JP6569817B2

JP6569817B2 - 車両の制御方法及び車両の制御装置

Info

Publication number: JP6569817B2
Application number: JP2018539032A
Authority: JP
Inventors: 瑛文小石; 智之小池; 手塚　淳; 淳手塚
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2036-09-15
Also published as: EP3514028A4; US11007996B2; EP3514028B1; BR112019004980A2; CN109715459B; EP3514028A1; WO2018051465A1; CN109715459A; MX2019002805A; JPWO2018051465A1; BR112019004980B1; RU2019110973A; RU2735193C2; US20190359200A1; RU2019110973A3

Description

本発明は、走行中にエンジンの燃料噴射を停止し、燃費の改善に寄与する車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。

特許文献１には、車両の減速度が所定値より大きいときは、エンジンの燃料噴射を停止する制御（以下、燃料カット制御と記載する。）を中止し、エンジンを再始動する技術が開示されている。

特開２０１５−１３４５８５号公報

しかしながら、特許文献１の技術にあっては、減速度を抑制するために燃料カット制御を中止するため、十分に燃費を改善することが困難であった。
本発明の目的は、燃費を改善可能な車両の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の車両の制御方法では、燃料カット制御中は、車両の減速度が所定値以下となるように、エンジンと駆動輪との間にトルクを付与可能なモータを力行することとした。

よって、減速度を抑制しつつ燃料カット制御を継続することができ、燃費を改善できる。

実施例１の燃料カット制御が適用された車両のシステム図である。実施例１の燃料カット制御を行う制御ブロック図である。実施例１の燃料カット中減速度制御処理を表すフローチャートである。実施例１の燃料カット制御中に減速している状態で、かつ、ＳＳＧが回生トルクを発生しているときのタイムチャートである。実施例１の燃料カット制御中に減速している状態で、かつ、ＳＳＧが力行も回生も行っていないときのタイムチャートである。実施例２の燃料カット中減速度制御処理を表すフローチャートである。実施例２の燃料カット制御中に減速している状態で、かつ、ＳＳＧが回生トルクを発生しているときのタイムチャートである。実施例２の燃料カット制御中に減速している状態で、かつ、ＳＳＧが力行も回生も行っていないときのタイムチャートである。実施例２のＦＣ終了処理におけるエンジン回転数変動抑制処理を表すタイムチャートである。

１エンジン
２クラッチ
３ベルト式無段変速機
４オイルポンプ
１０駆動輪
１１モータジェネレータ（ＳＳＧ）
１２バッテリ
１３コンプレッサ
Ｃ１自動変速機コントロールユニット（ＡＴＣＵ）
Ｃ２エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
Ｃ３ＳＳＧコントロールユニット（ＳＳＧＣＵ）

〔実施例１〕
図１は、実施例１の燃料カット制御が適用された車両のシステム図である。車両は、内燃機関であるエンジン１から出力された回転は、クラッチ２を介してベルト式無段変速機３に入力される。クラッチ２は、トルクコンバータに備えられたロックアップクラッチである。ベルト式無段変速機３で変速された回転は、ファイナルギヤ等を介して駆動輪１０に伝達される。エンジン１には、スタータモータとして機能すると共に、発電機としても機能するスタータジェネレータ１１（以下、ＳＳＧ１１と記載する。）と、ＳＳＧ１１との間で電力を送受するバッテリ１２と、エアコン用のコンプレッサ１３と、を有する。エンジン１の出力軸にはオイルポンプ４が設けられ、オイルポンプ４の油圧によってベルト式無段変速機３が制御される。尚、電動オイルポンプ等を備えてもよく、特に限定しない。

図２は、実施例１の燃料カット制御を行う制御ブロック図である。車両は、クラッチ２の締結状態及びベルト式無段変速機３の変速状態を制御する自動変速機コントロールユニットＣ１（以下、ＡＴＣＵとも記載する。）と、エンジン１の運転状態を制御するエンジンコントロールユニットＣ２（以下、ＥＣＵとも記載する。）と、ＳＳＧ１１の作動状態を制御するＳＳＧコントロールユニットＣ３（以下、ＳＳＧＣＵとも記載する。）と、を有する。

車両は、クラッチ２のエンジン側回転数であるタービン回転数（以下、Ｎｔとも記載する。）を検出するタービンセンサ２１と、車速（以下、ＶＳＰとも記載する。）を検出する車速センサ２２と、アクセルペダル開度（以下、ＡＰＯとも記載する。）を検出するアクセル開度センサ２３と、ブレーキペダル５が踏み込まれたか否かを検出するブレーキスイッチ２４と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ２５と、バッテリ１２の充電状態ＳＯＣを検出するＳＯＣセンサ２６と、を有する。尚、上記センサに加えて、エンジンクランク角を検出するクランク角センサ、カムシャフト回転角を検出するカム角センサ、ベルト式無段変速機３に供給する各種制御油圧を検出する油圧センサ、ＳＳＧ１１の電流値を検出する電流センサ、ＳＳＧ１１の電圧値を検出する電圧センサ等を更に有する。

各種センサの検出信号は、各コントロールユニットに供給される。尚、各コントロールユニットは、ＣＡＮ通信線により接続され、相互に制御情報を送受信可能に接続されている。よって、各種センサのうち、例えばアクセル開度センサ２３やエンジン回転数センサ２５をＥＣＵに送信し、ＥＣＵから他のコントロールユニットに供給してもよく、特に限定しない。

次に、燃料カット制御について説明する。ＥＣＵ内には、イグニッションスイッチがオンの状態で、所定の条件が成立したときは、エンジン１の燃料噴射を停止する燃料カット制御部（以下、ＦＣ制御部とも記載する。）を有する。具体的には、ＡＰＯが足離しを表す所定値以下であり、車速ＶＳＰが、エンジン１の燃料噴射再開のみでエンジン再始動が可能な所定エンジン回転数に対応する燃料カット終了車速ＶＳＰｆｃｅに到達すると、燃料噴射を再開する。尚、車速ＶＳＰに基づいて判断する以外に、エンジン回転数Ｎｅが所定エンジン回転数以下か否かに基づいて判断することと同義である。また、燃料カットを開始後、車両の減速度Ｇｘが急減速を表す燃料カット終了減速度Ｇｆｃｅを超えると、燃料噴射を再開し、過度な減速度の発生を抑制する。

ここで、車速がＶＳＰｆｃｅに到達する前に、減速度ＧｘがＧｆｃｅを超え、燃料噴射を再開し、エンジンブレーキ力を軽減すると、燃料噴射を停止する機会が減少し、十分に燃費を改善することができないという問題がある。特に、エアコン用のコンプレッサ１３が作動していると、エンジンブレーキ力が増大しやすく、ＶＳＰｆｃｅよりもかなり早いＶＳＰのときに、燃料噴射を再開する必要があり、燃料噴射を停止する機会がさらに減少する。そこで、実施例１では、ＳＳＧ１１を力行させてエンジンブレーキ力を軽減し、減速度ＧｘがＧｆｃｅを超えないように制御するＧ維持制御を実施することとした。尚、バッテリ１２のＳＯＣが不十分であり、ＳＳＧ１１を力行できない場合や、他の条件によってＳＳＧ１１を力行できない場合には、ＧがＧｆｃｅを超えた場合に燃料噴射を再開し、減速度Ｇｘを抑制する。

図３は、実施例１の燃料カット中減速度制御処理を表すフローチャートである。このフローは、燃料カット制御中に行われる処理である。
ステップＳ１では、燃料カット制御（以下、ＦＣとも記載する。）中で、かつ、減速中か否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２に進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップＳ２では、減速度Ｇｘが燃料カット終了減速度Ｇｆｃｅ以上か否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ３に進み、それ以外はステップＳ２を繰り返す。尚、減速度Ｇｘは、車両進行方向に対し、負方向の加速度を表し、減速度Ｇｘの絶対値が大きいほど、負方向の加速度が大きくなる値である。
ステップＳ３では、ＳＳＧ１１によるＧ維持制御を実行する（減速度制御部に相当）。具体的には、目標減速度をＧｆｃｅに設定し、ＧがＧｆｃｅに収束するようにＳＳＧ１１の力行トルクをフィードバック制御する。

ステップＳ４では、他のＦＣ制御終了条件（例えば、ＶＳＰ＜ＶＳＰｆｃｅ等）が成立したか否かを判断し、成立したときはステップＳ５に進み、それ以外のときはステップＳ３に戻ってＧ維持制御を継続する。これにより、減速度ＧｘがＧｆｃｅを超えないように制御されるため、運転者に違和感を与えることがない。
ステップＳ５では、ＦＣ終了処理を実行する。具体的には、クラッチ２を解放し、燃料噴射を再開する。

次に、作用を説明する。図４は、実施例１の燃料カット制御中に減速している状態で、かつ、ＳＳＧが回生トルクを発生しているときのタイムチャートである。
時刻ｔ１において、燃料カット制御中に、減速度ＧｘがＧｆｃｅに到達すると、ＳＳＧ１１を力行させてエンジンブレーキ力を軽減し、減速度ＧｘがＧｆｅを超えないように制御する。よって、この時点で減速度ＧｘがＧｆｃｅを超えることに伴う燃料噴射を再開することがない。そして、時刻ｔ２において、車速ＶＳＰがＶＳＰｆｃｅを下回ると、燃料噴射を再開する。

図４中の時刻ｔ１からｔ２の間のＧに示す斜線領域α１が、ＳＳＧ１１の力行により軽減された減速度領域である。時刻ｔ１に到達する前にＳＳＧ１１が回生しているため、車両の運動エネルギを回収し、そのエネルギを時刻ｔ１からｔ２の間に供給することで、燃費を改善できる。

図５は、実施例１の燃料カット制御中に減速している状態で、かつ、ＳＳＧが力行も回生も行っていないときのタイムチャートである。この時刻ｔ１からｔ２の間に使用するＳＳＧ１１の電力からトルクへのエネルギ変換効率は、この間に燃料噴射を再開した場合に噴射されるガソリンからトルクへのエネルギ変換効率よりも優れているため、車両全体のエネルギ消費を改善できる。

以上説明したように、実施例１にあっては下記の作用効果が得られる。
（１）エンジン１と駆動輪１０との間の動力伝達経路にトルクを付与可能なＳＳＧ１１（モータ）を有し、減速中であって、ＶＳＰがＶＳＰｆｃｅ以上（エンジン回転数が所定エンジン回転数）以上のときに、エンジン１の燃料噴射を停止しているときは、車両の減速度ＧｘがＧｆｃｅ（所定値）以下となるようにＳＳＧ１１を力行する。
よって、減速度Ｇｘを抑制しつつ燃料カット制御の機会を確保することができ、燃費を改善できる。

（２）エンジン１の燃料噴射を停止しているときに、車両の減速度ＧｘがＧｆｃｅ（所定値）より大きいときは、エンジン１の燃料噴射を再開する。
よって、エンジンブレーキ力を軽減することができ、過剰な減速度Ｇｘの発生を抑制することで、運転者に違和感を与えることを回避できる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は、実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図６は、実施例２の燃料カット中減速度制御処理を表すフローチャートである。このフローは、燃料カット制御中に行われる処理である。
ステップＳ１では、燃料カット制御中で、かつ、減速中か否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２１に進み、それ以外は本制御フローを終了する。

ステップＳ２１では、減速度Ｇｘが燃料カット終了減速度Ｇｆｃｅ２より手前の所定減速度Ｇｆｃｅ１以上か否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ３１に進み、それ以外はステップＳ２１を繰り返す。尚、Ｇｆｃｅ１の絶対値は、Ｇｆｃｅ２の絶対値よりも小さい。
ステップＳ３１では、ＳＳＧ１１によるＧ漸近制御を実行する（減速度制御部に相当）。具体的には、目標減速度をＧｆｃｅ１から徐々にＧｆｃｅ２に近づく値に設定し、減速度Ｇｘが徐々にＧｆｃｅ２に収束するようにＳＳＧ１１の力行トルクをフィードバック制御する。

ステップＳ４では、他のＦＣ制御終了条件（例えば、ＶＳＰ＜ＶＳＰｆｃｅ等）が成立したか否かを判断し、成立したときはステップＳ５に進み、それ以外のときはステップＳ３１に戻ってＧ漸近制御を継続する。これにより、減速度ＧｘがＧｆｃｅ２を超えないように制御されるため、運転者に違和感を与えることがない。
ステップＳ５では、ＦＣ終了処理を実行する。具体的には、クラッチ２を解放し、燃料噴射を再開する。そして、ＳＳＧ１１のトルク制御によりエンジン回転数変化を抑制するエンジン回転数変動抑制処理を実施する。詳細は後述する。

次に、作用を説明する。図７は、実施例２の燃料カット制御中に減速している状態で、かつ、ＳＳＧが回生トルクを発生しているときのタイムチャートである。
時刻ｔ１において、燃料カット制御中に、減速度ＧｘがＧｆｃｅ１に到達すると、ＳＳＧ１１を力行させてエンジンブレーキ力を軽減し、減速度ＧｘがＧｆｅ２を超えないように制御する。このとき、減速度ＧｘをＧｆｅ２に漸近させる。よって、実施例１でＳＳＧ１１の力行を開始するタイミングより手前からＳＳＧ１１による力行を開始するため、減速度Ｇｘの急変を抑制できる。尚、ＳＳＧ１１の力行を行わない場合、減速度ＧｘがＧｆｃｅ２を超えるため、時刻ｔ２で燃料噴射を再開してしまう。これに対し、実施例２では、減速度ＧｘがＧｆｃｅ２を超えることがなく、燃料噴射を再開することがない。そして、時刻ｔ３において、車速ＶＳＰがＶＳＰｆｃｅを下回ると、燃料噴射を再開する。

図７中の時刻ｔ１からｔ２の間の減速度Ｇｘに示す斜線領域α２が、ＳＳＧ１１の力行により軽減された減速度領域である。時刻ｔ１に到達する前にＳＳＧ１１が回生しているため、車両の運動エネルギを回収し、そのエネルギを時刻ｔ１からｔ３の間に供給することで、燃費を改善できる。

図８は、実施例２の燃料カット制御中に減速している状態で、かつ、ＳＳＧが力行も回生も行っていないときのタイムチャートである。この時刻ｔ１からｔ３の間に使用するＳＳＧ１１の電力からトルクへのエネルギ変換効率は、時刻ｔ２からｔ３の間に燃料噴射を再開した場合に噴射されるガソリンからトルクへのエネルギ変換効率よりも優れているため、車両全体のエネルギ消費を改善できる。

図９は、実施例２のＦＣ終了処理におけるエンジン回転数変動抑制処理を表すタイムチャートである。
時刻ｔ３においてＧ漸近制御を開始し、時刻ｔ４においてＶＳＰがＶＳＰｆｃｅを下回ると、まず、クラッチ２を解放する。これにより、エンジン再始動に伴うトルク変動が駆動輪１０に伝達されることを回避する。
次に、時刻ｔ４でクラッチ２が解放されたとしても、ＳＳＧ１１の力行を継続する。すなわち、燃料噴射を停止した状態でクラッチ２を解放すると、エンジン回転数Ｎｅが急激に低下しやすい。よって、燃料噴射を再開してエンジン１が自立回転を始める時刻ｔ５までのエンジン回転数低下量ΔＮｅ１が大きくなり、運転者に違和感を与えるおそれがある。そこで、クラッチ２を解放後もＳＳＧ１１の力行を継続することで、エンジン回転数低下量ΔＮｅ１を抑制できる。

次に、時刻ｔ５において、エンジン１が自立回転を始めた直後にＳＳＧ１１の作動を停止すると、完爆によるエンジン回転数Ｎｅの吹き上がり量ΔＮｅ２が大きくなり、運転者に違和感を与えるおれがある。そこで、エンジン完爆後は、ＳＳＧ１１を回生することで吹き上がり量ΔＮｅ２を抑制できる。

以上説明したように、実施例２にあっては、実施例１の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
（３）エンジン１と駆動輪１０との間にクラッチ２を有し、エンジン１の燃料噴射を再開するときは、クラッチ２を解放後、燃料噴射を再開してからＳＳＧ１１の力行を停止することとした。言い換えると、ＳＳＧ１１の力行が停止する前にクラッチ２を解放して燃料噴射を再開する。
よって、クラッチ２解放後にエンジン回転数Ｎｅが大きく低下することを抑制することができ、運転者に与える違和感を抑制できる。
（４）エンジン１の燃料噴射を再開するときは、クラッチ２の解放後、燃料噴射を再開し、エンジン完爆後は、ＳＳＧ１１により回生トルクを付与する。
よって、エンジン完爆後にエンジン回転数Ｎｅが大きく吹き上がることを抑制することができ、運転者に与える違和感を抑制できる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。実施例１では、変速機としてベルト式無段変速機３を採用した例を示したが、他の形式の変速機であっても構わない。また、実施例１のクラッチ２は、変速機内の発進クラッチであってもよい。また、実施例１では、エンジン１のクランク軸にトルクを伝達可能なＳＳＧ１１を使用したが、エンジン１と駆動輪１０との間の動力伝達経路上であれば、エンジンと変速機との間や、変速機と駆動輪との間といった他の場所にモータジェネレータを配置してもよい。

Claims

エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路にトルクを付与可能なモータと前記エンジン及びモータと駆動輪との間にクラッチを有し、
減速中であって、エンジン回転数が所定エンジン回転数以上のときに、前記エンジンの燃料噴射を停止しているときは、車両の減速度が所定値以下となるように前記モータを力行し、
前記エンジンの燃料噴射を再開するときは、前記クラッチを解放後、燃料噴射を再開してから前記モータの力行を停止する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
請求項１に記載の車両の制御方法において、
前記エンジンの燃料噴射を停止しているときに、車両の減速度が所定値より大きいときは、前記エンジンの燃料噴射を再開する、
ことを特徴とする車両の制御方法。
エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路にトルクを付与可能なモータと、
前記エンジン及びモータと駆動輪との間に配置されたクラッチと、
減速中であって所定エンジン回転数以上のときは、前記エンジンの燃料噴射を停止し、所定エンジン回転数未満のときには燃料噴射を再開する燃料カット制御部と、
前記エンジンの燃料噴射を停止しているときに、車両の減速度が所定値以下となるように前記モータを力行し、前記エンジンの燃料噴射を再開するときは、前記クラッチを解放後、燃料噴射を再開してから前記モータの力行を停止する減速度制御部と、を備えた、
ことを特徴とする車両の制御装置。