特許 7548332 車両の制御方法及び車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】車両の制御方法及び車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/00 20060101AFI20240903BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20240903BHJP

   B60W 10/30 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

B60W10/00 150

B60W10/02

B60W10/30

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022570793

(86)(22)【出願日】2020-12-22

(86)【国際出願番号】 JP2020047786

(87)【国際公開番号】W WO2022137308

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-05-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】川添 健斗

(72)【発明者】

【氏名】日置 文章

(72)【発明者】

【氏名】勝呂 洋明

(72)【発明者】

【氏名】三嶋 峻平

(72)【発明者】

【氏名】平野 智久

【審査官】吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－００９６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２０３１０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－３２４６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０２０７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１３６０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８２２７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／００－６０／００

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

減速走行時に、内燃機関と自動変速機とを直結するロックアップクラッチを締結し、オルタネータで回生発電を実施可能な車両の制御方法において、
減速走行時、車速が車両の減速度に応じて設定された第１の車両速度に到達すると上記ロックアップクラッチを解放し、車速が上記第１の車両速度と異なる第２の車両速度に到達すると上記オルタネータでの回生発電を終了する車両の制御方法。

【請求項8】

内燃機関と自動変速機とを直結するロックアップクラッチと、
減速走行時に上記ロックアップクラッチを締結して回生発電を行うオルタネータと、
減速走行時に車速が車両の減速度に応じて設定された第１の車両速度に到達すると上記ロックアップクラッチを解放し、減速走行時に車速が上記第１の車両速度と異なる第２の車両速度に到達すると上記オルタネータでの回生発電を終了する制御部と、を有する車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１は、減速走行時に、モータジェネレータに回生トルクを生じさせるコースト回生制御を行う技術が開示されている。特許文献１においては、このコースト回生制御の実行時に車速がコースト終了速度まで低下するとコースト回生力を「０」としている。

【0003】

減速走行時には回生発電と共に、燃料カットのためロックアップクラッチを締結させることがある。締結されたロックアップクラッチは車速が減速度に応じて設定した所定車速に到達したら解放される。よって、減速度によっては、回生発電の停止とロックアップクラッチの解放のタイミングが重なることがあり、減速感が一気になくなって運転性能が悪化する。

【0004】

すなわち、減速走行時に回生発電を実施する場合には、運転性能と燃費性能とを両立する上で、更なる改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１８／１８９８９７号

【発明の概要】

【0006】

本発明の車両は、減速走行時、車速が車両の減速度に応じて設定された第１の車両速度に到達するとロックアップクラッチを解放し、車速が第１の車両速度と異なる第２の車両速度に到達するとオルタネータでの回生発電を終了する。

【0007】

本発明によれば、燃費性能と運転性能の両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明が適用される車両のシステム構成の概略を模式的に示した説明図。

【図2】回生発電を停止した際の動作の一例を示す比較例のタイミングチャート。

【図3】車両の減速度に応じて第１速度閾値Ｖ１と第２速度閾値Ｖ２を設定した場合の動作の一例を示すタイミングチャート。

【図4】減速走行時の制御の流れの一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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、本発明が適用される車両のシステム構成の概略を模式的に示した説明図である。

【0010】

内燃機関１は、例えば多気筒の火花点火式ガソリン機関であり、自動車等の車両に搭載されるものである。内燃機関１は、燃料噴射弁（図示せず）を有するものである。燃料噴射弁の燃料噴射量、燃料噴射弁の燃料噴射時期、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力等は、後述するコントロールユニット２１によって最適に制御される。

【0011】

内燃機関１の駆動力は、トルクコンバータ３及びフォワードクラッチ４を介して変速機としてのＣＶＴ（連続無段可変変速機）５に伝達され、このＣＶＴ５に伝達された駆動力はファイナルギヤ６を介して車両の駆動輪７に伝達されている。

【0012】

つまり、内燃機関１は、例えば、図示せぬクランクシャフトの回転を駆動力として車両の駆動輪７に伝達するものである。

【0013】

また、図示しないポンプインペラとタービンランナを有するトルクコンバータ３は、ポンプインペラとタービンランナとを締結・解放する機械式のロックアップクラッチ３ａを備えている。ロックアップクラッチ３ａの締結・解放は、車速やアクセルペダル開度等の種々の運転条件に基づいて制御され、例えば、発進加速時などはロックアップクラッチ３ａが解放され、定常走行時や減速走行時などはロックアップクラッチ３ａが締結される。

【0014】

フォワードクラッチ４は、トルクコンバータ３とＣＶＴ５との間に位置し、内燃機関１からの駆動トルクが駆動輪７に伝達可能となる場合に締結されるものである。つまり、フォワードクラッチ４は、内燃機関１の駆動力を駆動輪７に伝達する動力伝達経路上に配置されている。なお、ロックアップクラッチ３及びフォワードクラッチ４の締結／解放の動作は、後述するコントロールユニット２１からの制御指令に基づいて行われている。

【0015】

ＣＶＴ５は、入力側のプライマリプーリ８と、出力側のセカンダリプーリ９と、プライマリプーリ８の回転をセカンダリプーリ９に伝達するベルト１０と、を有している。

【0016】

ＣＶＴ５は、例えば、ベルト１０が巻き掛けられるプライマリプーリ８及びセカンダリプーリ９のＶ溝（図示せず）の幅を油圧を利用して変化させ、ベルト１０とプライマリプーリ８、セカンダリプーリ９との接触半径を変化させ、変速比を無段階に変化させるものである。

【0017】

なお、変速機としてＣＶＴ５が用いられているが、ＣＶＴ５の代わりに有段自動変速機を用いることも可能である。この場合、フォワードクラッチ４は有段自動変速機内の複数の摩擦締結要素を流用して構成されることになる。

【0018】

また、内燃機関１は、車載バッテリ（図示せず）への充電等のために発電するオルタネータ１１、エアコン（エアコンディショナ）のコンプレッサ１２等を駆動する。

【0019】

オルタネータ１１及びコンプレッサ１２は、トルクコンバータ３よりも内燃機関１側に位置し、内燃機関１で駆動可能となっている。

【0020】

オルタネータ１１及びコンプレッサ１２には、上述した動力伝達経路上の回転力が伝達可能となっている。オルタネータ１１には、ベルト１３を介して内燃機関１や駆動輪７からの回転が伝達される。コンプレッサ１２には、ベルト１４を介して内燃機関１や駆動輪７からの回転が伝達される。

【0021】

オルタネータ１１、コンプレッサ１２等の補機類の駆動要求があり、これらの補機類を駆動する場合には、内燃機関１に補機負荷が作用することになり、内燃機関１の負荷が増加することになる。

【0022】

コントロールユニット２１には、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ２２、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２３、車両の車速を検出する車速センサ２４、車両の加速度を検出する加速度センサ２５、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込み量を検出するブレーキセンサ（ブレーキスイッチ）２６、エアコンのＯＮ／ＯＦＦを検出するエアコンセンサ（エアコンスイッチ）２７、エアコンの冷媒圧を検出する冷媒圧センサ２８等の各種センサ類の検出信号が入力されている。

【0023】

コントロールユニット２１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。

【0024】

コントロールユニット２１は、車両の減速走行時にロックアップクラッチ３ａを締結してオルタネータ１１で回生発電を行っている。

【0025】

クランク角センサ２２は、内燃機関１の機関回転速度（機関回転数）を検出可能なものである。加速度センサ２５は、車両の減速度を検出可能なものである。

【0026】

図２は、回生発電を停止した際の動作の一例を示す比較例のタイミングチャートである。図２に示す比較例においては、減速走行時に車両の速度（車速）が予め設定された一定値（固定値）である所定の速度閾値Ｖ０以下になるとオルタネータ１１で行う回生発電を停止する。

【0027】

図２に示す比較例では、時刻ｔ１において車両の速度が速度閾値Ｖ０以下となっている。

【0028】

図２に示す比較例においては、回生実施フラグが時刻ｔ１において「１」から「０」に切り替わる。オルタネータ１１は、回生実施フラグが「１」のとき回生発電を実施行い、回生実施フラグが「０」のとき回生発電を実施しない。従って、オルタネータ１１は、回生実施フラグが「１」から「０」に切り替わるタイミングで回生発電が終了し、回生実施フラグが「０」から「１」に切り替わるタイミングで回生発電が開始される。

【0029】

図２に示す比較例においては、車速が車両の減速度に応じて設定された所定の速度閾値に到達するとロックアップクラッチ３ａが解放され、時刻ｔ１において車速が所定の速度閾値に到達してロックアップクラッチ３ａが解放される。ロックアップ信号は、時刻ｔ１において「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わる。クラッチ４は、ロックアップ信号が「ＯＮ」のとき締結され、ロックアップ信号が「ＯＦＦ」のとき解放される。

【0030】

図２に示すように、車速が所定の一定値である速度閾値Ｖ０以下になるとオルタネータ１１で行う回生発電を停止する場合には、車両の減速度によっては、オルタネータ１１の回生発電の停止とロックアップクラッチ３ａの解放のタイミングが重なることがあり、減速感が一気になくなって運転性能が悪化する。

【0031】

そのため、図２に示すような比較例においては、燃費性能と運転性能の両立が困難になる虞がある。

【0032】

そこで、本実施例のコントロールユニット２１は、減速走行時に車速が第１速度閾値Ｖ１以下になるとロックアップクラッチ３ａを解放している。また、コントロールユニット２１は、減速走行時に車速が第１速度閾値Ｖ１と異なる第２速度閾値Ｖ２以下になるとオルタネータ１１で行う回生発電を停止する（第１速度閾値Ｖ１と第２速度閾値Ｖ２は、条件に関わらず常に異なる）。第１速度閾値Ｖ１は、第１の車両速度に相当するものであり、車両の減速度に応じて変化する。第２速度閾値Ｖ２は、第２の車両速度に相当するものであり、車両の減速度に応じて変化する。

【0033】

つまり、制御部に相当するコントロールユニット２１は、減速走行時に車速が第１速度閾値Ｖ１に到達するとロックアップクラッチ３ａを解放し、減速走行時に車速が第２速度閾値Ｖ２に到達するとオルタネータ１１での回生発電を終了する。

【0034】

これによって、本実施例の車両は、車両の減速度に応じて減速走行時のオルタネータ１１の回生発電終了時期を設定することが可能となり、燃費性能と運転性能の両立を図ることができる。

【0035】

また、減速度が小さいときは、燃費向上効果を狙って第２速度閾値Ｖ２を低く設定することができる。減速度が大きいときは、エンジンストール（エンスト）を防止するために高く設定した第１速度閾値Ｖ１よりも第２速度閾値Ｖ２を高く設定することができる。

【0036】

第１速度閾値Ｖ１または第２速度閾値Ｖ２は、車両の減速度が大きくなるほど高くなるよう設定される。

【0037】

これによって、減速度が大きいときは、エンジンストール（エンスト）を防止するために第１速度閾値Ｖ１または第２速度閾値Ｖ２を高く設定することができる。

【0038】

なお、第１速度閾値Ｖ１及び第２速度閾値Ｖ２は、双方を車両の減速度が大きくなるほど高くなるよう設定してもよい。

【0039】

図３は、車両の減速度に応じて第１速度閾値Ｖ１と第２速度閾値Ｖ２を設定した場合の動作の一例を示すタイミングチャートである。

【0040】

図３中に破線で示す第１速度閾値Ｖ１は、図３中に破線で示す第２速度閾値Ｖ２とは異なる値に設定される。つまり、第１速度閾値Ｖ１と第２速度閾値Ｖ２とは、車両の減速度が同じ場合に、互いに異なる値となるよう設定される。

【0041】

図３に示す実施例においては、図３中に実線で示す車両速度が時刻ｔ１のタイミングで第２速度閾値Ｖ２以下となり、回生実施フラグが時刻ｔ１において「１」から「０」に切り替わる。

【0042】

また、図３に示す実施例においては、図３中に実線で示す車両速度が時刻ｔ２のタイミングで第１速度閾値Ｖ１以下となり、ロックアップ信号が時刻ｔ２において「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わる。なお、ロックアップ信号が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わる際の閾値は、第１速度閾値Ｖ１よりも大きい値に設定される。そのため、図３においては、ロックアップ信号が時刻ｔ２以降も「ＯＦＦ」の状態を維持している。

【0043】

コントロールユニット２１は、ロックアップクラッチ３ａの解放よりもオルタネータ１１の回生発電の終了が早くなるよう制御してもよい。すなわち、第１速度閾値Ｖ１は、第２速度閾値Ｖ２よりも小さくなるよう設定してもよい。

【0044】

この場合、車両の減速時において、ロックアップクラッチ３ａの解放前にオルタネータ１１の回生発電を終了することができ、オルタネータ１１の回生発電の停止とロックアップクラッチ３ａの解放のタイミングが重なることがなくなり、運転性能の悪化を抑制することができる。

【0045】

コントロールユニット２１は、オルタネータ１１の回生発電の終了よりもロックアップクラッチ３ａの解放が早くなるよう制御してもよい。すなわち、第１速度閾値Ｖ１は、第２速度閾値Ｖ２よりも大きくなるよう設定してもよい。

【0046】

この場合、車両の減速度が小さい時（緩減速時）において、燃費向上効果を狙ってオルタネータ１１の回生発電を終了させる第２速度閾値Ｖ２を低く設定することができる。

【0047】

第１速度閾値Ｖ１及び第２速度閾値Ｖ２は、エアコンの冷媒圧が高くなるほど高くなるよう設定してもよい。内燃機関１の負荷は、エアコンの冷媒圧が高くなるほど高くなる。

【0048】

これによって、減速走行時における内燃機関１のエンジンストールを防止することができる。

【0049】

第１速度閾値Ｖ１及び第２速度閾値Ｖ２は、ブレーキオンの場合とブレーキオフの場合とで変更するようにしてもよい。

【0050】

例えば、ブレーキオンの場合は、運転者の意志を反映して減速度が変えられているので、第１速度閾値Ｖ１及び第２速度閾値Ｖ２をブレーキオフの場合よりも低い側に設定しても運転者に違和感を与えることがなく運転性能を確保できる。

【0051】

例えば、ブレーキオフの場合は、第１速度閾値Ｖ１及び第２速度閾値Ｖ２をブレーキオンの場合よりも高い側に設定し、減速度の変化を少なくして運転者に違和感を与えないよう制御することで運転性能を確保する。

【0052】

図４は、減速走行時の制御の流れの一例を示すフローチャートである。

【0053】

ステップＳ１では、ロックアップクラッチ３ａを締結状態にしてオルタネータ１１で回生発電を実施するか否かを判定する。オルタネータ１１の回生発電は、例えば、アクセルペダルが踏み込まれていない状態であること、車載バッテリのバッテリＳＯＣが所定のバッテリ閾値よりも大きいこと等の回生発電実施条件が成立した場合に実施される。ステップＳ１において回生発電を実施する場合は、ステップＳ２へ進む。ステップＳ１において回生発電を実施しない場合は、今回のルーチンを終了する。

【0054】

ステップＳ２では、減速度に応じた第１速度閾値Ｖ１及び第２速度閾値Ｖ２を算出する。第１速度閾値ＶＩ及び第２速度閾値Ｖ２は、例えば、減速度と速度閾値とを対応させたマップを予めコントロールユニット２１に記憶させておくことによって算出される。

【0055】

ステップＳ３では、車速が第２速度閾値Ｖ２以下であるか否かを判定する。ステップＳ３において車速が第２速度閾値Ｖ２以下である場合は、ステップＳ３からステップＳ４へ進む。ステップＳ３において車速が第２速度閾値Ｖ２以下でない場合は、ステップＳ３からステップＳ５へ進む。

【0056】

ステップＳ４では、オルタネータ１１の回生発電を終了する。

【0057】

ステップＳ５では、ロックアップ実施中であるか否か、すなわちロックアップクラッチ３ａが締結されているか否かを判定する。ステップＳ５においてロックアップクラッチ３ａが解放されている場合は、ステップＳ５からステップＳ４へ進む。ステップＳ５においてロックアップクラッチ３ａが締結されている場合は、ステップＳ５からステップＳ６へ進む。

【0058】

ステップＳ６では、内燃機関１の燃料カットが実施されている否かを判定する。ステップＳ６において燃料カットが行われていない場合は、ステップＳ４へ進む。ステップＳ６において燃料カットが行われている場合は、ステップＳ２へ進む。

【0059】

以上、本発明の具体的な実施例を説明してきたが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、オルタネータの回生発電について、車速が車両の減速度に応じて設定された第２の車両速度に到達したら終了させるのではなく、ロックアップクラッチが解除されたことを受けて終了させることができる。

【0060】

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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】