CN103192831A - 怠速停止装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的怠速停止装置对应于外部环境来设置最佳的怠速停止时机，从而改善了燃料消耗率以及驾驶性能。ECU(5)基于由车载摄像机(3)拍摄的外部环境来识别本车辆(1)前方的信号灯(21)的灯颜色(C)，并设置灯颜色指数(PC)，进一步基于从信号灯(21)至与本车最相邻的前行车辆之间的距离设置距离指数(PLS)，还进一步基于和本车最相邻的前行车辆的制动灯是否点亮来设置制动指数(PB)。并且，将这些指数相加而求出ISS总指数(PT)，并基于此ISS总指数(PT)来设置基本ISS车速(VISS)，且依据此基本ISS车速(VISS)与基于发动机模式(ME)来设置的模式类别系数(KM)而设置ISS开始车速(VS)。

Description

怠速停止装置
技术领域
本发明涉及一种基于由外部环境识别单元识别的外部环境来设置最佳的怠速停止开始车速的怠速停止装置。
背景技术
目前，此类怠速停止装置考虑到驾驶者改变主意(change mind)(停车前夕或者刚停车之后的重新加速驾驶)等情况，在车辆完全停止(车速变为0km/h)之后，经过预定时间之后停止发动机。
但是，最近例如专利文献1(日本特开2010-230160号公报)公开有如下的技术：判断预先设置的怠速停止条件(是否处于制动踏板被踩踏着且车速在怠速停止开始车速(20km/h)以下的状态)，当满足该条件时，在车辆完全停止之前，停止发动机。
根据此文献所公开的技术，在停止车辆之前停止发动机，从而能够改善燃料消耗率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-230160号公报
在上述文献所公开的技术中，怠速停止开始车速设置为不变，但是根据外部环境，有时存在即使满足诸如上述的怠速停止条件，但还是不停止发动机为好的情形。
例如，当在停车前的减速过程中信号灯的灯颜色从红色切换成绿色时，驾驶员会踩踏加速踏板而重新加速，但是如果在减速过程中满足怠速停止条件，则会一律停止发动机(怠速停止)，因此延误重新加速，使驾驶员感到不适。
并且，当等待信号的车队比较长的时候，即使前方的信号灯的灯颜色从红色切换成绿色，与本车最相邻的前行车辆也不会立即出发，因此也存在较早地停止发动机(怠速停止)的可能性。
如此地，根据怠速停止装置的怠速停止开始车速随着外部环境而变化，但是上述文献所公开的技术中怠速停止条件的判定一成不变，因此无法得到最佳的怠速停止时机，难以满足燃料消耗率、驾驶性能这两者。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够设置最佳的怠速停止时机，可以改善燃料消耗率以及驾驶性能的怠速停止装置。
根据本发明的怠速停止装置，具备：外部环境识别单元，识别车辆的外部环境；怠速停止开始车速设置单元，基于由所述外部环境识别单元识别的外部环境，设置怠速停止开始车速；怠速停止控制单元，用于当所述车辆的车速减速至小于或等于由所述怠速停止开始车速设置单元设置的怠速停止开始车速时，停止发动机。
根据本发明，基于由外部环境识别单元识别的外部环境来设置怠速停止开始车速，因此能够设置最佳的怠速停止时机，可以改善燃料消耗率以及驾驶性能。
附图说明
图1是安装了怠速停止装置的车辆的概略图。
图2是怠速停止装置的构成图。
图3是示出怠速停止许可条件判断程序的流程图。
图4是示出怠速停止指数设置程序的流程图(其一)。
图5是示出怠速停止指数设置程序的流程图(其二)。
图6是示出怠速停止开始车速设置程序的流程图。
图7是示出怠速停止控制程序的流程图。
图8是示出再启动控制程序的流程图。
图9(a)是示出制动踩踏力指数的图表，图9(b)是示出灯颜色指数的图表，图9(c)是示出距离指数的图表。
图10是基本怠速停止开始车速表的说明图。
图11是示出怠速停止控制状态的说明图。
符号说明：
1：车辆
2：发动机
3：车载摄像机
3a：主摄像机
3b：副摄像机
5：发动机控制器
7：ISS开关
8：模式开关
9：车速传感器
10：制动踩踏力传感器
21：信号灯
C：灯颜色
FB：制动踩踏力
LS：距离
ME：发动机模式
PB：制动指数
PC：灯颜色指数
PF：踩踏力指数
PLS：距离指数
PT：ISS总指数
S#：动力模式
V：车速
VISS：基本ISS车速
VS：ISS开始车速
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的一实施方式。图1的符号1为汽车等的车辆，安装有发动机2，同时安装有车载摄像机3。在此发动机2的各汽缸中分别设置有喷油器2a、火花塞2b，并且各火花塞2b连接到点火器4。
车载摄像机3为外部环境识别单元的一例，在本实施方式中采用具备主摄像机3a和副摄像机3b的立体摄像机。此车载摄像机3装配在挡风玻璃的上部中央且隔着室内镜(未图示)的两侧，用以拍摄车辆1前方的环境(外部环境)。
进一步地，车辆1中安装有控制发动机2的发动机控制器(ECU)5。此ECU 5对喷油器2a输出燃料喷射信号，以将计量为预定量的燃料在预定时机喷射至燃料喷射对象汽缸中，同时对点火器4在预定时机输出点火信号，用点火器4使设置在点火对象汽缸中的火花塞2b进行火花放电，从而点燃汽缸内的混合气体。
ECU 5具备怠速停止控制功能。如图2所示，此ECU 5的输入侧连接着对执行怠速停止控制时所必需的参数进行检测的各种传感器、开关类以及对来自上述车载摄像机3的图像信号进行预定处理的图像处理器(IPU)6。
作为传感器、开关类有：驾驶员在选择怠速停止控制时开启(ON)的怠速停止(ISS)开关7；选择发动机2的运行模式的开关(模式开关)8；检测车速V的车速传感器9；作为检测制动踏板的踩踏力的制动踩踏力检测单元的制动踩踏力传感器10；检测空调机的冷媒压强，且当到达预定高压状态时开启(ON)的空调机高运转开关(以下称作“空调机开关”)11；检测冷却水温度Tw的水温传感器12；检测电池的端子电压Vb的电池电压传感器13等。在此，模式开关8为驾驶员根据喜好来选择发动机2的模式(发动机模式)ME的开关。在本实施方式中作为发动机模式ME具备三种模式：正常模式S、环保模式I、动力模式S#。另外，作为模式开关8，有拨号盘式开关和三联开关等。
正常模式S被设置成加速踏板的踩踏量和目标扭矩之间的关系适于通常驾驶的最佳的输出特性。环保模式I相比正常模式S，抑制了低速侧的目标扭矩的上限，从而设置成适于经济行驶的输出特性。另一方面，动力模式S#被设置成这样一种输出特性，即该输出特性所具有的加速踏板的踩踏量和目标扭矩之间的关系能够在几乎所有驾驶区域中最大限度地发挥发动机2所具备的潜能。而且，这些运行模式也可以通过切换自动变速器的变速特性来进行设置。
上述ECU 5基于来自车载摄像机3以及各传感器、开关类的信号，执行怠速停止(ISS)控制。即，首先检查ISS许可条件，且当判断为满足ISS许可条件时，设置对应于运行状态的ISS总指数PT，并设置对应于此ISS总指数PT和发动机模式ME的ISS开始车速VS。并且，车速V达到ISS开始车速VS时，向发动机2的喷油器2a输出燃料中断信号，进一步针对点火器4输出点火中断信号，从而停止发动机2。
具体地，由ECU 5执行的ISS控制根据图3～图8所示的流程图来进行处理。当开启(ON)点火开关时，首先，在每一个预定演算周期启动图3所示的ISS许可条件判断程序。此程序是基于发动机2以及电池的状态等来判断是否执行ISS控制的，在步骤S1中，检查ISS开关7是否已开启。并且，当已开启时进入步骤S2，并在步骤S2～S4判断许可条件。另外，当ISS开关7处于关闭(OFF)状态时，进入到步骤S6。
作为ISS许可条件，本实施方式中检查冷却水温度Tw、空调机开关11、电池端子电压VB的状态，且当所有条件均满足时，判断为允许ISS控制。即，在步骤S2中，检查冷却水温度Tw是否达到暖机结束温度To，且当Tw≥To时判断为暖机已结束，从而进入步骤S3，反之当Tw＜To时判断暖机未结束，从而进入步骤S6。在步骤S3中，检查空调机开关11是否处于开启状态，当处于关闭状态时判断为空调机的冷媒压强较低，并进入步骤S4。另外，当处于开启状态时，判断为因空调机的冷媒压强较高而产生了负荷，并进入到步骤S6。在步骤S4中，通过与事先设定的阈值Vo相比较，检查电池端子电压VB的剩余量，且当VB≥Vo时判断有足够的电压，从而进入步骤S3，反之当VB＜Vo时判断剩余电压过少，不适合停止发动机，从而进入步骤S6。
并且，进入到步骤S5时，判断为ISS控制条件成立，设置ISS许可条件判断标志FISS(FISS＝1)，并退出程序。另外，若进入到步骤S6，则判断为ISS控制条件不成立，清零ISS许可条件判断标志FISS(FISS＝0)，并退出程序。其中，上述的用于判断是否允许ISS控制的参数仅仅是一个示例，也可增加其他要素，例如增加加速踏板开度，且当加速踏板被踩踏时判断为ISS许可条件不成立。另外，ISS许可条件判断标志FISS的初始值为0，且每当开启(ON)点火开关时被初始化。
其次，在每一个预定演算周期执行图4～图5所示的ISS指数设置程序。此程序中基于制动踩踏力以及本车辆1前方的外部环境，求出设置开始ISS控制的车速时候的ISS指数(point)。
首先，在步骤S10中检查ISS许可条件判断标志FISS的值，当ISS许可条件不成立(FISS＝0)的时候，直接退出程序。并且，当ISS许可条件成立(FISS＝1)的时候，进入步骤S11。
在步骤S11中，读取用制动踩踏力传感器10来检测的制动踩踏力FB，在步骤S12，基于此制动踩踏力FB，并参照图9(a)所示的制动踩踏力指数表来设置踩踏力指数PF。此踩踏力指数PF被设置成，制动踩踏力FB的值越大，则踩踏力指数PF的值也越大。即，当制动踩踏力FB在强判断值FBH以上时(FB□FBH)，设置成PF＝20，并且当制动踩踏力FB在强判断值FBH和中判断值FBM之间时(FBH＞FB□FBM)，设置成PF＝10。进而，当制动踩踏力FB在中判断值FBM和0(未踩踏制动踏板)之间时(FBM＞FB＞0)，设置成PF＝0，而且未踩踏制动踏板时(0□FB)，设置成PF＝-50。在此，需要说明的是该制动踏板未被踩踏时设置的踩踏力指数PF设置成使后述的ISS总指数PT必定成为正数的值。
接着，进入步骤S13，读取基于车载摄像机3拍摄的本车辆1前方的外部环境而检测出来的、作为减速因素的信号灯21的灯颜色C，在步骤S14中基于灯颜色C，并参照图9(b)所示的灯颜色指数表来设置灯颜色指数PC。当车载摄像机3安装有彩色成像器件时，基于颜色信号来判断信号灯21的灯颜色C；当车载摄像机3安装有单色成像器件时，基于亮度差来判断信号灯21的灯颜色C。
基于灯颜色C而预测到本车辆1的停车时间将较长时，此灯颜色指数PC设置成较大的值。即，没有检测到信号灯21，且判断为灯颜色C为无法识别CE的情况(C＝CE)下，或者识别为绿色CB的情况下(C＝CB)，设置成PC＝0。并且，灯颜色C被识别为黄色CY的情况下(C＝CY)，设置成PC＝50；当灯颜色C被识别为红色CR的情况下(C＝CR)，设置成PC＝20。
然后，进入到步骤S15，基于由车载摄像机3来拍摄的本车辆1前方的外部环境，检查是否存在行驶于前方的与本车相邻的前行车辆，且当检测到前行车辆时进入到步骤S16。并且，没有检测到前行车辆时，进入步骤S17，将距离指数PLS设置为0(PLS＝0)，并跳转到步骤S21。
在步骤S16，基于车载摄像机3的主摄像机3a和副摄像机3b所拍摄的本车辆1前方的外部环境，从其视差设置作为减速因素的、前方的信号灯21和行驶于前方的和本车最相邻的前行车辆的最后部位之间的距离LS，并进入步骤S18，且基于距离LS，参照图9(c)所示的距离指数表来设置距离指数PLS。当识别出信号灯21时，距离LS越长，则此距离指数PLS的值被设置成越大。
即，没有识别出信号灯21，且判断为距离LS为无法识别LE的情况下(LS＝LE)，或者判断为距离LS为近距离判断值LSS(例如10m)以内的近距离的情况下(LS□LSS)，将距离指数PLS设置为0(PLS＝0)。并且，判断为距离LS为在近距离判断值LSS和中距离判断值LSM(例如20m)之间的近中距离的情况下(LSS＜LS□LSM)，设置成PLS＝10。进而，判断为距离LS为在中距离判断值LSM和远距离判断值LSL(例如30m)之间的中距离的情况下(LSM＜LS□LSL)，设置成PLS＝20，进一步地，判断为距离LS大于远距离判断值LSL的情况下(LSL＜LS)，设置成PLS＝30。
然后，当从步骤S18进入到步骤S19时，基于由车载摄像机3拍摄的图像来检查作为减速因素的、前行车辆的制动灯的亮灯状态，且判断为处于亮灯状态时，进入步骤S20，并将制动指数PB设置为20(PB＝20)，之后进入步骤22。另外，当没有检测到制动灯被亮灯时，进入步骤S21。并且，从步骤S17或者步骤S19进入到步骤S21时，制动指数PB被设置为0(PB＝0)，并进入到步骤S22。
当进入到步骤S22时，各指数PF、PC、PLS、PB进行加法运算从而算出ISS总指数PT(PT＝PF+PC+PLS+PB)。然后，进入步骤S23，检查从车载摄像机3拍摄的外部环境中是否识别到前方有作为减速因素的、暂时停止情形。其中，是否有暂时停止情形，可以通过从车载摄像机3拍摄的外部环境中识别暂时停止的道路标识，或者识别十字路口跟前的停止线等来进行判断。
并且，当判断为没有暂时停止情形时进入步骤S24，当判断为存在暂时停止情形时跳转到步骤S25。当进入到步骤S24时，检查ISS总指数PT是否在0以下，且PT＞0时，直接退出程序，反之当PT□0时，进入步骤S25。从步骤S23或者步骤S24进入到步骤S25时，将ISS总指数PT设置成0(PT＝0)，并退出程序。
在图6所示的ISS开始车速设置程序中读取此ISS总指数PT。其中，此程序中的处理对应于本发明的怠速停止开始车速设置单元。
在每个预定演算周期执行该程序，首先，在步骤S31中读取ISS总指数PT，接着在步骤S32中，基于该ISS总指数PT，并参照图10所示的基本ISS车速表来设置基本怠速停止(基本ISS)车速VISS。如图10所示，在基本ISS车速表中，ISS总指数PT和基本ISS车速VISS(km/h)之间的关系被大致设置成具有预定斜率的比例关系。随此，基本ISS车速VISS可基于ISS总指数PT从演算式求出来。其中，在图10中，该斜率的截距被设置在ISS总指数PT为10的位置。据此，在图中，当ISS总指数PT在10以下时，基本ISS车速VISS被设置为0。
接着，在步骤S33中读取当前的发动机模式ME。驾驶员能够通过操作模式开关8，从适于通常驾驶的正常模式S、适于经济行驶的环保模式I、重视动力的动力模式S#这三种模式中任意地选择发动机模式ME。
在步骤S34、S35中，判断发动机模式ME为哪一个模式，且当为环保模式I时，从步骤S34进入步骤S36，；当为正常模式S时，从步骤S35进入步骤S37；当为动力模式S#时，从步骤S35进入到步骤S38。
并且，若进入到步骤S36，则将模式类别系数KM设置为1(KM＝1)，并进入步骤S39。而且，若进入到步骤S37，则将模式类别系数KM设置为0.5(KM＝0.5)，并进入步骤S39。另外，若进入到步骤S38，则将模式类别系数KM设置为0(KM＝0)，并进入步骤S39。
若进入到步骤S39，则基本ISS车速VISS乘上模式类别系数KM，由此设置ISS开始车速VS(VS＝KM·VISS)。其结果，对于该ISS开始车速VS来说，对应于驾驶员选择的发动机模式ME，选择环保模式I时被设置成在最早的时机启动怠速停止，选择正常模式S时，ISS开始车速VS设定为环保模式I下的ISS开始车速VS的一半，选择动力模式S#时，ISS开始车速VS为0，解除早期ISS控制。
此ISS开始车速VS在图7所示的ISS控制程序中被读取。在每个预定演算周期执行此程序，首先，在步骤S41中读取当前的车速V，接着，在步骤S42中比较车速V和ISS开始车速VS。
并且，若车速V大于ISS开始车速(V＞VS)，则直接退出程序。另外，若车速V下降至ISS开始车速VS以下(V≤VS)，则进入至步骤S43，执行发动机停止处理。
在本实施方式中，作为发动机停止处理，对发动机2的喷油器2a输出燃料中断信号，进一步针对点火器4输出点火中断信号。并且，通过燃料中断以及点火中断处理来停止发动机2。其中，也可以仅用燃料中断处理来停止发动机2。
然后，进入步骤S44，设置ISS开始标志FST(FST＝1)，并退出程序。
此ISS开始标志FST在图8所示的再启动控制程序中被读取。在每个预定演算周期均执行该程序，首先，在步骤S51中检查ISS开始标志FST的值，若处于FST＝1的怠速停止情况，则进入步骤S52。而且，若处于FST＝0的发动机运转的情况下，则直接退出程序。
若进入到步骤S52，检查ISS许可条件判断标志FISS的值，若FISS＝0，即从ISS控制条件成立(FISS＝1)的情况切换到不成立的情况时，进入步骤S53。而且，若FISS＝1的ISS控制条件成立的情况持续，则直接退出程序。
若进入到步骤S53，则进行再启动处理，即自动地运行启动电动机等，以使发动机2重新启动(再启动)，并退出程序。
其结果，如图11所示，若本车辆1的车速V减速至ISS开始车速VS，则自动地运行ISS控制，并停止发动机2。此ISS开始车速VS设置成能够依据各种外部环境来变化。例如，若信号灯21的灯颜色C为绿色CB，则相比黄色CY或者红色CR，ISS开始车速VS设置在低速侧，因此相比现有的、怠速停止开始车速设置成不变的情况，能够应对减速后的重新加速。其结果，ISS开始车速VS对应于外部环境而设置为最佳的时机，从而可以改善燃料消耗率以及驾驶性能。
在此，需要说明的是，本发明不限于上述的实施方式，例如若前行车辆与本车辆1之间能够进行车间通信，则也可以从通过车间通信来获取的前行车辆的位置信息以及速度等，掌握前行车辆在十字路口的状况。或者若通过路车间通信能够获取十字路口的信号灯的信息以及驶入十字路口的前行车辆的信息，则也可以基于通过路车间通信而获取的信息来设置各种指数。

Claims (6)

1.一种怠速停止装置，其特征在于，具备：
外部环境识别单元，识别车辆的外部环境；
怠速停止开始车速设置单元，基于由所述外部环境识别单元识别的外部环境，设置怠速停止开始车速；
怠速停止控制单元，用于当所述车辆的车速减速至小于或等于由所述怠速停止开始车速设置单元设置的怠速停止开始车速时，停止发动机。
2.根据权利要求1所述的怠速停止装置，其特征在于，所述怠速停止开始车速设置单元基于由所述外部环境识别单元识别的外部环境而检测所述车辆的减速因素，并基于该减速因素而设置所述怠速停止开始车速。
3.根据权利要求1或者2所述的怠速停止装置，其特征在于，具备设置在所述车辆的、检测制动踏板的踩踏力的制动踩踏力检测单元，
所述怠速停止开始车速设置单元至少基于由所述制动踩踏力检测单元检测的制动踩踏力而设置所述怠速停止开始车速。
4.根据权利要求1或者2所述的怠速停止装置，其特征在于，安装在所述车辆的发动机具备输出特性不同的多个发动机模式，
当选择为重视动力的发动机模式时，解除所述怠速停止开始车速的设置。
5.根据权利要求3所述的怠速停止装置，其特征在于，安装在所述车辆的发动机具备输出特性不同的多个发动机模式，
当选择为重视动力的发动机模式时，解除所述怠速停止开始车速的设置。
6.根据权利要求1或者2所述的怠速停止装置，其特征在于，所述外部环境识别单元为具备主摄像机和副摄像机的车载摄像机。
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