JP2001082243A

JP2001082243A - 車両のフリクション検出装置

Info

Publication number: JP2001082243A
Application number: JP25920199A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Inoue; 久展井上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2001-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の走行燃費の悪化原因が運転のしかたや
走行条件にあるのか、あるいはフリクションの増大によ
るものかは、燃費を計測しただけでは判断できない。フ
リクションの増大を放置すれば故障を引き起こすおそれ
もある。【解決手段】車両減速時の減速度を検出する減速度検
出手段、減速度を予め設定された基準値と比較する比較
手段、比較結果に基づいてフリクションの変化を判定す
る判定手段を備える。車両減速時の減速度はフリクショ
ンを反映しているため、これを正常時の基準的な減速度
と比較することでフリクションの増大を検出することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の燃費等に影響
を及ぼすフリクションの増大を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と解決すべき課題】従来、車両の燃費その
ものを精密に計測することを目的とした装置は種々提案
されている。例えば特開平8-334052号公報に開示されて
いる燃料消費量演算装置では、燃料噴射量の積算値と車
両の走行距離とから走行燃費を算出するようにしてい
る。

【０００３】しかしながら、この種の燃費計では実際に
消費された燃料量は正確に知ることができるものの、燃
費に影響を及ぼす車両やエンジンのフリクションの変化
は知ることができない。このため、例えば燃費が悪化し
たときにそれがフリクションの増大によるものであるの
か、あるいは運転のしかたや走行条件によるものである
のかを知ることができない。

【０００４】また、フリクションの悪化は、運動部分の
経時摩耗のみならず、ブレーキ装置の引きずりや各部の
潤滑不良などによっても引き起こされ、これをそのまま
放置すれば故障に到るおそれがあるため、燃費のための
みならず、その変化を検知して運転者に対応を促すこと
は車両運行のうえでも重要である。

【０００５】本発明はこのような観点からなされたもの
で、車両減速時の減速方向の加速度（以下「減速度」と
言う。）に基づいて車両のフリクション増大を的確に検
出することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項１の発明では、車両減速時の減速度を検出す
る減速度検出手段、減速度を予め設定された基準値と比
較する比較手段、比較結果に基づいてフリクションの変
化を判定する判定手段を備える。

【０００７】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、フリクションの判定を駆動輪からの回転力が
エンジンに伝達されているときに行う。

【０００８】請求項３の発明では、上記請求項１の発明
において、フリクションの判定をエンジンが燃料カット
状態のときに行う。

【０００９】請求項４の発明では、上記請求項１の発明
において、フリクションの判定を自動変速機のロックア
ップクラッチが接続されているときに行う。

【００１０】請求項５の発明では、上記請求項１の発明
において、フリクションの判定を予め定められた車速域
にて行う。

【００１１】請求項６の発明では、上記請求項１の発明
において、フリクションの判定を制動装置が作動してい
るときには禁止する。

【００１２】請求項７の発明では、上記請求項１の発明
において、検出した減速度を路面の勾配に応じて補正す
る。

【００１３】請求項８の発明では、上記請求項１の発明
において、検出した減速度を車両の実質量に応じて補正
する。

【００１４】請求項９の発明では、上記請求項１の発明
において、検出した減速度を路面の転がり抵抗に応じて
補正する。

【００１５】請求項１０の発明では、上記請求項１の発
明において、検出した減速度を減速度検出時の車速に応
じて補正する。

【００１６】請求項１１の発明では、上記請求項１の発
明において、その比較手段を、複数回の減速度の加重平
均値と基準値との比較を行うように構成した。

【００１７】請求項１２の発明では、上記請求項１の発
明において、その判定手段を、判定したフリクションの
増大量が予め定められた基準値よりも大であるときに運
転者に警告を発する警告手段を有するものとした。

【００１８】請求項１３の発明では、上記請求項１の発
明において、比較手段を、検出された減速度が基準値よ
りも小のときには当該検出減速度を新たな基準値として
設定するように構成する。

【００１９】

【作用・効果】車両の走行装置やエンジンに経時劣化や
潤滑不良によるフリクションの増大が起こると、それは
車両の内部的な走行抵抗の増大にほかならないため一定
負荷に対する車両速度に変化を生じる。したがって基本
的にはある運転状態を特定してそのときの車速を定期的
に観測して結果を比較することによりフリクションの変
化を知ることが可能である。しかしながら、アクセルペ
ダルが踏み込まれている負荷運転状態ではエンジンの実
出力を正確に知ることが難しいことから、定常または加
速の過程でフリクションを正確に検出することは困難で
ある。これに対して、減速中はエンジン出力が最小とな
っているため、車両の減速度を所定の基準値として比較
することにより比較的正確なフリクション判定ができ
る。

【００２０】減速度の基準値としては、例えば新車時の
減速度を固定値に設定すればよいが、フリクション検出
の過程で検出した減速度が基準値よりも小のときには当
該検出減速度を新たな基準値として更新してゆくように
してもよく、これによりフリクションの悪化をより的確
に判定することができる。

【００２１】また、エンジン内部のフリクションをも含
めて車両のフリクションを検出するためには減速時に駆
動輪からの回転力がエンジンに伝達されるいわゆるエン
ジンブレーキ状態であることが必要であり、実際上も減
速時にクラッチを切ったまま制動装置のみによって減速
を行う機会は停止直前などに限られるので、エンジンブ
レーキ状態でフリクション判定を行うことが判定の機会
を確保するためにも現実的である。

【００２２】一方、アクセルペダルが踏み込まれていな
い減速中であっても、エンジンに燃料が供給されている
状態では若干の出力が発生してフリクション判定上の誤
差要因となりうるので、減速時燃料カット制御を行うエ
ンジンについては、燃料カット中にフリクション判定を
行うことが望ましい。また、自動変速機付車両ではトル
クコンバータがフリクション検出にあたっての誤差要因
となりうるので、ロックアップクラッチを備えた自動変
速機ではロックアップ作動中にフリクション判定を行う
ことが望ましい。

【００２３】フリクションに変化がなくとも減速を開始
するときの車速によって減速度が異なってくるので、正
確なフリクション判定を行うためには、予め定めた車速
域でのみ減速度検出およびフリクション判定を行うか、
あるいは減速時の車速に応じて減速度を補正するように
するとよい。また、減速中であっても、運転者がブレー
キペダルを踏んで制動装置を作動させているときにはフ
リクション判定が困難となるので、制動操作中はフリク
ション判定を禁止する。

【００２４】フリクション判定に影響を及ぼす外的な要
因として、走行中の路面の勾配、車両の実質量、路面の
転がり抵抗が想定される。すなわち、勾配に関しては下
り勾配が大きくなるほど減速度は小さくなり、登り勾配
が大きくなるほど減速度は大きくなる。また、減速度
は、車両の実質量が大きくなるほど、路面の転がり抵抗
が小さくなるほど、それぞれ小さくなる。そこで、これ
らの減速度に影響する因子を検出して、減速度に補正を
施すのであり、これによりいっそう正確なフリクション
判定が可能となる。

【００２５】フリクション判定の精度をより高めるため
には、比較手段において複数回の減速度の加重平均値と
基準値との比較を行うように構成することが望ましい。
これにより、フリクション判定時の路面の細かい起伏や
小石等の小障害物を通過する瞬間の速度変化の影響を除
去して正確なフリクション判定結果を期待できる。

【００２６】フリクションの判定結果は、たとえば車両
の自己診断装置に記憶させておくことにより、もし異常
なフリクション増大履歴があったときには定期点検の際
に対処することが可能となる。ただし、判定したフリク
ションの増大量が予め定められた基準値よりも大である
ときに運転者に警告を発する警告手段を備えることによ
り、フリクション異常発生時においてより速やかに運転
者に対して対応を促すことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１に本発明を適用した車両の機械的
構成例を概念的に示す。図１において、１はエンジン、
２は自動変速機を示している。３はエンジンコントロー
ラであり、主としてエアフローメータ４からの吸入空気
量信号とクランク角センサ５からのエンジン回転数信号
とに基づいてエンジン１の燃料噴射量および点火時期を
決定する。また、６はアクセル開度センサ、７は車速セ
ンサであり、エンジンコントローラ３は、これらの信号
に基づいて車速が規定値以上かつアクセル開度ゼロの減
速状態を検出したときには、予め定められた減速車速域
において燃料噴射を停止する減速時燃料カット制御を行
う。

【００２８】８は変速機コントローラであり、主として
アクセル開度センサ６からのアクセル開度信号と車速セ
ンサ７からの車速信号とに基づいて自動変速機２の変速
制御およびロックアップクラッチのオンオフ制御を行
う。減速時においては予め定められた車速域にてロック
アップクラッチを締結し、これによりエンジンブレーキ
効果を高めるように構成されている。９はブレーキスイ
ッチであり、車両の制動装置が作動しているか否かを検
出する。制動装置の作動は、後述するフリクション判定
の禁止条件として検出される。

【００２９】１０はフリクション判定装置であり、減速
度検出部１１、減速度比較部１２、フリクション判定部
１３、減速度補正部１４からなっている。減速度検出部
１１は車速センサ７からの信号に基づき、減速時の減速
度を検出する。これは例えば100km/hから60km/hに減速
するまでの時間を計測し、これを単位時間あたりの速度
変化量に換算して減速度とする。減速状態については、
例えば上述したようにアクセル開度がゼロかつ車速が規
定値以上であることを基本条件として検出する。

【００３０】減速度比較部１２は、上述のようにして検
出した減速度を予め定められた基準値と比較してその結
果をフリクション判定部に出力する。前記基準値として
は例えば新車時の減速度を固定値として設定するか、ま
たは前記固定値を初期値としてそれよりも小さい減速度
をフリクション判定の過程で検出したときにはその値で
更新した値とする。後者によればその車両の使用過程に
おいて最もフリクションが小さくなったときの減速度を
基準としてフリクション判定を行うことになるので、フ
リクションの悪化をより厳密に判定することができる。

【００３１】フリクション判定部１３は、減速度比較部
１２からの比較結果に基づき、予め定められた以上の減
速度増大があること、例えば検出減速度／基準値の比が
０．８以上であることを判定したときには、警告装置１
５を作動させてフリクションの増大を運転者に警告す
る。警告装置１５としては、フリクション増大をもっぱ
ら警告するためのモニタランプなどを設ければよいが、
例えばナビゲーション用のモニタ画面を警告表示手段と
して利用して、絵や文字によって警告を発するようにす
ればなお好ましい。

【００３２】減速度補正部１４は車両外部の環境条件に
応じてより適切にフリクション判定を行えるように当該
条件に応じて減速度を補正する。この場合、路面勾配検
出部１６、車両質量検出部１７、路面転がり抵抗検出部
１８を備え、それぞれ路面勾配、車両質量、路面転がり
抵抗を外的条件として検出している。

【００３３】路面勾配の検出については種々の手法があ
り、例えばジャイロセンサによる上下方向加速度から検
出する方法、ＧＰＳによる位置情報と地形情報および車
両の方位情報から道路勾配を検索する方法などが知られ
ている。車両質量については例えば車両停止時に懸架装
置の空車状態からの移動量をストロークセンサ等を用い
て検出することにより算出することができる。また、路
面の転がり抵抗については、走行中にタイヤと路面との
間に生じる走行騒音がアスファルト、雪道、砂利道など
路面の状態によって固有の周波数特性を持つことから、
これらの特性の記憶値と実際に検出した走行騒音とを比
較することで推定することができる。あるいは、懸架装
置のダンパーに設けたストロークセンサにより伸縮変化
量を検出し、変化量が比較的小のときはアスファルト路
面、大のときは砂利道という判定を行うことができる。
転がり抵抗にはタイヤの空気圧も影響するため、さらに
好ましくはタイヤの空気圧を検出して、空気圧が小のと
きほど転がり抵抗が大であるという判定を行うようにす
る。

【００３４】次に、上記フリクション判定装置１０をマ
イクロコンピュータで構成した場合のプログラム動作例
につき図２に示した流れ図に沿って説明する。なお、こ
の判定動作の処理は周期的に繰り返し実行される。

【００３５】この判定動作では、まず上述したようにア
クセルペダル位置と車速とから基本的な減速条件を検出
し、減速時であれば次に制動装置の作動の有無をブレー
キスイッチ９の状態から検出すると共に、燃料カット制
御の有無、ロックアップクラッチ締結の有無をそれぞれ
上記各コントローラ３，８の制御状態から検出し、減速
時、制動装置非作動、燃料カット時、ロックアップクラ
ッチ締結の条件がすべて成立したときに減速度検出を行
い、何れかでも条件が成立していなかった場合には以降
の処理を迂回して今回の動作を終了する（ステップ１〜
５）。なお手動変速機付車両の場合には、ステップ４に
おいて、ロックアップクラッチ締結判定に代えて、クラ
ッチが締結されかつ変速機がニュートラル以外であるこ
とを減速度検出許可条件とする。

【００３６】減速度検出は、上述したように車速センサ
７からの信号により単位時間あたりの車速変化から検出
し、次にその結果を外的条件に応じて補正する処理を行
う。ここでは前記補正処理として、路面勾配による補正
（ステップ６）、車両質量による補正（ステップ７）、
路面状況による補正（ステップ８）を行う。

【００３７】路面勾配については、勾配が無い場合に比
較して登りと下りのそれぞれについて比較的小さい勾
配、比較的大きい勾配の２段階、都合４段階の補正量を
設定し、登り勾配大、登り勾配小、下り勾配小、下り勾
配大の条件に対してそれぞれ減速度を２０％小、１０％
小、１０％大、２０％大となるように補正を施す。車両
質量については、空車時を基準として１０％程度の質量
増に対して１０％、２０％の質量増に対して２０％とい
う具体に車両質量の増大量に比例するように減速度を増
大する補正を施す。また、路面状況については、この場
合平坦路走行時に比較したときのダンパーの上下作動量
の変化から転がり抵抗を推定し、上下作動量の変化が比
較的小のときには１０％、比較的大のときには２０％、
それぞれ減速度を小さくする補正を施している。

【００３８】次に、このようにして補正して求めた減速
度に対して加重平均処理を行うことにより外乱の影響を
抑制する（ステップ９）。この場合、補正して求めた減
速度の現在値に２５６分の１を乗じた値を減速度の前回
算出値に加えている。

【００３９】最後に、フリクションの判定処理として、
上記加重平均処理した減速度を基準値と比較し、減速度
が基準値よりもある程度以上大きくなっていたときに
は、車両のフリクションが何らかの原因により許容限度
を超えて増大したものと判定し、警告装置を作動させ
る。減速度の増大が基準値に対する許容限度内であると
きには警告装置を作動させることなく、今回の判定処理
を終了する（ステップ１０，１１）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の機械的構成例を示す概念
図。

【図２】フリクション判定の実施形態による動作例を示
す流れ図。

【符号の説明】

１エンジン２自動変速機３エンジンコントローラ４エアフローメータ５クランク角センサ６アクセル開度センサ７車速センサ８変速機コントローラ９ブレーキスイッチ１０フリクション判定装置１１減速度検出部１２減速度比較部１３フリクション判定部１４減速度補正部１５警告装置１６路面勾配検出部１７車両質量検出部１８路面転がり抵抗検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G084 BA13 BA33 CA06 DA00 DA22 EA11 FA00 FA05 FA06 FA07 FA10 FA33 FA38 3G301 JA00 JA15 JB10 KA16 MA12 MA24 NA02 NA08 PA01Z PE01Z PE03Z PF00Z PF01Z PF03Z PF05Z PF06Z PF08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両減速時の減速度を検出する減速度検出
手段、減速度を予め設定された基準値と比較する比較手
段、比較結果に基づいてフリクションの変化を判定する
判定手段を備えた車両のフリクション検出装置。
【請求項２】フリクションの判定は、駆動輪からの回転
力がエンジンに伝達されているときに行うことを特徴と
する請求項１に記載の車両のフリクション検出装置。
【請求項３】フリクションの判定は、エンジンが燃料カ
ット状態のときに行うことを特徴とする請求項１に記載
の車両のフリクション検出装置。
【請求項４】フリクションの判定は、自動変速機のロッ
クアップクラッチが接続されているときに行うことを特
徴とする請求項１に記載の車両のフリクション検出装
置。
【請求項５】フリクションの判定は、予め定められた車
速域にて行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の
フリクション検出装置。
【請求項６】フリクションの判定は、制動装置が作動し
ているときには禁止することを特徴とする請求項１に記
載の車両のフリクション検出装置。
【請求項７】検出した減速度を、路面の勾配に応じて補
正することを特徴とする請求項１に記載の車両のフリク
ション検出装置。
【請求項８】検出した減速度を、車両の実質量に応じて
補正することを特徴とする請求項１に記載の車両のフリ
クション検出装置。
【請求項９】検出した減速度を、路面の転がり抵抗に応
じて補正することを特徴とする請求項１に記載の車両の
フリクション検出装置。
【請求項１０】検出した減速度を、減速度検出時の車速
に応じて補正することを特徴とする請求項１に記載の車
両のフリクション検出装置。
【請求項１１】比較手段は、複数回の減速度の加重平均
値と基準値との比較を行う請求項１に記載の車両のフリ
クション検出装置。
【請求項１２】判定手段は、判定したフリクションの増
大量が予め定められた基準値よりも大であるときに運転
者に警告を発する警告手段を有することを特徴とする請
求項１に記載の車両のフリクション検出装置。
【請求項１３】比較手段は、検出された減速度が基準値
よりも小のときには当該検出減速度を新たな基準値とし
て設定するように構成した請求項１に記載の車両のフリ
クション検出装置。