JP6874639B2

JP6874639B2 - 車両

Info

Publication number: JP6874639B2
Application number: JP2017206428A
Authority: JP
Inventors: 健呉竹
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: KR20190046621A; KR20200026858A; CN109707520B; EP3477094B1; RU2704775C1; US11203338B2; EP3477094A1; BR102018071541A2; CN109707520A; JP2019078231A; US20190118812A1

Description

本発明は車両に関する。

従来の車両として、先行車両との車間距離の変化量が所定量以上になったときに、当該先行車両が発進したと判断し、アイドリング停止状態にある内燃機関を自動的に再始動させるものが開示されている（特許文献１参照）。これにより、先行車両の発進に追従して自車両をスムーズに発進させることができるとされている。

特開２００６−３１６６４４号公報

しかしながら、例えば渋滞等で一時的に停車している場合は、先行車両が発進（加速）して先行車両との車間距離の変化量が所定量以上になった後、すぐに先行車両が減速して停車してしまうときがある。このような交通状況のときは、先行車両の発進に気付いたとしても、ドライバによっては自車両を発進させないことが考えられるため、内燃機関を再始動すると燃費が悪化するおそれがある。すなわち前述した従来の車両では、アイドルストップ状態で停車している場合において、先行車両の移動状況、ひいては交通状況に応じた適切な内燃機関の再始動を行うことができていなかったため、燃費が悪化するおそれがある。

また内燃機関に替えて走行モータを備える電気自動車の場合、先行車両が発進したときに予め走行モータを駆動してクリープトルク相当の駆動力を発生させることで、先行車両の発進に追従して自車両をスムーズに発進させることが可能となる。しかしながら、ドライバによる車両の発進意思がないにもかかわらず走行モータを駆動してしまうと、停車中に電力が無駄に消費され続けることになるので、電費が悪化するおそれがある。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、燃費又は電費の悪化を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様による車両は、車両駆動源と、自車両と先行車両との車間が拡がるほど大きくなる車間に関するパラメータを含む、先行車両に関連する先行車両情報を取得する先行車両情報取得装置と、車両駆動源を制御する電子制御ユニットと、を備える。そして車両駆動源として内燃機関を備え、電子制御ユニットは、予め設定された機関停止条件の成立時に内燃機関を自動的に停止させるアイドルストップを実施し、アイドルストップ中にパラメータが第１所定値以上になったときは、先行車両が減速又は停車していればアイドルストップを継続させ、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば内燃機関を自動的に再始動させるように構成される。

また本発明の別の態様による車両は、車両駆動源と、自車両と先行車両との車間が拡がるほど大きくなる車間に関するパラメータを含む、先行車両に関連する先行車両情報を取得する先行車両情報取得装置と、車両駆動源を制御する電子制御ユニットと、を備える。そして車両駆動源として走行用モータを備え、電子制御ユニットは、車両の停車中にパラメータが第１所定値以上になったときは、先行車両が減速又は停車していれば走行用モータを駆動せず、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば走行用モータを駆動するように構成される。

本発明のこれらの態様による車両によれば、燃費又は電費の悪化を抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態による車両におけるアイドルストップ制御システムの概略構成図である。図２は、本発明の一実施形態によるアイドルストップ制御について説明するフローチャートである。図３は、本発明の一実施形態によるアイドルストップ制御の動作について説明するタイムチャートである。図４は、本発明の変形例による車両におけるアイドルストップ制御システムの概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

図１は、本発明の一実施形態による車両１０におけるアイドルストップ制御システムの概略構成図である。

車両１０は、車両駆動源としての内燃機関１と、先行車両情報取得装置２と、電子制御ユニット３と、を備える。

内燃機関１は、車両１０を駆動するための駆動力を発生させる。

先行車両情報取得装置２は、例えば自車両と先行車両との車間距離や、先行車両が発進してからの当該先行車両の移動距離、先行車両が発進してからの移動時間といった自車両と先行車両との車間が拡がるほど大きくなる傾向にある車間に関するパラメータや、先行車両の速度及び加速度などの、先行車両に関連する情報（以下「先行車両情報」という。）を取得し、取得した先行車両情報を電子制御ユニット３に送信するための装置である。このような先行車両情報取得装置２としては、例えばミリ波レーダーセンサや自車両の前方を撮影するカメラ、他車両との間で車車間通信を行う車車間通信装置等が挙げられる。

本実施形態では、先行車両情報取得装置２としてミリ波レーダーセンサを用い、自車両の前方に発射したミリ波の反射波に基づいて、先行車両との車間距離や、先行車両の速度及び加速度を算出し、それらを先行車両情報として電子制御ユニット３に送信するようにしている。なお先行車両情報取得装置２は、前述したミリ波レーダーセンサやカメラ等の複数の装置によって構成しても良い。

電子制御ユニット３は、双方向性バスによって相互に接続された中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入力ポート、及び出力ポートを備えたマイクロコンピュータである。

電子制御ユニット３は、予め設定された機関停止条件の成立時に内燃機関１を自動的に停止させるアイドルストップを実施し、予め設定された機関再始動条件の成立時に内燃機関１を自動的に再始動させる制御（以下「アイドルストップ制御」という。）を実施することができるように構成される。電子制御ユニット３には、前述した先行車両情報の他、アクセルペダルの踏込量（以下「アクセル踏込量」という。）を検出するためのアクセルストロークセンサ３１や、ブレーキペダルの踏込量（以下「ブレーキ踏込量」という。）を検出するためのブレーキストロークセンサ３２、車両１０に搭載されたバッテリ（図示せず）の充電量を検出するためのＳＯＣセンサ３３などの、アイドルストップ制御を実施するために必要な各種のセンサ類からの情報（信号）が入力される。

以下、電子制御ユニット３が実施する本実施形態によるアイドルストップ制御について説明する。

例えば赤信号などで一時的に停車している場合において、先行車両が発進したことをドライバが気付かず、自車両の発進が遅れることがある。特にアイドルストップ状態で一時的に停車しているときは、自車両の発進前にアイドルストップ状態にある内燃機関１を再始動させる必要があるので、ドライバが先行車両の発進に気付いてから自車両を発進させるまでの時間が長くなり、自車両の発進遅れが大きくなりやすい。このような車両１０の発進遅れは渋滞の要因となるおそれがある。

このような車両１０の発進遅れを抑制する方法としては、例えば前述した特許文献１に記載の従来例のように、先行車両との車間距離の変化量が所定量以上になったときに、当該先行車両が発進したと判断し、アイドルストップ状態にある内燃機関１を再始動させることが考えられる。これにより、内燃機関１の再始動による音や振動によってドライバの注意を引いて先行車両の発進に気付かせることができると共に、ドライバが先行車両の発進に気付いてからすぐに自車両を発進させることができる。

しかしながら、例えば渋滞等で一時的に停車している場合は、先行車両が発進（加速）して先行車両との車間距離の変化量が所定量以上になった後、すぐに先行車両が減速して停車してしまうときがある。このようなときは、先行車両の発進に気付いたとしても、ドライバは自車両を発進させないことが考えられるため、内燃機関１を再始動すると燃費や排気エミッションが悪化することになる。

そこで本実施形態では、アイドルストップ状態で停車している場合に、先行車両との車間距離が所定距離Ａ１以上になったときは、先行車両が減速しているか否かを判断し、先行車両が減速していればアイドルストップ状態を継続させ、一方で先行車両が減速していなければ（すなわち加速しているか、又は等速で走行していれば）内燃機関１を自動的に再始動させることとした。すなわち、アイドルストップ状態で停車している場合において、先行車両が発進したことをドライバが気付いていない可能性があるときは、先行車両の移動状況、ひいては交通状況に応じて、内燃機関１を再始動するか否かを判断することとした。

図２は、この本実施形態によるアイドルストップ制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット３は、車両１０の走行中に本ルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。

ステップＳ１において、電子制御ユニット３は、アイドルストップ中であるか否かを判断する。電子制御ユニット３は、アイドルストップ中でなければ、ステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニット３は、アイドルストップ中であれば、ステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ２において、電子制御ユニット３は、機関停止条件が成立しているか否かを判断する。電子制御ユニット３は、機関停止条件が成立していれば、ステップＳ３の処理に進む。一方で電子制御ユニット３は、機関停止条件が成立していなければ、今回の処理を終了する。

なお機関停止条件としては、例えば自車両の速度（車速）が０［ｋｍ／ｈ］であること、ブレーキペダルが踏み込まれていること（すなわちブレーキ踏込量が一定量以上）であること、アクセルペダルが踏み込まれていないこと（すなわちアクセル踏込量がゼロ）、バッテリの充電量が所定量以上であること等が挙げられる。

ステップＳ３において、電子制御ユニット３は、内燃機関１を自動的に停止させる。これにより、赤信号や渋滞時等の一時的な停車中における燃費や排気エミッション、音振性能の向上を図ることができる。

ステップＳ４において、電子制御ユニット３は、例えばドライバによる車両１０の発進意思がある場合など、ステップＳ６以降で説明する本実施形態による機関再始動条件以外の機関再始動条件（以下「通常再始動条件」という。）が成立しているか否かを判断する。電子制御ユニット３は、通常再始動条件が成立していれば、ステップＳ５の処理に進む。一方で電子制御ユニット３は、通常再始動条件が成立していなければ、交通状況に応じて内燃機関１を再始動させるか否かを判断するために、ステップＳ６以降の処理に進む。

なお通常再始動条件としては、例えばブレーキペダルが踏み込まれていないこと（すなわちブレーキ踏込量がゼロ）、シフトレバーがドライブレンジ（例えばＤレンジやＲレンジ）であること等が挙げられる。

ステップＳ５において、電子制御ユニット３は、内燃機関１を自動的に再始動させる。

ステップＳ６において、電子制御ユニット３は、先行車両との車間距離が所定の第１距離Ａ１以上か否かを判断する。第１距離Ａ１は、渋滞が発生していない通常の交通状況であれば、自車両を発進させると考えられる車間距離である。第１距離Ａ１は、予め設定した固定値でも良いし、ドライバの好みによって変更することができるようにしても良い。電子制御ユニット３は、車間距離が第１距離Ａ１以上であれば、先行車両が発進したことをドライバが気付いていない可能性があると判断し、ステップＳ７の処理に進む。一方で電子制御ユニット３は、車間距離が第１距離Ａ１未満であれば、ステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ７において、電子制御ユニット３は、先行車両が減速しているか、又は減速後の停車状態であるか否かを判断する。電子制御ユニット３は先行車両が減速しているか、又は停車状態であれば、ステップＳ８の処理に進む。一方で電子制御ユニット３は、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば、ステップＳ１１の処理に進む。

本実施形態では電子制御ユニット３は、先行車両の加速度が０［ｍ／ｓ^２］未満であれば、先行車両が減速していると判定し、先行車両の速度が０[ｋｍ／ｈ]であれば、先行車両が停車していると判定する。また電子制御ユニット３は、先行車両の加速度が０［ｍ／ｓ^２］以上であり、かつ先行車両の速度が０[ｋｍ／ｈ]よりも大きければ、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していると判定する。

ステップＳ８において、電子制御ユニット３は、先行車両との車間距離が第１距離Ａ１よりも大きい所定の第２距離Ｂ１未満か否かを判断する。第２距離Ｂ１は、後続車両のことを考慮すると、交通状況にかかわらず自車両を発進させるべきと考えられる車間距離である。第２距離Ｂ１は、予め設定した固定値でも良いし、ドライバの好みによって変更することができるようにしても良い。電子制御ユニット３は、車間距離が第２距離Ｂ１未満であれば、ステップＳ９の処理に進む。一方で電子制御ユニット３は、車間距離が第２距離Ｂ１以上であれば、ステップＳ１０の処理に進む。

ステップＳ９において、電子制御ユニット３は、ドライバが先行車両の発進に気付いたとしても自車両を発進させないことが考えられるため、内燃機関１を再始動することによる燃費等の悪化を抑制すべく、アイドルストップを継続させる。

ステップＳ１０において、電子制御ユニット３は、交通状況にかかわらず自車両を発進させるべきと考えられるため、自車両の発進に備えるべく、内燃機関１を再始動させる。

なお、このようにドライバによる車両１０の発進意思にかかわらず内燃機関１を再始動させるときには、内燃機関１を再始動させるときやその前に、先行車両が発進したことを、例えばブザーを鳴らしたり、車内に搭載されたディスプレイに先行車両が発進したこと伝えるための文字情報や画像情報を表示したりして、ドライバに報知するようにしても良い。また、内燃機関１を再始動させるときやその前に、必ず先行車両が発進したことをドライバに報知するようにしている場合には、例えばブザーの故障など、何らかの要因で先行車両が発進したことをドライバに報知することができなくなったときは、内燃機関１を再始動させず、アイドルストップを継続させるようにしても良い。

ステップＳ１１において、電子制御ユニット３は、車間距離が第１距離Ａ１以上になっても先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば、渋滞が発生していない通常の交通状況であり、先行車両が発進したことにドライバが気付けば、ドライバは自車両を発進させると考えられるため、自車両の発進に備えるべく、内燃機関１を再始動させる。

ステップＳ１２において、電子制御ユニット３は、車間距離が第１距離Ａ１未満であり、一時的な停車中における通常の車間距離の範囲内と考えられるのでアイドルストップを継続させる。

なお、この図２のフローチャートでは、ステップＳ６やステップＳ８において、車間に関するパラメータとして車間距離を使用していたが、車間距離に替えて、先行車両が発進してからの当該先行車両の移動距離や、先行車両が発進してからの当該先行車両の移動時間を使用して、先行車両が自車両からどの程度離れたかを判断するようにしても良い。具体的には例えばステップＳ６において、先行車両の移動距離が所定の第１距離Ａ２以上か否かを判断するようにしても良い。第１距離Ａ２は、第１距離Ａ１から、先行車両が発進する前の自車両と先行車両との車間距離を引いた距離に相当する。またステップＳ６において、先行車両の移動時間が所定時間Ａ３以上か否かを判断するようにしても良い。

図３は、本実施形態によるアイドルストップ制御の動作について説明するタイムチャートである。

先行車両は、時刻ｔ１以前において一時的に停車しており、時刻ｔ１で発進した後、時刻ｔ２まで加速し、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで等速で走行し、時刻ｔ３から減速して時刻ｔ５でまた一時的に停車している。

自車両は、時刻ｔ１以前において先行車両と同様に一時的に停車しており、アイドルストップ中となっている。アイドルストップ中は、車間距離が第１距離Ａ１以上になるまでは、例えばブレーキ踏込量がゼロになるなど、基本的にドライバによる車両１０の発進意思があるまでアイドルストップが継続される。このタイムチャートでは、時刻ｔ１以降もブレーキペダルが踏み込まれており、時刻４までは車間距離も第１距離Ａ１未満なので、時刻ｔ４までアイドルストップが継続される。

時刻ｔ４において、アイドルストップ中に車間距離が第１距離Ａ１以上になると、先行車両が発進したことをドライバが気付いていない可能性があるため、先行車両の移動状況、ひいては交通状況に応じて内燃機関１を再始動するか否かが判断される。具体的には、先行車両が減速しているか、又は減速後の停車状態であるか否かが判断される。

このタイムチャートでは、車間距離が第２距離Ｂ１未満の状況で、時刻ｔ４から時刻ｔ５において先行車両が減速しており、時刻ｔ５以降において先行車両が停車しているため、ドライバが先行車両の発進に気付いたとしても自車両を発進させないことが考えられる。そのため、時刻ｔ４以降もアイドルストップが継続させる。これにより、内燃機関１を再始動することによる燃費等の悪化を抑制することができる。

以上説明した本実施形態による車両１０は、車両駆動源としての内燃機関１と、車間距離（自車両と先行車両との車間が拡がるほど大きくなる車間に関するパラメータ）を含む、先行車両に関連する先行車両情報を取得する先行車両情報取得装置２と、車両駆動源を制御する電子制御ユニット３と、を備える。

そして電子制御ユニット３は、予め設定された機関停止条件の成立時に内燃機関１を自動的に停止させるアイドルストップを実施し、アイドルストップ中に車間距離（パラメータ）が第１距離Ａ１（第１所定値）以上になったときは、先行車両が減速又は停車していればアイドルストップを継続させ、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば内燃機関１を自動的に再始動させるように構成される。より具体的には、電子制御ユニット３は、先行車両の加速度がゼロ未満であれば、先行車両が減速していると判断し、先行車両の速度がゼロであれば、先行車両が停車していると判断し、先行車両の加速度がゼロ以上であり、かつ先行車両の速度がゼロよりも大きければ、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していると判断するように構成される。なお車間距離に替えて、先行車両が発進してからの当該先行車両の移動距離や、先行車両が発進してからの当該先行車両の移動時間を使用しても良い。

これにより、アイドルストップ中に車間距離が第１距離Ａ１以上離れたときに、先行車両が減速又は停車していて、ドライバが先行車両の発進に気付いたとしても自車両を発進させないことが考えられるシーンにおいて、アイドルストップを継続させることができる。すなわち、アイドルストップ中に車間距離が第１距離Ａ１以上離れたときに、先行車両の移動状況、ひいては交通状況に応じて、内燃機関１を適切に再始動させることができる。そのため、自車両を発進させないにもかかわらず、内燃機関１を再始動させることを抑制できるので、燃費及び排気エミッションの悪化を抑制することができる。

また本実施形態による電子制御ユニット３は、アイドルストップ中に車間距離（パラメータ）が第１距離Ａ１（第１所定値）よりも大きい第２距離Ｂ１（第２所定値）以上になったときは、内燃機関１を自動的に再始動させるようにさらに構成される。

これにより、車間距離が大きくなって、交通状況にかかわらず自車両を発進させるべきシーンにおいて、アイドルストップを継続させてしまうことを抑制でき、車両１０の発進遅れを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば図４に示すように、車両駆動源として内燃機関１の他に走行モータ４を備える車両１０（例えばハイブリッド車両やプラグインハイブリッド車両）の場合には、図２のフローチャートのステップＳ９やステップＳ１１で内燃機関１を再始動させる替わりに、必要に応じて走行モータ４によってクリープトルク相当の駆動力を発生させるようにしても良い。

すなわち、アイドルストップ中に車間距離（パラメータ）が第１距離Ａ１（第１所定値）以上になったときは、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば、内燃機関１を自動的に再始動させるか、又は走行モータ４を駆動するように電子制御ユニット３を構成しても良い。

なお、このように内燃機関１を再始動させる替わりに、走行モータ４によってクリープトルク相当の駆動力を発生させる場合は、内燃機関１を再始動する場合と異なり、音や振動がほとんど発生しないので、内燃機関１の再始動による音や振動によって前方にドライバの注意を引くことができない。そのため、先行車両が発進したことを、前述したように例えばブザー等によってドライバに報知することが望ましい。また、内燃機関１を再始動する場合と比べて、前方にドライバの注意を引くことが難しいので、先行車両の発進をドライバに確実に報知するために、内燃機関１を再始動させるときのブザー音よりも、ブザー音を大きくするようにしても良い。

また図示はしないが、車両駆動源として内燃機関１に替えて走行モータ４を備える車両１０（例えば電気自動車）の場合であれば、自車両の停車中に車間距離（パラメータ）が第１距離Ａ１（第１所定値）以上になったときに、先行車両が減速又は停車していれば走行モータ４を駆動せず、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば走行モータ４を駆動するように、電子制御ユニット３を構成しても良い。これにより、停車中に電力が無駄に消費されるのを抑制できるので、電費の悪化を抑制することができる。

また上記の各実施形態では、ミリ波レーダーセンサから自車両の前方に発射されたミリ波の反射波に基づいて、先行車両との車間距離（又は移動距離や移動時間）を算出していたが、例えば車車間通信装置を介して得られる先行車両の速度情報等からこれらを推定するようにしても良い。

１０車両
１内燃機関
２先行車両情報取得装置
３電子制御ユニット
４走行モータ

Claims

車両駆動源と、
自車両と先行車両との車間が拡がるほど大きくなる車間に関するパラメータを含む、先行車両に関連する先行車両情報を取得する先行車両情報取得装置と、
前記車両駆動源を制御する電子制御ユニットと、
を備える車両であって、
前記車両駆動源として内燃機関を備え、
前記電子制御ユニットは、
予め設定された機関停止条件の成立時に前記内燃機関を自動的に停止させるアイドルストップを実施し、
前記アイドルストップ状態で停車している場合に前記パラメータが第１所定値以上になったときは、先行車両が減速又は停車していれば前記アイドルストップを継続させ、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば前記内燃機関を自動的に再始動させるように構成される、
車両。
前記電子制御ユニットは、
前記アイドルストップ中に前記パラメータが前記第１所定値よりも大きい第２所定値以上になったときは、前記内燃機関を自動的に再始動させるようにさらに構成される、
請求項１に記載の車両。
前記車両駆動源として走行用モータをさらに備え、
前記電子制御ユニットは、
前記アイドルストップ中に前記パラメータが第１所定値以上になったときは、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば、前記内燃機関を自動的に再始動させるか、又は前記走行用モータを駆動するようにさらに構成される、
請求項１に記載の車両。
車両駆動源と、
自車両と先行車両との車間が拡がるほど大きくなる車間に関するパラメータを含む、先行車両に関連する先行車両情報を取得する先行車両情報取得装置と、
前記車両駆動源を制御する電子制御ユニットと、
を備える車両であって、
前記車両駆動源として走行用モータを備え、
前記電子制御ユニットは、
前記車両の停車中に前記パラメータが第１所定値以上になったときは、先行車両が減速又は停車していれば前記走行用モータを駆動せず、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していれば前記走行用モータを駆動するようにさらに構成される、
車両。
前記先行車両情報は、先行車両の速度及び加速度をさらに含み、
前記電子制御ユニットは、
先行車両の加速度がゼロ未満であれば、先行車両が減速していると判断し、
先行車両の速度がゼロであれば、先行車両が停車していると判断し、
先行車両の加速度がゼロ以上であり、かつ先行車両の速度がゼロよりも大きければ、先行車両が加速しているか、又は等速で走行していると判断する、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車両。
前記パラメータは、自車両と先行車両との車間距離である、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両。
前記パラメータは、先行車両が発進してからの当該先行車両の移動距離である、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両。
前記パラメータは、先行車両が発進してからの当該先行車両の移動時間である、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両。