自動制動装置

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【発明の名称】	自動制動装置
【発明者】	【氏名】香川正勝【住所又は居所】東京都日野市日野台３丁目１番地１日野自動車株式会社内【氏名】奥山宏和【住所又は居所】東京都日野市日野台３丁目１番地１日野自動車株式会社内【氏名】小林祐司【住所又は居所】東京都日野市日野台３丁目１番地１日野自動車株式会社内
【要約】	【課題】車間距離レーダ装置などの制御により運転操作によらずに車両が制動状態になったときに、ブレーキ作用によりエンジン回転が停止することを回避する。併せて制動状態に制御されたときにエンジン・ブレーキを有効に作用させる。【解決手段】エンジン回転速度を監視して、制動制御によりエンジン回転速度が低下し、エンジン・ブレーキとしての作用がなくなるアイドリング速度に近くなったときに、自動的な制御によりクラッチを切断状態にする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】車両に設けられた車速センサおよびエンジン回転センサを含むセンサの出力にしたがって、設定された論理条件が成立すると運転操作がなくとも車両を自動的に制動状態に制御する手段を備えた自動制動装置において、前記制動状態に制御されているとき変速装置およびクラッチをエンジンの出力軸に接続した状態を維持させ、エンジンの回転速度がアイドリング速度に近い値になったときに運転操作がなくともクラッチを切断状態に制御する手段を備えたことを特徴とする自動制動装置。
【請求項２】前記制動状態に制御する手段には、アクセル・ペダルの操作にかかわらずエンジンに供給する燃料流量を小さくして車両をエンジン・ブレーキの状態に制御する手段を含む請求項１記載の自動制動装置。
【請求項３】前記アイドリング速度に近い値は、そのエンジンの標準的なアイドリング速度に対してそのマイナス５％からプラス２５％の範囲である請求項１記載の自動制動装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行中の車両に運転操作がなくとも車両を自動的に制動状態に制御する自動制動装置の改良に関する。本発明は、マニュアル変速装置を備えた車両のほか、半自動変速装置および全自動変速装置にも利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】車両に車間距離検出装置、あるいは障害物検出装置などが装備されると、これら検出装置の検出出力により運転席に警報出力を発生するとともに、運転者の操作によらずに自動的にブレーキが作動する自動制動装置が設けられる装置が検討されている。この装置は、たとえば車間距離レーダにより路上の同一車線を走行する先行車両との距離を観測する装置の検出出力により作動する。すなわち、そのときの車速に対応して観測される車間距離が所定限界を越えて小さくなっているときには、運転席に警報を発生して運転者に車両を減速させるように促すとともに、運転者が減速のための操作を行わない、あるいは操作による減速が不十分であるときには、運転操作がなくとも車両を自動的に制動状態とするものである。
【０００３】運転者が自らの運転操作により車両を制動状態にしたときには、ブレーキ操作によりエンジン回転が停止することがないように、クラッチ操作その他を併せて行うことができる。しかし運転者が意識してない状態で車両が自動的に制動状態に制御されたときには、運転者のクラッチ操作が遅れる、あるいはクラッチ操作が行われない場合が起こり得る。
【０００４】特開平6-272761号公報（出願人: 三菱自動車）には、セミオートマチック変速装置について、緊急ブレーキ操作が行われると、運転者がクラッチ操作を行わなくとも連動してクラッチを自動的に切断状態に制御し、エンジン回転が停止することを防止する技術が開示されている（上記公報の段落［００１２］その他）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本願発明者は、車間距離レーダおよび障害物検出装置の採用に伴い、その検出出力により作動する自動制動装置を検討した。その中で運転者の運転操作によらずに自動制動装置が作動したときに、これに伴う運転者のクラッチ操作が遅れると、エンジン回転が停止する場合も起こりえることを認識するに至った。エンジン回転が停止すると、比較的短い時間のうちに各種制御用の油圧が低下して、たとえばパワー・ステアリング装置が動作不良になるような事態も考えなければならない。
【０００６】車間距離レーダにより、その時点での走行速度に対して先行車両までの距離が接近した状態が観測されたときには、エンジンに供給する燃料流量を小さく制御して、いわゆるエンジン・ブレーキの状態で車両を減速させることが望ましい。かりにその他の自動制動手段を連動させるとしても、エンジン・ブレーキの状態として制動効果をさらに有効にすることが望ましい。これに対して上記公報に開示されているように、運転者のクラッチ操作が遅れることを考慮して自動的な制御にしたがって車両が制動状態になったときに、連動してクラッチを解放状態に制御したのでは、エンジン・ブレーキによる減速効果を期待することができなくなる。
【０００７】本発明はこのような背景に行われたものであって、運転者の操作によらずに自動的に制動装置が作動した状態でも、エンジン・ブレーキによる減速効果が有効に作用するとともに、運転者のクラッチ操作が遅れても、自動的な制動制御に伴いエンジン回転が停止することがない装置を提供することを目的とする。本発明は、運転操作の遅れによりエンジン回転が停止し、油圧を失うことがない自動制動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、自動的な制動制御により車両が制動状態に制御されたときに、クラッチおよび変速装置を車両の駆動軸に接続した状態としてエンジン・ブレーキが有効な状態に維持するとともに、エンジン回転速度がアイドリング速度に近い値になったときに、自動的にクラッチを切断状態に制御することを最大の特徴とする。
【０００９】この構成により、自動的に制動状態に制御された車両はエンジン・ブレーキが有効な範囲では、エンジン・ブレーキによる減速制御を行うことができる。すなわちエンジンは、出力軸に車両を走行駆動させるための負荷が結合されていない状態では、所定のアイドリング速度で回転するようにその燃料流量が調節制御されている。車両の走行中に自動的に制動制御を行い車速を小さくするときには、その減速の開始からエンジンがアイドリング速度になるまでは、エンジン出力軸と車軸との連結を維持して、エンジン・ブレーキの効果を期待することができる。エンジンの回転速度がアイドリング速度に近くなると、エンジン制御装置は自動的にそのアイドリング速度を維持するように燃料流量を制御する。したがって、エンジン回転速度がアイドリング速度を下回るとエンジン・ブレーキの効果は期待できなくなる。同時に、エンジン出力軸が車軸に連結されている状態では、車輪の制動制御によりエンジン回転を強制的に停止させることも起こりえる。したがってエンジンの回転速度を入力として、エンジン回転速度が所定のアイドリング速度に近い値になったときに、クラッチを切断するように制御することにより、エンジン・ブレーキの効果が得られるとともに、エンジンの回転を強制的に停止させることが回避できる。
【００１０】すなわち本発明は、車両に設けられた車速センサ（２５）およびエンジン回転センサ（８）を含むセンサの出力にしたがって、設定された論理条件が成立すると運転操作がなくとも車両を自動的に制動状態に制御する手段（１８）を備えた自動制動装置において、前記制動状態に制御されているとき変速装置（３）およびクラッチ（２）をエンジン（１）の出力軸に接続した状態を維持させ、エンジン（１）の回転速度がアイドリング速度に近い値になったときに運転操作がなくともクラッチ（２）を切断状態に制御する手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】上記括弧内の数字は後から説明する実施例図面の参照数字である。これは本発明を理解しやすいように付すものであって、本発明を実施例に限定して理解するためのものではない。以下の説明においても同様である。
【００１２】上記「設定された論理条件」を例示すると、車間距離レーダを備えた車両で、車速がｘｘｋｍ／ｈ以上のときこの車間距離レーダの検出出力から、同一車線を走行する先行車両との距離がｙｙメートル以下になったとき、とすることができる。ほかの例示をすると、障害物レーダを備えた車両で進路に障害物が検出されたとき、とすることができる。
【００１３】前記制動状態に制御する手段（１８）には、クラッチ・ペダル（１１）の操作にかかわらずエンジン（１）に供給する燃料流量を小さくして車両をエンジン・ブレーキの状態に制御する手段を含む構成とすることができる。
【００１４】前記アイドリング速度に近い値は、そのエンジンの標準的なアイドリング速度に対してそのマイナス５％からプラス２５％の範囲に選定することができる。
【００１５】本発明は、上記説明のように、マニュアル変速装置を備えた車両のほか、半自動変速装置および全自動変速装置にも利用することができる。マニュアル変速装置とは、クラッチ・ペダルにより操作されるクラッチと、手動の変速レバーにより変速比の異なる歯車の組み合わせを選択するように構成された装置である。自動変速装置とは、運転席にはクラッチ・ペダルがなく、クラッチの接断および歯車の組み合わせの選択は、エンジン回転速度および車速にしたがって、自動的に実行するように構成された装置である。これは、いわゆるオートマチック車の変速装置である。半自動変速装置とは、クラッチの接断および歯車の組み合わせの選択は、制御回路の演算制御により自動的に実行されるが、運転席にクラッチ・ペダルを設けた装置である。このクラッチ・ペダルの操作により、自動的な制御にしたがって接続状態にあるクラッチをオーバーライドして、機械的に切断状態、あるいは半クラッチの状態に制御することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】はじめに図１を参照して、本発明に係る装置について全体の構成を説明する。この例は上記説明の半自動変速装置に係るものである。エンジン１の回転出力は、クラッチ２を介して変速装置３に伝達され、さらにプロペラ軸４から図外の車軸に伝達される。エンジン１の燃料噴射ポンプ５は、プログラム制御回路により構成されたエンジンＥＣＵ６により制御される。この装置のクラッチ２は機械式クラッチであり、その接断動作はクラッチ・アクチュエータ２７により制御される。変速装置３はこの例では前進７段後退１段の機械式であり、シフト・アクチュエータ７によりＸ－Ｙ方向に制御される。このクラッチ・アクチュエータ２７およびシフト・アクチュエータ７は、エア・タンク２８から供給される空気圧により制御される。クラッチ・アクチュエータ２７に供給される空気圧は、クラッチ制御弁９により制御される。シフト・アクチュエータ７には内部にＸ方向（シフト）およびＹ方向（セレクト）の制御弁が内蔵され、これらの制御弁を介してシフト・シリンダおよびセレクト・シリンダにそれぞれ空気圧が供給される。クラッチ制御弁９およびシフト・アクチュエータ７に内蔵される制御弁は、プログラム制御回路により構成された変速装置ＥＣＵ１０により電気的に制御される。
【００１７】このクラッチ２は上記クラッチ・アクチュエータ２７により制御されるほかに、上記説明のように、クラッチ・ペダル１１により駆動される油圧ポンプ１２により、油圧系１３を介して直接機械的に制御できるように構成されている。すなわち、このクラッチ２は接続状態にあるときに、運転席のクラッチ・ペダル１１を踏むことにより、運転者が半クラッチ状態を含むクラッチの接断制御を行うことができる。このクラッチ・ペダル１１によるクラッチ制御を利用して、運転者は車両が停止状態から発進するときに、自動クラッチの制御に頼らずに自らのクラッチ操作による制御を行うことができる。クラッチ・ペダル１１によるクラッチ切断の動作は、変速装置ＥＣＵ１０によるクラッチ制御に優先する。一般にこのクラッチ・ペダル１１によるクラッチ操作は、発進時やカーブを加速または減速しながら通過するようなときに多く利用される。上で説明したように、この種の車両の運転者は一般に職業的な運転者であり、クラッチの接続状態を自らの左足で制御することをわずらわしいと感じることがない。むしろ発進時のローギヤにおける微妙なクラッチ制御を自ら所望のように行い、円滑な発進ができることからこの装置は運転者に好評である。そして、発進時に運転者の左足によりクラッチ制御を行うことにより燃料消費量を節約し、排気ガスの量を低減することができる。
【００１８】クラッチ・ペダル１１の操作に連動して、クラッチ・ペダル１１が解放状態にあることを検出するクラッチ・スイッチ１４、およびクラッチ・ペダル１１が踏み込まれたことを検出するクラッチ・スイッチ１５が設けられ、これらの検出出力は変速装置ＥＣＵ１０に取り込まれる。アクセル・ペダル１６にはアクセル位置センサ１７が設けられ、その出力はエンジンＥＣＵ６に取り込まれる。エンジンＥＣＵにはエンジン回転センサ８の出力が取り込まれる。
【００１９】運転席に設けられた変速レバー２３の状態は変速装置ＥＣＵ１０に取り込まれる。この変速レバー２３は、図示するように、Ｎレンジ（ニュートラル位置）、Ｄレンジ（ドライブ位置）、Ｈレンジ（ホールド位置）およびＲレンジ（後退位置）の三つの位置に設定することができる。この変速レバー２３は、発進時にＤレンジに設定すると、発進後のギヤ選択設定はすべて変速装置ＥＣＵ１０の制御により自動的に実行される。たとえば、変速レバー２３をＤレンジにシフトして車両を発進させると、その加速状態にしたがって、変速ギヤが自動的にシフトアップされてゆく。変速ギヤが転換されるつど、クラッチ２は変速装置ＥＣＵ１０の制御により切断および接続が繰り返されるるとともに、それに同期してエンジン１に供給される燃料流量が加減される。
【００２０】さらに、この変速レバー２３がＨレンジにあるときに、レバーを上または下に操作することにより、自動的なギヤ選択に対して、運転者が例外的なシフトアップまたはシフトダウンを指示することができる。この操作は、シフトアップあるいはシフトダウンに２回振ることにより、それぞれ２段シフトアップあるいはシフトダウンをすることができる。このときにも、クラッチ２は自動的に切断され、ギヤシフトが実行されて、クラッチ２が自動的に接続されるように制御されるし、燃料流量も自動的に加減される。
【００２１】車速情報はプロペラ軸４の回転を検出する車速センサ２５から変速装置ＥＣＵ１０に取り込まれる。変速装置３の状態を検出するために、変速装置３にはカウンタシャフト回転センサ２６が設けられ、この出力情報は変速装置ＥＣＵ１０に取り込まれる。
【００２２】変速装置ＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ６と通信バス２４により接続されている。そして変速装置ＥＣＵ１０は同じく通信バス２４を介して、自動制動制御ＥＣＵ１８に接続されている。この自動制動制御ＥＣＵ１８は本発明に直接関わる構成要素であり、車両に設けられた車速センサ２５およびエンジン回転センサ８を含むセンサの出力を取り込み、このセンサ出力にしたがって、自動的な制動制御を実行する。この実施例では、自動制動制御ＥＣＵ１８に対するセンサ入力として、上記のほか車間距離レーダ（図外）からの先行車両との距離情報が入力する。自動制動制御ＥＣＵ１８は、入力する車速情報およびこの距離情報にしたがって、設定された論理により自動的な車両の制動制御を実行する。その制御出力は、リターダ制御系１９、空気ブレーキ制御系２０、および排気ブレーキ制御系２１に制御出力として送出される。この制御出力に応答した各ブレーキ制御系１９、２０、および２１からの状態情報は変速装置ＥＣＵ１０で利用される。
【００２３】本発明は、この自動制動制御ＥＣＵ１８、エンジンＥＣＵ６および変速装置ＥＣＵ１０の制御動作にその特徴がある。すなわち、運転操作がなくとも車両を自動的に制動状態に制御している状態にあるとき、車輪が制動状態にある期間にわたり変速装置３およびクラッチ２をエンジン１の出力軸に接続した状態を維持させる。このときクラッチ・ペダル１１の操作量にかかわらず、エンジンＥＣＵ６は、エンジン１に供給する燃料流量を小さくして、車両をエンジン・ブレーキの状態に制御する。エンジン１の回転速度がアイドリング速度に近い値になったときにはじめて、運転操作がなくともクラッチ２を切断状態に制御する。この制御により、車輪の制動とともにいわゆるエンジン・ブレーキの状態を維持して車両を有効に減速させることができるとともに、車速が小さくなり、エンジン回転速度がアイドリング速度に維持されても、これが車両を加速させるような状態になったときに、エンジン回転と車軸の回転とが切り離されることになる。
【００２４】図２は本発明実施例装置におけるクラッチ制御を行うための制御フローチャートである。この制御論理のポイントは、エンジン回転速度を監視して、エンジン回転速度がアイドリング速度以上であるときには、クラッチを接続させた状態のまま制動制御を実行するところにある。エンジン回転速度がアイドリング速度を下回る状態になったときに、はじめてクラッチを切断状態に制御する。この動作により、自動制動制御が実行されている期間にわたりエンジン・ブレーキが作用した状態になるとともに、エンジン回転速度が低下して、エンジン・ブレーキが作用しなくなる時点でクラッチが切断され、ブレーキ作用によりエンジン回転が停止することをまぬがれることができる。
【００２５】上記実施例は半自動変速装置を装備した車両について説明したが、そのほかの構造の車両についても同様に本発明を実施することができる。運転者のクラッチ・ペダルの踏み込み力を直接に利用するクラッチ装置を備えた車両に本発明を実施する場合には、クラッチを開閉するための補助動力を設けることが必要である。車両または既存のクラッチの構造によっては、クラッチ・ペダルにより開閉されるクラッチに対して機械的に直列に、クラッチ・ペダル以外の別の動力により開閉されるもう一つのクラッチを設けることにより本発明を実施することができる。クラッチ・ペダルにより開閉されるクラッチ、あるいは機械的な動力により開閉されるクラッチが備えられていない車両についても、動力伝達系に直列に、電気信号により開閉制御できるクラッチを別に設けることにより本発明を実施することができる。
【００２６】本発明を実施するために専用のクラッチを増設する場合にも、本発明の目的のためにクラッチを開閉する動作は、クラッチを経由して伝達される動力が、エンジンから車輪に対する向きであるときにも、車両からエンジンに対する向きであるときにも、クラッチを切断するタイミングではエンジン回転速度がほとんどアイドリング速度であり、そのクラッチを介して伝達される動力がきわめて小さくなっているので、簡単なクラッチを増設することにより本発明を実施することができる。この場合にも、クラッチを切断状態から接続に転換するタイミングは、変速装置がニュートラルの状態にあるときを利用することができるから、クラッチを接続するときの伝達動力は実質的に零にすることができる。
【００２７】クラッチの制御機構については、上記実施例は空気圧を利用するものについて説明したが、油圧によるもの、電動機によるもの、ソレノイド・アクチュエータによるもの、その他の機械動力を利用するものについて同様に実施することができる。クラッチの構造についても、乾式、湿式、ドグ式、ワンウエイ、その他のクラッチ機構を備えたものについて同様に実施することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明により、運転者の操作によらずに自動的に制動装置が作動した状態でも、エンジン・ブレーキによる減速効果が有効に作用するとともに、運転者のクラッチ操作が遅れても、自動的な制動制御に伴いエンジン回転が停止することがない装置を提供することができる。本発明の装置では、運転操作の遅れによりエンジン回転が停止し、油圧を失うなど不都合が発生することがない。
【００２９】

【出願人】	【識別番号】０００００５４６３【氏名又は名称】日野自動車株式会社【住所又は居所】東京都日野市日野台３丁目１番地１
【出願日】	平成１４年３月１２日（２００２．３．１２）
【代理人】	【識別番号】１０００７８２３７【弁理士】【氏名又は名称】井出直孝（外１名）
【公開番号】	特開２００３－２６７０９０（Ｐ２００３－２６７０９０Ａ）
【公開日】	平成１５年９月２５日（２００３．９．２５）
【出願番号】	特願２００２－６７２２１（Ｐ２００２－６７２２１）