JP5990947B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両制御装置として、燃費向上を目的とし、停車前の減速中にエンジンを自動停止させる技術が知られている。この技術では、坂路における車両のずり下がりを回避するために、走行中の路面勾配を推定し、エンジンの自動停止を実施するか否かを判定している。
ここで、走行中の路面勾配推定値を求める方法として、特許文献１には、加速度センサにより検出された車両の前後加速度から、車輪速センサから得られた車輪速を元に推定した前後加速度を減じる手法が開示されている。

特開昭６０−７０３０７号公報

上記従来技術では、ブレーキの踏み込み、ロックアップクラッチの解放、走行中のフューエルカットによるエンジン停止等のトルク変動によりギヤのバックラッシュや捩じれ振動が発生することで、路面勾配の推定精度が悪化することがある。
このため、路面勾配推定値がエンジンの自動停止を許可する勾配を跨いで変動することで、不要なエンジンの再始動、エンジンが自動停止と再始動とを繰り返す制御ハンチング等、不適切な実施および実施の解除が行われるおそれがある。
本発明の目的は、路面勾配の誤推定に伴う車両制御の不適切な実施および実施解除を抑制できる車両制御装置を提供することにある。

本発明では、車速が第１所定車速から第１所定車速よりも小さくゼロよりも大きな第２所定車速までの間、路面勾配推定値に応じた条件を除く条件に基づき車両制御を実施するか否かを判定し、車速が第２所定車速からゼロまでの間、所定条件に基づき車両制御を実施するか否かを判定する。

よって、本発明にあっては、路面勾配の誤推定に伴う車両制御の不適切な実施および実施解除を抑制できる。

実施例１の車両制御装置を示すシステム図である。 実施例１のエンジンコントロールユニット10で実行されるコーストストップ制御実施判定処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のコーストストップ制御実施判定作用を示すタイムチャートである。

以下、本発明の車両制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
まず、実施例１の構成を説明する。
図１は、実施例１の車両制御装置を示すシステム図である。エンジン1から入力された回転駆動力は、トルクコンバータ2を介してベルト式無段変速機3に入力され、所望の変速比によって変速された後、駆動輪4に伝達される。
エンジン1は、エンジン始動を行う始動装置1aを有する。具体的には、スタータモータが備えられ、エンジン始動指令に基づいてエンジンクランキングを行うと共に、燃料を噴射し、エンジン1が自立回転可能になると、スタータモータを停止する。

エンジン1の出力側には、停車速域でトルク増幅を行うと共に、所定車速（例えば、14km/h程度）以上では、相対回転を禁止するロックアップクラッチを有するトルクコンバータ2が設けられている。トルクコンバータ2の出力側にはベルト式無段変速機3が接続されている。
ベルト式無段変速機3は、発進クラッチと、プライマリプーリおよびセカンダリプーリと、これら両プーリに掛け渡されたベルトとから構成され、プーリ溝幅を油圧制御によって変更することで所望の変速比を達成する。また、ベルト式無段変速機3内には、エンジン1によって駆動されるオイルポンプが設けられ、エンジン作動時には、オイルポンプを油圧源としてトルクコンバータ2のコンバータ圧やロックアップクラッチ圧を供給し、また、ベルト式無段変速機3のプーリ圧やクラッチ締結圧を供給する。
さらに、ベルト式無段変速機3には電動オイルポンプ3aが設けられており、エンジン自動停止によってオイルポンプによる油圧供給ができない場合には、電動オイルポンプ3aが作動し、必要な油圧を各アクチュエータに供給可能に構成されている。よって、エンジン停止時であっても、所望の変速比を達成し、また、クラッチ締結圧を維持することができる。

エンジン1は、エンジンコントロールユニット（車両制御手段）10によって作動状態が制御される。エンジンコントロールユニット10には、車両の前後方向加速度を検出する前後Gセンサ（加速度検出手段）11からの前後G信号、ドライバのアクセルペダル操作量を検出するアクセル開度センサ12からのアクセル信号、ブレーキペダル操作量に基づいて生じるマスタシリンダ圧検出するマスタシリンダ圧センサ13からのブレーキ操作量信号（マスタシリンダ圧）、各輪に備えられた車輪速センサ14からの車輪速信号、後述するCVTコントロールユニット15からのCVT状態信号、エンジン水温、クランク角やエンジン回転数等の信号を入力する。エンジンコントロールユニット10は、上記各種信号に基づいてエンジン1の始動もしくは自動停止を実施する。なお、マスタシリンダ圧センサ13に代えてブレーキペダルストローク量やブレーキペダル踏力を検出する踏力センサ、もしくはホイルシリンダ圧を検出するセンサ等の用い、これによりブレーキペダル操作量を検出しても良い。

CVTコントロールユニット15は、エンジンコントロールユニット10との間でエンジン作動状態とCVT状態の信号を送受信し、これら信号に基づいてベルト式無段変速機3の変速比等を制御する。具体的には、走行レンジが選択されているときには、発進クラッチの締結を行うと共に、アクセルペダル開度と車速とに基づいて変速比マップから変速比を決定し、各プーリ油圧を制御する。また、車速が所定車速未満のときは、ロックアップクラッチを解放し、所定車速以上のときはロックアップクラッチを締結し、エンジン1とベルト式無段変速機3とを直結状態とする。さらに、走行レンジ選択中におけるエンジン自動停止時には、電動オイルポンプ3aを作動させ、必要な油圧を確保する。

［コーストストップ制御］
実施例１では、車両走行中であっても、減速中であり、このまま車両停止する可能性が高いと判断したときは、エンジン1を停止するコーストストップ制御を行う。
コーストストップ制御の開始条件は、以下の5条件がすべて成立している場合であり、終了条件は、5条件のうちいずれか1つが不成立の場合とする。
1.ブレーキ操作量が所定操作量以上（ブレーキ条件）
2.アクセルペダル操作量がゼロ（アクセル条件）
3.走行レンジが選択されている（レンジ位置条件）
4.車速が基準車速（ロックアップクラッチを解放する車速）以下（車速条件）
5.路面勾配が勾配しきい値（所定勾配）以下（勾配条件）

エンジンコントロールユニット10は、車両の前後Gを推定する前後G推定部（加速度検出手段）10aと、路面勾配および不整地を検出するための路面勾配推定部（路面勾配推定手段）10bを備える。
前後G推定部10aは、前後Gセンサ11により検出された前後G（検出前後G）と車輪速センサ14により検出された各車輪速とを入力し、各車輪速から車速を演算してこれを微分することで前後加速度の推定値（推定前後G）を求める。
路面勾配推定部10bは、推定前後Gを検出前後Gから減じた演算値を路面勾配推定値として出力する。

［コーストストップ制御実施判定処理］
図２は、実施例１のエンジンコントロールユニット10で実行されるコーストストップ制御実施判定処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ステップS1では、前後G推定部10aにより演算された車速が第１所定車速以下、かつ、第２所定車速（＜第１所定車速）以上であるか否かを判定し、YESの場合はステップS2へ進み、NOの場合はステップS3へ進む。
ここで、第１所定車速は、エンジン1を自動停止したときに車両のずり下がりが発生しない車速領域であって、車速が第１所定車速から第２所定車速まで低下する時間と、当該時間中にコーストストップ制御が非実施である場合に想定される車両の減速度と、第２所定車速とに基づいて設定する。
また、第２所定車速は、エンジン1を自動停止したときに車両のずり下がりが発生する低車速領域の上限値とする。

ステップS2では、コーストストップの開始条件(1〜5)のうち、勾配条件以外の各条件（ブレーキ条件、アクセル条件、レンジ位置条件、車速条件）がすべて成立しているか否かを判定し、YESの場合はステップS4へ進み、NOの場合はステップS5へ進む。
ステップS3では、コーストストップの開始条件(1〜5)がすべて成立しているか否かを判定し、YESの場合はステップS6へ進み、NOの場合はステップS7へ進む。
ステップS4では、コーストストップ制御を実施する。実施中である場合は実施を継続する。
ステップS5では、コーストストップ制御を非実施とする。実施中である場合は実施を解除する。
ステップS6では、コーストストップ制御を実施する。実施中である場合は実施を継続する。
ステップS7では、コーストストップ制御を非実施とする。実施中である場合は実施を解除する。

次に、作用を説明する。
図３は、実施例１のコーストストップ制御実施判定作用を示すタイムチャートである。
時点t1よりも前の区間では、車速が第１所定車速よりも高いため、図２のフローチャートでは、ステップS1→ステップS3へと進み、勾配条件を含む全ての開始条件に基づいてコーストストップ制御を実施するか否かが判定される。図３のシーンでは、車速条件が不成立であるため、ステップS7へ進み、コーストストップ制御は非実施とされる。

時点t1では、車速が第１所定車速以下となったため、図２のフローチャートでは、ステップS1→ステップS2へと進み、ステップS2では、コーストストップの開始条件のうち、勾配条件以外の各条件に基づいてコーストストップ制御を実施するか否かが判定される。図３のシーンでは、各条件(1〜4)のすべてが成立しているため、ステップS4へ進み、コーストストップ制御が実施され、エンジン1が自動停止される。

時点t1からt2までの区間において、エンジン停止に伴うエンジントルク低下により前後Gセンサ11および車輪速センサ14の検出値が変動するため、これら検出値に基づき演算される路面勾配推定値も変動が生じる。このとき、実施例１では、勾配条件を除く各条件に基づいてコーストストップ制御を実施するか否かが判定される。つまり、勾配条件による判定を非実施としているため、路面勾配推定値の誤推定による影響、すなわち、路面勾配推定値が勾配しきい値を跨いで変動することでエンジン1が不要に再始動されること、およびエンジン1が自動停止と再始動とを繰り返す制御ハンチングを回避できる。

時点t2では、車速が第２所定車速未満となったため、図２のフローチャートでは、ステップS1→ステップS3へと進み、ステップS3では、勾配条件を含む全ての開始条件に基づいてコーストストップ制御を実施するか否かが判定される。図３のシーンでは、各条件のすべてが成立しているため、ステップS6へ進み、コーストストップ制御も実施が継続される。

［第２所定車速設定作用］
コーストストップ制御等の燃費向上のための車両制御の多くは、エンジン出力を減じることにより燃料消費の抑制を図っている。これらの車両制御は、結果としてエンジントルクを小さくするものであるため、特に路面勾配の大きな坂路においては、車両のずり下がりを回避すべく非実施とされることが一般的である。
一方で、車速が十分に出ており、エンジントルクを小さくしても車両のずり下がりの心配のないシーンにおいては、路面勾配の推定に高い精度は要求されない。

よって、実施例１では、第２所定車速を、エンジン1を自動停止したときに車両のずり下がりが発生する低車速領域の上限値に設定する。
これにより、路面勾配の推定に高い精度が要求される低車速域では推定路面勾配に基づくコーストストップ制御の実施判定により車両のずり下がりを抑制でき、路面勾配の推定に高い精度が要求されない車速域では不要な実施解除や制御ハンチングを回避できる。

［第１所定車速設定作用］
コーストストップ制御のようにエンジンを停止する制御では、制御開始が路面勾配の推定精度を低下させる要因となる。制御開始時にエンジントルクがゼロまで低下することで、トルク変動によりギヤのバックラッシュや捩じれ振動が加速度センサや車輪速センサの検出値に影響を及ぼすからである。
このため、路面勾配の推定精度が低下した状態で第２所定車速以下の車速領域に踏み込まないようにする必要がある。

よって、実施例１では、第１所定車速を、エンジン1を自動停止したときに車両のずり下がりが発生しない車速領域であって、車速が第１所定車速から第２所定車速まで低下する時間と、当該時間中にコーストストップ制御が非実施である場合に想定される車両の減速度と、第２所定車速とに基づいて設定する。
上記のように第１所定車速を設計し、コーストストップ制御開始車速を第１所定車速の近傍に設定することで、コーストストップ制御実施後における路面勾配の推定精度低下を要因とした不要な実施解除を回避できる。
なお、この考え方はエンジンの停止シーンのみならず、ロックアップクラッチの解放および締結等、路面勾配の推定精度が低下する動作全般に適用可能である。

次に、効果を説明する。
実施例１にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 検出前後Gを出力する前後Gセンサ11と、推定前後Gを演算する前後G推定部10aと、検出前後Gと推定前後Gとに基づき推定路面勾配を演算する路面勾配推定部10bと、推定路面勾配に応じた条件を含む所定の開始条件(ブレーキ条件、アクセル条件、レンジ位置条件、車速条件、勾配条件)が成立している間、エンジン1を自動停止させるコーストストップ制御を実施するエンジンコントロールユニット10と、を備えた車両制御装置において、エンジンコントロールユニット10は、推定路面勾配が第１所定車速から第１所定車速よりも小さな第２所定車速までの間、勾配条件を除く各条件(ブレーキ条件、アクセル条件、レンジ位置条件、車速条件)に基づきコーストストップ制御を実施するか否かを判定する。
これにより、路面勾配の誤推定に伴うコーストストップ制御の不要な実施解除および制御ハンチングを回避できる。

(2) 第２所定車速は、コーストストップ制御が実施されたとき車両のずり下がりが発生する可能性のある低車速領域の上限値に設定される。
これにより、路面勾配の推定に高い精度が要求される低車速域では推定路面勾配に基づくコーストストップ制御の実施判定により車両のずり下がりを抑制でき、路面勾配の推定に高い精度が要求されない車速域では不要な実施解除や制御ハンチングを回避できる。

(3) 第１所定車速は、コーストストップが実施されたとき車両のずり下がりが発生しない車速領域に設定される。
これにより、勾配条件を除く各条件(ブレーキ条件、アクセル条件、レンジ位置条件、車速条件)に基づいてコーストストップ制御の実施判定を行った場合であっても、車両のずり下がりを回避できる。

(4) 第１所定車速は、車速が第１所定車速から第２所定車速まで低下する時間と、当該時間中にコーストストップが非実施である場合に想定される車両の減速度と、第２所定車速とに基づいて設定される。
これにより、コーストストップ制御実施後における路面勾配の推定精度低下を要因とした不要な実施解除を回避できる。

（他の実施例）
以上、本発明に係るエンジンの自動停止再始動制御装置を、各実施例に基づいて説明したが、上記構成に限られず本発明の範囲を逸脱しない範囲で他の構成を取り得る。
コーストストップ制御の開始条件は、勾配条件を含んでいれば実施例に示した5条件に限られない。
本発明は、コーストストップ制御のみならず、推定路面勾配に応じた条件を含む所定条件が成立している間、車両の駆動力を低下させる車両制御であれば適用可能であり、実施例と同様の作用効果を奏する。

1 エンジン
1a 始動装置
2 トルクコンバータ
3 ベルト式無段変速機
3a 電動オイルポンプ
4 駆動輪
10 エンジンコントロールユニット（車両制御手段）
10a 前後G推定部（加速度検出手段）
10b 路面勾配推定部（路面勾配推定手段）
11 前後Gセンサ（加速度検出手段）
12 アクセル開度センサ
13 マスタシリンダ圧センサ
14 車輪速センサ
15 コントロールユニット

Claims (4)

1. 車両の前後加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記検出された前後加速度に基づき路面勾配推定値を演算する路面勾配推定手段と、
   前記路面勾配推定値に応じた条件を含む所定条件が成立している間、車両の駆動力を低下させる所定の車両制御を実施する車両制御手段と、
   を備えた車両制御装置において、
   前記車両制御手段は、車速が第１所定車速から前記第１所定車速よりも小さくゼロよりも大きな第２所定車速までの間、前記所定条件のうち前記路面勾配推定値に応じた条件を除く条件に基づき前記車両制御を実施するか否かを判定し、車速が前記第２所定車速からゼロまでの間、前記所定条件に基づき前記車両制御を実施するか否かを判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において、
   前記第２所定車速は、前記車両制御が実施されたとき車両のずり下がりが発生する可能性のある低車速領域に設定されることを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記第１所定車速は、前記車両制御が実施されたとき車両のずり下がりが発生しない車速領域に設定されることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置において、
   前記第１所定車速は、車速が第１所定車速から前記第２所定車速まで低下する時間と、当該時間中に前記車両制御が非実施である場合に想定される車両の減速度と、前記第２所定車速とに基づいて設定されることを特徴とする車両制御装置。

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