JP6147863B2

JP6147863B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP6147863B2
Application number: JP2015538945A
Authority: JP
Inventors: 健男芝田
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2034-06-11
Also published as: JPWO2015045495A1; WO2015045495A1

Description

本発明は、車両制御装置に係り、例えば先行車追従走行時において、所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジンを停止させ、エンジン停止後に所定のエンジン再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させる走行時アイドルストップ制御を行う車両制御装置に関する。

従来、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、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にエンジンを再始動させるアイドルストップ制御を行う技術の開発が進められている。

また、近年では、車両の走行時において、エンジンを一時的に停止させ、その後エンジンを再始動させる制御（以下、走行時アイドルストップ制御と称する）も知られている。この従来の走行時アイドルストップ制御では、通常、運転者がブレーキペダルを踏込み、かつ、自車の速度が所定速度以下（低速）になったときに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にエンジンを再始動するようになっている。

ところで、上記した走行時アイドルストップ制御では、先行車追従走行時において、先行車が自車に近づいているときにエンジンを停止させ、先行車が自車から離れたときにエンジンを再始動する技術も検討されている。このような走行時アイドルストップ制御では、運転者がエンジンを停止させたくない（例えば加速したい）と意図していても、先行車が近づけばエンジンが停止してしまう。このように一旦エンジンが停止すると、運転者がアクセルペダルを踏込んでも、エンジンの再始動に要する分だけ自車の加速に遅れが生じ、運転者に違和感を与える可能性があった。また、運転者がエンジン停止を継続したい（例えば加速したくない）と意図していても、先行車が離れればエンジンが再始動してしまうため、無駄に燃料を消費する可能性があった。

このような問題に対し、特許文献１には、運転者の意図しないエンジン再始動を防止する技術が開示されている。特許文献１に開示されている車両のエンジン再始動装置は、マニュアル式変速機を備え、所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジンを停止させる停止制御を実行し、エンジン停止後、所定の再始動条件が成立したときに、エンジンを再始動させる車両のエンジン再始動装置において、クラッチペダルの浅踏み状態を検出するクラッチ浅踏み検出手段と、クラッチ浅踏み検出手段によって検出されたクラッチペダル浅踏み動作を少なくとも再始動条件の成立要件としてエンジンを再始動する制御手段とを備え、前記制御手段は、クラッチ浅踏み検出手段によって検出されたクラッチペダル浅踏み動作を検出してから、クラッチ完全踏込み相当時間を判定時間とし、この判定時間後にクラッチ浅踏み動作が継続していればエンジンを再始動させ、判定時間内にクラッチ浅踏み動作が中断していればエンジンの再始動を禁止するものである。

特開２０１１−６９３０３号公報

しかしながら、特許文献１には、マニュアルトランスミッション車のアイドルストップ制御において、運転者によるクラッチペダルの踏込み状態に基づき運転者の意図しないエンジン再始動を防止することのみが開示されており、例えばクラッチペダルを有しないオートマチックトランスミッション車等の走行時アイドルストップ制御において、如何にして運転者の意図しないエンジン停止やエンジン再始動を防止するかについては一切言及されていない。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、例えばクラッチペダルを有しないオートマチックトランスミッション車の走行時アイドルストップ制御において、運転者の意図しないエンジン停止やエンジン再始動を防止し、運転者に違和感を与えることなく燃費向上及び排出ガス削減等を図ることのできる車両制御装置を提供することにある。

上記する課題を解決するために、本発明に係る車両制御装置は、車両走行時において、所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジンを停止させ、エンジン停止後に所定のエンジン再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させる走行時アイドルストップ制御を行う車両制御装置であって、アクセルペダルもしくはブレーキペダルの浅踏み状態を検出する浅踏み検出部と、前記浅踏み検出部による検出結果に基づいて前記エンジンの停止もしくは再始動を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の車両制御装置によれば、アクセルペダルもしくはブレーキペダルの浅踏み状態に基づいてエンジンの停止もしくは再始動を制御することにより、例えば、車両走行時において所定のエンジン停止条件が成立したときであっても、運転者がアクセルペダルに足を置いてアクセルペダルの浅踏み状態であると判断されたときには、運転者に加速する意図があるとして、エンジン停止を拒否することができる。また、例えば、車両走行時において所定のエンジン再始動条件が成立したときであっても、運転者がブレーキペダルに足を置いてブレーキペダルの浅踏み状態であると判断されたときには、運転者に加速しない意図があるとして、エンジン停止後のエンジン再始動を拒否してエンジン停止を継続することができる。これにより、先行車追従走行時等の走行時アイドルストップ制御において、運転者の意図しないエンジン停止やエンジン再始動を防止することができ、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、構成及び効果は、以下の実施形態の説明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形態が適用された車両を概略的に示す概略構成図。図１に示す車両制御装置の内部構成を示す内部構成図。先行車追従走行時アイドルストップ制御による制御方法を説明するタイムチャートであって、上段から、自車と先行車の速度、自車と先行車との車間距離、アクセルペダルの踏込み状態、エンジンの状態を示す図。先行車追従走行時アイドルストップ制御による制御方法を説明するタイムチャートであって、上段から、自車と先行車の速度、自車と先行車との車間距離、ブレーキペダルの踏込み状態、エンジンの状態を示す図。

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形態が適用された車両を概略的に示す概略構成図、図２は、図１に示す車両制御装置の内部構成を示す内部構成図である。

図１に示す車両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、及び各車輪１６に設けられた液圧式ブレーキ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、当該車両１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）を介して信号・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、複数（例えば２台）のカメラからなるステレオカメラ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有しており、制御ユニット部分は、撮影された映像に基づいて、自車の前方の先行車と自車との相対速度、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路面からの高さなどを算出し、その算出結果を車両統合制御ユニット２０に送信する。

また、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ペダルセンサ２８、自車の勾配を検出するジャイロセンサ１９等からの信号も送信される。なお、アクセルペダル２４とブレーキペダル２７には、後述する各ペダルの浅踏み状態（浅踏みの有無）を検出する浅踏み検出センサ４、７が配設され、浅踏み検出センサ４、７からの信号も車両統合制御ユニット２０に送信される。ここで、ペダルの浅踏みとは、アクセルペダル２４やブレーキペダル２７の踏込みにより車両１が実際に加速されたり減速される以前（すなわち、アクセルペダルセンサ２５やブレーキペダルセンサ２８により各ペダルの踏込量が検出される以前）の各ペダルの踏込み状態であって、運転者が各ペダルに足を置いた際の各ペダルの空走領域における踏込み状態である。

なお、図示する車両１は、本発明の車両制御装置を適用可能な車両の一例であり、本発明の車両制御装置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や車間距離等を求めるようにしてもよい。

また、前記浅踏み検出センサ４、７に代えて、各ペダル付近を撮影するカメラ等を適宜に組み合わせてアクセルペダル２４やブレーキペダル２７の浅踏み状態を検出してもよい。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（例えば、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送信される。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に示すように、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等に所定の制御信号を送信し、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。

なお、上記構成に加えて、本実施形態の車両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。この反力アクチュエータ２６には車両統合制御ユニット２０から制御信号が送信される。

上記した本実施形態の車両制御装置５は、図２に示すように、主に浅踏み検出センサ（浅踏み検出部）４、７と、車両統合制御ユニット２０、エンジン制御ユニット３０及び変速機制御ユニット４０からなる制御部５０と、を備えている。

車両統合制御ユニット２０は、システム判定部５１とアイドルストップ可否判定部５２とを有し、システム判定部５１は、ステレオカメラ１７から送信される先行車と自車との相対速度、先行車と自車との距離（車間距離等）、先行車の車体の下端の路面からの高さ、４つの車輪速センサ２１から送信される各車輪１６の回転速度、ジャイロセンサ１９から送信される自車勾配等に基づいて、自車の速度と先行車の速度等を算出し、その算出結果に基づいて、エンジン停止条件が成立したか否か（すなわち、エンジンのアイドルストップを許可するか否か）、そのエンジン停止後にエンジン再始動条件が成立したか否か（すなわち、エンジンのアイドルストップを禁止するか否か）を判定し、その判定結果をアイドルストップ可否判定部５２へ送信する。

アイドルストップ可否判定部５２は、システム判定部５１から出力された判定結果に浅踏み検出センサ４、７から出力されたアクセルペダル２４とブレーキペダル２７の浅踏み状態（浅踏みの有無）を加味して、エンジン停止条件が成立したか否か（すなわち、エンジンのアイドルストップを許可するか否か）、そのエンジン停止後にエンジン再始動条件が成立したか否か（すなわち、エンジンのアイドルストップを禁止するか否か）を最終的に判定し、その判定結果に基づく指令信号をエンジン制御ユニット３０や変速機制御ユニット４０に送信する。

例えば、アイドルストップ可否判定部５２は、運転者がブレーキペダル２７を踏込み、自車の速度が所定速度以下（低速）になったときや、先行車が自車に近づいている（自車速度が先行車速度よりも速い）ときであって、アクセルペダル２４が浅踏み状態でないもしくは踏み込まれていないとき等に、エンジン１０のアイドルストップを許可すると判定し、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、アイドルストップ可否判定部５２は、運転者がブレーキペダル２７を離したときや、先行車が自車から離れたとき（自車速度が先行車速度よりも遅い）であって、ブレーキペダル２７が浅踏み状態でないとき等に、エンジン１０のアイドルストップを禁止する（許可しない）と判定し、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。

エンジン制御ユニット３０は、アイドルストップ可否判定部５２からエンジン停止指令が送信されると、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、これにより、エンジン１０が停止される。

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部５２からエンジン再始動指令が送信されると、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し、これにより、エンジン１０が再始動される。

さらに、アイドルストップ可否判定部５２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際に、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際に、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って走行抵抗が低減され、エンジン再始動以降には、エンジン１０と変速機１２とが接続されて通常の動力伝達が行われる。

より具体的には、上記したアイドルストップ可否判定部５２は、エンジンの状態（例えば、エンジン停止やエンジン始動後所定時間後）に応じて、システム判定部５１から出力された判定結果と浅踏み検出センサ４、７から出力されたアクセルペダル２４とブレーキペダル２７の浅踏み状態等から以下の表１に示すように判定し、その判定結果に基づく指令信号を生成する。なお、表１中、括弧内の判定結果は、システム判定部５１から出力された判定結果のみによる判定結果を示している。

表１に示すように、アイドルストップ可否判定部５２は、システム判定部５１によりエンジン停止条件が成立する（すなわち、エンジンのアイドルストップを許可する）と判定された場合であっても、浅踏み検出センサ４によりアクセルペダル２４の浅踏み状態であると検出されたときには、運転者に加速する意図があるとしてエンジン停止を拒否し、例えばエンジン始動（エンジン停止時）もしくはアイドリング（エンジン始動所定時間後）を行うように指令信号をエンジン制御ユニット３０や変速機制御ユニット４０に送信する。

また、アイドルストップ可否判定部５２は、システム判定部５１によりエンジン再始動条件が成立した（すなわち、エンジンのアイドルストップを禁止（非許可）する）と判定された場合であっても、浅踏み検出センサ７によりブレーキペダル２７の浅踏み状態であると検出されたときには、運転者に加速しないあるいはエンジン停止を継続する意図があるとしてエンジン停止後のエンジン再始動を拒否し、例えばエンジン停止（エンジン停止時やエンジン始動所定時間後）を行うように指令信号をエンジン制御ユニット３０や変速機制御ユニット４０に送信する。

なお、ペダル近傍に足置き場（フットレスト等ともいう）が配設されている車両１において、運転者が当該足置き場に足を置いている場合には、ブレーキペダル２７への浅踏み操作と同様、運転者に加速しないあるいはエンジン停止を継続する意図があると考えられる。そのため、アイドルストップ可否判定部５２は、システム判定部５１によりエンジン再始動条件が成立したと判定された場合であっても、運転者が足置き場に足を置いているときには、エンジン停止後のエンジン再始動を拒否し、例えばエンジン停止（エンジン停止時やエンジン始動所定時間後）を行うように指令信号をエンジン制御ユニット３０や変速機制御ユニット４０に送信してもよい。ここで、運転者が足置き場に足を置いているか否かを判断する方法としては、運転者の足と足置き場との接触あるいは足置き場への足置き荷重を検出するセンサを用いる方法や、足置き場付近を撮影するカメラ等を適宜に組み合わせて用いる方法等が挙げられる。

次に、図３、４を参照しながら、本実施形態の車両制御装置５による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を例示して説明する。

図３に示すように、自車が先行車に追従して走行している際、時刻Ｔ３１〜Ｔ３２では、自車が先行車に近づいている状況下でアクセルペダル２４の操作がされていないため、アイドルストップ可否判定部５２は、エンジン停止条件が成立した（すなわち、エンジンのアイドルストップを許可する）と判定してエンジン１０が停止される。また、時刻Ｔ３２では、先行車が自車から離れ始めるため、アイドルストップ可否判定部５２は、エンジン再始動条件が成立した（すなわち、エンジンのアイドルストップを禁止する）と判定してエンジン１０が再始動される。時刻Ｔ３３〜Ｔ３４では、再び自車が先行車に近づくため、システム判定部５１はエンジン停止条件が成立したと判定するものの、アクセルペダル２４が浅踏み状態となっているため、アイドルストップ可否判定部５２はシステム判定部５１の判定結果によるエンジン停止を拒否し、エンジン始動を継続する。また、時刻Ｔ３５以降でも、再び自車が先行車に近づくため、システム判定部５１はエンジン停止条件が成立したと判定するものの、アクセルペダル２４が浅踏み状態となっているため、アイドルストップ可否判定部５２はシステム判定部５１の判定結果によるエンジン停止を拒否し、エンジン始動を継続する。

このように、エンジン停止条件が成立したときであっても運転者がアクセルペダル２４に足を置いて浅踏みしているときには、運転者に加速する意図があるとしてエンジン停止を拒否することにより、運転者の意図しないエンジン停止を防止することができ、例えば自車の加速遅れを抑制することができ、運転者に違和感を与えることなく、かつ、燃費向上及び排出ガス削減等を図ることができる。

また、図４に示すように、自車が先行車に追従して走行している際、時刻Ｔ４１では、自車が先行車に近づくため、アイドルストップ可否判定部５２は、エンジン停止条件が成立した（すなわち、エンジンのアイドルストップを許可する）と判定してエンジン１０が停止される。時刻Ｔ４２では、先行車が自車から離れるため、システム判定部５１はエンジン再始動条件が成立したと判定するものの、ブレーキペダル２７が浅踏み状態となっているため、アイドルストップ可否判定部５２はシステム判定部５１の判定結果によるエンジン停止後のエンジン再始動を拒否し、エンジン停止を継続する。時刻Ｔ４２以降では、ブレーキペダル２７が浅踏み状態となっているため、アイドルストップ可否判定部５２はエンジン停止条件が成立している（すなわち、エンジンのアイドルストップを許可する）と判定してエンジン停止を継続する。

このように、エンジン再始動条件が成立したときであっても運転者がブレーキペダル２７に足を置いて浅踏みしているときには、運転者に加速しない意図があるとしてエンジン再始動を拒否することにより、運転者の意図しないエンジン再始動を防止することができ、運転者に違和感を与えることなく、かつ、燃費向上及び排出ガス削減等を図ることができる。

なお、上記した実施形態では、ガソリンエンジン車に本発明に係る車両制御装置を適用した形態を説明したが、それに限られることはなく、例えばディーゼルエンジン車やハイブリッド車等にも本発明に係る車両制御装置を同様に適用し得る。

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、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１車両
４アクセルペダル浅踏み検出センサ（浅踏み検出部）
５車両制御装置
７ブレーキペダル浅踏み検出センサ（浅踏み検出部）
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アクセルペダルセンサ
２７ブレーキペダル
２８ブレーキペダルセンサ
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
５０制御部
５１システム判定部
５２アイドルストップ可否判定部

Claims

車両走行時において、所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジンを停止させ、エンジン停止後に所定のエンジン再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させる走行時アイドルストップ制御を行う車両制御装置であって、
アクセルペダルの浅踏み状態、及びブレーキペダルの浅踏み状態を検出する浅踏み検出部と、
前記浅踏み検出部による検出結果に基づいて前記エンジンの停止もしくは再始動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記所定のエンジン停止条件が成立したときに前記浅踏み検出部によりアクセルペダルが浅踏みであると検出されている場合に、前記エンジンの停止を禁止し、
前記制御部は、前記所定のエンジン再始動条件が成立したときに前記浅踏み検出部によりブレーキペダルが浅踏みであると検出されている場合に、前記エンジンの停止を継続することを特徴とする車両制御装置。
前記制御部は、自車の速度と先行車の速度とを検出し、前記浅踏み検出部による検出結果と前記自車の速度と前記先行車の速度とに基づいて前記エンジンの停止もしくは再始動を制御することを特徴とする、請求項１に記載の車両制御装置。
前記制御部は、自車と先行車との車間距離又は相対速度を検出し、前記浅踏み検出部による検出結果と前記車間距離又は前記相対速度とに基づいて前記エンジンの停止もしくは再始動を制御することを特徴とする、請求項１に記載の車両制御装置。