JP2013132932A

JP2013132932A - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP2013132932A
Application number: JP2011283063A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Sakagami; 航介坂上; Hideki Kobayashi; 秀樹小林
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-07-08
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: JP5984379B2

Abstract

【課題】衝突回避システムを搭載しクリープ力を発生する手段を備えるアイドルストップ機能を備える車両において、アイドルストップ機能が作動した状態で自動ブレーキの作動により停止した状態で、駆動源の再始動条件が成立した場合であっても、障害物との衝突を未然に回避できるようにする。
【解決手段】走行中におけるエンジンの自動停止中に、自動ブレーキを作動させるときの作動開始タイミングが、ＰＣＳ制御部により、エンジンの自動停止中でない場合よりも早いタイミングに切り替えられ、エンジンの自動停止中でない場合の自動ブレーキによる障害物との間の停止距離に比べ、長い停止距離で車両が停止する。その結果、自動ブレーキによる停止後にエンジンの再始動条件が成立してクリープ力発生手段によるクリープ力により車両が勝手に進行すべき方向に進んでしまっても、車両が障害物に衝突するまでにドライバが車両の進行に気付いてブレーキ操作を行うことができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、所定の自動停止条件の成立によりエンジン等の駆動力を発生する駆動源を自動停止し、所定の再始動条件の成立により駆動源を再始動する車両用制御装置に関する。

従来、いわゆるアイドルストップ車両は、ＩＧ（イグニッション）オンの操作によりエンジンを始動すると、その後は、ＩＧオフの操作によりエンジンが停止するまで、アイドルストップ制御を実行し、所定の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、所定の再始動条件の成立によりエンジンを自動的に再始動することを繰り返す。

この種のアイドルストップ車両において、自車両の前方に存在する車両等の障害物との衝突に対応する制御技術を搭載することが行われている（例えば、特許文献１の段落０００４−０００６参照）。

特開２００８−１２１５８３号公報

このようなものとして、自車両前方の障害物の存在を検出してその障害物との衝突可能性を検出すると、自動停止条件が成立してエンジンが停止されるアイドルストップ機能が作動した状態であっても、障害物に対する衝突を回避するために必要な最小限の衝突回避距離まで接近すると自動的にブレーキを作動させ、障害物から１ｍ以内の最小限の衝突回避距離で停止するように制御する衝突回避システムが考えられる。ここで、国土交通省の技術指針により、ドライバに衝突回避システムに対する過信を防ぐために、停止距離は障害物から１ｍ以内と規定されている。

ところで、上記した衝突回避システムの場合、エンジンまたはモータなどの駆動源によりアクセルペダルを踏まなくても進むことができる程度のクリープ力を発生する手段をさらに搭載することもある。このように、車両がクリープ力発生手段をさらに備える場合には、衝突回避システムによる自動ブレーキの作動により、前方の障害物から１ｍ以内の近距離で自車両が停止したときに、ドライバが誤ってブレーキペダルから足を離すなどして、エンジン（あるいはモータ）の再始動条件が成立してしまうと、クリープ力発生手段によるクリープ力により、障害物から１ｍ以内で停止していた自車両が前方へ進んで障害物に衝突してしまうことがある。

このように、衝突回避システムを搭載しクリープ力を発生する手段を備えるアイドルストップ機能を備える車両において、アイドルストップ機能が作動した状態で自動ブレーキの作動により停止した状態のときに、ドライバが意図しないにもかかわらずエンジン（あるいはモータ）の再始動条件が成立してしまうことによる問題が生じ得る。

本発明は、衝突回避システムを搭載しクリープ力を発生する手段を備えるアイドルストップ機能を備える車両において、アイドルストップ機能が作動した状態で自動ブレーキの作動により停止した状態で、駆動源の再始動条件が成立した場合であっても、障害物との衝突を未然に回避できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車両用制御装置は、所定の自動停止条件の成立により、車両の駆動力を発生する駆動源を自動停止し、所定の再始動条件の成立により、前記駆動源を再始動する車両用制御装置において、前記駆動源の駆動によりクリープ力を発生するクリープ力発生手段と、障害物との衝突可能性を検出する検出手段と、前記検出手段により衝突可能性有りが検出されることに基づいて前記障害物に対する衝突を回避するために必要な衝突回避距離で停車させるようブレーキ手段による自動ブレーキを作動させる自動ブレーキ手段と、走行中における前記駆動源の自動停止中に前記自動ブレーキを作動させるときの作動開始タイミングを、前記駆動源の自動停止中でない場合よりも早いタイミングに切り替える切替手段とを備えることを特徴としている（請求項１）。

請求項１に係る発明によれば、車両の走行中に駆動源の自動停止条件が成立して駆動源の自動停止中に、検出手段により、障害物との衝突可能性有りが検出されると、自動ブレーキ手段により、障害物に対する衝突を回避するために必要な衝突回避距離で停車させるようブレーキ手段が自動的に作動されて車両が強制停止される。このとき、走行中における駆動源の自動停止中に、自動ブレーキ手段により自動ブレーキを作動させるときの作動開始タイミングが、切替手段により、駆動源の自動停止中でない場合よりも早いタイミングに切り替えられ、駆動源の自動停止中でない場合の自動ブレーキによる障害物との間の停止距離に比べ、長い停止距離で車両が停止する。

そのため、駆動源の自動停止中である場合の自動ブレーキによる障害物との間の停止距離が、駆動源の自動停止中でない場合に比べて長いことから、自動ブレーキによる停止後にドライバの誤操作などに基づき駆動源の再始動条件が成立し、クリープ力発生手段によるクリープ力により車両が勝手に進行すべき方向に進んでしまっても、車両が障害物に衝突するまでにドライバが車両の進行に気づいてブレーキ操作を行うことが可能になる。

このように、走行中に駆動源を自動停止させるという燃費向上を図った車両において、クリープ力発生手段と自動ブレーキ手段とを備えた車両であっても、自動ブレーキによる停止後に駆動源の再始動条件が成立することに起因したクリープ力による障害物との衝突を未然に回避することができる。

アイドルストップ車両に適用した本発明の車両用制御装置の一実施形態のブロック図である。図１の車両用制御装置の動作説明図である。図１の車両用制御装置の動作説明図である。図１の車両用制御装置の動作説明用フローチャートである。

つぎに、本発明の一実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１はアイドルストップ車両に備えられた車両用制御装置のブロック図、図２および図３は動作説明図、図４は動作説明用フローチャートである。

図１に示すように、アイドルストップ車両１は、軽量化、小型化等を図るため、電源として１２Ｖの比較的小容量の１個の鉛バッテリ２を有し、この鉛バッテリ２の負極端子はアイドルストップ車両１の筐体に接続されている。

そして、アイドルストップ車両１のエンジン３は、トランスミッション側のＣＶＴ４を有し、このＣＶＴ４とエンジン３との間にトルクコンバータ（ロックアップクラッチの機構を含む）５が介在している。

エンジン３はスタータ６により始動され、このスタータ６にはリレー７を介して鉛バッテリ２から給電されてエンジン３を始動する駆動力を発生する。また、鉛バッテリ２の正極端子とリレー７との間に鉛バッテリ２に接近して設けられたバッテリセンサ８により、鉛バッテリ２の温度、電流が検出され、エンジン３の回転力がベルト１０を介してオルタネータ９に伝達され、車両の走行中等にオルタネータ９の発電出力により鉛バッテリ２の充電が行われる。

さらに、図１に示すように、アイドルストップ車両１には、アイドルストップ制御のＥＣＵが形成するアイドルストップ制御部１１が設けられるとともに、エンジン制御のＥＣＵが形成するエンジン制御部１２、ＡＢＳ（ＡｎｔｉｌｏｃｋｅｄＢｒａｋｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）制御のＥＣＵが形成するＡＢＳ制御部１３、ＣＶＴ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御のＥＣＵが形成するＣＶＴ制御部１４、および、ＰＣＳ（ＰｒｅＣｒａｓｈＳａｆｅｔｙ）制御のＥＣＵが形成するＰＣＳ制御部１５が設けられ、これら各制御部１１〜１５はそれぞれマイクロコンピュータ等により形成され、ＣＡＮ等の通信バス１６を介して情報のやり取りを行う。

また、図１に示すように、車速を検出してＡＢＳ制御部１３に自車速情報を与える車速センサ１８が設けられるとともに、ＡＢＳ制御部１３にブレーキ機構のマスタシリンダ圧の検出情報を与える液圧センサ１９が設けられ、ダッシュボードにはコンビネーションメータが形成する表示部２０が設けられ、通信バス１６を介して受信した各種の表示データが表示部２０に表示されるようになっている。

そして、上記したアイドルストップ車両１では、走行中にドライバがブレーキペダルを踏み、アイドルストップ制御部１１により、所定の自動停止条件（例えば、ストップランプが点灯していて所定車速以下である等の条件）の成立が確認されると、走行が完全に停止しなくても所定車速以下（例えば、７ｋｍ／ｈ以下）に低下したとき、エンジン制御部１２にエンジン停止指令が出力され、エンジン３が自動停止される。続いて、自動停止状態においてドライバがブレーキペダルから足を離し、アイドルストップ制御部１１により、所定の再始動条件（例えば、ストップランプが消灯していてドアが閉じている等の条件）の成立が確認されると、停止しているエンジン３が自動的に再始動される。

また、エンジン制御部１２は、エンジン３が完爆を示す回転数に達した状態で、ブレーキペダルおよびアクセルペダルのいずれの踏込みがないアイドリング状態において、アイドルストップ車両１が発進し得るようなクリープ力を発生するようにエンジン３を制御し、このようなエンジン制御部１２によるクリープ力の発生制御が本発明における「クリープ力付与手段」に相当する。

ところで、ＰＣＳ制御部１５は、自車前方の車両等の障害物との距離を所定時間毎に計測するレーザレーダ１７の検出信号を取り込み、ＡＢＳ制御部１３および通信バス１６を介して車速センサ１８により検出される自車両の車速情報を取り込み、これら障害物との距離と自車速とに基づき、障害物との衝突可能性が有るか否かを検出する。このＰＣＳ制御部１５による障害物との衝突可能性の検出機能が本発明における「検出手段」に相当する。

さらに、ＡＢＳ制御部１３は、ドライバによる急ブレーキ操作や低摩擦路でのブレーキ操作時に、図外のマスタシリンダの下流のブレーキ液圧制御バルブ（例えば、ソレノイドバルブ）を制御し、各車輪のブレーキ力を制御して車輪のロックによる滑走を防止するＡＢＳ制御を実行する。また、ＰＣＳ制御部１５により前方の車両等の障害物との衝突可能性が有ると検出されたときに、ＰＣＳ制御部１５により、ＡＢＳ制御部１３に対して自動ブレーキ指令が出力され、障害物との衝突を回避するために必要な最小限の衝突回避距離で停止するように、ＡＢＳ制御部１３がマスタシリンダの下流のブレーキ液圧制御バルブを制御し、ドライバによるブレーキペダルの操作に関係なく自動的にブレーキをかける自動ブレーキの作動制御が実行される。このようなＰＣＳ制御部１５によるＡＢＳ制御部１３に対する自動ブレーキ指令の出力する機能が、本発明における「自動ブレーキ手段」としての機能に相当する。

このような構成を有するアイドルストップ車両１のアイドルストップ動作を簡単に説明すると、ドライバがＩＧキー（図示せず）をオン操作してエンジンスタートを指令することにより、ＩＧオンの信号が例えば通信バス１６からアイドルストップ制御部１１に入力され、この入力に基づいてアイドルストップ制御部１１はリレー７を瞬時に通電してオンし、鉛バッテリ２の電源をスタータ６に給電してスタータ６を始動し、停止していたエンジン３を始動する（初回始動）。エンジン３が始動してオルタネータ９の発電電力で鉛バッテリ２が一旦満充電状態に充電されると、その後は、ＩＧキーのオフ操作でエンジン３が停止するまで、アイドルストップ制御部１１がアイドルストップ制御を実行する。

アイドルストップ制御部１１には、通信バス１６を介してエンジン制御部１２の情報（エンジンの回転数や冷却水温等のエンジンの情報）および、鉛バッテリ２の電流、温度等の情報、ＡＢＳ制御部１３を介した車速センサ１８による検出車速、液圧センサ１９によるマスタシリンダ圧等の情報、ＣＶＴ制御部１４のロックアップクラッチ情報、図示省略したストップランプスイッチ、カーテシスイッチ等の車内各所のスイッチの情報等が入力される。

そして、これらの情報に基づき、アイドルストップ制御中のアイドルストップ制御部１１は、交通信号の赤信号等にしたがってドライバがブレーキペダルを踏み込み、マスタシリンダ圧が所定の踏込圧以上になっていることを検出すると、アイドルストップ制御の所定の自動停止条件（例えば、ストップランプが点灯していて所定車速以下である等の条件）の成立を確認することにより、走行が完全に停止しなくても所定車速以下（例えば、７ｋｍ/ｈ以下）に低下すれば、エンジン制御部１２にエンジン停止指令を出力し、エンジン制御部１２が燃料スロットルを絞ったりしてエンジン３を自動停止する。

次に、交通信号が青信号に変わるなどしてドライバがブレーキペダルから足を離し、マスタシリンダ圧が所定の開放圧に低下したことを検出すると、アイドルストップ車両１がアイドルストップ制御の所定の再始動条件（例えば、ストップランプが消灯していてドアが閉じている等の条件）の成立を確認することにより、アイドルストップ制御部１１はリレー７を瞬時通電してオンし、鉛バッテリ２の電源をスタータ６に給電してスタータ６を始動し、停止しているエンジン３を自動的に再始動する。以降、減速中の所定の停止条件の成立に基づくエンジン３の自動停止と、所定の再始動条件の成立に基づくエンジン３の自動的な再始動とが交互に行なわれる。

このとき、エンジン３が再始動すると、エンジン回転数情報が完爆を示す回転数に達し、ブレーキ力がマスタシリンダ圧に応じて変化する元の状態に戻り、アクセルペダルの踏み込みがないという状態はいわゆるアイドリング状態であり、このアイドリング状態であってもアイドルストップ車両１が進み得るようなクリープ力がエンジン３およびトルクコンバータ５により発生されるようになっており、このようなエンジン制御部１２によるクリープ力の発生制御が本発明における「クリープ力発生手段」に相当する。

さらに、上記したアイドルストップ車両１には、自動ブレーキの作動開始タイミングを切り替える機能が設けられている。すなわち、ＰＣＳ制御部１５により、走行中にアイドルストップ制御部１１によるアイドルストップ制御が実行されてエンジン３が自動停止中に、上記したＡＢＳ制御部１３による自動ブレーキの作動開始タイミングが、エンジン３が自動停止中でないときよりも早いタイミングに切り替えられる。このＰＣＳ制御部１５による切り替え機能が本発明における「切替手段」に相当する。

ここで、エンジン３が自動停止中でないときとは、例えば、走行中であって交通信号の赤信号により停止すべきであるにもかかわらずドライバがブレーキペダルを踏んでいない場合や、ドライバが交通信号の赤信号に気付くのが遅れてブレーキペダルを強く踏み込んだ場合が該当する。

なお、上記した切り替え制御を実行するには、自動ブレーキの作動開始タイミングをどの程度に早めるのが最適かを実験的に求めておくのが好ましい。すなわち、自車両と障害物との相対速度毎に、障害物に対する自動ブレーキの作動開始距離を予め求めておき、これをマップ化して所定のメモリ等に記憶しておく。このとき、相対速度毎の自動ブレーキの作動開始距離で自動ブレーキを作動させて停止したときの障害物との距離は、衝突を回避するのに必要な最小限の衝突回避距離であり、この最小限の衝突回避距離よりも予め定めた距離分だけ長い距離で停止するように、図２に示すように、作動開始時間（横軸）と作動開始距離（縦軸）とが例えば反比例するような切り替えパターンＰを予め実験的に導出し、この切り替えパターンＰもメモリなどに予め記憶しておき、必要時に読み出すようにすればよい。また、「衝突を回避するのに必要な最小限の衝突回避距離」は、厳密に必要最小限の距離でなくてもよいし、エンジン等の駆動源の再始動後のクリープ力により障害物に衝突する可能性のある距離であるという主旨である。

そして、アイドルストップ制御部１１によるアイドルストップ制御が実行されることなくエンジン３が自動停止中でないときの上記したＡＢＳ制御部１３による自動ブレーキの作動開始タイミングとして、例えば図２中の作動開始距離がＳａで作動開始時間がＴａとなるように設定されている状態において、アイドルストップ制御部１１によるアイドルストップ制御が実行されてエンジン３が自動停止中であるときの自動ブレーキの作動開始タイミングが早期化され、図２中の作動開始距離がＳｂ（＞Ｓａ）で作動開始時間がＴｂ（＜Ｔａ）となるように切り替えられる。

その結果、アイドルストップ非実行中の自動ブレーキの作動開始タイミングとして作動開始距離がＳａ（作動開始時間＝Ｔａ）に設定されている場合には、図３中に破線で示すように、障害物との距離が１ｍ以内の最小限の衝突回避距離Ｄ１でアイドルストップ車両１は停止し、アイドルストップ実行中の自動ブレーキの作動開始タイミングとして作動開始距離がＳｂ（作動開始時間＝Ｔｂ）に切り替えられた場合には、図３中に実線で示すように、障害物との距離が最小限の衝突回避距離Ｄ１よりも所定分（例えば、１ｍ）だけ長い距離Ｄ２（＞Ｄ１）でアイドルストップ車両１は停止する。

これにより、自動ブレーキによる停止後にドライバが誤ってブレーキペダルから足を離す誤操作などに基づき、エンジン３の再始動条件が成立してしまうと、上記したクリープ力が発生されてアイドルストップ車両１が勝手に進行すべき方向に進んでしまうが、アイドルストップ車両１が障害物（前方の車両）との間には最小限の衝突回避距離Ｄ１よりも所定分だけ長い距離Ｄ２があるため、ドライバが車両の進行に気付いてブレーキ操作を行い得る状態となる。

次に、上記した自動ブレーキの動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。

図４に示すように、レーザレーダ１７による障害物との距離情報と、通信バス１６を介してＡＢＳ制御部１３から送られる車速センサ１８による車速情報とに基づき、ＰＣＳ制御部１５により、自車両と障害物との現在の相対速度が導出され、導出された相対速度に応じた自動ブレーキの作動開始距離がメモリから読み出されて（ステップＳ１）、その後通信バス１６を介したアイドルストップ制御部１１からの情報に基づき、ＰＣＳ制御部１５によりアイドルストップ中かどうかの判定が行われる（ステップＳ２）。

そして、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳでアイドルストップ中であると判断されれば、ステップＳ１で読み出された自動ブレーキの作動開始距離がセットされ（ステップＳ３）、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳでアイドルストップ中であると判断されれば、自動ブレーキの作動開始タイミングを早期化すべく、自動ブレーキの作動開始距離の補正が行われて補正後の作動開始距離が新たにセットされる（ステップＳ４）。

上記したステップＳ３およびステップＳ４の処理を経た後、ステップＳ５に移行し、レーザレーダ１７による現在の障害物との距離と、セットされた自動ブレーキの作動開始距離との比較が行われ、現在の距離が作動開始距離よりも小さいか否かの判定がなされる（ステップＳ５）。

そして、ステップＳ５の判定結果がＹＥＳであれば、ＰＣＳ制御部１５からの指令に基づき、ＡＢＳ制御部１３によりマスタシリンダの下流のブレーキ液圧制御バルブが制御されて自動ブレーキが作動され（ステップＳ６）、その後スタートに戻る。一方、ステップＳ５の判定結果がＮＯであれば自動ブレーキを作動させる必要がないため、そのままスタートに戻る。

したがって、上記した実施形態によれば、アイドルストップ制御により、走行中、エンジン３の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、エンジンの再始動条件の成立によりエンジン３を再始動するため、燃費の向上を図ることができる。また、自動ブレーキの作動制御により、ドライバが進行方向の前方車両等の障害物に気付くのが遅れても、障害物との衝突を未然に防止することができ、ドライバの安全を確保することができる。

さらに、アイドルストップ制御によるエンジン３の自動停止中である場合の自動ブレーキによる前方の障害物との間の停止距離が、エンジン３の自動停止中でない場合に比べて長く制御されるため、自動ブレーキによる停止後にドライバが誤ってブレーキペダルから足を離すなどの誤操作に基づき、エンジン３の再始動条件が成立したとしても、エンジン制御部１２によるクリープ力により車両が勝手に進行方向である前方に進んでしまっても、アイドルストップ車両１が前方の障害物に衝突するまでにドライバが自車の進行に気づいてブレーキ操作を行うだけの余裕を与えることができる。

そのため、走行中にエンジン３を自動停止させるという燃費向上を図った車両であって、クリープ力発生機能と自動ブレーキ機能とを備えていても、自動ブレーキによる停止後にエンジン３の再始動条件が成立することに起因したクリープ力による障害物との衝突を確実に回避することが可能になる。

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、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。例えば、障害物がアイドルストップ車両１の後方にあって、アイドルストップ車両１のシフトレバーが「バック」の位置にあってクリープ力により後進する場合にも適用することが可能である。

また、上記した実施形態では、アイドルストップ制御が実行されることなくエンジン３が自動停止中でないときの上記したＡＢＳ制御部１３による自動ブレーキの作動開始タイミングとして、図２のように作動開始距離がＳａで作動開始時間がＴａである場合を例示したが、走行中の自車両と進行方向の障害物との相対速度に応じて、衝突回避に必要な最小の衝突回避距離で停止すべく自動ブレーキが作動するのに最適な自動ブレーキの作動開始距離を適宜導出して制御すればよい。例えば、上記したように、自車両と障害物との相対速度毎に、障害物に対する自動ブレーキの作動開始距離を予め求めておき、これをマップ化して所定のメモリ等に記憶しておき、相対速度に応じた作動開始距離をメモリから読み出すほか、現在の相対速度をもとに、その都度演算により作動開始距離を求めるようにしてもよい。また、自動ブレーキの作動開始距離は、道路の傾斜に応じて変えるようにしてもよく、特に下り傾斜の場合には切替手段による自動ブレーキの作動開始タイミングをより早期化するように制御するのが望ましい。

さらに、上記した実施形態では、駆動源をエンジン３として説明したが、例えば電気自動車のように駆動源がモータであってもよく、エンジンとモータを併用するハイブリッド車にも本発明を適用することができる。

また、クリープ力発生手段は、上記したようにエンジン制御部１２の制御に基づきエンジン３やトルクコンバータ５により発生するほか、駆動源がエンジン３ではなくモータの場合には、クラッチを滑らして発生する技術を適用するようにしてもよい。

さらに、レーザレーダ１７に代えて、１個或いは２個以上のＣＣＤカメラによる距離検出手段を用いてもよい。

１アイドルストップ車両
３エンジン
１１アイドルストップ制御部
１２エンジン制御部（クリープ力発生手段）
１５ＰＣＳ制御部（検出手段、自動ブレーキ手段、切替手段）

Claims

所定の自動停止条件の成立により、車両の駆動力を発生する駆動源を自動停止し、所定の再始動条件の成立により、前記駆動源を再始動する車両用制御装置において、
前記駆動源の駆動によりクリープ力を発生するクリープ力発生手段と、
障害物との衝突可能性を検出する検出手段と、
前記検出手段により衝突可能性有りが検出されることに基づいて前記障害物に対する衝突を回避するために必要な衝突回避距離で停車させるよう自動ブレーキを作動させる自動ブレーキ手段と、
走行中における前記駆動源の自動停止中に前記自動ブレーキを作動させるときの作動開始タイミングを、前記駆動源の自動停止中でない場合よりも早いタイミングに切り替える切替手段と
を備えることを特徴とする車両用制御装置。