| 【発明の名称】 |
車両制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】磯邉 修
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| 【要約】 |
【課題】車両に搭載される各種制御装置において、高速道路の走行中と一般道路の走行中との違いに対し、これらに適合する制御特性を得られるようにする。たとえば、高速道路に較べて走行状況の変化が大きい一般道路において、車速制限機能の使い勝手の悪さを回避できるようにする。
【解決手段】車速を所定の制限値以下に抑えるよう、エンジン回転の最高速度を制御する手段を備える車両においては、高速道路を車両が走行中か否かを識別するための手段と、その結果に基づいて車両が高速道路を走行中のときは制限指令値を、それ以外のときは制限解除値を選定する手段を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】車両が高速道路を走行中か否かを識別するための手段と、その検知結果に応じて制御特性を変更する手段と、を備えたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】高速道路のＥＴＣ情報に基づいて車両が高速道路を走行中か否かを識別する手段と、その結果に応じて制御特性を変更する手段と、を備えたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】車速を所定の制限値以下に抑えるよう、エンジン回転の最高速度を制御する手段を備える車両において、高速道路を車両が走行中か否かを識別するための手段と、その結果に応じて制限値を変更する手段と、を設けたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】制限値の変更手段として、車両が高速道路を走行中のときは制限指令値、それ以外のときは制限解除値、を選定する手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】エンジンの負仕事を増大させる補助ブレーキを備える車両において、高速道路を車両が走行中か否かを識別するための手段と、その結果を含む所定条件が成立すると補助ブレーキ力を高めるように車両のシフトダウンを自動的に実行するように制御する手段と、を設けたことを特徴とする車両制御装置。
【請求項６】シフトダウンの自動制御手段として、車両が高速道路を走行中のときにのみ、他の所定条件が成立すると、シフトダウンを自動的に実行するように制御する手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車速制限や自動シフトダウンなどの車両制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高速道路の発達などに伴う車両の高速化に対応するため、トラックなど商用車においても、エンジンの高出力化およびトランスミッションの多段化が促進されている。その一方で運行経費の削減も要求され、燃費の改善を図る上から、車速を制限値以下に抑えるよう、エンジン回転の最高速度を制御することが考えられる。このように車速を制限する装置においては、アクセルを全開位置に踏み込んでも、制限値以下の車速にエンジン回転の最高速度が抑えられるので、追い越しや登坂時など使い勝手が良くない。そのため、運転者の操作により、または車両の登坂走行を判定すると、車速制限を解除または制限値を高めに変更するようにしたものが提案されている（特願平９−６１１１２号）。
【０００３】また、トラックなど商用車においては、積荷時の制動力を確保するため、通常のブレーキのほか、エンジンの負仕事を増大させる補助ブレーキ（エキゾーストブレーキ，デコンプレッションブレーキなど）がよく採用されている。このような補助ブレーキは、エンジン回転速度に比例する制動性能を有するため、車両の高速走行時などにおいて、トランスミッションが高速段でエンジン回転速度が低い場合、制動力が十分に得られないので、ある条件下で自動的にトランスミッションのギヤ比を低速側へ切り替えること（自動シフトダウン機能）により、補助ブレーキの制動力を高めるようにしたものが提案されている（特願平９−５１６０５号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】トラックなど商用車の場合、運行管理者によって車速制限値は比較的に低い車速（たとえば、７０〜８０ｋｍ／ｈ）に設定される。このため、高速道路に較べると、路面勾配の変化も多く、車両の加減速が要求される頻度の高い一般道路においては、既述のような使い勝手の悪化を生じやすい。
【０００５】自動シフトダウン機能についても、トルクコンバータでなく、機械的なクラッチを用いる自動変速装置の場合、変速中は一定時間（クラッチの断期間など）、エンジンの補助ブレーキが働かないため、高速道路に較べると、車両の流れなど（道路状況）の変化の激しい一般道路においては、自動シフトダウンが不用意に働きやすくなる。自動シフトダウン機能は、その起動条件に車速を加えることにより、車速が所定値（７０ｋｍ／ｈ）未満のときは、他の起動条件が成立しても、自動シフトダウンが働かないようになっているが、起動条件の車速が高速道路に限らず常用される車速値のため、道路状況の変化の激しい一般道路においては、自動シフトダウンに伴う空走時間（クラッチの断期間など）により、かえって使い勝手（車両の制動性能）の悪化を生じやすい。このような車速制限や自動シフトダウンなどの車両制御装置においては、車両が高速道路を走行中か、それとも一般道路を走行中か、の識別が行えれば、これら使い勝手の悪さが改善可能と考えられる。
【０００６】この発明は、このような着想に基づいてなされたものであり、高速道路と一般道路との違いに車速制限や自動シフトダウンなど制御を対応させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明では、車両制御装置において、車両が高速道路を走行中か否かを識別するための手段と、その結果に応じて制御特性を変更する手段と、を備える。
【０００８】第２の発明では、車両制御装置において、高速道路のＥＴＣ情報に基づいて車両が高速道路を走行中か否かを識別する手段と、その結果に応じて制御特性を変更する手段と、を備える。
【０００９】第３の発明では、車速を所定の制限値以下に抑えるよう、エンジン回転の最高速度を制御する手段を備える車両において、高速道路を車両が走行中か否かを識別するための手段と、その結果に応じて制限値を変更する手段と、を設ける。
【００１０】第４の発明では、第３の発明における制限値の変更手段として、車両が高速道路を走行中のときは制限指令値、それ以外のときは制限解除値、を選定する手段を設ける。
【００１１】第５の発明では、エンジンの負仕事を増大させる補助ブレーキを備える車両において、高速道路を車両が走行中か否かを識別するための手段と、その結果を含む所定条件が成立すると補助ブレーキ力を高めるように車両のシフトダウンを自動的に実行するように制御する手段と、を設ける。
【００１２】第６の発明では、第５の発明におけるシフトダウンの自動制御手段として、車両が高速道路を走行中のときにのみ、他の所定条件が成立すると、シフトダウンを自動的に実行するように制御する手段を設ける。
【００１３】
【発明の効果】第１の発明では、車両が高速道路を走行中においても、また一般道路の走行中においても、これらに適合する制御特性が確保され、車両制御装置の使い勝手も向上する。
【００１４】第２の発明では、車両の走行において、高速道路と一般道路との違いに適合する制御特性が確保され、車両制御装置の使い勝手も向上する。高速道路の出入口で得られるＥＴＣ（電子料金収受システム）情報に基づいて、車両が高速道路を走行中か否かを適確に識別できる。
【００１５】第３の発明では、車両の走行において、高速道路と一般道路との違いに適合する制限値に基づいて、エンジン回転の最高速度が制御されるため、車速制限に係る使い勝手の悪さを改善できる。
【００１６】第４の発明では、走行状況の変化が大きい一般道路において、制限解除値が選定されるため、車速制限が不用意に働くことがなく、良好な加速性能を確保できる。
【００１７】第５の発明では、自動シフトダウンの起動条件に車両が高速道路を走行中か否かを加味することにより、車両の走行において、高速道路と一般道路との違いに適合する自動シフトダウン制御が得られる。
【００１８】第６の発明では、自動シフトダウンは車両が高速道路を走行中のときに起動可能であり、それ以外では起動しないので、走行状況の変化が大きい一般道路においては、変速時間に原因する使い勝手の悪さを解消できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１において、１はディーゼルエンジン、２は摩擦クラッチ、３は同期噛合式トランスミッションであり、トランスミッションの出力軸はプロペラシャフト（図示せず）を介してリヤアクスルに連結される。エンジン燃料噴射ポンプに燃料噴射量を制御する電子ガバナ装置１Ａが、クラッチ２にその断続操作を行うクラッチブースタ２Ａが、トランスミッション３にそのギヤシフト操作を行うギヤシフトユニット３Ａがそれぞれ設けられる。２７はクラッチブースタ２Ａの給排気バルブである。
【００２０】車両の変速制御に必要な検出手段として、エンジン回転速度を検出するエンジン回転センサ２９と、アクセルペダル７の踏み量（アクセル開度の要求量）を検出するアクセル開度センサ２８と、クラッチ２のストローク位置を検出するクラッチストロークセンサ２２と、トランスミッション３のシフト位置を検出するギヤポジションセンサ（ギヤシフトユニット３Ａに内蔵される）と、トランスミッション３の出力軸から回転速度を検出する車速センサ２１と、トランスミッション３のメインシャフト上を遊転するメインギヤの回転速度を検出するギヤ回転センサ２３と、が備えられる。
【００２１】クラッチ２の手動制御と自動制御を切り替えるため、クラッチペダルの初期位置と作動位置を検出するクラッチスイッチ２４，２５が設けられる。トランスミッション３の変速指示手段として運転室にシフトレバーユニット４が備えられ、シフトレバー４Ａのシフト位置信号（変速指示信号）を出力する。シフトレバー４Ａのノブには、車両の変速操作が運転者の変速指示に応じて行われるマニュアル変速モードと運転状態に応じて自動的に行われるオート変速モードを選択するためのスイッチ５（自動変速スイッチ）が配置される。また、運転室にはトランスミッション３の現在段などを表示するディスプレイユニット１３と、ブレーキペダル（図示せず）の踏込みを検出するブレーキスイッチ２６が設けられ、ディスプレイユニット１３に後述の車速制限やその制限解除を表示するランプ４２が付加される。１３Ａは警報ブザーである。
【００２２】車両の変速操作や車速制限を制御するのがトランスミッション（Ｔ／Ｍ）コントロールユニット１１とエンジンコントロールユニット１２であり、これらの間はシリアル通信で結ばれる。車両の変速操作について、自動変速スイッチ５がマニュアル変速モードのときは、シフトレバーユニット４の変速指示信号を受けると、ギヤポジションセンサの検出信号（トランスミッション３の現在段）が変速指示段（目標段）と一致しないときに変速指示段への変速要求（変速制御の起動信号）を発生する。自動変速スイッチ５がオート変速モードのときは、アクセル開度センサ２８の検出信号およびエンジン回転センサ２９の検出信号から目標段を求め、この目標段とトランスミッション３の現在段が一致しないときに目標段への変速要求を発生する。
【００２３】トランスミッションコントロールユニット１１およびエンジンコントロールユニット１２は、これらの変速要求により起動され、そのときの目標段への変速操作を円滑に遂行すべく、電子ガバナ装置１Ａとクラッチブースタ２Ａとギヤシフトユニット３Ａを制御する。すなわち、変速起動時にエンジン１のアクセル開度を無負荷状態に戻しながらクラッチ２を所定のタイミングで切断する。クラッチ断後にエンジン回転速度を目標値に制御すると共に、トランスミッション３のギヤシフト（ギヤ抜きおよびギヤ入れ）を行う。そして、クラッチ前後の回転速度差が一定以下になるとクラッチ２を接続し、アクセル操作量に基づくエンジン制御へ復帰するのである。
【００２４】図２は車速制限に係る制御系のブロック構成図であり、トランスミッションコントロールユニット１１において、トランスミッション３の各段毎に車速制限値Ｖｂを格納する記憶手段４３が備えられる。また、これら記憶値を任意に書き換えるための車速制限値Ｖｂの入力手段４１が運転室に設けられる。車速センサ２１の検出信号とギヤポジションセンサ４４の検出信号とアクセル開度センサ２８の検出信号に基づいて、トランスミッション３の現在段に対応する車速制限値Ｖｂを記憶手段４３から読み取り、通常は車速がその制限値Ｖｂを越えないよう、必要に応じてエンジンの燃料噴射量を絞る制御をエンジンコントロールユニット１２へ指令する。
【００２５】車両の走行において、高速道路と一般道路との違い（高速道路は走行状況の変化が小さく、これに対して一般道路は走行状況の変化が大きい）から、この例では一般道路を走行中のときは、そのときの車速制限値Ｖｂを制限解除値Ｖａに変換することにより、通常のエンジン制御をエンジンコントロールユニット１２へ指令する。車両が高速道路を走行中か否かを識別するための手段として、高速道路のＥＴＣ（電子料金収受システム）の入口情報および出口情報を受信する手段５１が設けられ、トランスミッションコントロールユニット１１において、高速道路の出口情報を受信すると入口情報を受信するまでの間、制限解除値Ｖａに基づく通常のエンジン制御を指令するのである。
【００２６】トランスミッションコントロールユニット１１から車速制限指令を受けると、エンジンコントロールユニット１２は、エンジン回転センサ２９の検出信号に基づいて、車速制限値Ｖｂに相当するエンジン回転速度を越えないよう、エンジン１の燃料噴射量を絞る制御を行う。また、制限解除指令を受けると、制限解除値Ｖａに基づく通常のエンジン制御に切り替わり、アクセル開度センサ２８の検出信号に応じたエンジン回転速度（アクセルの踏み込むと、車速制限値Ｖａを越えるエンジン回転速度）が得られるよう、エンジン１の燃料噴射量を制御する。４５はエンジン回転制御手段であり、エンジンコントロールユニット１２の出力に基づいて、エンジン１の電子ガバナ装置１Ａを制御する。
【００２７】図３はトランスミッションコントロールユニット１１の制御内容（車速制限に係る処理）を説明するフローチャートであり、所定の制御周期で繰り返し実行される。ステップ１およびステップ２において、ギヤポジションセンサ４４の検出信号を読み込むと共にその検出信号（トランスミッション３の現在段）に対応する車速制限値Ｖｂを記憶手段４３から読み取る。ステップ３においては、そのときの車速制限値Ｖｂの設定が有効かどうかを判定する。
【００２８】この判定がｙｅｓの場合、ステップ４において、ＥＴＣ情報を読み込むと共に、ステップ５において、この情報に基づいて車両が高速道路を走行中か否かを判定する。すなわち、ステップ５においては、ＥＴＣの入口情報が入ると、車両が高速道路の走行へ移行すると判定し、ＥＴＣの出口情報が入ると、高速道路から一般道路への移行を判定するようになる。
【００２９】ステップ５の判定がｙｅｓのときは、ステップ６へ進み、車速を制限値Ｖｂ以下に抑える指令を出力する一方、ステップ５の判定がｎｏのときは、ステップ７へ移り、車速制限を解除する指令を出力する。ステップ３の判定がｎｏの場合、車速制限値Ｖｂの設定が有効でなく、車速制限を適正に行えないので、ステップ７へ飛び、車速制限を解除する指令を出力する。
【００３０】このような構成により、車両の走行において、高速道路と一般道路との違いに適合するよう、エンジン回転の最高速度が制御されるため、車速制限に係る使い勝手の悪さを改善できる。具体的には、走行状況の変化が大きい一般道路においては、制限解除値Ｖａが選定され、車速制限が不用意に働くことがなく、前方の道路状況などに対処する良好な加速性能を確保できるのである。また、高速道路の出入口で得られるＥＴＣ情報に基づいて、車両が高速道路を走行中か否かを適確に識別できる。
【００３１】図４は別の実施形態を表すものであり、車両の制動装置として通常のブレーキのほか、図示しない補助ブレーキ（エキゾーストブレーキやデコンプレッションブレーキ）が備えられる。補助ブレーキは、作動スイッチ３２がオンのときにアクセルが無負荷状態に解放されると、アクセルが再び踏まれるまでの間、エンジンの負仕事を増大させる（エンジン回転速度に比例する制動力をエンジンブレーキ力に加える）ように作動する。また、運転室に後述する自動シフトダウン機能を選択するためのシフトダウン連動スイッチ３１が設けられる。
【００３２】トランスミッションコントロールユニット１１には、所定条件が成立すると、補助ブレーキの制動力を高めるよう、トランスミッション３のギヤ比を低速側へ切り替える、自動シフトダウン機能が付加される。図５は自動シフトダウン機能に係る制御系のブロック構成図であり、トランスミッションコントロールユニット１１には、補助ブレーキの制動力を高める上から、トランスミッションの各段の制動特性に基づいて、車速に応じた最適段を格納するシフトダウンマップ（ａ）が備えられる。
【００３３】トランスミッションコントロールユニット１１は、所定条件の成立を判定すると、その間は自動シフトダウンの制御を行う。すなわち、車速に応じた最適段をシフトダウンマップ（ａ）から求め、この最適段とトランスミッション３の現在段が一致しないときにシフトダウン要求を発生する。そして、トランスミッションコントロールユニットの変速制御手段３４は、シフトダウン要求を受けると、最適段への変速操作を遂行するべく、既述のように電子ガバナ装置１Ａ，クラッチブースタ２Ａ，ギヤシフトユニット３Ａを制御するのである。
【００３４】変速操作中は、エンジン１の動力伝達経路が一定時間に亘って遮断され、エンジン１の補助ブレーキも効かなくなるので、走行状況の変化が大きい一般道路においては、自動シフトダウンが不用意に働くと、かえって使い勝手（車両の制動性能）が悪化する可能性が高い。そのため、所定条件（自動シフトダウン制御の起動条件）のひとつに車両が高速道路の走行中という条件が設定される。また、車両が高速道路を走行中か否かを識別するための手段として、高速道路のＥＴＣ（電子料金システム）の入口情報および出口情報を受信する手段５１が設けられ、トランスミッションコントロールユニット１１において、高速道路の入口情報を受信すると出口情報を受信するまでの間（高速道路の走行中）でのみ、他の所定条件が成立すると、自動シフトダウンを制御する（つまり、一般道路の走行中においては、自動シフトダウンを許容しない）ようになっている。
【００３５】図６はトランスミッションコントロールユニット１１の制御内容（自動シフトダウンに係る処理）を説明するフローチャートであり、所定の制御周期で繰り返し実行される。ステップ１においては車速センサ２１の検出信号に基づいて車速が所定値（たとえば、７０ｋｍ／ｈ）以上か、ステップ２においてはアクセル開度センサ２８の検出信号に基づいてアクセルが無負荷状態に解放（踏んでいない）か、ステップ３においては補助ブレーキの作動スイッチ３２がオンか、ステップ４においてはシフトダウン連動スイッチ３１がオンか、ステップ５においては車両が高速道路を走行中か、を順に判定し、これらがｙｅｓのときは、ステップ６へ進む。
【００３６】ステップ５においては、受信手段５１からＥＴＣ情報を読み込むと共に、この情報に基づいて車両が高速道路を走行中か否かを判定する。すなわち、ＥＴＣの入口情報が入ると、車両が高速道路の走行へ移行すると判定し、ＥＴＣの出口情報が入ると、高速道路から一般道路への移行を判定するようになる。
【００３７】そして、ステップ６においては、車速センサ２１の検出信号に基づいて、シフトダウンマップ（ａ）からそのときの車速に応じた最適段ＧＰＯを読み取る。ステップ７においては、最適段ＧＰＯについて、変速後のエンジン回転速度はオーバラン許容回転内か、ステップ８においては、最適段ＧＰＯがトランスミッションの現在段（ギヤポジションセンサ３３の検出信号）と一致するか、を順に判定し、ステップ７の判定がｙｅｓかつステップ８の判定がｎｏのときは、ステップ９へ進み、ブザー１３Ａを所定時間だけ作動し、自動シフトダウンが行われることを警報する。その後、ステップ１０おいて、最適段ＧＰＯへの変速操作を遂行するべく、電子ガバナ装置１Ａ，クラッチブースタ２Ａ，ギヤシフトユニット３Ａを制御する。ステップ１〜ステップ５およびステップ７の判定がｎｏ、またステップ８の判定がｙｅｓ、のときはＥＮＤへ飛ぶ。
【００３８】このような構成により、自動シフトダウンは車両が高速道路を走行中のときに起動可能であり、それ以外では起動しないので、走行状況の変化が大きい一般道路においては、変速時間に原因する使い勝手の悪さを解消できる。また、高速道路の出入口で得られるＥＴＣ情報に基づいて、車両が高速道路を走行中か否かを適確に識別できるのである。なお、図４，図５において、図１，図２と同じ部品については、同じ符号を付ける。
【００３９】図１〜図３に説明する車速制限機能、図４〜図６に説明する自動シフトダウン機能、以外の車両に搭載される各種制御装置においても、高速道路のＥＴＣ情報に基づいて車両が高速道路を走行中か否かを識別する手段と、その結果に応じて制御特性を変更する手段と、を備えることにより、車両の走行中において、高速道路と一般道路との違いに対し、これらに適合する制御特性が確保できるという効果が得られる。また、車両が高速道路を走行中か否かを識別するための手段としては、ＥＴＣ情報の受信に限らず、車載通信機器のナビゲーション情報、画像処理による制限車速標識の認識結果、などに基づいて判定するようにしてもよい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９０８
【氏名又は名称】日産ディーゼル工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２２日（１９９９．１２．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５５１３
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 政喜 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７３７７２（Ｐ２００１−１７３７７２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２６日（２００１．６．２６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６４９００ |
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