JP2002205632A

JP2002205632A - 連結車両の制動装置

Info

Publication number: JP2002205632A
Application number: JP2001003776A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Iwasaki; 健岩崎
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2002-07-23

Abstract

(57)【要約】【課題】車速センサおよび横方向加速度センサなどのセ
ンサ出力が、あらかじめ設定された所定値を越えたこと
を検出して、運転操作がなくとも自動的に被牽引車を制
動状態に制御する装置であって、この所定値を越えてか
ら実質的に制動が有効になるまでの時間を短縮する。ド
ライバビリティを維持しながら、この装置の危険防止に
対する有効性を向上する。【解決手段】前記あらかじめ設定された所定値にたっす
る前段階に、第二の所定値を設定しておき、この第二の
所定値になったときに被牽引車の制動圧力用配管の流体
圧力を予圧する。同時に運転席に警報を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、牽引車（トラク
タ）が被牽引車（トレーラ）を牽引する連結車両の制動
装置の改良に関する。とくに、車速または横方向加速度
など車両に搭載された走行状態を観測するセンサ出力に
したがって、運転による制動操作が行われなくとも、自
動的に被牽引車を制動状態に制御する装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、連結車両の制動装置につ
いて特許出願した（特願2000−178721号、以下「先願」
という）。この先願には、牽引車が被牽引車を連結して
走行中に、牽引車に設けた速度センサおよび横方向加速
度センサなどが、あらかじめ設定された値を越えたとき
に、車両横転などの危険が予測されるものとして、制動
の運転操作が行われなくとも自動的に被牽引車を制動状
態に制御するものである。

【０００３】すなわち、広く普及している牽引車および
被牽引車は、連結状態では制動用の空気圧配管が相互に
接続されていて、牽引車が制動状態になるとこの空気圧
配管から被牽引車の制動装置に空気圧が送られて、被牽
引車の制動装置が作用するようになっている。このよう
な構造の連結車両について、上記先願では、牽引車に設
けたセンサ出力があらかじめ設定された値を越えたとき
に、たとえば車速センサの出力値がｖ₁を越えている状
態で横方向加速度センサの出力値がＧ_y2を越えると、
上記空気圧配管に自動的に空気圧を送って、被牽引車を
制動状態にして車両横転などの危険を防止するようにな
っている。被牽引車のみが制動状態になると、被牽引車
が牽引車を後ろから前に押し出すような作用がなくな
り、ロールオーバあるいはジャックナイフと言われる走
行中の車両横転を防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者は、上記先
願に開示された制動装置を試験しているときに、つぎの
ような現象に遭遇した。すなわち、牽引車が被牽引車を
牽引して走行中に、下り坂などで車両速度が増大すると
ともに、道路のカーブあるいは車線変更などのために操
舵輪が操作されると、上記先願発明による制御ロジック
が作用して自動的に被牽引車を制動状態に制御する。し
かし、速度センサや横方向加速度センサが自動的に制動
を行う条件に達して制御回路が反応してから、実際に制
動装置が作用し車両が減速するまでにはある程度の時間
遅れがある。

【０００５】車両の速度が増大する、あるいは横方向加
速度が増大しているなど、車両の走行状態が危険に近づ
く方向に推移している状況にあるときには、予測される
危険を防止するためにこの時間遅れはできるだけ少なく
することが望ましい。この時間遅れを配慮して、自動制
動が早めに作用するように、自動制動の設定条件を速度
センサおよび横方向加速度センサの出力のさらに小さい
値に設定することが考えられる。しかし、そのような設
定を行うと、正常な危険のない運転状態で、たとえば追
い越しを行うあるいは車線変更を行うなどの際に、この
自動制動が作用してしまうことになる。これは運転性能
（ドライバビリティ）を損なうことになる。

【０００６】本願発明者はこの時間遅れの原因を詳しく
調べたところ、制御回路から制動用の空気弁を制御する
電気信号が送出されてから、被牽引車の制動用シリンダ
の空気圧が制動圧力に達するまでに０．５〜１秒程度の
時間遅れがあることがわかった。そして、この時間遅れ
は主として、牽引車から被牽引車にひき渡されている空
気圧配管内および被牽引車に装備されている配管の空気
圧が上昇するために要する時間であることもわかった。

【０００７】この連結用の空気圧配管は、被牽引車が連
結器を介して牽引車と異なる動きをする場合に対する余
裕を確保するために、相応の余長のあるものを使用する
ことが必要である。また、この空気圧配管は、牽引車が
任意の被牽引車と連結することができるように、規格化
されているものであって、その長さや太さなどの規格を
変更することは適当ではない。また、被牽引車の配管を
短くするあるいは太くするなども考えられるが、すでに
販売されユーザの元にある被牽引車の仕様を変更するこ
とは不可能である。

【０００８】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、センサ出力が制動条件に達してから実際に被
牽引車が制動状態になるまでの時間遅れを短縮する制動
制御装置を提供することを目的とする。本発明は、従来
例装置にくらべて安全性のすぐれた制動制御装置を提供
することを目的とする。本発明は、運転性能（ドライバ
ビリティ）を損なうことなく、この時間遅れを短縮する
ことができる制動制御装置を提供することを目的とす
る。本発明は、牽引車と被牽引車との間の空気圧配管な
どを変更することなく、また被牽引車側の装置を変更す
ることなく、牽引車側の装置を改良することにより上記
時間遅れを短縮することができる制動制御装置を提供す
ることを目的とする。本発明は、ハードウエアの構成を
実質的に変更することなく、上記時間遅れを短縮するこ
とができる制動制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、センサ出力が
自動的な制動制御を行う第一の所定値に達する前の状態
にあるとき、たとえば車速がある程度あり、横方向加速
度が危険がある程度発生しているが、まだ危険な状態が
予測される段階ではない状態に達した状態に第二の所定
値を設定し、センサ出力がこの第二の所定値に達したと
きに、連結配管などの制動用流体圧力を有効な制動圧力
より低い圧力で予圧して、制動状態の手前まで制御する
ことを特徴とする。

【００１０】すなわち本発明は、車両の状態を検出する
一つまたは複数のセンサ（１２、１５−１８、１９)
と、このセンサ出力が設定された第一の所定値を越えた
ときに制動の運転操作がなくとも被牽引車の制動用流体
の圧力を自動的に有効な制動圧力に制御する手段(１１)
とを備えた連結車両の制動装置において、前記制御する
手段(１１)は、前記センサ出力が前記第一の所定値に至
る前の車両の状態を表す値に設定された第二の所定値に
達したときに、前記制動用流体圧力を予圧する手段を含
むことを特徴とする。

【００１１】上記かっこ内の数字は、あとから説明する
実施例装置の参照符号である。これは発明の内容を理解
しやすいように付記するものであって、この付記により
本願発明の内容を実施例に限定して理解するためのもの
ではない。以下の記載においても同様である。

【００１２】予圧するとは、制動用流体が制動シリンダ
に供給される管路（５）（および制動シリンダ）の圧力
を、実質的にあるいは十分に制動が作用するに至らない
圧力まであらかじめ増大させておくことをいう。制動用
流体の圧力は空気圧でも油圧でもよい。

【００１３】第二の所定値を実質的に制動が作用する第
一の所定値のやや手前に設定しておくと、一般の車両運
転状況では、センサ出力は時間的に第二の所定値を経過
してから第一の所定値に達するから、センサ出力が自動
的に制動を行う第一の所定値に達したときにはすでに管
路（およびシリンダ）は予圧された状態になっている。
したがって、第一の所定値に達して実質的な制動を作用
させるときには、すでに予圧されている圧力から必要な
制動圧力に増圧すればよいので、センサ出力が第一の所
定値になってから制動手段の圧力が制動圧力に達するま
での時間が短縮される。

【００１４】前記センサは複数であり、前記センサは車
両の速度センサおよび横方向加速度センサを含み、この
二つまたはそれ以上のセンサ出力の組み合わせ値として
前記第一の所定値および前記第二の所定値が設定される
構成とすることができる。すなわち、複数のセンサの組
み合わせにより自動制動を実行するように構成すること
により、被牽引車を自動的に制動状態とする制御を合理
的に行うことができる。この場合にも通常の運転状態
で、各センサの出力が第二の所定値に達してから後に第
一の所定値に達するように設定する。たとえば車速セン
サの出力については、第一の所定値ｖ₁が第二の所定値
ｖ₂より大きく、横方向加速度センサの出力について
は、第一の所定値Ｇ_y1は第二の所定値Ｇ_y2より大きく設
定する。

【００１５】あとから詳しく説明するように、本発明の
実施例装置では、車速センサとして単純な車速のほか
に、左右輪の回転センサを別の情報として利用する構成
とした。すなわち左右輪の回転差のように、各センサ出
力を直接単純に利用する場合に限らず、一または複数の
センサの出力にもとづく演算出力を利用して、第一の所
定値および第二の所定値を設けるように構成して本発明
を実施することができる。その場合にも、通常の運転状
態では、時間的に左右輪の回転差が小さい値（第二の所
定値）を経過してから、回転差が大きい値（第一の所定
値）に達するようにその所定値を選んで設定する。

【００１６】前記センサ出力が前記第二の所定値に達し
たときに、運転席に警報を発する手段を備えた構成とす
ることが望ましい。この構成により、運転者は自動制動
制御により制動が作動することをその事前に認識するこ
とができ、制動を意識していないときに突然に制動が作
動するようなことがなくなる。

【００１７】ちなみに従来例装置では、自動制動を行う
制御回路が作動したときに同時に運転席に警報が発生
し、ある時間遅れがあって実際に車両が制動状態になっ
たので問題がなかった。しかし、本発明の装置では制御
回路が作動してからきわめて短い時間で実際に車両が制
動状態になるから、制動圧力が予圧されたときに運転席
に警報を発生するように構成したものである。本発明の
装置では、この警報発生により運転者は自動的な制動制
御を待つことなく、車速を減速させる、操舵輪の操舵角
度を小さくするなど、状況に応じて安全方向に運転操作
を行うことができる効果をあわせて得ることができる。

【００１８】本発明の第二の発明は、車両の状態を検出
する一つまたは複数のセンサと、このセンサ出力が設定
された第一の所定値を越えたときに制動の運転操作がな
くとも被牽引車の制動用流体の圧力を自動的に有効な制
動圧力に制御する手段とを備えた連結車両の制動装置に
おいて、前記制御する手段は、前記センサ出力が前記第
一の所定値に至る前の車両の状態を表す値に設定された
第二の所定値に達したときに運転席に警報を発生する手
段を備えたことを特徴とする。

【００１９】上述のように、センサ出力の状態が第二の
所定値に達したときに、運転席に警報を発生することに
より、運転者は自動的な制動制御が行われる状態が近づ
いていることを認識することができ、その認識に応じて
車速を減速する、操舵角度を小さくするなどの運転操作
を行うことができるから、上記説明のように第二の所定
値で制動流体の予圧を行う手段をもうけなくとも、安全
運転を行うことができるようになる効果があるのでこれ
を上記第二の発明として独立に特許請求する。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明実施例連結車両の構
成図、図２は本発明実施例装置のブロック構成図、図３
は本発明実施例装置の配管および配線系統図を示す。図
４はこの実施例装置の制御回路に設定される制御論理の
要部を示すフローチャート、図５は本発明実施例装置の
動作特性図である。

【００２１】図１に示すように、牽引車１と被牽引車２
とは、鉛直軸まわりに回動可能な連結器３により連結さ
れる。被牽引車２の荷重は被牽引車２の前後軸二軸およ
び牽引車１の前後軸二軸により支持される。

【００２２】本発明の制御回路１１および横方向加速度
センサ１２は運転席の背後に装備される。横方向加速度
センサ１２は、車両の進行方向ＦＷに対して垂直な面上
で水平方向の左右加速度Ｌ，Ｒを検出するように取付け
られる。横方向加速度センサ１２の出力は入出力回路１
３を介して制御回路１１に取込まれる。牽引車の前後二
軸の左右輪にはそれぞれ回転センサ１５〜１８が設けら
れ、この出力は入出力回路２０を介して制御回路１１に
取込まれる。また操舵軸には操舵角センサ１９が設けら
れ、入出力回路１３を介して制御回路１１に取込まれ
る。この回転センサ１５〜１８は、この制御装置のため
に特に設けられるものではなく、ＡＢＳ（Antilock Bre
aking System) のためのセンサ出力を利用することによ
りきわめて安価に実現することができる。

【００２３】図２に示すように、制御回路１１の出力は
３個のリレーバルブ２１〜２３を制御するように構成さ
れる。制動用流体圧力Ｐはこのリレーバルブの入力側に
供給される。リレーバルブ２１から牽引車１の左右前輪
（ＦrＬ，ＦrＲ）の制動圧力を供給する。リレーバルブ
２２からは牽引車１の左右後輪（ＲrＬ，ＲrＲ）の制動
圧力を供給する。リレーバルブ２３からは管路２５を経
由して被牽引車２の後二軸の車輪（ＴＲ）の制動圧力を
供給する。またこの制御回路１１の出力はインターフェ
ース（Ｉ／Ｏ）を介して、牽引車１の運転席に設けられ
た警報器４に接続される。警報器４は短いチャイム音響
を発生する音響装置および警報継続中に点灯するランプ
表示である。

【００２４】この装置の制御回路１１はプログラム制御
回路であり、図４は本発明実施例装置の制御回路の制御
フローチャート要部を示す。この図４にしたがってその
動作を説明すると、エンジンの始動後に連結された被牽
引車２の情報を取得する。走行を開始すると、横方向加
速度センサ１２の出力、牽引車１の前左右輪の回転セン
サ出力、操舵角センサの出力を取込み、横方向加速度の
第一の所定値Ｇ_y1、第二の所定値Ｇ_y2 (Ｇ_y2＜Ｇ_y1に
設定されている）、および第三の所定値Ｇ_y3 (Ｇ_y3＜Ｇ
_y2に設定されている）を取得してその値をメモリ内に
蓄積する。横方向加速度センサ１２の出力がこの第一の
所定値Ｇ_y1を越え、かつ車速が第一の所定値ｖ₁を越
え、左右輪の回転速度差が所定値ωsを越えたかを調
べ、いずれも越えている状態にあるときに被牽引車２に
制動圧力を送るリレーバルブ２３を開く。所定値ωs は
この実施例では０．８ｋｍ／ｈに相当する回転速度差を
設定したが、この値は車両の特性に応じて任意に設定す
ることができる。

【００２５】ここで本発明の特徴とするところは、この
ような制動制御を行う前の段階で、車速が第二の所定値
ｖ₂ (この例ではｖ₂＝ｖ₁) を越え、横方向加速度が第
二の所定値Ｇ_y2を越えた段階になったときに横方向加
速度センサ１２の出力が第二の所定値Ｇ_y2 (Ｇ_y2＜Ｇ
_y1）を越えたときに、制動圧力を予圧し、運転席に警
報を発生する。予圧は具体的には、リレーバルブ２３を
短く開いて被牽引車の制動圧力用配管２５をΔＰ＝0.5
気圧だけ上昇させる。それと同時に警報器４に信号を送
出して運転席に警報を発生する。

【００２６】この構成により、横方向加速度センサの出
力が第一の所定値に達して、自動的な制動制御を行うと
きには、すでにΔＰ気圧分だけ配管２５の気圧が上昇し
た状態にあるから、配管２５の気圧を制動に必要な気圧
（１．０気圧程度) に達する時間をきわめて短くするこ
とができる。試験の結果から、本発明を実施することに
より、制御回路が反応してから制動が有効になるまでの
遅れ時間ΔＴは、３分の１〜２分の１程度まで短くする
ことができることがわかった。

【００２７】さまざまな試験結果から、この予圧気圧Δ
Ｐについては、０．２気圧程度から効果が現れる。そし
てこの予圧気圧ΔＰを大きくするほど、制動条件に達し
てから実際に制動が作用するまでの遅れ時間が短くな
る。この予圧気圧ΔＰが高すぎると、予圧状態で制動が
作用してしまうことになる。予圧気圧ΔＰの値およびこ
の予圧状態をどのような走行状態になったときに解除す
るかは、車両ごとにその性能に応じて現実的な値を選択
しなければならない。この実施例では、予圧状態の解除
も制動制御を解除する第三の所定値（Ｇ_y3 が時間ｔ₃
以上継続した、車速がＶ₃以下になった、のいずれか)
と等しい条件で解除するように設計した。

【００２８】この制動状態はタイマにより監視し、継続
所定時間Ｔが経過したときに新たな横方向加速度センサ
出力値を取込み、これが限界値Ｇ_y3（＜Ｇ_y2）を下回
るまで制御動作を継続する。横方向加速度センサの出力
が限界値Ｇ_y3を下回ったときリレーバルブ２３を閉じ
て被牽引車のブレーキ圧を減ずる。この実施例ではＧ
_y1＝０．４５Ｇ、Ｇ_y2＝０．３７Ｇ、Ｇ_y3＝０．２
５Ｇ（Ｇは重力加速度）としたが、この値も車両の特性
に応じて任意に設定することができる。

【００２９】図５は本発明実施例装置が発生する制動用
空気圧の時間変化を示す動作特性図である。横軸は時間
を示し、縦軸は被牽引車に供給するブレーキ圧力（配管
２５）の圧力を示す。試験の結果、時刻ｔ₂で予圧を開
始し、時刻ｔ₁で制動制御が開始される状態を示す。実
線は本発明実施例の特性、破線は上記従来例の特性であ
る。すなわち、制御回路が制動制御出力は発生してか
ら、実際に制動が有効になるまでの時間は、従来例でΔ
Ｔであったものが、本発明実施例ではΔｔに短縮された
ことを示す。

【００３０】ここで被牽引車にＡＢＳ（Antilock Break
ing System) が装備されていない場合について言及する
と、現実には被牽引車はその耐用年数が長くＡＢＳを装
備していない車両が多く利用されている。ＡＢＳの装備
されていない車両については、制動圧力を発生させたと
きにその制動圧力を短い周期で強弱制御するように構成
する。これは制動状態になったときに、図２に示す被牽
引車の制動圧力を制御するリレーバルブ２３を断続的に
開閉することにより実現される。この場合にも、予圧に
ついて断続的な制御を実行する必要はまったくない。上
記先願にはこの断続制御を行う構成および作用について
詳しい記述がある。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明により制御回路が
運転操作によらずに、自動的に制動制御を行う条件に達
したときには、すでに被牽引車の制動圧力用配管は相応
に予圧されているから、時間遅れなくただちに制動状態
になる。これにより運転操作が適切でない場合にも被牽
引車の横転を防止することができる。これは、自動制動
を行う設定条件をセンサ出力の低い値に設定するより合
理的であり、運転性能（ドライバビリティ）を損なうこ
とがない。また、運転者は警報により自動的な制動制御
が行われることを事前に認識できるから、その警報のあ
と適正な運転操作を行うなどにより車両姿勢をたてなお
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例連結車両の構成図。

【図２】本発明実施例装置制御系統のブロック構成図。

【図３】本発明実施例装置の配管および配線系統図を示
す図。

【図４】本発明実施例装置の制御回路に設定される制御
論理の要部を示すフローチャート。

【図５】本発明実施例装置の動作特性図。

【符号の説明】

１牽引車２被牽引車３連結器４警報器５連結用管路１１制御回路１２横方向加速度センサ１３入出力回路１５〜１８回転センサ１９操舵角センサ２０入出力回路２１〜２３リレーバルブ２５被牽引車の制動圧力用配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の状態を検出する一つまたは複数のセ
ンサと、このセンサ出力が設定された第一の所定値を越
えたときに制動の運転操作がなくとも被牽引車の制動用
流体の圧力を自動的に有効な制動圧力に制御する手段と
を備えた連結車両の制動装置において、前記制御する手段は、前記センサ出力が前記第一の所定
値に至る前の車両の状態を表す値に設定された第二の所
定値に達したときに、前記制動用流体圧力を予圧する手
段を含むことを特徴とする連結車両の制動装置。
【請求項２】前記センサは複数であり、前記センサは車
両の速度センサおよび横方向加速度センサを含み、この
二つのセンサ出力の組み合わせ値として前記第一の所定
値および前記第二の所定値が設定された請求項１記載の
連結車両の制動装置。
【請求項３】前記センサ出力が前記第二の所定値に達し
たときに、運転席に警報を発する手段を備えた請求項１
または２記載の連結車両の制動装置。
【請求項４】車両の状態を検出する一つまたは複数のセ
ンサと、このセンサ出力が設定された第一の所定値を越
えたときに制動の運転操作がなくとも被牽引車の制動用
流体の圧力を自動的に有効な制動圧力に制御する手段と
を備えた連結車両の制動装置において、前記制御する手段は、前記センサ出力が前記第一の所定
値に至る前の車両の状態を表す値に設定された第二の所
定値に達したときに運転席に警報を発生する手段を備え
たことを特徴とする連結車両の制動装置。