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JP5590153B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description

本発明は、車両制御装置に関する。
従来の車両制御装置として、例えば、特許文献1には所定の条件下でアイドルストップ制御を行う車両制御装置が開示されている。この車両制御装置は、例えば、アクセルオフであること、ブレーキオンであること、車速が所定車速以下(例えば20km/h以下)であることを条件としてエンジンを停止し、アクセルオフであること、ブレーキオフであることを条件としてエンジンを再始動する。
特開2010−209864号公報
ところで、上述のような特許文献1に記載の車両制御装置は、例えば、燃料消費の抑制の点で更なる改善の余地がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、燃料の消費を抑制することができる車両制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両の車速が予め設定される所定車速より低い場合に前記車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関のアイドル運転を可能とし、前記車両の車速が前記所定車速以上である場合に前記内燃機関の前記アイドル運転を不能とする制御を実行することを特徴とする。
また、上記車両制御装置では、前記車両が加速走行する状態以外の状態であるときに、前記車両の車速が前記所定車速より低い場合に前記内燃機関の始動を可能とし、前記車両の車速が前記所定車速以上である場合に前記内燃機関の始動を不能とする制御を実行するものとすることができる。
上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関での燃料の消費を停止した当該車両の走行中の前記内燃機関の始動モードを、前記車両の車速が予め設定される所定車速より低い場合に、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を可能とするモードにする一方、前記車両の車速が前記所定車速以上である場合に、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を不能とするモードにする制御を実行することを特徴とする。
また、上記車両制御装置では、前記内燃機関の始動のモードを、前記車両に対する制動操作を解除した際の前記車両の車速に応じて変更する制御を実行するものとすることができる。
また、上記車両制御装置では、前記内燃機関での燃料の消費を停止し当該車両を惰性で走行させる惰性走行中に、前記車両の車速が前記所定車速以上である場合に前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を禁止する制御を実行するものとすることができる。
また、上記車両制御装置では、前記車両の周辺環境情報に基づいて、前記内燃機関の始動のモードを変更する制御を実行するものとすることができる。
また、上記車両制御装置では、前記内燃機関での燃料の消費を停止した前記車両の走行中の前記内燃機関の始動のモードを、シフトレバーへの操作に応じて変更する制御を実行するものとすることができる。
また、上記車両制御装置では、前記シフトレバーは、シフトレンジとして、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を可能とするドライブレンジと、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を不能とするフリーランレンジとを選択可能であるものとすることができる。
上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両が加速走行する状態以外の状態であるときに、前記車両の車速が予め設定される所定車速より低い場合に前記車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関の始動を可能とし、前記車両の車速が前記所定車速以上である場合に前記内燃機関の始動を不能とする制御を実行することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関の始動のモードを、前記車両に対する制動操作を解除した際の前記車両の車速に応じて変更する制御を実行することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関での燃料の消費を停止し当該車両を惰性で走行させる惰性走行中に、前記車両の車速が予め設定される所定車速以上である場合に前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を禁止する制御を実行することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関での燃料の消費を停止した当該車両の走行中の前記内燃機関の始動のモードを、シフトレバーへの操作に応じて、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を可能とするモード、又は、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を不能とするモードのいずれか一方に変更する制御を実行することを特徴とする。
本発明に係る車両制御装置は、燃料の消費を抑制することができる、という効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る車両制御システムの概略構成図である。 図2は、ECUによる制御の一例を説明するフローチャートである。 図3は、減速エコランモードにおけるE/G停止操作シーケンスを説明する模式図である。 図4は、フリーラン活用モードにおけるE/G停止操作シーケンスを説明する模式図である。 図5は、ECUによる制御の一例を説明するタイムチャートである。 図6は、実施形態2に係る車両制御システムの概略構成図である。 図7はフリーラン活用モードにおけるE/G停止操作シーケンスを説明する模式図である。 図8は、実施形態3に係る車両制御システムの概略構成図である。 図9は、ECUによる制御の一例を説明するフローチャートである。 図10は、フリーラン専用モードにおけるE/G停止操作シーケンスを説明する模式図である。 図11は、ECUによる制御の一例を説明するタイムチャートである。
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態1]
図1は、実施形態1に係る車両制御システムの概略構成図、図2は、ECUによる制御の一例を説明するフローチャート、図3は、減速エコランモードにおけるE/G停止操作シーケンスを説明する模式図、図4は、フリーラン活用モードにおけるE/G停止操作シーケンスを説明する模式図、図5は、ECUによる制御の一例を説明するタイムチャートである。
本実施形態の車両制御システム1は、図1に示すように、自動変速機である変速機10を搭載したいわゆる2ペダル式の車両2に適用される。この車両制御システム1は、この車両2の各部を制御するためのシステムであり、例えば、車両2の走行中に、エンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行し、これに伴う車両2の惰性走行状態を利用するいわゆるフリーランを行うことで、無駄なエンジン4の駆動領域を極力低減し燃料の消費を抑制して燃費の向上を図るフリーランエコランシステムである。
車両制御システム1は、駆動輪3を駆動するための動力を発生させる内燃機関としてのエンジン4と、エンジン4が発生した動力を駆動輪3に伝達する動力伝達系をなす動力伝達装置5と、車両2の制動装置としてのブレーキ装置6と、車両2の状態を検出する状態検出装置7と、車両制御システム1を含む車両2の各部を制御する車両制御装置としてのECU8とを備える。ECU8は、自動変速機である変速機10を搭載した車両2におけるフリーランS&S(ストップ&スタート)操作シーケンス制御を実行するものである。
エンジン4は、車両2を走行させる走行用駆動源(原動機)である。エンジン4は、燃料の燃焼に伴って車両2の駆動輪3に作用させる動力を発生させる。エンジン4は、車両2の走行中に、作動状態と非作動状態とを切り替え可能である。ここで、エンジン4の作動状態(エンジン4を作動させた状態)とは、動力を発生する状態であり、燃焼室で燃料を燃焼して生じる熱エネルギをトルクなどの機械的エネルギの形で出力する状態である。一方、エンジン4の非作動状態、すなわち、エンジン4の作動を停止させた状態とは、動力の発生を停止した状態であり、燃焼室への燃料の供給を停止し(フューエルカット)、燃焼室で燃料を燃焼させずトルクなどの機械的エネルギを出力しない状態である。
動力伝達装置5は、ロックアップクラッチ付きの流体伝達装置であるトルクコンバータ9、エンジン4からの動力を変速して出力する変速機10、変速機10に連結されるデファレンシャルギヤ11、デファレンシャルギヤ11と駆動輪3とを連結するドライブシャフト12等を含んで構成される。変速機10は、車両2の走行状態に応じて自動で変速比(変速段)を変更するいわゆる自動変速機であり、例えば、有段自動変速機(AT)、無段自動変速機(CVT)、マルチモードマニュアルトランスミッション(MMT)、シーケンシャルマニュアルトランスミッション(SMT)、デュアルクラッチトランスミッション(DCT)等種々の自動変速機が適用される。変速機10は、ECU8によって動作が制御される。
エンジン4が発生した動力は、トルクコンバータ9を介して変速機10に入力され、この変速機10にて所定の変速比で変速されて、デファレンシャルギヤ11及びドライブシャフト12を介して駆動輪3に伝達される。この結果、車両2は、駆動輪3の路面との接地面に駆動力[N]が生じ、これにより走行することができる。
ブレーキ装置6は、駆動輪3を含む車輪に制動力を作用させる。この結果、車両2は、駆動輪3の路面との接地面に制動力[N]が生じ、これにより制動することができる。
状態検出装置7は、ECU8と電気的に接続されており、相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行うことができる。状態検出装置7は、例えば、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ71、運転者によるアクセルペダル72aの操作量(アクセル操作量)であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ72、運転者によるブレーキペダル73aの操作量、例えば、マスタシリンダ圧等を検出しブレーキ力を検出するブレーキセンサ73、車両2の走行速度である車速を検出する車速センサ74、運転者がシフトレンジ操作を行うシフトレバー75aの位置(例えば、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ等)を検出するシフトポジションセンサ75等の車両2の各部に設けられた種々のセンサ、検出装置等を含む。
ECU8は、CPU、ROM、RAM及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ECU8は、状態検出装置7から検出結果に対応した電気信号が入力され、入力された検出結果等に応じて、エンジン4、変速機10等を含む動力伝達装置5、ブレーキ装置6等を制御する。ここでは、変速機10等を含む動力伝達装置5、ブレーキ装置6は、作動油の圧力(油圧)によって作動する油圧式の装置であり、ECU8は、それぞれTM油圧制御装置13、ブレーキ油圧制御装置14等を介してこれら変速機10、ブレーキ装置6の動作を制御する。また、ECU8は、例えば、アクセル開度センサ72による検出結果に基づいて、運転者による車両2に対する加速操作であるアクセル操作(Acc)のOn/Offを検出することができる。同様に、ECU8は、例えば、ブレーキセンサ73による検出結果に基づいて、運転者による車両2に対する制動操作であるブレーキ操作(Brk)のOn/Offを検出することができる。
なお、運転者によるアクセル操作がOff(Acc−Off)である状態とは、運転者が車両2に対する加速操作を解除した状態であり、運転者によりアクセルペダル72aが解放されアクセル開度センサ72によって検出されるアクセル開度(アクセル操作量)が所定開度より小さくなった状態である。一方、運転者によるアクセル操作がOn(Acc−On)である状態とは、運転者が車両2に対する加速操作を行っている状態であり、運転者によりアクセルペダル72aが踏み込まれアクセル開度センサ72によって検出されるアクセル開度が所定開度以上になった状態である。同様に、運転者によるブレーキ操作がOff(Brk−Off)である状態とは、運転者が車両2に対する制動操作を解除した状態であり、運転者によりブレーキペダル73aが解放されブレーキセンサ73によって検出されるマスタシリンダ圧(ブレーキ操作量)が所定圧より小さくなった状態である。運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)である状態とは、運転者が車両2に対する制動操作を行っている状態であり、運転者によりブレーキペダル73aが踏み込まれブレーキセンサ73によって検出されるマスタシリンダ圧が所定圧以上になった状態である。
ECU8は、例えば、通常の運転時においては、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン4のスロットル装置15を制御し、吸気通路16のスロットル開度を調節し、吸入空気量を調節して、その変化に対応して燃料噴射量を制御し、燃焼室に充填される混合気の量を調節してエンジン4の出力を制御する。また、ECU8は、アクセル開度、車速等に基づいてTM油圧制御装置13を制御し、変速機10の変速比を制御する。
そして、ECU8は、車両2の走行中において、エンジン4を始動し、又は作動を停止して、エンジン4の作動状態と非作動状態とを切り替えることが可能となっている。この車両制御システム1は、車両2の走行中に、運転者が所定の操作シーケンスを行うと、フリーランS&Sに関する制御として、ECU8がエンジン4の燃焼室への燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行し、エンジン4の作動を停止した状態とするアイドリングストップを実行し、この車両2を惰性走行(コーストダウン)させる状態、いわゆるフリーラン状態とする制御に移行可能である。車両2は、フリーラン状態では、動力伝達装置5に含まれる種々の係合装置、変速機10にて各変速段を実現するための種々のクラッチ等において駆動輪3とエンジン4との連結が解除され、エンジン4と駆動輪3との間での動力伝達が遮断された状態(例えば、ニュートラルレンジ相当の状態)となる。この結果、この車両制御システム1は、車両2の走行中に、エンジン4での燃料の消費を停止し、エンジンブレーキ等も作用させずに、車両2を惰性走行させるいわゆるフリーランを行うことができ、燃費の向上を図ることが可能となる。そして、ECU8は、運転者が所定の操作シーケンスを行うと、エンジン4を再始動し、再びエンジン4が発生する動力によって車両2を走行させる通常走行に復帰させることができる。
ところで、本実施形態の車両制御システム1は、車両2の走行モードとして、主として運転者のブレーキ操作(制動操作)に伴った車両2の減速走行、停車時にエンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行する減速エコランモード(第1走行モード)と、ブレーキ操作に伴った車両2の減速走行、停車時にかぎらず、積極的にエンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行し上記フリーランを活用するフリーラン活用モード(第2走行モード)とを選択可能である。ここでは、車両制御システム1は、フリーラン活用モードスイッチ76を備えている。
ECU8は、例えば、図2のフローチャートに示すように、フリーラン活用モードスイッチ76のOn/Offに基づいて、フリーラン活用モードが選択されているか否かを判定する(ST1)。ECU8は、フリーラン活用モードスイッチ76がOffにされており、車両2の走行モードとして減速エコランモードが選択されている場合(ST1:No)、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行うための操作シーケンスとして、減速エコランE/G停止操作シーケンスを適用し(ST2)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。一方、ECU8は、運転者の操作によってフリーラン活用モードスイッチ76がOnにされており、車両2の走行モードとしてフリーラン活用モードが選択されている場合(ST1:Yes)、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行うための操作シーケンスとして、フリーラン活用E/G停止操作シーケンスを適用し(ST3)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
ECU8は、減速エコランモードである場合には、例えば、図3に例示する減速エコランE/G停止操作シーケンスに応じて、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行う。この場合、ECU8は、ブレーキ操作のOn/Off、車速Vx等に基づいて、車両状態を「加速、又は、定常」であると推定できる状態と「減速、又は、停車」であると推定できる状態との2つに分解してその遷移を把握し、これに応じてエンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行う。
ECU8は、減速エコランモードである場合には、運転者によるブレーキ操作がOff(Brk−Off)である状態で、ブレーキ操作がOn(Brk−On)とされ、かつ、車速センサ74が検出する車両2の車速Vxが予め設定される所定車速としての減速エコラン開始車速X[Km/h]より低い(Vx<X)場合に、エンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行する。一方、ECU8は、ブレーキ操作がOn(Brk−On)とされ、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速X[Km/h]より低い(Vx<X)状態で、運転者によるブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、エンジン4を始動し、作動状態とする。減速エコラン開始車速X[Km/h]は、実車評価等に基づいて予め設定されECU8の記憶部に記憶されており、例えば、数[Km/h]から数十[Km/h]程度に設定される。
ここで、運転者によるブレーキ操作がOff(Brk−Off)である状態は、車両2の車両状態が「加速、又は、定常」であると推定できる状態である。一方、この運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低い(Vx<X)状態は、車両2の車両状態が「減速、又は、停車」であると推定できる状態である。
この結果、車両制御システム1は、主として運転者のブレーキ操作(制動操作)に伴った車両2の減速走行から停車時にエンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行する減速エコラン行うことができ、これにより、燃料の消費を抑制して燃費を向上することができる。
一方、ECU8は、フリーラン活用モードである場合に、車速Vxが予め設定される減速エコラン開始車速Xより低い場合にエンジン4のアイドル運転を可能とし、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上である場合にエンジン4のアイドル運転を不能とする制御を実行する。つまり、ECU8は、エンジン4のアイドル運転のモードを、アイドル運転を可能とするアイドル許可モードとアイドル運転を不能とするアイドル禁止モードとに変更可能である。そして、ECU8は、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低い状態ではエンジン4のアイドル運転のモードをアイドル許可モードとし、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上である状態ではエンジン4のアイドル運転のモードをアイドル禁止モードとする。なお、エンジン4のアイドル(アイドリング)運転とは、エンジン4を無負荷状態に近い最低限度の回転数で稼動させる運転であり、例えば、必要最低限の補機の駆動等を行いつつ、エンジン4で発生するエネルギをエンジン内部で発生する摩擦に拮抗させる運転である。
ECU8は、アイドル禁止モードである場合には、例えば、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)である状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされても、エンジン4を始動しアイドル運転を行うことを禁止し、エンジン4の作動を停止した状態を維持してアイドリングストップを継続する。また、ECU8は、アイドル禁止モードである場合には、例えば、運転者によるアクセル操作がOff(Acc−Off)である状態で、アクセル操作がOn(Acc−On)とされた際に、これに応じてエンジン4を始動して作動状態としアクセル操作に応じた所定の加速状態を実現できる出力を発生させる。
言い換えれば、ECU8は、フリーラン活用モードである場合に、車両2が運転者によるアクセル操作に伴って加速走行する状態以外の状態であるときに、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低い場合にエンジン4の始動を可能とし、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上である場合にエンジン4の始動を不能とする制御を実行する。つまり、ECU8は、車両2が非加速走行の状態である場合に、エンジン4の始動のモードを、当該エンジン4の始動を可能とする始動許可モードと始動を不能とする始動禁止モードとに変更可能である。そして、ECU8は、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低い状態ではエンジン4の始動のモードを始動許可モードとし、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上である状態ではエンジン4の始動のモードを始動禁止モードとする。さらに言い換えれば、ECU8は、フリーラン活用モードである場合に、車両2に対する制動操作を解除した際、すなわち、運転者によるブレーキ操作がOffとなった際の車両2の車速Vxに応じて、エンジン4の始動のモードを変更する制御を実行する。この場合、ECU8は、エンジン4での燃料の消費を停止し車両2を惰性で走行させる惰性走行中に、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上である場合に車両2に対する制動操作に応じたエンジン4の始動を禁止する制御を実行する。これにより、ECU8は、例えば、車両2の惰性走行中に、運転者が速度調整のためにブレーキ操作をOnとした後、ブレーキ操作をOffとした際に、この制動操作の解除に伴ったエンジン4の始動を禁止することができる。
具体的には、ECU8は、フリーラン活用モードである場合に、例えば、図4に例示するフリーラン活用E/G停止操作シーケンスに応じて、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行う。この場合、ECU8は、ブレーキ操作のOn/Off、アクセル操作のOn/Off、車速Vx等に基づいて、車両状態を「加速」であると推定できる状態、「定常」であると推定できる状態、「減速」であると推定できる状態、及び、「停車」であると推定できる状態の4つに分解してその遷移を把握し、これに応じてエンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行う。
ECU8は、運転者によるブレーキ操作がOff(Brk−Off)であり、かつ、運転者によるアクセル操作がOn(Acc−On)である状態で、ブレーキ操作がOn(Brk−On)とされた場合、又は、アクセル操作がOff(Acc−Off)とされた場合に、エンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行する。
ここで、運転者によるブレーキ操作がOff(Brk−Off)であり、かつ、運転者によるアクセル操作がOn(Acc−On)である状態は、車両2の車両状態が「加速」であると推定できる状態である。また、車両2の車両状態が「加速」であると推定できる状態から運転者によるブレーキ操作がOff(Brk−Off)のままでアクセル操作がOff(Acc−Off)とされた状態、すなわち、ブレーキ操作、アクセル操作が共にOff(Brk、Acc−Off)とされた状態は、車両2の車両状態が「定常」であると推定できる状態である。また、車両2の車両状態が「加速」であると推定できる状態から少なくとも運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)とされた状態は、車両2の車両状態が「減速」であると推定できる状態である。
ECU8は、少なくとも運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)である状態、すなわち、「減速」であると推定できる状態で、運転者によるブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされ、かつ、アクセル操作がOn(Acc−On)とされた場合に、エンジン4を始動し、作動状態とする。また、ECU8は、ブレーキ操作、アクセル操作が共にOff(Brk、Acc−Off)とされた状態、すなわち、「定常」であると推定できる状態で、運転者によるアクセル操作がOn(Acc−On)とされた場合に、エンジン4を始動し、作動状態とする。また、ECU8は、ブレーキ操作、アクセル操作が共にOff(Brk、Acc−Off)とされた状態、すなわち、「定常」であると推定できる状態で、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)とされた場合に、エンジン4の作動を停止した状態を維持してアイドリングストップを継続する。
そして、ECU8は、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低い(Vx<X)状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、エンジン4を始動し、作動状態とする。この運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低い(Vx<X)状態は、車両2の車両状態が「停車」、又は、「停車」に至る「減速」であると推定できる状態であり、エンジン4のアイドル運転のモードがアイドル許可モード、エンジン4の始動のモードが始動許可モードとなる状態である。これにより、この車両制御システム1は、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低い(Vx<X)状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、運転者の発進、加速の意思等に応じて、エンジン4を始動して車両2を加速させることができる。
一方、ECU8は、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上(Vx≧X)である状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、エンジン4の作動を停止した状態を維持してアイドリングストップを継続する。この運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上(Vx≧X)である状態は、車両2の車両状態がフリーラン(惰性走行)中の「減速」、例えば、フリーラン中の速度調整のための「減速」であると推定できる状態であり、エンジン4のアイドル運転のモードがアイドル禁止モード、エンジン4の始動のモードが始動禁止モードとなる状態である。これにより、この車両制御システム1は、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上(Vx≧X)である状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、速度調整後のフリーランにそなえてエンジン4の作動を停止した状態を維持することができ、この結果、フリーラン時における速度調整用のブレーキ操作が行われた後、フリーランを継続したい場合に、意図せず、エンジン4が再始動されてしまうことを抑制することできる。
つまり、ECU8は、フリーラン活用モードである場合に、車速Vx等に基づいて、車両2の車両状態として、「減速」をさらに「停車」に至る「減速」であると推定できる状態と、速度調整のための「減速」であると推定できる状態との2つに分解してその遷移を把握し、これに応じてエンジン4のアイドル運転のモードや始動のモードを変更する。
この結果、車両制御システム1は、ブレーキ操作に伴った車両2の減速走行、停車時にかぎらず、積極的にエンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行しフリーランを活用することができる。そして、車両制御システム1は、車速Vxが相対的に高い状態でのフリーラン中に、運転者が所定の操作、例えば、ブレーキ操作によって速度調整を行っても、このブレーキ操作によって無駄なエンジン始動を誘発させることなくフリーランを継続して燃費低減効果を維持することができる。
なお、ECU8は、運転者によるフリーラン活用モードスイッチ76のOff操作に応じて、フリーラン活用モードから減速エコランモードへの切り替え、言い換えれば、フリーラン活用E/G停止操作シーケンスから減速エコランE/G停止操作シーケンスへの切り替えを行うようにしてもよいし、例えば、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低くなった際にフリーラン活用モードスイッチ76スイッチを自動でOffとし、自動で当該切り替えを行うようにしてもよい。いずれの場合であっても、ECU8は、上記と同様に、車速Vxに応じてエンジン4のアイドル運転のモード、始動のモードの切り替えを行うことができる。なお、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低くなった際に自動で切り替えが行われる場合、運転者は、フリーラン活用モードを継続したいのであれば、停車後に再びフリーラン活用モードスイッチ76スイッチをOnとする操作を行うこととなる。
次に、図5のタイムチャートを参照してECU8による制御の一例を説明する。この図5は、横軸を時間軸(time)、縦軸を車速Vx、ブレーキ操作のOn/Off、アクセル操作のOn/Off、エンジン(E/G)4の作動状態としている。
ECU8は、フリーラン活用E/G停止操作シーケンス(図4参照)を適用した場合には、ブレーキ操作がOff、アクセル操作がOnとされた車両2の加速中に、時刻t1にてアクセル操作がOffとされると、エンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行する。これにより、車両2は、フリーラン状態となる。このとき、ECU8は、エンジン4のアイドル運転のモードや始動のモードをアイドル禁止モード、始動禁止モードに設定している。
そして、ECU8は、時刻t2にて速度調整のためにブレーキ操作がOnとされると、ブレーキ油圧制御装置14等を介してブレーキ装置6を制御して車両2を減速する。その後、ECU8は、時刻t3にて再びブレーキ操作がOffとされると、このときの車速Vxが減速エコラン開始車速X以上であることから、ブレーキ操作をOffしてもエンジン4の作動を停止した状態で維持し、アイドリングストップを継続する。これにより、車両2は、ブレーキ操作のOffの後に、再びフリーラン状態となる。
この場合に、ECU8は、仮に、上記の減速エコランにE/G停止操作シーケンスを適用したと仮定すると、図5中に一点鎖線で例示すように、時刻t3でのブレーキ操作のOffの後に、意図せず無駄なエンジン4の始動が誘発されることとなり、本来、フリーランを行うことで消費が抑制されるはずの燃料が消費されてしまうおそれがある。
しかしながら、このECU8は、上記のようにフリーラン活用E/G停止操作シーケンスを適用することで、時刻t3でのブレーキ操作のOffの後に、無駄なエンジン4の始動が行われることを抑制することができ、ブレーキ操作、アクセル操作等にかかわらず、円滑にフリーランを継続することで燃料の消費を抑制することができる。
そして、ECU8は、時刻t4にてブレーキ操作がOnとされると、ブレーキ油圧制御装置14等を介してブレーキ装置6を制御して車両2を減速する。その後、ECU8は、時刻t5にて車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低くなると、これに応じてエンジン4のアイドル運転のモードや始動のモードをアイドル許可モード、始動許可モードに切り替える。これにより、ECU8は、時刻t6にて再びブレーキ操作がOffとされると、発進や加速等にそなえてエンジン4を始動することができる。
なお、このような車両に適用される技術として、例えば、目標速度の上下に上限速度及び下限速度を設定し、エンジンを駆動源として上限速度まで車両を加速させ、車速が上限速度に到達した後、エンジンを停止して車両を惰性で走行させ、車速が下限速度に到達した後、エンジンを再始動して、再びエンジンを駆動源として上限速度まで車両を加速させことを繰り返して車両の速度を維持する速度維持制御に関する技術がある。しかしながら、このような速度維持制御に関する技術は、上限速度及び下限速度の間で速度を維持するために、エンジンをOnとする加速走行と、エンジンをOffとする惰性走行とを繰り返して、全体として定常走行を行うだけで、所定の操作、例えば、ブレーキ操作のOn(あるいはアクセル操作のOn)がなされると、速度維持制御を解除し、すなわち、上限速度及び下限速度の概念をなくして通常の走行に戻るだけの制御である。したがって、本実施形態の車両制御システム1、ECU8は、仮に、アクセルオフであること、ブレーキオンであること、車速が所定車速以下であることを条件としてエンジンを停止する技術に、このような速度維持制御に関する技術を組み合わせたとしても、容易に相当できるものではない。
以上で説明した実施形態に係る車両制御システム1、ECU8によれば、車速Vxが相対的に高い状態でのフリーラン中に、運転者が所定の操作、例えば、ブレーキ操作によって速度調整を行っても、この操作によって無駄なエンジン始動を誘発させることなくフリーランを継続して燃費低減効果を維持することができ、これにより、さらに燃料の消費を抑制して燃費を向上することができる。また、このECU8は、減速エコランモードの機能に対応する減速エコランE/G停止操作シーケンスと、フリーラン活用モードの機能に対応するフリーラン活用E/G停止操作シーケンスとを両立しつつ、無駄なく燃料の消費を抑制するシステムを実現することができる。
[実施形態2]
図6は、実施形態2に係る車両制御システムの概略構成図、図7はフリーラン活用モードにおけるE/G停止操作シーケンスを説明する模式図である。実施形態2に係る車両制御装置は、周辺環境情報に基づいて制御を実行する点で実施形態1とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す(以下で説明する実施形態も同様である。)。
図6に示す本実施形態の車両制御システム201は、車両2の周辺環境情報を取得する周辺環境情報取得装置217を備え、本実施形態の車両制御装置としてのECU208は、周辺環境情報取得装置217が取得した車両2の周辺環境情報に基づいて、エンジン4の始動のモードやアイドル運転のモードを変更する制御を実行する。
周辺環境情報取得装置217は、例えば、自車両である車両2の周辺環境の情報を取得する装置であり、例えば、路側に設置された光ビーコン等の送受信機器から車両2の路車間通信機に各種情報を送受信する装置、車載カメラ、レーダ、GPS装置、ナビゲーション装置、車車間通信機器、VICS(Vehicle Information and Communication System:道路交通情報通信システム)センタなどからの情報を受信する装置など、種々の装置によって構成される。
周辺環境情報取得装置217は、車両2の周辺環境情報として、例えば、車両2の現在位置情報や地図情報、インフラ情報(例えば、車両2が走行する道路の道路情報、車両2の走行方向前方の信号機の青信号、黄信号、赤信号の点灯サイクル情報、信号変化タイミング情報)等を取得し、ECU208は、これらの情報に基づいて、エンジン4の始動のモードやアイドル運転のモードを変更する制御を実行する。ECU208は、例えば、これらの情報に基づいて、運転者による制動意思を推定し、車両2が停車状態となることが予測されるとき等にエンジン4の始動のモードを始動許可モードとし、アイドル運転のモードをアイドル許可モードにする。
具体的には、ECU208は、周辺環境情報取得装置217が取得した周辺環境情報に基づいて、運転者が制動操作を行う可能性が高いか否かを推定し、これに応じてドライバ制動操作フラグFのOn/Offを行う。例えば、ECU208は、周辺環境情報に基づいて、現在走行している道路の走行方向前方において、Y[m]以内にR(曲率)<X[m]となるカーブがある否か、走行方向前方の次の信号機までZ[m]以内か否か、当該信号機の赤信号がP[sec]以上継続するか否か、当該信号機の赤信号まであとQ[sec]以内であるか否か等を判定する。ここで、上記のX[m]、Y[m]、Z[m]、P[sec]、Q[sec]等は、適宜予め設定しておけばよい。ECU208は、例えば、現在走行している道路の走行方向前方において、Y[m]以内にR(曲率)<X[m]となるカーブがあると判定した場合には、ドライバ制動操作フラグFをOnとする。また、ECU208は、例えば、走行方向前方の次の信号機までZ[m]以内であり、かつ、当該信号機の赤信号がP[sec]以上継続する、又は、当該信号機の赤信号まであとQ[sec]以内であると判定した場合には、ドライバ制動操作フラグFをOnとする。ECU208は、上記以外の場合には、ドライバ制動操作フラグFをOffとする。
そして、ECU208は、フリーラン活用モードである場合に、例えば、図7に例示するフリーラン活用E/G停止操作シーケンスに応じて、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行う。
ECU208は、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速Xより低い(Vx<X)状態、あるいは、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、ドライバ制動操作フラグFがOn(F−On)である状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、エンジン4を始動し、作動状態とする。この運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、ドライバ制動操作フラグFがOn(F−On)である状態は、運転者が積極的に制動操作をする可能性が高い「減速」であると推定できる状態であり、エンジン4のアイドル運転のモードがアイドル許可モード、エンジン4の始動のモードが始動許可モードとなる状態である。これにより、この車両制御システム201は、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、ドライバ制動操作フラグFがOn(F−On)である状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、運転者が積極的に制動操作を行った後の発進、加速の意思に応じて、エンジン4を始動して車両2を加速させることができる。
一方、ECU208は、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上(Vx≧X)であり、さらにドライバ制動操作フラグFがOff(F−Off)である状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、エンジン4の作動を停止した状態を維持してアイドリングストップを継続する。この運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上(Vx≧X)であり、さらにドライバ制動操作フラグFがOff(F−Off)である状態は、車両2の車両状態がフリーラン(惰性走行)中の「減速」、例えば、フリーラン中の速度調整のための「減速」であると推定できる状態であり、エンジン4のアイドル運転のモードがアイドル禁止モード、エンジン4の始動のモードが始動禁止モードとなる状態である。これにより、この車両制御システム201は、運転者によるブレーキ操作がOn(Brk−On)であり、かつ、車速Vxが減速エコラン開始車速X以上(Vx≧X)であり、さらにドライバ制動操作フラグFがOff(F−Off)である状態で、ブレーキ操作がOff(Brk−Off)とされた場合に、速度調整後のフリーランにそなえてエンジン4の作動を停止した状態を維持することができ、この結果、フリーラン時における速度調整用のブレーキ操作が行われた後、フリーランを継続したい場合に、意図せず、エンジン4が再始動されてしまうことを抑制することできる。
以上で説明した実施形態に係る車両制御システム201、ECU208によれば、車速Vxが相対的に高い状態でのフリーラン中に、運転者が所定の操作、例えば、ブレーキ操作によって速度調整を行っても、この操作によって無駄なエンジン始動を誘発させることなくフリーランを継続して燃費低減効果を維持することができ、これにより、さらに燃料の消費を抑制して燃費を向上することができる。そして、車両制御システム201、ECU208は、車両2の周辺環境情報に基づいて、エンジン4の始動のモードやアイドル運転のモードを変更する制御を実行する。したがって、車両制御システム201、ECU208は、運転者の制動意思の判定精度を向上することができ、これに応じて適切に各種モードを変更することができることから、運転者に与える違和感を低減することができる。
[実施形態3]
図8は、実施形態3に係る車両制御システムの概略構成図、図9は、ECUによる制御の一例を説明するフローチャート、図10は、フリーラン専用モードにおけるE/G停止操作シーケンスを説明する模式図、図11は、ECUによる制御の一例を説明するタイムチャートである。実施形態3に係る車両制御装置は、フリーラン活用モードにかえてフリーラン専用モードを有する点で実施形態1とは異なる。
図8に示す本実施形態の車両制御システム301は、車両制御装置としてのECU308を備え、ECU308は、変更操作部材としてのシフトレバー375aへの操作に応じて、エンジン4での燃料の消費を停止した車両2の走行中の、エンジン4の始動のモードやアイドル運転のモードを変更する制御を実行する。
本実施形態のシフトレバー375aは、例えば、シフトレンジとして、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ等に加えて、さらにフリーラン専用レンジ(フリーランレンジ)も選択可能である。ドライブレンジは、運転者による車両2に対するブレーキ操作(制動操作)に応じたエンジン4の始動を可能とするレンジであり、フリーラン専用レンジは、運転者による車両2に対するブレーキ操作に応じたエンジン4の始動を不能とするレンジである。なおここでは、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジも運転者による車両2に対するブレーキ操作(制動操作)に応じたエンジン4の始動を可能とするレンジとする。
ECU308は、例えば、図9のフローチャートに示すように、シフトポジションセンサ75の検出結果に基づいて、シフトレンジがフリーラン専用レンジであるか否かを判定する(ST31)。ECU308は、シフトレンジがフリーラン専用レンジではないと判定した場合(ST31:No)、すなわち、車両2の走行モードとして減速エコランモードが選択されている場合、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行うための操作シーケンスとして、減速エコランE/G停止操作シーケンスを適用し(ST32)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。ECU308は、シフトレンジがフリーラン専用レンジであると判定した場合(ST31:Yes)、すなわち、車両2の走行モードとしてフリーラン専用モードが選択されている場合、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行うための操作シーケンスとして、フリーラン専用停止操作シーケンスを適用し(ST33)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
ECU308は、減速エコランモードである場合には、エンジン4のアイドル運転のモードや始動のモードを、アイドル運転を可能とするアイドル許可モード、ブレーキ操作に応じたエンジン4の始動を可能とする始動許可モードとし、上述した図3に例示する減速エコランE/G停止操作シーケンスに応じて、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行う。
一方、ECU308は、フリーラン専用モードである場合には、エンジン4のアイドル運転のモードや始動のモードを、アイドル運転を不能とするアイドル禁止モード、ブレーキ操作に応じたエンジン4の始動を不能とする始動禁止モードとし、図10に例示するフリーラン専用停止操作シーケンスに応じて、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行う。この場合、ECU308は、アクセル操作のOn/Offに基づいて、車両状態を「加速」であると推定できる状態と「減速、定常、又は、停車」であると推定できる状態との2つに分解してその遷移を把握し、これに応じてエンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行う。
ECU308は、フリーラン専用モードである場合には、運転者によるアクセル操作がOn(Acc−On)である状態で、アクセル操作がOff(Acc−Off)とされた場合に、エンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行する。一方、ECU308は、運転者によるアクセル操作がOff(Acc−Off)である状態で、アクセル操作がOn(Acc−On)とされた場合に、エンジン4を始動し、作動状態とする。言い換えれば、ECU308は、フリーラン専用E/G停止操作シーケンスを適用した場合には、ブレーキ操作等にかかわらず、アクセル操作のOn/Offとエンジン4の始動/停止とを直接的に連動させる。つまり、ECU308は、運転者によりアクセル操作のOnがなされるとエンジン4を始動し作動状態とし、アクセル操作のOffがなされるとエンジン4の作動を停止しアイドリングストップを実行する。
ここで、運転者によるアクセル操作がOn(Acc−On)である状態は、車両2の車両状態が「加速」であると推定できる状態である。一方、運転者によるアクセル操作がOff(Acc−Off)である状態は、車両2の車両状態が「減速、定常、又は、停車」であると推定できる状態である。
この結果、車両制御システム301は、フリーラン専用モードである場合には、ブレーキ操作に伴った車両2の減速走行、停車時にかぎらず、積極的にエンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行しフリーランを活用することができる。
次に、図11のタイムチャートを参照してECUによる制御の一例を説明する。この図11は、横軸を時間軸(time)、縦軸を車速Vx、ブレーキ操作のOn/Off、アクセル操作のOn/Off、エンジン(E/G)4の作動状態、シフトレンジとしている。
ECU308は、例えば、アクセル操作がOnとされた車両2の加速中に、時刻t31にて運転者がアクセル操作をOffとし、時刻t32にて運転者がシフトレバー375aによってシフトレンジをドライブレンジからフリーラン専用レンジに切り替えると、エンジン4の作動の停止、及び、エンジン4の始動を行うための操作シーケンスとして、フリーラン専用E/G停止操作シーケンス(図10参照)を適用する。これに応じて、ECU308は、時刻t32にてエンジン4の作動を停止してアイドリングストップを実行する。そして、ECU308は、シフトレンジとしてフリーラン専用レンジが選択されている期間において、時刻t33、t34、t35、t36等にて、運転者がブレーキ操作のOn/Offを行っても、これにかかわらず、アイドル運転を行うことを禁止し、エンジン4の作動を停止した状態を維持してアイドリングストップを継続する。そして、ECU308は、時刻t37にて運転者がアクセル操作をOnとすると、これに応じてエンジン4を始動して作動状態としアクセル操作に応じた所定の加速状態を実現できる出力を発生させる。
以上で説明した実施形態に係る車両制御システム301、ECU308によれば、車速Vxが相対的に高い状態でのフリーラン中に、運転者が所定の操作、例えば、ブレーキ操作によって速度調整を行っても、この操作によって無駄なエンジン始動を誘発させることなくフリーランを継続して燃費低減効果を維持することができ、これにより、さらに燃料の消費を抑制して燃費を向上することができる。
そして、車両制御システム301、ECU308は、エンジン4での燃料の消費を停止した車両2の走行中のエンジン4の始動のモードを、シフトレバー375aへの操作に応じて変更する制御を実行する。したがって、車両制御システム301、ECU308は、運転者のシフトレバー375aへの操作によって、ブレーキ操作に応じてエンジン4が始動されるモードと始動されないモードとを運転者の意思で明確に選択可能な構成とすることができる。これにより、車両制御システム301、ECU308は、ドライブレンジ等とフリーラン専用レンジとを切り替えることにより、エンジン始動条件が異なるモードを選択して走行状態、燃費低減を適宜操作することでき、例えば、運転者の意思によって、ブレーキ操作による速度調整後のエンジン始動を回避して燃費を向上することができる。
なお、上述した本発明の実施形態に係る車両制御装置は、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る車両制御装置は、以上で説明した実施形態を複数組み合わせることで構成してもよく、例えば、実施形態1に実施形態3を組み合わせてもよい。
以上で説明した車両は、走行用動力源として、エンジン4に加えてさらに、発電可能な電動機としてのモータジェネレータなどを備えたいわゆる「ハイブリッド車両」であってもよい。
1、201、301 車両制御システム
2 車両
3 駆動輪
4 エンジン(内燃機関)
5 動力伝達装置
6 ブレーキ装置
7 状態検出装置
8、208、308 ECU(車両制御装置)
76 フリーラン活用モードスイッチ
217 周辺環境情報取得装置
375a シフトレバー(変更操作部材)

Claims (8)

  1. 車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関での燃料の消費を停止した当該車両の走行中の前記内燃機関の始動モードを、前記車両の車速が予め設定される所定車速より低い場合に、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を可能とするモードにする一方、前記車両の車速が前記所定車速以上である場合に、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を不能とするモードにする制御を実行することを特徴とする、
    車両制御装置。
  2. 前記内燃機関での燃料の消費を停止し当該車両を惰性で走行させる惰性走行中に、前記車両の車速が前記所定車速以上である場合に前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を禁止する制御を実行する、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記内燃機関での燃料の消費を停止した前記車両の走行中の前記内燃機関の始動のモードを、シフトレバーへの操作に応じて変更する制御を実行する、
    請求項1に記載の車両制御装置。
  4. 前記シフトレバーは、シフトレンジとして、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を可能とするドライブレンジと、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を不能とするフリーランレンジとを選択可能である、
    請求項3に記載の車両制御装置。
  5. 車両が加速走行する状態以外の状態であるときに、前記車両の車速が予め設定される所定車速より低い場合に前記車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関の始動を可能とし、前記車両の車速が前記所定車速以上である場合に前記内燃機関の始動を不能とする制御を実行することを特徴とする、
    車両制御装置。
  6. 車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関の始動のモードを、前記車両に対する制動操作を解除した際の前記車両の車速に応じて変更する制御を実行することを特徴とする、
    車両制御装置。
  7. 車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関での燃料の消費を停止し当該車両を惰性で走行させる惰性走行中に、前記車両の車速が予め設定される所定車速以上である場合に前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を禁止する制御を実行することを特徴とする、
    車両制御装置。
  8. 車両の駆動輪に作用させる動力を発生する内燃機関での燃料の消費を停止した当該車両の走行中の前記内燃機関の始動のモードを、シフトレバーへの操作に応じて、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を可能とするモード、又は、前記車両に対する制動操作に応じた前記内燃機関の始動を不能とするモードのいずれか一方に変更する制御を実行することを特徴とする、
    車両制御装置。
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