JP5725280B2 - オートクルーズ制御装置 - Google Patents
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Description
このようなオートクルーズ走行中の変速機のシフト制御については、従来は車速に基づきシフトアップを行い、スロットル開度、エンジン回転数、及び加速度に基づきシフトダウンを行っていた。
上記特許文献1に開示された技術では、このような車間距離制御機能を有しておらず、車間距離制御中におけるシフト制御までは考慮されていない。従来のシフト制御によれば、前走車との距離を確保すべく車速を抑えると、運転者が指定した目標車速との差が拡がるため、高い加速度を得ようとシフトダウンが行われ、エンジン回転数は高くなる。しかし、前走車追従中に高い加速性能を維持することは不要であり、このように高いエンジン回転数での走行が続けば燃費が悪化し、非経済的である。
さらに、車両の加速度のみで登坂路や車両の重量が重いことを判別可能であり、このように演算容易なパラメータを用いつつも、適切にシフトアップのタイミングを判断することができる。
図1は本発明の一実施形態における全体構成を示した概略構成図であり、同図に基づき当該一実施形態における構成について説明する。
図1に示す車両1は、貨物を積載可能なトラックである。当該車両1には、駆動源としてのエンジン2が搭載されており、当該エンジン2には変速機4が接続されている。当該エンジン2はスロットル開度に応じてエンジン出力の調整が可能である。また、変速機4は、クラッチの断接及びシフトチェンジに応じたギア段の選択を運転者の操作によらず自動的に行うことが可能ないわゆる機械式自動変速機(AMT)である。
さらに車両1には、ミリ波レーダ8、車速センサ10、シフト位置センサ12等の各種センサが設けられている。
ミリ波レーダ8は、車両1の前部に設置され、ミリ波帯の電波を用いて車両1の前方にある前走車等の障害物を検知し、自車両に対しての前走車の相対距離及び相対速度を測定するものである。
シフト位置センサ12は、運転者のシフトレバー操作により選択されるシフト位置を検出するものであり、シフト位置としては、例えば自動変速を行うドライブレンジ(Dレンジ)、トランスミッションのギアをニュートラルにして駆動力を遮断状態とするニュートラルレンジ(Nレンジ)、変速機4のギアをロックするパーキングレンジ(Pレンジ)、後退を行うリバースレンジ(Rレンジ)、手動でギア段を選択するセカンドレンジ(2ndレンジ)、ファーストレンジ(1stレンジ)等がある。
ブレーキECU16は、図示しないアクチュエータを介して各車輪のブレーキ6の制動力を制御する。
また、車両1の運転席にはオートクルーズ機能のON、OFFの切り替え及び当該オートクルーズ走行における任意の目標車速を設定するオートクルーズ操作部22が設けられており、オートクルーズECU20は当該オートクルーズ操作部22での設定に応じて、車両1の自動走行制御を行うものである。
ここで図2を参照すると、オートクルーズECU20の構成を概念的に表したブロック図が示されており、以下同図に基づき説明する。
図2に示すように、オートクルーズECU20の入力側には上記ミリ波レーダ8、車速センサ10、シフト位置センサ12、エンジンECU14等のセンサ類及びECUが接続されており、これら各種センサ類及びECUにて検出された各種情報が入力される。一方で、当該オートクルーズECU20の出力側にはエンジンECU14、ブレーキECU16、変速機ECU18が接続されており、当該オートクルーズECU20における演算結果に基づき各種ECUに情報を出力する。
車間距離制御部32にはオートクルーズ制御部30において演算された運転条件が入力されるとともに、ミリ波レーダ8により検出される前走車との相対距離及び相対速度等が入力される。当該車間距離制御部32では、オートクルーズ走行中に前走車があり、オートクルーズの目標車速が当該前走車よりも高く、前走車と自車両との相対距離が短くなるような場合に、所定の車間距離を維持して前走車に追従するよう、オートクルーズ制御部30において演算された運転条件に基づき演算する。例えば、当該車間距離制御部32は、前走車との車間距離を一定に保つ場合には自車両の車速を前走車と同じ速度に、車間距離を拡げる場合には自車両の車速を前走車よりも低く設定する。そして、当該演算結果の運転条件での運転を行うべく、エンジンECU14、ブレーキECU16、変速機ECU18に当該運転条件に応じた指示を出力する。
ここでの車両負荷度とは、直線平坦路において車両1に何も積載していない空車状態を基準として、当該基準に対し現在の車両1にかかる負荷がどの程度であるかを示す値であり、具体的には直線平坦路空車状態での加速度(以下、理想加速度という)と実加速度との差に基づいて算出する。なお、当該理想加速度は、基本的には運動方程式に基づき、エンジントルク及び駆動系の動力伝達効率等から算出される車両1の駆動力と、空車時の車両重量から算出される。このように算出される車両負荷度は、例えば登坂路走行や車両重量が大きい場合には、理想加速度よりも実加速度が低くなり、その差が大きくなるほど高い値となる。一方、下り坂等で、理想加速度と実加速度の差が小さい、または実加速度の方が理想加速度よりも高くなるような場合には、車両負荷度は低い値となる。
図3には、当該オートクルーズECU20のシフト制御部40おいて実行されるオートクルーズ中のシフトアップ制御ルーチンを示すフローチャートが示されており、以下同図に基づき説明する。
ステップS2では、車両負荷度算出部36において算出された車両負荷度が、車両負荷度閾値以下であるか否かを判別する。当該車両負荷度閾値は、シフトアップ後も車間距離制御により設定される車速を実現可能な車両負荷の上限値に相当し、変速機4のギア段が高いほど小さくなるよう設定されている。一般にギア段が高いほどギア比は低くなり同じエンジントルクで発生する加速度は小さくなる。車両負荷度は理想加速度と実加速度との差であり、発生する加速度が小さくなれば車両負荷度も小さくなる傾向にあることから、車両負荷度閾値の設定はギア段が高いほど小さくなるよう設定されている。
ステップS3では現状のギア段を維持すべく変速機ECU18にシフトアップ指示はせず、当該ルーチンをリターンする。
ステップS4では、エンジンECU14から入力されるエンジン出力がエンジン出力閾値以下であるか否かを判別する。当該エンジン出力閾値は、シフトアップ後も車間距離制御により設定される車速を実現可能なエンジン出力の上限値に相当し、ほぼ定速状態から緩加速状態のエンジン出力、例えば30%程度のエンジン出力に設定されている。
このように、オートクルーズ走行中の車間距離制御実行時には以上のような制御ルーチンが繰り返され、高い加速度を必要としない前走車追従時にはシフトアップが行われ、極力低いエンジン回転数での走行が行われる。このことから、車両1は低燃費で経済的な巡航走行を行うことができる。
特に上記ステップS2の車両負荷度の判定では、車両の加速度のみで登坂路や車両の重量が重いことを判別可能であり、このように演算容易なパラメータを用いつつも、適切にシフトアップのタイミングを判断することができる。
以上で本発明に係るオートクルーズ制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
2 エンジン
4 変速機(変速手段)
6 ブレーキ
8 ミリ波レーダ
10 車速センサ
12 シフト位置センサ
14 エンジンECU(エンジン出力検出手段)
16 ブレーキECU
18 変速機ECU
20 オートクルーズECU
22 オートクルーズ操作部
30 オートクルーズ制御部
32 車間距離制御部(車間距離制御手段)
34 実加速度算出部(加速度検出手段)
36 車両負荷度算出部(車両負荷度算出手段)
38 シフトアップ後回転数算出部(変速後エンジン回転数算出手段)
40 シフト制御部(変速制御手段)
Claims (1)
- 車両が目標車速となるように自動的に走行させるオートクルーズ制御装置において、
前記車両に設けられ、エンジンからの駆動力を段階的に変速可能な変速手段と、
自車両の前方を走行する前走車があり、前記目標車速が前記前走車の車速よりも高く前記前走車と前記自車両との相対距離が短くなるような場合に、所定の車間距離を維持して前記前走車に追従するよう車間距離を制御する車間距離制御手段と、
車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
基準となる条件時の車両加速度と、前記加速度検出手段より検出される加速度との差に基づき車両の走行にかかる車両負荷度を算出する車両負荷度算出手段と、
前記エンジンの出力を検出するエンジン出力検出手段と、
前記変速手段の変速段を低ギア比側に変更した場合のエンジン回転数を算出する変速後エンジン回転数算出手段と、
前記車間距離制御手段により前記所定の車間距離を維持して前記前走車に追従する車間距離制御実行中に、
前記車両負荷度算出手段により算出される車両負荷度が、少なくとも前記車間距離制御により設定される車速を実現可能であり、前記変速手段のギア段が高いほど値が小さくなる所定の車両負荷度閾値以下であり、
前記エンジン出力検出手段により検出されるエンジン出力が少なくとも前記車間距離制御により設定される車速を実現可能な所定のエンジン出力閾値以下であり、
且つ前記変速後エンジン回転数算出手段により算出される変速後のエンジン回転数が少なくとも前記車間距離制御により設定される車速を実現可能な所定のエンジン回転数閾値以上である場合に前記変速手段の変速段を低ギア比側に変更する変速制御手段と、
を備えることを特徴とするオートクルーズ制御装置。
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