WO2019069344A1

WO2019069344A1 - 車両の制御方法及び車両の制御装置

Info

Publication number: WO2019069344A1
Application number: PCT/JP2017/035775
Authority: WO
Inventors: 智之小池; 健金城
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2019-04-11

Abstract

車両の走行中にアクセルペダルが踏み込まれた状態（アクセルＯＮ状態）から踏み込まれていない状態（アクセルＯＦＦ状態）となり、さらに所定の第１運転条件が成立すると、内燃機関（１）への燃料供給を停止するとともに、モータ（７）を始動する。そして、第１運転条件の成立中に所定の第２運転条件が成立すると、フォワードクラッチ（５）を開放し、内燃機関（１）とＣＶＴ（３）とを切り離した状態にするとともに、モータ（７）を停止する。これによって、フォワードクラッチ（５）を開放した際に、車両の前後加速度に段差が生じないようにしつつ、内燃機関（１）の燃費性能を向上させることができる。

Description

車両の制御方法及び車両の制御装置

　本発明は、車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。

　車両の運転中、アクセルがオフとなった状態（アクセルＯＦＦ状態）のときに、内燃機関を停止して惰性で走行することで燃費を向上させることが知られている。

　例えば、特許文献１には、アクセルがオフになるとともに、内燃機関を駆動輪から切り離すことが可能な第２クラッチが開放されと、内燃機関への燃料供給を停止して惰性走行することが開示されている。

　特許文献１においては、アクセルがオフとなっても第２クラッチが開放されるまで内燃機関に燃料が供給されるので、第２クラッチを開放した際に車両の前後加速度（前後Ｇ）に大きな段差が生じることはない。

　しかしながら、この特許文献１においては、アクセルがオフとなっても第２クラッチが開放されるまで燃料を内燃機関に供給しているので、その間に消費される燃料により燃費が相対的に悪化するという問題がある。

特開２０１７－２６００８号公報

　本発明の車両は、車両の走行中に所定の第１運転条件が成立すると、内燃機関への燃料供給を停止するとともに、モータにより上記内燃機関を駆動する。そして、上記第１運転条件の成立中に所定の第２運転条件が成立すると、上記内燃機関と駆動輪との間に配置されたクラッチを開放するとともに、上記モータを停止する。

　本発明によれば、クラッチを開放した際に、車両の前後加速度（前後Ｇ）に段差が生じないようにしつつ、内燃機関の燃費性能を向上させることができる。

発明に係る車両の制御装置の概略を模式的に示した説明図。比較例における車両の制御方法を説明するタイミングチャート。本発明に係る車両の制御方法を説明するタイミングチャート。本発明に係る車両の制御方法の制御の流れを示すフローチャート。

　以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

　図１は、本発明に係る車両の制御装置の概略を模式的に示した説明図である。　車両の駆動源となる内燃機関１には、ロックアップ機構を有するトルクコンバータ２を介して変速機としてのＣＶＴ（無段変速機）３が接続されている。ＣＶＴ３は、一般の自動車と同様に、図示せぬ終減速装置を介し、駆動輪４に動力を伝達している。また、本実施例では、トルクコンバータ２とＣＶＴ３との間にフォワードクラッチ５が配置されている。

　つまり、内燃機関１による駆動力を駆動輪４に伝達する動力伝達経路には、内燃機関１、トルクコンバータ２、フォワードクラッチ５、ＣＶＴ３、駆動輪４、の順番で各要素が直列に配置されている。

　内燃機関１は、ベルト６を介して、モータ７、ウォータポンプ８、エアコン用コンプレッサ９を駆動することが可能となっている。

　モータ７は、内燃機関１への駆動力の付与や発電が可能なものである。

　また、内燃機関１には、モータ７とは別に、内燃機関１の始動時に用いるスタータモータ１０が取り付けられている。なお、モータ７を内燃機関１の始動に用いるようにすれば、スタータモータ１０を省略することも可能である。

　ＣＶＴ３は、プライマリプーリ１１と、セカンダリプーリ１２と、プライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ１２のＶ溝に巻き掛けられたＶベルト１３と、を有している。プライマリプーリ１１は、プライマリ油圧シリンダ１１ａを有している。セカンダリプーリ１２は、セカンダリ油圧シリンダ１２ａを有している。プライマリプーリ１１は、プライマリ油圧シリンダ１１ａに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化する。セカンダリプーリ１２は、セカンダリ油圧シリンダ１２ａに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化する。

　ＣＶＴ３は、プライマリ油圧シリンダ１１ａやセカンダリ油圧シリンダ１２ａに供給される油圧を制御することで、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト１３とプライマリプーリ１１、セカンダリプーリ１２との接触半径が変化し、変速比が無段階に変化する。

　ＣＶＴ３には、内燃機関１によって駆動する図示せぬ第１オイルポンプとしての機械式オイルポンプと、第２オイルポンプとしての電動オイルポンプ１４と、によって作動油が供給される。すなわち、プライマリ油圧シリンダ１１ａ及びセカンダリ油圧シリンダ１２ａには、機械式オイルポンプまたは電動オイルポンプ１４から油圧が供給される。電動オイルポンプ１４は、車両の運転中に、内燃機関１がアイドルストップ等で自動停止した際に駆動する。つまり、電動オイルポンプ１４は、機械式オイルポンプが停止した際に作動する。

　なお、機械式オイルポンプまたは電動オイルポンプ１４による作動油の供給は、トルクコンバータ２やフォワードクラッチ５に対しても行われる。つまり、トルクコンバータ２及びフォワードクラッチ５の作動油の供給源は、機械式オイルポンプまたは電動オイルポンプ１４である。

　フォワードクラッチ５は、内燃機関１と駆動輪４との間に配置されたクラッチに相当するものであって、開放すると内燃機関１とＣＶＴ３とを切り離した状態にすることが可能なものである。フォワードクラッチ５は、締結状態のとき内燃機関１と駆動輪４との間で動力の伝達が可能となり、開放状態のとき内燃機関１と駆動輪４との間で動力（トルク）の伝達ができなくなる。つまり、フォワードクラッチ５を開放すると、内燃機関１と駆動輪４とが切り離された状態となる。さらに言えば、フォワードクラッチ５を開放すると、内燃機関１とＣＶＴ３とが切り離された状態となる。

　内燃機関１は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２０によって制御されている。ＥＣＵ２０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。

　ＥＣＵ２０には、内燃機関１のクランクシャフト（図示せず）のクランク角を検出するクランク角センサ２１、アクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル開度センサ２２、ブレーキペダル（図示せず）の操作を検出するブレーキスイッチ２３、車速を検出する車速センサ２４、車両の前後方向の傾きを検知可能な加速度センサ２５等の各種センサ類の検出信号が入力されている。クランク角センサ２１は、内燃機関１の機関回転数を検出可能なものである。

　そして、ＥＣＵ２０は、各種センサ類の検出信号に基づいて、内燃機関１の燃料噴射弁（図示せず）から噴射される燃料の噴射量や噴射時期、内燃機関１の点火時期、吸入空気量等を最適に制御する。また、ＥＣＵ２０によって、モータ７及びスタータモータ１０が最適に制御される。

　ＣＶＴ３は、ＴＣＵ（トランスミッションコントロールユニット）３０によって制御されている。ＴＣＵ３０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。

　ＥＣＵ２０とＴＣＵ３０は、ＣＡＮ通信線３１で接続されている。ＥＣＵ２０、ＴＣＵ３０間では、ＣＡＮ通信線３１によりデータの授受が可能となっている。

　ＴＣＵ３０には、ＣＡＮ通信線３１を介して、上述したアクセル開度センサ２２、ブレーキスイッチ２３及び車速センサ２４の検出信号が入力されている。

　さらに、ＴＣＵ３０には、ＣＶＴ３の入力回転数であるプライマリプーリ１１の回転数を検出するプライマリ回転数センサ３２、ＣＶＴ３の出力回転数であるセカンダリプーリ１２の回転数を検出するセカンダリプーリ回転数センサ３３、ＣＶＴ３に供給される作動油の油圧を検出する油圧センサ３４、走行レンジを選択するセレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ３５等の各種センサ類の検出信号が入力されている。

　ＴＣＵ３０は、これら入力された各種センサ類の検出信号に基づいて、ＣＶＴ３の変速比や、トルクコンバータ２及びフォワードクラッチ５を最適に制御する。また、ＴＣＵ３０は、電動オイルポンプ１４の駆動を制御する。

　ここで、本実施例の車両は、走行中に、所定の条件が成立すると、フォワードクラッチ５を開放し、内燃機関１を停止するセーリングストップ制御を実施する。

　図２は、比較例におけるセーリングストップ制御を説明するタイミングチャートである。つまり、図２は、比較例における車両の制御方法を説明するタイミングチャートである。なお、比較例のセーリングストップ制御は、上述した本実施例の車両の構成において実施されるものとする。

　比較例では、時刻ｔ１のタイミングで、アクセルペダルが踏み込まれた状態（アクセルＯＮ状態）から踏み込まれていない状態（アクセルペダルから足が離れた状態、つまりアクセルＯＦＦ状態）となっている。

　この時刻ｔ１からフォワードクラッチ５を開放する時刻ｔ３のタイミングまで内燃機関１への燃料供給を行えば、図２中に実線で示すように、フォワードクラッチ５を開放した際の車両の前後加速度（前後Ｇ）に大きな段差を生じないようにすることができる。

　しかしながら、図２に示す比較例では、アクセルペダルが踏み込まれていない状態となっても、直ちに内燃機関１への燃料供給が停止されない。つまり、図２に示す比較例では、アクセルＯＦＦとなっても、セーリングストップ制御を実施するための所定の条件が成立してセーリングストップ許可判定フラグが「１」となる時刻ｔ３のタイミングまで内燃機関１へ燃料が供給される。そのため、この第１の比較例では、アクセルＯＦＦになってからフォワードクラッチ５を開放するまでのあいだ内燃機関１が燃料を消費し、燃費が悪化する。

　また、図２中に破線で示すように、フォワードクラッチ５が開放される前の時刻ｔ２のタイミングで内燃機関１への燃料供給を中止すると、時刻ｔ３のタイミングまで内燃機関１に燃料を供給する場合に比べて、相対的に燃費は向上する。

　しかしながら、この場合には、フォワードクラッチ５を開放した時刻ｔ３のタイミングで駆動輪４の回転負荷が低減され、見かけ上駆動力が増加する。つまり、内燃機関１に燃料が供給されていない状態で内燃機関１を駆動輪４から切り離した状態とすると、このタイミングでエンジンブレーキが作用しなくなる。そのため、車両の前後加速度には、図２の時刻ｔ３のタイミングで、図２中に破線で示すように、加速する方向に大きな段差が生じる虞がある。

　そこで、本実施例のセーリングストップ制御では、車両の走行中にアクセルペダルが踏み込まれた状態（アクセルＯＮ状態）から踏み込まれていない状態（アクセルペダルから足が離れた状態、つまりアクセルＯＦＦ状態）となり、さらに所定の第１運転条件が成立すると、内燃機関１への燃料供給を停止する燃料カット（Ｆ／Ｃ）を実施するとともに、モータ７を始動する。モータ７は、内燃機関１の機関回転数が予め設定された所定回転数（例えば、１２００ｒｐｍ）を維持するように駆動する。そして、第１運転条件の成立中に所定の第２運転条件が成立すると、フォワードクラッチ５を開放し、内燃機関１とＣＶＴ３とを切り離した状態にするとともに、モータ７を停止する。

　本実施例のＥＣＵ２０とＴＣＵ３０は、相互に連携がとれたものであり、これら２つを１つのＣＵ（コントロールユニット）４０と見なすことが可能である。従って、本実施例では、ＥＣＵ２０とＴＣＵ３０とを含むＣＵ４０が、第１運転条件が成立したときに内燃機関１への燃料供給停止とモータ７による内燃機関１の駆動を行う第１制御部に相当する。また、本実施例では、ＣＵ４０が、第１運転条件が成立したときにフォワードクラッチ５の開放とモータ７の停止を行う第２制御部に相当する。

　第１運転条件は、例えば、ブレーキペダルが踏み込まれておらず、車速が所定の速度範囲内（例えば５０～１３０ｋｍ／ｈ）であり、走行路の傾斜が所定の傾斜角度以下であり、車両の消費電力が所定値以下であり、バッテリのＳＯＣが所定値以上である場合に成立する。

　第２運転条件は、例えば、電動オイルポンプ１４の始動が確認されるとともに、ＣＶＴ３がアクセルペダルの踏み込まれていない状態に対応した所定の変速状態のときに成立する。例えば、油圧センサ３４で検出される油圧が予め設定された所定値以上となり、ＣＶＴ３の変速比が所定のコースト線に従って設定される値になると、第２運転条件が成立する。コースト線とは、アクセルペダルの踏み込みがなくなった状態において、ＣＶＴ３への入力回転速度を設定する変速線である。

　図３は、本実施例のセーリングストップ制御を説明するタイミングチャートである。つまり、図３は、本発明に係る車両の制御方法を説明するタイミングチャートである。

　本実施例では、時刻ｔ１のタイミングで、アクセルペダルが踏み込まれた状態（アクセルＯＮ状態）から踏み込まれていない状態（アクセルＯＦＦ状態）となり、第１運転条件が成立して、燃料カットフラグ（Ｆ／Ｃ　Ｆｌａｇ）が「１」となっている。

　そこで、本実施例では、この時刻ｔ１で内燃機関１への燃料供給を停止する。そして、本実施例では、車両の前後加速度に段差が生じないように、モータ７を始動する。図３中の破線は、モータ７に発生する駆動力を示している。本実施例では、モータ７を駆動することで、図３中に実線で示す内燃機関１に発生する駆動力の低下を補い、車両の前後加速度の変化を抑制している。

　そして、本実施例では、時刻ｔ２のタイミングで第２運転条件が成立すると、セーリングストップ許可フラグが「１」となり、フォワードクラッチ５を開放するとともにモータ７を停止する。本実施例では、内燃機関１への燃料供給を停止するとモータ７を始動するので、フォワードクラッチ５を開放する時刻ｔ２のタイミングで車両の前後加速度（前後Ｇ）に大きな段差を生じないようにすることができる。

　図４は、本実施例においてセーリングストップを実施する際の制御の流れを示すフローチャートである。つまり、図４は、本発明に係る車両の制御方法の制御の流れを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、ＣＵ４０により所定時間毎（例えば、１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。

　ステップＳ１では、アクセルペダルが踏み込まれていない状態（アクセルＯＦＦ状態）であるか否かを判定する。ステップＳ１において、アクセルＯＦＦであればステップＳ２へ進む。ステップＳ１において、アクセルＯＦＦでなければステップＳ１２へ進む。

　ステップＳ２では、所定の第１運転条件が成立しているか否かを判定する。ステップＳ２において第１運転条件が成立していればステップＳ３へ進む。ステップＳ２において第１運転条件が成立していなければ、ステップＳ１２へ進む。なお、ステップＳ２において第１運転条件が成立していない場合には、図示しない通常の燃料カット（Ｆ／Ｃ）シーケンスへ移行することになる。

　通常の燃料カットシーケンスでは、例えば、暖機完了後に内燃機関１の機関回転数が所定の燃料カット回転数以上でアクセル開度（ＡＰＯ）が所定開度以下になると内燃機関１への燃料供給を停止する。なお、通常の燃料カットシーケンスにより燃料カット中に、所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、内燃機関１への燃料供給を再開する。燃料カットリカバー条件は、例えば、アクセル開度（ＡＰＯ）が所定開度よりも大きくなった場合や、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となった場合に成立する。

　ステップＳ３では、燃料カットフラグ（Ｆ／Ｃ　Ｆｌａｇ）が「１」となる。

　ステップＳ４ではセーリングストップスタンバイフラグが「０」であるか否かを判定する。ステップＳ４においてセーリングストップスタンバイフラグが「０」であれば、ステップＳ５へ進む。ステップＳ４においてセーリングストップスタンバイフラグが「１」であれば、ステップＳ９へ進む。

　ステップＳ５では、セーリングストップスタンバイフラグを「１」とする。

　ステップＳ６では、内燃機関１への燃料供給を停止する。ステップＳ７では、電動オイルポンプ１４を始動する。ステップＳ８では、モータ７を始動する。なお、ステップＳ８におけるモータ７の始動は、燃料カットフラグが「１」となってから所定時間経過してから実施してもよい。

　ステップＳ９では、所定の第２運転条件が成立しているか否かを判定する。ステップＳ９において第２運転条件が成立していればステップＳ１０へ進む。ステップＳ９において第２運転条件が成立していなければ、今回のルーチンを終了する。

　ステップＳ１０では、セーリングストップ許可フラグを「１」とする。

　ステップＳ１１では、フォワードクラッチ５を開放するとともに、モータ７を停止する。

　ステップＳ１２では、セーリングストップスタンバイフラグを「０」、セーリングストップ許可フラグを「０」、燃料カットフラグを「０」とする。

　なお、セーリングストップ許可フラグは、アクセルペダルが踏み込まれた状態（アクセルＯＮ状態）になる等、所定のセーリングストップ解除条件が成立すると「０」になる。

　以上説明してきたように、本実施例のセーリングストップ制御では、内燃機関１への燃料供給停止によるトルク低下分をモータ７を駆動することで補うことができる。そのため、アクセルペダルが踏み込まれていない状態（アクセルＯＦＦ状態）になった直後から、内燃機関に供給される燃料をカットする燃料カットが可能となる。

　これによって、フォワードクラッチ５を開放した際に、車両の前後加速度（前後Ｇ）に段差が生じないようにしつつ、内燃機関１の燃費性能を向上させることができる。

　回生した電力や、走行中に行う高効率の発電で充電した電力を用いてモータ７を駆動させることで、アイドル運転を行うよりも、内燃機関１の機関回転数を少ないエネルギーで維持できる。つまり、モータ７を駆動して内燃機関１の機関回転数を維持する方が、総じて燃費が向上することになる。

　なお、上述した実施例では、変速機が無段変速機であったが、本願発明は有段の自動変速機を有する車両にも適用可能である。

　また、フォワードクラッチ５に替えて、ＣＶＴ３と駆動輪４の間に設けたクラッチを開放して、第２運転条件が成立した際に、内燃機関１と駆動輪４とを切り離した状態としてもよい。

　上述した実施例は車両がセーリングストップする際を例に説明したが、本発明は、車両がコーストストップする際にも適用可能である。すなわち、第１運転条件の成立時は、コーストストップ成立時であってもよい。

　ここで、セーリングストップとは、中高車速でブレーキペダルが踏まれていない（ブレーキスイッチ２３がＯＦＦ）惰性走行中に、内燃機関１を自動停止することである。セーリングストップ時には、フォワードクラッチ５が開放され、トルクコンバータ２のロックアップ機構がロックアップクラッチを締結した状態となっている。

　コーストストップとは、低車速でブレーキペダルが踏み込まれた状態（ブレーキスイッチ２３がＯＮ状態）の減速中に、内燃機関１を自動停止することである。コーストストップ時には、フォワードクラッチ５が締結され、トルクコンバータ２のロックアップ機構がロックアップクラッチを開放した状態となっている。

　また、上述した実施例は、車両の制御方法及び車両の制御装置に関するものである。

Claims

　車両の走行中に所定の第１運転条件が成立すると、車両の駆動輪の駆動源となる内燃機関への燃料供給を停止するとともに、上記内燃機関を駆動可能なモータにより上記内燃機関を駆動し、
　上記第１運転条件の成立中に所定の第２運転条件が成立すると、上記内燃機関と上記駆動輪との間に配置されたクラッチを開放するとともに、上記モータを停止する車両の制御方法。
　上記内燃機関への燃料供給を停止するとともに、上記モータにより上記内燃機関を駆動するのは、アクセルペダルが踏み込まれた状態から踏み込まれていない状態となり、さらに上記第１運転条件が成立した場合である請求項１に記載の車両の制御方法。
　上記第２運転条件が成立すると、上記クラッチを開放して上記クラッチと上記駆動輪との間に配置された変速機を上記内燃機関から切り離した状態にする請求項１または２に記載の車両の制御方法。
　上記第１運転条件が成立する、上記変速機に作動油を供給する電動オイルポンプを始動する請求項３に記載の車両の制御方法。
　上記変速機がアクセルペダルの踏み込まれていない状態に対応した所定の変速状態のときに、上記第２運転条件が成立する請求項３または４に記載の車両の制御方法。
　ブレーキペダルが踏み込まれておらず、車速が予め設定された所定範囲内にあるときに、上記第１運転条件が成立する請求項１～５のいずれかに記載の車両の制御方法。
　上記第１運転条件が成立すると、上記内燃機関の機関回転数が所定回転数を維持するように上記モータを駆動する請求項１～６のいずれかに記載の車両の制御方法。
　車両の駆動輪の駆動源となる内燃機関と、
　上記内燃機関を駆動可能なモータと、
　上記内燃機関と上記駆動輪との間に配置されたクラッチと、
　車両の走行中に所定の第１運転条件が成立すると、上記内燃機関への燃料供給を停止するとともに、上記モータにより上記内燃機関を駆動する第１制御部と、
　上記第１運転条件の成立中に所定の第２運転条件が成立すると、上記クラッチを開放するとともに、上記モータを停止する第２制御部と、を有する車両の制御装置。