JP2004299593A

JP2004299593A - 車間保持自動制御装置

Info

Publication number: JP2004299593A
Application number: JP2003096232A
Authority: JP
Inventors: Ryota Kono; 良太河野
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】自車が前走車に急接近する場合にも十分な制動力が得られる車間保持自動制御装置を提供する。
【解決手段】前走車と自車との車間距離を検出する車間距離レーダ２０からの検出信号を入力し、車間距離を自動的に制御する車間保持自動制御装置において、車間距離が第一の設定値以下になる前走車接近時に補助ブレーキを作動させる第一減速制御手段と、車間距離が第二の設定値以下になる前走車急接近時に主ブレーキを作動させる第二減速制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前走車と自車との車間距離を自動的に制御する車間保持自動制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路交通法の改正により、貨物車にあっては、その最高車速を９０ｋｍ／ｈに制限する装置の装着が義務付けられる。これに伴って高速道路における各車の速度差が少なくなることが予想され、前走車と自車との車間距離を自動的に制御する車間保持自動制御装置の需要が見込まれる。
【０００３】
従来、前走車と自車との車間距離を検出する車間距離レーダを備え、この車間距離レーダからの検出信号を入力し、車間距離を一定に保つようにエンジンブレーキ等を作動させるものがあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６８３９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の車間保持自動制御装置にあっては、エンジンブレーキ等を作動させることだけでは、十分な減速度が得られず、運転者が不安に感じる距離まで前走車に接近する可能性があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、自車が前走車に急接近する場合にも十分な制動力が得られる車間保持自動制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、前走車と自車との車間距離を検出する車間距離レーダを備え、この車間距離レーダからの検出信号を入力し、車間距離を自動的に制御する車間保持自動制御装置に適用する。
【０００８】
そして、車間距離が第一の設定値以下になる前走車接近時に補助ブレーキを作動させる第一減速制御手段と、車間距離が第二の設定値以下になる前走車急接近時に主ブレーキを作動させる第二減速制御手段とを備えるものとした。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、自車が前走車に接近する相対速度が高まるのにしたがって主ブレーキが作動する車間距離が増大する構成とした。
【００１０】
【発明の作用および効果】
第１の発明において、前走車接近時に補助ブレーキを作動した後、前走車急接近時に主ブレーキが作動することによって十分な制動力が得られ、運転者が不安に感じることを抑えられる。
【００１１】
第２の発明において、前走車に接近する相対速度が高まるのにしたがって早くから主ブレーキが作動することにより、適度な制動力が得られ、運転者が違和感を感じないで済む。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１に示すように、車両のパワートレインは、エンジン３、トランスミッション５を備え、エンジン３の出力がトランスミッション５の入力軸に伝えられ、トランスミッション５の出力軸の回転がプロペラシャフトからデファレンシャルギアおよびドライブシャフトを介して左右の車輪１１に伝達される。
【００１４】
エンジン３は供給される燃料がシリンダで燃焼し、シリンダで往復動するピストンを介してその出力軸を回転駆動する。エンジンコントロールユニット４はアクセルペダル開度、エンジン回転数等の運転条件検出信号や後述する車間保持コントロールユニット１からの要求情報信号に応じて燃料供給量を制御し、エンジン３の発生出力を調節する。
【００１５】
トランスミッション５はトランスミッションコントロールユニット６からの信号によって変速比を自動的に切換えるようになっている。
【００１６】
車両のブレーキ装置は、前後の各車輪１１の回転を摩擦力によって制動する主ブレーキと、この主ブレーキの補助として用いられる補助ブレーキを備える。この補助ブレーキとして、電磁式リターダ７と、排気ブレーキ１２及び図示しない圧縮圧力開放型ブレーキ備える。
【００１７】
リターダ７は、車軸から伝わる車輪１１の回転を受けて高速回転するロータを備え、このロータが電磁誘導によって減速トルクを発生する。リターダ７の作動はリターダコントロールユニット８によって制御される。
【００１８】
なお、リターダ７の発電電力は熱エネルギに変換されて外部に放出されるが、ハイブリッド車両等においては回生電力として蓄電要素に充電しても良い。
【００１９】
主ブレーキシステムは、前後の各車輪１１の回転を制動するブレーキアクチュエータ９ｆ，９ｒと、このブレーキアクチュエータ９ｆ，９ｒに導かれる制動圧を調節するブレーキバルブ９Ｖと、このブレーキバルブ９Ｖの作動を制御する主ブレーキコントロールユニット１０とを備える。
【００２０】
車間保持自動制御装置は、アクセルペダルの操作で車速を加減することなく希望した速度を保ったまま走行を続けるオートクルーズ制御を行う車間保持コントロールユニット１を備える。
【００２１】
図２にも示すように、車間保持コントロールユニット１は、操作系・表示系３０、車間距離レーダ２０、エンジンコントロールユニット４、トランスミッションコントロールユニット６、リターダコントロールユニット８、主ブレーキコントロールユニット１０との間で通信回線Ｌを介して情報を送受信し、互いに協調制御を行う。
【００２２】
車間距離レーダ２０は、レーザを前走車に反射させて前走車と自車との距離に応じた信号を出力する。
【００２３】
車間保持コントロールユニット１は、車間距離レーダ２０からの検出信号を入力し、前走車と自車と車間距離が第一の設定値以下になる前走車接近時に前走車と自車との相対速度及び車間距離に応じてエンジンブレーキ、補助ブレーキを段階的に作動させる第一減速制御手段と、車間距離が第二の設定値以下になる前走車急接近時に主ブレーキを作動させる第二減速制御手段を備え、制動力を段階的に高める構成とする。
【００２４】
車間保持コントロールユニット１は、車間距離レーダ２０からの検出信号を入力し、前走車と自車との相対速度及び車間距離に応じて補助ブレーキを作動させる第一減速制御手段と、車間距離が設定値以下になる前走車接近時に主ブレーキを作動させる第二減速制御手段を備え、二段階に減速する構成とする。
【００２５】
車間保持コントロールユニット１は、図示しない制御マップに従ってどの程度の減速度で減速するのかを算出し、その算出結果に基づいて、作動させるべき補助ブレーキを決定し、この補助ブレーキ手段を作動させるように制御する。
【００２６】
ここで、作動させる補助ブレーキをパラメータとし、前走車と自車との相対速度に対する前走車と自車との相対距離の関係を当該パラメータのエリアで示したものが図５である。
【００２７】
車速差０ｋｍ／ｈのライン（横軸）とａ線で囲まれたエリアＡｃでは、相対速度が小さく、車間距離も大きいので小さな加速度で加速する領域である。
【００２８】
車速差０ｋｍ／ｈのライン（中央横軸）とａ線とｂ線で囲まれたエリアＢ１では、車間距離は小から大までと広範囲であり、相対速度が小さいため、エンジンブレーキのみで対応する領域である。
【００２９】
ｂ線とｃ線で囲まれたエリアＢ２では、車間距離は小から大までと広範囲であり、相対速度はＢ１よりも若干大きいが、緩ブレーキでよく、エンジンブレーキと排気ブレーキ１２のみで対応する領域である。
【００３０】
ｃ線とｄ線で囲まれたエリアＢ３では、車間距離は小から大までと広範囲であり、相対速度は車間距離が増加するにしたがって高めに設定された領域であり、減速度も高める必要がある。そこで、エンジンブレーキと排気ブレーキ１２とシリンダ内の内圧を開放することによりエンジンブレーキを利かせる圧縮圧力開放型ブレーキを併用する領域である。
【００３１】
車速差０ｋｍ／ｈのライン（中央横軸）とｄ線とｅ線で囲まれたエリアＢ４では、車間距離は広範囲であり、至近の車間距離を除いては相対車速がかなり高く、したがって要求減速度も大きな領域であるので、エンジンブレーキと排気ブレーキ１２と圧縮圧力開放型ブレーキ及びリターダ７を作動させる領域である。
【００３２】
ｅ線よりも上のエリアＢ５では、相対車速が極めて大きく急速に前走車に近づいており、緊急ブレーキであって、メインブレーキを含む全ての補助ブレーキを必要とする領域である。
【００３３】
なお、エリアＡｃでは、どの程度の加速度で加速するかを算出し、その算出結果に基づいて、エンジン３の加速制御を行い、必要に応じてトランスミッション５の変速を行うように構成されている。
【００３４】
しかし、このように第一減速制御手段によってエンジンブレーキ、補助ブレーキを作動させることだけでは、十分な減速度が得られず、運転者が不安に感じる距離まで前走車に接近する可能性があった。
【００３５】
これに対処して、運転者が不安に感じる前走車までの距離を基に第二の設定値を予め設定し、第二減速制御手段によって車間距離が第二の設定値以下になる前走車急接近時を判定し、この前走車急接近時に主ブレーキを作動させる構成としている。これにより、前走車急接近時には主ブレーキによって十分な制動力が得られ、運転者が不安に感じることを抑えられる。
【００３６】
図４は、主ブレーキの作動領域を前走車と自車との相対速度及び車間距離に応じて設定したマップである。
【００３７】
主ブレーキは以下のいずれかの条件を満たしたときに開始する。
・車間距離≦Ｌ＿ｓｔａｒｔ、かつ相対速度＜Ｖｒ＿ｅｎｄ２の場合
・相対速度＜Ｖｒ＿ｓｔａｒｔ、かつ車間距離≦Ｌ＿ｓｔａｒｔ２の場合
ただし、この相対速度は前走車が離れる方向を正とし、近づく方向を負とする。
【００３８】
そして、前走車に接近する相対速度が高まるのにしたがって主ブレーキが作動する車間距離が増大する構成とする。負の相対速度がＶｒ＿ｅｎｄ２〜Ｖｒ＿ｓｔａｒｔまでの比較的低い場合は、主ブレーキが作動する第二の設定値となる車間距離Ｌ＿ｓｔａｒｔは例えば２０ｍ程度に設定される一方、負の相対速度がＶｒ＿ｓｔａｒｔを超える場合は、主ブレーキが作動する第二の設定値となる車間距離Ｌ＿ｓｔａｒｔ２は例えば５０ｍ程度に設定される。
【００３９】
また、主ブレーキの作動を解除する相対速度及び車間距離は図のようにヒステリシスを持って設定され、ハンチングを防止するようになっている。
【００４０】
こうして前走車に接近する相対速度が高まるのにしたがって早くから主ブレーキが作動することにより、適度な制動力が得られ、運転者が違和感を感じないで済む。
【００４１】
図３のフローチャートは上記の制御ルーチンを示しており、車間保持コントロールユニット１において一定周期毎に実行される。
【００４２】
これについて説明すると、まずステップ１にて運転者による操作系３０からの指令によって車間保持コントロールユニット１を作動させて車両速度を一定に保ったまま走行を続けるオートクルーズ制御を行う。
【００４３】
続くステップ２にて、レーザレーダ２０を作動させる。レーザレーダ２０は前走車と自車との相対距離を検出する。
【００４４】
続くステップ３にて、前走車と自車との相対距離の経時による変化と、図示しない車両速度センサによって検出されている自車の速度から前走車の速度を算出し、自車との速度差を検出する。
【００４５】
続くステップ４にて、前走車のほうが自車よりも速度が遅く、前走車との速度差が設定値を超え、かつ前走車と自車と車間距離が第一の設定値以下になる前走車接近時かどうかを判定する。
【００４６】
ここで前走車接近時と判定された場合、ステップ５，６に進み、前走車との速度差及び車間距離から予め設定されたマップに基づき車速指令値を算出し、前述したように、エンジンブレーキ、排気ブレーキ１２、圧縮圧力開放型ブレーキ、リターダ７を順に作動させる。なお、このステップ４〜６における処理が、第一減速制御手段に相当する。
【００４７】
続くステップ７にて、前走車のほうが自車よりも速度が遅く、前走車との速度差が設定値を超え、かつ前走車との車間距離が第二の設定値以下になる前走車急接近時かどうかを判定する。
【００４８】
ここで前走車急接近時と判定された場合、ステップ８に進み、所定の減速度Ｇが得られるように主ブレーキを作動させる。
【００４９】
なお、この主ブレーキの作動によって得られる目標減速度Ｇは、前走車との速度差が高まるのにしたがって大きくなるように設定しても良い。その場合、前走車との接近度合いに応じてさらに適度な制動力が得られ、運転者が違和感を感じないで済む。
【００５０】
続くステップ９にて、前走車との速度差が設定値以内に収まるか、あるいは前走車との車間距離が第二の設定値より大きくなることを判定すると、ステップ１０に進んで、主ブレーキの作動を解除する。
【００５１】
なお、このステップ７〜１０における処理が、第二減速制御手段に相当する。
【００５２】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す車間保持自動制御装置のシステム図。
【図２】同じく車間保持自動制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】同じく制御内容を示すフローチャート。
【図４】同じく主ブレーキの作動領域を設定したマップ。
【図５】同じく補助ブレーキ等の作動領域作動領域を設定したマップ。
【符号の説明】
１車間保持コントロールユニット
３エンジン
４エンジンコントロールユニット
６トランスミッションコントロールユニット
７リターダ
８リターダコントロールユニット
１０主ブレーキコントロールユニット
１２排気ブレーキ
２０車間距離レーダ

Claims

前走車と自車との車間距離を検出する車間距離レーダを備え、この車間距離レーダからの検出信号を入力し、車間距離を自動的に制御する車間保持自動制御装置において、
車間距離が第一の設定値以下になる前走車接近時に補助ブレーキを作動させる第一減速制御手段と、
車間距離が第二の設定値以下になる前走車急接近時に主ブレーキを作動させる第二減速制御手段とを備えたことを特徴とする車間保持自動制御装置。
自車が前走車に接近する相対速度が高まるのにしたがって前記主ブレーキが作動する車間距離が増大する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の車間保持自動制御装置。