JP2010077993A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用制御装置において、路車間通信により情報を入手し、シフトバイワイヤ式変速制御手段を用いて運転者の操作負担を軽減し、さらに、アイドリングストップ解除時に車両の動きを確認できることにある。
【解決手段】エンジン制御手段によりエンジンを自動的に停止する場合に、シフトバイワイヤ式変速制御手段を用いてシフトレンジを駐車レンジに変速し、エンジン制御手段は、検出された待機時間の長さに応じて算出されたエンジンを再始動するタイミングで、エンジンを再始動した後、シフトバイワイヤ式変速制御手段にシフトレンジを走行レンジに変速するように要求信号を出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用制御装置に係り、特に交差点での信号待ち中にアイドリングストップ制御を行う車両用制御装置に関する。

車両には、交差点での信号待ち中にアイドリングストップ制御を行う車両用制御装置を設けているものがある。
この車両用制御装置においては、専用装置を接続して、交差点で信号待ち中のアイドリングストップが行われている。この場合、規定の操作することで、エンジンの停止／再始動を行っている。
また、エンジンの停止／再始動の適切なタイミング（時刻）、あるいは、的確な燃費改善と排気ガス低減を目的に、道路側装置から発進を許可する信号に切り替わるまでの待機時間の情報を車両側のエンジン制御手段に送信し、この情報によりエンジン制御手段でエンジンを停止させるか継続運転するか判断し、エンジンを停止した場合には、所定時間後にエンジンを再始動するように制御している。

従来、車両制御システムには、待機時間の情報を車両側に送信し、その情報を受信した車両側では、その情報に基づいて内燃機関の運転状態を制御し、適切なタイミング（時刻）で内燃機関の停止等の制御を行うものがある。
シフト制御装置には、エンジンの一時停止後の再始動に、シフト操作部の操作に対してマニュアルバルブの切り替えを遅延させるものがある。
原動機の制御装置には、車両の一時的な停止時に原動機の停止及び再始動の制御を行うにあたり、その停止制御及び始動制御が短時間のうちに連続して生じるのを防止するものがある。
エンジンの自動始動停止装置には、信号機の信号が赤色から青色に変わる前に自車両のエンジンを始動させるものがある。
アイドリングストップ信号表示装置には、信号機の赤信号中、あるいは踏切遮断機の遮断竿降下中の適時に、エンジンの停止を促し、エンジン始動のタイミング（時刻）を知らせるものがある。
特開２０００−３０３８７０号公報 特開２００２−２７６８００号公報 特開２０００−２１３３８８号公報 特開２０００−０１８０５９号公報 特開２００１−１３２５２５号公報

ところが、従来、道路側装置から発進を許可する信号に切り替わるまでの待機時間の情報を得ても、エンジンの停止には運転者のクラッチ及びブレーキ操作、エンジンの再始動にはアクセル操作若しくはクラッチ操作を必要とし（特許文献１）、あるいは、変速機のシフト位置が駐車レンジ（Ｐレンジ）又はニュートラルレンジ（Ｎレンジ）であることがアイドルストップ始動の条件としている。
従って、装置がエンジンを停止させるか／継続運転するかの判断、エンジンの再始動タイミング（時期）の算出をしていながら、エンジンの停止／再始動には運転者の何らかの操作を必要とする。
運転者にとっては、操作することなしに、エンジンの停止／再始動し、走行可能な状態になった方が望ましい。また、運転者がアイドリングストップする目的で所定の操作を行っても、装置の判断によりアイドリングストップしないことがあることから、運転者が徒労感を感じることが懸念されていた。

そこで、この発明の目的は、路車間通信により情報を入手し、シフトバイワイヤ式変速制御手段を用いて運転者の操作負担を軽減し、さらに、アイドリングストップ解除時に車両の動きを確認できる車両用制御装置を提供することにある。

この発明は、
車両の停止を指示する交通信号により車両を停止させた場合に、この車両を停止させたタイミングから次の車両の発進を許可する交通信号が発せられるまでの待機時間を検出し、この検出された待機時間の長さが自動停止許可判定時間よりも長い場合には、エンジンを自動的に停止させるとともにこの停止したエンジンを自動的に再始動させるエンジン制御手段を備え、運転者が選択したシフトレンジ位置を出力するシフト操作装置と、シフト操作位置の出力信号に応じてアクチュエータを動作させるシフト制御手段と、このシフト制御手段の出力信号に応じて変速機の変速段を変更するために動作する前記アクチュエータとを設けたシフトバイワイヤ式変速制御手段を備える車両用制御装置において、前記エンジン制御手段により前記エンジンを自動的に停止する場合に、前記シフトバイワイヤ式変速制御手段を用いてシフトレンジを駐車レンジに変速し、前記エンジン制御手段は、前記待機時間の長さに応じて算出された前記エンジンを再始動するタイミングで、前記エンジンを再始動した後、前記シフトバイワイヤ式変速制御手段にシフトレンジを走行レンジに変速するように要求信号を出力することを特徴とする。

この発明の車両用制御装置は、交差点での運転者の運転操作量を低減し、運転者がより他の車両や歩行者に対して注意力を高めることを可能とする。

この発明は、交差点での運転者の運転操作量を低減し、運転者がより他の車両や歩行者に対して注意力を高めることを可能とする目的を、エンジン制御手段によりエンジンを自動的に停止する場合に、シフトバイワイヤ式変速制御手段を用いてシフトレンジを駐車レンジに変速し、エンジン制御手段は、待機時間の長さに応じて算出されたエンジンを再始動するタイミングで、エンジンを再始動した後、シフトバイワイヤ式変速制御手段にシフトレンジを走行レンジに変速するように要求信号を出力して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。
図１において、１は車両に搭載されたエンジン、２は変速機、３は車両用制御装置である。
この車両用制御装置３は、エンジン１に連絡したエンジン制御手段４と、変速機２に連絡したシフトバイワイヤ式変速制御手段５とを備えている。
エンジン制御手段４は、車両の停止を指示する交通信号により車両を停止させた場合に、この車両を停止させたタイミング（時刻）から次の車両の発進を許可する交通信号が発せられるまでの待機時間を検出し、この検出された待機時間の長さが自動停止許可判定時間よりも長い場合には、エンジン１を自動的に停止させるとともにこの停止したエンジン１を自動的に再始動させる。
シフトバイワイヤ式変速制御手段５は、運転者が選択したシフトレンジ位置を出力するシフト操作装置６と、シフト操作位置の出力信号に応じてアクチュエータであるシフトアクチュエータ７を動作させるシフト制御手段８と、このシフト制御手段８の出力信号に応じて変速機２の変速段を変更するために動作する前記シフトアクチュエータ７とを備えている。

エンジン制御手段４には、路車間装置９と、ブレーキペダル１０に連絡したブレーキランプスイッチ１１を備えたストップランプスイッチ１２と、車速センサ１３とが接続している。シフトバイワイヤ式変速制御手段５には、報知手段１４が接続している。

路車間装置９は、道路側装置１５と通信し、交通信号が発進を許可する信号になるまでの時間（待機時間）情報を得て、その情報をエンジン制御手段４に伝達する。
ストップランプスイッチ１２は、運転者がブレーキペダル１０を踏み込むとオンになるブレーキランプスイッチ１１に連動してオンになる。
エンジン制御手段４は、そのストップランプスイッチ１２のオン／オフ情報を得る。
車速センサ１３は、車速パルスをエンジン制御手段４に出力し、このエンジン制御手段４で車速を検出させる。
エンジン制御手段４は、ストップランプスイッチ１２のオン／オフ情報及び車速情報をシフト制御手段８に伝達する。
シフト制御手段８は、シフト操作装置６からのシフト操作内容情報を入力し、目標シフト位置情報を決定し、シフトアクチュエータ７を制御する。
シフトアクチュエータ７は、目標シフト位置情報に応じた変速機２の変速を行う。
また、シフト制御手段８は、シフトアクチュエータ７からの出力信号によりシフト位置情報を得る。
更に、シフト制御手段８は、エンジン制御手段４から走行レンジ（Ｄレンジ）ヘのシフト要求があった場合、ストップランプスイッチ１２がオフの場合に、報知手段１４から運転者に向けてブレーキペダル１０を踏むように報知する。
報知手段１４は、音声、ブザー音、映像等の単独又は複合からなる。

車両用制御装置３においては、エンジン制御手段４によりエンジン１を自動的に停止する場合に、シフトバイワイヤ式変速制御手段５を用いてシフトレンジを駐車レンジ（Ｐレンジ）に変速する。エンジン制御手段４は、前記検出された待機時間の長さに応じて算出されたエンジン１を再始動するタイミング（時刻）で、エンジン１を再始動した後、シフトバイワイヤ式変速制御手段５のシフト制御手段８にシフトレンジを走行レンジ（Ｄレンジ）に変速するように要求信号を出力する。
即ち、この実施例において、エンジン制御手段４は、交通信号が発進を許可する信号に変化するタイミング（時刻）情報からアイドリングストップによる省燃費効果があるかないかを判断し、また、アイドリングストップにより運転に支障が生じないかどうかを判断し、そして、アイドリングストップによる省燃費効果があり、且つ、アイドリングストップにより運転に支障は生じない場合に、シフト制御手段８にシフト要求を出力し、エンジン１の停止時には、駐車レンジ（Ｐレンジ）ヘシフトさせ、さらに、エンジン１の再始動時には、走行レンジ（Ｄレンジ）ヘシフトさせる。
また、車両用制御装置３においては、シフトバイワイヤ式変速制御手段５のシフト制御手段８によりシフトレンジを走行レンジ（Ｄレンジ）に変速する場合には、ブレーキオン状態、つまり、ストップランプスイッチ１２がオンの状態である。

次に、エンジン制御手段４における制御を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
エンジン制御手段４においてプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、アイドリングストップするかどうかを判断するために、車速情報から停車中か否かを判断し（ステップＡ０２）、このステップＡ０２がＹＥＳの場合に、交通信号が発進を許可する信号になるまでの時間（待機時間）情報を得たか否かを判断し（ステップＡ０３）、このステップＡ０３がＹＥＳの場合に、アイドリングストップによる省燃費効果があり、且つ、アイドリングストップにより運転に支障は生じたか否かを判断する（ステップＡ０４）。
ここで、上記の「運転に支障が生じる場合」とは、一連のエンジン１の停止から再始動して走行レンジ（Ｄレンジ）ヘシフトするまでの時間が、交通信号が発進を許可する信号になるまでの時間（待機時間）よりも長い場合である。
また、上記の「アイドリングストップによる省燃費効果があり、且つ、アイドリングストップにより運転に支障は生じたか否か」とは、下記の式（１）で判断される。
（現在時刻＋省燃費効果のある時間（約５秒間）＋エンジン再始動に要する時間＋Ｄレンジヘシフトするのに要する時間＋エンジン停止に要する時間＋ｔ１＋ｔ２）≧交通信号が発進を許可する信号になるまでの時間（待機時間） …式（１）
上記の式（１）で、省燃費効果のある時間は、約５秒間である。この５秒という時間は、エンジン１を始動する時に消費される燃料の量と、アイドリングストップ時にエンジン１が停止されることにより削減される燃料消費量とが等しくなる時間である。ｔ１は、余裕時間である。ｔ２は、Ｐレンジ→Ｄレンジヘシフトしてもショックを運転者が感じないよう油圧が安定するまでの時間である。
このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、アイドリングストップすると判断してエンジン１を停止し（ステップＡ０５）、シフト制御手段８へＰレンジへのシフトを要求し（ステップＡ０６）、Ｄレンジへの変速を開始するタイミング（時刻）を算出する（ステップＡ０７）。
このＤレンジへの変速を開始するタイミング（時刻）は、以下の式（２）のように求められる。
Ｄレンジへの変速を開始するタイミング（時刻）＝交通信号が発進を許可する信号になるまでの時間（待機時間）−Ｄレンジヘシフトするのに要する時間−ｔ１ …式（２）
ここで、ｔ１は、余裕時間である。
なお、このステップＡ０５とステップＡ０６とは、その順序が入れ替わることが可能である。
そして、エンジン１の再始動するタイミング（時刻）を算出する（ステップＡ０８）。
このエンジンの再始動するタイミング（時刻）は、以下の式（３）のように求められる。
エンジンの再始動するタイミング（時刻）＝Ｄレンジヘの変速を開始するタイミング（時刻）−エンジンの再始動に要する時間−ｔ２ …式（３）
ここで、ｔ２は、Ｐレンジ→Ｄレンジヘシフトしてもショックを運転者が感じないよう油圧が安定するまでの時間である。
そして、エンジン１を再始動するタイミング（時刻）になるまで待機するために、エンジン１を再始動するタイミング（時刻）か否かを判断し（ステップＡ０９）、このステップＡ０９がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０９がＹＥＳの場合には、エンジン１を再始動し（ステップＡ１０）、Ｄレンジヘの変速を開始するタイミング（時刻）になるまで待機するために、Ｄレンジへの変速を開始するタイミング（時刻）か否かを判断し（ステップＡ１１）、このステップ１１がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップ１１がＹＥＳの場合には、シフト制御手段８へＤレンジへのシフトを要求し（ステップＡ１２）、プログラムをエンドとする（ステップＡ１３）。
一方、前記ステップＡ０２がＮＯで車速情報から停車中でない場合、前記ステップＡ０３がＮＯで交通信号が発進を許可する信号に変化するタイミング（時刻）情報を得ていない場合、前記ステップＡ０４がＮＯでアイドリングストップによる省燃費効果が無い場合、又は、アイドリングストップにより運転に支障が生じる場合には、アイドリングストップしないで、直ぐに、プログラムをエンドとする（ステップＡ１３）。

また、シフト制御手段８における制御を、図４のフローチャートに基づいて説明する。
シフト制御手段８のプログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、先ず、エンジン制御手段４からＰレンジへのシフトの要求があるか否かを判断し（ステップＢ０２）、このステップＢ０２がＹＥＳの場合には、シフトアクチュエータ７を駆動してＰレンジへシフトする（ステップＢ０３）。
前記ステップＢ０２がＮＯの場合には、エンジン制御手段４からＤレンジへのシフトの要求があるか否かを判断し（ステップＢ０４）、このステップＢ０４がＹＥＳの場合には、ストップランプスイッチ１２の情報からブレーキランプスイッチ１１がオンか否かを判断し（ステップＢ０５）、このステップＢ０５がＹＥＳの場合には、シフトアクチュエータ７を駆動してＤレンジへシフトする（ステップＢ０６）。
前記ステップＢ０５がＮＯの場合には、報知手段１４から運転者にブレーキオンするように報知する（ステップＢ０７）。報知手段１４が音声の場合には、例えば、「Ｄレンジにシフトしますので、ブレーキペダルを踏んで下さい」といった報知となる。
この報知後は、シフトアクチュエータ７を駆動してＤレンジへシフトする（ステップＢ０８）。
なお、この報知後では、直ぐにＤレンジヘシフトしているが、ブレーキランプスイッチ１１がオンになるまで待機し、ブレーキランプスイッチ１１がオンになってからＤレンジヘシフトする制御も可能である。
前記ステップＢ０３の処理後、前記ステップＢ０６の処理後、前記ステップＢ０４がＮＯの場合、又は前記ステップＢ０８の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＢ０９）。
つまり、この図４のフローチャートにおいて、シフト制御手段８は、エンジン制御手段４からのＰレンジ又はＤレンジヘのシフト要求を受けて実行し、また、シフト操作装置６からの要求によってもシフトチェンジする。シフト操作装置６からの要求によるシフトチェンジは割愛し、ここでは、アイドリングストップに関係するエンジン制御手段４からのシフト要求のみを示している。

さらに、この実施例における車両用制御を、図２のタイムチャートに基づいて説明する。
信号機の赤色と青色間（Ｍ）において、信号機が赤色となり（時点Ｓ１）、停車準備時間（Ｔ１）経過後に車速が零（ＳＰＤ＝０）となり（時点Ｓ２）、この時、待機時間（Ｕ）が開始し、また、エンジンが停止するのに要する時間（α）経過後にエンジン回転数が零（Ｎｅ＝０）となる（時点Ｓ３）。
そして、所定時間（Ｔ２）が省燃費に効果があるとされる基準時間（５ｓｅｃ）以上となった時（Ｔ２≧５ｓｅｃ）（時点Ｓ４）、エンジンの再始動を開始するタイミング（時刻）（Ａ）となり、そして、エンジンの再始動に要する時間（β）が経過し（時点Ｓ５）、そして、Ｐレンジ→Ｄレンジヘシフトしてもショックを運転者が感じないよう油圧が安定するまでの時間（ｔ２）が経過すると、Ｄレンジへの変速を開始するタイミング（時刻）（Ｂ）となり（時点Ｓ６）、さらに、Ｄレンジへシフトするのに要する時間（γ）が経過し（時点Ｓ７）、余裕時間（ｔ１）が経過すると、交通信号が発進を許可する信号に変化するタイミング（時刻）となり（時点Ｓ８）、この時、信号機が青色になり、待機時間（Ｕ）が終了する。

即ち、この実施例においては、交差点で信号待ちのため停車した場合、路車間通信により交通信号が発進を許可する信号になるまでの時間（待機時間）情報を得て、省燃費やＣＯ２削減効果がある場合にアイドリングストップする。この後、交通信号が発進を許可する信号に変化するタイミング（時刻）から余裕を持ってエンジン１を再始動する。つまり、交通信号が発進を許可する信号に変化するタイミング（時刻）から逆算して余裕のもてるエンジン１の再始動のタイミング（時刻）を算出する。その際、運転者が操作することなしに、エンジン１の停止／再始動する。エンジン１を停止する際（エンジン停止前又はエンジン停止後）は、シフトバイワイヤ式変速制御手段５により自動的にＰレンジになる。Ｐレンジなので、運転者がブレーキペダル１０を踏み込まなくても車両が発進することはない。エンジン１を再始動する際には、シフトバイワイヤ式変速制御手段５により自動的にＤレンジにシフトチェンジする。
しかしながら、Ｐレンジでエンジン１の始動後、シフトバイワイヤ式変速制御手段５を用いてブレーキオフ状態で自動的にＤレンジにシフトすると、運転者が意図しないのに走行開始する可能性がある。
そこで、エンジン１の再始動後、自動的にＤレンジにシフトする際に、ブレーキオフ状態の場合には、運転者にブレーキオンすることを報知した上で、Ｄレンジにシフトする。
また、この実施例では、自動的にシフトチェンジをシフトするものであり、エンジン１の再始動後のＰレンジからＤレンジヘのシフトチェンジは十分時間の余裕をもって行うことが可能であるため、マニュアルバルブの切り替えを遅延する必要がない。ＰレンジからＤレンジヘのシフトチェンジは十分時間の余裕が持てるのは、路車間通信により交通信号が発進を許可する信号に変化するタイミング（時刻）情報を得ることにより、Ｄレンジヘの変速を開始するタイミング（時刻）が決まり（上記の式（２）参照）、そこから十分な時間を引いた時間を、エンジン１を再始動するタイミング（時刻）とするからである（上記の式（３）参照）。
よって、運転者の操作負担を軽減し、また、運転者が所定の操作を行っても装置の判断によりアイドリンクストップしないことによる運転者の徒労感をなくすることができる。

以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に記載の発明は、エンジン制御手段４によりエンジン１を自動的に停止する場合に、シフトバイワイヤ式変速制御手段５を用いてシフトレンジを駐車レンジ（Ｐレンジ）に変速し、エンジン制御手段４は、検出された待機時間の長さに応じて算出されたエンジン１を再始動するタイミングで、エンジン１を再始動した後、シフトバイワイヤ式変速制御手段５にシフトレンジを走行レンジ（Ｄレンジ）に変速するように要求信号を出力する。
これにより、交差点での運転者の運転操作量を低減できるので、運転者がより他の車両や歩行者に対して注意力を高めることが可能となる。
また、請求項２に記載の発明は、シフトバイワイヤ式変速制御手段５によりシフトレンジを走行レンジ（Ｄレンジ）に変速する場合には、ブレーキオン状態である。
これにより、車両を前進させる走行レンジにシフトされても、車両が不意に前方へ移動することがない。

この発明に係る車両用制御装置を、各種車両に適用することができる。

車両用制御装置のシステム構成図である。 信号機の赤色と青色間における車両用制御のタイムチャートである。 エンジン制御手段におけるエンジン制御のフローチャートである。 シフト制御手段におけるシフト制御のフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 変速機
３ 車両用制御装置
４ エンジン制御手段
５ シフトバイワイヤ式変速制御手段
６ シフト操作装置
７ シフトアクチュエータ
８ シフト制御手段
９ 路車間装置
１０ ブレーキペダル
１１ ブレーキランプスイッチ
１２ ストップランプスイッチ
１３ 車速センサ
１４ 報知手段
１５ 道路側装置

Claims (2)

1. 車両の停止を指示する交通信号により車両を停止させた場合に、この車両を停止させたタイミングから次の車両の発進を許可する交通信号が発せられるまでの待機時間を検出し、この検出された待機時間の長さが自動停止許可判定時間よりも長い場合には、エンジンを自動的に停止させるとともにこの停止したエンジンを自動的に再始動させるエンジン制御手段を備え、運転者が選択したシフトレンジ位置を出力するシフト操作装置と、シフト操作位置の出力信号に応じてアクチュエータを動作させるシフト制御手段と、このシフト制御手段の出力信号に応じて変速機の変速段を変更するために動作する前記アクチュエータとを設けたシフトバイワイヤ式変速制御手段を備える車両用制御装置において、前記エンジン制御手段により前記エンジンを自動的に停止する場合に、前記シフトバイワイヤ式変速制御手段を用いてシフトレンジを駐車レンジに変速し、前記エンジン制御手段は、前記待機時間の長さに応じて算出された前記エンジンを再始動するタイミングで、前記エンジンを再始動した後、前記シフトバイワイヤ式変速制御手段にシフトレンジを走行レンジに変速するように要求信号を出力することを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記シフトバイワイヤ式変速制御手段によりシフトレンジを走行レンジに変速する場合には、ブレーキオン状態であることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。

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