WO2018016092A1 - 車両制御装置、車両制御システムおよび車両制御装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御と、内燃機関をアイドリングストップ状態から始動させる始動制御とを実行可能な制御部を備え、制御部は、アイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、クラッチを介して車輪から内燃機関に伝達される回転力を用いて内燃機関が回転駆動している状態で、モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行する。　

Description

車両制御装置、車両制御システムおよび車両制御装置の制御方法

　本発明は、車両制御装置、車両制御システムおよび車両制御装置の制御方法に関する。

　従来、燃料の無駄を抑制するため、信号待ちなどによる停車時において、自動的に内燃機関を停止させるアイドリングストップ機能が備える車両がある（特許文献１参照）。また、内燃機関の始動をアシストするモータジェネレータを備える車両も知られている。従来のアイドリングストップは、車両が停車し、かつ、スロットルが閉じられたことを条件として行われる。

特開２０１５－９８８６１号公報

　燃費改善等を目的として、近年、車両の走行中にアイドリングストップを実行することが検討されている。

　車両の走行中のアイドリングストップをともなう運転操作として、以下の図５に示される操作が想定される。図５は、従来技術によるアイドリングストップ制御および再始動制御の一例を示すタイミングチャートである。

　図５の例では、アイドリングストップ状態である時刻ｔ１に、スロットルバルブ（以下、単に「スロットル」と呼ぶ）を開けることで内燃機関を始動させ（ＴＨ開）、始動の直後の時刻ｔ２に、車速が低速のままスロットルを閉じることでアイドリングストップ状態に再突入する（ＴＨ閉）。なお、図５では、スロットルが開くことを、スロットルの開度を検出するスロットルセンサから出力されるスロットル信号の立ち上がりとして表現し、スロットルが閉じることを、スロットル信号の立下りとして表現している。

　時刻ｔ２におけるアイドリングストップ状態への再突入では、逆転ブレーキによって内燃機関のクランクシャフトを迅速に停止する処理が発動する。

　そして、このようなアイドリングストップ状態への再突入の直後の時刻ｔ３において、内燃機関を直ちに再始動させようとして、スタータスイッチのオン操作およびスロットルを開く操作（以下、再始動操作とも呼ぶ）を行う。

　しかしながら、時刻ｔ２において逆転ブレーキによるクランクシャフトの停止処理が発動しているので、この処理が停止するまでは、たとえ再始動操作を行ったとしても、再始動が直ちに実行されず、再始動が実行される時刻ｔ４までの遅延時間Ｔｄが生じてしまう。

　また、始動直後のアイドリングストップ状態への再突入は、車輪にクラッチが接続されていない低速状態で実行されるため、このアイドリングストップ状態からの再始動は、モータジェネレータの動力を用いたセルスタートで行う必要がある。セルスタートが必要なので、さらなる遅延時間が生じる虞がある。

　そこで、本発明は、アイドリングストップ状態からの再始動を迅速に行うことが可能な車両制御装置、車両制御システムおよび車両制御装置の制御方法を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る車両制御装置は、
　内燃機関に接続されトルクを付与可能なモータジェネレータ、および前記内燃機関と車輪とを接続可能なクラッチを有する車両を制御する車両制御装置であって、
　前記内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御と、前記内燃機関をアイドリングストップ状態から始動させる始動制御とを実行可能な制御部を備え、
　前記制御部は、
　前記アイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、前記クラッチを介して前記車輪から前記内燃機関に伝達される回転力を用いて前記内燃機関が回転駆動している状態で、前記モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行する。

　前記車両制御装置において、
　前記制御部は、
　前記内燃機関がアイドリングストップ状態から始動した後に、前記車両の車速が前記第１閾値速度より高い第２閾値速度以上となった場合には、前記車速が前記第２閾値速度以上である状態が第１閾値時間継続し、かつ、前記スロットルの開度が前記第１基準開度より小さい第２基準開度以下となる第１閉スロットル操作が行われた場合に、前記内燃機関を前記アイドリングストップ状態にするアイドリングストップ制御を実行してもよい。

　前記車両制御装置において、
　前記制御部は、
　前記アイドリングストップ状態からの始動の後に前記車速が前記第２閾値速度以上とならなかった場合には、前記スロットルの開度が前記第２基準開度以下となる第２閉スロットル操作が行われ、かつ、前記第２閉スロットル操作時から、前記車速が前記第１閾値速度未満の第３閾値速度以下である状態が第２閾値時間継続した場合に、前記アイドリングストップ制御を実行してもよい。

　前記車両制御装置において、
　前記制御部は、
　前記車速を検出するための車速センサで検出された車速に基づいて、前記車速が前記第１閾値速度以上、前記第２閾値速度以上または前記第３閾値速度以下であることを検知してもよい。

　前記車両制御装置において、
　前記制御部は、
　前記モータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出センサで検出された回転速度に基づいて前記内燃機関の始動を検知してもよい。

　前記車両制御装置において、
　前記制御部は、
　前記スロットルの開度を検出するためのスロットルセンサで検出されたスロットルの開度に基づいて、前記開スロットル操作、前記第１閉スロットル操作または前記第２閉スロットル操作が行われたことを検知してもよい。

　前記車両制御装置において、
　前記制御部は、
　前記内燃機関の点火プラグを点火させる点火装置に対して点火を指示する制御信号を送信しないことで、前記アイドリングストップ制御を実行してもよい。

　前記車両制御装置において、
　前記内燃機関の回転速度は、前記スロットルの開度の減少に応じて低下してもよい。

　前記車両制御装置において、
　前記第１閾値時間は、前記第２閾値時間より短くてもよい。

　前記車両制御装置において、
　前記第１閾値時間は、前記第２閾値時間より長くてもよい。

　本発明の一態様に係る車両制御システムは、
　内燃機関に接続されトルクを付与可能なモータジェネレータ、および前記内燃機関と車輪とを接続可能なクラッチを有する車両制御システムであって、
　前記内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御と、前記内燃機関をアイドリングストップ状態から始動させる始動制御とを実行可能な制御部を有する車両制御装置を備え、
　前記制御部は、
　前記アイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、前記クラッチを介して前記車輪から前記内燃機関に伝達される回転力を用いて前記内燃機関が回転駆動している状態で、前記モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行する。　

　本発明の一態様に係る車両制御方法は、
　内燃機関に接続されトルクを付与可能なモータジェネレータ、および前記内燃機関と車輪とを接続可能なクラッチを有する車両を制御する車両制御方法であって、
　前記内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、前記クラッチを介して前記車輪から前記内燃機関に伝達される回転力を用いて前記内燃機関が回転駆動している状態で、前記モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行する。

　本発明の一態様に係る車両制御装置は、内燃機関に接続されトルクを付与可能なモータジェネレータ、および内燃機関と車輪とを接続可能なクラッチを有する車両を制御する車両制御装置であって、内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御と、内燃機関をアイドリングストップ状態から始動させる始動制御とを実行可能な制御部を備える。そして、制御部は、アイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、クラッチを介して車輪から内燃機関に伝達される回転力を用いて内燃機関が回転駆動している状態で、モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行する。
　このように、本発明によれば、モータジェネレータによるトルクを用いることなく、クラッチを介して車輪から内燃機関に伝達される回転力により再始動制御を実行することにより、アイドリングストップ状態からの再始動を迅速に行うことができる。

本実施形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。 本実施形態に係る車両制御システムの動作例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車両制御システムの動作例において、クルーズＩＳ制御および再始動制御の一例を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係る車両制御システムにおいて、アイドルＩＳ制御および再始動制御の一例を示すタイミングチャートである。 従来技術によるアイドリングストップ制御および再始動制御の一例を示すタイミングチャートである。

　以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を限定するものではない。

　図１に示される本実施形態の車両制御システム１は、例えば、自動二輪車などの車両に搭載され、当該車両を制御するためのシステムである。自動二輪車は、動力源として内燃機関とモータを併用するハイブリッド二輪車であってもよい。

　図１に示すように、車両制御システム１は、内燃機関２と、モータジェネレータ３と、クラッチ４と、制御部５を有する車両制御装置と、車速センサ６と、回転速度検出センサ７と、スロットルセンサ８と、点火装置９とを備える。

（内燃機関２）
　内燃機関２は、例えば、ピストンを移動させて燃焼室内に負圧を発生させることで、燃料噴射機から噴射された燃料と空気との混合気を燃焼室内に取り込む。そして、内燃機関２は、燃焼室に取り込まれた混合気をピストンで圧縮することで、混合気が燃焼しやすいように混合気の温度を上昇させる。

　制御部５は、混合気の圧縮に応じた所定のタイミングで、混合気への点火を指示する制御信号Ａを点火装置９に送信する。点火装置９は、制御部５からの制御信号Ａの送信に応じて、例えば、１次コイルと２次コイルとを備えたイグニッションコイルの１次コイルに電流を流す。１次コイルに流れる電流に応じて、２次コイルに高電圧が発生し、発生した高電圧は、内燃機関２の燃焼室に接続された点火プラグのプラグギャップに印加される。

　そして、プラグギャップに印加された高電圧によりプラグギャップ間の放電が発生することで、燃焼室内で圧縮された混合気が点火されて燃焼する。混合気の燃焼により、混合気が膨張してピストンが押し下げられる。ピストンが押し下げられることで、ピストンに連結されたクランクシャフトが回転して、車輪１０を回転させる動力を発生させる。

　クランクシャフトの回転速度すなわち内燃機関２の回転速度は、基本的に、燃焼室に取り込まれる混合気の量が多いほど高い。燃焼室に取り込まれる混合気の量は、内燃機関２の吸気口に接続されたインテークマニホールドとも呼ばれる混合気の導入管に設けられたスロットで調整される。

　スロットルは、スロットル開度とも呼ばれる導入管の流路断面積を調整することで、燃焼室に取り込まれる混合気の量を調整する。自動二輪車の場合、スロットル開度は、アクセルグリップの操作で調整できる。

　スロットル開度が大きいほど、混合気の量は多くなる。したがって、内燃機関２の回転速度は、スロットル開度の増加に応じて上昇し、また、スロットル開度の減少に応じて低下する。

（モータジェネレータ３）
　モータジェネレータ３は、内燃機関２に接続されている。例えば、モータジェネレータ３は、その回転軸が内燃機関２のクランクシャフトと同軸上に位置するように内燃機関２に直結されている。なお、モータジェネレータ３は、ギアボックスなどの間接的機構を介して内燃機関２に接続されていてもよい。

　また、モータジェネレータ３は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池に接続されている。モータジェネレータ３と二次電池との間には、スタータスイッチの押下に応じてオンするスタータリレーが接続されている。

　モータジェネレータ３は、内燃機関２の回転に同期して回転することにより電力を発生させ、発生させた電力を二次電池に蓄積させる発電機としての機能を有する。

　また、モータジェネレータ３は、二次電池に蓄積された電力で回転し、その回転によるトルクをモータジェネレータ３に接続された内燃機関２に伝達させることで内燃機関２を駆動する原動機としての機能も有する。

　例えば、内燃機関２の停止状態において、既述したスタータスイッチによってスタータリレーがオンされた場合、二次電池からモータジェネレータ３に電力が供給される。電力が供給されることで、原動機としてのモータジェネレータ３が回転し、回転によるトルクが内燃機関２に付与される。

　これにより、内燃機関２のピストンを移動させて燃焼室内に混合気を取り込むことができる。そして、燃焼室内に取り込まれた混合気を点火プラグによる点火によって燃焼させることで、内燃機関２の駆動を開始（すなわち、始動）させることができる。

　このようなモータジェネレータ３のトルクを用いた内燃機関２の始動は、セルスタートとも呼ばれる。なお、既述したように、モータジェネレータ３を内燃機関２に直結することにより、内燃機関２を高効率かつ低騒音で駆動できる。

（クラッチ４）
　クラッチ４は、内燃機関２のクランクシャフトと車輪１０（すなわち変速機）との間に設けられている。クラッチ４は、内燃機関２と車輪１０とを接続可能である。クラッチ４は、発進、停止、変速時などに、内燃機関２の動力を車輪１０に対して伝達または遮断する。

　例えば、クラッチ４は、自動遠心クラッチである。自動遠心クラッチは、自動二輪車の後輪側のドリブンプーリに組み込まれ、リアホイールのハブに連結されている。なお、ドリブンプーリには、内燃機関２側のドライブプーリから、ドリブンプーリとドライブプーリとの双方に巻き付けられたドライブベルトを介して、内燃機関２の回転力が伝達される。

　自動遠心クラッチは、例えば、クラッチウェイトと、クラッチシューと、クラッチスプリングと、クラッチアウターとを有する。クラッチウェイトは、後輪の回転方向において隣り合うように複数設けられている。これら複数のクラッチウェイトは、後輪の回転方向に沿った略円弧形状を有している。

　クラッチシューは、各クラッチウェイトの径方向の外端面に設けられている。クラッチスプリングは、隣り合うクラッチウェイト同士の間に設けられており、隣り合うクラッチウェイト同士を引っ張る方向の弾性力を有している。クラッチアウターは、各クラッチウェイトを包囲する円筒形状の内壁面すなわち摩擦面を有する。

　クラッチウェイトは、内燃機関２の回転にしたがってドリブンプーリと一体的に回転する。内燃機関２の回転速度が低い時、クラッチウェイトは、クラッチスプリングの弾性力によって径方向外方への移動が抑制される。

　一方、内燃機関２の回転速度が閾値に達すると、クラッチウェイトに作用する遠心力がクラッチスプリングの弾性力に勝ることで、クラッチシューがクラッチアウターの内壁面に押圧される位置までクラッチウェイトが径方向外方に移動する。これにより、内燃機関２の動力が、クラッチウェイトおよびクラッチアウターを介して後輪に伝達される。

　その後、停車などによって内燃機関２の回転速度が低下すると、クラッチウェイトに作用する遠心力も低下する。遠心力が低下することで、クラッチアウターと接触していたクラッチシューが、クラッチスプリングの弾性力によってクラッチウェイトとともに径方向内方に引き戻され、後輪への内燃機関２の動力の伝達が遮断される。

　自動遠心クラッチによれば、内燃機関２の回転速度に応じた車速が十分に高い場合に、スロットルを閉じた場合であっても内燃機関２と車輪１０（後輪）とを接続しておくことができる。

　このような自動遠心クラッチの構造により、後述する走行状態でのアイドリングストップ制御からの再始動を、モータジェネレータ３によるトルクすなわちセルスタートを用いないで確実に行うことができる。なお、自動遠心クラッチと同様の作用を奏することができるのであれば、クラッチ４は、自動遠心クラッチ以外のクラッチであってもよい。

（制御部５）
　制御部５は、電子制御によって車両を制動するＥＣＵ(Engine Control Unit)に含まれている。既述した車両制御装置は、ＥＣＵであってもよい。制御部５は、内燃機関２の駆動に必要な各種の電子制御、例えば、既述した点火装置９への制御信号Ａの送信による混合気の点火の制御、燃料噴射機への燃料噴射の指令信号の送信による燃料の噴射の制御、スロットル操作に応じたスロットル開度の制御などを実行することで内燃機関２を駆動する。

　また、制御部５は、既述したモータジェネレータ３のトルクを用いた内燃機関２の始動すなわちセルスタートの際には、スタータスイッチがオンされ、かつ、スロットルが開かれたことを検知したうえで、既述した混合気の点火の制御や燃料の噴射の制御などによって内燃機関２を始動させる。

　また、制御部５は、内燃機関２を一時的に停止させるアイドリングストップ制御を実行するように構成されている。例えば、制御部５は、点火装置９に制御信号Ａを送信しないことでアイドリングストップ制御を実行する。

　本実施形態に係る制御部５は、本発明に特有の実行条件を有するアイドリングストップ制御として、「クルーズＩＳ制御」と、「アイドルＩＳ制御」との２つのアイドリングストップ制御を実行可能である。

　ここで、クルーズＩＳ制御とは、クラッチ４による内燃機関２と車輪１０との接続状態が維持される程度の比較的高速で車両が走行しているときに実行可能なアイドリングストップ制御である。クルーズＩＳ制御は、言い換えれば、走行状態におけるアイドリングストップ制御である。

　クルーズＩＳ制御は、内燃機関２がアイドリングストップ状態から始動した後に、車速が第１閾値速度より高い第２閾値速度以上となった場合に、車速が第２閾値速度以上である状態が第１閾値時間継続し、かつ、閉スロットル操作（第１閉スロットル操作）が行われたことを実行条件として実行される。

　第１閾値速度は、クラッチ４による内燃機関２と車輪１０との接続が行われる速度、例えば、自動遠心クラッチのクラッチシューがクラッチアウターに押圧されるときの速度である。また、閉スロットル操作は、スロットルの開度を第１基準開度より小さい第２基準開度以下とするスロットル操作である。

　クルーズＩＳ制御は、例えば、下り坂を走行中にスロットルが閉じられた場合などに実行し得る。

　クルーズＩＳ制御を実行することで、内燃機関２と車輪１０とをクラッチ４で接続したままアイドリングストップ状態に突入できる。そして、もし、第１閾値速度以上の車速が再始動時まで継続されれば、再始動時においても、内燃機関２と車輪１０とをクラッチ４で接続させ続けておくことができる。

　この場合、クラッチ４を介して車輪１０から内燃機関２に伝達される回転力により、内燃機関２は回転し続ける。このため、燃焼室内に取り込まれた混合気を点火プラグの点火によって燃焼させることで、内燃機関２を再始動させることができる。すなわち、モータジェネレータ３により内燃機関２を回転駆動しなくても、内燃機関２を再始動させることができる。

　上記のように、クルーズＩＳ制御を実行することで、セルスタートを要しない再始動制御、すなわちモータジェネレータ３によるトルクを用いない再始動制御の条件を成立させ易くすることができる。

　一方、アイドルＩＳ制御とは、クラッチ４による内燃機関２と車輪１０との接続が切断される程度の比較的低速で車両が走行または停止しているときに実行可能なアイドリングストップ制御である。言い換えれば、アイドルＩＳ制御は、アイドリング状態におけるアイドリングストップ制御である。

　アイドルＩＳ制御は、アイドリングストップ状態からの始動の後に車速が第２閾値速度以上とならなかった場合に、閉スロットル操作（第２閉スロットル操作）が行われ、かつ、閉スロットル操作時から、車速が第３閾値速度以下である状態が第２閾値時間継続したことを実行条件として実行される。

　第３閾値速度は、第１閾値速度未満の速度である。第２閾値時間は、第１閾値時間より短くても長くてもよい。

　第２閾値時間が第１閾値時間より長ければ、閉スロットル操作からアイドルＩＳ制御の実行開始までの所要時間が長くなるので、閉スロットル操作時から再始動を要することなく車速を上昇できる期間を長くとることができる。

　第１閾値時間が第２閾値時間より長ければ、高速で十分な時間走行してからクルーズＩＳ制御の実行を開始できるので、車速を変更する運転操作の可能性が高い高速域において、頻繁にアイドリングストップ状態への再突入が行われることを抑制できる。

　アイドルＩＳ制御を実行することで、閉スロットル操作によって直ちにアイドリングストップ状態に突入することを防止できる。これにより、閉スロットル操作直後に開スロットル操作を行った場合、内燃機関２は駆動状態を維持しているので、再始動を行う必要はない。再始動を要しないので、運転者に再始動の遅延による違和感を与えることを防止できる。

　なお、制御部５は、上述のクルーズＩＳ制御およびアイドルＩＳ制御以外のアイドリングストップ制御を実行してもよい。

　また、制御部５は、アイドリングストップ状態から始動した後のアイドリングストップ制御によって再びアイドリングストップ状態に突入（再突入）した内燃機関２を再始動させる再始動制御を実行可能である。

　アイドルＩＳ制御によるアイドリングストップ状態からの再始動制御を含めた通常の再始動制御において、制御部５は、スタータスイッチのオンおよび開スロットル操作を検知したうえで内燃機関２を再始動させる。すなわち、通常の再始動制御において、制御部５は、セルスタートによって内燃機関２を再始動させる。

　ここで、制御部５は、本発明に特有の実行条件を有する再始動制御として、モータジェネレータ３のトルクを用いない再始動制御、すなわちセルスタートによらない再始動制御を実行可能である。

　セルスタートによらない再始動制御は、アイドリングストップ制御を行った後、開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、クラッチ４を介して車輪１０から内燃機関２に伝達される回転力を用いて内燃機関２が回転駆動している状態で実行される。

　ここで、開スロットル操作は、スロットルの開度を第１基準開度以上とするスロットル操作である。また、既述したように、第１閾値速度は、クラッチ４による内燃機関２と車輪１０との接続が行われる速度である。

　車速が第１閾値速度以上である場合、内燃機関２と車輪１０とがクラッチ４で接続されているので、クラッチ４を介して車輪１０から内燃機関２に伝達される回転力を用いて内燃機関２を回転させることができる。このため、燃焼室内に取り込まれた混合気を点火プラグの点火によって燃焼させれば、モータジェネレータ３で内燃機関２を回転させずとも内燃機関２を再始動させることができる。

　このようなセルスタートによらない再始動制御を実行することで、アイドリングストップ状態からの再始動を迅速に行うことができる。また、再始動を迅速に行うことができるので、運転者に再始動の遅延による違和感を与えることを防止することもできる。

　図１に示すように、制御部５には、車速を検出するための車速センサ６が接続されている。車速センサ６は、例えば、車速を検出するためのパルス状の車速信号Ｂすなわち車速パルスを制御部５に出力する。

　制御部５は、車速センサ６からの車速信号Ｂに基づいて車速を算出すなわち検出する。そして、制御部５は、算出された車速に基づいて、車速が第１閾値速度以上、第２閾値速度以上または第３閾値速度以下であることを検知する。

　また、図１に示すように、制御部５には、モータジェネレータ３の回転速度を検出するための回転速度検出センサ７が接続されている。回転速度検出センサ７は、モータジェネレータ３の回転速度を検出するための回転速度信号Ｃを制御部５に出力する。回転速度信号Ｃは、例えば、モータジェネレータ３のロータに設けられた磁石の磁束のうちモータジェネレータ３のステータに設けられたコイルに鎖交する磁束が回転に応じて変化することで生じるパルス信号である。

　制御部５は、回転速度検出センサ７からの回転速度信号Ｃに基づいてモータジェネレータ３の回転速度を算出すなわち検出する。そして、制御部５は、算出されたモータジェネレータ３の回転速度に基づいて、内燃機関２の始動を検知する。

　また、図１に示すように、制御部５には、スロットル開度を検出するためのスロットルセンサ８が接続されている。スロットルセンサ８は、スロットル開度を検出するためのスロットル信号Ｄを制御部５に出力する。スロットルセンサ８は、例えば、アクセルグリップの動きに応じた電気信号（すなわち、スロットル信号Ｄ）をＥＣＵに出力するアクセルポジションセンサであってもよい。

　制御部５は、スロットルセンサ８からのスロットル信号Ｄに基づいてスロットル開度を算出すなわち検出する。そして、制御部５は、算出されたスロットル開度に基づいて、開スロットル操作または閉スロットル操作が行われたことを検知する。

（動作例）
　以上の構成を有する車両制御システム１の動作例について、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２の初期状態において、車両はアイドリングストップ状態であるものとする。

　先ず、制御部５は、モータジェネレータ３からの回転速度信号Ｃに応じて算出されたモータジェネレータ３の回転速度に基づいて、内燃機関２の始動の有無すなわち開スロットル操作の有無を判定する（ステップＳ１）。

　内燃機関２が始動した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御部５は、車速センサ６からの車速信号Ｂに応じて算出された車速に基づいて、車速が第２閾値速度Ｖｔｈ２以上か否かを判定する（ステップＳ２）。一方、内燃機関２が始動していない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、制御部５は、内燃機関２の始動の有無の判定を繰り返す（ステップＳ１）。

（１．クルーズＩＳ制御および再始動制御）
　以下、車速が第２閾値速度Ｖｔｈ２以上である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）に実行される一連の処理（Ｓ３～Ｓ８、Ｓ１３、Ｓ１４）、すなわち、クルーズＩＳ制御および再始動制御に関連する処理について先に説明する。

　車速が第２閾値速度Ｖｔｈ２以上である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、制御部５は、車速信号Ｂに応じて算出された車速およびタイマなどの制御部５の計時機能に基づいて、第２閾値速度Ｖｔｈ２以上の車速の継続時間が第１閾値時間Ｔｈ１に達したか否かを判定する（ステップＳ３）。

　第２閾値速度Ｖｔｈ２以上の車速の継続時間が第１閾値時間Ｔｈ１に達した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部５は、スロットル信号Ｄに応じて算出されたスロットル開度に基づいて、閉スロットル操作の有無を判定する（ステップＳ４）。一方、第２閾値速度Ｖｔｈ２以上の車速の継続時間が第１閾値時間Ｔｈ１に達していない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御部５は、第１閾値時間Ｔｈ１に達したか否かの判定を繰り返す（ステップＳ３）。

　そして、閉スロットル操作が行われた場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御部５は、クルーズＩＳ制御を実行する（ステップＳ５）。

　一方、閉スロットル操作が行われなかった場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御部５は、閉スロットル操作の有無の判定を繰り返す（ステップＳ４）。

　クルーズＩＳ制御を実行した後、制御部５は、スロットル信号Ｄに応じて算出されたスロットル開度に基づいて開スロットル操作の有無を判定する（ステップＳ６）。

　開スロットル操作が行われた場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部５は、車速信号Ｂに応じて算出された車速に基づいて、車速が第１閾値速度Ｖｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。一方、開スロットル操作が行われなかった場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、制御部５は、開スロットル操作の有無の判定を繰り返す（ステップＳ６）。

　そして、車速が第１閾値速度Ｖｔｈ１以上である場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、制御部５は、内燃機関２の再始動制御を行う（ステップＳ８）。この場合の再始動制御は、スタータスイッチのオン（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）を前提としないので、セルスタートによらない再始動制御である。

　一方、車速が第１閾値速度Ｖｔｈ１未満である場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、制御部５は、スタータスイッチのオン（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）および開スロットル操作（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）を条件としたセルスタートによる内燃機関２の再始動制御を行う（ステップＳ８）。なお、走行状態におけるアイドリングストップ（ステップＳ５）からセルスタートによる再始動制御に移行する場合、ステップＳ６で開スロットル操作の有無が既に判断されているので、ステップＳ１４における開スロットル操作の有無の判断は省略してもよい。

　図３は、クルーズＩＳ制御および再始動制御を示すタイミングチャートである。図３は、上述した図２の各工程（Ｓ１～Ｓ８）の具体的な適用例を示している。図３の例では、時刻ｔ１に開スロットル操作（ＴＨ開）が行われて内燃機関２が始動（ステップＳ１：Ｙｅｓ）した後、車速信号Ｂに応じた車速ＶＳが第２閾値速度Ｖｔｈ２以上に上昇する（ステップＳ２：Ｙｅｓ）。なお、図３では、開スロットル操作を、スロットル信号Ｄの立ち上がりとして示している。

　そして、第２閾値速度Ｖｔｈ２以上の車速ＶＳが第１閾値時間Ｔｈ１以上継続した図３の時刻ｔ２において、閉スロットル操作（ＴＨ閉）が行われる（ステップＳ３：Ｙｅｓ、ステップＳ４：Ｙｅｓ）。なお、図３では、閉スロットル操作を、スロットル信号Ｄの立下りとして示している。

　図３の時刻ｔ２において、内燃機関２が稼働中であり、車速がＶｔｈ２以上であり、継続時間がＴｔｈ１であり、かつ、閉スロットル操作が行われることで、クルーズＩＳ制御（ステップＳ５）の実行条件が成立する。これにより、制御部５は、図３の時刻ｔ２において、クルーズＩＳ制御の実行（ステップＳ５）を開始する。なお、図３中のＴｉｓは、クルーズＩＳ制御の実行期間である。

　クルーズＩＳ制御の実行が開始された後、図３の時刻ｔ３において開スロットル操作（ＴＨ開）が行われる（ステップＳ６：Ｙｅｓ）。このとき、車速ＶＳは第１閾値速度Ｖｔｈ１以上である（ステップＳ７：Ｙｅｓ）。図３の時刻ｔ３において、内燃機関２がクルーズＩＳ制御によるアイドリングストップ状態であり、車速がＶｔｈ１以上であり、かつ、開スロットル操作が行われたことで、セルスタートによらない再始動制御の実行条件が成立する。

　なお、内燃機関２がクルーズＩＳ制御によるアイドリングストップ状態であることについては、例えば、図示しないメモリに記憶されているアイドリングストップの状態を示す状態情報に基づいて判断してもよい。状態情報は、制御部５がアイドリングストップ制御を実行する際に都度記録してもよい。

　セルスタートによらない再始動制御の実行条件が成立したことにより、制御部５は、図３の時刻ｔ３においてクルーズＩＳ制御を終了するとともにセルスタートによらない再始動制御を実行する。

　図５に示したように、従来技術では、アイドリングストップ状態からの始動直後のアイドリングストップ状態への再突入の際に、逆転ブレーキによるクランクシャフトの停止処理を発動させる。そして、逆転ブレーキによるクランクシャフトの停止処理が完了するまでは、たとえ再始動操作を行ったとしても、再始動が直ちに実行されず遅延時間が生じてしまう。

　これに対して、本実施形態のクルーズＩＳ制御によれば、図３に示したように、逆転ブレーキよるクランクの停止処理を行うことなく、再始動時まで内燃機関２と車輪１０とがクラッチ４で接続される状態を維持できる。内燃機関２と車輪１０が接続されているので、点火装置９への制御信号Ａの送信による混合気の点火の制御等を再開することで、セルスタートを要することなく再始動制御を実行できる。セルスタートによらない再始動制御を実行できるので、アイドリングストップ状態からの再始動を迅速に行うことができる。また、運転者に再始動の遅延による違和感を与えることを防止できる。

（２．アイドルＩＳ制御および再始動制御）
　次に、図２において、車速が第２閾値速度Ｖｔｈ２未満である場合（ステップＳ２：Ｎｏ）に実行される一連の処理（Ｓ９～Ｓ１４、Ｓ８）、すなわち、アイドルＩＳ制御および再始動制御に関連する処理について説明する。

　図２に示すように、車速が第２閾値速度Ｖｔｈ２未満である場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、制御部５は、スロットル信号Ｄに応じて算出されたスロットル開度に基づいて、閉スロットル操作の有無を判定する（ステップＳ９）。

　閉スロットル操作が行われた場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、制御部５は、車速信号Ｂに応じて算出された車速に基づいて、車速が第３閾値速度Ｖｔｈ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。一方、閉スロットル操作が行われなかった場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、制御部５は、閉スロットル操作の有無の判定を繰り返す（ステップＳ９）。

　車速が第３閾値速度Ｖｔｈ３以下である場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、制御部５は、車速信号Ｂに応じて算出された車速および制御部５の計時機能に基づいて、第３閾値速度Ｖｔｈ３以下の車速の継続時間が第２閾値時間Ｔｈ２に達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。一方、車速が第３閾値速度Ｖｔｈ３以下でない場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、制御部５は、車速が第３閾値速度Ｖｔｈ１以下であるか否かの判定を繰り返す（ステップＳ１０）。

　そして、第３閾値速度Ｖｔｈ３以下の車速の継続時間が第２閾値時間Ｔｈ２に達した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御部５は、アイドルＩＳ制御を実行する（ステップＳ１２）。

　一方、第３閾値速度Ｖｔｈ３以下の車速の継続時間が第２閾値時間Ｔｈ２に達していない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、制御部５は、第２閾値時間Ｔｈ２に達したか否かの判定を繰り返す（ステップＳ１１）。

　アイドルＩＳ制御を実行した後、制御部５は、スタータスイッチがオンされたか否かを判定する（ステップＳ１３）。

　スタータスイッチがオンされた場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、制御部５は、スロットル信号Ｄに応じて算出されたスロットル開度に基づいて、開スロットル操作の有無を判定する（ステップＳ１４）。一方、スタータスイッチがオンされていない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、制御部５は、スタータスイッチがオンされたか否かの判定を繰り返す（ステップＳ１３）。

　開スロットル操作が行われた場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部５は、セルスタートによる再始動制御を行う（ステップＳ８）。一方、開スロットル操作が行われていない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御部５は、開スロットル操作が行われたか否かの判定を繰り返す（ステップＳ１４）。

　図４は、アイドルＩＳ制御および再始動制御を示すタイミングチャートである。図４は、上述した図２の各工程（Ｓ９～Ｓ１４、Ｓ８）の具体的な適用例を示している。図４の例では、時刻ｔ１に開スロットル操作（ＴＨ開）が行われて内燃機関２が始動（ステップＳ１：Ｙｅｓ）した後、車速ＶＳが第２閾値速度Ｖｔｈ２未満（ステップＳ２：Ｎｏ）の状態を維持しながら、時刻ｔ２において、閉スロットル操作（ＴＨ閉）が行われる（ステップＳ９：Ｙｅｓ）。このとき、車速ＶＳは第３閾値速度Ｖｔｈ３以下（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）である。

　その後、時刻ｔ３において、第３閾値速度Ｖｔｈ３以下の車速ＶＳの継続時間が第２閾値時間Ｔｈ２に達する（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）。時刻ｔ３において、内燃機関２が稼働中であり、車速がＶｔｈ３以下であり、継続時間がＴｔｈ２であり、かつ、閉スロットル操作が行われることで、アイドルＩＳ制御（ステップＳ１２）の実行条件が成立する。これにより、制御部５は、時刻ｔ３において、アイドルＩＳ制御の実行（ステップＳ１２）を開始する。なお、図４中のＴｉｓは、アイドルＩＳ制御の実行期間である。

　アイドルＩＳ制御の実行が開始された後、時刻ｔ４において、スタータスイッチがオンされ（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、開スロットル操作（ＴＨ開）が行われる（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）。時刻ｔ４において、内燃機関２がアイドルＩＳ制御によるアイドリングストップ状態であり、スタータスイッチがオンされ、かつ、開スロットル操作が行われることで、セルスタートによる再始動制御の実行条件が成立する。これにより、制御部５は、時刻ｔ４においてアイドルＩＳ制御を終了するとともにセルスタートによる再始動制御を実行する。

　図４に示すように、アイドルＩＳ制御は、図４の時刻ｔ２において閉スロットル操作を行っても直ちには実行されず、第２閾値時間Ｔｈ２の経過を要する。このため、運転者が図４の時刻ｔ２において閉スロットル操作を行った後、第２閾値時間Ｔｔｈ２以内の時刻において開スロットル操作を行った場合、その間に、内燃機関２は回転状態を維持している。この場合、内燃機関２の回転状態が維持されているので、再始動を改めて行う必要はない。再始動を要しないので、運転者に再始動の遅延による違和感を与えることを防止できる。

　以上のように、本発明の一態様に係る車両制御システムは、内燃機関と、内燃機関に接続されトルクを付与可能なモータジェネレータと、内燃機関と車輪とを接続可能なクラッチと、を有する車両制御システムであって、内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御と、内燃機関をアイドリングストップ状態から始動させる始動制御とを実行可能な制御部を備える。そして、制御部は、アイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、クラッチを介して車輪から内燃機関に伝達される回転力を用いて内燃機関が回転駆動している状態で、モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行する。

　このように、モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行することにより、アイドリングストップ状態からの再始動を迅速に行うことができる。

　なお、自動四輪車などの自動二輪車以外の車両の再始動を迅速に行うために本発明を適用することもできる。

　上述した実施形態は、あくまで一例であって、発明の範囲を限定するものではない。発明の要旨を逸脱しない限度において、上述した実施形態に対して種々の変更を行うことができる。変更された実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１　車両制御システム
２　内燃機関
３　モータジェネレータ
４　クラッチ
５　制御部

Claims (12)

1. 　内燃機関に接続されトルクを付与可能なモータジェネレータ、および前記内燃機関と車輪とを接続可能なクラッチを有する車両を制御する車両制御装置であって、
   　前記内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御と、前記内燃機関をアイドリングストップ状態から始動させる始動制御とを実行可能な制御部を備え、
   　前記制御部は、
   　前記アイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、前記クラッチを介して前記車輪から前記内燃機関に伝達される回転力を用いて前記内燃機関が回転駆動している状態で、前記モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行することを特徴とする車両制御装置。
2. 　前記制御部は、
   　前記内燃機関がアイドリングストップ状態から始動した後に、前記車両の車速が前記第１閾値速度より高い第２閾値速度以上となった場合には、前記車速が前記第２閾値速度以上である状態が第１閾値時間継続し、かつ、前記スロットルの開度が前記第１基準開度より小さい第２基準開度以下となる第１閉スロットル操作が行われた場合に、前記内燃機関を前記アイドリングストップ状態にするアイドリングストップ制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 　前記制御部は、
   　前記アイドリングストップ状態からの始動の後に前記車速が前記第２閾値速度以上とならなかった場合には、前記スロットルの開度が前記第２基準開度以下となる第２閉スロットル操作が行われ、かつ、前記第２閉スロットル操作時から、前記車速が前記第１閾値速度未満の第３閾値速度以下である状態が第２閾値時間継続した場合に、前記アイドリングストップ制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. 　前記制御部は、
   　前記車速を検出するための車速センサで検出された車速に基づいて、前記車速が前記第１閾値速度以上、前記第２閾値速度以上または前記第３閾値速度以下であることを検知することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
5. 　前記制御部は、
   　前記モータジェネレータの回転速度を検出するための回転速度検出センサで検出された回転速度に基づいて前記内燃機関の始動を検知することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
6. 　前記制御部は、
   　前記スロットルの開度を検出するためのスロットルセンサで検出されたスロットルの開度に基づいて、前記開スロットル操作、前記第１閉スロットル操作または前記第２閉スロットル操作が行われたことを検知することを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
7. 　前記制御部は、
   　前記内燃機関の点火プラグを点火させる点火装置に対して点火を指示する制御信号を送信しないことで、前記アイドリングストップ制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
8. 　前記内燃機関の回転速度は、前記スロットルの開度の減少に応じて低下することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
9. 　前記第１閾値時間は、前記第２閾値時間より短いことを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
10. 　前記第１閾値時間は、前記第２閾値時間より長いことを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
11. 　内燃機関に接続されトルクを付与可能なモータジェネレータ、および前記内燃機関と車輪とを接続可能なクラッチを有する車両制御システムであって、
    　前記内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御と、前記内燃機関をアイドリングストップ状態から始動させる始動制御とを実行可能な制御部を有する車両制御装置を備え、
    　前記制御部は、
    　前記アイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、前記クラッチを介して前記車輪から前記内燃機関に伝達される回転力を用いて前記内燃機関が回転駆動している状態で、前記モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行することを特徴とする車両制御システム。
12. 　内燃機関に接続されトルクを付与可能なモータジェネレータ、および前記内燃機関と車輪とを接続可能なクラッチを有する車両を制御する車両制御装置の制御方法であって、
    　前記内燃機関を一時的に停止させるアイドリングストップ制御を行った後、スロットルの開度が第１基準開度以上となる開スロットル操作が行われ、車速が第１閾値速度以上であるときに、前記クラッチを介して前記車輪から前記内燃機関に伝達される回転力を用いて前記内燃機関が回転駆動している状態で、前記モータジェネレータによるトルクを用いない再始動制御を実行することを特徴とする車両制御装置の制御方法。

Images