WO2017056723A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2017056723A1
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vehicle
deceleration
vehicle control
control device
braking
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PCT/JP2016/073028
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English (en)
French (fr)
Inventor
直之 田代
堀　俊雄
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • Y02T10/82—Elements for improving aerodynamics

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device.
  • Patent Document 1 There is Patent Document 1 as background art in this technical field.
  • a lower limit vehicle speed and an upper limit vehicle speed are set, and when the vehicle speed exceeds the upper limit vehicle speed, the engine is stopped, the power transmission mechanism between the engine and the wheels is opened, and the vehicle is driven by coasting.
  • a vehicle control device that starts the engine when the vehicle speed becomes equal to or lower than the lower limit vehicle speed, and accelerates the power transmission mechanism in the engaged state. Furthermore, it detects whether it is necessary to stop the vehicle by detecting a signal or the like. When it is determined that the vehicle needs to be stopped, the engine is stopped until the vehicle stop position and the vehicle is coasted.
  • a vehicle control device for decelerating is disclosed.
  • Patent Document 1 it is determined that the vehicle needs to be stopped, and when the distance to the stop is equal to or greater than a predetermined value, the sailing stop is performed, and when the distance to the stop is less than the predetermined value, the engine brake Alternatively, a vehicle control device is disclosed in which the engine stop time can be lengthened by decelerating with a brake and fuel efficiency is improved.
  • Patent Document 1 when it is determined that the vehicle needs to be stopped, the sailing stop and the engine brake are switched. However, there is a difference between the deceleration during sailing stop travel and the deceleration during engine brake travel. When switching to one of them is necessary, slow deceleration is required (such as when traveling following the preceding vehicle). The operability deteriorates. A specific description is shown in FIG.
  • Fig. 1 shows the deceleration time on the horizontal axis and energy loss on the vertical axis, and each point shows the required deceleration for a typical deceleration pattern.
  • the deceleration required for the deceleration pattern at the lower right of the graph is small, and the deceleration required for the deceleration pattern at the upper left of the graph is large.
  • Each line shows the degree of deceleration when traveling with engine brake and when traveling with sailing stop.In region I, the gear ratio is shifted to the low side in the engine braking state, or the desired reduction is achieved by braking. Getting speed.
  • the present invention is a vehicle control device for controlling a vehicle having a power transmission mechanism for controlling a power transmission state between an engine and an axle, and a braking means, wherein the power is transmitted by the power transmission mechanism, and the engine
  • the power transmission engine stop running state in which the fuel supply is stopped and the vehicle is run, and the power transmitted by the power transmission mechanism is shut off, the fuel supply to the engine is stopped, and the braking force is greater than that in the power transmission engine stop running state.
  • the vehicle running state includes a power cut-off braking running state in which the vehicle is caused to run by controlling the braking means so as to decrease the vehicle running state.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION when driving the vehicle which can change in several driving
  • FIG. Flow chart of control in embodiment 1 The block diagram which shows the calculation of the engine loss torque in Example 1 Block diagram showing required deceleration calculation in the first embodiment
  • Example 1 The flowchart at the time of cooperation with the brake of the 3rd driving state in Example 1 Time chart in Example 1 The figure which shows the structure of the vehicle provided with the vehicle control apparatus in Example 2.
  • FIG. The flowchart of the 3rd driving state in Example 2. The figure which shows the control form of the 3rd driving state in Example 2.
  • FIG. The figure which shows another control form of the 3rd driving state in Example 2.
  • FIG. Time chart in Example 2 The figure which shows the structure of the vehicle control apparatus in Example 3.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle including the vehicle control device according to the present embodiment.
  • an engine 101 is mounted on a vehicle 100, and driving force generated by the engine 101 is transmitted to a wheel 104 connected via a differential mechanism 103 via a power transmission mechanism 102. This causes the vehicle 100 to travel.
  • the wheel 104 is provided with a brake mechanism 115, and the braking force changes depending on the amount of pressing of the brake pad in the brake mechanism 115 to adjust the speed of the vehicle 100.
  • the power transmission mechanism 102 includes a torque converter 116, an oil pump 117, a speed change mechanism 118, and a clutch mechanism 119 capable of transmitting and interrupting power from the engine 101 to the wheels 104.
  • the oil pump 117 is driven via an oil pump drive chain 120.
  • the speed change mechanism 118 is not limited to a stepped transmission, and may be a continuously variable transmission in which a belt or a chain and a pulley are combined.
  • the clutch mechanism 119 is not limited between the transmission mechanism 118 and the differential mechanism 103, and may be provided between the oil pump drive chain 120 and the transmission mechanism 118.
  • a starter motor 105 is incorporated in the engine 101 as a starting device, and the starter motor 105 is driven by supplying electric power from the battery 108.
  • the engine 101 also rotates in conjunction with the rotation of the starter motor 105.
  • the engine starter is not limited to the starter motor 105, and may be a motor having functions of a starter motor and a generator.
  • the engine 101 is provided with a means 121 for detecting the engine speed. The starter motor 105 is driven, and when the engine speed reaches a predetermined value or more, fuel supply is started and ignited. Start the engine.
  • a generator 106 is connected to the engine 101 via a drive belt 107.
  • the generator 106 can generate electric power by rotating following the rotation of the crankshaft.
  • the generator 106 has a mechanism for making the generated voltage variable by controlling the field current, and can also stop the generated output.
  • the electric power generated by the generator 106 is supplied to the battery 108 and the on-vehicle electrical component 109.
  • the in-vehicle electrical component 109 includes an actuator for operating the engine 101, for example, a fuel supply device, an ignition device, and a controller 111 for controlling them, a lighting device such as a headlight, a brake lamp, and a direction indicator, and a blower fan. And air conditioning equipment such as a heater.
  • the controller 111 is detected by an accelerator pedal depression amount detection means 112 for detecting the depression amount of the accelerator pedal, a brake pedal depression amount detection means 113 for detecting the depression amount of the brake pedal, and a vehicle speed detection means 114 for detecting the vehicle speed. Enter information.
  • the brake mechanism 115 changes the pressing amount of the brake pad according to the command value from the controller 111 as well as the mechanism for controlling the braking force, with the pressing amount of the brake pad changing according to the brake pedal depression amount of the driver. It may be equipped with a possible electric actuator mechanism.
  • the vehicle control device includes a power transmission engine stop traveling state (specifically, a second traveling state described later) and a power cut-off braking traveling state (specifically, a vehicle traveling state).
  • the power transmission engine stop traveling state is a mode in which power is transmitted by the power transmission mechanism and fuel is stopped from the engine to drive the vehicle.
  • the power cut-off braking running state the power by the power transmission mechanism is cut off, the fuel supply of the engine is stopped, and the vehicle is run by controlling the braking means so that the braking force becomes smaller than the power transmission engine stop running state.
  • the inertia running state is a mode in which the vehicle is driven by inertia without stopping the power supply by the power transmission mechanism, stopping the fuel supply of the engine, and performing braking by the braking means.
  • FIG. 3 shows a flowchart of control in the embodiment.
  • the accelerator depression amount detection means 113 determines that the accelerator is depressed when it is detected that the accelerator depression amount is zero. The process proceeds to S202. finish.
  • the vehicle deceleration ⁇ s when the clutch is released is estimated by the equation (1).
  • M is a vehicle weight
  • Cd is an air resistance coefficient
  • S is a front projected area of the vehicle
  • V is a vehicle speed
  • ⁇ is a rolling resistance coefficient
  • g is a gravitational acceleration speed
  • ⁇ is a road surface gradient.
  • the engine loss torque F e varies depending on the engine speed. Further, since the gear ratio of the speed change mechanism 118 changes depending on the vehicle speed, the engine speed also changes. Therefore, as shown in FIG. 4, first, the gear ratio calculation 301 calculates the gear ratio based on the gear shift line when the accelerator depression amount is zero, and outputs the engine speed based on the vehicle speed and the gear ratio. Then, the engine torque loss calculation 302 calculates the engine torque loss F e based on engine speed. Here, by using the shift line when the accelerator depression amount is zero, the engine speed can be minimized, and as a result, the engine loss torque can be minimized.
  • the deceleration required by the driver is estimated. Specifically, as shown in the required deceleration calculation (driver operation) 401 of FIG. 5, when the brake pedal depression amount is not less than zero and not more than a predetermined value b on by the brake pedal depression amount detecting means 113 (region I). Determines that the vehicle has intention to travel due to inertia, and sets the required deceleration rate ⁇ d , which is a deceleration required by the driver by the driver operation, as the vehicle deceleration rate ⁇ s when the clutch is released.
  • b on is an area in which no brake braking force is generated (brake play).
  • the required deceleration estimation S204 is not limited to FIG. 5, but may be set as shown in FIG.
  • the dotted line in FIG. 6 represents the deceleration that occurs during engine braking and when sailing is stopped. If the amount of brake depression is greater than the predetermined value b on (area II), the engine loss torque is transmitted to the wheels during engine braking. This requires a larger deceleration, which makes the brake feeling uncomfortable. Therefore, as shown in FIG.
  • the required deceleration rate ⁇ d is compared with the vehicle deceleration rate ⁇ e when the clutch is engaged.
  • the process proceeds to S208, and when the required deceleration rate ⁇ d is greater than ⁇ e , The process proceeds to S209.
  • the second traveling state of S208 is a state in which the torque converter 116 and the clutch mechanism 119 are both engaged and the fuel supply to the engine 101 is stopped (so-called engine braking state). Run on.
  • this vehicle control device is a vehicle having a power transmission mechanism for controlling a power transmission state between an engine and an axle to any one of transmission, half transmission, and cutoff, and a braking means for obtaining deceleration.
  • the braking means is controlled so as to obtain a deceleration smaller than the deceleration of the vehicle in a traveling state in which the transmission mechanism is controlled to transmit.
  • the target torque loss F t at S501 based on the request deceleration alpha d and the vehicle deceleration alpha s during clutch opening is calculated by the equation (3).
  • the transmission loss lower limit value F m — min is calculated based on the vehicle speed and the gear ratio. Specific processing is shown in FIG. First, the vehicle speed is input to the transmission input rotation speed calculation 601, and the transmission input rotation speed is calculated based on the shift line when the accelerator depression amount is zero. Here, by using the shift line when the accelerator depression amount is zero, the torque transmitted to the wheel 104 when switching from the second traveling state to the first traveling state is reduced, and the shock at the time of switching is reduced.
  • the lower limit pressure P min of the transmission oil pump and the transmission input rotation speed are input to the transmission torque loss 602, and the transmission torque loss lower limit F m_min is calculated.
  • the lower limit pressure P min of the transmission oil pump is calculated on the basis of the minimum pressure required to bring the clutch mechanism 119 and the like into an engaged state.
  • the control mode in the third traveling state according to the present embodiment is not limited to FIG. 7 (c).
  • the clutch mechanism 119 is opened and the vehicle is decelerated only by the brake mechanism 115. It may be what you do.
  • the cooperative control of the brake mechanism 115 and a power transmission mechanism may be sufficient.
  • the loss of the power transmission mechanism is preferentially generated. That is, as shown in FIG. 12, it means that the clutch mechanism 119 is engaged and the transmission input rotational speed is increased. Thereby, when switching to the 1st driving state, it becomes possible to make a torque converter into an engagement state quickly. Further, when the transmission loss cannot cover the target loss torque difference, the required deceleration can be achieved by adjusting the brake loss amount, and the drivability is improved.
  • an engine brake that performs braking due to engine loss has a relatively large braking force, so that braking is performed more than necessary, and the engine must be driven again to maintain or increase the speed.
  • the driver's uncomfortable feeling can be reduced. That is, according to the vehicle control apparatus of the present embodiment, it is possible to generate a deceleration that is greater than the deceleration during sailing stop travel and smaller than the deceleration during engine brake travel. Therefore, the operability of the driver when the driver performs manual operation is also improved.
  • the use of the power shut-off braking traveling state as described with the vehicle control device as an example is effective not only in manual driving but also in automatic driving in order to reduce the driver's uncomfortable feeling.
  • a vehicle having means capable of adjusting the air resistance in the running resistance of the vehicle will be described.
  • means for adjusting the air resistance as shown in FIG. 13, there are a front air resistance adjusting mechanism 801 attached to the front of the vehicle, a rear air resistance adjusting mechanism 802 attached to the rear of the vehicle, and the like.
  • the forward air resistance adjusting mechanism 801 the air flow is controlled by opening and closing the shutter, and the air resistance is larger when the shutter is open than when it is closed.
  • the air flow is controlled by switching the storage state and non-storage state of the spoiler or adjusting the angle of the spoiler in the non-storage state, and the spoiler appears. And the greater the angle, the greater the air resistance.
  • the control method in a present Example is demonstrated using FIG. Specifically, as shown in FIG. First, the target torque loss F t at S501, based on the request deceleration alpha d and the vehicle deceleration alpha s during clutch opening is calculated by the equation (3).
  • the transmission loss lower limit value F m — min is calculated based on the vehicle speed and the gear ratio.
  • the lower limit pressure P min of the transmission oil pump and the transmission input rotation speed are input to the transmission torque loss 602, and the transmission torque loss lower limit F m_min is calculated.
  • the lower limit pressure P min of the transmission oil pump is calculated on the basis of the minimum pressure required to bring the clutch mechanism 119 and the like into an engaged state.
  • loss of the power transmission mechanism is preferentially generated. That is, as shown in FIG. 7, it means that the clutch mechanism 119 is engaged and the transmission input rotational speed is increased.
  • the upper limit value f a_max of the air resistance loss is calculated. Specifically, air resistance losses f a is calculated by equation (4), to adjust the air resistance loss by changing the C d value.
  • the control mode in the third traveling state according to the present embodiment is not limited to that shown in FIG. 15, and the clutch mechanism 119 is opened as shown in FIG. It may be what you do. Moreover, as shown in FIG.16 (b), you may decelerate by the cooperative control of the means which can adjust an air resistance, and a power transmission mechanism. Further, as shown in FIG. 16 (c), the vehicle may be decelerated by cooperative control of the brake mechanism 115 and means capable of adjusting the air resistance.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of the vehicle control device in the present embodiment.
  • the present embodiment further includes a forward situation recognition unit 1101, and the forward situation recognition unit 1101 includes at least one of a navigation system, a camera, a radar, a vehicle-to-vehicle communication, or a road-to-vehicle communication module.
  • the required deceleration estimation S204 using the forward situation recognition means in this embodiment will be described. More specifically, when it is determined that the preceding vehicle not detected outputs required deceleration (system determined) as 0, when it is determined that the preceding vehicle detection, as shown in FIG. 19, the relative velocity V r Based on the inter-vehicle time THW, a required deceleration calculation (system judgment) 1201 is calculated and output.
  • the relative speed V r and the inter-vehicle time THW are calculated by the equations (7) and (8).
  • V f is the speed of the preceding vehicle
  • V e is the speed of the own vehicle
  • D is the distance between the own vehicle and the preceding vehicle
  • the required deceleration decreases as the inter-vehicle time decreases and the relative speed increases.
  • the request deceleration based on the relative velocity V r and the time headway THW, may be calculated using Equation (9).
  • C represents a driver-dependent constant.
  • C is not limited to a fixed value, and may be switched according to the driving scene. Specifically, as shown in FIG. 20, the traveling state of the own vehicle is classified into “acceleration”, “constant speed”, and “deceleration” based on the own vehicle speed, and the current traveling state and the forward situation recognition means C is changed based on the predicted driving condition.
  • C represents the strength of the driver's reaction as the forward situation changes. Therefore, if there is no change in the current driving state and the predicted driving state, C1 when turning to acceleration, C3 when turning to constant speed, C4 when turning to constant speed, the magnitude relationship of C4> C2> Set C3> C1.
  • the predicted traveling state is determined based on the preceding vehicle information (deceleration of the preceding vehicle, brake lamp, blinker) and road information (signal color, intersection, curve, uphill, downhill, etc.). Thereby, the estimation accuracy of the requested deceleration of the driver accompanying the change in the forward situation is improved.
  • the smaller one of the requested deceleration (driver operation) 401 and the requested deceleration (system judgment) 901 is adopted as the requested deceleration.
  • the system realizes an appropriate deceleration, it is possible to reduce the frequency of driver operations and improve comfort.

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Abstract

本発明は、動力伝達状態やエンジンの駆動状態の異なる複数の走行状態を走行中に変更可能な車両を走行させる際に、車両を適切に制御することで、ドライバの違和感を低減することを目的とする。 本発明は、エンジンと車軸との間の動力伝達状態を制御する動力伝達機構と、制動手段とを有する車両を制御する車両制御装置であって、前記動力伝達機構によって動力を伝達させ、前記エンジンの燃料供給を停止して前記車両を走行させる動力伝達エンジン停止走行状態と、前記動力伝達機構による動力を遮断し、前記エンジンの燃料供給を停止し、前記動力伝達エンジン停止走行状態よりも制動力が小さくなるように前記制動手段を制御して前記車両を走行させる動力遮断制動走行状態と、を車両走行状態として有することを特徴とする。

Description

車両制御装置
　本発明は、車両制御装置に関する。
　本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。この公報では、下限車速と上限車速を設定し、車速が上限車速以上になると、エンジンを停止し、さらに、エンジンと車輪との間の動力伝達機構を開放し、惰行により車両を走行させ、車速が下限車速以下になると、エンジンを始動し、動力伝達機構を係合状態にして加速させる車両制御装置が開示されている。さらに、信号などを検知し、車両を停止させる必要があるか否かを判定し、車両を停止させる必要があると判断されたときに、車両停止位置までエンジン停止を継続して車両を惰行により減速させる車両制御装置が開示されている。
　ここで、動力伝達機構を係合状態にし、エンジンへの燃料供給を停止させて、車両を走行（エンジンブレーキ）させた場合、エンジンブレーキの減速度は、走行抵抗に、エンジンの損失（機械損失や吸気損失など）を加算したものとなる。一方、エンジンを停止し、かつ動力伝達機構を開放した状態で車両を走行（セーリングストップ）させた場合は、セーリングストップの減速度は、走行抵抗のみとなるため、エンジンブレーキの減速度よりも小さくなる。
　ゆえに、特許文献１では、車両を停止させる必要があると判断し、停止までの距離が所定値以上の場合には、セーリングストップを実施し、停止までの距離が所定値未満になると、エンジンブレーキあるいはブレーキにて減速させることで、エンジン停止時間を長くすることができ燃費を向上させる車両制御装置が開示されている。
特開２０１２－４７１４８号公報
　上記特許文献１では、車両を停止させる必要があると判断されたときに、セーリングストップとエンジンブレーキを切り替えている。しかしながら、セーリングストップ走行時の減速度とエンジンブレーキ走行時の減速度には差があり、いずれかに切り替えるだけでは、緩やかな減速が必要なとき（先行車に追従して走行する場合など）に、操作性が悪化する。具体的な説明を図１に示す。
　図１は横軸に減速時間および縦軸にエネルギロスを、各点は代表的な減速パターンに対して、要求される減速度を示したものである。グラフ右下の減速パターン時には要求される減速度が小さく、グラフ左上の減速パターン時には要求される減速度が大きい。各線はそれぞれ、エンジンブレーキで走行した場合と、セーリングストップで走行したときの減速度合を示しており、領域Iではエンジンブレーキ状態で変速比をロー側にシフト、あるいはブレーキをかけることで所望の減速度を得ている。一方、領域IIにおいて、減速度がセーリングストップよりも大きく、エンジンブレーキよりも小さい減速パターンにおいては、現状調整すべき手段がなく、要求される減速度との差が生じる。これでは、ドライバが状況に応じて想定する減速度と実際の車両の減速度とが乖離してしまい、ドライバが違和感を感じてしまいかねないという問題がある。
　本発明は、動力伝達状態やエンジンの駆動状態の異なる複数の走行状態を走行中に変更可能な車両を走行させる際に、車両を適切に制御することで、ドライバの違和感を低減することを目的とする。
　本発明は、エンジンと車軸との間の動力伝達状態を制御する動力伝達機構と、制動手段とを有する車両を制御する車両制御装置であって、前記動力伝達機構によって動力を伝達させ、前記エンジンの燃料供給を停止して前記車両を走行させる動力伝達エンジン停止走行状態と、前記動力伝達機構による動力を遮断し、前記エンジンの燃料供給を停止し、前記動力伝達エンジン停止走行状態よりも制動力が小さくなるように前記制動手段を制御して前記車両を走行させる動力遮断制動走行状態と、を車両走行状態として有することを特徴とする。
　本発明によれば、動力伝達状態やエンジンの駆動状態の異なる複数の走行状態を走行中に変更可能な車両を走行させる際に、車両を適切に制御することで、ドライバの違和感を低減することができる。
エンジンブレーキでの走行と、セーリングストップでの走行についての、減速時間とエネルギロスとの関係を示す図 実施例１における車両制御装置を備えた車両の構成を示す図 実施例１における制御のフローチャート 実施例１におけるエンジン損失トルクの演算を示すブロック図 実施例１における要求減速度演算を示すブロック図 実施例１における要求減速度演算の補正方法を示す図 実施例１における走行状態を示す図 実施例１における第３の走行状態のフローチャート 実施例１における変速機損失トルク下限値の演算を示すブロック図 実施例１における第３の走行状態の制御形態を示す図 実施例１における第３の走行状態のブレーキとの協調時のフローチャート 実施例１におけるタイムチャート 実施例２における車両制御装置を備えた車両の構成を示す図 実施例２における第３の走行状態のフローチャート 実施例２における第３の走行状態の制御形態を示す図 実施例２における第３の走行状態の別の制御形態を示す図 実施例２におけるタイムチャート 実施例３における車両制御装置の構成を示す図 実施例３における要求減速度演算を示すブロック図 実施例３におけるドライバの反応強度を示す図
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図２は本実施例における車両制御装置を備えた車両の構成を示す図である。図２に示すように、車両１００には、エンジン１０１が搭載されており、エンジン１０１によって発生させた駆動力は動力伝達機構１０２を経て、ディファレンシャル機構１０３を介して連結された車輪１０４に伝達されることで車両１００を走行させる。また、車両１００を減速させるために、車輪１０４にはブレーキ機構１１５が備えられ、ブレーキ機構１１５内のブレーキパッドの押し当て量によって制動力が変化し、車両１００の速度を調整する。
　動力伝達機構１０２は、トルクコンバータ１１６と、オイルポンプ１１７と、変速機構１１８と、エンジン１０１からの動力を車輪１０４に伝達および遮断可能なクラッチ機構１１９とから構成される。また、オイルポンプ１１７はオイルポンプ駆動用チェーン１２０を介して駆動される。
　ここで、変速機構１１８は有段変速機に限定されず、ベルトあるいはチェーンとプーリを組み合わせた無段変速機でもよい。クラッチ機構１１９は変速機構１１８とディファレンシャル機構１０３の間に限定されず、オイルポンプ駆動用チェーン１２０と変速機構１１８との間に設けてもよい。
　エンジン１０１には始動装置としてスタータモータ１０５が組みつけられており、バッテリ１０８から電力を供給することでスタータモータ１０５を駆動し、スタータモータ１０５の回転に連動して、エンジン１０１も回転する。ここで、エンジン始動装置としてはスタータモータ１０５に限定されず、スタータモータと発電機の機能を有したモータでもよい。また、エンジン１０１にはエンジンの回転数を検出する手段１２１が取り付けられており、スタータモータ１０５を駆動させ、エンジン回転数が所定値以上になったときに燃料供給を開始し、点火させることでエンジンを始動する。
　エンジン１０１には発電機１０６が駆動ベルト１０７を介して連結される。発電機１０６は、クランク軸の回転に従動して回転することで電力を発生させることができる。発電機１０６は界磁電流を制御することにより、発電電圧を可変にする機構を有しており、発電出力を停止することも可能である。
　発電機１０６で発電された電力はバッテリ１０８と車載電装品１０９に供給される。車載電装品１０９には、エンジン１０１を動作させるためのアクチュエータ、例えば、燃料供給装置、点火装置、それらを制御するコントローラ１１１も含み、ヘッドライト、ブレーキランプ、方向指示器などの灯火装置、ブロアファン、ヒータなどの空調機器などによって構成される。
　コントローラ１１１には、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダル踏み込み量検出手段１１２、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダル踏み込み量検出手段１１３、車両の速度を検出する車速検出手段１１４によって検出した情報を入力する。
　ブレーキ機構１１５は、運転手のブレーキペダル踏み込み量に応じてブレーキパッドの押し当て量が変化し、制動力を制御する機構だけでなく、コントローラ１１１からの指令値によって押し当て量を変化させることが可能な電動アクチュータ機構が備わったものでもよい。
　また、本実施例に係る車両制御装置は、車両走行状態として、動力伝達エンジン停止走行状態（具体的には、後述する第２の走行状態）と、動力遮断制動走行状態（具体的には、後述する第３の走行状態）と、惰性走行状態（具体的には、後述する第１の走行状態）とを有する。動力伝達エンジン停止走行状態は、動力伝達機構によって動力を伝達させ、エンジンの燃料供給を停止して車両を走行させるモードである。動力遮断制動走行状態は、動力伝達機構による動力を遮断し、エンジンの燃料供給を停止し、動力伝達エンジン停止走行状態よりも制動力が小さくなるように制動手段を制御して車両を走行させるモードである。惰性走行状態は、動力伝達機構による動力を遮断し、エンジンの燃料供給を停止し、制動手段による制動を行わずに車両を惰性で走行させるモードである。
　実施例１における制御方法について、図３～７を用いて詳細を説明する。まず、図３に実施例における制御のフローチャートを示す。
　アクセルオフ判定Ｓ２０１では、アクセル踏み込み量検出手段１１３により、アクセル踏み込み量がゼロであることを検出したときにアクセルオフと判定し、Ｓ２０２に進み、アクセル踏み込み量がゼロでないときには、本制御の処理が終了する。
　クラッチ開放時減速度推定Ｓ２０２では、クラッチ開放時の車両減速度αsを式(1)により推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、Mは車両重量、Cdは空気抵抗係数、Sは車両の前面投影面積、Vは車両速度、μは転がり抵抗係数、gは重力加速速度、θは路面勾配を表している。 
　クラッチ係合時減速度推定Ｓ２０３では、クラッチ締結時の車両減速度αeを式(2)により推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、Feはエンジン１０１への燃料供給を停止した状態で、トルクコンバータ１１６およびクラッチ機構１１９が係合した状態におけるエンジン損失トルクを表している。
　エンジン損失トルクFeはエンジン回転数によって変化する。また、車速によって変速機構１１８のギア比が変わるため、エンジン回転数も変化する。ゆえに、図４に示すように、まず、変速比演算３０１で、アクセル踏み込み量がゼロのときの変速線を基に変速比を算出し、車速と変速比を基にエンジン回転数を出力する。次に、エンジン損失トルク演算３０２で、エンジン回転数を基にエンジン損失トルクFeを演算する。ここで、アクセル踏み込み量がゼロのときの変速線を使用することで、エンジン回転数を最も低くすることができ、その結果、エンジン損失トルクを最小にすることができる。
　要求減速度推定Ｓ２０４では、運転手が必要とする減速度を推定する。具体的には、図５の要求減速度演算（ドライバ操作）４０１に示すように、ブレーキペダルの踏み込み量検手段１１３により、ブレーキ踏み込み量がゼロ以上で所定値bon以下のとき（領域I）は、惰性により走行意図があると判断し、ドライバ操作によってドライバから要求される減速度である要求減速度αdを、クラッチ開放時の車両減速度αsとする。ここで、bonは、ブレーキ制動力が発生しない領域（ブレーキの遊び）とする。
　踏み込み量が所定値bonよりも大きい場合（領域II）は、ブレーキの踏み込み量が大きいほど、大きな制動力が発生するように設定する。
　ここで、要求減速度推定Ｓ２０４は図５に限定されず、図６に示すように設定してもよい。図６の点線はエンジンブレーキ時およびセーリングストップ時に発生する減速度である。ブレーキ踏み込み量が所定値bonよりも大きい場合(領域II)では、エンジンブレーキ時には、エンジン損失分のトルクが車輪に伝達するため、同じブレーキ踏み込み量に対して、セーリングストップ時よりもエンジンブレーキ時の方が大きい減速度を要求することになり、ブレーキフィーリングに違和感が生じる。ゆえに、図６に示すように、セーリングストップ時において、ブレーキ踏み込み量が所定値bonより小さい場合(領域I)は、ドライバ操作によってドライバから要求される減速度である要求減速度αdを、クラッチ開放時の車両減速度αsとし、ブレーキ踏み込み量が所定値bonよりも大きい場合(領域II)はドライバ操作によってドライバから要求される減速度である要求減速度αdをエンジンブレーキ時の減速度に設定する。これにより、同じブレーキ踏み込み量に対して、同じ制動力を発生することができ、操作性の悪化を抑制することが期待できる。
　Ｓ２０５では、要求減速度αdとクラッチ開放時の車両減速度αsを比較し、要求減速度αdがαs以上のときには、Ｓ２０６に進み、αdがαsより小さいときには、Ｓ２０７に進む。
　Ｓ２０６の第１の走行状態は、図７(a)に示すように、クラッチ機構１１９を開放状態にして、エンジン１０１への燃料供給を停止した状態で走行を実施する。ここで、クラッチ機構１１９を開放していれば、トルクコンバータ１１６は締結状態のままにしてもよい。
　Ｓ２０７では、要求減速度αdとクラッチ係合時の車両減速度αeを比較し、要求減速度αdがαe以下のときには、Ｓ２０８に進み、要求減速度αdがαe大きいときには、Ｓ２０９に進む。
　Ｓ２０８の第２の走行状態は、図7(b)に示すように、トルクコンバータ１１６とクラッチ機構１１９を共に締結状態にして、エンジン１０１への燃料供給を停止した状態（いわゆる、エンジンブレーキ状態）で走行を実施する。
　Ｓ２０９の第３の走行状態は、図7(c)に示すように、クラッチ機構１１９を締結状態とし、トルクコンバータ１１６を開放状態として、変速機損失によって減速する。この場合、エンジン１０１への燃料供給は停止していてもよい。
　なお、図７(a)に示すように、動力伝達機構を構成するトルクコンバータ１１６及びクラッチ機構１１９の両方が締結される状態を「伝達」状態とし、図７(b)に示すように、両方が解放される状態を「遮断」とし、図７(c)に示すように、トルクコンバータ１１６は解放されるがクラッチ機構１１９が締結される状態をいわば「半伝達」状態とした場合、この車両制御装置は、以下のようにも表現することができる。即ち、この車両制御装置は、エンジンと車軸との間の動力伝達状態を伝達、半伝達、遮断の何れかに制御する動力伝達機構と、減速度を得るための制動手段と、を有する車両を制御するものであって、前記エンジンへの燃料供給を停止した燃料停止走行状態を実現し、前記燃料停止走行状態を実現するとともに、前記動力伝達機構を前記遮断状態に制御し、且つ、前記動力伝達機構を伝達に制御した走行状態における前記車両の減速度よりも小さな減速度を得るように、前記制動手段を制御する。
　Ｓ２０９の具体的な処理について、図８を用いて説明する。まず、Ｓ５０１で目標損失トルクFtを、要求減速度αdとクラッチ開放時の車両減速度αsを基に式(3)によって算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　次に、Ｓ５０２で変速機損失下限値Fm_minを車速と変速比を基に算出する。具体的な処理を図９に示す。まず、変速機入力回転数演算６０１に車速を入力し、アクセル踏み込み量がゼロのときの変速線を基に変速機入力回転数を演算する。ここで、アクセル踏み込み量がゼロのときの変速線を用いることで、第２の走行状態から第１の走行状態に切り替えるときに車輪１０４に伝わるトルクが小さくなり、切り替え時のショックが小さくなる。
　次に、変速機トルク損失６０２に変速機オイルポンプの下限圧力Pmin と変速機入力回転数を入力し、変速機トルク損失下限値Fm_minを演算する。ここで、変速機オイルポンプの下限圧力Pminは、クラッチ機構１１９などを係合状態にするために最低限必要な圧力などを基に算出する。
　Ｓ５０３では、変速機損失下限値Fm_minと目標損失トルクFtを比較し、変速機損失下限値Fm_minよりも目標損失トルクFtが小さい場合はＳ５０４に進み、クラッチ機構１１９を開放状態として処理を終了する。変速機損失下限値Fm_minよりも目標損失トルクFtが大きい場合はＳ５０５に進み、クラッチ機構１１９を締結状態として、変速比を制御することで変速機損失を調整する。
　本実施例による第３の走行状態における制御形態は図７(c)に限定されず、図１０(a)に示すように、クラッチ機構１１９を開放状態とした上で、ブレーキ機構１１５のみによって減速するものであっても良い。また、図１０(b)に示すように、ブレーキ機構１１５と動力伝達機構の協調制御であってもよい。
　ブレーキ機構と動力伝達機構によるＳ２０９の具体的な処理について、図１１を用いて説明する。Ｓ５０３で変速機損失下限値Fm_minよりも目標損失トルクFtが小さい場合は、クラッチを開放状態として、Ｓ１１０１のブレーキによる減速度調整処理に進む。これにより、クラッチ機構１１９の係合により、変速機損失Fm_minが目標損失トルクFtよりも大きくなってしまい要求減速度よりも小さい減速度になることを防ぐことが可能となる。
　一方、変速機損失下限値Fm_minよりも目標損失トルクFtが大きい場合は、Ｓ１１０２の動力伝達機構とブレーキ協調減速度調整処理に進む。
　動力伝達機構とブレーキ協調減速度調整処理Ｓ１１０２では、動力伝達機構の損失を優先して発生させる。すなわち、図１２に示すようにクラッチ機構１１９を係合し、変速機入力回転数を上昇させておくことを意味する。これにより、第１の走行状態に切り替わる際に、素早くトルクコンバータを係合状態にすることが可能となる。また、変速機損失では目標損失トルク差を賄えない場合に、ブレーキ損失量を調整することで、要求減速度を達成することが可能となり、運転性が向上する。
　従来の車両制御装置では、エンジン損失によって制動を行うエンジンブレーキは制動力が比較的大きいために、必要以上に制動してしまい、速度を維持または上昇させるために再度エンジンを駆動させざるを得ない場合などがあった。 
　この点、本実施例の車両制御装置によれば、動力伝達状態やエンジンの駆動状態の異なる複数の走行状態を走行中に変更可能な車両を走行させる際に、車両を適切に制御することで、ドライバの違和感を低減することができる。即ち、本実施例の車両制御装置によれば、セーリングストップ走行時の減速度よりも大きく、エンジンブレーキ走行時の減速度よりも小さい減速度を発生させることが可能となる。従って、ドライバが手動運転を行う際のドライバの操作性の向上にも繋がる。なお、上記車両制御装置を例に説明したような動力遮断制動走行状態を利用することは、ドライバの違和感を低減する上で、手動運転だけでなく、自動運転においても有効である。
　本実施例では、車両の走行抵抗の内、空気抵抗を調整可能な手段を有した車両について説明する。ここで、空気抵抗を調整可能な手段としては、図１３に示すように、車両前方に取り付けられた前方空気抵抗調整機構８０１や、車両後方に取り付けられた後方空気抵抗調整機構８０２などがある。前方空気抵抗調整機構８０１の一例としては、シャッターの開閉により、空気の流れを制御するものであり、シャッターが開いているときの方が閉じているときよりも、空気抵抗が大きくなる。また、後方空気抵抗調整機構８０２の一例としては、スポイラの収納状態と非収納状態の切り替えや非収納状態時のスポイラの角度調整により、空気の流れを制御するものであり、スポイラが出現した状態でかつ角度が大きいほど、空気抵抗が大きくなる。
　本実施例における制御方法について図１４を用いて説明する。具体的には図１５に示すように、
　まず、Ｓ５０１で目標損失トルクFtを、要求減速度αdとクラッチ開放時の車両減速度αsを基に式(3)によって算出する。
　次に、Ｓ５０２で変速機損失下限値Fm_minを車速と変速比を基に算出する。次に、変速機トルク損失６０２に変速機オイルポンプの下限圧力Pmin と変速機入力回転数を入力し、変速機トルク損失下限値Fm_minを演算する。ここで、変速機オイルポンプの下限圧力Pminは、クラッチ機構１１９などを係合状態にするために最低限必要な圧力などを基に算出する。
　Ｓ５０３では、変速機損失下限値Fm_minと目標損失トルクFtを比較し、変速機損失下限値Fm_minよりも目標損失トルクFtが小さい場合は、Ｓ９０１に進み、変速機損失下限値Fm_minよりも目標損失トルクFtが大きい場合は、Ｓ５０５の動力伝達機構とブレーキ協調減速度調整処理に進む。
　動力伝達機構とブレーキ協調減速度調整処理Ｓ５０５では、動力伝達機構の損失を優先して発生させる。すなわち、図７に示すようにクラッチ機構１１９を係合し、変速機入力回転数を上昇させておくことを意味する。
　Ｓ９０１では空気抵抗損失の上限値fa_maxを算出する。具体的には、空気抵抗損失faは式(4)によって算出され、Cd値を変化させることで空気抵抗損失を調整する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ゆえに、第２の走行状態におけるCd値をCd2とすると、第３の走行状態における目標Cd値をCdtとすると、空気抵抗損失増量分fa_sは式(5)で計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 ここで、Cdtは空気抵抗を調整可能な手段の制御状態によって制限されるため、式(6)に示すように、空気抵抗を調整可能な手段が、その状態において変化しうるCd値の最大値Cd_maxと、目標Cd値Cdtの内、小さい方を選択した結果を空気抵抗損失の上限値fa_maxとして出力する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　Ｓ９０２では、図１７に示すように、空気抵抗損失fa_maxで実現できなかった損失トルク分をブレーキ損失量によって賄うことで、目標損失トルクFtを実現する。これにより、ブレーキ損失量の負担分を軽減することが可能となり、ブレーキパッドの過熱や摩耗などを防ぐことが可能となる。
　本実施例による第３の走行状態における制御形態は図１５に限定されず、図１６(a)に示すようにクラッチ機構１１９を開放状態とした上で、空気抵抗を調整可能な手段のみによって減速するものであっても良い。また、図１６(b)に示すように、空気抵抗を調整可能な手段と動力伝達機構の協調制御によって減速するものでもよい。さらに、図１６(c)に示すように、ブレーキ機構１１５と空気抵抗を調整可能な手段の協調制御によって減速するものでもよい。
　図１８は本実施例における車両制御装置の構成を示す図である。
　本実施例ではさらに、前方状況認識手段１１０１を備え、前方状況認識手段１１０１は、ナビゲーションシステム、カメラ、レーダ、車々間通信または路車間通信モジュールなど、少なくとも1つを備えている。
　本実施例における前方状況認識手段を用いた要求減速度推定Ｓ２０４について説明する。具体的には、先行車未検知と判断されたときには、要求減速度（システム判断）を０として出力し、先行車検知と判断されたときは、図１９に示すように、相対速度Vrと車間時間THWを基に、要求減速度算出（システム判断）１２０１を算出し、出力する。ここで、相対速度Vrと、車間時間THWを式(7)(8)により算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 ここで、Vfは先行車の速度、Veは自車の速度、Dは自車と先行車の車間距離を表し、車間時間が小さく、相対速度が大きいほど、要求減速度は小さくなるように設定する。また、要求減速度は、相対速度Vrと車間時間THWを基に、式(9)を用いて算出してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　ここで、Cはドライバ依存の定数を表している。Cは固定値に限定されず、走行シーンなどに応じて切り替えるようにしてもよい。具体的には、図２０に示すように、自車の走行状態を、自車速を基に「加速」、「定速」、「減速」と分類し、現在の走行状態と前方状況認識手段によって予測される走行状態を基に、Cを変化させる。Cは前方状況の変化に伴うドライバの反応の強さを表すものである。ゆえに、現在の走行状態と予測される走行状態に変化がない場合C1、加速に転じる場合C2、定速に転じる場合C3、減速に転じる場合C4とすると、それぞれの大小関係は、C4>C2>C3>C1に設定する。また、予測される走行状態は、先行車情報（先行車の減速度、ブレーキランプ、ウィンカー）や道路情報（信号の色、交差点、カーブ、上り勾配、下り勾配など）を基に判定する。これにより、前方状況の変化に伴うドライバの要求減速度の推定精度が向上する。
　前方要求減速度αdは、要求減速度（ドライバ操作）４０１と要求減速度（システム判断）９０１の内、減速度が小さい方を要求減速度として採用する。これにより、安全性を担保しつつ、適切な減速度を実現することが可能となる。また、システムが適切な減速度を実現することで、ドライバ操作頻度を減らすことが可能となり、快適性が向上する。
１００　車両
１０１　エンジン
１０２　動力伝達機構
１０３　最終減速機
１０４　差動減速機
１０５　スタータモータ
１０６　発電機
１０７　駆動ベルト
１０８　バッテリ
１０９　車載電装機器
１１１　コントローラ
１１２　アクセル踏み込み量検出手段
１１３　ブレーキ踏み込み量検出手段
１１４　車速検出手段
１１５　ブレーキ機構
１１６　トルクコンバータ
１１７　オイルポンプ
１１８　変速機構
１１９　クラッチ機構
１２０　オイルポンプ駆動用チェーン
１２１　エンジン回転数検出手段
１１０１　前方状況認識手段

Claims (17)

  1. 　エンジンと車軸との間の動力伝達状態を制御する動力伝達機構と、制動手段とを有する車両を制御する車両制御装置であって、
    　前記動力伝達機構によって動力を伝達させ、前記エンジンの燃料供給を停止して前記車両を走行させる動力伝達エンジン停止走行状態と、
    　前記動力伝達機構による動力を遮断し、前記エンジンの燃料供給を停止し、前記動力伝達エンジン停止走行状態よりも制動力が小さくなるように前記制動手段を制御して前記車両を走行させる動力遮断制動走行状態と、を車両走行状態として有することを特徴とする車両制御装置。
  2. 　請求項１に記載の車両制御装置において、
    　前記動力伝達機構による動力を遮断し、前記エンジンの燃料供給を停止し、前記制動手段による制動を行わずに前記車両を惰性で走行させる惰性走行状態を前記車両走行状態としてさらに有することを特徴とする車両制御装置。
  3. 　請求項１に記載の車両制御装置において、
    　前方状況を検知する前方状況認識手段を有する車両を制御する車両制御装置であって、
    　前記前方状況認識手段に基づいて、前記複数の車両走行状態の中から車両走行状態を選択することを特徴とする車両制御装置。 
  4. 　請求項１に記載の車両制御装置において、
    　要求される減速度を推定する要求減速度推定手段を備え、前記要求減速度推定手段によって推定された減速度に基づいて、前記各走行状態の中から選択した走行状態で走行させることを特徴とする車両制御装置。
  5. 　請求項４に記載の車両制御装置において、
    　アクセルペダルの操作量を検出する手段と、ブレーキペダルの操作量を検出する手段を備え、前記要求減速度推定手段は、アクセルペダル操作量とブレーキペダル操作量を基に要求減速度を推定することを特徴とする車両制御装置。
  6. 　請求項４に記載の車両制御装置において、
    　アクセルペダルの操作量を検出する手段と、ブレーキペダルの操作量を検出する手段を備え、前記要求減速度推定手段は、アクセルペダル操作量が零で、ブレーキペダル操作量が零から制動力発生する操作量閾値までは、要求減速度を所定の値に設定し、ブレーキペダル操作量が制動力発生する操作量閾値よりも大きくなったときは、ブレーキペダル操作量に応じて、要求減速度を小さくするように推定することを特徴とする車両制御装置。
  7. 　請求項４に記載の車両制御装置において、
    　自車の前方状況を認識する前方状況認識手段と、アクセルペダルの操作量を検出する手段と、ブレーキペダルの操作量を検出する手段を備え、前記要求減速度推定手段は、前方状況認識を基に算出したシステム要求減速度と、アクセルペダル操作量とブレーキペダル操作量を基に算出したドライバ要求減速度とを比較し、小さい方を要求減速度として出力することを特徴とする車両制御装置。
  8. 　請求項１に記載の車両制御装置において、
    　前記制動手段は、変速機損失を調整可能な変速機構、ブレーキペダル操作量によらずブレーキ力を制御可能なブレーキ機構、あるいは、空気抵抗を調整可能な手段の少なくとも１つ以上を制御して、車両の減速度を調整することを特徴とする車両制御装置。
  9. 　請求項８に記載の車両制御装置において、
    　要求される減速度を推定する要求減速度推定手段を備え、
    　前記制動手段は、前記要求減速度推定手段によって推定された要求減速度と車速情報を基に、前記変速機構による損失量とブレーキ機構による損失量の割合を変更することを特徴とする車両制御装置。
  10. 　請求項８に記載の車両制御装置において、
    　前記変速機構による損失量は、アクセルペダル操作が零のときの変速機の変速比とした状態で、変速機のライン圧力を制御することで調整することを特徴とする車両制御装置。
  11. 　請求項８に記載の車両制御装置において、
    　前記要求減速度推定手段によって推定された減速度を基に要求損失トルクを算出する要求損失トルク手段を有し、前記変速機構による損失トルクの最小値が、要求損失トルクよりも大きいときはブレーキ機構によって要求損失トルクを出力することを特徴とする車両制御装置。
  12. 　請求項１に記載の車両制御装置において、
    　要求される減速度を推定する要求減速度推定手段を備え、
    　前記要求減速度推定手段によって推定された減速度を基に要求損失トルクを算出する要求損失トルク手段を有し、前記変速機構による損失トルクの最小値が、要求損失トルクよりも大きいときは、変速機構によって変速機の損失トルクを発生させ、要求損失トルクと変速機の損失トルクの差をブレーキ機構によって調整することを特徴とする車両制御装置。
  13. 　請求項１に記載の車両制御装置において、
    　要求される減速度を推定する要求減速度推定手段を備え、
    　前記制動手段は、前記要求減速度推定手段によって推定された要求減速度と車速情報を基に、前記空気抵抗調整可能な手段による損失量とブレーキ機構による損失量の割合を変更することを特徴とする車両制御装置。
  14. 　請求項２に記載の車両制御装置において、
    　要求される減速度を推定する要求減速度推定手段を備え、
    　前記動力遮断制動走行状態であるときに、前記要求減速度推定手段によって推定された要求減速度が、前記動力遮断制動走行状態の減速度よりも小さくなったときは、惰性走行状態に切り替え、前記動力遮断制動走行状態の減速度よりも大きくなったときは、動力伝達エンジン停止走行状態に切り替えることを特徴とする車両制御装置。
  15. 　請求項７に記載の車両制御装置において、
    　前記前方状況認識を基に算出したシステム要求減速度は、先行車の減速度と自車の減速度に応じて補正することを特徴とする車両制御装置。
  16. 　請求項７に記載の車両制御装置において、
    　前記前方状況認識を基に算出したシステム要求減速度は、先行車の減速度が零の補正量よりも、先行車の減速度が零より大きい場合の補正量を大きくし、さらに、先行車の減速度が零より大きい場合の補正量よりも、先行車の減速度が零より小さい場合の補正量を大きくすることを特徴とする車両制御装置。
  17. 　エンジンと車軸との間の動力伝達状態を制御する動力伝達機構と、制動手段とを有する車両を制御する車両制御装置であって、前記動力伝達機構によって動力を伝達させ、前記エンジンの燃料供給を停止して前記車両を走行させる動力伝達エンジン停止走行状態と、前記動力伝達機構による動力を遮断し、前記エンジンの燃料供給を停止し、前記制動手段によって制動して前記車両を走行させる動力遮断制動走行状態と、を車両走行状態として有し、前記動力遮断制動走行状態から、前記動力伝達エンジン停止走行状態を含む車速が０より大きい他の車両走行状態に移行させることを特徴とする車両制御装置。
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