JP2006321268A - エコラン制御方法及びエコラン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】坂路状態でのアイドリングストップ時に、車両自体の状況に応じて必要なときのみ制動力を確保するための手段を動作させることができるエコラン制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンの動作中、所定のエコラン条件が成立した場合、路面勾配を検出した後、停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧（Ａ）及びブレーキブースタ負圧（Ｂ）を求める（ステップ101〜103）。次に、これらの値（Ａ）、（Ｂ）と実際の車両のブレーキマスタシリンダ圧及びブレーキブースタ負圧を比較することにより、停車状態を維持できるか判定し、満足している場合、アイドリングストップを実施する（ステップ104、105）。一方、満足していない場合、パーキングブレーキを作動させた後、アイドリングストップを実施する（ステップ111、112）。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの駆動と停止を行いながら車両を走行させるエコラン（アイドリングストップ）機能を備えたエコラン制御方法及びエコラン制御装置に関する。

近年、燃費改善及びエミッション低減を目的として、所定のエンジン停止条件成立時にエンジン自動停止を指令し、その後の所定のエンジン始動条件成立時にエンジン自動再始動を指令してエンジン始動モータを駆動させるエンジン自動停止再始動制御（いわゆるエコラン制御）が採用されている。

すなわち、信号待ち等において、実際には車両が走行していないにもかかわらずエンジンをアイドリング状態で駆動していると、排気ガスが出るとともに、燃料の消費が増加するという問題があった。このため、信号などで車両が停止している状態や走行中であってもアクセルオフが一定時間継続した場合等に、エンジンを一時的に停止させ、このエンジンの一時停止状態で、アクセルが踏まれると再びエンジンを始動して発進させるようにしている。
このエコラン制御システムによれば、エンジンを走行に必要なときだけ駆動し、それ以外は停止させることで、燃費を向上させるとともに、エンジン駆動時間の短縮によって排ガス量を減少させることができる。

一方、運転者の制動制御を助勢するため、ブレーキペダルとマスタシリンダとの間にエンジンの吸入負圧を利用したブレーキブースタ（倍力装置）が設けられているが、エンジン停止時には負圧供給が停止するため、停車状態を維持するだけの制動力が確保できない事態が予想されるとして、従来のエコラン制御システムでは、急勾配でのアイドリングストップを禁止するようにしている。

しかしながら、このような坂路状態でもアイドリングストップを行うことが望ましいため、アイドリングストップ時の路面勾配など車両が置かれている状態によって、電気モータによりパーキングブレーキを作動させたり、マスタシリンダ圧を増圧させて充分な制動力を確保することにより、坂路状態でのアイドリングストップを実現することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−１６３１９８号公報

上記のように、坂路状態でのアイドリングストップ時に充分な制動力を確保するようにしているが、上記の提案では、車両自体の状況を考慮することなく、車両の置かれている状態によって制動力を確保する補機を作動させるため、車両自体の状況として必要のない場合であっても制動力を確保する補機を作動させてしまう可能性がある。
例えば、車両としてブレーキ負圧が充分確保されている場合、あるいは、ユーザのブレーキペダル踏力により充分な制動力が確保されている場合でも、路面勾配が急であればパーキングブレーキまたは油圧増圧装置の両方またはいずれかが作動されることが予想される。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、車両の置かれている状態という間接的な観点ではなく、坂路状態でアイドリングストップを実施している車両自体の状況に応じて制動力確保が必要か否かをリアルタイムに判断し、必要なときのみ制動力を確保するための手段を動作させることができるエコラン制御方法及びエコラン制御装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係るエコラン制御方法（１）は、
所定のエンジン自動停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させ、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを自動的に始動させるエコラン制御方法であって、
エンジン自動停止時に、車両の置かれている状態に基づいて車両が停止状態を維持するために必要なブレーキ圧を演算し、その演算結果と車両自体の状況を比較することによりブレーキアシストが必要か否かを判断し、必要と判断された場合のみブレーキアシストを実行することを特徴とする。

また、本発明に係るエコラン制御装置（１）は、
所定のエンジン自動停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させ、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを自動的に始動させるエコラン制御を行う制御手段を備えたエコラン制御装置であって、
エンジン自動停止時に、上記制御手段が、車両の置かれている状態に基づいて車両が停止状態を維持するために必要なブレーキ圧を演算し、その演算結果と車両自体の状況を比較することによりブレーキアシストが必要か否かを判断し、必要と判断された場合のみブレーキアシストを実行することを特徴とする。

さらに、本発明に係るエコラン制御装置（２）は、エコラン制御装置（１）において、
上記車両自体の状況が、ユーザのブレーキ操作によるマスタシリンダ圧及びブレーキブースタ負圧であることを特徴とし、
本発明に係るエコラン制御装置（３）は、エコラン制御装置（２）において、
上記ユーザのブレーキ操作によるブレーキマスタシリンダ圧及びブレーキブースタ負圧が停車状態を維持するだけの制動力が確保できていない場合でも、パーキングブレーキ作動状態時には、上記制御手段がブレーキアシストを実行しないことを特徴とする。

また、本発明に係るエコラン制御装置（４）は、エコラン制御装置（１）〜（３）のいずれかにおいて、
エンジン停止中に車両前進、又は後退を検知した場合、上記制御手段がブレーキアシストを実行し、エコラン状態を保持することを特徴とし、
本発明に係るエコラン制御装置（５）は、エコラン制御装置（４）において、
上記車両前後退が第１の所定距離以上、または車間距離が第２の所定距離未満となった場合には、上記制御手段がエンジンを再始動することを特徴とする。

さらに、本発明に係るエコラン制御装置（６）は、エコラン制御装置（１）〜（５）のいずれかにおいて、
エンジン完爆判定またはユーザによるパーキングブレーキ解除操作がなされるまで、上記制御手段が、ブレーキアシスト状態を保持することを特徴とする。

本発明に係るエコラン制御方法（１）、エコラン制御装置（１）、（２）によれば、路面勾配などの車両の置かれている状態のみではなく、ユーザのブレーキ操作によるブレーキマスタシリンダ圧・ブレーキブースタ負圧及び車両転がりの有無など、車両自体の状況も考慮することにより、坂路状態でも、必要な場合のみパーキングブレーキまたは油圧増圧装置等によるブレーキアシストを実行するので、従来より精度良くブレーキアシストを制御することが可能となり、消費電力を低減することができる。

また、本発明に係るエコラン制御装置（３）によれば、ユーザによるパーキングブレーキ作動時には、ブレーキアシスト制御が実行されないので、無駄な消費電力をカットすることができる。
さらに、急勾配などでは、若干の車両転がりが予想され、従来は、車両転がりがあると即エンジンを始動していたが、本発明に係るエコラン制御装置（４）によれば、車両転がりがある場合にエンジンを再始動させるのではなく、ブレーキアシスト制御を実行し、エコラン状態を保持するので、燃費の向上を図ることが可能となる。

また、本発明に係るエコラン制御装置（５）によれば、車両転がりによりブレーキアシストを実行し、エコラン状態を保持していても、車両転がりが所定距離以上となった場合、または前後車との車間距離が所定距離未満となった場合には、エンジンが再始動されるので、危険回避及びドラビリ低下を抑制することができる。

さらに、自動的にブレーキアシスト制御が実行された場合には、解除操作がユーザの負担となるが、本発明に係るエコラン制御装置（６）によれば、エンジン完爆判定後、自動的にブレーキアシスト制御が解除されるので、ユーザの負担を軽減することが可能となる。

以下、本発明のエコラン制御装置の実施例について、図面を用いて説明する。図１はエンジン制御システムの概略ブロック図であり、図に示すように、このエンジン制御システムは、エンジン１、エンジンの運転状態を制御するエンジンＥＣＵ２及びエンジンの自動停止から自動始動までをエコランモードとして制御するエコランＥＣＵ３により構成されている。
エンジンＥＣＵ２は燃料系や点火系等の各部を制御することで通常走行時におけるエンジン１の燃焼を制御するとともに、エンジン一時停止において、エンジン１の停止及び再始動を制御する。

一方、エコランＥＣＵ３には、アクセルセンサ４、ブレーキスイッチ５、車速センサ６、エンジン回転数センサ７、Ｇセンサ８、ブレーキマスタシリンダ圧センサ９、ブレーキブースタ負圧センサ１０、レーダ装置１１等の種々のセンサ等の出力が入力され、エコランＥＣＵ３は、これらのセンサの出力に基づいて所定のエンジン停止条件、エンジン始動条件が成立するか否かを判断し、エンジン自動停止、エンジン自動再始動をエンジンＥＣＵ２に指令するとともに、パーキングブレーキ１２に制御信号を出力する。

このエコランＥＣＵ３は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２、ＲＡＭ（Random Access Memory)３３から構成され、ＣＰＵ３１はエコランＥＣＵ３のハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムに基づいてエコラン自動停止やエコラン再始動等の各種のプログラムを実行する。また、ＲＡＭ３３はＳＲＡＭ等で構成され、プログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶するとともに、路面勾配と各路面勾配に応じて必要なブレーキマスタシリンダ圧とブレーキブースタ負圧との関係を示すマップを記憶している。
なお、本実施例では、エンジンＥＣＵ２とエコランＥＣＵ３は別々である例を示したが、エンジンＥＣＵがエコラン機能を備えた一体型であってもよい。

図２は路面勾配に相当するＧセンサ８の前後方向出力（ｍ／Ｓ^２）とブレーキマスタシリンダ圧及びブレーキブースタ負圧との関係を示すマップの一例であり、例えば、Ｇセンサ８の前後方向出力が１（ｍ／Ｓ^２）のとき、充分な制動力を確保するために必要なブレーキマスタシリンダ圧が２、ブレーキブースタ負圧が１と判断される。

一方、アクセルセンサ４はアクセルペダルが踏まれているか否かを検出し、アクセルペダルが踏み込まれているとき、オン信号を出力し、ブレーキスイッチ５はブレーキペダルが踏み込まれたとき、及びパーキングブレーキが作動しているとき、それぞれオン信号を出力する。車速センサ６は車両の出力軸の回転を検出することにより車速を検出し、エンジン回転数センサ７はエンジン１の回転軸の回転数を検出することによりエンジン回転数を検出する。また、Ｇセンサ８は車両に加わる加速度を検出するものであり、上記のように、このＧセンサ８の車両の前後方向成分より路面勾配を検出することができる。

また、ブレーキマスタシリンダ圧センサ９はマスタシリンダのシリンダ圧を検出し、ブレーキブースタ負圧センサ１０はブレーキペダルとマスタシリンダとの間に介設されたブレーキブースタに導入されるブレーキブースタ負圧を検出する。さらに、レーダ装置１１はレーダの送受信により車両の外部に存在する他車両との相対速度や距離を検出してエコランＥＣＵ３に入力する。

そして、エコランＥＣＵ３は、エンジン１の動作中、アクセルセンサ４、ブレーキスイッチ５、車速センサ６、エンジン回転数センサ７等の各種センサの出力を取り込み、所定のエコラン条件、例えば、アクセルオフ、かつ、ブレーキオン、かつ、車速＝０、かつ、エンジン回転数が６００〜１０００ｒｐｍの範囲にあるアイドル状態の所定時間、例えば、２秒間継続、を判定すると、アイドリングストップを実施するが、このアイドリングストップ実施時のＣＰＵ３１の作用について、図３のフローチャートにより説明する。

エンジン１の動作中、所定のエコラン条件が成立している場合、ＣＰＵ３１は、常時、図３のフローチャートに示すエコラン制御プログラムを実行し、このプログラムを開始すると、まず、Ｇセンサ８の前後方向出力により路面勾配を検出する（ステップ１０１）。そして、ＲＡＭ３３に記憶されている図２のマップに基づいて、検出した勾配より停車状態を維持するために必要なエコラン許可ブレーキマスタシリンダ圧（Ａ）を求める（ステップ１０２）とともに、検出した勾配より停車状態を維持するために必要なエコラン許可ブレーキブースタ負圧（Ｂ）を求める（ステップ１０３）。

次に、ＣＰＵ３１は、ブレーキマスタシリンダ圧センサ９の出力とエコラン許可ブレーキマスタシリンダ圧（Ａ）とを比較するとともに、ブレーキブースタ負圧センサ１０の出力とエコラン許可ブレーキブースタ負圧（Ｂ）を比較することにより、車両の実際のブレーキマスタシリンダ圧、ブレーキブースタ負圧が上記の値（Ａ）、（Ｂ）より大きいか否かを判別する（ステップ１０４）。

停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧、ブレーキブースタ負圧を満足していると判定した場合、ＣＰＵ３１は、エンジンＥＣＵ２に対してエンジン一時停止信号を出力することによりアイドリングストップを実施する（ステップ１０５）。これにより、エンジンＥＣＵ２が燃料系や点火系を制御してエンジン１を一時停止させる。

以上のように、路面勾配状態のみではなく、ユーザのブレーキ操作によるブレーキマスタシリンダ圧・ブレーキブースタ負圧を考慮し、停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧、ブレーキブースタ負圧を満足している場合には、パーキングブレーキを作動させないので、消費電力を低減することができる。

アイドリングストップを実施した後、ＣＰＵ３１は、車速センサ６の出力により車両の前後進の有無を判定し（ステップ１０６）、車両の前後進がないと判定した場合、ブレーキマスタシリンダ圧センサ９の出力とエコラン許可ブレーキマスタシリンダ圧（Ａ）とを比較することにより停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧を満足しているか否かを判定する（ステップ１０７）。
そして、停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧を満足していると判定した場合、ブレーキブースタ負圧センサ１０の出力とエコラン許可ブレーキブースタ負圧（Ｂ）を比較することにより、停車状態を維持するために必要なブレーキブースタ負圧を満足しているか否かを判定する（ステップ１０８）。

停車状態を維持するために必要なブレーキブースタ負圧を満足していると判定した場合、ＣＰＵ３１は、例えば、アクセルオン、ブレーキオフ、あるいはシフト操作などのユーザによる操作始動条件、または、車両異常発生、電源電圧低下等の車両状態によるエンジン始動条件等、他のエンジン始動条件が成立したか否かを判定し（ステップ１０９）、他のエンジン始動条件が成立していないと判定した場合、ステップ１０６に戻り、他のエンジン始動条件が成立したと判定した場合、エンジンＥＣＵ２に対してエンジン再始動信号を出力し、エンジン１を再始動する（ステップ１１０）。

一方、ステップ１０４で停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧、ブレーキブースタ負圧を満足していないと判定した場合、ＣＰＵ３１は、パーキングブレーキ１２を作動させた（ステップ１１１）後、エンジンＥＣＵ２に対してエンジン一時停止信号を出力することによりアイドリングストップを実施する（ステップ１１２）。

すなわち、急勾配の路面で停車状態が成立した場合、通常では、停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧、ブレーキブースタ負圧が常に満足されていると思われるが、停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧、ブレーキブースタ負圧を満足していない場合に、アイドリングストップ状態に移行しないケースが発生しないように、停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧、ブレーキブースタ負圧を満足していない場合には、パーキングブレーキを作動させた後、アイドリングストップを実施するようにしている。

また、ステップ１０６で車両の前後進があると判定した場合、ステップ１０７で停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧を満足していないと判定した場合、あるいは、ステップ１０８で停車状態を維持するために必要なブレーキブースタ負圧を満足していないと判定した場合、ＣＰＵ３１は、ブレーキスイッチ５の出力よりパーキングブレーキ１２が作動しているか否かを判定し（ステップ１１３）、パーキングブレーキ１２が作動していないと判定した場合、パーキングブレーキ１２を作動させる（ステップ１１４）。

このように、アイドリングストップ時に、マスタ圧、ブースタ負圧が停車状態を維持するために必要なマスタ圧、ブースタ負圧を満足しなくなった場合には、パーキングブレーキを自動的に作動させることにより、制動力を確保することができる。
また、従来は、坂路状態時に車両が前後退した場合には、エンジンを始動させていたが、パーキングブレーキを自動的に作動させることにより、車両が前後退するのを防ぐことができるため、エンジンを自動始動させる必要性がなくなり、エコラン状態を保持することができるので、燃費の向上を図ることが可能となる。さらに、ユーザによりパーキングブレーキが作動させられていた場合には、ブレーキアシスト制御が実行されないので、無駄な消費電力をカットすることができる。

そして、ステップ１１２でアイドリングストップを実施した場合、ステップ１１３でパーキングブレーキが作動していると判定した場合、あるいは、ステップ１１４でパーキングブレーキを作動させた場合、ＣＰＵ３１は、車速センサ６の出力によりアイドリングストップ実施後、車両がＸ（ｍ）、例えば、１ｍ移動したか否かを判定し（ステップ１１５）、車両がＸｍ移動していないと判定した場合、レーダ装置１１の出力により前後の車両との車間距離がＹ（ｍ）、例えば、２ｍ以上離れているか否かを判定する（ステップ１１６）。
前後の車両との車間距離がＹ（ｍ）以上離れていると判定した場合、ＣＰＵ３１は、他のエンジン始動条件が成立したか否かを判定し（ステップ１１７）、他のエンジン始動条件が成立していないと判定した場合、ステップ１１５に戻る。

一方、ステップ１１５で車両がＸ（ｍ）以上移動したと判定した場合、ステップ１１６で前後の車両の車間距離がＹ（ｍ）未満であると判定した場合、あるいは、ステップ１１７で他のエンジン始動条件が成立したと判定した場合、ＣＰＵ３１は、エンジンＥＣＵ２に対してエンジン再始動信号を出力し、エンジン１を再始動する（ステップ１１８）。

以上のように、車両転がり等によりブレーキアシストを実行し、エコラン状態を保持していても、車両転がりが所定距離以上となった場合、または前後車との車間距離が所定距離未満となった場合には、エンジンが再始動されるので、危険回避及びドラビリ低下を抑制することができる。

そして、ステップ１１８でエンジンを再始動した後、ＣＰＵ３１は、エンジンが完爆したか否か、すなわち、エンジンＥＣＵ２からエンジン始動完了信号を受信したか否かを判定し（ステップ１１９）、エンジンが完爆したと判定すると、パーキングブレーキが作動しているか否かを判定する（ステップ１２０）。そして、ユーザによるパーキングブレーキ解除によってパーキングブレーキが作動していないと判定した場合、ＣＰＵ３１はプログラムを終了し、パーキングブレーキが作動していると判定した場合、パーキングブレーキを解除した（ステップ１２１）後、プログラムを終了する。

自動的にブレーキアシスト制御が実行された場合には、解除操作がユーザの負担となるが、このように、エンジン完爆判定後、自動的にブレーキアシスト制御を解除することにより、ユーザの負担を軽減することが可能となる。

なお、上記の実施例では、路面勾配よりマップを使用してエコラン許可ブレーキマスタシリンダ圧、エコラン許可ブレーキブースタ負圧を求めたが、路面勾配より直接エコラン許可ブレーキマスタシリンダ圧を演算し、演算したエコラン許可ブレーキマスタシリンダ圧より停車状態を維持するために必要なエコラン許可ブレーキブースタ負圧を演算することも可能である。

また、上記の実施例では、停車状態を維持するために必要なブレーキマスタシリンダ圧、ブレーキブースタ負圧を満足していない場合、パーキングブレーキを作動させたが、油圧増圧装置等の他のブレーキアシスト手段を作動させるようにしてもよい。
さらに、上記の実施例で示した車両の前後退距離や車間距離等の値は一例であって任意の値を使用することができる。

本発明のエコラン制御装置を適用したエンジン制御システムの概略構成を示すブロック図である。 路面勾配と各路面勾配に応じて必要なブレーキマスタシリンダ圧とブレーキブースタ負圧との関係を示すマップである。 アイドリングストップ実施時のエコランＥＣＵの作用を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ エンジンＥＣＵ
３ エコランＥＣＵ
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
４ アクセルセンサ
５ ブレーキスイッチ
６ 車速センサ
７ エンジン回転数センサ
８ Ｇセンサ
９ ブレーキマスタシリンダ圧センサ
１０ ブレーキブースタ負圧センサ
１１ レーダ装置
１２ パーキングブレーキ

Claims (7)

1. 所定のエンジン自動停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させ、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを自動的に始動させるエコラン制御方法であって、
   エンジン自動停止時に、車両の置かれている状態に基づいて車両が停止状態を維持するために必要なブレーキ圧を演算し、その演算結果と車両自体の状況を比較することによりブレーキアシストが必要か否かを判断し、必要と判断された場合のみブレーキアシストを実行することを特徴とするエコラン制御方法。
2. 所定のエンジン自動停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させ、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを自動的に始動させるエコラン制御を行う制御手段を備えたエコラン制御装置であって、
   エンジン自動停止時に、上記制御手段が、車両の置かれている状態に基づいて車両が停止状態を維持するために必要なブレーキ圧を演算し、その演算結果と車両自体の状況を比較することによりブレーキアシストが必要か否かを判断し、必要と判断された場合のみブレーキアシストを実行することを特徴とするエコラン制御装置。
3. 請求項２に記載のエコラン制御装置において、
   上記車両自体の状況が、ユーザのブレーキ操作によるマスタシリンダ圧及びブレーキブースタ負圧であることを特徴とするエコラン制御装置。
4. 請求項３に記載のエコラン制御装置において、
   上記ユーザのブレーキ操作によるブレーキマスタシリンダ圧及びブレーキブースタ負圧が停車状態を維持するだけの制動力が確保できていない場合でも、パーキングブレーキ作動状態時には、上記制御手段がブレーキアシストを実行しないことを特徴とするエコラン制御装置。
5. 請求項２〜請求項４のいずれかに記載のエコラン制御装置において、
   エンジン停止中に車両前進、又は後退を検知した場合、上記制御手段がブレーキアシストを実行し、エコラン状態を保持することを特徴とするエコラン制御装置。
6. 請求項５に記載のエコラン制御装置において、
   上記車両前後退が第１の所定距離以上、または車間距離が第２の所定距離未満となった場合には、上記制御手段がエンジンを再始動することを特徴とするエコラン制御装置。
7. 請求項２〜請求項６のいずれかに記載のエコラン制御装置において、
   エンジン完爆判定またはユーザによるパーキングブレーキ解除操作がなされるまでは、上記制御手段が、ブレーキアシスト状態を保持することを特徴とするエコラン制御装置。

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