JP2016107772A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、他車両の緊急接近時の応答性を高めつつも、燃費の向上を図ることが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】上記目的を達成する為に、本発明は、内燃機関の運転状態を検出する手段と、車外の情報を認識するための車外情報認識装置と、前記内燃機関の駆動トルクを駆動車輪に伝達する動力伝達系に設けられた断接装置と、を備えた車両を制御し、前記内燃機関の気筒への燃料供給を自動停止および再開可能な車両制御装置において、前記車外情報認識装置から取得した車両後方または横方向の少なくとも一方の車外情報、および前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記断接装置を遮断するかを決定することを特徴とする車両制御装置と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は車両制御装置に関する。

燃費改善及びエミッション低減を目的として、所定のエンジン停止条件成立時にエンジン自動停止を指令し、所定のエンジン始動条件成立時にエンジンを自動で再始動する技術が広く知られている。

特許文献１では、エンジン停止中に他車両が急接近したときに、運転者が素早く対応できるように、エンジンを自動で再始動する技術が提案されている。

特開２００６−５７４５６号公報

しかしながら、エンジン再始動には時間がかかるため、特許文献１の提案は、他車両の緊急接近時の応答性が高くないという課題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、他車両の緊急接近時の応答性を高めつつも、燃費の向上を図ることが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明は、内燃機関の運転状態を検出する手段と、車外の情報を認識するための車外情報認識装置と、前記内燃機関の駆動トルクを駆動車輪に伝達する動力伝達系に設けられた断接装置と、を備えた車両を制御し、前記内燃機関の気筒への燃料供給を自動停止および再開可能な車両制御装置において、前記車外情報認識装置から取得した車両後方または横方向の少なくとも一方の車外情報、および前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記断接装置を遮断するかを決定することを特徴とする車両制御装置と、を備えるようにしたものである。

本発明によれば、他車両の緊急接近時の応答性を高めつつも、燃費の向上を図ることができる。

本発明の実施形態に係るエンジンコントロールユニット、変速機、外界認識装置を搭載した車両構成を示す概略図である。 図１に示すエンジンコントロールユニットを含む内燃機関システムの全体構成を示す概略図である。 図１に示すエンジンコントロールユニットの入出力信号関係を示すブロック線図である。 本実施形態に係るエンジンコントロールユニットが実行する制御例を示すフローチャートである。 図４の一部処理の制御一例を示すフローチャートである。 図４の一部処理の制御一例を示すフローチャートである。 図４の一部処理の制御一例を示すフローチャートである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態による車両構成およびエンジンコントロールユニット(Engine Control Unit、移行ＥＣＵと呼ぶ)の構成及び動作を説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を表す。内燃機関の制御装置としてのＥＣＵは、以下で説明するように、断接装置や、内燃機関への燃料供給を制御する。

最初に、図１を用いて、本実施形態に係るＥＣＵが適用される車両(図示せず)の概略構成を説明する。車両は、複数の気筒を有するエンジン１と、変速機２と、車両後方また横方向の少なくとも一方の車外情報を認識する車外情報認識装置７を備えており、エンジン１から出力される駆動トルクは変速機２、差動歯車装置３を介して左右の車輪４a、４bに伝達される。変速機２は、車両の速度等に応じて所定のギヤ段を成立可能である。クラッチ５はエンジン１と車輪４a、4bとの間を接続または遮断する断接装置に相当する。また、エンジン１と車輪４ａ、４ｂとを連結してエンジン１の動力によって走行する通常走行中に、所定条件を満たした際にクラッチを切りエンジン１と車輪４a、４bを切り離して惰性走行することにより、燃費性能が向上することが広く知られている。

ＥＣＵ６は、車外情報認識装置７の情報、または車両に搭載されている各種センサーからの情報を基に、エンジン１や変速制御装置８に指令を出す。

車外情報認識装置７は車両後方また横方向の映像を取り込み解析することにより、他車両との相対速度や車間距離等を検出可能である。説明は省略するが、車外情報認識装置７は、上記映像を解析するコントロールユニットを備えていても良い。

変速制御装置８は、上記ＥＣＵ６からの指令値を基に、変速機のギヤ段の切替や、クラッチの係合を制御する。本例では、ＥＣＵ６から変速制御装置８に指令を出す例を挙げるが、変速制御装置８がコントロールユニットを備え、車外情報認識装置７の情報、または各種センサーからの情報を基に、変速機２またはクラッチ５の制御を実施しても良い。

車外情報認識装置７の1例としてステレオカメラがあるが、車両の後方または横方向の他車両や対象物との距離や相対速度をより測定できればよく、距離を計測可能な単眼カメラ装置、レーダー、車車間通信による情報等でも良い。

次に図２を用いて、図１で説明したエンジン１の基本構成の１例を説明する。

エンジン1には、ピストン２０２、吸気弁２０３、排気弁２０４が備えられる。吸気は、空気流量計（エアフロセンサ）２２１を通過してスロットル弁２１９に入り、吸気弁２０３を介してエンジン１の燃焼室２２０に供給される。

燃料は、燃料タンク２２３から供給され、燃料噴射弁２０５(以下、インジェクタ２０５と呼ぶ)から、エンジン１の燃焼室２２０に噴射供給され、点火プラグ２０６で点火される。

車両の運転者の駆動要求量に対応するアクセルペダル２２２の操作量（アクセル操作量）はＥＣＵ６に送られる。図1のクラッチ５が接続状態であり、エンジン１の動力によって車輪４ａ、４ｂが回転し、走行する通常走行状態において、ＥＣＵ６が駆動要求量を略零と判定するときには、クラッチ５を切りエンジン１と車輪４ａ、4ｂを切り離して惰性走行することにより、燃費性能が向上する。また、上記通常走行中であっても、ＥＣＵ６が駆動要求量を略零と判定するときには、インジェクタ２０５に燃料供給を停止する指令(以降、フューエルカットと呼ぶ)を出すことにより、エンジンの状態をエンジン停止状態にすることができる。惰性走行中にフューエルカットし、エンジン停止状態にすることにより、惰性走行による燃費向上に加え、エンジンへの燃料供給を停止したことによる燃費向上をはかることができる。

次に図３を用いて、本実施形態による図１のＥＣＵ６の構成の１例を説明する。図３は、図1に示すＥＣＵ６の入出力信号関係を示すブロック線図である。

ＥＣＵ６は、Ａ／Ｄ変換器を含むI／Ｏ ＬＳＩ６ａ、ＣＰＵ６ｂ等から構成され、図２のクランク角度センサ２１６、図２のエアフロセンサ２２１の空気量信号、図２のアクセルペダル２２２のアクセル操作量が入力される。図1のＥＣＵ６は、所定の演算処理を実行し、演算結果として算出された各種の制御信号を出力し、アクチュエータである図２の電制スロットル２１８、図２の点火コイル２０６、図２のインジェクタ２０５、図1の変速制御装置８に所定の制御信号を供給する。また、図1のＥＣＵ６は、図２のクランク角度センサ２１６の信号からエンジン回転数を演算する回転数検出手段を備えている。

次に、惰性走行状態への移行可否およびエンジン休止状態への移行可否を判定する処理を図４を用いて説明する。図４は本実施形態によるＥＣＵ６が実行する惰性走行状態への移行可否およびエンジン休止状態への移行可否を判定する処理のフローチャートの１例であり、図４の演算処理は、あらかじめ定められた演算周期で繰り返し実行される。すなわち、ステップＳ４０１からステップＳ４０３の処理は、図1のＥＣＵ６によってあらかじめ定められた演算周期で繰り返し実行される(例として、１ｍｓ毎や、クランク角度１０ｄｅｇ毎)。また、図１のＥＣＵ６への各種装置からの割込み処理を契機として演算するものとしても良い。

ステップＳ４０１からステップＳ４０４の処理内容を簡単に説明すると、次のとおりである。まず、一定周期毎に内燃機関に関する各種情報をもとに、惰性走行状態に移行可能かを判定する(ステップＳ４０１)。次に、内燃機関に関する各種情報をもとに、内燃機関への燃料供給を中止して内燃機関を休止状態に移行可能かを判定する(ステップＳ４０２)。次に、自車両の外界情報取得装置により、自車両の横方向あるいは後方に位置する他車両の情報を解析する(ステップＳ４０３)。ステップＳ４０１およびステップＳ４０２の判定結果、およびステップＳ４０３の解析情報により、自車両の走行状態およびエンジン状態を決定する(ステップＳ４０４)。以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ４０１では、車両の運転者のアクセル操作量やブレーキ操作量、エンジンの回転数等の情報により、惰性走行状態へ移行可能かを判定する。移行可能と判定した場合、ステップＳ４０２の処理に進む。移行不可と判定した場合、判定処理を終了する。

ステップＳ４０２においても、ステップＳ４０１と同様に、車両の運転者のアクセル操作量やブレーキ操作量、エンジンの回転数等の情報により、エンジン休止状態へ移行可能かを判定し、判定結果を記憶する。

従来技術の1例では、ステップＳ４０１およびステップＳ４０２の判定により、惰性走行状態へ移行可能な場合、説明は省略するが1連の処理を実施の上、惰性走行状態へ移行する。惰性走行状態に移行することにより、前述した通り、燃費性能の向上を図ることが可能である。しかしながら、車両の運転者が図２のアクセルペダル２２２を踏むことによる駆動要求があった際に、惰性走行状態から通常走行状態に復帰するためには、説明は省略するが一連の処理を実施したうえで、図1のクラッチ５を接続する必要がある。したがって、駆動要求に対する応答性は、通常走行状態よりも惰性走行状態の方が劣るのが一般的である。同様に、惰性走行状態およびエンジン休止状態に移行可能と判定し、惰性走行状態およびエンジン休止状態に移行した場合、惰性走行状態およびエンジン休止状態から、通常運転状態に復帰するためには、図1のクラッチ５を接続する処理に加え、説明は省略するが一連の処理を実施したうえで、図２のインジェクタ２０５から燃料を噴射し、図２の点火プラグ２０６により点火するといった手順が必要となり、駆動要求に対する応答性は通常走行状態よりも劣ってしまう。そのため、従来技術においては、惰性走行状態に移行することにより、他車両の緊急接近時の応答性が高くないという課題があった。

ステップＳ４０３では、図１の車外認識装置７の情報や、図1のＥＣＵ６で演算した自車両の速度等をもとに、自車両と、自車両の後方あるいは横方向を走行する他車両との距離あるいは相対速度あるいは相対加速度の少なくとも一つを演算する。

ステップＳ４０４では、ステップＳ４０１からステップＳ４０３で判定した情報をもとに、車両を惰性走行状態に移行するかを決定する。惰性走行状態に移行する場合、エンジン休止状態に移行するかを決定し、決定した走行状態およびエンジンの状態に移行する。

上記ステップＳ４０１からステップＳ４０４の処理の1例として、ステップＳ４０１およびステップＳ４０２において車両を惰性走行状態かつエンジン休止状態へ移行可能と判定した場合においても、後方車両が急接近し自車両に追突する可能性があるとステップＳ４０３で判定したときには、ステップＳ４０４において通常走行状態を維持する決定を行う。通常走行状態を維持することにより、後方車両からの追突を回避するために、運転者がアクセルを踏みこみ自車両の速度を上げようとしたときの応答性を確保することができる。

しかしながら、常に通常走行状態を維持する場合、駆動要求に対する応答性を確保することにより安全性は維持できるが、惰性走行状態あるいはエンジン休止状態の少なくとも一方による燃費の向上を図ることができない。そのため本実施形態では、自車両の後方または横方向に位置する他車両との距離あるいは相対速度あるいは相対加速度の少なくとも一方をもとに、自車両の運転者が緊急回避行動を取る可能性が低いとステップＳ４０４において推測した場合、惰性走行状態およびエンジン休止状態に移行する。緊急回避を行う可能性が高いとＳ４０４において推測した場合、惰性走行あるいはエンジン休止状態に移行可能な状態であったとしても、移行せず通常運転状態を維持するようＳ４０４で決定する。前述したように、通常運転状態を維持することにより、駆動要求に対する応答性を維持し、運転者が図２のアクセルペダル２２２を踏むことによる緊急回避行動への応答性を確保する。自車両の前方方向の他車両に対して、自車両の運転者が緊急回避行動を取る場合は、自車両が前方方向への他車両へ追突する場合が多く、アクセルでなくブレーキを踏むことになるため、本実施形態では、自車両と、自車両の後方あるいは横方向に位置する他車両との相対関係に注目する。

次に、図５を用いて、図４のステップ４０１の惰性走行状態へ移行可能かを判定する処理を説明する。図５は、図４のステップＳ４０１の惰性走行状態へ移行可能かを判定する処理の1例を示したフローチャートである。

ステップＳ５０１では、図２のアクセルペダル２２２のアクセル操作量より、アクセルがオフ(車両運転者からの要求駆動力が略零)の状態が一定時間以上継続しているかを判定する。アクセルオフの状態が一定時間以上継続している場合、惰性走行状態への移行可否を判断する１つの条件を満たしている為、ステップＳ５０２に移行する。一定時間以上継続していない場合、車両運転者からの要求駆動力があると判定し、惰性走行状態へ移行しない。

ステップＳ５０２では、図示は省力したがブレーキペダルの操作量より、車両のブレーキがオフ(車両運転者からのブレーキ要求が略零)であるかを判定する。ブレーキオフの状態が一定時間以上継続している場合、惰性走行状態への移行可否を判断する１つの条件を満たしている為、ステップＳ５０３に移行する。一定時間以上継続していない場合、条件を満たしていないため、惰性走行状態へ移行しない。

ステップＳ５０３では、図２のクランク角センサ２１６の出力をもとに、図１のＥＣＵ６においてエンジン回転数を計算し、惰性走行状態に移行可能かを判断する。エンジン回転数が一定値内の場合、惰性走行状態への移行可否を判断する１つの条件を満たしていると判断し、図２のステップＳ４０２に移行する。一定値内でない場合、惰性走行状態へ移行しない。一定値内でない場合の1例として、エンジン回転数が低い時には、図１のクラッチ５を切ったとしても、惰性走行距離が短くなり、燃費性能が向上しないことがあるため、エンジン回転数にも制限をかける。

ステップＳ５０３では、エンジン回転数のみを判定基準としたが、図２のエアフロセンサ２２１といったエンジンに搭載された各種センサの値をもとに惰性走行状態へ移行可能かを判定しても良い。

次に、図６を用いて、図５のステップＳ４０２のエンジン休止状態へ移行可能かを判定する処理を説明する。図６は、図５のステップＳ４０２のエンジン休止状態へ移行可能かを判定する処理の1例を示したフローチャートである。

ステップＳ６０１では、図５のステップＳ５０１と同様に、図２のアクセルペダル２２２のアクセル操作量より、アクセルがオフ(車両運転者からの要求駆動力が略零)の状態が一定時間以上継続しているかを判定する。アクセルオフの状態が一定時間以上継続している場合、惰性走行状態への移行可否を判断する１つの条件を満たしている為、ステップＳ６０２に移行する。一定時間以上継続していない場合、車両運転者からの要求駆動力があると判定し、惰性走行状態へ移行しない。

ステップＳ６０２では、図５のＳ５０２と同様に、ブレーキペダルの操作量より、車両のブレーキがオフ(車両運転者からのブレーキ要求が略零)であるかを判定する。ブレーキオフの状態が一定時間以上継続している場合、惰性走行状態への移行可否を判断する１つの条件を満たしている為、ステップＳ６０３に移行する。一定時間以上継続していない場合、条件を満たしていないため、惰性走行状態へ移行しない。

ステップＳ６０３では、図２のクランク角センサ２１６の出力から、図１のＥＣＵ６においてエンジン回転数を計算し、惰性走行状態に移行可能かを判断する。エンジン回転数が一定値内の場合、惰性走行状態への移行可否を判断する１つの条件を満たしていると判断し、ステップＳ６０４に移行する。一定値内でない場合、ステップＳ６０５に移行する。

ステップＳ６０３では、エンジン回転数のみを判定基準としたが、図２のエアフロセンサ２２１といったエンジンに搭載された各種センサの値をもとに惰性走行状態へ移行可能かを判定しても良い。

ステップＳ６０４では、ステップＳ６０１からステップＳ６０３の判定結果より、エンジン休止状態への移行可能と判定し判定結果を記憶する。

ステップＳ６０５では、ステップＳ６０１あるいはステップＳ６０２あるいはステップＳ６０３の少なくとも一つの判定結果より、エンジン休止状態へは移行不可と判定し、判定結果を記憶する。

次に、図7を用いて、図４のステップＳ４０４の処理を説明する。図７は、図４のＳ４０４の処理のフローチャートの１例であり、図４のステップＳ４０３で解析した、自車両と、自車両の後方あるいは横方向に位置する他車両との距離、相対速度、相対加速度をもとに、自車両を惰性走行状態に移行するかを決定する。惰性走行状態に移行する場合、エンジン休止状態に移行するかを決定し、決定した走行状態およびエンジンの状態に移行する処理を実施する。

ステップＳ７０１では、図４のステップＳ４０３で取得した自車両の後方あるいは横方向に位置する他車両との距離が、一定値Ｌ１未満の場合、後方あるいは横方向を走行する車両からの追突の危険性があるため、通常走行状態維持と判断し、ステップＳ７０３へ移行する。前述した通り、通常走行状態を維持することにより、駆動要求に対する応答性を維持し、自車両の運転者が図２のアクセルペダル２２２を踏むことによる緊急回避行動への応答性を維持する。一定値Ｌ１以上の場合、後方あるいは横方向を走行する車両からの追突の危険性は低いと判断し、ステップＳ７０２へ移行する。

ステップＳ７０２では、図４のステップＳ４０３で取得した自車両の後方あるいは横方向を位置する他車両との距離が、一定値Ｌ２未満の場合、自車両の後方あるいは横方向を走行する他車両からの追突の危険性は低いが、安全性の確保の為、惰性走行状態には移行するが、エンジンの状態は休止状態へ移行しないと判断し、ステップＳ７０４に移行する。上記により、安全性を確保したうえで、惰性走行による燃費性能の向上を図ることができる。一定値Ｌ２以上の場合、後方あるいは横方向を走行する車両からの追突の危険性が無いと判断し、惰性走行状態かつエンジン休止状態へ移行すると判断し、ステップＳ７０５に移行する。

ステップＳ７０３、ステップＳ７０４、ステップＳ７０５では、ステップＳ７０１あるいはステップＳ７０２の少なくとも一方で判定された内容をもとに、通常走行状態を維持、あるいは惰性走行状態に移行、あるいはエンジン休止状態に移行の少なくとも一方を実施する。

図７の１例においては、図４のステップＳ４０３で取得した自車両の後方あるいは横方向に位置する他車両との距離のみを判定基準としたが、自車両と、後方あるいは横方向に位置する他車両との相対速度、相対加速度を利用しても良い。

上記実施形態に係る車両制御装置によれば、他車両の緊急接近等を考慮して惰性走行状態への移行およびエンジンの動作状態を制御することにより、他車両の緊急接近時の応答性を高めつつも、燃費の向上を図ることができる。

１…エンジン、２…変速機、３…差動歯車装置、４ａ、４ｂ…車輪、５…クラッチ、６…エンジンコントロールユニット、６ａ…Ｉ／Ｏ ＬＳＩ、６ｂ…ＣＰＵ、７…車外認識装置、８…変速制御装置、２０２…ピストン、２０３…吸気弁、２０４…排気弁、２０５…燃料噴射弁、２０６…点火プラグ、２１６…クランク角度センサ、２１８…電制スロットル、２１９…スロットル弁、２２０…燃焼室、２２１…空気流量計、２２２…アクセルペダル、２２３…燃料タンク

Claims (4)

1. 内燃機関の運転状態を検出する手段と、車外の情報を認識するための車外情報認識装置と、前記内燃機関の駆動トルクを駆動車輪に伝達する動力伝達系に設けられた断接装置と、を備えた車両を制御し、前記内燃機関の気筒への燃料供給を自動停止および再開可能な車両制御装置であって、
   前記車外情報認識装置から取得した車両後方または横方向の少なくとも一方の車外情報、および前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記断接装置を遮断するかを決定することを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記車外情報認識装置から取得した車両後方または横方向の少なくとも一方の車外情報は、自車両と、自車両後方または横方向に位置する他車両との距離あるいは相対速度あるいは相対加速度の少なくとも一方とすることを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記断接装置を遮断した状態において、前記車外情報認識装置から取得した車両後方または横方向の少なくとも一方の車外情報、および前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の気筒への燃料供給を停止することを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置であって、
   前記車外情報認識装置から取得した車両後方または横方向の少なくとも一方の車外情報は、自車両と、自車両後方または横方向に位置する他車両との距離あるいは相対速度あるいは相対加速度の少なくとも一方とすることを特徴とする車両制御装置。