JP2015068191A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】状況の変化を考慮してアイドルストップ制御を継続させるか否かを判断することにより、運転者に違和感を生じさせることなく燃費向上及び排出ガス削減等を効果的に図ることのできる車両制御装置を得ること。
【解決手段】本発明は、走行中にエンジン１０を停止させるアイドルストップ制御を行う車両制御装置５であって、自車の前方を撮像した画像に基づいて先行車の走行状態を検出する先行車走行状態検出手段と、先行車の走行状態に基づいて先行車が所定速度まで減速すると予測される時間である停止予測時間を算出する停止予測時間算出手段と、先行車の走行状態と停止予測時間に基づいてアイドルストップ制御の開始条件を満たしているか否かを判断する開始条件判断手段と、アイドルストップ制御の実行中に、先行車の走行状態と停止予測時間に基づいてアイドルストップ制御の継続条件を満たしているか否かを判断する継続条件判断手段を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、走行中にエンジンを一時的に停止させるアイドルストップ制御を行う車両制御装置に関する。

近年、走行中にエンジンを一時的に停止させその後再始動させるアイドルストップ制御が公知となっている。このような走行中のアイドルストップ制御は、通常、運転者がブレーキペダルを踏込み、かつ、自車両の速度が所定速度以下（低速）になったとき、エンジンを停止させ、運転者がブレーキペダルを離したとき、エンジンを再始動するようになっている。

特許文献１には、自車位置と、車車間通信により取得した他車両情報とを用いてアイドリング停止を実施可能な停止予測時間を導出し、停止予測時間に基づいてアイドリング停止を実行するための停止通知を出力するアイドリング停止通知装置の技術が開示されている。

特開２０１０−１３８７８６号公報

特許文献１の技術では、車車間通信により他車両の車両情報を取得するため、先行車両も通信装置を備えている必要があり、先行車両が通信装置を備えていない場合には、先行車両の車両情報を取得することができず、停止予測時間を導出することができない。

また、導出した停止予測時間に基づいてアイドリングストップ制御を開始してから、状況が予想と異なる方向に変化することによってすぐにエンジンが再始動される場合があるが、エンジンを停止してから短時間で再始動がなされると燃費向上や排出ガス削減等の効果が得られず、状況によってはすぐにエンジンを再始動させる必要がなくそのままアイドリングストップ制御を継続してエンジンの停止状態を維持した方がよいときもある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、状況の変化を考慮してアイドルストップ制御を継続するか否かを判断することにより、燃費向上及び排出ガス削減等を効果的に図ることのできる車両制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する本発明の車両制御装置は、走行中にエンジンを一時的に停止させるアイドルストップ制御を行う車両制御装置であって、自車の前方を撮像した画像に基づいて先行車の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記先行車の走行状態に基づいて前記先行車が所定速度まで減速すると予測される時間である停止予測時間を算出する停止予測時間算出手段と、前記先行車の走行状態と前記停止予測時間に基づいて前記アイドルストップ制御の開始条件を満たしているか否かを判断する開始条件判断手段と、前記アイドルストップ制御の実行中に、前記先行車の走行状態と前記停止予測時間に基づいて前記アイドルストップ制御の継続条件を満たしているか否かを判断する継続条件判断手段と、前記開始条件を満たしているとの判断により前記アイドルストップ制御を開始し、前記継続条件を満たしていないとの判断により前記アイドルストップ制御を終了するアイドルストップ制御手段と、を有することを特徴としている。

本発明によれば、アイドルストップ制御を開始した後で、状況の変化を考慮してアイドルストップ制御を継続するか否かを判断することができる。したがって、運転者に違和感を生じさせることなく燃費向上及び排出ガス削減等を効果的に図ることができる。上記した以外の、課題、構成、及び作用効果は、以下の実施形態により明らかにされる。

本発明に係る車両制御装置の一実施例を、それが適用された車両と共に示す概略構成図。 図１に示される車両制御装置の主要部を示す機能ブロック図。 車両統合制御ユニットが実行するアイドルストップ制御の処理の一例を示すフローチャート。 先行車の減速度が途中で小さくなったときのアイドルストップ制御の制御状態を示すタイムチャート。 減速中に自車の車速が先行車の車速よりも速くなったときのアイドルストップ制御の制御状態を示すタイムチャート。 先行車が減速中に再加速し、再度減速をしたときのアイドルストップ制御の制御状態を示すタイムチャート。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る車両制御装置の一実施例を、それが適用された車両と共に示す概略構成図、図２は、図１に示される車両制御装置の主要部を示す機能ブロック図である。

車両１は、走行用動力源としての、例えば筒内噴射式ガソリンエンジン１０、該エンジン１０に接離可能な自動変速機１２、プロペラシャフト１３、ディファレンシャルギア１４、ドライブシャフト１５、４つの車輪１６及び液圧式ブレーキ１８を備えた一般的な構成の後輪駆動車である。

車両１には、これに搭載配備された装置、アクチュエータ、機器類の統合制御を司る、本発明の車両制御装置５の主要部を構成する車両統合制御ユニット２０、エンジン制御を司るエンジン制御ユニット３０、変速機制御を司る変速機制御ユニット４０等の、マイクロコンピュータを内蔵した制御ユニットが所定部位に配置されている。

各制御ユニット及び後述するセンサ類を含む装置、アクチュエータ、機器類は、車内ＬＡＮ（ＣＡＮ）を通じて信号・データの授受を行えるようになっている。

車両１の前部には、ステレオカメラ１７が配備されている。このステレオカメラ１７は、マイクロコンピュータを内蔵した制御ユニット部分を持っており、制御ユニット部分は、撮影された映像に基づいて、先行車の自車との相対速度、自車の前方の先行車、障害物、対向車等と自車との距離（車間距離等）、先行車の加速度などを算出し、それを車両統合制御ユニット２０に供給する。

車両統合制御ユニット２０には、各車輪１６の回転速度を検出する４つの車輪速センサ２１、アクセルペダル２４の開度（踏込量）を検出するアクセルペダルセンサ２５、ブレーキペダル２７の踏込量を検出するブレーキセンサ２８、自車の勾配を検出するジャイロセンサ１９等からの信号も供給される。

なお、図示の車両１は、本発明を適用可能な車両の一例であり、本発明を適用可能な車両の構成を限定するものではない。例えば、前記自動変速機１２に代えて無段変速機（ＣＶＴ）を採用した車両でもよいし、外界認識センサとして、ステレオカメラ１７に代えてレーザーレーダーやミリ波レーダー，モノカメラなどのうちの一つないし複数の組み合わせを用いて前記相対速度、車間距離等を求めるようにしてもよい。

前記エンジン制御ユニット３０には、前記車両統合制御ユニット２０や変速機制御ユニット４０等の制御ユニットからの信号・データの他に、エンジン１０に配備されたセンサ類から、エンジン１０の運転状態（エンジン回転数、吸入空気量、スロットル開度、筒内圧力等）を表わす、あるいはそれらを求める際の基礎となる様々な信号が供給され、エンジン制御ユニット３０は、それらの信号に基づいて、燃料噴射弁３１、点火コイルや点火プラグ等からなる点火ユニット３３、電制スロットル弁３４等に向けて所定の制御信号を供給して、燃料噴射（量）制御、点火（時期）制御、スロットル開度制御等を実行する。

車両制御装置５は、自車の前方を撮像した画像に基づいて先行車の走行状態を検出し、先行車の走行状態に基づいて先行車停止予測時間を算出し、先行車の走行状態と先行車停止予測時間とに基づいてアイドルストップ制御の開始条件を満たしているか否かを判断し、開始条件を満たしているとの判断によりアイドルストップ制御を開始し、アイドルストップ制御の実行中に、先行車の走行状態と先行車停止予測時間に基づいてアイドルストップ制御の継続条件を満たしているか否かを判断する制御を行う。

次に、車両統合制御ユニット２０が実行するアイドルストップ制御について説明する。
本実施例の車両制御装置５は、主要部として車両制御ユニット２０を備える。車両制御ユニット２０は、図２に機能ブロック図で示されているように、先行車走行状態検出手段５１と、自車走行状態検出手段５２と、アイドルストップ制御手段５３と、を備える。

先行車走行状態検出手段５１は、ステレオカメラ１７から先行車と自車との相対速度、車間距離の情報を取得し、先行車の速度と加速度、及び先行車停止予測時間を算出する。自車走行状態検出手段５２は、車輪速センサ２１からの信号に基づいて自車の速度と加速度を算出する。

アイドルストップ制御手段５３は、先行車の走行状態と自車の走行状態とに基づいてアイドルストップ制御を行う。アイドルストップ制御手段５３は、所定条件を満たしているとき、エンジン停止指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。また、エンジン停止中に、アクセルペダル２４の踏込みが検知されたとき、エンジン再始動指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。

エンジン制御ユニット３０は、アイドルストップ制御手段５３からエンジン停止指令が届くと、燃料噴射弁３１への燃料噴射（駆動）パルス信号の供給を停止し、さらに点火ユニット３３への点火信号の供給も停止する。これにより、エンジンが停止する。また、エンジン制御ユニット３０は、アイドルストップ制御手段５３からエンジン再始動指令が届くと、燃料噴射弁３１への燃料噴射（駆動）パルス信号の供給を再開し、さらに点火ユニット３３への点火信号の供給も再開する。これにより、エンジンが再始動する。

さらに加えて、アイドルストップ制御手段５３は、エンジン制御ユニット３０にエンジン停止指令を出力するときには、それと同時に、変速機制御ユニット４０にエンジン遮断指令を出力し、エンジン再始動指令を出力するときには、それと同時に、変速機制御ユニット４０にエンジン接続指令を出力する。これにより、エンジン停止時にはエンジン１０と変速機１２とが機械的に切り離され、エンジンブレーキがかからなくなるので、走行抵抗が減じられる。また、エンジン再始動以後にはエンジン１０と変速機１２とが接続され、通常の動力伝達が行われる。

次に、車両統合制御ユニット２０が実行する走行中（先行車追従走行時）のアイドルストップ制御ルーチンの処理内容及びその手順の一例を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。図３のフローチャートは、所定のプログラムサイクルで繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、先行車の走行状態と自車の走行状態を検出する処理が行われる。先行車の走行状態の検出は、ステレオカメラで撮像した撮像画像に基づいて行われる。先行車の走行状態には、先行車の停止予測時間、先行車の速度、先行車の加速度が含まれている。先行車の停止予測時間は、先行車が所定速度まで減速すると予測される時間である。先行車停止予測時間は、下記の式により算出される。
先行車停止予測時間（ｓｅｃ）＝（先行車速度−任意の速度）÷先行車加速度

自車の走行状態には、自車の速度と加速度が含まれている。自車の速度と加速は車輪速センサ２１からの信号等に基づいて算出される。

次に、ステップＳ１０２では、アイドルストップ制御（ＩＳＳ）が実行中であるか否かが判断され、アイドルストップ制御が実施中であると判断された場合は、アイドルストップ制御の実施を継続するか否かを判断すべくステップＳ１０３以降に移行し、アイドルストップ制御が実行中ではない（ステップＳ１０２でＮＯ）と判断された場合は、アイドルストップ制御の実施を開始するか否かを判断すべく、ステップＳ１０６以降に移行する。

ステップＳ１０６では、予め設定されたアイドルストップ制御の開始条件を満たしているか否かが判断される。アイドルストップ制御の開始条件は、下記の（ａ）〜（ｃ）を有している。
（ａ）先行車の停止予測時間が予め設定された開始判断基準時間以下
（ｂ）先行車の走行速度が自車の走行速度よりも遅い
（ｃ）先行車が減速中

本実施例では、停止予測時間は先行車が時速５ｋｍ／ｈまで減速すると予測される時間であり、開始判断基準時間は５秒に設定されている。すなわち、先行車が５秒以内に時速５ｋｍ／ｈまで減速する（停止予測時間≦５秒）と予測された場合に、上記（ａ）の条件を満たしていると判断される。そして、先行車の走行速度ｖが自車の走行速度Ｖよりも遅い（ｖ＜Ｖ）と判断された場合に、上記（ｂ）の条件を満たしていると判断される。そして、先行車が減速中、すなわち、先行車の加速度が０未満（先行車加速度＜０）であると判断された場合に、上記（ｃ）の条件を満たしていると判断される。ステップＳ１０６では、上記（ａ）〜（ｃ）の全てに該当する場合に、アイドルストップ制御の開始条件を満たしていると判断し、いずれか一つでも該当しない場合には、アイドルストップ制御の開始条件を満たしていないと判断する。

ステップＳ１０６でアイドルストップ制御の開始条件を満たしている（ステップＳ１０６でＹＥＳ）と判断された場合には、ステップＳ１０７でアイドルストップ制御ＯＮとされ、エンジン制御ユニット３０にエンジン停止指令が出力される。これにより、アイドルストップ制御の実施が開始され、エンジン停止状態とされる。

ステップＳ１０６でアイドルストップ制御の開始条件を満たしていない（ステップＳ１０６でＮＯ）と判断された場合には、ステップＳ１０８でアイドルストップ制御ＯＦＦとされ、エンジン制御ユニット３０にはエンジン停止指令は出力されず、アイドルストップ制御の実施は開始されない。

一方、ステップＳ１０２でアイドルストップ制御が実施中である（ステップＳ１０２でＹＥＳ）と判断された場合は、アイドルストップ制御の実施を継続すべきか否かを判断すべく、ステップＳ１０３以降に移行する。

ステップＳ１０３では、予め設定されたアイドルストップ制御の継続条件を満たしているか否かが判断される。

アイドルストップ制御の継続条件は、下記の（ｄ）〜（ｆ）を有している。
（ｄ）前記先行車の停止予測時間が予め設定された継続判断基準時間以内
（ｅ）前記先行車と自車との相対速度が基準速度以下
（ｆ）先行車の加速度が予め設定された基準加速度以下

本実施例では、継続判断基準時間は１０秒に設定されており、先行車の停止予測時間が１０秒以内と予測された場合、すなわち、先行車が１０秒以内に時速５ｋｍ／ｈまで減速する（停止予測時間≦１０秒）と予測された場合に、上記（ｄ）の条件を満たしていると判断される。

そして、本実施例では、基準速度は０．８ｍ／sに設定されており、先行車と自車の相対速度が０．８ｍ／s以下と判断された場合に、上記（ｅ）の条件を満たしていると判断される。また、本実施例では、基準加速度は０．１ｍ／ｓ^２に設定されており、先行車の加速度が０．１ｍ／ｓ^２以下と判断された場合に、上記（ｆ）の条件を満たしていると判断される。

ステップＳ１０３では、上記（ｄ）〜（ｆ）の少なくとも一つに該当する場合に、アイドルストップ制御の継続条件を満たしていると判断し、いずれにも該当しない場合には、アイドルストップ制御の継続条件を満たしていないと判断する。ステップＳ１０３でアイドルストップ制御の継続条件を満たしている（ステップＳ１０３でＹＥＳ）と判断された場合には、ステップＳ１０４でアイドルストップ制御ＯＮとされ、エンジン制御ユニット３０にエンジン停止指令が出力される。これにより、アイドルストップ制御の実施が継続され、エンジンは停止状態に保持される。一方、ステップＳ１０３でアイドルストップ制御の継続条件を満たしていない（ステップＳ１０３でＮＯ）と判断された場合には、ステップＳ１０５でアイドルストップ制御ＯＦＦとされ、エンジン制御ユニット３０にエンジン再始動指令が出力される。これにより、アイドルストップ制御の実施が終了とされ、エンジンは再始動される。

図４は、先行車の減速度が途中で小さくなったときのアイドルストップ制御の制御状態を示すタイムチャートである。

例えば、開始条件を満たすことにより、アイドルストップ制御が開始され（アイドルストップ制御ＯＮ）、エンジン停止状態とされるが、図３に示すステップＳ１０３〜Ｓ１０５のアイドルストップ制御の継続判断を行わないと、例えば、先行車の減速度が途中で小さくなって停止予測時間が開始判断基準時間よりも長くなった場合に、開始条件（ａ）を満たさなくなり、図４（ｄ）に対策前ＩＳＳ状態として示すように、アイドルストップ制御ＯＦＦとされ、アイドルストップ制御が終了とされてエンジンが再始動されてしまう。

これに対して、本実施例によれば、図３に示すステップＳ１０３〜Ｓ１０５のアイドルストップ制御の継続判断を行い、停止予測時間が継続判断基準時間以下であれば、継続条件を満たすと判断するので、図４（ｄ）に対策後ＩＳＳ状態として示すように、アイドルストップ制御ＯＮがそのまま維持され、アイドルストップ制御が継続されてエンジン停止状態が維持される。したがって、先行車の減速度が途中で小さくなって停止予測時間が開始判断基準時間よりも長くなった場合でも、アイドルストップ制御を継続することができ、エンジン停止状態の維持により、燃費向上及び排出ガス削減の効果を得ることができる。

図５は、減速中に自車の車速が先行車の車速以上になったときのアイドルストップ制御の制御状態を示すタイムチャートである。

上記した図４の説明と同様に、図３に示すステップＳ１０３〜Ｓ１０５のアイドルストップ制御の継続判断を行わないと、例えば、減速中に自車の車速が先行車の車速以上になった場合に、開始条件（ｂ）を満たさなくなり、図５（ｄ）に対策前ＩＳＳ状態として示すように、アイドルストップ制御ＯＦＦとされ、アイドルストップ制御が終了されてエンジンが再始動されてしまう。

これに対して、本実施例によれば、図３に示すステップＳ１０３〜Ｓ１０５のアイドルストップ制御の継続判断を行い、先行車と自車との相対速度が基準速度以下であれば、継続条件を満たすと判断するので、図５（ｄ）に対策後ＩＳＳ状態として示すように、アイドルストップ制御ＯＮがそのまま維持され、アイドルストップ制御が継続されてエンジン停止状態が維持される。したがって、減速中に自車の車速が先行車の車速以上になった場合でも、アイドルストップ制御を継続することができ、エンジン停止状態の維持により、燃費向上及び排出ガス削減の効果を得ることができる。

図６は、先行車が減速中に再加速し、再度減速をしたときのアイドルストップ制御の制御状態を示すタイムチャートである。

上記した図４及び図５の説明と同様に、図３に示すステップＳ１０３〜Ｓ１０５のアイドルストップ制御の継続判断を行わないと、例えば、先行車が減速中に再加速し、再度減速をした場合に、開始条件（ｃ）を満たさなくなり、図６（ｄ）に対策前ＩＳＳ状態として示すように、アイドルストップ制御ＯＦＦとされ、アイドルストップ制御が終了されてエンジンが再始動されてしまう。

これに対して、本実施例によれば、図３に示すステップＳ１０３〜Ｓ１０５のアイドルストップ制御の継続判断を行い、先行車の加速度が予め設定された基準加速度以下であれば、継続条件を満たすと判断するので、図６（ｄ）に対策後ＩＳＳ状態として示すように、アイドルストップ制御ＯＮがそのまま維持され、アイドルストップ制御が継続されてエンジン停止状態が維持される。したがって、減速中に自車の車速が先行車の車速以上になった場合でも、アイドルストップ制御を継続することができ、エンジン停止状態の維持により、燃費向上及び排出ガス削減の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて記述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、上記実施例ではガソリンエンジン車に本発明を適用した場合を説明したが、それに限られることはなく、ディーゼルエンジン車やハイブリッド車等にも本発明を同様に適用できる。

１ 車両
５ 車両制御装置
１０ エンジン
１２ 変速機
１７ ステレオカメラ
２０ 車両統合制御ユニット
２１ 車輪速センサ
２７ ブレーキペダル
２８ ブレーキセンサ
３０ エンジン制御ユニット
４０ 変速機制御ユニット
５１ 先行車走行状態検出手段
５２ 自車走行状態検出手段
５３ アイドルストップ制御手段

Claims (3)

1. 走行中にエンジンを一時的に停止させるアイドルストップ制御を行う車両制御装置であって、
   自車の前方を撮像した画像に基づいて先行車の走行状態を検出する手段と、
   前記先行車の走行状態に基づいて前記先行車が所定速度まで減速すると予測される時間である停止予測時間を算出する停止予測時間算出手段と、
   前記先行車の走行状態と前記停止予測時間に基づいて前記アイドルストップ制御の開始条件を満たしているか否かを判断する開始条件判断手段と、
   前記アイドルストップ制御の実行中に、前記先行車の走行状態と前記停止予測時間に基づいて前記アイドルストップ制御の継続条件を満たしているか否かを判断する継続条件判断手段と、
   前記開始条件を満たしているとの判断により前記アイドルストップ制御を開始し、前記継続条件を満たしていないとの判断により前記アイドルストップ制御を終了するアイドルストップ制御手段と、を有することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記開始条件判断手段は、
   （ａ）先行車の停止予測時間が予め設定された開始判断基準時間以下、
   （ｂ）先行車の走行速度が自車の走行速度よりも遅い、
   （ｃ）先行車が減速中、
   の全てに該当する場合に、前記開始条件を満たしていると判断することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記継続条件判断手段は、
   （ｄ）前記先行車の停止予測時間が予め設定された継続判断基準時間以下
   （ｅ）前記先行車と自車との相対速度が基準速度以下
   （ｆ）先行車の加速度が予め設定された基準加速度以下
   の少なくとも一つに該当する場合に、前記継続条件を満たしていると判断することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。

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