JP2010203544A - Coasting control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料消費を抑え、かつ、違和感のない惰行制御が可能な惰行制御装置に関する。 The present invention relates to a coasting control device capable of suppressing fuel consumption and performing coasting control without a sense of incongruity.
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。 In the vehicle, when the accelerator pedal is depressed when the clutch is disengaged, the accelerator is opened and the engine is so-called empty, and the engine speed settles at the engine speed corresponding to the accelerator opening. At this time, the driving force generated by the engine and the engine internal resistance (friction) are balanced, and the engine output torque is zero. That is, the engine does not work at all with respect to the outside, and fuel is wasted. For example, if the engine speed is 2000 rpm, the driver can hear a loud engine sound, so that a considerable amount of fuel is consumed wastefully.
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。 The state in which the engine does not work to the outside is not limited to the idling when the clutch is disengaged, but also occurs while the vehicle is running. That is, the engine only rotates at an engine speed corresponding to the accelerator opening, as in the case of flying, and does not contribute to acceleration / deceleration of the vehicle. At this time, fuel is consumed only for rotating the engine, which is very wasteful.
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を行う惰行制御装置を提案した(特許文献2)。 The present applicant has proposed a coasting control device that performs coasting control that reduces fuel consumption by disengaging the clutch and returning the engine to an idle state when the engine is rotating but does not work to the outside ( Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2の惰行制御では、運転者が加速の意志でアクセルを踏み込んでいるときにもクラッチが断にされる場合があり、運転者にとっては減速から加速に移行する時にトルク抜けが感じられ、違和感がある。
However, in the coasting control of
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、燃料消費を抑え、かつ、違和感のない惰行制御が可能な惰行制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a coasting control device that solves the above-described problems, suppresses fuel consumption, and allows coasting control without a sense of incongruity.
上記目的を達成するために本発明は、アクセル開度とクラッチ回転数を指標とし、エンジン出力トルクが負となるマイナス領域とエンジン出力トルクが正となるプラス領域との境界となるエンジン出力トルクゼロ線に沿わせて惰行制御しきい線が設定された惰行制御判定マップと、上記惰行制御判定マップ上で、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が上記惰行制御しきい線をアクセル開度が減少する方向に通過したとき、惰行制御を開始する惰行制御実行判定部とを備えたものである。 In order to achieve the above object, the present invention uses an accelerator opening and a clutch rotational speed as an index, and an engine output torque zero line that is a boundary between a negative region where the engine output torque is negative and a positive region where the engine output torque is positive. The coasting control determination map in which the coasting control threshold line is set along the coasting line, and the coordinate point of the accelerator opening and the clutch rotation speed on the coasting control determination map, the accelerator opening decreases by the coasting control threshold line. And a coasting control execution determination unit that starts coasting control when the vehicle passes in the direction to travel.
上記惰行制御判定マップは、上記マイナス領域と上記プラス領域との間に上記惰行制御しきい線を含む有限幅の惰行制御可能領域が設定され、上記惰行制御実行判定部は、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が上記惰行制御可能領域から外に出たとき、惰行制御を終了してもよい。 In the coasting control determination map, a coasting controllable region having a finite width including the coasting control threshold line is set between the minus region and the plus region, and the coasting control execution determination unit includes an accelerator opening and a clutch. The coasting control may be terminated when the coordinate point of the rotational speed goes out of the coasting controllable region.
上記惰行制御実行判定部は、クラッチ回転数が下限しきい値を超えているときのみ、上記惰行制御を開始してもよい。 The coasting control execution determination unit may start the coasting control only when the clutch rotational speed exceeds the lower limit threshold value.
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。 The present invention exhibits the following excellent effects.
(1)燃料消費を抑えることができる。 (1) Fuel consumption can be suppressed.
(2)違和感のない惰行制御が可能となる。 (2) The coasting control without a sense of incongruity becomes possible.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示されるように、本発明に係る惰行制御装置を搭載する車両1は、アクセル開度に応じて燃料が投入されるエンジン2と、そのエンジン2の回転軸に対して断・接自在に接続されエンジン回転を負荷側に伝達するクラッチ3と、そのクラッチ3を断・接に駆動するクラッチアクチュエータ4と、クラッチ3の負荷側の軸に接続され所望のギヤ比で回転をタイヤ側の負荷に伝達するトランスミッション5と、運転者が加速操作するためのアクセルペダル6と、そのアクセルペダル6の踏み込み量を検出するアクセルセンサ7と、アクセルセンサ7が検出した踏み込み量に応じてアクセル開度を決定するアクセル開度制御部8と、クラッチアクチュエータ4に対して断・接の指令を出力するクラッチ断接制御部9と、クラッチ回転数を検出するクラッチ回転数センサ10を備える。以上の部材は、従来より周知のものであり、詳しくは説明しない。また、この車両は、図示・説明がなくとも、周知の部材は全て備えるものである。
As shown in FIG. 1, a
クラッチ回転数センサ10が検出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5のインプットシャフトの回転数と同一である。そこで、クラッチ回転数センサ10は、インプットシャフトからクラッチ回転数を検出する。
The clutch rotational speed detected by the clutch
惰行制御装置11は、所定の条件下において、クラッチ3を断に制御すると共に、アクセル開度を0%に制御する(エンジンをアイドル状態にする)ものである。
The coasting control device 11 controls the
これに加え、本発明に係る惰行制御装置11は、アクセル開度とクラッチ回転数を指標とし、エンジン出力トルクが負となるマイナス領域とエンジン出力トルクが正となるプラス領域との境界となるエンジン出力トルクゼロ線に沿わせて惰行制御しきい線が設定された惰行制御判定マップ12と、その惰行制御判定マップ12上で、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が上記惰行制御しきい線をアクセル開度が減少する方向に通過したとき、惰行制御を開始する惰行制御実行判定部13とを備える。
In addition, the coasting control device 11 according to the present invention uses the accelerator opening and the clutch rotational speed as an index, and defines an engine that is a boundary between a negative region where the engine output torque is negative and a positive region where the engine output torque is positive. The coasting
さらに、惰行制御実行判定部13は、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が後述する惰行制御可能領域から外に出たとき、惰行制御を終了するようになっている。 Further, the coasting control execution determination unit 13 terminates coasting control when the accelerator opening and the coordinate point of the clutch rotational speed go out of the coasting controllable region described later.
また、惰行制御実行判定部13は、クラッチ回転数が下限しきい値を超えているときのみ、上記惰行制御を開始するようになっている。 The coasting control execution determination unit 13 starts the coasting control only when the clutch rotational speed exceeds the lower limit threshold value.
惰行制御判定マップ12は、あらかじめエンジン2についてアクセル開度とクラッチ回転数の相関をクラッチ断の状態にて計測して作成される。
The coasting
図2に示されるように、惰行制御判定マップ12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12は、エンジン出力トルクが負となるマイナス領域Mと、エンジン出力トルクが正となるプラス領域Pとに分けることができる。すなわち、マイナス領域Mは、エンジン要求トルクよりもエンジン2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Pは、エンジン要求トルクがエンジン2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Mとプラス領域Pの境界となるエンジン出力トルクゼロ線Zは、背景技術で述べたようにエンジン2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。
As shown in FIG. 2, the coasting
本実施形態では、惰行制御判定マップ12のエンジン出力トルクゼロ線Z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Tが設定される。 In the present embodiment, the coasting control threshold line T is set slightly to the left of the engine output torque zero line Z of the coasting control determination map 12 (on the side where the accelerator opening is small).
惰行制御判定マップ12には、マイナス領域Mとプラス領域Pとの間に惰行制御しきい線Tを含む有限幅の惰行制御可能領域CAが設定される。
In the coasting
惰行制御判定マップ12には、クラッチ回転数の下限しきい線Uが設定されている。下限しきい線U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U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。
In the coasting
以下、惰行制御装置11の動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the coasting control device 11 will be described.
惰行制御実行判定部13は、アクセル開度制御部8がエンジン2に出力したアクセル開度と、クラッチ回転数センサ10が検出したクラッチ回転数とを常に監視し、惰行制御判定マップ12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、惰行制御実行判定部13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、惰行制御実行判定部13は、惰行制御を開始するか否かの判定を行わない。
The coasting control execution determination unit 13 constantly monitors the accelerator opening output by the accelerator
次に、座標点が惰行制御しきい線Tをアクセル開度が減少する方向に通過すると、惰行制御実行判定部13は、惰行制御を開始する。すなわち、惰行制御装置11は、クラッチ3を断に制御すると共に、アクセル開度を0%に制御する。これにより、クラッチ3は断となり、エンジン2はアイドル状態になる。
Next, when the coordinate point passes the coasting control threshold line T in the direction in which the accelerator opening decreases, the coasting control execution determination unit 13 starts coasting control. That is, the coasting control device 11 controls the
図2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T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、惰行制御実行判定部13は、惰行制御を開始しない。 As shown in FIG. 2 by the arrow indicating the moving direction of the coordinate point, the direction in which the accelerator opening decreases is the left direction in the figure. Even if the coordinate point passes the coasting control threshold line T, if the movement direction of the coordinate point has a component in the right direction in the figure, the accelerator opening increases, so the coasting control execution determination unit 13 performs coasting control. Do not start.
惰行制御実行判定部13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12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。座標点が惰行制御可能領域CAから外に出たとき、惰行制御実行判定部13は、惰行制御を終了する。これにより、エンジン2にはアクセルセンサ7が検出した踏み込み量に応じてアクセル開度制御部8が決定したアクセル開度が与えられ、クラッチ3は接となる。
The coasting control execution determination unit 13 always monitors the accelerator opening and the clutch rotational speed even after starting coasting control, and plots the coordinate points of the accelerator opening and the clutch rotational speed on the coasting
以上の動作により、アクセルペダル6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Tを通過しても惰行制御が開始されず、アクセルペダル6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T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。
With the above operation, when the
なお、惰行制御実行判定部13は、座標点が下限しきい線U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2がアイドル状態のときにクラッチ3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、惰行制御実行判定部13は、座標点が下限しきい線U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。
The coasting control execution determination unit 13 does not start coasting control when the coordinate point is below the lower limit threshold line U (the clutch rotational speed is lower than the lower limit threshold). This is because even if the
次に、惰行制御判定マップ12の具体的な設定例を説明する。
Next, a specific setting example of the coasting
図3に示されるように、惰行制御判定マップ12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)としたグラフを作成する。クラッチ3を断したままアクセル開度を掃引してエンジン回転数を計測する。これにより、実測したエンジン出力トルクゼロ線Zを描くことができる。
As shown in FIG. 3, in order to create the coasting
エンジン出力トルクゼロ線Zよりも左側全体がマイナス領域Mであり、右側全体がプラス領域Pである。 The entire left side of the engine output torque zero line Z is the minus region M, and the entire right side is the plus region P.
エンジン出力トルクゼロ線Zのやや左側に惰行制御しきい線Tを定義して描く。惰行制御しきい線Tのやや左側に減速ゼロしきい線Tgを推測して描く。エンジン出力トルクゼロ線Zのやや右側に加速ゼロしきい線Tkを推測して描く。減速ゼロしきい線Tgと加速ゼロしきい線Tk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Uは、この例では、880rpmに設定する。 A coasting control threshold line T is defined and drawn slightly on the left side of the engine output torque zero line Z. A deceleration zero threshold line Tg is estimated and drawn slightly to the left of the coasting control threshold line T. An acceleration zero threshold line Tk is estimated and drawn slightly to the right of the engine output torque zero line Z. A region sandwiched between the deceleration zero threshold line Tg and the acceleration zero threshold line Tk is defined as a coasting controllable region CA. The lower limit threshold line U is set to 880 rpm in this example.
なお、減速ゼロしきい線Tg、加速ゼロしきい線Tkは、運転者が運転しづらくない程度に設定するが、人間の感官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Tは、減速ゼロしきい線Tgの中央に設定する。 The deceleration zero threshold line Tg and the acceleration zero threshold line Tk are set to such an extent that the driver is not likely to drive. The coasting control threshold line T is set at the center of the deceleration zero threshold line Tg.
以上のように作成した図3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、惰行制御実行判定部13がその演算処理に利用可能な惰行制御判定マップ12が得られる。
The graph of FIG. 3 created as described above is appropriately digitized (discretized) and written in the storage element, whereby the coasting
次に、エンジン状態と本発明による惰行制御との関係を考察する。 Next, the relationship between the engine state and the coasting control according to the present invention will be considered.
図4に示されるように、横軸をエンジン回転数とし縦軸をエンジン出力トルクとしたグラフを作成する。上の一点鎖線とエンジン出力トルク=0の間の領域A1は、エンジン2から出力トルクが取り出されている領域である。ハッチングを付した領域A2は、本発明の惰行制御を実行する領域である。領域A2を除くエンジン出力トルク0未満の領域A3は、エンジンブレーキ、排気ブレーキが作動している領域である。
As shown in FIG. 4, a graph is created with the horizontal axis representing the engine speed and the vertical axis representing the engine output torque. A region A1 between the upper one-dot chain line and the engine output torque = 0 is a region where the output torque is extracted from the
本発明による惰行制御は、エンジン回転数の広い範囲にわたり、エンジン出力トルクが0かその近傍である狭い範囲からなる領域A2において実行される。 The coasting control according to the present invention is executed in a region A2 composed of a narrow range in which the engine output torque is 0 or in the vicinity thereof over a wide range of the engine speed.
このような惰行制御を行うために、惰行制御装置11は、図1に示した構成に加え、第一領域判定マップ(図6)と、第二領域判定マップ(図7)と、現在のアクセル開度及びクラッチ回転数が第二領域判定マップにおける領域T”に存在し、かつ、現在のアクセル開度及びクラッチ回転数が第一領域判定マップにおいて前回と同じ領域にあり、かつ、アクセル開度が前回アクセル開度より小さいときに、惰行制御を開始し、現在のアクセル開度及びクラッチ回転数が第二領域判定マップにおける領域T”から脱したとき惰行制御を終了する惰行制御実行判定部13とを備える。 In order to perform such coasting control, the coasting control device 11 includes a first region determination map (FIG. 6), a second region determination map (FIG. 7), and a current accelerator in addition to the configuration illustrated in FIG. 1. The opening degree and the clutch rotational speed are present in a region T ″ in the second region determination map, the current accelerator opening amount and the clutch rotational number are in the same region as the previous time in the first region determination map, and the accelerator opening amount Coasting control is started when the accelerator opening is smaller than the previous accelerator opening, and coasting control is terminated when the current accelerator opening and clutch rotational speed are out of the region T ″ in the second region determination map. With.
ここで、図6の第一領域判定マップは、図2の惰行制御判定マップ12と同様に、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。図2と同じ惰行制御しきい線Tを境界にして第一マイナス領域M’と第一プラス領域P’が区分されている。下限しきい線Uより下は領域A’である。
Here, the first region determination map in FIG. 6 is a map in which the horizontal axis is the accelerator opening and the vertical axis is the clutch rotational speed, like the coasting
図7の第二領域判定マップは、図2の惰行制御判定マップ12と同様に、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。領域T”は、図2の惰行制御可能領域CAに相当し、領域T”より左上の領域を領域M”とし、領域T”より右下の領域を領域P”とする。下限しきい線Uより下は領域A”である。
The second region determination map in FIG. 7 is a map in which the horizontal axis is the accelerator opening and the vertical axis is the clutch rotational speed, like the coasting
惰行制御を行うためのアルゴリズムは、次のようになる。 The algorithm for coasting control is as follows.
図5に示されるように、まず、ステップS1において、アクセル開度とクラッチ回転数を検出する。アクセル開度は、アクセル開度制御部8がアクセルペダル6の踏み込み量に応じて決定したアクセル開度である。クラッチ回転数は、クラッチ回転数センサ10が検出したクラッチ回転数である。検出されたクラッチ回転数とアクセル開度を第一、第二領域判定マップに適用して現在の領域をそれぞれ判定する。
As shown in FIG. 5, first, in step S1, the accelerator opening and the clutch rotational speed are detected. The accelerator opening is an accelerator opening determined by the accelerator
ステップS2において、第二領域判定マップでの判定が領域T”であるかどうか判定し、領域T”でなければ、ステップS6へ進む。第二領域判定マップでの判定が領域T”であれば、ステップS3へ進む。 In step S2, it is determined whether or not the determination in the second area determination map is the area T ″. If not, the process proceeds to step S6. If the determination in the second area determination map is the area T ″, the process proceeds to step S3.
ステップS3において、第一領域判定マップでの判定が前回領域と同じ領域であるかどうか判定し、同じ領域でなければ、ステップS7へ進む。第一領域判定マップでの判定が前回領域と同じ領域であれば、ステップS4へ進む。なお、このステップS3での判定は、前回から今回にかけて惰行制御しきい線Tを跨いだかどうかの事象を判定していることになる。 In step S3, it is determined whether or not the determination in the first area determination map is the same area as the previous area. If not, the process proceeds to step S7. If the determination in the first area determination map is the same area as the previous area, the process proceeds to step S4. Note that the determination in step S3 is determining whether or not the coasting control threshold line T has been straddled from the previous time to this time.
ステップS4において、アクセル開度が前回アクセル開度より小さいかどうか判定し、NoであればステップS7へ進む。アクセル開度が前回アクセル開度より小さければ、ステップS5へ進む。なお、このステップS4での判定は、惰行制御しきい線Tを跨いだ方向がアクセル戻り方向(開度が小さくなる方向)であるかどうかの事象を判定していることになる。 In step S4, it is determined whether the accelerator opening is smaller than the previous accelerator opening, and if No, the process proceeds to step S7. If the accelerator opening is smaller than the previous accelerator opening, the process proceeds to step S5. The determination in step S4 is to determine whether or not the direction crossing the coasting control threshold line T is the accelerator return direction (the direction in which the opening decreases).
ステップS5において、惰行制御を開始し、ステップS7へ進む。 In step S5, coasting control is started, and the process proceeds to step S7.
ステップS6において、惰行制御を終了し、ステップS7へ進む。 In step S6, coasting control is terminated and the process proceeds to step S7.
ステップS7において、第一領域判定マップでの判定結果を前回領域として記憶する。また、アクセル開度を前回アクセル開度として記憶する。今回の処理を終了する。 In step S7, the determination result in the first area determination map is stored as the previous area. Further, the accelerator opening is stored as the previous accelerator opening. This process is terminated.
11 惰行制御装置
12 惰行制御判定マップ
13 惰行制御実行判定部
11
Claims (3)
上記惰行制御判定マップ上で、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が上記惰行制御しきい線をアクセル開度が減少する方向に通過したとき、惰行制御を開始する惰行制御実行判定部とを備えたことを特徴とする惰行制御装置。 The coasting control threshold line is set along the engine output torque zero line that is the boundary between the negative region where the engine output torque is negative and the positive region where the engine output torque is positive, using the accelerator opening and the clutch speed as indices. Coasting control determination map,
On the coasting control determination map, a coasting control execution determination unit that starts coasting control when the coordinate point of the accelerator opening and the clutch rotation speed passes the coasting control threshold line in the direction in which the accelerator opening decreases. A coasting control device comprising the coasting control device.
上記惰行制御実行判定部は、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が上記惰行制御可能領域から外に出たとき、惰行制御を終了することを特徴とする請求項1記載の惰行制御装置。 In the coasting control determination map, a coasting controllable region having a finite width including the coasting control threshold line is set between the minus region and the plus region,
The coasting control device according to claim 1, wherein the coasting control execution determination unit terminates coasting control when a coordinate point between an accelerator opening and a clutch rotational speed goes out of the coasting controllable region.
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