JP2015068213A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】先行車追従走行時において、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を効果的に図ることのできる車両制御装置を提供する。【解決手段】先行車追従走行時アイドルストップ制御を行う車両制御装置５であって、自車前方を撮像するステレオカメラ１７により撮像した撮像画像に基づいて、自車前方の信号機の表示が赤信号もしくは黄信号でかつ先行車が減速をしている停車予測状態であるか否かを判断し、停車予測状態であると判断されたときはゲインを低い第１ゲイン値に設定し、停車予測状態ではないと判断されたときはゲインを高い第２ゲイン値に設定する。そして、ゲイン設定手段により設定されたゲインを先行車速度に乗算した算出値よりも自車速度の方が大きいときはアイドルストップ制御の実行を許可し、算出値が自車速度以上のときはアイドルストップ制御の実行を禁止する処理を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、先行車追従走行時において、自車の運転・走行状態が所定の条件を満たすとき、車載エンジンを一時的に停止させる走行時アイドルストップ制御を行うようにされた車両制御装置に関する。

近年、車両制御の分野においては、燃費向上や排出ガス削減を主目的として、例えば特許文献１に見られるように、駐停車や信号待ち等の間にエンジンを一時的に停止させ、その後、アクセルペダルが踏込まれたとき、エンジンを再始動させるアイドルストップ制御を行うことが普及してきている。

また、走行時において、エンジンを一時的に停止させ、その後再始動させる制御（以下、走行時アイドルストップ制御と称する）も、従来より知られている。
この従来の走行時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。

なお、特許文献２には、走行時において、車両の運転・走行状態が所定の条件を満たすとき、エンジンを一時的に停止させ、前記条件を満たさなくなったとき、車両の運動エネルギーを利用してエンジンを再始動させる制御が開示されている。

特開２０１０−３０４３０号公報 特開２０１２−１２７２６５号公報

自車前方を走行している先行車の速度が自車の速度よりも低いときに、走行時アイドルストップ制御によりエンジンを停止させることができるが、先行車の速度情報は現在値であり、先行車の将来の動きを予測することはできない。したがって、走行時アイドルストップ制御によりエンジンを停止させた後で先行車が再加速により速度を上昇させる可能性もあり、すぐにエンジンを再始動させた場合には、燃費向上及び排出ガス削減等の効果が得られず、また、自車が再加速可能となるまでのタイムラグの発生等により運転者に煩わしさを与えるおそれがある。

一方、走行時アイドルストップ制御によりエンジンを停止する基準を高めに設定し、先行車の速度が自車の速度よりも低くなり続けるという確証が得られてからエンジンを停止することにすると、エンジンストップの遅れにつながり、運転者に違和感を与えるおそれがある。

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、先行車追従走行時において、適切なタイミングでアイドルストップ制御を実施することで、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、先行車追従走行時において、自車の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、自車前方を撮像するステレオカメラと、該ステレオカメラにより撮像した撮像画像に基づいて、自車前方の信号機が進行禁止信号を表示しかつ先行車が減速をしている停車予測状態であるか否かを判断する状態判断手段と、該状態判断手段により前記停車予測状態であると判断されたときはゲインを第１ゲイン値に設定し、前記停車予測状態ではないと判断されたときはゲインを、前記第１ゲイン値よりも高い第２ゲイン値に設定するゲイン設定手段と、該ゲイン設定手段により設定されたゲインを先行車速度に乗算した算出値と自車速度とを比較して、前記算出値よりも前記自車速度の方が大きいときは前記アイドルストップ制御の実行を許可し、前記算出値が前記自車速度以上のときは前記アイドルストップ制御の実行を禁止するアイドルストップ制御可否判断手段とを有することを特徴としている。

本発明によれば、停車予測状態と判断されたときは、ゲインが低い第１ゲイン値に設定されるので、算出値よりも自車速度の方が大きくなりやすく、アイドルストップ制御が許可されやすい。したがって、アイドルストップ制御によりエンジンを停止させるタイミングを早めることができる。したがって、運転者に対してエンジンストップの遅れの違和感を与えるのを防ぐことができ、また、エンジンが停止している時間を長くすることができ、燃費向上及び排出ガス削減等の効果を得ることができる。
そして、停車予測状態ではないと判断されたときは、ゲインが高い第２ゲイン値に設定されるので、算出値が自車速度以上になりやすく、アイドルストップ制御が許可されにくくなる。したがって、アイドルストップ制御により頻繁にエンジンが停止されるのを防ぐことができ、運転者に煩わしさが与えられるのを防ぐことができる。また、先行車に近づくことができる。

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。 アイドルストップ制御の処理内容の一例を示すフローチャート。 先行車追従走行時における自車と先行車の関係の説明等に供される図。

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。

図示例の車両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）などを算出し、また、車両前方の信号機の表示（青信号、黄信号、赤信号）を検出し、これらの情報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、信号機の表示等を求めるようにしてもよい。また、ブレーキペダル２７の踏込量は、前記ブレーキセンサ２８の他に、ブレーキ１８の制御系のブレーキ液圧を検出する液圧センサ（図示せず）によっても検出するようになっている。

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、後述する図２に示される如くに、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、先行車追従走行時において、自車前方を撮像した撮像画像に基づいて、自車前方の信号機の表示が停止でかつ先行車が減速をしている状態（停止予測状態）か否かを判断し、かかる状態であると判断した場合にゲインを低い値に設定し、そのゲインを先行車速度に乗算した乗算値が自車速度よりも小さい場合にアイドルストップ制御の実行を許可し、乗算値が自車速度以上の場合にアイドルストップ制御の実行を禁止する。

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、信号機表示検出手段５１と、先行車走行状態検出手段５２と、自車走行状態検出手段５３と、アイドルストップ制御可否判断手段５４と、を備える。

信号機表示検出手段５１は、自車前方の信号機が進行許可を意味する青信号と進行禁止を意味する黄信号と赤信号のいずれを表示しているかを検出するものであり、本実施例では、ステレオカメラ１７で撮像した撮像画像から検出している。信号機の表示の検出は、例えば撮像画像に限定されるものではなく、信号機と自車との間で通信を行うことにより取得してもよい。

先行車走行状態検出手段５２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、先行車速度Ｖと加減速度を算出する。自車走行状態検出手段５３は、例えば車輪速センサ２１等からの信号に基づいて自車速度ｖと加減速度を算出する。

アイドルストップ制御可否判断手段５４は、信号機の表示と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の実行を許可または禁止する判断を行う。アイドルストップ制御可否判断手段５４は、所定の実行条件を満たしているとき、アイドルストップ制御の実行を許可し、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るなどの解除条件に該当したときに、アイドルストップ制御の実行を禁止し、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可否判断手段５４からエンジン停止指令が届くと、燃料噴射弁への燃料噴射（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可否判断手段５４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可否判断手段５４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のフローチャートと図４を参照しながら説明する。

図３は、アイドルストップ制御の処理内容の一例を示すフローチャート、図４は、通常走行状態と停止予測状態を模式的に示した図である。

まず、ステップＳ１０１において、信号機表示状態、先行車走行状態、自車走行状態の検出が行われる。信号機表示状態は、ステレオカメラ１７で撮像した撮像画像に基づいて検出され、自車前方の信号機３の信号表示が青信号、黄信号、赤信号のいずれであるのかが検出される。先行車走行状態は、ステレオカメラ１７からの信号データに基づいて自車１の前方に先行車２が存在しているか否かが判断され、先行車２がいない場合は、走行中（先行車追従走行時）のアイドルストップ制御は行わないので、このルーチンを終了する。そして、先行車２がいる場合は、先行車２の走行速度である先行車速度Ｖを検出する。自車走行状態は、自車１の各センサ等からの検出信号に基づいて検出され、車輪速センサ２１からの検出信号に基づいて自車速度ｖが検出される。

次に、ステップＳ１０２では、自車１の停車が予測される停車予測状態と、通常走行状態のいずれであるかが判断される。停車予測状態と通常走行状態のいずれであるかは、自車前方の信号機３の表示が赤信号もしくは黄信号でかつ先行車が減速しているか否かによって判断される。例えば、自車前方の信号機３の表示が赤信号もしくは黄信号でかつ先行車２が減速している場合には、近い将来、先行車２が赤信号により停車し、先行車２の後方を追従して走行している自車１も減速して先行車２の後に停車することが予測されるので、停車予測状態であると判断される。一方、自車前方の信号機３の表示が青信号、あるいは、先行車２が減速していない場合には、自車１の停車は予測されず、通常走行状態であると判断される。

そして、ステップＳ１０２で自車前方の信号機３の表示が赤信号もしくは黄信号でかつ先行車２が減速している状態である（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、すなわち、停車予測状態であると判断された場合には、先行車速度Ｖに乗算されるゲインαを低めに設定するために、ステップＳ１０４に移行し、ステップＳ１０４で、ゲインαが低い第１ゲイン値αＬ（例えばα＝１．０）に設定される。

一方、自車前方の信号機３の表示が赤信号もしくは黄信号でかつ先行車２が減速している状態ではない（ステップＳ１０２でＮＯ）、すなわち、通常走行状態であると判断された場合には、先行車速度Ｖに乗算されるゲインαを高めに設定するために、ステップＳ１０３に移行し、ステップＳ１０３で、ゲインαが高い第２ゲイン値αＨ（例えばα＝１．２）に設定される。

次に、ステップＳ１０５では、自車速度ｖと先行車速度Ｖとゲインαとに基づいて、アイドルストップ制御の実行を許可するか否かの判断がなされる。ここでは、自車速度ｖと、先行車速度Ｖにゲインαを乗算した算出値αＶとが比較され、自車速度ｖが算出値αＶよりも大きいか否かが判断される。自車速度ｖが算出値αＶよりも大きい（ステップＳ１０５でＹＥＳ）と判断された場合には、ステップＳ１０７に移行してアイドルストップ制御の実行が許可され、自車速度ｖが算出値αＶ以下である（ステップＳ１０５でＮＯ）と判断された場合には、ステップＳ１０６に移行してアイドルストップ制御の実施が禁止される。

図４（ｂ）に示すように、ステップＳ１０２によって停止予測状態であると判断された場合は、ステップＳ１０４によってゲインαが低い第１ゲイン値αＬに設定されるので、ステップＳ１０３によってゲインαが高い第２ゲイン値αＨに設定される通常走行状態の場合と比較して、ステップＳ１０５において、自車速度ｖが算出値αＶよりも大きいとの判断がされやすくなっている。したがって、ステップＳ１０７に移行してアイドルストップ制御の実行が許可されやすくなっており、早めにエンジンを停止させることができる。したがって、運転者に対してエンジンストップの遅れの違和感を与えるのを防ぐことができる。また、エンジンが停止している時間を長くすることができ、燃費向上及び排出ガス削減等の効果を得ることができる。

また、図４（ａ）に示すように、ステップＳ１０２によって通常走行状態であると判断された場合は、ステップＳ１０３によってゲインαが高い第２ゲイン値αＨに設定されるので、ステップＳ１０４によってゲインαが低い第１ゲイン値αＬに設定される停止予測状態の場合と比較して、ステップＳ１０５において、自車速度ｖが算出値αＶよりも大きいとの判断がされにくくなっており、すなわち、自車速度ｖが算出値αＶ以下との判断がされやすくなっている。したがって、ステップＳ１０６に移行してアイドルストップ制御の実施が禁止されやすくなっており、エンジンの停止を遅れ気味にすることができる。したがって、アイドルストップ制御によって頻繁にエンジンが停止されるのを防ぐことができ、運転者に煩わしさが与えられるのを防ぐことができ、また、アイドルストップ制御の実施が禁止された状態が維持されるので、先行車に接近することができる。

先行車追従走行時のアイドルストップ制御では、先行車速度Ｖが自車速度ｖよりも低い速度を維持し続けるか否かの判断が、エンジンを停止させるタイミングと、エンジンを再始動させるタイミングに大きく関わっている。例えば、ステレオカメラなどの外界認識センサを用いて、先行車との車間距離、相対速度、相対加速度を得ることができるが、これらの先行車の情報は現在値であり、将来どのように変動するかは外界認識センサからだけでは予想が困難である。例えば、現在の先行車が一定速走行していたとしても、将来の先行車がチェンジマインドによりアクセルペダルを踏み増し、いつ加速するかは予想できない。

したがって、先行車の情報に基づいて先行車速度Ｖが自車速度ｖよりも低い速度を維持し続けることができるか否かを判断するには、先行車の一定の減速度を必要としており、そのためには、自車の運転者が前方の信号機の赤信号もしくは黄信号により先行車が停止することを認識してから、先行車の減速度が閾値を超えるまでに、時間がかかってしまい、アイドルストップ制御によりエンジンを一時的に停止させるタイミングが遅くなり、運転者に違和感を与えるおそれがあった。

これに対して、本実施例の車両制御装置５は、ステレオカメラにより撮像した撮像画像に基づいて自車が通常走行状態と停車予測状態のいずれにあるのかを判断し、通常走行状態と停車予測状態とでゲインを切り替えて、通常走行状態ではゲインを高めに設定し、停車予測状態ではゲインを低めに設定している。

したがって、通常走行状態ではアイドルストップ制御が実施されにくくし、先行車に接近しやすくし、また、頻繁にエンジンが停止されないようにして、運転者に煩わしさを与えるのを防ぐことができる。そして、停車予測状態ではアイドルストップ制御が実施されやすくし、早めにエンジンを停止させるようにして、エンジン停止の遅れによる運転者への違和感を排除できる。

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
３０ エンジン制御ユニット
３１ 燃料噴射弁
３３ 点火ユニット
３４ 電制スロットル弁
４０ 変速機制御ユニット
５１ 信号機表示検出手段
５２ 先行車走行状態検出手段
５３ 自車走行状態検出手段
５４ アイドルストップ制御可否判定手段

Claims (1)

1. 先行車追従走行時において、自車の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、
   自車前方を撮像するステレオカメラと、
   該ステレオカメラにより撮像した撮像画像に基づいて、自車前方の信号機が進行禁止信号を表示しかつ先行車が減速をしている停車予測状態であるか否かを判断する状態判断手段と、
   該状態判断手段により前記停車予測状態であると判断されたときはゲインを第１ゲイン値に設定し、前記停車予測状態ではないと判断されたときはゲインを、前記第１ゲイン値よりも高い第２ゲイン値に設定するゲイン設定手段と、
   該ゲイン設定手段により設定されたゲインを先行車速度に乗算した算出値と自車速度とを比較して、前記算出値よりも前記自車速度の方が大きいときは前記アイドルストップ制御の実行を許可し、前記算出値が前記自車速度以上のときは前記アイドルストップ制御の実行を禁止するアイドルストップ制御可否判断手段と、
   を有することを特徴とする車両制御装置。

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