JP2015075080A - スタータの制御装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】コースト状態において、周囲の状況に応じて適切にエンジンの停止及び再始動の判定をすることができるスタータの制御装置及び方法を提供する。
【解決手段】車速情報取得部１は、車速を示す車速情報を取得する。外界情報取得部２は、車両の外部に存在する物の情報を示す外界情報を取得する。運転者要求情報取得部３は、車両に対する運転者の要求を示す運転者要求情報を取得する。エンジン自動停止再始動判定部４は、運転者要求情報が車両の減速要求を示す場合、車速情報及び外界情報に基づいて、エンジン２２を停止するか否かを判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンを停止及び再始動するスタータの制御装置及び方法に関する。
近年、自動車においては、地球温暖化問題の高まりに伴い、燃費の向上や排気ガスの削減を目的として、アイドルストップシステムに関しての技術が色々と提案されている。アイドルストップシステムは、信号待ちなどの車両が停止する際に、積極的にエンジンを自動的に停止し、その後、信号が青に変わり車両が再度動き始めるなどのエンジンの再稼動が必要な際には、エンジンを自動的に再始動する。
例えば、不要なアイドルストップのみを適切に抑制することを目的として、自車両の前方環境情報と障害物情報とを用いて自車両が危険回避のために停止したかどうかを判断し、危険回避の場合はエンジンの自動停止を禁止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、排気ガスの排出量の低減と燃費性能の向上を目的として、自車両が右折を目的で交差点に進入した場合、対向車両の位置、車速、ウインカー信号の挙動に基づいて自車のエンジン停止時間を計算するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
一方、最近では、更なる燃費向上を目的として、ブレーキを踏んで減速している状態など車両が惰性運転している状態から積極的にエンジンを自動的に停止し、その後、運転者の再始動要求等があれば、自動的にエンジンを再始動するコーストストップシステムに関しての技術も色々と提案されはじめている。
特開２０１２−１１６２９９号公報 特開平２０１０−２１６４２１号公報
上述の特許文献1および２の発明は、アイドルストップ、つまり、車速が完全停止した際でのエンジンの停止の可否判断および停止する場合の停止時間に関するものである。そのため、再始動に関しての判断は考慮されていない。
一方、車速がゼロでないコースト状態でのエンジンの停止とその後の再始動の可否判断をする場合、様々な組み合わせが存在する。例えば、エンジン停止に関しては、エンジンを停止した方がいい場合もあれば停止しない方がいい場合もあり、再始動に関しても再始動した方がいい場合があれば再始動しない方がいい場合もある。そのため、上述の特許文献1および２のようなアイドルストップの技術を単純にコーストストップに展開できないと考えられる。
本発明は、このような点に鑑みて改良されたものである。本発明の目的は、コースト状態において、周囲の状況に応じて適切にエンジンの停止及び再始動の判定をすることができるスタータの制御装置及び方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、車速を示す車速情報を取得する車速情報取得部と、車両の外部に存在する物の情報を示す外界情報を取得する外界情報取得部と、車両に対する運転者の要求を示す運転者要求情報を取得する運転者要求情報取得部と、前記運転者要求情報が車両の減速要求を示す場合、前記車速情報及び前記外界情報に基づいて、エンジンを停止するか否かを判別するエンジン自動停止再始動判定部と、を備えるようにしたものである。
本発明によれば、周囲の状況に応じて適切にエンジンの停止及び再始動の判定をすることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の第１の実施形態であるスタータ制御装置の構成図である。 コーストストップ時における、本発明の第１の実施形態であるスタータ制御装置のスタータ制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態であるスタータ制御装置を搭載した自車が交差点に近づく想定シーンを説明するための図である。 本発明の第３の実施形態であるスタータ制御装置を搭載した自車が踏み切りに近づく想定シーンを説明するための図である。 本発明の第４の実施形態であるスタータ制御装置を搭載した自車が車庫入される想定シーンを説明するための図である。 本発明の第５の実施形態であるスタータ制御装置を搭載した自車が渋滞している交差点に近づく想定シーンを説明するための図である。
（第１の実施形態）
以下、図１〜図２を用いて、本発明の第１の実施形態であるスタータ制御装置の構成及び動作を説明する。
最初に、図１を用いて、本発明の第１の実施形態であるスタータ制御装置１００の構成を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態であるスタータ制御装置１００の構成図である。
図１に示すように、スタータ制御装置１００は、車速情報取得部１、外界情報取得部２、運転者要求情報取得部３およびエンジン自動停止再始動判定部４から構成されている。
ここで、スタータ制御装置１００には、車速センサ１１、ナビゲーションシステム１２、ステレオカメラ１３、レーダー１４、ブレーキ油圧センサ１５、スタータ２１が接続されている。車速センサ１１は、自車の車速を検出する。ナビゲーションシステム１２は、自車や自車周辺の信号や踏み切りなどの位置を検出する。レーダー１４は、自車の前方の対象物までの距離を検出する。ブレーキ油圧センサ１５は、ブレーキ油圧を検出する。スタータ２１は、エンジン自動停止再始動判定部４の判定結果に応じて、エンジン２２を停止及び再始動する。
車速情報取得部１は、車速を示す車速情報を車速センサ１１から取得し、取得した車速情報をエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する。
外界情報取得部２は、外界（自車の外部）に存在する物の位置、形態（形状、模様、もしくは色彩又はこれらの結合）、又は状態を示す外界情報をナビゲーションシステム１２、ステレオカメラ１３、レーダー１４から取得し、取得した外界情報をエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する。
本実施形態では、外界情報取得部２は、ナビゲーションシステム１２から取得した自車や自車周辺の信号や踏み切りなどの位置を示す位置情報を外界情報としてエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する。また、外界情報取得部２は、ステレオカメラ１３から取得した外部の画像を示す画像情報を外界情報としてエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する。さらに、外界情報取得部２は、レーダーから取得した自車の前方の対象物までの距離を示す距離情報を外界情報としてエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する。
運転者要求情報取得部３は、車両に対する運転者の要求を示す運転者要求情報をエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する。
本実施形態では、運転者要求情報取得部３は、ブレーキ油圧センサ１５からブレーキ油圧を示す油圧情報を運転者要求情報として取得する。
例えば、ブレーキが踏み込まれた場合、運転者要求情報は、運転者から減速要求があったことを示すものとなる。一方、アイドルストップによりエンジン２２が停止している時にブレーキが解除された場合、運転者要求情報は、運転者からエンジン２２の再始動要求があったことを示すものとなる。
エンジン自動停止再始動判定部４は、車速情報、外界情報、及び運転者要求情報に基づいて、エンジン２２を停止するかもしくは再始動するかを総合的に判断する。詳細については、図２を用いて後述する。
次に、図２を用いて、本発明の第１の実施形態であるスタータ制御装置１００が実行する処理を説明する。図２は、コーストストップ時における、本発明の第１の実施形態であるスタータ制御装置１００のスタータ制御処理を示すフローチャートである。
図２に示すように、自車が走行している際に、運転者がブレーキを踏むなどして減速要求が出されると（ステップＳ１）、エンジン２２が惰性で動いているコースト状態に入る。
外界情報取得部２は、外界情報Ａをナビゲーションシステム１２、ステレオカメラ１３、レーダー１４から取得し、取得した外界情報Ａをエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する（ステップ２）。また、車速情報取得部１は、車速センサ１１から車速情報を取得し、取得した車速情報をエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する（ステップＳ２）。
次に、エンジン自動停止再始動判定部４は、自車の車速情報と、自車の位置情報などの外界情報Ａとに基づいて、コースト状態でエンジン２２を停止するかどうかを判断する（ステップＳ３）。例えば、エンジン自動停止再始動判定部４は、車速情報が所定の閾値以下の正の車速を示す場合、外界情報Ａに基づいてエンジンを停止するか否かを判別する。なお、具体例については、図３〜図６を用いて後述する。
エンジン自動停止再始動判定部４は、ステップＳ３でＹｅｓの場合はエンジン２２を停止し（ステップＳ４）、ステップＳ３でＮｏの場合はエンジン２２を停止せず、動いたままとする。
エンジン２２を停止（ステップＳ４）した時点では、まだ、車速がゼロではなく惰性で動いているコースト状態である。外界情報取得部２は、外界情報Ａをナビゲーションシステム１２、ステレオカメラ１３、レーダー１４から取得し、取得した外界情報Ｂをエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する（ステップ５）。また、運転者要求情報取得部３は、ブレーキ油圧センサ１５から油圧情報を取得し、取得した油圧情報に応じた運転者要求情報をエンジン自動停止再始動判定部４に伝達する（ステップＳ５）。なお、図２のステップＳ５に示すＣｏＭ要求は、運転者要求情報としての再始動要求を示す。
その後、エンジン自動停止再始動判定部４は、運転者要求情報が再始動要求を示す場合、自車の位置情報などの外界情報Ｂと、再始動要求とに基づいて、エンジン２２を再始動するか否かを判別する（ステップＳ６）。
エンジン自動停止再始動判定部４は、ステップ６でＹｅｓの場合は、エンジン２２を再始動し（ステップＳ７）、ステップ６でＮｏの場合はエンジン２２を停止したままにする（ステップＳ４）。
ここで、外界情報Ａと外界情報Ｂは同じでもいいし異なる場合もあり、また、外界情報をリアルタイムで取り込み判断に使う場合もある。
以上説明したように、本実施形態によれば、周囲の状況に応じて適切にエンジンの停止及び再始動の判定をすることができる。また、燃費向上にも貢献できる。
（想定シーンごとの実施形態）
次に、図３から図６を用いて、いくつかの想定シーンを対象としてコースト状態での本発明の実施形態であるスタータ制御装置１００によるエンジン停止と再始動の制御の流れを説明する。
（第２の実施形態）
最初に、図３を用いて、本発明の第２の実施形態であるスタータ制御装置１００が実行する処理を説明する。図３は、本発明の第２の実施形態であるスタータ制御装置１００を搭載した自車１０１が交差点に近づく想定シーンを説明するための図である。
本実施形態のスタータ制御装置１００の構成は図１のスタータ制御装置１００と同じである。ただし、以下で説明するように、スタータ制御装置１００の具体的な処理が異なる。
図３に示すように、自車１０１は走行車線を走行している。交差点には信号１０２（交通信号機）がある。ここで、自車１０１は交差点に差し掛かり、信号は赤であったとする。なお、赤色の信号は、進行不可を意味する。そこで、運転者はブレーキを踏んで減速要求をだし、自車１０１はコースト状態に入る。
次に、エンジン自動停止再始動判定部４は、ナビゲーションシステム１２、レーダー１４、ステレオカメラ１３などからの外界情報を用いて信号の色を検知し、自車の車速情報と、信号の色に基づいて、エンジン２２の停止の可否を判断する。
例えば、エンジン自動停止再始動判定部４は、運転者要求情報が車両の減速要求を示し、車速情報が所定の閾値以下の正の車速を示す場合、信号の色に基づいてエンジンを停止するか否かを判別する。
図３に示す想定シーンの場合は、赤信号なのでエンジン２２を停止していいと判断し、エンジン自動停止再始動判定部４は、エンジン２２を停止する。ここで、信号が赤のままであれば、自車１０１も停止する。
しかし、信号が青に変わった場合は、エンジン自動停止再始動判定部４は、信号が青になったという外界情報もしくは運転者のブレーキを解除するといった再始動要求からエンジン２２を再始動させる。なお、青色の信号は、進行可を意味する。
また、図３では、もう一つ別の想定シーンが考えられる。以下にそれを説明する。ただし、自車１０１がコースト状態でエンジン停止するまでは上述と同様なので割愛する。
エンジン２２が停止した状態で、信号が青に変わった場合で、運転者がそれに気がつかない場合も可能性としてはありえる。その際は、信号が青になったという外界情報からエンジン２２を再始動させる。
つまり、エンジン自動停止再始動判定部４は、運転者の再始動要求がなくても外界情報のみの判断でエンジン２２を再始動させる。このように本実施形態では、エンジン２２を再始動すべき条件を自動で判断できる。
以上説明したように、本実施形態によれば、周囲の状況（信号の色）に応じて適切にエンジンの停止及び再始動の判定をすることができる。また、燃費向上にも貢献できる。
（第３の実施形態）
次に、図４を用いて、本発明の第３の実施形態であるスタータ制御装置１００が実行する処理を説明する。図４は、本発明の第３の実施形態であるスタータ制御装置１００を搭載した自車１０１が踏み切りに近づく想定シーンを説明するための図である。
本実施形態のスタータ制御装置１００の構成は図１のスタータ制御装置１００と同じである。ただし、以下で説明するように、スタータ制御装置１００の具体的な処理が異なる。
図４に示すように、自車１０１は走行車線を走行している。自車１０１の前方には線路２０１と遮断機２０２を備えた踏み切りがある。そこで、運転者はブレーキを踏んで減速要求をだし、自車１０１は、コースト状態に入る。
次に、エンジン自動停止再始動判定部４は、車速情報と外界情報とからエンジンを停止の可否を判断する。
この場合は、エンジン自動停止再始動判定部４は、車速がエンジン停止の条件を満足していても踏み切り手前という外界情報からエンジン２２は停止しないと判断する。つまり、自動停止再始動判定部４は、外界情報（ナビゲーションシステム１２の地図情報など）に基づいて、踏み切りを検知した場合、運転者要求情報が車両の減速要求を示し、車速情報が所定の閾値以下の正の車速を示す場合であっても、エンジンを停止すると判別しない。
仮に、車速情報のみでエンジン２２の停止を判断すると踏み切り手前のようなエンジン２２が停止すると返って不都合な場合でもエンジン２２が停止してしまう。
本実施形態では、外界情報を使って総合的に判断するので、例えば、迅速に踏切を通過することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、周囲の状況（踏み切り）に応じて適切にエンジンの停止及び再始動の判定をすることができる。また、燃費向上にも貢献できる。さらに、迅速に踏み切りを通過することができる。
（第４の実施形態）
次に、図５を用いて、本発明の第４の実施形態であるスタータ制御装置１００が実行する処理を説明する。図５は、本発明の第４の実施形態であるスタータ制御装置１００を搭載した自車１０１が車庫入される想定シーンを説明するための図である。
本実施形態のスタータ制御装置１００の構成は図１のスタータ制御装置１００と同じである。ただし、以下で説明するように、スタータ制御装置１００の具体的な処理が異なる。
図５に示すように、自車１０１は、自宅手前の道路を走行している。自車１０１が自宅の車庫３０１に近づくと、運転者は車庫３０１に車を止めるためにブレーキを踏んで減速要求をだし、自車１０１はコースト状態に入る。
次に、エンジン自動停止再始動判定部４は、車速情報と外界情報とからエンジン２２の停止の可否を判断する。この場合は、車速がエンジン２２の停止の条件を満足していても車庫付近という外界情報からエンジン２２は停止しないと判断する。つまり、エンジン自動停止再始動判定部４は、外界情報（ナビゲーションシステム１２の地図情報、レーダー１４の距離情報など）に基づいて、車庫までの距離を検知し、車庫までの距離が所定の閾値以下の場合、運転者要求情報が車両の減速要求を示し、車速情報が所定の閾値以下の正の車速を示す場合であっても、エンジンを停止すると判別しない。
仮に、車速情報のみでエンジン２２の停止を判断すると車庫付近での車の切り返しの度にエンジン２２が停止してしまい、自車１０１を動かすためにエンジン２２を再始動しないといけなくなる。そのため、こういう場合はエンジン２２を停止しないままの方がよいと考えられる。
その点、本実施形態では、外界情報を使って総合的に判断するので、不要な時のエンジン２２の停止と再始動を抑制することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、周囲の状況（車庫付近）に応じて適切にエンジンの停止及び再始動の判定をすることができる。また、燃費向上にも貢献できる。
（第５の実施形態）
次に、図６を用いて、本発明の第５の実施形態であるスタータ制御装置１００が実行する処理を説明する。図６は、本発明の第５の実施形態であるスタータ制御装置１００を搭載した自車１０１が渋滞している交差点に近づく想定シーンを説明するための図である。
本実施形態のスタータ制御装置１００の構成は図１のスタータ制御装置１００と同じである。ただし、以下で説明するように、スタータ制御装置１００の具体的な処理が異なる。
図６に示すように、自車１０１は走行車線を走行している。交差点には信号１０２がある。ここで、自車１０１は交差点に差し掛かり、信号は赤であったとする。さらに、その交差点付近は、渋滞していたとする。
そこで、運転者はブレーキを踏んで減速要求をだし、自車１０１はコースト状態に入る。
次に、エンジン自動停止再始動判定部４は、車速情報と外界情報とからエンジンを停止の可否を判断する。
この場合は、赤信号および渋滞中なのでエンジン２２を停止していいと判断し、エンジン２２を停止する。ここで、信号が赤のままであれば、自車１０１も停止する。
しかし、信号が青に変わった場合に運転者がブレーキを離して再始動要求をしたとしても、渋滞で自車１０１の前に、前方車１０３が動かずに止まっていることを外界情報（レーダー１４の距離情報など）で取得することにより、エンジン自動停止再始動判定部４は、エンジン２２を再始動しないで停止したままと判断する。
このように、本実施形態では、渋滞中で前に車がつかえていてエンジン２２を再始動する必要がない場合にも適切に判断できる。
以上説明したように、本実施形態によれば、周囲の状況（交通渋滞、信号の色）に応じて適切にエンジンの停止及び再始動の判定をすることができる。また、燃費向上にも貢献できる。
次に、表１を用いて、本発明の第２〜第５の実施形態であるスタータ制御装置１００がエンジン停止と再始動を行う条件を説明する。表１は、本発明の第２〜第５の実施形態であるスタータ制御装置１００のコーストストップでの想定シーンの応答マトリックスを示す図である。
表１に示すような想定シーンにおいて、エンジン停止と再始動の判断をする必要がある。これは、想定シーンによってエンジン２２の停止と再始動の判断が異なるからである。
言い換えると、コースト状態で、エンジン２２を停止した方がいい場合もあれば停止しない方がいい場合もあり、エンジン２２を再始動した方がいい場合があれば再始動しない方がいい場合もあるため、あらかじめ想定シーンでのエンジン２２停止再始動の制御マップを作っておくと便利である。
表１では、４つの想定シーンに関してエンジン２２の停止と再始動のＹＥＳ／ＮＯの判断を記している。
なお、本発明の制御装置には、学習機能がついており、エンジン停止と再始動の判断を記憶させることができる。これにより、様々な想定シーンを新たに記憶できるため、さらに、エンジン２２の停止と再始動の判断の精度が上がり、無駄な停止と再始動が低減できる。また、本発明の制御装置には、フェールセーフ機能を備えており、緊急時や操作ミス等があっても常に安全側に制御することができる。
Figure 2015075080
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
１…車速情報取得部
２…外界情報取得部
３…運転者要求情報取得部
４…エンジン自動停止再始動判定部
１１…車速センサ
１２…ナビゲーションシステム
１３…ステレオカメラ
１４…レーダー
１５…ブレーキ油圧センサ
２１…スタータ
２２…エンジン
１００…スタータ制御装置
１０１…自車
１０２…信号
１０３…前方車
２０１…線路
２０２…遮断機
３０１…車庫

Claims (9)

  1. 車速を示す車速情報を取得する車速情報取得部と、
    車両の外部に存在する物の情報を示す外界情報を取得する外界情報取得部と、
    車両に対する運転者の要求を示す運転者要求情報を取得する運転者要求情報取得部と、
    前記運転者要求情報が車両の減速要求を示す場合、前記車速情報及び前記外界情報に基づいて、エンジンを停止するか否かを判別するエンジン自動停止再始動判定部と、
    を備えることを特徴とするスタータの制御装置。
  2. 請求項１に記載のスタータの制御装置であって、
    エンジン自動停止再始動判定部は、
    前記運転者要求情報が車両の減速要求を示し、前記車速情報が所定の閾値以下の正の車速を示す場合、前記外界情報に基づいてエンジンを停止するか否かを判別する
    ことを特徴とするスタータの制御装置。
  3. 請求項２に記載のスタータの制御装置であって、
    前記エンジン自動停止再始動判定部は、
    前記外界情報に基づいて、信号の色を検知し、
    前記運転者要求情報が車両の減速要求を示し、前記車速情報が所定の閾値以下の正の車速を示し、信号の色が進行不可を意味する色である場合、エンジンを停止すると判別する
    ことを特徴とするスタータの制御装置。
  4. 請求項２に記載のスタータの制御装置であって、
    前記エンジン自動停止再始動判定部は、
    前記外界情報に基づいて、踏み切りを検知し、
    踏み切りを検知した場合、前記運転者要求情報が車両の減速要求を示し、前記車速情報が所定の閾値以下の正の車速を示す場合であっても、エンジンを停止すると判別しない
    ことを特徴とするスタータの制御装置。
  5. 請求項２に記載のスタータの制御装置であって、
    前記エンジン自動停止再始動判定部は、
    前記外界情報に基づいて、車庫までの距離を検知し、
    車庫までの距離が所定の閾値以下の場合、前記運転者要求情報が車両の減速要求を示し、前記車速情報が所定の閾値以下の正の車速を示す場合であっても、エンジンを停止すると判別しない
    ことを特徴とするスタータの制御装置。
  6. 請求項１に記載のスタータの制御装置であって、
    前記エンジン自動停止再始動判定部は、
    前記運転者要求情報がエンジンの再始動要求を示す場合、前記再始動要求及び前記外界情報に基づいて、エンジンを再始動するか否かを判別する
    ことを特徴とするスタータの制御装置。
  7. 請求項６に記載のスタータの制御装置であって、
    前記エンジン自動停止再始動判定部は、
    前記外界情報に基づいて、信号の色を検知し、
    信号の色が進行可を意味する色である場合、エンジンを再始動すると判別する
    ことを特徴とするスタータの制御装置。
  8. 請求項７に記載のスタータの制御装置であって、
    前記エンジン自動停止再始動判定部は、
    前記外界情報に基づいて、交通渋滞を検知し、
    交通渋滞を検知した場合、前記運転者要求情報がエンジンの再始動要求を示し、信号の色が進行可を意味する色である場合であっても、エンジンを再始動しないと判別する
    ことを特徴とするスタータの制御装置。
  9. 車速を示す車速情報を取得する車速情報取得工程と、
    車両の外部に存在する物の情報を示す外界情報を取得する外界情報取得工程と、
    車両に対する運転者の要求を示す運転者要求情報を取得する運転者要求情報取得工程と、
    前記運転者要求情報が車両の減速要求を示す場合、前記車速情報及び前記外界情報に基づいて、エンジンを停止するか否かを判別するエンジン自動停止再始動判定工程と、
    を有することを特徴とするスタータの制御方法。
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