JP6249761B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、アイドルストップ車両の制御装置に関する。

信号待ち等による車両の停車中に、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施することが知られている（例えば、下記特許文献１及び２を参照）。既存のアイドリングストップシステムでは、車速が所定値以下で、ブレーキペダルが閾値以上に踏み込まれており、内燃機関の冷却水温及び車載バッテリの電圧が十分高い、等といった諸条件が成立したときに、内燃機関を停止させる。アイドルストップ中、運転者がブレーキペダルから足を離すか、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は、内燃機関を再始動する。

アイドルストップを実行開始する条件の一つに、直近の内燃機関の再始動後に車速が所定値以上に上昇した履歴があるという加速履歴条件がある。これは、渋滞している道路上で内燃機関のアイドルストップと再始動とが頻繁に繰り返されることを予防するためである（下記特許文献２を参照）。

特開２０１２−１３７０１８号公報 特開平１１−２５７１２１号公報

近時では、車両の燃費性能の一層の向上を図るべく、アイドルストップ条件の一つである車速の条件を引き上げ、車両が停止するよりも先にアイドルストップを開始することが増えてきている。

車両の走行中に運転者がブレーキペダルを踏み、車両が制動されて停車に至る過程で、運転者が、車両の減速度を調整する目的で、踏み込んでいたブレーキペダルの踏み込みを緩めることがある。とりわけ、自動変速機を搭載した車両においては、車速の低下に伴って自動変速機の減速比が増大（即ち、ローギア化）し、車両の減速度が高くなることから、運転者が手ずから制動を緩和しようとする。結果、運転者の停車しようとする意思に反して、一旦はアイドルストップした内燃機関が再始動してしまう。

その後、運転者がブレーキペダルを踏み直し、車両が完全に停車したとしても、上に述べた加速履歴条件の存在により、アイドルストップ条件の成立が妨げられてしまう。そこで、車速が０になる前にアイドルストップを開始した場合、車速が０または０に近い値まで低下したことを検出したときから猶予時間（例えば、２秒）が経過する時点までは、加速履歴条件をアイドルストップ条件に含めないこととする。これにより、再度アイドルストップすることができるようになる。

しかし、車両に実装されている車速センサの検出限界により、現実には、内燃機関の制御を司る電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が、車両が停車するよりも前に車速が０まで低下したと判断してしまう。そして、その判断時点から猶予時間を計数することから、実際に車両が停止したときには既に猶予時間が経過しており、運転者がブレーキペダルを踏んでいるにもかかわらずアイドルストップが再開されないことが起こる。さすれば、燃費性能の向上の妨げとなるだけでなく、運転者に違和感を与えることにもなりかねない。

以上の問題に初めて着目してなされた本発明は、アイドルストップ車両におけるアイドルストップの機会を増加させることを所期の目的としている。

上述した課題を解決するべく、本発明では、アイドルストップ条件が成立したときに内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施する車両の制御装置であって、前記アイドルストップ条件の一つに、直近の内燃機関の再始動後に車速が所定値以上に上昇した履歴があるという加速履歴条件が含まれている一方、車速が０になる前にアイドルストップを開始した場合、車速が０まで低下したことを検出したときから猶予時間が経過する時点までは、前記加速履歴条件を前記アイドルストップ条件に含めないようにし、前記猶予時間を、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両の状況または路面の状況に応じて可変とした制御装置を構成した。

前記猶予時間は、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両の減速度が比較的小さい場合、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の運転者によるブレーキ操作量が比較的小さい場合、及び／または、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両が所在している路面の下り勾配が比較的大きい場合に、より長く設定する。

本発明によれば、アイドルストップ車両におけるアイドルストップの機会を増加させることができる。

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。 同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。 同実施形態の制御装置が実行する制御の内容を示すタイミング図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における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、火花点火式の４ストローク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。

本実施形態の車両には、ブレーキブースタ５が付帯している。ブレーキブースタ５は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側の部位、より具体的にはサージタンク３３から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ５は、負圧を蓄える定圧室と、大気圧が加わる変圧室とを有し、定圧室が負圧管路５１を介してサージタンク３３に接続している。負圧管路５１は、スロットルバルブ３２の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路５１上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ５２を設けてある。

運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ５により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ６において液圧力に変換される。マスタシリンダ６が出力する作動液圧は、液圧回路（図示せず）を介してブレーキキャリパやホイールシリンダといったブレーキ装置（図示せず）に伝達され、当該ブレーキ装置による車両の制動に用いられる。

本実施形態の制御装置たるＥＣＵ０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、ブレーキペダルが踏まれているか否かまたはブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキスイッチまたは踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気負圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、車両が所在している路面の勾配を検出する傾斜角センサ（または、加速度センサ）から出力される傾斜角（または、加速度）信号ｇ、マスタシリンダ６が吐出する作動液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出する液圧センサから出力されるマスタシリンダ圧信号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１３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、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋを出力インタフェースを介して印加する。

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、電動機（スタータモータまたはモータジェネレータ。図示せず）に制御信号ｏを入力し、電動機によりクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度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。

本実施形態のＥＣＵ０は、信号待ち等による車両の停車の際に、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施する。

図２に、車両が減速して停止する際にＥＣＵ０が実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ０は、アイドルストップ条件が成立したときに（ステップＳ１、Ｓ９）、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップの実行を開始する（ステップＳ４）。

ステップＳ１、Ｓ９では、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈないし１３ｋｍ／ｈの値）以下で、運転者によりブレーキペダルが踏まれている（ブレーキスイッチがＯＮ）かブレーキの操作量（ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧）が判定閾値を上回っており、冷却水温及びバッテリ電圧がそれぞれ所定値よりも高く、直近の内燃機関の再始動後に車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈないし１３ｋｍ／ｈの値）以上に上昇した履歴がある、といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。

但し、後述するように、車速が０または０に近い値まで低下したことを検出したときから計数して猶予時間が経過した時点までは、アイドルストップ条件から「直近の内燃機関の再始動後に車速が所定値以上に上昇した履歴がある」という加速履歴条件を除く（ステップＳ２、Ｓ３）。即ち、当該猶予時間が経過した時点までは、車速が所定値以上に上昇した履歴がなくとも、他のアイドルストップ条件の成立によりアイドルストップを開始する。翻って、当該猶予時間が経過した後（ステップＳ７）は、通常通り、車速が所定値以上に上昇した履歴がない限り、アイドルストップ条件が成立したとは認められない（ステップＳ８）。

アイドルストップ条件の成立後、アイドルストップ終了条件が成立した暁には（ステップＳ５）、内燃機関を再始動する（ステップＳ６）。

ステップＳ５では、運転者がブレーキペダルから足を離した（ブレーキスイッチがＯＦＦ）かブレーキの操作量（ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧）が判定閾値を下回った、逆にブレーキペダルがさらに強く踏み込まれた（ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧がさらに上昇した）、アクセルペダルが踏まれた、アイドルストップ状態で所定時間（例えば、３分）が経過した、等のうちの何れかの成立を以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。

なお、車速が０になる前にアイドルストップを開始した場合（ステップＳ２）においては、車速が０まで低下したことを検出したときから猶予時間が経過する時点まで、上記の加速履歴条件をアイドルストップ条件に含めない（ステップＳ３）ようにしている。

車両の走行中に運転者がブレーキペダルを踏み、アイドルストップ条件（ステップＳ１、Ｓ９）が成立してアイドルストップが開始（ステップＳ４）された後、運転者が、車両の減速度を調整する目的で、踏み込んでいたブレーキペダルの踏み込みを緩めることがある。すると、運転者の停車しようとする意思に反してアイドルストップ終了条件が成立し（ステップＳ５）、一旦アイドルストップした内燃機関が再始動（ステップＳ６）してしまう。

その後、運転者がブレーキペダルを踏み直し、車両が完全に停車したとしても、加速履歴条件が存在する限り、アイドルストップ条件の成立が妨げられてしまう。そこで、車速が０まで低下したことを検出したときから猶予時間が経過する時点までは、加速履歴条件をアイドルストップ条件から排除する。これにより、再度アイドルストップすることができるようになる。

しかして、本実施形態では、上記の猶予時間を、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両の状況または路面の状況に応じて調整することとしている。

図３に、車速が０になる前にアイドルストップが開始される場合の車速の推移、ブレーキスイッチのＯＮ／ＯＦＦ及びアイドルストップフラグのＯＮ／ＯＦＦを示す。図３中、時点ｔ０は当初の（車速が０になる前の）アイドルストップ条件の成立時点、時点ｔ１はＥＣＵ０が車速が０になったことを検出した時点、時点ｔ２は運転者がブレーキペダルの踏み込みを緩めたことによるアイドルストップ終了条件の成立時点、時点ｔ３は再度の（内燃機関の再始動後の）アイドルストップ条件の成立時点、時点ｔ４は猶予時間が経過した時点である。

車速センサの検出限界により、車速センサの出力信号ａを参照するＥＣＵ０は、現実に車速が０となり停車に至るよりも早い時点ｔ１にて、車速が０になったと判断する。そして、当該時点ｔ１から、猶予時間の計数を開始する。

運転者としては停車する意思を有しているが、車両の減速度を調整する意図でブレーキペダルの踏み込みを緩めると、アイドルストップ条件が成立し、その時点ｔ２で内燃機関が再始動される。しかる後、運転者がブレーキペダルを踏み直した時点ｔ３では、再度アイドルストップを実行することが適正である。だが、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間において、車速が所定値まで加速されたという履歴が発生することはない。このような場合にも、アイドルストップを再実行できるよう、本実施形態のＥＣＵ０は、時点ｔ１から時点ｔ４までの猶予時間を延長し、当該猶予時間中においてアイドルストップ条件から加速履歴条件を排除するのである。

猶予時間は、車速が０になる前にアイドルストップを開始した時点ｔ０後の車両の減速度が比較的小さい場合、当該時点ｔ０後の運転者によるブレーキ操作量（ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧）が比較的小さい場合、及び／または、当該時点ｔ０後の路面の下り勾配が比較的大きい場合に、より長く設定する。

例えば、時点ｔ０後の車両の減速度が閾値未満であれば猶予時間を長めの時間（８秒）に設定し、閾値以上であれば猶予時間を短めの時間（２秒）に設定する。同様に、時点ｔ０後のブレーキ操作量が閾値未満であれば猶予時間を長めの時間に設定し、閾値以上であれば猶予時間を短めの時間に設定する。あるいは、時点ｔ０後の路面の下り勾配が閾値以上であれば猶予時間を長めの時間に設定し、閾値未満であれば猶予時間を短めの時間に設定する。

時点ｔ０後の車両の減速度が小さいほど、ブレーキ操作量が小さいほど、及び／または、路面の下り勾配が大きいほど、猶予時間を長く設定するようにしてもよい。

無論、運転者がブレーキペダルを踏み直した時点ｔ３が、猶予時間の経過時点ｔ４よりも遅いならば、アイドルストップ条件から加速履歴条件を排除しないため、加速履歴条件が充足されない限りアイドルストップは再開されない。

本実施形態では、アイドルストップ条件が成立したときに内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施する車両の制御装置０であって、前記アイドルストップ条件の一つに、直近の内燃機関の再始動後に車速が所定値以上に上昇した履歴があるという加速履歴条件が含まれている一方、車速が０になる前にアイドルストップを開始した場合、車速が０または０に近い値まで低下したことを検出したときから猶予時間が経過する時点までは、前記加速履歴条件を前記アイドルストップ条件に含めないようにし、前記猶予時間を、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両の状況または路面の状況に応じて可変とした制御装置０を構成した。

本実施形態の制御装置０は、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両の減速度が比較的小さい場合、車両の減速度が比較的大きい場合よりも前記猶予時間を長く設定する、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の運転者によるブレーキ操作量が比較的小さい場合、ブレーキ操作量が比較的大きい場合よりも前記猶予時間を長く設定する、及び／または、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両が所在している路面の下り勾配が比較的大きい場合、路面の下り勾配が比較的小さい場合よりも前記猶予時間を長く設定する。

本実施形態によれば、車両が停止に至るまえの減速走行中にアイドルストップが開始され、その後運転者がブレーキペダルの踏み込みを緩めたことで内燃機関が再始動した場合において、加速履歴条件をアイドルストップ条件から除く猶予時間を好適な長さに調整し、運転者の本来の（停車しようとする）意思に応じてアイドルストップを再開することが可能となる。いわば、運転者の意思に反したアイドルストップの禁止が解除され、アイドルストップ機会をより多く確保でき、燃費性能の一層の向上に資する。

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。各部の具体的構成や具体的な処理の手順は、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、内燃機関が搭載された車両の制御に適用することができる。

０…制御装置
ａ…車速信号
ｄ…ブレーキスイッチ（または踏量）信号
ｇ…傾斜角（または、加速度）信号
ｈ…マスタシリンダ圧信号

Claims (1)

1. アイドルストップ条件が成立したときに内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実施する車両の制御装置であって、
   前記アイドルストップ条件の一つに、直近の内燃機関の再始動後に車速が所定値以上に上昇した履歴があるという加速履歴条件が含まれている一方、
   車速が０になる前にアイドルストップを開始した場合、車速が０または０に近い値まで低下したことを検出したときから猶予時間が経過する時点までは、前記加速履歴条件を前記アイドルストップ条件に含めないようにし、
   前記猶予時間を、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両の状況または路面の状況に応じて可変とし、
   車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両の減速度が比較的小さい場合、車両の減速度が比較的大きい場合よりも前記猶予時間を長く設定する、
   車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の運転者によるブレーキ操作量が比較的小さい場合、ブレーキ操作量が比較的大きい場合よりも前記猶予時間を長く設定する、
   または、車速が０になる前にアイドルストップを開始した後の車両が所在している路面の下り勾配が比較的大きい場合、路面の下り勾配が比較的小さい場合よりも前記猶予時間を長く設定する、制御装置。

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