JP6007816B2

JP6007816B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP6007816B2
Application number: JP2013024819A
Authority: JP
Inventors: 宏和加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2033-02-12
Also published as: JP2014152741A

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、アイドリングストップからのエンジン再始動時におけるもたつきを抑えるための改良に関する。

所定のエンジン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、所定のエンジン始動条件に基づいて前記エンジンを再始動する自動始動制御と、所定のブレーキホールド条件に基づいてブレーキ操作が解除されてもブレーキ力を維持するブレーキホールド制御とを、実行する車両の制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたアイドルストップ車の制御装置がそれである。

特開２０１２−１７２６３７号公報

アイドリングストップからの前記エンジン始動条件としては、アクセル開度が所定開度以上であることや、アクセル操作時間が所定時間以上であること等が考えられる。前記ブレーキホールド制御の実行中においては、運転者の足がブレーキペダルから離れていることが考えられ、アクセルペダルを踏み込むだけでエンジン始動延いては車両発進が行われる。しかし、前記従来の技術において、アイドリングストップからのエンジン再始動時にブレーキホールド制御が行われている場合には、アクセルペダルを踏み込んだとしても前記エンジン始動条件が成立するまでエンジンの始動延いては車両発進が行われないため、運転者がもたつきを感じるという不具合があった。このような課題は、車両の性能向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。

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、アイドリングストップからのエンジン再始動時におけるもたつきを抑える車両の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、所定のエンジン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、アクセル開度が所定開度以上であること及びアクセル操作時間が所定時間以上であることの少なくとも一方を含む所定のエンジン始動条件に基づいて、前記エンジンを再始動する自動始動制御と、所定のブレーキホールド条件に基づいてブレーキ操作が解除されてもブレーキ力を維持し、アクセルペダルの踏込操作が行われた場合を含む所定のブレーキホールド解除条件の成立に基づいて前記ブレーキ力の維持を終了するブレーキホールド制御とを、実行する車両の制御装置であって、前記ブレーキホールド制御の実行時には、前記エンジン始動条件における前記所定開度及び前記所定時間のうち少なくとも一方が、前記ブレーキホールド制御の非実行時に比べて小さいことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記ブレーキホールド制御の実行時には、前記エンジン始動条件における前記所定開度及び前記所定時間のうち少なくとも一方が、前記ブレーキホールド制御の非実行時に比べて小さいことから、前記ブレーキホールド制御の実行時にはアクセル操作に応じて速やかにエンジン始動延いては車両発進できる一方、前記ブレーキホールド制御の非実行時には運転者の意図しないエンジン始動を抑制することができる。すなわち、アイドリングストップからのエンジン再始動時におけるもたつきを抑える車両の制御装置を提供することができる。

本発明が好適に適用される車両の駆動系統及び制御系統の一例を示す図である。図１の車両における制御装置に備えられた制御機能の要部を示す機能ブロック線図である。図１の車両における制御装置によるエンジン自動停止／自動始動制御の一例の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両１０の駆動系統及び制御系統の一例を示す図である。この図１に示すように、本実施例の車両１０は、駆動源であるエンジン１２と、駆動輪である１対の前輪１４と、１対の後輪１６と、前記エンジン１２と前輪１４との間の動力伝達経路に設けられた変速機１８とを、備えている。すなわち、前記車両１０は、好適には、ＦＦ（前置エンジン前輪駆動）型車両である。

前記エンジン１２は、例えば、燃料が燃焼室内に直接噴射される筒内噴射型の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。前記エンジン１２には、そのエンジン１２の駆動（出力トルク）を制御するための各種装置が設けられている。例えば、図２に示すように、前記エンジン１２に備えられた電子スロットル弁を開閉制御するスロットルアクチュエータ２０、燃料噴射制御を行う燃料噴射装置２２、及び点火時期制御を行う点火装置２４等が設けられている。

前記変速機１８は、例えば、予め定められた複数の変速段（変速比）の何れかが選択的に成立させられる有段式の自動変速機構であり、斯かる変速を行うために複数の係合要素を備えて構成されている。例えば、多板式のクラッチやブレーキ等、油圧アクチュエータによって係合制御される複数の油圧式摩擦係合装置を備えており、図示しない油圧制御回路から供給される油圧に応じてそれら複数の油圧式摩擦係合装置が選択的に係合乃至開放されることにより、それら油圧式摩擦係合装置の連結状態の組合せに応じて複数（例えば、第１速から第６速）の前進変速段（前進ギヤ段、前進走行用ギヤ段）、或いは後進変速段（後進ギヤ段、後進走行用ギヤ段）の何れかが選択的に成立させられる。前記変速機１８は、或いは、よく知られたベルト式無段変速機（ＣＶＴ）等であってもよい。

前記車両１０は、図１に例示するような制御系統を備えている。すなわち、エンジン制御装置２６、エコラン制御装置２８、ブレーキ制御装置としてのＶＳＣ３０、エアコン制御装置３２、及び統合制御装置３４（以下、特に区別しない場合には制御装置２６等という）を備えている。これら制御装置２６等は、何れもＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵが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。すなわち、前記車両１０においては、前記制御装置２６等が複数の制御装置（ＥＣＵ）に分けて構成され、相互に情報の通信が行われることで各種制御を実行する車両の制御装置について説明するが、前記制御装置２６等が単一の制御装置として構成されたものであってもよい。本実施例においては、前記エンジン制御装置２６、エコラン制御装置２８、及びＶＳＣ３０等が車両１０の制御装置に相当する。

前記制御装置２６等には、前記車両１０に設けられた各センサ乃至スイッチ等により検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、アクセルペダル３６の踏込操作に対応してアクセル開度センサ３８により検出されるアクセル開度Ａ_CCを表す信号、ブレーキペダル４０の踏込操作に対応してブレーキブースト負圧センサ４２により検出されるブレーキブースト負圧Ｐ_bを表す信号、クランク角センサ４４により検出される前記エンジン１２のクランク角（位置）Ａ_CRを表す信号、カム角センサ４６により検出されるカム角Ａ_CAを表す信号、車速センサ４８により検出される前記変速機１８の出力回転速度Ｎ_OUTに対応する車速Ｖを表す信号、バッテリセンサ５２により検出されるバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣを表す信号、エコランキャンセルスイッチ５４のオン・オフを表す信号、フードロックスイッチ５６のオン・オフを表す信号、及びブレーキホールドスイッチ７０のオン・オフを表す信号等が前記制御装置２６等に入力される。

前記制御装置２６等から、前記車両１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、前記エンジン１２の駆動制御のために前記スロットルアクチュエータ２０、燃料噴射装置２２、及び点火装置２４等に供給される信号、前記エンジン１２の始動制御のためにタンデムスタータ５８及びタンデムスタータ駆動リレー６０等に供給される信号、電動オイルポンプ６２の駆動制御のためにその電動オイルポンプ６２に備えられたモータ等に供給される信号、及びエアコン６４の作動制御のための信号等が、前記制御装置２６等から各装置へ供給される。前記車両１０は、運転席付近にメータ６６を備えており、前記制御装置２６等から供給される信号により、車速Ｖやエコランモードのオン・オフ等が前記メータ６６に表示される。前記エンジン１２の駆動時においてはオルタネータ６８により発電が行われ、発電された電気エネルギが前記バッテリ５０に蓄積される。前記タンデムスタータ５８は、前記エンジン１２の始動時において、前記バッテリ５０に蓄積された電気エネルギを用いて前記エンジン１２のクランキングを行う。

前記エンジン制御装置２６は、前記エンジン１２の駆動を制御する。すなわち、スロットル制御のために前記スロットルアクチュエータ２０により前記電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射制御のために前記燃料噴射装置２２による燃料噴射を制御し、点火時期制御のために前記点火装置２４による点火時期を制御する等して前記エンジン１２の出力制御を実行する。前記エンジン１２の始動時において、前記バッテリ５０に蓄積された電気エネルギを用いて前記タンデムスタータ５８により前記エンジン１２のクランキングを行う。斯かるクランキングによりエンジン回転速度Ｎ_Eが引き上げられると共に、前記燃料噴射装置２２及び点火装置２４等を介してエンジン点火や燃料供給が開始されることで前記エンジン１２の自律運転が開始される。

前記エコラン制御装置２８は、前記車両１０におけるエコラン制御を行う。すなわち、信号待ちや渋滞等で前記車両１０が停止中である場合に、自動的に前記エンジン１２を停止する制御を実行する。運転者により車両発進意図を表す操作が行われた場合、前記エンジン１２を再始動して前記車両１０を発進させる制御を行う。具体的には、前記エンジン制御装置２６を介して後述する自動停止制御及び自動始動制御を実行する。好適には、前記エコランキャンセルスイッチ５４がオンとされた状態においては、斯かる自動停止制御及び自動始動制御を非実行とする（実行しない）。

前記ＶＳＣ３０は、前記車両１０の旋回時等における姿勢を安定させる車両挙動制御を行う。例えば、前記前輪１４及び後輪１６にそれぞれ備えられたブレーキ装置を制御すること等により係る制御を行う。具体的には、図示しない車輪速センサにより検出される各車輪すなわち前記前輪１４及び後輪１６の回転速度等から、オーバーステアやアンダーステア等の前記車両１０が不安定な状態が検知された場合、前記前輪１４及び後輪１６にそれぞれ備えられたブレーキ装置を制御すること等により、前記車両１０の姿勢を自動制御して急激な挙動変化を抑える制御を行う。

図２は、前記制御装置２６等に備えられた制御機能の要部を示す機能ブロック線図である。この図２に示す自動停止制御部８０は、所定のエンジン停止条件に基づいて前記エンジン１２を自動停止する自動停止制御（アイドリングストップ制御）を行う。例えば、前記車両１０が停止し、前記エンジン１２がアイドリング状態に入ったことを前記エンジン停止条件として前記自動停止制御を行う。すなわち、好適には、前記車速センサ４８により検出される車速Ｖが零であり、且つ、前記エンジン１２がアイドリング状態（アイドル運転状態）である場合には、前記エンジン停止条件が成立したものとして前記自動停止制御を行う。好適には、前記車速センサ４８により検出される車速Ｖが零であり、且つ、前記エンジン１２がアイドリング状態である状態が予め定められた規定時間以上継続した場合に、前記エンジン停止条件が成立したものとして前記自動停止制御を行う。具体的には、前記エンジン制御装置２６を介して前記燃料噴射装置２２による燃料噴射制御及び前記点火装置２４による点火制御等を停止させる。

前記自動停止制御部８０により前記エンジン１２を自動停止する自動停止制御が行われた場合、好適には、前記エンジン１２の停止時点におけるクランク角Ａ_CRがメモリ等に記憶される。好適には、前記エンジン１２が停止させられている間、前記電動オイルポンプ６２が駆動され、その電動オイルポンプ６２から所定の油圧が発生させられる。斯かる制御により、前記エンジン１２の再始動時に前記変速機１８に必要十分な油圧が供給される。前記自動停止制御部８０は、好適には、前記エンジン停止条件が成立する場合であっても、所定のエンジン停止禁止条件が成立する場合には、前記自動停止制御を実行しない（非実行とする）。例えば、フードパネルを開けたまま前記エンジン１２の始動が行われた場合、前記ブレーキブースト負圧センサ４２により検出されるブレーキブースト負圧Ｐ_bが規定の閾値未満である場合、或いは前記バッテリセンサ５２により検出される前記バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが規定の閾値未満である場合等には、前記エンジン停止条件が成立する場合であっても前記自動停止制御を実行しない。

自動始動制御部８２は、所定のエンジン始動条件に基づいて、前記エンジン１２を再始動する自動始動制御を行う。すなわち、前記自動停止制御部８０により前記エンジン１２の自動停止が行われた場合に、前記エンジン始動条件が成立する場合には、前記エンジン１２を再始動する自動始動制御（アイドリングストップからの再始動制御）を行う。このエンジン始動条件は、（ａ）前記アクセル開度センサ３８により検出されるアクセル開度Ａ_CCが所定開度Ａ_bo以上であること、及び（ｂ）前記アクセルペダル３６の操作時間Ｔが所定時間Ｔ_bo以上であることの少なくとも一方を含む。このアクセルペダル３６の操作時間Ｔとは、例えば、前記アクセル開度センサ３８により検出されるアクセル開度Ａ_CCが零よりも大きい値（正の値）である状態が継続した時間をいうものであるが、前記アクセル開度センサ３８とは別にアクセル操作の有無を検出するセンサを備えた構成においては、そのセンサによりアクセル操作が検出される状態（アクセルオン状態）が継続した時間であってもよい。前記自動始動制御部８２は、好適には、シフトポジションが走行ポジション（Ｄポジション）であり、前記ブレーキペダル４０の踏込操作が行われておらず（ブレーキペダル４０から運転者の足が離されており）、且つ前記（ａ）及び（ｂ）のうち少なくとも一方の条件が充たされる場合には、前記エンジン始動条件が成立したものとして前記自動始動制御を行う。具体的には、前記エンジン制御装置２６を介して前記バッテリ５０に蓄積された電気エネルギを用いて前記タンデムスタータ５８により前記エンジン１２のクランキングを行い、エンジン回転速度Ｎ_Eが所定値以上まで引き上げられた後に、前記燃料噴射装置２２及び点火装置２４等を介してエンジン点火や燃料供給を開始することで前記エンジン１２の自律運転を開始させる。

前記自動始動制御部８２は、好適には、前記自動停止制御部８０による前記エンジン１２の自動停止時にメモリ等に記憶されたクランク角Ａ_CRに基づいて前記エンジン１２を再始動する自動始動制御を行う。すなわち、メモリ等に記憶された前記エンジン１２の自動停止時におけるクランク角Ａ_CRに基づき、前記エンジン１２の再始動時にどのシリンダから燃料を噴射し点火するのか等を決定する。前記自動始動制御部８２は、好適には、前記エンジン始動条件が成立する場合であっても、所定のエンジン始動禁止条件が成立する場合には、前記自動始動制御を実行しない（非実行とする）。例えば、シフトポジションが非走行ポジション（Ｎポジション又はＰポジション）である場合には、前記エンジン始動条件が成立する場合であっても前記自動始動制御を実行しない。

ブレーキホールド制御部８４は、所定のブレーキホールド条件に基づいて、ブレーキ操作が解除されてもブレーキ力（制動力）を維持するブレーキホールド制御を行う。すなわち、前記ブレーキペダル４０の踏込操作が行われず、そのブレーキペダル４０から運転者の足が離された状態においても、前記ＶＳＣ３０等を介して前記前輪１４及び後輪１６に備えられたブレーキ装置にブレーキ力を発生させる制御を行う。例えば、前記ブレーキホールドスイッチ７０がオンである場合において、前記ブレーキペダル４０の踏込操作により減速が行われて前記車両１０が停止した場合には、前記ブレーキペダル４０の踏込操作が解除された後（ブレーキペダル４０から運転者の足が離された後）も前記ブレーキ装置にブレーキ力を発生させる制御を行う。前記ブレーキホールド制御部８４は、所定のブレーキホールド解除条件に基づいて、前記ブレーキホールド制御を解除する。例えば、前記アクセルペダル３６の踏込操作が行われた場合には、前記ブレーキホールド解除条件が成立したものとして前記ブレーキホールド制御を解除する。好適には、前記アクセル開度センサ３８により検出されるアクセル開度Ａ_CCが規定の閾値以上となった場合には、前記ブレーキホールド解除条件が成立したものとして前記ブレーキホールド制御を解除する。このブレーキホールド解除条件に係るアクセル開度Ａ_CCの閾値は、好適には、前記エンジン始動条件に係るアクセル開度Ａ_CCの閾値すなわち前記所定開度Ａ_boよりも小さい。

前記自動始動制御部８２は、好適には、前記ブレーキホールド制御部８４による前記ブレーキホールド制御の実行時には、非実行時に比べて前記エンジン始動条件に係るアクセルオンの判定条件を厳しくする。換言すれば、より軽微なアクセル操作に対応してアクセルオンの判定が行われるように前記エンジン始動条件を設定（変更）する。すなわち、前記ブレーキホールド制御部８４による前記ブレーキホールド制御の実行時には、前記エンジン始動条件における前記所定開度Ａ_bo及び前記所定時間Ｔ_boのうち少なくとも一方が、前記ブレーキホールド制御の非実行時に比べて小さい値とされる。例えば、前記ブレーキホールド制御の実行時には、前記エンジン始動条件における前記所定開度Ａ_boが０．５％以上、前記所定時間Ｔ_boが０（すなわちアクセルオンとされた後即）等とされるが、前記ブレーキホールド制御の非実行時には、前記エンジン始動条件における前記所定開度Ａ_boが５％以上、前記所定時間Ｔ_boが２００ｍｓ以上等とされる。

図３は、前記制御装置２６等によるエンジン自動停止／自動始動制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記自動停止制御及び自動始動制御（ストップアンドスタート制御；Ｓ＆Ｓ）を実行するモードが成立させられているか否か（エコモード２又は３であるか否か）が判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、例えば前記ブレーキホールドスイッチ７０がオンである等、前記ブレーキホールド制御を実行するモードが成立させられているか否か（ブレーキホールド制御実行中或いはブレーキホールド制御スタンバイ中であるか否か）が判断される。このＳ２の判断が肯定される場合には、Ｓ３において、前記自動始動制御の実行条件すなわち前記エンジン始動条件におけるアクセルオン判定が厳しく設定される。例えば、前記エンジン始動条件における前記所定開度Ａ_boが０．５％以上、前記所定時間Ｔ_boが０等と設定された後、本ルーチンが終了させられる。Ｓ２の判断が否定される場合には、Ｓ４において、前記自動始動制御の実行条件すなわち前記エンジン始動条件におけるアクセルオン判定が通常値（Ｓ３における設定値よりも高い値）に設定される。例えば、前記エンジン始動条件における前記所定開度Ａ_boが５％以上、前記所定時間Ｔ_boが２００ｍｓ以上等と設定された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ１が前記自動停止制御部８０の動作に、Ｓ１、Ｓ３、及びＳ４が前記自動始動制御部８２の動作に、Ｓ２が前記ブレーキホールド制御部８４の動作に、それぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、前記ブレーキホールド制御の実行時には、前記エンジン始動条件における前記所定開度Ａ_bo及び前記所定時間Ｔ_boのうち少なくとも一方が、前記ブレーキホールド制御の非実行時に比べて小さいことから、前記ブレーキホールド制御の実行時にはアクセル操作に応じて速やかにエンジン始動延いては車両発進できる一方、前記ブレーキホールド制御の非実行時には運転者の意図しないエンジン始動を抑制することができる。すなわち、アイドリングストップからのエンジン再始動時におけるもたつきを抑える前記車両１０の制御装置２６等を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：車両、１２：エンジン、２６：エンジン制御装置、２８：エコラン制御装置、３０：ＶＳＣ

Claims

所定のエンジン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、
アクセル開度が所定開度以上であること及びアクセル操作時間が所定時間以上であることの少なくとも一方を含む所定のエンジン始動条件に基づいて、前記エンジンを再始動する自動始動制御と、
所定のブレーキホールド条件に基づいてブレーキ操作が解除されてもブレーキ力を維持し、アクセルペダルの踏込操作が行われた場合を含む所定のブレーキホールド解除条件の成立に基づいて前記ブレーキ力の維持を終了するブレーキホールド制御と
を、実行する車両の制御装置であって、
前記ブレーキホールド制御の実行時には、前記エンジン始動条件における前記所定開度及び前記所定時間のうち少なくとも一方が、前記ブレーキホールド制御の非実行時に比べて小さい
ことを特徴とする車両の制御装置。