(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中にエンジンが外部に対して仕事をしないときに、クラッチを断にすると共に、エンジン回転数をアイドル回転数に落とす惰行制御であって、制御終了の際に前記クラッチを接にするクラッチ接制御を含む惰行制御を行う惰行制御装置において、惰行制御中に変速の操作を禁止する変速禁止手段を備え、
前記変速禁止手段は、
シフトレバーを機械的にロック可能なロック機構と、
該ロック機構を制御し、惰行制御中であれば、惰行制御に入る前のギア段から変速できないように前記シフトレバーを機械的にロックして変速の操作を禁止し、惰行制御中でなければ、前記シフトレバーのロックを解除して変速の操作を許容する変速禁止制御部とを備える
ことを特徴とする惰行制御装置。
【請求項２】
前記ロック機構は、シフトロックソレノイドからなる請求項１記載の惰行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、惰行制御終了時にタイヤがロックしてしまうなどの危険なモードを回避することが可能な惰行制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両において、クラッチが断のとき、アクセルペダルが踏み込まれると、アクセルが開かれてエンジンがいわゆる空ぶかしとなり、エンジン回転数は、アクセル開度に対応したエンジン回転数に落ち着く。このとき、エンジンが発生させた駆動力とエンジン内部抵抗（フリクション）とが均衡し、エンジン出力トルクは０である。すなわち、エンジンは、外部に対して全く仕事をせず、燃料が無駄に消費される。
【０００３】
エンジンが外部に対して仕事をしない状態は、前述したクラッチ断のときの空ぶかしに限らず、車両の走行中にも発生している。このとき、エンジンは、空ぶかしのときと同じようにアクセル開度に対応したエンジン回転数で回転するだけで、車両の加速・減速に寄与しない。したがって、エンジンを回転させるためだけに燃料が消費されており、非常に無駄である。
【０００４】
本出願人は、エンジンが回転はしているが外部に対して仕事をしないときに、クラッチを断にし、エンジンをアイドル状態に戻して燃料消費を抑える惰行制御を行う惰行制御装置を提案した（特許文献２）。
【０００５】
惰行制御は、クラッチを自動で断接できる機構を搭載した車両において、エンジンが回転はしているが外部に対して仕事をしないときに自動でクラッチを切り、エンジン回転数をアイドリング回転数又は相当する回転数とする事で、燃費を向上させる手法である。
【０００６】
惰行制御は、上述のように自動でエンジン出力を切る（自動でクラッチを断接する）ことができる車両であれば適用できるので、マニュアル式のクラッチシステム（マニュアルＴ／Ｍ）に限らず、自動式のクラッチシステム（通常のトルコンＡＴやＡＭＴ）においても同様の効果を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−６７１７５号公報
【特許文献２】特開２００６−３４２８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２では、ドライバーが加速の意志でアクセルを踏み込んでいるときにもクラッチが断にされる場合があり、ドライバーにとっては減速から加速に移行する際にトルク抜けが感じられ、違和感がある。
【０００９】
そこで、本出願人は、アクセル開度とクラッチ回転数を指標とする惰行制御判定マップを作成し、この惰行制御判定マップ上で、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が予め設定された惰行制御しきい線をアクセル開度が減少する方向に通過したとき、惰行制御を開始する惰行制御装置を提案中である。
【００１０】
ところで、惰行制御装置では、ドライバーの意志に関係なく所定の条件を満たせば惰行制御を実行するため、通常、ドライバーは惰行制御中であることに気付かない。そのため、クラッチシステムとしてマニュアルＴ／ＭやＡＴＭを用いた車両においては、惰行制御中にドライバーが変速の操作（シフトレバーの操作）を行ってしまう場合がある。また、ドライバーがシフトレバーに手を乗せて走行している場合などに、ドライバーが意図せずシフトレバーを操作してしまう場合も考えられる。なお、惰行制御中は、車両は機械的にクラッチを断している状態であるため、惰行制御中に変速の操作を行えば容易にギアが切り替えられる状態となっている。
【００１１】
しかしながら、例えば、高速走行時に低速ギアに切り替えた場合（シフトダウンした場合）、エンジン回転数に対して負荷側の回転数が非常に高くなるため、惰行制御が終了してクラッチを接したときに、ショックによりタイヤがロックしてしまう可能性があり、危険である。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、惰行制御終了時にタイヤがロックしてしまうなどの危険なモードを回避することが可能な惰行制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、走行中にエンジンが外部に対して仕事をしないときに、クラッチを断にすると共に、エンジン回転数をアイドル回転数に落とす惰行制御を行う惰行制御装置において、惰行制御中に変速の操作を禁止する変速禁止手段を備えた惰行制御装置である。
【００１４】
前記変速禁止手段は、シフトレバーを機械的にロック可能なロック機構と、該ロック機構を制御し、惰行制御中であれば、前記シフトレバーを機械的にロックして変速の操作を禁止し、惰行制御中でなければ、前記シフトレバーのロックを解除して変速の操作を許容する変速禁止制御部とを備えてもよい。
【００１５】
前記ロック機構は、シフトロックソレノイドからなってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、惰行制御終了時にタイヤがロックしてしまうなどの危険なモードを回避することが可能な惰行制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の惰行制御装置が適用される車両の入出力構成図である。
【図２】本発明の惰行制御装置が適用される車両のクラッチシステムのブロック構成図である。
【図３】図２のクラッチシステムを実現するアクチュエータの構成図である。
【図４】本発明において、惰行制御の概要を説明するための作動概念図である。
【図５】本発明において、惰行制御判定マップのグラフイメージ図である。
【図６】本発明において、惰行制御による燃費削減効果を説明するためのグラフである。
【図７】本発明において、実際に惰行制御が行われた惰行制御判定マップの図である。
【図８】本発明の惰行制御装置の制御フローを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る惰行制御装置が適用される車両の入出力構成図である。
【００２０】
図１に示すように、車両には、主として変速機・クラッチを制御する電子制御ユニット１１と、主としてエンジンを制御するＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）１２が設けられている。
【００２１】
電子制御ユニット１１には、シフトノブスイッチ、変速機のシフトセンサ、セレクトセンサ、ニュートラルスイッチ、Ｔ／Ｍ回転センサ、車速センサ、アイドルスイッチ、マニュアル切替スイッチ、パーキングブレーキスイッチ、ドアスイッチ、ブレーキスイッチ、半クラッチ調整スイッチ、クラッチセンサ、油圧スイッチの各入力信号線が接続されている。また、電子制御ユニット１１には、クラッチシステム５１の油圧ポンプ６４のモータおよびソレノイドバルブ６２、坂道発進補助用バルブ、ウォーニング＆メータの各出力信号線が接続されている。
【００２２】
ＥＣＭ１２には、図示しないがエンジン制御に利用される各種の入力信号線と出力信号線が接続されている。ＥＣＭ１２は、エンジン回転数、アクセル開度、エンジン回転変更要求の各信号をＣＡＮ（Controller Area Network；車載ネットワーク）の伝送路を介して電子制御ユニット１１に送信することができる。
【００２３】
ここで、車両のクラッチシステムについて説明しておく。
【００２４】
図２に示すように、車両のクラッチシステム５１は、マニュアル式と電子制御ユニット１１の制御による自動式との両立方式である。クラッチペダル５２に機械的に連結されたクラッチマスターシリンダ５３は、クラッチフリーオペレーティングシリンダ５４に動作油を供給するようになっている。一方、電子制御ユニット１１で制御されるクラッチフリーアクチュエータユニット５５もまた、クラッチフリーオペレーティングシリンダ５４に動作油を供給するようになっている。クラッチフリーオペレーティングシリンダ５４は、クラッチスレーブシリンダ５６に動作油を供給するようになっている。クラッチスレーブシリンダ５６のピストン５７がクラッチ５８の可動部に機械的に連結されている。
【００２５】
図３に示すように、図２のクラッチフリーオペレーティングシリンダ５４である中間シリンダ６１、クラッチフリーアクチュエータユニット５５を構成するソレノイドバルブ６２、リリーフバルブ６３、油圧ポンプ６４がクラッチフリーアクチュエータ６５に設けられる。中間シリンダ６１は、プライマリピストン６６とセカンダリピストン６７とが直列配置されており、クラッチマスターシリンダ５３からの動作油によりプライマリピストン６６がストロークすると、セカンダリピストン６７が随伴してストロークするようになっている。また、クラッチフリーアクチュエータユニット５５からの動作油によりセカンダリピストン６７がストロークするようになっている。セカンダリピストン６７のストロークに応じてクラッチスレーブシリンダ５６に動作油が供給されるようになっている。この構成により、マニュアル操作が行われたときには、優先的にマニュアル操作どおりのクラッチ断・接が実行され、マニュアル操作が行われていないときには電子制御ユニット１１の制御どおりのクラッチ断・接が実行される。
【００２６】
ここでは、マニュアル式と自動式の両立方式のクラッチシステムについて説明したが、自動式のクラッチシステム（ＡＴＭ）であってもよい。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る惰行制御装置について説明する。
【００２８】
車両には、走行中にエンジンが外部に対して仕事をしないときに、クラッチを断にすると共に、エンジン回転数をアイドル回転数（又は相当する回転数）に落とす惰行制御を行う惰行制御装置１が搭載されている。
【００２９】
まず、図４により、惰行制御の作動概念を説明する。図４においては、横軸は時間と制御の流れを示し、縦軸はエンジン回転数を示す。
【００３０】
図４に示すように、アクセルペダル７１が大きく踏み込まれてアクセル開度７０％の状態が継続する間、エンジン回転数７２が上昇し、車両が加速される。エンジン回転数７２が安定し、アクセルペダル７１の踏み込みが小さくなりアクセル開度が３５％になったとき後述する惰行制御開始条件が成立したとする。惰行制御開始により、クラッチが断に制御され、エンジン回転数７２がアイドル回転数に制御される。その後、アクセルペダル７１の踏み込みがなくなってアクセル開度が０％になるか又はその他の惰行制御終了条件が成立したとする。惰行制御終了により、エンジンが回転合わせ制御され、クラッチが接に制御される。この例では、アクセル開度が０％であるので、エンジンブレーキの状態となり、車両は減速される。
【００３１】
惰行制御が行われなかったとすると、惰行制御の実行期間の間、破線のようにエンジン回転数が高いまま維持されることになるので、燃料が無駄に消費されるが、惰行制御が行われることで、エンジン回転数７２がアイドル回転数となり燃料が節約される。
【００３２】
図１に戻り、惰行制御装置１は、具体的には、所定時間ごとにアクセル開度センサの出力信号をデジタルサンプリングし、その移動平均値を所定時間ごとのアクセル開度とするアクセル開度検出部２と、アクセル開度の所定時間分を微分してアクセル開度速度を演算し、そのアクセル開度が負であって、かつ、その絶対値があらかじめ設定された開始基準値より小さいとき、惰行制御開始の判定を許可する判定条件検出部３と、アクセル開度とクラッチ回転数を指標とし、エンジン出力トルクが負となるマイナス領域とエンジン出力トルクが正となるプラス領域との境界となるエンジン出力トルクゼロ線（ノーロード線）に沿わせて惰行制御しきい線が設定された惰行制御判定マップ４と、惰行制御開始の判定が許可されており、惰行制御判定マップ４上で、アクセル開度とクラッチ回転数の座標点が惰行制御しきい線をアクセル開度が減少する方向に通過したとき、惰行制御を開始する惰行制御実行判定部５とを備えている。
【００３３】
ここで、クラッチ回転数とは、クラッチのドリブン側の回転数であり、トランスミッションのインプットシャフトの回転数と同一である。本実施形態では、インプットシャフトにクラッチ回転数センサを設け、インプットシャフトの回転数からクラッチ回転数を検出するようにした。
【００３４】
アクセル開度検出部２、判定条件検出部３、惰行制御判定マップ４、惰行制御実行判定部５は、電子制御ユニット１１に搭載されるのが好ましい。
【００３５】
図５に、惰行制御判定マップ４をグラフイメージで示す。
【００３６】
惰行制御判定マップ４は、あらかじめエンジンについてアクセル開度とクラッチ回転数の相関をクラッチ断の状態にて計測して作成される。
【００３７】
図５に示すように、惰行制御判定マップ４は、横軸をアクセル開度とし、縦軸をクラッチ回転数とするマップである。惰行制御判定マップ４は、エンジン出力トルクが負となるマイナス領域Ｍと、エンジン出力トルクが正となるプラス領域Ｐとに分けることができる。すなわち、マイナス領域Ｍは、エンジン要求トルクよりもエンジンのフリクションが大きく、エンジン出力トルクが負となる領域である。プラス領域Ｐは、エンジン要求トルクがエンジンのフリクションより大きいため、エンジン出力トルクが正となる領域である。マイナス領域Ｍとプラス領域Ｐの境界となるエンジン出力トルクゼロ線（ノーロード線）Ｚは、エンジンが外部に対して仕事をせず、燃料が無駄に消費されている状態を示している。
【００３８】
本実施形態では、惰行制御判定マップ４のエンジン出力トルクゼロ線Ｚよりやや左（アクセル開度が小さい側）に惰行制御しきい線Ｔが設定される。
【００３９】
惰行制御判定マップ４には、マイナス領域Ｍとプラス領域Ｐとの間に惰行制御しきい線Ｔを含む有限幅の惰行制御可能領域ＣＡが設定される。
【００４０】
惰行制御判定マップ４には、クラッチ回転数の下限しきい線Ｕが設定されている。下限しきい線Ｕは、アクセル開度とは無関係にクラッチ回転数の下限しきい値を規定したものである。下限しきい線Ｕは、アイドル状態におけるクラッチ回転数よりも図示のようにやや上に設定される。
【００４１】
惰行制御装置１では、次の４つの惰行開始条件が全て成立したとき、惰行制御を開始するようになっている。
（１）アクセルペダルの操作速度がしきい値範囲内
（２）惰行制御判定マップ４において惰行制御しきい線Ｔをアクセル戻し方向で通過
（３）惰行制御判定マップ４へのプロット点が惰行制御可能領域ＣＡ内
（４）惰行制御判定マップ４においてクラッチ回転数が下限しきい線Ｕ以上
【００４２】
また、惰行制御装置１では、次の２つの惰行終了条件がひとつでも成立したとき、惰行制御を終了するようになっている。
（１）アクセルペダルの操作速度がしきい値範囲外
（２）惰行制御判定マップ４へのプロット点が惰行制御可能領域ＣＡ外
【００４３】
図６により、惰行制御による燃費削減効果を説明する。
【００４４】
まず、惰行制御を行わないものとする。エンジン回転数は、約３０ｓから約２００ｓまでの間、１６００〜１７００ｒｐｍの範囲で遷移しており、約２００ｓから約２６０ｓまでの間に、約１７００ｒｐｍから約７００ｒｐｍ（アイドル回転数）へ低下している。
【００４５】
エンジントルクは、約３０ｓから約１００ｓまでの間に増加しているが、その後、減少に転じ、約１５０ｓまで減少を続けている。エンジントルクは、約１５０ｓから約１６０ｓまで（楕円Ｂ１）、約２００ｓから約２１０ｓまで（楕円Ｂ２）、約２２０ｓから約２６０ｓまで（楕円Ｂ３）の３箇所で、ほぼ０Ｎｍとなっている。
【００４６】
燃料消費量（縦軸目盛りなし；便宜上、エンジントルクと重なるように配置してある）は、約５０ｓから約２００ｓまではエンジントルクの遷移にほぼ随伴して変化している。エンジントルクがほぼ０Ｎｍであっても、燃料消費量は０ではない。
【００４７】
ここで惰行制御を行うものとすると、エンジントルクがほぼ０Ｎｍとなる期間において、エンジン回転数がアイドル回転数に制御されることになる。グラフには、惰行制御を行わないエンジン回転数の線（実線）から分かれるように惰行制御時のエンジン回転数の線（太い実線）が示される。惰行制御は、楕円Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の３回にわたり実行された。この惰行制御が行われた期間における燃料消費量は、惰行制御を行わない場合の燃料消費量を下回っており、燃料消費が節約されたことが分かる。
【００４８】
図７に、実際に惰行制御が行われた惰行制御判定マップ１００を示す。各点は、実際に検出されたアクセル開度とクラッチ回転数のプロット点を示す。惰行制御判定マップ１００には、マイナス領域、プラス領域、惰行制御しきい線（加速０しきい点、減速０しきい点）、惰行制御可能領域がそれぞれ設定されている。
【００４９】
さて、本実施の形態に係る惰行制御装置１は、惰行制御中に変速の操作を禁止する変速禁止手段６をさらに備えている。変速禁止手段６は、惰行制御中は惰行制御に入る前のギア段から変速できないようにシフトレバー１３を固定する。
【００５０】
より具体的には、変速禁止手段６は、シフトレバー１３を機械的にロック可能なロック機構としてのシフトロックソレノイド７と、シフトロックソレノイド７を制御し、惰行制御中であれば、シフトレバー１３を機械的にロックして変速の操作を禁止し、惰行制御中でなければ、シフトレバー１３のロックを解除して変速の操作を許容する変速禁止制御部８とを備える。
【００５１】
シフトロックソレノイド７は、進退可能な頭部を有しており、その頭部をシフトレバー１３と一体に設けられたプレートの穴（または切欠き）に挿入することで、シフトレバー１３を操作できないよう（シフトレバー１３が動かないよう）機械的にロックする。本実施の形態では、シフトロックソレノイド７をシフトレバー１３近傍に設けているが、シフトロックソレノイド７を設ける場所はこれに限らず、例えばトランスミッション側（ギアシフトユニット）に設けるなど、シフトレバー１３を機械的にロックできるのであればどこに設けてもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、ロック機構としてシフトロックソレノイド７を用いているが、シフトレバー１３を機械的にロックできる機構であればどのようなものを用いてもよい。
【００５３】
変速禁止制御部８は、アクセル開度検出部２、判定条件検出部３、惰行制御判定マップ４、惰行制御実行判定部５と同様に、電子制御ユニット１１に搭載される。なお、変速禁止制御部８は、電子制御ユニット１１以外のユニット（例えばＥＣＭ１２）に搭載されていてもよく、また、アクセル開度検出部２、判定条件検出部３、惰行制御判定マップ４、惰行制御実行判定部５が搭載されたユニットとは別のユニットに搭載されていてもよい。
【００５４】
変速禁止制御部８における制御フローを図８を用いて説明する。
【００５５】
図８に示すように、変速禁止制御部８は、まず、惰行制御中であるかを判定する（ステップＳ１）。
【００５６】
ステップＳ１にて惰行制御中である（ＹＥＳ）と判断された場合、変速禁止制御部８は、シフトロックソレノイド７を制御してシフトレバー１３をロックし、変速の操作を禁止する（ステップＳ２）。これにより、惰行制御中にはギアを変更することができなくなる。
【００５７】
ステップＳ１にて惰行制御中でない（ＮＯ）と判断された場合、変速禁止制御部８は、シフトロックソレノイド７を制御してシフトレバー１３のロックを解除し、変速の操作を許容する（ステップＳ３）。これにより、惰行制御が終了すると、ギアを変更することができるようになる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態に係る惰行制御装置１では、惰行制御中に変速の操作を禁止する変速禁止手段６を備えている。
【００５９】
これにより、惰行制御中にドライバーが危険なギア（低速ギア）に変速してしまうことを防止でき、惰行制御終了時にタイヤがロックしてしまうなどの危険なモードを回避することが可能となる。
【００６０】
また、ドライバーがシフトレバー１３に手を乗せて走行しているような場合であっても、惰行制御中に意図せずギアが抜けてしまったり、危険なギア（低速ギア）に変速してしまうことを防止でき、惰行制御終了後の加速時にドライバーがパニックに陥ったり、惰行制御終了時にタイヤがロックしてしまうなどの危険なモードを回避することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  惰行制御装置
２  アクセル開度検出部
３  判定条件検出部
４  惰行制御判定マップ
５  惰行制御実行判定部
６  変速禁止手段
７  シフトロックソレノイド
８  変速禁止制御部
１３  シフトレバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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