JPWO2014102884A1 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

車両走行中にエンジンを自動停止させて燃費低減を図る場合でも、他の制御に悪影響を及ぼしたり電力不足やバッテリ劣化を招いたりし難い車両の制御装置を提供するため、オルタネータ(11)とパワーステアリング機構(13)とを備えた車両(1)に搭載される車両の制御装置であって、車両の走行車線からの逸脱をパワーステアリング機構(13)により防止するレーンキーピングアシスト制御を実行するレーンキーピングアシスト制御機構(31)と、車両走行中に所定の自動停止条件が満たされた場合にエンジンを自動停止させるアイドリングストップ制御機構(32)とを含んで構成されており、自動停止条件は、レーンキーピングアシスト制御が実行されていないという条件を含んでいる。

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、走行中に所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止して燃費低減を図る車両の制御装置に関する。
自動車等の車両の制御装置においては、所定の自動停止条件が成立するとエンジンを自動再始動可能に自動停止させて燃費を低減させるアイドリングストップ制御が本格的に普及し、より高度な燃費低減が要求されてきている。このような制御を行う車両の制御装置として、例えば走行中でもアクセル開度全閉時や走行停止前の減速中からエンジンを停止して惰性走行できるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
一方、車両の安全性向上や運転負荷軽減を図るべく、車線逸脱の可能性があると判断した場合に、警報出力を行ったり運転支援のための操舵アシストを行ったりするレーンキーピングアシスト制御、すなわち、車線維持制御も普及してきている。このような制御を行う車両の制御装置として、例えば電動パワーステアリング装置を自動制御して車両の車線逸脱を防止するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2002−227885号公報 特開2000−142441号公報
しかしながら、上述のような従来の車両の制御装置にあっては、自動停止条件が成立すると車両走行中でもエンジンを自動停止させるため、燃費低減効果を高めることはできるものの、エンジンからの動力により駆動されるオルタネータの発電も車両走行中から停止してしまうため、次のような問題があった。
すなわち、車両走行中にエンジンを自動停止させる場合に、レーンキーピングアシスト制御のように電動パワーステアリング用の電動アクチュエータでの電力消費が続く制御が行われると、電動アクチュエータへの供給電力が不足したりバッテリ放電量が増えてバッテリの劣化が進行し易くなったりする可能性がある。
また、車両走行中にエンジンを停止させると、エンジンブレーキ作用等に変化が生じるため、レーンキーピングアシスト制御の効果が通常とは変化してしまったり、ドライバに操舵の違和感を感じさせたりするような悪影響が懸念される。
そこで、本発明は、車両走行中にエンジンを自動停止させて燃費低減を図る場合でも、他の制御に悪影響を及ぼしたり電動アクチュエータへの供給電力不足やバッテリの劣化を招いたりし難い車両の制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、動力を発生するエンジンと、前記エンジンの動力を伝達する変速機と、前記エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機による電力を用いてハンドル操作をアシストするパワーステアリング機構と、を備えた車両に搭載される車両の制御装置であって、前記車両の走行車線からの逸脱を前記パワーステアリング機構により防止するレーンキーピングアシスト制御を実行するレーンキーピングアシスト制御機構と、前記車両の走行中に所定の自動停止条件が満たされた場合に前記エンジンを自動停止させる自動停止制御機構と、を含んで構成され、前記自動停止条件は、前記レーンキーピングアシスト制御が実行されていないという条件を含んでいることを特徴とする。
この構成より、本発明では、車両の走行中に自動停止条件が満たされると、車両の運転状態に応じて自動停止制御機構が作動し、車両走行中にエンジンが自動停止するが、ここでの自動停止条件には、レーンキーピングアシスト制御が実行されていないことという条件が含まれている。したがって、レーンキーピングアシスト制御を行うパワーステアリング機構での電力消費が続いている状態でエンジンが自動停止されることがなくなり、他の制御に悪影響を及ぼしたりパワーステアリング機構への供給電力不足やバッテリの劣化を招いたりし難くなる。
本発明の車両の制御装置においては、前記レーンキーピングアシスト制御機構が、前記レーンキーピングアシスト制御の実行が許可されるスタンバイモードと前記レーンキーピングアシスト制御の実行が制限される非スタンバイモードとに切替え制御可能であり、前記自動停止条件は、前記レーンキーピングアシスト制御機構が前記非スタンバイモードに切り替えられているという条件を含んでいるという条件を含んでいてもよい。
この構成により、車両が車線を逸脱する可能性が生じると即座に車線維持のための支援操舵がなされるレーンキーピングアシスト制御機構のスタンバイモード下では、自動停止制御機構によりエンジンが自動停止されることがない。したがって、惰性走行や車両停止前の減速段階等であって車線維持のためにパワーステアリング機構による操舵アシストが実行され得る状態下で、自動停止制御機構によってエンジンが自動停止されることがなく、ドライバビリティや車両の運動性能を低下させてしまうことがない。
本発明の車両の制御装置においては、前記レーンキーピングアシスト制御機構が、前記スタンバイモードと前記非スタンバイモードとを手動操作入力により切替え制御可能なモード切替え操作部を有していてもよい。
この構成により、非スタンバイモード下での制御ユニットの処理負荷を軽減できる。
本発明の車両の制御装置においては、前記車両に、前記エンジンから前記変速機への動力伝達経路を遮断可能な遮断機構が設けられており、前記自動停止制御機構は、前記自動停止条件のうち前記レーンキーピングアシスト制御機構が前記スタンバイモードに切り替えられていること以外の他のすべての自動停止条件が成立するとき、前記エンジンから前記変速機への動力伝達経路を前記遮断機構により遮断させつつ前記エンジンを自立運転させて、前記車両を惰性走行させるものであってもよい。
この場合、エンジンを自立運転させることで、燃費を低減させることができる。すなわち、パワーステアリング機構の電力を維持しつつエンジンと変速機とを遮断機構により切り離すため、エンジンのフリクションが車輪側に伝達されなくなり、エンジンブレーキ力が減少する。その結果、惰性走行距離が伸びることになり、燃費が向上する。なお、遮断機構は、エンジンと車輪を切り離すことができるものであり、エンジンと変速機の間のクラッチが好適に用いられる。
本発明の車両の制御装置においては、前記遮断機構は、前記エンジンから前記走行駆動機構への動力伝達経路を遮断および接続可能なクラッチを含んで構成されていてもよい。
この構成により、エンジンから走行駆動機構への動力伝達経路を円滑に遮断および接続でき、車両の惰性走行や停止前の制動状態等が何らかの理由によって解除され、動力伝達経路が接続されるとき等に、円滑に遮断状態を解除できる。
本発明の車両の制御装置においては、前記パワーステアリング機構は、操舵入力部材への操舵入力に対応する操舵入力信号に基づいて作動する電動アクチュエータを有し、該電動アクチュエータにより操舵アシスト力を発生し、前記レーンキーピングアシスト制御機構は、前記車両の走行車線からの逸脱を防止する支援操舵用の操舵入力信号を生成し、前記パワーステアリング機構により前記支援操舵用の操舵入力信号に応じた車線維持支援操舵を実行させるのがよい。
この構成により、レーンキーピングアシスト制御機構および自動停止制御機構による制御をより的確にかつ安全に制御できる。
本発明によれば、車両走行中にエンジンを自動停止する自動停止条件にレーンキーピングアシスト制御が実行されていないという条件が含まれているので、車両走行中にエンジンを自動停止させて燃費低減を図る場合でも、他の制御に悪影響を及ぼしたりバッテリを劣化させたりし難い車両の制御装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る車両の制御装置の概略ブロック構成図である。 図2(a)は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置における車線維持支援操舵制御および減速時エンジン自動停止制御についての優先度および開始タイミングの説明図であり、図2(b)は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置における一定出力以上の電動パワーステアリング制御および減速時エンジン自動停止制御についての優先度および開始タイミングの説明図である。 本発明の一実施形態に係る車両の制御装置におけるLK制御スタンバイ状態における擬似減速S&S時の車両状態の変化についての説明図である。 本発明の一実施形態に係る車両の制御装置においてLK制御および減速S&Sについての優先度を場合分けして設定する第1の優先度設定処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る車両の制御装置において一定出力以上のEPS制御および減速S&Sについての優先度を場合分けして設定する第2の優先度設定処理のフローチャートである。
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(一実施形態)
図1から図3に、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置の概略構成を示している。
まず、その構成について説明する。
図1に示すように、本実施形態の車両1は、左右の駆動車輪、例えば後輪3L,3Rと図示しない従動車輪、例えば左右の前輪とを有し、走行駆動機構2により後輪3L,3Rが回転駆動されるときに、走行できるようになっている。
走行駆動機構2は、走行駆動源であるエンジン4と、そのエンジン4から出力される回転動力をクラッチ機構5を介して入力する変速機構6とによって構成されている。
エンジン4は、多気筒の4サイクルの内燃機関、例えばガソリンエンジンであり、出力軸であるクランク軸4aから回転動力を出力することができる。
クラッチ機構5は、エンジン4から後輪3L,3Rまでの動力伝達経路、例えばエンジン1から変速機構6への動力伝達経路を遮断および接続可能なものである。このクラッチ機構5は、例えば電磁的にON/OFF切替え制御が可能な電磁クラッチ付の乾式摩擦クラッチで構成されている。ただし、クラッチ機構5は、湿式クラッチでもよいし、電磁的にロックアップおよびロックアップ解除が可能な流体継手やトルクコンバートで構成されてもよい。
変速機構6(変速機)は、クラッチ機構5を介してエンジン4からの回転動力が伝達されるとき、その回転動力を公知の多段変速機構により変速してディファレンシャル装置7に出力し、ディファレンシャル装置7に差動可能に駆動連結された後輪3L,3Rによって車両1の車両走行駆動力を発生させるようになっている。
車両1には、また、エンジン4のクランク軸4aからの回転動力により駆動される発電機であるオルタネータ11と、オルタネータ11により充電されるバッテリ12と、このバッテリ12の電力を基に電動アクチュエータ14を作動させてハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング機構13と、が実装されている。
車両1には、さらに、エンジン4の出力増加を要求する踏込み操作がなされるアクセルペダル15と、車両1の制動を要求する踏込み操作がなされるブレーキペダル16と、ブレーキペダル16への踏込み操作力に応じたブレーキ油圧を発生するマスターシリンダ17と、ブレーキペダル16からマスターシリンダ17への操作力を倍力する負圧ブースタ18と、エンジン4を始動するスタータモータ19とが実装されている。
オルタネータ11は、詳細を図示しないが、エンジン4からの回転動力に応じて発電する交流発電機と、その発電電圧を調整するレギュレータと、交流発電電力を直流電力に変換する整流器等を含んで構成されている。
バッテリ12は、公知の鉛蓄電池で構成され、スタータモータ19等の各種補機類や電動アクチュエータ14等の各種電動アクチュエータその他の電装品に電力を供給するとともに、後述する制御系の電源としても機能するようになっている。
電動パワーステアリング機構13は、例えばラックピニオン式の操舵機構20の操舵軸21に電動アクチュエータ14からの操舵アシストトルクを入力するようになっており、操舵軸21に装着されたハンドル、例えばステアリングホイール21w(操舵入力部材)から入力される操舵入力に応じて操向車輪である前輪の向きを車両左右方向に変化させることができるようになっている。なお、図1中では、電動アクチュエータ14を3相モータ、例えば電磁クラッチ付きの操舵アシストモータとしている。そして、この電動アクチュエータ14からの回転動力をベベルギヤ23によって方向変換して操舵軸21の回転方向への補助操作力として加えている。ただし、電動パワーステアリング機構13は、前輪操舵機構のラックの軸方向にアシスト操舵力を加えるものであってもよい。
電動パワーステアリング機構13には、ステアリングホイール21wへの操舵入力である操舵トルク、あるいは操舵角度や操舵角速度等を検出する操舵入力センサ22と、ステアリングホイール21wへの操舵入力に対応する操舵機構20のラック26の操作位置、すなわち操向車輪である前輪の車両直進時の基準方向からの転舵角を検出する転舵角センサ24とが装着されている。
マスターシリンダ17は、ブレーキペダル16側からの入力に応じ内部の作動油をピストンにより加圧するようになっており、車両1の後輪3L,3Rおよび前輪を制動する図示しない油圧ブレーキシステムにブレーキ油圧を供給できるようになっている。
負圧ブースタ18は、詳細を図示しないが、パワーシリンダの内部をダイヤフラム付きのパワーピストンによって負圧導入室および大気導入室に区画し、ブレーキペダル16の踏込み操作力に応動するバルブ、例えば大気導入バルブにより、制動要求時に負圧室と大気圧室の間の差圧を増大させることでブレーキペダル16への踏込み操作力を倍力して前記パワーピストンからマスターシリンダ17に入力させるようになっている。なお、負圧ブースタ18の負圧導入室には、エンジン4の吸気管内負圧を利用して負圧が蓄圧される。また、パワーシリンダとパワーピストンの間には図示しない復帰ばねが介装されている。
スタータモータ19は、例えば直流モータで構成され、始動電流が供給されるときにエンジン4をクランキングする回転動力を出力するようになっている。
このスタータモータ19は、エンジン4の始動を指令する図外のスタータスイッチの押下操作時に、あるいは、後述するS&S制御ECU51からの自動再始動指令時に起動される。また、スタータモータ19は、エンジン4の運転中におけるスタータスイッチの押下操作時に、あるいは、エンジン4が所定の始動完了回転数[rpm]に達するか所定の始動許容期間が経過したときに、停止されるようになっている。
車両1には、また、燃費低減制御および運転支援制御を行う制御装置30(車両の制御装置)が搭載されている。
この制御装置30は、レーンキーピングアシスト制御(以下、LK制御という)を行うLK制御機構31と、アイドリングストップ制御を車両1の減速走行段階から実行する、いわゆる減速アイドリングストップアンドスタート制御(以下、減速S&S制御という)を行うアイドリングストップ制御機構32と、LK制御機構31およびアイドリングストップ制御機構32の作動を制御する制御ユニット33とを含んで構成されている。
LK制御機構31は、ドライバ(運転者)による現在の運転操作が継続すると車両1が走行車線から逸脱する可能性がある場合にブザー等による警報出力を行う車線逸脱警報機能と、車両1が走行車線の中央付近を走行するような電動パワーステアリング機構13を用いて車線維持用の支援操舵力を加える車線維持支援機能とを有している。
このLK制御機構31は、LK制御選択スイッチ41と、LK制御ECU42と、画像取得部43と、EPS制御ECU44とを含んで構成されている。
LK制御選択スイッチ41は、LK制御を要求するスタンバイモードとLK制御を要求しない非スタンバイモードとのうち任意の一方のモードを選択設定可能なモード切替え操作部としてのスイッチで、車両1の車室内に設置されている。
LK制御ECU42は、LK制御選択スイッチ41によりスタンバイモードが選択設定されているとき、車両1の走行状態、例えば車速spや車線から逸脱の可能性等に応じて選択的に電動パワーステアリング機構13の電動アクチュエータ14を作動させることにより、必要時に迅速かつ的確に操舵軸21に車線維持用の支援操舵力を加えることができるようになっている。
画像取得部43は、例えば車載カメラにより車両前方の路面画像を取得するとともに、走行車線に沿った線状要素、例えば路面上に塗膜された白線等を認識する特徴抽出処理を実行することで、車線に対応する画像情報を取得できるようになっている。
また、LK制御ECU42は、LK制御選択スイッチ41によりスタンバイモードが選択設定されているときには、画像取得部43での取得情報とアイドリングストップ制御機構32側からの車速情報とを所定の周期で参照し、車両1の現在の走行状態が所定時間以上継続されると車両1が走行車線から逸脱する可能性があるか否かを判定するようになっている。そして、LK制御ECU42は、車両1が車線逸脱の可能性があると判定したときには、その逸脱を防止する車線維持支援操舵用の操舵入力信号を生成して、EPS制御ECU44に出力するようになっている。
EPS制御ECU44は、EPS制御部45およびLK制御制限判定部46として機能するよう、それらの機能を発揮するためのプログラムやメモリ領域等を有している。
EPS制御部45は、操舵入力センサ22から得られるステアリングホイール21wへの操舵入力と、転舵角センサ24から得られるラック26の操作位置に対応する前輪転舵角とに応じて、電動アクチュエータ14から操舵軸21に加える補助操舵力を可変制御するようになっている。
LK制御制限判定部46は、LK制御ECU42からの車線維持支援操舵用の操舵入力信号を入力したとき、車線維持支援操舵を制限すべきか否かを判定するようになっており、車線維持支援操舵を許可する場合にのみ、LK制御ECU42からの操舵入力信号を基にEPS制御部45を作動させて、電動パワーステアリング機構13により車線維持支援操舵を実行させるようになっている。
また、LK制御制限判定部46は、車線維持支援操舵を制限すべきか否かの判定結果Jg1と、LK制御ECU42からの車線維持支援操舵用の操舵入力信号が出力されている状態か否かを示すLK制御要求状態信号OP1をアイドリングストップ制御機構32側に出力するようになっている。なお、LK制御制限判定部46が車線維持支援操舵を許可しない場合については、後述する。また、LK制御ECU42からの車線維持支援操舵用の操舵入力信号が出力されている状態か否かを示す状態信号OP1は、LK制御ECU42からアイドリングストップ制御機構32側に出力してもよい。
アイドリングストップ制御機構32は、アイドリングストップアンドスタート制御ECU(以下、S&S制御ECUという)51、エンジンECU52、ブレーキECU53、エアコンECU54、バッテリ状態モニタ55、ブレーキ負圧モニタ56およびボディ系状態モニタ57を含んで構成されている自動停止制御機構である。
ここで、S&S制御ECU51には、EPS制御ECU44から電動パワーステアリング機構13の作動状態を示す電動アクチュエータ14の電流信号Ipaや、LK制御制限判定部46からの判定結果Jg1および状態信号OP1が入力されるようになっている。また、S&S制御ECU51には、エンジンECU52からエンジン回転数Ne、アクセル開度AccおよびシフトポジションPsh等の運転状態信号が取り込まれる一方、エンジン4の自動再始動要求時には、S&S制御ECU51からエンジンECU52にエンジン始動要求信号Stが出力されるようになっている。
また、S&S制御ECU51には、ブレーキECU53からのブレーキ油圧信号や、後輪3L,3R等の各車輪の車輪速信号が取り込まれるとともに、エアコン負荷が大きいときにエアコンECU54から出力されるエンジンON要求信号が取り込まれる。さらに、このS&S制御ECU51には、バッテリ状態モニタ55からのバッテリ残量、例えばバッテリ電圧またはバッテリ電流の検出情報、負圧ブースタ18の負圧室内の負圧レベルをモニタするブレーキ負圧モニタ56からの負圧情報、ブレーキペダル16の踏込み操作の有無を検出するブレーキスイッチ59の検出信号が取り込まれるようになっている。
一方、S&S制御ECU51は、所定の自動停止条件が成立するときには、エンジン4を自動停止させるための自動停止要求信号をエンジンECU52に出力し、所定の自動再始動条件(復帰条件ともいう)が成立するときには、エンジン4を自動再始動させるための自動再始動要求信号をエンジンECU52に出力するようになっている。
ここにいう所定の自動停止条件とは、例えば(a1)車速が設定車速以下であること、(b1)アクセルペダル15が復帰位置に戻されたアクセル全閉状態にあること、(c1)ブレーキペダル16に制動要求操作力である踏力が加えられている状態であること、という3つの条件が成立することを要求する第1の自動停止条件である。
所定の自動停止条件は、あるいは、(a2)車速が設定車速を超えていること、(b2)アクセルペダル15が復帰位置に戻されたアクセル全閉状態にあること、という2つの条件が成立することを要求する第2の自動停止条件である。
すなわち、S&S制御ECU51は、第1の自動停止条件か第2の自動停止条件のうちいずれか一方が成立するとき、自動停止要求信号をエンジンECU52に出力してエンジン4を自動停止させることができるようになっている。
所定の自動再始動条件とは、例えば(d)ドライバがブレーキペダルから足を離したこと、という条件である。
S&S制御ECU51は、エンジン4を自動停止させている状態下でこの自動再始動条件が成立すると、スタータモータ19に電力を供給してエンジン4をクランキングさせるとともに、自動再始動要求信号をエンジンECU52に出力してエンジン4の燃料噴射等を実行させ、エンジン4を再始動させるようになっている。
加えて、S&S制御ECU51は、LK制御ECU42から車線維持支援操舵の作動開始が可能なスタンバイ状態であることや、車線逸脱警報の出力状況等を含むLK制御状態信号OP3をLK制御ECU42から取り込み、メータECU58を介して車線逸脱警報のインジケータ表示や警告ブザー出力、現運転中のS&S制御の実行時間やその比率等の表示出力を実行させるようになっている。
具体的には、S&S制御ECU51は、前述のような減速S&S制御を実行する減速S&S制御部61の機能を有するのに加えて、この減速S&S制御部61による減速S&S制御の実行を制限すべき所定の制限条件が成立するか否かを判定する減速S&S制限判定部62の機能を有している。すなわち、S&S制御ECU51は、減速S&S制御部61および減速S&S制限判定部62の機能を発揮するためのプログラムやメモリ領域等を有している。
減速S&S制限判定部62は、S&S制御の実行を制限すべき車両状態であるか否かを所定の制限条件に該当するか否かで判定し、所定の制限条件が成立するときには、所定の自動停止条件が成立する場合であってもエンジンECU52に対する自動停止要求信号の出力を中止するようなっている。また、減速S&S制限判定部62は、減速S&S制御を制限すべきか否かの判定結果Jg2と、アイドリングストップ制御機構32における減速S&S制御が実行されているか否かを示す減速S&S制御状態信号OP2をLK制御機構31のEPS制御ECU44側に出力するようになっている。
ここにいう所定の制限条件とは、例えば(e)ステアリングホイール21wが所定値以上の操舵入力で操作中である、(f)エアコンが所定の高負荷値を超えている、(g)バッテリ残量(電圧または電流値)が不足している、(h)負圧ブースタ18の蓄圧負圧レベルが所要レベルに達していない、(i)ボディ系状態モニタ57からS&S制御を制限する信号が出力された、といった制限事項のいずれかによって成立するものである。
なお、ボディ系状態モニタ57からのS&S制御を制限する信号とは、例えばエンジンフード開閉スイッチからのフード開放信号、ドア開閉スイッチからのドア開放信号、シートベルトバックルスイッチからの解除信号、エアバッグ作動信号、あるいは、アイドリングストップアンドスタート制御の要否を選択するS&SキャンセルSWからのキャンセル信号のいずれかであり、S&S制御を制限するいずれかの信号出力時にはエンジン4が再始動される。
前述のEPS制御ECU44のEPS制御部45およびLK制御制限判定部46と、S&S制御ECU51の減速S&S制御部61の機能および減速S&S制限判定部62とは、LK制御機構31およびアイドリングストップ制御機構32の作動を制御する制御ユニット33を構成している。
そして、この制御ユニット33は、車両1の走行中に自動停止条件が満たされた場合に車両1の運転状態に応じてアイドリングストップ制御機構32を作動させるようになっており、その自動停止条件には、LK制御機構31による車線維持支援操舵が実行されていないことという条件を含んでいる。
より具体的には、制御ユニット33においては、図2(a)、図2(b)および図3に示すように、LK制御機構31によるLK制御や電動パワーステアリング制御(図中以下、EPS制御という)と、アイドリングストップ制御機構32による減速S&S制御との間には、車両1の運転状態に応じた次のような優先度の設定がなされている。
図2(a)の上段は、LK制御ECU42からの支援操舵用の操舵入力信号の出力(LK制御開始要求)に対して、LK制御制限判定部46でLK制御の実行が許可され、LK制御ECU42からの車線維持支援操舵用の操舵入力信号に応じてEPS制御部45によって電動アクチュエータ14の作動が制御され、操舵軸21に車線維持用の支援操舵力を加える車線維持支援操舵が実行されている期間中に、減速S&S開始要求が発生した場合の減速S&S制御の開始時期を示している。
この場合、LK制御の実行期間中は、減速S&Sによる燃費低減効果よりもLK制御による安全性確保を優先し、減速S&S開始要求が発生しても、減速S&S制御を開始することなく、LK制御の終了を待つ。そして、LK制御が終了し次第、減速S&S制御を開始する。
図2(a)の中段は、所定の自動停止条件が成立して減速S&S開始要求が発生したときに減速S&S制限判定部62で減速S&S制御の実行が許可され、減速S&S制御部61による減速S&S制御が実行されている期間中に、車両1の車線逸脱可能性が生じてLK制御開始要求が発生した場合のLK制御の開始時期を示している。
この場合、減速S&S制御の実行期間中は、LK制御で車両1を制御できない可能性があるので、LK制御を開始することなく、減速S&S制御の終了を待つ。そして、減速S&S制御が終了した時点から、予め設定された車両挙動安定化時間が経過したとき、LK制御を開始する。
図2(a)の下段は、LK制御ECU42からの支援操舵用の操舵入力信号の出力(LK制御開始要求)と同時に所定の自動停止条件が成立して減速S&S開始要求が発生した場合を示している。
この場合、減速S&Sによる燃費低減効果よりもLK制御による安全性確保を優先し、減速S&S開始要求が発生しても、減速S&S制御を開始することなく、LK制御を実行させる。
図2(b)の上段は、操舵入力によりLK制御機構31のEPS制御ECU44によるEPS制御の開始要求が発生し、ある一定出力以上のEPS制御が実行されている期間中に、減速S&S開始要求が発生した場合の減速S&S制御の開始時期を示している。
この場合、EPS制御の実行期間中は、減速S&Sによる燃費低減効果よりもEPS制御による安全性確保を優先し、減速S&S開始要求が発生しても、減速S&S制御を開始することなく、EPS制御の終了を待つ。そして、EPS制御が終了し次第、減速S&S制御を開始する。
図2(b)の中段は、所定の自動停止条件が成立して減速S&S開始要求が発生したときに減速S&S制限判定部62で減速S&S制御の実行が許可され、減速S&S制御部61による減速S&S制御が実行されている期間中に、ステアリングホイール21wへの操舵入力がなされ、ある一定出力以上のEPS制御の開始要求が発生した場合のEPS制御の開始時期を示している。
この場合、ある一定出力以上のEPS制御が要求されるので、操舵を優先するドライバの意思と判断して、減速S&S制御を即座に中止して、エンジン4を再始動する等してエンジン運転状態に復帰させた後、EPS制御による補助操舵力を発生させて操舵アシストを実行させる。
図2(b)の下段は、操舵入力によりLK制御機構31のEPS制御ECU44によるEPS制御の開始要求が発生するのと同時に、所定の自動停止条件が成立して減速S&S開始要求が発生した場合を示している。
この場合、減速S&Sによる燃費低減効果よりもEPS制御による安全性確保を優先し、減速S&S開始要求が発生しても、減速S&S制御を開始することなく、EPS制御を実行させる。
図3の上段は、LK制御選択スイッチ41によりLK制御スタンバイモードを指定する操作がなされ、車両1の走行状態が車線から逸脱の可能性を生じたときには即座に電動アクチュエータ14から操舵軸21に車線維持用の支援操舵力を加えることができる状態に移行した後に、減速S&S制御を許可する所定の自動停止条件が整った場合に実行される擬似減速S&S制御の手順を示している。
前述のように、LK制御機構31は、手動操作入力により切替え可能なモード切替え操作部としてのLK制御選択スイッチ41を有し、そのLK制御選択スイッチ41操作することで、車線維持支援操舵の実行が許可されるスタンバイモードと車線維持支援操舵の実行が制限される非スタンバイモードとに切替え制御可能である。そして、アイドリングストップ制御機構32の減速S&S制御部61における自動停止条件には、LK制御機構31が非スタンバイモードに切り替えられていること、という条件が含まれている。なお、この点については後述する。
また、車両1には、図1に示すように、エンジン4から変速機構6への動力伝達経路を遮断可能な遮断機構として機能し得るクラッチ機構5が設けられている。そして、アイドリングストップ制御機構32の制御ユニット33は、減速S&S制御部61における自動停止条件のうちLK制御機構31がスタンバイモードに切り替えられていること以外の他のすべての自動停止条件が成立するとき、エンジン4から変速機構6への動力伝達経路を、減速S&S制御部61からの遮断要求信号に基づき電磁的にON/OFF切替え可能なクラッチ機構5により遮断させつつエンジン4を自立運転させ、車両1をニュートラル惰性走行させるようになっている。以下、このエンジン4の自立運転で車両1をニュートラル惰性走行させる制御を擬似減速S&S制御という。
なお、自動停止条件のうちLK制御機構31がスタンバイモードに切り替えられていること以外の他のすべての自動停止条件が成立した後、擬似減速S&Sが実行されるとともに車両1が停止した後は、LK制御機構31によるLK制御はもはや実施できないから、実質的にスタンバイモードでなくなる。したがって、この停止完了段階では、通常のアイドリングストップ制御と同様に、エンジン4を自動再始動可能に自動停止させることが可能である。
図3の中段は、LK制御スタンバイモード下で擬似減速S&S制御が実行される期間中に、LK制御開始要求が発生した場合の制御手順を示している。
ここでは、擬似減速S&S制御期間中にLK制御ECU42からの車線維持支援操舵用の操舵入力信号の出力がなされることでLK制御開始要求が発生し、このLK制御開始要求の発生をトリガーとしてS&S制御ECU51からの接続要求信号が出される。そして、クラッチ機構5がエンジン4から変速機構6への動力伝達経路を接続することで、エンジン4が通常運転状態となり、その運転状態が安定すると、LK制御が実行されることになる。
図3の下段は、LK制御スタンバイモード下で擬似減速S&S制御が実行される期間中に、LK制御開始要求以外の他の擬似減速S&S中断要求が発生した場合の制御手順を示している。
ここでは、擬似減速S&S制御期間中に例えばLK制御ECU42からの一定出力以上の操舵入力等のような擬似減速S&S中断要求が発生したとき、それをトリガーとしてS&S制御ECU51からの接続要求信号が出される。そして、クラッチ機構5がエンジン4から変速機構6への動力伝達経路を接続することで、エンジン4が通常運転状態に戻ることになる。
このような優先度を設定するため、減速S&S制限判定部62において減速S&S制御の開始を制限する前述の所定の制限条件には、前述の制限条件(e)〜(i)に加えて、(j)LK制御が実行されていること、(k)LK制御スタンバイモードである(LK制御開始の要求がある)こと、(l)ある一定出力以上のEPS制御が実行されていること、という制限条件が含まれている。
さらに、LK制御制限判定部46において車線維持支援操舵を許可しない制限条件には、(m)減速S&S制御が実行されていること、および、(n)減速S&S制御後の車両挙動安定化時間が経過していないこと、といった2つの条件のうちいずれかの条件が成立することが含まれる。
すなわち、制御ユニット33の減速S&S制限判定部62は、LK制御機構31のEPS制御部45によるLK制御が実行されていないこと、LK制御スタンバイモードでないこと(非スタンバイモードであること)、および、ある一定出力以上のEPS制御が実行されていないこと、を条件に減速S&S制御の実行を許可するようになっている。また、制御ユニット33のLK制御制限判定部46は、アイドリングストップ制御機構32の減速S&S制御部61による減速S&S制御が実行されていないこと、および、車両1の状態が安定していることを条件に、LK制御機構31の車線維持支援操舵によるLK制御の実行を許可するようになっている。
さらに、アイドリングストップ制御機構32の制御ユニット33は、LK制御スタンバイモードである、すなわち、LK制御開始の要求がある状態下でそれ以外の自動停止条件が成立するとき、前述のように、エンジン4を自立運転させつつ車両1をニュートラル惰性走行させる擬似減速S&S制御を実行するようになっている。
次に、前述した優先度設定を実現するよう制御ユニット33によって繰り返し実行される減速S&S制御およびLK制御の開始タイミングの調整処理と、減速S&S制御およびEPS制御の開始タイミング調整処理とについて説明する。
図4に示す減速S&S制御およびLK制御の開始タイミングの調整処理では、まず最初に、LK制御の実行中であるか、または、LK制御開始要求があるLK制御スタンバイモードか否かが判断され(ステップS11)、LK制御中であるかLK制御開始要求がある場合(ステップS11でYESの場合)には、この判断ステップが繰り返される。
一方、LK制御中でなく、LK制御開始要求も生じていない場合(ステップS11でNOの場合)には、次いで、減速S&S制御の作動開始条件である自動停止条件が成立しているか判断され(ステップS12)、成立していれば(ステップS12でYESの場合)、減速S&S制御が開始される(ステップS13)。
次いで、LK制御開始要求が発生しているか否かがチェックされ(ステップS14)、LK制御開始要求が発生していれば(ステップS14でYESの場合)、次いで、減速S&S制御の実行中であるためLK制御の開始要求である車線維持支援操舵用の操舵入力信号がLK制御制限判定部46で遮断されて、LK制御の開始が禁止される(ステップS15)。
この禁止処理後、または、LK制御開始要求の発生チェック時にLK制御開始要求が発生していなかった場合(ステップS14でNOの場合)、次いで、減速S&S制御が終了したか否かが判断される(ステップS16)。
そして、減速S&S制御が終了すると(ステップS16でYESの場合)、次いで、減速S&S制御が終了したため、LK制御の開始を禁止する状態が解除され、今回の処理が終了する。
また、図5に示す減速S&S制御およびEPS制御の開始タイミングの調整処理では、まず最初に、ある一定出力以上のEPS制御の実行中か、または、ある一定出力以上のEPS制御の開始要求があるか否かが判断され(ステップS21)、一定出力以上のEPS制御中であるかEPS制御開始要求がある場合(ステップS21でYESの場合)には、この判断ステップが繰り返される。
一方、一定出力以上のEPS制御中でなく、一定出力以上のEPS制御開始要求も生じていない場合(ステップS21でNOの場合)には、次いで、減速S&S制御の作動開始条件である自動停止条件が成立しているか判断され(ステップS22)、成立していれば(ステップS22でYESの場合)、減速S&S制御が開始される(ステップS23)。
次いで、一定出力以上のEPS制御開始要求が発生しているか否かがチェックされ(ステップS24)、一定出力以上のEPS制御開始要求が発生していれば(ステップS24でYESの場合)、次いで、減速S&S制御が中止される(ステップS25)。
なお、この中止処理前の一定出力以上のEPS制御開始要求の発生チェック段階で、一定出力以上のEPS制御開始要求が発生していなければ(ステップS24でNOの場合)、その発生チェックのステップが繰り返される。
また、減速S&S制御が中止されると、今回の処理が終了する。
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の車両の制御装置30においては、制御ユニット33によって、車両1の走行中に自動停止条件が満たされる場合に車両1の運転状態に応じてアイドリングストップ制御機構32を作動させる。そして、その自動停止条件が、LK制御機構31による車線維持支援操舵が実行されていないという条件を含んでいる。
したがって、車両1の走行中に自動停止条件が満たされると、車両1の運転状態に応じてアイドリングストップ制御機構32が作動し、車両1の走行中にエンジン4が自動停止するが、LK制御を行う電動パワーステアリング機構13での電力消費が続いているような状態でエンジン4が自動停止されることはない。その結果、減速S&S制御がLK制御に悪影響を及ぼすことがなく、電動アクチュエータ14への供給電力不足やバッテリ12の劣化を招き難くなる。
すなわち、LK制御では、電動パワーステアリング機構13を作動させるために電力消費量が多くなるが、その作動時には、エンジン4が停止せず、オルタネータ11により継続的に電力を供給できるため、電動アクチュエータ14への供給電力不足やバッテリ12の劣化を抑制することができる。
また、本実施形態では、減速S&S制御の実行中にLK制御が開始されることもないので、やはり、電動アクチュエータ14への供給電力不足やバッテリ12の劣化を招き難く、エンジンブレーキ作用が得られないためにドライバに操舵の違和感を感じさせる等といったような悪影響の懸念も払拭される。
また、本実施形態における自動停止条件は、LK制御機構31が非スタンバイモードに切り替えられていることという条件を含んでいるから、車両1が車線を逸脱する可能性が生じると即座に車線維持のための支援操舵がなされるLK制御機構31のスタンバイモード下では、アイドリングストップ制御機構32によりエンジン4が自動停止されることがない。したがって、惰性走行や車両1停止前の減速段階等であって車線維持のために電動パワーステアリング機構13による操舵アシストが実行され得る状態下で、アイドリングストップ制御機構32によってエンジン4が自動停止されることがなく、ドライバビリティや車両1の運動性能を低下させてしまうことがない。
さらに、本実施形態では、LK制御機構31がモード切替え操作部としてLK制御選択スイッチ41を有しているので、非スタンバイモード下での制御ユニット33の処理負荷を軽減できる。
加えて、アイドリングストップ制御機構32の制御ユニット33は、自動停止条件のうちLK制御機構31がスタンバイモードに切り替えられていること以外の他のすべての自動停止条件が成立するとき、エンジン4から変速機構6への動力伝達経路をクラッチ機構5により遮断させつつエンジン4を自立運転させて、車両1をニュートラル惰性走行させる。したがって、LK制御機構31のスタンバイモードで他の自動停止条件が成立した場合に、エンジン4を自立運転させることで、燃費を低減させることができる。
すなわち、LK制御のスタンバイモードで一律に慣性走行を禁止する場合に比べて、エンジン停止惰性走行を禁止するだけで、エンジン4を自立(ニュートラル)運転させつつ車両1を惰性走行させ、燃費を向上させることができる。具体的には、電動パワーステアリング機構13の電力を維持しつつエンジン4と変速機構6とをクラッチ機構5により切り離すため、エンジン4のフリクションが車輪3L,3R側に伝達されなくなり、エンジンブレーキ力が減少する。その結果、車両1の惰性走行距離が伸びることになり、燃費が向上することになる。
また、クラッチ機構5によりエンジン4から変速機構6への動力伝達経路を円滑に遮断および接続できるので、車両1のニュートラル惰性走行や車両停止前の制動状態等が何らかの理由(例えば信号変化や急操舵)によって解除され、動力伝達経路が接続されるとき等に円滑に遮断状態を解除することができる。
このように、本実施形態においては、車両1の走行中にエンジン4を自動停止する自動停止条件にLK制御機構31による車線維持支援操舵が実行されていないことという条件が含まれているので、車両1の走行中にエンジン4を自動停止させて燃費低減を図る減速S&S制御を採用する場合でも、LK制御等の他の制御に悪影響を及ぼしたりバッテリ12を劣化させたりし難い車両1の制御装置を提供することができる。
なお、前述の一実施形態においては、車両1を後輪駆動、前輪操舵方式のものとしたが、前輪駆動車であってもよいことはいうまでない。エンジンがガソリンエンジンに限定されないのは勿論である。
また、一実施形態では、ステアリング機構に電動パワーステアリング機構13を用いたが、電気的な補助操舵制御および運転支援操舵制御が可能な構成であればよく、例えば電気入力に応じて油圧を制御するソレノイド弁等を用いて油路切替えや油圧調整を行うことにより、補助操舵制御および車線維持のための運転支援操舵制御を行うものであってもよい。また、パワーステアリング機構がラックピニオン式のものに限定されないことはいうまでもない。
さらに、一実施形態においては、LK制御機構31における車線認識をカメラ画像のみに基づいて行うものとしたが、通信取得できる他の任意の情報を基に車線認識することも可能である。また、バッテリ状態モニタ55およびブレーキ負圧モニタ56は、例えばバッテリ残量センサおよび圧力センサで構成され得るが、バッテリ残量や負圧ブースタ内の不足状態を間接的に検出する他の構成要素であってもよい。また、本発明にいう遮断機構は、エンジンと車輪を切り離すことができるものであればよく、エンジンと変速機の間のクラッチが好適に用いられるものである。
以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置は、車両走行中にエンジンを自動停止させて燃費低減を図る場合でも、他の制御に悪影響を及ぼしたりバッテリを劣化させたりし難い車両の制御装置を提供することができるものである。よって、本発明は、走行中に所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止して燃費低減を図る車両の制御装置全般に有用である。
1...車両、2...走行駆動機構、3L,3R...後輪(駆動車輪)、4...エンジン(内燃機関)、4a...クランク軸、5...クラッチ機構(遮断機構)、6...変速機構(変速機)、7...ディファレンシャル装置、11...オルタネータ、12...バッテリ、13...電動パワーステアリング機構(パワーステアリング機構)、14...電動アクチュエータ、15...アクセルペダル、16...ブレーキペダル、17...マスターシリンダ、18...負圧ブースタ、19...スタータモータ、20...操舵機構、21...操舵軸、21w...ステアリングホイール(ハンドル、操舵入力部材)、22...操舵入力センサ、23...ベベルギヤ、24...転舵角センサ、26...ラック、30...制御装置(車両の制御装置)、31...LK制御機構(レーンキーピングアシスト制御機構)、32...アイドリングストップ制御機構(自動停止制御機構)、33...制御ユニット、41...LK制御選択スイッチ(モード切替え操作部)、42...LK制御ECU(レーンキーピングアシスト制御ECU)、43...画像取得部、44...EPS制御ECU(電動パワーステアリング制御ECU)、45...EPS制御部、46...LK制御制限判定部、51...S&S制御ECU、52...エンジンECU、53...ブレーキECU、54...エアコンECU、55...バッテリ状態モニタ、56...ブレーキ負圧モニタ、57...ボディ系状態モニタ、58...メータECU、59...ブレーキスイッチ、61...減速S&S制御部(減速アイドリングストップアンドスタート制御部)、62...減速S&S制限判定部、Jg1,Jg2...判定結果、OP1...LK制御要求状態信号、OP2...減速S&S制御状態信号、OP3...LK制御状態信号

Claims (6)

  1. 動力を発生するエンジンと、前記エンジンの動力を伝達する変速機と、前記エンジンにより駆動される発電機と、前記発電機による電力を用いてハンドル操作をアシストするパワーステアリング機構と、を備えた車両に搭載される車両の制御装置であって、
    前記車両の走行車線からの逸脱を前記パワーステアリング機構により防止するレーンキーピングアシスト制御を実行するレーンキーピングアシスト制御機構と、
    前記車両の走行中に所定の自動停止条件が満たされた場合に前記エンジンを自動停止させる自動停止制御機構と、を含んで構成され、
    前記自動停止条件は、前記レーンキーピングアシスト制御が実行されていないという条件を含んでいることを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記レーンキーピングアシスト制御機構が、前記レーンキーピングアシスト制御の実行が許可されるスタンバイモードと前記レーンキーピングアシスト制御の実行が制限される非スタンバイモードとに切替え制御可能であり、
    前記自動停止条件は、前記レーンキーピングアシスト制御機構が前記非スタンバイモードに切り替えられているという条件を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記レーンキーピングアシスト制御機構が、前記スタンバイモードと前記非スタンバイモードとを手動操作入力により切替え制御可能なモード切替え操作部を有していることを特徴とする請求項2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記車両に、前記エンジンから前記変速機への動力伝達経路を遮断可能な遮断機構が設けられており、
    前記自動停止制御機構は、前記自動停止条件のうち前記レーンキーピングアシスト制御機構が前記スタンバイモードに切り替えられていること以外の他のすべての自動停止条件が成立するとき、前記エンジンから前記変速機への動力伝達経路を前記遮断機構により遮断させつつ前記エンジンを自立運転させて、前記車両を惰性走行させることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の車両の制御装置。
  5. 前記遮断機構は、前記エンジンから前記走行駆動機構への動力伝達経路を遮断および接続可能なクラッチを含んで構成されていることを特徴とする請求項4に記載の車両の制御装置。
  6. 前記パワーステアリング機構は、操舵入力部材への操舵入力に対応する操舵入力信号に基づいて作動する電動アクチュエータを有し、該電動アクチュエータにより操舵アシスト力を発生し、
    前記レーンキーピングアシスト制御機構は、前記車両の走行車線からの逸脱を防止する支援操舵用の操舵入力信号を生成し、前記パワーステアリング機構により前記支援操舵用の操舵入力信号に応じた車線維持支援操舵を実行させることを特徴とする請求項1ないし請求項5のうちいずれか1の請求項に記載の車両の制御装置。
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