JP5608180B2

JP5608180B2 - アイドルストップ装置

Info

Publication number: JP5608180B2
Application number: JP2012001338A
Authority: JP
Inventors: 宏健仁科
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2032-01-06
Also published as: CN103192831A; US20130180500A1; CN103192831B; DE102013100036A1; JP2013142290A; US9644592B2

Description

本発明は、外部環境認識手段で認識した外部環境に基づいて最適なアイドルストップ開始車速を設定するようにしたアイドルストップ装置に関する。

従来、この種のアイドルストップ装置は、チェンジマインド（停車直前、或いは停車直後の再加速運転）等を考慮して、車両が完全に停車０[Km/h]）した後であって、所定時間経過後にエンジンを停止していた。

しかし、最近では、例えば特許文献１（特開２０１０−２３０１６０号公報）に開示されているように、予め設定されているアイドルストップ条件（ブレーキペダルが踏み込まれており、且つ車速がアイドルストップ開始車速（２０[Km/h]）以下か否か）を判定し、満足されている場合は、車両が完全に停車する前にエンジンを停止させる技術が知られている。

この文献に開示されている技術によれば、車両が停止するよりも早期にエンジンを停止させることで、燃費改善を図ることができる。

特開２０１０−２３０１６０号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、アイドルストップ開始車速を一律に設定するようにしているが、外部環境によっては上述したようなアイドルストップ条件が満足された場合であっても、エンジン停止させない方が良い場合がある。

例えば、停車前の減速中において信号機の灯色が赤色から青色に切り替った場合、運転者はアクセルペダルを踏んで再加速を行うが、減速中にアイドルストップ条件が満足されている場合は、一律にエンジン停止（アイドルストップ）されているため、再加速に遅れが生じ、運転者に違和感を与えてしまう不都合がある。

又、信号待ちの車列が比較的長い場合、前方の信号機の灯色が赤色から青色に切り替っても直前の先行車が直ちに発進することはなく、従って、比較的早期にエンジン停止（アイドルストップ）させることも可能である。

このように、アイドルストップ装置によるアイドルストップ開始車速は外部環境によって変化するが、上述した文献に開示されている技術ではアイドルストップ条件が一律に判定されるため、最適なアイドルストップタイミングを得ることができず、燃費、ドライバビリティの双方を満足させることが困難である。

本発明は、上記事情に鑑み、最適なアイドルストップタイミングの設定が可能で、燃費、及びドライバビリティの改善を図ることのできるアイドルストップ装置を提供することを目的とする。

本発明によるアイドルストップ装置は、車両の外部環境を認識する外部環境認識手段と、前記外部環境認識手段で認識した少なくとも車両前方の外部環境に基づき前記車両の減速要因を検出し、該減速要因に基づいてアイドルストップ開始車速を設定するアイドルストップ開始車速設定手段と、前記車両の車速が前記アイドルストップ開始車速設定手段で設定したアイドルストップ開始車速未満まで減速されたときエンジンを停止させるアイドルストップ制御手段とを備え、前記アイドルストップ開始車速設定手段で検出する前記減速要因には、前記外部環境認識手段で認識した前方の信号機と前記車両の直前を走行している先行車の最後部との距離が含まれている。

本発明によれば、外部環境認識手段で認識した外部環境に基づいてアイドルストップ開始車速を設定するようにしたので、最適なアイドルストップタイミングが設定され、燃費、及びドライバビリティの改善を図ることができる。

アイドルストップ装置を搭載する車両の概略図アイドルストップ装置の構成図アイドルストップ許可条件判定ルーチンを示すフローチャートアイドルストップ指数設定ルーチンを示すフローチャート（その１）アイドルストップ指数設定ルーチンを示すフローチャート（その２）アイドルストップ開始車速設定ルーチンを示すフローチャートアイドルストップ制御ルーチンを示すフローチャートリスタート制御ルーチンを示すフローチャート（ａ）はブレーキ踏力指数を示す図表、（ｂ）は灯色指標を示す図表、（Ｃ）は距離指数を示す図表基本アイドルストップ開始車速テーブルの説明図アイドルストップ制御状態を示す説明図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１の符号１は自動車等の車両であり、エンジン２が搭載されていると共に車載カメラ３が搭載されている。このエンジン２の各気筒にインジェクタ２ａ、点火プラグ２ｂがそれぞれ設けられており、又、各点火プラグ２ｂがイグナイタ４に接続されている。

車載カメラ３は外部環境認識手段の一例であり、本実施形態では、メインカメラ３ａとサブカメラ３ｂを有するステレオカメラを採用している。この車載カメラ３は車両１前方の環境（外部環境）を撮影できるようにフロントガラス上部中央であって、ルームミラ（図示せず）を挟む両側に配設されている。

更に、車両１にはエンジン２を制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５が搭載されている。このＥＣＵ５はインジェクタ２ａに対して燃料噴射信号を出力し、所定に計量された燃料を所定タイミングで燃料噴射対象気筒に噴射させると共に、イグナイタ４に対して点火信号を所定タイミングで出力し、イグナイタ４にて点火対象気筒に設けられた点火プラグ２ｂを火花放電させて筒内の混合気に点火させる。

ＥＣＵ５はアイドルストップ制御機能を有している。図２に示すように、このＥＣＵ５の入力側にはアイドルストップ制御を実行する際に必要とするパラメータを検出する各種センサ・スイッチ類、及び上述した車載カメラ３からの画像信号を所定に処理する画像処理ユニット（ＩＰＵ）６が接続されている。

センサ・スイッチ類としては、運転者がアイドルストップ制御を選択する際にＯＮするアイドルストップ（ＩＳＳ）スイッチ７、エンジン２の運転モードを選択するスイッチ（モードスイッチ）８、車速Ｖを検出する車速センサ９、ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキ踏力検出手段としてのブレーキ踏力センサ１０、エアコンの冷媒圧を検出して所定高圧状態に達したときにＯＮするエアコン高稼働スイッチ（以下「エアコンスイッチ」と称する）１１、冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１２、バッテリの端子電圧Ｖｂを検出するバッテリ電圧センサ１３等がある。ここで、モードスイッチ８は、エンジン２のモード（エンジンモード）ＭEを運転者が好みに応じて選択するためのスイッチである。本実施形態ではエンジンモードＭEとして、ノーマルモードＳ、エコモードＩ、パワーモードＳ^＃の３モードを有している。又、モードスイッチ８としてはダイヤルスイッチや３連スイッチ等がある。

ノーマルモードＳはアクセルペダルの踏込量と目標トルクとの関係が通常運転に適した最適な出力特性に設定されている。エコモードＩはノーマルモードＳに比し低速側の目標トルクの上限を押えて経済走行に適した出力特性に設定されている。一方、パワーモードＳ^＃は、ほぼ全運転領域でエンジン２の有するポテンシャルを最大限発揮できるようなアクセルペダルの踏込量と目標トルクとの関係を有する出力特性に設定されている。尚、この各運転モードは、自動変速機の変速特性を切替えることで設定するものであっても良い。

上述したＥＣＵ５では、車載カメラ３、及び各センサ・スイッチ類からの信号に基づいて、アイドルストップ（ＩＳＳ）制御を実行する。すなわち、先ず、ＩＳＳ許可条件を調べ、ＩＳＳ許可条件が満足されていると判定した場合、運転状態に応じたＩＳＳ総指数ＰTを設定し、このＩＳＳ総指数ＰTとエンジンモードＭEに対応するＩＳＳ開始車速ＶSを設定する。そして、車速ＶがＩＳＳ開始車速ＶSに達したとき、エンジン２のインジェクタ２ａに燃料カット信号を出力し、更に、イグナイタ４に対して点火カット信号を出力して、エンジン２を停止させる。

ＥＣＵ５で実行するＩＳＳ制御は具体的には、図３〜図８に示すフローチャートに従って処理される。イグニッションスイッチをＯＮすると、先ず、図３に示すＩＳＳ許可条件判定ルーチンが所定演算周期毎に起動される。このルーチンはＩＳＳ制御を実行するか否かを、エンジン２、及びバッテリの状態等に基づいて判定するものであり、ステップＳ１で、ＩＳＳスイッチ７がＯＮか否かを調べる。そして、ＯＮの場合はステップＳ２へ進み、ステップＳ２〜Ｓ４で許可条件を判定する。一方、ＩＳＳスイッチ７がＯＦＦの場合はステップＳ６へ分岐する。

ＩＳＳ許可条件として、本実施形態は、冷却水温Ｔｗ、エアコンスイッチ１１、バッテリ端子電圧ＶBの状態を調べ、全ての条件が満足された場合、ＩＳＳ制御許可と判定する。すなわち、ステップＳ２では、冷却水温Ｔｗが暖機完了温度Ｔｏに達しているか否かを調べ、Ｔｗ≧Ｔｏのときは暖機完了と判定してステップＳ３へ進み、Ｔｗ＜Ｔｏのときは暖機未完と判定してステップＳ６へ分岐する。ステップＳ３では、エアコンスイッチ１１がＯＮか否かを調べ、ＯＦＦの場合、エアコンの冷媒圧が低いと判定し、ステップＳ４へ進む。又、ＯＮの場合は、エアコンの冷媒圧が高いために負荷が発生していると判定し、ステップＳ６へ分岐する。

そして、ステップＳ５へ進むと、ＩＳＳ制御条件成立と判定し、ＩＳＳ許可条件判定フラグＦISSをセットして（ＦISS←１）、ルーチンを抜ける。一方、ステップＳ６へ進むと、ＩＳＳ制御条件不成立と判定し、ＩＳＳ許可条件判定フラグＦISSをクリアして（ＦISS←０）、ルーチンを抜ける。尚、上述したＩＳＳ制御を許可するか否かを判定するバラメータは一例であり、他の要素、例えばアクセルペダル開度を加え、アクセルペダルが踏込まれている場合はＩＳＳ許可条件不成立と判定するようにしても良い。又、ＩＳＳ許可条件判定フラグＦISSの初期値は０であり、イグニッションスイッチをＯＮする毎に初期化される。

次いで、図４〜図５に示すＩＳＳ指数設定ルーチンが所定演算周期毎に実行される。このルーチンでは、ブレーキ踏力、及び自車両１前方の外部環境に基づいて、ＩＳＳ制御を開始する車速を設定する際のＩＳＳ指数（ポイント）を求める。

先ず、ステップＳ１０でＩＳＳ許可条件判定フラグＦISSの値を調べ、ＦISS＝０のＩＳＳ許可条件不成立の場合は、そのままルーチンを抜ける。又、ＦISS＝１のＩＳＳ許可条件成立の場合は、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１ではブレーキ踏力センサ１０で検出したブレーキ踏力ＦBを読込み、ステップＳ１２で、このブレーキ踏力ＦBに基づき踏力指数ＰFを、図９（ａ）に示すブレーキ踏力指数表を参照して設定する。この踏力指数ＰFは、ブレーキ踏力ＦBが大きいほど大きな値に設定されている。すなわち、ブレーキ踏力ＦBが強判定値ＦBH以上の場合は（ＦB≧ＦBH）、ＰF＝２０に設定し、強判定値ＦBHと中判定値ＦBMとの間にある場合は（ＦBH＞ＦB≧ＦB）、ＰF＝１０に設定する。更に、ブレーキ踏力ＦBが中判定値ＦBMと０（ブレーキペダル未踏）との間にある場合は（ＦBM＞ＦB＞０）、ＰF＝０に設定し、又、ブレーキペダルが未踏の場合は（０≧ＦB）、ＰF＝−５０に設定する。尚、このブレーキペダル未踏時に設定する踏力指数ＰFは、後述するＩＳＳ総指数ＰTが必ずマイナスになる値に設定されている。

次いで、ステップＳ１３へ進み、車載カメラ３が撮像した自車両１の前方の外部環境に基づいて検出した減速要因である信号機２１の灯色Ｃを読込み、ステップＳ１４で灯色Ｃに基づき灯色指数ＰCを、図９（ｂ）に示す灯色指数表を参照して設定する。信号機２１の灯色Ｃは車載カメラ３がカラー撮像素子を搭載している場合は色信号に基づいて判定し、モノクロ撮像素子が搭載されている場合は輝度差により判定する。

この灯色指数ＰCは、灯色Ｃに基づき自車両１の停車時間が長いと予測されるほど大きな値に設定されている。すなわち、信号機２１が検出されず、灯色Ｃが非認識ＣEと判定された場合（Ｃ＝ＣE）、或いは、青色（ＣB）と認識された場合（Ｃ＝ＣB）はＰC＝０に設定する。又、灯色Ｃが黄色（ＣY）と認識された場合は（Ｃ＝ＣY）、ＰC＝５０に設定され、赤色（ＣR）と認識された場合は（Ｃ＝ＣR）、Ｐc＝２０に設定される。

その後、ステップＳ１５へ進み、車載カメラ３で撮像した自車両１の前方の外部環境に基づき、直前を走行する先行車が存在するか否かを調べ、先行車が検出された場合はステップＳ１６へ進む。又、先行車が検出されない場合は、ステップＳ１７へ進み、距離指数ＰLSを０に設定して(ＰLS←０)、ステップＳ２１へジャンプする。

ステップＳ１６では、車載カメラ３のメインカメラ３ａとサブカメラ３ｂとで撮像した自車両１の前方の外部環境に基づき、その視差から、減速要因である前方の信号機２１と直前を走行している先行車の最後部との距離ＬSを設定し、ステップＳ１８進み、距離ＬSに基づき距離指数ＰLSを、図９（ｃ）に示す距離指数表を参照して設定する。この距離指数ＰLSは信号機２１が認識されている場合、距離ＬSが長いほど大きな値に設定される。

すなわち、信号機２１が認識されず、距離ＬSが非認識ＬEと判定された場合（ＬS＝ＬE）、或いは、距離ＬSが近距離判定値ＬSS（例えば１０[m]）以内の近距離と判定された場合は（ＬS＜ＬSS≦ＬSM）、距離指数ＰLSを０にセットする（ＰLS←０）。又、近距離判定値ＬSSと中距離判定値ＬSM（例えば２０[m]）との間の近中距離にあると判定された場合（ＬSS＜ＬS≦ＬSM）、ＰS＝１０に設定される。更に、中距離判定値ＬSMと遠距離判定値ＬSL（例えば２０[m]）との間の中距離にあると判定された場合（ＬSM＜ＬS≦ＬSL）、ＰS＝２０に設定され、更に、遠距離判定値ＬSLよりも遠いと判定された場合（ＬSL＜LS）、ＰLS＝３０に設定される。

その後、ステップＳ１８からステップＳ１９へ進むと、車載カメラ３で撮像した画像に基づき減速要因である先行車のブレーキランプの点灯状態を調べ、点灯と判定した場合は、ステップＳ２０へ進み、ブレーキ指数ＰBを２０に設定して（ＰB←２０）、ステップＳ２２へ進む。又、ブレーキランプの点灯が検出されない場合は、ステップＳ２１へ進む。そして、ステップＳ１７或いはステップＳ１９からステップＳ２１へ進むと、ブレーキ指数ＰBを０として（ＰB←０）、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２へ進むと、各指数ＰF，ＰC，ＰLS，ＰBを加算してＩＳＳ総指数ＰTを算出する（ＰT←ＰF＋ＰC＋ＰLS＋ＰB）。その後、ステップＳ２３へ進み、車載カメラ３で撮像した外部環境から前方に減速要因である一時停止が認識されたか否かを調べる。尚、一時停止か否かは、車載カメラ３で撮像した外部環境から一時停止の道路標識を認識し、或いは交差点手前の停止線等を認識することで判定する。

そして、一時停止なしと判定した場合はステップＳ２４へ進み、一時停止ありと判定した場合は、ステップＳ２５へジャンプする。ステップＳ２４へ進むと、ＩＳＳ総指数ＰTが０以下か否かを調べ、ＰT＞０の場合、そのままルーチンを抜け、ＰT≦０の場合、ステップＳ２５へ進む。ステップＳ２３，或いはステップＳ２４からステップＳ２５へ進むと、ＩＳＳ総指数ＰTを０に設定して（ＰT←０）、ルーチンを抜ける。

このＩＳＳ総指数ＰTは、図６に示すＩＳＳ開始速度設定ルーチンで読込まれる。尚、このルーチンでの処理が本発明のアイドルストップ開始車速設定手段に対応している。

このルーチンは所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ３１でＩＳＳ総指数ＰTを読込み、続く、ステップＳ３２で、このＩＳＳ総指数ＰTに基づき基本アイドルストップ（基本ＩＳＳ）車速ＶISSを、図１０に示す基本ＩＳＳ車速テーブルを参照して設定する。同図に示すように、基本ＩＳＳ車速テーブルには、ＩＳＳ総指数ＰTと基本ＩＳＳ車速ＶISS[Km/h]との関係が、ほぼ所定傾きの比例関係で設定されている。従って、基本ＩＳＳ車速ＶISSは、ＩＳＳ総指数ＰTに基づき演算式から求めることもできる。尚、この傾きの切片は、図１０においてはＩＳＳ総指数軸ＰTが１０の位置に設定されている。従って、図においては、ＩＳＳ総指数軸ＰTが１０以下の場合は、基本ＩＳＳ車速ＶISSが０に設定される。

次いで、ステップＳ３３で、現在のエンジンモードＭEを読込む。エンジンモードＭEは運転者がモードスイッチ８を操作することで、通常運転に適したノーマルモードＳと、経済走行に適したエコモードＩと、パワーを重視したパワーモードＳ^＃の３モードの中から任意に選択することができる。

ステップＳ３４，Ｓ３５では、エンジンモードＭEが何れのモードであるかを判定し、エコモードＩの場合は、ステップＳ３４からステップＳ３６へ進み、ノーマルモードＳの場合はステップＳ３５からステップＳ３７へ進み、パワーモードＳ^＃の場合はステップＳ３５からステップＳ３８へ進む。

そして、ステップＳ３６へ進むと、モード別係数ＫMを１にセットして（ＫM←１）、ステップＳ３９へ進む。又、ステップＳ３７へ進むと、モード別係数ＫMを０．５にセットして（ＫM←０．５）、ステップＳ３９へ進む。一方、ステップＳ３８へ進むと、モード別係数ＫMを０にセットして（ＫM←０）、ステップＳ３９へ進む。

ステップＳ３９へ進むと、基本ＩＳＳ車速ＶISSにモード別係数ＫMを乗算して、ＩＳＳ開始車速ＶSを設定する（ＶS←ＫM・ＶISS）。その結果、このＩＳＳ開始車速ＶSは、運転者の選択したエンジンモードＭEに応じて、エコモードＩ選択時が最も早い時期に設定され、ノーマルモードＳ選択時はその半分の車速に設定され、パワーモードＳ^＃選択時は、ＩＳＳ開始車速ＶSが０となり、早期ＩＳＳ制御が解除される。

このＩＳＳ開始車速ＶSは、図７に示すＩＳＳ制御ルーチンにおいて読込まれる。このルーチンは所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ４１で現在の車速Ｖを読込み、続く、ステップＳ４２で、車速ＶとＩＳＳ開始車速ＶSとを比較する。

そして、車速ＶがＩＳＳ開始車速ＶSより高い場合は（Ｖ＞≧ＶS）、そのままルーチンを抜ける。一方、車速ＶがＩＳＳ開始車速ＶS以下まで低下した場合（Ｖ≦ＶS）、ステップＳ４３へ進み、エンジン停止処理を実行する。

本実施形態では、エンジン停止処理として、エンジン２のインジェクタ２ａに燃料カット信号を出力し、更に、イグナイタ４に対して点火カット信号を出力する。そして、燃料カット、及び点火カットによりエンジン２を停止させる。尚、燃料カットのみでエンジン２を停止させるようにしても良い。

その後、ステップＳ４４へ進み、ＩＳＳ開始フラグＦSTをセットして（ＦST←１）、ルーチンを抜ける。

このＩＳＳ開始フラグＦSTは、図８に示すリスタート制御ルーチンにおいて読込まれる。このルーチンは所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ５１でＩＳＳ開始フラグＦSTの値を調べ、ＦST＝１のアイドルストップ中のときはステップＳ５２へ進む。又、ＦST＝０のエンジン稼働中のときは、そのままルーチンを抜ける。

ステップＳ５２へ進むと、ＩＳＳ許可条件判定フラグＦISSの値を調べ、ＦISS＝０、すなわち、ＩＳＳ制御条件成立（ＦISS＝１）から不成立に切り替った場合は、ステップＳ５３へ進む。又、ＦISS＝１のＩＳＳ制御条件成立が継続されている場合は、そのままルーチンを抜ける。

ステップＳ５３へ進むと、リスタート処理、すなわち、スタータモータ等を自動的に作動させてエンジン２を再始動（リスタート）させ、ルーチンを抜ける。

その結果、図１１に示すように、自車両１の車速ＶがＩＳＳ開始車速ＶSまで減速されると、自動的にＩＳＳ制御が作動し、エンジン２が停止される。このＩＳＳ開始車速ＶSは、種々の外部環境に応じて可変設定される。例えば、信号機２１の灯色Ｃが青色（ＣB）のときは、黄色（ＣY）や赤色（ＣR）に比し、ＩＳＳ開始車速ＶSが低速側に設定されるため、従来のように、アイドルストップ開始車速が一律に設定される場合に比し、減速後の再加速に対応することができる。その結果、ＩＳＳ開始車速ＶSが外部環境に応じて最適なタイミングで設定され、燃費、及びドライバビリティの改善を図ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば先行車と自車両１との間で車車間通信が可能な場合、車車間通信により取得した先行車両の位置情報及び速度等から交差点での先行車の状況を把握するようにしても良い。或いは交差点における信号機の情報、及び交差点に進入する先行車の情報が路車間通信により取得可能な場合は、路車間通信により得られた情報に基づいて各種指数を設定するようにしても良い。

１…車両、
２…エンジン、
３…車載カメラ、
３ａ…メインカメラ、
３ｂ…サブカメラ、
５…エンジン制御ユニット、
７…ＩＳＳスイッチ、
８…モードスイッチ、
９…車速センサ、
１０…ブレーキ踏力センサ、
２１…信号機、
Ｃ…灯色、
ＦB…ブレーキ踏力、
ＬS…距離、
ＭE…エンジンモード、
ＰB…ブレーキ指数、
ＰC…灯色指数、
ＰF…踏力指数、
ＰLS…距離指数、
ＰT…ＩＳＳ総指数、
Ｓ^＃…パワーモード、
Ｖ…車速、
ＶISS…基本ＩＳＳ車速、
ＶS…ＩＳＳ開始車速

Claims

車両の外部環境を認識する外部環境認識手段と、
前記外部環境認識手段で認識した少なくとも車両前方の外部環境に基づき前記車両の減速要因を検出し、該減速要因に基づいてアイドルストップ開始車速を設定するアイドルストップ開始車速設定手段と、
前記車両の車速が前記アイドルストップ開始車速設定手段で設定したアイドルストップ開始車速未満まで減速されたときエンジンを停止させるアイドルストップ制御手段と
を備え、
前記アイドルストップ開始車速設定手段で検出する前記減速要因には、前記外部環境認識手段で認識した前方の信号機と前記車両の直前を走行している先行車の最後部との距離が含まれている
ことを特徴とするアイドルストップ装置。
前記車両に設けられているブレーキペダルの踏力を検出するブレーキ踏力検出手段を有し、
前記アイドルストップ開始車速設定手段は、少なくとも前記ブレーキ踏力検出手段で検出したブレーキ踏力に基づいて前記アイドルストップ開始車速を設定する
ことを特徴とする請求項１記載のアイドルストップ装置。
前記車両に搭載されているエンジンは、出力特性の異なる複数のエンジンモードを有しており、パワーを重視するエンジンモードが選択された場合、前記アイドルストップ開始車速の設定は解除される
ことを特徴とする請求項１，２の何れか１項に記載のアイドルストップ装置。
前記外部環境認識手段は、メインカメラとサブカメラとを有する車載カメラである
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のアイドルストップ装置。