JP2000043695A - 連結車両の制動制御装置 - Google Patents
連結車両の制動制御装置Info
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Abstract
ラからの過大な突き上げや引っ張りを抑制して、車両挙
動制御を有効に働かせることができる制動制御装置を提
供する。 【解決手段】 トラクタのヨーモーメント制御を行うた
めヨーレイト偏差γeを演算する(ステップS10)。
ヨーレイト偏差γeと閾値γ1,γ2との比較により、ス
テップS14での制御開始判定に並行してステップS1
2でも判定を行う。閾値γ1は閾値γ2より小さい値に設
定されているので、ステップS12の判定が成立すると
ヨーモーメント制御の開始に先立ちトレーラを先に制動
する(ステップS20)。この先行制動力によりトラク
タはトレーラから引き戻し力を受けるので、トレーラに
よる突き上げが抑制される。また、ヨーモーメント制御
中、トレーラ目標圧はトラクタ目標圧より小さく設定さ
れるので、トラクタのヨーモーメント制御に対してトレ
ーラの制動力が大きく影響を与えることはない。
Description
挙動を安定化させるための挙動制御技術に適した連結車
両の制動制御装置に関する。
ば、車両の旋回性を高めるためのヨーモーメント制御技
術、また、車両を安全に旋回させるための自動減速制御
技術等が知られている。具体的には、前者のヨーモーメ
ント制御技術にあっては、旋回時に左右の制御対象輪の
間に制動力差を付与し、これにより、車両に必要な回頭
又は復元ヨーモーメントを付加して過大なアンダステア
又はオーバステアを抑制している。一方、後者の自動減
速制御技術は、旋回時に車速や横加速度が所定の許容値
を超えないように自動的に制動力を発生させ、これによ
り車両のドリフトアウトやスピン、ロールオーバ等を防
止する。
牽引する形態の連結車両の場合、トラクタの重心位置と
カプラ位置との関係から、走行中にトレーラがトラクタ
に及ぼす後押し力や引き戻し力(いわゆる突き上げや引
っ張り)等の外力が、トラクタの挙動を不安定化させる
場合がある。このようなトレーラからの外力は、ヨーモ
ーメント制御に基づくトラクタの回頭又は復元モーメン
トに対する外乱として入力されるため、制御の安定性が
大きく損なわれる。一方、自動減速制御の場合、制動中
にトレーラからの外力が作用することで車両の挙動が不
安定化してしまい、制御の実効が充分に図れない。
もので、その目的とするところは、トレーラからトラク
タに作用する外力の影響を取り除き、車両挙動制御を有
効に働かせることができる連結車両の制動制御装置を提
供することにある。
より達成され、請求項1の連結車両の制動制御装置は、
車両の走行状態を検出して信号出力する走行状態検出手
段と、運転者の制動操作とは独立して作動する独立制動
手段と、この独立制動手段を作動制御する制御手段とを
備えている。独立制動手段は、トラクタ車輪及びトレー
ラ車輪それぞれに制動力を発生させることができ、ま
た、これら車輪の制動力をそれぞれ調整可能である。制
御手段は、車両の旋回時、走行状態検出手段から得た検
出信号の情報を評価して、その結果に基づき必要な制動
力をトラクタ車輪に発生させることでトラクタのヨー運
動制御を行う。そして、請求項1の制動制御装置におけ
る制御手段は、このようなヨー運動制御の開始に先立
ち、トレーラ車輪に先行制動力を発生させ、ヨー運動制
御を開始した後は、この先行制動力をヨー運動制御に伴
うトラクタ車輪の制動力よりも小さく作用させるべく独
立制動手段を作動制御するものとしている。
ば、走行状態情報を評価した結果、トラクタのヨー運動
を積極的に制御する必要があると認められるとき、その
ヨー運動制御を開始する前にトレーラ車輪に先行制動力
を発生させる。これにより、トラクタはトレーラから引
き戻し力を受けるので、ヨー運動制御の開始初期のトレ
ーラによるトラクタへの突き上げが未然に防止される。
また、ヨー運動制御の実行中、トレーラ車輪に生じる先
行制動力はトラクタ車輪の制動力に比べて小さく作用す
るので、この間、トラクタのヨー運動制御に影響を与え
る過大なトレーラからの後押し力の発生が抑制される。
両の走行状態を検出して出力する走行状態検出手段と、
運転者の制動操作とは独立に作動する独立制動手段と、
その作動を制御する制御手段とを備えている。独立制動
手段は、作動によりトラクタ車輪及びトレーラ車輪に制
動力を発生させることができ、また、これら車輪の制動
力をそれぞれ調整することができる。そして、制御手段
は、走行状態検出手段から得られる検出信号の情報を評
価して、その評価結果に基づき旋回時の車速及び車両横
加速度の少なくとも一方を所定の許容値以下に制限する
べく独立制動手段を作動させ、トラクタ車輪及びトレー
ラ車輪に自動的に制動力を発生させて車両の自動減速を
行う。そして、請求項2の制動制御装置における制御手
段は、このような自動減速の開始時、トラクタ車輪に先
行してトレーラ車輪に制動力を発生させ、自動減速の実
行中はトラクタ車輪よりもトレーラ車輪に大きい制動力
を発生させるべく独立制動手段の作動を制御するものと
している。
ば、走行状態情報を評価した結果、車両の自動減速を行
う必要があると認められるとき、制御開始時にトラクタ
車輪より先にトレーラ車輪に制動力を発生させる。この
ときトラクタはトレーラから引き戻し力を受けるので、
自動減速の開始初期、トレーラによるトラクタへの突き
上げが防止されて車両の挙動が安定化する。また、自動
減速の実行中は終始、トレーラ車輪の制動力がトラクタ
車輪の制動力より大きく作用するので、この間、トラク
タがトレーラから後押し力を受けることはない。
ラクタ1はエアタンク2,4,6を作動圧力源とするエ
アブレーキ系を装備しており、このブレーキ系はフロン
ト及びリヤのサービスブレーキ経路8,10、トレーラ
用のサービスブレーキ経路12及び独立ブレーキ経路1
4,16,18を含んでいる。
経路8は、ブレーキバルブ20を通じてエアタンク2の
エア圧を取り出し、そのエア圧をダブルチェックバルブ
22を介してフロントブレーキ経路24に供給する。ま
た、リヤサービスブレーキ経路10は、リレーバルブ2
6を通じてエアタンク4のエア圧を取り出し、そのエア
圧をダブルチェックバルブ28を介してリヤブレーキ経
路30に供給する。なお、リレーバルブ26には、ブレ
ーキバルブ20からパイロット圧経路32を通じて信号
圧が入力される。
2は、デュアルリレーバルブ34を通じてエアタンク6
のエア圧を取り出し、そのエア圧をダブルチェックバル
ブ36を介してブレーキホース38に供給する。ブレー
キホース38は、図示しないトレーラのブレーキカップ
リングに接続される。なお、リレーバルブ34にはブレ
ーキバルブ20からパイロット圧経路40,42を通じ
て信号圧が入力される。
気弁44を通じてエアタンク2のエア圧を取り出し、そ
のエア圧をそれぞれダブルチェックバルブ22を介して
フロントブレーキ経路24に供給する。また、独立ブレ
ーキ経路16は、何れも給気弁46を通じてエアタンク
4のエア圧を取り出し、そのエア圧をそれぞれダブルチ
ェックバルブ28を介してリヤブレーキ経路30に供給
する。
8を通じてエアタンク6のエア圧を取り出し、そのエア
圧を、ダブルチェックバルブ36を介してブレーキホー
ス38に供給する。なお、上述の給気弁44,46,4
8は何れもソレノイド開閉弁からなっている。
ヤブレーキ経路30は、それぞれブレーキチャンバ50
に接続されており、図示のようにこれらフロント及びリ
ヤブレーキ経路24,30には、それぞれ圧力制御弁5
2,54が介挿されている。また、ダブルチェックバル
ブ36の出口ポートとブレーキホース38との間にも圧
力制御弁56が介挿されている。なお、これら圧力制御
弁52,54,56は何れもソレノイド切換弁からな
り、それぞれ介挿された経路内を通気する通常位置と、
ブレーキチャンバ50に接続する下流の圧力を大気に開
放する作動位置及び各エアタンク2,4,6からの供給
エア圧を遮断してブレーキチャンバ50内の圧力を保持
する作動位置との間でその位置を切り換え可能である。
及び各圧力制御弁52,54,56の作動を制御するた
めの電子制御ユニット(ECU)58を装備しており、
個々の給気弁44,46,48及び圧力制御弁52,5
4,56は、このECU58に電気的に接続されてい
る。
制御弁52,54,56を含む独立ブレーキ経路14,
16,18は、運転者の制動操作、つまり、ブレーキペ
ダルの踏み込みやトレーラブレーキ等の操作とは独立し
て作動する独立制動手段をなし、その作動をECU58
により制御される。そして、その作動に伴い、トラクタ
1については各車輪毎にブレーキエア圧を調整すること
でトラクタ車輪(FR,FL,RR,RL)に発生する制動力の
大きさを調整することができ、また、トレーラ車輪につ
いてもトラクタ車輪とは別にその制動力を調整すること
ができる。
し、信号出力するための手段として複数のセンサ類を装
備しており、具体的には、操舵角センサ60、車輪速セ
ンサ62、ヨーレイトセンサ64、前後加速度センサ6
6及び横加速度センサ68がそれぞれ設けられている。
ブレーキチャンバ50には、制動エア圧を検出するため
のブレーキエア圧センサ70が設けられている。なお、
ブレーキバルブ20には、ブレーキペダルの踏み込み量
に応じた出口エア圧を検出するための踏み込みエア圧セ
ンサ72が設けられており、また、圧力制御弁56に
は、トレーラ側のブレーキ経路(図示されていない)に
向けて供給する出口エア圧を検出するためのトレーラエ
ア圧センサ74が設けられている。また、リレーバルブ
26(LSV付)には、その出口エア圧を検出するエア
圧センサ76が設けられている。
1のエアブレーキ系を作動制御するための電気的な接続
状態を示したブロック構成図が示されている。図示のよ
うに上述した各種センサは、何れもECU58に電気的
に接続され、それぞれECU58に検出信号を出力して
いる。
ンサ信号を処理して車両の走行状態情報を得ることがで
きる。例えば、前輪操舵角δ、車速V、トラクタ1の実
ヨーレイトγ、前後加速度Gx及び横加速度Gy等の情
報である。ECU58は、これら走行状態の情報を評価
して、その評価結果に基づき上述したエアブレーキ系の
作動を制御する機能を有している。
ヨー運動を評価した結果、そのヨー運動を積極的に修正
する必要があると認められるときは、公知のヨーレイト
フィードバック制御則に基づいてトラクタ1に復元又は
回頭ヨーモーメントを付加する。この場合、ECU58
は給気弁44,46を作動させて独立ブレーキ経路1
4,16にエア圧を供給すると共に、圧力制御弁52,
54を作動制御して各輪のブレーキチャンバ50内に供
給されるブレーキエア圧を調整する。このとき、例えば
左右の対角線上にある車輪間に制動力差を与えること
で、トラクタ1に有用な復元又は回頭ヨーモーメントを
発生させることができる。
に対してトレーラから作用する後押し力や引き戻し力が
トラクタ1のヨー運動に大きく影響する。そこで、本発
明の発明者等は、このような連結車特有の車両挙動に着
目して、トレーラからトラクタ1に作用する外力の影響
を考慮しつつ、上述したヨーモーメント制御を有効に機
能させるための制御ロジックを創案した。
ヨーモーメント制御ルーチンのフローチャートが示され
ており、以下、このフローに沿って制動制御装置の作動
を説明する。
イト偏差γeを演算する。この偏差γeは、目標ヨーレイ
トγtと検出した実ヨーレイトγとの間の偏差として表
される。なお、目標ヨーレイトは公知のように前輪操舵
角δ、車速V及び車両のスタビリティファクタA等から
求めることができる。
実行される。すなわち、これらステップS12,S14
では、トレーラ及びトラクタのそれぞれについて、制御
開始条件が満たされたか否かを判定する。具体的には、
ECU58は予め設定された所定の閾値γ1,γ2を記憶
しており、これらステップS12,S14では、それぞ
れ偏差γeが閾値γ1,γ2を超えているか否かを判別す
る。
い間は、ステップS12及びS14において、それぞれ
の判別結果が未だ偽(No)となる。この場合、トラク
タ1のヨー運動を積極的に制御する必要がないものと評
価され、この間、上述した手順が単に繰り返される。
かの閾値γ1,γ2を超えると、ステップS12,S14
での判別結果が真(Yes)となり、次のステップS1
6又はS18に進む。
1の方が小さい値に設定されている。それ故、車両の旋
回時にはヨーレイト偏差γeが次第に立ち上がっていく
ことから、ステップS12とステップS14とでは、先
にステップS12の判別結果が真となる。従って、必ず
ステップS16の方がステップS18より先に実行され
ることが理解される。
まり、トレーラの車輪に制動力を発生させるための目標
ブレーキエア圧を演算する。このトレーラ目標圧は、例
えばヨーレイト偏差γeから求めた要求ヨーモーメント
の大きさに基づいて演算することができる。
で演算したトレーラ目標圧に従ってトレーラの制動を行
う。具体的には、ECU58は給気弁48を開位置に切
り換えて独立ブレーキ経路18を通じてエア圧を供給す
る一方、圧力制御弁56を作動制御してトレーラのブレ
ーキエア圧を目標圧に一致させる。なお、圧力制御弁5
6の作動制御は、一定の周期毎にその位置を切り換える
ことで正確に行われる。
20を実行することで、トラクタ車輪に先行して、トレ
ーラ車輪にその目標圧に応じた先行制動力Bpが発生す
る。この先行制動力Bpにより、トラクタ1はそのカプ
ラ位置Cに引き戻し力Pを受ける。このような引き戻し
力Pは、カプラ位置Cと重心位置gとの関係からトラク
タ1の旋回姿勢を安定化させるべく作用する。このこと
は、一般的に引き戻し力Pとは逆方向の後押し力が、連
結車両のジャックナイフ現象を引き起こす虞があること
からも理解される。
なり、ついに閾値γ2を超えると、ステップS14での
判別結果が真となってステップS18もまた並行して実
行される。
ステア傾向を判定する。具体的には、車両が左右何れの
方向に旋回しているのか、そして、トラクタ1のステア
傾向がアンダステア及びオーバステア傾向の何れの傾向
にあるのかが判定される。このような判定は、上述した
各種センサ信号から得られる信号を評価して行うことが
できる。
タ1の実際の旋回円が図中実線の矢印で示す方向にあ
り、破線の矢印で示す目標旋回円に対してオーバステア
の傾向であると判定されたとき、次のステップS22で
は、制御対象車輪を旋回円の外側前輪及び内側後輪、つ
まり、右前輪FR及び左後輪RLとして決定する。ただし、
左後輪RLについては減圧輪のため、実際にはエア圧を付
加しない。
タ目標圧、つまり、制御対象輪である右前輪FRに対する
目標ブレーキエア圧を演算する。この目標圧は、例えば
ヨーレイト偏差γeから求めた要求ヨーモーメントの大
きさに基づいて演算される。
すると共に、演算して求めたトラクタ目標圧に従って圧
力制御弁52を作動制御して、右前輪FRに目標圧に応じ
た制動力Byを発生させる。この結果、図示のようにト
ラクタ1に復元ヨーモーメントMが発生し、トラクタ1
の実旋回円を目標旋回円に略一致させることができる。
を実行中、ステップS24が実行された後は、ステップ
S16で演算されるトレーラ目標圧はトラクタ目標圧よ
りも小さい値に設定されるべくプログラムされている。
従って、ヨーモーメント制御に伴うトラクタ車輪(右前
輪FR)の制動力Byよりも、トレーラ車輪(4輪)の先
行制動力Bpは小さい。これにより、トレーラからの過
大な後押し力の発生を抑制して、トラクタ1のヨーモー
メント制御を有効に働かせることができる。
6を実行した後にヨーモーメント制御の終了判定が行わ
れる。具体的には、ステップS16,S24にてそれぞ
れ求めた目標圧が所定の終了閾値を下回ったとき、この
終了判定が成立してヨーモーメント制御ルーチンを終了
する。
装置の実施例について説明する。なお、図1のエアブレ
ーキ系及び図2のブロック構成は、以下の第2実施例に
おいて同様に適用することができる。
種センサからのセンサ信号を処理して得た車両の走行状
態情報を評価して、その評価結果に基づき車両の自動減
速制御を実行するものとしている。
加速度Gy等の情報を評価して、これら車速V及び横加
速度Gyが所定の許容値を超えないように、公知の自動
減速制御則に基づき自動的に制動力を発生させて車両の
ドリフトアウトやスピン、ロールオーバ等を防止する。
用する場合、トラクタ及びトレーラ車輪の制動力バラン
スが重要である。すなわち、トレーラ車輪よりもトラク
タ車輪の制動力が大きければ、その分、トラクタ1はト
レーラからの後押し力を受けるので、車両の挙動が不安
定化してしまう。また、トレーラブレーキ系の応答遅れ
に起因して、実際にトラクタ車輪よりもトレーラ車輪の
制動開始が遅れると、その間、トレーラからの後押し力
により車両挙動が不安定化することがある。そこで本発
明の発明者等は、このように連結車両に特有な制動時の
車両挙動に着目し、その挙動を終始安定化させるための
制御ロジックを創案した。
自動減速制御ルーチンのフローチャートが示されてお
り、以下、このフローに沿って制動制御装置の作動を説
明する。
ップS30とステップS32とが並行して実行される。
これらステップS30,S32では、それぞれ制御開始
条件が満たされたか否かが判別される。
V及び横加速度Gyを許容値以下に制限するために必要
な減速度を求め、この求めた減速度が所定の閾値を超え
たとき、制御開始条件が満たされたものと判別する。な
お、ECU58は、推定した旋回半径及び路面摩擦係数
に応じて車速Vの許容値、つまり、安全車速を求め、ま
た、横加速度Gyについて予め設定された許容値を記憶
している。
についての制御開始判定を行い、また、ステップS32
ではトラクタについて制御開始判定を行う。このとき、
ステップS30とステップS32とでは、互いに異なる
閾値が設定されており、具体的にステップS30の閾値
はステップS32の閾値よりも小さい値に設定されてい
る。それ故、ステップS30とステップS32とでは、
必ず先にステップS30での判定が成立する。
についての制御開始条件が成立すると、次にステップS
34に進む。このステップS34では、トレーラ車輪に
ついて目標圧を演算する。このトレーラ目標圧は、上述
した減速度を得るのに必要な制動力を発生させるための
ブレーキエア圧である。
で演算したトレーラ目標圧に従ってトレーラの制動を行
う。この場合、ECU58は給気弁48を開位置に切り
換える一方、圧力制御弁56を作動制御してトレーラの
ブレーキエア圧を目標圧に一致させる。
36を実行することで、トレーラ車輪にその目標圧に応
じた自動制動力B1が発生する。このとき、トラクタ1
はトレーラから引き戻し力Pを受けるので、自動減速制
御の開始初期のトレーラによるトラクタへの突き上げを
未然に防止できると共に、その旋回姿勢を安定化でき
る。
立すると、ステップS38もまた並行して実行される。
ステップS38では、トラクタ車輪に必要な制動力を発
生させるための目標ブレーキ圧を演算する。
ラクタ目標圧に従って、実際にトラクタ車輪に制動力を
発生させる。
して実行されると、図8に示されるようにトラクタ及び
トレーラ車輪にそれぞれ自動制動力B2,B1が発生して
車両が自動的に減速される。この結果、車速V及び横加
速度Gyが上述した許容値以下に抑えられる。
ステップS40で演算されるトラクタ目標圧は、ステッ
プS36で演算されるトレーラ目標圧よりも小さい値に
設定されるべくプログラムされている。従って、自動減
速制御に伴うトラクタ車輪の自動制動力B2よりも、ト
レーラ車輪の自動制動力B1は大きい。これにより、自
動減速制御の実行中にトレーラからトラクタへの後押し
力の発生を抑制して、車両挙動を終始安定化させること
ができる。
0を実行した後に自動減速制御の終了判定が行われる。
具体的には、上述のように求めた減速度が所定の終了閾
値を下回ったとき、この終了判定が成立して自動減速制
御ルーチンを終了する。
つの実施例のみに制約されることなく、種々に変形して
実施することができる。例えば、最初の実施例では閾値
γ1,γ2の設定は特に限定されておらず、閾値γ1<閾
値γ2の関係を保ったまま適宜に変更することができ
る。
トラクタとの間に閾値の大小差を設定してトレーラ車輪
の方を先行して制動するように構成したが、ヨーレイト
偏差γeが所定値以上になったときにトレーラ側を制動
した後、所定設定時間経過後にトラクタ側の制動を開始
するように構成してもよい。この場合も制動力Bp,By
の大小関係は上述の例と同様である。
おいてトラクタとトレーラとの間に閾値の大小差を設定
してトレーラ車輪の方を先行して制動するように構成し
たが、減速度が所定値以上になったときにトレーラ側を
制動した後、所定設定時間経過後にトラクタ側の制動を
開始するように構成してもよい。なお、この場合も制動
力B1,B2の大小関係は実施例と同様である。
びステップS32の判定閾値はトレーラ閾値<トラクタ
閾値の関係を保ったまま適宜に変更可能である。
類の具体的な構成は種々に変更可能であることは言うま
でもない。
の制動制御装置によれば、ヨー運動制御の開始から終了
までの間、車両の不安定な挙動変化を抑制して、ヨー運
動制御を効果的に働かせることができる。
によれば、自動減速制御に際してトラクタとトレーラと
の間の最適な制動タイミング及び制動力バランスが得ら
れ、終始安定した姿勢で車両を減速することができる。
構成を示した概略図である。
ク構成図である。
である。
車輪に先行制動力を発生させたときの状態を示した図で
ある。
ときの状態を示した図である。
る。
態を示した図である。
始したときの状態を示した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 トラクタと、このトラクタに連結して牽
引されるトレーラとを有した連結車両において、 車両の走行状態を検出し、検出信号を出力する走行状態
検出手段と、 運転者による制動操作とは独立して作動し、トラクタ車
輪及びトレーラ車輪にそれぞれ制動力を発生させると共
に、これらトラクタ車輪及びトレーラ車輪の制動力をそ
れぞれ調整可能に設けられた独立制動手段と、 車両の旋回時、前記走行状態検出手段から出力される検
出信号を評価し、この評価結果に基づき前記トラクタ車
輪について前記独立制動手段の作動を制御して前記トラ
クタのヨー運動制御を行う制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記ヨー運動制御の開始に先立ち前記
トレーラ車輪に先行制動力を発生させ、前記ヨー運動制
御を開始した後は前記先行制動力を前記ヨー運動制御に
伴う前記トラクタ車輪の制動力より小さく作用させるべ
く前記独立制動手段の作動を制御することを特徴とする
連結車両の制動制御装置。 - 【請求項2】 トラクタと、このトラクタに連結して牽
引されるトレーラとを有した連結車両において、 車両の走行状態を検出し、検出信号を出力する走行状態
検出手段と、 運転者による制動操作とは独立して作動し、トラクタ車
輪及びトレーラ車輪にそれぞれ制動力を発生させると共
に、これらトラクタ車輪及びトレーラ車輪の制動力をそ
れぞれ調整可能に設けられた独立制動手段と、 前記走行状態検出手段から出力される検出信号を評価
し、この評価結果に基づき旋回時の車速及び車両横加速
度の少なくとも一方を所定の許容値以下に制限するべく
前記独立制動手段の作動を制御して、前記トラクタ車輪
及びトレーラ車輪に制動力を発生させて車両の自動減速
を行う制御手段とを備え、 前記制御手段は前記自動減速の開始時、前記トラクタ車
輪に先行して前記トレーラ車輪に制動力を発生させ、前
記自動減速の実行中は前記トラクタ車輪より大きい制動
力を前記トレーラ車輪に発生させるべく前記独立制動手
段の作動を制御することを特徴とする連結車両の制動制
御装置。
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