JP2514461B2 - リタ―ダ付オ―トクル―ズ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、オートクルーズ装置およびリターダを有し
た車両に関し、さらに詳しくは、オートクルーズ装置の
作動をリターダにより補助することができるようにした
ものに関する。

（従来の技術） オートクルーズ装置は、ドライバーのアクセル操作な
しで車速を目標クルーズ車速に保持して走行させる装置
であり、自動車の走行制御装置として従来から多用され
ている。現行のオートクルーズ装置は、走行駆動用エン
ジンの自動アクセル制御を行ってエンジン出力を制御す
ることにより、走行負荷変化に拘らず車速を目標クルー
ズ車速に維持するように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） このように現行のオートクルーズ装置はエンジン出力
の制御のみで対応しているため、その制御には限界があ
るという問題がある。例えば、オートクルーズ装置を作
動させた状態で長い下り坂を走行するときに、エンジン
出力の制御だけでは車速の増加を抑え切れず車速が目標
クルーズ車速を超えて増加するようなことがある。特
に、大型トラック等が積載状態で走行するような場合に
は、その大きな自重の故に重力の加速度が大きく、この
ような事態が生じ易い。

このような場合には、ドライバーはブレーキを踏んだ
り、シフトダウンを行って車速を低下させる必要があ
る。しかしながら、ブレーキペダルを踏んだり、シフト
ダウンのためにクラッチペダルを踏んだりするとオート
クルーズ装置の作動は切れるので、車速が低下した後に
再びオートクルーズ走行に移行するにはオートクルーズ
装置をもう一度作動させる必要があり、その操作が煩わ
しくドライバーの負担が大きいという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みるとともに、車速を抑
える手段としてのリターダの作用に注目し、上記のよう
な場合にこのリターダの作用を利用して、オートクルー
ズ装置の作動を切ることなく車速を目標クルーズ車速ま
で低下させることができるようなオートクルーズ装置を
提供することを目的とする。

ロ．発明の構成 （課題をを解決するための手段） このような目的達成のため、本発明に係るオートクル
ーズ装置においては、エンジンの出力制御を行うエンジ
ン出力制御手段および走行駆動力伝達系に制動力を発生
させるリターダ手段のオン・オフ作動をコントローラに
より制御するようにしている。このコントローラは、車
速センサにより検出された実車速が、リターダ作動車速
（＞目標クルーズ車速）より低速に留まっている限り
は、エンジン出力制御手段によるエンジン出力制御のみ
を行って、実車速を前記目標クルーズ車速に近づける制
御を行うのであるが、実車速がリターダ作動車速を超え
た場合には、エンジン出力制御手段によるエンジン出力
の制御は継続させつつ、リターダ手段をオン作動させて
走行駆動力伝達系に制動力を発生させて実車速を目標ク
ルーズ車速に近づける制御を、実車速が目標クルーズ車
速に減速されるまで継続し、この後、実車速が目標クル
ーズ車速まで減速したときにリターダ手段をオフ作動さ
せるようになっている。

なお、リターダ手段を複数の渦電流発生コイルを有し
た渦電流式リターダから構成し、実車速がリターダ作動
車速を超えた場合には、コントローラはまず複数の渦電
流発生コイルのうちの数個のみをオン作動させ、この後
においても実車速がリターダ作動車速を越えるときには
残りの渦電流発生コイルを順次段階的にオン作動させる
制御を行うようにするのが好ましい。

（作用） 上記構成のリターダ付オートクルーズ装置を用いた場
合には、長い下り坂でのオートクルーズ装置を作動させ
ての走行等において、車速が目標クルーズ車速を超えて
増加するような場合に、この車速がリターダ作動車速
（＞目標クルーズ車速）を超えると、コントローラによ
りリターダ手段がオン作動される。これにより、エンジ
ン出力制御手段によるエンジン出力制御に、リターダ手
段のオン作動による制動力が加わって車速の増加が抑え
られ、ブレーキペダルを踏んだりシフトダウンを行わな
くても、車速は目標クルーズ車速に近づけられる。

なお、リターダ手段としては、流体式リターダ、渦電
流式（電磁式）リターダ等があるが、特に、複数の渦電
流発生コイルを有した渦電流式リターダを用いるのが、
その良好な制御性の故に好ましい。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例につい
て説明する。

第１図に本発明に係るリターダ付オートクルーズ装置
の構成を示している。この装置は、エンジン10の出力制
御を行うクルーズコントローラ２と、リターダ40の作動
制御を行うリターダコントローラ３とからなるコントロ
ーラ１を有している。このコントローラ１は、ライン10
1および第１メインリレースイッチ６を介してバッテリ
ー８に繋がっている。第１メインリレースイッチ６のコ
イル6aは、ライン102およびメインスイッチ５を介して
バッテリー８に繋がっており、メインスイッチ５がオン
となるとコイル6aが励磁されて第１メインリレースイッ
チ６がオンとなる。これによりライン101を介してコン
トローラ１にオン信号が入力され、コントローラ１によ
るオートクルーズ制御が開始されるようになっている。

本例のエンジン10はディーゼルエンジンであり、燃料
噴射ポンプ11の燃料噴射量を調整することによりその出
力制御を行うようになっている。この制御は、通常は、
アクセルペダル13の踏み込みをケーブル13aを介して燃
料噴射ポンプ11に伝達してなされるのであるが、オート
クルーズ制御を行う場合には、クルーズコントローラ２
からの駆動信号を受けて駆動されるアクチュエータ（例
えば、ステップモータ）12により燃料噴射ポンプ11の燃
料噴射量を調整してなされる。

このエンジン10の出力軸には変速機15が一体に接続さ
れており、変速機15の出力部には車速センサ16が配設さ
れている。車速センサ16は変速機15の出力回転を検出す
るとともにこの検出信号をクルーズコントローラ２に送
り、クルーズコントローラ２はこの検出信号から実際の
車速Vaを算出する。

クルーズコントローラ２には、セットスイッチ21およ
びリジュームスイッチ22が繋がっており、これら両スイ
ッチ21,22を操作することによりオートクルーズ走行で
の目標クルーズ車速Voの設定および変更を行う。さら
に、このクルーズコントローラ２には、ブレーキペダル
に連動して作動されるブレーキスイッチ23と、クラッチ
ペダルに連動して作動されるクラッチスイッチ24とが繋
がっており、ブレーキペダルもしくはクラッチペダルが
踏み込まれたときには、対応するいずれかのスイッチ2
3,24がオンとなる。ブレーキスイッチ23もしくはクラッ
チスイッチ24がオンとなったときには、クルーズコント
ローラ２はこの信号を受けてオートクルーズ制御を解除
するようになっている。

リターダコントローラ３はクルーズコントローラ２か
らの信号を受けて第１〜第４リターダリレースイッチ31
〜34の作動制御を行うものであり、これらリレースイッ
チ31〜34の各リレーコイル31a〜34aがリターダコントロ
ーラ３に繋がっている。第１〜第３リターダリレースイ
ッチ31〜34は、それぞれ一端が第２メインリレースイッ
チ７およびライン105を介してバッテリー８に繋がると
ともに、他端が渦電流式リターダ40の渦電流発生コイル
51a〜58aに図示のように繋がっている。

このため、メインスイッチ５がオン作動されて第２メ
インリレースイッチ７がオンである状態で、リターダコ
ントローラ３からの信号により、リレーコイル31a〜34a
が励磁されて第１〜第４リターダリレースイッチ31〜34
がオン作動されると、対応する渦電流発生コイル51a〜5
8aに通電されて渦電流が発生し、リターダ40に制動力が
発生する。

この渦電流式リターダ40を構成を第２図および第３図
に基づいて説明する。

渦電流式リターダ40は変速機15の出力軸上もしくはこ
れに繋がるプロペラシャフト上に配設され、この出力軸
もしくはプロペラシャフトの回転を制動する。この渦電
流式リターダ40は、車体19に結合されて固定保持される
固定ハウジング41、これに結合されたブラケット42、こ
のブラケット42に取り付けられた複数の電磁石51〜58等
からなる固定部と、固定ハウジング41にベアリング44a,
44bを介して回転自在に保持されたシャフト45、このシ
ャフト45の両端に連結されたフランジカップリング46a,
46b、フランジカップリング46aに結合された回転ドラム
47等からなる回転部とから構成される。

固定部を構成するブラケット42は円筒部を有し、この
円筒部の外周面上にほぼ等間隔で放射状に８個の電磁石
51〜58がボルト51c〜58cにより取り付けられている。各
電磁石51〜58は、それぞれ鉄等の強磁性材料から作られ
た芯部材51b〜58bと、この芯部材51b〜58bに巻き付けら
れた渦電流発生コイル51a〜58aとから構成される。

一方、回転部を構成するシャフト45の両端には、これ
と同芯にスプラインによりフランジカップリング46a,46
bが連結されており、回転ドラム47の内周端部がフラン
ジカップリング46aにボルト結合されている。回転ドラ
ム47の円筒状部が電磁石10を覆っており、この状態で、
芯部材51b〜58bの外周側端面は、回転ドラム47の内周面
に近接対向して位置する。なお、回転ドラム47の円筒状
部外周には複数の放熱フィン47aが形成され、さらに、
この円筒状部の中央には径方向に貫通して、内部の高温
空気を排出するための複数の放熱孔47bが形成されてい
る。

以上の構成の渦電流制動機において、フランジカップ
リング46a,46bは変速機15の出力軸もしくはこれに繋が
るプロペラシャフトに連結され、回転部はこれら出力軸
およびプロペラシャフトとともに回転する。この状態
で、電磁石51〜58の渦電流発生コイル51a〜58aが通電さ
れると芯部材51b〜58b内にその軸方向（渦電流リターダ
の半径方向）に磁束は発生し、この磁束はその延長方向
に流れて回転ドラム47の円筒状部を横切る。このため、
回転ドラム47の円筒状部に渦電流が発生し、この渦電流
の作用により回転ドラム47の回転方向とは逆の制動トル
クが発生して、回転軸が制動される。

以上のような構成のリターダ付オートクルーズ装置に
おけるオートクルーズ制御について、第４図のフローを
参照して説明する。

このオートクルーズ制御は、メインスイッチ５がオン
作動されて第１および第２メインリレースイッチ6,7が
オンとなった状態で開始されるため、まず、ステップS1
において、メインスイッチ５がオンか否かを判定する。
メインスイッチ５がオフのときにはオートクルーズ制御
を行わないのでこのまま制御フローを終了する。

一方、メインスイッチ５がオンのときには、ステップ
S2〜S4に進み、セットスイッチ21およびリジュームスイ
ッチ22により設定される目標クルーズ車速Voを検出し、
（ステップS2）、車速センサ16からの信号から実車速Va
を検出し（ステップS3）、さらに両車速Vo,Vaの差ΔＶ
（＝Va−Vo）を算出する。

次いで、ステップS5において、この車速差ΔＶの絶対
値が、第１の所定値v₁より大きいか否かを判断する。こ
の第１の所定値v₁は、オートクルーズ走行するときでの
車速の許容バラツキ範囲を示す値であり、オートクルー
ズ制御においては、車速をこの許容範囲内に抑えるよう
な制御を行う。このため、｜ΔV|≦v₁のときには、ステ
ップS6に進んでエンジン10の出力をこのまま保持させて
駆動信号を燃料噴射ポンプ11のアクチュエータ12に出力
する。一方、｜ΔV|＞v₁のときには、ステップS7に進
み、車速差ΔＶが、第２の所定値v₂より大きいか否かを
判断する。ΔＶ＞v₂のときには、ステップS8に進み、こ
の車速差ΔＶを零にするように、すなわち、実車速Vaを
目標クルーズ車速Voに近づけるようにアクチュエータ12
に駆動信号を出力してエンジン出力制御を行う。

通常の走行においては、このようなアクチュエータ12
の駆動制御による燃料噴射量の制御を行ってエンジン10
の出力制御を行うだけで実車速Vaをほぼ目標クルーズ車
速Voに一致させることができるのであるが、積載状態で
長い下り坂を走行するような場合に、エンジン出力制御
のみでは対応できず、車速がどんどん増加するようなこ
とがある。本装置では、このような場合には、渦電流式
リターダ40を併用して車速の増加を抑えるようにしてい
る。この場合に、実車速Vaが目標クルーズ車速Voより第
２の所定値v₂だけ大きくなったとき、すなわち、ΔＶ＞
v₂となったときに渦電流式リターダ40を作動させるよう
にしている。すなわち、目標クルーズ車速Voより第２の
所定値v₂だけ大きな車速が、リターダ40を作動させるか
否かを判断する車速（リターダ作動車速）である。

このため、上記ステップS7において、車速差ΔＶが第
２の所定値v₂より大きいか否かを判断しており、ΔＶ＞
v₂のときには、ステップS9〜S10に進み、アクチュエー
タ12の駆動制御によるエンジンの出力制御および第１〜
第４リターダリレースイッチ31〜34の作動制御によるリ
ターダ制御を併用して、実車速Vaを目標クルーズ車速Vo
に近づける制御を行う。

これにより、ΔＶ＞v₂となるまで増加した実車速Vaは
減速されて目標クルーズ車速Voに近づく。ここで、ステ
ップS11においては、実車速Vaがほぼ目標クルーズ車速V
oに一致するまで減速されたか否かを判断しており、Va
≒VoとなるまでステップS9およひステップS10の制御が
併用され、Va≒Voとなったときに今回の制御フローを終
了する。

以下、上記制御フローを所定間隔で繰り返してオート
クルーズ制御がなされる。

なお、ステップS10のリターダ制御における第１〜第
４リターダリレースイッチ31〜34の作動制御は、ΔＶ＞
v₂となった時点で全リレースイッチ31〜34を同時にオン
としても良いが、リレースイッチ31〜34を順次作動させ
るような制御を行うのがスムーズな減速を行わせること
ができるので好ましい。具体的には、ΔＶ＞v₂となった
ときに、先ず、第１リターダリレースイッチ31のみをオ
ンにして電磁石51および55のみを励磁させ、これでは充
分な減速を行わせることができないような場合に、順次
第２から第４リターダリレースイッチ32〜34をオンにし
ていくような制御を行うのが望ましい。

以上説明したオートクルーズ制御を行って第5A図に示
すような道路を走行する場合の車速変化の１例を、第5B
図に示している。この道路は、Ａ地点からＢ地点までは
平坦路で、Ｂ地点からＣ地点までは下り坂で、Ｃ地点か
らＤ地点までは再び平坦路である。

ここでは、目標クルーズ車速として80km/Hを設定して
オートクルーズ制御を行う場合を示している。Ａ地点か
らＢ地点までは平坦であるので、エンジンの出力制御の
みで車速をほぼ目標クルーズ車速（＝80km/H）に維持す
ることができる。この場合は、実車速Vaが図において線
L1（下限値）およびL2（上限値）で示す許容バラツキ範
囲内に入るように制御される。なお、線L1で示す車速は
目標クルーズ車速Voより第１の所定値v₁だけ低い車速で
あり、線L2で示す車速は目標クルーズ車速Voより第１の
所定値v₁だけ高い車速である。例えば、第１の所定値v₁
は2km/Hであれば、線L1で示す車速は88km/Hであり、線L
2で示す車速は92km/Hである。

次に、車両がＢ地点を超えて下り坂にさしかかると、
エンジンの出力制御のみでは実車速Vaを目標クルーズ車
速Voに維持することができず、実車速Vaは徐々に増加す
る。ここで、本例では第２の所定値v₂として10km/Hを設
定しており、この場合のリターダ作動車速は90km/Hであ
る。このため、下り坂において車速が徐々に増加して、
線L3で示すリターダ作動車速になると（t₁時点）、クル
ーズコントローラ２によるエンジンの出力制御に加えて
リターダコントローラ３による渦電流式リターダ40の作
動制御が開始される。これにより、実車速Vaは減速さ
れ、実車速Vaが目標クルーズ車速Vo（＝80km/H）まで減
速された時点（t₂）において、リターダ40の作動が解除
され、再び、エンジン出力制御のみとなる。

本例では、この時点（t₂）においては、まだ、下り坂
を走行中であるので、実車速Vaは再び増加し、実車速Va
がリターダ作動車速（＝90km/H）になった時点（t₃）で
再びリターダ40が作動される。このため、実車速Vaは第
5B図に示すように変化する。この後、車両がＣ地点を超
えて平坦路にさしかかると、エンジンの出力制御のみで
実車速Vaがほぼ目標クルーズ車速Voに一致するように制
御される。

以上説明した例においては、渦電流式リターダ40には
８個の電磁石が配設されているが、この電磁石の数は８
個に限るものではないのは無論であり、さらに、この電
磁石の通電を制御するリターダリレースイッチの数も４
個に限るものではない。また、以上の例では、リターダ
として渦電流式リターダを用いているが、これに変え
て、流体式リターダを用いても良い。

さらに、上記実施例では、ディーゼルエンジンを用い
た例を示したが、ガソリンエンジンの場合の同様であ
り、ガソリンエンジンの場合には例えばスロットル開度
を制御してエンジンの出力制御を行うことになる。

ハ．発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、車速センサに
より検出された実車速がリターダ作動車速（＞目標クル
ーズ車速）より定速に留まっている限りは、エンジン出
力制御手段のみの作動制御を行って、実車速をほぼ目標
クルーズ車速に維持する制御を行い、実車速がリターダ
作動車速を超えた場合には、エンジン出力制御手段およ
びリターダ手段の作動制御を併用して、実車速を目標ク
ルーズ車速に近づける制御を行うようになっているの
で、例えば、長い下り坂でのオートクルーズ装置を作動
させての走行等において、車速が目標クルーズ車速を超
えて増加するような場合に、この車速がリターダ作動車
速（＞目標クルーズ車速）を超えると、リターダ手段が
作動される。これにより、エンジン出力制御手段および
リターダ手段が併用されて車速の増加が抑えられ、ブレ
ーキペダルを踏んだりシフトダウンを行わなくても、車
速は目標クルーズ車速に近づけられるので、下り坂走行
においても安定したオートクルーズ制御を行わせること
ができ、ドライバーの疲労軽減およびより安全な走行を
図ることができる。

なお、本発明においてはリターダ手段はオン・オフ作
動制御のみであるのでその作動制御方法および制御装置
が簡単である。但し、このようにオン・オフ制御を行っ
た場合には制動力は段階的に変化するため、本発明にお
いては、一旦リターダ作動車速を越えてリターダ手段を
オン作動させた場合には車速が目標クルーズ車速まで減
速するまでリターダ手段をオン作動のまま保持し、リタ
ーダ手段が頻繁にオン・オフ作動を繰り返すようなこと
がないようにしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明かかるリターダ付オートクルーズ装置を
示す電気回路図、 第２図は渦電流式リターダの正面図、 第３図は渦電流式リターダの断面図、 第４図は上記オートクルーズ装置の作動を示すフローチ
ャート、 第5A図はオートクルーズ走行を行う道路の例を示す概略
図、 第5B図はこの道路をオートクルーズ走行した場合の車速
変化を示すグラフである。 １…コントローラ、５…メインスイッチ ８…バッテリー、10…エンジン 11…燃料噴射ポンプ、15…変速機 16…車速センサ、21…セットスイッチ 22…リジュームスイッチ 31〜34…リターダリレースイッチ 40…渦電流式リターダ 45…シャフト、47…回転ドラム 51〜58…電磁石

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】目標クルーズ車速を設定する目標車速設定
   手段と、 車両の実際の車速を検出する車速センサと、 前記車両の走行駆動用エンジンの出力制御を行うエンジ
   ン出力制御手段と、 前記車両の走行駆動力伝達系中に配設され、この走行駆
   動力伝達系に制動力を発生させるリターダ手段と、 前記エンジン出力制御手段による前記エンジンの出力制
   御および前記リターダ手段のオン・オフ作動制御を行う
   コントローラとからなり、 このコントローラは、 前記車速センサにより検出された実車速が、前記目標ク
   ルーズ車速より所定車速だけ高速側に設定されたリター
   ダ作動車速より低速に留まっている場合には、前記エン
   ジン出力制御手段のみによる前記エンジンの出力制御を
   行なわせて、前記実車速を前記目標クルーズ車速に近づ
   ける制御を行い、 前記実車速が前記リターダ作動車速を越えたときに、前
   記エンジン出力制御手段による前記エンジンの出力制御
   に加えて前記リターダ手段をオン作動させて前記走行駆
   動力伝達系に制動力を発生させて前記実車速を前記目標
   クルーズ車速に近づける制御を、前記実車速が前記目標
   クルーズ車速に減速されるまで継続し、 前記実車速が前記目標クルーズ車速まで減速したときに
   前記リターダ手段をオフ作動させることを特徴とするリ
   ターダ付オートクルーズ装置。
2. 【請求項２】前記リターダ手段が複数の渦電流発生コイ
   ルを有した渦電流式リターダであり、 前記実車速が前記リターダ作動車速を越えたときに、前
   記コントローラはまず前記複数の渦電流発生コイルのう
   ちの数個のみをオン作動させ、この後においても実車速
   が前記リターダ作動車速を越えるときには残りの渦電流
   発生コイルを順次段階的にオン作動させる制御を行うこ
   とを特徴とする請求項１に記載のリターダ付オートクル
   ーズ装置。