JP6220708B2 - エンジン制御装置および車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は所定の条件が整った際にエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止システムに関する。

環境への負担軽減を目的として、不要な二酸化炭素の排出量を減らすことのできるアイドリングストップが実施されている。効果的なアイドリングストップを行うため、交差点までの距離や信号機の色、交差点内の状況を車々間およびインフラシステムとの通信や車載カメラにより判定し、エンジンの停止および再始動のタイミングを判断する技術が知られている。（例えば、特許文献１、２参照）
また近年、より燃費向上に効果的なアイドリングストップを行うため、走行中の車両においてもエンジンを一時的に停止し、クラッチを外して惰性で走行させ、その後エンジンを再始動、クラッチを再締結する制御(以下走行中アイドリングストップと呼ぶ)も実施されている。（例えば、特許文献３）

特開２００１−２８９０８７号公報 特開２０１２−３１８１８号公報 特開２０１３−１９９１４４号公報

しかしながら、走行中にクラッチの再締結とエンジンの再始動を行う場合、車軸が回転していることにより、エンジン再始動後駆動力を発生させるまでの時間が、停車中のエンジン再始動よりも長くなることが考えられる。それにより、例えば自車両が対向車線を横断して右左折を行いたい場合に駆動力が発生するまでタイムラグが生じ、ドライバの所望の加速が出来ないことによって、対向車に接近してしまうなどの危険な状況が生じる可能性がある。

通信を活用した制御装置を活用するためには、交差点や各車両が通信装置を備えている必要がある。しかし、車載通信機やインフラ整備が整わない状態では、その効果を発揮することができないという問題点がある。また、例えば道路脇の店舗へ進入する際などの、交差点以外の場所での対向車線を横断して右左折を行う場合には安全な走行を提供できないという課題もある。

そこで本発明では、自車が対向車線を横断して右左折を行う場合を、自車の走行状態と自車両に搭載された外界認識センサで判定し、エンジンが停止状態の場合に自車が対向車線を横断して右左折を行う状況だと判断した時、エンジンの再始動を実施する。

本発明によれば、自車が通信などを用いて交差点位置情報を取得できない場合や、交差点以外の場所で対向車線を横断して右左折を行う状況を精度良く見極めてエンジンを始動させ、加速遅れの発生を抑制することができ、操作性が向上する。

第１実施形態におけるエンジン制御処理の流れを示す図である。 本発明に係る車両制御装置の一実施形態が適用された車両を概略的に示す概略構成図である。 図２に示す車両制御装置の内部構成を示す内部構成図である。 第１実施形態における先行車との速度情報を基に、対向車線の横断を推定する状況を模式的に示す図である。 第１実施形態における先行車との横位置を基に、対向車線の横断を推定する状況を模式的に示す図である。 第２実施形態における対向車情報を基、対向車線の横断を推定する状況を模式的に示す図である。 第３実施形態におけるエンジン制御処理の流れを示す図である。 第３実施形態における、対向車線を横断して右左折を行う際の状況を模式的に示す図である。 第４実施形態におけるエンジン制御処理の流れを示す図である。

以下、本発明の第一の実施形態を図１〜５を参照しながら説明する。

図２は、本発明に係る車両制御装置の一実施形態が適用された車両を概略的に示す概略構成図、図３は、図２に示す車両制御装置の内部構成を示す内部構成図である。

図２に示す車両１は、走行用動力源としての、例えば筒内噴射式ガソリンエンジン１０、該エンジン１０に接離可能な自動変速機１２、プロペラシャフト１３、ディファレンシャルギア１４、ドライブシャフト１５、４つの車輪１６、及び各車輪１６に設けられた摩擦ブレーキ１８を備えた一般的な構成の車両である。

車両１には、当該車両１に搭載配備された装置、アクチュエータ、機器類の統合制御を司る、本発明の車両制御装置５の主要部を構成する車両統合制御ユニット２０、エンジン制御を司るエンジン制御ユニット３０、変速機制御を司る変速機制御ユニット４０等の、マイクロコンピュータを内蔵した制御ユニットが所定部位に配置されている。各制御ユニット及び後述するセンサ類を含む装置、アクチュエータ、機器類は、車内ＬＡＮ（ＣＡＮ）を介して信号・データの授受を行えるようになっている。

車両１には、外界認識手段１７が配備されている。この外界認識手段１７は、マイクロコンピュータを内蔵した制御ユニット部分を有しており、制御ユニット部分は、撮影された映像に基づいて、自車の前方の先行車と自車との相対速度、自車の前方の先行車、障害物、対向車等と自車との距離（車間距離等）などを算出し、その算出結果を車両統合制御ユニット２０に送信する。

また、車両統合制御ユニット２０には、各車輪１６の回転速度を検出する４つの車輪速センサ２１、アクセルペダル２４が踏み込まれたことを検出するアクセルペダルセンサ２５、ブレーキペダル２７が踏み込まれたことを検出するブレーキペダルセンサ２８、方向指示器信号４等からの信号も送信される。

なお、図示する車両１は、本発明の車両制御装置を適用可能な車両の一例であり、本発明の車両制御装置を適用可能な車両の構成を限定するものではない。

外界認識手段１７としては、レーザーレーダーやミリ波レーダー、モノカメラ、ステレオカメラなどのうちの一つないし複数を組み合わせて使用してもよい。また、上記のように自車に搭載する外界認識センサに限定されず、路車間通信、車々間通信、あるいは地図情報を用いて取得してもよい。

前記エンジン制御ユニット３０には、前記車両統合制御ユニット２０や変速機制御ユニット４０等の制御ユニットからの信号・データの他に、エンジン１０に配備されたセンサ類から、エンジン１０の運転状態（例えば、エンジン回転数、吸入空気量、スロットル開度、筒内圧力等）を表わす、あるいはそれらを求める際の基礎となる様々な信号が送信される。エンジン制御ユニット３０は、それらの信号に基づいて、後述する図３に示すように、燃料噴射弁３１、点火コイルや点火プラグ等からなる点火ユニット３３、電制スロットル弁３４等に所定の制御信号を送信し、燃料噴射（量）制御、点火（時期）制御、スロットル開度制御等を実行する。

車両統合制御ユニット２０は、システム判定部５１とエンジン停止可否判定部５２とを有し、システム判定部５１は、４つの車輪速センサ２１やアクセルペダルセンサ２５に基づいて、自車の速度とアクセルペダルの踏み込み量に基づいて、エンジン停止許可の条件が成立したか否か、エンジン始動条件が成立したか否かを判定し、その判定結果をエンジン停止可否判定部５２へ送信する。

ここで、エンジン停止許可条件としては、自車の速度が所定速度以下で、アクセルペダルセンサ２５が零、即ち、アクセルペダル２４が踏まれていない時に、エンジン停止許可と判定し、アクセルペダルセンサ２５が零より大きい、即ち、アクセルペダルが踏まれているときに、エンジン始動条件が成立したと判定する。

エンジン停止可否判定部５２は、システム判定部５１がエンジン停止許可と判定され、外界認識手段１７と、方向指示器４によってエンジンを始動する必要がないと判断されたときには、エンジン停止指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。また、システム判定部５１がエンジン始動条件成立と判定された場合は、エンジン始動指令をエンジン制御ユニット３０に出力する。

エンジン制御ユニット３０は、エンジン停止可否判定部５２からエンジン停止指令が送信されると、燃料噴射弁３１への燃料噴射（駆動）パルス信号の供給を停止し、さらに点火ユニット３３への点火信号の供給も停止し、これにより、エンジン１０が停止される。

また、エンジン制御ユニット３０は、エンジン停止可否判定部５２からエンジン始動指令が送信されると、燃料噴射弁３１への燃料噴射（駆動）パルス信号の供給を再開し、さらに点火ユニット３３への点火信号の供給も再開し、これにより、エンジン１０が始動される。

さらに、エンジン停止可否判定部５２は、エンジン制御ユニット３０にエンジン停止指令を出力する際に、変速機制御ユニット４０にエンジン遮断指令を出力し、エンジン始動指令を出力する際に、変速機制御ユニット４０にエンジン接続指令を出力する。これにより、エンジン停止時にエンジン１０と変速機１２とが機械的に切り離され、エンジン再始動以降には、エンジン１０と変速機１２とが接続されて通常の動力伝達が行われる。

本実施形態の車両統合制御ユニット２０内のエンジン停止可否判定部５２における制御方法を、図１、４、５を参照しながら説明する。

本実施形態では図４に示すように、自車両５３と、他車両として先行車両５４の有無に応じた制御方法について図１を用いて説明する。

まず、図１に示すステップＳ１１１では、自車の走行状態として、速度や方向指示器４の情報を取得する。

ステップＳ１１２では、方向指示器情報４を基に、対向車線側の方向指示器が挙げられているかを判断する。方向指示器が対向車線側か否かを判断するためにはまず、通行中の道路が右側通行か左側通行かを判定する必要がある。判断する方法としては、仕向地に応じて、右側通行か、左側通行かを予め制御装置内に記憶させておく、あるいは外界認識手段１７を活用して、対向車を検知したときに、判断してもよい。通行中の道路が右側通行あるいは左側通行のいずれか判断した後に、方向指示器情報４の右、左の信号を基に、対向車線側の方向指示器がオンになっているか否かを判断し、対向車線側の方向指示器がオンと判定されたときはステップＳ１１３の処理を実施し、対向車線側の方向指示器がオフと判定されたときは処理を終了する。

ステップＳ１１３では、外界認識手段１７によって、先行車５４の有無を判定する。先行車５４が検出されなかったときはステップＳ１１８の処理に、検出されたときはステップＳ１１４の処理に移行する。ここで、対向車線側を横断する状況と判定され、エンジン始動が必要な状況と判断されたときに、ステップＳ１１８の処理に移行し、エンジン停止中であればステップＳ１１９に進み、エンジンを始動し、エンジンが停止していなければ、ステップＳ１２０に進み、エンジンの停止を抑制、即ち、エンジン停止を禁止して、処理を終了する。

ステップＳ１１４では、自車５３の車速情報と、外界認識手段１７によって得られた先行車５４の位置などを基に、先行車５４の速度から自車５３の速度の差を演算することで相対速度を取得し、ステップＳ１１５の処理に移行する。

ステップＳ１１５では、相対速度が零より小さい場合、即ち、自車速が先行車速よりも小さいと判定された場合には、自車５３が先行車５４への追従走行から離脱する動作と捉え、対向車線側を横断する状況と判断し、ステップＳ１１８の処理に進み、相対速度が零以上の場合は、ステップＳ１１６の処理に進む。ここで、相対速度が零より小さいという条件に加え、自車５３がブレーキペダル２７を踏んでいるときに、自車５３が先行車５４への追従走行から離脱する動作と判断してもよい。

ステップＳ１１６の自車の横位置判定を想定する走行シーンを図５に示す。

ステップＳ１１６では、外界認識手段１７によって先行車５４の横位置を検出し、自車５３の横位置と先行車５４の横位置を比較してステップＳ１１７に進む。ここで、自車両の横位置の基準とする情報は、先行車との相対横位置以外に、道路上の白線に自車の車道中央側のカーブミラーが被るかそれよりも対向車線側に寄っていることを用いても良いし、白線がない場合は建物や縁石などの立体物で規定される車道上で、自車の車道中央側のカーブミラーが車道の中央に被るかそれよりも対向車線側に寄っていることを用いてもよい。また、先行車５４の横位置の比較として、外界認識手段１７により、同一車線上に複数台の先行車５４を検知した場合は、最も対向車線側に存在する先行車５４の横位置を用いる。これにより、自車５３の横位置が対向車線側にある可能性が高いと判断でき、高精度に対向車線の横断を検出することができる。また、外界認識手段１７によって、先行車５４以外に、二輪車などを検知した場合は横位置の比較処理から除外する。

さらに、自車と前方車両の横位置を比較する際、外界認識手段１７によってカーブを検出し、曲率が取得可能な場合は、前方車両と自車の曲率中心まで距離を比較し、曲率情報が取得不可能な場合は、カーブ上にいる前方車両の横位置の比較処理から除外する。また、自車両がカーブ上にいるときは、前方車両との横位置の比較処理から除外する。

ステップＳ１１７では、先行車５４の横位置に対し、自車両の中心位置が対向車線側にあると判定したとき、自車両が対向車線側を横断する状況であると判断し、ステップＳ１１８に進み、それ以外は処理を終了する。また、カーブを検出し、曲率が取得可能な場合は、自車が前方車両よりも曲率中心まで距離が短いと判定したとき、自車両が対向車線側を横断する状況であると判断し、ステップＳ１１８に進むようにしてもよい。
ステップＳ１１８では、自車両のエンジンが停止しているか否かを判定し、停止している場合には、ステップＳ１１９に進み、エンジン始動処理を実施し、停止していない場合には、ステップＳ１２０に進み、エンジン停止抑制処理を実施する。

ステップＳ１１９では、エンジン停止状態からエンジンを始動するため、エンジン始動指令を出力する。

ステップＳ１２０では、エンジン始動状態からエンジン停止を抑制するため、エンジン停止指令を禁止する。

本実施例により、自車両が右左折を行う直前の状況を見極めることができ、右左折時の安全な走行を提供しつつ、燃費の向上を維持することができる。

本発明の第２実施形態について図６、７を用いて説明する。

第２実施形態では、図６に示すように自車５３に対し、対向車両５５の有無に応じた制御方法について、図７を用いて説明する。

ステップＳ１２３では、外界認識手段１７によって、対向車両５５の検出が可能か不可能かを判断する。具体的には、外界認識手段１７により、中央分離帯のフェンスや並木等の遮蔽物を検出した場合は、対向車を検知することできないため、ステップＳ１１８に進み、エンジン始動あるいはエンジン停止を抑制する。これにより、対向車両５５を見落とし、エンジンの始動遅れに伴う危険な状況が発生することを防ぐことができる。

一方、外界認識手段１７によって、対向車両５５の検出が可能と判断されたときは、ステップＳ１２４に進む。

ステップＳ１２４では、外界認識手段１７を用いて、対向車両５５の有無および車速を検出する。ここで対向車とは自車が走行する車道上で、自車５３と逆方向を向いている車両を指す。検出方法としては、外界認識手段１７によって、車両を検知し、自車５３と逆方向の速度を持った物体を対向車両と判断する方法や、外界認識手段１７の一つであるカメラを活用し、検出した物体が車両前面の特徴を有したものと認識することで、対向車両５５と判断する方法などを活用する。上記のいずれかの方法で対向車両５５を検出できた場合は、ステップＳ１２６の処理に進み、検出できなかった場合は、処理を終了する。

ステップＳ１２６では、検出した対向車両５５の速度が零より大きいとき、対向車両５５が走行していると判断し、自車両５３が対向車線を横断する場合に加速遅れが生じると危険であると判定し、ステップＳ１１８の処理に進み、エンジンを始動あるいはエンジンの停止を抑制する。 一方、対向車が走行していない場合は、自車両５３が対向車線を横断する場合には、加速遅れが生じても危険な状況は発生しないと判断して、処理を終了する。

本実施例により、対向車両５５が存在せず、対向車線を横断する際に伴う危険な状況が発生しない場合と判断されたときにはエンジン停止状態を維持させることで、燃費を向上させることができる。

本発明の第３の実施形態について説明する（第１実施形態と第２実施形態の変形例）。

第３の実施形態は、第１実施形態と第２実施形態では、他車両として前方車両もしくは対向車両の情報を用いているが、先行車両と対向車両の情報を同時に用いても良く、他車両として先行車両５４と、対向車両５５の有無に応じた制御方法を図８に記載する。

本実施形態の場合、自車５３と先行車５４の情報を活用した右左折意図判定を実施した後に、自車５３と対向車両５５の情報を活用した判定にすることで、上記操作により、自車が対向車線を横断する直前の状況であっても、対向車両が存在しないことによって、加速遅れの発生に伴う危険な状況が生じ得ない場合には、エンジンの始動もしくは停止の抑制を実施しないことができ、燃費の向上を最大限維持することができる。

本発明の第４の実施形態について説明する。

本実施形態の場合は、外界認識手段１７に何らかの欠陥が生じて情報が取得できなくなった場合の制御方法について、図９を用いて説明する。

ステップＳ１３０では、外界認識手段１７の異常の有無を検知し、外界認識手段１７に異常ありと判断されたときは、ステップＳ１３１の処理に進み、異常なしと判断されたときには、ステップＳ１１１の処理に進む。ここで、外界認識手段１７の異常とは、認識センサの故障や、認識センサとの信号線あるいは通信異常など、認識センサが正しく機能しないような状況を指す。

ステップＳ１３１では、外界認識手段１７が使用できないため、方向指示器４のオンが対向車線側か否かを判定ができない。その場合、エンジン始動遅れによる加速遅れを抑制するために、方向指示器４がオン、即ち、右折あるいは左折のいずれかの要求があったときには、ステップＳ１１８の処理に進み、エンジン停止中であればエンジンを始動させる。また、方向指示器４がオフの場合は、処理を終了する。

１ 車両
４ 方向指示器センサ
５ 車両制御装置
１０ エンジン
１２ 変速機
１３ プロペラシャフト
１４ ディファレンシャルギア
１５ ドライブシャフト
１６ 車輪
１７ 外界認識手段
１８ 摩擦ブレーキ
１９ ジャイロセンサ
２０ 車両統合制御ユニット
２１ 車輪速センサ
２４ アクセルペダル
２５ アクセルペダルセンサ
２７ ブレーキペダル
２８ ブレーキペダルセンサ
３０ エンジン制御ユニット
３１ 燃料噴射弁
３３ 点火ユニット
３４ 電制スロットル弁
４０ 変速機制御ユニット
５１ システム判定部
５２ エンジン停止可否判定部
５３ 自車両
５４ 先行車両
５５ 対向車両

Claims (10)

1. 所定の条件下でエンジンを自動停止することができる車両において、
   自車の右左折意図を取得する右左折意図取得手段と、
   他車両との位置関係及び相対速度情報を取得する手段と、
   前記自車の右左折意図情報と、前記他車両との位置関係及び相対速度情報を基に、エンジンの始動もしくはエンジンの停止の抑制を実施し、
   外界認識手段が対向車の検知を妨げる遮蔽物を検出した場合は、前記エンジンの始動もしくは前記エンジンの停止の抑制を実施することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記車両制御装置であって、
   前記右左折意図取得手段により、方向指示器が対向車を横断する方向に出されており、
   前記他車両との位置関係及び相対速度情報が、先行車の情報であって、自車と先行車の相対速度が零より小さいときに、エンジンの始動もしくはエンジンの停止の抑制を実施することを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
3. 前記車両制御装置であって、
   自車の進行方向に対し垂直な方向の自車および先行車位置を判定する手段をさらに有し、
   自車の進行方向に対し垂直な方向の自車および先行車位置を基に、エンジンの始動もしくはエンジンの停止の抑制を実施することを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
4. 前記自車の進行方向と垂直方向の自車および先行車位置を判定する手段において、
   自車の位置が先行車よりも対向車線に近いと判定したときに、エンジンの始動もしくはエンジンの停止の抑制を実施することを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
5. 前記車両制御装置であって、
   前記右左折意図取得手段により、方向指示器が対向車を横断する方向に出されており、
   前記他車両との位置関係及び相対速度情報が、対向車の情報であって、対向車の車速が零より大きいときに、エンジンの始動もしくはエンジンの停止の抑制を実施することを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
6. 先行車との位置情報は、自車進行方向と平行方向の位置情報、あるいは、自車の進行方向と垂直方向の情報の少なくとも１つを使用し、
   前記垂直方向の情報とは、道路上の白線に前記自車の車道中央側のカーブミラーが被るかそれよりも対向車線側に寄っているか否か、前記白線がない場合は立体物で規定される車道上で、前記自車の車道中央側のカーブミラーが前記車道の中央に被るかそれよりも対向車線側に寄っているか否か、のいずれかにに関する情報である、ことを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
7. 前記車両制御装置は、
   前記外界認識手段の異常を判定する手段をさらに有し、
   前記外界認識手段の異常判定の結果、異常と判定された場合で、かつ、方向指示器が右折あるいは左折のいずれかがオンであるときに、エンジンの始動もしくはエンジンの停止の抑制を実施することを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
8. 前記右左折意図情報は、前記車両に備えられた方向指示器の情報もしくは、ブレーキペダル踏み込み情報の少なくとも１つを使用して判断することを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
9. 前記外界認識手段は、前記自車に搭載され、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、モノカメラ、ステレオカメラ、路車間通信、車々間通信あるいは、地図情報の内、１つ乃至複数を組み合わせて取得することを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。
10. 前記他車両は、先行車両、二輪車、対向車両であることを特徴とする請求項1記載の車両制御装置。