JP2015221584A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルストップ制御中ではないエンジン始動時において、エンジンの始動およびブレーキ力付与の同時制御による蓄電手段の出力電圧の異常低下を防止し、小容量の蓄電手段の使用を可能にして低コスト化を図れるようにする。
【解決手段】エンジン３を初回始動する場合に、ドライバのＩＧキー操作があると、ブレーキ制御部１３により、エンジンが完爆しリレー７が切断されて１００ｍｓを経過した後に、ブレーキ制御部１３によりブレーキアクチュエータが駆動されて車輪への所定のブレーキ力付与が開始される。そのため、登坂路で駐停車した状態で初回始動を行う場合であっても、車体のずり下がりを確実に防止できるとともに、エンジン始動およびブレーキ力付与の制御が同時に実行されることがなく、バッテリ２の出力電圧の異常低下を防止でき、小容量のバッテリ２の使用が可能になり、低コスト化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、蓄電手段と、この蓄電手段から供給される電力により車両にブレーキ力を付与するブレーキ力付与手段と、蓄電手段から供給される電力によりエンジンを始動するエンジン始動手段とを備える車両用制御装置に関する。

一般に、自動車等の車両において、ブレーキ操作からアクセル操作への切り換えが必要な坂道発進時の車両のずり下がりを防止するために、制動力を自動で調整して付与するヒルホールド制御機能を搭載することが提案されている（特許文献１）。

この種のヒルホールド制御機能はアイドルストップ車にも搭載され、特に図３に示すように、坂道（勾配路）５１で車両５２がエンジンを止めて駐停車した後にエンジンスタートするという、アイドルストップ状態からのエンジン再始動ではないエンジン初回始動を行う場合におけるずり下がり防止にも、ヒルホールド制御を実施することが考えられている。

ところで、エンジン初回始動におけるヒルホールド制御の場合、シフトレバーがＰ（駐車）レンジに切り換わった状態で、ドライバがブレーキペダルを踏み込みつつキー操作やプッシュスイッチ操作などのエンジン始動操作を行うことにより、車載バッテリからの電力がスタータ等のエンジン始動手段に供給されてエンジンが始動され、エンジン回転数が一定以上になればヒルホールド制御が許可され、車載バッテリから供給される電力によりブレーキ力付与手段が作動され、車両にブレーキ力が付与されるようになっている。

特開２０００−１６８５１９１号公報（段落００９７〜０１０１および図８）

しかしながら、上記したエンジン初回始動における従来のヒルホールド制御の場合、エンジン始動のためのスタータが大きな電流を必要とするため、スタータの作動によりバッテリの消費電力が大きくなり、スタータとブレーキ力付与手段とが同時に動作する状態が続く結果、バッテリ電圧の異常な低下を招き、最悪の場合には車両の動作に必要な制御を司るＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が電圧低下によりリセットされてしまうおそれがある。

本発明は、アイドルストップ制御中ではないエンジン始動時において、エンジンの始動およびブレーキ力付与の同時制御による蓄電手段の出力電圧の異常低下を防止し、小容量の蓄電手段の使用を可能にして低コスト化を図れるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車両用制御装置は、蓄電手段と、前記蓄電手段から供給される電力により車両にブレーキ力を付与するブレーキ力付与手段と、前記蓄電手段から供給される電力によりエンジンを始動するエンジン始動手段とを備える車両用制御装置であって、前記ブレーキ力付与手段は、アイドルストップ制御中ではない前記エンジンの停止状態におけるドライバのエンジン始動操作により、エンジン始動が完了した後に車両へのブレーキ力付与を開始することを特徴としている（請求項１）。

また、前記蓄電手段から前記エンジン始動手段への電力の供給を切断または接続する電力断接手段をさらに備え、前記ブレーキ力付与手段は、エンジン始動が完了した後であって前記エンジン始動手段への前記電力断接手段による電力切断後にフレーキ力付与を開始するようにしてもよい（請求項２）。

請求項１に係る発明によれば、アイドルストップ制御中ではないエンジンの停止状態において、ドライバのエンジン始動操作があると、ブレーキ力付与手段により、エンジン始動が完了した後に車両へのブレーキ力付与が開始されるため、登坂路で駐停車した状態でエンジン初回始動を行う場合であっても、車体のずり下がりを緩和できるとともに、エンジンの始動およびブレーキ力付与の各制御が同時に実行されることがなく、従来のようなエンジンの始動およびブレーキ力付与の同時制御による蓄電手段の出力電圧の異常低下を防止することができ、特別な電源制御装置も不要になり、小容量の蓄電手段の使用が可能になり、低コスト化を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、エンジン始動が完了した後であって電力断接手段による電力切断後に、ブレーキ力付与手段によりフレーキ力付与が開始されるため、フレーキ力付与が開始されるときにはエンジン始動手段への電力供給が遮断されており、より確実にエンジンの始動およびブレーキ力付与の同時制御による蓄電手段の出力電圧の異常低下を防止することができる。

本発明に係る車両用制御装置の一実施形態のブロック図である。 一実施形態の動作説明図である。 従来例の説明図である。

本発明に係る車両用制御装置を「アイドルストップ車に適用した場合の一実施形態について、図１、図２を参照して説明する。

図１に示すように、アイドリングストップ車１は、軽量化、小型化等を図るため、本発明における蓄電手段である１２Ｖの比較的小容量の１個のバッテリ２を有し、このバッテリ２の負極端子はアイドリングストップ車１の車体に接続されている。

そして、アイドリングストップ車１の駆動源であるエンジン３は、トランスミッション側のＣＶＴ４を有し、このＣＶＴ４とエンジン３との間にトルクコンバータ（ロックアップクラッチの機構を含む）５が介在している。

エンジン３は本発明におけるエンジン始動手段であるスタータ６により始動され、このスタータ６には本発明における電力断接手段であるリレー７を介してバッテリ２から電力が断接自在に供給されてエンジン３を始動する駆動力を発生する。また、バッテリ２の正極端子とリレー７との間にバッテリ２に接近して設けられたバッテリセンサ８により、バッテリ２の温度（雰囲気温度）、電圧、電流の検知信号が後述するエンジン制御部に出力され、エンジン３の回転力がベルト１０を介して、本発明における発電手段に相当する発電機であるオルタネータ９に伝達され、車両の走行中等にオルタネータ９の発電出力によりバッテリ２の充電が行われる。

さらに、図１に示すように、アイドリングストップ車１には、アイドリングストップ制御のＥＣＵが形成するアイドリングストップ制御部（本発明におけるアイドリングストップ制御手段に相当）１１が設けられるとともに、エンジン制御のＥＣＵが形成するエンジン制御部１２、横滑り制御のＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ＥＣＵが形成するブレーキ制御部１３、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御のＥＣＵが形成するＣＶＴ制御部１４が設けられ、これら各制御部１１〜１４はそれぞれマイクロコンピュータ等により形成され、ＣＡＮ等の通信バス１６を介して情報のやり取りを行う。なお、ブレーキ制御部１３が本発明におけるフレーキ力付与手段に相当する。

そして、アイドリングストップ制御部１１は、減速度が予め定められた所定値未満を含む所定のエンジン自動停止条件（例えば、ストップランプが点灯していて所定車速以下であって所定減速度未満である等の条件）の成立が確認されると、走行が完全に停止しなくても所定車速以下（例えば、７ｋｍ／ｈ以下）に低下したとき、エンジン制御部１２にエンジン停止指令が出力され、エンジン３が自動停止される。続いて、自動停止状態においてドライバがブレーキペダルから足を離すと、アイドリングストップ制御部１１により所定のエンジン再始動条件が成立したことが確認され、停止しているエンジン３が自動的に再始動される。

また、図１に示すように、車速を検出してブレーキ制御部１３に自車速情報を与える車速センサ１７が設けられ、ブレーキ制御部１３にブレーキ機構のマスタシリンダ圧（ブレーキ液圧）の検出情報を与える液圧センサ１８が設けられ、ダッシュボードにはコンビネーションメータが形成する表示部１９が設けられ、通信バス１６を介して受信した各種の表示データが表示部１９に表示されるようになっている。

そして、アイドルストップ制御中ではないエンジン３の停止状態において、シフトレバーがＰレンジに切り換わった状態で、ドライバがブレーキペダルを踏んだままドライバがエンジン始動操作であるＩＧキー（図示せず）操作を行うことにより、スタータ６が作動してエンジン３が完爆し、エンジン３の回転数が所定回転数に達すると、エンジン制御部１２によりエンジン始動が完了したと判断され、その後リレー７によりスタータ６への電力が切断されて所定時間経過した後に、ブレーキ制御部１３によりブレーキアクチュエータが駆動されて所定のブレーキ力付与が開始されてヒルホールド制御が開始されるようになっている。

次に、上記した構成を有するアイドリングストップ車１のアイドリングストップ動作を簡単に説明すると、シフトレバーがＰレンジに切り換わった状態で、ドライバがブレーキペダルを踏んだままＩＧキーをオン操作してエンジンスタートを指令することにより、ＩＧオンの信号が例えば通信バス１６からアイドリングストップ制御部１１に入力され、この入力に基づいてアイドリングストップ制御部１１はリレー７を瞬時に通電してオンし、バッテリ２の電源をスタータ６に給電してスタータ６を始動し、停止していたエンジン３を始動する（初回始動）。エンジン３が始動してオルタネータ９の発電電力でバッテリ２が一旦満充電状態に充電されると、その後は、ＩＧキーのオフ操作でエンジン３が停止するまで、アイドリングストップ制御部１１がアイドリングストップ制御を実行する。この初回始動の間、後に詳述するようにヒルホールド制御が実行される。

アイドリングストップ制御部１１には、通信バス１６を介してエンジン制御部１２の情報（エンジンの回転数や冷却水温等のエンジンの情報）および、バッテリ２の電流、温度等の情報、ブレーキ制御部１３を介した車速センサ１７による検出車速、液圧センサ１８によるマスタシリンダ圧等の情報、図示省略したストップランプスイッチ、カーテシスイッチ等の車内各部のスイッチの情報等が入力される。

そして、これらの情報に基づき、アイドリングストップ制御中のアイドリングストップ制御部１１は、交通信号の赤信号等にしたがってドライバがブレーキペダルを踏み込み、マスタシリンダ圧が所定の踏込圧以上になっていることを検出すると、アイドリングストップ制御の所定のエンジン自動停止条件（例えば、ストップランプが点灯（ブレーキ液圧が所定圧以上）していて所定車速以下である等の条件）の成立を確認することにより、走行が完全に停止しなくても走行中に所定車速以下（例えば、７ｋｍ/ｈ以下）に低下すれば、エンジン制御部１２にエンジン停止指令を出力し、エンジン制御部１２が燃料スロットルを絞ったりしてエンジン３を自動停止する。

そして、アイドリングストップによるエンジン３の自動停止の状態で、交通信号が青信号に変わるなどしてドライバがブレーキペダルから足を離し、マスタシリンダ圧が所定の開放圧に低下したことを検出すると、アイドリングストップ制御部１１が、アイドリングストップ制御の所定のエンジン再始動条件の成立を確認し、アイドリングストップ制御部１１はリレー７を瞬時に通電してオンし、バッテリ２の電源をスタータ６に給電してスタータ６を始動し、停止しているエンジン３を自動的に再始動する。以降、減速中の所定のエンジン停止条件の成立に基づくエンジン３の自動停止と、所定のエンジン再始動条件の成立に基づくエンジン３の自動的な再始動とが交互に行なわれる。

このとき、エンジン３が再始動すると、エンジン回転数情報が完爆を示す所定回転数に達し、ブレーキ力がマスタシリンダ圧に応じて変化する元の状態に戻り、アクセルペダルの踏み込みがないという状態はいわゆるアイドリング状態であり、このアイドリング状態であってもアイドリングストップ車１が発進し得るようなクリープ力がエンジン３およびトルクコンバータ５により発生される。

ところで、例えば図３のような登坂路５１で駐停車されたアイドルストップ車１の、アイドルストップ制御中ではないエンジン３の初回始動を行う場合に、シフトレバーがＰレンジに切り換わった状態で、ドライバがブレーキペダルを踏んだままドライバによりエンジン始動操作であるＩＧキーが操作されることにより、スタータ６にリレー７を介してバッテリ２からの電力が供給され、スタータ６が作動してエンジン３が始動されると、図２(ａ)に示すように、エンジン回転数が上昇する一方、同図（ｂ）に示すように、エンジン３からエンジンＥＣＵ１２へのエンジンスタート信号が“０”から“１”に立ち上がる。

その後、図２（ａ）に示すように、エンジン回転数が完爆を示す回転数Ｒｐに達すると、同図（ｂ）に示すように、エンジンＥＣＵ１２へのエンジンスタート信号が“１”から“０”に立ち下がり、エンジン始動が完了したとしてエンジンスタート信号の情報がアイドリングストップ制御部１１に受信され、アイドリングストップ制御部１１によりリレー７が切断されてスタータ６へのバッテリ２からの電力が切断され、その後例えば１００ｍｓを経過した後、同図（ｃ）に示すように、アイドリングストップ制御部１１によりブレーキ制御部１３によるヒルホールド制御が許可され、ブレーキ制御部１３によりブレーキアクチュエータが駆動されて車輪への所定のブレーキ力付与が開始される。

さらに、ブレーキ力付与が開始された後、アクセルペダルの踏込みによるスロットル開度が予め設定された所定量以上、あるいは、車速センサ１７により検出される車速が予め設定された設定車速以上になることを条件に、アイドリングストップ制御部１１によりブレーキ制御部１３によるヒルホールド制御が不許可とされ、ブレーキ制御部１３によるブレーキアクチュエータによるブレーキ液圧が即座に減圧されてヒルホールド制御が解除される。このとき、スロットル開度および車速の２つの条件が成立することを条件に、ヒルホールド制御を解除するようにしてもよく、その他、エンジン３の駆動力が所定値以上、或いはエンジン３の回転数が完爆状態を示す所定回転数Ｒｐよりも高い回転数以上等、要するにドライバの発進意図があると判断できる状況になったときにヒルホールド制御を解除すればよい。なお、車速が設定車速以上である場合にヒルホールド制御の解除条件が成立したと判断する場合、急激な車両挙動の変化を抑制するためにブレーキ液圧を徐々に減圧するのが望ましい。

したがって、上記した実施形態によれば、アイドルストップ車１がエンジン３を初回始動する場合に、シフトレバーがＰレンジに切り換わった状態で、ドライバがブレーキペダルを踏んだままＩＧキーを操作すると、ブレーキ制御部１３により、エンジン３が完爆しリレー７が切断されてから１００ｍｓを経過した後に、ブレーキアクチュエータが駆動されて車輪への所定のブレーキ力付与が開始されるため、登坂路で駐停車した状態からエンジン３を初回始動する場合であっても、車体のずり下がりを緩和できるとともに、従来のようにエンジン始動およびブレーキ力付与の各制御が同時に実行されることがなく、エンジン始動およびブレーキ力付与の同時制御によるバッテリ２の出力電圧の異常低下を防止することができ、特別な電源制御装置も不要になり、小容量のバッテリ２の使用が可能になり、低コスト化を図ることができる。

また、エンジン始動が完了した後であってリレー７による電力切断後に、ブレーキ制御部１３によりフレーキ力付与を開始するため、フレーキ力付与が開始されるときにはスタータ６への電力供給が完全に遮断されていることから、エンジン始動およびブレーキ力付与の制御が同時に行われることを確実に防止してバッテリ２の出力電圧の異常低下をより確実に防止することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した実施形態では、エンジン始動が完了した後であってリレー７による電力切断から１００ｍｓ経過後にブレーキ制御部１３によりフレーキ力付与を開始するようにしたが、１００ｍｓの経過を待たずにブレーキ制御部１３によりフレーキ力付与を開始してもよい。

また、上記した実施形態では、エンジン始動が完了（エンジン完爆）した後であってリレー７による電力切断後に、ブレーキ制御部１３によりフレーキ力付与を開始するようにした場合について説明したが、リレー７による電力切断を待たずに、エンジン始動の完了後つまりエンジン３の完爆後にブレーキ制御部１３によりフレーキ力付与を開始するようにしてもかまわない。

また、ヒルホールド制御解除は、上記したような予め設定された所定量以上のスロットル開度が、あるいは、車速センサ１７による予め設定された設定車速以上の検出車速を条件とする場合に限らず、エンジン３の完爆から１００ｍｓを経過してさらに所定時間（例えば、１．５〜２ｓ）を経過した後、あるいは、エンジン３が完爆しリレー７が切断されてから１００ｍｓを経過してさらに所定時間（例えば、１．５〜２ｓ）を経過した後にヒルホールド制御つまりブレーキ力付与を解除するようにしてもよい。この場合、所定時間を経過していれば、通常車両が動き出していると考えられるからである。

また、上記した実施形態において、アイドルストップ制御中におけるエンジン再始動時において、エンジン再始動が完了するまでの間、ブレーキ制御部１３により、停止時あるいは停止直前のブレーキ液圧を保持するようにしてアイドルストップ中のヒルホールド制御も行うようにしてもよい。

また、上記した実施形態では、本発明をアイドルストップ車１に適用した場合について説明したが、アイドルストップ機能を搭載しない車両についても本発明を同様に適用できるのはいうまでもない。

１ …アイドリングストップ車（車両）
２ …バッテリ(蓄電手段)
３ …エンジン
６ …スタータ（エンジン始動手段）
１３ …ブレーキ制御部（ブレーキ力付与手段）

Claims (2)

1. 蓄電手段と、前記蓄電手段から供給される電力により車両にブレーキ力を付与するブレーキ力付与手段と、前記蓄電手段から供給される電力によりエンジンを始動するエンジン始動手段とを備える車両用制御装置であって、
   前記ブレーキ力付与手段は、
   アイドルストップ制御中ではない前記エンジンの停止状態におけるドライバのエンジン始動操作により、エンジン始動が完了した後に車両へのブレーキ力付与を開始することを特徴とする車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記蓄電手段から前記エンジン始動手段への電力の供給を切断または接続する電力断接手段をさらに備え、
   前記ブレーキ力付与手段は、エンジン始動が完了した後であって前記エンジン始動手段への前記電力断接手段による電力切断後にフレーキ力付与を開始することを特徴とする車両用制御装置。

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