JP2005201107A - アイドルストップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドルストップ車両において傾斜センサにより正確かつ迅速に路面勾配を測定する。
【解決手段】
本発明は、車両が停止するために減速している状況において、車両の減速に伴う加速度に基づいて傾斜センサ値を補正し、その補正後の傾斜センサ値がアイドルストップ許容傾斜値の範囲内にあり、かつその他の条件を満たせば停止前であってもアイドルストップを実施する。また、各種条件によりアイドルストップできないまま車両が停止した場合は、停止直前の減速に伴う加速度に適した車両減衰データを検索し、このデータに基づいて傾斜センサ値を補正し、車両が停止してすぐにアイドルストップを実施する。
【選択図】図２

Description

本発明は、アイドルストップ車両において傾斜センサにより路面勾配を測定することによりアイドルストップを判定するアイドルストップ制御装置に関するものである。

アイドルストップ車両は、勾配のきつい登坂路でアイドルストップを行うと、ずり下がりを生じたり、また発進時に遅れが生じたりする。そこで、路面勾配をアイドルストップ条件のひとつにし、傾斜センサで路面勾配を検知して、路面勾配が緩ければアイドルストップを許可し、路面勾配がきつければアイドルストップを禁止する制御を行っている。

しかし、例えば、停車するときには、揺り返し等により車体が振動するので傾斜センサが変化し、路面勾配を正確に検出できずに誤判定する可能性があった。そのため本来であればアイドルストップを行う状態であるのにもかかわらず、アイドルストップを行わなかったり、逆にアイドルストップを行ってはいけない状態であるのにもかかわらず、アイドルストップを行ってしまう可能性がある。

そこで、路面勾配の判定における車両の姿勢変化や揺り返しなどによる振動の影響を除く方法として、特許文献１に車両停車から所定時間経過後に傾斜センサからの検出値に基づいて路面の勾配を判定する技術が記載されている。
特開２００２−３７１８７６号公報

しかし、このような技術では車両が停車したときから車両の姿勢変化や揺り返しなどが収まって車両の挙動が安定するまでは、路面勾配を判定することができないので、その間はエンジンを停止することができず、その分燃費が悪化する。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、車両が停止してから路面勾配の判定までに時間をかけることなく、誤判定を防いで確実かつ迅速にエンジン停止判断を行うことを目的としている。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、所定の運転条件が成立したときにエンジン（１）を自動停止させるアイドルストップ判定手段を備えるアイドルストップ制御装置において、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、前記車速に基づいて車両の加速度を算出する加速度算出手段（Ｓ５）と、車両の傾斜値を検出する傾斜検出手段と、前記加速度に基づいて前記傾斜検出値を補正する傾斜検出値補正手段（Ｓ８、Ｓ１５）と、前記補正された傾斜検出値が所定範囲のときにアイドルストップ判定を許可するアイドルストップ判定許可手段（Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１６、Ｓ１７）とを備える。

本発明によれば、車両の停止直後であって車両の姿勢変化や揺り返しなどの振動が収束していない状態であっても、路面勾配値を正確に算出できるので、アイドルストップを迅速に行うことにより燃費を向上させることができる。

また、傾斜センサの誤判定を防ぐことができるので、運転者に違和感を与えない正確なアイドルストップを行うことが可能となる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１は、本発明によるアイドルストップ制御装置を示すシステム構成図である。本装置は、エンジン１と、アイドルストップの許可又は禁止を判定しエンジン１にアイドルストップ命令を送信するアイドルストップ制御部（ＥＣＭ）２と、ＥＣＭ２でアイドルストップ制御を行うために必要な各種情報を検出するＭＶ（マスタバック）圧センサ３、ＭＣ（マスタシリンダ）圧センサ４、傾斜センサ５及び車輪速センサ６を備えた構成となっている。ＥＣＭ２に対して、ＭＶ圧センサ３からはマスタバック圧が、ＭＣ圧センサ４からはマスタシリンダ圧が、及び傾斜センサ５からは傾斜センサ値が、それぞれ送信される。車輪速センサ６で検出した車輪の回転速度はＡＢＳＣＵ（ＡＢＳコントロールユニット）７を介して車速データとしてＥＣＭ２へ送信される。また、例えば、登坂路等で必要に応じてヒルホールド要求がＥＣＭ２からＡＢＳＣＵ７へ送信される。

エンジン１にはエアコンコンプレッサ８とウォーターポンプ９がそれぞれのプーリー１０にベルト１１を掛け回すことによって連結されている。また、エンジン１の駆動軸はトルクコンバータ１２を介してトランスミッション１３と連結されている。トランスミッション１３は、ＥＣＭ２にシフトポジションを送信するＣＶＴＣＵ（ＣＶＴコントロールユニット）１４によって制御されている。さらに、エンジン１近傍にはエンジン１を再始動するためのエンジンスタータ１５が備えられ、エンジン１を再始動させる際にはＥＣＭ２からエンジン始動命令が送信される。

本発明に必要なすべての制御はＥＣＭ２で行われ、特にＥＣＭ２では各種センサから送信される検出値に基づいて車両の傾斜センサ値を補正し、補正後の傾斜センサ値によってアイドルストップを許可するか否かを判定している。判定がアイドルストップ許可のとき、アイドルストップ命令がエンジン１に送信される。なお、図１中の実線は有線による送信を、点線はＣＡＮによる送信を、それぞれ表している。

以下、ＥＣＭ２の具体的な制御方法について図２に示すフローチャートに沿って説明する。なお、本制御は微小時間（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに繰り返し実行している。

ステップＳ１では、イグニッションキーがＯＮ状態であることを確認する。ＯＦＦ状態であれば処理を終了する。

ステップＳ２では、各センサ３〜６によって検出された傾斜センサ値、車速、ＭＶ圧及びＭＣ圧を読み込む。

ステップＳ３では、車速が０であるかどうか、すなわち走行状態にあるか停止状態にあるかを判定する。走行状態にある場合はステップＳ４へ進み、停止状態にある場合はステップＳ１２へ進む。

ステップＳ４では、傾斜センサ値以外のアイドルストップ条件を満足しているか否かを判定する（車速判定手段）。この条件を満足する場合はステップＳ５へ進み、満足しない場合は処理を終了する。傾斜センサ値以外のアイドルストップ条件としては、例えば車速が所定値以下（例えば１ｋｍ／ｈ以下）であることや、ＭＶ圧、ＭＣ圧が所定値以上であること、すなわちブレーキペダルが踏み込まれていることなどである。車速の所定値を設定するのは、車両が完全停止する前にアイドルストップを実施することができるからである。これにより、アイドルストップ時間を多く稼げるので、それだけ燃費を向上させることができる。また、ＭＶ圧及びＭＣ圧の所定値を設定するのは、緩やかな路面勾配のときはアイドルストップを許容できるときがあり、このような場合には運転者のブレーキの踏み方が緩いとアイドルストップにより車両がずり下がる可能性があるので、これを防止するためである。

ステップＳ５では、ステップＳ２で読み込んだ車速に基づいて車両の加速度を算出する（加速度算出手段）。

ステップＳ６では、ステップＳ５で算出された加速度を記憶する。ここで加速度を記憶しておくのは、次回演算時にステップＳ３において車両が停止状態であると判断された場合に、ステップＳ１３で車両の加速度を読み込む必要があるからである。

ステップＳ７では、ステップＳ５で算出された加速度から加速度補正成分を算出する（加速度補正成分算出手段）。加速度補正成分とは加速度によって傾斜センサに生じる変化量のことであり、傾斜センサを補正するための成分である。図３に示すように車両の加速度が大きくなるとそれだけ加速度補正成分も大きくなる。この関係をあらかじめ実験などにより求めておく。

ステップＳ８では、ステップＳ７で算出した加速度補正成分に基づいて傾斜センサ値を補正する（傾斜検出値補正手段）。傾斜センサ５で検出される傾斜センサ値は、路面の勾配と車両の加速度による変化（加速度補正成分）とを足し合わせたものとなっているので、検出される傾斜センサ値から加速度補正成分を減算することで正確な傾斜センサ値が得られる。実測値データを示した図４を用いて説明すると、車両が走行状態にあるときは加速度（車速の勾配）と傾斜センサ値とは同期しているので、傾斜センサ値から加速度補正成分を減算することで正確な路面勾配を求めることができる。なお、加速度と傾斜センサ値とが同期しないようになった場合には、傾斜センサの故障であると診断できる（傾斜検出手段故障診断手段）。

ステップＳ９では、ステップＳ８において補正された傾斜センサ値がアイドルストップを許容できる下限の傾斜値以上であるか否かを判定する（アイドルストップ判定許可手段）。アイドルストップを許容できる下限の傾斜値とは、図５（ｂ）の時間軸の下に一点鎖線で示しているように、アイドルストップを許可できる最低の傾斜センサ値のことである。補正後の傾斜センサ値がこの条件を満たす場合はステップＳ１０へ進み、この範囲外にある場合は処理を終了する。なお図５の詳細については後述する。

ステップＳ１０では、ステップＳ８において補正された傾斜センサ値がアイドルストップを許容できる上限の傾斜値以下であるか否かを判定する（アイドルストップ判定許可手段）。アイドルストップを許容できる上限の傾斜値とは、アイドルストップを許可できる最大の傾斜センサ値のことである。補正後の傾斜センサ値がこの条件を満たす場合はステップＳ１１へ進み、この範囲外にある場合は処理を終了する。

ステップＳ１１では、ＥＣＭからエンジンに対してアイドルストップ命令が送信される。

ここで、ステップＳ４からＳ１０までのフローは車両が走行状態にあるときの制御を示しており、条件によっては車両が停止する前にアイドルストップが許可され、ステップＳ１１でアイドルストップが行われる。車両が停止した後は、ステップＳ４からＳ１０までのフローにおいてアイドルストップが許可されたか否かにかかわらず、ステップＳ１２からＳ１７までの制御を行い、アイドルストップ判定を行う。ステップＳ１２以降の制御方法を以下で説明する。

ステップＳ１２では、ステップＳ３で車両が停止していると判定された後、傾斜センサ値以外のアイドルストップ条件を満足しているか否かを判定する。この条件を満足する場合はステップＳ１３へ進み、満足しない場合は処理を終了する。傾斜センサ値以外のアイドルストップ条件としては、例えばＭＶ圧、ＭＣ圧が所定値以上であること、すなわちブレーキペダルが踏み込まれていること等がある。ステップＳ４の条件は、車両が走行状態にあるときの傾斜センサ値以外のアイドルストップ条件であるのに対して、ステップＳ１２の条件は、車両が停止状態にあるときの傾斜センサ値以外のアイドルストップ条件である。

ステップＳ１３では、ステップＳ６で記憶された加速度を読み込む。前述したように、このステップの処理を行うときは車速が０であるので、加速度を算出することはできない。そのため、ステップＳ６で記憶された加速度を読み込む。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３で読み込んだ加速度に応じて車両減衰データを検索する（車両減衰データ検索手段）。車両の減衰データとは、例えば図４の時間Ｔ１〜Ｔ２間の傾斜センサ値が示すように車両の揺り返しが始まってからそれが収束するまでの間の車両の振動パターンのことであり、あらかじめ実験などにより求めておき、車両停止直前の加速度別に導き出されるように記憶させておく。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４で検索した車両減衰データに基づいて傾斜センサ値を補正する（傾斜検出値補正手段）。図４の時間Ｔ１〜Ｔ２に示すように車両が停車した瞬間から一定時間が経過するまでは、傾斜センサ値は車両の振動の影響を受ける。したがって、ステップＳ１４で検索された車両の減衰データに基づく振動パターンを傾斜センサ値から取り除けば、車両が停止してすぐに正確な路面勾配を算出することができる。これにより、アイドルストップ判定を迅速に行うことができ、燃費を向上することができる。

ステップＳ１６では、ステップＳ１５において補正された傾斜センサ値がアイドルストップを許容できる下限の傾斜値以上であるか否かを判定する（アイドルストップ判定許可手段）。補正後の傾斜センサ値がこの条件を満たす場合はステップＳ１７へ進み、この範囲外にある場合は処理を終了する。

ステップＳ１７では、ステップＳ１６において補正された傾斜センサ値がアイドルストップを許容できる上限の傾斜値以下であるか否かを判定する（アイドルストップ判定許可手段）。補正後の傾斜センサ値がこの条件を満たす場合はステップＳ１１へ進んでアイドルストップを行い、この範囲外にある場合は処理を終了する。

以上により、車両が停止直後に揺り返している状態でも、正確な路面勾配を算出することができるので、車両の挙動が安定するまで路面勾配の検出を待つ必要がなく、それだけ早くアイドルストップを行うことができ燃費が向上する。また、傾斜センサの誤判定が防げるので、運転者に違和感を与えない正確なアイドルストップを実施することができる。

以上の制御をまとめて図５を用いて説明する。なお、図５は傾斜センサの補正方法を表したものであり、図５（ａ）は車速を示し、図５（ｂ）は傾斜センサ値を示す。また、図５（ｃ）は車両の加速度を示し、図５（ｄ）は補正後の傾斜センサ値を示す。

図５（ａ）、（ｃ）に示すように、時刻０〜Ｔ３で一定加速度で加速し、時刻Ｔ３〜Ｔ４で一定速走行（加速度ゼロ）し、時刻Ｔ４〜Ｔ５で一定加速度で減速し、時刻Ｔ５で停止した状態を考える。この間（すなわち、時刻０〜Ｔ５）においては、車両は走行中であるので、図２のフローチャートでは、Ｓ１→Ｓ２→・・・→Ｓ１０→Ｓ１１を繰り返している。車両が停止する前（時刻Ｔ５の手前）であってもアイドルストップ条件（図２のステップＳ４、Ｓ９、Ｓ１０）が満足されれば、その時点からアイドルストップを開始する。

アイドルストップ条件（図２のステップＳ４、Ｓ９、Ｓ１０）が満足されずに、車速がゼロになったときは（時刻Ｔ５）、停止直前の減速に伴う加速度（図５（ｃ）の加速度Ａ１）に適した車両減衰データ（図６）を検索し、このデータに基づいて傾斜センサ値を補正（図５（ｄ）の時間Ｔ５〜Ｔ６参照）する。そして、補正後の傾斜センサ値（図５（ｄ））がアイドルストップ許容範囲内にあり、傾斜センサ値以外のアイドルストップ条件（図２のステップＳ１２）も満足できるときは、エンジンを停止する。

さらに理解を容易にするために、図７、図８を参照して説明する。なお、図７は従来技術の問題点を示した説明図であり、図８は本実施形態の効果を示した説明図である。

図７において、平坦路で走行し（図７（ａ））、停止すると車両は揺り返す（図７（ｂ）、図７（ｃ）を繰り返す）。このときは停車しているのであるから本来であればアイドルストップできるのであるが、車両の揺り返しによって傾斜センサ値が誤判定してしまい、車両は傾斜していると判断してしまうのでアイドルストップを行わない。その後車両の揺り返しが停止して挙動が安定して初めてアイドルストップを行うのでアイドルストップへの移行が遅れ、その分燃費が悪化する（図７（ｄ））。

また、登坂路を走行し（図７（ｅ））、停止して車両が前方に傾くと（図７（ｆ））、車両が路面に対して傾斜しているので、本来であればアイドルストップをしてはいけないのに、アイドルストップしてしまう可能性がある。また、車両が後方に傾くと（図７（ｇ））、車両の傾斜が実際より大きく検知されアイドルストップは禁止となる。揺り返しを生じているときには図７（ｆ）と（ｇ）とを繰り返すので、車両がずり落ちたり、エンジンが停止／始動を繰り返したりして、運転者に不快感を与えていた。その後車両の挙動が安定するとアイドルストップは禁止となる（図７（ｈ））。

図８において、平坦路で走行し（図８（ａ））、停止すると車両は揺り返す（図８（ｂ）、図８（ｃ）を繰り返す）。このとき、本実施形態では、車両が停止すると同時に傾斜センサの補正を行うので、直ちにアイドルストップを行うことができ、燃費が向上する（図８（ｂ））。その後挙動が安定してもアイドルストップしたままである（図８（ｄ））。

また、登坂路を走行し（図８（ｅ））、停止して車両が揺り返しによって振動しても、傾斜センサ値は補正されるので、アイドルストップを行わない（図８（ｆ）、（ｇ））。したがって、車両のずり下がりを防止することができる。その後車両の挙動が安定してもアイドルストップは禁止されたままである（図８（ｈ））。

以上、詳細に説明したように本実施形態によれば、車両が停止しているときには、あらかじめ実験などにより求めておいた減衰データに基づいて傾斜センサ値を補正するので、車両の停止に伴う振動が収まるまで待つ必要がなく、確実かつ迅速にアイドルストップ判定を行うことができる。

また、車両が減速しているときには、微小時間ごとに加速度に基づいて傾斜センサ値を補正するので、常に正確な路面勾配を把握できる。また、すべてのアイドルストップ条件を満たすときは走行中であっても即座にアイドルストップできるのでそれだけアイドルストップ時間を多く稼ぐことができる。

以上により、車両の走行状態にかかわらず、傾斜センサの誤判定を防ぐことで正確なアイドルストップが可能となり、迅速にアイドルストップを行うことで燃費性能が向上する。

さらに、車両が走行しているときは車両の加減速に同期して傾斜センサ値が変化するので、車両の加速度と傾斜センサ値とを比較することで傾斜センサの故障診断を行うことができる。これにより、傾斜センサの経年変化の影響を小さくして信頼性を向上させることができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

例えば、傾斜検出値を補正する車両減衰データは予め実験によって得られたデータに限らず、数値モデルや計算式等から導き出されるものでもよい。

本発明による路面勾配測定装置を示すシステム構成図である。 実施形態の制御フローチャートである。 車両の加速度と加速度成分の関係を示すテーブルである。 車速、加速度成分及び傾斜センサ値の時系列データのテーブルである。 傾斜センサの補正方法を示した説明図である。 車両減衰データの一例を示したテーブルである。 従来技術の問題点を示した説明図である。 本実施形態の効果を示した説明図である。

符号の説明

１ エンジン
２ アイドルストップ制御部（ＥＣＭ）
３ ＭＶ圧センサ
４ ＭＣ圧センサ
５ 傾斜センサ
６ 車輪速センサ
７ ＡＢＳＣＵ
８ エアコンコンプレッサ
９ ウォーターポンプ
１０ プーリー
１１ ベルト
１２ トルクコンバータ
１３ トランスミッション
１４ ＣＶＴＣＵ
１５ エンジンスタータ

Claims (5)

1. 所定の運転条件が成立したときにエンジンを自動停止させるアイドルストップ判定手段を備えるアイドルストップ制御装置において、
   車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
   前記車速に基づいて車両の加速度を算出する加速度算出手段と、
   車両の傾斜値を検出する傾斜検出手段と、
   前記加速度に基づいて前記傾斜検出値を補正する傾斜検出値補正手段と、
   前記補正された傾斜検出値が所定範囲のときにアイドルストップ判定を許可するアイドルストップ判定許可手段と、
   を備えることを特徴とするアイドルストップ制御装置。
2. 前記車速がゼロであるときに、前記加速度に応じた車両減衰データを検索する車両減衰データ検索手段をさらに備え、
   前記傾斜検出値補正手段は、前記車両減衰データ検索手段によって検索された車両減衰データに基づいて前記傾斜検出値を補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ制御装置。
3. 前記車両減衰データ検索手段の減衰データは、加速度に応じて予め実験によって求められたデータである、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアイドルストップ制御装置。
4. 前記車速がゼロでないときに、前記車速が所定値以下であることを判定する車速判定手段と、
   前記加速度に基づいて加速度補正成分を算出する加速度補正成分算出手段と、
   をさらに備え、
   前記傾斜検出値補正手段は、前記加速度補正成分に基づいて前記傾斜検出値を補正する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のアイドルストップ制御装置。
5. 前記加速度と前記傾斜検出値とを比較することで前記傾斜検出手段の故障を診断する傾斜検出手段故障診断手段をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のアイドルストップ制御装置。