JPWO2017029693A1 - 車両走行制御方法及び車両走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような燃料タンクの場合、惰性走行時のエンジン停止とともに燃料ポンプを停止させると、燃料ポンプが吸引した燃料の一部を燃料室へ戻す燃料管路が燃料で満たされなくなり、エンジン再始動の直後は、燃料室へ燃料を吸引する負圧が得られない虞がある。この結果、燃料タンクの燃料残量が少なく、かつ車両が傾斜する等の理由により燃料室の燃料が片寄っていると、燃料ポンプの吸入口から十分な燃料を吸引できず、エンジンの再始動が遅れる虞がある。
本発明は、燃料タンクの燃料残量が少ない場合における惰性走行終了時のエンジンの再始動の遅れの虞を低減することを目的とする。
本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に示した要素及びその組合せを用いて具現化され達成される。前述の一般的な記述及び以下の詳細な記述の両方は、単なる例示及び説明であり、特許請求の範囲のように本発明を限定するものでないと解するべきである。
(第1実施形態)
(構成)
図1を参照する。車両1の内燃機関であるエンジン2の出力側には、トルクコンバータ3が設けられている。トルクコンバータ3の出力側には、ベルト式の無段階変速機4が接続されている。エンジン2から出力された回転駆動力は、トルクコンバータ3を介して無段階変速機4に入力され、所望の変速比によって変速された後に、ディファレンシャルギア5を介して駆動輪6a及び6bに伝達される。エンジン2には、エンジン始動を行うモータ7と、発電を行うオルタネータ8が備えられている。
トルクコンバータ3は、低車速時にトルク増幅を行う。トルクコンバータ3は、ロックアップクラッチ10を有する。トルクコンバータ3は、車速が所定速度V1以上の場合、ロックアップクラッチ10を接続して、エンジン2の出力軸と無段階変速機4の入力軸との相対回転を規制する。所定速度V1は、例えば14km/h程度であってよい。
前後進切換機構11は、前進用クラッチ16及び後進用ブレーキ17を備える。前進用クラッチ16及び後進用ブレーキ17は、セカンダリプーリ13から伝達された回転をそれぞれ正方向(前進方向)及び逆方向(後進方向)に伝達するための摩擦締結要素である。前進用クラッチ16及び後進用ブレーキ17は、エンジン2の駆動力を駆動輪6a及び6bに伝達するクラッチの一例である。
また、無段階変速機4内には、エンジン2によって駆動されるオイルポンプ15が設けられている。エンジン作動時には、このオイルポンプ15を油圧源として、トルクコンバータ3のコンバータ圧やロックアップクラッチ10のクラッチ圧が供給される。
図2を参照する。燃料タンク20は、例えば、車両1の車幅方向の略中央部に設けられた鞍型燃料タンクであってよい。燃料タンク20の車幅方向の左側部及び右側部には第1タンク23及び第2タンク24が設けられ、第1タンク23及び第2タンク24の間には凸部25が形成されている。すなわち、第1タンク23及び第2タンク24は、車幅方向中央の凸部25の両側に配置されている。
燃料ポンプ21はエンジンコントロールユニット40からのポンプ制御信号に応じてオンオフし、旋回槽26内の燃料を吸入口27から吸い上げてエンジン2へ送る。
燃料ポンプ21からエンジン2へ燃料を送る配管には、エンジン2へ送る燃料の圧力を制御するプレッシャレギュレータ28が設けられる。プレッシャレギュレータ28は、燃料ポンプ21から送られる燃料のうちエンジン2へ送られなかった余剰燃料をリターン燃料として分岐させる。分岐したリターン燃料は燃料管路29を経由してジェットポンプ30へ送られる。
燃料計22は、燃料タンク20の例えば第1タンク23の内部に設けられ、燃料タンク20の燃料残量Rを検出する。燃料計22は、例えば燃料計22内に備えられたフロートの上下量を抵抗値に変換して検出するポテンショメータであってよい。燃料計22から出力される燃料残量信号はエンジンコントロールユニット40へ入力される。
さらにエンジンコントロールユニット40には、駆動輪6a及び6bにそれぞれ設けられた車輪速センサ49a及び49bにより検出された車輪速を示す車輪速信号が入力される。以下の説明において、車輪速センサ49a及び49bを総称して「車輪速センサ49」と表記することがある。なお、車輪速センサ49は、駆動輪以外の車輪に設けられてもよい。以下、駆動輪6a及び6b及び駆動輪以外の車輪を総称して「車輪6」と表記することがある。
さらにエンジンコントロールユニット40には、エンジン2の冷却水温、エンジン2に供給される空気の吸気温度、空気流量、吸気管内絶対圧、クランク角等の信号が入力される。また、エンジンコントロールユニット40には、後述する変速機コントロールユニット50からの変速機状態信号が入力される。
エンジンコントロールユニット40は、上記各種信号に基づいて、エンジン2の始動を行いエンジン2の駆動力を制御する。エンジンコントロールユニット40は、上記各種信号に基づいて、エンジントルクの演算を行い、当該演算結果に基づいてエンジントルク指令値を決定する。エンジンコントロールユニット40は、当該指令値に基づいて吸入空気量、燃料噴射量、点火時期などのパラメータを制御することで、エンジン2の出力トルクを制御する。
ブレーキペダル41の先には、マスタシリンダ45及びマスタバック47が設けられている。このマスタバック47は、エンジン2の吸気負圧を用いてブレーキ操作力を増幅する。エンジンコントロールユニット40には、ブレーキペダル41の操作量に基づいて生じるマスタシリンダ45のマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ46からのブレーキペダル操作量信号が入力される。また、エンジンコントロールユニット40には、マスタバック47内の負圧を検出する負圧センサ48からの負圧信号が入力される。
なお、マスタシリンダ圧センサ46に代えてブレーキペダルストローク量やブレーキペダル踏力を検出するセンサ、またはホイルシリンダ圧を検出するセンサ等を用いてブレーキペダル操作量を検出し、エンジンコントロールユニット40に入力してもよい。
例えば変速機コントロールユニット50は、Dレンジが選択されているときは、前進用クラッチ16の接続を行うと共に、アクセルペダル開度と車速とに基づいて変速比マップから変速比を決定し、各プーリ圧を制御する。
以下の説明において、Dレンジが選択されることにより前進用クラッチ16が接続され、且つエンジン2へ燃料が供給された状態で車両1を走行させる前進走行を「Dレンジ走行」と表記することがある。
また、車速が所定速度V1未満のときはロックアップクラッチ10を解放しているが、所定速度V1以上のときはロックアップクラッチを接続して、エンジン2と無段階変速機4とを直結状態としている。
次に、エンジン2の自動停止処理について説明する。自動停止処理とは、所定の条件が成立した場合に、エンジン2の自動停止と再始動を行う処理である。
エンジンコントロールユニット40は、車輪速センサ49からの車輪速信号、アクセルペダル開度センサ44からのアクセルペダル操作量信号、マスタシリンダ圧センサ46からのブレーキペダル操作量信号、負圧センサ48からの負圧信号、及びバッテリ9の充電状態信号に基づいて自動停止処理を実施する。また、自動停止処理において、エンジンコントロールユニット40は燃料計22からの燃料残量信号に基づいて燃料ポンプ21を制御する。
エンジンコントロールユニット40、変速機コントロールユニット50、及び燃料計22は、エンジン2の自動停止処理を行う車両走行制御装置60を構成する。
アイドルストップ制御部71は、車両1が停止時に、所定の条件が成立したときは、エンジンアイドリングを停止する、いわゆるアイドルストップ(アイドルリダクションとも呼ぶ)制御を行う。なお、アイドルストップ制御についての詳細な説明は省略する。
惰性走行制御部72は、速度Vが所定速度V1よりも早い速度閾値V2以上であっても、所定の第1惰性走行条件が成立する場合には、エンジン2の燃料噴射を停止してエンジン2と駆動輪6a及び6bとを切り離し、その状態で車両1を走行させる。本明細書において、速度Vが速度閾値V2以上であり、エンジン2の燃料噴射が停止し、すなわちエンジン2が停止し、かつエンジン2と駆動輪6a及び6bとを切り離された状態での走行を「第1惰性走行」と表記する。
(A1)速度Vが速度閾値V2以上である。速度閾値V2は30km/h程度でよい。
(A2)速度Vが速度V3以下である。例えば、速度V3は80km/h程度でよい。
(A3)運転者の加速意図がない。例えば、アクセル操作量(すなわちアクセル踏込量)がゼロになってから所定時間以上経過している場合に、この条件(A3)が成立すると判断してよい。所定時間は、運転者の加速意図がないことを判断するために設定されるアクセルペダル43が操作されない期間であり、例えば2秒でよい。
(A4)所定のアイドルストップ許可条件が成立する。アイドルストップ許可条件は、例えば、エンジン暖機中でなく且つバッテリ9の充電率が所定値以上であることであってよい。
エンジン制御部73は燃料噴射装置による燃料噴射を停止して、エンジン2への燃料供給を停止する。また、エンジン制御部73は、電動オイルポンプ18の作動禁止命令を無段階変速機4へ出力する。エンジン2の停止によりオイルポンプ15が停止し、さらに電動オイルポンプ18が作動しないため、前後進切換機構11の前進用クラッチ16が解放される。これにより、エンジン2と駆動輪6a及び6bとが切り離される。また、ロックアップクラッチ10も解放される。
(B1)速度Vが速度閾値V2未満である。
(B2)運転者の加速意図がある。例えば、アクセルペダル43が踏まれた場合にこの条件(B2)が成立すると判断してよい。
(B3)アイドルストップ許可条件が成立しない。
第1惰性走行を終了させる場合、惰性走行制御部72は、再始動命令をエンジン制御部73に出力する。
また、燃料ポンプ21を停止させると、第2タンク24の残存燃料をジェットポンプ30へ移送する連通管32が燃料で満たされなくなる。このため、ジェットポンプ30において旋回槽26へ燃料を吸引する負圧が発生しても、連通管32が燃料で満たさせるまで第2タンク24の残存燃料が旋回槽26に移送されない虞がある。
旋回槽26の液面レベルが下がった状態で、車両1が傾斜する等の理由により旋回槽26の燃料が片寄ると、燃料ポンプ21の吸入口27が燃料の液面レベルより高くなり、燃料ポンプ21の吸入口27から十分な燃料を吸引できなくなる。この結果、エンジン2の再始動が遅れ、アクセルペダル43を踏まれても車両1が加速しないヘジテーションが発生する虞がある。
一方で、第1惰性走行中に常に燃料ポンプ21を作動させると、エンジン2の燃料噴射が停止している間も、燃料ポンプ21が不要に燃料タンク20内の燃料を吸入するので、無駄な電力消費により第1惰性走行による燃費節約効果が損なわれる。
これにより、燃料タンク20の燃料残量Rが少ない場合には、第1惰性走行中に燃料ポンプ21を作動させることにより旋回槽26内の燃料の液面レベルを高く維持することができる。
このため、旋回槽26内の燃料が片寄り液面が車両1の水平面に対して傾斜しても、液面レベルを燃料ポンプ21の吸入口27よりも高く維持できるので、燃料ポンプ21は十分な燃料を吸引できる。したがって、燃料タンク20の燃料残量Rが少ない場合における第1惰性走行終了時のエンジン2の再始動の遅れの虞を低減できる。
第1閾値T1は、例えば、燃料ポンプ21が停止した状態で旋回槽26内の燃料の液面が車両1の水平面に対して所定の許容角度だけ傾斜しても液面レベルが燃料ポンプ21の吸入口27よりも高くなるような燃料残量Rに設定する。
また、第1閾値T1は、警告部51の警告閾値Twよりも小さい値に設定してもよい。警告閾値Twよりも第1閾値T1を小さく設定される場合、警告部51による燃料残量の警告の後も第1惰性走行を実施できる。
ポンプ制御部74は、燃料計22からの燃料残量信号を受信する。ポンプ制御部74は、燃料計22の燃料残量Rが第1閾値T1未満であるか否かを判断する。燃料残量Rが第1閾値T1未満である場合にポンプ制御部74は、第1惰性走行中に燃料ポンプ21を作動させる。燃料残量Rが第1閾値T1以上である場合にポンプ制御部74は、第1惰性走行中に燃料ポンプ21を停止させる。
(C1)ブレーキペダル操作量が所定値以上である。
(C2)アクセルペダル操作量がゼロである。
(C3)アイドルストップ許可条件が成立する。
第2惰性走行条件が成立する場合に、惰性走行制御部72は、エンジン停止命令をエンジン制御部73に出力する。エンジン2の自動停止時には、無段階変速機4は電動オイルポンプ18を作動させ、前後進切換機構11の前進用クラッチ16の締結を維持する。これにより、エンジン2と駆動輪6a及び6bとの接続が維持される。なお、第2惰性走行は減速燃料カット制御の後に始まるため、第2惰性走行中の速度Vは所定速度V1より遅い。
(D1)マスタバック47内の負圧が所定値未満である。
(D2)アイドルストップ許可条件が成立しない。
第2終了条件が成立すると、惰性走行制御部72は、再始動命令をエンジン制御部73に出力する。
次に、第1実施形態に係る車両走行制御装置70の処理の一例を説明する。図4を参照する。
ステップS10において惰性走行制御部72は、第1惰行走行条件が成立するか否かを判断する。第1惰行走行条件が成立する場合(ステップS10:Y)に、処理はステップS11に進む。惰行走行条件が成立しない場合(ステップS10:N)に、惰性走行制御部72は第1惰性走行の開始を許可せずに処理をステップS10に戻す。
ステップS11において惰性走行制御部72は、エンジン停止命令をエンジン制御部73に出力することにより第1惰性走行を開始する。
ステップS13においてポンプ制御部74は、燃料ポンプ21を作動させる。その後に処理は終了する。ステップS14においてポンプ制御部74は、燃料ポンプ21を停止させる。その後に処理は終了する。
その後、時刻t5において第1終了条件が成立し図5の(e)に示すように第1惰性走行条件が成立しなくなると、図5の(f)に示すように車両1の走行状態は第1惰性走行からDレンジ走行へ移行する。
(1)燃料タンク20は、エンジン2へ供給する燃料を吸引するための燃料ポンプ21の吸入口27が内部に配置される旋回槽26を備える。旋回槽26へ燃料を吸引する負圧は、燃料ポンプ21が吸引した燃料の一部が燃料管路29を経由して旋回槽へ噴出することによって発生する。燃料計22は、燃料タンク20の燃料残量Rを検出する。惰性走行制御部72は、所定の第1惰性走行条件が成立する場合に、エンジン2を停止させた状態で車両を走行させる第1惰性走行を許可する。ポンプ制御部74は、燃料残量Rが第1閾値T1未満である場合には、第1惰性走行によりエンジン2を停止させても燃料ポンプ21を動作させる。
(2)ポンプ制御部74は、燃料残量Rが第1閾値T1以上であり、第1惰性走行によりエンジン2を停止させる場合に燃料ポンプ21を停止させる。このため、燃料ポンプ21が不要に燃料タンク20内の燃料を吸入するのを停止させるので、第1惰性走行による燃費向上効果を高めることができる。
(3)警告部51は、燃料残量Rが第1閾値T1よりも大きな警告閾値Tw未満の場合に燃料残量の警告を発する。このため、警告部51の警告後も第1惰性走行を開始することができる。
(1)旋回槽26内の液面が車両1の水平面に対して傾斜した状態では、燃料ポンプ21の停止時の液面レベルが燃料ポンプ21の吸入口27より低くなりやすく、エンジン2の再始動が失敗しやすくなる。したがって、燃料タンク20内の燃料の液面を前車両の水平面に対して傾けさせる傾斜要因の大きさに応じて第1閾値T1を変化させることにより、液面の傾斜に応じて燃料ポンプ21を動作させる第1閾値T1を大きくし、エンジン2の再始動を失敗しにくくすることができる。
傾斜要因は、例えば車両1の走行路の勾配であってよい。ポンプ制御部74は、勾配が大きいほど第1閾値T1を大きく設定し、勾配が小さいほど第1閾値T1を小さく設定してよい。この場合、傾斜要因検出部80は、車両1の傾きを検出する傾斜センサであってもよい。または、傾斜要因検出部80は、地図情報から車両1の現在位置の走行路の勾配を判定するナビゲーション装置等の情報処理装置であってもよい。
この場合、傾斜要因検出部80は、車両1の横方向加速度を検出する加速度センサであってもよい。または、傾斜要因検出部80は、車両1の転舵角を検出する転舵角センサを備えてもよい。傾斜要因検出部80は、車輪速センサ49からの車輪速信号と車両1の転舵角に基づいて車両1の横方向加速度を検出してもよい。
燃料タンク20は、鞍型燃料タンクでなくてもよい。すなわち、燃料タンク20が第2タンク24を備えていなくてもよい。この場合、リターン燃料がジェットポンプ30から旋回槽26へ噴出する際に発生する負圧によって、第1タンク23内の旋回槽26の外側にある残存燃料が旋回槽26に移送されてもよい。
(4)第1惰性走行時に車両走行制御装置70は、電動オイルポンプ18の作動禁止命令の代わりに、前進用クラッチ16を積極的に解放する解放信号を無段階変速機4へ出力してもよい。
(構成)
次に、第2実施形態を説明する。燃料タンク20の燃料残量Rが第1閾値T1未満になり、その後更に減少すると、燃料ポンプ21を作動させても旋回槽26が下がり、第1惰性走行終了時のエンジン2の再始動に失敗する虞がある。
そこで第2実施形態の車両走行制御装置70は、燃料残量Rが第1閾値T1よりも小さな第2閾値T2未満である場合に第1惰性走行を禁止する。これによって、第1惰性走行終了時のエンジン2の再始動の遅れとヘジテーションの虞を低減して車両1の運転性を担保する。一方で、燃料残量Rが第1閾値T1未満で第2閾値T2以上の場合には第1惰性走行を許可することによって、第1惰性走行を許可する範囲を拡大することにより、車両1の燃費を向上させ、車両1の航続可能距離を伸ばすことができる。
次に、第2実施形態に係る車両走行制御装置70の処理の一例を説明する。図8を参照する。
ステップS20において惰性走行制御部72は、第1惰行走行条件が成立するか否かを判断する。第1惰行走行条件が成立する場合(ステップS20:Y)に、処理はステップS21に進む。惰行走行条件が成立しない場合(ステップS20:N)に、惰性走行制御部72は第1惰性走行の開始を許可せずに処理をステップS20に戻す。
ステップS21において惰性走行禁止部75は、燃料計22の燃料残量Rが第2閾値T2未満であるか否かを判断する。
燃料残量Rが第2閾値T2以上である場合(ステップS21:N)に、処理はステップS22へ進む。
ステップS22〜S25の処理は、図4を参照して説明したステップS11〜S14の処理と同様である。
図5の(c)に示すように時刻t6において燃料残量Rが第2閾値T2を下回ると、図5の(f)に示すように惰性走行禁止部75が第1惰性走行を禁止する条件(R<R2)が成立する。この状態は、図5の(f)に示すように第1終了条件が成立する時刻t7でも続く。このため、図5の(g)に示すように第1惰性走行の開始が禁止され、Dレンジ走行が継続する。
惰性走行禁止部75は、検出された燃料残量Rが第1閾値T1よりも小さな第2閾値T2未満である場合に第1惰性走行を禁止する。これにより、燃料ポンプ21を作動させても旋回槽26が低く、第1惰性走行終了時にエンジン2の再始動の失敗の虞がある場合に、第1惰性走行の開始を禁止して、車両1の運転性を担保することができる。一方で、燃料残量Rが第1閾値T1未満で第2閾値T2以上の場合には第1惰性走行を許可することによって、第1惰性走行を許可する範囲を拡大することにより、車両1の燃費を向上させ、車両1の航続可能距離を伸ばすことができる。
燃料タンク20内の燃料の液面を前車両の水平面に対して傾けさせる傾斜要因の大きさに応じて第2閾値T2を変化させてもよい。例えば、傾斜要因の大きさが大きいほど第2閾値T2を大きく設定してもよい。液面の傾斜に応じて第1惰性走行の開始を禁止する第2閾値T2を大きくすることにより、エンジン2の再始動が失敗しやすい液面が傾いた状態で第1惰性走行の開始を禁止しやすくなり、車両1の運転性を担保することができる。
図9の(c)に示すように時刻t6において燃料残量Rが第2閾値T2を下回ると、図9の(f)に示すように惰性走行禁止部75が第1惰性走行を禁止する条件(R<R2)が成立する。この状態は、図9の(f)に示すように第1終了条件が成立する時刻t7でも続く。このため、図9の(g)に示すように第1惰性走行の開始が禁止され、Dレンジ走行が継続する。
Claims (7)
- エンジンへ供給する燃料を吸引するための燃料ポンプの吸入口が内部に配置される燃料室を備え、且つ前記燃料室へ燃料を吸引する負圧を、前記燃料ポンプが吸引した燃料の一部が燃料管路を経由して前記燃料室へ噴出することによって発生させる燃料タンクの燃料残量を検出し、
所定の条件が成立する場合に、前記エンジンを停止させた状態で車両を走行させる惰性走行を許可し、
検出された前記燃料残量が第1閾値未満である場合には、前記惰性走行により前記エンジンを停止させても前記燃料ポンプを動作させる、
ことを特徴とする車両走行制御方法。 - 検出された前記燃料残量が第1閾値以上であり、前記惰性走行により前記エンジンを停止させる場合に、前記燃料ポンプを停止させることを特徴とする請求項1に記載の車両走行制御方法。
- 検出された前記燃料残量が前記第1閾値よりも小さな第2閾値未満である場合に前記惰性走行を禁止することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両走行制御方法。
- 検出された前記燃料残量が前記第1閾値よりも大きな第3閾値未満の場合に燃料残量の警告を発することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両走行制御方法。
- 前記燃料タンク内の燃料の液面を前記車両の水平面に対して傾けさせる傾斜要因を検出し、
検出した前記傾斜要因の大きさに応じて前記第1閾値を変化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両走行制御方法。 - 前記燃料タンク内の燃料の液面を前記車両の水平面に対して傾けさせる傾斜要因を検出し、
検出した前記傾斜要因の大きさに応じて前記第2閾値を変化させることを特徴とする請求項3に記載の車両走行制御方法。 - エンジンへ供給する燃料を吸引するための燃料ポンプの吸入口が内部に配置される燃料室を有する燃料タンクを備え、前記燃料室へ燃料を吸引する負圧を、前記燃料ポンプが吸引した燃料の一部が燃料管路を経由して前記燃料室へ噴出することによって発生させる車両の走行を制御する車両走行制御装置であって、
前記燃料タンクの燃料残量を検出する燃料計と、
所定の条件が成立する場合に、前記エンジンを停止させた状態で前記車両を走行させる惰性走行を許可し、検出された前記燃料残量が第1閾値未満である場合には、前記惰性走行により前記エンジンを停止させても前記燃料ポンプを動作させるコントローラと、を備えることを特徴とする車両走行制御装置。
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