JP2014040889A

JP2014040889A - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP2014040889A
Application number: JP2012184225A
Authority: JP
Inventors: Shuko Kin; 種甲金; Tomohiko Kawai; 智彦河合
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2014-03-06
Anticipated expiration: 2032-08-23
Also published as: JP5949324B2

Abstract

【課題】運転者が要求する減速度と、惰性走行しているときの減速度との乖離を抑制もしくは防止することができる車両の走行制御装置を提供する。
【解決手段】動力源から駆動輪に動力を出力して走行している状態から、動力源から駆動輪に動力を出力せずに車両の走行慣性力によって惰性走行する状態へ切り替えて車両を走行させることができる車両の走行制御装置において、車両が加速走行している状態から車両の走行慣性力によって惰性走行させる場合に、動力源と駆動輪との動力の伝達を係合機構によって遮断して惰性走行させる手段（ステップＳ５）と、車両が一定の車速で走行している状態または減速走行している状態から車両の走行慣性力によって惰性走行させる場合に、動力源と駆動輪とを動力伝達可能に係合機構によって連結して惰性走行させる手段（ステップＳ６）とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、走行中の車両における駆動力や制動力を制御する装置に関し、特に走行慣性力により走行する車両の惰性走行を制御する装置に関するものである。

従来知られた車両は、特許文献１や特許文献２に記載されているように、アクセルやブレーキが操作されていないときには、主として車両の走行慣性力によって惰性走行するように制御される。また、惰性走行する際には、動力源である内燃機関から車両を走行させるための動力を伝達する必要がないので、惰性走行している間は、内燃機関に自立回転する程度の燃料を供給したり、燃料の供給を停止したりするように制御して燃費の向上を図っている。具体的には、内燃機関と駆動輪との動力の伝達を選択的に遮断することができるクラッチを設け、そのクラッチを解放して内燃機関と駆動輪との動力の伝達を遮断することによって、内燃機関を自立回転させあるいは内燃機関を停止させて惰性走行させるいわゆるニュートラル惰性走行をさせたり、クラッチを係合して内燃機関と駆動輪との動力の伝達を可能にした状態で、内燃機関への燃料の供給を停止して、内燃機関のポンピングロスなどの制動力、すなわちエンジンブレーキを駆動輪に作用させて惰性走行させるいわゆるフューエルカットをさせたりすることで、燃費の向上を図っている。

上述したように車両が惰性走行しているときであっても、制動力を作用させず、あるいは制動力を作用させることができるので、従来知られた車両は、車両を惰性走行させる際の走行状態に応じて制御するように構成されている。特許文献１には、その一例が記載されており、車両が走行する走行路の勾配および車速に基づいて、車両が所定の距離を走行したときに加速するか減速するかを判断して、ニュートラル惰性走行させるか否かを判断するように構成されている。すなわち、車両が今後走行する走行路の情報を入手することにより、車両が今後走行する走行状態に応じた惰性走行を選択するように構成されている。具体的には、車両が下り勾配の走行路を走行しているときには、その勾配角度が大きいと車速が増大するため、現在の車速とその増加速度とから、所定の距離を走行したときに所定の車速以上となってしまう場合には、クラッチを係合させた状態でフューエルカットしてエンジンブレーキを作用させながら惰性走行させ、車両が上り勾配の走行路を走行しているときには、車速が低下する傾向となり特に制動力を作用させる必要がないので、クラッチを解放させてニュートラル惰性走行させるように構成されている。このように車速が増大する可能性があるときに、エンジンブレーキを作用させることでブレーキ操作されるまでの距離を長くすることができ、また車速が低下する可能性があるときに、エンジンブレーキを作用させないことでアクセル操作されるまでの距離を長くすることができる。すなわち、特許文献１に記載されたように制御することにより、惰性走行している距離を長くすることができ、その結果、燃費をより一層向上させることができる。

特開２０１２−１０１６３６号公報特開２００４−２７０９４４号公報

上述したように特許文献１に記載された制御装置は、車両が走行する走行路の勾配と車速とに基づいてクラッチを係合させたり解放させたりするように構成されている。すなわち、特許文献１に記載された制御装置は、走行路がほぼ平坦な路面などを走行しているときには、車速のみに起因してクラッチが制御されてしまう可能性がある。一方、運転者によるアクセルペダルの操作の仕方は区々であり、例えば、運転者が意図した車速まで加速した時点で、アクセルペダルが踏み戻される場合もある。そのような場合において、クラッチを係合してエンジンブレーキを作用させてしまうと、アクセルペダルを戻したと同時に減速し始めてしまい、運転者が意図した走行状態とは異なった走行状態となってしまう可能性がある。また、車間距離が狭まるなどによりエンジンブレーキを作用させて減速するためにアクセルペダルを戻した場合にクラッチが解放されてしまうと、運転者が意図した制動力を得ることができず、運転者が違和感を感じてしまう可能性がある。そのため、車両が加速しているときや減速しているときにアクセルペダルが戻された場合においては、運転者が意図した走行状態に合わせた駆動力や制動力を得ることができない可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、運転者が要求する減速度と、惰性走行しているときの減速度との乖離を抑制もしくは防止することができる車両の走行制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源と駆動輪との間に前記動力源が出力した動力を前記駆動輪に対して伝達しまたその伝達を遮断する係合機構を備え、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力して走行している状態から、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力せずに車両の走行慣性力によって惰性走行する状態へ切り替えて前記車両を走行させることができる車両の走行制御装置において、前記車両が加速走行している状態から前記車両の走行慣性力によって惰性走行させる場合に、前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を前記係合機構によって遮断して惰性走行させる手段と、前記車両が一定の車速で走行している状態または減速走行している状態から前記車両の走行慣性力によって惰性走行させる場合に、前記動力源と前記駆動輪とを動力伝達可能に前記係合機構によって連結して惰性走行させる手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記動力源と前記駆動輪とを動力伝達可能に前記係合機構によって連結して惰性走行させた後に、前記係合機構によって前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を遮断することを特徴とする車両の走行制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記動力源は、内燃機関を含み、前記動力源と前記駆動輪とを動力伝達可能に前記係合機構によって連結して惰性走行させるときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止することを特徴とする車両の走行制御装置である。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力することを要求された状態から、該要求がなくなった状態と切り替わることを条件として、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力して走行している状態から、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力せずに前記車両の走行慣性力によって惰性走行する状態へ切り替えることを特徴とする車両の走行制御装置である。

この発明によれば、惰性走行させる時点で車両が加速しているときには、動力源と駆動輪との動力の伝達が係合機構によって遮断される。そのため、惰性走行させ始めた時点で、動力源の動力損失などによる制動力が作用することを抑制もしくは防止することができる。すなわち過剰な制動力が作用することを抑制もしくは防止することができるので、運転者が要求する減速度と、惰性走行しているときの減速度との乖離を抑制もしくは防止することができる。さらに、惰性走行させる時点で車両が定常走行しているときあるいは減速走行しているときには、動力源と駆動輪とが動力伝達可能に連結された状態を維持して惰性走行させるので、惰性走行させ始めた時点で急激に減速度が低下してしまうことを抑制もしくは防止することができる。言い換えると、惰性走行させ始める時点での減速度が、運転者が要求する減速度より小さくなってしまうことを抑制もしくは防止すること、すなわち運転者が要求する減速度と惰性走行しているときの減速度との乖離を抑制もしくは防止することができる。そして、動力源から駆動輪に動力を出力することが要求されなって、車両の走行慣性力によって惰性走行させるため、惰性走行している時間あるいは距離の分、燃費を向上させることができる。

また、この発明によれば、動力源と駆動輪とを動力伝達可能に連結した状態で惰性走行させた後に、係合機構によって動力源と駆動輪との動力の伝達を遮断させる手段を備えているので、動力源と駆動輪とが動力伝達可能に連結した状態で惰性走行して要求される車速まであるいは要求される時間、減速した後に、動力源と駆動輪との動力の伝達を遮断することで、過剰に車速が低下してしまったり動力源の回転数が低下してしまったりすることを抑制もしくは防止することができる。そのため、車速を増大させるなどのために、再度、動力源から駆動輪に動力を出力する要求がされるまでの時間や走行距離を長くすることができるので、燃費をより一層向上させることができる。

さらに、この発明によれば、動力源は、内燃機関を含み、動力源と駆動輪とが動力伝達可能に連結されて惰性走行しているときに、内燃機関への燃料の供給を停止するので、動力源と駆動輪とが動力伝達可能に連結されて惰性走行しているときの燃費をより一層向上させることができる。また、惰性走行し始める時点での制動力を比較的大きくすることができるので、運転者が要求する減速度と、惰性走行しているときの減速度との乖離を抑制もしくは防止することができる。

この発明に係る車両の走行制御装置の第１の制御例を説明するためのフローチャートである。第１の制御例を実行した場合におけるアクセルペダルの操作量、車両の加速度、車速のそれぞれの変化を示したタイムチャートであり、（ａ）はアクセルペダルが踏み込まれて加速走行していた状態から惰性走行する場合を示し、（ｂ）はアクセルペダルが踏み込まれて定常走行あるいは減速走行していた状態から惰性走行する場合を示している。この発明に係る車両の走行制御装置の第２の制御例を説明するためのフローチャートである。第２の制御例を実行し、かつアクセルペダルが踏み込まれて定常走行あるいは減速走行していた状態から惰性走行する場合におけるアクセルペダルの操作量、車両の加速度、車速のそれぞれの変化を示したタイムチャートである。車両に搭載された動力伝達装置を示すスケルトン図である。図５に示す有段変速機における各変速段を設定するために係合するクラッチあるいはブレーキを示す図表である。

つぎにこの発明に係る車両の走行制御装置の一例を具体的に説明する。この発明の対象とすることのできる車両は、電動機や内燃機関などの動力源と駆動輪との間に、その動力源と駆動輪との動力の伝達を遮断することができる係合装置を備えたものである。図５には、その車両の一例を説明するためのスケルトン図である。図５に示す車両は、動力源と駆動輪との間に前進８段および後進１段の変速段を設定できる有段変速機３を有した動力伝達装置を示している。図５に示す動力伝達装置は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関（以下、エンジン１と記す。）と、そのエンジン１の出力軸４に連結された、トルク増幅機能を有した流体伝動装置（以下、トルクコンバータ５と記す。）と、トルクコンバータ５の出力軸６に連結された有段変速機３と、有段変速機３の出力軸７にデファレンシャルギヤ８を介して連結された駆動輪２，２とを有している。なお、図５に示す動力伝達装置は、前輪に動力を伝達するように構成されたものであってもよく、後輪に動力を伝達するように構成されたものであってもよい。

ここで、図５に示す有段変速機３の具体的な構成について説明する。図５に示す有段変速機３は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構９と、ラビニョウ型の遊星歯車機構１０とによって構成されている。図５に示すダブルピニオン型の遊星歯車機構９は、ケース１１に連結されて回転不能に固定されたサンギヤ９Ｓと、そのサンギヤ９Ｓと同心円上に配置されたリングギヤ９Ｒと、サンギヤ９Ｓと噛み合う第１ピニオンギヤ９Ｐ１と、第１ピニオンギヤ９Ｐ１とリングギヤ９Ｒとの双方に噛み合う第２ピニオンギヤ９Ｐ２と、第１ピニオンギヤ９Ｐ１と第２ピニオンギヤ９Ｐ２とを自転および公転可能に保持し、トルクコンバータ５の出力軸６と一体に回転するキャリヤ９Ｃとによって構成されている。なお、トルクコンバータ５の出力軸６は、有段変速機３の入力軸として機能するため、以下の説明では、入力軸６と記す。したがって、ダブルピニオン型の遊星歯車機構９は、サンギヤ９Ｓがケース１１に固定されているため、エンジン１からキャリヤ９Ｃに伝達された動力の回転数を減少させてリングギヤ９Ｒから出力するように構成されている。すなわち、ダブルピニオン型の遊星歯車機構９は、キャリヤ９Ｃが入力要素として機能し、サンギヤ９Ｓが反力要素として機能し、リングギヤ９Ｒが出力要素として機能する３要素の遊星歯車機構であり、上述したようにエンジン１から伝達された動力の回転数を減少させて出力する減速機として機能するように構成されている。

つぎに、ラビニョウ型の遊星歯車機構１０の構成について説明する。図５に示すラビニョウ型の遊星歯車機構１０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構とダブルピニオン型の遊星歯車機構とを複合させて構成した４要素の複合遊星歯車機構である。具体的には、中空状に形成されたサンギヤ１０Ｓ１と、そのサンギヤ１０Ｓ１に噛み合い軸線方向に比較的長く形成されたロングピニオンギヤ１０Ｐ１と、サンギヤ１０Ｓ１の中空部を貫通して配置された回転軸１２と一体化されたサンギヤ１０Ｓ２と、そのサンギヤ１０Ｓ２とロングピニオンギヤ１０Ｐ１との双方に噛み合い軸線方向における長さが比較的短く形成されたショートピニオンギヤ１０Ｐ２と、ロングピニオンギヤ１０Ｐ１とショートピニオンギヤ１０Ｐ２とを自転および公転可能に保持するキャリヤ１０Ｃと、出力軸７に連結されたリングギヤ１０Ｒとによって構成されている。すなわち、サンギヤ１０Ｓ１、ロングピニオンギヤ１０Ｐ１、キャリヤ１０Ｃおよびリングギヤ１０Ｒによってシングルピニオン型の遊星歯車機構が構成され、サンギヤ１０Ｓ２、ロングピニオンギヤ１０Ｐ１、ショートピニオンギヤ１０Ｐ２、キャリヤ１０Ｃおよびリングギヤ１０Ｒによってダブルピニオン型の遊星歯車機構が構成されている。言い換えると、シングルピニオン型の遊星歯車機構とダブルピニオン型の遊星歯車機構とにおけるロングピニオンギア１０Ｐ１とリングギヤ１０Ｒとキャリヤ１０Ｃとが共用されている。このように構成されたラビニョウ型の遊星歯車機構１０は、各サンギヤ１０Ｓ１，１０Ｓ２とキャリヤ１０Ｃとリングギヤ１０Ｒとが、ラビニョウ型の遊星歯車機構１０を構成する部材以外に連結された回転要素として機能する、いわゆる４要素の遊星歯車機構によって構成されている。

そして、前記ダブルピニオン型の遊星歯車機構９と、ラビニョウ型の遊星歯車機構１０とを構成する各回転要素を、選択的に係合あるいは解放することができるクラッチ、および係合することにより回転不能にするブレーキが複数設けられている。図５に示す例では、リングギヤ９Ｒとサンギヤ１０Ｓ２との間、具体的には、リングギヤ９Ｒと回転軸１２との間にクラッチＣ１が設けられ、入力軸６とキャリヤ１０Ｃとの間にクラッチＣ２が設けられ、リングギヤ９Ｒとサンギヤ１０Ｓ１との間にクラッチＣ３が設けられ、キャリヤ９Ｃとサンギヤ１０Ｓ１との間にクラッチＣ４が設けられている。さらに、係合することによりサンギヤ１０Ｓ１を回転不能にするブレーキＢ１と、係合することによりキャリヤ１０Ｃを回転不能にするブレーキＢ２とが設けられている。また、キャリヤ１０Ｃにおける回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチＦ１が設けられている。

上述した有段変速機における各クラッチおよび各ブレーキを図６に示すように係合あるいは解放することによって、各変速段が設定される。具体的には、クラッチＣ１とブレーキＢ２あるいはワンウェイクラッチＦ１とが係合することによって前進第１速が設定される。なお、ワンウェイクラッチＦ１は、キャリヤ１０Ｃの逆回転（エンジン１の回転とは範囲方向の回転）を阻止するように係合しているので、これとは反対方向のトルクがキャリヤ１０Ｃに作用するとワンウェイクラッチＦ１は解放する。このような状態ではキャリヤ１０Ｃに反力が作用しないことによりエンジンブレーキ力が生じないので、エンジンブレーキを可能にするためにブレーキＢ２が係合させられる。また、クラッチＣ１とブレーキＢ１とを係合させることによって前進第２速が設定され、クラッチＣ１とクラッチＣ３とを係合させることによって前進第３速が設定され、クラッチＣ１とクラッチＣ４とを係合させることによって前進第４速が設定され、クラッチＣ１とクラッチＣ２とを係合させることによって前進第５速が設定され、クラッチＣ２とクラッチＣ４とを係合させることによって前進第６速が設定され、クラッチＣ２とクラッチＣ３とを係合させることによって前進第７速が設定され、クラッチＣ２とブレーキＢ１とを係合させることによって前進第８速が設定される。さらに、クラッチＣ４とブレーキＢ２とを係合させることによって後進第１速が設定される。

また、図５に示す動力伝達装置には、駆動輪２の回転数を検出するセンサ１３、アクセルペダル１４の開度などの操作量を検出するセンサ１５、入力軸４の回転数を検出するセンサ１６、エンジン回転数を検出するセンサ１７などが設けられており、それらのセンサで検出した信号が、電子制御装置（ＥＣＵ）１８に入力される。その電子制御装置は、入力された信号を一時的に保存するＲＡＭ、予め実験やシミュレーションなどによって用意されたマップや演算式が保存されたＲＯＭ、入力された信号などから種々の演算を行うＣＰＵなどを備えている。そして、その入力された信号に基づいて変速段を設定するために係合させるクラッチやブレーキなどの係合装置を選択して、その選択された係合装置を係合させる信号を出力したり、エンジン１への燃料の供給量を制御したりする。なお、上述したクラッチやブレーキは、ＥＣＵ１８から出力された信号に応じて係合および解放を制御することができるものであればよく、その一例として、油圧アクチュエータによって係合および解放が制御されるものや、電磁アクチュエータによって係合および解放が制御されるものなどである。

上記のように各変速段は、クラッチおよびブレーキの係合装置を少なくとも２つ係合させることによって設定される。言い換えると、各変速段を設定するために係合される係合装置のうち少なくとも一つの係合装置を解放すると、エンジン１と駆動輪２，２との動力伝達が遮断される。すなわち、ニュートラル状態となる。したがって、各変速段を設定する係合装置のうち少なくとも一つの係合装置を解放することによって、エンジン１と駆動輪２，２との動力伝達を遮断することができるので、アクセルペダル１４を踏み込んで走行している状態、すなわちエンジン１から出力された動力を駆動輪２，２に伝達して走行している状態からアクセルペダル１４を戻すと、その走行時における変速段を設定する係合装置の一つを解放してニュートラル状態で走行することができる。こうすることにより、エンジン１をアイドル回転数で運転したりエンジン１の回転を停止したりすることができ、その結果、燃費を低減することができる。

つぎに、この発明に係る車両の走行制御装置の第１の制御例を、図１に示すフローチャートに基づいて説明する。第１の制御例は、上述した係合装置を解放して、エンジン１のポンピングロスなどの制動力、すなわちエンジンブレーキを駆動輪２，２に作用させずに、車両の慣性力によって惰性走行する状態（以下、ニュートラル惰行と記す。）と、上記係合装置を係合しつつエンジン１への燃料の供給を停止して（以下、フューエルカットと記す。）、エンジンブレーキ力を駆動輪２，２に作用させながら、車両の慣性力によって惰性走行する状態とを、アクセルペダル１４が戻される以前の走行状態に基づいて選択するように構成されている。なお、図１に示すフローチャートは、所定時間毎に繰り返し実行される。まず、駆動輪２，２の回転数、すなわち車速を検出するセンサ１３あるいはアクセルペダル１４の操作量を検出するセンサ１５などから入力された情報を収集する（ステップＳ１）。ついで、アクセルペダル１４が踏み込まれて走行していたときの加速度Ａを算出する（ステップＳ２）。具体的には、所定時間前に駆動輪２，２の回転数を検出するセンサ１３によって検出され電子制御装置１８に一時的に保存された回転数から加速度を算出する。なお、ステップＳ２で加速度を算出するのは、運転者が加速する意図を持ってアクセルペダル１４を踏み込んでいるのか、定常あるいは減速する意図を持ってアクセルペダル１４を踏み込んでいるのかを判断するためである。したがって、アクセルペダル１４を戻している過渡期の加速度などを算出してしまうことを抑制もしくは防止するために、所定時間前の加速度を算出している。

さらに、アクセルペダル１４が踏み込まれている状態からアクセルペダル１４が戻されたか否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３の判断は、アクセルペダル１４の操作量を検出するセンサ１５によって取得された信号に基づいて判断することができる。具体的には、前回、アクセルペダル１４が踏み込まれている信号を取得し、今回、そのセンサ１５によってアクセルペダル１４が踏み込まれていない信号を取得した場合、あるいはアクセルペダル１４が踏み込まれている信号を取得できない場合には、ステップＳ３で肯定的に判断される。一方、前回、アクセルペダル１４の操作量を検出するセンサ１５によってアクセルペダル１４が踏み込まれていないと判断された場合や、前回、アクセルペダル１４の操作量を検出するセンサ１５によってアクセルペダル１４が踏み込まれていると判断されたものの、今回も同様にアクセルペダル１４が踏み込まれていると判断された場合には、ステップＳ３で否定的に判断される。

そして、ステップＳ３で否定的に判断された場合には、現状の走行状態を維持したままリターンする。すなわち、現在、アクセルペダル１４が踏み込まれている状態であれば、変速段を設定する係合装置を係合した状態を維持し、アクセルペダル１４が踏み込まれていない状態であれば、変速段を設定する係合装置のうち少なくともいずれか一つの係合装置を解放した状態を維持したまま、言い換えるとニュートラル惰行を維持したままリターンする。それとは反対にステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわちアクセルペダル１４が踏み込まれた状態から、そのアクセルペダル１４が戻されたと判断された場合には、ステップＳ２で算出された所定時間前の加速度Ａが、所定の判断基準となる加速度α以上か否かが判断される（ステップＳ４）。なお、ステップＳ４は、アクセルペダル１４を踏み込むことによって車両が加速していたか否か、すなわち運転者が加速を要求していたか否かを判断するものである。そのため、運転者が加速するためにアクセルペダル１４を踏み込んだときの加速度を、予め実験やシミュレーションなどによって定め、その加速度をステップＳ４における所定の加速度αとすればよく、その所定の加速度αを０としてもよい。また、運転者によるアクセルペダル１４の操作の仕方によるバラツキによって、加速度は常時変化している可能性があるので、ステップＳ４では、ステップＳ２で算出された加速度のみで判断せずに、所定時間走行している車速を複数回検出し、それぞれ検出された車速毎に加速度を算出して、それら算出された加速度の平均値が所定の加速度以上か否かを判断してもよい。

ステップＳ４で肯定的に判断された場合、すなわち車両が加速していた場合には、ニュートラル惰行を実施して（ステップＳ５）、リターンする。すなわち、変速段を設定するために係合させられていた係合装置のうち少なくともいずれか一つの係合装置を解放する。なお、係合装置を解放すると同時に、エンジン１への燃料の供給を停止してもよく、エンジン１が自立回転することができる程度に燃料を供給していてもよい。一方、ステップＳ５で否定的に判断された場合、すなわち車両が走行している走行抵抗や動力伝達装置内の動力損失あるいは駆動輪２，２と路面との転がり摩擦抵抗もしくは走行路面の勾配角度など車速が減速する方向に作用する荷重が大きく、アクセルペダル１４が踏み込まれていたにも拘わらず定常走行であったり減速走行であったりした場合には、係合装置を係合した状態を維持して（ステップＳ６）、リターンする。なお、ステップＳ６では、係合装置を係合した状態を維持していればよく、エンジン１への燃料の供給を停止しても走行状態に応じて燃料を供給してもよい。

つぎに、上述した制御を実行した場合におけるアクセルペダル１４の操作と、車両の加速度と、車速との変化について説明する。図２は、それらの変化を示すタイムチャートであって、図２（ａ）はアクセルペダル１４が踏み込まれて加速している状態から、アクセルペダル１４が戻されたときの車両の加速度と車速との変化を示し、図２（ｂ）は、アクセルペダル１４が踏み込まれて定常走行している状態から、アクセルペダル１４が戻されたときの車両の加速度と車速との変化を示している。なお、図２における横軸は時間を示している。まず、アクセルペダル１４が踏み込まれて加速走行している状態から、アクセルペダル１４が戻されたときの車両の加速度と車速との変化について説明する。図２（ａ）に示すようにアクセルペダル１４が踏み込まれている間は、そのアクセルペダル１４の踏み込み量に応じた動力がエンジン１から出力されて、その動力が走行抵抗や動力伝達装置内での摩擦損失あるいは駆動輪２，２と路面との転がり摩擦抵抗などより大きいと、車両が加速する。なお、図２（ａ）では、車両が等加速度で走行している状態を示している。したがって、図２（ａ）におけるｔ０時点からｔ１時点までは、加速度が一定でかつ車速が比例的に増大している。

そして、ｔ１時点でアクセルペダル１４が戻されると、上述した第１の制御例におけるステップＳ３で肯定的に判断され、またアクセルペダル１４が踏み込まれている間、加速度は車速が増大する方向（正方向）となっているので、上述した第１の制御例におけるステップＳ４も肯定的に判断される。そのため、アクセルペダル１４が戻されると、図２（ａ）に示すようにクラッチを解放してニュートラル惰行に移行し、加速度は車速が減少する方向（負方向）となり、車速が比例的に減速する。なお、ニュートラル惰行となって車速が低下するのは、走行抵抗や駆動輪との転がり摩擦抵抗あるいはクラッチと駆動輪２，２との間に設けられたギヤトレーンなどの摩擦抵抗などが不可避的に作用するためである。

つぎに、アクセルペダル１４が踏み込まれていて定常走行している状態から、アクセルペダル１４が戻されたときの車両の加速度と車速との変化について説明する。図２（ｂ）に示すようにアクセルペダル１４が踏み込まれている間は、そのアクセルペダル１４の踏み込み量に応じた動力がエンジン１から出力されて、その動力と走行抵抗や動力伝達装置内での摩擦損失あるいは駆動輪２，２と路面との転がり摩擦抵抗などとが同じであると、車両が定常走行、すなわち一定車速で走行する。なお、図２（ｂ）では、車両が等速で走行している状態を示している。したがって、図２（ｂ）におけるｔ０時点からｔ１時点までは、加速度が０で車速が一定となっている。

そして、ｔ１時点でアクセルペダル１４が戻されると、上述した制御例におけるステップＳ３で肯定的に判断され、またアクセルペダル１４が踏み込まれている間、加速度が０であるので、上述した第１の制御例におけるステップＳ４では否定的に判断される。そのため、アクセルペダル１４が戻されると、図２（ｂ）に示すようにクラッチを係合した状態を維持しつつフューエルカット（Ｆ／Ｃ）して走行させている。そのため、ｔ１時点以降では、走行抵抗や駆動輪２と路面との転がり摩擦抵抗あるいは動力伝達装置内での摩擦抵抗に加えて、エンジン１のポンピングロスなどの制動力が駆動輪２に作用するので、加速度が負方向に大きくなる。その結果、車速がニュートラル惰行時における減速率より大きく減速している。

上述したようにアクセルペダル１４が踏み込まれて加速走行している状態からアクセルペダル１４が戻されたときに、クラッチを解放してニュートラル惰行することで、アクセルペダル１４が戻されると同時に過剰な制動力が作用してしまうことを抑制もしくは防止することができる。すなわち、車速が目標とする車速まで到達してアクセルペダル１４を戻したときには、大きく減速されずに惰性走行することができ、運転者が意図した減速度を作用させながら、言い換えるとほとんど減速させず惰性走行させることができる。また、そのようにほとんど減速させずに惰性走行させることによって、車速が低下して再度加速するためにアクセルペダル１４を踏み込むことを抑制することができ、その結果、惰性走行させる距離を長くすることができるので、燃費を向上させることができる。

また、アクセルペダル１４が踏み込まれて定常走行あるいは減速走行している状態から、運転者が減速するためにアクセルペダル１４を戻すと、エンジン１のポンピングロスなどのエンジンブレーキを作用させながら惰性走行させることができ、ブレーキペダルが踏み込まれる頻度を低減することができる。特にその惰性走行時にフューエルカットすることによって、制動力を大きくすることができるので、ブレーキペダルが踏み込まれる頻度をより一層低減することができる。その結果、惰性走行している距離あるいは時間を長くし、エンジン１への燃料の供給量を低減することができるので、燃費を向上させることができる。また、運転者は減速するために、すなわちエンジンブレーキを作用させるためにアクセルペダル１４を戻すので、その際に運転者が予定した制動力を作用させることができる。すなわち、運転者が意図した減速度を作用させながら惰性走行させることができる。

つぎに、上述した第１の制御例を実行した場合よりも一層燃費を向上させることができる第２の制御例について説明する。図３は、第２の制御例を説明するためのフローチャートである。第２の制御例は、クラッチを係合して惰性走行している状態からニュートラル惰行に移行する手段を備えたものであって、図１におけるステップＳ１からステップＳ６までは同一の制御を実行するので、ここでは同一の符号を付して説明を省略する。上述した第１の制御例では、ステップＳ３で否定的に判断された場合には、その走行状態を維持してリターンするように構成されていたが、第２の制御例では、ステップＳ３で否定的に判断された場合には、アクセルペダル１４が踏み込まれていないか否かを判断する（ステップＳ７）。すなわち、現在、エンジン１から駆動輪２，２に動力を伝達して走行している場合や惰性走行している場合には、ステップＳ３で否定的に判断されるので、ステップＳ７では、現在、惰性走行しているか否かを判断する。具体的には、アクセルペダル１４の操作量を検出するセンサ１５によって、アクセルペダル１４が踏み込まれている信号を検出していないか否かによって判断する。

ステップＳ７で否定的に判断された場合、すなわちアクセルペダル１４が踏み込まれている場合には、エンジン１から駆動輪２，２に動力を伝達して走行しているので、その走行状態を維持してそのままリターンする。それとは反対に、ステップＳ７で肯定的に判断された場合、すなわちアクセルペダル１４が踏み込まれておらず惰性走行している場合には、クラッチが係合しているか否かを判断する（ステップＳ８）。すなわち、現在、ニュートラル惰行しているかエンジンブレーキを作用させて惰行しているかを判断する。この判断は、クラッチを係合させるための信号が電子制御装置１８から出力されているか否かによって判断することができる。

そして、ステップＳ８で否定的に判断された場合、すなわちクラッチが解放されている場合、言い換えるとニュートラル惰行している場合には、そのままニュートラル惰行の状態を維持してリターンする。それとは反対にステップＳ８で肯定的に判断された場合、すなわちクラッチが係合した状態で惰性走行している場合には、惰性走行を開始してから所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ９）。ステップＳ９の判断は、クラッチを係合してエンジンブレーキを作用させた状態で走行し続けると、車速が低下しすぎてしまったりエンジン回転数が低下しすぎてしまったりする可能性があるので、クラッチを係合してエンジンブレーキを作用させた状態で所定時間走行したら、クラッチを解放してニュートラル惰行させるための判断である。なお、ステップＳ９における所定時間は、車両の重量やフューエルカットしたときのエンジンブレーキの大きさなどに基づいて予め実験やシミュレーションなどによって定めた時間である。

したがって、ステップＳ９で否定的に判断された場合は、クラッチを係合してエンジンブレーキを作用させて惰性走行し始めた状態なので、そのままクラッチを係合した状態を維持してリターンする。それとは反対にステップＳ９で肯定的に判断された場合は、所定時間継続してエンジンブレーキを作用させて走行しており、運転者が意図した車速まで減速した可能性が高いので、クラッチを解放してニュートラル惰行させる（ステップＳ６）。なお、ステップＳ９における判断は、クラッチを係合して惰性走行している時間によって判断することに限定されず、例えば、車速や惰性走行に移行したときからの車速の変化量などによて判断してもよい。

つぎに、上述した第２の制御例を実行した場合におけるアクセルペダル１４の操作量や車両の加速度あるいは車速の変化について、図４に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。なお、図４には、アクセルペダル１４が踏み込まれて定常走行している状態からアクセルペダル１４が戻されて惰性走行したときのアクセルペダル１４の操作量や車両の加速度あるいは車速の変化の一例を示している。まず、ｔ０時点からｔ１時点までは、アクセルペダル１４が踏み込まれて定常走行している。すなわち、車両の加速度が０であり、車両が一定となっている。そして、ｔ１時点でアクセルペダル１４が戻されると、上述したステップＳ３で肯定的に判断され、かつステップＳ４で否定的に判断されるので、クラッチを係合した状態を維持しつつ惰性走行する。なお、図４に示す例では、惰性走行時にフューエルカットを実行している。そのため、比較的大きなエンジンブレーキが作用するので、車両の加速度は負側に大きくなり、車速の減速度、すなわち車速が減速する方向の変化率が大きくなっている。

ついで、クラッチを係合して惰性走行している時間が所定時間経過（ｔ２時点）すると、上述したステップＳ９で肯定的に判断されるので、クラッチが解放されてニュートラル惰行し始める。なお、クラッチを急激に解放させることにより車両の加速度が急激に変化すると、ショックが発生したり加速したように運転者が感じたりしてしまう可能性があるので、図４では、クラッチの係合圧を徐々に低下させてクラッチを解放している。そして、クラッチが完全に解放されると（ｔ３時点）、エンジン１による制動力が減少するので車両の加速度が正方向に増大するとともに、車速の減速度が小さくなる。

上述した第２の制御例のように、クラッチを係合させた状態で所定時間走行した後に、ニュートラル惰行に移行することによって、車両が減速しすぎて運転者がアクセルペダル１４を踏み込んでしまうまでの走行時間あるいは走行距離を長くして、惰性走行する時間や距離を長くすることができる。その結果、燃費をより一層向上させることができる。

なお、この発明における車両の走行制御装置は、動力源であるエンジンと駆動輪との間にクラッチやブレーキなどの係合装置を備えていればよい。したがって、上述した動力伝達装置における変速機が、ベルト式無段変速機やトロイダル式無段変速機などの変速機を変化させるための係合装置を有さない変速機である場合には、動力伝達経路における変速機の前後いずれかに係合装置を設けたものであってもよい。また、上述した例における変速機は、２つの係合装置を係合させることによって変速段を設定することができるように構成されているが、３つ以上の係合装置を係合させて変速段を設定するように構成された変速機であってもよい。さらに、エンジンに代えて電動機を動力源としてもよく、エンジンと電動機との双方を動力源としてもよい。また、上述した例では、アクセルペダルの操作量を検出することによって惰性走行させるか否かを判断するように構成されているが、要は、エンジンから出力された動力を駆動輪に伝達して走行することを要求しているか否かを判断することができればよい。

１…エンジン、２…駆動輪、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…クラッチ、Ｂ１，Ｂ２…ブレーキ、Ｆ１…ワンウェイクラッチ。

Claims

動力源と駆動輪との間に前記動力源が出力した動力を前記駆動輪に対して伝達しまたその伝達を遮断する係合機構を備え、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力して走行している状態から、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力せずに車両の走行慣性力によって惰性走行する状態へ切り替えて前記車両を走行させることができる車両の走行制御装置において、
前記車両が加速走行している状態から前記車両の走行慣性力によって惰性走行させる場合に、前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を前記係合機構によって遮断して惰性走行させる手段と、
前記車両が一定の車速で走行している状態または減速走行している状態から前記車両の走行慣性力によって惰性走行させる場合に、前記動力源と前記駆動輪とを動力伝達可能に前記係合機構によって連結して惰性走行させる手段と
を備えていることを特徴とする車両の走行制御装置。
前記動力源と前記駆動輪とを動力伝達可能に前記係合機構によって連結して惰性走行させた後に、前記係合機構によって前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を遮断することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行制御装置。
前記動力源は、内燃機関を含み、
前記動力源と前記駆動輪とを動力伝達可能に前記係合機構によって連結して惰性走行させるときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の走行制御装置。
前記動力源から前記駆動輪に動力を出力することを要求された状態から、該要求がなくなった状態と切り替わることを条件として、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力して走行している状態から、前記動力源から前記駆動輪に動力を出力せずに前記車両の走行慣性力によって惰性走行する状態へ切り替えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の走行制御装置。