JP6089103B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

車両制御装置及び車両制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、先行車追従走行時において、自車の運転・走行状態が所定の条件を満たすとき、車載エンジンを一時的に停止させる走行時アイドルストップ制御を行うようにされた車両制御装置及び車両制御方法に関する。
近年、車両制御の分野においては、燃費向上や排出ガス削減を主目的として、例えば特許文献１に見られるように、駐停車や信号待ち等の間にエンジンを一時的に停止させ、その後、アクセルペダルが踏込まれたとき、エンジンを再始動させるアイドルストップ制御を行うことが普及してきている。
また、走行時において、エンジンを一時的に停止させ、その後再始動させる制御（以下、走行時アイドルストップ制御と称する）も、従来より知られている。
この従来の走行時アイドルストップ制御は、通常、運転者がブレーキペダルを踏込み、かつ、自車両の速度が所定速度以下（低速）になったとき、エンジンを停止させ、運転者がブレーキペダルを離したとき、エンジンを再始動するようになっている。
なお、特許文献２には、走行時において、車両の運転・走行状態が所定の条件を満たすとき、エンジンを一時的に停止させ、前記条件を満たさなくなったとき、車両の運動エネルギーを利用してエンジンを再始動させる制御が開示されている。
特開２０１０−３０４３０号公報 特開２０１２−１２７２６５号公報
従来の走行時アイドルストップ制御は、自車前方に先行車がいる場合であっても、エンジン停止とエンジン再始動のタイミングは運転者のブレーキペダル操作に依存している。
運転者のブレーキペダル操作に依存すると、例えば運転者が過剰にアクセルペダルを踏込んだ場合に、自車が必要以上の速度を持ってしまうため、ブレーキペダル操作による速度調整をすることになる。このときのブレーキペダル操作により失われたエネルギー分の加速は無駄であると言える。
また、ブレーキペダルを解放している間はエンジンがアイドル状態になる。これは、仮に走行時アイドルストップ（エンジン停止）の状態から運転者のアクセルペダル踏込でエンジンを再始動させた場合、自車の加速はエンジンの再始動にかかる分の遅れが生じる。
これを防ぐためには、運転者がアクセルペダルを踏込む可能性がある場合は、前もってエンジンを始動させておく必要があるが、運転者がアクセルペダルを踏込むまでの時間が長くなるとアイドル状態が続くため、無駄に燃料を消費する。
さらに、従来の走行時アイドルストップ制御では、自車が低速走行時にのみエンジン停止が可能であり、高速走行時はエンジンを停止しないようになっている。これは、高速走行時にはエンジン始動に要する遅れ時間（ショックを生じることなく変速機に接続して動力伝達可能な状態になるまでの所要時間）が運転者のブレーキペダル操作からアクセルペダル操作への移行時間で補えきれないほど大きくなるためである。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、先行車追従走行時において、運転性の低下を招くことなくエネルギー消費を可及的に抑制することができ、且つ、運転者に違和感を生じさせることなく燃費向上及び排出ガス削減等を効果的に図ることのできる車両制御装置及び車両制御方法を提供することにある。
前記目的を達成すべく、本発明の車両制御装置は、先行車追従走行時において、自車の運動エネルギー、先行車の速度、及び先行車との車間距離に基づいて、将来自車に必要とされる運動エネルギーを予測し、この予測された運動エネルギーと現在の運動エネルギーとに基づいて、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギーが十分にあるか否かを判定し、前記運動エネルギーが十分にあると判定され、かつ、自車の運転・走行状態が他の走行時アイドルストップ条件を満たしているとき、前記エンジンを停止させる制御を行う。
本発明に係る車両制御装置では、走行時アイドルストップ（エンジン停止）中に運転者がブレーキペダルを解放しても、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギー（以下、追従用運動エネルギーと略称）が十分にある場合には、エンジンを停止し続けることができ、また、エンジン停止中に追従用運動エネルギーが不足した場合には、エンジンを再始動するようにされるので、運転者がアクセルペダルを踏み始める前にエンジンを再始動させておくことができ、その結果、運転者に違和感を生じさせることなく燃費向上及び排出ガス削減等を効果的に図ることができる。
上記した以外の、課題、構成、及び作用効果は、以下の実施形態により明らかにされる。
本発明に係る車両制御装置の一実施例を、それが適用された車両と共に示す概略構成図。 図１に示される車両制御装置の主要部を示す機能ブロック図。 先行車追従走行時における自車と先行車の関係の説明等に供される図。 坂道での先行車追従走行時における自車と先行車の関係の説明等に供される図。 車両統合制御ユニットが実行する先行車追従走行時アイドルストップ制御ルーチンの処理内容及びその手順の一例を示すフローチャート。 本発明実施例の先行車追従走行時アイドルストップ制御による走行パターン１の説明に供されるタイムチャート。 本発明実施例の先行車追従走行時アイドルストップ制御による走行パターン２の説明に供されるタイムチャート。 本発明実施例の先行車追従走行時アイドルストップ制御による走行パターン３の説明に供されるタイムチャート。 本発明実施例の先行車追従走行時アイドルストップ制御による走行パターン４の説明に供されるタイムチャート。 本発明実施例の先行車追従走行時アイドルストップ制御による走行パターン５の説明に供されるタイムチャート。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る車両制御装置の一実施例を、それが適用された車両と共に示す概略構成図、図２は、図１に示される車両制御装置の主要部を示す機能ブロック図である。
図示例の車両１は、走行用動力源としての、例えば筒内噴射式ガソリンエンジン１０、該エンジン１０に接離可能な自動変速機１２、プロペラシャフト１３、ディファレンシャルギア１４、ドライブシャフト１５、４つの車輪１６及び液圧式ブレーキ１８を備えた一般的な構成の後輪駆動車である。
車両１には、これに搭載配備された装置、アクチュエータ、機器類の統合制御を司る、本発明の車両制御装置５の主要部を構成する車両統合制御ユニット２０、エンジン制御を司るエンジン制御ユニット３０、変速機制御を司る変速機制御ユニット４０等の、マイクロコンピュータを内蔵した制御ユニットが所定部位に配置されている。
各制御ユニット及び後述するセンサ類を含む装置、アクチュエータ、機器類は、車内ＬＡＮ（ＣＡＮ）を通じて信号・データの授受を行えるようになっている。
車両１の前部には、ステレオカメラ１７が配備されている。このステレオカメラ１７は、マイクロコンピュータを内蔵した制御ユニット部分を持っており、制御ユニット部分は、撮影された映像に基づいて、先行車の自車との相対速度、自車の前方の先行車、障害物、対向車等と自車との距離（車間距離等）、先行車の車体の下端の高さ（自車から見た高さ位置）などを算出し、それを車両統合制御ユニット２０に供給する。
車両統合制御ユニット２０には、各車輪１６の回転速度を検出する４つの車輪速センサ２１、アクセルペダル２４の開度（踏込量）を検出するアクセルペダルセンサ２５、ブレーキペダル２７の踏込量を検出するブレーキセンサ２８、自車の勾配を検出するジャイロセンサ１９等からの信号も供給される。
なお、図示の車両１は、本発明を適用可能な車両の一例であり、本発明を適用可能な車両の構成を限定するものではない。
例えば、前記自動変速機１２に代えて無段変速機（ＣＶＴ）を採用した車両でもよいし、外界認識センサとして、ステレオカメラ１７に代えてレーザーレーダーやミリ波レーダー，モノカメラなどのうちの一つないし複数の組み合わせを用いて前記相対速度、車間距離等を求めるようにしてもよい。
また、ブレーキペダル２７の踏込量は、前記ブレーキセンサ２８の他に、ブレーキ１８の制御系のブレーキ液圧を検出する液圧センサ（図示せず）によっても検出するようになっている。
前記エンジン制御ユニット３０には、前記車両統合制御ユニット２０や変速機制御ユニット４０等の制御ユニットからの信号・データの他に、エンジン１０に配備されたセンサ類から、エンジン１０の運転状態（エンジン回転数、吸入空気量、スロットル開度、筒内圧力等）を表わす、あるいはそれらを求める際の基礎となる様々な信号が供給され、エンジン制御ユニット３０は、それらの信号に基づいて、後述する図２に示される如くに、燃料噴射弁３１、点火コイルや点火プラグ等からなる点火ユニット３３、電制スロットル弁３４等に向けて所定の制御信号を供給して、燃料噴射（量）制御、点火（時期）制御、スロットル開度制御等を実行する。
上記構成に加えて、本実施例の車両１には、アクセルペダル２４に通常の復元力に加えて操作反力を付与する反力アクチュエータ２６が付設されている。このアクチュエータ２６には車両統合制御ユニット２０から制御信号が供給される。
ここで、本発明実施例の車両制御装置５の特徴とするところは、先行車追従走行時において、自車の運動エネルギー、先行車の速度、及び先行車との車間距離に基づいて、将来自車に必要とされる運動エネルギーを予測し、この予測された運動エネルギーと現在の運動エネルギーとに基づいて、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギー（追従用運動エネルギー）が十分にあるか否かを判定し、追従用運動エネルギーが十分にあると判定され、かつ、自車の運転・走行状態が他の走行時アイドルストップ条件を満たしているとき、前記エンジンを一時的に停止させる走行時アイドルストップを行うようになっていることである。
次に、上記追従用運動エネルギーが十分にあるか不足しているかの判定について、図３、図４を用いて説明する。
図３は、自車及び先行車が平坦路を走行中の状態を示し、図３（Ａ）は、時間ｔ＝０のときの自車と先行車の関係を表し、図３（Ｂ）は自車が時間ｔ＝０、座標Ｐ（０，０）から惰性走行で座標Ｐ（Ｌ，０）に到達するときの予想を表し、そのときの時間がｔ＝Ｔ（秒）である。図３（Ａ）、（Ｂ）（及び後述の図４）において、
ｖ１：現在の自車速度
Ｖ１：現在の先行車速度
Ｌ：現在の車間距離
ｖ２：Ｔ秒後の自車速度
である。
なお、図２に示される如くに、自車速度は４つの車輪速センサ２１からの信号等に基づいて算出され、先行車速度は自車速度とステレオカメラ１７からから得られる相対速度とに基づいて算出される。
図３（Ａ）、（Ｂ）から、自車が惰性走行で先行車に追従するには、下記の式（１）の関係が成立すればよいことがわかる．

ｖ2 ＞Ｖ１・・・・・・・（１）

式（１）からは、ｍを自車重量、Ａを予測減速度とすれば、次式（２）が導き出せる。
なお、自車重量ｍは、内部処理により固定値に今回の乗車運転時における積載重量を加算した重量として算出され、予測減速度Ａは、惰性走行時であるので自車速度の変化率に基づいて算出でき、例えば、０.１［Ｇ］のように表わされる。
Figure 0006089103
式（２）の左辺第一項は、現在の自車の運動エネルギーであり、左辺第二項は自車が先行車の現在位置である座標Ｐ（Ｌ，０）を通過する際に最低限必要な運動エネルギーである。言い換えれば、左辺第二項は自車が先行車速度で走行すると仮定した場合の予測運動エネルギーである。したがって、左辺は、自車の運動エネルギーと自車が先行車速度で走行すると仮定した場合の運動エネルギーとの差分である余剰運動エネルギーを表している。
また、式（２）の右辺は、車両１が現在位置である座標Ｐ（０，０）から先行車の現在位置である座標Ｐ（Ｌ，０）に到達するまでの間、エンジンを停止した惰性走行を行う場合の自車の損失運動エネルギーである。
従って、式（２）は自車の余剰運動エネルギーが損失運動エネルギーより大きい関係を示しており、式（２）が成立すれば、前記追従用運動エネルギーが十分にあると言え、自車は惰性走行で座標Ｐ（Ｌ，０）をＶ１以上の速度で通過できる。
一方、図４（Ａ）、（Ｂ）に上り坂走行時の様子が示されているように、前記式（１）は走行抵抗と勾配を加味すると、式（３）のような関係式で表すこともできる。
なお、図４において、
ｈ：先行車の相対高さ
である。先行車の相対高さｈは、自車及び先行車の勾配と車間距離Ｌに基づいて算出される。先行車の勾配は、図２に示される如くに、例えば、自車速度とエンジントルク、ステレオカメラ１７から得られる先行車両の車体の下端の高さ位置、ジャイロセンサ１９から得られる自車勾配等に基づいて算出（推定）される。
また、式（３）において、
ａ（ｔ）：時間ｔにおける走行抵抗
ｖ（ｔ）：時間ｔにおける自車速度
ｇ：重力加速度
である。
Figure 0006089103
式（３）の左辺は、式（２）と同じで、現在の自車の運動エネルギーであり、左辺第二項は自車が先行車の現在位置である座標Ｐ（Ｌ，Ｈ）を通過する際に最低限必要な運動エネルギーである。言い換えれば、左辺第二項は自車が先行車速度で走行すると仮定した場合の予測運動エネルギーである。したがって、左辺は、自車の運動エネルギーと自車が先行車速度で走行すると仮定した場合の運動エネルギーとの差分である余剰運動エネルギーを表している。
また、右辺第一項は座標Ｐ（０，０）から座標Ｐ（Ｌ，Ｈ）までエンジンを停止した惰性走行を行う場合の走行抵抗で損失するエネルギーであり、式（２）の右辺に相当する。右辺第二項は座標Ｐ（Ｌ，Ｈ）の相対的な位置エネルギーである。つまり、式（３）の右辺は、自車が座標Ｐ（０，０）から座標Ｐ（Ｌ，Ｈ）に到達するために必要な損失エネルギーを示している。
従って，式（３）は自車の余剰運動エネルギーが損失運動エネルギーより大きい関係を示しており、式（３）が成立すれば、前記追従用運動エネルギーが十分にあると言え、自車は惰性走行で座標Ｐ（Ｌ，Ｈ）をＶ１以上の速度で通過できる。
次に、本実施例の車両制御装置５が実行する先行車追従走行時アイドルストップ制御を詳細に説明する。
本実施例の車両制御装置５の主要部を構成する車両統合制御ユニット２０は、図２に機能ブロック図で示されているように、余剰運動エネルギー算出手段５１と、損失運動エネルギー算出手段５２と、追従用運動エネルギー有無判定手段５３と、アイドルストップ可否判定手段５５と、アクセルペダル反力付与制御手段５７と、を備える。
余剰運動エネルギー算出手段５１は、自車重量ｍ及び自車速度ｖに基づいて、自車の運動エネルギーと自車が先行車速度Ｖで走行すると仮定した場合の自車予測運動エネルギーとの差分である余剰運動エネルギーを算出する。
損失運動エネルギー算出手段５２は、自車重量ｍ、自車の予測減速度Ａもしくは走行抵抗、先行車との車間距離Ｌ、及び先行車の相対高さｈに基づいて、自車の損失運動エネルギーを算出する。
追従用運動エネルギー有無判定手段５３は、前記余剰運動エネルギーと損失運動エネルギーとに基づいて、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギー（追従用運動エネルギー）が十分にあるか不足しているかを判定する。ここでは、余剰運動エネルギーが損失運動エネルギーより大であれば、追従用運動エネルギーが十分にあると判定し、余剰運動エネルギーが損失運動エネルギーより小であれば、追従用運動エネルギーが不足していると判定する。
アイドルストップ可否判定手段５５は、
（ａ）追従用運動エネルギーが十分にあると判定され、かつ、自車の運転・走行状態が他のアイドルストップ条件（例えば、アクセルペダル２４が踏込まれていないこと等）を満たしているとき、エンジン停止指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。
（ｂ）アイドルストップ（エンジン停止）中に、追従用運動エネルギーが不足していると判定されたとき、エンジン再始動指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。
（ｃ）エンジン停止中に、アクセルペダル２４の踏込みが検知されたとき、エンジン再始動指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。
（ｄ）低速走行時においてブレーキペダル２７の踏込みが検知されている間は、追従用運動エネルギーが不足していると判定された場合でも、エンジン停止指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。
（ｅ）高速走行時において追従用運動エネルギーが十分にあると判定された場合は、ブレーキペダルの踏込み如何に拘わらず、他のアイドルストップ条件（例えば、アクセルペダル２４が踏込まれていないこと等）を満たしている限り、エンジン停止指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。
アクセルペダル反力付与制御手段５７は、追従用運動エネルギーが十分にあると判定されたとき、アクセルペダル反力付与アクチュエータ２６を作動させてアクセルペダル２４に通常の復元力に加えて操作反力を付与させ、追従用運動エネルギーが不足していると判定されたとき、及び、前記操作反力を付与し続けたにも拘わらず、アクセルペダル２４が踏み増しされたとき、もしくは所定時間以上踏み続けられたとき、反力付与アクチュエータ２６による操作反力付与を解除させる制御を行う。
アクセルペダル２４に操作反力を付与する操作は、アクセルペダル２４に反力を与えることで運転者にアクセルペダル２４を解放させて惰性で走行することを促すために行われる。また、前記操作反力を付与し続けたにも拘わらず、アクセルペダル２４が踏み増しされたとき、もしくは所定時間以上踏み続けられたときは、運転者の意思を尊重して反力付与アクチュエータ２６による操作反力付与を解除させる。なお、アクセルペダル２４に反力を与えることができない車両の場合は、ブザーやモニター表示等で運転者にアクセルペダルを解放するように通知してもよい。
エンジン制御ユニット３０は、アイドルストップ可否判定手段５５からエンジン停止指令が届くと、燃料噴射弁３１への燃料噴射（駆動）パルス信号の供給を停止し、さらに点火ユニット３３への点火信号の供給も停止し、また、電制スロットル弁３４を全開にする等の必要な処理を行う。これにより、エンジンが停止する。
また、エンジン制御ユニット３０は、アイドルストップ可否判定手段５５からエンジン再始動指令が届くと、電制スロットル弁を開くとともに、クランキングを開始し、燃料噴射弁３１への燃料噴射（駆動）パルス信号の供給を再開し、さらに点火ユニット３３への点火信号の供給も再開する。これにより、エンジンが再始動する。
さらに加えて、アイドルストップ可否判定手段５５は、エンジン制御ユニット３０にエンジン停止指令を出力するときには、それと同時に、変速機制御ユニット４０にエンジン遮断指令を出力し、エンジン再始動指令を出力するときには、それと同時に、変速機制御ユニット４０にエンジン接続指令を出力する。これにより、エンジン停止時にはエンジン１０と変速機１２とが機械的に切り離され、エンジンブレーキがかからなくなるので、走行抵抗が減じられる。また、エンジン再始動以後にはエンジン１０と変速機１２とが接続され、通常の動力伝達が行われる。
次に、車両統合制御ユニット２０が実行する走行時（先行車追従走行時）アイドルストップ制御ルーチンの処理内容及びその手順の一例を、図５のフローチャートを参照しながら説明する。このルーチンは、所定時間（周期）毎に繰り返し実行される。
まず、ステップＳ７１（以下、「ステップ」は省略）において、ステレオカメラ１７からの信号データに基づいて自車の前方に先行車が存在しているか否かを判断する。先行車がいない場合は、走行時（先行車追従走行時）におけるアイドルストップ制御は行わないので、このルーチンを終了し、先行車がいる場合はＳ７２に進む。
Ｓ７２では、自車が低速走行中か否かを判断する。自車が低速走行中の場合はＳ７３に進み、自車が低速走行中ではない、つまり高速走行中の場合は、Ｓ７３を通ることなくＳ７６へ進む。
Ｓ７３では、運転者がブレーキペダル２７を踏込んでいるか否かを判断する。運転者がブレーキペダル２７を踏込んでいる場合はＳ７５へ進み、エンジン停止指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。また、運転者がブブレーキペダル２７を踏込んでいない場合はＳ７６へ進む。
上記のように、自車が高速走行中の場合は、Ｓ７３を通ることなくＳ７６へ進むようにしているのは、次のような理由による。すなわち、高速走行中においては、運転者のブレーキペダル操作を条件にしてはエンジンを停止することができない。これは、高速域においてエンジンの再始動にかかる時間が運転者のブレーキペダル操作からアクセルペダル操作への移行時間で補えない場合があるためである。
Ｓ７６では、算出手段５１で説明したように、自車重量ｍ及び自車速度ｖに基づいて、自車の運動エネルギーと自車が先行車速度Ｖで走行すると仮定した場合の自車予測運動エネルギーとの差分である余剰運動エネルギーを算出する。
続くＳ７７では、算出手段５２で説明したように、自車重量ｍ、自車の予測減速度Ａもしくは走行抵抗、先行車との車間距離Ｌ、及び先行車の相対高さｈに基づいて、自車の損失運動エネルギーを算出する。
次に進むＳ７８では、判定手段５３で説明したように、前記余剰運動エネルギーと損失運動エネルギーとに基づいて、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギー（追従用運動エネルギー）が十分にあるか不足しているかを判断する。ここでは、余剰運動エネルギーが損失運動エネルギーより大であれば、追従用運動エネルギーが十分にあると判断してＳ８１に進み、余剰運動エネルギーが損失運動エネルギーより小であれば、追従用運動エネルギーが不足していると判断してＳ８６に進む。
追従用運動エネルギーが十分にあると判断された場合に進むＳ８１では、追従用運動エネルギー十分フラッグＦがセット（＝１）されているか否かを判断し、Ｆ＝１ではない場合には、Ｓ８２でＦをセット（←１）してＳ８５に進む。
Ｓ８５では、追従用運動エネルギーが十分にあることから、アクセルペダル反力付与アクチュエータ２６を作動させてアクセルペダル２４に通常の復元力に加えて操作反力を付与させる。この操作は、前述したように、アクセルペダル２４に反力を与えることで運転者にアクセルペダル２４を解放させて惰性で走行することを促すために行われる。
一方、Ｓ７８で追従用運動エネルギーが不足していると判断された場合に進むＳ８６では、追従用運動エネルギー十分フラッグＦがリセット（＝０）されているか否かを判断し、Ｆ＝０である場合には、Ｓ８５（アクセルペダル２４に操作反力付与）を経由することなくＳ８７に進む。
また、Ｓ８１でＦ＝１であると判断された場合にもＳ８６に進み、ここでＦ＝０でないと判断された場合は、前回から今回までの間に追従用運動エネルギー十分状態から不足状態に変化していることになるので、Ｓ８８においてＦをリセット（←０）してＳ８９に進む。
Ｓ８９では、追従用運動エネルギーは不足状態であり、運転者にアクセルペダル２４の解放を促す必要はなくなるため、反力付与アクチュエータ２６による操作反力付与を解除させ、このルーチンを終了する。また、本ルーチンとは別のルーチンにおいて、前記操作反力を付与し続けたにも拘わらず、アクセルペダル２４が踏み増されたとき、もしくは所定時間以上踏み続けられたときは、運転者の意思を尊重して反力付与アクチュエータ２６による操作反力付与を解除させる。なお、一旦、操作反力付与を解除すると、反力付与アクチュエータ２６は次に作動命令（信号）が来るまで解除状態を維持する。
一方、Ｓ８５に続くＳ８７では、アクセルペダル２４が踏込まれているか否かを判断し、踏込まれていない場合はＳ９１に進み、Ｆ＝１であるか否か、すなわち、追従用運動エネルギーが十分あるか不足しているかを判断し、十分ある場合はＳ９２に進んで、エンジン停止指令を出力してこのルーチンを終了する。
また、Ｓ９１において追従用運動エネルギーが不足している（Ｆ＝０）と判断された場合には、Ｓ９３に進んで、エンジン停止中か否かを判断し、エンジン停止中であれば、Ｓ９４に進み、エンジン再始動指令を出力してこのルーチンを終了し、エンジン停止中でなければ、すなわち、エンジンが稼働（回転）しておれば、何もせずにこのルーチンを終了する（一旦エンジン再始動指令を出せば、繰り返してエンジン再始動指令を出す必要はない）。
また、Ｓ８７において、アクセルペダル２４が踏込まれていると判断された場合には、続くＳ９５において、エンジン停止中か否かを判断し、エンジン停止中であれば、Ｓ９６においてエンジン再始動指令を出力してこのルーチンを終了し、エンジン停止中でなければ、すなわち、エンジンが稼働（回転）しておれば、何もせずにこのルーチンを終了する。
次に、本発明実施例の先行車追従走行時アイドルストップ制御を、具体的な走行パターン（図６〜図１０）を例にとって説明する。
図６に示される走行パターン１は、時点ｔ１までは自車が一定速度で走行し、先行車は減速中であるが、追従用運動エネルギーが不足している。時点ｔ１で、追従用運動エネルギーが十分にある状態となり、アクセルペダル２４に反力が付与される。運転者はアクセルペダル２４の反力に従い、時点ｔ２においてアクセルペダル２４を解放する。
これにより走行時アイドルストップ条件が成立し、燃料噴射等が停止され、エンジンが停止する。このような走行パターンにおいて、従来の走行時アイドルストップ制御では、運転者が過剰に加速していることに気がつきにくいため、時点ｔ１後もアクセルペダル２４を踏み続ける可能性が高く、燃費を悪化させる場合があった。また、従来の走行時アイドルストップ制御では、時点ｔ２後のようにアクセルペダル２４を解放した状態でも、ブレーキペダル２７を踏込むまではアイドル状態を維持するため、燃費が悪くなっていた（ブレーキペダル２７を踏込むまでの時間が長いほど燃費は悪くなる）。
図７に示される走行パターン２は、時点ｔ３までは自車が一定速度で走行し、先行車は減速中であるが、追従用運動エネルギーが不足している。時点ｔ３で、追従用運動エネルギーが十分にある状態となり、アクセルペダル２４に反力が付与されるが、運転者は先行車を追い越すべく、アクセルペダル２４の反力に従わず踏み増している。
この場合は、運転者の意図を優先し、追従用運動エネルギーが十分にあってもエンジンを停止しない。このような走行パターン２では、従来の走行時アイドルストップ制御と燃費の差はほとんど生じないが、運転者の意図を確認する点で従来の走行時アイドルストップ制御と異なっている。なお、前述したように、運転者がアクセルペダル２４の反力に従わず踏み増しているので、その直後に運転者の意思を尊重して反力付与アクチュエータ２６による操作反力付与は解除される。
図８に示される走行パターン３は、時点ｔ５まで先行車は加速しているが自車速度が大きいため惰性で接近しており、また追従用運動エネルギーが十分にあるためエンジンが停止している。時点ｔ５後、追従用運動エネルギーが不足したためエンジンを再始動し、時点ｔ６後、運転者がアクセルペダル２４を踏込み始めて先行車に追従するべく加速している。
このような走行パターン３において、従来の走行時アイドルストップ制御では、時点ｔ５までブレーキペダル２７を踏込んでいないためアイドル状態であり、燃費を悪化させていたが、本発明実施例ではそれが改善される。
図９に示される走行パターン４は、自車は低速走行中で、時点ｔ８まで先行車は加速しているが、自車速度が大きいためブレーキ減速で接近しており、また、追従用運動エネルギーが十分にあるためエンジンが停止している。
時点ｔ８以後は、追従用運動エネルギー不足状態となっているが、運転者がブレーキ減速を継続しているため時点ｔ９まではエンジン停止を維持している。時点ｔ９において、運転者がブレーキを解放したためエンジンが再始動され、時点ｔ１０において、運転者がアクセルペダル２４を踏み始めて先行車に追従するべく加速している。
このような走行パターン４では、従来の走行時アイドルストップ制御と同じになるため、従来以上に燃費が悪化することはない。
図１０に示される走行パターン５は、自車が高速走行中で、時点ｔ１２まで先行車は加速しているが、自車速度が大きいためブレーキ減速で接近しており、また、追従用運動エネルギーが十分にあるためエンジンが停止している。
時点ｔ１２以後は、追従用運動エネルギーが不足しているためブレーキペダル操作に関係なくエンジンを再始動する（時点ｔ１３のブレーキ解放操作は本制御に関係しない）。時点ｔ１４において、運転者がアクセルペダル２４を踏み始めて先行車に追従するべく加速している。
このような走行パターン５では、従来の走行時アイドルストップ制御では、前述したように、時点ｔ１２までエンジンを停止することができない。そのため、燃費を悪化させていたが、本発明実施例では、高速走行中でもエンジンを停止できるため、燃費を向上させることができる。
このように本発明実施例の車両制御装置５においては、走行時アイドルストップ（エンジン停止）中に運転者がブレーキペダル２７を解放しても、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの追従用運動エネルギーが十分にある場合には、エンジンを停止し続けることができる。
また、エンジン停止中に追従用運動エネルギーが不足した場合には、エンジンを再始動するようにされているので、運転者がアクセルペダル２４を踏み始める前にエンジンを再始動させておくことができ、運転者にエンジン始動の加速遅れを感じさせないようにできる。
さらに、上記のように、運転者がアクセルペダル２４を踏み始める前にエンジンを再始動させておくことができので、エンジン始動に要する遅れ時間が運転者のブレーキペダル操作からアクセルペダル操作への移行時間で補えきれないほど大きくなる高速走行時においても、エンジンを停止させることができる。
加えて、追従用運動エネルギーが十分にあるとき、反力付与アクチュエータ２６を作動させてアクセルペダル２４に操作反力を付与するようにされているので、運転者にアクセルペダル２４を解放して惰性で走行することを促すことができ、これによって、運転者が過剰に加速操作することを抑えられる。
また、前記操作反力を付与し続けたにも拘わらず、アクセルペダル２４が踏み増されたとき、もしくは所定時間以上踏み続けられたとき、運転者の意思を優先して反力付与アクチュエータ２６による操作反力付与を解除させるようにされる。
したがって、本実施例の車両制御装置５を備えた車両１においては、先行車追従走行時において、運転性の低下を招くことなくエネルギー消費を可及的に抑制することができ、その結果、運転者に違和感を生じさせることなく燃費向上及び排出ガス削減等を効果的に図ることができる。
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて記述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施例ではガソリンエンジン車に本発明を適用した場合を説明したが、それに限られることはなく、ディーゼルエンジン車やハイブリッド車等にも本発明を同様に適用できる。
１ 車両
５ 車両制御装置
１０ エンジン
１２ 変速機
１７ ステレオカメラ
２０ 車両統合制御ユニット
２１ 車輪速センサ
２４ アクセルペダル
２５ アクセルペダル開度センサ
２６ 反力付与アクチュエータ
２７ ブレーキペダル
２８ ブレーキセンサ
３０ エンジン制御ユニット
３１ 燃料噴射弁
３３ 点火ユニット
３４ 電制スロットル弁
４０ 変速機制御ユニット
５１ 余剰運動エネルギー算出手段
５２ 損失運動エネルギー算出手段
５３ 追従用運動エネルギー有無判定手段
５５ アイドルストップ可否判定手段

Claims (8)

  1. 先行車追従走行時において、自車の運転・走行状態が所定の条件を満たすとき、車載エンジンを一時的に停止させる走行時アイドルストップを行うようにされた車両制御装置であって、
    自車重量及び先行車の速度に基づいて、将来自車に必要とされる運動エネルギーを予測する手段と、
    前記予測された運動エネルギーと現在の運動エネルギーとに基づいて、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギーが十分にあるか否かを判定する判定手段と、
    該判定手段の判定結果に基づいて前記走行時アイドルストップを行うか否かを判定する制御手段と、を具備して構成され、
    前記制御手段は、前記判定手段により前記運動エネルギーが十分にあると判定されたとき、アクセルペダルに通常の復元力に加えて操作反力を付与し、前記判定手段により前記運動エネルギーが不足していると判定されたとき、及び、前記操作反力を付与し続けたにも拘わらず、前記アクセルペダルが踏み増しされたときもしくは所定時間以上踏み続けられたとき、前記操作反力の付与を解除する制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
  2. 先行車追従走行時において、自車の運転・走行状態が所定の条件を満たすとき、車載エンジンを一時的に停止させる走行時アイドルストップを行うようにされた車両制御装置であって、
    自車重量及び自車速度に基づいて、自車の運動エネルギーと自車が先行車速度で走行すると仮定した場合の自車予測運動エネルギーとの差分である余剰運動エネルギーを算出する手段と、
    自車重量、自車の予測減速度、及び先行車との車間距離、又は、前記自車重量、自車速度、走行抵抗、重力加速度及び先行車の相対高さに基づいて、自車の損失運動エネルギーを算出する手段と、
    前記算出された余剰運動エネルギーと損失運動エネルギーとに基づいて、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギーが十分にあるか否かを判定する判定手段と、
    該判定手段により前記運動エネルギーが十分にあると判定され、かつ、自車の運転・走行状態が他の走行時アイドルストップ条件を満たしているとき、前記車載エンジンを停止させる制御を行う制御手段と、を具備して構成され、
    前記制御手段は、前記判定手段により前記運動エネルギーが十分にあると判定されたとき、アクセルペダルに通常の復元力に加えて操作反力を付与し、前記判定手段により前記運動エネルギーが不足していると判定されたとき、及び、前記操作反力を付与し続けたにも拘わらず、前記アクセルペダルが踏み増しされたときもしくは所定時間以上踏み続けられたとき、前記操作反力付与を解除する制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
  3. 前記制御手段は、前記車載エンジン停止中に、前記判定手段により前記運動エネルギーが不十分であると判定されたとき、前記車載エンジンを再始動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記車載エンジン停止中に、前記アクセルペダルの踏込みが検知されたとき、前記車載エンジンを再始動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  5. 前記制御手段は、低速走行時においてブレーキペダルの踏込みが検知されている間は、前記判定手段により前記運動エネルギーが不十分であると判定された場合でも、前記車載エンジンを停止させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  6. 前記制御手段は、高速走行時において前記判定手段により前記運動エネルギーが十分にあると判定された場合は、ブレーキペダル操作に関係なく、他の走行時アイドルストップ条件を満たしている限り、前記車載エンジンを停止させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  7. 複数の撮像部で撮像した画像に基づいて先行車との車間距離を算出するステレオカメラと、
    先行車追従走行時において、自車の運転・走行状態が所定の条件を満たすとき、車載エンジンを一時的に停止させる走行時アイドルストップを行う制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、自車重量及び先行車の速度に基づいて、将来自車に必要とされる運動エネルギーを予測する手段と、
    前記予測された運動エネルギーと現在の運動エネルギーとに基づいて、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギーが十分にあるか否かを判定する判定手段と、
    該判定手段の判定結果に基づいて前記走行時アイドルストップを行うか否かを判定する制御手段と、を具備して構成され、
    前記制御手段は、前記判定手段により前記運動エネルギーが十分にあると判定されたとき、アクセルペダルに通常の復元力に加えて操作反力を付与し、前記判定手段により前記運動エネルギーが不足していると判定されたとき、及び、前記操作反力を付与し続けたにも拘わらず、前記アクセルペダルが踏み増しされたときもしくは所定時間以上踏み続けられたとき、前記操作反力付与を解除する制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
  8. 先行車追従走行時において、自車重量及び先行車の速度に基づいて、将来自車に必要とされる運動エネルギーを予測し、この予測された運動エネルギーと現在の運動エネルギーとに基づいて、自車が先行車に惰性走行で追従し得るだけの運動エネルギーが十分にあるか否かを判定し、前記運動エネルギーが十分にあると判定され、かつ、自車の運転・走行状態が他の走行時アイドルストップ条件を満たしているとき、車載エンジンを停止させる制御を行い、前記運動エネルギーが十分にあると判定されたとき、アクセルペダルに通常の復元力に加えて操作反力を付与し、前記運動エネルギーが不足していると判定されたとき、及び、前記操作反力を付与し続けたにも拘わらず、前記アクセルペダルが踏み増しされたときもしくは所定時間以上踏み続けられたとき、前記操作反力の付与を解除する制御を行うことを特徴とする車両制御方法。
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