JP5462091B2

JP5462091B2 - 惰行制御装置

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Publication number: JP5462091B2
Application number: JP2010152124A
Authority: JP
Inventors: 信幸岩男; 康山本; 一彦小林; 裕之新井; 広平高間
Original assignee: Isuzu Motors Ltd; Transtron Inc
Current assignee: Isuzu Motors Ltd; Transtron Inc
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: JP2012013186A

Description

本発明は、自動変速式の車両において走行中にクラッチを断にしエンジンをアイドル状態に戻して燃料消費を抑える惰行制御装置に係り、高速走行時でのエンジンオーバーランが防止でき、しかも、車速低下時には迅速にシフトダウンができる惰行制御装置に関する。

車両において、クラッチが断のとき、アクセルペダルが踏み込まれると、アクセルが開かれてエンジンがいわゆる空ぶかしとなり、エンジン回転数は、アクセル開度に対応したエンジン回転数に落ち着く。このとき、エンジンが発生させた駆動力とエンジン内部抵抗（フリクション）とが均衡し、エンジン出力トルクは０である。すなわち、エンジンは、外部に対して全く仕事をせず、燃料が無駄に消費される。例えば、エンジン回転数が２０００ｒｐｍで空ぶかしをしたとすると、運転者には大きなエンジン音が聞こえるので、相当な量の燃料が無駄に消費されていることが実感できる。

エンジンが外部に対して仕事をしない状態は、前述したクラッチ断のときの空ぶかしに限らず、車両の走行中にも発生している。すなわち、エンジンは、空ぶかしのときと同じようにアクセル開度に対応したエンジン回転数で回転するだけで、車両の加速・減速に寄与しない。このとき、エンジンを回転させるためだけに燃料が消費されており、非常に無駄である。

本出願人は、エンジンが回転はしているが外部に対して仕事をしないときに、クラッチを断にし、エンジンをアイドル状態に戻して燃料消費を抑える惰行制御（燃費走行制御とも言う）を行う惰行制御装置を提案した（特許文献１）。

特開２００６−３４２８３２号公報特開平８−６７１７５号公報特開２００１−３０４３０５号公報

前述の提案に加え、本出願人は、クラッチ回転数とアクセル開度とを指標とする惰行制御判定マップを用い、クラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御可能領域内にあって、アクセルペダル操作速度が所定範囲内にて、かつクラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御しきい線をアクセル開度減少方向に通過したとき、クラッチを断すると共にエンジン回転数を低下させて惰行制御を開始し、アクセルペダル操作速度が所定範囲外となったか又はプロット点が惰行制御可能領域外に出たとき惰行制御を終了する惰行制御装置を提案中である。

惰行制御が開始されると、クラッチは断となり、エンジン回転数は低下する。惰行制御が終了するときは、エンジン回転数は車速相当のエンジン回転数であるクラッチ回転数まで上昇され、クラッチが接となる。

ところで、車速とアクセル開度で参照される変速マップに従い目標ギア段を自動設定し、アクチュエータで変速機を切り替えて変速制御する自動変速式の車両では、新しい目標ギア段が設定されたとき、クラッチを断し、シフト切替を行った後、クラッチを接するという制御が行われている。

惰行制御と変速制御のように、クラッチを断接する２つの異なる制御が同時並行して実行されると、イレギュラーな状態が発生し得る。例えば、車両速度が高速であるときの惰行制御中に、変速制御によって現在のギア段より低速のギア段にシフト切替されてしまうと、惰行制御が終了してクラッチを接にしようとする際に、アイドル回転数から元のギア段での車速相当にエンジン回転数を戻すとした場合、そのエンジン回転数に対して負荷側の回転数がシフトダウンによって大きくなっているため、クラッチを接にしたとき、負荷によって回転されたエンジンが定格回転数を超えてオーバーランしてしまったり、タイヤが車速に追従して回転できずロックしてしまうおそれがある。あるいは、惰行制御が終了してクラッチを接にしようとする前に、アイドル回転数からシフトダウン後のギア段での車速相当にエンジン回転数を戻すとした場合、その目標となるエンジン回転数が定格回転数を超えていると、目標通りにエンジン回転数を上げたとき、その制御によってエンジンがオーバーランとなる。

そこで、惰行制御を変速制御に優先させ、惰行制御中には変速制御を禁止するという解決策が考えられる。

ところが、惰行制御が長時間継続されると、惰行制御判定マップのプロット点が惰行制御可能領域内を保ちつつ、車速がかなり低下することがある。この場合、当該車両単独では燃費が向上し問題ないが、先行車との車速差のため車間が開いてくる。先行車が加速すると車間はいっそう開いてしまう。一方、後続車との車間は詰まってくる。このとき、運転者がアクセルペダルを踏み込めば、惰行制御が終了し、クラッチは接になるが、車速がかなり低下しているために、惰行制御開始時のギア段のままである現ギア段では車両の加速が緩慢となる。その結果、交通上の流れに遅れてしまい、渋滞の原因となる。

また、前述のように惰行制御中に車速がかなり低下しているときに、運転者がアクセルペダルを踏み込んだことで惰行制御が終了し、惰行制御の終了によって変速制御の禁止が解除されて変速が行われるという制御順序になると、アクセルペダルを踏み込んだ時点から変速後のクラッチ接時点までの時間が長くなり、その間、運転者には空走感が感じられてしまう。シフトダウン時に長い空走感が続くことは、自動変速式車両の運転者にとって不快感が強く、問題である。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、高速走行時でのエンジンオーバーランが防止でき、しかも、車速低下時には迅速にシフトダウンができる惰行制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、クラッチ回転数とアクセル開度で参照される惰行制御判定マップと、前記惰行制御判定マップへのクラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御可能領域内にあって、アクセルペダル操作速度が所定範囲内にて、かつクラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御しきい線をアクセル開度減少方向に通過したとき、クラッチを断すると共にエンジン回転数を低下させて惰行制御を開始し、アクセルペダル操作速度が所定範囲外となったか又はプロット点が惰行制御可能領域外に出たとき惰行制御を終了する惰行制御実行部と、車速とアクセル開度で参照される変速マップと、前記変速マップへの車速とアクセル開度のプロット点に定義されているギア段を目標ギア段に設定し、クラッチを断すると共に現ギア段から目標ギア段へのシフト切替を行い、クラッチを接する変速制御部と、惰行制御中に、クラッチ回転数が所定値を超えているときは、前記変速制御部によるシフト切替を禁止し、クラッチ回転数が所定値以下のときは、前記変速制御部によるシフト切替を許可する調停部とを備えたものである。

前記変速制御部は、惰行制御中に前記調停部がシフト切替を許可しているときは、前記惰行制御実行部によりクラッチが断されている間にシフト切替を行ってもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）高速走行時でのエンジンオーバーランが防止できる。

（２）車速低下時には迅速にシフトダウンができる。

本発明の惰行制御装置のブロック構成図である。本発明の惰行制御装置が適用される車両のクラッチシステムのブロック構成図である。図２のクラッチシステムを実現するアクチュエータの構成図である。本発明の惰行制御装置が適用される車両の入出力構成図である。惰行制御の概要を説明するための作動概念図である。惰行制御判定マップのグラフイメージ図である。惰行制御による燃費削減効果を説明するためのグラフである。惰行制御判定マップを作成するために実測したアクセル開度とクラッチ回転数のグラフである。本発明の惰行制御装置における惰行制御中における変速制御を調停する手順を示すフローチャートである。惰行制御中に惰行制御判定マップのプロット点が惰行制御可能領域内を保ちつつ車速が低下していくことを示す惰行制御判定マップのグラフイメージ図である。惰行制御の終了と同時にシフト切替を行う場合における、車速の変化とクラッチ及び変速制御のタイミングを示したグラフである。惰行制御中にシフト切替を行う場合における、車速の変化とクラッチ及び変速制御のタイミングを示したグラフである。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係る惰行制御装置１は、クラッチ回転数とアクセル開度で参照される惰行制御判定マップ２と、惰行制御判定マップ２へのクラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御可能領域内にあって、アクセルペダル操作速度が所定範囲内にて、かつクラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御しきい線をアクセル開度減少方向に通過したとき、クラッチを断すると共にエンジン回転数を低下させて惰行制御を開始し、アクセルペダル操作速度が所定範囲外となったか又はプロット点が惰行制御可能領域外に出たとき惰行制御を終了する惰行制御実行部３と、車速とアクセル開度で参照される変速マップ４と、変速マップ４への車速とアクセル開度のプロット点に定義されているギア段を目標ギア段に設定し、クラッチを断すると共に現ギア段から目標ギア段へのシフト切替を行い、クラッチを接する変速制御部５と、惰行制御中に、クラッチ回転数が所定値を超えているときは、変速制御部５によるシフト切替を禁止し、クラッチ回転数が所定値以下のときは、変速制御部５によるシフト切替を許可する調停部６とを備える。

惰行制御装置１を構成する惰行制御判定マップ２、惰行制御実行部３、変速マップ４、変速制御部５、調停部６は、例えば、ＥＣＵ（図示せず）に搭載されるのが好ましい。

本発明の惰行制御装置１を搭載する車両について各部を説明する。

図２に示されるように、本発明の惰行制御装置１を搭載する車両のクラッチシステム１０１は、マニュアル式とＥＣＵ制御による自動式との両立方式である。クラッチペダル１０２に機械的に連結されたクラッチマスターシリンダ１０３は、運転者によるクラッチペダル１０２の踏み込み・戻し操作に応じて中間シリンダ（クラッチフリーオペレーティングシリンダ、切替シリンダとも言う）１０４に動作油を供給するようになっている。一方、ＥＣＵ（図示せず）で制御されるクラッチフリーアクチュエータユニット１０５は、クラッチ断・接の指令により中間シリンダ１０４に動作油を供給するようになっている。中間シリンダ１０４は、クラッチスレーブシリンダ１０６に動作油を供給するようになっている。クラッチスレーブシリンダ１０６のピストン１０７がクラッチ１０８の可動部に機械的に連結されている。

図３に示されるように、アクチュエータ１１０は、クラッチフリーアクチュエータ１１１を備える。クラッチフリーアクチュエータ１１１は、中間シリンダ１０４とクラッチフリーアクチュエータユニット１０５とを備える。クラッチフリーアクチュエータユニット１０５は、ソレノイドバルブ１１２、リリーフバルブ１１３、油圧ポンプ１１４を備える。中間シリンダ１０４は、プライマリピストン１１６とセカンダリピストン１１７とが直列配置されてなり、クラッチマスターシリンダ１０３からの動作油によりプライマリピストン１１６がストロークすると、セカンダリピストン１１７が随伴してストロークするようになっている。また、中間シリンダ１０４は、クラッチフリーアクチュエータユニット１０５からの動作油によりセカンダリピストン１１７がストロークするようになっている。セカンダリピストン１１７のストロークに応じてクラッチスレーブシリンダ１０６に動作油が供給される。この構成により、マニュアル操作が行われたときには、優先的にマニュアル操作どおりのクラッチ断・接が実行され、マニュアル操作が行われていないときにはＥＣＵ制御どおりのクラッチ断・接が実行される。

なお、本発明の惰行制御装置１は、マニュアル式のない自動式のみのクラッチシステムにも適用できる。

図４に示されるように、車両には、主として変速機・クラッチを制御するＥＣＵ１２１と、主としてエンジンを制御するＥＣＭ１２２とが設けられる。ＥＣＵ１２１には、シフトノブスイッチ、変速機のシフトセンサ、セレクトセンサ、ニュートラルスイッチ、Ｔ／Ｍ回転センサ、車速センサ、アイドルスイッチ、マニュアル切替スイッチ、パーキングブレーキスイッチ、ドアスイッチ、ブレーキスイッチ、半クラッチ調整スイッチ、アクセル操作量センサ、クラッチセンサ、油圧スイッチの各入力信号線が接続されている。また、ＥＣＵ１２１には、シフトアクチュエータ、クラッチシステム１０１の油圧ポンプ１１４のモータ、ソレノイドバルブ１１２、坂道発進補助用バルブ、ウォーニング＆メータの各出力信号線が接続されている。ＥＣＭ１２２には、図示しないがエンジン制御に利用される各種の入力信号線と出力信号線が接続されている。ＥＣＭ１２２は、エンジン回転数、アクセル開度、エンジン回転変更要求の各信号をＣＡＮ（Controller Area Network；車載ネットワーク）の伝送路を介してＥＣＵ１２１に送信することができる。

なお、本発明で使用するクラッチ回転数は、クラッチのドリブン側の回転数であり、トランスミッションのインプットシャフトの回転数と同一である。図示しないインプットシャフト回転数センサが検出したインプットシャフト回転数からクラッチ回転数を求めることができる。あるいは車速センサが検出した車速から現在ギア段のギア比を用いてクラッチ回転数を求めることができる。クラッチ回転数は、車速相当のエンジン回転数を表している。

以下、本発明の惰行制御装置１の動作を説明する。

図５により、惰行制御の作動概念を説明する。横軸は時間と制御の流れを示し、縦軸はエンジン回転数を示す。アイドル回転の状態からアクセルペダル１４１が大きく踏み込まれてアクセル開度が７０％の状態が継続する間、エンジン回転数１４２が上昇し、車両が加速される。エンジン回転数１４２が安定し、アクセルペダル１４１の踏み込みが小さくなりアクセル開度が３５％になったとき後述する惰行制御開始条件が成立したとする。惰行制御開始により、クラッチが断に制御され、エンジン回転数１４２がアイドル回転数に制御される。車両は惰行制御走行することになる。その後、アクセルペダルの踏み込みがなくなってアクセル開度が０％になるか又はその他の惰行制御終了条件が成立したとする。惰行制御終了により、エンジンが回転合わせ制御され、クラッチが接に制御される。この例では、アクセル開度が０％であるので、エンジンブレーキの状態となり、車両は減速される。

惰行制御が行われなかったとすると、惰行制御の実行期間の間、破線のようにエンジン回転数が高いまま維持されることになるので、燃料が無駄に消費されるが、惰行制御が行われることで、惰行制御中はエンジン回転数１４２がアイドル回転数となり燃料が節約される。

図６に惰行制御判定マップ２をグラフイメージで示す。

惰行制御判定マップ２は、横軸をアクセル開度とし、縦軸をクラッチ回転数とするマップである。惰行制御判定マップ２は、エンジン出力トルクが負となるマイナス領域ＭＡと、エンジン出力トルクが正となるプラス領域ＰＡとに分けることができる。マイナス領域ＭＡは、エンジン要求トルクよりもエンジンのフリクションが大きく、エンジン出力トルクが負となる領域である。プラス領域ＰＡは、エンジン要求トルクがエンジンのフリクションよりも大きいため、エンジン出力トルクが正となる領域である。マイナス領域ＭＡとプラス領域ＰＡの境界となるエンジン出力トルクゼロ線ＺＬは、背景技術で述べたようにエンジンが外部に対して仕事をせず、燃料が無駄に消費されている状態を示している。

本実施形態では、惰行制御判定マップ２のエンジン出力トルクゼロ線ＺＬよりやや左（アクセル開度が小さい側）に惰行制御しきい線ＴＬが設定される。惰行制御判定マップ２には、マイナス領域ＭＡとプラス領域ＰＡとの間に惰行制御しきい線ＴＬを含む有限幅の惰行制御可能領域ＣＡが設定される。惰行制御判定マップ２には、クラッチ回転数の下限しきい線ＵＬが設定されている。下限しきい線ＵＬは、アクセル開度とは無関係にクラッチ回転数の下限しきい値を規定したものである。下限しきい線ＵＬは、アイドル状態におけるクラッチ回転数よりも図示のようにやや上に設定される。

惰行制御装置１は、次の４つの惰行開始条件が全て成立したとき、惰行制御を開始するようになっている。
（１）アクセルペダルの操作速度がしきい値範囲内
（２）惰行制御判定マップ２においてクラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御しきい線ＴＬをアクセル戻し方向で通過
（３）惰行制御判定マップ２へのプロット点が惰行制御可能領域ＣＡ内
（４）惰行制御判定マップ２においてクラッチ回転数が下限しきい線ＵＬ以上

惰行制御装置１は、次の２つの惰行終了条件がひとつでも成立したとき、惰行制御を終了するようになっている。
（１）アクセルペダルの操作速度がしきい値範囲外
（２）惰行制御判定マップ２へのプロット点が惰行制御可能領域ＣＡ外

惰行制御判定マップ２と惰行開始条件、惰行終了条件に従う惰行制御装置１の動作を説明する。

惰行制御実行部３は、アクセルペダル操作量に基づくアクセル開度と、インプットシャフト回転数又は車速から求めたクラッチ回転数とを常に監視し、図６の惰行制御判定マップ２上に、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点をプロットする。時間の経過に伴い座標点が移動する。このとき、座標点が惰行制御可能領域ＣＡ内に存在する場合、惰行制御実行部３は、惰行制御を開始するか否かの判定を行うようになる。座標点が惰行制御可能領域ＣＡ内に存在しない場合、惰行制御実行部３は、惰行制御を開始するか否かの判定を行わない。

次に、座標点が惰行制御しきい線ＴＬをアクセル開度が減少する方向に通過すると、惰行制御実行部３は、惰行制御を開始する。すなわち、惰行制御装置１は、クラッチを断に制御すると共に、ＥＣＭ１２２がエンジンに指示する制御アクセル開度をアイドル相当に制御する。これにより、クラッチは断となり、エンジンはアイドル状態になる。

図６に座標点の移動方向を矢印で示したように、アクセル開度が減少する方向とは、図示左方向である。もし、座標点が惰行制御しきい線ＴＬを通過しても、座標点の移動方向が図示右方向の成分を有する場合、アクセル開度は増加するので、惰行制御実行部３は、惰行制御を開始しない。

惰行制御実行部３は、惰行制御を開始した後も、アクセル開度とクラッチ回転数とを常に監視し、惰行制御判定マップ２に、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点をプロットする。座標点が惰行制御可能領域ＣＡから外に出たとき、惰行制御実行部３は、惰行制御を終了する。

以上の動作により、アクセルペダルが踏み込み側に操作されているときは、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が惰行制御しきい線ＴＬを通過しても惰行制御が開始されず、アクセルペダルが戻し側に操作されているときのみ、座標点が惰行制御しきい線ＴＬを通過することで惰行制御が開始されるので、運転者は、違和感がなくなる。

惰行制御実行部３は、座標点が下限しきい線ＵＬよりも下に存在する（クラッチ回転数が下限しきい値より低い）ときは、惰行制御を開始しない。これは、エンジンがアイドル状態のときにクラッチを断にしても燃料消費を抑える効果が多くは期待できないからである。よって、惰行制御実行部３は、座標点が下限しきい線ＵＬよりも上に存在するときのみ、惰行制御を開始することになる。

図７により、惰行制御による燃費削減効果を説明する。

まず、惰行制御を行わないものとする。エンジン回転数は、約３０ｓから約２００ｓまでの間、１６００〜１７００ｒｐｍの範囲で遷移しており、約２００ｓから約２６０ｓまでの間に、約１７００ｒｐｍから約７００ｒｐｍ（アイドル回転数）へ低下している。

エンジントルクは、約３０ｓから約１００ｓまでの間に増加しているが、その後、減少に転じ、約１５０ｓまで減少を続けている。エンジントルクは、約１５０ｓから約１６０ｓまでほぼ０Ｎｍであり、約１６０ｓから約２００ｓまでの間に増加するが、約２００ｓにてほぼ０Ｎｍになる。結果的に、エンジントルクがほぼ０Ｎｍとなる期間は、約１５０ｓから約１６０ｓまで（楕円Ｂ１）、約２００ｓから約２１０ｓまで（楕円Ｂ２）、約２２０ｓから約２６０ｓまで（楕円Ｂ３）の３箇所である。

燃料消費量（縦軸目盛りなし；便宜上、エンジントルクと重なるように配置してある）は、約５０ｓから約２００ｓまではエンジントルクの遷移にほぼ随伴して変化している。エンジントルクがほぼ０Ｎｍであっても、燃料消費量は０ではない。

ここで、惰行制御を行うものとすると、エンジントルクがほぼ０Ｎｍとなる期間において、エンジン回転数がアイドル回転数に制御されることになる。グラフには、惰行制御を行わないエンジン回転数の線（実線）から別れるように惰行制御時のエンジン回転数の線（太い実線）が示される。惰行制御は、楕円Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の３回にわたり実行された。この惰行制御が行われた期間における燃料消費量は、惰行制御を行わない場合の燃料消費量を下回っており、燃料消費が節約されたことが分かる。

次に、惰行制御判定マップ２の具体的な設定例を説明する。

図８に示されるように、惰行制御判定マップ２を作成するために、アクセル開度とクラッチ回転数の特性を実測し、横軸をアクセル開度とし縦軸をクラッチ回転数（＝エンジン回転数；クラッチ接のとき）としたグラフを作成する。これにより、実測したエンジン出力トルクゼロ線ＺＬを描くことができる。エンジン出力トルクゼロ線ＺＬよりも左側全体がマイナス領域ＭＡであり、右側全体がプラス領域ＰＡである。

エンジン出力トルクゼロ線ＺＬのやや左側に惰行制御しきい線ＴＬを定義して描く。惰行制御しきい線ＴＬのやや左側に減速ゼロしきい線ＴＬｇを推測して描く。エンジン出力トルクゼロ線ＺＬのやや右側に加速ゼロしきい線ＴＬｋを推測して描く。減速ゼロしきい線ＴＬｇと加速ゼロしきい線ＴＬｋに挟まれた領域を惰行制御可能領域ＣＡと定義する。下限しきい線ＵＬは、この例では、８８０ｒｐｍに設定する。

なお、減速ゼロしきい線ＴＬｇ、加速ゼロしきい線ＴＬｋは、運転者が運転しづらくない程度に設定するが、人間の感覚の問題であるため設計では数値化できないので、実車でチューニングする。惰行制御しきい線ＴＬは、減速ゼロしきい線ＴＬｇと加速ゼロしきい線ＴＬｋの中央に設定する。

以上のように作成した図８のグラフを適宜に数値化（離散化）して記憶素子に書き込むことにより、惰行制御実行部３がその演算処理に利用可能な惰行制御判定マップ２が得られる。

次に、図１の変速制御部５が行う変速制御について説明する。

変速マップ４は、車速とアクセル開度を軸にとった二次元のグラフでイメージできる。変速マップ４内には複数のギア段領域が定義されている。変速制御部５は、変速マップ４によりギア段を参照する。すなわち、車速とアクセル開度のプロット点のギア段を読み出し、目標ギア段に設定する。ここでは、車速が低下しつつあるので、シフトダウン用の変速マップ４を参照する。

変速制御部５は、ＥＣＵ１２１が認識している現ギア段と変速マップ４から得た目標ギア段とが異なるとき、変速を実行する。変速の手順は、まず、図２のクラッチシステムによりクラッチを断すると共に、シフトアクチュエータにより現ギア段から目標ギア段へのシフト切替を行い、その後、クラッチを接するという手順になる。

シフト切替は、変速制御部５がシフトアクチュエータに制御信号を出力し、シフトアクチュエータが変速機のギアを移動させることで達成されるが、シフトアクチュエータのメカニズムは従来より公知であるので、説明を省略する。

本発明の惰行制御装置１では、惰行制御中に変速が実行される場合がある。この場合、惰行制御実行部３によってクラッチがすでに断に制御されているので、変速制御部５は、シフト切替のみを行い変速を終了するようになっている。変速制御部５によるシフト切替の後は、惰行制御が終了したとき、惰行制御実行部３によってクラッチが接に制御されることになる。

次に、本発明の惰行制御装置１において、調停部６が惰行制御と変速制御を調停する手順について図９を参照しつつ説明する。

ステップＳ１にて、調停部６は、現在が惰行制御実行部３による惰行制御中であるかどうか判定する。ＮＯの場合、惰行制御実行部３が惰行制御を実行していないので、ステップＳ２に進む。ステップＳ２にて、調停部６は、変速制御部５によるシフト切替を許可する。

ステップＳ１の判定がＹＥＳの場合は、惰行制御実行部３が惰行制御を実行しているので、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３にて、調停部６は、アクセル開度（アクセルペダル操作量）Ａｃｃがあらかじめ設定した所定値Ｔｈ１より小さく、かつ、クラッチ回転数（車速相当エンジン回転数）Ｖｅｒがあらかじめ設定した所定値Ｔｈ２より小さいかどうか判定する。ＹＥＳの場合、クラッチ回転数Ｖｅｒが所定値Ｔｈ２より小さいということであり、車速が低下していることを意味する。また、同時にアクセル開度Ａｃｃが所定値Ｔｈ１より小さいので、アクセルペダルが踏み込まれていないことが確認できる。この場合、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４にて、調停部６は、惰行制御中であっても車速が低下してクラッチ回転数Ｖｅｒが所定値Ｔｈ２より小さいのであるから、変速制御部５によるシフト切替を許可する。

ステップＳ３の判定がＮＯの場合、アクセル開度Ａｃｃが所定値Ｔｈ１以上であるか、または、クラッチ回転数Ｖｅｒが所定値Ｔｈ２以上であるということであり、車速が高いかまたはアクセルペダルが踏み込まれていることになる。この場合、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５にて、調停部６は、惰行制御中であり、車速が高く、クラッチ回転数Ｖｅｒが所定値Ｔｈ２以上であるから、変速制御部５によるシフト切替を禁止する。

次に、本発明の惰行制御装置１がどのような車両状態において有効であるかを実際の車両動作とともに説明する。

図１０に示されるように、惰行制御判定マップ２へのアクセル開度とクラッチ回転数のプロット点ｐ１において、前述した４つの惰行開始条件が全て成立し、惰行制御が開始されたとする。その後、時間の経過と共に、車速が徐々に低下し、これと並行してアクセル開度が徐々に小さくなったために、プロット点がほぼ惰行制御しきい線ＴＬ（あるいはエンジン出力トルクゼロ線ＺＬ；図６）に沿ってプロット点ｐ２まで移動したとする。このときプロット点の軌跡Ｔｒは一度も惰行制御可能領域ＣＡの外に出ていない。この間、アクセルペダルの操作速度が一度もしきい値範囲外にならなかったとすると、前述した２つの惰行終了条件がいずれも成立しないので、惰行制御が長時間継続されていることになる。この後もプロット点がほぼ惰行制御しきい線ＴＬに沿って移動し破線のように軌跡を描くと、惰行制御がさらに継続されることになる。理論的には、クラッチ回転数がアイドル回転数になるまで継続可能であるが、下限しきい線ＵＬ以下では惰行制御を終了するのが好ましい。

ここで、惰行制御が開始されたプロット点ｐ１の時点では車速が高かったのに対し、プロット点ｐ２まで移動した時点では車速はかなり低下している。惰行制御が開始されたとき、現ギア段が４速だったとすると、プロット点ｐ２でも現ギア段は４速のままである。変速マップ４では、車速が低下したことにより、車速とアクセル開度のプロット点が入るギア段領域が、例えば２速の領域になる。よって、変速制御部５は、目標ギア段を２速に設定する。この時点で、クラッチ回転数が所定値を超えていると調停部６が変速制御部５によるシフト切替を禁止するが、クラッチ回転数が所定値以下であれば、調停部６は、変速制御部５によるシフト切替を許可する。

なお、ここでのクラッチ回転数は、車速が高いか低いかを判定する数量として用いている。現ギア段が３〜５速のような高ギア段であると、同じ車速でもクラッチ回転数は低回転であり、現ギア段が１，２速のような低ギア段であると、同じ車速でもクラッチ回転数は高回転である。したがって、厳密に車速を判定するには、クラッチ回転数と比較する所定値はギア段ごとに設定するのが好ましい。ただし、本発明の目的は、エンジンオーバーラン防止と空走感の解消であるので、ある適切なギア段においてある適切な車速に対応するクラッチ回転数を所定値に設定してもよい。

図１１に、惰行制御の終了と同時にシフト切替を行う場合における、車速の変化とクラッチ及び変速制御のタイミングを示した。なお、惰行制御の終了動作として、惰行制御実行部３がクラッチ接までを行い、その直後に、変速制御部５が変速制御においてクラッチ断を行うというのは非効率であるので、惰行制御の終了動作におけるクラッチ接を省略すると共に変速制御におけるクラッチ断を省略し、惰行制御の終了条件が成立すると直ちにシフト切替を行うものとしてある。

図示のように、惰行制御中はクラッチが断になっており、現ギア段が４速のままで車速が徐々に低下する。

アクセルペダルを踏み込んだことにより、惰行制御終了条件が成立するものとすると、惰行制御終了条件が成立してから２速へのシフト切替が行われる。シフト切替の期間を経た後、クラッチ接の期間を経て、クラッチが接になり車速が上昇し始める。シフト切替の期間とクラッチ接の期間を合わせたものが空走期間となる。

図１２に、惰行制御中にシフト切替を行う場合における、車速の変化とクラッチ及び変速制御のタイミングを示した。ここでは、惰行制御の終了条件が成立する以前に、変速マップ４による目標ギア段が現ギア段と異なれば直ちにシフト切替を行うものとしてある。

図示のように、惰行制御中はクラッチが断になっており、現ギア段が４速のままで車速が徐々に低下する。その惰行制御中に、クラッチ回転数が所定値以下になると調停部６がシフト切替を許可する。変速制御部５は、変速マップ４による目標ギア段が２速であれば、クラッチが断されている間に２速へのシフト切替を行う。

アクセルペダルを踏み込んだことにより、惰行制御終了条件が成立するものとすると、惰行制御終了条件が成立してから、クラッチ接の期間を経て、クラッチが接になり車速が上昇し始める。クラッチ接の期間のみが空走期間となる。

以上説明したように、本発明の惰行制御装置１によれば、惰行制御中にクラッチ回転数が低くなってきたとき、惰行制御中であっても変速マップ４で設定した目標ギア段へのシフト切替が実行される。このとき運転者がアクセルペダルを踏むと、直ちにクラッチ接が開始されるため、空走期間が短くなる。この結果、先行車との車間が開いたときなどに、加速が迅速に行われるようになり、交通の流れに遅れることが防止される。

一方、同じ惰行制御中であっても、図１０のプロット点ｐ１のようにクラッチ回転数が高いときは、シフト切替が禁止されるので、シフトダウンによるエンジンオーバーランが防止できる。

１惰行制御装置
２惰行制御判定マップ
３惰行制御実行部
４変速マップ
５変速制御部
６調停部

Claims

クラッチ回転数とアクセル開度で参照される惰行制御判定マップと、
前記惰行制御判定マップへのクラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御可能領域内にあって、アクセルペダル操作速度が所定範囲内にて、かつクラッチ回転数とアクセル開度のプロット点が惰行制御しきい線をアクセル開度減少方向に通過したとき、クラッチを断すると共にエンジン回転数を低下させて惰行制御を開始し、アクセルペダル操作速度が所定範囲外となったか又はプロット点が惰行制御可能領域外に出たとき惰行制御を終了する惰行制御実行部と、
車速とアクセル開度で参照される変速マップと、
前記変速マップへの車速とアクセル開度のプロット点に定義されているギア段を目標ギア段に設定し、クラッチを断すると共に現ギア段から目標ギア段へのシフト切替を行い、クラッチを接する変速制御部と、
惰行制御中に、クラッチ回転数が所定値を超えているときは、前記変速制御部によるシフト切替を禁止し、クラッチ回転数が所定値以下のときは、前記変速制御部によるシフト切替を許可する調停部とを備えたことを特徴とする惰行制御装置。
前記変速制御部は、惰行制御中に前記調停部がシフト切替を許可しているときは、前記惰行制御実行部によりクラッチが断されている間にシフト切替を行うことを特徴とする請求項１記載の惰行制御装置。