JP2004142708A - トラックの速度制御機構 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オートクルーズ機能制御手段(ACCコントローラ1)からの制御信号で要求される減速度が、第1の所定減速度(ΔG1)未満の場合にはエンジン回転数を制御し(エンジンブレーキ作動)、第1の所定減速度(ΔG1)以上で第2の所定減速度(ΔG2)未満の場合には、エンジン回転数を制御すると共に排気ブレーキ(12)を作動させ、第2の所定減速度(ΔG2)以上で第3の所定減速度(ΔG3)未満の場合には、エンジン回転数を制御し排気ブレーキ(12)を作動させると共に圧縮圧開放型ブレーキ(Eブレーキ)を作動させ、第3の所定減速度(ΔG3)以上の場合には、エンジン回転数を制御し排気ブレーキ(12)を作動させ圧縮圧開放型ブレーキを作動させると共にリターダ(7)を作動させるように構成されている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートクルーズ機能を有する車両において、制動装置を制御することにより前走車との車間距離を一定以上に保たせ安全を確保する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
高速自動車道等においてアクセルペダルの操作を行うことなく予めセットされた一定速度で走行できる技術(オートクルーズ)が知られている。
【0003】
また、車間距離が所定値以下になった場合に車間距離レーダ「レーザレーダ」からの前方車間距離及び相対速度データに基づいて、危険度を算出し、ドライバーに注意を喚起するトラックの車間警報装置(出願人の商標「トラフィックアイ」等)がある。
【0004】
また、乗用車においては、上記2つの技術を兼ね添え、更に、前方車間距離及び相対速度によって自動的に減速或いは加速するように制御する技術(特開平11−278095号公報)が開示されている。
【0005】
しかし、乗用車とトラック、とりわけ大型トラックとは、車両諸元(車両総質量、最高速度、エンジン最大出力、ブレーキ形態及び補助ブレーキの形態及び数)、及び使われ方(巡航速度、乗員、積載物、積載状態)が大きく異なる。
すなわち、大型トラックは複数の補助ブレーキを備えており、且つ、車両総重量が非常に大きい。これに対して、乗用車は補助ブレーキは備えておらず、総重量は大きくないものの、より高速で走行する機会が多い。
【0006】
したがって、トラックに上述の乗用車の技術をそのまま適用することが困難であり、トラックでは上述した様な技術が確立されていない。
すなわち、前方車間距離及び相対速度によって自動的に加・減速制御が行われれば、オートクルーズの設定速度等の解除/再設定などの煩雑な操作負荷から開放されるが、そうした恩恵に浴せない。
また、具備した各種の補助ブレーキに制動を分担させることが出来れば、ブレーキ寿命の偏りも解消出来るが、そうした恩恵に浴せない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、従来のオートクルーズ機構に対して、解除/再設定などの煩雑な操作負荷を軽減し、要求減速度に適正に対応でき、且つ具備された補助ブレーキを有効に使用することで安全性を向上させ、主ブレーキの寿命の偏りを解消出来るトラックの速度制御機構を提供すること。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のトラックの速度制御機構は、車両の速度を一定に保つオートクルーズ制御手段(ACCコントローラ1)を備え、該オートクルーズ制御手段(ACCコントローラ1)から出力された制動制御信号がエンジン制御手段(エンジンECU2)に送られ、該エンジン制御手段(2)から補助ブレーキ手段(排気ブレーキ12、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダ(7)に出力され、オートクルーズ機能制御手段(ACCコントローラ1)からの制御信号で要求される減速度に応じ複数の補助ブレーキを組合わせて作動させるトラックの制動制御手段において、前走車と自車との相対速度及び車間距離により該制動制御信号を変化させるように構成されている(請求項1)。
【0009】
また、本発明のトラックの速度制御機構は、オートクルーズ機能制御手段(ACCコントローラ1)からの制御信号で要求される減速度が、第1の所定減速度(ΔG1)未満の場合にはエンジン回転数を制御し(エンジンブレーキ作動)、第1の所定減速度(ΔG1)以上で第2の所定減速度(ΔG2)未満の場合には、エンジン回転数を制御すると共に排気ブレーキ(12)を作動させ、第2の所定減速度(ΔG2)以上で第3の所定減速度(ΔG3)未満の場合には、エンジン回転数を制御し排気ブレーキ(12)を作動させると共に圧縮圧開放型ブレーキ(Eブレーキ)を作動させ、第3の所定減速度(ΔG3)以上の場合には、エンジン回転数を制御し排気ブレーキ(12)を作動させ圧縮圧開放型ブレーキを作動させると共にリターダ(7)を作動させるように構成されている(請求項2)。
【0010】
そして、オートクルーズ機能制御手段(ACCコントローラ1)からの制御信号で要求される減速度が、第4の所定減速(ΔG4)度以上の場合には、エンジン回転数、排気ブレーキ(12)、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダ(7)に加えて、主ブレーキ(フットブレーキ9f、9r)を自動的に制御するように構成されている(請求項3)。
【0011】
また、主ブレーキ(フットブレーキ9f、9r)を自動的に制御する際に、初期の段階では所定の減速度となるようにエンジン回転数、排気ブレーキ(12)、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダ(7)、主ブレーキ(9f、9r)を制御し、以後前走車と自車との相対速度及び車間距離に応じて設定最大減速度になるように、エンジン回転数、排気ブレーキ(12)、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダ(7)、主ブレーキ(9f、9r)を制御するように構成されている(請求項4)。
【0012】
また、高速走行時に車間距離が設定最小車間距離以下になった場合に、エンジン回転数、排気ブレーキ(12)、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダ(7)、主ブレーキ(9f、9r)を制御するように構成されている(請求項5)。
【0013】
さらに、減速時には先ず所定の車間距離近くまで急激に減速し、その後自車速度を緩やかに変化させるようになっている(請求項6)。
【0014】
係る構造を有する本発明のトラックの速度制御機構によれば、従来のオートクルーズ機構に対して、車間保持制御機能と、車間警報機能とを付加し、オートクルーズ走行時に加・減速制御を可能とすることが出来、既存のオートクルーズ機能に対して、設定速度の解除/再設定などの煩雑な操作負荷が軽減される。
【0015】
また、要求減速度を4段階に分け、それらの要求減速度に応じた補助ブレーキ及び主ブレーキを作動させるため、前走車との相対速度及び相対距離に応じた減速度が得られる。その結果、主ブレーキの使用頻度も減少し、ブレーキの磨耗を軽減する。
【0016】
車速設定が状況に応じて自動的に行われる結果、燃費のばらつきを抑制出来る。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【0018】
先ず、図1から図3を参照して第1実施形態を説明する。
図1において、トラックの速度制御機構は、ACCコントローラ(請求項1、2、4では「オートクルーズ機能制御手段」、以降、「オートクルーズ機能制御手段」を「ACCコントローラ」と言う)1が、CAN(車載された複数のコントローラ間を結ぶネットワーク)2を介して主としてエンジン3の噴射系の制御を行うエンジンECU4と機械式自動変速機5の変速制御を行うトランスミッションECU(T/M−ECU)6と補助ブレーキの1種であるリターダ7の作動を制御するリターダECU8と主ブレーキ(フットブレーキ)9f、9rの作動を制御する主ブレーキECU10と車間距離測定用レーザレーダ(以降「レーザレーダ」と略記する)20に接続されている。
【0019】
また、ACCコントローラ1と操作系・表示系30、エンジンECU4とエンジン3、T/M−ECU6と機械式自動変速機5、リターダECU8とリターダ7、エンジンECU4と排気ブレーキ12、主ブレーキECU10と主ブレーキのブレーキバルブアクチュエータ9bは夫々制御信号ラインLによって接続されている。
尚、図1中、符号9Vはブレーキバルブを、Lbはブレーキバルブ9Vとブレーキ(本体)9f、9rを接続するブレーキ配管を示す。
【0020】
図1の実施形態の速度制御機構には、上述したように、アクセルペダルの操作で車速を加減することなく希望した速度を保ったまま走行を続ける「クルーズコントロール機能」を備えている。
【0021】
図1の実施形態の速度制御機構の基本制御方法を、図2を参照して説明する。
ステップS1において、走行中に、ACCコントローラ1を「オートクルーズモード」にセットすると共に、前記レーザレーダ20を作動させる。
【0022】
ステップS2では、図示しない車速センサによって検知した自車速度とレーザレーダ20で捕捉した図示しない前走車と自車との距離、及び前走車と自車の速度差を計測する。
【0023】
次のステップS3では、ACCコントローラ1は、図示しない制御マップに従ってどの程度の減速度で減速するのかを算出し、その算出結果に基づいて、制動を作動させるべき補助ブレーキ手段を決定し、当該補助ブレーキ手段を作動させるように制御する。
【0024】
ここで、作動させる補助ブレーキ手段をパラメータとし、前走車と自車との相対速度に対する前走車と自車との相対距離の関係を当該パラメータのエリアで示したものが図5である。
車速差0km/hのライン(横軸)とa線で囲まれたエリアAcでは、相対速度が小さく、車間距離も大きいので小さな加速度で加速する領域である。
車速差0km/hのライン(中央横軸)とa線とb線で囲まれたエリアB1では、車間距離は小から大までと広範囲であり、相対速度が小さいため、エンジンブレーキのみで対応する領域である。
【0025】
b線とc線で囲まれたエリアB2では、車間距離は小から大までと広範囲であり、相対速度はB1よりも若干大きいが、緩ブレーキでよく、エンジンブレーキと排気ブレーキ12のみで対応する領域である。
c線とd線で囲まれたエリアB3では、車間距離は小から大までと広範囲であり、相対速度は車間距離が増加するにしたがって高めに設定された領域であり、減速度も高める必要がある。そこで、エンジンブレーキと排気ブレーキ12とシリンダ内の内圧を開放することによりエンジンブレーキを利かせる所謂「EEブレーキ(本出願人の商標)」を併用する領域である。
【0026】
車速差0km/hのライン(中央横軸)とd線とe線で囲まれたエリアB4では、車間距離は広範囲であり、至近の車間距離を除いては相対車速がかなり高く、したがって要求減速度も大きな領域であるので、エンジンブレーキと排気ブレーキ12と「EEブレーキ」とリターダ7を作動させる領域である。
e線よりも上のエリアB5では、相対車速が極めて大きく急速に前走車に近づいており、緊急ブレーキであって、メインブレーキを含む全ての補助ブレーキを必要とする領域である。
【0027】
なお、エリアAcでは、どの程度の加速度で加速するかを算出し、その算出結果に基づいて、アクセル操作、及び必要に応じて機械式自動変速機5の変速(シフトダウン)を行うように構成されている。
【0028】
次に、図3を参照して、要求減速度に対する作動させるべき補助ブレーキの決定、及びそれらの補助ブレーキの作動制御について説明する。
【0029】
先ず、ACCコントローラ1を作動させる(ステップS1)と共に、レーザレーダ20を作動させる(ステップS2)。レーザレーダ20は図示しない前走車を捕捉し、その結果から前走車と自車との相対距離を時々刻々検出し、その相対距離の経時による変化と、図示しない速度センサによって検出されている自車の速度から前走車の速度が算出され、その結果、自車との速度差が検出される(ステップS3)。危険の度合いに応じて、図示しない手段によって、ドライバーに注意を喚起する。
【0030】
ここで、前走車のほうが自車よりも速度が遅く、自車が前走車に接近しつつある場合、前走車との速度差及び前走車との相対距離の大きさによって制動する場合の基準となる減速度が予め3種(ΔG1、ΔG2、ΔG3)設定されている。
【0031】
ステップS4において、ACCコントローラ1は、前記検出結果から前走車に接近しているか否かを判断して、接近していれば(ステップS4のYES)、ステップS5に進み、接近していなければ(ステップS4のNO)、ステップS3以降を繰り返す。
【0032】
ステップS5では、ACCコントローラ1は必要減速度Gが第1の所定値ΔG1未満か否かを判断しており、ΔG1未満(ステップS5のYES)であれば、エンジンECU2にCAN2を介して制御信号を送る。エンジンECU2は、制御信号ラインLを介して制御信号を送り、エンジン回転数低下によるエンジンブレーキのみを作動させた(ステップS6)後、ステップS3以降を繰り返す。必要減速度GがΔG1以上であれば(ステップS5のNO)、ステップS7に進む。
【0033】
ステップS7では、ACCコントローラ1は必要減速度Gが第1の所定値ΔG1以上で第2の所定値ΔG2未満か否かを判断している。第1の所定値ΔG1以上で第2の所定値ΔG2未満(ステップS7のYES)であれば、エンジンECU2にCAN2を介して制御信号を送る。エンジンECU2は、制御信号ラインLを介して制御信号を送り、エンジン回転数低下によるエンジンブレーキ及び排気ブレーキ12を作動させた(ステップS8)後、ステップS3以降を繰り返す。必要減速度Gが第2の所定値ΔG2以上であれば(ステップS7のNO)、ステップS9に進む。
【0034】
ステップS9では、ACCコントローラ1は必要減速度Gが第2の所定値ΔG2以上で第3の所定値ΔG3未満か否かを判断している。第2の所定値ΔG2以上、第3の所定値ΔG3未満(ステップS7のYES)であれば、エンジンECU2にCAN2を介して制御信号を送る。エンジンECU2は、制御信号ラインLを介して制御信号を送り、エンジンブレーキ、排気ブレーキ12及び図示では明確に示さない圧縮圧開放型ブレーキ「EEブレーキ」を作動させた(ステップS10)後、ステップS3以降を繰り返す。必要減速度Gが第3の所定値ΔG3以上であれば(ステップS9のNO)、ステップS11に進む。
【0035】
ステップS11では、必要減速度Gが第3の所定値ΔG3以上であり、ACCコントローラ1は、エンジンECU2にCAN2を介して制御信号を送る。エンジンECU2は、制御信号ラインLを介して制御信号を送り、エンジンブレーキ、排気ブレーキ12及びEEブレーキを作動させ、更にリターダECU8にCAN2を介して制御信号を送る。リターダECU8は信号ラインLを介して制御信号を送り、リターダ7を作動させた(ステップS12)後、ステップS3以降を繰り返す。
【0036】
なお、各所定の減速度ΔG1、ΔG2、ΔG3は、車両の種類(車両総質量、最高速度、エンジン最大出力)、使われ方(巡航速度、積載物、積載状態)によって決定されるものである。
【0037】
係る構成及び制御方法を具備した図1〜図3の第1実施形態によれば、従来のオートクルーズ機構に対して、車間保持制御機能と、車間警報機能とを付加し、オートクルーズ走行時に加減速制御を可能とすることによって、既存のオートクルーズ機能に対して、解除/再設定などの煩雑な操作負荷が軽減される。
【0038】
また、要求減速度を3段階に分け、それらの要求減速度に応じた補助ブレーキ及び主ブレーキを作動させるため、前走車との相対速度及び相対距離に応じた減速度が得られる。その結果、安全性が向上すると共に、主ブレーキの使用頻度も減少し、ブレーキの磨耗を軽減する。
【0039】
また、車速設定が状況に応じて自動的に行われる結果、燃費のばらつきを抑制出来る。
【0040】
次に、図4を参照して、第2実施形態を説明する。
図1〜図3の第1実施形態は、制御領域において最大の要求減速度GをΔG3以上として、これに対応するために補助ブレーキの全てであるエンジンブレーキと排気ブレーキ12とEEブレーキとリターダ7を作動させるように制御した。
【0041】
それに対して、図4の第2実施形態は、第1実施形態よりも更に強力な制動力が得られるように、要求減速度ΔG3を上回るΔG4を設け、このΔG4以上に対処させるために、上記全ての補助ブレーキに加え、主ブレーキであるフットブレーキを作動させるように制御する実施形態である。
【0042】
図4のステップS21は実質的には、第1実施形態の図3のステップS11と同様の内容であり、ステップS21以前の工程は図3の第1実施形態と同様である。
ステップS23では、要求減速度ΔG4以上が求められており、ACCコントローラ1は、前記全ての補助ブレーキの作動制御に加え、主ブレーキECU10にCAN2を介して制御信号を送る。
主ブレーキECU10は制御信号ラインLを介してブレーキバルブアクチュエータ9bに制御信号を送り、ブレーキバルブアクチュエータ9bがブレーキバルブ9Vを作動させ、ブレーキバルブ9Vとブレーキ本体9f、9rを連通するブレーキ配管Lbを介してブレーキ本体9f、9rを作動させる。
ブレーキを作動させ、所定の車間距離が保たれた後、制御はステップS3以降を繰り返す。
【0043】
【発明の効果】
本発明の効果を以下に列挙する。
(1) 従来のオートクルーズ機構に対して、車間保持制御機能と、車間警報機能とを付加し、オートクルーズ走行時に加減速制御を可能とすることによって、既存のオートクルーズ機能に対して、解除/再設定などの煩雑な操作負荷が軽減される。
(2) 要求減速度を4段階に分け、それらの要求減速度に応じた補助ブレーキ及び主ブレーキを作動させるため、前走車との相対速度及び相対距離に応じた減速度が得られる。その結果、安全性が向上すると共に、主ブレーキの使用頻度も減少し、ブレーキの磨耗を軽減する。
(3) 車速設定が状況に応じて自動的に行われる結果、燃費のばらつきを抑制出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における全体構成を示すブロック図。
【図2】本発明の第1実施形態における基本制御を示す制御フローチャート。
【図3】本発明の第1実施形態における詳細な減速制御を示す制御フローチャート。
【図4】本発明の第2実施形態における詳細な減速制御を示す制御フローチャート。
【図5】本発明の実施形態において、作動させる補助ブレーキ手段をパラメータとし、前走車と自車との相対速度に対する前走車と自車との相対距離の関係を当該パラメータのエリアで示した特性図。
【符号の説明】
1・・・ACCコントローラ
2・・・CAN
3・・・エンジン
4・・・エンジンECU
5・・・機械式自動変速機
6・・・T/M−ECU
7・・・リターダ
8・・・リターダECU
10・・・主ブレーキECU
12・・・排気ブレーキ
20・・・レーザレーダ
Claims (6)
- 車両の速度を一定に保つオートクルーズ制御手段を備え、該オートクルーズ制御手段から出力された制動制御信号がエンジン制御手段に送られ、該エンジン制御手段から補助ブレーキ手段に出力され、オートクルーズ機能制御手段からの制御信号で要求される減速度に応じ複数の補助ブレーキを組合わせて作動させるトラックの制動制御手段において、前走車と自車との相対速度及び車間距離により該制動制御信号を変化させるように構成されていることを特徴とするトラックの速度制御機構。
- オートクルーズ機能制御手段からの制御信号で要求される減速度が、第1の所定減速度未満の場合にはエンジン回転数を制御し、第1の所定減速度以上で第2の所定減速度未満の場合には、エンジン回転数を制御すると共に排気ブレーキを作動させ、第2の所定減速度以上で第3の所定減速度未満の場合には、エンジン回転数を制御し排気ブレーキを作動させると共に圧縮圧開放型ブレーキを作動させ、第3の所定減速度以上の場合には、エンジン回転数を制御し排気ブレーキを作動させ圧縮圧開放型ブレーキを作動させると共にリターダを作動させるように構成されている請求項1記載のトラックの速度制御機構。
- オートクルーズ機能制御手段からの制御信号で要求される減速度が、第4の所定減速度以上の場合には、エンジン回転数、排気ブレーキ、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダに加えて、主ブレーキを自動的に制御するように構成されている請求項2記載のトラックの速度制御機構。
- 主ブレーキを自動的に制御する際に、初期の段階では所定の減速度になるようにエンジン回転数、排気ブレーキ、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダ、主ブレーキを制御し、以後前走車と自車との相対速度及び車間距離に応じて設定最大減速度になるように、エンジン回転数、排気ブレーキ、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダ、主ブレーキを制御するように構成されている請求項3記載のトラックの速度制御機構。
- 高速走行時に車間距離が設定最小車間距離以下になった場合に、エンジン回転数、排気ブレーキ、圧縮圧開放型ブレーキ、リターダ、主ブレーキを制御するように構成されている請求項1〜4の何れか1項に記載のトラックの速度制御機構。
- 減速時には先ず所定の車間距離近くまで急激に減速し、その後自車速度を緩やかに変化させる請求項1〜5の何れか1項に記載のトラックの速度制御機構。
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