JP2013142337A - アイドルストップスタート車両 - Google Patents

Abstract

【課題】道路状況に応じてエンジンの自動停止の可否を的確に判定して、無用な状況でのエンジンの自動停止を未然に防止でき、もってエンジン自動停止によるメリットを確実に達成した上で、エンジン始動に起因する発進遅れを防止できるアイドルストップスタート車両を提供する。
【解決手段】高速道路などの連続走行可能な道路では、アイドルストップスタートのメリットよりもエンジン始動に起因する発進遅れなどの弊害の方が大となるため、ステップＳ６で車両が連続走行可能な道路を走行中と判定したときには、ステップＳ１０〜２０でのエンジン自動停止に関する処理を実行することなく、ステップＳ８でてISS禁止ランプ３４を点灯させてルーチンを終了する。
【選択図】図２

Description

本発明はアイドルストップスタート車両に係り、詳しくは無用な状況でのエンジンの自動停止を防止するようにしたアイドルストップスタート車両に関する。

近年では環境保護や燃費節減の観点から、交差点での信号待ちなどで車両が一時停止したときにエンジンを自動停止させ、その後の発進の際にエンジンを自動始動させる所謂アイドルストップスタート機能を備えた車両（以下、アイドルストップスタート車両という）が実用化されている。
例えばエンジンを自動停止させるときの停止条件としては、アクセル操作の中止、ブレーキ操作、車両停止（車速＝０）などが予め設定されており、これらの全ての条件が満たされた状態が予め設定した確定時間だけ継続するとエンジンを自動停止させている。また、例えばエンジンを自動始動させるときの始動条件としては、ブレーキ操作の中止が予め設定されており、この条件が満たされるとエンジンを自動始動させている。

ところで、路上での車両の停止状況には種々のものがあり、上記停止条件を適切に設定したとしても無用にエンジンが自動停止されてしまう場合がある。例えば、高速道路や有料道路或いは高規格道路（バイパス道路）など（以下、連続走行可能な道路と総称する）では信号が存在せず、仮に渋滞があったとしても、重度の渋滞でなければ車両は停止後に間もなく発進することから、基本的にアイドルストップスタートを実行すべきでない。

しかしながら、上記停止条件によれば、連続走行可能な道路を走行中であっても車両が停止して確定時間が経過すると、エンジンが自動停止されてしまう。そして、停止した車両は間もなく発進するためエンジン停止時間が極めて短くてメリットが得られないばかりか、発進の際にエンジン始動を要することから、僅かであっても発進遅れが生じて走行フィーリングの悪化に繋がってしまう。
このような不具合の対策として、例えば特許文献１に開示された技術が提案されている。当該特許文献１の技術は、ナビゲーションシステムにより車両の現在位置情報を受信し、その現在位置情報に基づき車両が渋滞道路上で停止したと判定すると、エンジンの自動停止を禁止するようになっている。

特開２００１−５５９３９号公報

ところが、ナビゲーションシステムで受信される渋滞情報は、渋滞の規模がある程度大きなものに限られ、軽度の渋滞は情報として受信されない。このため、軽度の渋滞ではエンジンの自動停止が禁止されず、停止条件の成立に基づきエンジンが自動停止されてしまう。従って、一般的なアイドルストップスタート車両と同じく、エンジン停止によるメリットが得られない上に、エンジン始動のために発生する発進遅れにより走行フィーリングを悪化させてしまう。よって、エンジンの自動停止の可否をより的確に判定可能なアイドルストップスタート車両が従来から要望されていた。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、道路状況に応じてエンジンの自動停止の可否を的確に判定して、無用な状況でのエンジンの自動停止を未然に防止でき、もってエンジン自動停止によるメリットを確実に達成した上で、無用なエンジン停止に起因する発進遅れを防止して走行フィーリングを向上することができるアイドルストップスタート車両を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、所定の停止条件が成立したときに車両の走行用動力源であるエンジンを自動停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときにエンジンを自動始動するアイドルストップスタート制御手段を備えたアイドルストップスタート車両において、道路情報に基づき車両が連続走行可能な道路を走行中であるか否かを判定する自車位置判定手段と、自車位置判定手段により車両が連続走行可能な道路を走行中であると判定されたときに、停止条件に関わらずエンジンの自動停止を禁止するエンジン停止禁止手段とを備えたものである。

請求項２の発明は、請求項１において、自車位置判定手段が、道路情報に基づき車両が高速道路、有料道路、高規格道路の何れかを走行しているとき、連続走行可能な道路を走行中であると判定するものである。
請求項３の発明は、請求項１または２において、アイドルストップスタート制御手段が、停止条件が満たされた状態が予め設定された確定時間だけ継続したときに停止条件が成立したと見なしてエンジンを自動停止させるものであり、自車位置判定手段が、連続走行可能な道路とは別に、道路情報に基づき車両が踏切の一旦停止位置にあるか否かを判定可能であり、自車位置判定手段により車両が踏切の一旦停止位置にあると判定されたとき、踏切の幅が所定の判定値以上の場合に確定時間を増加補正し、補正後の確定時間をアイドルストップスタート制御手段による停止条件の判定処理に適用する確定時間補正手段を備えたものである。

以上説明したように請求項１の発明のアイドルストップスタート車両によれば、車両が連続走行可能な道路を走行中であると判定したときに、停止条件に関わらずエンジンの自動停止を禁止するようにした。連続走行可能な道路では渋滞で車両が停止したとしても間もなく発進する場合が多いため、アイドルストップスタートのメリットよりもエンジン始動に起因する発進遅れなどの弊害の方が大となるが、エンジンの自動停止を禁止することで弊害を未然に防止できる。よって、一般路においてエンジン自動停止によるメリットを確実に達成した上で、連続走行可能な道路では無用なエンジン停止に起因する発進遅れを防止して走行フィーリングを向上することができる。

請求項２の発明のアイドルストップスタート車両によれば、請求項１に加えて、車両が高速道路、有料道路、高規格道路の何れかを走行しているとき、連続走行可能な道路を走行中と判定するものである。従って、高速道路、有料道路、高規格道路において無用なエンジン停止に起因する発進遅れを防止することができる。
請求項３の発明のアイドルストップスタート車両によれば、請求項１または２に加えて、車両が踏切の一旦停止位置にあると判定したとき、踏切の幅が所定の判定値以上の場合に確定時間を増加補正し、補正後の確定時間に基づき停止条件の成立を判定するようにした。大規模の踏切では車両の一旦停止時間が長引くが、先行車が踏切を渡り終えれば車両は発進するため、本来はエンジン停止すべきでない。確定時間を増加補正することで停止条件が成立し難くなるため、結果として無用なエンジンの自動停止による発進遅れなどの弊害を未然に防止することができる。

実施形態のアイドルストップスタート機能を備えたトラックの駆動系を示す全体構成図である。 ＥＣＵにより実行されるエンジン自動停止ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明をアイドルストップスタート機能を備えたトラックに具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のトラックの駆動系を示す全体構成図である。
車両には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１が搭載されている。エンジン１の出力軸１ｂにはクラッチ装置２を介して自動変速機（以下、単に変速機という）３の入力軸３ａが接続され、クラッチ装置２の接続時にエンジン１の回転が変速機３に伝達されるようになっている。当該変速機３は、前進６段及び後退１段を備えた手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置２の断接操作を自動化したものである。

クラッチ装置２は、フライホイール４にクラッチ板５をプレッシャスプリング６により圧接させて接続される一方、フライホイール４からクラッチ板５を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板５にはアウタレバー７を介してエアシリンダ８が連結され、エアシリンダ８には電磁弁９が介装されたエア通路１０を介して圧縮エアを充填したエアタンク１１が接続されている。
電磁弁９の開弁時にはエアタンク１１からエア通路１０を介してエアシリンダ８に圧縮エアが供給され、エアシリンダ８が作動してアウタレバー７を介してクラッチ板５をフライホイール４から離間させ、これによりクラッチ装置２が接続状態から切断状態に切り換えられる。一方、電磁弁９が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりエアシリンダ８が作動しなくなることから、クラッチ板５はプレッシャスプリング６によりフライホイール４に圧接され、これによりクラッチ装置２は切断状態から接続状態に切り換えられる。このように電磁弁９の開閉に応じてエアシリンダ８が作動して、クラッチ装置２を自動的に断接操作可能になっている。

変速機３には変速段を切り換えるためのギヤシフトユニット１４が設けられ、図示はしないがギヤシフトユニット１４は、変速機３内の各変速段に対応するシフトフォークを作動させる複数のエアシリンダ、及び各エアシリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１４はエア通路１２を介して上記したエアタンク１１と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク１１からの圧縮エアが対応するエアシリンダに供給され、そのエアシリンダが作動して対応するシフトフォークを切換操作すると、切換操作に応じて変速機３の変速段が切り換えられる。このようにギヤシフトユニット１４の電磁弁の開閉に応じてエアシリンダが作動して、変速機３を自動的に変速操作可能になっている。

車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２１が設置されており、エンジン１、クラッチ装置２、変速機３の総合的な制御を行う。

ＥＣＵ２１の入力側には、エンジン１の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２２、変速機３の入力軸３ａの回転速度（クラッチ回転速度Ｎc）を検出するクラッチ回転速度センサ２３、運転席に設けられたチェンジレバー１３の切換位置を検出するレバー位置センサ２４、変速機３のギヤ位置を検出するギヤ位置センサ２５、アクセルペダル２６の操作量Ａccを検出するアクセルセンサ２７、変速機３の出力軸３ｂに設けられて出力軸回転速度Ｖss（車速Ｖと相関する）を検出する車速センサ２８、フットブレーキ２９の操作を検出するブレーキスイッチ３０、クラッチ装置２のクラッチストロークＳＴを検出するストロークセンサ３１、及びナビゲーションユニット３２（自車位置判定手段）などのセンサ類が接続されている。
ナビゲーションユニット３２は、ＧＰＳアンテナ３３を介して人工衛星からＧＰＳ信号を受信する一方、内蔵している記憶装置に予め地図情報が記憶されており、これらのＧＰＳ情報及び地図情報をＥＣＵ２１が任意に読出し可能になっている。

また、ＥＣＵ２１の出力側には、上記したクラッチ装置２の電磁弁９、ギヤシフトユニット１４の各電磁弁、車両の運転席に設けられたアイドルストップスタート禁止ランプ（以下、ISS禁止ランプと略す）３４などが接続されると共に、図示はしないが、エンジン１の燃料噴射弁などが接続されている。なお、このように単一のＥＣＵ２１で総合的に制御することなく、例えばＥＣＵ２１とは別にエンジン制御専用のＥＣＵを備えるようにしてもよい。

そして、例えばＥＣＵ２１は、エンジン回転速度センサ２２により検出されたエンジン回転速度Ｎe及びアクセルセンサ２７により検出されたアクセル操作量Ａccに基づき、図示しないマップからエンジン１の各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転速度Ｎe及び燃料噴射量に基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。そして、これらの算出値に基づき各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン１を運転する。

また、ＥＣＵ２１は、レバー位置センサ２４によりチェンジレバー１３のＤレンジへの切換が検出されているときには自動変速モードを実行し、アクセル操作量Ａcc及び車速センサ２８により検出された車速Ｖに基づき、図示しないシフトマップから目標変速段を算出する。そして、クラッチ装置２の電磁弁９を開閉してエアシリンダ８によりクラッチ装置２を断接操作させながら、ギヤシフトユニット１４の所定の電磁弁を開閉してエアシリンダにより対応するシフトフォークを切換操作して変速段を目標変速段に切り換え、これにより常に適切な変速段をもって車両を走行させる。

一方、ＥＣＵ２１は、信号待ちなどで車両が一時停止して所定の停止条件が成立するとエンジン２を自動停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときにエンジン２を自動始動するアイドルストップスタート制御を実行する（アイドルストップスタート制御手段）。
エンジン停止条件及び始動条件は種々の文献に開示されているため、概略のみを説明する。例えばエンジン停止条件としては、アクセル操作の中止（Ａcc＝０）、ブレーキ操作（ブレーキスイッチ３０がオン）、車両停止（Ｖ＝０）などが予め設定されている。これらの全ての条件が満たされた状態が予め設定した確定時間Ｔ0だけ継続すると、ＥＣＵ２１は停止条件が成立したと見なしてエンジン１の燃料噴射を中止して自動停止させる。

また、例えば始動条件としてはブレーキ操作の中止が予め設定されている。この条件が満たされるとＥＣＵ２１は始動条件が成立したと見なし、図示しないスタータでエンジン１をクランキングさせて自動始動させて、車両を発進可能とする。なお、以上のエンジン１の停止条件及び始動条件は一例であり、これに限るものではなく任意に変更可能である。
ところで、路上での車両の停止状況には種々のものがあり、エンジン１の停止条件を適切に設定したとしても不必要な状況でエンジン１が自動停止されてしまう場合がある。その対策として特許文献１には、ナビゲーションシステムで受信される渋滞情報に基づきエンジン１の自動停止を禁止する技術が開示されている。しかし、軽度の渋滞は受信されないためエンジン１の始動停止が禁止されず、無用なエンジン１の自動停止を避けられないという問題がある。

ここで、本発明者は、一般道ではアイドルストップスタートを実行することで所期のメリットが得られるのに対し、高速道路や有料道路或いは高規格道路などのような連続走行可能な道路では、メリットよりも弊害の方が大であることを見出した。
即ち、これらの連続走行可能な道路では信号が存在しないことから、本来停車に伴ってアイドルストップスタートを実行する機会が存在しない。また、事故や工事などに起因して渋滞が発生する場合があるが、重度の渋滞でなければ車両は停止後に間もなく発進する場合が多い。このためアイドルストップスタートによりエンジン１を自動停止したとしても停止時間が極めて短くてメリットが得られない上に、その後の発進時のエンジン始動により僅かであっても発進遅れが生じて走行フィーリングの悪化に繋がってしまう。このため、連続走行可能な道路では基本的にアイドルストップスタートを実行すべきでない。

以上の知見に基づき本実施形態では、ＧＰＳ情報や地図情報（以下、道路情報と総称する）に基づき車両（自車）が連続走行可能な道路を走行中であると判定したときに、アイドルストップスタートの実行を禁止している。以下、当該処理を含めたＥＣＵ２１により実行されるアイドルストップスタート制御について説明する。

図２はＥＣＵ２１により実行されるエンジン自動停止ルーチンを示すフローチャートであり、車両の走行中にＥＣＵ２１は当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。なお、ＥＣＵ２１は当該ルーチンと並行して、停止させたエンジン１を自動始動するためのエンジン自動始動ルーチンも実行しているが、この自動始動に関する処理は一般的なものと相違ないため図示及び説明を省略する。
まずＥＣＵ２１は、図２のステップＳ２でナビゲーションユニット３２から道路情報としてＧＰＳ情報及び車両周辺の地図情報を読出し、続くステップＳ４で地図上での車両の現在位置を特定する。続くステップＳ６では現在車両が連続走行可能な道路を走行中であるか否かを判定し（自車位置判定手段）、判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ８に移行してISS禁止ランプ３４を点灯させ、そのまま一旦ルーチンを終了する。従って、この場合には後述するエンジン自動停止に関する処理は実行されず、渋滞などで車両が一時停止しても、上記停止条件に関わらずエンジン１は運転を継続する（エンジン停止禁止手段）。

一方、現在車両が一般道を走行中であって上記ステップＳ６でＮo（否定）の判定を下したときには、ステップＳ１０でエンジン１を始動してから規定以上の車速履歴があったか否かを判定する。例えばエンジン始動後に車速Ｖが所定の判定速度Ｖ0を上回ると、既定以上の車速履歴があったと見なす。当該処理は、例えばエンジン始動のまま停止を継続した場合、或いは車両停止によりエンジン１を自動停止・自動始動させた後に車両がほとんど移動しない場合など、エンジン１を自動停止させるべきでない状況を除外することを目的としたものである。
上記ステップＳ１０の判定がＮoのときにはそのままルーチンを終了し、ＹesのときにはステップＳ１２に移行して、現在車両が踏切の一旦停止位置にあるか否かを判定する（自車位置判定手段）。判定がＮoのときにはステップＳ１４に移行して、上記確定時間Ｔ0として予め定められた初期値を設定し、その後にステップＳ１８に移行する。初期値としては、一般的な交差点での車両停止を判定するために最適な値、例えば５sec程度に設定されている。

また、ステップＳ１２の判定がＹesのときにはステップＳ１６に移行して、上記初期値に所定の補正係数ｋを乗算して増加補正した値を確定時間Ｔ0として設定し、その後にステップＳ１８に移行する。補正係数ｋとしては、地図情報から読み取った現在車両が一旦停止している踏切の幅、換言すれば、先行車が踏切を渡り終えるまでの車両の一旦停止時間に応じた値が適用される。
より具体的には、幅が予め設定された判定値Ｌ0、例えば１０m未満である通常の規模の踏切では、一般的な交差点での車両停止と同様の判定が妥当であると見なし、補正係数ｋ＝1.0が適用されて初期値に等しい確定時間Ｔ0が設定される。踏切での車両の一旦停止時間は短いため、確定時間Ｔ0が経過する以前に車両は発進することになる。

また、幅が判定値Ｌ0以上である大規模の踏切では、踏切での車両の一旦停止時間が長引くため、初期値に対応する各停時間Ｔ0によれば停止条件の成立によりエンジン１が自動停止されてしまう。しかし、この場合でも先行車が踏切を渡り終えれば車両は発進するため、エンジン停止直後に始動することになり、上記連続走行可能な道路と同じくエンジン停止によるメリットが得られない上に発進遅れの要因になる。
そこで、車両の停車時間が長引いても停止条件が成立し難くなるように、上記ステップＳ１６では、例えばｋ＝2.0を起点として踏切の幅が大であるほど補正係数ｋが増加される。この補正係数ｋが初期値に乗算されることで、結果として踏切の幅の増加に応じて確定時間Ｔ0が増加補正される（確定時間補正手段）。

なお、ステップＳ１２〜１６の処理は必ずしも必要ではなく、これらを省略してもよい。また、ステップＳ１６では踏切の幅の増加に応じて確定時間Ｔ0を増加補正したが、これに限ることはなく、例えば踏切の幅が判定値Ｌ0以上のとき、一定の補正係数ｋ（例えば5.0）を乗算することにより確定時間Ｔ0を一律に増加させてもよい。
続くステップＳ１８では、設定した確定時間Ｔ0に基づきエンジン１の停止条件が成立したか否かを判定する。即ち、上記全ての停止条件が満たされた状態が確定時間Ｔ0だけ継続したか否かを判定する。停止条件が成立しないときにはステップＳ１８でＮoの判定を下してルーチンを終了する。また、停止条件が成立するとステップＳ１８でＹesの判定を下してステップＳ２０でエンジン１を自動停止させてルーチンを終了する。

なお、このようにしてエンジン１を自動停止した後は、図示しないエンジン自動始動ルーチンにより始動条件の成立に基づきエンジン１が自動始動されて車両の発進が可能となる。

以上のように本実施形態のアイドルストップスタート車両によれば、ステップＳ６で現在車両が連続走行可能な道路を走行中と判定したときには、ステップＳ１０〜２０でのエンジン自動停止に関する処理の実行を禁止している。上記したように連続走行可能な道路では渋滞で車両が停止したとしても間もなく発進する場合が多いため、エンジン停止によるメリットよりもその後のエンジン始動に起因する発進遅れなどの弊害の方が大となるが、エンジン１の自動停止を禁止することで無用なエンジン停止による弊害を未然に防止できる。よって、一般路においてエンジン自動停止によるメリットを確実に達成した上で、連続走行可能な道路では無用なエンジン自動停止に起因する発進遅れを防止して走行フィーリングを向上することができる。

しかも、ステップＳ１２で現在車両が踏切の一旦停止位置にあると判定したときには、ステップＳ１６で踏切の幅が判定値Ｌ0以上であることを条件として確定時間Ｔ0を増加補正している。大規模の踏切では車両の一旦停止時間が長引くが、先行車が踏切を渡り終えれば車両は発進するため、本来はエンジン停止すべきでない。確定時間Ｔ0を増加補正することで停止条件が成立し難くなるため、結果として、このような踏切で車両を一旦停止させたときの無用なエンジン自動停止による発進遅れなどの弊害を未然に防止することができる。

加えて、連続走行可能な道路を走行中にはステップＳ８で運転席のISS禁止ランプ３４を点灯させているため、運転者はISS禁止ランプ３４の表示に基づき意図的にエンジン自動停止が禁止されていることを容易に認識できる。このため、実行されるはずのエンジン自動停止が実行されないことによる運転者の違和感を未然に防止できるという効果もある。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではトラックに適用したが、これに限ることはなくバスや乗用車に適用したりしてもよい。
また、上記実施形態では、手動式変速機をベースとして変速操作及びクラッチ操作を自動化した自動変速機３をトラックに搭載したが、変速機の形式はこれに限るものではない。例えば手動変速機でもよいし、遊星歯車機構を備えたトルクコンバータ式の自動変速機、或いはＣＶＴ式の自動変速機でもよい。

１ エンジン
２１ ＥＣＵ（アイドルストップスタート制御手段、
自車位置判定手段、エンジン停止禁止手段、確定時間補正手段）
３２ ナビゲーションユニット（自車位置判定手段）

Claims (3)

1. 所定の停止条件が成立したときに車両の走行用動力源であるエンジンを自動停止させ、その後に所定の始動条件が成立したときに上記エンジンを自動始動するアイドルストップスタート制御手段を備えたアイドルストップスタート車両において、
   道路情報に基づき上記車両が連続走行可能な道路を走行中であるか否かを判定する自車位置判定手段と、
   上記自車位置判定手段により上記車両が連続走行可能な道路を走行中であると判定されたときに、上記停止条件に関わらず上記エンジンの自動停止を禁止するエンジン停止禁止手段と
   を備えたことを特徴とするアイドルストップスタート車両。
2. 上記自車位置判定手段は、上記道路情報に基づき上記車両が高速道路、有料道路、高規格道路の何れかを走行しているとき、上記連続走行可能な道路を走行中であると判定することを特徴とする請求項１記載のアイドルストップスタート車両。
3. 上記アイドルストップスタート制御手段は、上記停止条件が満たされた状態が予め設定された確定時間だけ継続したときに該停止条件が成立したと見なして上記エンジンを自動停止させるものであり、
   上記自車位置判定手段は、上記連続走行可能な道路とは別に、上記道路情報に基づき上記車両が踏切の一旦停止位置にあるか否かを判定可能であり、
   上記自車位置判定手段により上記車両が踏切の一旦停止位置にあると判定されたとき、該踏切の幅が所定の判定値以上の場合に上記確定時間を増加補正し、補正後の確定時間を上記アイドルストップスタート制御手段による停止条件の判定処理に適用する確定時間補正手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のアイドルストップスタート車両。

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