JP2004291895A - Rollover prevention device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両がカーブや交差点等を走行時に車体のロール角が大きくなり、車両横転の危険性が高まるとそれを運転者に警告し、車両の横転を防止するロールオーバ防止装置に関し、詳しくは、車両の走行位置に応じてカーブや交差点等へ進入する前に車両横転の危険性の有無について判断して運転者に警告し、横転回避の余裕時間を得て対処可能とする車両のロールオーバ防止装置に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
車両が走行中にカーブや交差点等にオーバスピードで進入すると、車両が過度にロールして横転の危険性が生じる。また、トラック等の荷物を運搬する車両では、荷物を積載することで重心が高くなるので、その他の車両に比べて横転に至る車速が低下して、横転の危険性が高まることがある。
【0003】
これに対し、従来のロールオーバ防止装置は、車両のロール角度を検出するロール角度検出手段と、車両のロール角速度を検出するロール角速度検出手段と、この検出されたロール角速度に応じた緊急度を判定する緊急度判定手段と、前記検出されたロール角度の絶対値及び上記判定された緊急度に基づいて車両が横転する危険性の程度を判定する危険性判定手段と、この判定された車両横転の危険性の程度を段階的に表示して運転者に危険回避を警告する警告表示手段とを含んで構成されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
また、他の従来技術としては、路面摩擦係数取得装置によって取得された路面の摩擦係数から許容横加速度および許容減速度を算出すると共に、地図データベースから得られる所定地点毎の曲率情報を得て、現在の車速より所定地点における横加速度を推定し、この横加速度に対応する想定減速度を求める車両用走行状態予測装置がある(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−274214号公報(第3〜4頁、図1、図2)
【特許文献2】
特開2000−88872号公報(第3〜4頁、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献1に記載のロールオーバ防止装置においては、車両の走行において実際にロールしたのを検出してから運転者に車両横転の危険性を警告していたので、カーブや交差点等に高速で進入して急にロールが発生した場合には、横転回避の余裕時間が十分得られないことがあった。
【0007】
また、特許文献2に記載の車両用走行状態予測装置においては、道路の路面の摩擦係数から許容横加速度を算出すると共に、道路の所定地点毎の曲率情報を用いて現在の車速より所定地点における横加速度を推定し、この横加速度に対応する想定減速度を求めていたが、このような道路の形状と路面摩擦係数を基にした横加速度に対応する想定減速度の算出では、トラック等の大型車両のようにロールオーバ限界が低い車両には適していないものであった。したがって、大型車両の場合には、横転回避に有効とは言えない。
【0008】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、車両の走行位置に応じてカーブや交差点等へ進入する前に車両横転の危険性の有無について判断して運転者に警告し、横転回避の余裕時間を得て対処可能とする車両のロールオーバ防止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】
上記目的を達成するために、本発明による車両のロールオーバ防止装置は、車両のロール角度を検出するロール角度検出手段と、この検出されたロール角度並びにエンジンの運転状態信号、車両の走行速度及び車両走行中に発生する横加速度を入力して車両の積み荷状態を演算する積み荷状態推定手段と、この演算された積み荷状態のデータ及び車両の走行経路上の位置信号並びにその走行経路上の特定位置での曲線路の曲率半径のデータを入力して特定位置の走行時の安全通過速度を演算する安全通過車速演算手段と、上記各手段で求めたそれぞれのデータを入力し、走行時の車両横転の危険性の有無について判断する横転危険性判断手段と、この横転危険性判断手段により車両横転の危険性ありと判断されたときに、運転者に対して警告を発する警告発生手段とを含んで構成されたものである。
【0010】
このような構成により、ロール角度検出手段で車両のロール角度を検出し、この検出されたロール角度並びにエンジンの運転状態信号、車両の走行速度及び車両走行中に発生する横加速度を入力して積み荷状態推定手段により車両の積み荷状態を演算し、この演算された積み荷状態のデータ及び車両の走行経路上の位置信号並びにその走行経路上の特定位置での曲線路の曲率半径のデータを入力して安全通過車速演算手段で特定位置の走行時の安全通過速度を演算し、上記各手段で求めたそれぞれのデータを入力して横転危険性判断手段により走行時の車両横転の危険性の有無について判断し、この横転危険性判断手段により車両横転の危険性ありと判断されたときに、警告発生手段で運転者に対して警告を発する。これにより、車両の走行位置に応じてカーブや交差点等へ進入する前に車両横転の危険性の有無について判断して運転者に警告し、横転回避の余裕時間を得て対処可能とする。
【0011】
また、上記ロール角度検出手段は、車両の左右における車高を検出する車高検出手段と、この検出された車高に基づいてロール角度を演算するロール角度演算手段と、を備えて成るものである。これにより、車両の左右における車高に基づいてロール角度が演算される。
【0012】
さらに、上記安全通過車速演算手段は、車両に取り付けられたGPSアンテナからの走行経路上の位置信号を取り込むように構成されている。これにより、車両の走行位置を正確に検出する。
【0013】
さらにまた、上記警告発生手段は、運転席に設けられ運転者に対して光で警告の表示を行う警告表示手段を備えている。これにより、運転席において運転者に対して光で車両横転の危険性を知らせる。
【0014】
また、上記警告発生手段は、運転席に設けられ運転者に対して音で警告を発する警報手段を備えている。これにより、運転席において運転者に対して音で車両横転の危険性を知らせる。
【0015】
さらに、上記横転危険性判断手段から出力される車両横転の危険性の増大信号を入力して車両の走行速度を減ずる車速制御手段を設けてもよい。これにより、横転危険性判断手段で車両横転の危険性が増大したと判断された際に、車両の走行速度を減じて車両横転の危険性を回避する。
【0016】
さらにまた、上記横転危険性判断手段に対し、車両の走行経路の選択手段により選択された走行経路に対応した位置信号及び曲率半径のデータを送出する走行経路判断手段を設けてもよい。これにより、走行経路の選択手段により選択された特定の走行経路に対応した確実なデータを用いて効率よく車両横転の危険性の有無について判断できる。
【0017】
【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詳細に説明する。
図1は、本発明による車両のロールオーバ防止装置(以下、単に「ロールオーバ防止装置」という)を、トラックに適用した実施形態を示す概要図である。このトラックは、図1において、車体の左右のサイドフレーム1L,1Rと車軸の後軸2とが、それらの間に介装されたリーフスプリングを利用したサスペンション機構3により連結されている。そして、上記後軸2の両端には、車輪4,4が回転可能に設けられている。なお、符号5は、上記サイドフレーム1L,1Rの前端部に設けられた運転席を示している。
【0018】
本発明のロールオーバ防止装置は、トラック、バス、トラクタ・トレーラ等の車両がカーブや交差点等を走行時に車体のロール角が大きくなり、車両横転の危険性が高まるとそれを運転者に警告し、車両の横転を防止するもので、図2に示すように、車高センサ(左)6L及び車高センサ(右)6Rと、ロール角度演算部7と、積み荷状態推定部8と、安全通過車速演算部9と、横転危険性判断部10と、インジケータ出力演算部11と、ロールインジケータ12と、警報器出力部13と、警報器14とを有し、更に必要に応じて、エンジンコントローラ15と、ブレーキコントローラ16と、走行経路選択スイッチ17と、車両位置・走行経路判断部18とを備えている。
【0019】
この場合、上記ロール角度演算部7と、積み荷状態推定部8と、安全通過車速演算部9と、横転危険性判断部10と、インジケータ出力演算部11と、警報器出力部13と、車両位置・走行経路判断部18とは、マイクロコンピュータを内蔵した電子コントロールユニット(ECU:以下、単に「コントロールユニット」という)20内に組み込まれており、その他の部品は図1に示すように、車体の所定の各部に設けられている。
【0020】
上記車高センサ(左)6L及び車高センサ(右)6Rは、車両の左右における車高を検出する車高検出手段となるもので、左右のサイドフレーム1L,1Rの近傍に配設されており、左右のサイドフレーム1L,1Rと後軸2との間の相対距離(間隔)を計測して、計測部材のストローク長を表すストローク信号(左)S1及びストローク信号(右)S2としてコントロールユニット20内のロール角度演算部7へ送るようになっている。
【0021】
ロール角度演算部7は、上記車高センサ6L,6Rで検出された車高に基づいて車両のロール角度を演算するロール角度演算手段となるもので、左右の車高センサ6L,6Rで検出されたストローク信号S1,S2を入力し、該左右の車高センサ6L,6Rのストローク長の差と、二つの車高センサ6L,6Rの取付け間隔とを用いて、両数値の arc tan をとってロール角度を近似的に演算するようになっている。なお、ここで演算されるロール角度は、図1に示す後軸2に対する車両の傾きを示す相対角度である。そして、上記左右の車高センサ6L,6Rとロール角度演算部7とで、車両のロール角度を検出するロール角度検出手段を構成している。
【0022】
積み荷状態推定部8は、上記ロール角度演算部7で演算されたロール角度を取り込むと共に、エンジンの運転状態信号、車両の走行速度及び車両走行中に発生する横加速度を入力して、車両の積み荷状態を演算する積み荷状態推定手段となるもので、図示外のエンジンに取り付けられたエンジントルク・回転数センサ21で検出されたエンジントルク・回転数の信号S3、及びトランスミッションの内部に設けられた車速センサ22で検出された車速信号S4、並びに例えば車体の中央部に取り付けられた横加速度センサ23で検出された横加速度信号S5を取り込んで、車両の積み荷状態を演算するようになっている。なお、上記エンジントルク・回転数の信号S3及び車速信号S4は、図1においては、エンジン又はトランスミッション等の車両側のECU(コントロールユニット)24から取り込んでいる。
【0023】
上記積み荷状態推定部8では、エンジントルク・回転数の信号S3及び車速信号S4を用いて車両全体の質量を計算し、さらにロール角度演算部7からの左右の車高センサ6L,6Rのストローク信号S1,S2と、横加速度センサ23からの横加速度信号S5を用いて積み荷状態のうちの高荷、片荷等を計算する。この積み荷状態推定部8で演算する車両の積み荷状態としては、図3に示すように、例えば均等積みの状態として、何も積まれていない「空車」の状態、積載量の半分だけ積まれた「半分積み」の状態、丁度積載量まで積まれた「定量積み」の状態などがある。また、非均等積みの状態として、通常の高さよりも荷物が高く積まれた「高荷」の状態、車両の前後軸に対してどちらか一方側に荷物が片寄って積まれた場合において荷物が多い側の「片荷(荷物多い側)」の状態、荷物が少ない側の「片荷(荷物少ない側)」の状態などがある。
【0024】
安全通過車速演算部9は、上記積み荷状態推定部8で演算された積み荷状態のデータを取り込むと共に、車両の走行経路上の位置信号及びその走行経路上の特定位置での曲線路の曲率半径のデータを入力して、特定位置の走行時の安全通過速度を演算する安全通過車速演算手段となるもので、図1に示す車両位置検出センサ25で検出された車両位置信号S6、及び車体の所定部位に設けられた曲率半径・位置情報提供システム26から出力される走行経路上の特定位置での曲線路の曲率半径、位置情報のデータD1を入力して、積み荷に対してどの位の曲率半径でどの位の通過速度なら安全かを演算するようになっている。なお、上記車両位置検出センサ25は、例えば運転席5の屋根上に取り付けられたGPS(Global Positioning System)アンテナから成り、人工衛星からのGPS信号を受信して、このGPS信号を実際の走行経路上の車両位置信号S6として上記安全通過車速演算部9へ送るようになっている。
【0025】
図3は、上記安全通過車速演算部9の演算において参照する積み荷状態に応じた安全横加速度のマップの一例を示すグラフである。この安全横加速度のマップは、前述の均等積みの場合と、非均等積みの場合とに分けて、「空車」、「半分積み」、「定量積み」の状態と、「高荷」、「片荷(荷物多い側)」、「片荷(荷物少ない側)」の状態とで、そのときの安全横加速度がどの位かを示したものである。図3では、安全横加速度をG1〜G6(m/sec2)で示しているが、一般的には非均等積みの場合の安全横加速度G4〜G6(m/sec2)の方が、均等積みの場合の安全横加速度G1〜G3(m/sec2)よりも小さい値となる。なお、安全通過車速演算部9の演算においては、非均等積みの場合について優先的に判断するようになっている。
【0026】
なお、図1及び図2に示す車両位置検出センサ25は、必ずしも設けなくてもよい。その場合は、例えば道路データを含んだ地図データベースを備えていればよい。また、図1及び図2に示す曲率半径・位置情報提供システム26は、車体側に設けられて曲率半径を計測し記憶する提供システムではなく、予め計測記憶したデータを有するデータベースとしてコントロールユニット20内に設けてもよい。
【0027】
横転危険性判断部10は、上記各手段で求めたそれぞれのデータを入力し、走行時の車両横転の危険性の有無について判断する横転危険性判断手段となるもので、ロール角度演算部7からのカーブ又は交差点走行のロール角度のデータと、積み荷状態推定部8からの車両の積み荷状態のデータと、安全通過車速演算部9からの特定位置の走行時の安全通過速度のデータとを取り込んで、車両横転の危険性の有無について判断するようになっている。
【0028】
インジケータ出力演算部11は、前記ロール角度演算部7で演算されたロール角度のデータを取り込むと共に、上記積み荷状態推定部8からの車両の積み荷状態のデータと横転危険性判断部10からの車両横転の危険性の有無のデータとを入力して、運転席に設けられたロールインジケータ12に車両のロール状態を表示するための信号を送るものである。そして、ロールインジケータ12は、車両の曲線走行時のロール状態を絵図で表示するもので、図1に示すように、円環状のゾーン12a内に、車両のロール状態を表わす指針部12bが揺動制御可能に取り付けられている。ゾーン12a下部には、ロール角度が過度になり、車両横転の危険性があることを示す危険ゾーン12cが赤色で表示される。また、ロールインジケータ12には、運転者に対して車両横転の危険性があることを光で警告の表示を行う警告灯(警告表示手段)が併設されている。
【0029】
警報器出力部13は、上記横転危険性判断部10からの車両横転の危険性の有無のデータを入力して、運転席に設けられた警報器14に車両の横転の危険性を知らせるための信号を送るものである。この警報器14は、車両横転の危険性ありと判断されたときに、運転者に対して音で警告を発する(注意喚起する)例えばブザー等(警報手段)から成る。
【0030】
そして、上記インジケータ出力演算部11とロールインジケータ12と警報器出力部13と警報器14とで、上記横転危険性判断部10により車両横転の危険性ありと判断されたときに、運転者に対して警告を発する警告発生手段を構成している。
【0031】
上記横転危険性判断部10には、エンジンコントローラ15及びブレーキコントローラ16が接続されている。このエンジンコントローラ15及びブレーキコントローラ16は、横転危険性判断部10から出力される車両横転の危険性の増大信号を入力して車両の走行速度を減ずる車速制御手段となるもので、エンジンの回転速度を低下させ又はブレーキを掛けることで、カーブ又は交差点等の走行速度を低下させてロール角度を小さくするようになっている。例えば、エンジンコントローラ15は、エンジンに対する燃料供給量を減少させて車速を低下させる。また、ブレーキコントローラ16は、車輪4のブレーキを作動させて車速を低下させる。なお、エンジンコントローラ15とブレーキコントローラ16は、その両方を設けてもよいし、どちらか一方だけを設けてもよい。
【0032】
上記横転危険性判断部10には、車両位置・走行経路判断部18が接続されている。この車両位置・走行経路判断部18は、車両の走行経路の選択手段(走行経路選択スイッチ17)により選択された走行経路に対応した位置信号及び曲率半径のデータを送出する走行経路判断手段となるもので、走行経路選択スイッチ17で選択された特定の走行経路に沿った車両の位置信号、及びカーブ又は交差点等の曲率半径のデータを横転危険性判断部10に順次送出するようになっている。車両の走行経路が確定している場合には、この車両位置・走行経路判断部18からの予め選択された走行経路に対応した確実な位置信号及び曲率半径のデータを入力することで、横転危険性判断部10は、車両横転の危険性を判断することができる。
【0033】
なお、上記車両位置・走行経路判断部18には、前述の車両位置検出センサ25から、実際の走行経路上の車両位置信号S6が入力されてデータが更新されるようになっている。また、上記走行経路選択スイッチ17及び車両位置・走行経路判断部18は、必ずしも設けなくともよい。
【0034】
次に、このように構成されたロールオーバ防止装置の動作について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。まず、図2に示す左右の車高センサ6L,6Rにより左右のストローク信号S1,S2をサンプリングし、エンジントルク・回転数センサ21でエンジントルク・回転数の信号S3をサンプリングし、車速センサ22で車速信号S4をサンプリングし、横加速度センサ23で横加速度信号S5をサンプリングする(図4のステップS1)。
【0035】
この状態で、図2に示すロール角度演算部7により、上記左右の車高センサ6L,6Rでサンプリングした左右のストローク信号S1,S2を用いてカーブ又は交差点等を走行する際の車両のロール角度を演算して、積み荷状態推定部8へ送る。
【0036】
次に、積み荷状態推定部8により、エンジントルク・回転数の信号S3及び車速信号S4を用いて車両全体の質量を計算し、さらに上記左右のストローク信号S1,S2及び横加速度信号S5を用いて積み荷状態のうちの高荷、片荷等を計算して、車両の積み荷状態を推定演算する(ステップS2)。
【0037】
次に、車両位置検出センサ25により、現在走行中の車両位置を検出する(ステップS3)。これにより、車両がカーブ又は交差点等に近付いているかどうかを判断する。
【0038】
そして、特定のカーブ又は交差点等に近付いてきたら、曲率半径・位置情報提供システム26からそのカーブ又は交差点等の曲率半径、そのカーブ又は交差点等までの距離のデータD1を入手し(ステップS4)、安全通過車速演算部9へ送る。
【0039】
次に、安全通過車速演算部9により、上記積み荷状態推定部8で演算された積み荷状態のデータを取り込むと共に、車両位置検出センサ25で検出された車両位置信号S6、及び曲率半径・位置情報提供システム26から出力される走行経路上のカーブ又は交差点等の曲率半径、位置情報のデータD1を入力して、積み荷に対してどの位の曲率半径でどの位の通過車速なら安全かを演算する(ステップS5)。
【0040】
ここで、上記安全通過車速演算部9における安全通過車速の演算は次のようにして行う。まず、ステップS2で推定した積み荷状態に応じた安全横加速度を、図3に示す積み荷状態に応じた安全横加速度のマップから読み取る。この状態で、特定のカーブ又は交差点等が近付き、その曲率半径又は最小曲率半径が送られてきたら、次の計算式で安全通過車速Vs(m/sec)を求める。いま、安全横加速度をGs(m/sec2)とし、最小曲率半径をRmin(m)とすると、
Vs=√(Rmin・Gs)
となる。また、最小曲率半径の平均値をRave(m)とすると、
Vs=√(Rave・Gs)
のように計算してもよい。
【0041】
次に、横転危険性判断部10により、ロール角度演算部7からのカーブ又は交差点走行のロール角度のデータと、積み荷状態推定部8からの車両の積み荷状態のデータと、安全通過車速演算部9からの特定位置の走行時の安全通過車速Vsのデータとを取り込んで、車両の横転危険性について「危険か否か」を判断する(ステップS6)。
【0042】
ここで、上記横転危険性判断部10における車両横転の危険性について「危険か否か」の判断は次のようにして行う。まず、特定のカーブ又は交差点等が近付いてきたら、現在の車速及び減速度からそのカーブ又は交差点等における推定車速V1(m/sec)を演算する。そして、この推定車速V1(m/sec)と前述の安全通過車速Vs(m/sec)とを比較して、その大小関係で「危険か否か」を判断する。
【0043】
いま、推定車速V1が安全通過車速Vsと等しいか、それよりも小さい場合、
V1≦Vs
のときは、「危険でない」と判断する。そして、ステップS6で「危険でない」と判断した場合は“NO”側に進んで、ステップS1〜S6の動作を繰り返す。
【0044】
一方、推定車速V1が安全通過車速Vsより大きい場合、或いは一定車速(Δ)を加えた値より大きい場合、
V1>Vs,或いはV1>(Vs+Δ)
のときは、「危険である」と判断する。そして、ステップS6で「危険である」と判断した場合は“YES”側に進んで、ステップS7に入る。
【0045】
この場合、横転危険性判断部10から警報器出力部13へ警報信号を送り、ブザー等の警報器14を鳴動して運転者に横転の危険性があることを警報する。又は、上記横転危険性判断部10からインジケータ出力演算部11へ警告表示信号を送り、ロールインジケータ12内の警告灯を点灯して運転者に横転の危険性があることを警告表示する。運転者は、特定のカーブ又は交差点等へ進入する前にこの警報、警告表示を受け、車両横転の危険性があることを知って、自ら横転回避の操作をして対処することができる。
【0046】
図5は、本発明のロールオーバ防止装置の第二の動作例について説明するフローチャートである。この動作例は、図4に示すフローチャートに対して、ステップS7の次にステップS8及びS9を追加したものである。すなわち、特定の交差点等へ進入する前に、ステップS7で車両の横転危険性について警報、警告表示がされた後に、運転者がその交差点等を直進しようとする場合は、上記警報、警告表示を止めたいと思うことがある。
【0047】
そこで、ステップS8で運転者による警告の停止操作がされたか否かを判断して、停止操作がされた場合は、“YES”側に進んでステップS9に入り、ステップS7で出した警報、警告表示を中止するようにしたものである。この場合の警告の停止操作としては、例えば、警報、警告表示の中止スイッチを操作したり、或いは、その交差点等を直進しようとするためのアクセルペダルの踏込みをすればよい。アクセルペダルの踏込みについては、その踏込み量を検知してこの検知信号により警告の停止操作の信号とすればよい。これにより、特定の交差点等を直進しようとする際に、運転者の意思通りに走行することができる。
【0048】
図6は、本発明のロールオーバ防止装置の第三の動作例について説明するフローチャートである。この動作例は、図4に示すフローチャートに対して、ステップS7の次にステップS10及びS11を追加したものである。すなわち、特定のカーブ又は交差点等へ進入する際に、ステップS7で車両の横転危険性について警報、警告表示がされた際に、車両横転の危険性が増大したと判断された場合は、車両の走行速度を強制的に減ずる減速制御をさせるものである。
【0049】
そのため、ステップS10で車両横転の危険性が増大したか否かを判断して、車両横転の危険性が増大した場合は、“YES”側に進んでステップS11に入り、車両の走行速度を強制的に減速制御するようにしたものである。この場合の減速制御としては、図2に示すエンジンコントローラ15にエンジン制御信号を送り、エンジンに対する燃料供給量を減少させて車速を低下させたり、或いは、ブレーキコントローラ16にブレーキ制御信号を送り、車輪4のブレーキを作動させて車速を低下させればよい。これにより、カーブ又は交差点等における走行速度を低下させてロール角度を小さくし、車両横転の危険性を回避することができる。
【0050】
図7は、本発明のロールオーバ防止装置の第四の動作例について説明するフローチャートである。この動作例は、図4に示すフローチャートに対して、ステップS1の前にステップS0を追加したものである。すなわち、車両の走行経路が予め分かっている場合は、図2に示す走行経路選択スイッチ17により走行経路を選択して確定させ、この走行経路に対応した確実な位置信号及び曲率半径のデータを入力することで、車両横転の危険性を判断するものである。
【0051】
そのため、ステップS0において、運転者の走行経路選択スイッチ17の操作により、これから走行すべき走行経路を選択するようにしたものである。この場合、走行経路選択スイッチ17から出力された走行経路選択信号が図2に示す車両位置・走行経路判断部18へ送られ、該車両位置・走行経路判断部18は、上記選択された特定の走行経路に沿った車両の位置信号、及びカーブ又は交差点等の曲率半径のデータを横転危険性判断部10に順次送出する。以後の動作は、図4に示すステップS1〜S7の動作と全く同様に進む。
【0052】
なお、図7の動作例は、図4に示すフローチャートに適用した場合を示したが、本発明はこれに限られず、図5及び図6に示すフローチャートにも同様に適用することができる。
【0053】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項1に係る発明によれば、ロール角度検出手段で車両のロール角度を検出し、この検出されたロール角度並びにエンジンの運転状態信号、車両の走行速度及び車両走行中に発生する横加速度を入力して積み荷状態推定手段により車両の積み荷状態を演算し、この演算された積み荷状態のデータ及び車両の走行経路上の位置信号並びにその走行経路上の特定位置での曲線路の曲率半径のデータを入力して安全通過車速演算手段で特定位置の走行時の安全通過速度を演算し、上記各手段で求めたそれぞれのデータを入力して横転危険性判断手段により走行時の車両横転の危険性の有無について判断し、この横転危険性判断手段により車両横転の危険性ありと判断されたときに、警告発生手段で運転者に対して警告を発することができる。これにより、車両の走行位置に応じてカーブや交差点等へ進入する前に車両横転の危険性の有無について判断して運転者に警告し、横転回避の余裕時間を得て対処可能とすることができる。したがって、車両横転の危険性を大きく低減することができる。
【0054】
また、請求項2に係る発明によれば、上記ロール角度検出手段は、車両の左右における車高を検出する車高検出手段と、この検出された車高に基づいてロール角度を演算するロール角度演算手段とを備えて成ることにより、車両の左右における車高に基づいてロール角度を演算することができる。
【0055】
さらに、請求項3に係る発明によれば、上記安全通過車速演算手段は、車両に取り付けられたGPSアンテナからの走行経路上の位置信号を取り込むように構成されていることにより、車両の走行位置を正確に検出することができる。
【0056】
さらにまた、請求項4に係る発明によれば、上記警告発生手段は、運転席に設けられ運転者に対して光で警告の表示を行う警告表示手段を備えていることにより、運転席において運転者に対して光で車両横転の危険性を知らせることができる。したがって、車両横転の危険性に応じて、運転者に対して即時に注意喚起を実施することができる。
【0057】
また、請求項5に係る発明によれば、上記警告発生手段は、運転席に設けられ運転者に対して音で警告を発する警報手段を備えていることにより、運転席において運転者に対して音で車両横転の危険性を知らせることができる。したがって、車両横転の危険性に応じて、運転者に対して即時に注意喚起を実施することができる。
【0058】
さらに、請求項6に係る発明によれば、上記横転危険性判断手段から出力される車両横転の危険性の増大信号を入力して車両の走行速度を減ずる車速制御手段を設けたことにより、横転危険性判断手段で車両横転の危険性が増大したと判断された際に、車両の走行速度を減じて車両横転の危険性を回避することができる。したがって、車両横転の危険性を更に大きく低減することができる。
【0059】
さらにまた、請求項7に係る発明によれば、上記横転危険性判断手段に対し、車両の走行経路の選択手段により選択された走行経路に対応した位置信号及び曲率半径のデータを送出する走行経路判断手段を設けたことにより、走行経路の選択手段により選択された特定の走行経路に対応した確実なデータを用いて効率よく車両横転の危険性の有無について判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるロールオーバ防止装置を、トラックに適用した実施形態を示す概要図である。
【図2】本発明によるロールオーバ防止装置の構成を示すブロック図である。
【図3】上記ロールオーバ防止装置の構成要素である安全通過車速演算部の演算において参照する、積み荷状態に応じた安全横加速度のマップの一例を示すグラフである。
【図4】上記ロールオーバ防止装置の動作について説明するフローチャートである。
【図5】上記ロールオーバ防止装置の第二の動作例について説明するフローチャートである。
【図6】上記ロールオーバ防止装置の第三の動作例について説明するフローチャートである。
【図7】上記ロールオーバ防止装置の第四の動作例について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
6L…車高センサ(左)
6R…車高センサ(右)
7…ロール角度演算部
8…積み荷状態推定部
9…安全通過車速演算部
10…横転危険性判断部
11…インジケータ出力演算部
12…ロールインジケータ
13…警報器出力部
14…警報器
15…エンジンコントローラ
16…ブレーキコントローラ
17…走行経路選択スイッチ
18…車両位置・走行経路判断部
21…エンジントルク・回転数センサ
22…車速センサ
23…横加速度センサ
25…車両位置検出センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rollover prevention device that warns a driver when the vehicle rolls on a curve or an intersection or the like when the vehicle rolls over a curve, an intersection, or the like and the danger of vehicle rollover increases, thereby preventing the vehicle from rolling over. Before entering a curve or intersection depending on the running position of the vehicle, it determines whether there is a danger of the vehicle rolling over, warns the driver, and obtains enough time to avoid the rollover so that the vehicle rolls. The present invention relates to an over prevention device.
[0002]
[Prior art]
If the vehicle enters a curve, an intersection or the like at an overspeed while the vehicle is traveling, the vehicle rolls excessively, and there is a risk of rollover. Further, in vehicles that transport luggage such as trucks, since the center of gravity increases when the luggage is loaded, the vehicle speed at which the vehicle rolls over becomes lower than in other vehicles, and the danger of overturning may increase.
[0003]
On the other hand, the conventional rollover prevention device includes a roll angle detecting unit that detects a roll angle of a vehicle, a roll angular speed detecting unit that detects a roll angular speed of a vehicle, and an urgency corresponding to the detected roll angular speed. An emergency determining means for determining, a danger determining means for determining the degree of danger of the vehicle rolling over based on the absolute value of the detected roll angle and the determined urgency, and the determined vehicle rollover (See, for example, Patent Document 1).
[0004]
Further, as another conventional technique, the allowable lateral acceleration and the allowable deceleration are calculated from the friction coefficient of the road surface obtained by the road surface friction coefficient obtaining device, and the curvature information for each predetermined point obtained from the map database is obtained, There is a traveling state estimating device for a vehicle that estimates a lateral acceleration at a predetermined point from a current vehicle speed and calculates an assumed deceleration corresponding to the lateral acceleration (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-274214 (
[Patent Document 2]
JP-A-2000-88872 (
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the rollover prevention device described in
[0007]
Further, in the vehicle traveling state prediction device described in
[0008]
Therefore, the present invention addresses such a problem and determines whether there is a danger of vehicle overturning before entering a curve or an intersection according to the traveling position of the vehicle, and warns the driver to prevent the vehicle from overturning. It is an object of the present invention to provide a rollover prevention device for a vehicle, which is capable of coping with a margin time.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a rollover prevention device for a vehicle according to the present invention includes a roll angle detection unit that detects a roll angle of a vehicle, the detected roll angle and an engine operating state signal, and a running speed of the vehicle. Loading state estimating means for calculating the loading state of the vehicle by inputting the lateral acceleration generated while the vehicle is traveling, data on the calculated loading state, position signals on the traveling path of the vehicle, and specific positions on the traveling path The data of the radius of curvature of the curved road at the time of inputting, the safe passing vehicle speed calculating means for calculating the safe passing speed at the time of traveling at a specific position, and the respective data obtained by the above means are inputted, and the vehicle rolls over at the time of traveling. Danger determining means for determining whether there is a danger of the vehicle, and warning to the driver when the danger of rolling over is determined by the danger determining means. Those that are configured to include a warning generating means for issuing.
[0010]
With such a configuration, the roll angle of the vehicle is detected by the roll angle detecting means, and the detected roll angle, the operating state signal of the engine, the running speed of the vehicle, and the lateral acceleration generated during the running of the vehicle are inputted to load the cargo. The load state of the vehicle is calculated by the state estimating means, and the data of the calculated load state, the position signal on the travel route of the vehicle, and the data of the radius of curvature of the curved road at a specific position on the travel route are input. The safe passing vehicle speed calculating means calculates the safe passing speed when traveling at a specific position, inputs the respective data obtained by each of the above means, and determines whether there is a danger of vehicle rollover during running by the rollover danger determining means. Then, when it is determined by the rollover danger determining means that there is a danger of vehicle rollover, a warning is issued to the driver by the warning generating means. This makes it possible to determine whether there is a danger of the vehicle rolling over before entering a curve, an intersection, or the like in accordance with the traveling position of the vehicle, warn the driver, and obtain a margin time for avoiding the rollover, thereby making it possible to take measures.
[0011]
Further, the roll angle detecting means includes a vehicle height detecting means for detecting a vehicle height on the left and right sides of the vehicle, and a roll angle calculating means for calculating a roll angle based on the detected vehicle height. is there. Thus, the roll angle is calculated based on the vehicle height on the left and right sides of the vehicle.
[0012]
Further, the safe passing vehicle speed calculating means is configured to take in a position signal on a traveling route from a GPS antenna attached to the vehicle. Thereby, the traveling position of the vehicle is accurately detected.
[0013]
Further, the warning generating means includes a warning display means provided in a driver's seat and displaying a warning with light to a driver. This informs the driver of the danger of the vehicle rolling over in the driver's seat by light.
[0014]
Further, the warning generating means includes a warning means provided in a driver's seat to warn the driver by sound. This informs the driver of the danger of a vehicle rollover by sound in the driver's seat.
[0015]
Further, a vehicle speed control means for reducing the running speed of the vehicle by inputting a signal to increase the risk of vehicle rollover output from the rollover risk determination means may be provided. Accordingly, when the danger of rollover is determined to be increased by the rollover danger determining means, the running speed of the vehicle is reduced to avoid the danger of rollover of the vehicle.
[0016]
Further, the rollover danger determining means may be provided with a traveling route determining means for transmitting a position signal and data of a radius of curvature corresponding to the traveling route selected by the traveling route selecting means of the vehicle. Thus, it is possible to efficiently determine whether or not there is a danger of the vehicle rolling over by using reliable data corresponding to the specific traveling route selected by the traveling route selecting unit.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment in which a vehicle rollover prevention device (hereinafter, simply referred to as “rollover prevention device”) according to the present invention is applied to a truck. In this truck, in FIG. 1, left and right side frames 1L and 1R of a vehicle body and a
[0018]
The rollover prevention device of the present invention warns a driver that a vehicle such as a truck, a bus, a tractor / trailer, or the like, increases the roll angle of a vehicle body when traveling on a curve or an intersection and the danger of vehicle rollover increases. As shown in FIG. 2, a vehicle height sensor (left) 6L and a vehicle height sensor (right) 6R, a
[0019]
In this case, the
[0020]
The vehicle height sensor (left) 6L and the vehicle height sensor (right) 6R serve as vehicle height detecting means for detecting the vehicle height on the left and right sides of the vehicle, and are disposed near the left and right side frames 1L and 1R. And measures a relative distance (interval) between the left and right side frames 1L, 1R and the
[0021]
The
[0022]
The load
[0023]
The loading
[0024]
The safe passing vehicle speed calculation unit 9 takes in the data of the loading state calculated by the loading
[0025]
FIG. 3 is a graph showing an example of a map of the safe lateral acceleration according to the loading state referred to in the calculation of the safe passing vehicle speed calculating section 9. The map of the safe lateral acceleration is divided into the above-mentioned case of uniform loading and the case of non-uniform loading, and shows the state of “empty”, “half loading”, “quantitative loading”, “high load”, “one piece”. The state of the load (the side with a large amount of luggage) and the state of the "one-sided load (the side with a small amount of luggage)" indicate the safe lateral acceleration at that time. In FIG. 3, the safe lateral acceleration is G 1 ~ G 6 (M / sec 2 ), But generally, the safe lateral acceleration G for non-uniform loading 4 ~ G 6 (M / sec 2 ) Is the safe lateral acceleration G for uniform stacking 1 ~ G 3 (M / sec 2 ). In the calculation of the safe passing vehicle speed calculation unit 9, priority is given to the case of non-uniform stacking.
[0026]
Note that the vehicle
[0027]
The roll
[0028]
The indicator output calculation unit 11 takes in the roll angle data calculated by the roll
[0029]
The
[0030]
When the indicator output calculation unit 11, the
[0031]
An
[0032]
A vehicle position / travel
[0033]
Note that the vehicle position / traveling
[0034]
Next, the operation of the rollover prevention device thus configured will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the left and right stroke signals S are detected by the left and right
[0035]
In this state, the left and right stroke signals S sampled by the left and right
[0036]
Next, the load
[0037]
Next, the current vehicle position is detected by the vehicle position detection sensor 25 (step S3). Thereby, it is determined whether or not the vehicle is approaching a curve or an intersection.
[0038]
Then, when approaching a specific curve or intersection, the data D of the radius of curvature of the curve or intersection, the distance from the curvature radius / position
[0039]
Next, the safe passing vehicle speed calculating unit 9 fetches the data on the loading state calculated by the loading
[0040]
Here, the calculation of the safe passing vehicle speed in the safe passing vehicle speed calculating section 9 is performed as follows. First, the safe lateral acceleration according to the loading state estimated in step S2 is read from the map of the safe lateral acceleration according to the loading state shown in FIG. In this state, when a specific curve or intersection approaches and the radius of curvature or the minimum radius of curvature is sent, the safe passing vehicle speed Vs (m / sec) is calculated by the following formula. Now, let the safety lateral acceleration be Gs (m / sec). 2 ) And the minimum radius of curvature is Rmin (m),
Vs = √ (Rmin · Gs)
It becomes. Also, assuming that the average value of the minimum radius of curvature is Rave (m),
Vs = √ (Rave · Gs)
It may be calculated as follows.
[0041]
Next, the rollover
[0042]
Here, the determination of “whether or not there is danger” regarding the danger of vehicle rollover in the rollover
[0043]
Now, the estimated vehicle speed V 1 Is equal to or less than the safe passing vehicle speed Vs,
V 1 ≤Vs
In the case of, it is determined that "it is not dangerous". If it is determined in step S6 that there is no danger, the process proceeds to "NO" and the operations of steps S1 to S6 are repeated.
[0044]
On the other hand, the estimated vehicle speed V 1 Is greater than the safe passing vehicle speed Vs, or is greater than a value obtained by adding a constant vehicle speed (Δ).
V 1 > Vs or V 1 > (Vs + Δ)
In the case of, it is determined that "it is dangerous". Then, if it is determined in step S6 that it is "dangerous", the process proceeds to "YES" and enters step S7.
[0045]
In this case, an alarm signal is sent from the rollover
[0046]
FIG. 5 is a flowchart illustrating a second operation example of the rollover prevention device of the present invention. This operation example is obtained by adding steps S8 and S9 after step S7 to the flowchart shown in FIG. That is, before the vehicle enters a specific intersection or the like, a warning or warning is displayed on the danger of overturning of the vehicle in step S7. I want to stop.
[0047]
Then, it is determined in step S8 whether or not the driver has performed a stop operation of the warning. If the stop operation has been performed, the process proceeds to the "YES" side to enter step S9, and the warning and warning issued in step S7 are issued. The display is stopped. In this case, for example, the stop operation of the warning may be performed by operating a stop switch of the warning or the warning display, or by depressing an accelerator pedal for going straight at the intersection or the like. Regarding depression of the accelerator pedal, the depression amount may be detected, and the detection signal may be used as a signal for a warning stop operation. Thereby, when going straight ahead at a specific intersection or the like, it is possible to drive according to the driver's intention.
[0048]
FIG. 6 is a flowchart illustrating a third operation example of the rollover prevention device of the present invention. This operation example is obtained by adding steps S10 and S11 after step S7 to the flowchart shown in FIG. That is, when entering a specific curve or an intersection or the like, when a warning or warning is displayed on the danger of vehicle overturning in step S7, when it is determined that the danger of vehicle overturn has increased, The deceleration control for forcibly reducing the traveling speed is performed.
[0049]
Therefore, it is determined in step S10 whether or not the risk of vehicle rollover has increased. If the risk of vehicle rollover has increased, the process proceeds to the "YES" side to enter step S11, in which the traveling speed of the vehicle is forced. In this case, deceleration control is performed. As the deceleration control in this case, an engine control signal is sent to the
[0050]
FIG. 7 is a flowchart illustrating a fourth operation example of the rollover prevention device of the present invention. This operation example is obtained by adding step S0 before step S1 to the flowchart shown in FIG. That is, when the traveling route of the vehicle is known in advance, the traveling route is selected and determined by the traveling
[0051]
Therefore, in step S0, the driving
[0052]
Although the operation example of FIG. 7 is applied to the flowchart shown in FIG. 4, the present invention is not limited to this, and can be similarly applied to the flowcharts shown in FIGS.
[0053]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, the roll angle of the vehicle is detected by the roll angle detecting means, and the detected roll angle, the engine operating state signal, and the vehicle The traveling speed and the lateral acceleration generated during traveling of the vehicle are input, and the loading state of the vehicle is calculated by the loading state estimating means. The data of the calculated loading state, the position signal on the traveling route of the vehicle and the traveling route are calculated. The data of the radius of curvature of the curved road at the specified position is input, and the safe passing speed at the time of traveling at the specified position is calculated by the safe passing vehicle speed calculating means. The gender judging means judges whether or not there is a danger of the vehicle rolling over when traveling, and when it is judged that the danger of the vehicle rolls over by the rollover danger judging means, the warning generating means informs the driver. To be able to issue a warning. This makes it possible to determine whether there is a danger of the vehicle rolling over before entering a curve or an intersection according to the traveling position of the vehicle, warn the driver, and obtain a margin for avoiding the rollover so that the driver can take measures. it can. Therefore, the danger of vehicle rollover can be greatly reduced.
[0054]
Further, according to the invention according to
[0055]
Further, according to the third aspect of the present invention, the safe passing vehicle speed calculating means is configured to capture a position signal on a running route from a GPS antenna attached to the vehicle, so that the running position of the vehicle is obtained. Can be accurately detected.
[0056]
Still further, according to the invention according to
[0057]
Further, according to the invention according to
[0058]
Furthermore, according to the invention according to
[0059]
Still further, according to the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment in which a rollover prevention device according to the present invention is applied to a truck.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a rollover prevention device according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing an example of a map of a safe lateral acceleration according to a load state, which is referred to in a calculation by a safe passing vehicle speed calculating unit which is a component of the rollover prevention device.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of the rollover prevention device.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a second operation example of the rollover prevention device.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a third operation example of the rollover prevention device.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a fourth operation example of the rollover prevention device.
[Explanation of symbols]
6L: Height sensor (left)
6R: Height sensor (right)
7 ... Roll angle calculator
8 Loading status estimator
9: Safe passing vehicle speed calculation unit
10: Rollover danger judgment unit
11 Indicator output operation unit
12 ... Roll indicator
13 Alarm output section
14… Alarm
15 ... Engine controller
16 ... Brake controller
17… Driving route selection switch
18… Vehicle position / running route judgment unit
21 ... Engine torque / rotation speed sensor
22 ... Vehicle speed sensor
23 ... lateral acceleration sensor
25 ... Vehicle position detection sensor
Claims (7)
この検出されたロール角度並びにエンジンの運転状態信号、車両の走行速度及び車両走行中に発生する横加速度を入力して車両の積み荷状態を演算する積み荷状態推定手段と、
この演算された積み荷状態のデータ及び車両の走行経路上の位置信号並びにその走行経路上の特定位置での曲線路の曲率半径のデータを入力して特定位置の走行時の安全通過速度を演算する安全通過車速演算手段と、
上記各手段で求めたそれぞれのデータを入力し、走行時の車両横転の危険性の有無について判断する横転危険性判断手段と、
この横転危険性判断手段により車両横転の危険性ありと判断されたときに、運転者に対して警告を発する警告発生手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする車両のロールオーバ防止装置。Roll angle detecting means for detecting a roll angle of the vehicle,
Load state estimating means for calculating the load state of the vehicle by inputting the detected roll angle and the operating state signal of the engine, the traveling speed of the vehicle, and the lateral acceleration generated during traveling of the vehicle,
The calculated passing state data, the position signal on the traveling route of the vehicle, and the data of the radius of curvature of the curved road at a specific position on the traveling route are input to calculate the safe passing speed when traveling at the specific position. Safe passing vehicle speed calculating means,
Rolling danger determining means for inputting the respective data obtained by each of the above means and determining whether there is a danger of vehicle rollover during traveling,
A warning generating means for issuing a warning to the driver when it is determined that the vehicle is in danger of rollover by the rollover danger determining means;
A rollover prevention device for a vehicle, comprising:
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