JP5949919B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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技術の開発が進められている。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、車両は慣性エネルギを有効に活用して惰性走行することができる。

さらに、この惰行制御には、その惰行制御の実行中にエンジンへの燃料供給を停止する場合と、エンジン回転数をアイドル回転数程度に低下させてエンジンの燃焼運転は停止しない場合とがある。前者のようにエンジンを停止する場合は、車両が惰性走行している間に燃料を消費することがないので、より大きな燃費向上の効果を得ることができる。これに対して、後者のようにエンジンを停止しない場合は、エンジンを停止する場合ほどは燃費向上の効果は望めないものの、例えば電動オイルポンプや油圧アキュムレータなど、エンジンを停止した場合に油圧を確保するために必要となる装置を別途設けなくともよい。そのため、従来の構成の車両に対して構造を変更したり、あるいは新たな装置や装備を追加したりすることなく、容易に惰行制御を実行することができる。なお、この発明では、特に、後者のようなエンジンを停止させない惰行制御を、ニュートラル惰行制御あるいはＮ惰行制御と称することにする。

上記のような惰行制御に関連する発明の一例が、特開２０１１−１６３５３５号公報に記載されている。この特開２０１１−１６３５３５号公報に記載されている発明は、エンジンの出力軸に摩擦クラッチを介して歯車式変速機の入力軸が接続されて、車両の走行状態に応じて摩擦クラッチの係合・解放と歯車式変速機の変速とが自動的に行われる機械式自動変速機の制御装置に関するものである。そして、この特開２０１１−１６３５３５号公報に記載されている発明は、車速、歯車式変速機の変速状態、およびアクセル開度に基づいて、車両が惰性で走行しているコースティング状態であるか否かが判定され、車両のコースティング状態が所定時間連続した場合に、摩擦クラッチが解放されるとともに、エンジンの回転数がアイドリング回転数まで低下させられるように構成されている。また、摩擦クラッチが解放された後に車両がコースティング状態でないと判定された場合には、自動変速機が車速およびアクセル開度に対応した目標変速段を設定するように制御され、その後、摩擦クラッチが係合されるように構成されている。

なお、特開２０１１−７１３９号公報には、多気筒エンジンの冷却装置に関する発明が記載されている。この特開２０１１−７１３９号公報に記載されている発明は、多気筒のエンジンが冷間始動された場合に、そのエンジンにおいて燃焼を行う気筒数を、全気筒数よりも減少させてエンジンを運転させる減筒運転制御を行うための制御手段を備えている。そして、エンジンのアイドリング時に上記の減筒運転制御を実行するように構成されている。

また、特開２００５−１８８４３２号公報には、多気筒エンジンの制御装置に関する発明が記載されている。この特開２００５−１８８４３２号公報に記載されている発明は、複数の気筒と、それら各気筒に燃料を噴射する電子制御式の燃料噴射装置と、各気筒の吸気弁および排気弁を開閉させる電子制御式の動弁機構とを備えた多気筒エンジンを制御対象にしている。そして、車両が信号待ちで停止した際のエンジンのアイドリング時に、例えば信号切り替え時間が長い場合など所定の時間が経過した場合に、一部気筒の燃料噴射を停止するとともに、その燃料噴射を停止した気筒の吸気弁および排気弁を閉じた状態で保持するように構成されている。

また、特開２００５−１４００７６号公報には、自動変速機を搭載した車両の制御装置に関する発明が記載されている。この特開２００５−１４００７６号公報に記載されている発明における自動変速機は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えている。そして、この特開２００５−１４００７６号公報に記載されている発明は、車両の走行状態が予め定められた条件を満足する場合に、エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカットを実行するように構成されている。また、ロックアップクラッチが係合状態またはスリップ状態である場合には、そのロックアップクラッチが解放状態である場合よりも、フューエルカットのための燃料供給停止を早く開始するように構成されている。さらに、この特開２００５−１４００７６号公報には、ロックアップクラッチが解放状態にされてから所定の遅延時間が経過した後に、エンジンの複数の気筒への燃料供給を順次停止することが記載されている。

そして、特開平８−１０５３３４号公報には、低負荷運転域での運転時に一部の気筒における吸気バルブおよび排気バルブを閉じて気筒を休止させる可変排気量タイプのエンジンの制御装置に関する発明が記載されている。そして、この特開平８−１０５３３４号公報に記載されている発明は、シフト位置とエンジン運転域とに基づいて、エンジンの全気筒を運転させる運転状態と一部の気筒を休止させる運転状態とを選択するように構成されている。また、少なくともシフト位置がニュートラルレンジの場合には、一部の気筒を休止させる運転状態を選択し、シフト位置が走行レンジからニュートラルレンジに切り替えられた時点から所定期間は、その切り替え前に運転されていた気筒数での運転状態を保持するように構成されている。さらに、この特開平８−１０５３３４号公報には、一部の気筒を休止させる運転を、エンジンのアイドリング回転数を高くした後に行うことにより、エンジンストールの防止および振動の低減を図ることが記載されている。

上記の特開２０１１−１６３５３５号公報に記載されている発明では、車両がコースティング状態になったときには、摩擦クラッチが解放させられて、車両が惰性走行する。それとともに、エンジンがアイドリング回転数となるように制御される。すなわち、エンジンをアイドリング状態にして動力伝達系統から切り放し、車両を惰性走行させるニュートラル惰行制御が実行される。そのため、特開２０１１−１６３５３５号公報に記載されている発明によれば、車両の燃費を向上させることができる、とされている。前述したように、ニュートラル惰行制御は、その制御の実行中に、エンジンはアイドリング回転数で運転が継続されている。したがって、ニュートラル惰行制御の実行中でも、エンジンを動力源としているオイルポンプやその他の補機の駆動状態を維持することができる。そのため、通常の構成の車両に対して容易にニュートラル惰行制御を実行することができる。その反面、ニュートラル惰行制御の実行中には、車両の走行に関しては何も寄与していないにもかかわらず、エンジンが運転され続けることになる。そのため、ニュートラル惰行制御は、車両を惰性走行させる際にエンジンを停止する惰行制御と比較して、燃費向上の効果が薄れてしまう。このように、ニュートラル惰行制御を実行することにより車両の燃費を向上させるためには、未だ改良の余地があった。

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、走行中に駆動力源と駆動輪との間の動力伝達を遮断するとともに、エンジンをアイドリング状態にして車両を惰性走行させるニュートラル惰行制御を、より燃費が向上するよう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、この発明は、複数の気筒を有するエンジンと、前記エンジンと駆動輪との間で動力を伝達する動力伝達経路と、前記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とを備え、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惰行制御を実行す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、運転者によるアクセル操作を検出する手段と、前記エンジンのエンジン回転数を検出する手段と、走行中に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惰行制御を実行する実行手段と、前記惰行制御の実行中に、前記クラッチ機構が解放されることにより前記エンジン回転数が低下している状態で、かつ、前記エンジン回転数が全ての前記気筒を稼働させた状態での第１アイドリング回転数よりも高い場合に、前記エンジンの稼働気筒数を減少させるとともに、前記エンジン回転数を、前記第１アイドリング回転数よりも高い第２アイドリング回転数になるように、前記エンジンを制御するエンジン制御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、この発明における前記エンジン制御手段は、前記第２アイドリング回転数を、全ての前記気筒を稼働させた状態で前記エンジンの自律回転が可能な下限回転数よりも高い回転数に設定する手段を含むように構成することができる。

そして、この発明における前記エンジン制御手段は、前記クラッチ機構が解放された時点から所定時間経過した後に、前記稼働気筒数を減少させる手段を含むように構成することができる。

したがって、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エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路が遮断される。それとともに、エンジンがアイドリング回転数で回転するように制御される。すなわち、ニュートラル惰行制御が実行され、車両が惰性走行する。したがって、エンジン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、車両の燃費を向上させることができる。

それに加えて、この発明では、上記のようなニュートラル惰行制御の実行時に、上記のようにエンジンがアイドリング回転数で回転するように制御されることと併せて、燃料の燃焼を行う稼働気筒の数が減らされてエンジンが運転される。例えば４気筒のエンジンの場合は、稼働気筒数が２気筒に減らされてエンジンがいわゆる減筒運転される。そのため、この発明によるニュートラル惰行制御を実行する場合に、全気筒を稼働させた状態で実行される従来のニュートラル惰行制御と比較して、制御中の燃料消費量を削減することができる。したがって、ニュートラル惰行制御を実行することによる燃費の向上効果を、より一層高めることができる。

また、この発明では、上記のようにニュートラル惰行制御の実行時に稼働気筒数を減らしてエンジンを減筒運転させる場合に、全気筒を稼働させてエンジンを運転する場合に自律回転可能な下限回転数よりも高い回転数で、エンジンがアイドリング運転される。すなわち全気筒を稼働させてエンジンを運転する場合と比較して、アイドリング回転数が高められる。エンジンを減筒運転させる場合は、全気筒を稼働させてエンジンを運転する場合と比較して、下限回転数の近傍でエンジンの振動が生じ易くなる。しかしながら、この発明では、上記のように、エンジンを減筒運転させる場合に、通常の運転時よりもアイドリング回転数が高められることにより、エンジンの振動を抑制することができる。

そして、この発明では、上記のように、ニュートラル惰行制御の実行時に稼働気筒数を減らしてエンジンを減筒運転させる場合、ニュートラル惰行制御を実行するためクラッチ機構が解放された後に、所定時間経過するのを待って、エンジンの減筒運転が実行される。そのため、減筒運転を開始する際のエンジンのトルク変動や振動が、動力伝達経路を経由して駆動輪へ伝達されてしまうことを回避できる。

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。 この発明におけるニュートラル惰行制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明におけるニュートラル惰行制御を実行する際に適用する制御マップの一例を示す模式図である。 この発明におけるニュートラル惰行制御の他の制御例を実行した場合のスロットル開度、クラッチ機構の係合状態、およびエンジンの運転状態の各挙動を説明するためのタイムチャートである。 この発明におけるニュートラル惰行制御の他の制御例を実行した場合のスロットル開度、クラッチ機構の係合状態、およびエンジンの運転状態の各挙動を説明するためのタイムチャートである。

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。

さらに、この発明におけるエンジン１は、燃料を燃焼させてピストンを往復運動させる複数の気筒１ａを有している。そして、このエンジン１は、全ての気筒１ａを稼働させるいわゆる全筒運転状態と、稼働気筒数を減少させて一部の気筒１ａのみを稼働させるいわゆる減筒運転状態とを、状況に応じて切り替えて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、エンジン１のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ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。その場合、特に、この発明におけるニュートラル惰行制御では、エンジン１は停止されない。すなわち、ニュートラル惰行制御の実行中は、エンジン１はその回転数がアイドリング回転数程度に低下させられるものの、燃焼運転は継続されている。

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。

例えば、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を別途装備しておく必要がある。これに対して、エンジン１を停止させないニュートラル惰行制御では、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、ニュートラル惰行制御を容易に実行することができる。

上記のように、エンジン１を停止させないニュートラル惰行制御は、エンジン１を停止させる惰行制御と比較し、一般的な構成の車両に対して容易に制御を実行することができる。その一方で、ニュートラル惰行制御は、その制御の実行中もエンジン１で燃料が消費されるため、エンジン１を停止させる惰行制御と比較して燃費の向上効果は小さくなる。そこで、この発明における制御装置は、ニュートラル惰行制御を実行する際に、エンジン１を減筒運転させることにより、ニュートラル惰行制御の実行中の燃料消費量を削減し、車両Ｖｅの燃費を向上させることができ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。また、このフローチャートで示されるルーチンは、この発明におけるニュートラル惰行制御を実行するための前提条件が成立している場合に実行される。

上記のニュートラル惰行制御の前提条件とは、例えば、所定車速以上の車速で車両Ｖｅが走行していること、所定の勾配範囲内の道路を走行していること、およびエンジン１が燃焼運転中であることなどである。ここで所定車速とは、ニュートラル惰行制御の実行を判断するための基準値であり、例えば、惰行制御が有効な車速域を判定するための閾値として設定されている。あるいは、車両Ｖｅがトルクコンバータを備えている場合には、平坦路でエンジン１がアイドリング状態のときに、クリープ現象によって車両Ｖｅが走行する際の車速として、例えば１５〜２０km/h程度の車速が設定される。この所定車速は、実験やシミュレーション等の結果を基に予め設定することができる。また、所定の勾配範囲とは、勾配が０％の平坦路および走行負荷に対する影響が無視できる程度の登坂路ならびに降坂路を判定するための基準となる範囲である。この所定の勾配範囲は、実験やシミュレーション等の結果を基に予め設定することができる。なお、この所定の勾配範囲は、車速に応じて設定してもよい。例えば、車速が４０km/h未満の車速域では±２％程度の勾配範囲が設定され、車速が４０km/h以上の車速域では±４％程度の勾配範囲が設定される。

図２のフローチャートにおいて、先ず、ニュートラル惰行制御の実行フラグが「０」であるか否かが判断される（ステップＳ１）。このフラグは、ニュートラル惰行制御が実行される場合に「１」に設定され、ニュートラル惰行制御を終了する場合に「０」に設定される。また、この制御の開始当初は「０」に設定されている。

ニュートラル惰行制御の実行フラグが「０」であることにより、このステップＳ１で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２へ進む。そして、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。この発明におけるニュートラル惰行制御は、上記のようなニュートラル惰行制御の各前提条件が成立していること併せて、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、制御を開始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、例えば図３のマップに示すように、アクセル操作量が所定操作量Ａ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、図３のマップに示すように、所定操作量Ａは、エンジン回転数Ｎe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、このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３へ進む。そして、エンジン１のスロットルバルブが「ＯＦＦ」であるか否か、言い換えると、スロットルバルブの開度が、エンジン１をアイドリング回転数Ｎeidl_aで回転させるためのアイドル開度θ_aであるか否かが判断される。ここで、アイドリング回転数Ｎeidl_aとは、所定の走行状態において運転されるエンジン１の回転数の常用域よりも低い回転数であって、無負荷状態で、かつ全筒運転状態のエンジン１が自律回転可能となる下限回転数のことである。また、ここで所定の走行状態とは、クラッチ機構７が係合された状態でエンジン１が出力する動力によって車両Ｖｅが走行する状態のことである。

スロットルバルブが「ＯＦＦ」であること、すなわち、スロットルバルブの開度がアイドル開度θ_aに設定されていることにより、このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ４へ進み、ニュートラル惰行制御の実行フラグが「１」に設定される。そして、クラッチ機構７が「ＯＦＦ」にされる。すなわち、クラッチ機構７が解放される（ステップＳ５）。

続いて、切替エンジン回転数Ｎecutが求められる（ステップＳ６）。この切替エンジン回転数Ｎecutは、このニュートラル惰行制御を実行するにあたって、エンジン１の運転状態を全筒運転から減筒運転へ切り替える際に目安とするエンジン回転数である。具体的には、現在のエンジン回転数Ｎeと全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aとの中間の値に設定される。すなわち、切替目標エンジン回転数Ｎecutは、
Ｎecut＝（Ｎe＋Ｎeidl_a）／２
の計算式により算出することができる。

ステップＳ６で切替目標エンジン回転数Ｎecutが求められると、ニュートラル惰行制御の実行フラグが「１」であるか否かが判断される（ステップＳ７）。ニュートラル惰行制御の実行フラグが「１」ではないことにより、このステップＳ７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、ニュートラル惰行制御の実行フラグが「１」であることにより、ステップＳ７で肯定的に判断された場合には、ステップＳ８へ進む。そして、現在のエンジン回転数Ｎeが、切替目標エンジン回転数Ｎecut以下になったか否かが判断される。

現在のエンジン回転数Ｎeが、未だ切替目標エンジン回転数Ｎecut以下に低下していないことにより、このステップＳ８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、現在のエンジン回転数Ｎeが、切替目標エンジン回転数Ｎecut以下に低下したことにより、ステップＳ８で肯定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進む。そして、エンジン１の運転状態が、全筒運転から減筒運転に切り替えられる。

また、スロットルバルブの開度が、減筒運転に対応したスロットル開度に切り替えられる（ステップＳ１０）。具体的には、スロットルバルブの開度を制御するための指令値として、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bでエンジン１を回転させるためのアイドル開度θ_bが出力される。

ここで、アイドリング回転数Ｎeidl_bとは、通常走行時において運転されるエンジン１の回転数の常用域よりも低い回転数であって、無負荷状態で、かつ減筒運転状態のエンジン１が自律回転可能となる回転数のことである。そして、この減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bは、全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aよりも高い回転数に設定されている。エンジン１を減筒運転する場合は、エンジン１の稼働気筒数が減少することにより、全筒運転する場合と比較してエンジン１で発生する振動が大きくなる。そしてそのエンジン１の振動は、低回転数で下限回転数に近いほど大きくなる。そのため、ここでは、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bを、全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aよりも高めに設定するように構成されている。

そして、上記のようにして、エンジン１がアイドリング回転数Ｎeidl_bで回転するように制御されると、その後、このルーチンを一旦終了する。

一方、前述のステップＳ１において、ニュートラル惰行制御の実行フラグが「０」でないことにより否定的に判断された場合には、以降のステップＳ２からステップＳ６の制御を飛ばしてステップＳ７へ進み、従前の制御が同様に実行される。

また、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多いアクセル操作が行われていることにより、前述のステップＳ２で否定的に判断された場合も、以降のステップＳ３からステップＳ６の制御を飛ばしてステップＳ７へ進む。同様に、スロットルバルブが「ＯＦＦ」ではない、すなわち、スロットルバルブの開度が未だアイドル開度θaまで閉じられていないことにより、前述のステップＳ３で否定的に判断された場合も、以降のステップＳ４からステップＳ６の制御を飛ばしてステップＳ７へ進む。そして、これらのステップＳ２で否定的に判断された場合およびステップＳ３で否定的に判断された場合は、いずれの場合も、ニュートラル惰行制御の実行フラグが「０」になっていることから、ステップＳ７では否定的に判断される。そして、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。

このように、この発明では、ニュートラル惰行制御の実行時に、エンジン１がアイドリング状態にされるとともに、一部の気筒の稼働を休止する減筒運転が実施される。そのため、ニュートラル惰行制御の実行時における燃料消費量を削減することができ、その分、車両Ｖｅの燃費を向上させることができる。そして、上記のようにエンジン１の運転状態を全筒運転から減筒運転に切り替える際には、上記のステップＳ８において、実際のエンジン回転数Ｎeが切替目標エンジン回転数Ｎecut以下に低下するのを待って、全筒運転から減筒運転への切り替えが実行される。すなわち、エンジン１の実際のエンジン回転数Ｎeが減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bに近づけられてから、減筒運転が実施される。その結果、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bに対する回転数差が小さい状態で、全筒運転から減筒運転への切り替えを行うことができる。そのため、その全筒運転から減筒運転への切り替えをスムーズに行うことができる。

なお、この発明では、上記の制御例のように切替目標エンジン回転数Ｎecutを設定してエンジン１の運転状態を減筒運転に切り替える制御の他に、クラッチ機構７の係合タイミングやエンジン回転数Ｎeの低下タイミングを考慮した所定の時間を設定して、エンジン１の運転状態を減筒運転に切り替えるように制御することもできる。その制御の一例を、図４のタイムチャートを参照して説明する。図４のタイムチャートにおいて、所定のアクセル開度で、すなわち所定の操作量のアクセル操作が行われている状態で、車両Ｖｅが走行している際に、時刻ｔ1でアクセルが「ＯＦＦ」にされると、それに連動してエンジン１のスロットルバルブの開度がアイドル開度θ_aまで閉じられる。この段階では、エンジン１は未だ全筒運転状態であるので、スロットルバルブの開度は、全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aでエンジン１を回転させるためのアイドル開度θ_aに設定される。そして、エンジン回転数Ｎeが、アイドリング回転数Ｎeidl_aに向けて低下し始める。

それに加えて、時刻ｔ1でアクセルが「ＯＦＦ」にされると、クラッチ機構７を解放する指令が出力される。すなわち、車両Ｖｅの走行中にアクセルが「ＯＦＦ」にされたことにより、ニュートラル惰行制御を実行するための指令が出力される。そして、その指令に基づいてクラッチ機構７が作動されて解放状態になると、走行中の車両Ｖｅにおけるエンジン１と駆動輪２との間の動力伝達経路が遮断され、ニュートラル惰行制御が開始される。

上記のようにしてニュートラル惰行制御を実行するためにクラッチ機構７を解放する場合、クラッチ機構７は、解放の指令に対して不可避的な応答遅れを伴って解放動作を完了する。仮に、クラッチ機構７の解放が未だ完了していない状態でエンジン１の運転状態が全筒運転から減筒運転に切り替えられると、その切り替えの際に発生するエンジン１のトルク変動や振動が駆動輪２に伝達される。その結果、運転者にショックや違和感を与えてしまう可能性がある。

そこで、この発明では、クラッチ機構７を作動させる際の応答遅れを考慮して、エンジン１を減筒運転させるタイミングを決めるための所定のディレイ時間が設定されている。この図４で示す制御例では、時刻ｔ1を起点として時刻ｔ2までの間の期間としてディレイ時間ＤＴ1が設定されている。したがって、時刻ｔ1からディレイ時間ＤＴ1が経過した時刻ｔ2で、エンジン１の減筒運転を実行するための指令が出力される。ここでディレイ時間ＤＴ1は、クラッチ機構７が完全に解放された状態で、エンジン１の運転状態を全筒運転から減筒運転に切り替えるための待ち時間であって、実験やシミュレーション等の結果を基に予め設定することができる。そして、時刻ｔ2でエンジン１に対する減筒運転の実行指令が出力されたことにより、エンジン１の運転状態が全筒運転から減筒運転に切り替えられる。

上記のように時刻ｔ2でエンジン１に対する減筒運転の実行指令が出力されることと併せて、スロットルバルブの開度が、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bでエンジン１を回転させるためのアイドル開度θ_bに設定される。エンジン１を減筒運転させる場合、稼働気筒数が減少することに伴い、エンジン１のフリクショントルクも低下する。そのため、スロットルバルブの開度が全筒運転時と同等であれば、全筒運転から減筒運転へ切り替えられることによってエンジン回転数Ｎeが上昇する。また、前述したように、減筒運転する場合は、全筒運転の場合と比較して、アイドリング状態におけるエンジン１の振動が大きくなる。したがって、減筒運転時のエンジン１の振動を抑制するために、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bは、全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aよりも若干高めに設定される。これらのことがそれぞれ考慮されて、エンジン１を減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bで運転させるためのアイドル開度θ_bが設定されている。この図４で示す制御例では、減筒運転時のアイドル開度θ_bは、全筒運転時のアイドル開度θ_aよりも若干小さい値に設定されている。

上記のように減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bは、全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aよりも高めに設定されている。したがって、全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aに向けて低下していたエンジン回転数Ｎeは、スロットルバルブの開度がアイドル開度θ_aからアイドル開度θ_bに切り替えられたことにより、全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aまで低下することなく、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bで維持される。

このように、図４に示す制御例では、クラッチ機構７の応答遅れを考慮したディレイ時間ＤＴ1を設定することにより、クラッチ機構７が完全に解放された状態で、エンジン１の運転状態を全筒運転から減筒運転に切り替えることができる。言い換えると、クラッチ機構７が完全に解放された時点から所定時間経過した後に、エンジン１の稼働気筒数を減少させた減筒運転を開始させることができる。そのため、その減筒運転への切り替えをスムーズに行うことができ、運転者にショックや違和感を与えてしまうことを防止することができる。

上記の図４に示す制御例では、クラッチ機構７の応答遅れを考慮してエンジン１の減筒運転を開始するタイミングを決めているが、エンジン１の回転数制御における応答遅れを考慮してエンジン１の減筒運転を開始するタイミングを決めこともできる。その制御の一例を、図５のタイムチャートを参照して説明する。図５のタイムチャートにおいて、所定のアクセル操作量で車両Ｖｅが走行している際に、時刻ｔ11でアクセルが「ＯＦＦ」にされると、それに連動してエンジン１のスロットルバルブの開度がアイドル開度θ_cまで閉じられる。この段階では、エンジン１は未だ全筒運転状態であり、ここで設定されているアイドル開度θ_cは、全筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_aでエンジン１を回転させるためのアイドル開度θ_aよりも若干大きい値に設定されている。具体的には、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bと同等の回転数で、全筒運転のエンジン１を回転させるためのスロットルバルブの開度として設定されている。そして、エンジン回転数Ｎeが、アイドリング回転数Ｎeidl_cに向けて低下し始める。

それに加えて、時刻ｔ11でアクセルが「ＯＦＦ」にされると、クラッチ機構７を解放する指令が出力される。すなわち、車両Ｖｅの走行中にアクセルが「ＯＦＦ」にされたことにより、ニュートラル惰行制御を実行するための指令が出力される。そして、その指令に基づいてクラッチ機構７が作動されて解放状態になると、走行中の車両Ｖｅにおけるエンジン１と駆動輪２との間の動力伝達経路が遮断され、ニュートラル惰行制御が開始される。

上記のようにしてニュートラル惰行制御を実行する際に、エンジン１のエンジン回転数Ｎeを低下させる場合、エンジン回転数Ｎeは、回転数制御の指令に対して不可避的な応答遅れを伴って低下する。仮に、エンジン回転数Ｎeが所望する回転数まで低下する途中でエンジン１の運転状態が全筒運転から減筒運転に切り替えられると、その切り替えをスムーズに行うことができなくなる可能性がある。

そこで、この発明では、エンジン回転数Ｎeを低下させる際の応答遅れを考慮して、エンジン１を減筒運転させるタイミングを決めるための所定のディレイ時間が設定されている。この図５で示す制御例では、時刻ｔ11を起点として時刻ｔ12までの間の期間がディレイ時間ＤＴ2として設定されている。したがって、時刻ｔ11からディレイ時間ＤＴ2が経過した時刻ｔ12で、エンジン１の減筒運転を実行するための指令が出力される。ここでディレイ時間ＤＴ2は、エンジン回転数Ｎeがアイドリング回転数Ｎeidl_cまで低下し、そのアイドリング回転数Ｎeidl_cで安定した状態で、エンジン１の運転状態を全筒運転から減筒運転に切り替えるための待ち時間であって、実験やシミュレーション等の結果を基に予め設定することができる。

そして、上記のように時刻ｔ12でエンジン１に対する減筒運転の実行指令が出力されることと併せて、スロットルバルブの開度が、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bでエンジン１を回転させるためのアイドル開度θ_bに設定される。したがって、エンジン１の運転状態が全筒運転から減筒運転に切り替えられる。

このように、図５に示す制御例では、エンジン回転数Ｎeの応答遅れを考慮したディレイ時間ＤＴ2を設定することにより、エンジン１をアイドリング状態にするために低下させられるエンジン回転数Ｎeが、減筒運転時のアイドリング回転数Ｎeidl_bと同等の回転数まで低下し、その回転が安定した状態で、エンジン１の運転状態を全筒運転から減筒運転に切り替えることができる。そのため、その減筒運転への切り替えをスムーズに行うことができ、運転者にショックや違和感を与えてしまうことを防止することができる。

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、車両Ｖｅの燃費を向上させることができる。

そして、この発明に係る車両の制御装置によれば、上記のようなニュートラル惰行制御の実行時に、上記のようにエンジン１がアイドリング状態で運転されることと併せて、燃料の燃焼を行う稼働気筒の数が減らされてエンジン１が減筒運転される。そのため、ニュートラル惰行制御を実行する際に、全筒運転の状態で実行される従来の制御と比較して、ニュートラル惰行制御の実行中における燃料消費量を削減することができる。したがって、ニュートラル惰行制御を実行することによる燃費の向上効果を、より一層高めることができる。

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Ｓ５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Ｓ６からＳ１０を実行する機能的手段が、この発明における「エンジン制御手段」に相当する。

Claims (3)

1. 複数の気筒を有するエンジンと、前記エンジンと駆動輪との間で動力を伝達する動力伝達経路と、前記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とを備え、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惰行制御を実行す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、
   運転者によるアクセル操作を検出する手段と、
   前記エンジンのエンジン回転数を検出する手段と、
   走行中に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惰行制御を実行する実行手段と、
   前記惰行制御の実行中に、前記クラッチ機構が解放されることにより前記エンジン回転数が低下している状態で、かつ、前記エンジン回転数が全ての前記気筒を稼働させた状態での第１アイドリング回転数よりも高い場合に、前記エンジンの稼働気筒数を減少させるとともに、前記エンジン回転数を、前記第１アイドリング回転数よりも高い第２アイドリング回転数になるように、前記エンジンを制御するエンジン制御手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記エンジン制御手段は、前記第２アイドリング回転数を、全ての前記気筒を稼働させた状態で前記エンジンの自律回転が可能な下限回転数よりも高い回転数に設定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. 前記エンジン制御手段は、前記クラッチ機構が解放された時点から所定時間経過した後に、前記稼働気筒数を減少させる手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。

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