JP5743134B2

JP5743134B2 - 車両の補助制動装置

Info

Publication number: JP5743134B2
Application number: JP2010263124A
Authority: JP
Inventors: 井雅史白
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: WO2012070344A1; US9120468B2; US20130245906A1; JP2012111395A; EP2644467A1; CN103221276A; EP2644467A4; CN103221276B; EP2644467B1

Description

本発明は、車両の補助制動装置に関する。より詳細には、本発明は、エンジンの排気ブレーキ、プロペラシャフトに介装した発電機により制動力を得るリターダの少なくとも一方に関する。

補助制動装置について、種々提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特許文献１及び特許文献２はともに、アクセル操作中には、補助制動装置が作動しないように構成されている（図５参照）。
したがって、係る補助制動装置では、補助制動装置が作動中にアクセルペダルを踏み込むと、車両は制動を停止し、減速状態から一気に加速状態に移行し、車両にショックが発生する。

係る構成の補助制動装置を備えた車両では、平坦路において、前走車を追従走行中で前走車との車間距離が頻繁に増減する場合や、アップダウンの続く山間地の道路では、加速・減速の繰り返しが増え、惰行走行の頻度が減少して、車両の燃費は悪化する。
そして、加減速が多くなるため、自動変速機を備えた車両では、シフトアップ、シフトダウンの繰り返しが起き、ドライバーに不快感を与えることにもなる。

特開平８−２８２３２９号公報特開２０００−３５１１４号公報

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、補助制動装置が作動中でもアクセルペダルの踏み込み量に応じた制動力が得られ、頻繁な加速・減速の繰り返しを防止して、省燃費運転を実現する車両の補助制動装置の提供を目的としている。

本発明の車両の補助制動装置（１００）は、車両電子制御ユニット（１０）、エンジン電子制御ユニット（２０）及び補助制動装置電子制御ユニット（３０）を有し、車両電子制御ユニット（１０）とエンジン電子制御ユニット（２０）、補助制動装置電子制御ユニット（３０）は車両内通信システム（Ｌ１２３）により接続されており、複数段階のポジションに応じて補助制動力が変化する補助制動装置（３）の補助制動スィッチ（５）のスイッチ位置を検出する補助制動スイッチ位置検出装置（５Ｓ）と、アクセルペダル（４）の踏み込み量を計測するアクセルペダル踏み込み量計測装置（４Ｓ）を有し、車両電子制御ユニット（１０）は、アクセルペダル（４）の踏み込み量と補助制動力との特性を記憶した記憶装置（１４）を備えており、前記記憶装置（１４）に記憶されたアクセルペダル（４）の踏み込み量と補助制動力との特性は、補助制動スィッチ（５）のスイッチ位置毎に異なっており、補助制動スイッチ（５）により補助制動装置（３）が作動している場合に、アクセルペダル（４）が踏み込まれたときには、アクセル開度センサ（４Ｓ）からのアクセル開度情報と、補助制動スイッチ位置検出装置５Ｓからの補助制動力情報に基づき、前記記憶装置（１４）に記憶されているアクセルペダル（４）の踏み込み量と補助制動力、駆動力との特性により、アクセルペダル（４）の踏み込み量に対応し、補助制動スィッチ（５）のスイッチ位置毎に定められる補助制動力を決定する機能と、決定された補助制動力をエンジン電子制御ユニット（２０）及び補助制動装置電子制御ユニット（３０）に送信する機能を有していることを特徴としている。

本発明において、車両の補助制動装置（１００）は、エンジンの排気ブレーキ、プロペラシャフトに介装した発電機により制動力を得るリターダ（３）の少なくとも一方であるのが好ましい。

上述する構成を具備する本発明によれば、補助制動装置（１００）が作動している場合に、アクセルペダル（４）が踏み込まれたときには、アクセルペダル（４）の踏み込み量に対応した補助制動力が決定されて、車両電子制御ユニット（１０）以外の電子制御ユニット（２０、３０）に送信される。
そのため、補助制動装置（１００）が作動している場合に、アクセルペダル（４）が踏み込まれても、従来技術の様に直ちに加速状態に移行してしまうことはなく、アクセルペダル（４）に対応した補助制動力が作用する。
そのため、従来技術の様に、急速な加速が行なわれてしまうことや、それに伴い車両にショックが発生してしまうことが防止される。

また、補助制動装置が作動している場合に、アクセルペダル（４）の踏み込み量を減少させれば、それに対応して補助制動力が増加する。従来技術様の様に、補助制動力を作動させるために、アクセルペダル開度がゼロになるまでアクセルペダルを戻す必要がない。
その結果、アクセルペダル（４）を踏み込み、開度がゼロになるまで戻す、ということを繰り返す必要がなくなる。そのため、従来技術に比較して、車両の加減速が緩やかとなり、且つ、加減速の頻度が減少して、燃費が向上する。
そして、加減速が緩やかになるため、自動変速機を有した車両において、シフトアップ、シフトダウンの繰り返しが発生してしまうことが防止される。

本発明の実施形態に係る車両の補助制動装置の構成を示したブロック図である。実施形態に係る車両電子制御ユニットの構成と、車両電子制御ユニットとセンサ類及びリターダとの係りを示すブロック図である。補助制動力を求めるためのアクセルペダル電圧と制動力、駆動力の関係を示す特性図である。実施形態に係る補助制動力決定のための制御を示したフローチャートである。従来技術におけるアクセルペダル電圧と、アクセル開度及び要求制動力比との関係を示した特性図である。従来技術におけるエンジン回転数と補助制動力との関係を示した特性図である。

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。
図１は、全体を符号１００で示す車両の補助制動装置の構成を示している。
図１において、車両の補助制動装置１００は、エンジン１と、トランスミッション２と、リターダ３を有する車両において、アクセル開度センサ４Ｓと、補助制動スイッチ位置検出手段５Ｓと、車両コントロールユニット１０と、エンジンコントローラ２０と、リターダコントローラ３０とを備えている。
補助制動装置本体として、上記リターダの他に、排気ブレーキを選ぶことも可能である。

アクセル開度センサ４Ｓは、アクセルペダル４に係合するように取り付けられ、アクセル開度に応じた強さの電圧信号をラインＬ４経由でコントロールユニット（以下、「コントロールユニット」と言う）１０に伝送する。
補助制動スイッチ位置検出手段（以下、「補助制動ポジションセンサ」と言う）５Ｓは、補助制動力の強さ（効き具合）が４段階に切り替えられる補助制動レバー５に係合して、４段階のポジションを検知する様に構成されている。
補助制動ポジションセンサ５Ｓは、現在入っているポジションの情報をラインＬ５経由でコントロールユニット１０に伝送する。

コントロールユニット１０と、エンジンコントローラ２０と、リターダコントローラ３０とは車両内通信システム（例えば、いわゆる「ＣＡＮ通信」）Ｌ１２３によって相互に接続されている。
エンジンコントローラ２０は、図示しない燃料噴射装置とラインＬ２０によって接続され、コントロールユニット１０が発信する制御信号に従って燃料噴射装置の燃料噴射量を制御する様に構成されている。
リターダコントローラ３０は、ラインＬ３０によってリターダ３と接続され、コントロールユニット１０が発信する制御信号に従ってリターダ３の制動力（発電量）を段階的に調節する様に構成されている。

図２は、コントロールユニット１０の構成と、コントロールユニットとセンサ類４Ｓ、５Ｓ及びエンジンコントローラ２０とリターダコントローラ３０との係りを示している。
図２において、コントロールユニット１０は、補助制動力決定ブロック１２と、記憶手段であるデータベース１４とを備えている。
補助制動力決定ブロック１２とデータベース１４とは、ラインＬ１２４、ラインＬ１４２によって接続されている。そして、補助制動力決定ブロック１２から補助ブレーキのポジションをラインＬ１２４経由でデータベース１４に送り、データベース１４から当該ポジションに対応する補助制動力に関する特性がラインＬ１４２経由で、補助制動力決定ブロック１２に送り返されるように構成されている。

補助制動力決定ブロック１２は、ラインＬ４経由で得たアクセル開度センサ４Ｓからのアクセル開度情報と、ラインＬ５経由で得た補助制動ポジションセンサ５Ｓからの補助制動力情報と、データベース１４に記憶した特性図（図３参照）とから補助制動力を決定する。
そして、補助制動力決定ブロック１２は、補助制動力決定ブロック１２で決定した補助制動力を発生させるべく制御信号をリターダコントローラ３０に送信する。或いは、その時の駆動力を適正値に保たせるべく、制御信号をエンジンコントローラ２０に送信する。

ここで、図５は従来技術におけるアクセルペダル開度とアクセルペダル電圧との関係を示した特性図に、補助制動ポジションセンサに設けた４つのポジション（０、１、２、３）と各ポジションにおける要求補助制動力の比を重ねて示している。
図５に示すように、従来技術では、アクセルを踏み込んだ場合、補助制動力は発生しないように構成されている。
また、４つのポジション（０〜４）における制動力も、図６の線図（Ｐ０、Ｐ１〜Ｐ３）に示すようにエンジン回転数の如何に拘わらず、各線図において、制動力は概ね一定である。

それに対して、実施形態の補助制動装置１００は、図３の特性図によって補助制動の制動力は決定される。
図３において、横軸にアクセルペダル電圧の大きさ（アクセル開度に比例）が目盛ってあり、縦軸に要求される補助制動力、或いは駆動力の比が目盛ってある。
補助制動レバーのポジションが０の場合（通常走行時）は、線図Ｃ０で示すように、補助制動は非作動となっている。したがって、駆動力（加速側）はアクセルの踏み込み量（アクセルペダル電圧）に比例して増加する。
そのため、図示の実施形態によれば、図６における線図Ｐ０、Ｐ１〜Ｐ３の中間の領域に位置する様に、エンジン回転数に対する制動力を設定することが可能である。

図３の例では、補助制動レバー５のポジションナンバー（１、２、３）が増加するにつれて同じ割合で制動力が増加する様に構成されている。
図３において、ポジション２（線図Ｃ２）を選んだ場合は、アクセルペダル４の踏み込み始めからアクセルペダル電圧値換算でＶ２（Ｐ２点）になるまで踏み込まないと加速に及ぶ駆動力が得られないことが分かる。
また、ポジション１（線図Ｃ１）を選んだ場合は、あまり大きくないペダル踏み込み量（アクセルペダル電圧換算値でＶ１）で車両は減速から、加速に転じる。

次に、図４のフローチャートに基づき、図１をも参照して、補助制動力決定方法を説明する。
図４のステップＳ１において、コントロールユニット１０は、補助ブレーキが作動するまで待機している（ステップＳ１のループ）。
補助制動ポジションセンサ５Ｓからの情報によって補助ブレーキが作動したならば（ステップＳ１がＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、コントロールユニット１０は、図３の特性図から補助ブレーキ位置に対応した特性を選択する。

次のステップＳ３では、コントロールユニット１０は、アクセル開度センサ４Ｓからの情報により、アクセル開度信号を取得する。そして、ステップＳ４においてデータベース１４のデータを参照して、すなわち、図３の特性図から適切な補助制動力を決定して、決定した補助制動力及びこれに関連した燃料噴射量の情報をリターダコントローラ３０及びエンジンコントローラ２０に送信する（ステップＳ５）。

図示の実施形態によれば、リターダ３が作動している時に、アクセルペダル４が踏み込まれた場合には、アクセルペダル４の踏み込み量に対応した補助制動力が決定されて、リターダコントローラ３０及びエンジンコントローラに送信される。
そのため、リターダ３が作動している時に、アクセルペダル４が踏み込まれても、従来技術のように直ちに加速状態に移行してしまうことはなく、アクセルペダル４に対応した補助制動力が作用する。
そのため、従来技術のように、急速な加速が行なわれてしまうことや、それに伴い車両にショックが生じてしまうことが防止される。

また、リターダ３が作動している時に、アクセルペダル４の踏み込み量を減少させれば、それに対応して補助制動力が増加する。従来技術様の様に、補助制動力を作動させるために、アクセルペダル開度がゼロになるまでアクセルペダルを戻す必要がない。
その結果、アクセルペダル４を踏み込み、開度がゼロになるまで戻す、ということを繰り返す必要がなくなる。そのため、従来技術に比較して、車両の加減速が緩やかとなり、且つ、加減速の頻度が減少して、燃費が向上する。
そして、加減速が緩やかになるため、自動変速機を有した車両において、シフトアップ、シフトダウンの繰り返しが発生してしまうことが防止される。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
図示の実施形態では、図３の特性図において、線図Ｃ３は非線形に構成されている。すなわち、アクセルを踏み込んでも所定の踏み込み量に達するまでは、補助制動力は大きくは減少しないが、それ以上では補助制動力の減少を早めている。
線図Ｃ３を、線図Ｃ１、Ｃ２の様に線形特性とすることも出来る。逆に、線図Ｃ１〜Ｃ３の全てを非線形特性とすることも可能である。

１・・・エンジン
２・・・トランスミッション
３・・・リターダ
４Ｓ・・・アクセル開度センサ
５Ｓ・・・補助制動スイッチ位置検出手段／補助制動ポジションセンサ
１０・・・車両ＥＣＵ／コントロールユニット
１２・・・補助制動力決定ブロック
１４・・・記憶手段／データベース
２０・・・エンジンＥＣＵ／エンジンコントローラ
３０・・・リターダＥＣＵ／リターダコントローラ

Claims

車両電子制御ユニット（１０）、エンジン電子制御ユニット（２０）及び補助制動装置電子制御ユニット（３０）を有し、車両電子制御ユニット（１０）とエンジン電子制御ユニット（２０）、補助制動装置電子制御ユニット（３０）は車両内通信システム（Ｌ１２３）により接続されており、複数段階のポジションに応じて補助制動力が変化する補助制動装置（３）の補助制動スィッチ（５）のスイッチ位置を検出する補助制動スイッチ位置検出装置（５Ｓ）と、アクセルペダル（４）の踏み込み量を計測するアクセルペダル踏み込み量計測装置（４Ｓ）を有し、車両電子制御ユニット（１０）は、アクセルペダル（４）の踏み込み量と補助制動力との特性を記憶した記憶装置（１４）を備えており、前記記憶装置（１４）に記憶されたアクセルペダル（４）の踏み込み量と補助制動力との特性は、補助制動スィッチ（５）のスイッチ位置毎に異なっており、補助制動スイッチ（５）により補助制動装置（３）が作動している場合に、アクセルペダル（４）が踏み込まれたときには、アクセル開度センサ（４Ｓ）からのアクセル開度情報と、補助制動スイッチ位置検出装置５Ｓからの補助制動力情報に基づき、前記記憶装置（１４）に記憶されているアクセルペダル（４）の踏み込み量と補助制動力、駆動力との特性により、アクセルペダル（４）の踏み込み量に対応し、補助制動スィッチ（５）のスイッチ位置毎に定められる補助制動力を決定する機能と、決定された補助制動力をエンジン電子制御ユニット（２０）及び補助制動装置電子制御ユニット（３０）に送信する機能を有していることを特徴とする車両の補助制動装置（１００）。