両の動き出しを許容できる場合がある。また、そのように動き出した後にパーキングブレーキを自動作動させれば十分に安全を確保できる場合がある。

これらの点を鑑みた上記発明によれば、先行車両と自車両との車間距離が所定距離未満であることを条件として、パーキングブレーキの自動作動を許可するので、必要以上にパーキングブレーキを自動作動させることを回避できる。よって、「ブレーキ力が低下して車両が動き出す」といった問題の解決と、「車両走行開始が遅れてしまう」といった問題の解決の両立を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかるブレーキ制御装置（ＥＣＵ）、及びその装置が適用される車両のエンジン及びブレーキシステム等の概要を示す図。 図１のＥＣＵによる電動パーキングブレーキの制御手順を示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態にかかるブレーキ制御装置が適用される車両は、エンジン（内燃機関）を駆動力として走行するものであり、後に詳述するクルーズシステム、アイドルストップシステム及び電動パーキングブレーキＥＰＢ（Electronic Parking Brake）のシステムを備えている。これらのシステムの作動は、図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ１０）により制御される。なお、ＥＣＵ１０は、演算を行うマイクロコンピュータ、このマイコンに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ等によって構成されている。

エンジン２０から出力された駆動力は、クラッチ２１を介して自動変速機２２に伝達される。自動変速機２２に伝達された駆動力は、さらにディファレンシャル及びドライブシャフト等を介して車輪に伝達される。そして車輪が駆動されることにより、車両が走行する。

ＥＣＵ１０には、アクセルペダル３０（アクセル操作部材）の操作量（アクセル操作量）を検出するストロークセンサ３１、エンジン２０のクランク軸の回転速度（エンジン回転速度）を検出するクランク角センサ１１、吸気量（エンジン負荷）検出するエアフローメータ１２等の各種センサからの検出信号が入力されている。そして、検出したアクセル操作量、エンジン回転速度、エンジン負荷等に基づき、ＥＣＵ１０は燃料噴射弁２３や点火装置２４等の作動を制御する。これにより、燃料噴射量や点火時期等が制御されて、エンジン２０の駆動力が制御される。

さらにＥＣＵ１０は、シフトポジションセンサ１３により検出された自動変速機２２のシフトポジション、車輪速センサ１４により検出された車速、ストロークセンサ３１により検出されたアクセル操作量等に基づき、自動変速機２２の作動を制御する。

次に、先述したクルーズシステムについて説明する。

車室内の運転席近傍にはクルーズスイッチ１７が設けられており、車両運転者がクルーズスイッチ１７をオン操作すると、クルーズ制御の実行条件が成立していることを条件として以下に説明するクルーズシステムが作動し、オフ操作するとクルーズシステムは停止する。クルーズシステムの作動時には、ＥＣＵ１０は、車両に搭載された車間距離センサ１５から、前方車両と自車両との車間距離の検出信号を取得する。また、車両に搭載されたカメラ１６から、自車両の前方状況を撮像した映像信号を取得する。そして、検出した車間距離及び映像信号に基づき、車間距離が設定距離で一定となるよう車両の走行状態を制御する。

具体的には、クルーズシステム作動時には、車両運転者がアクセルペダル３０を操作していなくても、車間距離及び前方状況に基づき燃料噴射弁２３や点火装置２４等の作動を制御してエンジン２０の駆動力を自動で制御するとともに、自動変速機２２の作動を制御する。これにより、一定の車間距離となるよう走行状態を自動制御する。例えば、前方車両が加速して車間距離が設定距離よりも長くなった場合には、エンジン２０の駆動力が増大するよう自動制御する。

また、クルーズシステム作動時には、車両運転者がブレーキペダル４０（ブレーキ操作部材）を操作していなくても、車間距離及び前方状況に基づきブレーキキャリパ４１をＥＣＵ１０が自動で作動させることにより、制動力を発揮させるよう自動制御する。例えば、前方車両が減速して車間距離が設定距離よりも短くなった場合には、制動力が増大するよう自動制御する。

ブレーキキャリパ４１は、図示しないブレーキパッド及びホイールシリンダを内蔵するものであり、車両の各車輪に取り付けられたブレーキディスク４２に対応して配置されている。ホイールシリンダは、ブレーキ配管４３を介して油圧回路４４に接続されている。また、ホイールシリンダは、ブレーキ配管４３や油圧回路４４を介してマスタシリンダ４５にも接続されている。

なお、ブレーキペダル４０を車両運転者が踏み込んだ場合の通常ブレーキ時には、マスタシリンダ４５内の圧力が上昇し、この圧力上昇が油圧回路４４やブレーキ配管４３を介してホイールシリンダに伝えられてホイールシリンダ内の圧力が上昇する。ホイールシリンダ内の油圧を上昇させると、ブレーキパッドがブレーキディスク４２に押圧され、摩擦力によってブレーキディスク４２と連結されている車輪が制動される。

油圧回路４４は、油圧ポンプや複数の電磁バルブなどを有しており、クルーズシステムにより制動力を自動制御する場合の制動ブレーキ自動制御時には、マスタシリンダ４５とブレーキキャリパ４１内のホイールシリンダとの連通が遮断され、制動時のホイールシリンダ内の油圧が保持される。そして、制動力が不足しているときには、油圧ポンプによって高圧化されたブレーキ油圧が電磁バルブを介してホイールシリンダに伝えられホイールシリンダ圧が増圧される。また、他の電磁バルブを駆動することによりホイールシリンダ圧を減圧することもできる。このようにして、各ブレーキキャリパ４１の作動を自動制御することにより、各車輪の制動力が自動制御される。なお、油圧回路４４の油圧ポンプや電磁バルブなどはＥＣＵ１０により制御される。

なお、ＥＣＵ１０には、ストロークセンサ４７により検出されたブレーキペダル４０の踏込量（ブレーキ操作量）を表す信号、及びマスタシリンダ圧センサ４６により検出されたマスタシリンダ４５内の油圧を表す信号が入力される。

次に、先述したアイドルストップシステムについて説明する。

クルーズシステムが作動していないクルーズシステムオフ時において、車速が所定値以下又はゼロになっており、かつ、車両運転者がブレーキペダル４０を所定量以上踏み込み操作していることを条件として、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁２３からの燃料噴射を停止させてアイドルストップさせる。クルーズシステム作動時においては、車速が所定値以下又はゼロになっており、かつ、ブレーキキャリパ４１による制動力が所定値以上であることを条件として、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁２３からの燃料噴射を停止させてアイドルストップさせる。なお、上述したアイドルストップの条件に、車両運転者がアクセルペダル３０を操作していないことを追加してもよい。また、後述するパーキングブレーキが作動していることを追加してもよい。

クルーズシステムオフ時において、アイドルストップ中に車両運転者がブレーキペダル４０を開放、又は踏込量が所定量未満になったことを条件として、或いはバッテリ容量が所定量未満になったことを条件として、ＥＣＵ１０は、アイドルストップ解除を要求する信号を発生させる。これにより、スタータモータ２５を自動で駆動するとともに燃料噴射弁２３及び点火装置２４の作動を開始してエンジン２０を自動で再始動させる。なお、上述したアイドルストップ解除の条件にアクセルペダル３０を踏込操作していることを追加してもよい。また、後述するパーキングブレーキが作動していないことを追加してもよい。

クルーズシステム作動時においては、アイドルストップ中に車両運転者がアクセルペダル３０を踏込操作したことを条件として、ＥＣＵ１０は、アイドルストップ解除を要求する信号を発生させる。これにより、スタータモータ２５を自動で駆動するとともに燃料噴射弁２３及び点火装置２４の作動を開始してエンジン２０を自動で再始動させる。再始動させた後は、クルーズシステムの作動により、前方車両との車間距離が設定距離で一定となるよう、自動変速機２２及び油圧回路４４の作動を制御して車両を自動で走行させる。

次に、先述したＥＰＢシステム（電動パーキングブレーキシステム）について説明する。

車室内の運転席近傍にはパーキングスイッチ１８が設けられており、車両運転者がパーキングスイッチ１８をオン操作すると、電動モータ５０が作動してパーキングブレーキが作動する。つまり、運転者の操作力でパーキングブレーキを作動させるのではなく、電動モータ５０でパーキングブレーキを作動させるのがＥＰＢシステムである。電動モータ５０の駆動力は、ギア機構５１及びケーブル５２を介してパーキング用のブレーキシュー５３（パーキングブレーキ）に伝達される。これにより、ブレーキシュー５３は、リア車輪に設けられたブレーキドラム５４に押し付けられて、その摩擦力によりパーキングブレーキ力が発揮され、車輪がロックされる。

そして、ギア機構５１は、ケーブル５２が引っ張られた状態（車輪ロック状態）を保持するラッチ等の保持装置を有している。そのため、電動モータ５０でケーブル５２を引っ張り車輪をロックした後は、電動モータ５０の駆動を停止させてギア機構５１の保持装置によりロック状態を保持させる。要するに、ブレーキペダル４０による制動力が油圧で発揮されるのに対し、パーキングブレーキ力は、電動モータ５０の駆動力で発揮させた後にギア機構５１の保持装置で保持される。

なお、車両運転者がパーキングスイッチ１８をオフ操作すると、ケーブル５２のテンションを緩めるようギア機構５１が作動して、ブレーキシュー５３はブレーキドラム５４から離れる。これにより、パーキングブレーキが自動解除される。例えば、電動モータ５０を逆転駆動させると、ケーブル５２のテンションを緩めるようギア機構５１が作動するよう構成すればよい。

また、クルーズシステムにより走行停止させることに伴いアイドルストップシステムによりエンジン２０を自動停止させた場合には、車両運転者がパーキングスイッチ１８をオン操作していなくても、ＥＰＢの電動モータ５０を駆動させるようＥＣＵ１０（ブレーキ制御装置）が自動制御する。つまり、クルーズシステムにより自動で走行停止してアイドルストップさせた時には、ＥＰＢを自動でオン作動させて車輪をロックさせる。

なお、クルーズシステムによりアイドルストップを解除した場合には、ケーブル５２のテンションを緩めるようギア機構５１を作動させる。これにより、ＥＰＢを自動でオフ作動させて車輪のロックを解除させる。

図２は、ＥＣＵ１０が有するマイコンにより、上述の如くＥＰＢを自動でオン作動させる手順を示すフローチャートであり、当該処理は所定周期（例えばマイコンの演算周期）で繰り返し実行される。

先ず、図２に示すステップＳ１０ではクルーズ制御中であるか否かを判定し、続くステップＳ２０では車速がゼロであるか否かを判定し、続くステップＳ３０では、アイドルストップ条件が成立しているか否かを判定する。そして、クルーズ制御中であり、車速がゼロであり、かつ、アイドルストップ条件が成立していると判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ、Ｓ２０：ＹＥＳ、Ｓ３０：ＹＥＳ）には、次のステップＳ４０に進み、アイドルストップによりエンジン２０が自動停止してからの経過時間Ｔｓｔｐが、所定時間Ｔｔｈを超えたか否かを判定する。

Ｔｓｔｐ≦Ｔｔｈと判定された場合には（Ｓ４０：ＮＯ）、タイマーによりカウントされる経過時間ＴｓｔｐをカウントアップしてステップＳ１０に戻る。一方、Ｔｓｔｐ＞Ｔｔｈと判定された場合には（Ｓ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ６０において、前方車両と自車両との車間距離が所定値以上であるか否かを判定する。車間距離が所定値未満であると判定された場合には（Ｓ６０：ＮＯ）ステップＳ７０に進み、ストロークセンサ３１により検出されたアクセル踏込量が所定値以上であるか否かを判定する。

そして、アクセル踏込量が所定値未満であると判定されれば（Ｓ７０：ＮＯ）、続くステップＳ８０において、電動モータ５０を駆動させてＥＰＢを自動でオン作動させる。一方、アクセル踏込量が所定値以上であると判定されれば（Ｓ７０：ＹＥＳ）、続くステップＳ９０において、ケーブル５２のテンションを緩めるようギア機構５１を作動させてＥＰＢを自動でオフ作動（ロック解除）させる。

ここで、クルーズシステムにより走行停止させることに伴いアイドルストップシステムによりエンジン２０を自動停止させた場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、車両運転者はブレーキペダル４０を操作していないため、ブレーキキャリパ４１への供給油圧が低下してブレーキ力が低下していくことにより車両が動き出したとしても、その動き出しに気がつきにくい。そのため、ブレーキペダル４０を踏み込んで車両の動きを停止させるといった運転者によるブレーキ操作が遅れてしまうことが懸念される。

この懸念に対し、以上詳述した本実施形態によれば、クルーズシステムにより走行停止してアイドルストップさせた場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、ＥＰＢを自動でオン作動させる（Ｓ８０）。よって、登坂道や降坂道においてクルーズシステムにより走行停止してアイドルストップさせた場合であっても、ギア機構５１の保持装置により油圧を用いることなく機械的にブレーキ力を保持させるので、上述の如く車両が動き出してしまうといった問題を解消できる。

ところで、アイドルストップを解除してエンジン２０を自動始動させる際に、ブレーキキャリパ４１への油圧を低下させて制動力を解除するのに要する時間に比べ、ＥＰＢのオフ作動に要する時間の方が長い。したがって、アイドルストップ中に車両走行を要求する信号が生じた場合に迅速に走行開始させるには、アイドルストップ中にＥＰＢを作動させるよりも、ブレーキキャリパ４１を作動させている方が有利である。つまり、必要以上にＥＰＢを自動作動させることは、迅速な車両走行開始を図る上で望ましくない。一方、エンジン２０を自動停止させて暫らくの間は、ブレーキキャリパ４１への供給油圧が十分なブレーキ力を発揮できる程度に維持されている。

これらの点を鑑みた本実施形態では、エンジン２０が自動停止してからの経過時間Ｔｓｔｐが所定時間Ｔｔｈを超えたことを条件（Ｓ４０：ＹＥＳ）としてＥＰＢを自動オン作動させるので、「ブレーキ力が低下して車両が動き出す」といった問題の解決と、「車両走行開始が遅れてしまう」といった問題の解決の両立を図ることができる。

また、先行車両と自車両との車間距離が長ければ、ブレーキキャリパ４１への供給圧が低下して降坂道にて車両が動き出すことを許容できる場合がある。また、そのように動き出した後にＥＰＢを自動オン作動させれば十分に安全を確保できる場合がある。これらの点を鑑みた本実施形態では、先行車両と自車両との車間距離が所定距離未満であることを条件（Ｓ６０：ＮＯ）としてＥＰＢを自動オン作動させるので、必要以上にＥＰＢを自動オン作動させることを回避できる。よって、「ブレーキ力が低下して車両が動き出す」といった問題の解決と、「車両走行開始が遅れてしまう」といった問題の解決の両立を促進できる。

さらに本実施形態によれば、十分にアクセルペダル３０が踏み込まれて走行駆動力が発揮されている場合にはＥＰＢのオン作動が不要である点に着目し、アクセル踏込量が所定値未満であることを条件（Ｓ７０：ＮＯ）としてＥＰＢを自動オン作動させる。よって、「ブレーキ力が低下して車両が動き出す」といった問題の解決と、「車両走行開始が遅れてしまう」といった問題の解決の両立を促進できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・図１に示す上記実施形態では、ブレーキキャリパ４１へ油圧を供給する油圧アクチュエータをエンジン２０で駆動させている。これに対し、油圧アクチュエータを電動モータで駆動させるようにしてもよい。

・クルーズシステムにより走行停止してアイドルストップさせたことに伴いＥＰＢを自動でオン作動させる時に、油圧回路４４の作動状態をそのまま維持させて、ブレーキキャリパ４１による制動ブレーキ力もパーキングブレーキ力とともに発揮させるようにしてもよい。或いは、上述の如く油圧アクチュエータを電動モータで駆動させる場合には、ＥＰＢのオン作動に伴い前記電動モータを停止させて、バッテリ容量の低下抑制を図るようにしてもよい。

・図1に示す制動用ブレーキは、ブレーキディスク４２をブレーキパッドで挟み込んで生じさせた摩擦により制動力を発揮させるディスクブレーキシステムであるが、ブレーキシューをブレーキドラムに押し付けて生じさせた摩擦により制動力を発揮させるドラムブレーキシステムでもよい。

１０…ＥＣＵ（ブレーキ制御装置）、５０…電動モータ、５３…パーキング用のブレーキシュー（パーキングブレーキ）。

Claims (3)

1. 先行車両の走行停止に伴い自車両を走行停止させるよう制動ブレーキを自動作動させるクルーズシステムと、エンジンを自動停止させるアイドルストップシステムと、パーキングブレーキを電動モータで自動作動させる電動パーキングブレーキシステムと、を備える車両に適用され、
   前記クルーズシステムにより走行停止させることに伴い前記アイドルストップシステムによりエンジンを自動停止させた場合には、前記電動パーキングブレーキシステムにより前記パーキングブレーキを自動作動させることを特徴とするブレーキ制御装置。
2. エンジンを自動停止させてから所定時間が経過したことを条件として、前記パーキングブレーキの自動作動を許可することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
3. 先行車両と自車両との車間距離が所定距離未満であることを条件として、前記パーキングブレーキの自動作動を許可することを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキ制御装置。

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