JP5472527B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

近年の車両では、燃費の向上や排気ガスの排出量の低減等を目的として、車両の走行時に運転者による駆動力の要求がない場合には、エンジンを停止して車両を惰性で走行させたり、車両を一時的に停止させる場合にエンジンを停止させたりする制御技術が開発されている。この場合、エンジンを停止させた状態で所定の条件を満たした場合には、運転者がエンジンの始動操作を行うことなく、エンジン始動装置であるスタータを駆動させてエンジンを始動させる。

しかし、このように車両の走行中にエンジンを停止させる制御を行う場合、スタータの使用頻度が高くなり、スタータの耐久性が低下し易くなる場合があるため、従来の車両では、スタータの使用状態に応じて車両の制御を異ならせているものがある。例えば、特許文献１に記載された電子制御装置では、スタータの駆動時間を積算し、積算した駆動時間が所定時間に達した場合には、エンジンを停止する制御を禁止することにより、スタータやギアの損傷を抑えている。

特開２００１−２６３２１０号公報

しかし、走行中にエンジンを停止する制御を行う車両において、スタータ等の損傷を抑えるためにエンジンを停止する制御を禁止した場合には、燃費の向上等の効果が低減する。このように、エンジンを停止することによる効果と、スタータの耐久性とを両立することは、大変困難なものとなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃費の低減と、エンジン始動装置の耐久性の確保とを両立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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る車両制御装置は、ドライバによるエンジンの停止や始動の操作に関わらず、車両の走行状態に応じて前記エンジンの停止と始動の制御を行う車両制御装置において、前記エンジンの始動耐久能力に基づいて、前記エンジンの停止を制限することを特徴とする。

また、上記車両制御装置において、前記エンジンの始動耐久能力は、前記エンジンの耐久年数、または前記エンジンの始動回数、または前記エンジンの使用時間に基づいて定められることが好ましい。

また、上記車両制御装置において、前記エンジンの停止を制限する場合には、前記車両の走行中における前記エンジンの停止と前記車両の停止中における前記エンジンの停止とのうち、いずれか一方を制限することが好ましい。

また、上記車両制御装置において、前記エンジンの停止を制限する場合には、前記車両の走行中における前記エンジンの停止と前記車両の停止中における前記エンジンの停止とのうち、燃料低減の効果が低い方を制限することが好ましい。

また、上記車両制御装置において、前記エンジンの停止を制限する場合には、前記車両が走行する予定の道路において、前記車両の走行中における前記エンジンの停止と前記車両の停止中における前記エンジンの停止とのうち、燃料低減の効果が低い方を制限することが好ましい。

また、上記車両制御装置において、前記エンジンの停止を制限する場合には、前記車両の走行中における前記エンジンの停止と前記車両の停止中における前記エンジンの停止とのうち、前記エンジンの停止時間が短い方を制限することが好ましい。

本発明に係る車両制御装置は、燃費の低減と、エンジン始動装置の耐久性の確保とを両立することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る車両制御装置を備える車両の概略図である。 図２は、郊外と渋滞が多い環境におけるエンジンの停止状態の一例を示す比較図である。 図３は、郊外と渋滞が多い環境でエンジンを停止させる制御を行った場合における燃費向上率を示す比較図である。 図４は、エンジンの始動回数と使用年数との関係を示す説明図である。 図５は、実施形態１に係る車両制御装置の処理手順の概略を示すフロー図である。 図６は、実施形態２に係る車両制御装置でエコランの制御を行う場合におけるエンジンの始動回数と使用年数との関係を示す説明図である。 図７は、エコランの制御時におけるエンジンの停止状態ごとの燃料削減量を示す説明図である。 図８は、実施形態２に係る車両制御装置の処理手順の概略を示すフロー図である。 図９は、エンジン停止記録ルーチンの処理手順を示す説明図である。 図１０は、エンジン停止可否判断を行う場合に用いるｍａｐの一例を示す説明図である。 図１１は、エンジン停止可否判断を行う場合に用いるｍａｐの一例を示す説明図である。

以下に、本発明に係る車両制御装置の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、或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に係る車両制御装置を備える車両の概略図である。同図に示し、本実施形態１に係る車両制御装置２を備える車両１は、走行時における動力源として内燃機関であるエンジン４が設けられており、エンジン４は、クラッチ１０を介して有段式の変速機１２に連結されている。また、変速機１２は、動力伝達経路を介して最終減速機１６に接続されており、最終減速機１６は、ドライブシャフトを介して駆動輪１８に連結されている。

このうち、エンジン４には、エンジン回転数を検出する回転数検出手段であるエンジン回転数センサ６が設けられており、エンジン４の運転時における回転数の検出を行うことが可能になっている。また、変速機１２には、出力軸等の出力側の回転体の回転速度を検出することを介して車速を検出する車速検出手段である車速センサ１４が設けられている。

また、エンジン４には、エアコン用のコンプレッサ等の補機３０と、発電機であるオルタネータ３２とが設けられており、これらの補機３０やオルタネータ３２は、プーリ（図示省略）や伝動ベルト３４を介して伝達されたエンジン４の動力により、駆動可能になっている。また、オルタネータ３２は、車両１で使用される電気装置の電源として設けられると共に、充電及び放電が可能なバッテリ３６が接続されている。このバッテリ３６とオルタネータ３２との間には、バッテリ３６からの出力電圧が低下した場合に、電圧を昇圧して各電気装置に電力供給をする電圧補償手段であるＢＢＣ（バックアップ・ブースト・コンバータ）３８が接続されている。

さらに、エンジン４には、エンジン４が停止している場合に、エンジン４のクランクシャフト（図示省略）に回転トルクを入力することによりエンジン４を始動することができるエンジン始動装置であるスタータ４０が備えられている。このスタータ４０は、バッテリ３６及びオルタネータ３２に接続され、これらから供給される電気によって駆動可能になっている。スタータ４０で発生した動力は、動力伝達機構４２を介してエンジン４のクランクシャフトに伝達可能になっており、スタータ４０で発生した動力によって、停止しているクランクシャフトを回転させることにより、エンジン４を始動することができる。

また、車両１の運転席の近傍には、エンジン４で発生する動力を調節することができ、駆動力を調節する際に操作するアクセル操作子であるアクセルペダル５０と、車両１が有する制動装置（図示省略）で制動力を発生させる際に操作する制動操作子であるブレーキペダル５３と、クラッチ１０の接合状態と解放状態とを切替えることによりクラッチ１０の接続状態を操作するクラッチ操作子であるクラッチペダル５６と、が設けられている。さらに、この運転席の近傍には、変速機１２が有する複数の変速段のうちのいずれかを選択可能で、また、いずれの変速段も選択しないニュートラル位置も選択可能なシフトレバー６０が設けられている。

これらのように設けられるペダル類やシフトレバー６０の操作状態は、それぞれ運転操作検出手段によって検出可能に設けられている。詳しくは、アクセルペダル５０の操作状態はアクセルセンサ５１によって検出可能になっており、ブレーキペダル５３の操作状態はブレーキセンサ５４によって検出可能になっており、クラッチペダル５６の操作状態はクラッチセンサ５７によって検出可能になっている。同様に、シフトレバー６０は、シフトレバー６０の操作状態、即ち、シフトレバー６０で選択する変速機１２の変速段やニュートラル位置の選択状態を、シフトセンサ６１によって検出可能に設けられている。

これらのように設けられるエンジン４等の機関や装置は、車両１に搭載されると共に車両１の各部を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７０に接続されている。同様に、エンジン回転数センサ６や車速センサ１４、アクセルセンサ５１、ブレーキセンサ５４、クラッチセンサ５７、シフトセンサ６１等の各センサもＥＣＵ７０に接続されている。このように各装置やセンサ類が接続されるＥＣＵ７０は、これらの装置等との間で情報や信号のやり取りが可能になっており、これにより、車両１の各部は、センサ類での検出結果に基づいて、ＥＣＵ７０により制御されて作動する。

このように、各部を制御可能なＥＣＵ７０としては、エンジン４の制御を行うエンジンＥＣＵ７２と、車両１の走行中に所定の条件が満たされた場合にエンジン４を停止させたり始動させたりする制御であるエコランの制御を行うエコランＥＣＵ７４とが設けられている。このうち、エンジンＥＣＵ７２は、エンジン４の吸入空気量やインジェクタ（図示省略）による燃料噴射量、点火時期を、アクセルセンサ５１で検出するアクセルペダル５０の開度や、エンジン回転数センサ６で検出するエンジン回転数、エンジン冷却水温度等に応じて制御することにより、エンジン４の制御を行う。また、エコランＥＣＵ７４は、車両１の走行中や停車中に、所定の停止条件が満たされた場合にはエンジン４を停止させ、さらに、このようにエンジン４が停止している状態で所定の始動条件が満たされた場合にはエンジン４を始動させる制御を行う。即ち、エコランＥＣＵ７４は、ドライバ１００によるエンジン４の停止や始動の操作に関わらず、車両１の走行状態に応じてエンジン４の停止と始動の制御を行う。

これらのように各部を制御可能なＥＣＵ７０のハード構成は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する処理部や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部等を備えた公知の構成であるため、説明は省略する。

この実施形態１に係る車両制御装置２は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両１の走行時には、ドライバ１００が操作をするアクセルペダル５０の操作量であるアクセル開度をアクセルセンサ５１で検出し、この検出結果を、エンジンＥＣＵ７２で取得する。

エンジンＥＣＵ７２は、アクセルセンサ５１で検出したアクセル開度や、その他のセンサで検出した車両１の走行状態に基づいてエンジン４の制御を行うことにより、ドライバ１００が要求する動力をエンジン４で発生させる。その際に、エンジンＥＣＵ７２は、エンジン回転数センサ６での検出結果等に基づいてエンジン４の運転状態も検出しながら運転制御をする。エンジン４で発生した動力は、変速機１２や最終減速機１６を介して駆動輪１８に伝達されることにより、駆動輪１８で駆動力を発生する。

また、車両１の走行時には、変速機１２の変速比が車速に適した変速比になるように変速機１２の変速段を切替えるが、この変速段の切り替えは、ドライバ１００がシフトレバー６０を操作し、任意の変速段を選択することにより行う。

また、車両１の走行中に変速操作を行う場合には、ドライバ１００がクラッチペダル５６を踏み込むことによりクラッチ１０を切断状態にし、エンジン４と変速機１２との間のトルクの伝達を遮断した状態でシフトレバー６０を操作することにより行う。変速操作が完了したらクラッチペダル５６を戻すことにより、変速の前後でエンジン４の回転数に対する変速比が変化して、エンジン４で発生した動力が駆動輪１８に伝達される。車両１は、これらの運転操作をドライバ１００が行うことにより、ドライバ１００が要求する駆動力を発生して走行する。

また、本実施形態１に係る車両制御装置２は、車両１の走行状態とドライバ１００の運転操作の状態に応じてエンジン４の自動停止や自動始動を行う制御である、いわゆるエコランの制御を行うことができる。このエコランの制御における自動停止や自動始動は、ドライバ１００の運転操作の状態やエンジン４の運転状態が、所定の条件を満たしているとエコランＥＣＵ７４で判断した場合に行う。

自動停止や自動始動のうち、まず、自動停止について説明すると、ドライバ１００が駆動力を要求していないと判断できる場合、即ち、エンジン４の自動停止の条件が満たされた場合には、エンジン４の運転を停止する。具体的には、車両１の走行中におけるクラッチセンサ５７とシフトセンサ６１との検出結果より、ドライバ１００がクラッチペダル５６を踏み込み、クラッチ１０を切断した後、シフトレバー６０をニュートラル位置に操作し、クラッチ１０を再び接続したことを検出したら、エコランＥＣＵ７４は自動停止を行うと判定する。つまり、ドライバ１００がシフトレバー６０をニュートラル位置に操作したということは、ドライバ１００は駆動力を要求していないと判断をし、自動停止の判定をする。

または、ドライバ１００がクラッチ１０を切断しない場合でも、シフトレバー６０をニュートラル位置に操作し、エンジン回転数センサ６で検出するエンジン４の回転数が、エコランの判定に用いる回転数として予め設定されてエコランＥＣＵ７４の記憶部に記憶されている所定の回転数以下になったことを検出したら、エコランＥＣＵ７４はエコランを行うと判定する。つまり、ドライバ１００がクラッチペダル５６を踏まずにシフトレバー６０をニュートラル位置に操作した場合も、ドライバ１００がシフトレバー６０を積極的にニュートラル位置に操作する意思の表れであり、ドライバ１００は駆動力を要求していないと判断をし、自動停止の判定をする。

または、ドライバ１００がクラッチ１０を切断したことを検出した場合には、シフトレバー６０をニュートラル位置に操作しなくても、エンジン回転数が所定の回転数以下になったことを検出したら、エコランＥＣＵ７４は自動停止を行うと判定する。つまり、ドライバ１００がシフトレバー６０をニュートラル位置に操作しなくても、クラッチペダル５６を踏み続け、エンジン回転数が所定の回転数まで低下した場合には、ドライバ１００は駆動力を要求していないと判断をし、自動停止の判定をする。

即ち、エコランＥＣＵ７４は、車両１の走行中は、クラッチセンサ５７によってクラッチ１０の切断状態を検出し、且つ、シフトセンサ６１によって変速機１２がニュートラル位置であることを検出した場合、または、シフトセンサ６１によって変速機１２がニュートラル位置であることを検出し、且つ、エンジン回転数センサ６で検出した回転数が予め設定された所定回転数以下となった場合、または、クラッチセンサ５７によってクラッチ１０の切断状態を検出し、且つ、エンジン回転数センサ６で検出した回転数が予め設定された所定回転数以下となった場合に、自動停止を行うと判定する。

所定の条件を満たすことにより、車両１の走行中にエンジン４の自動停止を行うとエコランＥＣＵ７４で判定した場合には、その旨の制御信号をエンジンＥＣＵ７２に伝達する。制御信号を受けたエンジンＥＣＵ７２は、燃料噴射制御や点火制御を停止することにより、エンジン４の運転を停止させ、惰性走行の制御を行う。この場合、変速機１２がニュートラル位置になっている、または、クラッチ１０が切断された状態になっているため、駆動輪１８とエンジン４とは、トルクの伝達が遮断された状態になっている。これにより、車両１は、自動停止を開始した際における車速に基づく運動エネルギによる惰性走行を続ける。

また、エコランの制御における自動停止は、車両１が停止している場合にも行う。具体的には、車速センサ１４で検出する車速がゼロであり、且つ、シフトレバー６０がニュートラル位置にあり、さらに、クラッチ１０が接合状態、即ち、クラッチペダル５６が戻された状態であることが満たされている場合には、自動停止を行うと判定する。各センサで取得する運転状態が、この自動停止の条件を満たしているとエコランＥＣＵ７４で判定した場合には、エンジンＥＣＵ７２で、エンジン４の燃料カット等を行うエンジン４の停止制御を行うことにより、エンジン４を自動停止させる。

車両１が自動停止の条件を満たした場合には、このようにエンジン４を停止させることにより、燃料消費量を低減したり、排気ガスの排出量を低減したりするが、エンジン４が停止した状態で、ドライバ１００が駆動力を要求していると判断できる運転操作を行った場合には、エンジン４の再始動を行う。このエンジン４の再始動を行う場合には、エンジン４の停止時にクラッチペダル５６の操作によってクラッチ１０を接合する際の操作態様に応じてエンジン４を始動させる。

このエンジン４の自動始動について詳しく説明すると、エンジン４が停止している状態でも、エコランＥＣＵ７４は、各センサの検出結果に基づいて、ドライバ１００による運転操作の状態等の、車両１の運転状態を継続的に取得する。エコランＥＣＵ７４は、このように取得した車両１の運転状態に基づいて、ドライバ１００が駆動力を要求しているか否かを判定し、ドライバ１００が駆動力を要求していると判断することができる場合には、エンジン４の自動始動を実行する判定を行う。

エンジン４の自動始動を行う場合における条件としては、例えば、クラッチペダル５６が踏み込まれ、シフトレバー６０がニュートラル位置以外の状態になっていること等が挙げられる。センサ類で検出される運転状態が、この自動始動の条件を満たしているとエコランＥＣＵ７４で判定した場合には、エコランＥＣＵ７４でスタータ４０を作動させ、エンジン４を始動させる。

車両１の走行中は、所定の条件が満たされた場合に、このようにエコランを行うことにより、燃費の向上や排気ガスの排出量の低減等を図るが、エコランの制御ではエンジン４の停止と始動とを繰り返すため、スタータ４０の駆動回数が増加する。このため、本実施形態１に係る車両制御装置２では、スタータ４０の保護を考慮してエコランの制御を行う。

図２は、郊外と渋滞が多い環境におけるエンジンの停止状態の一例を示す比較図である。ここで、車両１の停車時のみでなく、走行中にもエンジン４を停止させるエコラン制御におけるエンジン４の始動回数について説明すると、車両１の走行中におけるエンジン４の始動回数は、車両１がスムーズに走行することができる走行環境の方が、停車が多い走行環境よりも多くなり易くなる。例えば、車両１の停車時におけるエンジン４の始動回数と、走行中におけるエンジン４の始動回数とを、比較的スムーズに走行できる環境である郊外と、頻繁に発進と停止とを繰り替えして走行する環境である渋滞とを比較した場合、図２に示すような結果になる。即ち、図２に示した例では、渋滞中では走行時エンジン始動回数１１２は停車時エンジン始動回数１１０の約２倍になるのに対し、郊外では走行時エンジン始動回数１１２は停車時エンジン始動回数１１０の約３倍になる。

図３は、郊外と渋滞が多い環境でエンジンを停止させる制御を行った場合における燃費向上率を示す比較図である。また、郊外と渋滞中とでは、このようにエンジン４の始動回数、つまりエンジン４の停止回数が異なるため、エンジン４を停止することに伴う燃費向上率も異なり、図３に示すように、郊外における停車時燃費向上率１１４に対する走行時燃費向上率１１６の割合は、渋滞中における停車時燃費向上率１１４に対する走行時燃費向上率１１６の割合よりも大きくなる。換言すると、停車時燃費向上率１１４は、郊外よりも渋滞中の方が、燃費全体に対する貢献度が大きくなる。つまり、エンジン４の停止制御を渋滞中に行う場合には、停車時におけるエンジン４の停止による燃費向上の貢献度が大きくなり、エンジン４の停止制御を郊外で行う場合には、走行時におけるエンジン４の停止による燃費向上の貢献度が大きくなり易くなる。

ここで、車両１の走行中にエンジン４を停止する制御を行う場合において、スタータ４０の耐久性を確保するために、スタータ４０の駆動時間を積算したり、駆動回数をカウントしたりした場合には、車両１の走行状態に関わらずこれらは加算される。このため、渋滞走行中にエコランの制御によってエンジン４が停止する機会が多い車両１の場合、エンジン４を停止することによる燃費効率向上の貢献度が低い走行中におけるエンジン４の停止に伴うスタータ４０の駆動時間、或いは回数もカウントされる。この場合、このスタータ４０の駆動回数が所定の回数に到達した場合、その後はエコランによるエンジン４の停止制御が禁止されてしまい、燃費向上の効果が高くなる可能性がある。

このため、本実施形態１に係る車両制御装置２では、エコランの制御による自動停止と自動始動とを行う状態を学習し、車両１の走行状態に応じてエンジン４の自動停止の条件を変化させる。具体的には、エコランの制御によってエンジン４を停止させる場合に、車両１の走行中と停車中とのそれぞれのエンジン４の停止時間を積算し、エンジン４を停止することにより削減した燃料を算出する。このように算出した燃料の削減量のうち、停車中にエンジン４を停止した場合における削減量が、車両１の走行中にエンジン４を停止した場合における削減量の１．２倍以上の場合には、停車時にエンジン４を停止することによる燃費向上の貢献度が高いと判断する。

さらに、このように停車時のエンジン停止による燃費向上の貢献度が高いと判断された場合は、エンジン４の始動回数と使用年数とに基づいて、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を制限する。つまり、車両１の走行中と停車中とのエンジン４の自動停止のうち、燃料低減の効果が低い、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を制限する。

図４は、エンジンの始動回数と使用年数との関係を示す説明図である。車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を制限する場合、即ち、自動停止を禁止する場合には、まず、車両１の走行距離とエンジン４の始動回数より、スタータ４０の正常な作動を確保すべき年数である保証年数Ｙｇを予測する。さらに、この保証年数Ｙｇを維持するには、何年目から、車両１の走行中のエンジン４の自動停止を禁止するかを算出する。この保証年数Ｙｇは、エンジン４の始動耐久能力を示す年数になっているので、このように、保証年数Ｙｇに基づいてエンジン４の自動停止を禁止する期間を算出することにより、エンジン４の始動耐久能力に基づいて、エンジン４の停止を制限する。

具体的には、車両１の走行中のエンジン４の自動停止を禁止する場合には、現在の車両１の走行状態でエコランの制御を行った場合におけるスタータ４０の始動回数と、スタータ４０の正常な作動を確保することができる回数である保証回数Ｎｇとを比較する。この比較により、現在の車両１の走行状態でエコランの制御を行った場合におけるスタータ４０の始動回数である停止許可時始動回数１２２が保証回数Ｎｇに到達する年数Ｙａが、保証年数Ｙｇよりも短くなると判断された場合には、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止する。これにより、エンジン４の始動回数が少なくなるため、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止した場合における始動回数である停止禁止時始動回数１２０が保証回数Ｎｇに到達する年数は保証年数Ｙｇに到達する。

即ち、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止してからエンジン４の始動回数が保証回数Ｎｇに到達するまでの年数である停止禁止時使用年数Ｙｐｒｂは、走行中のエンジン４の自動停止を禁止せずに保証回数Ｎｇに到達するまでの年数である停止許可時使用年数Ｙｐｅｒよりも長くなる。この場合、エコランの制御によるエンジン４の自動停止は、停車中にしか行われないが、停車時にエンジン４を停止することによる燃費向上の貢献度が高いと判断されているため、トータルでは、燃費を向上させることが可能になる。

図５は、実施形態１に係る車両制御装置の処理手順の概略を示すフロー図である。次に、本実施形態１に係る車両制御装置２でエコランの制御を行う場合に、エンジン４の自動停止を行う状態を判断する場合における処理手順の概略について説明する。

エンジン４の停止状態を判断する場合には、まず、走行中エンジン停止許可フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。この走行中エンジン停止許可フラグは、車両１の走行中におけるエコラン制御によるエンジン４の自動停止を許可するか否かを示すフラグとして、エコランＥＣＵ７４に設定されている。この走行中エンジン停止許可フラグは、走行中のエンジン４の自動停止を許可する場合にはＯＮに切り替えられ、走行中のエンジン４の自動停止を禁止する場合はＯＦＦに切り替えられる。

この判定により、走行中エンジン停止許可フラグはＯＮではないと判定された場合（ステップＳＴ１０１、Ｎｏ判定）、即ち、走行中エンジン停止許可フラグはＯＦＦであると判定された場合には、この処理手順から抜け出る。

これに対し、走行中エンジン停止許可フラグがＯＮであると判定された場合（ステップＳＴ１０１、Ｙｅｓ判定）には、次に、停車中と走行中のエンジン停止時間ｔ１、ｔ２をそれぞれカウントする（ステップＳＴ１０２）。つまり、走行中エンジン停止許可フラグがＯＮであるため、車両１は所定の条件が満たされた場合には、エコランの制御によって停車中と走行中とのいずれの場合もエンジン４を停止するが、エンジン４が停止した場合には、その停止時間をエコランＥＣＵ７４で計測する。即ち、停車中にエンジン４が停止した時間ｔ１と、車両１の走行中にエンジン４が停止した時間ｔ２とを、それぞれカウントする。

次に、ｔ１、ｔ２から、燃料削減量ｆ１、ｆ２を計算する（ステップＳＴ１０３）。つまり、エンジン４を停止した場合には、その分、燃料の消費量が低減するため、エンジン４の停止時間ｔ１、ｔ２に基づいて、燃料の削減量ｆ１、ｆ２を算出する。この算出は、予めエンジン４のアイドル運転時における１秒当りの燃料算出量を算出しておき、この燃料消費量とエンジン４の停止時間ｔ１、ｔ２とを掛け合わせることにより算出する。これにより、停車中にエンジン４を停止することによる燃料削減量ｆ１と、走行中にエンジン４を停止することによる燃料削減量ｆ２とを算出する。

次に、｛停車中の燃料削減量ｆ１＞（走行中の燃料削減量ｆ２×１．２）｝であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。即ち、停車中の燃料削減量ｆ１は、走行中の燃料削減量ｆ２の１．２倍よりも大きいか否かを判定する。この判定により、停車中の燃料削減量ｆ１は、走行中の燃料削減量ｆ２の１．２倍以下であると判定された場合には、この処理手順から抜け出る。

これに対し、停車中の燃料削減量ｆ１は、走行中の燃料削減量ｆ２の１．２倍よりも大きいと判定された場合には、次に、停車中のみの始動回数ｎ１と、停車＋走行中の始動回数ｎ２とをそれぞれカウントする（ステップＳＴ１０５）。つまり、エコランの制御では、エンジン４の自動停止を行った後、所定の条件が満たされた場合にスタータ４０を駆動することによりエンジン４の自動始動を行うが、このようにエンジン４を自動始動によってエンジン４を始動させる場合における始動回数を、エコランＥＣＵ７４でカウントする。その際に、停車中の自動始動による始動回数ｎ１と、停車中の自動始動による始動回数と走行中の自動始動による始動回数とを合わせた回数ｎ２とを、それぞれカウントする。

次に、１週間の始動回数から年間の始動回数ｎ３を予測する（ステップＳＴ１０６）。即ち、停車＋走行中の始動回数ｎ２の１週間分の回数に基づいて、１年間の始動回数ｎ３を予測する。

次に、車両１の走行中におけるエンジン４の停止を許可する年数ａを算出する（ステップＳＴ１０７）。この算出は、以下の式（１）と式（２）の連立方程式に基づいて算出する。下記の式（１）、式（２）では、ａは、車両１の走行中におけるエンジン４の停止を許可する年数、即ち、停車中のエンジン４の自動停止と、走行中のエンジン４の自動停止とを許可する年数になっている。また、ｂは、走行中のエンジン４の自動停止は禁止し、停車中のエンジン４の自動停止のみを許可する年数になっている。
現状の保証年数＝ａ＋ｂ・・・（１）
現状の保証回数＝ａ×ｎ２＋ｂ×ｎ１・・・（２）

次に、ａ［年］時の始動回数ｎ４を計算する（ステップＳＴ１０８）。即ち、ステップＳＴ１０７で算出した年数ａと、ステップＳＴ１０６で算出した１年間の始動回数ｎ３とを乗算することにより、ａ［年］時の始動回数ｎ４を算出する。

次に、現在の始動回数ｎ＜ｎ４であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０９）。車両１の走行中は、エコランＥＣＵ７４ではエコランの制御によるエンジン４の自動始動の回数ｎをカウントしており、現在の自動始動の回数ｎが、ａ［年］時の始動回数ｎ４未満であるか否かを判定する。この判定により、現在の自動始動の回数ｎは、ａ［年］時の始動回数ｎ４未満であると判定された場合（ステップＳＴ１０９、Ｙｅｓ判定）には、この処理手順から抜け出る。

これに対し、現在の自動始動の回数ｎは、ａ［年］時の始動回数ｎ４より大きいと判定された場合（ステップＳＴ１０９、Ｎｏ判定）には、走行中エンジン停止許可フラグをＯＦＦにする（ステップＳＴ１１０）。これにより、車両１の走行中におけるエコランの制御によるエンジン４の自動停止が禁止されるため、自動始動時の回数が低減し、スタータ４０の使用頻度が低減する。

以上の車両制御装置２は、エコランの制御を行う場合には、エンジン４の始動耐久能力を示す保証年数Ｙｇに基づいて、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止しているので、スタータ４０の耐久年数を確保することができる。また、停車時のエンジン停止による燃費向上の貢献度が高い場合には、このように走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止することによって、燃費向上の効果が低減することを抑制できる。また、エンジン４を停止することによる燃費向上の効果は、スタータ４０の耐久年数を確保することにより向上させることができる。これらの結果、燃費の低減と、スタータ４０の耐久性の確保とを両立することができる。

また、エコランの制御によるエンジン４の自動停止を禁止する場合には、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止と、停車中におけるエンジン４の自動停止とのうち、走行中における自動停止のみを禁止しているため、エンジン４の自動停止を制限してスタータ４０の耐久年数を確保する場合でも、燃費向上の効果を確保することができる。この結果、より確実に、スタータ４０の耐久性を確保しつつ、燃費を低減させる効果を維持することができる。

また、エコランの制御によるエンジン４の自動停止を禁止する場合には、燃料低減の効果が低い方の自動停止である、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止するため、より確実に燃費向上の効果を確保することができる。この結果、スタータ４０の耐久性を確保しつつ、燃費を低減させる効果を、より確実に維持することができる。

［実施形態２］
実施形態２に係る車両制御装置２は、実施形態１に係る車両制御装置２と略同様の構成であるが、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止するタイミングを算出する場合に、車両１が走行する道路におけるエンジン４の停止状態を学習し、その学習した内容も含めて算出する点に特徴がある。他の構成は実施形態１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。

図６は、実施形態２に係る車両制御装置でエコランの制御を行う場合におけるエンジンの始動回数と使用年数との関係を示す説明図である。車両１が道路を走行する際に、同じ道路を走行する場合には、走行時におけるエコランによるエンジン４の自動停止や自動始動の状態も同じような状態になり易くなる。このため、本実施形態２に係る車両制御装置２では、走行中の道路に対するエンジン４の停止状態をエコランＥＣＵ７４によって学習し、特に、走行する頻度が高い道路におけるエンジン４の停止状態を学習する。これにより、エンジン４の始動回数と使用年数とに基づいて、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を制限する場合、このように学習した、道路を走行する際におけるエンジン４の停止状態も含めて、自動停止の制限を行う。

つまり、本実施形態２に係る車両制御装置２では、停止許可時始動回数１２２が保証回数Ｎｇに到達する年数Ｙａが保証年数Ｙｇよりも短くなると判断された場合に、単に車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止するのみでなく、エンジン４の停止時間が長い箇所では優先的にエンジン４の自動停止を許可する。即ち、エコランＥＣＵ７４で学習した結果より、走行中の道路が、エンジン４の停止時間が比較的長くなる道路であると判断される場合には、その場所を走行中におけるエンジン４の自動停止を限定的に許可することにより、燃料の消費量を削減する。

この場合、このようにエンジン４の停止状態を学習した後におけるエンジン４の始動回数である学習時始動回数１２４は、停止禁止時始動回数１２０よりも始動回数が多くなるため、学習時始動回数１２４が保証回数Ｎｇに到達する年数である学習後年数Ｙｓは、保証年数Ｙｇよりも短くなる。

図７は、エコランの制御時におけるエンジンの停止状態ごとの燃料削減量を示す説明図である。エンジン４の始動回数に基づいて、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止する場合、停止禁止時使用年数Ｙｐｒｂは停止許可時使用年数Ｙｐｅｒ（図４参照）より長くなるため、停止許可時使用年数Ｙｐｅｒの経過後の年数も含めると、エンジン４を停止することに伴う燃料の削減量は、走行中のエンジン４の自動停止を許可する場合と比較して多くなる。つまり、図７に示すように、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止する場合の燃料の削減量である停止禁止時削減量１３０は、走行中におけるエンジン４の自動停止を許可する場合の燃料の削減量である停止許可時削減量１３２より多くなる。

走行中のエンジン４の自動停止を禁止した場合には、使用期間が長くなるため、結果的に、このように燃料の削減量は多くなるが、エンジン４の停止状態を学習した後に、エンジン４の停止時間が長い箇所で自動停止を許可した場合には、燃料の削減量はさらに多くなる。つまり、エンジン４の停止時間が長い箇所で自動停止を許可した場合には、走行中の自動始動を禁止した場合と比較して始動回数が増えるため、使用期間は短くなるが、この場合における自動停止によってエンジン４を停止した場合には、停止時間が長くなるため、燃料の消費量は少なくなる。このため、この場合における燃料の削減量である学習時削減量１３４は、停止禁止時削減量１３０よりも多くなる。

図８は、実施形態２に係る車両制御装置の処理手順の概略を示すフロー図である。次に、本実施形態２に係る車両制御装置２でエコランの制御を行う場合に、エンジン４の停止状態を学習し、その学習した状態を含めて制御する場合における処理手順の概略について説明する。なお、以下の処理手順では、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止の要求があった場合における処理手順について説明する。

車両１の走行中に、所定の条件が満たされることによりエンジン４の停止要求を行った場合には（ステップＳＴ２０１）、次に、エンジン４の停止記録があるか否かを判定する（ステップＳＴ２０２）。つまり、エコランの制御によってエンジン４の自動停止を行う場合には、エコランＥＣＵ７４は、走行中の道路におけるエンジン４の停止状態を、エコランＥＣＵ７４の記憶部に記録する。具体的には、エンジン４の自動停止を行う場合には、停止の状態を、車両１に搭載されるカーナビゲーションシステム（図示省略）によって得られる道路情報と共に記録する。このため、エンジン４の停止記録があるか否かを判定する場合には、カーナビゲーションシステムによって得られる道路情報に基づいて、現在走行をしている道路のエンジン４の停止記録があるか否かを判定する。

この判定により、エンジン４の停止記録が無いと判定された場合（ステップＳＴ２０２、Ｎｏ判定）には、次に、エンジン停止記録ルーチンを実行する（ステップＳＴ２０３）。

図９は、エンジン停止記録ルーチンの処理手順を示す説明図である。エンジン停止記録ルーチンでは、まず、エンジン４は停止中であるか否かを判定する（ステップＳＴ３０１）。この判定により、エンジン４は停止中ではないと判定された場合（ステップＳＴ３０１、Ｎｏ判定）には、このエンジン停止記録ルーチンを抜け出て、元の処理フローに戻る。

これに対し、エンジン４は停止中であると判定された場合（ステップＳＴ３０１、Ｙｅｓ判定）には、エンジン４の停止箇所を記録する（ステップＳＴ３０２）。即ち、カーナビゲーションシステムから得られる道路情報より、走行中の道路においてエコランの制御によってエンジン４を停止している箇所を、エコランＥＣＵ７４の記憶部に記録する。

次に、エンジン停止時間Ｔ１をカウントする（ステップＳＴ３０３）。つまり、エンジン４の自動停止の開始後に、エンジン４を停止している時間であるエンジン停止時間Ｔ１を、エンジン４が停止している間カウントし続ける。

次に、Ｔ１から燃料の削減量Ｆ１を計算する（ステップＳＴ３０４）。この計算は、エンジン４の自動停止を行う状態を判断する場合に、エンジン４の停止時間に基づいて燃料の削減量を算出する場合（図５、ステップＳＴ１０３）と同様に、エンジン４のアイドル運転時における１秒当りの燃料算出量とエンジン停止時間Ｔ１とを掛け合わせることにより行う。これにより、エンジン停止時間Ｔ１における燃料の削減量Ｆ１を算出する。

このように削減量Ｆ１を算出したら、次に、この削減量Ｆ１を、エコランＥＣＵ７４の記憶部に記録する（ステップＳＴ３０５）。さらに、この削減量Ｆ１と走行中の道路の関連付け、及びこの道路を走行する頻度も併せることにより、削減量のｍａｐを作成し、記憶部に記録する（ステップＳＴ３０６）。このように、削減量のｍａｐを作成したら、エンジン停止記録ルーチンを抜け出て、元の処理フローに戻る。

エンジン４の停止記録が無いと判定された場合（ステップＳＴ２０２、Ｎｏ判定）には、このようにエンジン停止記録ルーチンを実行するのに対し、エンジン４の停止記録があると判定された場合（ステップＳＴ２０２、Ｙｅｓ判定）には、削減量ｍａｐと発生頻度から、エンジン４の停止可否の判断を行う（ステップＳＴ２０４）。

図１０、図１１は、エンジン停止可否判断を行う場合に用いるｍａｐの一例を示す説明図である。燃料の削減量ｍａｐは、図１０、図１１に示すように、車両１の走行中に、所定の道路を走行する機会が発生する頻度と、その道路の走行時に、エンジン４の自動停止を行った場合における燃料の削減量との関係を示すマップとして作成される。このマップを用いて、エンジン４の停止可否の判断を行う場合には、発生頻度と、燃料削減量との双方を考慮して行う。例えば、全体で見て燃料の削減量が少なくても、エンジン４の自動停止を行う頻度が多くなる箇所がある場合には、その箇所よりも削減量が多い部分を、エンジン４を停止可の領域にする（図１０参照）。また、エンジン４の自動停止を行う頻度が同程度の箇所が複数ある場合には、燃料の削減量が多い箇所の領域を、エンジン４を停止可の領域にする（図１１参照）。

エンジン４の停止可否の判断を行う場合には、カーナビゲーションシステムから得ることができる、現在走行中の道路が、削減量ｍａｐにおいてエンジン４を停止可の領域に位置する場合に、停止可の判断を行う。このように、エンジン４の停止を可能とする判断を行った場合、エンジン４の停止供給（ステップＳＴ３０１）に従ってエンジン４の自動停止を行う。これに対し、現在走行中の道路がエンジン４を停止可の領域に位置しない場合には、車両１の走行中におけるエンジン４の停止を禁止する。これにより、エコランの制御によるエンジン４の停止状態を学習しつつ、この学習した結果を含めて、エンジン４の自動停止の制御を行う。

以上の車両制御装置２は、エコランの制御を行う場合には、エンジン４の停止状態を学習し、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を制限する場合でも、エンジン４の停止時間が長くなる箇所ではエンジン４の自動停止を許可している。このように、エンジン４の自動停止が限定的に許可された箇所では、長い時間エンジン４を停止させることができるため、この自動停止の許可によってエンジン４を停止させることにより、より確実に燃費を向上させることができる。この結果、より確実に、燃費を低減と、スタータ４０の耐久性を確保とを両立することができる。

なお、実施形態２に係る車両制御装置２では、エンジン４の停止状態を学習した結果に基づいて、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を制限しているが、自動停止の制限は、停車中のエンジン４の自動停止も含めて行ってもよい。つまり、エコランの制御によるエンジン４の自動停止を禁止する場合には、車両１の走行中と停車中との自動停止のうち、エンジン４の停止状態を学習した結果に基づいて、停止期間が短い方の自動停止を禁止し、停止期間が長い方の自動停止の許可を行ってもよい。エンジン４の停止状態を学習した結果に基づいて、エンジン４の自動停止を制限する場合には、このように、停車中のエンジン４の自動停止も含めて判断することにより、より適切に自動停止の禁止や許可を行うことができ、より確実に燃費向上の効果を確保することができる。この結果、スタータ４０の耐久性を確保しつつ、燃費を低減させる効果を、より確実に維持することができる。

また、実施形態２に係る車両制御装置２では、車両１が走行中の道路におけるエンジン４の自動停止の頻度や燃料の削減量に基づいて、自動停止の禁止状態を判断しているが、走行中の道路のみでなく、車両１が走行する予定の道路において、自動停止の禁止状態を判断してもよい。例えば、車両１が走行する予定の道路において、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止と停車中におけるエンジン４の自動停止とのうち、燃料低減の効果が低い方を制限してもよい。これにより、エンジン４の運転状態や、スタータ４０の使用状態を、予め把握することができるので、それに併せて車両１の走行制御を行うことができる。この結果、スタータ４０の耐久性を確保しつつ、燃費を低減させる効果を、より確実に維持することができる。

また、上述した車両制御装置２では、エコランの制御によるエンジン４の停止を規制する場合には、車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止を禁止しているが、エンジン４の停止の規制は、停車中のエンジン４の自動停止を禁止することにより行ってもよい。車両１の走行中におけるエンジン４の自動停止と、停車中におけるエンジン４の自動停止とのうち、いずれか一方を禁止することにより、エコランによる燃費向上の効果を維持しつつ、スタータ４０の駆動回数を低減できるため、燃費の低減と、スタータ４０の耐久性の確保とを両立することができる。

また、上述した車両制御装置２では、エンジン４の始動回数と使用年数とに基づいて、走行中におけるエンジン４の自動停止を制限しているが、自動停止の制限は、これ以外に基づいて行ってもよい。即ち、エンジン４の始動耐久能力は、エンジン４の耐久年数や、エンジン４の始動回数、エンジン４の使用時間等に基づいて定めることができ、これらのうち、始動耐久能力を精度よく定めることができる値によって求めることにより、より適切にエンジン４の自動停止の制限を行うことができる。これにより、より確実に、燃費の低減と、スタータ４０の耐久性の確保とを両立することができる。

また、車両１の走行中にエンジン４を停止してエコランを行うための判定条件として、上述した車両制御装置２における判定条件に対して、さらに、シフトレバー６０がニュートラル位置になってからの経過時間、またはクラッチ１０が切断状態になってからの経過時間を設定してもよい。この場合、経過時間は、車両１の走行状態などに応じて変更できるようにしてもよく、ドライバ１００によって任意に変更できるようにしてもよい。または、エンジン４を停止するための判定は、車速、クラッチ１０の切断時間、シフトレバー６０のニュートラル位置保持時間、ステアリングの操舵角などから総合的に判断する、或いは、判断条件を適宜設定して判断してもよい。

また、上述した車両制御装置２では、変速機１２は、変速比が異なる変速段を複数有しており、ドライバ１００が任意の変速段を手動で選択する手動変速機となっているが、変速機１２は自動変速機であってもよい。例えば、遊星歯車とクラッチ等を用いることにより変速比を切替える有段式の自動変速機や、ベルトとプーリ等が用いられることにより、変速比を無段階に切替えることができる無段変速機であってもよい。

このように、変速機１２が自動変速機の場合でも、エンジン４と駆動輪１８との間にクラッチが設けられている場合には、クラッチを切断することによりトルクの伝達を遮断することができるため、エコランを行うことができる。また、変速機１２が自動変速機の場合でも、走行レンジをドライバ１００が任意で切替えることができ、車両１の走行中に走行レンジを、エンジン４で発生した動力を駆動輪１８に伝達しないレンジであるＮ（ニュートラル）レンジにすることにより、ドライバ１００は駆動力を要求していないと判断することができる。このため、変速機１２が無段変速機等の自動変速機の場合でも、ドライバ１００が駆動力を要求していないと判断できる場合には、エコランの制御に移行し、エンジン４の自動停止を制限することにより、燃費の低減と、スタータ４０の耐久性の確保とを両立することができる。

１ 車両
２ 車両制御装置
４ エンジン
１０ クラッチ
１２ 変速機
３２ オルタネータ
３６ バッテリ
４０ スタータ
４２ 動力伝達機構
５０ アクセルペダル
５３ ブレーキペダル
５６ クラッチペダル
６０ シフトレバー
７０ ＥＣＵ
７２ エンジンＥＣＵ
７４ エコランＥＣＵ
１００ ドライバ
１２０ 停止禁止時始動回数
１２２ 停止許可時始動回数
１２４ 学習時始動回数

Claims (3)

1. ドライバによるエンジンの停止や始動の操作に関わらず、車両の走行状態に応じて前記エンジンの停止と始動の制御を行う車両制御装置において、
   前記エンジンの始動耐久能力に基づいて、前記エンジンの停止を制限し、
   前記エンジンの停止を制限する場合には、前記車両の走行中における前記エンジンの停止と前記車両の停止中における前記エンジンの停止とのうち、燃料低減の効果が低い方を制限することを特徴とする車両制御装置。
2. ドライバによるエンジンの停止や始動の操作に関わらず、車両の走行状態に応じて前記エンジンの停止と始動の制御を行う車両制御装置において、
   前記エンジンの始動耐久能力に基づいて、前記エンジンの停止を制限し、
   前記エンジンの停止を制限する場合には、前記車両が走行する予定の道路において、前記車両の走行中における前記エンジンの停止と前記車両の停止中における前記エンジンの停止とのうち、燃料低減の効果が低い方を制限することを特徴とする車両制御装置。
3. ドライバによるエンジンの停止や始動の操作に関わらず、車両の走行状態に応じて前記エンジンの停止と始動の制御を行う車両制御装置において、
   前記エンジンの始動耐久能力に基づいて、前記エンジンの停止を制限し、
   前記エンジンの停止を制限する場合には、前記車両の走行中における前記エンジンの停止と前記車両の停止中における前記エンジンの停止とのうち、前記エンジンの停止時間が短い方を制限することを特徴とする車両制御装置。

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