JP2012031959A - 惰性走行制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
惰性走行時、車両の有している運動エネルギーを惰性走行に有効に利用するための車両走行制御方法の提案。
【解決手段】
エンジン、モータ等の車両動力源から駆動輪へ動力を伝達する動力伝達系の駆動輪にごく近い位置（例えば駆動輪−ドライブシャフト間）に、駆動輪と動力伝達系への結合を遮断あるいは結合を疎にするための動力断続機構を設け、惰性走行時、前記動力断続機構の結合を遮断することあるいは結合を疎にすることによって、車両の有する運動エネルギーの駆動輪から動力伝達系への流出を防止・抑圧し、惰性走行への車両の有する運動エネルギーの利用効率を高める。
また惰性走行実施に際しては、あらかじめ設定されている惰性走行可能道路において、、惰性走行減速度の測定・更新、惰性走行による目的地点への到達可否判定、および前記判定結果可の場合回転部分相当重量の低減によるより省エネルギー化された惰性走行の実施、を行う。
【選択図】 図２

Description

本願発明は、車両が省エネルギーのための惰性走行を行うに際して、惰性走行の合理化・システム化に加えて、さらなる省エネルギー化を可能にするための惰性走行制御方法に関する。

車両の省エネルギー走行方法として惰性走行に関しては、従来のドライバーの運転操作に依存した省エネルギー惰性走行を、システム的に自動化することによってさらなる省エネルギー化を行う提案がなされている（特許文献１）。

即ち、車両現速度、現地点から停止点までの距離、および車両の惰性走行減速度αd を知って、現地点からの惰性走行による停止点への到達が、特定の走行条件（例えば停止点手前一定距離における走行速度が最低速度Ｖmin以上である等）を満足して、可能か否かを判定し、可能であれば惰性走行を行う。不可能であれば可能となるまで引き続き上記判定を行いつつ定速走行あるいは加速走行を行い、可能となった時点で惰性走行を開始する。

また惰性走行減速度αdの走行速度、道路状況等による変動に対応する方策として、惰性走行中一定時間毎あるいは一定走行距離走行毎に惰性走行減速度αdの計測・更新を行い、前記計測・更新された最新の惰性走行減速度αdを用いて以後停止点までの惰性走行での到達可否判定を行う。

しかし上記惰性走行にシステム化・自動化提案においても、加速走行時あるいは定速走行時エンジンから駆動輪へ車両駆動エネルギーを伝達する手段（動力伝達系）が、惰性走行時においては車両の有する運動エネルギーを有効に惰性走行エネルギーに利用するに際しての無駄な負荷となることへの配慮は不十分である。

特開２０１０−０６４５７６ 野崎博路：基礎自動車工学（ｐ１２３〜１３１）

本願発明は、上記車両の有する運動エネルギーの惰性走行への利用に際しての無駄を排除しようとするものである。

車両の加速走行時の加速抵抗Ｒaは、（数１）で示される。
（数１）
Ｒa＝（Ｗ＋ΔＷa）αa／ｇ

一方、車両の惰性走行時の減速抵抗は、（数２）で示される。
（数２）
Ｒd＝（Ｗ＋ΔＷd）αd／ｇ

（数１）、（数２）において、
Ｒa：加速抵抗
Ｒd：惰性走行による減速抵抗
Ｗ：車両重量
ΔＷa：加速走行時の回転部分相当重量
ΔＷd：惰性走行時の回転部分相当重量
αa：加速度
αd：惰性走行減速度
g：重力加速度
である。

ここで、ΔＷaはエンジンから駆動輪までの動力伝達系の慣性抵抗による相当重量分であり、またΔＷdは駆動輪からドライブシャフト経由動力断続機構（クラッチ）間の動力伝達系の慣性抵抗による相当重量分である。
ここで、加速走行時の回転部分相当重量ΔＷaにはエンジンの慣性抵抗による相当重量分が含まれているのに対し惰性走行時の回転部分相当重量ΔＷdにはエンジン分は、クラッチにより「断」されているため、含まれない。従って、加速走行時の回転部分相当重量ΔＷaと惰性走行時の回転部分相当重量ΔＷdの間に下記（数３）の関係が成り立つ。

（数３）
ΔＷa＞ΔＷd

しかし上記惰性走行時の回転部分相当重量ΔＷdには惰性走行時に本来必要ではない回転部分相当重量、即ち、エンジン駆動のマニュアルトランスミッション・ＦＲ車両における駆動輪に接続されているドライブシャフト、デファレンシャルギア、ファイナルギア、プロペラシャフトおよび変速機等の慣性抵抗による相当重量分が含まれている。
即ち惰性走行時駆動輪に接続されている上記慣性抵抗による相当重量分を除去できれば、惰性走行時の回転部分相当重量はさらに減少し、その結果として惰性走行抵抗は減少し、車両の有する運動エネルギーによる惰性走行距離が伸長することによって惰性走行の省エネルギー効果はさらに高まるといえる。

上記方策、即ち惰性走行時に駆動輪の負荷となる慣性抵抗分除去のためには、惰性走行時駆動輪とドライブシャフトを分離することが最も有効である。しかし信頼性上あるいは構造上・コスト上それが不可能な場合でも、惰性走行時できるだけ駆動輪に近い位置、たとえばファイナルギア−プロペラシャフト間、での駆動輪の負荷となる回転部分との接続を遮断あるいは接続を「疎」にすることができれば、回転部分相当重量が低減、したがって惰性走行による省エネルギー効果の一層の向上、が可能となる。

すなわち、上記方策によって低減された惰性走行時の回転部分相当重量をΔＷd’とすると、下記（数４）の関係が成立することになり、（数５）に示すごとく従来の惰性走行時回転部分相当重量ΔＷdとの差分ΔＷdd相当分だけ車両の有している運動エネルギーの駆動輪からドライブシャフト経由エンジン側の回転部分への伝達量が低減し、この低減相当分前記車両の有している運動エネルギーは惰性走行エネルギーとして有効に車両の惰性走行駆動に活用され省エネルギー効果を発揮することになる。

（数４）
ΔＷd＞ΔＷd’
（数５）
ΔＷdd＝ΔＷd−ΔＷd’
ここで、
ΔＷd：惰性走行時の回転部分相当重量、
ΔＷd’：本願発明によって低減された惰性走行時の回転部分相当重量、
ΔＷdd：従来の惰性走行時の回転部分相当重量と本願発明による惰性走行時の回転部分
相当重量の差分相当重量、
である。

上記においては、エンジン駆動・マニュアルトランスミッション・ＦＲ車両における惰性走行時の慣性抵抗軽減方法について述べたが、他形態の車両（エンジン駆動のＡＴ車両、ＦＦ車両は勿論、電気自動車、ハイブリッド車、等）においても同様な思想、即ち惰性走行時駆動輪の負荷となるドライブシャフト以下の動力伝達系における惰性走行時の慣性抵抗軽減による回転部分相当重量の軽減、によるより省エネルギー性を向上しての惰性走行は可能である。

また、上記においては駆動輪と動力伝達系の結合の遮断について述べたが、従動輪にも従動輪に接続された従動輪回転による慣性抵抗分がある場合、従動輪と慣性抵抗分を有する回転部分との結合を遮断するあるいは疎にすることも有効である。

但し、上記の如き惰性走行は、走行中いつでも可能なわけではない。道路勾配の有無、道路舗装状態、道路幅、停止点までの距離等の道路状態、交通量、交差点の有無、交差点までの距離等交通状態が、惰性走行可能である道路においてのみ行う必要がある。
従って、上記道路状態、交通状態からあらかじめ惰性走行可能な道路区間を選択抽出してカーナビゲーションシステムの地図データベースに蓄積しておき、車両が現在走行中の道路が上記惰性走行可の道路である場合において、前記惰性走行減速度の抽出、惰性走行可否判定、および惰性走行可能と判定した場合上記回転部分相当重量の軽減によるより省エネルギー化された惰性走行の実施を行う。

上記の如く本願発明によって惰性走行時の回転部分相当重量ΔＷdは、加速走行時あるいは定速走行時の回転部分相当重量ΔＷaに比べて大きく低減する。その結果、車両の有している運動エネルギーによる惰性走行距離は伸長し、省エネ走行が可能となる。

本願発明実施に際しては、上記の如くエンジンから駆動輪までの動力伝達系中極力駆動輪に近い位置、たとえば駆動輪とドライブシャフト間に、また従動輪の場合は従動輪の回転負荷となる部分での従動輪にごく近い位置に、動力断続機構を設ける必要がある。

以下、図１にエンジン駆動・マニュアルトランスミッション・ＦＲ車両における動力伝達系を、また図２に前記図１に示すエンジン駆動・マニュアルトランスミッション・ＦＲ車両に本願発明による動力断続機構を設けた場合の動力伝達系を、各々示す。

図１において、１００はエンジン、１１０は、動力断続機構１１１、変速機１１２、プロペラシャフト１１３、ファイナルギア１１４、デファレンシャルギア１１５、およびドライブシャフト１１６で構成される動力伝達系、１２０は駆動輪である。
加速走行あるいは定速走行状態においては、断続機構（クラッチ）１１１が「続」状態であることから、エンジン１００出力である駆動力は、断続機構１１１以降の動力伝達系１１０を経由して駆動輪１２０に伝達される。

一方、惰性走行状態においては、車両の有する運動エネルギーは駆動輪１２０経由車両の惰性走行には無効である動力伝達系１１０のドライブシャフト１１６〜変速機１１２を駆動することになる（但しエンジン１００は断続機構１１１により断されているので車両の有する運動エネルギーの負荷とはならない）。即ち、車両の有する運動エネルギーは駆動輪の負荷となる前記動力伝達系１１０中のドライブシャフト１１６〜変速機１１２により損失を発生することになる。

これに対して、図２においては、２００はエンジン、２１０は、動力断続機構２１１、変速機２１２、プロペラシャフト２１３、ファイナルギア２１４、デファレンシャルギア２１５、ドライブシャフト２１６および動力断続機構２１７で構成される動力伝達系、２２０は駆動輪である。
加速走行あるいは定速走行状態においては、断続機構２１１、および２１７が「続」状態であることから、エンジン２００出力である駆動力は、断続機構２１１以降の動力伝達系２１０を経由して駆動輪２２０に伝達される。

一方、惰性走行状態においては、車両の有する運動エネルギーは駆動輪２２０から動力伝達系２１０には、断続機構２１７が「断」であることから、伝達されることはない。
即ち車両の有する運動エネルギーは動力伝達系２１０での損失はなくなり、したがって車両の有する運動エネルギーは惰性走行のために有効に使われることになる。

上記の如く本願発明は、惰性走行時車両の有する運動エネルギーを有効に惰性走行に使用することによって、惰性走行による省エネルギー効果、排出ガス量削減効果、を一層高めることができる。
また、本願発明は、上記説明によるエンジン駆動・マニュアルトランスミッション・ＦＲ車両のみならず、ＡＴ車両・ＦＦ車両等のエンジン駆動車両は勿論、電気自動車、ハイブリッド車両等においても有効に適用することができる。

従来のエンジン駆動・マニュアルトランスミッション・ＦＲ車量における動力伝達系説明図、 本願発明をエンジン駆動・マニュアルトランスミッション・ＦＲ車両に適用した場合の動力伝達系説明図、である。

図１、図２において、
１００、２００：エンジン、
１１０、２１０：動力伝達系、
１１１、２１１：断続機構、
１１２、２１２：変速機、
１１３、２１３：プロペラシャフト、
１１４、２１４：ファイナルギア、
１１５、２１５：デファレンシャルギア、
１１６、２１６：ドライブシャフト、
２１７：ドライブシャフト−駆動輪断続機構、
１２０、２２０：駆動輪、

Claims (3)

1. 惰性走行時、車輪回転の負荷となる車輪に接続する回転部分の慣性抵抗低減のため、車輪と前記車輪に接続する回転部分との結合を、車輪にごく近い部分で、遮断するあるいは疎にすることを特徴とする惰性走行制御方法。
2. エンジン、モータ等の車両動力源から駆動輪へ動力を伝達する動力伝達系において、惰性走行時駆動輪から動力源側に向かって流出する車両の運動エネルギーを遮断するあるいは低減するため、駆動輪と動力伝達系の結合を、駆動輪とドライブシャフト間において、遮断するあるいは疎にすることを特徴とする惰性走行制御方法。
3. カーナビゲーションシステムの地図データベース中に、惰性走行可能領域としての惰性走行可能道路名およびその区間を蓄積し、前記惰性走行可能領域走行において惰性走行可否判定、惰性走行減速度算出・更新、および惰性走行の実行、を行うことを特徴とする惰性走行制御方法。