JP3663675B2 - 自動車用停止制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃費の向上を図るべく制動時にフューエルカットを行うようにした自動車用停止制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等における制動は、車両本体がもっている運動エネルギーを運動エネルギー以外の他のエネルギーに変換することによって達成される。
【０００３】
例えば、車両本体の制動に際し、ガソリンエンジン等の燃焼エンジンを搭載した自動車においては、エンジンブレーキとフットブレーキとを併用し、車両の運動エネルギーを熱エネルギーに変換させて消失させている。負の仕事である制動には、燃料は不要である。そこで、燃費の向上を図るべく、制動時にフューエルカットを行っている。
【０００４】
また、例えば、動力源として、上述の燃焼エンジンの他にモータを搭載したいわゆるハイブリッド車両においては、回生制動を行うものが知られている。上述のブレーキによる制動では、運動エネルギーはすべて消費されてしまう。そこで、制動時にモータを発電機として使用し、運動エネルギーの一部を回生電力として電源に返還する。そして、この電力を走行時の駆動力の一部に充当するようにしている。この場合も燃費をよくすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の自動車によると、車両本体の情報のみに基づいてフューエルカットや回生制動を行うため、これらが必ずしも有効に行われ得ないという問題があった。
【０００６】
すなわち、車両自体の情報としては、例えば、ブレーキのオン／オフ等があるが、これによると、ブレーキがオンされた場合でも、それが停止を目的としたものであるか、あるいは一時的な減速を目的としたものでその後再び加速がなされるのか等の判断が困難である。このため、フューエルカットや回生制動を開始する時期が遅れて、無駄な燃料を消費したり、回生可能な電力が少なくなったりする。また、逆の場合は、すべきでないときに、フューエルカットや回生制動を行ってしまうため、加速が再開されたときに、停止していたエンジンを一旦始動させることが必要となり、円滑な加速が行い得ないおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、フューエルカットを的確なタイミングで行うことにより、燃費を向上および円滑な加速の実現を図るようにした自動車用停止制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
なお、ハイブリッド車両にあっては、上述と同様の目的を達成すべく、回生制動を的確なタイミングで行うようにする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであって、燃料の燃焼によって動力を得るエンジンを搭載した自動車用停止制御装置において、
車両本体の現在位置を検出する位置検出手段を備え、
アクセルペダル及びブレーキペダルがオフである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた惰行領域範囲内であると判断したとき、前記エンジンが回転を維持できるようフューエルカットを行い、
アクセルペダルがオフであり、ブレーキペダルがオンである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた停止領域の範囲内であると判断したとき、前記エンジンを停止する
ことを特徴とする。
【００１０】
また、前記自動車停止制御装置において、前記エンジンにクラッチを介して連結する駆動用モータを備えると共に、
アクセルペダル及びブレーキペダルがオフである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた惰行領域範囲内にあると判断したときに、前記エンジンが回転を維持できるようにフューエルカットを行い、かつ、前記クラッチを開放するようにしてもよい。
更に、前記自動車停止制御装置において、前記エンジンにクラッチを介して連結する駆動用モータを備えると共に、
アクセルペダルがオフであり、ブレーキペダルがオンである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた停止領域範囲内であると判断したときに、前記エンジンを停止し、かつ、前記クラッチを開放するとともに前記モータにより回生制動を行うようにしてもよい。
【００１１】
【作用】
以上構成に基づき、まず、車両本体の停止目標位置を基準として、その走行方向手前側に所定範囲を設定する。この所定範囲は、走行中の車両本体が停止目標位置で停止しようとするときは、この範囲内で制動動作を取ると考えられる範囲、すなわち、この範囲内でアクセルオフやブレーキオンがなされた場合に、これらの動作が車両本体を停止目標位置で停止させるために行う制動動作であると一応、予想し得る範囲をいう（例えば、停止目標位置の手前、２００ｍ程度の範囲内）。
【００１２】
次に、上述の停止目標位置に向かって走行中の車両本体の現在位置を、位置検出手段によって逐次検出する。
【００１３】
その結果、車両本体の現在位置が所定範囲内であり、かつアクセルオフがなされたとき、とりあえず制動動作が開始されたと判断し、アクセルオフ時の現在位置および車両本体の走行状況（例えば車速）に基づいて、ブレーキオンがなされるまでの惰行区間における現在位置と車速との関係を、惰行領域設定手段によって予想する。ここで、惰行領域とは、例えば、上述のアクセルオフがなされたときの車両本体の現在位置および速度を基準として、減速率の異なる２本の直線の間として設定することができる。そして、アクセルオフ後の実際の車両本体の現在位置と車速との関係が惰行領域内にあるかを判断する。それが惰行領域内あるときは車両本体が制動動作を継続中と判断する一方、外れるときは制動動作が解除されたと判断する。制動動作継続中を判断したときは、その後、次に説明する停止区間を経て停止するものと予想されるので、原則的にエンジンに対する燃料供給を停止（以下適宜「フューエルカット」という）する。ただし、該フューエルカットにおいても、例外があり、エンジンの回転を所定以上（例えばアイドル回転以上）に維持するための必要最小限の燃料供給は、適宜に行う。これによりエンジンの回転数が所定回転以下に落ちるまたは停止すること防止する。これは、上述の惰行領域においては、加速が再開される可能性がかなりある（例えば、交差点の信号が「赤」から「青」に変わった場合）からであり、これにより再加速時のエンジンの回転を円滑に上昇させることが可能である。すなわち、仮に、惰行領域において、完全に燃料供給を停止してエンジンの回転を止めてしまった場合には、再加速時には、停止中のエンジンを一旦、始動させる必要があり、したがって、エンジンの回転がアクセルオンに追随して上がらないという現象が発生してしまう。このエンジンの所定回転維持のための燃料供給は、上述のように必要最小限でよく、例えば、エンジンの回転数が所定回転以下に落ちそうになったときに、間欠的に行えば足り、必要でない場合には行わない。すなわち、惰行領域において、エンジンの回転数が所定回転以下に落ちることなく次の停止領域に移行するような場合には、惰行領域内での燃料の供給はまったく不要である。
【００１４】
つづいて、惰行領域に連続してブレーキオンがなされとき、このときの現在位置および車速に基づいて、ブレーキオンから停止までの停止区間における、車両本体の現在位置と速度との関係を停止領域として、停止領域設定手段によって予想する。この場合も、例えば、上述の惰行領域を設定したときと同様に、ブレーキオン時の現在位置と車速との関係に基づいて、減速率の異なる２本の直線間の範囲内として設定する。そして、停止区間における車両本体の実際の現在位置と車速との関係が停止領域内にあるときは、制動動作が続行されているものと判断する。一方、外れたときは、制動動作が解除されたと判断する。
【００１５】
上述の、停止領域内にあると判断されたときは、エンジンを停止し、さらに、車両本体が回生制動を行い得るモータを搭載している場合には、停止区間において、回生制動を行う。これにより、車両本体がもっていた運動エネルギーを回生電力として電源に有効に蓄積することができる。
【００１６】
すなわち、本発明においては、車速等の車両本体自体の情報に加えて、停止目標位置に対する車両本体の現在位置についての情報をも加味することにより、車両本体が制動動作中か否かを精度よく判断することができ、これに基づいて、フューエルカットや回生制動を的確に行うことができる。
【００１７】
【実施例】
以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明する。
〈実施例１〉
図１に、本発明に係る自動車における停止制御装置およびこの停止装置を搭載したハイブリッド車両のブロック図を示す。
【００１８】
まず、ハイブリッド車両は、動力源としてのエンジン１およびモータ３と、両者の間に介装されたクラッチ２と、モータ３の出力軸５と、ディファレンシャル装置を介して出力軸に連結された車軸６と、車軸に連結された駆動輪７とを備えている。
【００１９】
エンジン１は、ガソリンエンジン等の、燃料の燃焼によって動力を発生させるものである。クラッチ２は、エンジン１とモータ３との間を接断して、両者間の動力の伝達を行い、または絶つ。モータ３には、バッテリ等の電源（不図示）が接続されており、モータ３は電源からの電力の供給によって回転駆動され、出力軸５に駆動力を付与する。他にモータ３は、発電機としても作用する。すなわち、出力軸５またはエンジン１によって回転駆動されたときは、回生電力を発生する。この電力は電源に返還されて備蓄される。後述の車両本体の制動時には、モータ３は、車輪７、車軸６、出力軸５等を介して回転駆動され、これにより回生電力を発生させるいわゆる回生制動を行うように構成されている。
【００２０】
停止制御装置９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されており、惰行領域設定手段、停止領域設定手段、判断手段等として作用する。なお、これらの手段については後に詳述する。
【００２１】
位置検出手段は、通信衛星を利用したナビゲーション処理部１１を主要構成部材として構成されており、これに、入出力装置１２、各種センサ・受信装置１３、各種データファイル１５が接続されている。入出力装置１２は、表示装置、音声出力装置、入力装置等を有し、また各種センサ・受信装置１３は、方位センサ、舵角センサ、距離センサ、ＧＰＳ受信装置、ビーコン受信装置等を有する。さらに、各種データファイルは、描画地図、交差点、信号、道路、探索、写真等についてのデータファイルを有する。位置検出手段は、これらを適宜に使用することにより、例えば、車両本体の停止目標位置としての交差点を検出し、その交差点に信号があるかないか、したがって、その交差点で停止する必要があるかないかを検出し、車両本体の現在位置を検出し、交差点から現在位置までの距離を検出することができる。
【００２２】
次に、図２を参照して、制動動作のモデルについて説明する。
【００２３】
同図の上半部の図は、横軸に距離、縦軸に車速を取っている。横軸の０は、信号のある交差点を示し、車両本体は、この交差点に向かって、同図中左方から走行してくるものとする。位置Ｘｃは交差点からの所定距離を隔てた位置を、また、位置Ｘｂはアクセルオフがなされる位置を、そして位置Ｘａはブレーキオンがなされる位置をそれぞれ示す。なお、所定距離については、前述の通りである。同図中、位置Ｘｂと位置Ｘａとの間の区間Ｂは、アクセルオフの状態で走行する惰行区間、また位置Ｘａと交差点との間の区間Ａは、アクセルオフでさらにブレーキオンの状態で走行する停止区間とする。
【００２４】
同図中の惰行区間における斜線部分は、惰行領域を示す。惰行領域は前述の惰行領域設定手段によって設定されるものであり、アクセルオフがなされた位置Ｘｂ（位置検出手段１１によって検出）と、そのときの車両本体の車速Ｖｂ（車速センサによって検出）とに基づいて設定されるものである。本実施例では、点Ｐｂ（Ｘｂ、Ｖｂ）を通る２本の直線に挟まれた領域として示されている。すなわち減速率の異なる２本の直線間を惰行領域として設定している。そして、実際に走行中の車両本体の位置Ｘとそのときの速度Ｖとを点Ｐ（Ｘ、Ｖ）として同図中にプロットしたときに、その点Ｐが上述の惰行領域内に入るときには、走行中の車両本体は制動動作を継続していると判断する。一方、上述の点Ｐが惰行領域から外れるときは、制動動作が解除されたものとする。図において惰行領域より上の場合には、加速が再開される可能性が高い。点Ｐが惰行領域内にあると判断された場合には、同図下半部に示すように、クラッチ２（図１参照）をオフし、燃料噴射をカット（フューエルカット）する。こうすることで、図１中のエンジン１とモータ３とは切り離される。
【００２５】
本発明においては、上述の点Ｐが惰行領域に入ったときには、図２の下半部に示すように、原則的にフューエルカットを行い、該フューエルカットにおいて例外的にエンジンのアイドル維持のための燃料噴射のみを適宜に行うことを特徴としている。こうすることで、前述のように、加速が再開された場合に、円滑な加速を実現することができるものである。
【００２６】
図２において、上述の惰行区間に連続する停止区間における斜線部は、停止領域を示す。停止領域は前述の停止領域設定手段によって設定されるものであり、ブレーキオンがなされた位置Ｘａ（位置検出手段１１によって検出）と、そのときの車両本体の車速Ｖａ（車速センサによって検出）とに基づいて設定されるものである。本実施例では、点Ｐａ（Ｘａ、Ｖａ）を通る１本の直線の下方の領域として示されている。そして、実際に走行中の車両本体の位置Ｘとそのときの速度Ｖとを点Ｐ（Ｘ、Ｖ）として同図中の停止区間にプロットしたときに、その点Ｐが上述の停止領域内に入るときには、走行中の車両本体は制動動作を継続していると判断する。一方、上述の点Ｐが停止領域から外れるときは、制動動作が解除されたものとする。この場合は、加速が再開される可能性が高い。点Ｐが停止領域内にあると判断された場合には、同図下半部に示すように、モータ３（図１参照）による回生制動を行うことで、回生電力を有効に電源に返還することができる。
【００２７】
図３に、図２の具体的な例を示す。交差点手前２００ｍ（Ｘｂ）でアクセルオフを行い、そのときの車速は、Ｖｂ＝６０ｋｍ／ｈである。ＸｂからＸａまでの１５０ｍ間、惰行をつづける。そして、交差点手前５０ｍ（Ｘａ）でブレーキオンを行う。このときの車速は、Ｖａ＝５０ｋｍ／ｈとなる。このまま制動動作を続行し、交差点で停止する。
【００２８】
次に、制動動作の全体について、図４のフローチャートに沿って説明する。なお、適宜、図２を援用する。
【００２９】
車両本体の現在位置Ｘが所定距離内（Ｘｂの範囲内）に入ったことを確認した後、アクセルオフ（Ｓ１、Ｓ２）がないときは、そのままリターン（Ｓ２６）に進み、アクセルオフがあったときは、制動動作に入ったものとして、クラッチオフ（Ｓ３）、フューエルカット（Ｓ４）を行い、クラッチオフ時の交差点までの距離を入力する（Ｓ５）。さらにこの時点での車両速度、速度変化率を入力して惰行領域設定を行う（Ｓ７）。この惰行領域と実際の車両本体の走行とを比較する。惰行領域にない場合は、クラッチオンを行い（Ｓ２４）、燃料供給を行って（Ｓ２５）、リターンへ進む。一方、惰行領域にある場合は、そのときの速度Ｖが許容速度Ｖ＊を下回る場合は、クラッチオンを行い（Ｓ１０）、エンジンの回転維持操作を行う（図２参照）。さらに、エンジンの回転数ＮＥを入力し（Ｓ１１）、それが許容回転数ＮＥ＊を下回る場合には（Ｓ１２）、燃料噴射を行って（Ｓ１３）、アイドルを維持する（図２参照）。
【００３０】
次にブレーキオンがなされた場合（Ｓ１４）、クラッチオフされているときは（Ｓ１５）そのまま燃料噴射を停止し（Ｓ１７）、オフされていないときは、クラッチオフ後（Ｓ１６）、燃料噴射を停止する（Ｓ１７）。ブレーキオン時の交差点までの距離を入力し（Ｓ１８）、さらにそのときの車両速度、速度変化率を入力して（Ｓ１９）、停止領域設定を行う（Ｓ２０）。設定後、実際の車両本体の走行と比較する。これが停止領域から外れているときは（Ｓ２１）、クラッチオン（Ｓ２４）、燃料供給（Ｓ２５）を行う。一方、停止領域内のときは、エンジンを停止し（Ｓ２２）、モータ３（図２参照）による回生制動を実施する（Ｓ２３）。その後車両は、交差点で停止する。
【００３１】
このように、本実施例においては、車両本体が、制動動作にあるか否かを的確に判断することができるので、その判断に対応して、適宜なクラッチオフ、フューエルカット、回生制動を行うことができる。これにより燃費を向上させることができる。
〈実施例２〉
上述の実施例１は、エンジンの他にモータを有するハイブリッド車両の場合の、つまり回生制動を行う場合の例であるが、本実施例２は、例えばガソリンエンジンのみの一般的な車両の場合の実施例である。
【００３２】
本実施例の図５を、実施例１の図２と比較した場合、図２ではあったモータがなく、したがって回生制動が行われないのはもちろん、それ以外に、実施例２では、図２のアクセルオフ時のクラッチオフに代えて、図５のようにアクセルオフ時にＮ信号（ニュートラル信号）を発して変速機をニュートラルにしている。このＮ信号は、アクセルオフ時から車両本体の停止時までつづけるようにしている。すなわち、本実施例においては、図５に示すように、位置Ｘｂでアクセルオフしたときに、Ｎ信号を出力し、同時に、フューエルカットを行うようにしている。
【００３３】
図６に本実施例のフローチャートを示す。なお、本フローチャートにおいて、図４に示す実施例１のフローチャートと異なる点は、図４中のＳ３の「クラッチオフ」が図６中ではＳ３３の「Ｎ信号出力」に、図４中のＳ１０の「クラッチオン」が図６中ではＳ４０の「Ｎ信号解除」に、図４中のＳ１５の「クラッチオフされているか」が図６中ではＳ４５の「Ｎ信号が解除されているか」に、そして図４中のＳ２４の「クラッチオン」が図６中では「Ｎ信号解除」にそれぞれ変更された点、および図４中のＳ２３の「モータ回生」が図６中では、省略されている点である。
【００３４】
以下、図６のフローチャートを詳述する。なお、適宜、図５を援用する。
【００３５】
車両本体の現在位置Ｘが所定距離内（Ｘｂの範囲内）に入ったことを確認した後、アクセルオフ（Ｓ３１、Ｓ３２）がないときは、そのままリターン（Ｓ５６）に進み、アクセルオフがあったときは、制動動作に入ったものとして、Ｎ信号出力（Ｓ３３）、フューエルカット（Ｓ３４）を行い、アクセルオフ時の交差点までの距離を入力する（Ｓ３５）。さらにこの時点での車両速度、速度変化率を入力して惰行領域設定を行う（Ｓ３７）。この惰行領域と実際の車両本体の走行とを比較する。惰行領域にない場合は、Ｎ信号を解除して（Ｓ５４）、燃料供給を行って（Ｓ５５）、リターンへ進む。一方、惰行領域にある場合は、そのときの速度Ｖが許容速度Ｖ＊を下回る場合は、Ｎ信号を解除して（Ｓ４０）、エンジンの回転維持操作を行う（図５参照）。さらに、エンジンの回転数ＮＥを入力し（Ｓ４１）、それが許容回転数ＮＥ＊を下回る場合には（Ｓ４２）、燃料噴射を行って（Ｓ４３）、アイドルを維持する（図５参照）。
【００３６】
次にブレーキオンがなされた場合（Ｓ４４）、Ｎ信号が解除されているときは（Ｓ４５）、そのまま燃料噴射を停止し（Ｓ４７）、解除されていないときは、Ｎ信号解除後（Ｓ４６）、燃料噴射を停止する（Ｓ４７）。ブレーキオン時の交差点までの距離を入力し（Ｓ４８）、さらにそのときの車両速度、速度変化率を入力して（Ｓ４９）、停止領域設定を行う（Ｓ５０）。設定後、実際の車両本体の走行と比較する。これが停止領域から外れているときは（Ｓ５１）、Ｎ信号解除（Ｓ５４）、燃料供給（Ｓ５５）を行う。一方、停止領域内のときは、エンジンを停止し（Ｓ５２）、リターン（Ｓ５６）に進む。その後車両は、交差点で停止する。
【００３７】
このように、本実施例においては、車両本体が、制動動作にあるか否かを的確に判断することができるので、その判断に対応して、適宜なＮ信号出力、フューエルカットを行うことができる。これにより燃費を向上させることができる。
【００３８】
以上の実施例１および実施例２において、惰行領域および停止領域を設定する際にアクセルオフ時やブレーキオン時の、車両本体の現在位置および車速に基づいて行っていたが、これらの他に、例えば、道路データファイル内の道路の傾斜に関する情報やそのときの路面状況に関する情報（例えば、乾燥しているか濡れているか）、そのときの車両本体の総重量に関する情報等を加味するときは、さらに精度よく惰行領域および停止領域を設定することができる。上述の路面状況に関する情報等の、データファイル内にない情報については、運転者が適宜に入力するようにすればよい。
【００３９】
また、惰行領域および停止領域の上限または下限は、必ずしも直線状（減速率が一定）に設定する必要はなく、実際の走行に即して設定すればよい。
【００４０】
さらに、実施例１において、エンジン回転数をアイドル回転数以上とするために、車速Ｖ＊とエンジン回転数ＮＥ＊との双方を用いて判断したが、これに限らず、いずれか一方に基づいて判断するようにしてもよい。
【００４１】
前述の図２において、惰行区間（位置Ｘｂ−Ｘａ間）内のクラッチのオン／オフについて、前述ではオフするものとして説明を行ったが、エンジンブレーキが必要な場合には、オン状態にしておくことも可能である。
【００４２】
同じく図２における、停止区間（位置Ｘａ−０間）内の回生制動について、例えば車両本体が複数段の自動変速機を有する場合は、変速段を低速段に切り換えて、モータ３の回転数を高くし、これによって回生電力を増加させるようにしてもよい。
【００４３】
ここで、停止位置とは、上述の信号のある交差点の他に、例えば、信号はないが一時停止が必要な交差点、また前を行く車両（先行車両）が停止した場合そのときの位置、料金所、踏切等があげられる。なお、先行車両を停止目標とする場合は、前述と同様に車両本体の現在位置を検出すると同時に、先行車両との車間距離を計測ための距離センサを設ける必要がある。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、走行中の車両が停止するに際し、位置検出手段による車両の現在位置や車両本体の走行状況に基づいて予想した惰行領域や停止領域と、実際に走行中の車両本体の現在位置−速度関係とを比較することで、車両本体が制動動作中か否かを精度よく判断することができる。したがって、制動動作中に行うフューエルカットや回生制動を的確なタイミングで行うことができ、燃費の向上を図ることができるとともに、惰行領域にて加速が再開された場合には、円滑な加速を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の概略構成を示すブロック図。
【図２】実施例１の停止制動における車両本体の位置と車速との関係、および各要素のタイミングチャートを示す図。
【図３】実施例１の制動動作の具体例を示す図。
【図４】実施例１のフローチャート。
【図５】実施例２の停止制動における車両本体の位置と車速との関係、および各要素のタイミングチャートを示す図。
【図６】実施例２のフローチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
２ クラッチ
３ モータ
５ 出力軸
６ アクスル
７ 車輪
９ 停止制御装置（惰行領域設定手段、停止領域設定手段、判断手段）
１１ 位置検出手段（ナビゲーション処理部）
１２ 入出力装置
１３ センサ・受信装置
１５ データファイル
Ｖａ ブレーキオン時の車速
Ｖｂ アクセルオフ時の車速
Ｘａ ブレーキオン時の現在位置
Ｘｂ アクセルオフ時の現在位置
Ｘｃ 所定距離
【産業上の利用分野】
本発明は、燃費の向上を図るべく制動時にフューエルカットを行うようにした自動車用停止制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等における制動は、車両本体がもっている運動エネルギーを運動エネルギー以外の他のエネルギーに変換することによって達成される。
【０００３】
例えば、車両本体の制動に際し、ガソリンエンジン等の燃焼エンジンを搭載した自動車においては、エンジンブレーキとフットブレーキとを併用し、車両の運動エネルギーを熱エネルギーに変換させて消失させている。負の仕事である制動には、燃料は不要である。そこで、燃費の向上を図るべく、制動時にフューエルカットを行っている。
【０００４】
また、例えば、動力源として、上述の燃焼エンジンの他にモータを搭載したいわゆるハイブリッド車両においては、回生制動を行うものが知られている。上述のブレーキによる制動では、運動エネルギーはすべて消費されてしまう。そこで、制動時にモータを発電機として使用し、運動エネルギーの一部を回生電力として電源に返還する。そして、この電力を走行時の駆動力の一部に充当するようにしている。この場合も燃費をよくすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の自動車によると、車両本体の情報のみに基づいてフューエルカットや回生制動を行うため、これらが必ずしも有効に行われ得ないという問題があった。
【０００６】
すなわち、車両自体の情報としては、例えば、ブレーキのオン／オフ等があるが、これによると、ブレーキがオンされた場合でも、それが停止を目的としたものであるか、あるいは一時的な減速を目的としたものでその後再び加速がなされるのか等の判断が困難である。このため、フューエルカットや回生制動を開始する時期が遅れて、無駄な燃料を消費したり、回生可能な電力が少なくなったりする。また、逆の場合は、すべきでないときに、フューエルカットや回生制動を行ってしまうため、加速が再開されたときに、停止していたエンジンを一旦始動させることが必要となり、円滑な加速が行い得ないおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、フューエルカットを的確なタイミングで行うことにより、燃費を向上および円滑な加速の実現を図るようにした自動車用停止制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
なお、ハイブリッド車両にあっては、上述と同様の目的を達成すべく、回生制動を的確なタイミングで行うようにする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであって、燃料の燃焼によって動力を得るエンジンを搭載した自動車用停止制御装置において、
車両本体の現在位置を検出する位置検出手段を備え、
アクセルペダル及びブレーキペダルがオフである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた惰行領域範囲内であると判断したとき、前記エンジンが回転を維持できるようフューエルカットを行い、
アクセルペダルがオフであり、ブレーキペダルがオンである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた停止領域の範囲内であると判断したとき、前記エンジンを停止する
ことを特徴とする。
【００１０】
また、前記自動車停止制御装置において、前記エンジンにクラッチを介して連結する駆動用モータを備えると共に、
アクセルペダル及びブレーキペダルがオフである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた惰行領域範囲内にあると判断したときに、前記エンジンが回転を維持できるようにフューエルカットを行い、かつ、前記クラッチを開放するようにしてもよい。
更に、前記自動車停止制御装置において、前記エンジンにクラッチを介して連結する駆動用モータを備えると共に、
アクセルペダルがオフであり、ブレーキペダルがオンである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた停止領域範囲内であると判断したときに、前記エンジンを停止し、かつ、前記クラッチを開放するとともに前記モータにより回生制動を行うようにしてもよい。
【００１１】
【作用】
以上構成に基づき、まず、車両本体の停止目標位置を基準として、その走行方向手前側に所定範囲を設定する。この所定範囲は、走行中の車両本体が停止目標位置で停止しようとするときは、この範囲内で制動動作を取ると考えられる範囲、すなわち、この範囲内でアクセルオフやブレーキオンがなされた場合に、これらの動作が車両本体を停止目標位置で停止させるために行う制動動作であると一応、予想し得る範囲をいう（例えば、停止目標位置の手前、２００ｍ程度の範囲内）。
【００１２】
次に、上述の停止目標位置に向かって走行中の車両本体の現在位置を、位置検出手段によって逐次検出する。
【００１３】
その結果、車両本体の現在位置が所定範囲内であり、かつアクセルオフがなされたとき、とりあえず制動動作が開始されたと判断し、アクセルオフ時の現在位置および車両本体の走行状況（例えば車速）に基づいて、ブレーキオンがなされるまでの惰行区間における現在位置と車速との関係を、惰行領域設定手段によって予想する。ここで、惰行領域とは、例えば、上述のアクセルオフがなされたときの車両本体の現在位置および速度を基準として、減速率の異なる２本の直線の間として設定することができる。そして、アクセルオフ後の実際の車両本体の現在位置と車速との関係が惰行領域内にあるかを判断する。それが惰行領域内あるときは車両本体が制動動作を継続中と判断する一方、外れるときは制動動作が解除されたと判断する。制動動作継続中を判断したときは、その後、次に説明する停止区間を経て停止するものと予想されるので、原則的にエンジンに対する燃料供給を停止（以下適宜「フューエルカット」という）する。ただし、該フューエルカットにおいても、例外があり、エンジンの回転を所定以上（例えばアイドル回転以上）に維持するための必要最小限の燃料供給は、適宜に行う。これによりエンジンの回転数が所定回転以下に落ちるまたは停止すること防止する。これは、上述の惰行領域においては、加速が再開される可能性がかなりある（例えば、交差点の信号が「赤」から「青」に変わった場合）からであり、これにより再加速時のエンジンの回転を円滑に上昇させることが可能である。すなわち、仮に、惰行領域において、完全に燃料供給を停止してエンジンの回転を止めてしまった場合には、再加速時には、停止中のエンジンを一旦、始動させる必要があり、したがって、エンジンの回転がアクセルオンに追随して上がらないという現象が発生してしまう。このエンジンの所定回転維持のための燃料供給は、上述のように必要最小限でよく、例えば、エンジンの回転数が所定回転以下に落ちそうになったときに、間欠的に行えば足り、必要でない場合には行わない。すなわち、惰行領域において、エンジンの回転数が所定回転以下に落ちることなく次の停止領域に移行するような場合には、惰行領域内での燃料の供給はまったく不要である。
【００１４】
つづいて、惰行領域に連続してブレーキオンがなされとき、このときの現在位置および車速に基づいて、ブレーキオンから停止までの停止区間における、車両本体の現在位置と速度との関係を停止領域として、停止領域設定手段によって予想する。この場合も、例えば、上述の惰行領域を設定したときと同様に、ブレーキオン時の現在位置と車速との関係に基づいて、減速率の異なる２本の直線間の範囲内として設定する。そして、停止区間における車両本体の実際の現在位置と車速との関係が停止領域内にあるときは、制動動作が続行されているものと判断する。一方、外れたときは、制動動作が解除されたと判断する。
【００１５】
上述の、停止領域内にあると判断されたときは、エンジンを停止し、さらに、車両本体が回生制動を行い得るモータを搭載している場合には、停止区間において、回生制動を行う。これにより、車両本体がもっていた運動エネルギーを回生電力として電源に有効に蓄積することができる。
【００１６】
すなわち、本発明においては、車速等の車両本体自体の情報に加えて、停止目標位置に対する車両本体の現在位置についての情報をも加味することにより、車両本体が制動動作中か否かを精度よく判断することができ、これに基づいて、フューエルカットや回生制動を的確に行うことができる。
【００１７】
【実施例】
以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明する。
〈実施例１〉
図１に、本発明に係る自動車における停止制御装置およびこの停止装置を搭載したハイブリッド車両のブロック図を示す。
【００１８】
まず、ハイブリッド車両は、動力源としてのエンジン１およびモータ３と、両者の間に介装されたクラッチ２と、モータ３の出力軸５と、ディファレンシャル装置を介して出力軸に連結された車軸６と、車軸に連結された駆動輪７とを備えている。
【００１９】
エンジン１は、ガソリンエンジン等の、燃料の燃焼によって動力を発生させるものである。クラッチ２は、エンジン１とモータ３との間を接断して、両者間の動力の伝達を行い、または絶つ。モータ３には、バッテリ等の電源（不図示）が接続されており、モータ３は電源からの電力の供給によって回転駆動され、出力軸５に駆動力を付与する。他にモータ３は、発電機としても作用する。すなわち、出力軸５またはエンジン１によって回転駆動されたときは、回生電力を発生する。この電力は電源に返還されて備蓄される。後述の車両本体の制動時には、モータ３は、車輪７、車軸６、出力軸５等を介して回転駆動され、これにより回生電力を発生させるいわゆる回生制動を行うように構成されている。
【００２０】
停止制御装置９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されており、惰行領域設定手段、停止領域設定手段、判断手段等として作用する。なお、これらの手段については後に詳述する。
【００２１】
位置検出手段は、通信衛星を利用したナビゲーション処理部１１を主要構成部材として構成されており、これに、入出力装置１２、各種センサ・受信装置１３、各種データファイル１５が接続されている。入出力装置１２は、表示装置、音声出力装置、入力装置等を有し、また各種センサ・受信装置１３は、方位センサ、舵角センサ、距離センサ、ＧＰＳ受信装置、ビーコン受信装置等を有する。さらに、各種データファイルは、描画地図、交差点、信号、道路、探索、写真等についてのデータファイルを有する。位置検出手段は、これらを適宜に使用することにより、例えば、車両本体の停止目標位置としての交差点を検出し、その交差点に信号があるかないか、したがって、その交差点で停止する必要があるかないかを検出し、車両本体の現在位置を検出し、交差点から現在位置までの距離を検出することができる。
【００２２】
次に、図２を参照して、制動動作のモデルについて説明する。
【００２３】
同図の上半部の図は、横軸に距離、縦軸に車速を取っている。横軸の０は、信号のある交差点を示し、車両本体は、この交差点に向かって、同図中左方から走行してくるものとする。位置Ｘｃは交差点からの所定距離を隔てた位置を、また、位置Ｘｂはアクセルオフがなされる位置を、そして位置Ｘａはブレーキオンがなされる位置をそれぞれ示す。なお、所定距離については、前述の通りである。同図中、位置Ｘｂと位置Ｘａとの間の区間Ｂは、アクセルオフの状態で走行する惰行区間、また位置Ｘａと交差点との間の区間Ａは、アクセルオフでさらにブレーキオンの状態で走行する停止区間とする。
【００２４】
同図中の惰行区間における斜線部分は、惰行領域を示す。惰行領域は前述の惰行領域設定手段によって設定されるものであり、アクセルオフがなされた位置Ｘｂ（位置検出手段１１によって検出）と、そのときの車両本体の車速Ｖｂ（車速センサによって検出）とに基づいて設定されるものである。本実施例では、点Ｐｂ（Ｘｂ、Ｖｂ）を通る２本の直線に挟まれた領域として示されている。すなわち減速率の異なる２本の直線間を惰行領域として設定している。そして、実際に走行中の車両本体の位置Ｘとそのときの速度Ｖとを点Ｐ（Ｘ、Ｖ）として同図中にプロットしたときに、その点Ｐが上述の惰行領域内に入るときには、走行中の車両本体は制動動作を継続していると判断する。一方、上述の点Ｐが惰行領域から外れるときは、制動動作が解除されたものとする。図において惰行領域より上の場合には、加速が再開される可能性が高い。点Ｐが惰行領域内にあると判断された場合には、同図下半部に示すように、クラッチ２（図１参照）をオフし、燃料噴射をカット（フューエルカット）する。こうすることで、図１中のエンジン１とモータ３とは切り離される。
【００２５】
本発明においては、上述の点Ｐが惰行領域に入ったときには、図２の下半部に示すように、原則的にフューエルカットを行い、該フューエルカットにおいて例外的にエンジンのアイドル維持のための燃料噴射のみを適宜に行うことを特徴としている。こうすることで、前述のように、加速が再開された場合に、円滑な加速を実現することができるものである。
【００２６】
図２において、上述の惰行区間に連続する停止区間における斜線部は、停止領域を示す。停止領域は前述の停止領域設定手段によって設定されるものであり、ブレーキオンがなされた位置Ｘａ（位置検出手段１１によって検出）と、そのときの車両本体の車速Ｖａ（車速センサによって検出）とに基づいて設定されるものである。本実施例では、点Ｐａ（Ｘａ、Ｖａ）を通る１本の直線の下方の領域として示されている。そして、実際に走行中の車両本体の位置Ｘとそのときの速度Ｖとを点Ｐ（Ｘ、Ｖ）として同図中の停止区間にプロットしたときに、その点Ｐが上述の停止領域内に入るときには、走行中の車両本体は制動動作を継続していると判断する。一方、上述の点Ｐが停止領域から外れるときは、制動動作が解除されたものとする。この場合は、加速が再開される可能性が高い。点Ｐが停止領域内にあると判断された場合には、同図下半部に示すように、モータ３（図１参照）による回生制動を行うことで、回生電力を有効に電源に返還することができる。
【００２７】
図３に、図２の具体的な例を示す。交差点手前２００ｍ（Ｘｂ）でアクセルオフを行い、そのときの車速は、Ｖｂ＝６０ｋｍ／ｈである。ＸｂからＸａまでの１５０ｍ間、惰行をつづける。そして、交差点手前５０ｍ（Ｘａ）でブレーキオンを行う。このときの車速は、Ｖａ＝５０ｋｍ／ｈとなる。このまま制動動作を続行し、交差点で停止する。
【００２８】
次に、制動動作の全体について、図４のフローチャートに沿って説明する。なお、適宜、図２を援用する。
【００２９】
車両本体の現在位置Ｘが所定距離内（Ｘｂの範囲内）に入ったことを確認した後、アクセルオフ（Ｓ１、Ｓ２）がないときは、そのままリターン（Ｓ２６）に進み、アクセルオフがあったときは、制動動作に入ったものとして、クラッチオフ（Ｓ３）、フューエルカット（Ｓ４）を行い、クラッチオフ時の交差点までの距離を入力する（Ｓ５）。さらにこの時点での車両速度、速度変化率を入力して惰行領域設定を行う（Ｓ７）。この惰行領域と実際の車両本体の走行とを比較する。惰行領域にない場合は、クラッチオンを行い（Ｓ２４）、燃料供給を行って（Ｓ２５）、リターンへ進む。一方、惰行領域にある場合は、そのときの速度Ｖが許容速度Ｖ＊を下回る場合は、クラッチオンを行い（Ｓ１０）、エンジンの回転維持操作を行う（図２参照）。さらに、エンジンの回転数ＮＥを入力し（Ｓ１１）、それが許容回転数ＮＥ＊を下回る場合には（Ｓ１２）、燃料噴射を行って（Ｓ１３）、アイドルを維持する（図２参照）。
【００３０】
次にブレーキオンがなされた場合（Ｓ１４）、クラッチオフされているときは（Ｓ１５）そのまま燃料噴射を停止し（Ｓ１７）、オフされていないときは、クラッチオフ後（Ｓ１６）、燃料噴射を停止する（Ｓ１７）。ブレーキオン時の交差点までの距離を入力し（Ｓ１８）、さらにそのときの車両速度、速度変化率を入力して（Ｓ１９）、停止領域設定を行う（Ｓ２０）。設定後、実際の車両本体の走行と比較する。これが停止領域から外れているときは（Ｓ２１）、クラッチオン（Ｓ２４）、燃料供給（Ｓ２５）を行う。一方、停止領域内のときは、エンジンを停止し（Ｓ２２）、モータ３（図２参照）による回生制動を実施する（Ｓ２３）。その後車両は、交差点で停止する。
【００３１】
このように、本実施例においては、車両本体が、制動動作にあるか否かを的確に判断することができるので、その判断に対応して、適宜なクラッチオフ、フューエルカット、回生制動を行うことができる。これにより燃費を向上させることができる。
〈実施例２〉
上述の実施例１は、エンジンの他にモータを有するハイブリッド車両の場合の、つまり回生制動を行う場合の例であるが、本実施例２は、例えばガソリンエンジンのみの一般的な車両の場合の実施例である。
【００３２】
本実施例の図５を、実施例１の図２と比較した場合、図２ではあったモータがなく、したがって回生制動が行われないのはもちろん、それ以外に、実施例２では、図２のアクセルオフ時のクラッチオフに代えて、図５のようにアクセルオフ時にＮ信号（ニュートラル信号）を発して変速機をニュートラルにしている。このＮ信号は、アクセルオフ時から車両本体の停止時までつづけるようにしている。すなわち、本実施例においては、図５に示すように、位置Ｘｂでアクセルオフしたときに、Ｎ信号を出力し、同時に、フューエルカットを行うようにしている。
【００３３】
図６に本実施例のフローチャートを示す。なお、本フローチャートにおいて、図４に示す実施例１のフローチャートと異なる点は、図４中のＳ３の「クラッチオフ」が図６中ではＳ３３の「Ｎ信号出力」に、図４中のＳ１０の「クラッチオン」が図６中ではＳ４０の「Ｎ信号解除」に、図４中のＳ１５の「クラッチオフされているか」が図６中ではＳ４５の「Ｎ信号が解除されているか」に、そして図４中のＳ２４の「クラッチオン」が図６中では「Ｎ信号解除」にそれぞれ変更された点、および図４中のＳ２３の「モータ回生」が図６中では、省略されている点である。
【００３４】
以下、図６のフローチャートを詳述する。なお、適宜、図５を援用する。
【００３５】
車両本体の現在位置Ｘが所定距離内（Ｘｂの範囲内）に入ったことを確認した後、アクセルオフ（Ｓ３１、Ｓ３２）がないときは、そのままリターン（Ｓ５６）に進み、アクセルオフがあったときは、制動動作に入ったものとして、Ｎ信号出力（Ｓ３３）、フューエルカット（Ｓ３４）を行い、アクセルオフ時の交差点までの距離を入力する（Ｓ３５）。さらにこの時点での車両速度、速度変化率を入力して惰行領域設定を行う（Ｓ３７）。この惰行領域と実際の車両本体の走行とを比較する。惰行領域にない場合は、Ｎ信号を解除して（Ｓ５４）、燃料供給を行って（Ｓ５５）、リターンへ進む。一方、惰行領域にある場合は、そのときの速度Ｖが許容速度Ｖ＊を下回る場合は、Ｎ信号を解除して（Ｓ４０）、エンジンの回転維持操作を行う（図５参照）。さらに、エンジンの回転数ＮＥを入力し（Ｓ４１）、それが許容回転数ＮＥ＊を下回る場合には（Ｓ４２）、燃料噴射を行って（Ｓ４３）、アイドルを維持する（図５参照）。
【００３６】
次にブレーキオンがなされた場合（Ｓ４４）、Ｎ信号が解除されているときは（Ｓ４５）、そのまま燃料噴射を停止し（Ｓ４７）、解除されていないときは、Ｎ信号解除後（Ｓ４６）、燃料噴射を停止する（Ｓ４７）。ブレーキオン時の交差点までの距離を入力し（Ｓ４８）、さらにそのときの車両速度、速度変化率を入力して（Ｓ４９）、停止領域設定を行う（Ｓ５０）。設定後、実際の車両本体の走行と比較する。これが停止領域から外れているときは（Ｓ５１）、Ｎ信号解除（Ｓ５４）、燃料供給（Ｓ５５）を行う。一方、停止領域内のときは、エンジンを停止し（Ｓ５２）、リターン（Ｓ５６）に進む。その後車両は、交差点で停止する。
【００３７】
このように、本実施例においては、車両本体が、制動動作にあるか否かを的確に判断することができるので、その判断に対応して、適宜なＮ信号出力、フューエルカットを行うことができる。これにより燃費を向上させることができる。
【００３８】
以上の実施例１および実施例２において、惰行領域および停止領域を設定する際にアクセルオフ時やブレーキオン時の、車両本体の現在位置および車速に基づいて行っていたが、これらの他に、例えば、道路データファイル内の道路の傾斜に関する情報やそのときの路面状況に関する情報（例えば、乾燥しているか濡れているか）、そのときの車両本体の総重量に関する情報等を加味するときは、さらに精度よく惰行領域および停止領域を設定することができる。上述の路面状況に関する情報等の、データファイル内にない情報については、運転者が適宜に入力するようにすればよい。
【００３９】
また、惰行領域および停止領域の上限または下限は、必ずしも直線状（減速率が一定）に設定する必要はなく、実際の走行に即して設定すればよい。
【００４０】
さらに、実施例１において、エンジン回転数をアイドル回転数以上とするために、車速Ｖ＊とエンジン回転数ＮＥ＊との双方を用いて判断したが、これに限らず、いずれか一方に基づいて判断するようにしてもよい。
【００４１】
前述の図２において、惰行区間（位置Ｘｂ−Ｘａ間）内のクラッチのオン／オフについて、前述ではオフするものとして説明を行ったが、エンジンブレーキが必要な場合には、オン状態にしておくことも可能である。
【００４２】
同じく図２における、停止区間（位置Ｘａ−０間）内の回生制動について、例えば車両本体が複数段の自動変速機を有する場合は、変速段を低速段に切り換えて、モータ３の回転数を高くし、これによって回生電力を増加させるようにしてもよい。
【００４３】
ここで、停止位置とは、上述の信号のある交差点の他に、例えば、信号はないが一時停止が必要な交差点、また前を行く車両（先行車両）が停止した場合そのときの位置、料金所、踏切等があげられる。なお、先行車両を停止目標とする場合は、前述と同様に車両本体の現在位置を検出すると同時に、先行車両との車間距離を計測ための距離センサを設ける必要がある。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、走行中の車両が停止するに際し、位置検出手段による車両の現在位置や車両本体の走行状況に基づいて予想した惰行領域や停止領域と、実際に走行中の車両本体の現在位置−速度関係とを比較することで、車両本体が制動動作中か否かを精度よく判断することができる。したがって、制動動作中に行うフューエルカットや回生制動を的確なタイミングで行うことができ、燃費の向上を図ることができるとともに、惰行領域にて加速が再開された場合には、円滑な加速を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の概略構成を示すブロック図。
【図２】実施例１の停止制動における車両本体の位置と車速との関係、および各要素のタイミングチャートを示す図。
【図３】実施例１の制動動作の具体例を示す図。
【図４】実施例１のフローチャート。
【図５】実施例２の停止制動における車両本体の位置と車速との関係、および各要素のタイミングチャートを示す図。
【図６】実施例２のフローチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
２ クラッチ
３ モータ
５ 出力軸
６ アクスル
７ 車輪
９ 停止制御装置（惰行領域設定手段、停止領域設定手段、判断手段）
１１ 位置検出手段（ナビゲーション処理部）
１２ 入出力装置
１３ センサ・受信装置
１５ データファイル
Ｖａ ブレーキオン時の車速
Ｖｂ アクセルオフ時の車速
Ｘａ ブレーキオン時の現在位置
Ｘｂ アクセルオフ時の現在位置
Ｘｃ 所定距離
Claims (3)
- 燃料の燃焼によって動力を得るエンジンを搭載した自動車用停止制御装置において、
車両本体の現在位置を検出する位置検出手段を備え、
アクセルペダル及びブレーキペダルがオフである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた惰行領域範囲内であると判断したとき、前記エンジンが回転を維持できるようフューエルカットを行い、
アクセルペダルがオフであり、ブレーキペダルがオンである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた停止領域の範囲内であると判断したとき、前記エンジンを停止する
ことを特徴とする自動車用停止制御装置。 - 前記自動車停止制御装置において、前記エンジンにクラッチを介して連結する駆動用モータを備えると共に、
アクセルペダル及びブレーキペダルがオフである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた惰行領域範囲内にあると判断したときに、前記エンジンが回転を維持できるようにフューエルカットを行い、かつ、前記クラッチを開放することを特徴とする請求項１記載の自動車用停止制御装置。 - 前記自動車停止制御装置において、前記エンジンにクラッチを介して連結する駆動用モータを備えると共に、
アクセルペダルがオフであり、ブレーキペダルがオンである場合に、前記現在位置が前記車両本体の停止目標位置から所定範囲内にあり、かつ車速と前記検出した現在位置に基づいて、所定の減速率により定められた停止領域範囲内であると判断したときに、前記エンジンを停止し、かつ、前記クラッチを開放するとともに前記モータにより回生制動を行うことを特徴とする請求項１記載の自動車用停止制御装置。
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