JP5840297B2 - 駆動系制御システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車用駆動系制御システム、自動車駆動系動作方法、駆動系制御システムを有する乗物に関する。

燃費を改善するために自動車にエンジン停止／始動システムを設けることが知られている。停止始動システムは、予め決められたエンジン停止条件（例えば、ドライバがブレーキペダルを踏むことによって自動車が静止状態に保持されていること）が満足された場合、エンジンを自動的に停止するように設計されている。その条件（運転サイクル中にエンジンが自動的に切られることで自動車が静止している状態が「エコ・ストップ状態」として知られている。

ドライバがブレーキペダルを解放すると、エンジンが再始動し、乗物のトランスミッションが再びかみ合う。すなわち、「問題ない」通常の動作状態では、ドライバがブレーキペダルを解放すれば、エンジンがかかって再始動する。また、駆動系が閉じ、トルクが伝達されて車輪が回転する。ドライブサイクル中にエンジンを再始動する条件が「エコ・スタート」状態として知られている。

乗物の通常運転中、このようにエンジンを停止し始動することができるわけであるが、本発明者らは、ある条件下で（例えば、オフロード用乗物で急な坂やでこぼこな地形を走行している場合）、ドライバを動揺させることがあることを認識している。

本発明は、上述の問題を解消することを目的とする。

まず、本発明は、内燃エンジンとハイレンジ及びローレンジで動作するトランスミッションとを備えた自動車用の駆動系制御システムに関し、このシステムは、エンジン停止要求信号を発行する停止／始動制御部と、トランスミッションで前記ローレンジが選択されている場合、前記停止／始動制御部の動作を禁止する禁止部を有する。

トランスミッションでハイレンジが選択されている場合、所定の予め決められた基準（例えば、乗物が静止し、ドライバが乗車していること）が満たされると、停止／始動制御部は、エンジンを停止して燃費を改善すべく動作できる。しかし、トランスミッションでローレンジが選択されている場合、禁止部が停止／始動制御部の動作を禁止する。したがって、ローレンジが選択されている場合、停止／始動制御部はエンジンを停止できない。トランスミッションでいずれのレンジが選択されているかに拘わらず、ユーザは自由にエンジンを手動で停止できる。

通常、トランスミッションは、ハイレンジとローレンジで動作可能なトランスファーケースである。トランスファーケースは、乗物のメイントランスミッションの出力に連結可能である。例えば、ハイレンジは、１：１の走行比を提供し、ローレンジは３：１の走行比を提供する。トランスファーケースは、ハイレンジとローレンジでのみ動作可能である。

駆動系制御システムは、ローレンジが選択されているときを判断するレンジ検出器を有する。レンジ検出器は、例えば、トランスミッション制御モジュールに設けられている。レンジ検出器は、ハイレンジ信号及び／又はローレンジ信号をセンサから受信し、トランスミッションの選択されたドライブレンジを示す。代わりに、レンジ検出器は、レンジセレクタから要求信号を受信し、ハイレンジからローレンジへの切り換えを開始する。ハイレンジ信号、ローレンジ信号、及び／又は要求信号は、乗物の動作状態に関連したデータを受信するためのＣＡＮバスから受信できる。

レンジ検出器は、ローレンジが選択されていると判断すると、制御信号を発するように構成されている。禁止部は、レンジ検出器からの制御信号を受信すると、停止／始動制御の動作を禁止するように構成されている。制御信号は、ＣＡＮバス及び／又は禁止部に送信される。

停止／始動制御部によってエンジンが停止されてローレンジが選択されると（エンジンがエコ・ストップモードで停止している間）、エンジン動作信号が送られてエンジンが再始動される、又はエンジンのマニアル式再始動が許可される。エンジンを始動するいずれかの停止／始動システム条件がエンジン動作信号を発する前に満足されていることを保証するために、通常、確認が行われる。その後、ローレンジが選択されているとき、禁止部が停止／始動制御部の動作を禁止する。

駆動系制御システムはまた、特定の地形に応じて構成された予め設計された複数の駆動系動作モードの1つを動作するための地形最適化セレクタを有する。その動作モードは、複数の地形（例えば、通常地形、草地、砂利道、雪道、砂地、ぬかるみ、わだち、雪、岩）の1つ又は複数に対応して構成されている。例えば、動作モードによって異なるスロットルレスポンスが得られる、及び／又は、トランスミッションのローレンジが選択される。ローレンジを選択する必要がある動作モードが駆動されると、禁止部が活性化されて停止／始動制御部の動作が禁止される。地形最適化セレクタは禁止部及び／又はＣＡＮバスに制御信号を出力する。

禁止部は、停止／始動制御部から分離され、停止／指導部制御部を動作不能にすべく動作する。代わりに、禁止部は、停止／始動制御部の一部を形成することができる。

したがって、停止／始動制御部は、（禁止部を介して）、ハイレンジが選択されるまで、エンジン停止を禁止するように指示される。

乗物の動作状態を監視するためにプロセッサを設けてもよい。例えば、プロセッサをＣＡＮバスに接続して情報（乗物速度、エンジン速度、スロットルポジション、道路の粗さ、選択された最低地上高モード、トランスミッション／走行状態）を得ることができる。このデータを利用して、プロセッサは、トランスミッションのローレンジをいつ選択すればよいかを判断できる。例えば、プロセッサは、測定された動作状態を格納された閾値データ（例えばルックアップデーブルに保存されている）と比較する。ローレンジが選択されるべきであるとプロセッサが判断した場合、禁止部は停止/始動制御部の動作を禁止するように動作される。ローレンジが選択される、及び／又は、ローレンジが選択された結果として始動／停止動作が禁止されるように、ドライバに警告がなされる。

他の形態では、本発明は、自動車用駆動系を動作する方法に関する。この駆動系は、内燃エンジンとトランスミッションを有する。上記方法は、前記トランスミッションでハイレンジが選択されている場合、前記エンジンを停止／始動モードで駆動し、前記トランスミッションでローレンジが選択されている場合、前記停止／始動モードを禁止することを含む。前記エンジンが前記停止／始動モードで駆動される場合、前記エンジンは自動的に停止され、予め決められた1つ又は複数の条件が満足される始動される。

上記方法は、前記エンジンが前記停止／始動モードで停止された状態で前記ローレンジが選択された場合、前記エンジンを再始動するステップを含む。前記方法はまた、前記エンジンの再始動前に前記エンジンを始動するいずれかの停止／始動条件が満足されることを保証するための確認工程を含む。前記停止／始動モードは、その後、前記ローレンジが選択されている間禁止される。

前記トランスミッションは、前記ハイレンジと前記ローレンジを有する。前記トランスミッションはトランスファーケースであり得る。前記トランスファーケースは、前記乗物の主トランスミッションに連結され得る。前記乗物は、オフロードに適した四輪駆動の乗物である。

前記方法は、予め構成された複数の駆動系動作モードの1つを作動させることを含む。複数の駆動系動作モードは、トランスミッションのローレンジを選択し、例えば、運転を特定の地形に合わせることを含む。ローレンジを選択する駆動系動作モードが起動すると、停止／始動モードが禁止される。

その方法は、乗物の運転特性を監視すること、また、トランスミッションでローレンジが選択されるべきであると判断された場合、停止／始動モードを禁止すること、を含む。

他の形態では、本発明は、内燃エンジンとハイレンジとローレンジで動作可能なトランスミッションとを備えた自動車用の駆動系制御システムに関し、前記駆動系制御システムは、エンジンを停止したりエンジンを始動する要求を発行する停止／始動制御部と、自動車の運転特性を監視して、いつトランスミッションをローレンジにつなぐかを判断するプロセッサと、ローレンジにつなぐべきであることとプロセッサが判断したときは前記停止／始動制御部の動作を禁止する禁止部を有する。

前記プロセッサは、例えば、情報（自動車の速度、エンジン速度、スロットルポジション、路面の粗さ、及びトランスミッション／ドライブ状態）を得るために、ＣＡＮバスに接続されている。このデータを利用することで、プロセッサは、いつトランスミッションのローレンジを選択すれば適当かを判断する。例えば、プロセッサは、測定された動作状態と記憶されている閾値データ（例えば、ルックアップ（参照）テーブルに記憶されている）とを比較する。

例として、自動車が停止されたとき、エコ・ストップが開始される（４ｋｐｈ以上の速度から開始する）、及び／又は、自動車を確実に静止するために十分なブレーキ圧が加えられる。代わりに、自動車が停止されてニュートラルドライブモード又はパーキングドライブモードが選択されると、エコ・ストップが開始される。

さらに、以下の条件（ａ）〜（ｄ）のいずれかが満足されたとき、エンジンのエコ・スタートが開始される。（ａ）ブレーキペダルが解放される（通常は、ドライブモード又はスポーツモードである）、（ｂ）リバースモードが選択されている、（ｃ）アクセルが踏まれている、又は（ｄ）自動再始動が開始する。エンジンは、以下の場合、自動再始動を完了する。室内温度が温度調整を必要としている（例えば、室内温度が著しく上昇又は低下したことによる）、フロントガラスが曇り始める、バッテリ充電状態が低い、ブレーキ圧が減少している（例えば、エンジンを切った状態でブレーキペダルを繰り返し踏み込むことに起因する）、自動車速度が１ｋｐｈ以上に増加する、又は停止／始動システムが停止する。

駆動系制御システムは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実行できる。駆動系制御システムは、所定機能を実行するように構成された1つ又は複数のコンピュータプロセッサを有する。プロセッサは、コンピュータの指令を記憶する1つ又は複数のデータ記憶装置（リードオンリーメモリＲＯＭ）に接続される。同じように、本発明の方法は、1つ又は複数のコンピュータプロセッサで実行される。

別の形態では、本発明は、上述の駆動系制御システムを含む自動車、また上述の方法に従って動作可能な駆動系を含む自動車に関する。

本件特許出願の範囲内で、上述の説明、請求の範囲、及び以下の説明及び図面に記載した種々の形態、実施例、具体例、及び代替例、及びそれらの個々の特徴は、個別に又は任意に組み合わせて実施することができる。1つの実施例に関連して説明した特徴は、それらが互いに相容れない場合を除いて、全ての実施例に適用可能である。

図１は、本発明に係る駆動系制御システムの概要を示す。 図２は、本発明に係る駆動系制御システムの動作に関する流れ図を示す。

発明の詳細な説明

添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。本発明に係る自動車（図示せず）用駆動系制御システム１を図１に示す。駆動系制御システム１は、内燃エンジン５を制御する駆動系制御モジュール（ＰＣＭ）３と、トランスミッション９を制御するトランスミッション制御モジュール（ＴＣＭ）７を有する。

自動車は、オフロード四輪駆動自動車である。本実施例では、トランスミッション９は、ハイレンジ又はローレンジで動作可能なトランスファーケース（トランスファーギヤボックス）である。ハイレンジは、通常の道路走行、及び、実質的に平坦な地形を通るオフロード走行に利用される。ローレンジは、急勾配面を乗り越えるときや大きな石が散らばっている地形の低速操縦に関連している。ローレンジはまた、ハイレンジでの進行が維持できないような、極端なオフロード条件で使用される。

トランスファーケースは、乗物のメイントランスミッション（図示せず）の出力シャフトに連結されている。トランスファーケースのハイレンジはドライブ比１：１であり、ローレンジのドライブ比は３：１である。ユーザがハイレンジとローレンジを選択できるように、レベル又はボタンなどのレンジセレクタが設けられる。レンジセレクタは、手動でドライブレンジを選択できる、又は、ドライブレンジを自動又は半自動で開示できる。

駆動系制御モジュール３は、予め決められたエンジン停止条件（例えば、乗物が静止状態に保持されており、ドライバが車内にいる。）が満足されたとき、エンジン５をオフする（いわゆるエコ・ストップする）ように構成された停止／始動システム１１を有する。停止／始動システム１１は、その後に予め決められたエンジン始動条件（例えば、ブレーキペダルが解放される）が満足されたとき、継続運転するためにエンジン５をスタートすることを要求する。

トランスミッション制御モジュール７は、トランスミッション９の動作レンジを検出するレンジ検出器１３を有する。トランスミッション９で現在ハイレンジ又はローレンジのいずれが選択されているかを検出するためにセンサが設けられる。レンジ検出器１３は、レンジ信号（ハイレンジ信号又はローレンジ信号）を出力して、トランスミッション９において現在選択されている動作レンジを示す。レンジ信号は、別の乗物システムからアクセスできるようにＣＡＮバス（図示せず）に供給される。

駆動系制御システム１はまた、トランスミッション９がローレンジで動作しているとき、停止／始動システム１１の動作を禁止するように構成された禁止部１５を有する。レンジ検出器１３から出力されたレンジ信号により、駆動系制御モジュール３が起動してトランスミッション９の動作レンジを判断する。レンジ検出器１３がローレンジ信号を出力すると、停止／始動システム１１が禁止部１５によって禁止され、エンジン停止要求信号の送信を禁止する。停止／始動システム１１は、例えば、禁止部１５によって動作が停止される。ハイレンジが選択された駆動系制御モジュール１３が判断した場合のみ（レンジ検出器１３から出力されるハイレンジ信号によって示される）、停止／始動システム１１が駆動される。

トランスミッション制御モジュール７はまた、例えばＣＡＮバスを介して駆動系制御モジュール３に接続される。トランスミッション制御モジュール７は、エンジン５を始動するために駆動系制御モジュール３に送信されるエンジン動作要求信号１７を生成できる。エンジン動作要求信号１７は、エンジンが停止／始動システム１１で停止されたときに生成される。一方、エンジン５はエコ・ストップ状態で停止した状態を留めている間に、ローレンジが選択されたことをレンジ検出器１３が判断する。予め決められた始動条件が満足されると、トランスミッション制御モジュール７からのエンジン動作要求信号１７に応答して、停止／始動システム１１がエンジン５の再始動を要求する。代わりに、ユーザの好みに応じて、システムはエンジンを手動で再始動させるようにしてもよい。禁止部１５は、その後、ローレンジが選択されている間、停止／始動システム１１の動作を禁止する。

駆動系制御システム１は、随意に、複数の駆動系動作モードの1つを駆動する地形最適化セレクタ（図示せず）を有する。駆動系動作モードは、駆動系の動作特性を特定の地形（通常、草地、砂利、雪、砂、ぬかるみ、わだち、雪、及び岩）に適合させるように予め構成されている。動作モードは、例えば、異なるスロットル応答設定を含む。

また、駆動系動作モードは、トランスミッション制御モジュール７に指令を出し、トランスミッション９のハイレンジ又はローレンジを選択する。例として、岩道を横断するように構成された駆動系動作モード（いわゆる「ロック・クローリング」）は、低速ではあるが急速に加速又は減速する急速スロットル応答と組み合わせて、ローレンジが選択されることを要求する。

ローレンジが選択されることを要求する駆動系動作モードが駆動されると、禁止部１５が起動され、停止／始動システム１１の動作を禁止する。例えば、ローレンジを選択する駆動系動作モードを選択すると、制御信号が禁止部１５に自動的に送られ、停止／始動システム１１の動作を禁止する。

図２に示す流れ図を参照して駆動系制御システム１の動作を説明する。

エンジン５は、最初、通常に動作している（ステップ１００）。第１の確認（ステップ１１０）が実行され、エンジン停止条件及び／又はエンジン始動条件が満足された否か判断される。本実施例における停止条件は、乗物が停止状態に保持されていること、及び、ドライバが乗物の中にいることの確認を含む。例えば乗物が移動しているという理由で停止条件が満足されていない場合、停止／始動システム１１の動作が禁止され（ステップ１２０）、エンジンは動作し続ける。

例えば乗物が停止し、静止状態に維持されていることによって、停止／始動条件が満足されると、第２の確認（ステップ１３０）が開始され、トランスミッション９がローレンジの状態にあるか否か判断する。具体的に、レンジ検出器１３がローレンジ信号を出力したか否か判断するために、ＣＡＮバスに問い合わせされる。ローレンジ信号が検出されない場合、停止／始動システム１１が駆動し（ステップ１４０）、エンジン停止要求信号が生成されてエンジン５が停止される。

ローレンジ信号（ローレンジが設定されていることを示す信号）が検出されると、第３の確認（ステップ１５０）が実行され、エンジン５が停止／始動システム１１によってエコ・ストップ状態で停止されたか否か判断する。エンジン５が停止／始動システム１１によって停止されていない場合、停止／始動システム１１の動作が禁止される（ステップ１６０）。

停止／始動システム１１がエンジン５を停止し、ローレンジが選択されている状態でエンジンが停止されたままであれば、エンジン始動要求信号１７が生成されてエンジンを始動する（ステップ１７０）。停止／始動システム１１の動作は再び禁止され、その間、ローレンジが選択される。

ハイレンジが選択されると、その他の基準が満足されることを条件に、停止／始動システム１１が起動して通常に動作する。

以上のように、本発明は、トランスミッションに対してローレンジが選択されている場合、停止／始動システム１１の動作が禁止される。ローレンジが選択されているときに停止／始動システム１１の動作が禁止されることで、乗物が難所地形を横断する際にエンジンがエコ・ストップ状態になることが防止される。また、エンジンがすでに停止／始動システム１１によって停止されている状態でローレンジが選択された場合、エンジンは再始動され、停止／始動システム１１の動作が禁止される。

駆動系制御モジュール３とトランスミッション制御モジュール７は、１つ又は複数の電子マイクロプロセッサで実行される。同様に、停止／始動システム１１、ローレンジ検出器１３，及び禁止部１５は、１つ又は複数のマイクロプロセッサで実施できる。

ローレンジで乗物が動作している間に停止／始動の介入を手動で無効にする手段をシステムに設けてもよい。そのような手段は、スイッチ又はレバーなどの手動制御部によって行うようにしてもよいし、タッチスクリーンとそこに表示されて乗物を操作するユーザによって操作されるグラフィックユーザインターフェイスによって行うようにしてもよい。本発明のシステムを手動で無効にする手段を設けることは、所定車両動作において有効である。特に、本発明のシステムを手動で無効にする手段は、通常メンテナンス中にサブシステム機能を検査する、サービス又は障害診断モードとして利用できる。本発明の範囲から逸脱することなく、上述の構成に種々の変更又は改変を加えることができる。

Claims (16)

1. 内燃エンジンと、ハイレンジとローレンジで動作可能なトランスファーケースを備えた自動車の駆動系制御システムにおいて、前記駆動系制御システムは、
   予め決められたエンジン停止条件が満足されると前記エンジンを停止するエンジン停止要求信号を発行し、その後、予め決められたエンジン始動条件が満足されると前記エンジンを始動するエンジン始動要求信号を発行する停止／始動制御部と、
   前記ローレンジが選択されているときは前記停止／始動制御部の動作を禁止する一方、前記ハイレンジが選択されているときは前記停止／始動制御部を動作させる禁止部を備えている、自動車の駆動系制御システム。
2. 前記停止／始動制御部は、前記エンジンが前記停止／始動制御部で停止されているときに前記ローレンジが選択されると、エンジン動作信号を発するように構成されている、請求項１の駆動系制御システム。
3. 前記ローレンジが選択されているときを判断するためのレンジ検出器を備えている、請求項１又は２の駆動系制御システム。
4. 前記レンジ検出器は、前記ローレンジが選択されていると判断した場合、制御信号を発するように構成されている、請求項３の駆動系制御システム。
5. 前記禁止部は、前記レンジ検出器から前記制御信号が受信すると、前記停止／始動制御部の動作を禁止するように構成されている、請求項４の駆動系制御システム。
6. 予め構成された複数の駆動系動作モードの１つを起動するための地形最適化セレクタを備えており、前記複数の駆動系動作モードはそれぞれ前記駆動系の動作特性を所定の地形に対応するように構成されている、請求項１〜５のいずれかの駆動系制御システム。
7. 前記予め構成された複数の駆動系動作モードの少なくとも１つは、前記トランスファーケースにおける前記ローレンジを選択することを含む、請求項６の駆動系制御システム。
8. 前記禁止部は、前記ローレンジの選択を含む前記少なくとも１つの予め構成された駆動系動作モードを前記地形最適化セレクタが起動したとき、前記停止／始動制御部の動作を禁止するように構成されている、請求項７の駆動系制御システム。
9. 前記禁止部は前記停止／始動制御部に設けられている、又は、前記禁止部は前記停止／始動制御部から分離されている、請求項１〜８のいずれかの駆動系制御システム。
10. 前記トランスファーケースで前記ローレンジが選択されるべきであるときを判断するために、前記自動車の１つ又は複数の走行特性を監視するプロセッサを備えている、請求項１〜９のいずれかの駆動系制御システム。
11. 前記ローレンジが選択されるべきであると前記プロセッサが判断した場合、前記停止／始動制御部の動作を禁止するように構成されている、請求項１０の駆動系制御システム。
12. 内燃エンジンと、ハイレンジとローレンジで動作可能なトランスファーケースを備えた自動車用駆動系を動作する方法であって、前記方法は、
    予め決められたエンジン停止条件が満足されると前記エンジンを停止するエンジン停止要求信号を発行し、その後、予め決められたエンジン始動条件が満足されると前記エンジンを始動するエンジン始動要求信号を発行する停止／始動モードで前記エンジンを動作し、
    前記ローレンジが選択されているときは停止／始動制御部の動作を禁止する一方、前記ハイレンジが選択されているときは前記停止／始動制御部を動作させる、自動車用駆動系の動作方法。
13. 前記エンジンが前記停止／始動モードによって停止されている間に前記ローレンジが選択されると、前記エンジンを再始動させる、請求項１２の方法。
14. 予め構成された複数の駆動系動作モードが選択可能であり、前記トランスファーケースで前記ローレンジを選択するように構成された予め構成された動作モードが起動すると、前記停止／始動モードが禁止される、請求項１２又は１３の方法。
15. 前記自動車の１つ又は複数の走行特性を監視し、前記トランスファーケースで前記ローレンジが選択されるべきであると判断されたときに前記停止／始動モードを禁止する、請求項１２、１３、又は１４の方法。
16. 請求項１〜１１のいずれかの駆動系制御システムを備えた自動車。

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