JP5966987B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に係り、特に、車両の走行中にエンジンを自動停止および自動始動できる車両の制御に関するものである。

車両の停止中に所定の自動停止条件に基づいてエンジンを自動停止させ、所定の自動始動条件に基づいてエンジンを自動始動させる車両（所謂アイドルストップ車両）が知られている。特許文献１の車両もその一例である。特許文献１の車両は、車両の自動始動条件としてステアリングの操舵角を含んでおり、そのステアリングの操舵角または操舵角速度が所定値以上になった場合にエンジンを自動始動させることで、交差点などでの速やかな発進を可能とする。

特開２０１１−１２５５２号公報

ところで、車両の停止中だけでなく、車両の走行中にあってもエンジンの自動停止および自動始動を実行するものも提案されている。このような車両の走行中にエンジンの自動停止および自動始動を行うものにおいて、エンジン停止状態で走行中にステアリングの操舵角、操舵角速度、操舵トルクが所定角、所定角速度、所定トルク以上となったときにエンジンが自動始動する場合、カーブ走行時に操舵角、操舵角速度、操舵トルクが増加するとエンジンが自動始動する。カーブ走行中にエンジンを始動させる際にはスタータモータを駆動させるが、スタータモータは大電力を消費するため、そのときにバッテリの電圧が大きく低下する。従って、電気機器に作動不良が生じて運転者に違和感を与える可能性があった。特に、操舵の際にモータによってアシストトルクを発生させてステアリング操舵力を低減する、所謂電動パワーステアリングが採用されている場合、スタータモータ駆動によるバッテリの電圧降下に起因して電動パワーステアリングのアシストトルクが低下（変化）し、このときにひっかかりが生じて運転者に違和感を与える可能性があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、操舵中に運転者に与える違和感を防止できる車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)所定の自動停止条件に基づいて、エンジンを自動停止する自動停止制御と、電動パワーステアリングの操舵角が所定角以上であること、前記電動パワーステアリングの操舵角速度が所定角速度以上であること、および前記電動パワーステアリングの操舵トルクが所定トルク以上であることの少なくとも１つを含む自動始動条件に基づいてエンジンを再始動する自動始動制御とを、含む車両の制御装置であって、(b)前記エンジンの自動停止中の車速が高いときは、自動停止中の車速が低い場合に比べて、前記所定角、前記所定角速度、および前記所定トルクの少なくとも１つを大きくすることを特徴とする。

このようにすれば、エンジンの停止中において車速が高くなると前記所定角、所定角速度、所定トルクの少なくとも１つが大きくなるので、カーブ走行中に電動パワーステアリングが切られても操舵角が所定角に到達しない、操舵角速度が所定角速度に到達しない、操舵トルクが所定トルクに到達しないためエンジンが再始動しない。従って、エンジン始動時のスタータモータ駆動に伴う電圧降下もなくなるので、その電圧降下に起因する電気機器の作動不良による違和感をなくすことができる。例えば操舵の際にモータによってアシストトルクを発生させてステアリング操舵力を低減する構成を備える場合には、電圧降下に起因するアシストトルクの低下もなくなって、操舵中に発生するひっかかりがなくなり、運転者に与える違和感を防止することができる。

また、好適には、前記エンジンの自動停止中の車速が正の値のとき、自動停止中の車速が零のときに比べて前記所定角、前記所定角速度、および前記所定トルクの少なくとも１つを大きくする。このようにすれば、車両の前進走行中は、エンジンの自動始動条件であるステアリングの所定角、所定角速度、所定トルクが大きくなるので、カーブ走行中においてエンジンの自動始動が防止される。従って、カーブ走行中のエンジン始動に起因する電圧降下もなくなり、その電圧降下に起因する電気機器の作動不良による違和感をなくすことができる。特に、操舵の際にモータによってアシストトルクを発生させてステアリング操舵力を低減する構成を備える場合には、電圧降下に起因するアシストトルクの低下もなくなって、操舵中に発生するひっかかりがなくなり、運転者に与える違和感を防止することができる。

また、好適には、前記エンジンの自動停止中の車速が正の値のときは、前記エンジンの自動始動を行わない。このようにすれば、車速が正の値のときは、エンジンの自動始動が行われなくなる。従って、エンジン始動に伴う電圧降下もなくなるので、その電圧降下に起因する電気機器の作動不良による違和感をなくすことができる。特に、操舵の際にモータによってアシストトルクを発生させてステアリング操舵力を低減する構成を備える場合には、電圧降下に起因するアシストトルクの低下もなくなって、操舵中に発生するひっかかりがなくなり、運転者に与える違和感を防止することができる。

本発明が好適に適用される車両の一部である車両用駆動装置の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。 電子制御装置の制御作動の要部、すなわち走行中にあってもエンジンの自動停止および自動始動が実行される車両において、カーブ走行中のエンジンの自動始動を防止することで操舵中のアシストトルクの変化を防止する制御作動を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用される車両８の一部である車両用駆動装置１０の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。車両用駆動装置１０は、燃料の燃焼で動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン１２を駆動力源として備えており、そのエンジン１２の出力は自動変速機１６から差動歯車装置１８を介して左右の車輪２０に伝達される。エンジン１２と自動変速機１６との間には、ダンパ装置やトルクコンバータ等の動力伝達装置が設けられているが、駆動力源として機能するモータジェネレータを配設することもできる。

エンジン１２は、電子スロットル弁、燃料噴射装置、スタータモータなどのエンジン１２の出力制御に必要な種々の機器を有するエンジン制御装置３０を備えている。電子スロットル弁は吸入空気量を制御するもので、燃料噴射装置は燃料の供給量を制御するものであり、基本的には運転者の出力要求量であるアクセルペダルの操作量（アクセル開度）Ａcc に応じて制御される。燃料噴射装置３０は、車両走行中であってもアクセル開度ＡccがゼロのアクセルＯＦＦ時等に燃料供給を停止（フューエルカットＦ／Ｃ）することができる。また、エンジン１２が停止中である場合においてエンジン１２を始動させる指令を受けると、スタータモータによってエンジンを自立運転可能な回転速度まで回転させ、燃料供給を再開させてエンジン１２を始動させる。

自動変速機１６は、複数の油圧式摩擦係合装置（クラッチやブレーキ）の係合解放状態によって変速比γが異なる複数のギヤ段が成立させられる遊星歯車式等の有段の自動変速機で、油圧制御装置３２に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。クラッチＣ１は自動変速機１６の入力クラッチとして機能するもので、同じく油圧制御装置３２によって係合解放制御される。このクラッチＣ１は、エンジン１２と車輪２０との間の動力伝達経路を接続したり遮断したりする、すなわち上記動力伝達経路を断続する断続装置（クラッチ）に相当する。また、上記自動変速機１６として、有段変速機の代わりにベルト式等の無段変速機を用いることもできる。

本実施例の車両８にあっては、ステアリングコラムに取り付けられたモータ３４や図示しない減速機構によって操舵時にアシストトルクを発生させてステアリング６７の操舵力を低減する、所謂電動パワーステアリングシステムが採用されている。

以上のように構成された車両用駆動装置１０は、電子制御装置５０を備えている。電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。電子制御装置５０には、ブレーキ操作量センサ６０からブレーキペダルの操作力に対応するブレーキ操作力Ｂrkを表す信号が供給され、アクセル開度センサ６２からアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度Ａccを表す信号が供給され、エンジン回転速度センサ６４からエンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）Ｎeを表す信号が供給され、車速センサ６６から車速Ｖに対応する自動変速機１６の出力軸の回転速度Ｎout(出力軸回転速度Ｎout)を表す信号が供給され、操舵角センサ６８からステアリング６７の操舵角θを表す信号が供給され、操舵トルクセンサ６９からステアリング６７の操舵トルクＮを表す信号が供給され、エンジン水温センサ７０からエンジン水温Ｔwを表す信号が供給される。この他、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。

上記電子制御装置５０は、エンジン始動停止制御部７８、エンジン停止判定部８０、操舵判定部８２、および走行判定部８４を機能的に含んで構成されている。

エンジン始動停止制御部７８は、所定の自動停止条件に基づいてエンジン１２を自動停止させる自動停止制御を実行するとともに、エンジン停止中にあっては所定の自動始動条件に基づいてエンジン８を再始動させる自動始動制御を実行する。なお、エンジン１２の自動停止制御および自動始動制御については、従来のエンジン停止制御およびエンジン始動制御と変わらないのでその説明を省略する。

エンジン始動停止制御部７８は、エンジン１２の自動停止を、例えばアクセル開度Ａcc、ブレーキ操作力Ｂrk、車速Ｖなどのパラメータに基づいて判定する。エンジン始動停止制御部７８は、例えばアクセルペダルの踏み込みが解除（アクセル開度Ａccが零）され、ブレーキペダルのブレーキ操作力Ｂrkが所定値Ｂrk1以上であり、車速Ｖが所定値Ｖ1未満であることを判定すると、エンジン１２の自動停止条件が成立したものと判断して、エンジン１２を自動停止する自動停止制御を実行する。なお、上記アクセル開度Ａcc、ブレーキ操作力Ｂrk、車速Ｖに関する各条件が、本発明の所定の自動停止条件に対応している。また、この自動停止条件は一例であって適宜変更されても構わない。

また、エンジン始動停止制御部７８は、エンジン１２の停止中において、所定の自動始動条件に基づいてエンジン１２を再始動する自動始動制御を実行する。エンジン始動停止制御部７８は、ステアリング６７の操舵角θ、操舵角速度ω、および操舵トルクＮを含むエンジン１２の自動始動条件に基づいてエンジンの再始動を判定すると、エンジン１２の自動始動制御（エンジン１２の再始動）を実行する。例えば、エンジン始動停止制御部７８は、ステアリング６７の操舵角θが予め設定されている所定角θ1以上となるとエンジン１２を再始動させる。また、エンジン始動停止制御部７８は、ステアリング６７の操舵角加速度ωを逐次算出し、その操舵角加速度ωが予め設定されている所定角速度ω1以上となるとエンジン１２を再始動させる。また、エンジン始動停止制御部７８は、運転者の操舵トルクＮをトルクセンサ等で逐次検出し、その操舵トルクＮが予め設定されている所定トルクＮ1以上となるとエンジン１２を再始動させる。このようにエンジン１２の始動条件が設定されると、例えば交差点内などで車両８の素早い発進が要求されるとき、運転者がステアリング６７を切ることで操舵角θが所定角θ1以上（操舵角速度ωが所定角速度ω1以上、操舵トルクＮが所定トルクＮ1以上）となってエンジン１２が速やかに再始動する。従って、エンジン１２が速やかに再始動し、車両８の速やかな発進が可能となる。

しかしながら、ステアリング６７の操舵角θが所定値θ1以上であることに基づいてエンジン１２を再始動させる場合、以下に示す問題が発生する。例えば、エンジン１２が停止した状態でカーブを走行中にステアリング６７の操舵角θが所定角θ1以上となると、エンジン１２を再始動させる。このエンジン始動の際には、スタータモータによってエンジン回転速度Ｎeを引き上げるが、スタータモータが駆動すると大電力を消費しその瞬間にバッテリの電圧が大きく低下する。また、ステアリング６７の操舵の際にアシストトルクを発生させるモータ３４についても同じバッテリから電力が供給されており、この電圧降下に起因してアシストトルクが低下する。従って、操舵中にアシストトルクが低下した瞬間にひっかかりが生じ、運転者に違和感を与える可能性があった。また、カーブ走行中にエンジン１２が自動始動することから、駆動力変化が生じて運転者に違和感を与える可能性があった。

そこで、エンジン始動停止制御部７８は、操舵角θが所定角θ1以上となるとエンジン１２を再始動させるに際して、エンジン１２の自動停止中の車速Ｖに応じて前記所定角θ1を変更する。具体的には、エンジン自動停止中の車速Ｖが高いときは、自動停止中の車速Ｖが低い場合に比べて所定角θ1を大きくする。ここで、好適には、車両８が前進走行しているとき、すなわち車速Ｖが正の値であるとき、車速Ｖが零のときに比べて所定角θ1を大きくする。さらに好適には、車速Ｖが正の値のときは、エンジン１２の再始動が行われないように、所定角θ1が十分に大きな数値に設定される。

このように、車速Ｖが正の値であるとき車速Ｖが零のときに比べて所定角θ1を大きくした場合、例えばカーブ走行中において操舵角θが所定角θ1を超えなくなるので、エンジン１２の再始動が判断されない。従って、カーブ走行中にエンジン１２が自動始動することもなくなるので、エンジン始動のためにスタータモータを駆動させることもなくなり、スタータモータ駆動による電圧降下もなくなるため、電圧降下に起因する操舵中のアシストトルク低下によるひっかかりも回避される。また、操舵中のエンジン始動による駆動力変化も防止されるので、操舵中に発生する違和感も回避される。また、車速Ｖが零のときは、所定角θ1が小さくなるので、ステアリング６７が切られるとエンジン１２が速やかに始動し、車両８を速やかに発進させることができる。なお、所定角θ1は、車速Ｖが正の値である場合、エンジン１２の自動始動が行われないような大きな値に設定される。一方、車両停止中すなわち車速Ｖが零の場合、所定角θ1は、例えば交差点などでステアリング６７が切られると車両８が速やかに発進する程度の低い値に設定される。

また、操舵角加速度ωや操舵トルクＮについても同様の制御が実行される。例えば、エンジン始動停止制御部７８は、操舵角加速度ωが所定角加速度ω1以上となるとエンジン１２を自動始動させるに際して、車速Ｖに応じて所定角速度ω1の値を変更する。具体的には、操舵中の車速Ｖが高いときは、車速Ｖが低い場合に比べて所定角速度ω1を大きくする。好適には、車速Ｖが正の値であるとき、車速Ｖが零のときに比べて所定角速度ω1を大きくする。さらに好適には、車速Ｖが正の値のときは、エンジン１２の自動始動が行われないように、所定角速度ω1が十分に大きな値に設定される。また、エンジン始動停止制御部７８は、操舵トルクＮが所定トルクＮ1以上となるとエンジン１２を自動始動させるに際して、車速Ｖに応じて所定トルクＮ1の値を変更する。具体的には、操舵中の車速Ｖが高いときは、車速Ｖが低い場合に比べて所定トルクＮ1を大きくする。好適には、車速Ｖが正の値であるとき、車速Ｖが零のときに比べて所定トルクＮ1を大きくする。さらに好適には、車速Ｖが正の値のときは、エンジン１２の自動始動が行われないように、所定トルクＮ1を十分な値に設定される。このように、所定角速度ω1および所定トルクＮ1が車速Ｖに応じて変更される場合も同様に、カーブ走行中にエンジン１２が自動始動することもなくなるので、スタータモータ駆動による電圧降下もなくなり、操舵中のアシストトルク低下によるひっかかりも回避される。

図１に戻り、エンジン停止判定部８０は、エンジン１２が停止した状態か否かを判定する。エンジン停止判定部８０は、エンジン１２の停止を例えばエンジン制御装置３０へ出力されるエンジン１２の停止信号（フューエルカット信号）やエンジン回転速度Ｎeなどに基づいて判定する。

操舵判定部８２は、ステアリング６７の操舵があったか否かを判定する。操舵判定部８２は、操舵角センサ６８によって検出される操舵角θが予め設定されている所定角θ1以上か否かに基づいて、ステアリング６７の操舵の有無を判定する。また、操舵判定部８２は、逐次算出されるステアリング６７の操舵角速度ωが予め設定されている所定角速度ω1以上か否かに基づいて、ステアリング６７の有無を判定する。また、操舵判定部８２は、操舵トルクセンサ６９によって検出される操舵トルクＮが予め設定されている所定トルクＮ1以上か否かに基づいて、ステアリング６７の有無を判定する。なお、所定値θ1、所定角速度ω1、および所定トルクＮ1は、上述したように車速Ｖに基づいて変更され、例えば車速Ｖが正の値である場合においてステアリング６７の操舵が否定される、十分に大きな値に設定される。

ステアリング６７の操舵があったものと判定されると、走行判定部８４が実行される。走行判定部８４は、車両８が走行状態にあるか否かを判定する。具体的には、走行判定部８４は、車速Ｖを検出し、検出された車速Ｖが零よりも大きい予め設定されている正の値の閾値以上であれば、車両８が走行状態にあるものと判定する。

そして、ステアリング６７の操舵がないものと判定されると、エンジン始動停止制御部７８は、エンジン１２の停止を継続する。また、ステアリング６７の操舵があると判定された場合であっても、車両８が走行状態にあるものと判定されると、エンジン始動停止制御部７８は、エンジン１２の停止を継続する。これより、例えばカーブ走行中においてエンジン１２の自動始動が回避されることで、スタータモータ駆動に起因するステアリング６７のアシストトルクの低下がなくなり、操舵中のひっかかりも回避される。一方、ステアリング６７の操舵があり、且つ、車両８が停止状態にあるものと判定されると、エンジン始動停止制御部７８は、エンジン１２を再始動させる。これより、交差点などにおいてステアリング６７を切った際に速やかにエンジン１２が始動するので、車両の速やかな発進が可能となる。

図２は、電子制御装置５０の制御作動の要部、すなわち走行中にあってもエンジン１２の自動停止および自動始動が実行される車両において、不要なエンジン１２の始動停止を防止するとともに、エンジン１２の始動が要求される際には速やかなエンジン始動を可能とする制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

先ず、エンジン停止判定部８０に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略）において、エンジン１２が停止した状態にあるか否かが判定される。Ｓ１が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。Ｓ１が肯定される場合、エンジン始動停止制御部７８および操舵判定部８２に対応するＳ２において、ステアリング６７の操舵角θが所定角θ1以上か否か、ステアリング６７の操舵角速度ωが所定角加速度ω1以上か否か、ステアリング６７の操舵トルクＮが所定トルクＮ1以上か否かに基づいて、ステアリング６７の操舵があったか否かが判定される。ここで、所定角θ1、所定角速度ω1、および所定トルクＮ1は、車速Ｖに応じて変更され、車速Ｖが正の値のとき、車速Ｖが零のときに比べて大きな値に設定されている。Ｓ２が否定される場合、エンジン始動停止制御部７８に対応するＳ４においてエンジン１２の停止が継続される。Ｓ２が肯定される場合、走行判定部８４に対応するＳ３において、車両８が走行状態にあるか否かが判定される。Ｓ３が肯定される場合、Ｓ４においてエンジン１２の停止が継続して実行される。一方、Ｓ３が否定される場合、エンジン始動停止制御部７８に対応するＳ５において、エンジン１２の再始動が実行される。従って、例えば交差点においてステアリング６７を少し切っただけでエンジン１２が始動するので、車両８の速やかな発進が可能となる。

上述のように、本実施例によれば、エンジン１２の停止中において車速Ｖが高くなると所定角θ1、所定角速度ω1、および所定トルクＮ1が大きくなるので、カーブ走行中にステアリング６７が切られても操舵角θが所定角θ1に到達しない、また、所定角速度ωが所定角速度ω1に到達しない、また、操舵トルクＮが所定トルクＮ1に到達しないためエンジン１２が再始動しない。従って、カーブ走行中においてエンジン１２の自動始動に伴う電圧降下もなくなるので、その電圧降下に起因するステアリング６７のアシストトルク低下を防止して操舵中に発生するひっかかりをなくして、運転者に与える違和感を防止することができる。また、カーブ走行中のエンジン始動による駆動力変化が防止されることで、運転者に与える違和感を防止することができる。また、例えば交差点など車両停止状態から速やかな発進が必要とされる場合には、所定角θ1、所定角速度ω1、および所定トルクＮ1が小さくなるためにステアリング６７が小さく切られてもエンジン１２が自動始動するので、車両発進のもたつきもなくなり運転者に不快感を与えない。

また、本実施例によれば、車両８の前進走行中は、エンジン１２の自動始動条件であるステアリング６７の所定角θ1、所定角速度ω1、および所定トルクＮ1が大きくなるので、操舵角θが所定角θ1を超える、操舵角速度ωが所定角速度ω1を超える、操舵トルクＮが所定トルクＮ1を超えることがなくなり、結果としてカーブ走行中のエンジン１２の自動始動が回避される。これより、エンジン始動に伴う電圧降下を防止することで、操舵中のアシストトルク低下も防止され、操舵中のひっかかりも回避することができる。また、車両停止中では、ステアリング６７が小さく切られてもエンジン１２が速やかに自動始動するので、例えば交差点での車両発進のもたつきが防止される。

また、本実施例によれば、車速Ｖが正の値のときは、エンジン１２の自動始動が行われなくなるので、例えばカーブ走行中においてエンジン１２の自動始動を防止し、エンジン始動による電圧降下に起因する操舵中のアシストトルクの低下を防止することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、ステアリング６７の操舵角θ、操舵角速度ω、および操舵トルクＮに基づいてエンジン１２の自動始動を判断しているが、必ずしもこれら全てに基づいて判断する必要はなく、これらのうち少なくとも１つを含むものであれば構わない。

また、前述の実施例では、車速Ｖが正の値にあるとき、ステアリング６７の操舵の有無を判定する操舵角θの所定角θ1は、一律に大きな値に設定されているが、車速Ｖの増加に比例して所定角θ1が大きくなるなど適宜変更しても構わない。

また、前述の実施例では、操舵角θに基づくエンジン１２の再始動の制御態様が示されているが、エンジン再始動の判定に際して、実際にはさらにアクセル開度Ａccに基づくエンジン始動判定など他の判定も併せて実行される。

また、前述の実施例では、アクセル開度Ａcc、ブレーキ操作力Ｂrk、車速Ｖに基づいてエンジン１２の自動停止が判定されるとしたが、このエンジン１２の自動停止条件は一例であって適宜変更しても構わない。

また、前述した実施例の車両８の具体的な構成は一例であって、適宜変更されるものである。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

８：車両
１２：エンジン
５０：電子制御装置（制御装置）
６７：ステアリング

Claims (3)

1. 所定の自動停止条件に基づいて、エンジンを自動停止する自動停止制御と、少なくとも電動パワーステアリングの操舵角が所定角以上であること、前記電動パワーステアリングの操舵角速度が所定角速度以上であること、および前記電動パワーステアリングの操舵トルクが所定トルク以上であることの少なくとも１つを含む自動始動条件に基づいてエンジンを再始動する自動始動制御とを、含む車両の制御装置であって、
   前記エンジンの自動停止中の車速が高いときは、自動停止中の車速が低い場合に比べて、前記所定角、前記所定角速度、および前記所定トルクの少なくとも１つを大きくすることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記エンジンの自動停止中の車速が正の値のとき、自動停止中の車速が零のときに比べて前記所定角、前記所定角速度、および前記所定トルクの少なくとも１つを大きくすることを特徴とする請求項１の車両の制御装置。
3. 前記エンジンの自動停止中の車速が正の値のときは、前記エンジンの自動始動を行わないことを特徴とする請求項２の車両の制御装置。

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