JP2004142708A

JP2004142708A - トラックの速度制御機構

Info

Publication number: JP2004142708A
Application number: JP2002312595A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kujirai; 鯨　井　和　裕; Ryota Kono; 河　野　良　太; Eitaro Asakawa; 浅　川　英太郎; Masatomi Toki; 土　岐　正　富
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】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の提供。
【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

【０００１】
【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

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。