JP5146081B2

JP5146081B2 - 燃費管理装置

Info

Publication number: JP5146081B2
Application number: JP2008115967A
Authority: JP
Inventors: 幹生大林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: JP2009264513A

Description

本発明は、ニュートラル制御手段、エコラン制御手段（エンジン停止手段、エンジン停止機能）その他の車両の燃費向上を図るための燃費向上手段（燃費制御機能、燃費向上制御機能）を管理する燃費管理装置に関するものである。

停止維持手段（車両停止維持機能、停止時制動力保持機構）は、信号待ち時や渋滞時にブレーキ油圧を自動で保持することにより車両の停止状態を自動で維持し、ドライバのアクセル操作時（ＡＣＣ（ＡｄａｐｔｉｖｅＣｒｕｉｓｅＣｏｎｔｒｏｌ：車間自動制御システム）の場合はレバー操作時）にブレーキ油圧を解除することにより車両の停止状態を解除して車両を発進させる。

一方、ニュートラル制御手段やエコラン制御手段などの燃費向上手段は、ドライバがブレーキを緩めてからアクセルを踏むまでの時間にエンジンの始動やクラッチの係合を行う。このように、ブレーキを緩めてからアクセルを踏むまでの時間を有効に利用して、車両発進時のドライバビリティ（操縦性、運転のし易さ、運転の快適性）の悪化を抑えている。

ところで、停止維持手段の作動終了条件（解除条件）はアクセル操作又はレバー操作といったドライバが突然行う操作であるため、仮に停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させようとすると、エンジンの始動やクラッチの係合を行う時間を確保することが基本的に困難となる。ゆえに、燃費向上手段の復帰が間に合わず、車両の発進がもたついてドライバビリティが悪化する虞がある。

そこで、停止維持手段および燃費向上手段を持つ車両においては、現状では、発進性の良さを確保するために、停止維持手段が作動している時には燃費向上手段を作動させないようにしている。

ここで、特許文献１には、ブレーキ操作があったときにニュートラル制御を実行する技術が開示されている。特許文献２には、ニュートラル制御の実行を許可するブレーキ圧の閾値を路面の勾配に応じて変化させる技術が開示されている。特許文献３には、アイドリングストップが行われている場合には制動力保持を維持する技術が開示されている。特許文献４には、ニュートラル制御の実行条件が成立した場合、路面勾配および出力軸トルクをパラメータとするマップに従って入力クラッチの伝達トルクが減少する過程におけるブレーキ力を増大するプログラムを実行する技術が開示されている。

特開平５−８７２３６号公報特開２００７−２０５４５２号公報特開２００１−３０１５８７号公報特開２００６−３１２３７８号公報

しかしながら、停止維持手段が作動している時には燃費向上手段を作動させないようにしていることが燃費の悪化を招く一つの要因となっているという問題点があった。また、停止維持手段が作動している時であっても燃費向上のために燃費向上手段を作動させたいという要望があった。

本発明は、上記問題点および上記要望に鑑みてなされたものであって、停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させても、ドライバビリティを悪化させずに燃費の悪化を抑えることができる燃費管理装置を提供することを目的とする。

本発明者は、停止維持手段が作動している時であってもエンジンの始動やクラッチの係合を行う時間を確保することができる場面、すなわち停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させてもドライバビリティが悪化しない場面が存在することを見いだし、本発明を完成させるに至った。すなわち、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる燃費管理装置は、車両が停止している状態を維持するための停止維持手段が作動しているか否かを確認する確認手段と、前記確認手段での確認結果が、前記停止維持手段が作動しているというものであった場合、路面の勾配を検知する検知手段と、前記検知手段で検知した前記勾配に基づいて、ニュートラル制御手段およびエコラン制御手段を少なくとも含む前記車両の燃費向上を図るための複数の燃費向上手段の中から作動対象とするものを選択する選択手段と、前記選択手段で選択した前記燃費向上手段を作動する作動手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる燃費管理装置は、前記に記載の燃費管理装置において、前記選択手段は、前記勾配が所定値以上であった場合には前記ニュートラル制御手段を選択し、前記勾配が前記所定値以下であった場合には前記エコラン制御手段を選択することを特徴とする。

本発明によれば、車両が停止している状態を維持するための停止維持手段が作動しているか否かを確認し、その確認結果が、停止維持手段が作動しているというものであった場合、路面の勾配を検知し、検知した勾配に基づいて、ニュートラル制御手段およびエコラン制御手段を少なくとも含む車両の燃費向上を図るための複数の燃費向上手段の中から作動対象とするものを選択し、選択した燃費向上手段を作動する。これにより、停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させても、ドライバビリティを悪化させずに燃費の悪化を抑えることができるという効果を奏する。換言すると、停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させても、ドライバビリティの悪化抑制と燃費の悪化抑制とを両立することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、停止維持手段を作動させつつ、停止している場所からの車両の発進を妨げずに、ドライバビリティと燃費との双方の視点で最適な燃費向上手段の実行を図ることができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、勾配が所定値以上であった場合にはニュートラル制御手段を選択し、勾配が所定値以下であった場合にはエコラン制御手段を選択する。これにより、上り勾配の場合には、車両のドライバの自然な感覚にあうよう、車両発進時に多少のもたつきを与えることができるという効果を奏する。また、下り勾配の場合には、車重を利用して、車両発進時のもたつきを軽減することができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる燃費管理装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。

［１．本実施の形態の概要］
ここでは、本実施の形態にかかる燃費管理装置の概要について、図１を参照して詳細に説明する。図１は本実施の形態の概要を示す図である。

本実施の形態では、図１に示すように、例えば信号待ち、渋滞および坂道時ならびにＰＣＳ（プリクラッシュセーフティーシステム）作動時およびＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）作動時などに車両の停止を自動で維持し、アクセル操作時（ＡＣＣの場合はレバー操作時）に当該停止を解除する停止維持手段ならびに例えばエコラン制御手段やニュートラル制御手段、モータ制御手段、オルタネータ制御手段などの各種の燃費向上手段を持つ車両において、これらの燃費向上手段を管理する燃費制御マネージャ（本発明にかかる燃費管理装置に相当）を配置した。そして、燃費制御マネージャは、停止維持手段と燃費向上手段とを協調的に制御する協調制御手段であり、停止維持手段が作動している時に、ドライバビリティおよび燃費の双方から見て最適な燃費向上手段を割当て、割当てた燃費向上手段を作動する。具体的には、燃費制御マネージャは、停止維持手段が作動しているか否かを確認し、その確認結果が、停止維持手段が作動しているというものであった場合、路面の勾配を検知し、検知した勾配に基づいて、複数の燃費向上手段の中から作動対象とするものを選択し、選択した燃費向上手段を作動する。

これにより、停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させても、ドライバビリティを悪化させずに燃費の悪化を抑えることができる。換言すると、停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させても、ドライバビリティの悪化抑制と燃費の悪化抑制とを両立することができる。また、本実施の形態によれば、停止維持手段を作動させつつ、停止している場所からの車両の発進を妨げずに、ドライバビリティと燃費との双方の視点で最適な燃費向上手段の実行を図ることができる。

なお、本実施の形態では、燃費制御マネージャは、勾配が所定値以上であった場合にはニュートラル制御手段を選択し、勾配が所定値以下であった場合にはエコラン制御手段を選択してもよい。これにより、上り勾配の場合には、車両のドライバの自然な感覚にあうよう車両発進時に多少のもたつきを与えることができる。また、下り勾配の場合には、車重を利用して車両発進時のもたつきを軽減することができる。ここで、本実施の形態では、燃費制御マネージャは、燃費向上手段の１つであるニュートラル制御手段と停止維持手段とが作動（実行）している状態において車両発進の指示があった場合には、クラッチを係合させた後に当該停止維持手段の作動を解除してもよい。これにより、上り勾配において、車両の後退を防ぎつつ、ドライバの自然なフィーリングにあうような多少のもたつきを車両発進時に与えることができる。

また、本実施の形態では、燃費制御マネージャは、各種の燃費向上手段の中から、例えば故障箇所のある燃費向上手段や開始条件（例えばブレーキ負圧量など）に満たない燃費向上手段を除外することによりその時点で制御可能な燃費向上手段を抽出し、抽出した燃費向上手段の中から、検知した勾配に基づいて作動対象とするものを選択してもよい。これにより、選択対象とする燃費向上手段を制御可能なもののみに絞り込むことができる。

また、本実施の形態では、燃費制御マネージャは、作動対象として選択した燃費向上手段を作動させようとしたその時点で当該燃費向上手段が制御可能でなかった場合には、制御可能な別の燃費向上手段であって例えば燃費向上が大きいものを選択し、選択した当該別の燃費向上手段を作動させてもよい。これにより、例えば燃費向上手段の不意な故障等があったとしても、停止維持手段の作動中に燃費向上手段を作動させることができ、ゆえにドライバビリティの悪化抑制と燃費の悪化抑制とを両立することができる。

［２．本実施の形態の構成］
つぎに、本実施の形態にかかる燃費管理装置を搭載する車両１００の構成について、図２を参照して説明する。図２は車両１００の構成の一例を示すブロック図である。

車両１００は、ブレーキペダル１０２と、レバー１０４と、ＡＣＴ（Ａｃｔｕａｔｏｒ）１０６と、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１０８と、エンジン１１０と、Ｔ／Ｍ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）１１２と、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１１４と、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）１１６と、を少なくとも備える。

ブレーキペダル１０２は、車両１００の減速や停止を行うために当該車両１００のドライバが操作する操作部材である。レバー１０４は、ＡＣＣ作動時における停止維持手段の作動を解除するために車両１００のドライバが操作する操作部材である。

ＡＣＴ１０６は、作動装置であり、具体的にはＥＣＵ１０８からの制御に因りブレーキ油圧（油圧１系統および油圧２系統）を調節する。ＥＣＵ１０８は、電子制御ユニットであり、具体的には電気信号でＡＣＴ１０６の動作を制御する。ＥＣＵ１０８は停止維持手段を備える。ＥＣＵ１０８は、停止維持手段が作動しているか否かを確認する確認部１０８ａと、確認部１０８ａでの確認結果が、停止維持手段が作動しているというものであった場合、路面の勾配を検知する検知部１０８ｂとを備える。

エンジン１１０は、発動機であり、具体的には燃料と空気との混合気をシリンダの燃焼室内で燃焼させてシリンダ内のピストンを押し下げクランクシャフトを回転させることにより車両１００を走行させるための動力（駆動力、制動力）を発生可能な内燃機関である。Ｔ／Ｍ１１２は、変速機であり、動力伝達と変速を行い、トルクを駆動系に伝える。

ＥＣＵ１１４は、電子制御ユニットであり、具体的には電気信号でエンジン１１０の動作を制御する。ＥＣＵ１１４は、車両の燃費向上を図るための燃費向上手段（例えばニュートラル制御手段やエコラン制御手段、モータ制御手段、オルタネータ制御手段など）を複数備える。ＥＣＵ１１４は、検知部１０８ｂで検知した勾配に基づいて、複数の燃費向上手段の中から作動対象とするものを選択する選択部１１４ａと、選択部１１４ａで選択した燃費向上手段を作動する作動部１１４ｂとを備える。なお、選択部１１４ａは、勾配が所定値以上であった場合には燃費向上手段の１つであるニュートラル制御手段を選択し、勾配が所定値以下であった場合には燃費向上手段の１つであるエコラン制御手段を選択してもよい。

ＣＡＮ１１６は、相互に接続されたＥＣＵ１０８とＥＣＵ１１４間のデータ転送を媒介する。

［３．本実施の形態の処理］
つぎに、車両１００で行われる燃費管理処理の一例を、図３を参照して説明する。図３は燃費管理処理の一例を示すフローチャートである。

まず、ＥＣＵ１１４は選択部１１４ａに指令を出し、その指令を受けた選択部１１４ａは、現時点で制御可能な燃費向上手段を抽出する（ステップＳＡ−１）。ここで、選択部１１４ａは、例えば故障箇所のある燃費向上手段や開始条件（例えばブレーキ負圧量など）に満たない燃費向上手段を除外することにより残された燃費向上手段を、制御可能な燃費向上手段として抽出してもよい。

つぎに、ＥＣＵ１１４は、ステップＳＡ−１で抽出した燃費向上手段を、燃費向上が大きい順に順位付けする（ステップＳＡ−２）。ここで、例えばステップＳＡ−１でエコラン制御手段、ニュートラル制御手段、オルタネータ制御手段などを抽出した場合、ＥＣＵ１１４は、燃費向上が大きい順に、第１位：エコラン制御手段、第２位：ニュートラル制御手段、第３位：オルタネータ制御手段、・・・というように順位付けをしてもよい。

つぎに、ＥＣＵ１１４からＣＡＮ１１６を介して指令を受けたＥＣＵ１０８は確認部１０８ａに指令を出し、その指令を受けた確認部１０８ａは、停止維持手段が作動しているか否かを確認する（ステップＳＡ−３）。具体的には、確認部１０８ａは、車両１００が停止しているか否か、具体的には車両１００の車速が０ｋｍ／ｈであるか否かを確認する。

つぎに、ＥＣＵ１０８は、ステップＳＡ−３での確認結果が、停止維持手段が作動中であるというものでなかった場合（ステップＳＡ−４：Ｎｏ）には、ステップＳＡ−２での順位付けが最も良い（燃費向上が最も大きい）燃費向上手段を作動するようＣＡＮ１１６を介してＥＣＵ１１４に指令を出し、その指令を受けたＥＣＵ１１４は当該燃費向上手段を作動するよう作動部１１４ｂに指令を出す。そして、その指令を受けた作動部１１４ｂは当該燃費向上手段をブレーキＯＦＦになるまで作動する（ステップＳＡ−５、ステップＳＡ−６：Ｎｏ）。そして、ＥＣＵ１１４は、ブレーキＯＦＦになると（ステップＳＡ−６：Ｙｅｓ）、エンジン１１０を始動又はクラッチを係合する（ステップＳＡ−７）。

一方、ＥＣＵ１０８は、ステップＳＡ−３での確認結果が、停止維持手段が作動中であるというものであった場合（ステップＳＡ−４：Ｙｅｓ）には、検知部１０８ｂに指令を出し、その指令を受けた検知部１０８ｂは、車両１００が停止している路面の勾配を演算する（ステップＳＡ−８）。

つぎに、ＥＣＵ１０８は、ステップＳＡ−８で演算した勾配に基づいて燃費向上手段を選択するようＣＡＮ１１６を介してＥＣＵ１１４に指令を出し、その指令を受けたＥＣＵ１１４は選択部１１４ａに指令を出す。

つぎに、その指令を受けた選択部１１４ａは、ステップＳＡ−８で演算した勾配が所定値α以下であった（具体的には下り勾配であった）場合（ステップＳＡ−９：Ｙｅｓ）には、エコラン制御手段を作動対象として選択する。そして、ＥＣＵ１１４は、選択部１１４ａで選択したエコラン制御手段がその時点で制御可能な場合（ステップＳＡ−１０：Ｙｅｓ）には作動部１１４ｂに指令を出し、その指令を受けた作動部１１４ｂは、エコラン制御手段を作動して、ステップＳＡ−１１からステップＳＡ−１４までの処理を実行させる。そして、エコラン制御手段は、エンジン１１０をアクセルＯＮになるまで停止し（ステップＳＡ−１１、ステップＳＡ−１２：Ｎｏ）、アクセルＯＮになると（ステップＳＡ−１２：Ｙｅｓ）ブレーキを解除し（ステップＳＡ−１３）、下り坂を走行している途中で車両１００の車重を利用してエンジン１１０を押しがけする（ステップＳＡ−１４）。

一方、選択部１１４ａは、ステップＳＡ−８で演算した勾配が所定値α以下でなかった（具体的には上り勾配であった）場合（ステップＳＡ−９：Ｎｏ）には、ニュートラル制御手段を作動対象として選択する。そして、ＥＣＵ１１４は、選択部１１４ａで選択したニュートラル制御手段がその時点で制御可能な場合（ステップＳＡ−１５：Ｙｅｓ）には作動部１１４ｂに指令を出し、その指令を受けた作動部１１４ｂは、ニュートラル制御手段を作動して、ステップＳＡ−１６からステップＳＡ−１９までの処理を実行させる。そして、ニュートラル制御手段は、クラッチをアクセルＯＮになるまで解放し（ステップＳＡ−１６、ステップＳＡ−１７：Ｎｏ）、アクセルＯＮになると（ステップＳＡ−１７：Ｙｅｓ）クラッチを係合し（ステップＳＡ−１８）、ブレーキを解除する（ステップＳＡ−１９）。

ここで、ＥＣＵ１１４は、選択部１１４ａで選択したエコラン制御手段が現時点で制御可能でなかった場合（ステップＳＡ−１０：Ｎｏ）には、ニュートラル制御手段を選択するよう選択部１１４ａに指令を出し、その指令を受けた選択部１１４ａは、ニュートラル制御手段を作動対象として選択する。また、ＥＣＵ１１４は、選択部１１４ａで選択したニュートラル制御手段が現時点で制御可能でなかった場合（ステップＳＡ−１５：Ｎｏ）には、エコラン制御手段およびニュートラル制御手段以外の他の燃費向上手段であって例えば燃費向上が大きいものを選択するよう選択部１１４ａに指令を出し、その指令を受けた選択部１１４ａは、ステップＳＡ−２での順位付けの結果に基づいて当該他の燃費向上手段を作動対象として選択する。そして、ＥＣＵ１１４は、選択部１１４ａで選択した当該他の燃費向上手段が現時点で制御可能な場合には作動部１１４ｂに指令を出し、その指令を受けた作動部１１４ｂは当該他の燃費向上手段を作動する。

そして、ＥＣＵ１０８およびＥＣＵ１１４は、以上で説明したステップＳＡ−１からステップＳＡ−１９までの処理を、通電している間（通電が切れるまで）繰り返し実行する。

［４．本実施の形態のまとめ及びその他の実施の形態］
以上、詳細に説明したように、本実施の形態によれば、停止維持手段が作動している時に、ドライバビリティおよび燃費の双方から見て最適な燃費向上手段を割当て、割当てた燃費向上手段を作動する。具体的には、確認部１０８ａは、停止維持手段が作動しているか否かを確認し、検知部１０８ｂは、確認部１０８ａでの確認結果が、停止維持手段が作動しているというものであった場合、路面の勾配を検知する。そして、選択部１１４ａは、検知部１０８ｂで検知した勾配が所定値以下であった場合にはエコラン制御手段を選択し、当該勾配が所定値以下でなかった場合にはニュートラル制御手段を選択し、作動部１１４ｂは、選択部１１４ａで選択したエコラン制御手段、ニュートラル制御手段などの燃費向上手段を作動する。これにより、停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させても、ドライバビリティを悪化させずに燃費の悪化を抑えることができる。換言すると、停止維持手段が作動している時に燃費向上手段を作動させても、ドライバビリティの悪化抑制と燃費の悪化抑制とを両立することができる。また、本実施の形態によれば、停止維持手段を作動させつつ、停止している場所からの車両の発進を妨げずに、ドライバビリティと燃費との双方の視点で最適な燃費向上手段の実行を図ることができる。また、上り勾配の場合には、車両のドライバの自然な感覚にあうよう車両発進時に多少のもたつきを与えることができる。また、下り勾配の場合には、車重を利用して車両発進時のもたつきを軽減することができる。

また、本実施の形態によれば、ニュートラル制御手段と停止維持手段とを実行している状態でアクセルＯＮになると、クラッチを係合させてからブレーキを解除する。これにより、上り勾配において、車両の後退を防ぎつつ、ドライバにとって自然なフィーリングにあうような多少のもたつきを車両発進時に与えることができる。

また、本実施の形態によれば、例えば故障箇所のある燃費向上手段や開始条件に満たない燃費向上手段を除外することにより残された燃費向上手段を制御可能なものとして抽出する。これにより、選択対象とする燃費向上手段を制御可能なもののみに絞り込むことができる。

また、本実施の形態によれば、作動対象として選択した燃費向上手段を作動させようとしたその時点で当該燃費向上手段が制御可能でなかった場合には、制御可能な別の燃費向上手段であって例えば燃費向上が大きいものを選択し、選択した当該別の燃費向上手段を作動する。これにより、例えば燃費向上手段の不意な故障等があったとしても、停止維持手段の作動中に燃費向上手段を作動させることができ、ゆえにドライバビリティの悪化抑制と燃費の悪化抑制とを両立することができる。

最後に、本発明にかかる燃費管理装置は、本実施の形態以外にも、特許請求の範囲の書類に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる形態で実施されてよいものである。例えば、本実施の形態で説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。また、本明細書中や図面中で示した処理手順・具体的名称・各種の情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。また、ＥＣＵ１０８およびＥＣＵ１１４に関して、図示の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。また、ＥＣＵ１０８およびＥＣＵ１１４の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の付加等に応じて又は機能負荷に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

以上のように、本発明にかかる燃費管理装置は、特に自動車製造産業で好適に実施することができ、極めて有用である。

本実施の形態の概要を示す図である。車両１００の構成の一例を示すブロック図である。燃費管理処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００車両
１０２ブレーキペダル
１０４レバー
１０６ＡＣＴ
１０８ＥＣＵ
１１０エンジン
１１２Ｔ／Ｍ
１１４ＥＣＵ
１１６ＣＡＮ

Claims

車両が停止している状態を維持するための停止維持手段が作動しているか否かを確認する確認手段と、
前記確認手段での確認結果が、前記停止維持手段が作動しているというものであった場合、路面の勾配を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知した前記勾配に基づいて、ニュートラル制御手段、エコラン制御手段およびオルタネータ制御手段を少なくとも含む前記車両の燃費向上を図るための複数の燃費向上手段の中から作動対象とするものを選択する選択手段と、
前記選択手段で選択した前記燃費向上手段を作動する作動手段と、
を備え、
前記選択手段は、前記勾配が所定値以上であった場合には前記ニュートラル制御手段を選択し、前記勾配が前記所定値以下であった場合には前記エコラン制御手段を選択し、
前記選択手段で選択した前記エコラン制御手段が制御可能でなかった場合には、前記選択手段は、前記ニュートラル制御手段を選択し、前記選択手段で選択した前記ニュートラル制御手段が制御可能でなかった場合には、前記選択手段は、前記オルタネータ制御手段を選択し、前記選択手段で選択した前記オルタネータ制御手段が制御可能でなかった場合には、前記選択手段は、前記エコラン制御手段、前記ニュートラル制御手段および前記オルタネータ制御手段を除外した残りの前記燃費向上手段の中から、燃費向上が大きいものを選択すること
を特徴とする燃費管理装置。