JP2536025B2 - 排気ブレ―キ制御装置 - Google Patents

排気ブレ―キ制御装置

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JP2536025B2
JP2536025B2 JP63049281A JP4928188A JP2536025B2 JP 2536025 B2 JP2536025 B2 JP 2536025B2 JP 63049281 A JP63049281 A JP 63049281A JP 4928188 A JP4928188 A JP 4928188A JP 2536025 B2 JP2536025 B2 JP 2536025B2
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一也 村山
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Isuzu Motors Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、排気ブレーキ制御装置に関し、特に、エン
ジンの排気通路内に設けられる排気ブレーキ弁の開閉に
よって排気ブレーキ力を制御する装置に関するものであ
る。
[従来の技術] 排気ブレーキ弁の開閉によって排気ブレーキ力を制御
する装置として、本出願人は、複数個設けた排気ブレー
キ弁を選択的に開閉してブレーキ力を制御する実開昭54
−2929号公報に示す装置及び排気ブレーキ弁の開度制御
によってブレーキ力の制御を行う特開昭60−88827号公
報に示す装置を提案した。
上記特開昭60−88827号公報の装置では、第7図に示
すように、エンジン回転数センサ4と車速センサ5と減
速度センサ28からの信号に基づいて排気ブレーキ力制御
を行うコントロールユニット8の出力信号によって電磁
弁23が作動することによりエアタンク24からのエアがエ
アシリンダ22を駆動し、リンク機構21を介して排気管2
内に設けられた排気ブレーキ弁6が動く。そして排気ブ
レーキ弁6の開度制御は、コントロールユニット8から
の出力信号に基づきサーボモータ25とギアボックス26が
ストローク調整円板27の位置を制御し、そのストローク
調整円板27によってリンク機構21のストローク量を制御
することによって行われていた。
また、定速走行の一手段として特開昭61−92936号公
報で開示された装置において、車速信号に基づいて排気
ブレーキ力を制御する制御ユニットからの信号に基づい
て作動する真空シリンダにより排気ブレーキ弁を開閉す
ることによって、排気ブレーキ力の制御が行われてい
た。
[発明が解決しようとする課題] 上記のような従来の装置においては、設定車速又は減
速度になるように排気ブレーキ弁を制御しているが、車
両重量や走行抵抗を考慮していないため、車両の空車若
しくはトラクターヘッドのみというような軽量での走行
時に車速及びエンジン回転数そのものをパラメータとし
て作動させると、ブレーキ力が大き過ぎてタイヤがロッ
クしてスリップしたり、最悪時には横転する等の問題点
があった。
そこで、本発明は、車両重量と走行抵抗を考慮するこ
とによってあらゆる車両及び走行状態に対応した排気ブ
レーキ力の制御ができる排気ブレーキ制御装置を提供す
ることを目的としている。
[課題を解決するための手段] 上記の課題を解決する手段として、本発明に係る排気
ブレーキ制御装置においては、エンジンの回転数センサ
と、車速センサと、排気ブレーキ弁の開度を調整する手
段と、排気ブレーキスイッチ作動時に該弁開度のトレー
ニングを行うことにより、その時のエンジン回転数及び
車速並びに車両の運動方程式から求めた車両重量と走行
抵抗により所定減速度に対応する排気ブレーキ力を発生
するように該調整手段を制御するコントローラと、を備
えている。
[作用] 本発明においては、排気ブレーキスイッチを作動した
時、排気ブレーキ弁の開度のトレーニングを行い、この
時の各センサからのエンジン回転数及び車速を用いて、
車両における運動方程式から車両重量と走行抵抗を算出
し、この算出された値を基に予め設定した減速度に対応
した排気ブレーキ力を得るよう、エンジンの排気系に設
置した排気ブレーキ弁の開度を制御している。
[実 施 例] 以下、本発明に係る排気ブレーキ制御装置の実施例を
説明する。
第1図は、本発明に係る排気ブレーキ制御装置の一実
施例の全体構成図であり、1はエンジン、2はエンジン
1の排気管、3はエンジン1のトランスミッション、4
はエンジン1の回転数センサ、5は車速センサとしての
プロペラ回転数センサ、6は排気管2中に設置された排
気ブレーキ弁、7は排気ブレーキ弁6の開度調整手段と
してのステップモータ、8はコントローラ、9は排気ブ
レーキスイッチ、10は運転者がアクセルペダルを踏んで
いない時オンとなるアクセルスイッチ、11はクラッチが
接続されている時オンとなっているクラッチスイッチを
示す。
第2図は、第1図のコントローラ8に記憶され且つ実
行される排気ブレーキ制御プログラムのフローチャート
図であり、このフロチャートに基づいて第1図の構成の
動作を説明する。
先づ、コントローラ8は排気ブレーキ力が必要とされ
ているか否かをチェックするために、第2図のステップ
S1〜S3において排気ブレーキスイッチ9(これは車両の
運転者によってオン/オフされる)とアクセルスイッチ
10及びクラッチスイッチ11が全てオンか否かチェックす
る。この場合に、これらのスイッチが一つでもオフであ
ると、排気ブレーキ力は必要なく、従って排気ブレーキ
力の制御も必要もないと判定して排気ブレーキ解除(排
気ブレーキ弁開度90゜)し(同ステップS12)、この制
御プログラムをスキップする。
ここで、通常、排気ブレーキ力を必要とする時には、
運転者がフートブレーキペダル(図示せず)を踏んでい
ることが考えられるが、フートブレーキを併用する時は
車速を急激に減少させる場合が主であるため、この場合
の制御時にフートブレーキ力を考慮せず排気ブレーキ力
のみを考慮すると、両者を合わせたブレーキ力が車両に
対して大きくなり過ぎ車輪がロックする原因になるので
フートブレーキ力が使用されている間は、フートブレー
キ力を補うように排気ブレーキ力を徐々に増加して行く
とフートブレーキ力が有効に働き且つ危険が少なく運転
者もよいフィーリングが得られる。そこで第3図に示す
サブルーチンPを、第2図のステップS3の後に行うこと
が好ましい。即ち、第3図のステップS21においてフー
トブレーキ(図示せず)を使用しているか否かを判定
し、使用していると判定した時はステップモータ3を徐
々に作動させて排気ブレーキ力を少しずつ増加させる
(同ステップS22)。そして、再度フートブレーキが使
用されているか否かをチェックし(同ステップS23)、
依然使用中であると判定するとステップS22に戻り、更
にステップモータを作動させて排気ブレーキ力を増加さ
せるが、フートブレーキが使用されていないと判定する
とサブルーチンPを終了して第2図のステップS4に進
む。
上記のスイッチが全てオンであると排気ブレーキ力が
必要であり、その制御も必要なのでステップS4に進む。
ステップS4において、コントローラ8はトレーニング
を行う。このトレーニングとは最終的にステップS5で車
両重量Wと走行抵抗Rを求める前段階となるもので、コ
ントローラ8は排気ブレーキ弁6の弁開度αが予め設定
した小さな開度値80゜と70゜になるようにステップモー
タ7を制御する。そして、それぞれの開度制御時のエン
ジン回転数と車速をそれぞれ回転数センサ4と車速セン
サ5から読み込む。これと同時に、読み込んだエンジン
回転数(N1、N2)と排気ブレーキ弁6の弁開度80゜、70
゜に基づき第6図に示す排気ブレーキ力マップ(図中の
点X、Y)からそれぞれの弁開度における排気ブレーキ
力B1′、B2′を求める。
これらの排気ブレーキ力B1′、B2′は駆動軸上の値で
はないので、読んで、エンジンの回転数(N1、N2)と車
速(V1、V2)から算出したトランスミッション3におけ
るギア比と、予めコントローラ8に記憶したファイナル
ギア比及びタイア半径から下記の計算式(1)によって
実際に車両に駆動軸に加わる暫定ブレーキ力B1、B2を計
算する。
尚、第6図のマップの縦軸を式(1)によって換算し
た値しておいてもよい。
一方、上記の弁開度80゜と70゜に設定した時の車速の
変化から車両の減速度△V1/△t、△V2/△tを求め、上
記に求めた暫定ブレーキ力B1、B2に基づき下記の連立運
転方程式(2)によって走行抵抗Rと車両重量Wを算出
する(同ステップS5)。
ここで、上記運動方程式(2)は既知の運動方程式F
=mαに基づいた方程式であり、Gが重力加速度を示す
のでW/Gがm(質量)を、△V/△tがα(加速度)を表
す。一方、ブレーキ力Bは車両に対して反応方向の駆動
力Fとして作用するので、ブレーキ力Bから走行抵抗R
を引いた値が車両に働く力となる。
上記のように方程式を連立させて計算することによっ
て未知数である走行抵抗Rと車両重量Wが求められる。
上記のように、トレーニングを行って走行抵抗Rと車
両重量Wが求められたので、コントローラ8はこれらの
数値R、W及びコントローラ8のROMに予め記憶した適
切な減速度A(これは予め計測した人間の乗心地に最適
な値である)に対応する排気ブレーキ力BSを上記の運動
方程式(2)(この場合は連立させる必要はない)から
演算する(同ステップS6)。
ここで、求めた排気ブレーキ力BSを上記減速度Aに対
応させ、更に制御を安全且つ快適なものにするため、道
路の摩擦係数に基づいた係数で排気ブレーキ力BSを補正
する第4図のサブルーチンQを実行することが好まし
い。
第4図のサブルーチンQを簡単に説明すると、先づ、
運転者が複数の道路状態(例えば、雨降り、雪路、砂利
路等)の中から選定した路面状態選択スイッチ(図示せ
ず)の位置Lを読み込み(第4図のステップS31)、こ
の位置Lに対応する係数(例えば、0.8)を第2図のス
テップS6で求めた排気ブレーキ力BSに乗ずる(同ステッ
プS32)ことにより道路の摩擦力を勘案した排気ブレー
キ力BRが求められる。そして、サブルーチンQを終了す
る。
次に、コントローラ8は、第6図に示す排気ブレーキ
力マップから、排気ブレーキ力BS′(これは求めたBS
より式(1)から逆算した値)及びエンジン回転数に基
づいた排気ブレーキ弁6の弁開度αを求め、(第2図
のステップS7)、弁開度αに対応する弁開信号をステ
ップモータ7に出力する(同ステップS8)。
そして、実際には設定減速度Aからずれるので、この
時点での減速度A′を△V/△tから算出し(同ステップ
S9)、予め設定されている減速度Aになったか否かチェ
ックし(同ステップS10)、A′≠Aと判定するとステ
ップS6〜S10を繰り返して減速度Aに合うよう排気ブレ
ーキ力BSを制御する。但し、この場合、走行抵抗Rがト
レーニング後に変化することも考えられるので、現時点
での走行抵抗Rを前述した車両の運転方程式(2)から
求め(同ステップS10′)、ステップS6〜S10′を繰り返
すようにしてもよい。この時点での、走行抵抗Rは、ス
テップS6で求めた排気ブレーキ力BSが既知の値となり、
このブレーキ力BSと減速度A′及び車両重量Wから式
(2)により求めることができるものである。
そして、A′=Aと判定されると、排気ブレーキスイ
ッチ9がオフか否かチェックを繰り返し(同ステップS1
1)、オフと判定すると排気ブレーキ解除して(排気ブ
レーキ弁全開)(同ステップS12)、排気ブレーキ力制
御プログラムを終了する。
この場合、排気ブレーキ力の制御を更に、精度よく行
うためには、ステップS10でA′=Aと判定された後、
ステップS9に戻り、続いて排気ブレーキスイッチがオン
か否か(同ステップS91)、アクセルスイッチがオンか
否か(同ステップS92)及びクラッチスイッチがオンが
否か(同ステップS93)をチェックして、これらのスイ
ッチが全てオン時は、ステップS10に進み、ステップS
9、S91〜S93、及びS10を繰り返し、いずれかのスイッチ
がオフとなった時、ステップS12に進んで排気ブレーキ
力制御プログラムを終了するように構成することが望ま
しい。
上記の第2図のステップS5において走行抵抗Rと車両
重量Wを求めた時点で運転者が一定速度で降坂しようと
して定速走行スイッチ(図示せず)をオンした場合、上
記の制動力制御プログラムと同一手法で定速走行ができ
る。
これを第5図に示すサブルーチンRに基づき簡単に説
明すると、コントローラ8は先ず、定速走行スイッチ
(図示せず)がオンか否か判定する(第5図のステップ
S41)。そして、このスイッチがオンと判定すると、こ
の時点での車速を読み込み、上記運動方程式(2)よ
り、車速を一定に保持するための排気ブレーキ力BCを求
める(同ステップS42)。これは運転方程式(2)にお
いて定速走行時は減速度△V/△tがゼロであるのでBC
B=Rから求められる。
そして、第2図のステップS7と同様に、第6図に示す
排気ブレーキ力マップから排気ブレーキ弁開度αを求
め、ステップモータ7によって排気弁6の開度を制御す
す(同ステップS43)。
この場合、BCは走行抵抗Rと等しいため一定値となる
が、車両の走行状態が変化した時には上記の特開昭61−
92936号公報に示すように燃料噴射制御を併用した通常
の定速走行制御(同ステップS44)を行うか、又は走行
抵抗Rを計算し直せばよい。そして定速走行中は、ステ
ップS42〜S44を繰り返して実行し定速走行スイッチがオ
フと判定すると、第2図のステップS12へ進んでサブル
ーチンRを終了する。
[発明の効果] 以上のように、本発明の排気ブレーキ制御装置では、
排気ブレーキ弁開度のトレーニングを行い、この時のエ
ンジン回転数と車速とを用い運動方程式によって求めた
走行抵抗を車両重量から、予め設定した減速度に対応い
た排気ブレーキ力を発生するように構成したので、空車
やトラクターヘッドのみというような軽量の車両状態に
対してもブレーキ力が大き過ぎて車輪がロックしてしま
いスリップや転倒を起こすということは無くなり、安全
且つ快適な走行を実現するという効果を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る排気ブレーキ制御装置の一実施
例を示す全体構成図、 第2図は、本発明に用いるコントローラで実行されるプ
ログラムのフローチャート図、 第3乃至5図は、本発明に用いるコントローラでそれぞ
れ実行されることが好ましいプログラムのフローチャー
ト図、 第6図は、本発明による排気ブレーキ力制御のためのマ
ップ図、 第7図は、特開昭60−88827号公報に示された従来の排
気ブレーキ制御装置の構成図、である。 第1図において、1はエンジン、2は排気管、4は回転
数センサ、5は車速センサ、6は排気ブレーキ弁、7は
ステップモータ、8はコントローラ、9は排気ブレーキ
スイッチ、を示す。 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの回転数センサと、車速センサ
    と、排気ブレーキ弁の開度を調整する手段と、排気ブレ
    ーキスイッチ作動時に該弁開度のトレーニングを行うこ
    とにより、その時のエンジン回転数及び車速並びに車両
    の運動方程式から求めた車両重量と走行抵抗により所定
    減速度に対応する排気ブレーキ力を発生するように該調
    整手段を制御するコントローラと、を備えたことを特徴
    とする排気ブレーキ制御装置。
JP63049281A 1988-03-02 1988-03-02 排気ブレ―キ制御装置 Expired - Lifetime JP2536025B2 (ja)

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