JPWO2014033947A1 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

ニュートラル惰行状態でクラッチ１０を係合させることによるショックを低減するとともに、クラッチ１０を係合させる条件が成立してから駆動輪２，２にトルクが所期通りに増大するまでの時間を短くすることができる車両の走行制御装置を提供する。動力源１と駆動輪２，２との間に前記動力源１が出力した動力を前記駆動輪２，２に対して伝達しまたその伝達を遮断する係合機構１０を備えた車両の走行制御装置において、前記係合機構１０を解放して前記動力源１と前記駆動輪２，２との間のトルクの伝達が遮断された惰性走行状態で前記車両が走行している間に前記係合機構１０を係合させる可能性がある場合に、前記惰性走行状態での前記動力源１の回転数をアイドル回転数より高くする。

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。

車両に搭載されている内燃機関などの動力源は、所定の回転数以上の回転数でなければ自立回転を維持できず、またその動力を発電や空調のために使用する場合には、車両が停止している状態でも動作させる必要がある。そこで、従来では、車両が停止している状態で動力源の自立回転を維持し、また発電などのための動力を出力できるようにするために、動力源をギヤトレーン（あるいはパワートレーン）から切り離すクラッチを設けることが行われている。一方、内燃機関などの動力源は、車両を加速させるための動力を発生するだけでなく、ポンピングロスなどによっていわゆるエンジンブレーキと称される制動力をも発生するが、車両の走行は、駆動（力行）と制動とに限られるわけではなく、駆動と制動とのいずれをも必要とせずに慣性力で走行する場合もある。慣性力による走行状態を惰行と称し、その場合に動力源を連れ回すことによる動力損失を低減するために、上述したクラッチを解放し、動力源と駆動輪との間のトルクの伝達を遮断することが行われる場合がある。このようにクラッチを解放して惰行する状態は、特にニュートラル惰行（Ｎ惰行）と称されることがあり、クラッチをこのように制御すれば、車両が有している慣性エネルギを有効に利用できるので、燃費の向上を図ることができる。

一方、ニュートラル惰行の状態でアクセルペダルやブレーキペダルが踏み込まれると、動力源から出力した駆動力を車輪に伝達し、あるいは動力源のポンピングロスなどによる制動力を駆動輪に作用させるために前述したクラッチを係合させることになる。その場合、ニュートラル惰行の状態では、動力源はアイドル回転数程度の低回転数に維持されているのに対して、パワートレーンは車速や変速比に応じた回転数になっている。そのため、クラッチをつなぐと、動力源の回転数が車両の慣性力によってアイドル回転数から車速および変速比に応じた回転数まで急激に増大させられる。言い換えると、内燃機関の回転数を増大させる分のエネルギーが制動力として作用し、いわゆるエンジンブレーキ状態になる。上記のクラッチをアクセルペダルもしくはブレーキペダルが操作されたことにより直ちに係合させると、このようなエンジンブレーキ力が急激に生じるので、これが要因でショックが生じてしまう可能性がある。

特開２０１０−２８１３８４号公報に記載された装置は、上述したようにクラッチの係合に伴うショックが生じてしまうことを抑制もしくは防止するために、クラッチを解放してニュートラル惰行しているときに、クラッチの出力側の回転数が内燃機関のアイドル回転数相当となるように、すなわち、クラッチの入力側の回転数と出力側の回転数とが一致するように、クラッチと駆動輪との間に配置された変速機の変速比を設定するように構成されている。具体的には、内燃機関と駆動輪に連結された変速機との間にクラッチを設け、変速機の入力側の回転数が内燃機関のアイドル回転数と一致するように、ニュートラル惰行中における変速機の変速比を制御している。

上述したように特開２０１０−２８１３８４号公報に記載された装置では、ニュートラル惰行中に、クラッチの入力側の回転数と出力側の回転数とを一致させるので、クラッチを係合させることに伴う回転数の変化がほとんどなく、車両の前後方向の加速度やそれに起因するショックを抑制もしくは防止することができる。しかしながら、クラッチを係合させた時点では、内燃機関の回転数がアイドル回転数相当となっているので、加速応答性が低下してしまう可能性がある。すなわち、クラッチを係合した後に、内燃機関の回転数を増大させるために内燃機関に燃料を供給するスロットルバルブの開度を増大させたとしても、内燃機関や変速機などの重量分の慣性力が内燃機関の回転数を増大させるためのトルクに対して反力として作用するため、内燃機関の回転数が増大しにくく、駆動輪に伝達する駆動トルクが増大しにくくなってしまう可能性がある。

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、ニュートラル惰行状態でクラッチを係合させることによるショックを低減するとともに、クラッチを係合させる条件が成立してから駆動輪にトルクが所期通りに増大するまでの時間を短く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。

この発明は、上記の課題を解決するために、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た車両の走行制御装置において、前記係合機構を解放して前記動力源と前記駆動輪との間のトルクの伝達が遮断された惰性走行状態で前記車両が走行している間に前記係合機構を係合させる可能性がある場合に、前記惰性走行状態での前記動力源の回転数をアイドル回転数より高くすることを特徴とするものである。

また、この発明は、上記の発明において、前記係合機構を係合させる可能性の高さに応じて前記動力源の回転数を高くすることを特徴とする車両の走行制御装置である。

さらに、この発明は、上記の発明において、前記係合機構を係合させる可能性の高さは、前記車両が走行している走行環境もしくは車両の走行状態に基づいて判断されることを特徴とする車両の走行制御装置である。

またさらに、この発明は、上記の発明において、前記動力源の回転数は、前記惰性走行状態で走行しているときに前記係合機構を係合させたとした場合に、前記動力源が回転する回転数を最大の回転数とすることを特徴とする車両の走行制御装置である。

そして、この発明は、上記の発明において、前記係合機構と前記駆動輪との間に、前記係合機構と前記駆動輪との変速比を変更する変速機を更に備え、前記動力源の最大の回転数は、前記車両の車速と前記変速機の変速比とから算出されることを特徴とする車両の走行制御装置である。

また、この発明は、上記の発明において、前記係合機構は、前記車両に加速要求があった場合に係合するように構成されていることを特徴とする車両の走行制御装置である。

そしてまた、この発明は、上記の発明において、前記係合機構は、前記車両に減速要求があった場合に係合するように構成されてい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、係合機構を解放して惰性走行している間に、係合機構を係合させる可能性があるときには、動力源の回転数をアイドル回転数より高くするので、係合機構を係合させる以前に動力源の回転数を高くすることができ、その結果、係合機構を係合させる以前の動力源の回転数と、係合機構を係合させた後の動力源の回転数との偏差を小さくすることができる。そのため、係合機構を係合させることによるショックを抑制もしくは防止することができる。また、係合機構を係合させる要求があった時点で係合機構を係合させること、すなわち動力源の回転数が上昇するのを待つことなく係合機構を係合させることができる。さらに、係合機構を係合させる以前に動力源の回転数を増大させることにより、動力源の回転数を増大させるトルクの反力を小さくすることができ、その結果、動力源の回転数を早期に増大させることができるとともに、その回転数を増大させるために要するエネルギーを低減、すなわち燃費を低減することができる。また、動力源の回転数が高い状態で係合機構を係合させることにより、係合機構を係合した時点から車両を加速させたり車両にエンジンブレーキを作用させたりすることができ、駆動輪にトルクが所期通りに増大するまでの時間を短くすることができる。

さらに、係合機構を係合させる可能性の高さに応じて動力源の回転数を高くすることにより、係合機構を係合させる以前と、係合機構を係合させた後の回転数の差をより小さくすることができるので、係合機構を係合させるまでの時間をより一層短くすることができる。

そして、惰性走行状態で走行しているときに、係合機構を係合させた場合における動力源の回転数を最大の回転数とすることにより、惰性走行状態で走行している時に動力源の回転数を過剰に増大させることがない。そのため、動力源の回転数を増大させることによって燃費が増加してしまうこと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制御の一例を説明するためのフローチャートである。 車間距離、車速、増加速度、下り勾配角度、操舵角度のそれぞれと補正係数との関係を説明するための図である。 ニュートラル惰性走行状態から加速要求があった場合における車間距離、アクセル開度、ブレーキペダル、Ｎ惰行フラグ、エンジン回転数、変速段の変化の一例を示すタイムチャートである。 ニュートラル惰性走行状態から減速要求があった場合における車間距離、アクセル開度、ブレーキペダル、Ｎ惰行フラグ、エンジン回転数、変速段の変化の一例を示す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模式図である。

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。図５は、この発明の対象とすることのできる車両の構成の一例を説明するための図であり、動力源１から出力された動力の回転数やトルクを変化させて駆動輪２，２に伝達する変速機３を有した動力伝達装置４を模式的に示す図である。図５に示す動力源１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。）である。そのエンジン１は、車両が駆動するためのトルクを出力することを運転者が要求する場合に、運転者により操作されるアクセルペダル５の操作量に応じてスロットルバルブ６の開度を調節して、エンジン１に供給される燃料の量を調節することができる構成されている。具体的には、アクセルペダル５の操作量が増大すると、すなわち、アクセルペダル５の踏み込み量が多くなると、スロットルバルブ６の開度が増大してエンジン１から出力される動力が増大し、それとは反対にアクセルペダル５の操作量が減少すると、すなわち、アクセルペダル５の踏み込み量が少なくなると、スロットルバルブ６の開度が減少してエンジン１から出力される動力が減少するように構成されている。

そして、図５に示す例では、エンジン１から出力されたトルクを増大させることができる流体伝動装置（以下、トルクコンバータ７と記す。）が、エンジン１の出力軸８に連結されている。このトルクコンバータ７は、そのトルクコンバータ７の入力部材７ａと出力部材７ｂとが一体となって回転するように連結するロックアップクラッチ９を有している。そのため、図５に示すトルクコンバータ７は、ロックアップクラッチ９を解放して流体流によってトルクを増幅しつつ入力部材７ａから出力部材７ｂに動力を伝達することにより、エンジン１から出力されたトルクを増大させて出力することができ、また、ロックアップクラッチ９を係合することにより、エンジン１から出力されたトルクを増大させずにそのまま出力部材７ｂに動力を伝達することができる。

また、図５に示す例では、トルクコンバータ７から出力された動力が、クラッチ１０を介して変速機３に入力され、その変速機３の出力軸１１にデファレンシャルギヤ１２を介して駆動輪２，２が連結されている。なお、図５に示す例では、便宜上、トルクコンバータ７の出力軸１３にクラッチ１０を介して変速機３を連結した構成を示しているが、この発明における係合機構は、エンジン１から駆動輪２，２に動力を伝達し、またその動力を遮断することができるものであればよい。したがって、変速段を設定するためにクラッチを係合する変速機を有する動力伝達装置（パワートレーンもしくはギヤトレーン）の場合には、そのクラッチを係合あるいは解放することで、エンジン１から駆動輪２，２に動力を伝達し、またその動力を遮断することができるので、変速段を設定するためのクラッチがこの発明における係合装置に相当する。また、複数のクラッチを係合して変速段を設定する変速機では、それら複数のクラッチのうちいずれか一つのクラッチを解放することにより、エンジン１と駆動輪２，２との動力の伝達を遮断することができるので、複数のクラッチのうちいずれか一つのクラッチがこの発明における係合機構に相当する。さらに、この発明における変速機は、動力源から出力されたトルクを変速して出力することができるものであればよく、有段変速機や無段変速機を対象とすることができる。

図５に示す動力伝達装置４は、エンジン回転数（Ｎｅ）を検出するセンサ１４、アクセルペダル５の操作量を検出するセンサ１５、車速を検出するセンサ１６、トルクコンバータ７の出力軸１３の回転数を検出するセンサ１７、変速機３の入力軸１８の回転数を検出するセンサ１９、ブレーキペダル２０の操作量を検出するセンサ２１などが更に設けられており、それら各センサから出力された信号が、電子制御装置（ＥＣＵ）２２に入力されるように構成されている。また、電子制御装置２２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を保存しているＲＯＭ、ＲＡＭに保存された信号やＲＯＭに保存されたマップあるいは演算式に基づいて演算をするＣＰＵなどを有している。そして、電子制御装置２２に入力された各信号に基づいて、スロットルバルブ６の開度や変速機３の変速比あるいはクラッチ１０を動作させるアクチュエータなどを制御することができるように構成されている。

図５に示す動力伝達装置４は、車両が走行しているときに、アクセルペダル５とブレーキペダル２０との双方が踏み込まれていない状態、すなわち駆動力や制動力が要求されていない状態となると、エンジン１と駆動輪２，２との間に設けられたクラッチ１０を解放して、エンジン１と駆動輪２，２との動力伝達経路を遮断して、車両の慣性力によって走行するように構成されている。以下、クラッチ１０を解放した状態で車両が慣性力で走行している状態を、ニュートラル惰性走行状態と記す。また、ニュートラル惰性走行状態でアクセルペダル５やブレーキペダル２０が踏み込まれることにより、クラッチ１０を係合させてエンジン１と駆動輪２，２とを連結して走行するように構成されている。すなわち、ニュートラル惰性走行状態で、運転者がアクセルペダル５を踏み込んで駆動力を出力することを要求した場合には、エンジン１から出力された動力を駆動輪２，２に伝達するためにクラッチ１０を係合し、また運転者がブレーキペダル２０を踏み込んで制動力を作用させることを要求した場合には、エンジンブレーキを作用させるためにエンジン１と駆動輪２，２とを連結するように構成されている。

この発明に係る車両の走行制御装置は、ニュートラル惰性走行状態からクラッチ１０を係合して、エンジン１から駆動輪２，２への動力伝達を可能とする通常の走行状態に移行する可能性が高いときに、エンジン１の回転数を増大させるように構成されている。図１は、その制御の一例を説明するためのフローチャートである。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ている。なお、アクセルペダル１５が踏み込まれてニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行するときの制御例を図１に示している。

まず、アクセルペダル５が踏み込まれていないか否かを判断する（ステップＳ１）。具体的には、上述したアクセルペダル５の操作量を検出するセンサ１５によってアクセル開度（ＰＡＰ）を検出して、そのアクセル開度が所定値以上か否かによって判断する。このステップＳ１は、アクセルペダル５の操作から運転者がトルクを出力することを要求しているか否かを判断するものであり、肯定的に判断された場合には、ニュートラル惰性走行状態とすることが可能と判断することができ、それとは反対に否定的に判断された場合には、通常の走行状態で走行することが好ましいと判断することができる。ステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわちアクセル開度が所定値以上でありアクセルペダル５が踏み込まれていると判断された場合には、前回、実行されたルーチンでの走行状態を示すフラグ、具体的には、前回、実行されたルーチンでニュートラル惰性走行状態と判断された場合に『１』に設定されるフラグが、『１』か否かが判断される（ステップＳ２）。なお、図１に示すフラグが『１』の時には、前回の走行状態がクラッチ１０を解放して車両がニュートラル惰性走行状態で走行していることを示し、フラグが『０』の時には、前回の走行状態がクラッチ１０を連結して、車両が通常の走行状態で走行していることを示している。

ステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわち前回、実行されたルーチンにおいて車両がニュートラル惰性走行状態でないと判断された場合には、通常の走行状態で走行していることとなるので、アクセル開度に基づいてスロットルバルブ６の開度を算出し（ステップＳ３）、ステップＳ３で算出された開度となるようにスロットルバルブ６を制御して（ステップＳ４）、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ステップＳ２で否定的に判断された場合は、通常の走行状態を維持するようにエンジン１から出力される動力が制御される。

一方、ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち前回、実行されたルーチンにおいて車両がニュートラル惰性走行状態であると判断された場合には、現時点においてクラッチ１０が解放されてエンジン１と駆動輪２，２とが動力伝達可能に連結されていないので、解放されているクラッチ１０を係合して（ステップＳ５）、車両の走行状態を示すフラグを『０』にして（ステップＳ６）、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ステップＳ２で肯定的に判断された場合には、ニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行させる。言い換えると、解放されているクラッチ１０を係合して、エンジン１と駆動輪２，２とを動力伝達可能に連結する。

上述したようにステップＳ１で否定的に判断された場合には、通常の走行状態を維持したり通常の走行状態に移行させたりする制御を実行する。それとは反対に、ステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわちニュートラル惰性走行状態で走行すると判断された場合には、ニュートラル惰性走行状態を維持したりクラッチ１０を解放してニュートラル惰性走行状態に移行させたりする制御を実行する。以下、ステップＳ１で肯定的に判断された場合の制御例について説明する。ステップＳ１で肯定的に判断されると、まず、車両の走行状態を示すフラグが『１』か否かを判断する（ステップＳ７）。すなわち、前回のルーチンにおいて車両がニュートラル惰性走行状態であったか否かを判断する。ステップＳ７で否定的に判断された場合、すなわち前回のルーチンにおいて車両が通常の走行状態と判断された場合には、フラグを『１』にする（ステップＳ８）。また、ステップＳ７で否定的に判断される場合には、クラッチ１０を係合してエンジン１と駆動輪２，２とが動力伝達可能に連結されているので、クラッチ１０を解放して（ステップＳ９）、ニュートラル惰性走行状態に移行させて、このルーチンを一旦終了する。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ており、後述するステップＳ１０およびステップＳ１１で目標エンジン回転数を定めるように構成されているので、このステップＳ９では、特にエンジン１の回転数を制御していない。

上記ステップＳ７で肯定的に判断された場合、すなわち前回のルーチンにおいて車両がニュートラル惰性走行状態と判断された場合には、現状の車両の走行環境に応じた目標エンジン回転数Neidl を算出して（ステップＳ１０）、その算出された目標エンジン回転数Neidl となるようにエンジン回転数を制御して（ステップＳ１１）、このルーチンを一旦終了する。なお、ステップＳ１１におけるエンジン回転数の制御は、スロットルバルブ６の開度を制御してエンジン１に供給する燃料を制御すればよく、その制御の方法については特に限定されない。

ここで、ステップＳ１０で算出される目標エンジン回転数Neidl について具体的に説明する。ステップＳ１０で算出される目標エンジン回転数Neidl は、車両の走行環境に基づいてニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する可能性が高い場合に、その可能性の高さあるいは度合いに応じて変更される。具体的には、ニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する可能性が低いときは、エンジン１の回転数をアイドル回転数相当に設定し、ニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する可能性が高いときには、その可能性の度合いに応じた回転数をアイドル回転数に加算して目標エンジン回転数Neidl を算出する。より具体的には、以下の式１および式２によって目標エンジン回転数Neidl を算出する。
Nemax=spd×γ×K …式１
Neidl=（Nemax-Nemin)×α＋Nemin …式２

なお、式１におけるNemaxはニュートラル惰性走行状態におけるエンジン１の最大回転数を示し、spd は車速を示し、γは変速機３の変速比を示し、K は車速と変速比とから算出される値を回転数に換算するための定数を示している。また、式１における変速機３の変速比は、スロットルバルブ６の開度と車速とから定められるものであり、例えば、通常の走行状態で変速比を定めるために用いられるマップなどに基づいて定めることができる。そのマップを用いて変速比を定める場合には、スロットルバルブ６の開度が０とし、かつ上記ロックアップクラッチ９が係合している場合での変速比を定めればよい。上記のように式１で算出される最大回転数Nemaxは、クラッチ１０を係合する以前のエンジン１の回転数と、クラッチ１０を係合した後のエンジン１の回転数とが変化しない回転数である。

また、式２におけるNeminはエンジン１のアイドル回転数、具体的には空調や発電もしくはオイルポンプを駆動させるための動力を考慮したアイドル回転数を示し、αはニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する可能性の高さあるいは度合いに基づいて後述するように定められた補正係数を示している。したがって、式２に示すように目標エンジン回転数Neidl は、クラッチ１０を係合する以前のエンジン１の回転数と、クラッチ１０を係合した後のエンジン１の回転数とが変化しない回転数と、アイドル回転数との範囲内で算出される。

ここで、ニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する可能性に基づいて定められる補正係数αについて説明する。図２における各図は、補正係数αを説明するための図であり、予め実験やシミュレーションなどによって電子制御装置２２に保存されたマップである。まず、車間距離に基づいて補正係数αを定める例を説明する。図２（ａ）は車間距離に基づいて補正係数αを定める例を説明するための図である。車間距離が所定の車間距離Ｌ１より近くなると、ブレーキペダル２０を踏み込んで減速したり、走行車線を変更するためにアクセルペダル５を踏み込んで加速したりする可能性が高い。そこで、ブレーキペダル２０やアクセルペダル５が踏み込まれてニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する際の、クラッチ１０の係合に伴うショックを抑制もしくは防止するため、すなわちクラッチ１０を係合することにより急激にエンジン回転数が引き上がることでエンジンブレーキが作用して大きなショックが生じることを抑制もしくは防止するために、車間距離が所定の車間距離Ｌ１以下となると、その車間距離Ｌ１が短くなるに連れて補正係数αを大きくして、未然にエンジン回転数を増大させるように構成されている。なお、車間距離は、ナビゲーションシステムやレーダなどによって検出することができる。

つぎに、車速に基づいて補正係数αを定める例を説明する。図２（ｂ）は車速に基づいて補正係数αを定める例を示している。上述した車速を検出するセンサ１６によって検出された車速が速い場合には、単に車速を遅くするためや前方の車両との車間距離が短くなりすぎないようにするために減速する可能性が高い。また、車速が速く前方の車両との車間距離が短くなってしまい走行車線を変更するために加速する可能性が高い。そのため、所定の車速Ｖ１以上である場合には、車速が速くなるに連れて補正係数αを大きくして、未然にエンジン回転数を増大させるように構成されている。

上述した車速に基づいて補正係数αを増大させることと同様に、車速の増加速度、より具体的には、ニュートラル惰性走行状態となった時点での車速と現在検出された車速との偏差が大きくなるとニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する可能性が高く、また車両が走行している路面の勾配角度、より具体的には下り勾配角度が大きいと車速が増大するので、ニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する可能性が高い。そのため、図２（ｃ）に示すように車速の増加速度が所定の増加速度ΔＶ１以上である場合には、その増加速度が大きくなるに連れて補正係数αを大きくし、また図２（ｄ）に示すように下り勾配の角度が所定の角度Ｄ１以上である場合には、その下り勾配の角度が大きくなるに連れて補正係数αを大きくするように構成されている。なお、下り勾配の角度は、車両に搭載された加速度（Ｇ）センサなどによって検出することができる。

さらに、車両の旋回操作を行う場合、すなわちステアリングが操作される場合には、ブレーキペダル２１が踏み込まれる可能性が高い。特にステアリングの操舵角度が大きいほど、減速するためにブレーキペダル２１が踏み込まれる可能性が高い。そのため、図２（ｅ）に示すようにステアリングの操舵角度が所定の操舵角度Ｄ２以上である場合には、その操舵角度が大きくなるに連れて補正係数αを大きくするように構成されている。なお、左旋回であっても右旋回であっても同様にブレーキペダル２１が踏み込まれる可能性が高いため、図２（ｅ）では操舵角度の絶対値に基づいて補正係数αを算出するように構成されている。また、ナビゲーションシステムによって車両が走行する予定の走行車線がカーブしていることを検出し、またそのカーブの旋回角度を検出することで、車両が旋回操作する可能性を判断することもでき、そのような場合には、検出されたカーブの旋回角度（もしくは旋回半径）に基づいて補正係数αを定めることもできる。

なお、上述した例では、車間距離、車速、増加速度、下り勾配角度、操舵角度のそれぞれと補正係数αとが比例関係となっているマップを示したが、ニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する可能性が高くなるに連れて、補正係数αを大きくするように構成されていればよいので、車間距離、車速、増加速度、下り勾配角度、操舵角度のそれぞれと補正係数αとが比例関係となっていなくてもよい。また、所定の車間距離Ｌ１、車速Ｖ１、増加速度ΔＶ１、下り勾配角度Ｄ１、操舵角度Ｄ２などは、車両の特性に応じて実験やシミュレーションなどによって任意に設定することができる。

上述したように車両が走行している環境に基づいてブレーキペダル２１やアクセルペダル５が踏み込まれる可能性の高さを判断し、その可能性が高くなるに連れて補正係数αを大きくしてニュートラル惰性走行状態におけるエンジン回転数を高くすることで、クラッチ１０を係合する前後におけるエンジン回転数の偏差を小さくすることができる。その結果、クラッチ１０を係合することに伴うショックを抑制もしくは防止することができる。さらに、加速するためにアクセルペダル５が踏み込まれてニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する時に、未然にエンジン回転数を高めておくことができるので、クラッチ１０を係合した時点から加速することができ、駆動輪２，２にトルクが所期通りに増大するまでの時間を短くすることができる。言い換えると、加速応答性を向上させることができる。すなわち、エンジン回転数を増大させる際に車両や変速機３の重量が負荷として作用することを抑制もしくは防止することができる。その結果、エンジン回転数を増大させるためのエネルギーを低減することができるので、燃費を低減することができる。

また、減速するためにブレーキペダル２１を踏み込むことによりニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する時に、過剰にエンジンブレーキが作用してショックが生じることを抑制もしくは防止することができる。さらに、クラッチ１０を係合する際にクラッチ１０が滑ってしまうことを抑制もしくは防止することができるので、エンジンブレーキが作用するまでの時間を短くすることができ、駆動輪にトルクが所期通りに増大するまでの時間を短くすることができる。言い換えると、減速応答性を向上させることができる。

上述したようにクラッチ１０を係合する可能性が高いときに、エンジン回転数を高くすることによってクラッチ１０の係合に伴うショックを抑制もしくは防止することができる。また、加速するためにアクセルペダル５が踏み込まれた場合においては加速応答性を向上させることができ、減速するためにブレーキペダル２１が踏み込まれた場合においては減速応答性を向上させることができる。すなわち、運転者による加速あるいは減速の要求があってから、駆動輪２，２にトルクを作用させるまでの時間を短くすることができ、駆動輪にトルクが所期通りに増大するまでの時間を短くすることができる。また、ニュートラル惰性走行状態でエンジン回転数を増大させるときに、そのエンジン回転数の最大値をクラッチ１０を係合する以前のエンジン１の回転数と、クラッチ１０を係合した後のエンジン１の回転数とが変化しない回転数とすることにより、過剰に回転数を上昇させることがなく、その結果、燃費が増大してしまうことを抑制もしくは防止することができる。

つぎに、図１に示す制御を実行した場合における、アクセル開度、ブレーキペダル２１の踏み込みの有無、エンジン回転数、走行状態を示すフラグなどの変化について説明する。図３は、アクセル開度、エンジン回転数、走行状態を示すフラグ（図３では、Ｎ惰行フラグと示している。）などの変化を示すタイムチャートであり、横軸に時間を示している。また、図３に示す例では、車間距離が短くなって走行車線を変更する時の制御を示しており、さらに車間距離に基づいて補正係数αを変化させ、アクセルペダル５が踏み込まれることによりニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する例を示している。まず、ｔ０時点では、前進第６速が設定され、アクセルペダル５が踏み込まれている。すなわち、通常の走行状態で走行しており、走行状態を示すフラグがＯＦＦ、すなわち図１に示すフローチャートにおけるフラグが『０』に設定されている。また、ｔ０時点では、車間距離が所定の車間距離Ｌ１以上ある。なお、ｔ０時点では、ブレーキペダル２１は踏み込まれていない。

ついで、ｔ１時点でアクセルペダル５が戻されてアクセル開度がＯＦＦされると、エンジン回転数が低下するとともに、前進第７速にアップシフトする。これは、従来知られた有段変速機の制御と同様に、車速とアクセル開度とから変速段を設定する場合には、所定の車速以上となったときにアクセル開度が戻されると、変速段がアップシフトされるためである。そして、アクセル開度がＯＦＦされた状態が所定時間維持されると（ｔ２時点）、走行状態を示すフラグがＯＮされる。すなわち、図１に示すフローチャートにおけるフラグが『１』に設定される。そのため、クラッチ１０が解放されるとともに、エンジン回転数が徐々に低下し始める。なお、アクセル開度がＯＦＦされて所定時間経過した後に、走行状態を示すフラグがＯＮされるのは、運転者が駆動力を要求していないと判断するための時間や、変速段を変更した際のクラッチの係合圧が安定するまでの時間を確保するためのものである。また、アクセル開度がＯＦＦされた時点で、スロットルバルブ６を急激に閉じてしまうと、エンジン１内の圧力が急激に低下して、エンジン１内にエンジンオイルなどが逆流してしまう可能性があるため、所定の時間を掛けてスロットルバルブ６を閉じてエンジン回転数をアイドル回転数まで低下させている。

そして、ニュートラル惰性走行状態に移行したｔ２時点では、車間距離が所定の車間距離Ｌ１以上あるため、エンジン回転数はアイドル回転数に維持される。そのようにエンジン回転数をアイドル回転数に維持して走行している時に、車間距離が所定の車間距離Ｌ１より短くなると（ｔ３時点）、その車間距離に応じた目標エンジン回転数Neidl となるようにエンジン回転数が増大し始める。なお、エンジン回転数を増大させるためには、スロットルバルブ６の開度を増大させればよい。

エンジン回転数を車間距離に応じて増大させながら走行している状態で、アクセルペダル５が踏み込まれアクセル開度がＯＮされる（ｔ４時点）と、走行状態を示すフラグがＯＦＦされる。すなわち、クラッチ１０が係合させられて、エンジン１と駆動輪２，２とが動力伝達可能に連結される。そして、アクセル開度に基づいてスロットルバルブ６が開かれてエンジン回転数が増大する。なお、図３に示す例では、車間距離が短くなって走行車線を変更する時の制御を示しており、したがって、ｔ４時点以降は、前方の車両と走行車線が異なるので、ｔ４時点以降の車間距離は特に図示していない。

図３に示すようにクラッチ１０を係合させる以前、すなわちｔ４時点より前にエンジン回転数を増大させているので、ｔ４時点の直前のエンジン回転数と、ｔ４時点の直後の目標とするエンジン回転数との偏差が小さい。そのため、アクセルペダル５が踏み込まれてから早期にクラッチ１０を係合させることができる。言い換えると、クラッチ１０を係合させるまでの時間を短くすることができる。また、クラッチ１０を係合させる前後におけるエンジン回転数の偏差を小さくすることによって、クラッチ１０を係合することによるショックを抑制もしくは防止することができる。さらに、クラッチ１０を係合した時点でのエンジン回転数を高くすることにより、クラッチ１０を係合した時点から、そのエンジン回転数に応じたトルクを出力することができる。すなわち、要求駆動力に応じたトルクを出力することができる。また、エンジン回転数を増大させている間は、エンジン１の動力損失のみが作用している状態となるので、エンジン回転数を増大させる間のエネルギー損失が小さく、その結果、燃費を向上させることができる。

つぎに、車間距離が短くなって減速した場合における、アクセル開度、ブレーキペダル２１の踏み込みの有無、エンジン回転数、走行状態を示すフラグなどの変化について説明する。図４は、アクセル開度、ブレーキペダル２１の踏み込みの有無、エンジン回転数、走行状態を示すフラグなどの変化を示すタイムチャートであり、横軸に時間を示している。なお、図４におけるｔ０時点からｔ４時点以前までは、上述した図３と同様であるので、ここでの説明は省略する。図４に示す例では、ｔ４時点でブレーキペダル２１が踏み込まれてニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する。すなわち、走行状態を示すフラグがＯＦＦされるとともに、クラッチ１０を係合させてエンジン１と駆動輪２，２とが動力伝達可能に連結される。そして、クラッチ１０が係合されてエンジン１と駆動輪２，２とが連結されることにより、エンジン１の動力損失に基づいたエンジンブレーキが駆動輪２，２に作用して減速する。その結果、前方の車両との車間距離が増大する。

上述したようにニュートラル惰性走行状態からブレーキペダル２１が踏み込まれて通常の走行状態に移行する場合であっても、クラッチ１０を係合させる前後におけるエンジン回転数の変化量を小さくすることによって、ブレーキペダル２１を踏み込むと同時に急激なエンジンブレーキが作用してショックが生じることを抑制もしくは防止することができる。また、急激なエンジンブレーキが作用することを抑制もしくは防止するためにブレーキペダル２１が踏み込まれてからエンジン回転数を増大させることによってクラッチ１０を係合させるまでの時間が長くなっ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、ブレーキペダル２１を踏み込んでからクラッチ１０を係合してエンジンブレーキを作用させるまでの時間を短くすること、すなわち減速要求があってから駆動輪２，２に制動力が作用するまでの時間を短くすることができる。

なお、上述した例では、ニュートラル惰性走行状態における目標エンジン回転数Neidl をクラッチ１０を係合する前後でのエンジン回転数が変化しない回転数としているが、この発明における車両の走行制御装置は、ニュートラル惰性走行状態におけるエンジン回転数を、通常の走行状態に移行する可能性に応じて高くするように構成されていればよく、その目標エンジン回転数の最大値は、特に限定されない。また、ニュートラル惰性走行状態で走行しているときには、エンジン１と駆動輪２，２とが遮断されているので、通常の走行状態に移行する可能性が低い場合には、エンジン回転数をアイドル回転数にしてもよく、エンジン回転数を０としてもよい。

また、図５に示す例では、トルクコンバータ７から出力された動力が、クラッチ１０を介して変速機３に入力され、その変速機３の出力軸１１にデファレンシャルギヤ１２を介して駆動輪２，２が連結されている。なお、図５に示す例では、便宜上、トルクコンバータ７の出力軸１３にクラッチ１０を介して変速機３を連結した構成を示しているが、この発明における係合機構は、エンジン１から駆動輪２，２に動力を伝達し、またその動力を遮断することができるものであればよい。したがって、変速段を設定するためにクラッチを係合する変速機を有する動力伝達装置（パワートレーンもしくはギヤトレーン）の場合には、そのクラッチを係合あるいは解放することで、エンジン１から駆動輪２，２に動力を伝達し、またその動力を遮断することができるので、変速段を設定するためのクラッチがこの発明における係合機構に相当する。また、複数のクラッチを係合して変速段を設定する変速機では、それら複数のクラッチのうちいずれか一つのクラッチを解放することにより、エンジン１と駆動輪２，２との動力の伝達を遮断することができるので、複数のクラッチのうちいずれか一つのクラッチがこの発明における係合機構に相当する。さらに、この発明における変速機は、動力源から出力されたトルクを変速して出力することができるものであればよく、有段変速機や無段変速機を対象とすることができる。

この発明に係る車両の走行制御装置は、ニュートラル惰性走行状態からクラッチ１０を係合して、エンジン１から駆動輪２，２への動力伝達を可能とする通常の走行状態に移行する可能性が高いときに、エンジン１の回転数を増大させるように構成されている。図１は、その制御の一例を説明するためのフローチャートである。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ている。なお、アクセルペダル５が踏み込まれてニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行するときの制御例を図１に示している。

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、ニュートラル惰行状態でクラッチを係合させることによるショックを低減するとともに、クラッチを係合させる条件が成立してから駆動輪のトルクが所期通りに増大するまでの時間を短く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。

この発明は、上記の課題を解決するために、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た車両の走行制御装置において、前記車両への駆動力あるいは制動力が要求されることなく、前記係合機構を解放して前記動力源と前記駆動輪との間のトルクの伝達が遮断された惰性走行状態で前記車両が走行している間に、前記係合機構を係合させる可能性を、検出もしくは推定された前記車両の走行状態の変化あるいは前記車両の走行環境に変化によって判定し、前記可能性のあることが判定されることによって前記惰性走行状態での前記動力源の回転数をアイドル回転数より高くするように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明は、上記の発明において、前記判定は、前記係合機構を係合させる可能性の高さの判定を含み、判定された前記可能性の高さに応じて前記動力源の回転数を高くす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、係合機構を解放して惰性走行している間に、係合機構を係合させる可能性があるときには、動力源の回転数をアイドル回転数より高くするので、係合機構を係合させる以前に動力源の回転数を高くすることができ、その結果、係合機構を係合させる以前の動力源の回転数と、係合機構を係合させた後の動力源の回転数との偏差を小さくすることができる。そのため、係合機構を係合させることによるショックを抑制もしくは防止することができる。また、係合機構を係合させる要求があった時点で係合機構を係合させること、すなわち動力源の回転数が上昇するのを待つことなく係合機構を係合させることができる。さらに、係合機構を係合させる以前に動力源の回転数を増大させることにより、動力源の回転数を増大させるトルクの反力を小さくすることができ、その結果、動力源の回転数を早期に増大させることができるとともに、その回転数を増大させるために要するエネルギーを低減、すなわち燃費を低減することができる。また、動力源の回転数が高い状態で係合機構を係合させることにより、係合機構を係合した時点から車両を加速させたり車両にエンジンブレーキを作用させたりすることができ、駆動輪のトルクが所期通りに増大するまでの時間を短くすることができる。

上述したようにステップＳ１で否定的に判断された場合には、通常の走行状態を維持したり通常の走行状態に移行させたりする制御を実行する。それとは反対に、ステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちニュートラル惰性走行状態で走行すると判断された場合には、ニュートラル惰性走行状態を維持したりクラッチ１０を解放してニュートラル惰性走行状態に移行させたりする制御を実行する。以下、ステップＳ１で肯定的に判断された場合の制御例について説明する。ステップＳ１で肯定的に判断されると、まず、車両の走行状態を示すフラグが『１』か否かを判断する（ステップＳ７）。すなわち、前回のルーチンにおいて車両がニュートラル惰性走行状態であったか否かを判断する。ステップＳ７で否定的に判断された場合、すなわち前回のルーチンにおいて車両が通常の走行状態と判断された場合には、フラグを『１』にする（ステップＳ８）。また、ステップＳ７で否定的に判断される場合には、クラッチ１０を係合してエンジン１と駆動輪２，２とが動力伝達可能に連結されているので、クラッチ１０を解放して（ステップＳ９）、ニュートラル惰性走行状態に移行させて、このルーチンを一旦終了する。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ており、後述するステップＳ１０およびステップＳ１１で目標エンジン回転数を定めるように構成されているので、このステップＳ９では、特にエンジン１の回転数を制御していない。

上述したように車両が走行している環境に基づいてブレーキペダル２１やアクセルペダル５が踏み込まれる可能性の高さを判断し、その可能性が高くなるに連れて補正係数αを大きくしてニュートラル惰性走行状態におけるエンジン回転数を高くすることで、クラッチ１０を係合する前後におけるエンジン回転数の偏差を小さくすることができる。その結果、クラッチ１０を係合することに伴うショックを抑制もしくは防止することができる。さらに、加速するためにアクセルペダル５が踏み込まれてニュートラル惰性走行状態から通常の走行状態に移行する時に、事前にエンジン回転数を高めておくことができるので、クラッチ１０を係合した時点から加速することができ、駆動輪２，２にトルクが所期通りに増大するまでの時間を短くすることができる。言い換えると、加速応答性を向上させることができる。すなわち、エンジン回転数を増大させる際に車両や変速機３の重量が負荷として作用することを抑制もしくは防止することができる。その結果、エンジン回転数を増大させるためのエネルギーを低減することができるので、燃費を低減することができる。

Claims (7)

1. 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た車両の走行制御装置において、
   前記係合機構を解放して前記動力源と前記駆動輪との間のトルクの伝達が遮断された惰性走行状態で前記車両が走行している間に前記係合機構を係合させる可能性がある場合に、前記惰性走行状態での前記動力源の回転数をアイドル回転数より高くすることを特徴とする車両の走行制御装置。
2. 前記係合機構を係合させる可能性の高さに応じて前記動力源の回転数を高く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。
3. 前記係合機構を係合させる可能性の高さは、前記車両が走行している走行環境もしくは前記車両の走行状態に基づいて判断されることを特徴とする請求項２に記載の車両の走行制御装置。
4. 前記動力源の回転数は、前記惰性走行状態で走行しているときに前記係合機構を係合させたとした場合に、前記動力源が回転する回転数を最大の回転数とす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。
5. 前記係合機構と前記駆動輪との間に、前記係合機構と前記駆動輪との変速比を変更する変速機を更に備え、
   前記動力源の最大の回転数は、前記車両の車速と前記変速機の変速比とから算出されることを特徴とする請求項４に記載の車両の走行制御装置。
6. 前記係合機構は、前記車両に加速要求があった場合に係合するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両の走行制御装置。
7. 前記係合装置は、前記車両に減速要求があった場合に係合するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両の走行制御装置。

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