JP2017053268A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドリングストップ制御を適切に実施できる車両制御装置を提供することを主たる目的とする。
【解決手段】自車両に搭載されたエンジンの自動停止及び再始動をするアイドリングストップ制御機能を備えるエンジン制御装置は、自車両の前方における物体の検知情報を取得するとともに、自車両の車速が所定未満であることを判定する。そして、自車両の車速が所定未満であると判定され、かつ検知情報として自車両前方の所定距離以内における先行車両の検知情報が取得されている場合には、自車両が渋滞路を走行していると判定し、自車両が渋滞路を走行していると判定される場合には、エンジンの自動停止を禁止する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、アイドリングストップ機能を備える車両に搭載されたエンジンに適用されるエンジン制御装置に関する。

燃費向上や排気ガスの低減を目的として、所定の停止条件の成立によりエンジンを停止させ、その後の所定の始動条件が成立した際に、エンジンを再始動させるアイドリングストップ制御が知られている。

しかし、車両が渋滞走行している場合には、エンジンの自動停止と再始動とが頻繁に繰り返されることが生じ、運転者に不快感を与えてしまう。そこで、自車両が渋滞走行中の場合にはアイドリングストップ制御を禁止することが行われている。例えば、特許文献１では、自車両の車速が所定未満になる状態が所定時間以上継続する場合に、渋滞走行であると判定し、アイドリングストップ制御を禁止している。

特開２００１−５５９３９号公報参照

しかし、自車両の車速が所定未満になる状態が所定時間以上継続することのみを条件にアイドリングストップ制御を禁止した場合、渋滞走行以外の状況でアイドリングストップ制御の機会が失われる不都合が生じるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、アイドリングストップ制御を適切に実施できる車両制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

本発明は、自車両に搭載されたエンジンの自動停止及び再始動をするアイドリングストップ制御機能を備えるエンジン制御装置であって、自車両の前方における物体の検知情報を取得する情報取得部と、自車両の車速が所定未満であることを判定する車速判定部と、自車両の車速が所定未満であると判定され、かつ前記検知情報として自車両前方の所定距離以内における先行車両の検知情報が取得されている場合に、自車両が渋滞路を走行していると判定する渋滞判定部と、自車両が渋滞路を走行していると判定される場合に、前記エンジンの自動停止を禁止すると判定する許否判定部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、自車両の停車時間に基づいて渋滞中か否かを判定する従来技術に比して、渋滞中であることの判定の精度を高めることができる。これにより、渋滞走行中における不要なエンジンの自動停止を抑制することができる。

エンジン制御システムの概略構成図。 自車両の停車時間の予測の可否に関する説明図。 アイドリングストップ制御の拒否判定に関するフローチャート。 アイドリングストップ制御の拒否判定に関するフローチャート。 アイドリングストップ制御の判定処理に関するフローチャート。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。本実施形態はエンジンを搭載した車両を具体化しており、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を用い、アイドリングストップ制御を実施する。図１は、本実施形態におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図面である。

図１に示すように、エンジン１１は、火花点火式のガソリンエンジンであって、気筒ごとに燃料噴射部としてインジェクタ１２と点火装置１３とを備えている。また、エンジン１１にはエンジン始動時において当該エンジン１１に初期回転（クランキング回転）を付与する始動装置としてのスタータ装置１４が接続されている。なお、エンジン１１はガソリンエンジンに限定されず、ディーゼルエンジンであってもよい。また、スタータ装置１４は、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）であってもよい。

ＥＣＵ２０は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果に基づいて、インジェクタ１２による燃料噴射量制御、点火装置１３による点火制御など各種エンジン制御やスタータ装置１４の駆動制御を実施する。

センサ類について詳しくは、ＥＣＵ２０には、アクセル操作部材としてのアクセルペダルの踏み込み操作量を検出するアクセルセンサ２２、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダルの踏み込み操作量を検出するブレーキセンサ２３、車速を検出する速度センサ２４等が接続されており、これら各センサからの信号がＥＣＵ２０に逐次入力されるようになっている。

またＥＣＵ２０には、自車両の前方の物体（他車両（二輪車を含む）、歩行者、信号装置（道路信号機、踏切の信号機、踏切遮断機など）、その他の路上障害物等）を検出する画像センサ２１が接続されている。画像センサ２１は、自車両のフロントガラスの上端付近等に設置され、所定時間毎に自車両の前方に向かって所定範囲で広がる領域を撮像して撮影画像を取得する。例えば画像センサ２１には、ＣＣＤカメラ、単眼カメラ、ステレオカメラ等が用いられる。

ＥＣＵ２０は、画像センサ２１が取得した撮影画像を画像処理することで、自車両前方の物体の検知情報を取得する。なお検知情報には、物体までの距離や物体の相対速度等の情報が含まれている。また、ＥＣＵ２０は、撮影画像に対して、テンプレートマッチング等の周知の画像処理を行うことで検出された物体の種類を特定する。

またＥＣＵ２０は、車速、アクセルペダルの踏み込み操作量、ブレーキペダルの踏み込み操作量等の情報に基づいて、エンジン１１のアイドリングストップ制御を実施する。アイドリングストップ制御は、所定のエンジン自動停止条件が成立するとエンジン１１を自動停止させるとともに、その後、所定のエンジン再始動の条件が成立するとエンジン１１を再始動させるものである。

例えば、エンジン１１の自動停止条件は、アクセルペダルの踏み込み操作の解除が行われ、車速が所定速度（例えば１０ｋｍ／ｈ）に低下した際に成立する。エンジン１１の再始動条件は、エンジン１１の自動停止後、アクセルペダルの踏み込み操作が開始されたことや、ブレーキペダルの踏み込み操作が解除された際に成立する。なお、エンジン制御機能とアイドリングストップ制御機能とを別々のＥＣＵにて実施する構成にすることも可能である。

ところで、自車両が渋滞走行している場合には、エンジン１１の自動停止と再始動とが頻繁に繰り返されることが生じ、運転者に不快感を与えてしまう。そこで、自車両の車速が所定未満になる状態が所定時間以上継続する場合に、渋滞走行であると判定し、エンジン１１の自動停止を禁止することができる。

しかし、自車両の車速が所定未満になる状態が所定時間以上継続されることのみを条件に、エンジン１１の自動停止を禁止する場合、渋滞走行ではない状況下においても、エンジン１１の自動停止が禁止されるおそれがある。渋滞走行以外の状況でエンジン１１の自動停止の機会が失われると、燃費向上や排気ガスの低減にデメリットとなる懸念がある。

一方、自車両が渋滞走行中の場合には、自車両の車速が所定未満となるごとに、先行車が接近状態となることが繰り返される傾向がある。なお自車両の車速が所定未満となる状況としては、車両の停止直前（走行中）や車両の走行直前（停止後）が挙げられる。

そこで、本実施形態では、自車両の車速が所定未満となる走行及び停止の都度、先行車両との車間距離（離間距離）を取得する。そして、車間距離が所定未満となることが繰り返される場合に、渋滞走行であると判定する。このように、自車両前方の検知情報を加味することで、渋滞走行であることの判定精度を高めることができる。

ところで、渋滞走行には、自車両の停車時間の予測が困難な状況と、自車両の停車時間の予測が可能な状況とがある。例えば、自車両の停車時間の予測が困難な状況としては、信号装置のない道路（例えば高速道路）の走行中が挙げられる。この場合には、渋滞列がいつ動くかは先行車の走行状態による成り行き次第となる。すなわち、先行車の走行状態に応じて、自車両が停車後にすぐに再発信したり、停車時間が長くなったりする等、自車両の走行と停止とが不規則に繰り返される。そのため、図２（ａ）に示すように、自車両の停車時間にばらつきが生じる。

このような状況においては、エンジン１１の自動停止と再始動とが頻繁に繰り返されることが、運転者の煩わしさを招くことに繋がる。また、自車両の停車時間が短い状態が繰り返される場合には、エンジン１１の自動停止による燃費改善の効果よりも、再始動に要するバッテリ損失等の影響の方が大きくなる懸念がある。

そこで本実施形態では、自車両の停車時間が予測可能ではない状況の場合には、エンジン１１の自動停止を禁止する。

一方、自車両の停車時間の予測が可能な状況としては、信号装置のある道路の走行中が挙げられる。この場合には、信号装置の指示に従い渋滞列の走行と停止とが繰り返されるため、図２（ｂ）に示すように、自車両の停車時間も信号装置の指示に従って、少なくとも信号装置の停止時間よりも長い時間で自車が停車状態になる。そのため、この場合には渋滞走行中であったとしても、エンジン１１の自動停止を許可（アイドリングストップ制御を許可）した方がよい。

しかしながら、停車時間が予測可能な状況においても、自車両の停車時間が短ければ、燃費向上等の効果よりもバッテリ駆動等による損失の方が増大する可能性が高くなる。

そこで本実施形態では、自車両の停車時間が予測可能な渋滞走行中において、自車両の停車時間（予測停車時間）が所定時間よりも長ければ、エンジン１１の自動停止を許可する。一方、自車両の停車時間（予測停車時間）が所定時間よりも短ければ、エンジン１１の自動停止を禁止する。

次に上記処理の実行例を図３〜図５のフローチャートを用いて説明する。なお以下の処理は、自車両の図示を略すイグニッションスイッチがオンの状態で、ＥＣＵ２０が所定周期で繰り返し実施する。

図３，図４にアイドリングストップ制御の許否判定の処理手順を示す。まず、図３において、車速Ｖが所定の閾値Ｔｈ１よりも小さくなった時点であるか否かを判定する（Ｓ１１）。Ｓ１１を否定した場合には処理を終了する。Ｓ１１を肯定した場合には、自車両と先行車との車間距離Ｄ１が所定の閾値Ｔｈ２よりも小さくなった時点であるか否かを判定する（Ｓ１２）。Ｓ１２を肯定した場合には、カウンタを１インクリメントする（Ｓ１３）。Ｓ１２を否定した場合には、カウンタを１デクリメントする（Ｓ１４）。

次に、図４において、渋滞走行中であるか否かを判定する（Ｓ２１）。本処理は、カウンタが所定の閾値Ｔｈ３よりも大きい場合に肯定する。Ｓ２１を肯定した場合には、Ｓ２２，Ｓ２３で自車両の停車時間が予測可能であるか否かを判定する。

まず、自車両の前方に信号装置があるか否かを判定する（Ｓ２２）。本処理は、撮影画像の画像処理にて、道路信号機や、踏切の信号機などを検出した場合に肯定する。Ｓ２２を肯定した場合には、自車両と信号装置との距離Ｄ２が閾値Ｔｈ４未満であるか否かを判定する（Ｓ２３）。本処理は、画像物標ＧＴの情報から特定できる。

そして、Ｓ２２，Ｓ２３の両方を肯定した場合、すなわち自車両の停車時間の予測が可能である場合には、自車両の停車時間Ｔ０が所定の閾値Ｔｈ５よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２４）。Ｓ２４を肯定した場合には、アイドリングストップ制御の許可フラグをオンにする（Ｓ２５）。一方、Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４のいずれかを否定した場合、すなわち自車両の停車時間が予測可能ではないと判定した場合、または、自車両の停車時間を予測可能であるが停車時間Ｔ０が所定の閾値Ｔｈ５よりも短い場合には、アイドリングストップ制御の許可フラグをオフにする（Ｓ２６）。

一方、Ｓ２１を否定判定した場合、すなわち渋滞走行中ではない場合には、アイドリングストップ制御の許可フラグをオンにする（Ｓ２５）。

図５にアイドリングストップ制御の処理手順を示す。まず、アイドリングストップ制御の許可フラグがオンであるか否かを判定する（Ｓ３１）。Ｓ３１を肯定した場合には、アイドリングストップ制御による自動停止中であるか否かを判定する（Ｓ３２）。Ｓ３２を肯定した場合には、エンジン１１の再始動条件が成立したか否かを判定する（Ｓ３３）。Ｓ３３を肯定した場合には、エンジン１１を再始動する（Ｓ３４）。

一方、Ｓ３２を否定した場合には、エンジン１１の自動停止条件が成立したか否かを判定する（Ｓ３５）。Ｓ３５を肯定した場合には、エンジン１１の自動停止を実施する（Ｓ３６）。

なお、Ｓ３１，Ｓ３３，Ｓ３５で否定した場合には処理を終了する。これらの場合には、アイドリングストップ制御は実施されないこととなる。

上記によれば以下の優れた効果を奏することができる。

・近年においては、自車両の運転支援等を目的として、自車両前方の物体の検知情報を取得する機能を具備する車両が実用化されており、本技術では、自車両前方における検知情報を加味して渋滞中であることの判定をしている。これにより、例えば自車両の停車時間に基づいて渋滞中か否かを判定する従来技術に比して、渋滞中であることの判定の精度を高めることができる。これにより、渋滞走行中における不要なエンジン１１の自動停止を抑制することができる。

・自車両が渋滞路を走行している場合には、自車両の走行及び停止の都度、先行車両の検知情報が繰り返して取得されることとなる。このことを利用して、自車両が渋滞路を走行中であることを精度よく判定することができる。

・情報取得部により取得される検知情報に基づいて、自車両が停止している状態での停車時間を予測する。この際、停車時間が予測可能であれば、エンジン１１の自動停止を許可することにより、燃費改善等の効果を得ることができる。一方、停車時間が予測可能でなければ、渋滞列がいつ動くのかが成り行き次第となり、自車両の停車後にすぐに車両が再発信する可能性がある。そこでこの場合には、エンジン１１の自動停止を禁止することで、エンジン１１の自動停止及び再始動が頻繁に繰り返される不都合の発生を抑制できる。

・自車両の停車時間が予測可能であり、かつ自車両の停車時間がある程度確保される状況下でエンジン１１の自動停止を許可するようにしたため、エンジン１１の自動停止の実施による燃費改善の効果を高めることができる。一方、自車両の停車時間が予測可能であり、かつ停車時間が短ければ不要なエンジン１１の自動停止の実施を抑制することができる。

・渋滞中に信号装置にさしかかり自車両が停車状態になる場合には、信号装置の切り替わりに従って、自車両の走行と停止とが繰り返されることとなるため、このことを利用して自車両の停車時間を予測することができる。

本発明は上記に限定されず次のように実施してもよい。なお以下の説明において上記と同様の構成については同じ図番号を付し詳述を省略する。

・上記において、検知情報として、自車両が停止状態から走行し、次に停止状態になるまでの期間における先行車との車間距離を取得するようにしてもよい。すなわち、自車両が渋滞路を走行している場合には、自車両が停止状態から走行状態に移行しても先行車両に対する車間距離がさほど大きくならないと考えられる。ゆえに、自車両が停止状態から走行し、次に停止状態になるまでの期間における先行車両との車間距離を取得し、その車間距離が所定未満である場合に、自車両が渋滞路を走行していると判定することができる。

・上記において、自車両が停止状態（車速がゼロ）であることを条件に、先行車が接近状態となる状況が繰り返されているか否かに応じて、自車両が渋滞走行中であるかを判定してもよい。

・上記において、自車両の車速が所定未満となった際（又は自車両が停止状態）に、先行車が接近状態であれば、先行車が接近状態となる状況が繰り返されていなくても、渋滞走行中であると判定してもよい。

・上記の図４のフローチャートにおいて、Ｓ２２〜Ｓ２４の各処理を省略してもよい。すなわち、Ｓ２１で渋滞走行であると判定した場合には、自車両の停車時間が予測可能であるか否かに関わらず、アイドリングストップ制御を禁止してもよい。または、Ｓ２４の処理を省略することで、自車両の停車時間に関わらず、自車両の停車時間が予測可能であると判定する場合には、アイドリングストップ制御を許可するようにしてもよい。

・上記において、自車両が信号装置のある道路を走行中の場合において、自車両と信号装置との間に距離がある場合には、信号装置の指示に従い、自車両の走行と停止とが一定周期で繰り返されることが生じる。そこで、自車両の走行と停止とが一定周期で繰り返されているか否かに基づいて、自車両の停車時間が予測可能であるか否かを判定してもよい。例えば、エンジン１１の自動停止と再始動との周期を記憶部に記憶する。そして記憶部に記憶されたエンジン１１の自動停止と再始動との周期を用いて、自車両の停車時間が予測可能であるかを判定することができる。

・上記において、信号装置の検知情報として、信号機が停止信号（赤信号等）であることや、踏切の遮断機が下りていることなどの情報を取得してもよい。

・上記において、ＥＣＵ２０による撮影画像の画像処理によって、先行車のブレーキランプを検出する。そして先行車のブレーキランプの点滅が一定周期である場合に、自車両の停車時間が予測可能であると判定することができる。一方、先行車のブレーキランプの点滅が不規則であれば、自車両の停車時間が予測できないと判定することができる。

・上記では、画像センサ２１を用いて先行車の検知情報を取得している。これ以外にも、自車両の前方の物体を検出可能な各種センサを用いて先行車の検知情報を取得することができる。例えば、レーダセンサを用いて先行車の検知情報を取得する。レーダセンサは、ミリ波やレーザ等の指向性のある電磁波を利用して自車両前方の物体を検出するものであり、自車両の前部においてその光軸が車両前方を向くように取り付けられる。レーダセンサは、所定時間ごとに車両前方に向かって所定範囲で広がる領域をレーダ信号で走査するとともに、車外の物体の表面で反射された電磁波を受信することで物体との距離、物体との相対速度等を検知情報として取得する。

・上記において、物体を検出するセンサの種類（例えばレーダセンサ）によっては、検知情報を用いて物体の種類を特定できないことが想定される。そこで、この場合には、撮影画像の画像処理で自車両の走行路の白線を検出する。なお、白線の検出方法は周知であり詳述は省略する。そして検出された物体のうち、自車両の走行路内に存在している物体を先行車として検出してもよい。

・上記において、車両にレーダセンサが搭載された構成においては、図４のＳ２３の自車両と停止部材との距離Ｄ２を、レーダセンサを用いて検出してもよい。

１１…エンジン、２０…ＥＣＵ、２１…画像センサ。

Claims (7)

1. 自車両に搭載されたエンジンの自動停止及び再始動をするアイドリングストップ制御機能を備えるエンジン制御装置であって、
   自車両の前方における物体の検知情報を取得する情報取得部と、
   自車両の車速が所定未満であることを判定する車速判定部と、
   自車両の車速が所定未満であると判定され、かつ前記検知情報として自車両前方の所定距離以内における先行車両の検知情報が取得されている場合に、自車両が渋滞路を走行していると判定する渋滞判定部と、
   自車両が渋滞路を走行していると判定される場合に、前記エンジンの自動停止を禁止すると判定する許否判定部と、
   を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記渋滞判定部は、自車両の走行及び停止の都度、前記先行車両の検知情報が繰り返して取得される場合に、自車両が渋滞路を走行していると判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記情報取得部は、前記検知情報として、自車両が停止状態から走行し、次に停止状態になるまでの期間における前記先行車両との離間距離を取得し、
   前記渋滞判定部は、前記離間距離が所定未満である場合に、自車両が渋滞路を走行していると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記情報取得部により取得される前記検知情報に基づいて、自車両が停止している状態での停車時間の予測が可能であるか否かを判定する停車時間判定部を備え、
   前記許否判定部は、自車両が渋滞路を走行していると判定される場合において、前記停車時間の予測が可能でなければ前記エンジンの自動停止を禁止し、前記停車時間の予測が可能であれば前記エンジンの自動停止を許可することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
5. 前記許否判定部は、自車両の停車時間が予測可能である場合、自車両の停車時間が所定時間よりも長ければ前記エンジンの自動停止を許可し、前記停車時間が所定時間よりも短ければ前記エンジンの自動停止を禁止する請求項４に記載のエンジン制御装置。
6. 前記情報取得部は、前記検知情報として道路における車両の進行を規制する信号装置の検知情報を取得し、
   前記停車時間判定部は、前記情報取得部により前記信号装置の検知情報が取得されていれば、前記停車時間の予測が可能であると判定する請求項４又は５に記載のエンジン制御装置。
7. 前記情報取得部は、自車両の前方領域を継続的に撮影する撮影部により取得された撮影画像又は自車両の前方領域における搬送波の送受信により取得される信号を用いて前記物体の検知情報を取得する請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

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