JP2014046713A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】登坂路を走行する場合であっても、ドライバビリティを低下させることなく、惰行制御を適切に実行することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路を選択的に接続または遮断するクラッチ機構を備え、走行中に前記動力伝達経路を遮断して車両を惰性走行させることが可能な車両の制御装置において、車速を検出する手段と、走行路の勾配を検出する手段と、走行中アクセル操作量が所定の操作量以下に戻された場合に、前記クラッチ機構を解放して前記動力伝達経路を遮断することにより前記車両を惰性走行させる惰行制御を実行する実行手段（ステップＳ６）と、前記走行路が登坂路であり、かつ、前記勾配と前記車速との関係が所定の条件を満たす場合に、前記惰行制御の実行を禁止する禁止手段（ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７）とを設けた。
【選択図】図２

Description

この発明は、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路を選択的に接続および遮断することが可能なクラッチ機構を備え、走行中にクラッチ機構を解放して車両を惰性走行させることが可能な車両の制御装置に関するものである。

近年、車両の燃費向上を目的として、走行中にエンジンへの燃料供給を一時的に停止するフューエルカットや、走行中に車両をニュートラルの状態、すなわちエンジンを駆動系統から切り放した状態にして車両を惰性走行させるいわゆる惰行制御などに関する制御技術が開発されている。フューエルカットは、走行中にアクセルが戻された場合、すなわちアクセル開度が全閉になった場合に、例えばエンジン回転数がアイドリング回転数以上および所定の車速以上などの所定の条件の下で、エンジンに対する燃料の供給を停止する制御である。このフューエルカットが実行されると、エンジンは燃料の供給が絶たれることにより燃焼運転を停止するが、駆動輪側から伝達されるトルクにより回転させられている。したがって、フューエルカットの実行時には、エンジンのポンピングロスやフリクショントルクなどに起因して、駆動輪に制動トルクが作用する。すなわち、車両には、いわゆるエンジンブレーキが掛かることになる。

一方、惰行制御は、走行中にアクセルが戻された場合に、例えばエンジンと駆動輪との間に設けられたクラッチを解放することにより、エンジンと駆動輪との間の動力伝達を遮断し、エンジンを連れ回すことなく車両を惰性走行させる制御である。したがって、惰行制御の実行時には、車両にエンジンブレーキが掛かることがないので、車両は運動エネルギを有効に活用して惰性走行することができる。

上記のような惰行制御に関連する発明の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている発明は、車両に搭載された駆動力源および変速機を含むパワートレインを制御する車両走行制御装置であって、地図情報と対応付けて、道路の勾配値を示す勾配値情報を含む路面情報を予め記憶するとともに、過去の走行時に運転者によって行われた操作履歴を、地図情報と対応付けて記憶させ、それら路面情報および操作履歴情報に基づいて、車両のパワートレインを制御するように構成されている。

そして、この特許文献１に記載されている発明は、走行中の道路が、勾配値の絶対値が予め設定された閾値未満の区間である平坦区間、登り勾配値が閾値以上の区間である登り勾配区間、および下り勾配値の絶対値が閾値以上の区間である下り勾配区間の３種類の区間に予め区画されるとともに、それら各区間毎に、それぞれ対応する勾配値情報が地図情報と対応付けて予め記憶されている。そして、路面情報に基づいて、各区間毎に、力行制御状態、抑制制御状態、および惰行制御状態の３種類の制御状態のうちのいずれか１つの制御状態を設定するとともに、操作履歴情報に基づいて、設定および修正された制御状態に基づいて、パワートレインを制御するように構成されている。

さらに、この特許文献１には、車両が走行している道路が、登り勾配区間とその終端とのつなぎ区間との間で、惰行変更条件を満たした場合、例えば、アクセル開度が所定の開度閾値（例えば１０％）未満になった場合に、車両の状態が惰行制御状態に変更されることが記載されている。

なお、特許文献２には、動力源としてのエンジンと、そのエンジンの動力を駆動輪に伝える動力伝達装置とを備えた車両の走行状態を制御する車両用走行制御装置に関する発明が記載されている。この特許文献２に記載された発明は、自車の所定距離前方までの間の走行路の勾配を把握し、その所定距離前方でも自車が加速を続ける可能性のある場合は、エンジンと駆動輪との間の動力伝達が可能な状態のままエンジンへの燃料の供給量を減少させる、もしくは当該燃料の供給を停止させた惰性走行を行い、自車が前記所定距離前方を超えるまでに減速し始める可能性のある場合には、エンジンと駆動輪との間の動力伝達を遮断した状態で惰性走行を行うように構成されている。

特開２０１２−８１８５７号公報 特開２０１２−１０１６３６号公報

上記のように、特許文献１に記載されている発明では、車両が登坂路を走行している際に、運転者のアクセル操作によりアクセル開度が０までもしくは０近くまで戻されると、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達が遮断されて惰行制御が実行される。しかしながら、車両が登坂路を低車速で走行している場合、あるいは、ある程度の車速があったとしても勾配が急な登坂路を走行している場合に、上記のような惰行制御が実行されると、車両は即座に車速が低下してしまう。したがって、車速を維持するために再び加速操作を行わなければならなくなり、惰行制御と再加速操作とが繰り返されてしまう場合がある。その結果、車両のドライバビリティが低下してしまうおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両が登坂路を走行する場合であっても、車両のドライバビリティを低下させることなく、惰行制御を適切に実行することができる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路を選択的に接続または遮断するクラッチ機構を備え、走行中に前記動力伝達経路を遮断して車両を惰性走行させることが可能な車両の制御装置において、前記車両の車速を検出する手段と、前記車両が走行している走行路の勾配を検出する手段と、走行中アクセル操作量が所定の操作量以下に戻された場合に、前記クラッチ機構を解放して前記動力伝達経路を遮断することにより前記車両を惰性走行させる惰行制御を実行する実行手段と、前記走行路が登坂路であり、かつ、前記勾配と前記車速との関係が所定の条件を満たす場合に、前記惰行制御の実行を禁止する禁止手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記禁止手段が、前記勾配の絶対値が所定値以上の登り勾配であり、かつ、前記車速が所定速度よりも低い場合に、前記惰行制御の実行を禁止する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記禁止手段が、前記車速が所定速度以上であり、かつ、惰行制御を実行した際に前記所定速度以上で走行する状態が所定時間以上継続すると予測される場合には、前記惰行制御の実行を許可する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

そして、請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかの発明において、前記禁止手段が、前記勾配の絶対値が所定値以上の下り勾配である場合に、前記惰行制御の実行を禁止する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

この発明によれば、走行中にアクセル操作量が所定の操作量以下に戻されると、クラッチ機構が解放されて駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路が遮断される。すなわち、惰行制御が実行され、車両が惰性走行する。したがって、駆動力源に負荷が掛からない状態での車両の走行距離を伸ばすことができ、その結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。さらに、請求項１の発明によれば、車両が登坂路を走行していて、その際の走行路の勾配と車速とが所定の関係を満たす場合には、上記のような惰行制御の実行が禁止される。例えば、車両が登坂路を低車速で走行する場合や、あるいは、ある程度の車速があったとしても勾配が急な登坂路を走行する場合のように、駆動力源が動力伝達系統から切り離されると直ちに車速が低下してしまうような場合には、上記のような惰行制御は実行されない。そのため、登坂路で惰行制御が実行されることにより即座に車速が低下してしまい、車速を維持するための再加速操作と惰行制御とが繰り返されてしまうような事態を回避することができる。したがって、車両のドライバビリティを低下させることなく、惰行制御を適切に実行することができる。

また、請求項２の発明によれば、所定車速よりも低い低車速で、所定の勾配以上の登坂路を車両が走行している場合、すなわち、駆動力源が動力伝達系統から切り離されると直ちに車速が低下してしまうような場合には、惰行制御は実行されない。そのため、登坂路で惰行制御が実行されることにより即座に車速が低下してしまい、再加速操作と惰行制御とが繰り返されてしまうような事態を確実に回避することができる。

また、請求項３の発明によれば、車両が登坂路を走行している場合であっても、惰行制御が実行されたとしても、所定車速以上で走行している状態が所定時間以上継続すると予測される状態、すなわち、惰行制御が実行されることにより車速が低下しても、車速に余裕があって直ぐには再加速の必要がない状態であれば、惰行制御が実行される。そのため、車両の走行中に惰行制御が実行される機会を増やし、惰行制御による効率向上効果を高めることができる。

そして、例えば車両が急な降坂路を走行している際に惰行制御が実行されると、惰行制御の実行に伴って車速が増加し、それにより運転者が違和感や不安感を感じる場合がある。それに対して請求項４の発明によれば、惰行制御が実行されることにより車速が増加する可能性がある所定の勾配以上の降坂路を車両が走行している場合には、惰行制御の実行が禁止される。そのため、運転者に違和感や不安感を与えることなく、惰行制御を適切に実行することができる。

この発明で制御の対象とする車両の駆動系統および制御系統の一例を示す模式図である。 この発明の制御装置により実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 図２に示す制御を実行した場合の惰行制御の実施状況を説明するためのタイムチャートである。 この発明の制御装置により実行される制御において、走行路の勾配と車速との関係に基づいて惰行制御の実行および禁止を判断する条件を説明するための図表である。 この発明の制御装置により実行される制御において、走行路の勾配と車速との関係に基づいて惰行制御の実行および禁止を判断する条件を説明するためのものであって、惰行制御の実行を許容する登り勾配範囲を説明するための図表である。 この発明の制御装置により実行される制御において、走行路の勾配と車速との関係に基づいて惰行制御の実行および禁止を判断する条件を説明するためのものであって、惰行制御の実行を許容する登り勾配範囲をより詳細に説明するための図表である。

次に、この発明を図面を参照して具体的に説明する。この発明で制御の対象とする車両の駆動系統および制御系統を図１に示してある。この図１に示す車両Ｖｅは、エンジン１と、そのエンジン１の出力側に連結されてエンジン１が出力する動力を駆動輪２へ伝達する自動変速機３とを備えている。具体的には、エンジン１の出力軸側に自動変速機３が設けられ、自動変速機３の出力軸３ａに連結されたプロペラシャフト４に、デファレンシャルギヤ５およびドライブシャフト６を介して、駆動輪２が動力伝達可能に連結されている。なお、上記のように、図１では、プロペラシャフト４を介してエンジン１と駆動輪２すなわち後輪とが連結された構成例、すなわち車両Ｖｅが後輪駆動車である例を示しているが、この発明で制御の対象とする車両Ｖｅは、前輪駆動車であってもよく、あるいは四輪駆動車であってもよい。

エンジン１は、車両Ｖｅにおける駆動力源であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなど、燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。この図１では、スロットル開度を電気的に制御することが可能な電子制御式のスロットルバルブや、燃料噴射量を電気的に制御することが可能な電子制御式の燃料噴射装置を備えているガソリンエンジンを搭載した例を示している。したがって、このエンジン１は、所定の負荷に対して回転数を電気的に制御することにより、燃費が最も良好な状態で運転することが可能な構成となっている。

自動変速機３は、エンジン１が出力するトルクを変速して駆動輪２へ伝達する伝動装置であり、例えば、有段式の自動変速機（ＡＴ）、ベルト式やトロイダル式の無段変速機（ＣＶＴ）、または有段式の手動変速機構をベースにしたデュアルクラッチ式の自動変速機（ＤＣＴ）や自動クラッチおよび自動シフト式の自動変速機（ＡＭＴ）などによって構成することができる。そして、この発明における車両Ｖｅは、自動変速機３として上記のようないずれの構成の変速機を用いた場合であっても、また、後輪駆動、前輪駆動、もしくは四輪駆動のいずれの駆動方式であっても、エンジン１と駆動輪２との間の動力伝達経路を選択的に接続または遮断するクラッチ機構７を備えている。

この図１に示す例では、自動変速機３は、プラネタリーギヤを用いた有段式のＡＴによって構成されている。その構成は従来の一般的なＡＴと同様であり、複数のプラネタリーギヤ（図示せず）と、前進段を設定する際に係合されるフォワードクラッチ７ａと、後進段を設定する際に係合されるリバースブレーキ７ｂとを備えている。なお、特定の前進段を設定する際に係合されるクラッチもしくはブレーキを備えている場合もある。そして、これらのフォワードクラッチ７ａおよびリバースブレーキ７ｂを全て解放した場合に、自動変速機３におけるニュートラル状態が設定されるように構成されている。すなわち、フォワードクラッチ７ａおよびリバースブレーキ７ｂを全て解放することにより、エンジン１と駆動輪２との間の動力伝達経路を遮断することができる。したがって、この図１に示す例では、上記のフォワードクラッチ７ａおよびリバースブレーキ７ｂによるクラッチ機構７が、この発明におけるクラッチ機構に相当している。

なお、自動変速機３としてＣＶＴを用いる場合、例えば一般的なベルト式ＣＶＴは、ベルト伝動機構と、駆動輪２に伝達するトルクの回転方向を前進方向と後進方向とに切り替えるための前後進切替機構とから構成されている。そして、その前後進切替機構には、前進状態を設定する際に係合されるフォワードクラッチと、後進状態を設定する際に係合されるリバースブレーキとが備えられている。そして、それらフォワードクラッチおよびリバースブレーキを共に解放することにより、エンジン１と自動変速機３との間の動力伝達経路が遮断される。すなわち、自動変速機３においてニュートラル状態が設定される。したがって、この場合は、上記のフォワードクラッチおよびリバースブレーキにより、この発明におけるクラッチ機構を構成することができる。

また、自動変速機３としてＤＣＴを用いる場合は、そのＤＣＴに備えられている２つのクラッチを共に解放することにより、エンジン１と自動変速機３との間の動力伝達経路が遮断される。すなわち、自動変速機３においてニュートラル状態が設定される。したがって、この場合は、上記の２つのクラッチにより、この発明におけるクラッチ機構を構成することができる。

また、自動変速機３としてＡＭＴを用いる場合は、従来の手動変速機と同様のエンジン１と手動変速機構との間に設けられているクラッチを解放することにより、エンジン１と自動変速機３との間の動力伝達経路が遮断される。すなわち、自動変速機３においてニュートラル状態が設定される。したがって、この場合は、上記のクラッチにより、この発明におけるクラッチ機構を構成することができる。

そして、この発明では、駆動力源として内燃機関および電動機を搭載したハイブリッド車を制御の対象とすることができる。また、駆動力源として電動機を搭載した電気自動車を制御の対象とすることもできる。そして、この発明における車両Ｖｅは、上記のようなエンジン１、電動機、もしくはエンジン１と電動機とを組み合わせたハイブリッド駆動ユニット等、いずれの構成の駆動力源を用いる場合であっても、上記のような駆動力源と駆動輪２との間の動力伝達経路を選択的に接続または遮断するためのクラッチ機構７が設けられる。そのクラッチ機構７は、例えば、摩擦クラッチあるいは噛み合いクラッチのいずれであってもよい。例えば摩擦クラッチを用いる場合、湿式あるいは乾式のいずれであってもよい。要は、この発明におけるクラッチ機構７は、エンジン１、電動機、もしくはハイブリッド駆動ユニットなどの駆動力源と、駆動輪２との間におけるトルクの伝達および遮断を選択的に行うことができるものであればよい。

なお、上記のようなハイブリッド車や電気自動車など、駆動力源として電動機を搭載した車両Ｖｅの場合、クラッチ機構７が係合された状態で電動機を回生制御することにより、車両Ｖｅに制動力を発生させることができる。すなわち、車両Ｖｅが走行している際に、クラッチ機構７を係合した状態で駆動力源の電動機を回生させることにより、駆動輪２に制動トルクを作用させて車両Ｖｅを制動することができる。

上記で説明したようなエンジン１の運転状態やクラッチ機構７の係合および解放の状態を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）８が設けられている。この電子制御装置８は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータに基づいて演算を行って制御指令信号を出力するように構成されている。具体的には、この電子制御装置８には、車両Ｖｅの各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ９、アクセルペダルの踏み込み角もしくは踏み込み量を検出するアクセルセンサ（アクセルスイッチ）１０、ブレーキペダルの踏み込み角もしくは踏み込み量を検出するブレーキセンサ（ブレーキスイッチ）１１、エンジン１の出力軸の回転速度を検出するエンジン回転数センサ１２、走行路の勾配を検出する勾配センサ１３、車両Ｖｅの加速度を検出する加速度センサ１４などの各種センサからの検出信号が入力されるようになっている。これに対して、電子制御装置８からは、エンジン１の運転状態を制御する信号、クラッチ機構７の係合および解放の状態を制御する信号などが出力されるように構成されている。

なお、車両Ｖｅの駆動力源として電動機が搭載される場合は、電子制御装置８には、電動機の回転数を検出するセンサあるいはレゾルバなどの検出信号が入力される。これに対して、電子制御装置８からは、電動機の運転状態を制御する信号が出力される。

この発明では、上記のように構成された車両Ｖｅを制御の対象として、車両Ｖｅの燃費を向上させるために、走行中にクラッチ機構７を解放して車両Ｖｅを惰性走行させるいわゆる惰行制御を実行することができる。この発明における惰行制御とは、車両Ｖｅが所定の車速以上で走行している際に、例えばアクセルペダルの踏み込み量が０もしくは所定の操作量以下に戻された場合に、クラッチ機構７を解放してエンジン１と駆動輪２との間の動力伝達経路を遮断する制御である。

上記のような惰行制御が実行されると、車両Ｖｅは、走行中にエンジン１と駆動輪２との間の動力伝達が遮断される。そのため、車両Ｖｅの駆動輪２には、エンジン１のポンピングロスや引き摺りトルクなどに起因する制動トルクが伝達されない状態になる。すなわち、車両Ｖｅにはいわゆるエンジンブレーキが掛からない状態になる。したがって、上記のような惰行制御を実行することにより、車両Ｖｅがその慣性エネルギによって惰性走行し得る距離が長くなり、その結果、車両Ｖｅの単位燃料消費量当たりの走行距離が長くなる。すなわち、車両Ｖｅの燃費が向上する。

なお、上記のような惰行制御を実行する際に、クラッチ機構７を解放するとともに、エンジン１の燃焼運転も停止することにより、車両Ｖｅの燃費を一層向上させることができる。ただし、エンジン１の燃焼運転を停止する場合は、オイルポンプやエアーコンディショナ用のコンプレッサなどの補機、および油圧式のパワーステアリングやブレーキ装置などを駆動するための動力源が失われることになる。そのため、その場合は、エンジン１を停止させた場合に対応する代替の動力源（例えば電動モータ）や油圧アキュムレータなどが別途必要になる場合がある。これに対して、車両を惰性走行させる際にエンジン１を停止させない惰行制御では、その制御の実行中に、上記のような補機やパワーステアリングあるいはブレーキ装置などの動力源が失われることがないので、特に新たな装置を設ける必要がない。そのため、従来の構成の車両を対象にして、惰行制御を容易に実行することができる。

前述したように、車両Ｖｅが登坂路を低車速で走行している場合、あるいは車両Ｖｅが急な登坂路を走行している場合、すなわち、登坂路を走行している車両Ｖｅの運動エネルギが小さい場合に、上記のような惰行制御が実行されると、車両は急速に車速が低下してしまう。その結果、車速を維持するための再加速操作と、惰行制御とが繰り返されてしまう可能性がある。そこで、この発明における制御装置は、惰行制御を実行するにあたって、走行路の勾配と車速とを考慮し、それら勾配と車速との関係が所定の条件を満たす場合には、惰行制御の実行を禁止するように構成されている。

その制御の一例を図２のフローチャートに示してある。このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図２のフローチャートにおいて、先ず、各種入力情報が収集され、電子制御装置８に入力される（ステップＳ１）。例えば、アクセル開度、車速、走行路の勾配、およびエンジン１や自動変速機３の油温等が入力される。

続いて、アクセルが「ＯＦＦ」であるか否か、すなわち、アクセル操作量が０もしくは所定の操作量以下であるか否かが判断される（ステップＳ２）。この発明における惰行制御は、アクセル操作量が０もしくは所定の操作量以下に戻されることを誘因として制御の実行を判断するように構成されている。アクセル操作量が０もしくは所定の操作量以下に戻されることとは、例えば運転者により踏み込まれていたアクセルペダルが解放された状態に戻されることである。その場合に判断基準となるアクセル操作量は、必ずしも０である必要はなく、アクセル操作量が予め定めた所定の操作量以下に戻された場合に、惰行制御を開始するように構成することができる。なお、所定の操作量は、例えばエンジン１の回転数に応じて増減するように設定してもよい。

アクセルが「ＯＦＦ」ではない、すなわち、未だ所定の操作量よりも大きなアクセル操作があることにより、このステップＳ２で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、アクセルが「ＯＦＦ」である、すなわち、アクセル操作量が所定の操作量以下になったことにより、ステップＳ２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３へ進む。そして、走行路が平坦路を含む下り勾配の降坂路であるか否かが判断される。言い換えると、走行路が登り勾配の登坂路ではないか否かが判断される。

走行路が平坦路を含む降坂路である、すなわち走行路は登坂路ではないことにより、このステップ３で肯定的に判断された場合は、ステップ４へ進む。そして、走行路の勾配が所定勾配θa以下の緩い下り勾配であるか否か、言い換えると、走行路の勾配が所定勾配θaよりも大きい急な下り勾配ではないか否かが判断される。車両Ｖｅが、勾配が急な降坂路を走行している際に惰行制御が実行されると、車両Ｖｅが惰性走行するにもかかわらず車速が増加し、それを運転者が違和感や不安感として感じる場合がある。そのため、この発明では、惰行制御を実行することにより運転者が違和感や不安感を感じるような可能性のある急な降坂路では、惰行制御の実行を禁止するように構成されている。したがって、このステップ４の制御では、運転者が違和感や不安感を感じるか否かを判断するための閾値として所定勾配θaが設定されている。この所定勾配θaの値は、実験やシミュレーション等により予め設定することができる。

したがって、走行路の勾配が所定勾配θaよりも大きい急な下り勾配であることにより、このステップＳ４で否定的に判断された場合は、ステップＳ５へ進み、クラッチ機構７が係合状態に制御される。既にクラッチ機構７が係合されている場合は、その係合状態が継続される。既に惰行制御が実行されていてクラッチ機構７が解放されている場合には、クラッチ機構７が係合させられる。すなわち、惰行制御の実行が禁止される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、走行路の勾配が所定勾配θa以下の緩い下り勾配であることにより、ステップＳ４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ６へ進む。そして、クラッチ機構７が解放状態に制御される。すなわち、惰行制御が実行される。既に惰行制御が実行されていてクラッチ機構７が解放されている場合には、その状態が継続される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

一方、走行路が登坂路であることにより、上記のステップＳ３で否定的に判断された場合には、ステップＳ７へ進む。そして、車速が所定速度ｖa以上の中車速もしくは高車速であるか否かが判断される。車両Ｖｅが登坂路を走行している場合であっても、車両Ｖｅが所定速度ｖa以上の車速で走行している状態であれば、車両Ｖｅには十分な運動エネルギがあると判断できる。すなわち、その状態で惰行制御を実行しても、即座に再加速操作が必要になるような車速の低下を招くことはないと判断できる。したがって、このステップ７の制御では、登坂路を走行している車両Ｖｅが適切に惰行制御を実行するのに十分な運動エネルギがあるか否かを判断するための閾値として所定速度ｖaが設定されている。この所定速度ｖaの値は、実験やシミュレーション等により予め設定することができる。

したがって、車速が所定速度ｖa以上の中車速もしくは高車速であることにより、このステップＳ７で肯定的に判断された場合は、前述のステップＳ６へ進み、同様に、クラッチ機構７が解放状態に制御されて、惰行制御が実行される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、車速が所定速度ｖaよりも低い低車速であることにより、ステップＳ７で否定的に判断された場合には、前述のステップＳ５へ進み、同様に、惰行制御の実行が禁止される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

図２のフローチャートに示す制御を実行した場合の惰行制御の実施状況等を、図３のタイムチャートに示してある。車両Ｖｅが所定の登り勾配の登坂路を走行している際に、時刻ｔ1から時刻ｔ2の間でアクセルが「ＯＦＦ」にされている。この場合、車速が所定車速ｖaよりも低い低車速で車両Ｖｅが走行していることから、惰行制御の実行が禁止され、したがって惰行制御は実行されていない。そして、次回にアクセルが「ＯＦＦ」にされる時刻ｔ3以降では、車速が所定車速ｖa以上であるため、アクセルが「ＯＦＦ」にされることに伴い、惰行制御が実行されている。

上記のように、この発明では、走行路の勾配と車速との関係に基づいて、惰行制御の実行および禁止が判断されるようになっている。具体的には、図４に示すように、惰行制御開始時の車速をｖ0、運転者が再加速を要求する車速をｖ1とすると、それら車速ｖ0と車速ｖ1との差分が、減速許容範囲Ｖとなる。ここで、車速ｖ1は、惰行制御が実行されることに伴い、車速が低下した場合に、車速を戻すためもしくは車速を維持するために運転者が再加速操作を行うであろうと推測される車速として設定されている。その値は、実験やシミュレーション等により予め設定することができる。あるいは、それら車速ｖ0と車速ｖ1との関係を考慮して予め所定の定数αを定めておき、その所定の定数αを惰行制御開始時の車速ｖ0に掛けることにより、上記の減速許容範囲Ｖを算出することができる。

また、惰行制御が開始後に、車速が惰行制御開始時の車速ｖ0から、減速許容車速すなわち運転者の再加速要求車速ｖ1まで低下するのに要する所要時間をＴとすると、その所要時間Ｔと減速許容範囲Ｖとから、許容減速度Ｄが、
Ｄ＝Ｖ／Ｔ ・・・・・・(1)
の計算式により算出される。ここで、所要時間Ｔは、惰行制御が開始された後に再加速操作が実行され、それら惰行制御と再加速操作とが繰り返された場合に、運転者が違和感や不快感を感じない所定の時間として設定されている。すなわち、この所要時間Ｔよりも短い時間で減速許容範囲Ｖ以上に車速が低下する場合には、惰行制御と再加速操作とが繰り返されることにより、ビジーシフトや制御のハンチングなど、運転者が違和感や不快感を感じる状態になると判断される。

さらに、車両Ｖｅの重量をＭ、車両Ｖｅの空気抵抗を０.５ρ・Ｃ_ｄ・Ａ・Ｖ^２、車両Ｖｅの転がり抵抗をＭ・μ・Ｇ、惰行制御実行時の許容登り勾配をθ、および車両Ｖｅに対する勾配抵抗をＭ・Ｇ・sinθとすると、上記の許容減速度Ｄは、
Ｄ＝（０.５ρ・Ｃ_ｄ・Ａ・Ｖ^２／Ｍ）＋μ・Ｇ＋Ｇ・sinθ ・・・・・・(2)
として表すことができる。

したがって、上記の(1)式および(2)式から、惰行制御実行時の許容登り勾配θは、
θ＝sin〔｛（Ｖ／Ｔ）−（０.５ρ・Ｃ_ｄ・Ａ・Ｖ^２／Ｍ）−μ・Ｇ｝／Ｇ〕^−１
・・・・・・(3)
の計算式により算出される。

そして、上記の(2)式から、勾配が０の平坦路上で惰行制御を実行した場合の車両Ｖｅの減速度Ｄ0は、
Ｄ0＝（０.５ρ・Ｃ_ｄ・Ａ・Ｖ^２／Ｍ）＋μ・Ｇ ・・・・・・(4)
として表すことができる。そして、この減速度Ｄ0は、図５に示すような、縦軸を加速度とし、横軸を車速とした直交座標系において、曲線Ｄ0として表すことができる。また、上記の許容減速度Ｄも、同じ直交座標系において、直線Ｄとして表すことができる。したがって、図５の直交座標系上で、許容減速度Ｄすなわち直線Ｄ以上、かつ、平坦路上での惰行制御実行時の減速度Ｄ0すなわち曲線Ｄ0以下の範囲が、惰行制御実行時の許容登り勾配範囲となる。

上記の惰行制御実行時の許容登り勾配範囲は、より具体的には、図６に示すような、縦軸を勾配とし、横軸を車速とした直交座標系において、ハッチングを施した部分として表すことができる。すなわち、惰行制御実行時の許容登り勾配範囲は、惰行制御実行時の許容勾配範囲のうちの登り勾配の部分として表すことができる。この図６に示すように、車速が所定車速ｖaよりも低い場合は、所定の下り勾配範囲の降坂路でのみ惰行制御が実行される。すなわち、車両Ｖｅが登り勾配の登坂路を走行している際に、車速が所定車速ｖaよりも低い場合には、惰行制御の実行が禁止される。そして、車速が所定車速ｖa以上である場合は、登坂路の登り勾配が所定値よりも大きい場合に、惰行制御の実行が禁止される。

なお、惰行制御実行時の許容勾配範囲を決める勾配の所定値は、予め設定した一定値であってもよいが、図６の直線θaおよび直線θbで示すように、車速に応じて変化する変数として設定することができる。例えば、許容登り勾配の絶対値の最大値が、直線θaによって規定されている。すなわち、車速が所定速度ｖa以上の範囲で、車速が大きいほど許容登り勾配の絶対値が大きくなる直線θaによって、許容登り勾配範囲の上限が規定されている。また、許容下り勾配の絶対値の最大値が、直線θbによって規定されている。すなわち、車速が大きいほど許容下り勾配の絶対値が大きくなる直線θbによって、許容下り勾配範囲の上限が規定されている。

したがって、この発明における惰行制御は、車両Ｖｅが登坂路を走行する際には、走行路の勾配と車速との関係が、上記のような所定の条件を満たす場合に、惰行制御の実行が禁止されるようになっている。例えば、勾配の絶対値が所定値以上の登り勾配の登坂路を走行している際に、車速が所定速度よりも低い場合には、惰行制御の実行が禁止される。また、前述の図４に示すように、惰行制御を実行した際に、所要時間Ｔよりも短い時間内で減速許容範囲Ｖ以上車速が低下すると予測される場合には、惰行制御の実行が禁止される。言い換えると、車速が減速許容車速ｖ1以上であり、かつ、惰行制御を実行した際に車両Ｖｅが減速許容車速ｖ1以上の車速で走行する状態が所要時間Ｔ以上継続すると予測される場合には、惰行制御の実行が許可され、惰行制御が実行される。

以上のように、この発明に係る車両の制御装置によれば、車両Ｖｅの走行中にアクセル操作量が０もしくは所定の操作量以下に戻されると、エンジン１がアイドリング状態で運転されるとともに、クラッチ機構７が解放されてエンジン１と駆動輪２との間の動力伝達経路が遮断される。すなわち、惰行制御が実行され、車両Ｖｅが惰性走行させられる。その結果、エンジン１に負荷が掛からない状態での車両Ｖｅの走行距離を伸ばすことができ、運動エネルギを有効に活用して車両Ｖｅの燃費を向上させることができる。

さらに、この発明に係る車両の制御装置によれば、車両Ｖｅが登坂路を走行していて、その際の走行路の勾配と車速とが所定の関係を満たす場合には、上記のような惰行制御の実行が禁止される。例えば、車両Ｖｅが登坂路を低車速で走行する場合や、あるいは、ある程度の車速があったとしても勾配が急な登坂路を走行する場合のように、クラッチ機構７が解放されてエンジン１が動力伝達系統から切り離されると直ちに車速が低下してしまうような場合には、上記のような惰行制御は実行されない。そのため、登坂路で惰行制御が実行されることにより即座に車速が低下してしまい、車速を戻すためもしくは車速を維持するための再加速操作と、惰行制御とが繰り返されてしまうような事態を回避することができる。したがって、車両Ｖｅのドライバビリティを低下させることなく、惰行制御を適切に実行することができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ６を実行する機能的手段が、この発明における「実行手段」に相当する。そして、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７を実行する機能的手段が、この発明における「禁止手段」に相当する。

１…エンジン（駆動力源）、 ２…駆動輪、 ３…自動変速機、 ７…クラッチ機構、 ８…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ９…車輪速センサ、 １０…アクセルセンサ、 １１…ブレーキセンサ、 １２…エンジン回転数センサ、 １３…勾配センサ、 １４…加速度センサ、 Ｖｅ…車両。

Claims (4)

1. 駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路を選択的に接続または遮断するクラッチ機構を備え、走行中に前記動力伝達経路を遮断して車両を惰性走行させることが可能な車両の制御装置において、
   前記車両の車速を検出する手段と、
   前記車両が走行している走行路の勾配を検出する手段と、
   走行中アクセル操作量が所定の操作量以下に戻された場合に、前記クラッチ機構を解放して前記動力伝達経路を遮断することにより前記車両を惰性走行させる惰行制御を実行する実行手段と、
   前記走行路が登坂路であり、かつ、前記勾配と前記車速との関係が所定の条件を満たす場合に、前記惰行制御の実行を禁止する禁止手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
   
2. 前記禁止手段は、前記勾配の絶対値が所定値以上の登り勾配であり、かつ、前記車速が所定速度よりも低い場合に、前記惰行制御の実行を禁止する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
   
3. 前記禁止手段は、前記車速が所定速度以上であり、かつ、惰行制御を実行した際に前記所定速度以上で走行する状態が所定時間以上継続すると予測される場合には、前記惰行制御の実行を許可する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
   
4. 前記禁止手段は、前記勾配の絶対値が所定値以上の下り勾配である場合に、前記惰行制御の実行を禁止する手段を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両の制御装置。

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