説明

惰行制御補助装置

【課題】チューニングによる惰行制御領域の減少を抑え、燃費を向上させることができる惰行制御補助装置を提供する。
【解決手段】クラッチ3よりも後段の動力伝達系に、前記車両10に制動力を可変に付与するための可変制動手段5を設け、前記惰行制御の実行中に、実際のアクセル開度とクラッチ回転数とを前記惰行制御マップ上にプロットした点が、前記ハンチング危険領域Cに入ったときに、前記惰行制御を継続すると共に前記可変制動手段5による減速制動を行い、かつ前記減速制動の制動力を、前記惰行制御を行わないと仮定したときに発生するエンジンブレーキと同じ大きさに設定するものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジンがノーロード状態のときにエンジンと変速機との間に設けられたクラッチを切断すると共にエンジンをアイドリング運転する惰行制御を行う車両を対象とし、その惰行制御を補助するための惰行制御補助装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
車両のエンジンと変速機との間に設けられるクラッチを自動および手動で断接できる機構(クラッチ断接機構)が知られている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
そのクラッチ断接機構を図8に基づき説明する。図8に示すように、車両のエンジン102と変速機103との間にクラッチ本体104が設けられ、そのクラッチ本体104がクラッチ断接機構105により断接操作される。
【0004】
そのクラッチ断接機構105では、クラッチ本体104に連結されたスレーブシリンダ(出力系)106が、クラッチペダル107に連結されたマスターシリンダ(ペダル系)108と、電子制御ユニット109により制御されるクラッチフリーアクチュエータ(アクチュエータ系)110との2つの入力系で中間シリンダ111を介してコントロールされる。
【0005】
従来、このようなクラッチ断接機構105を使用して燃費の向上を図った制御として、惰行制御が知られている(例えば特許文献2参照)。
【0006】
その惰行制御は、クラッチを自動で断接できる機構を搭載した車両において、所定の条件の成立時に自動でクラッチを切り、エンジン回転数をアイドルまたは相当する回転数とすることで、燃費を向上させる手法である。
【0007】
この惰行制御では、自動でエンジン出力の駆動輪側への伝達を切ることができればよいので、上述のクラッチ断接機構以外でも、通常のトルクコンバータ、AT、AMTのシステムにおいても同様の効果は得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平11−247885号公報
【特許文献2】特開2006−342832号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、惰行制御の開始や終了を判断するために、図9に示すように、アクセル開度とクラッチ回転数とをパラメータとした惰行制御MAPを使用することがある。
【0010】
図9において、Nはエンジンの出力とフリクション(内部抵抗)とが釣り合うときのアクセル開度とクラッチ回転数を結んだノーロード線であり、Sは惰行制御の開始を決定するための開始しきい線であり、RとAとは惰行制御の終了を決定するための減速0しきい線と加速0しきい線である。
【0011】
惰行制御は、アクセル開度とクラッチ回転数とを惰行制御MAP上にプロットした点(プロット点)が、開始しきい線Sを図9の左から右に跨いだときに開始される。その惰行制御は、プロット点が減速0しきい線Rと加速0しきい線Aとにより囲まれる領域内にある間は実行が継続され、プロット点が減速0しきい線Rを右から左に、または加速0しきい線Aを左から右に跨いだときに終了する。
【0012】
これら惰行制御MAPのしきい線S、R、Aは、ノーロード線Nを基にチューニングを行い決定されており、そのチューニングのために惰行制御MAPに速度レンジが設定される。
【0013】
図9のRange1−Range4は車両の速度レンジを示す。Range1は一般道を想定したものであり約35km/hである。Range2は専用道を想定したものであり約65km/hである。Range3とRange4は高速道路を想定したものであり、Range3が約85km/h、Range4が約95km/hである。Range4よりも上側は、図9のマップが適用される車両ではチューニング(調整)および評価ができない領域となっている。車型が変わると上述のレンジが変わるため、想定速度は変化する。
【0014】
図10に、実際の惰行制御MAPチューニング時の特徴点を記載する。
【0015】
惰行制御MAPの各しきい線S、R、Aおよび特徴点は、搭載するエンジンや車両特性によって変化する。惰行制御MAPをチューニングする際、ノーロード線Nの近辺の不感帯領域を問題がないようにこまめに取るようなチューニングを行う。
【0016】
図10の符号Bに示すように、ノーロード線Nの変化点がある所や、開始しきい線Sに変化を伴う場合、減速0しきい線Rを変えないとハンチングが起こり易い。つまり、ノーロード線Nに変化がある(これはエンジンおよびエンジン補機の特性)近傍では、惰行制御の各しきい線S、R、Aも変化せざるを得ない。この変化点より減速側脱出となる減速0しきい線Rでは、この変化の影響を受けハンチングが起こり易く、図10の惰行制御MAPにあるように若干、惰行制御の領域を狭めている。これによりこの領域(ハンチング危険領域C)での燃費向上率は若干減少せざるを得ない。また、上述のハンチングは、アクセルフィルターでは抑えきれないか、またはフィルターを変更すれば可能だが、他の領域の惰行制御が入り難くなり全体の効果を削減してしまう。
【0017】
以上のように、従来の惰行制御では、ハンチングを防止するためにハンチング危険領域で惰行制御を行わないようにしていたので、そのハンチング危険領域の分だけ惰行制御を実行可能な領域(惰行制御領域)が減少し、燃費の向上を図ることができないという課題があった。
【0018】
そこで、本発明の目的は、前記課題を解決し、チューニングによる惰行制御領域の減少を抑え、燃費を向上させることができる惰行制御補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
前記目的を達成するために本発明は、車両に搭載されたエンジンと、そのエンジンと変速機との間に設けられたクラッチとが制御手段により制御され、前記制御手段は、前記車両の走行中に前記エンジンがノーロード状態のときに前記クラッチを切断すると共に前記エンジンをアイドリング運転する惰行制御を行い、かつ前記制御手段は、前記惰行制御の開始と終了とを、アクセル開度とクラッチ回転数とをパラメータとした惰行制御マップから判断し、前記惰行制御マップに、前記惰行制御の終了を判断するための減速0しきい線が設定され、前記制御手段は、前記惰行制御の実行中に、実際のアクセル開度とクラッチ回転数とを前記惰行制御マップ上にプロットした点が、前記減速0しきい線をアクセル開度が大きい側から小さい側へと跨いだときに前記惰行制御を終了し、その惰行制御を補助するための惰行制御補助装置であって、前記減速0しきい線をチューニングする際に、前記エンジンの出力とフリクションとが釣り合うときのアクセル開度とクラッチ回転数とを前記惰行制御マップ上にプロットしたノーロード線を求め、そのノーロード線をアクセル開度が小さい側にオフセットさせたオフセット線を求め、そのオフセット線を基に前記惰行制御を実行したときにハンチングが発生し易いハンチング危険領域を求め、そのハンチング危険領域で前記惰行制御が終了するように前記オフセット線を前記ノーロード線に近づく側に変化させた線を前記減速0しきい線とした惰行制御補助装置において、前記クラッチよりも後段の動力伝達系に、前記車両に制動力を可変に付与するための可変制動手段を設け、前記制御手段は、前記惰行制御の実行中に、実際のアクセル開度とクラッチ回転数とを前記惰行制御マップ上にプロットした点が、前記ハンチング危険領域に入ったときに、前記惰行制御を継続すると共に前記可変制動手段による減速制動を行い、かつ前記減速制動の制動力を、前記惰行制御を行わないと仮定したときに発生するエンジンブレーキと同じ大きさに設定するものである。
【0020】
好ましくは、前記可変制動手段は、前記変速機に取り付けられたジェネレータと、そのジェネレータの発電量を調整して制動力を調整する制動力調整手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、チューニングによる惰行制御領域の減少を抑え、燃費を向上させることができるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】図1は、本発明に係る一実施形態による惰行制御補助装置の概略構成図である。
【図2】図2は、本実施形態のクラッチ断接機構の概略構成図である。
【図3】図3は、本実施形態のコントローラの概略構成図である。
【図4】図4は、本実施形態の惰行制御を説明するための図である。
【図5】図5は、本実施形態の惰行制御マップの一例である。
【図6】図6は、本実施形態のレバースケジュールの一例である。
【図7】図7は、本実施形態による効果を説明するための図である。
【図8】図8は、従来のクラッチ断接機構の概略構成図である。
【図9】図9は、惰行制御の領域設定を説明するための図である。
【図10】図10は、惰行制御時のハンチングを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
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。
【0024】
本実施形態に係る惰行制御補助装置は、例えば比較的小型の発電機(以下、ジェネレータという)を有する車両を対象とする。
【0025】
図1から図3に基づき本実施形態の車両および惰行制御補助装置の概略構造を説明する。
【0026】
図1に示すように、車両10は、エンジン2と、そのエンジン2にクラッチ3を介して接続された変速機4と、これら機器類2−4を制御するためのコントローラ6とを備える。
【0027】
エンジン2は、例えば多気筒ディーゼルエンジンである。そのエンジン2は、複数の気筒11と、各気筒11に燃料を噴射、供給するためのインジェクタ12と、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数センサ13とを備える。
【0028】
インジェクタ12は、コントローラ6により燃料の噴射量や噴射時期が制御される。エンジン回転数センサ13は、エンジン2の出力軸をなすクランクシャフトやカムシャフト(図示せず)に取り付けられ、その検出値をコントローラ6に送信する。
【0029】
クラッチ3は、エンジン2からの動力を変速機4に伝達、遮断するためのものであり、エンジン2と変速機4との間に設けられたクラッチ本体21(例えば湿式多板クラッチ)と、そのクラッチ本体21を断接作動させるための機構(以下、クラッチ断接機構という)22とを備える。
【0030】
クラッチ本体21は、クラッチディスク23、プレッシャープレート24、ダイヤフラムスプリング25、クラッチカバー26およびレリーズフォーク27を有する。このクラッチ本体21では、接続時にダイヤフラムスプリング25の付勢力によりプレッシャープレート24がクラッチディスク23をクランクシャフトに固定されたディスク(例えばフライホイール)に押し付け、切断時にレリーズフォーク27によりクラッチディスク23がクランクシャフトから分離される。
【0031】
クラッチ断接機構22は、基本的にはコントローラ6により自動で断接制御され、かつクラッチペダル28による手動での断接操作が可能なように構成される。
【0032】
より具体的には、図2に示すように、クラッチ断接機構22は、クラッチペダル28に連結されたマスターシリンダ29と、レリーズフォーク27に連結されたスレーブシリンダ30と、コントローラ6により制御されるクラッチフリーアクチュエータ31とを備える。図例では、クラッチペダル28が踏み込まれるとマスターシリンダ29が伸長する。またスレーブシリンダ30が伸長するとレリーズフォーク27がクラッチ切断側に操作される。
【0033】
クラッチフリーアクチュエータ31は、マスターシリンダ29およびスレーブシリンダ30に接続されたオペレーティングシリンダ32と、そのオペレーティングシリンダ32に油圧を供給、回収すべく接続されたアクチュエータユニット33とを備える。
【0034】
オペレーティングシリンダ32は、両端が閉塞された筒状に形成され、内部にプライマリピストン35およびセカンダリピストン36とが軸方向に並べて、かつ移動自在に収容される。
【0035】
そのオペレーティングシリンダ32の一端(プライマリピストン35側の端部、図2の右端)にはマスターシリンダ29に連通するペダル系通路37が接続され、他端(セカンダリピストン36側の端部、図2の左端)にはスレーブシリンダ30に連通する出力系通路38が接続される。セカンダリピストン36とオペレーティングシリンダ32の左端との間には、セカンダリピストン36をプライマリピストン35側(右側)に付勢するスプリング39が設けられる。
【0036】
オペレーティングシリンダ32の軸方向の中間位置には、プライマリピストン35とセカンダリピストン36との間にアクチュエータユニット33からの作動油を供給するための流入路40と、プライマリピストン35とセカンダリピストン36との間から作動油をアクチュエータユニット33に回収するための流出路41とが接続される。また、流入路40よりもセカンダリピストン36側のオペレーティングシリンダ32には作動油タンク42が接続される。その作動油タンク42は、回収路43によりアクチュエータユニット33に接続される。
【0037】
アクチュエータユニット33は、流入路40に設けられモータ44により駆動される油圧ポンプ45と、流出路41と回収路43とを連通する通路49に設けられたソレノイドバルブ46とを備える。また、アクチュエータユニット33において、47は逆止弁であり48はリリーフバルブである。ソレノイドバルブ46は、コントローラ6により開度が連続的に制御(例えばデュティ制御)される。
【0038】
このクラッチ断接機構22では、クラッチペダル28が踏み込まれると、マスターシリンダ29の油圧によりオペレーティングシリンダ32のプライマリピストン35がセカンダリピストン36ごと左側に移動し、クラッチ本体21が切断側に作動する。また、ソレノイドバルブ46の開度が小さくなると油圧ポンプ45の圧力によりセカンダリピストン36が左側に移動し、クラッチ本体21が切断側に作動する。
【0039】
他方、クラッチペダル28が戻される、またはソレノイドバルブ46の開度が大きくなると、セカンダリピストン36が右側に移動しクラッチ本体21が接続側に作動する。
【0040】
図1に戻り、変速機4は、クラッチ3に接続されたインプットシャフト51と、図示しないプロペラシャフトに接続されたアウトプットシャフト52と、それらインプットシャフト51、カウンタシャフト、メインシャフトおよびアウトプットシャフト52などに設けられた複数のギヤ(図示せず)とを有し、コントローラ6により自動で変速制御される。
【0041】
変速機4には、変速機4のインプットシャフト51の回転数を検出するためのインプットシャフト回転数センサ53が設けられ、そのインプットシャフト回転数センサ53は検出値をコントローラ6に送信する。
【0042】
本実施形態では、変速機4のインプットシャフト51の回転数がクラッチ回転数(クラッチ本体21の出力側回転数)となる。つまり、インプットシャフト回転数センサ53がクラッチ回転数を検出するクラッチ回転数検出手段をなす。これに限定されず、例えば車速と変速機4のギア比とからクラッチ回転数を算出してもよい。この場合、車速に後述する車速センサ76の検出値が使用され、ギア比が後述するシフトセンサ72およびセレクトセンサ73の検出値から算出される。
【0043】
この変速機4のアウトプットシャフト52からの動力が、図示しないプロペラシャフト、ディファレンシャルギヤ、ドライブシャフトを順に経て駆動輪に伝達される。すなわち、上述したクラッチ3、変速機4、図示しないプロペラシャフト、ディファレンシャルギヤおよびドライブシャフトにより、エンジン2から駆動輪に至る動力伝達系が構成される。
【0044】
本実施形態の惰行制御補助装置1は、変速機4(すなわちクラッチ3よりも後段の動力伝達系)に取り付けられ車両10に制動力を可変に付与するための可変制動手段5と、前記コントローラ6とで構成される。コントローラ6は、後述する惰行制御および回生補助制御を実行する制御手段をなす。
【0045】
可変制動手段5は、変速機4に取り付けられたジェネレータ56と、そのジェネレータ56の発電量(回生量ともいう)を調整して制動力を調整する制動力調整手段をなすインバータ57と、そのインバータ57に接続されたバッテリ58(電力調整システム)とを備える。
【0046】
ジェネレータ56とインバータ57(制御システム)とは、変速機内蔵型(または一体型)の小型発電ユニットとして構成される。ジェネレータ56は、エンジン2の出力よりも小さな出力の発電機(例えば交流発電機)であり、例えば10kW以下のものである。このジェネレータ56は、変速機4の後端(図1の右端)に取り付けることが可能な大きさに形成される。
【0047】
より具体的には、ジェネレータ56の軸59にギヤ60が固定され、そのギヤ60が変速機4のアウトプットシャフト52に固定されたギヤ61に歯合し、これらギヤ60とギヤ61とを介して、所定のギア比(減速比)でジェネレータ56がアウトプットシャフト52に連結される。また、変速機4の後部に、ギヤ60とギヤ61とを収容するハウジング63が設けられ、そのハウジング63の外面(後面)にジェネレータ56が取り付けられる。
【0048】
なお、図例では、小型のジェネレータ56を変速機4の後端に取り付けているが、可変制動手段5は、出力kW(制動力)が制御できて減速が加えられるものであれば何でもよい。例えば、可変制動手段5は、リターダーやオルタネータでも構わない。また、制御が可能であればエアコンのコンプレッサ(可変容量のもの)も可変制動手段5に適用可能である。
【0049】
ジェネレータ56やオルタネータであれば発電した電気を通常のオルタネータ発電の補助として使用するか、熱として放出するかはコスト換算で決める。コストに見合わない場合にはジェネレータ56により発電された電気を熱に変換し放熱して捨てても構わない。リターダーであれば熱として放出する。どちらにしても数KW(例えばエンジン2の最大出力の約10%以下)と少ないレベルなので車両10によって用途を適宜決めることができる。
【0050】
インバータ57は、ジェネレータ56により発電された電気を交流から直流に変換してバッテリ58に供給し、そのバッテリ58に充電された電気が車両10の図示しない補機類に供給される。インバータ57は、ジェネレータ56からバッテリ58に流れる電流(または電圧)を調整可能であり、その電流(または電圧)を調整することにより、ジェネレータ56の回生制動力を調整する。インバータ57はコントローラ6により制御される。
【0051】
コントローラ6は、エンジン2を制御するエンジン電子制御ユニット66と、変速機4を制御するトランスミッション電子制御ユニット67とで構成される。
【0052】
エンジン電子制御ユニット66には、前記エンジン回転数センサ13と、アクセルペダル68の踏み込み量(アクセル開度)を検出するためのアクセル開度センサ69と、インジェクタ12などが通信可能に接続される。エンジン電子制御ユニット66は、後述する惰行制御の際に、エンジン回転数センサ13の検出値が所定のアイドリング回転数となるようにインジェクタ12を制御してエンジン2をアイドリング運転させる。
【0053】
図3に示すように、トランスミッション電子制御ユニット67には、各種機器類44、46、71−86が通信可能に接続される。
【0054】
より詳細には、図3において、71はシフトノブSW(スイッチ)、72は変速機4のシフトセンサ&セレクトセンサ&ニュートラルセンサ、75は前記インプットシャフト回転数センサ(T/M回転センサともいう)、76は車速センサ、77はアイドルSW、78はマニュアル切替SW、79はパーキングブレーキSW、80はドアSW、81はブレーキSW、82は半クラッチ調整SW、83はクラッチ3のストロークを検出するためのクラッチセンサ、84はクラッチ断接機構22の出力系通路38に設けられた油圧SW、85は坂道発進補助用バルブ、86はウォーニング&メータである。
【0055】
これらエンジン電子制御ユニット66とトランスミッション電子制御ユニット67とは、CAN87(車載ネットワーク)により相互に通信可能に接続される。例えば、CAN87により、エンジン電子制御ユニット66とトランスミッション電子制御ユニット67との間で、エンジン回転数、アクセル開度、エンジン回転変更要求などの信号が通信される。
【0056】
本実施形態のコントローラ6は、車両10の走行中にエンジン2がノーロード状態のときにクラッチ3を切断すると共にエンジン2をアイドリング運転する惰行制御を行う。その惰行制御の開始と終了とを、コントローラ6は、アクセル開度とクラッチ回転数とをパラメータとしたマップ(以下、惰行制御MAPという)から判断する。
【0057】
次に、図4から図6に基づき本実施形態の惰行制御補助装置1の作用について説明する。
【0058】
まず、惰行制御について説明する。
【0059】
一般に、エンジン2には、エンジン2の回転を妨げる内部フリクションが存在しており、その内部フリクションが運転状態のエンジン2に対して抵抗として作用する。内部フリクションは、基本的にエンジン回転数が高いほど大きくなり、あるエンジン回転数では、燃料の燃焼により得られる出力と同じ大きさとなる。
【0060】
このエンジン回転数のとき、燃焼により得られる出力はエンジン2の回転を保つためのみに使用されることになり、エンジン2から駆動輪側(変速機4側)への実質的な出力は0または0の近傍となる。つまり、エンジン2はノーロード状態となる。このノーロード状態では、エンジン2の出力がほぼ0であるため、エンジン2を動力伝達系から切り離しても駆動輪側への影響はなく車速は変化しない。
【0061】
そこで、惰行制御は、このようにエンジン2の出力が実質的に0となるときに、クラッチ3を切断してエンジン2を動力伝達系から切り離し、そのエンジン2の回転数を所定のアイドリング回転数まで低下させることで、エンジン2の回転を維持するのに必要な燃料噴射量を低減して、燃費の低減を図ったものである。
【0062】
図4に基づき惰行制御の作動の一例を説明する。
【0063】
図4に示すように、時刻t0ではアクセル開度が70%であり、時刻t0からエンジン回転数が上昇し車両10が加速する。
【0064】
時刻t1では、アクセルペダル68が戻されてアクセル開度が35%となり惰行制御の開始条件が成立する。これにより時刻t1から惰行制御が開始、実行される。
【0065】
時刻t1から時刻t2までは、エンジン回転数がアイドリング回転数となり、クラッチ3が切断されて車両10が惰行走行(コースト)する。
【0066】
時刻t2では、惰行制御の終了条件が成立する。図例では、アクセル開度が0%となる、または惰行条件解除条件(例えば後述する終了条件1)が成立する。これにより惰行制御が終了し、クラッチ3を接続するための回転合わせ制御が開始される。
【0067】
その回転合わせ制御によりエンジン回転数が変速機4のインプットシャフト51の回転数に一致すると、クラッチ3が接続される。これによりエンジンブレーキが作用して車両10が減速されエンジン回転数が減少する。
【0068】
このように、コントローラ6は、所定の開始条件が成立したときに惰行制御を開始し、その惰行制御の実行中に所定の終了条件(禁止条件)が成立したときに惰行制御を終了する。
【0069】
図5に基づき惰行制御の開始条件と終了条件とについて説明する。
【0070】
図5は、惰行制御の開始および終了の判定に用いられる惰行制御MAPであり、数値化されてコントローラ6の図示しない記憶手段に記憶される。惰行制御MAPは、縦軸がクラッチ回転数であり、横軸がアクセル開度である。
【0071】
惰行制御MAPには、惰行制御の開始および終了を判断するための各しきい線が設定され、コントローラ6は、惰行制御MAP上に、アクセル開度センサ69により検出されたアクセル開度とインプットシャフト回転数センサ53により検出されたクラッチ回転数とをプロットし、そのプロットした点(以下、プロット点という)を各しきい線と比較する。
【0072】
より詳細には、図5の惰行制御MAPにおいて、符号Nはノーロード線である。ノーロード線Nは、エンジン2の出力とフリクションとが釣り合うときのアクセル開度とクラッチ回転数(エンジン回転数)とを実験などにより予め求め、その求めたアクセル開度とクラッチ回転数を、惰行制御MAP上にプロットして設定される。
【0073】
符号Sは開始しきい線である。開始しきい線Sは、惰行制御の開始を判断するためのしきい線であり、プロット点が、開始しきい線Sをアクセル開度が小さい側から大きい側へと跨いだときに惰行制御が開始される。開始しきい線Sは、ノーロード線Nをアクセル開度が小さい側(アクセルペダル68を戻す側)にオフセット(シフト、ずらして)させると共に後述するチューニングを施して設定される。
【0074】
符号Aは加速0しきい線である。加速0しきい線Aは、惰行制御の終了を判断するためのしきい線であり、惰行制御の実行中に、プロット点が加速0しきい線Aをアクセル開度が小さい側から大きい側へと跨いだときに惰行制御が終了される。加速0しきい線Aは、ノーロード線Nをアクセル開度が大きい側(アクセルペダル68を踏み込む側)にオフセットさせると共にチューニングを施して設定される。
【0075】
符号Rは減速0しきい線である。減速0しきい線Rは、惰行制御の終了を判断するためのしきい線であり、惰行制御の実行中に、プロット点が減速0しきい線Rをアクセル開度が大きい側から小さい側へと跨いだときに惰行制御が終了される。減速0しきい線Rは、ノーロード線Nを開始しきい線Sよりもアクセル開度が小さい側(アクセルペダル68を戻す側)にオフセットさせると共にチューニングを施して設定される。
【0076】
符号Lは惰行制御下限線である。惰行制御下限線Lは、惰行制御を実行するクラッチ回転数の下限を規定する線であり、クラッチ回転数が一定の値(クラッチ回転数しきい値という)の直線である。そのクラッチ回転数しきい値は、上述したアイドリング回転数付近に、かつアイドリング回転数よりも高く設定される。つまり、アイドリング回転数付近ではクラッチ3を切っても燃費低減効果は少ないので、クラッチ3は切らない(つまり惰行制御を行わない)。
【0077】
以下の説明において、加速0しきい線Aよりもアクセル開度が大きい側(右側)の領域を加速領域、加速0しきい線Aと減速0しきい線Rとの間の領域を惰行制御可能性領域、減速0しきい線Rよりもアクセル開度が小さい側(左側)の領域を減速領域という。
【0078】
惰行制御の開始条件は以下の4つである。
【0079】
開始条件1 アクセルペダル68の操作速度が所定のしきい値範囲内である。
【0080】
開始条件2 アクセル開度、クラッチ回転数のプロット点が、惰行制御MAPの開始しきい線Sをアクセルペダル68戻し方向で通過した。
【0081】
開始条件3 アクセル開度、クラッチ回転数のプロット点が、惰行制御MAPの惰行制御可能性領域内である。
【0082】
開始条件4 クラッチ回転数がクラッチ回転数しきい値以上である(プロット点が惰行制御下限線L以上である)。
【0083】
これら開始条件1から開始条件4がすべて成立したときにコントローラ6は惰行制御を開始する。
【0084】
惰行制御の終了条件は、以下の2つである。
【0085】
終了条件1 アクセルペダル68の操作速度がしきい値範囲外である。
【0086】
終了条件2 アクセル開度、クラッチ回転数のプロット点が、惰行制御MAPの惰行制御可能性領域外である。
【0087】
本実施形態のコントローラ6は、基本的には、終了条件1または終了条件2が成立したときに惰行制御を終了するが、プロット点が惰行制御可能性領域外であっても後述するハンチング危険領域Cにあるときは、惰行制御を継続する。
【0088】
つまり、コントローラ6は、惰行制御の実行中に、実際のアクセル開度とクラッチ回転数とを惰行制御MAP上にプロットした点がハンチング危険領域Cに入ったときに、惰行制御を継続すると共に可変制動手段5による減速制動を行い、かつ減速制動の制動力を惰行制御を行わないと仮定したときに発生するエンジンブレーキと同じ大きさに設定する、という回生補助制御を行う。
【0089】
ここで、ハンチング危険領域Cは、減速0しきい線Rのチューニングにより求められる。
【0090】
次に、図5に基づき、しきい線のチューニングの一例を説明する。
【0091】
図5の符号T1に示すように、開始しきい線Sは、クラッチ回転数が2000rpm近傍の領域(中速領域)にてノーロード線Nから離れる側(左側)に変化するようにチューニングされる。すなわち、本実施形態のエンジン2には、エンジン回転数2000rpm−2200rpm近辺で燃焼が不安定な領域があることから、惰行制御に入る幅を広げて対処している。
【0092】
また、符号T2に示すように、開始しきい線Sは、2400rpm近傍の領域(高速領域)にてノーロード線Nに近づく側(右側)に変化するようにチューニングされる。これは、高速ではアクセル操作量が小さくなるため、惰行制御へ入る幅を狭めないと作動性が低下するためである。
【0093】
次に、符号T3に示すように、加速0しきい線Aは、クラッチ回転数が1200rpm近傍−約1500rpm近傍の領域(低速領域)にてノーロード線Nから離れる側(右側)に変化するようにチューニングされる。つまり、専用道より低速の領域では、再加速時に10%以上のアクセル開度の増加が多いため、若干加速領域側まで惰行制御可能性領域を広げることが可能である。
【0094】
次に、符号T4に示すように、減速0しきい線Rは、クラッチ回転数が1200rpm近傍−1800rpm近傍の領域(低速領域)にてノーロード線Nから離れる側(左側)に変化するようにチューニングされる。つまり、専用道よりも低速の領域では交通の流れで、減速領域まで惰行制御をしても影響が少ないので惰行制御可能性領域を減速領域側に広げている。
【0095】
さらに、本実施形態の減速0しきい線Rには、ハンチングを防止するためのチューニングが施され、そのチューニングの際にハンチング危険領域Cが求められる。
【0096】
具体的には、減速0しきい線Rをチューニングする際に、まずノーロード線Nをアクセル開度が小さい側にオフセットさせてオフセット線(図示せず)を求める。次に、そのオフセット線を基に惰行制御の実行したときにハンチングが発生し易い領域(ハンチング危険領域C)を走行試験などで求める。次に、ハンチング危険領域Cで惰行制御が終了するようにオフセット線をノーロード線Nに近づく側に変化させた線を求め、その求めた線を減速0しきい線Rとする。
【0097】
図例では、クラッチ回転数が2100rpm近傍かつアクセル開度が約20%−約40%の領域と、クラッチ回転数が3200rpm近傍かつアクセル開度が約55%−約70%の領域とがハンチング危険領域Cとなる。このハンチング危険領域Cは、ハンチング防止のために減少させた惰行領域であり、エンジン2の特性や補機特性などにより定まる。
【0098】
ハンチングの一例について説明すると、ハンチング危険領域Cは、ノーロード線Nに近い領域であるが、他の領域と異なりドライバーは微小なエンジンブレーキが車両に作用することを期待(予測)している。
【0099】
しかし、ハンチング危険領域Cで惰行制御を行った場合、惰行制御によりクラッチ3が切断されるためにエンジンブレーキが作用しない。そのため、ドライバーは、違和感を感じてアクセルペダル68を戻し操作、踏み込み操作する。その操作に伴い、プロット点が惰行制御可能性領域の出入りを繰り返すことになりハンチングが発生してしまう。
【0100】
従来は、ハンチング危険領域Cで惰行制御を終了することで車両10にエンジンブレーキを付与し、ハンチングを防止していた。
【0101】
これに対して、本実施形態では、エンジンブレーキのかわりにジェネレータ56による制動力を付与してハンチングを防止することで、惰行制御を継続する。
【0102】
つまり、ハンチング危険領域Cは減速領域であり、僅かに減速できれば惰行制御を適用することが可能である。
【0103】
そこで、本実施形態のコントローラ6は、惰行制御の実行中に、プロット点がハンチング危険領域Cに入ったら、惰行制御を継続しつつジェネレータ56を廻して抵抗をかける。その際、ジェネレータ56の発電量(回生量)は、アクセル開度とクラッチ回転数、レバースケジュールよりの計算値とする。
【0104】
より具体的には、コントローラ6は、インバータ57を制御することで、ジェネレータ56の回生による減速制動の制動力を、惰行制御を行わないと仮定したときに発生するエンジンブレーキと同じ大きさに設定する。
【0105】
次に、図6に基づきジェネレータ56による回生量の算出について説明する。
【0106】
図6は、エンジン2のレバースケジュールであり、縦軸がエンジントルク、横軸がエンジン回転数である。図中のライン10%−ライン100%は、各アクセル開度におけるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示したものである。
【0107】
なお、惰行制御の実行中は、エンジン回転数がアイドリング回転数となることから、回生量(制動力)を算出する際には、エンジン回転数のかわりにクラッチ回転数(図例ではインプットシャフト回転数センサ53の検出値)が用いられる。
【0108】
回生量の計算は、図3のハンチング危険領域C内(回生領域内)のアクセル開度とクラッチ回転数から図6のレバースケジュールでトルク算出し、W=エンジン回転数Ne(rpm)×エンジントルクTe(Nm)×2π/60で計算できる。
【0109】
また調整用として、係数(例:a)を掛けて、定数(例:b)を足しておくとチューニングし易い。例えば、計算式は、W=a×Ne(rpm)×Te(Nm)×2π/60+bとなる。
【0110】
このレバースケジュールは、実験などにより求められコントローラ6の図示しない記憶手段にマップとして予め記憶される。例えば、コントローラ6は、アクセル開度センサ69とインプットシャフト回転数センサ53との検出値を基に、レバースケジュールからエンジントルクを読み取り、その読み取ったエンジントルクにジェネレータ56の制動力が一致するようにインバータ57を制御する。
【0111】
このように本実施形態の惰行制御補助装置1によれば、チューニングによる惰行制御領域の減少を抑え、燃費を向上させることができる。
【0112】
すなわち、上述の図6のように計算した回生制動を実施することで、ノーロードに変化点を持つようなエンジン2での惰行制御においても減速0しきい線R(点)に変曲点を作ることなく惰行制御を行える。
【0113】
減速0しきい線Rが直線化できることで惰行制御の作動安定性が向上する。これはクラッチ回転数やアクセル開度に惰行制御の終了が比例となって現れるため、惰行制御時の車両10の挙動をドライバーが理解し易くなることからコントロール性が向上するためである。
【0114】
その他にも、可変制動手段5を小型のジェネレータ56により構成したので、低コスト化を図ることができる。
【0115】
つまり、モータジェネレータを有するパラレル型のハイブリッド車両(HEV)であれば、上述した回生補助制御を問題なく作動させることが可能であるが、小さな領域を作動させるためにフルHEVシステムの搭載は無駄であり、かつ回生(減速)のみでよいのでジェネレータ56で十分である。
【0116】
次に、図7に基づき、本実施形態の惰行制御補助装置1による効果を説明する。
【0117】
図7のグラフは、専用道(空車専用道)での効果予測である。図7において、左側の縦軸がエンジン回転数、右側の縦軸が車速、横軸が時間である。
【0118】
符号NEはエンジン回転数の変化を示す線、符号Vは車速の変化を示す線である。符号CCは、惰行制御のみの領域(ハンチング危険領域Cで惰行制御を終了するようにした場合に、惰行制御が実行される領域)を示す。符号ACは、惰行制御+回生補助制御の領域(回生補助制御が実行された領域)を示す。
【0119】
図7に示すように、本実施形態では、回生補助制御が実行される領域ACの分だけ、エンジン回転数をアイドリング回転数に落として走行する距離(時間)が長くなる。そのため、燃料噴射量が低減することになり燃費が向上する。
【0120】
図7の例では、惰行制御のみを行う場合、惰行制御を行わない場合に燃費が比べて7.8%向上した。これに対して本実施形態の場合には、惰行制御を行わない場合に比べて10.1%燃費が向上すると予測される。
【0121】
このように、本実施形態を適用することで惰行制御の領域が若干増えかつ安定するため、さらに燃費が向上し得ることがわかる。
【0122】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【0123】
例えば、上述の実施形態では、可変制動手段をジェネレータとインバータとにより構成したが、これに限定されない。例えば、可変制動手段をオルタネータで構成してもよく、その場合、オルタネータに設けられたレギュレータが制動力調整手段をなす。
【符号の説明】
【0124】
1 惰行制御補助装置
2 エンジン
3 クラッチ
4 変速機
5 可変制動手段
6 コントローラ(制御手段)
10 車両
56 ジェネレータ
57 インバータ(制動力調整手段)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に搭載されたエンジンと、そのエンジンと変速機との間に設けられたクラッチとが制御手段により制御され、
前記制御手段は、前記車両の走行中に前記エンジンがノーロード状態のときに前記クラッチを切断すると共に前記エンジンをアイドリング運転する惰行制御を行い、かつ前記制御手段は、前記惰行制御の開始と終了とを、アクセル開度とクラッチ回転数とをパラメータとした惰行制御マップから判断し、
前記惰行制御マップに、前記惰行制御の終了を判断するための減速0しきい線が設定され、前記制御手段は、前記惰行制御の実行中に、実際のアクセル開度とクラッチ回転数とを前記惰行制御マップ上にプロットした点が、前記減速0しきい線をアクセル開度が大きい側から小さい側へと跨いだときに前記惰行制御を終了し、その惰行制御を補助するための惰行制御補助装置であって、
前記減速0しきい線をチューニングする際に、前記エンジンの出力とフリクションとが釣り合うときのアクセル開度とクラッチ回転数とを前記惰行制御マップ上にプロットしたノーロード線を求め、そのノーロード線をアクセル開度が小さい側にオフセットさせたオフセット線を求め、そのオフセット線を基に前記惰行制御を実行したときにハンチングが発生し易いハンチング危険領域を求め、そのハンチング危険領域で前記惰行制御が終了するように前記オフセット線を前記ノーロード線に近づく側に変化させた線を前記減速0しきい線とした惰行制御補助装置において、
前記クラッチよりも後段の動力伝達系に、前記車両に制動力を可変に付与するための可変制動手段を設け、
前記制御手段は、前記惰行制御の実行中に、実際のアクセル開度とクラッチ回転数とを前記惰行制御マップ上にプロットした点が、前記ハンチング危険領域に入ったときに、前記惰行制御を継続すると共に前記可変制動手段による減速制動を行い、かつ前記減速制動の制動力を、前記惰行制御を行わないと仮定したときに発生するエンジンブレーキと同じ大きさに設定することを特徴とする惰行制御補助装置。
【請求項2】
前記可変制動手段は、前記変速機に取り付けられたジェネレータと、そのジェネレータの発電量を調整して制動力を調整する制動力調整手段とを備えた請求項1記載の惰行制御補助装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−21702(P2011−21702A)
【公開日】平成23年2月3日(2011.2.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−167971(P2009−167971)
【出願日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【出願人】(000000170)いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Fターム(参考)】