JPS61122035A - オ−トクル−ズ走行補助モニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分、野〉 本発明はオートクルーズ走行補助モニタに関し、手動変
速機搭載車にオートクルーズ機能を設備してオートクル
ーズを行わせる場合に、上り坂や下り坂があったりして
負荷状況が変化した場合運転者に直ちにシフトダウンジ
を指示して燃費低下を防止しまたイージードライブ性を
向上させるようにしたものである。

〈従来の技術〉 トラックなど、ディーゼルエンジンを動力源とする自動
車の燃料噴射装置に電子ガバナが使用されている場合は
、運転者の手動変速機操作及びアクセルペダル操作によ
る通常のマニュアル走行の他、電子ガバナに目標車速を
指令することによりアクセルペダルの操作なしに定速行
走するオートクルーズが可能になる。

一般に電子ガバナはマイクロコンピュータを搭載した制
御部を有しており、この制御部の働きによって燃料噴射
装置におけるコントロールラックの位置を設定し、与え
られた条件において最適な状態となるように燃料噴射量
を調節する。第８図にコントロールラック及びその周辺
部の概略構成例を示し、第９図にオートクルーズ機能を
備えた電子がバカの電気回路例を示す。

第８図において、１は燃料噴射ポンプ、２はコントロー
ルラックで６Ｄ、コントロールラック２はポンプｌにお
ける燃料増減機構の構成要素であり、図示左右方向の移
動位置によってポンプｌの噴射量が変化するようになっ
ている。３はラック位置設定部（以下、アクチュエータ
と称ス）であり、リニアソレノイド４及びプランジャ５
からなり、プランジャ５は上記のラック２に連結されて
いる。ま之ラック２にはリンク６を介してラック位置セ
ンサ７が連結されている。８はポンプカム軸、９はその
回転速度センナである。

一方、第９図において、ｌＯは電子ガバナの制御部であ
り、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ等の中央処理装置）
１１．ＲＯＭ（ＩＪ−ドオンリメモリ）１２、ＲＡＭ（
ランダムアクセスメモリ）１３、パルス波形整形回路１
４、バッファ回路１５、マルチプレクサ１６．Ａ／Ｄ（
アナＯｆ　／　ｆ　シタル）変換器１７　、　Ｄ／Ａ（
デジタル／アナログ）変換器１８などからなる。そして
、エンジン回転速度センサ２１の出力及び車速センサ２
２の出力はパルス波形整形回路１４でパルス整形されて
ＣＰＵＩ　１へ供給される。オートクルーズ設定器２０
の出力、ブレーキスイッチ２３の出力及びクラッチスイ
ッチ２４の出力はバッファ回路１５で増幅されてＣＰＵ
Ｉ　１へ供給される。燃料温度センサ２５の出力、吸気
圧センナ２６の出力、吸気温度センサ２７の出力及びア
クセルペダル位置上ンサ２９の出力はマルチプレクサ１
６及び〜を変換器１７を介してＣＰＵＩ　ｌへ供給され
る。今、オートクルーズが設定されていない通常のマニ
ュアル走行の場合は、ＣＰＵＩ　１はアクセルペダル位
置上ンサ２９の出力信号を始め、各種センナ信号及びス
イッチ信号に応じて最適な燃料噴射量っまり最適ラック
位置を決定し、Ｄ／、変換器１８を通してラック位置設
定信号をアクチュエータ駆動回路３０へ出力する。また
、オートクルーズが設定された場合は、ＣＰＵＩＩはア
クセルペダル位置上ンサ２９の出力信号を除き、他の各
種センナ信号及びスイッチ信号に応じて、設定された車
速になるように最適な燃料噴射量（ラック位置）を決定
し、Ｄ／、変換器１８を通してラック位置設定信号をア
クチュエータ駆動回路３゜へ出力する。なお、変速機は
手動でシフトチェンジされる。アクチュエータ駆動回路
３ｏはこうして与えられたラック位置設定信号に応じて
前述のアクチュエータ３を駆動する。その際、アクチュ
エータ駆動回路３０．アクチュエータ３及び前記ラック
位置センサ７によってサーブ制御系が構成される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上述したオートクルーズ機能だと坂道にさし
かかったりして負荷状況が変化する場合には運転者の手
動シフトチェンジを要するが、次のような問題点が生じ
る。つまり、通常のマニュアル走行ではドライバは常に
アクセルペダルを踏んでいるので、車両の負荷状況をア
クセルペダルの踏み方で常に判断でき、それにより変速
機のシフトアップやシフトダウンをタイミング良く適確
に行うことができる。

しかし、オートクルーズ中ではアクセルペダルの操作が
不要なので、運転者にとって負荷状況が非常に判り難く
、「今、どの程度の勾配を走行しているのか？」という
ことが直ちには知り難い。その結果として、上り坂では
相当に車速が落ちてから、あわててシフトダウンをする
ことになる。また、上り坂が終って平担路になった場合
、または緩やかな下り坂の場合など、実際には既にシフ
トアップが可能な場合でも、負荷状況が判り難いため、
ついついシフトアップが遅れがちになることが多い。な
お、スピードメータには一般にタイムラグがあるため、
スピードメータを見たときには実際の車速はもっと変化
している。

以上の如く、シフトチェンジに遅れがあると燃費が悪化
し、また車速か大きく落ちてからシフトダウンをするこ
とになるとオートクルーズによるイージードライブ性が
損われる。

そこで本発明は、オートクルーズ中に負荷状況の変化を
自動的に判断して運転者に直ちにシフトチェンジを促す
ことができるオートクルーズ走行補助モニタを提供する
ことを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上述した目的を達成する本発明に係るオートクルーズ走
行補助モニタの構成は、オートクルーズ機能を有する手
動変速機搭載車において、手動変速機の現在の変速段よ
９１段下の変速段にシフトチェンジするとエンジンがオ
ーバーランするか否かを予め判定する手段と、現在より
１段上の変速段にシフトチェンジすると駆動力が足りる
か否かを予め判定する手段と、オートクルーズ中の車速
か所要範囲内にあるか或いはその下限を下まわっている
かを判定する手段と、オートクルーズ中に車速が所要範
囲の下限を下まわっており且つ現在より１段下の変速段
でエンジンがオーバーランレないと判定され之場合に運
転者にシフトダウンを促す手段と、オートクルーズ中に
車速か所要範囲内にあり且つ現在より１段上の変速段で
駆動力が足りると判定された場合に運転者にシフトアッ
プを促す手段と、を具備したことを特徴とする。

〈実施例〉 第１図〜第７図によυ本発明の一実施例を説明する。第
１図はマイクロコンピュータ制御による電子がパナを用
いたオートクルーズ機能付きの手動変速機搭載車に本発
明を適用した場合の電気回路図、第２図はその動作フロ
ー図、第３図は現在の機関トルクを求める九めのラック
位置及びエンジン回転速度と機関トルクとの関係図、第
４図はシフトアップ可否を判定するためのエンジン回転
速度と最大機関トルクとの関係図、第５図はシフトチェ
ンジを促すための表示灯を備えたメータクラスタの要部
正面図、第６図はオートクルーズにおけるシフトダウン
の動作説明図、第７図は同じくシフトアップの動作説明
図である。

第１図において、３はアクチュエータであり、燃料噴射
ポンプのラック位置を設定する。７はラック位置センサ
、１０は電子ガバナの制御部、１１はＣＰＵ、１２はＲ
ＯＭ、１３はＲＡＭ。

１４はパルス波形整形回路、１５はバッファ回路、１６
はマルチプレクサ、１７は〜を変換器、１８はセＡ変換
器、２０はオートクルーズ設定器、２１はエンジン回転
速度センサ、２２は車速センサ、２３はブレーキスイッ
チ、２４はクラッチスイッチ、２５は燃料温度センナ、
２６は吸気圧センサ、２７は吸気温度センサ、２８は水
温センサ、２９はアクセルペダル位置センサ、３０はア
クチュエータ駆動回路、３１はシフトダウン指示ランプ
、３２はシフトアップ指示ランプ、３３はブザーやチャ
イム等の過速度警報器、３４と３５はそれぞれランプ駆
動回路、３６は警報器駆動回路である。ＣＰＵＩＩには
ラック位置センサ７の出力がマルチプレクサ１６及び〜
を変換器１７を通して供給されている。

ランプ３１及び３２、並びに警報器３３は第５図に示す
如く、メータクラスタ３７内に設置されている。シフト
ダウン指示用ランプ３１のカバーはｒＤＯＷＮＪの記号
を付すと共に下向き矢印の形状をなし、シフトアップ指
示用ラング３２のカバーはｒＵＰＪの記号を付すと共に
上向き矢印の形状をなし、運転者の視認性を良くしてい
る。なお、第５図中で３８はスピードメータ、３９はタ
コメータである。

ここで第６図、第７図によりオートクルーズでのシフト
チェンジについて説明する。今、第６図にＡ点で示す如
く平地を車速ｖ、）で走行中に、運転者がオートクルー
ズを制御部ｌＯに指令し、ＶＱをオートクルーズの目標
車速に設定したとする。制御部１０は前述した如くアク
セルペダル位置に関係なく目標車速ｖ０を実現するべく
最適なラック位置を決定して燃料噴射量を調節する。

これにより、現在の変速段での最大駆動力の範西向であ
れば緩やかな坂道などのためたとえ負荷が増えてもＶＱ
の定速走行が行われる。しかし、破線すで示す走行抵抗
曲線の大きな上り坂にさしかかると、駆動力が不良し、
実線で示す現在の変速段での最大駆動力曲線Ｗに沿って
車速が落ちる。そこで、オートクルーズ中の車速の許容
範囲の下限をＶ。−ΔＶ（ΔＶは例えば５稀へ）とすれ
ば、その下限ｖ０−ΔＶより車速が落ちた瞬間Ｂに運転
者が１段シフトダウンすることＫより、点Ｃに示すｖ、
）でのオートクルーズにｊｌｌく戻ることができる。但
し、シフトダウンによってエンジンがオーバーランする
ことは避けねばならない。なお、第６図中、実線Ｘは１
段下の変速段での最大駆動力曲線、破線ａは平地走行抵
抗曲線である。一方、第７図にＤ点で示す如く、今、上
り坂を目標車速Ｖ。でオートクルーズしていたとする。

その後に坂を登り終って破線ｅで示す走行抵抗曲線の道
になると、ｖｏのままＥ点で示すオートクルーズになる
。この場合は、負荷が軽くなるだけなのでもちろん現在
の変速段でのオートクルーズが可能である。しかし、実
線２で示す１段上の変速段での最大駆動力曲線よりもＥ
点の負荷の方が小さければ、１段シフトアップした状態
でＥ点のオートクルーズを行う方が、燃費が極めて良く
なる。なお、第７図中で、破線ｄは上り坂走行抵抗曲線
、実線Ｙは現在の変速段での最大駆動力曲線である。

以上の考察から、本実施例では電子がバナの制御部１０
が次のように動作する。第２図、第３図、第４図により
説明する。ＣＰＵＩＩはステップ４０でオートクルーズ
中であるか否かをオートクルーズ設定器２０の出力から
判定し、オートクルーズ中であればステップ４１にてそ
の時点でのエンジン回転速度ｎ６と車速Ｖとをそれらの
センサ２１及び２２の出力から読み取る。

次に、現在の変速段をステップ４２で検出する。

ここでは、次式（１） 但し、Ｒはタイヤ半径（ｍ） １騎はデファレンシャルギア比 により現在の変速段での変速機ギア比ｒＴＡを計算し、
ＲＯＭ１２またはＲＡＭ１３に予め記憶しておいた各変
速段の変速機ギア比のデータと照合して現在の変速段が
どこであるかを判定する。この変速段の判定は変速機に
スイッチセンナを取り付けて直接検出しても良い。次に
ステップ４２で現在の車速Ｖが予め定め次オートクルー
ズの下限車速ｖ０−ΔＶよりも下まわっているか否かを
判定する。下まわっていれば、ステップ４４にて、今よ
りも１段下の変速段にシフトダウンしたらエンジンがオ
ーバーランするか否かを判定する。例えば、予め記憶し
ておいた１段下の変速機ギア比と現在の変速機ギア比、
並びに現在のエンシイ回転速度ｎ、を用い、次式により
、１段シフトダウンした際のエンジン回転速度ｎｅｄを
計算し、許容最大エンジン回転速度ｎ、。、Ｘと比較し
てシフトダウンの可否を判定する。そして ｎ＠ｄ　＜　ｆｌｓ　ｍａｗ　　　　　　　　　　　　
　１．’式（３）であれば、オーバーランしないので、
ステップ４５でＣＰＵＩＩがシフトダウン指示信号をラ
ンプ駆動回路３４に与えてシフトダウン指示ランプ３１
を点灯させる。運転者はこのランプ３１の点灯に促され
、車速か大幅に落ちないうちに、早く変速機をシフトダ
ウンすることができる。

なお、シフトダウンの際にクラッチを切るので燃料噴射
を一旦停止してオーバーランを防ぐが、クラッチ断では
オートクルーズ制御は停止されオ゛続行するようにしで
ある。オートクルーズ制御ハオートクルーズ設定器２０
のオフやブレーキング時などで停止されるようにすれば
良い。

一方、ステップ４３でオートクルーズ中の車速Ｖが予め
定めた範囲例えばｖ０±ΔＶ内であればシフトダウンの
必要がないので、駆動力が足りる限り１段シフトアップ
すれば良いが、ここでは急な下り坂でのオーバースピー
ドの危険性と、現在の変速段が最高段である場合とを考
慮し、次のようにしている。まず、ＣＰＵＩＩはステッ
プ４６で現在の車速Ｖがオートクルーズの所要範囲の上
限車速）＋ΔＶを越えているか否かを判定し、越えてい
ればステップ４７にて過速度警報信号を駆動回路３６に
与えて警報器３３を動作させる。運転者がこれを聞いて
直ちにブレーキペダルを踏むことにより、下り坂でのス
ピードオーバーを未然に防止することができる。

ステップ４６で現在の車速Ｖが上限車速ｖｏ＋Δマ以下
ビ判定した場合は、ステップ４７にて現在の変速段が最
高段であるか否かを判定する。最高段でないと判定した
場合は、４９〜５１のステップにより１段上の変速段に
シフトアップしても駆動力が足りるか否かを判定する。

ここでは、まずステップ４９にてＣＰＵｌ１がラック位
置センサ７の出力からコントロールラック２の位置ＲＷ
を読み取り、次にステップ５０にてこのラック位置Ｒｗ
とエンジン回転速度ｎ６とに基づいて現在実際に必要と
されている機関トルクを求める。具体的には、第３図に
示すようなラック位置及びエンジン回転速度と機関トル
クとのマツプを作って予め記憶しておき、読み取ったラ
ック位置Ｒｗとエンジン回転速度ｎ６に見合う現在の機
関トルクＴをマツプから補間して求める。現在の機関ト
ルクＴが求まったら次のステップ５１にて、次式（４） によって１段シフトアップした際のエンジン回転速度Ｎ
ｅｕを計算し、予め作って記憶しておいた第４図に示す
ようなエンジン回転速度と最大機関トルクとのデータか
ら補間によって、シフトアップした場合のＮｅｕでの最
大機関トルクＴｍａｘ　を求め、次式（５）が成立する
か否かを判定する。

Ｔｍａｘ≧Ｔ　　　　　　　　　　　　　　・・・式（
５）この式が成立すると判定し次場合は、ステップ５２
にてＣＰＵＩ　１がシフトアップ指示信号をランプ駆動
回路３５に与えてシフトアップ指示ランプ３２を点灯さ
せる。運転者はこのランプ３２の点灯に促され、早く変
速機をシフトアップすることができる。

一方、ステップ４０にてオートクルーズ中テないと判定
した場合、ステップ４４にてオーバーランが生じると判
定した場合、ステップ４８にて現在最高段であると判定
した場合、ステップ５１で駆動力が足りないと判定した
場合は、　゛いずれも運転者へは指示が出されない。

ところで、ランプ３１６るいは３２の点灯に際しては、
車速の微小変化や路面の凹凸などのため点灯条件の成立
が短時間で断続する場合はシフトチェンジ指示がやたら
に出たり消えたりあるいは変化したりするので、これを
防ぐため点灯条件に入っても直ちには点灯させずタイマ
ーなどを用いて数秒程度例えば３秒程度待ってから実際
に点灯させるようにすると良い。

上述した実施例ではランプ表示によって運転者へシフト
チェンジを促すようになっているが、ランプ表示以外の
催告手段、例えば［シフトダウンせよ」、「シフトアッ
プせよ」などの音声発生器を用いることができる。ま友
、上述した実施例では電子ガバナを利用してモニタに必
要な演算処理を行っているが、電子ガバナとは別Ｏマイ
クロコンピュータを用いても良い。あるいはマイクロコ
ンピュータによらずに個別な回路の組合せで演算処理を
行うようにしても良い。

ここで、個別回路を用いて上記実施例のモニタを構成す
る場合の一例を説明すると、ランプ３１．３２、過速度
警報器３３、これらの各駆動回路３４，３５．３６の他
、オートクルーズ設定器２０を代用するなどオートクル
ーズ中であることを判定するオートクルーズ判定回路と
、手動変速機の現在の変速段を検出する変速段検出器と
、手動変速機の各変速段のギア比のデータ、第３図のマ
ツプデータ及び第４図のデータを記憶したメモリと、オ
ートクルーズ中であることを条件に、センサ２２からの
車速Ｖの信号をオートクルーズ設定で定まるｖ、）　＋
　ｖ（、相当の設定値信号と比較してｖ　）　’ＶＱ＋
ΔＶのとき過速度警雑信号を警報、駆動回路３６に出力
する比較回路と、オートクルーズ中であることを条件に
、センサ２２からの車速Ｖの信号をオートクルーズ設定
で定まるｖＯ−ΔｖＯ相当“の設定値信号と比較しｖ　
（”Ｏ−ΔＶのときに車速低下信号を出力する比較回路
と、オートクルーズ中であることを条件に、センサ２２
からの車速Ｖの信号をオートクルーズ設定で定まるｖｏ
−ΔＶとＶ。＋ΔＶの設定値信号と比較しｖｏ−ΔＶ≦
Ｖ≦ｖ（１＋Δｖ０のときに車速範囲内信号を出力する
比較回路と、変速段検出器の検出信号に基づいてメモリ
から現在のギア比及び１段下のギア比のデータを読み出
すと共にセンサ２１からエンジン回転速度ｎ６の信号を
入力して式（２）の演算を行い、１段シフトダウンした
ときのエンジン回転速度ｎｅｄの信号を出力するｎｏｄ
演算回路と、このｎ＠ｄ演算回路から出力されたエンジ
ン回転速度ｎｅｄの信号を最大エンジン回転速度ｎｎｔ
ｌＬＸ相当の設定値信号と比較してｎａｄ　＜　ｎｍａ
ｘのとき、車速低下信号が出力されたことを条件に、ラ
ンプ駆動回路３４ヘシフトダウン指示信号を与える比較
回路と、センサ２１からのエンジン回転速度ｎ０の信号
とセンサ７がらのラック位置Ｒｗの信号とを入力し、メ
モリから第３図のマツプデータを読み出して現在の機関
トルクＴの信号を出力するトルク演算回路と、変速段検
出器の検出信号に基づいて現在のギア比及び１段上のギ
ア比のデータを読み出すと共にセンサ２１からのエンジ
ン回転Ｉ！−，の信号を入力して式（４）の演算を行い
、１段シフトアップしたときのエンジン回転該ｎ＊ｕの
信号を出力するｎ、ｕ演算回路と、このｎ＠。演算回路
から出力されたエンジン回転速度ｎ、ｕの信号を入力し
、メモリから第４図のデータを読み出して当該エンジン
回転速度ｎ、ｕでの最大機関トルクＴｍａｘの信号を出
力するＴｍａｘ演算回路と、この’Ｉ’ｍａｘ演算回路
の出力信号と前記トルク演算回路の出力信号とを比較し
’ｌ’ｍａｘ≧Ｔのとき、車速範囲内信号が出され且つ
変速段検出器から最高段を表わす検出信号が出力されて
いないことを条件に、ランプ駆動回路３５ヘシフトアッ
プ指示信号を与える比較回路と、を用いることによりモ
ニタが実現される。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明のオートクルーズ走行補助モ
ニタによれば、オートクルーズ中の負荷状況の変化を自
動的に判断して運転者にシフトチェンジを促すので、負
荷が大きくなった場合のシフトダウン、負荷が小さくな
った場合のシフトアップを早く行うことができる。これ
によりオートクルーズによるイージードライブ性が向上
すると共に燃費低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例に関する図であり、
第１図はマイクロコンピュータ制御による電子ガバナを
用いたオートクルーズ機能付きの手動変速機搭載車に本
発明を適用した場合の電気回路図、第２図はその動作フ
ロー図、第３図は現在の機関トルクを求めるためのラッ
ク位置及びエンジン回転速度と機関トルクとの関係図、
第４図はシフトアップ可否を判定するためのエンジン回
転速度と最大機関トルクとの関係図、第５図はシフトチ
ェンジを促すための表示灯を備えたメータクラスタの要
部正面図、第６図はオートクルーズにおけるシフトダウ
ンの動作説明図、第７図は同じくシフトアップの動作説
明図である。 第８図はコントロールラック及びその周辺部の概略構成
図、第９図はオートクルーズ機能を備え次電子ガバナの
電気回路図である。 図面中、 ７はラック位置上ンサ、 １０は電子ガバナの制御部、 １１はＣＰＵ。 ２０はオートクルーズ設定器、 ２１はエンジン回転速度センナ、 ２２は車速センサ、 ３１はシフトダウン指示ランプ、 ３２はシフトアップ指示ランプ、 ３３は過速度警報器、 ３４と３５はランプ駆動回路、 ３６は警報器駆動回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オートクルーズ機能を有する手動変速機搭載車において
   、手動変速機の現在の変速段より１段下の変速段にシフ
   トチエンジするとエンジンがオーバーランするか否かを
   予め判定する手段と、現在より１段上の変速段にシフト
   チエンジすると駆動力が足りるか否かを予め判定する手
   段と、オートクルーズ中の車速が所要範囲内にあるか或
   いはその下限をまわつているかを判定する手段と、オー
   トクルーズ中に車速が所要範囲の下限を下まわつており
   且つ現在より１段下の変速段でエンジンがオーバーラン
   しないと判定された場合に運転者にシフトダウンを促す
   手段と、オートクルーズ中に車速が所要範囲内にあり且
   つ現在より１段上の変速段で駆動力が足りると判定され
   た場合に運転者にシフトアツプを促す手段と、を具備し
   たオートクルーズ走行補助モニタ。