JP6103844B2 - アイドルストップ車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、アイドルストップ車両を制御する制御装置に関する。特に、アイドルストップ中におけるブレーキアクチュエータの制御に関する。

信号待ち等、車両の一時停車時に内燃機関のアイドル回転を停止させて燃費の向上を図るアイドリングストップシステムが周知である。アイドリングストップシステムでは、車速が所定以下で、ブレーキペダルが踏み込まれており、冷却水温及びバッテリ電圧が十分高い、といった諸条件が成立したときに、内燃機関を自動的に停止させる。そして、アイドルストップの後、運転者がブレーキペダルから足を離す、またはアクセルペダルを踏み込む等の再始動要求があったときに、スタータモータのピニオンギアをフライホイール（ＭＴ車の場合）またはドライブプレート（ＡＴ車の場合）外周のリングギアに噛合させ、クランキングを行い機関を再始動する。

アイドリングストップシステムを採用した車両には、ヒルホールド（または、ヒルスタートアシストコントロール）と呼称されるブレーキ制御機能が実装されている。これは、坂路上でのアイドルストップ中、運転者の足がブレーキペダルからアクセルペダルへと踏み換えられる際に車両がずり下がることのないよう、予めブレーキ液圧力を供給する液圧回路上に存在するソレノイドバルブに通電して液圧回路を遮断し、ブレーキ装置に供給された液圧力を保持しておくものである（例えば、下記特許文献を参照）。

ヒルホールド制御は、アイドルストップの開始を契機として実施し、アイドルストップの終了まで継続する。この間、ソレノイドバルブに通電し続けており、電力を消費している。その電力は、内燃機関から駆動力の供給を受けて回転するオルタネータによって発電する。つまり、ヒルホールド制御を実施する頻度が高いほど燃料を消費し、実効的な燃費が低下してゆくということになる。

特開２０１１−００１０２８号

本発明は、上述の問題に初めて着目してなされたものであって、アイドルストップ車両の燃費のさらなる追求を所期の目的としている。

本発明では、内燃機関のアイドリングを停止するアイドルストップ中に、車輪に付帯するブレーキ装置に液圧力を供給する液圧回路上に存在するソレノイドバルブに通電して当該ソレノイドバルブにより液圧回路を遮断し、ブレーキ装置に供給された液圧力を保持することができるものであって、ある車輪に付帯するブレーキ装置に液圧力を供給する液圧回路上に存在する第一のソレノイドバルブと、他の車輪に付帯するブレーキ装置に液圧力を供給する液圧回路上に存在する第二のソレノイドバルブとを別個独立に操作することが可能であり、アイドルストップ中に車両が所在する路面の勾配を検出し、その勾配の大きさが閾値を下回るときには、前記第一のソレノイドバルブ及び前記第二のソレノイドバルブのうち一方に対して通電を行い、他方に対しては通電を行わず、アイドルストップ中に検出した路面の勾配が閾値を下回り、前記第一のソレノイドバルブ及び前記第二のソレノイドバルブのうち一方に対して通電を行い、他方に対して通電を行っていない状態で、車両が移動していることを感知した場合には、以後のアイドルストップ機会において、必ず前記他方のソレノイドバルブに対して通電を行うアイドルストップ車両の制御装置を構成した。

車両が比較的平坦な路面上に所在しているならば、運転者の足がブレーキペダルからアクセルペダルへと踏み換えられる際に車両がずり下がるおそれは小さい。従って、一部のソレノイドバルブに通電（して液圧回路を遮断）しないこととして、電力消費を抑制するようにしたのである。

ある車輪に付帯するブレーキ装置に液圧力を供給する液圧回路上に存在する第一のソレノイドバルブと、他の車輪に付帯するブレーキ装置に液圧力を供給する液圧回路上に存在する第二のソレノイドバルブとを別個独立に操作することが可能であり、アイドルストップ中に車両が所在する路面の勾配を検出し、その勾配の大きさが閾値を下回るときには、前記第一のソレノイドバルブ及び前記第二のソレノイドバルブのうち一方に対して通電を行い、他方に対しては通電を行わないものとすれば、車両が比較的平坦な路面上に所在しているときには一方の車輪に付帯するブレーキ装置に供給される液圧力のみを保持し、車両が坂路上に所在しているときには両方の車輪に付帯するブレーキ装置に供給される液圧力を保持するというように、ヒルホールド制御のために用いるブレーキ装置を使い分けることができ、アイドルストップ中の車両の確実な制動と電力消費の削減との両立を図り得る。

アイドルストップ中に検出した路面の勾配が閾値を下回り、前記第一のソレノイドバルブ及び前記第二のソレノイドバルブのうち一方に対して通電を行い、他方に対して通電を行っていない状態で、車両が移動していることを感知した場合には、以後のアイドルストップ機会において、必ず前記他方のソレノイドバルブに対して通電を行うものとすれば、一方の系統の液圧回路、ソレノイドバルブまたはブレーキ装置に故障や作動液の漏れ等が発生したとしても、他方のブレーキ装置によりアイドルストップ中の車両を制動できるというフェイルセーフが実現される。

本発明によれば、アイドルストップ車両の燃費のさらなる向上を期待できる。

本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。 同実施形態におけるブレーキアクチュエータを示す図。 同実施形態の制御装置が実施する処理の手順例を示すフロー図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に、車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

図２に、本実施形態におけるアイドルストップ車両に搭載されるブレーキアクチュエータの液圧回路を示す。ブレーキアクチュエータは、既知の液圧式のブレーキ倍力機構からブレーキ液圧力の供与を受ける。即ち、ブレーキペダルに加わる踏力を、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流（特に、吸気マニホルド３４）に生ずる負圧を利用するブレーキブースタ（図示せず）により増幅し、この増幅したブレーキ力をマスタシリンダ（図示せず）を介してブレーキ液圧力に変換して、そのマスタシリンダ圧をブレーキアクチュエータの入力ライン５１、５２に入力する。

入力ライン５１、５２は、二系統存在する。第一の系統の入力ライン５１は、車両の右前輪及び左後輪に付帯するブレーキ装置７１、７２に接続しており、これらブレーキ装置７１、７２に液圧力を供給する。第二の系統の入力ライン５２は、車両の左前輪及び右後輪に付帯するブレーキ装置７３、７４に接続しており、これらブレーキ装置７３、７４に液圧力を供給する。

ブレーキ装置７１、７２、７３、７４は、例えば、ディスクブレーキにおいて車輪とともに回転するディスクの両面にパッドを押し付けて制動力を発生させるためのブレーキキャリパ７１、７３であったり、ドラムブレーキにおいて車輪とともに回転するドラムの内面にシューを押し付けて制動力を発生させるためのホイールシリンダ７２、７４であったりする。本実施形態では、前輪側にブレーキキャリパ７１、７３を、後輪側にホイールシリンダ７２、７４を、それぞれ設けている。

各系統の入力ライン５１、５２とブレーキ装置７１、７２、７３、７４とを繋ぐ液圧回路上には、マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２を配置している。マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１、６２は、電流信号ｌ、ｍの通電を受けている間は閉止し、通電を受けていない間は開放する。

第一の系統の回路上に存在する第一のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１は、閉止することにより、同系統に接続しているブレーキ装置である右前輪ブレーキキャリパ７１及び左後輪ホイールシリンダ７２に供給された液圧力を維持する役割を担う。第二の系統の回路上に存在する第二のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２は、閉止することにより、同系統に接続しているブレーキ装置である左前輪ブレーキキャリパ７３及び右後輪ホイールシリンダ７４に供給された液圧力を維持する役割を担う。

さらに、液圧回路上には、アンチロックブレーキシステムのための保持ソレノイドバルブ６３及び減圧ソレノイドバルブ６４をも配置してある。保持ソレノイドバルブ６３は、電流信号ｎの通電を受けている間は閉止し、通電を受けていない間は開放する。逆に、減圧ソレノイドバルブ６４は、電流信号ｏの通電を受けている間は開放し、通電を受けていない間は閉止する。

これらバルブ６３、６４の開放／閉止を組み合わせることにより、各ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給される液圧力を調節することが可能である。即ち、通常は保持ソレノイドバルブ６３を開放し減圧ソレノイドバルブ６４を閉止することで増圧しているが、保持ソレノイドバルブ６３を閉止し減圧ソレノイドバルブ６４を開放することで減圧を実現できる。リザーバ６５は、減圧時にブレーキ装置７１、７２、７３、７４から流入するブレーキ液を一時蓄える。電動ポンプ６６は、リザーバ６５に蓄えられたブレーキ液をマスタシリンダに向けて還流させる。なお、保持ソレノイドバルブ６３及び減圧ソレノイドバルブ６４の両方を閉止すれば、各ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給された液圧力を保持することもできる。

本実施形態の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、車両が現在所在している路面の勾配や車両の加速度を検出する加速度センサから出力される勾配信号ｆ、シフトレバーのレンジを知得するためのセンサ（シフトポジションスイッチ）から出力されるシフトレンジ信号ｇ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｈ等が入力される。

出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、第一のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１に対して閉弁制御信号ｌ、第二のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２に対して閉弁制御信号ｍ、保持ソレノイドバルブ６３に対して閉弁制御信号ｎ、減圧ソレノイドバルブ６４に対して開弁制御信号ｏ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、ブレーキ力といった各種運転パラメータを決定する。これら運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。しかして、ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏを出力インタフェースを介して印加する。

また、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動（冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある）時において、スタータモータ（セルモータ、図示せず）に制御信号ｐを入力し、スタータモータのピニオンギアをドライブプレート外周のリングギアに噛合させて機関を回転させるクランキングを行う。クランキングは、初爆から連爆へと至り、エンジン回転数が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。

図３に、本実施形態のＥＣＵ０がアイドルストップに際して実行する処理の手順を示す。ＥＣＵ０は、アイドルストップ要求が発生したときに（ストップＳ１）、内燃機関におけるインジェクタ１１からの燃料噴射（及び、点火）を停止する（ステップＳ２）。ステップＳ１では、車速が所定値（例えば、７ｋｍ／ｈ）以下であり、シフトポジションが走行レンジであり（ＡＴ車の場合）、ブレーキペダルが踏み込まれておりマスタシリンダ圧が所定値（例えば、０．７ＭＰａ）以上である（加えて、車載バッテリの電圧が所定以上であり、内燃機関の冷却水温が所定以上高い）等の諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ要求があったものと判定する。

その上で、ブレーキアクチュエータのヒルホールド制御を実施する。アイドルストップ中は内燃機関が停止し、ブレーキブースタによるブレーキ踏力の増幅作用が営まれず、また内燃機関からトルクコンバータを介して車輪に伝わるクリープ力（ＡＴ車の場合）も失われる。アイドルストップ中に車両が坂路上に所在していたとすると、運転者の足がブレーキペダルからアクセルペダルへと踏み換えられる際に、車両がずり下がる懸念がある。ヒルホールド制御は、このような車両のずり下がりを予防するものである。

ＥＣＵ０は、加速度センサを介して検出される路面の勾配の大きさを、所定の閾値と比較する（ステップＳ３）。アイドルストップ中に車両が所在する路面の勾配の大きさが閾値以上であるならば、第一のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１及び第二のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２の双方に通電してこれらを閉止し（ステップＳ４）、全ての車輪に付帯するブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給されている液圧力を保持する。

翻って、路面の勾配の大きさが閾値を下回るならば、第一のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１及び第二のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２のうち一方６１（または、６２）のみに通電してこれを閉止し（ステップＳ５）、一方の系統の車輪に付帯するブレーキ装置７１、７２（または、７３、７４）に供給されている液圧力のみを保持する。他方のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２（または、６１）には通電せず、他方の系統の車輪に付帯するブレーキ装置７３、７４（または、７１、７２）に供給されている液圧力は保持されない。

さらに、一方のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１（または、６２）のみに通電している状態で、車速センサを介して車両が移動していることを感知した場合には（ステップＳ６）、その旨の情報をＥＣＵ０のメモリに記憶保持する（ステップＳ７）とともに、以後のアイドルストップ中のステップＳ５において、必ず他方のソレノイドバルブ６２（または、６１）に対して通電を行うようにする。その際、一方のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１（または、６２）には通電を行わないこととしてもよいし、当該マスタシリンダカットソレノイドバルブ６１（または、６２）にも通電を行うようにしてもよい。

アイドルストップ中、再始動要求が発生したときには（ステップＳ８、Ｓ９）、スタータモータのピニオンギアをフライホイール（ＭＴ車の場合）またはドライブプレート（ＡＴ車の場合）外周のリングギアに噛合させて内燃機関のクランキングを行い、かつインジェクタ１１からの燃料噴射（及び、点火）を再開して内燃機関を再始動する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。ステップＳ８、Ｓ９では、シフトポジションが非走行レンジに変更された（ＡＴ車の場合）、ブレーキペダルの踏み込みが緩められてマスタシリンダ圧が所定値（例えば、０．１ＭＰａ）以下に低下した、アクセルペダルが踏まれた、または内燃機関の停止から所定時間（例えば、３分）が経過した、等の何れかの成立を以て、再始動要求があったものと判定する。

並びに、アイドルストップ中に閉止していた第一のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６１及び／または第二のマスタシリンダカットソレノイドバルブ６２への通電を遮断してこれを開放する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。

本実施形態では、内燃機関のアイドリングを停止するアイドルストップ中に、車輪に付帯するブレーキ装置７１、７２、７３、７４に液圧力を供給する液圧回路上に存在するソレノイドバルブ６１、６２に通電して当該ソレノイドバルブ６１、６２により液圧回路を遮断し、ブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給された液圧力を保持することができるものであって、アイドルストップ中に車両が所在する路面の勾配を検出し、その勾配の大きさが閾値を下回るときには、前記ソレノイドバルブ６１、６２の一部に対して通電を行わないことを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置０を構成した。

車両が比較的平坦な路面上に所在しているならば、運転者の足がブレーキペダルからアクセルペダルへと踏み換えられる際に車両がずり下がるおそれは小さく、強力なヒルホールド制御は不要である。従って、一方のソレノイドバルブ６１（または、６２）に通電せず、一方の系統の液圧回路を遮断しない、即ち当該系統のブレーキ装置７１、７２（または、７３、７４）に供給するべき液圧力を維持しないこととして、電力消費を抑制し、以て実効燃費のより一層の向上を実現することができる。

加えて、ある車輪に付帯するブレーキ装置７１、７２に液圧力を供給する液圧回路上に存在する第一のソレノイドバルブ６１と、他の車輪に付帯するブレーキ装置７３、７４に液圧力を供給する液圧回路上に存在する第二のソレノイドバルブ６２とを別個独立に操作することが可能であり、アイドルストップ中に車両が所在する路面の勾配を検出し、その勾配の大きさが閾値を下回るときには、前記第一のソレノイドバルブ６１及び前記第二のソレノイドバルブ６２のうち一方６１（または、６２）に対して通電を行い、他方６２（または、６１）に対しては通電を行わないものとしたため、車両が比較的平坦な路面上に所在しているときには一方の車輪に付帯するブレーキ装置７１、７２（または、７３、７４）に供給される液圧力のみを保持し、車両が坂路上に所在しているときに限り両方の車輪に付帯するブレーキ装置７１、７２、７３、７４に供給される液圧力を保持するというように、ヒルホールド制御のために用いるブレーキ装置７１、７２、７３、７４を使い分けることができ、アイドルストップ中の車両の確実な制動と電力消費の削減との両立を図り得る。

しかも、アイドルストップ中に検出した路面の勾配が閾値を下回り、前記第一のソレノイドバルブ６１及び前記第二のソレノイドバルブ６２のうち一方６１（または、６２）に対して通電を行い、他方６２（または、６１）に対して通電を行っていない状態で、車両が移動していることを感知した場合には、以後のアイドルストップ機会において、必ず前記他方のソレノイドバルブ６２（または、６１）に対して通電を行うものとしたため、一方の系統の液圧回路、ソレノイドバルブ６１（または、６２）やブレーキ装置７１、７２（または、７３、７４）に故障や作動液の漏れ等が発生したとしても、他方のブレーキ装置７３、７４（または、７１、７２）によりアイドルストップ中の車両を制動できるというフェイルセーフが実現される。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、アイドルストップ中に車両が所在する路面の勾配の大きさが閾値を下回るときに、第一のソレノイドバルブ６１及び第二のソレノイドバルブ６２のうち一方６１（または、６２）に通電してこれを閉止する（ステップＳ５）こととしていたが、このとき、両ソレノイドバルブ６１、６２ともに通電せず、全ブレーキ装置７１、７２、７３、７４について液圧力を保持しない態様をとることも考えられる。

その他、各部の具体的構成や具体的な処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、アイドルストップ車両の制御に利用できる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
６１…第一のソレノイドバルブ
６２…第二のソレノイドバルブ
７１、７２…ある車輪に付帯するブレーキ装置
７３、７４…他の車輪に付帯するブレーキ装置

Claims (1)

1. 内燃機関のアイドリングを停止するアイドルストップ中に、車輪に付帯するブレーキ装置に液圧力を供給する液圧回路上に存在するソレノイドバルブに通電して当該ソレノイドバルブにより液圧回路を遮断し、ブレーキ装置に供給された液圧力を保持することができるものであって、
   ある車輪に付帯するブレーキ装置に液圧力を供給する液圧回路上に存在する第一のソレノイドバルブと、他の車輪に付帯するブレーキ装置に液圧力を供給する液圧回路上に存在する第二のソレノイドバルブとを別個独立に操作することが可能であり、
   アイドルストップ中に車両が所在する路面の勾配を検出し、その勾配の大きさが閾値を下回るときには、前記第一のソレノイドバルブ及び前記第二のソレノイドバルブのうち一方に対して通電を行い、他方に対しては通電を行わず、
   アイドルストップ中に検出した路面の勾配が閾値を下回り、前記第一のソレノイドバルブ及び前記第二のソレノイドバルブのうち一方に対して通電を行い、他方に対して通電を行っていない状態で、車両が移動していることを感知した場合には、以後のアイドルストップ機会において、必ず前記他方のソレノイドバルブに対して通電を行うアイドルストップ車両の制御装置。

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