JP2010525252A - 車両における自動惰性走行機能の作動状態持続時間を引き延ばす方法 - Google Patents

Abstract

クルーズ・コントロールを備える車両における、クルーズ・コントロール作動期間中の、自動惰性走行機能の作動状態持続時間を引き延ばす方法において、前記機能は、前記機能を作動させることが可能となる第１の車両設定速度（Ｖ_設定速度）を決定する手段と前記第１の車両設定速度（Ｖ_設定速度）から第１の下側速度値（Ｖ_下側速度）までの所定の車両速度許容低下幅（ｄ）を計算する手段と、を備えている。前記機能は、前記機能の作動状態持続時間を引き延ばすように、前記下側速度値に基づいて制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼機関、変速機およびクルーズ・コントロールを備える車両における、自動惰性走行機能の作動状態持続時間を引き延ばす方法に関する。

本発明はまた、上記方法を実行するためのコンピュータで使用するコンピュータ・プログラムおよびコンピュータ・プログラム製品に関する。

遊星歯車装置を基にして設計された車両用自動変速機は通常、遊星歯車装置の段同士の間に一方向のカップリングを有する。この一方向のカップリングは、推進エンジンが駆動状態の場合は、トルクをエンジンから駆動車輪へ伝達するオートマチックギアの位置にロックされるが、トルクがそれと反対方向に伝達される場合、すなわちゼロスロットルで車両が動作中の場合は、係合が解除され、エンジン・ブレーキを行うことなく車両を惰性走行させる。こうして車両の運動エネルギーを利用することによって、エンジン・ブレーキ中の場合よりも燃料消費が少なくなる。

これに対応する機械式自動変速機（ＡＭＴ）用の惰性走行機能が、特許文献１に示されている。この場合、惰性走行機能は、車両内に配設されたアクセルペダルが所定の旋回角度範囲内に位置するときに、ギアボックスに配設されたスプリット・ギヤを中立位置にすることによって実現する。この旋回角度は、ペダルの停止位置から一定の距離にある点から、ペダル旋回角度の全範囲のうち、わずかな角度だけ広がっている。運転者は、駆動状態をエンジン駆動状態からエンジン・ブレーキを行わない車両惰性走行へ変更したい場合、エンジンからの駆動が遮断される所定の範囲に達するように、アクセルペダルを緩める。エンジン・ブレーキが必要な場合は、運転者はさらにアクセルペダルを、完全に、あるいは係合解除される所定の範囲を通過した位置まで解放する。

従来技術の惰性走行機能の他の例が、特許文献２に開示されている。この惰性走行機能は、所定の車両状態が支配的になっている場合に自動的に作動する。この状態は、少なくとも勾配があまり急でない下り坂で移動している状態と、運転者（アクセルペダルによる）または車両のクルーズ・コントロールから燃料要求が無い状態を含む。特定の車両設定速度で惰性走行機能が作動している期間、すなわちクルーズ・コントロールが作動している期間中に、特定の速度上限値（Ｖ_{ＢＣＣ設定速度}、ブレーキ・クルーズ設定速度）を超えると、惰性走行機能は自動的に停止し、車両は自動的に上記Ｖ_{ＢＣＣ設定速度}を下回る速度まで制動される。車両速度がＶ_{ＢＣＣ設定速度}を下回ると、適切な車両状態がまだ支配的ならば、惰性走行機能は再び作動する。

特許文献２に、上記Ｖ_{ＢＣＣ設定速度}を、少なくとも支配的な道路勾配に応じて自動的に調節できることが開示されている。

特許文献２にさらに、近い将来の道路勾配、例えば支配的な下り坂が近い将来終わるといったことに応じて、惰性走行機能の停止を引き延ばすように上記Ｖ_{ＢＣＣ設定速度}を自動的に調節、つまりＶ_{ＢＣＣ設定速度}を上昇できることが開示されている。

車両の走行抵抗がほぼゼロの特定の下り坂では、特定の車両設定速度に対して惰性走行の持続時間が短すぎることが予測（計算）されることから、従来技術による装置では惰性走行機能を作動させない。したがって、従来技術による装置では、惰性走行機能を作動開始させるために、走行抵抗がより小さい下り坂（実際面では勾配の急な下り坂）が必要である。

惰性走行機能は、持続時間が短すぎるときは、燃料上の不利益が生じることから作動させることができない。持続時間が短すぎるときに惰性走行機能を作動させない他の理由としては、ふつうなら得られるはずの移動の快適さが低減することになるということもある。従来技術の装置では、走行抵抗がほぼゼロの時にヒステリシスが使用される。つまり、惰性走行を再作動できるようにするには、事前に車両を設定速度より少し上回る車両速度まで加速する必要がある（燃料の噴射が無いと好ましい）。こうすることで十分な惰性走行持続時間が確保される。

国際公開第２００２／０９２３７８号パンフレット 国際公開第２００５／０８４９９５号パンフレット

本発明の目的は、移動快適性を低減することなく燃料節約量をさらに増すことができるように、いかにして惰性走行持続時間をさらに引き延ばすかという問題を解決することである。

本発明による方法は、クルーズ・コントロール作動状態期間中の惰性走行作動状態持続時間を引き延ばすための方法である。惰性走行持続時間を引き延ばすと、より多くの燃料が節約される。本発明は特に、傾斜が比較的小さい下り坂、すなわち車両走行抵抗がほぼゼロである所で有益／効果的である。

上記の問題は、惰性走行機能を作動させることが可能になる速度領域を操作することによって解決される。これは、少なくとも支配的な状態で上記機能を作動させることが可能になる第１の車両設定速度を決定する手段を備える（含むが、必ずしも限定されない）方法によって行うことができる。この方法は、本発明に従って、
少なくとも支配的な状態に対する、上記第１の車両設定速度から下側速度値までの所定の車両速度許容低下幅を計算するステップと、
上記機能の作動状態持続時間を引き延ばすように、上記下側速度値に基づいて上記機能を制御するステップとを特徴とする。

したがって、惰性走行機能持続時間は、惰性走行機能が制御される前に、上記第１の車両設定速度を下回る特定の所定の車両速度低下を許可することによって延ばされる。本発明の一実施形態では、上記制御するステップが、上記下側速度値を上回る車両速度から上記第１の下側速度値へ車両速度が低下した場合に、上記惰性走行機能を停止させるステップを含む。本発明の他の実施形態では、上記制御するステップが、上記下側速度値を下回る車両速度から上記第１の下側速度値へ車両速度が上昇した場合に、上記惰性走行機能を作動させるステップを含む。したがって、車両速度が、減速により下側速度値に近づきつつあり、惰性走行機能が現在作動している場合、下側速度値に達すると惰性走行機能が停止する。一方、車両速度が、加速により下側速度値に近づきつつあり、すなわち、惰性走行機能が現在非作動状態の場合、下側速度値に達すると惰性走行機能が作動する。

本発明の一実施形態では、第１の車両設定速度を、下側車両速度値を用いて第２の車両設定速度へ単に移動することによって、同じ効果を実現することができる。したがって、上記第２の車両設定速度は、上記車両下側速度値と機能の点において等しい。

本発明の一実施形態では、上記第１の車両設定速度より下の上記下側速度値への上記所定の許容車両速度低下幅の大きさの決定が、合理的な所定の時間の範囲内で、上記下側速度値から上記第１の車両設定速度まで加速できる車両の能力によって決まる。したがって、許容車両速度低下幅は、支配的な車両荷重と利用可能な推進出力に適合することができる。

本発明の他の実施形態では、上記第１の車両設定速度を下回る上記所定の車両速度低下は、車両が近い将来、例えば上り坂など、上昇する走行抵抗を受けると想定される場合は生じない。この実施形態の利点は、車両の平均速度がより良好に維持され、大部分の環境下で燃料の総消費量も低減されることである。

本発明の他の実施形態では、車両速度が上記車両下側速度値に達し、上記惰性走行機能が停止され、ギアの係合が必要となる場合に、上記車両下側速度値の大きさを、車両のギアボックスの最高ギアまたは、惰性走行機能が作動する直前に係合されていたギアが再係合可能になる速度値の大きさより小さくしない。

本発明の他の実施形態では、運転者が、少なくとも１つの第１の車両設定速度に対する上記車両下側速度値を手動で設定できる。

本発明の他の実施形態では、上記車両下側速度値を、１つまたは複数の異なる第１の車両設定速度に対して車両製造業者が設定しても、権限が付与された作業者が設定してもよい。

本発明の他の実施形態では、車両が、上記車両下側速度値を下回る車両速度で駆動され、惰性走行機能が現在非作動状態である場合に、重力による車両の加速により上記車両下側速度に達すると、惰性走行機能が作動する。これは、例えば車両が頂上を通過している場合などに発生する。

本発明の他の有利な実施形態は、特許請求項１の後に従属する特許請求の範囲から明らかになる。

以下に、添付の図面を参照して、本発明について詳細に説明する。この図は例示のためであり、本発明の他の好ましい実施形態と、技術的背景を示す。

本発明の一実施形態に従ってどのように惰性走行作動時間を延ばすことができるかを示す図である。 本発明の一実施形態に従ってどのように惰性走行作動時間を延ばすことができるかを示す図である。 本発明のコンピュータ装置の図である。

本発明の一実施形態では、車両が、その被駆動車輪に変速機を介して連結された出力シャフトを有する推進ユニットを備え、上記変速機は、推進ユニットと被駆動車輪の間でギア比を変更するように配置される。推進ユニットは、燃焼機関であっても、例えば燃焼機関と電気モータ／発電機とを備えるハイブリッド機であってもよい。変速機は、惰性走行機能を備える、例えばＡＭＴやデュアル・クラッチ・トランスミッション（ＤＣＴ）などの段付きの歯車変速機であってもよい。この惰性走行機能により、上述したように、かつ従来技術で知られているように燃料を節約するために、ある所定の車両状態の間、車両を惰性走行させることが可能になる。

推進ユニットと変速機は、車両のドライブトレーンを形成する。ドライブトレーンは、当技術分野で知られている各種ドライブトレーン機能を制御するための１つまたは複数の制御ユニットを備えると好ましい。車両はまた、それ自体が既知の技術であるクルーズ・コントロールも備える。本発明による惰性走行機能は、クルーズ・コントロール作動状態の期間は作動状態であることが好ましい。

かかる制御ユニットは、少なくとも支配的な車両状態で上記惰性走行機能を作動させることが可能となる第１の車両設定速度Ｖ_設定速度を決定するようプログラミングすることができる。上記Ｖ_設定速度はまた、上記クルーズ・コントロールのための設定速度にすることができると好ましい。図１に、ｙ軸に車両速度ｖ、ｘ軸に時間ｔをとったグラフが示されている。選択された車両速度の上記第１の車両設定速度Ｖ_設定速度が水平の点線としてプロットされている。このグラフは既知の技術であり、上記第１の車両設定速度を決定する手段によって処理されている。特許文献２に関して上記で述べたように、惰性走行機能はさらに、上限の最大許容車両惰性走行速度Ｖ_{ＢＣＣ設定速度}（ブレーキ・クルーズ設定速度、図示せず）を含むこともできる。特許文献２に示されているＶ_{ＢＣＣ設定速度}関連の機能は、本発明の実施形態に必須ではないが、優れた補完的役割をなすものとなり得ることに留意されたい。

本発明によると、制御ユニットはさらに、少なくとも支配的な車両状態に対する、上記第１の車両設定速度Ｖ_設定速度から第１の下側速度値Ｖ_下側速度までの所定の車両速度許容低下幅を計算するようにプログラミングされる。制御ユニットはさらに、上記下側速度値に基づいて上記惰性走行機能の制御を行うようにプログラミングされる。この利点は、上記惰性走行機能の作動状態持続時間が引き延ばされることである。図１の参照記号ｔ_延長１は、従来技術よりも有益な、本発明の惰性走行作動時間の延長部分を示す。下側速度値Ｖ_下側速度は、図１の上記第１の車両設定速度の下に、水平の点線としてプロットされている。惰性走行機能が作動し、車両の走行抵抗が、図１の曲線１に示されているように車両速度が低下していくようなものである場合に、上記Ｖ_下側速度までの所定の車両速度低下幅ｄを可能にするように、上記制御ユニットは本発明に従ってプログラミングされる。曲線１で示されている車両速度がＶ_下側速度に達すると、作動中の惰性走行機能により車両速度が減速する車両状態で、その惰性走行機能を停止させるステップを少なくとも含んだ制御動作を開始するように上記制御ユニットはプログラミングされる。惰性走行機能を停止することにより、変速機でギアが係合し、推進ユニットが被駆動車輪に駆動式に連結される。本発明の好ましい実施形態では、図１の車両速度上昇曲線２で示されているように、ドライブトレーン制御によって、車両速度を少なくとも上記Ｖ_設定速度まで自動的に上昇させるように、制御ユニットはプログラミングされる。

上記Ｖ_設定速度とＶ_下側速度の差分ｄが、上記所定の車両速度許容低下幅である。本発明の一実施形態では、図１（曲線２参照）に示されているように合理的な所定の時間t_１の範囲内で、上記第１の下側速度値Ｖ_下側速度から上記第１の車両設定速度Ｖ_設定速度まで加速できる車両の能力に応じて、上記所定の許容車両速度低下幅ｄ（したがってＶ_下側速度）の大きさを計算するように、制御ユニットはプログラミングされる。車両が比較的高い走行抵抗を受けると想定されている場合は、Ｖ_下側速度を大きくすることによって、最大許容車両速度低下幅ｄを低減するように、制御ユニットはプログラミングされ、したがって時間t_１は短縮される。当技術分野で知られている、現在または今後の車両走行抵抗を見積もる方法は、異なったものがいくつかある。

本発明の他の実施形態では、車両速度がＶ_下側速度に達し、惰性走行機能が停止され、ギアの係合が必要となる場合に、そのＶ_下側速度を、上記変速機の最高ギア、または惰性走行機能が作動する直前に係合されていたギアが再係合可能になる速度より小さくしないようにすることによって、差分ｄ（すなわちＶ_下側速度の大きさ）を決定するように、制御ユニットをプログラミングすることができる。この、Ｖ_下側速度の大きさを決定する方法は、上記の時間t_１を用いる方法と組み合わせてもよい。この最高車両速度値を与える方法により、Ｖ_下側速度が決定される。

特定のＶ_設定速度および車両状態に対してＶ_下側速度を自動的に決定する上記の実施形態に加えて、運転者が少なくとも１つのＶ_設定速度に対してＶ_下側速度を手動で設定できる本発明の実施形態があってもよい。これは、車両内に配置された上記惰性走行機能を制御するための様々な種類の運転者／車両インターフェースを用いて行うことができる。本発明の他の実施形態では、Ｖ_下側速度を、１つまたは複数の異なるＶ_設定速度に対して工場出荷時に設定しても、権限が付与された作業者が設定してもよい。

本発明の一実施形態によると、上記所定の車両速度低下幅ｄは、車両が近い将来、上昇する走行抵抗を受けると想定される場合は生じない。今後の走行抵抗の予測は、例えば、惰性走行機能の非作動時と作動時の両方の予想パターンを連続的に監視することによって行うことができる。

図２に、図１と同じＶ_下側速度およびＶ_設定速度のグラフが示されている。したがって、図２のｄは、上記で図１に関して論じた実施形態と同様に決定することができる。相違点は、車両速度が下からＶ_下側速度に近づき、Ｖ_下側速度に達する前は惰性走行機能が作動状態ではなく、非作動状態であることだけである。これは、図２の上昇する車両速度曲線３によって示される。本発明の一実施形態によると、曲線３で示されているように、車両速度が上記下側速度値Ｖ_下側速度より下からＶ_下側速度まで上昇したときに、上記惰性走行機能を作動させることによって、その惰性走行機能を上記Ｖ_下側速度に基づいて制御するように、上記制御ユニットはプログラミングされる。制御ユニットが特定の所定の車両状態を認識したときに、惰性走行機能が作動開始される。この状態が生じるのは、車両で、
速度が上記Ｖ_下側速度を下回っている、
惰性走行機能が現在非作動状態である、
車両が例えば頂上を通過しつつある、かつ
頂上を通過完了した時点で、重力による車両加速によりＶ_下側速度に達すると制御ユニットが見積もっている場合である。

したがって、制御ユニットは、従来技術で既知の、予想パターン（走行抵抗）を見積もり／認識し、今後の車両速度を計算する手段を備える。

図２に関して説明した実施形態の主な利点が、図２の参照記号ｔ_延長２によって示されている。参照記号ｔ_延長２は、従来技術よりも有益な、本発明の惰性走行作動時間の延長部分を示す。

図２で説明した実施形態については、特定のＶ_設定速度に対するＶ_下側速度の大きさは、図１に関して説明した実施形態について上記で説明したのと同様に決定することができる。

本発明の他の実施形態では、上記Ｖ_下側速度は、第２の車両設定速度として定義することができる。この定義は、上述の全ての実施形態に使用することができる。

上述の本発明の全ての実施形態で、特定の車両設定速度に対して、今後の予想惰性走行持続時間を予測（計算）するように、制御ユニットをプログラミングすることができる。このように、上記惰性走行機能を作動できるかどうかの判定に、他のパラメータを使用してもよい。予想惰性走行持続時間を前もって計算することについては、それ自体周知であり、上記で説明した。さらに、やはり（上述した）周知のヒステリシスベースの機能を、上記の本発明の実施形態に関して使用することができる。つまり、惰性走行を再作動できるようにするには、事前に車両を上記車両下側速度（あるいは車両設定速度）より少し上回る車両速度まで加速する必要がある（燃料の噴射が無いと好ましい）。これにより、十分な惰性走行持続時間が確保される。

したがって、上記で示したように、複数の異なるＶ_設定速度が存在し、その複数のＶ_設定速度に対してそれぞれ、自動もしくは手動またはその両方で決定される複数の異なるＶ_下側速度が存在してもよいことを理解されたい。

図３に、本発明の一実施形態による装置５００が示されている。この装置は、不揮発性メモリ５２０、プロセッサ５１０および読み書き可能メモリ５６０を備える。メモリ５２０は第１のメモリ部分５３０を有し、そこに、装置５００を制御するためのコンピュータ・プログラムが保存される。メモリ部分５３０にある、装置５００を制御するためのコンピュータ・プログラムは、オペレーティング・システムであってもよい。

装置５００は、例えば本発明の機能によりプログラミングされた上記の制御ユニットなどの制御ユニット内に封入することもできる。データ処理装置５１０は、例えばマイクロコンピュータを備えていてもよい。

メモリ５２０はまた、第２のメモリ部分５４０も有し、そこに、本発明による惰性走行機能を制御するためのプログラムが保存される。代替実施形態では、惰性走行機能を制御するためのプログラムは、例えばＣＤや交換可能な半導体メモリなどの別個の不揮発性のデータ記憶媒体５５０に保存される。プログラムは、実行可能な形式でも、圧縮された状態でも保存することができる。

下記で、データ処理装置５１０が特定の機能を実行することについて言及する場合、メモリ５４０に保存された、または不揮発性記録媒体５５０に保存されたプログラムの特定の部分を、データ処理装置５１０が実行することであることは明らかであろう。

データ処理装置５１０は、データ・バス５１４を介してメモリ５５０と通信するよう作られている。データ処理装置５１０はまた、データ・バス５１２を介してメモリ５２０と通信するよう作られている。さらに、データ処理装置５１０は、データ・バス５１１を介してメモリ５６０と通信するよう作られている。データ処理装置５１０はまた、データ・バス５１５を介してデータ・ポート５９０と通信するよう作られている。

本発明による方法は、データ処理装置５１０によって、すなわちメモリ５４０に保存されたプログラムまたは不揮発性の記録媒体５５０に保存されたプログラムをデータ処理装置５１０が実行することによって、実施することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるとみなすべきではなく、複数の他の変形形態および変更形態が以下の特許請求の範囲内で考えられる。

５００ 本発明の一実施形態による装置
５１０ プロセッサ
５１１ データ・バス
５１２ データ・バス
５１４ データ・バス
５１５ データ・バス
５２０ 不揮発性メモリ
５３０ 第１のメモリ部分
５４０ 第２のメモリ部分
５５０ 不揮発性のデータ記憶媒体
５６０ 読み書き可能メモリ
５９０ データ・ポート

Claims (13)

1. クルーズ・コントロールを備える車両における、クルーズ・コントロール作動期間中の、自動惰性走行機能の作動状態持続時間を引き延ばす方法において、前記機能が、少なくとも支配的な状態で前記機能を作動させることが可能となる第１の車両設定速度（Ｖ_設定速度）を決定する手段を備える方法であって、
   少なくとも支配的な状態に対する、前記第１の車両設定速度（Ｖ_設定速度）から第１の下側速度値（Ｖ_下側速度）までの所定の車両速度許容低下幅（ｄ）を計算するステップと、
   前記機能の作動状態持続時間を引き延ばすように、前記下側速度値に基づいて前記機能を制御するステップとを特徴とする方法。
2. 前記制御するステップが、前記下側速度値（Ｖ_下側速度）を上回る車両速度から前記第１の下側速度値（Ｖ_下側速度）へ車両速度が低下し、かつ前記機能が作動状態の場合に、前記機能を停止させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 車両速度が前記車両下側速度値（Ｖ_下側速度）に達し、前記惰性走行機能が停止され、ギアの係合が必要となる場合に、前記車両下側速度値（Ｖ_下側速度）の大きさを、車両の変速機の最高ギアまたは、惰性走行機能が作動する直前に係合されていたギアが再係合可能になる速度値より小さくしないことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記所定の車両速度低下幅（ｄ）が、車両が近い将来、上昇する走行抵抗を受けると想定される場合は生じないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記制御するステップが、前記下側速度値（Ｖ_下側速度）を下回る車両速度から少なくとも前記第１の下側速度値（Ｖ_下側速度）へ車両速度が上昇し、かつ前記機能が非作動状態の場合に、前記機能を作動させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 重力が前記車両速度上昇の主要な要因であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記所定の許容車両速度低下幅（ｄ）の大きさの計算が、合理的な所定の時間（t_１）の範囲内で、前記第１の下側速度値（Ｖ_下側速度）から前記第１の車両設定速度（Ｖ_設定速度）まで加速できる車両の能力によって決まることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 運転者が、少なくとも１つの第１の車両設定速度（Ｖ_設定速度）に対する前記車両下側速度値（Ｖ_下側速度）を手動で設定できることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記車両下側速度値（Ｖ_下側速度）を、１つまたは複数の異なる第１の車両設定速度（Ｖ_設定速度）に対して工場出荷時に設定しても、権限が付与された作業者が設定してもよいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第１の下側速度値（Ｖ_下側速度）が、第２の車両設定速度として定義されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. コンピュータ上で実行される場合に請求項１に記載の方法を実行するプログラム・コードを含んだ、コンピュータ・プログラム。
12. コンピュータ可読媒体上に保存されたコンピュータ・プログラム製品であって、コンピュータ上で実行される場合に請求項１に記載の方法を実行するプログラム・コードを含んだコンピュータ・プログラム製品。
13. コンピュータ内の内部メモリに直接ロード可能なコンピュータ・プログラム製品であって、コンピュータ上で実行される場合に請求項１に記載の方法を実行するコンピュータ・プログラムを含んだコンピュータ・プログラム製品。

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