JP5783710B2

JP5783710B2 - アイドルストップ車の制御装置

Info

Publication number: JP5783710B2
Application number: JP2010266680A
Authority: JP
Inventors: 坂上　航介; 航介坂上
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: JP2012117419A

Description

この発明は、走行路の推定された勾配に基づいてアイドルストップ制御が許可される場合に、アイドルストップ制御を行なうアイドルストップ車の制御装置に関し、詳しくは、走行路の勾配の推定の安定性を考慮したアイドルストップ制御に関する。

従来、アイドルストップ車は、ＩＧ（イグニッション）オンの操作によりエンジンを始動すると、その後は、ＩＧオフの操作によりエンジンが停止するまで、アイドルストップ制御を実行し、所定の停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、所定の再始動条件の成立によりエンジンを自動的に再始動することをくり返す。

ところで、走行路が一定勾配以上の上り（又は下り）勾配であれば、自動停止したエンジンを再始動する際の車両のずり下がりの発生等を回避するため、アイドルストップ制御は禁止され、所定の停止条件が成立してもエンジンを自動停止しないようにしている（例えば、特許文献１（段落［０００９］、［００２８］、［００３３］、図１〜図５等）参照）。

なお、走行路の勾配は、加速度センサ（以下、Ｇセンサという）の検出加減速度が、勾配に基づく加減速度成分と、車速の変化に基づく加減速度成分を含むため、車両に備えたＧセンサの検出加減速度と、車輪速センサが検出した車速に基づき例えば下記数１の（１）式にしたがって算出された算出加減速度との差から求めて推定される。なお、（１）式中の１０００は車速の単位と周期の単位との整合を図る係数である。

また、燃費の一層の向上等を図るため、近年のアイドルストップ車においては、アイドルストップ制御により、走行が完全に停止しなくても所定車速（例えば７ｋｍ／ｈ）以下に減速すればエンジンを自動停止することが行なわれている。

特開２００５−２０７３２７号公報

前記した減速中にエンジンの自動停止を行なうアイドルストップ車の場合、とくに、走行路の勾配に対してアイドルストップ制御を適切に許可／不許可にしなければ、急な勾配での減速中にエンジンが自動停止し、ドライバ（ユーザー）に不安感を与える。

そして、起伏の多い悪路のように走行中の勾配が頻繁に変化する走行路では、勾配の推定が不安定になり易く、勾配の推定精度が低下し、推定した勾配に基づくアイドルストップ制御の許可／不許可の誤りが発生する可能性があり、場合によっては、一定勾配以上の勾配路での減速中に誤ってアイドルストップ制御でエンジンが自動停止する事態が生じる。

このような問題を回避するため、ブレーキ機構に電動油圧ポンプを備え、アイドルストップ制御により減速中にエンジンを自動停止する場合、電動油圧ポンプによって十分なブレーキ圧を発生して勾配の推定が不安定になる勾配変化の大きな走行路での車両のずり下がり等が生じないようにすることが考えられるが、この場合は、高価な電動油圧ポンプが必要になってアイドルストップ車のコストがアップする。

本発明は、電動油圧ポンプ等を用いない低コストの構成で、勾配の推定が不安定になる勾配変化の大きな走行路でのアイドルストップ制御を禁止することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のアイドルストップ車の制御装置は、勾配検出手段の検出加減速度と車速から算出された算出加減速度とに基づいて走行路の勾配を推定する推定手段と、前記推定手段が所定周期ごとに推定した推定勾配に基づいてアイドルストップ制御が許可される場合に、所定の停止条件の成立によりエンジンの自動停止に制御する制御手段とを備えたアイドルストップ車の制御装置であって、前記所定周期ごとの前記推定勾配の差の絶対値を予め設定した設定時間積算し前記推定勾配の変化量を算出して計上する計上手段と、前記計上手段が計上した前記変化量と予め設定されたしきい値とを比較し、前記変化量が前記しきい値よりも大きいときには、走行路が起伏の激しい悪路であって勾配の推定が不安定であり、小さいときには勾配の推定が安定であると判定する判定手段とを備え、前記しきい値は、前記推定勾配が設定勾配より大きくなるほど小さくなるように設定され、前記制御手段は、前記判定手段により勾配の推定が不安定であって悪路を走行中と判定した場合に、前記推定勾配の大きさからアイドルストップ制御が許可される場合であってもアイドルストップ制御を禁止することを特徴としている（請求項１）。

請求項１に記載の発明によれば、推定手段が推定した勾配の変化量を計上手段によって算出して計上し、計上手段によって計上された勾配の変化量がしきい値より大きいか小さいかによって、判定手段により勾配の推定が不安定か安定か判定し、計上された勾配の変化量がしきい値より大きく、判定手段が勾配の推定は不安定であると判定すれば、制御手段はアイドルストップ制御を禁止する。そのため、勾配の推定が不安定になる変化の大きな勾配路（悪路等）でのアイドルストップ制御が禁止され、一定勾配以上の勾配の走行路での減速中に間違ってアイドルストップ制御でエンジンが自動停止してしまうことを防止できる。そして、電動油圧ポンプ等は不要であり、コストが削減できる。また、推定手段による勾配の差の絶対値を設定時間積算した推定勾配の変化量を比較すべきしきい値を、推定手段による勾配が設定勾配より大きくなるほど小さくなるように設定したため、推定手段による勾配の差の絶対値の積算値があまり大きくなくてもアイドルストップ制御が禁止され、減速中のアイドルストップ制御でエンジンが自動停止してしまう事態の発生を一層確実に防止できる。

アイドルストップ車に適用した本発明の車両制御装置の一実施形態のブロック図である。図１の動作説明用の波形図であり、（ａ）は勾配変化が多い走行路の勾配変化例、車速、勾配変化量の計上値、アイドルストップ制御の禁止例を示し、（ｂ）は勾配変化が少ない走行路の勾配変化例、車速、勾配変化量の計上値、アイドルストップ制御の禁止例を示す。アイドルストップ制御の禁止判定に用いるしきい値の勾配に応じた変化例の説明図である。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して詳述する。

図１はアイドルストップ車１に備えられた車両制御装置のブロック構成を示し、アイドルストップ車１は、軽量化、小型化等を図るため、電源として１２Ｖの比較的小容量の１個の鉛バッテリ２を備える。鉛バッテリ２が本発明の車載のバッテリであり、負極端子はアイドルストップ車１の筐体に接続されている。

図１において、３はアイドルストップ車１のエンジン、４はエンジン３のトランスミッション側のＣＶＴでありエンジン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が介在する。

６はエンジン３を始動するスタータであり、リレー７を介して鉛バッテリ２から給電される。８は鉛バッテリ２の正極端子とリレー７との間に鉛バッテリ２に接近して設けられたバッテリセンサであり、鉛バッテリ２の温度、電流を検出する。９はエンジン３の回転力がベルト１０を介して伝達されるオルタネータであり、走行中等に発電出力で鉛バッテリ２を充電する。

１１はアイドルストップ制御のＥＣＵが形成するアイドルストップ制御部、１２はエンジン制御のＥＣＵが形成するエンジン制御部、１３はＡＢＳ（ａｎｔｉｌｏｃｋｅｄｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）制御のＥＣＵが形成するＡＢＳ制御部、１４はＣＶＴ制御のＥＣＵが形成するＣＶＴ制御部であり、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１５を介して情報をやり取りする。

１６はダッシュボードのコンビネーションメータが形成する表示部であり、通信バス１５から各種の表示データを受信する。

１７はアイドルストップ制御部１１に接続されたアイドルストップ車１のＧセンサであり、本発明の勾配検出手段を形成する。１８はＡＢＳ制御部１３に車速の検出情報を与える車輪速センサ、１９はＡＢＳ制御部１３にブレーキ機構のマスタシリンダ圧の検出情報を与える液圧センサである。

そして、アイドルストップ車１の概略の制御及び動作を説明すると、ドライバがＩＧキー（図示せず）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１５からアイドルストップ制御部１１に入力され、この入力に基づいてアイドルストップ制御部１１はリレー７を瞬時通電してオンし、鉛バッテリ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の発電電力で鉛バッテリ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、アイドルストップ制御部１１がアイドルストップ制御を実行する。

アイドルストップ制御部１１には、通信バス１５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）及び、鉛バッテリ２の電流、温度等の情報、ＡＢＳ制御部１３の検出車速、マスタシリンダ圧等の情報、ＣＶＴ制御部１４のロックアップクラッチ情報、Ｇセンサ１７の検出情報、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所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、アイドルストップ制御中のアイドルストップ制御部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、アイドルストップ制御の所定の停止条件（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所定車速以下に低下すれば、エンジン制御部１２にエンジン停止を指令し、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。

つぎに、交通信号が青信号に変わる等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、アイドルストップ車１がアイドルストップ制御の所定の再始動条件（例えばストップランプが消灯していてドアが閉じている等の条件）の成立を確認することにより、アイドルストップ制御部１１はリレー７を瞬時通電してオンし、鉛バッテリ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。

ところで、アイドルストップ制御により減速中にエンジンの自動停止を行なう場合、前記したように、走行路の勾配に対してアイドルストップ制御を適切に許可／不許可にしなければ、本来はアイドルストップ制御が行なわれない一定以上の勾配での減速中にエンジンが自動停止し、ドライバ（ユーザー）に不安感を与えるだけでなく、実際に車両のずり下り等が発生する可能性がある。

そこで、アイドルストップ制御部１１は、走行路の勾配（絶対値）によってアイドルストップ制御の許可／不許可を決定し、許可されている間はアイドルストップ制御によってエンジン３の自動停止、再始動を行なう一方、走行路の勾配が設定値より大きく、アイドルストップ制御を実行すると、エンジン３の再始動時にクリープ力の消失にともなって車両のずり下がり等が発生する可能性があるときには、アイドルストップ制御を禁止してエンジン３を自動停止しないようにする。

そして、走行路の勾配は、Ｇセンサ１７の検出加減速度（以下、Ｇセンサ値という）が、勾配に基づく加減速度成分と、車速の変化に基づく加減速度成分を含むため、Ｇセンサ値と、車輪速センサ１８の検出車速の時間変化（車速変化）に基づく加減速度の値との差から求めて推定できる。

また、起伏の激しい悪路のように走行中の勾配が頻繁に変化する勾配路等を走行している場合、勾配の推定が不安定になると、推定した勾配に基づくアイドルストップ制御の許可／不許可の誤りが発生する可能性があり、減速中に間違ってアイドルストップ制御でエンジンが自動停止する可能性がある。

そこで、アイドルストップ制御部１１は本発明の推定手段、計上手段、判定手段及び制御手段を備える。これらの手段は、予め設定されたそれぞれのプログラムをマイクロコンピュータが実行して形成される。

推定手段は、前記（１）式の演算により、通信バス１５を介したＡＢＳ制御部１３からの車輪速センサ１８の時々刻々の検出車速の例えば数ｍｓ程度の微小な設定周期毎の差からアイドルストップ車１の時々刻々の加減速度を、算出加減速度として算出する。また、Ｇセンサ１７のＧセンサ値と前記算出加減速度とに基づき、下記数２の（２）式からアイドルストップ車１の走行路の時々刻々の勾配を算出して推定する。

計上手段は設定時間に推定手段が推定した勾配の変化量を測定して計上することをくり返す手段である。推定した勾配の変化量を計上する手法はどのようであってもよいが、本実施形態の場合は、推定手段が微小周期（例えば数１０ｍｓ周期）毎に推定した勾配の差の絶対値を設定時間（例えば１ｓ又は２ｓ程度の時間）積算することをくり返し、各設定時間の積算値を、推定手段が推定した勾配の変化量として求めることが計上することである。この場合、推定した勾配が変化する程、また、各設定時間の積算値は前記設定時間の周期で増減変化し、その変化量が大きい程、各設定時間の積算値（計上値）は大きくなる。

判定手段は計上手段の前記設定時間の積算値と設定された判定のしきい値αとを比較し、積算値がしきい値αより大きい間には、勾配の推定が不安定であると判断してアイドルストップ制御の禁止フラグをセットし、前記積算値がしきい値α以下の間には、勾配の推定が安定であると判断してアイドルストップ制御の許可フラグをセットすることにより、前記計上手段が計上した勾配の変化量の前記積算値に基づいて勾配の推定の不安定性を判定する。

制御手段は、基本的に、前記推定手段が推定した走行路の勾配（絶対値）が許可／不許可のしきい値以下であるか否かによってアイドルストップ制御の許可／不許可を決定するが、前記判定手段により推定が不安定であると判定された場合には、前記推定手段が推定した走行路の勾配がアイドルストップ制御の許可／不許可のしきい値以下であっても、前記判定手段の判定を優先してアイドルストップ制御を禁止する。

図２（ａ）は勾配変化が多い坂道（走行路）の勾配変化例（実線ａ１）、車速（破線ｂ１）、勾配変化（実線ａ１）の絶対値の積算値（破線ｃ１）、アイドルストップ制御の禁止判定例（実線ｄ１）を示す。

図２（ｂ）は勾配変化が少ない坂道（走行路）の勾配変化例（実線ａ２）、車速（破線ｂ２）、勾配の変化量の計上値の一例である勾配変化（実線ａ２）の絶対値積算値（破線ｃ２）、アイドルストップ制御の禁止判定例（実線ｄ２）を示す。

そして、走行路の勾配は走行路の起伏状態等によって変化し、例えば走行路が起伏の激しい悪路であれば、例えば図２（ａ）の実線ａ１に示すように推定される勾配が頻繁に大きく変化し、とくに変化が大きい時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間には前記積算値がしきい値αより大きくなり、勾配の大きさからはアイドルストップ制御が許可される状態であっても、減速中のアイドルストップ制御が禁止される（実線ｄ１）。一方、走行中の登坂路の起伏が少なければ、例えば図２（ｂ）の実線ａ２に示すように推定される勾配の変化が小さく、前記積算値がしきい値α以下に保たれて減速中のアイドルストップ制御が禁止されことがない（実線ｄ２）。

したがって、本実施形態の場合、勾配の推定精度が低下する悪路等の走行中には、勾配の大きさからはアイドルストップ制御が許可される状態であっても、アイドルストップ制御が禁止され、所定以上の勾配路で間違って減速中のアイドルストップ制御でエンジン３が自動停止してしまうことがない。この場合、電動油圧ポンプ等は不要であり、アイドルストップ車１のコストがアップするがなく、コスト削減に寄与する。

そして、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り、例えば、判定手段の判定のしきい値αは、一定値であってもよいが、推定される勾配の大きさに応じて変えるようにしてもよい。

図３はしきい値αが推定される勾配（傾斜）の大きさに応じて変化する例を示し、この例の場合、推定された勾配が設定勾配θｒ以下の緩やかな範囲であればしきい値αは大きめの所定値α１であり、前記積算値がかなり大きくならないとアイドルストップ制御は禁止されないが、推定された勾配が設定勾配θｒより大きくなって勾配が急になると、しきい値αは所定値α１より小さな所定値α２に変化し、前記積算値があまり大きくなくてもアイドルストップ制御が禁止され、減速中のアイドルストップ制御でエンジン３が自動停止してしまう事態の発生が一層確実に防止される。

つぎに、推定した勾配の変化を計上する他の方法として、例えば、増加側カウンタと減少側カウンタを用意し、各設定時間に、勾配が増加変化する回数を増加側カウンタで計数し、勾配が減少変化する回数を減少側カウンタで計数して計上する方法であってもよい。この場合、両カウンタの計数値の差が所定値以下であれば、起伏の激しい走行路の走行中であるので勾配の推定が不安定であると判断してアイドルストップ制御を禁止すればよい。

つぎに、前記実施形態において、しきい値αの大きさ等は、実験等に基づいて適当に設定すればよい。

そして、本発明は、駆動源として、少なくともエンジン３のようなエンジンを備えた種々のアイドルストップ車の車両制御装置に適用することができる。

１アイドルストップ車
３エンジン
１１アイドルストップ制御部

Claims

勾配検出手段の検出加減速度と車速から算出された算出加減速度とに基づいて走行路の勾配を推定する推定手段と、前記推定手段が所定周期ごとに推定した推定勾配に基づいてアイドルストップ制御が許可される場合に、所定の停止条件の成立によりエンジンの自動停止に制御する制御手段とを備えたアイドルストップ車の制御装置であって、
前記所定周期ごとの前記推定勾配の差の絶対値を予め設定した設定時間積算し前記推定勾配の変化量を算出して計上する計上手段と、
前記計上手段が計上した前記変化量と予め設定されたしきい値とを比較し、前記変化量が前記しきい値よりも大きいときには、走行路が起伏の激しい悪路であって勾配の推定が不安定であり、小さいときには勾配の推定が安定であると判定する判定手段とを備え、
前記しきい値は、前記推定勾配が設定勾配より大きくなるほど小さくなるように設定され、
前記制御手段は、前記判定手段により勾配の推定が不安定であって悪路を走行中と判定した場合に、前記推定勾配の大きさからアイドルストップ制御が許可される場合であってもアイドルストップ制御を禁止することを特徴とするアイドルストップ車の制御装置。