JP2022060788A - 産業車両の制動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必ずしも自動運転の走行ルートに存在する下り坂の影響を考慮して予め走行計画を生成することなく、バッテリの満充電状態での下り坂の走行であっても、適切に制動することができる産業車両の制動制御装置を提供する。【解決手段】産業車両の制動制御装置１００は、地図情報取得部１１と、位置情報取得部１２と、走行情報取得部１３と、産業車両の要求減速度の算出を含む自動運転制御を実行する自動運転制御部１４と、回生制動力と機械制動力との配分を変更可能に制動部を制御する制動力制御部１５と、を備える。制動力制御部１５は、産業車両の自動運転中に、産業車両が降坂を開始してから所定の第１時間が経過したとの第１条件、又は、産業車両が所定勾配以上の下り坂の降坂中であるとの第２条件が満たされた場合、第１条件及び第２条件の何れもが満たされない場合の第２配分と比べて機械制動力の配分が大きい第１配分で制動部を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、産業車両の制動制御装置に関する。

近年、例えば限られたエリア内で自動運転可能な電動車として、トーイングトラクタ又はフォークリフト等の産業車両を構成することが試みられている。このような産業車両は、回生制動力を生じる走行モータと機械制動力を生じる機械ブレーキとを制動部として備えており、例えば下り坂を自動運転で走行中に走行モータによる回生によって制動を行うことができる。

ところで、産業車両の制動制御装置として、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の産業車両の制動制御装置は、走行モータによる回生電力が充電されるバッテリの端子電圧に基づいて、走行モータの回生トルク指令値を制限するようにインバータ制御装置を制御する。

特開２０１２－２０００４８号公報

ところで、上述のような自動運転可能な電動車として構成された産業車両では、下り坂の影響として、バッテリが満充電状態ではバッテリ保護のために回生制動力を得られないことがある。しかしながら、自動運転の走行ルートに存在する下り坂の影響を考慮して予め走行計画が生成されているとは限らないため、バッテリの満充電状態で下り坂のある走行ルートを産業車両が自動運転する場合、回生制動力を得られず、所望の要求制動力と実現できない可能性がある。一方、回生による充電を可能とするために予めバッテリの充電量を制限すると、産業車両の稼働時間が短くなるおそれがある。

本発明は、必ずしも自動運転の走行ルートに存在する下り坂の影響を考慮して予め走行計画を生成することなく、バッテリの満充電状態での下り坂の走行であっても適切に制動することができる産業車両の制動制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る産業車両の制動制御装置は、回生制動力を生じる走行モータと機械制動力を生じる機械ブレーキとを制動部として備え、回生制動力でバッテリが充電される産業車両の制動制御装置であって、地図情報を取得する地図情報取得部と、産業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、産業車両の走行情報を取得する走行情報取得部と、地図情報と位置情報と走行情報とに基づいて、産業車両の要求減速度の算出を含む自動運転制御を実行する自動運転制御部と、要求減速度に基づいて、回生制動力と機械制動力との配分を変更可能に制動部を制御する制動力制御部と、を備え、制動力制御部は、地図情報と位置情報とに基づいて、産業車両が降坂を開始してから所定の第１時間が経過したとの第１条件、又は、産業車両が所定勾配以上の下り坂の降坂中であるとの第２条件が満たされるか否かを判定し、産業車両の自動運転中に、第１条件又は第２条件が満たされた場合、第１条件及び第２条件の何れもが満たされない場合の第２配分と比べて機械制動力の配分が大きい第１配分で制動部を制御する。

本発明の一態様に係る産業車両の制動制御装置では、制動力制御部によって制動部が制御される。制動部の制御において、要求減速度に基づいて回生制動力と機械制動力との配分が変更可能である。制動力制御部によって、位置情報と地図情報とに基づいて、産業車両が降坂を開始してから所定の第１時間が経過したとの第１条件、又は、産業車両が所定勾配以上の下り坂の降坂中であるとの第２条件が満たされるか否かが判定される。このような第１条件又は第２条件の判定により、走行ルートを予め定めない自動運転においても、産業車両が下り坂の走行中であることが判定される。また、産業車両の自動運転中に第１条件又は第２条件が満たされた場合、産業車両の自動運転中に第１条件及び第２条件の何れもが満たされない場合の第２配分と比べて機械制動力の配分が大きい第１配分で制動部が制御される。これにより、下り坂の走行中の産業車両において回生電流が抑制されるため、例えば下り坂を通ることを想定して予め充電量を制限することが不要となる。したがって、この産業車両の制動制御装置によれば、必ずしも自動運転の走行ルートに存在する下り坂の影響を考慮して予め走行計画を生成することなく、バッテリの満充電状態での下り坂の走行であっても、適切に制動することができる。

一実施形態において、制動力制御部は、第１条件が満たされてから所定の第２時間が経過したか、又は、第２条件が満たされてから上記降坂が終了したとの解除条件が満たされるか否かを判定し、第１配分での制動部の制御中に解除条件が満たされた場合、第１配分での制動部の制御を終了してもよい。この場合、第１条件が満たされてからの所定時間、又は、第２条件が満たされてからの勾配に基づいて、第１配分での制動部の制御を終了することができる。

一実施形態において、制動力制御部は、走行モータの回生電流に基づいて、第１条件又は第２条件が満たされるか否かを判定してもよい。この場合、例えば走行モータの回生電流が所定の電流閾値以上となった場合に産業車両が降坂中であると判定することで、第１条件又は第２条件が満たされるか否かを判定することができる。

本発明によれば、必ずしも自動運転の走行ルートに存在する下り坂の影響を考慮して予め走行計画を生成することなく、バッテリの満充電状態での下り坂の走行であっても、適切に制動することが可能となる。

一実施形態に係る産業車両の制動制御装置が適用された産業車両の概略構成図である。 図１の産業車両の制動制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１の産業車両の制動制御装置の動作例を示す図である。 図１の産業車両の制動制御装置の処理例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係る産業車両の制動制御装置が適用された産業車両の概略構成図である。図１に示される産業車両１は、例えば電動トーイングトラクタであり、空港、工場内、港湾等で貨物を搭載したコンテナを牽引するために用いられる。

産業車両１は、自動運転制御を実行可能に構成されている。自動運転とは、例えば運行管理システム等からの搬送司令に従って自動で産業車両１を走行させる車両制御を実行する運転状態である。運行管理システムは、産業車両１に対し、搬送司令、運行の監視、及び車両状態の監視等を行ういわゆる管制システムである。自動運転では、作業者が運転操作を行う必要が無く、自動で車両が走行する。

ここでの自動運転は、例えば空港における滑走路、離着陸区域、誘導路、エプロン、管制塔、格納庫、荷捌き場、充電場等を含む所定のエリアにおいて実施される。産業車両１は、所定のエリア内で、走行ルートを予め定めない自動運転、又は、走行ルートを予め定めるものの走行ルートに存在する下り坂の影響を考慮しない走行計画を生成する自動運転が可能である。

［産業車両１の走行及び制動に係る構成］
産業車両１は、車体の前部に配置されたＦＬタイヤ２及びＦＲタイヤ３と、車体の後部に配置されたＲＬタイヤ４及びＲＲタイヤ５と、を備えている。産業車両１は、走行モータとして、ＲＬタイヤ４を駆動する左走行モータ６と、ＲＲタイヤ５を駆動する右走行モータ７とを備えている。走行モータは、回生制動力を生じる制動部８としても機能する。

左走行モータ６及び右走行モータ７は、発電機としても機能する交流モータである。左走行モータ６とＲＬタイヤ４との間には、減速機である左ドライブユニット６ａが介在している。右走行モータ７とＲＲタイヤ５との間には、減速機である右ドライブユニット７ａが介在している。

左走行モータ６は、左モータドライバ６ｂを介してコンタクタ９と電気的に接続されている。右走行モータ７は、右モータドライバ７ｂを介してコンタクタ９と電気的に接続されている。左モータドライバ６ｂ及び右モータドライバ７ｂは、例えばインバータを有しており、コントローラ１０と電気的に接続されている。左モータドライバ６ｂ及び右モータドライバ７ｂでは、左走行モータ６及び右走行モータ７の力行及び回生がコントローラ１０によって制御される。なお、左モータドライバ６ｂ及び右モータドライバ７ｂは、左走行モータ６及び右走行モータ７の回生電流をそれぞれ検出してもよい。

コンタクタ９は、バッテリＢと電気的に接続されている。また、コンタクタ９は、コントローラ１０と電気的に接続されている。コンタクタ９では、非常停止を含むバッテリＢの電力供給がコントローラ１０によって制御される。

バッテリＢは、左走行モータ６及び右走行モータ７に対する電力供給源である。バッテリＢは、例えば鉛蓄電池で構成され、左走行モータ６及び右走行モータ７の回生制動により生成される回生電力を蓄電可能な蓄電池である。

左走行モータ６を回転駆動させると、左走行モータ６の駆動力が左ドライブユニット６ａを介してＲＬタイヤ４に伝わり、ＲＬタイヤ４が回転する。また、左走行モータ６は、発電機としても機能する。具体的には、産業車両１の制動時には、ＲＬタイヤ４の回転によって左走行モータ６が発電機として動作する。つまり、左走行モータ６の回生制動が行われ、左走行モータ６から回生電力が発生すると共に、ＲＬタイヤ４は回生制動力で制動される。

右走行モータ７を回転駆動させると、右走行モータ７の駆動力が右ドライブユニット７ａを介してＲＲタイヤ５に伝わり、ＲＲタイヤ５が回転する。また、右走行モータ７は、発電機としても機能する。具体的には、産業車両１の制動時には、ＲＲタイヤ５の回転によって右走行モータ７が発電機として動作する。つまり、右走行モータ７の回生制動が行われ、右走行モータ７から回生電力が発生すると共に、ＲＲタイヤ５は回生制動力で制動される。

産業車両１は、制動部８のうちの機械ブレーキとして、車体の前部に配置され、ＦＬタイヤ２及びＦＲタイヤ３のそれぞれを制動可能に取り付けられたＦＬディスクブレーキ８ａ及びＦＲディスクブレーキ８ｂを備えている。産業車両１は、車体の後部に配置され、ＲＬタイヤ４及びＲＲタイヤ５のそれぞれを制動可能に取り付けられたＲＬドラムブレーキ８ｃ及びＲＲドラムブレーキ８ｄを備えている。

産業車両１は、ブレーキペダル３０と、マスターシリンダ３１と、ＥＳＣユニット３２とを備えている。ブレーキペダル３０は、作業者が運転する時（手動運転時）に作業者により踏み込み操作が行われる。

マスターシリンダ３１は、作業者による踏み込み操作に応じて油圧を発生する。マスターシリンダ３１は、ＥＳＣユニット３２と油圧回路で接続されている。ＥＳＣユニット３２は、例えば、プロセッサ、モータ、ポンプ、及びバルブが一体となった油圧制御ユニットである。プロセッサは、例えばＣＰＵ［Central Processing Unit］等の演算器である。プロセッサは、例えば、ＲＯＭ［Read Only Memory］、ＲＡＭ［Random Access Memory］、及び通信インターフェイスを統括的に制御する。

ＥＳＣユニット３２は、コントローラ１０と電気的に接続されている。ＥＳＣユニット３２には油圧センサが内蔵されており、油圧センサによって検出された油圧情報は、コントローラ１０に送信される。ＥＳＣユニット３２は、例えば油圧情報に基づくコントローラ１０からの制御信号に応じてコントローラ１０によって制御される。

ＥＳＣユニット３２は、ＦＬディスクブレーキ８ａ及びＦＲディスクブレーキ８ｂと前輪制動用の油圧回路３３で接続されている。ＥＳＣユニット３２は、ＲＬドラムブレーキ８ｃ及びＲＲドラムブレーキ８ｄと後輪制動用の油圧回路３４で接続されている。

作業者によりブレーキペダル３０が踏み込まれると、マスターシリンダ３１のシリンダチューブ内に配置されたピストンが押され、マスターシリンダ３１からＥＳＣユニット３２に作動油が流れ出る。ＥＳＣユニット３２に流入した作動油は、油圧回路３３及び油圧回路３４のそれぞれに独立して供給される。これにより、ＦＬディスクブレーキ８ａ及びＦＲディスクブレーキ８ｂに作動油が供給され、ＦＬディスクブレーキ８ａ及びＦＲディスクブレーキ８ｂが作動して、ＦＬタイヤ２及びＦＲタイヤ３が機械制動力で制動される。また、前輪の制動とは独立して、ＲＬドラムブレーキ８ｃ及びＲＲドラムブレーキ８ｄに作動油が供給され、ＲＬドラムブレーキ８ｃ及びＲＲドラムブレーキ８ｄが作動して、ＲＬタイヤ４及びＲＲタイヤ５が機械制動力で制動される。

産業車両１は、左走行モータ６及び右走行モータ７のそれぞれを制動可能に取り付けられた左電磁ブレーキ６ｃ及び右電磁ブレーキ７ｃを備えている。左電磁ブレーキ６ｃ及び右電磁ブレーキ７ｃは、コントローラ１０と電気的に接続されており、産業車両１の駐車時のパーキングブレーキとして用いられる。

［産業車両１の自動運転制御及び制動制御に係る構成］
図２は、図１の産業車両の制動制御装置の機能構成を示すブロック図である。産業車両の制動制御装置１００は、産業車両１の制動制御と自動運転制御とを統括するコントローラ１０を有している。コントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子制御ユニットである。コントローラ１０では、例えば、ＲＯＭに記録されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。コントローラ１０は、バッテリＢの電圧を検出してもよい。なお、コントローラ１０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。

コントローラ１０は、ＧＮＳＳ受信機２１、周辺状況センサ２２、走行情報センサ２３、及び地図データベース２４と接続されている。

ＧＮＳＳ受信機２１は、３個以上のＧＳＮＮ衛星から信号を受信することにより、産業車両１の地図上の位置（例えば産業車両１の緯度及び経度）を測定する。ＧＮＳＳ受信機２１は、測定した産業車両１の位置情報をコントローラ１０へ送信する。

周辺状況センサ２２は、車両の周辺の状況を検出する車載の検出器である。周辺状況センサ２２は、カメラ及びライダー［LiDAR：Light Detection And Ranging］を含む。カメラの撮像情報は、例えば、路面パターン認識及びマッチングのために用いられる。ライダーで検出した障害物情報は、例えば、産業車両１の危険回避のために用いられる。周辺状況センサ２２は、産業車両１の周辺状況に関する情報をコントローラ１０へ送信する。

走行情報センサ２３は、産業車両１の走行状態を検出する検出器である。走行情報センサ２３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサ（ジャイロセンサ）を含む。車速センサは、産業車両１の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、左走行モータ６及び右走行モータ７のそれぞれに設けられ、左走行モータ６の回転速度及び右走行モータ７の回転速度を検出するスピードセンサが用いられる。走行情報センサ２３は、検出した走行情報をコントローラ１０に送信する。

地図データベース２４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース２４は、例えば、産業車両１に搭載された記憶装置（例えばＨＤＤ［Hard Disk Drive］等）内に形成されている。地図情報には、例えば空港における滑走路、離着陸区域、誘導路、エプロン、管制塔、格納庫、荷捌き場、充電場等を含む所定のエリアにおける情報として、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率、道路の勾配等）、交差点及び分岐点の位置情報、及び構造物の位置情報等が含まれる。地図情報には、産業車両１の位置認識に用いる路面パターンの位置情報が含まれている。なお、地図データベース２４は、産業車両１と通信可能なサーバに形成されていてもよい。

次に、コントローラ１０の機能的構成について説明する。コントローラ１０は、地図情報取得部１１、位置情報取得部１２、走行情報取得部１３、自動運転制御部１４、及び、制動力制御部１５を有している。なお、以下に説明するコントローラ１０の機能の一部は、車両と通信可能なサーバにおいて実行される態様であってもよい。

地図情報取得部１１は、地図データベース２４に記憶された地図情報を取得する。地図情報取得部１１は、産業車両１の位置認識に用いる路面パターンの位置情報と、道路の勾配情報と、を少なくとも取得する。

位置情報取得部１２は、ＧＮＳＳ受信機２１の受信結果と周辺状況センサ２２の検出結果と地図データベース２４の地図情報とに基づいて、及び産業車両１の位置情報を取得する。位置情報取得部１２は、地図情報に含まれる路面パターンの位置情報と周辺状況センサ２２で検出した産業車両１に対する路面パターンの相対位置情報とに基づいて、産業車両１の自己位置を取得する。なお、位置情報取得部１２は、例えばＳＬＡＭ［Simultaneous Localization And Mapping］手法を用いて、産業車両１の自己位置を推定してもよい。

走行情報取得部１３は、走行情報センサ２３の検出結果に基づいて、産業車両１の走行情報を取得する。ここでの走行情報取得部１３は、左走行モータ６及び右走行モータ７のそれぞれに設けられたスピードセンサの検出結果に基づいて、産業車両１の車速を取得する。走行情報取得部１３は、ジャイロセンサの検出結果に基づいて、産業車両１の向きを取得してもよい。

自動運転制御部１４は、位置情報と走行情報と地図情報とに基づいて、産業車両１の要求減速度の算出を含む自動運転制御を実行する。自動運転制御部１４は、ＧＮＳＳ受信機２１の測定した産業車両１の位置情報、地図データベース２４の地図情報、周辺状況センサ２２の検出結果から認識された産業車両１の周辺状況（障害物の位置等）、及び走行情報センサ２３の検出結果から認識された走行状態（車速、ヨーレート等）に基づいて、目標ルートに沿った走行計画を生成する。目標ルートは、運行管理システムの搬送司令等に応じて設定される。

自動運転制御部１４は、走行計画に沿って自動運転を実行する。走行計画には、例えば、目標速度、要求加速度、及び要求減速度が含まれる。ここでの自動運転制御部１４は、左ドライブユニット６ａ、右ドライブユニット７ａ、及びＥＳＣユニット３２に制御信号を送信することで、目標速度、要求加速度、及び要求減速度が実現されるように自動運転制御及び制動制御を実行する。

自動運転制御部１４は、一例として、産業車両１の位置に応じて目標速度を設定する。自動運転制御部１４は、例えば下り坂を産業車両１が降坂する場合において、目標速度を所定の一定速度（例えば１５ｋｍ／ｈ等）に設定すると共に、産業車両１の車速を目標速度で維持するような要求減速度として０の減速度を算出する。この場合、例えば下り坂が一定勾配であれば、必要制動力は略一定の制動力として算出される。必要制動力は、要求減速度を実現するために必要とされる制動力を意味する。

制動力制御部１５は、要求減速度に基づいて、回生制動力と機械制動力との配分を変更可能に制動部８を制御する。制動力制御部１５は、産業車両１の位置情報と地図データベース２４の地図情報とに基づいて、回生制動力と機械制動力との配分を変更する。

本実施形態において、回生制動力と機械制動力との配分の変更とは、機械制動力を変化させることに応じて回生制動力が変化することを意味する。具体的には、制動力制御部１５は、スピードセンサで検出された左走行モータ６及び右走行モータ７のそれぞれの回転速度の変化率に基づいて、回生制動力を算出する。制動力制御部１５は、要求減速度（産業車両１の負の加速度）が生じるような目標回転速度を算出し、検出された回転速度の変化率が当該目標回転速度となるように、回生制動力を算出する（例えば所定秒後に回転速度を所定量落とす等）。したがって、機械制動力が併存する場合、機械制動力に起因して生じる減速度分を差し引いた減速度に対応した目標回転速度が算出される。そのため、機械制動力の配分が大きくなるほど、回生制動力の配分は小さくなり、機械制動力の配分が小さくなるほど、回生制動力の配分は大きくなる。

制動力制御部１５は、例えば産業車両１の位置情報及び産業車両１が走行する道路の勾配情報に基づいて、産業車両１が降坂を開始してから所定の第１時間が経過したとの第１条件、又は、産業車両１が所定勾配以上の下り坂の降坂中であるとの第２条件が満たされるか否かを判定する。第１条件及び第２条件は、回生制動力と機械制動力との配分を変更するか否かを切替えるための条件である。第１条件及び第２条件は、産業車両１が走行する道路の勾配情報に基づいてリアルタイムで判定されることから、必ずしも自動運転の走行ルートに存在する下り坂の影響を考慮して予め走行計画を生成することなく回生制動を抑制するための条件ということもできる。

所定の第１時間は、産業車両１が降坂を開始してから降坂が継続していることを確認するための確認時間に相当する。第１時間は、例えば数秒程度の定数値であってもよいし、下り勾配が大きくなるほど短くなってもよい。

所定勾配は、産業車両１が降坂中に回生電流が一定程度以上に大きくなることに相当する勾配の値である。所定勾配は、地図データベース２４に基づき取得された勾配情報と比較される。所定勾配は、例えば、所定の回生電流値に相当する下り勾配の大きさとして定数値であってもよいし、バッテリＢが満充電に近くなるほど小さい勾配値としてもよい。

なお、制動力制御部１５は、左走行モータ６及び右走行モータ７の回生電流に基づいて、第１条件又は第２条件が満たされるか否かを判定してもよい。例えば、所定勾配と勾配情報とを比較する手法に代えて、左モータドライバ６ｂ及び右モータドライバ７ｂで検出された回生電流（後述の第２配分Ｒ２の回生制動による回生電流）に基づいて、産業車両１が降坂中に回生電流が一定程度以上に大きくなっているか否かが判定されてもよい。

制動力制御部１５は、例えば、産業車両１が平地を走行している場合など、第１条件及び第２条件の何れもが満たされない場合、回生制動力と機械制動力との配分を第２配分として制動部８を制御する。第２配分は、産業車両１が平地の走行中、又は、産業車両１が上記所定勾配未満の下り坂の走行中などに用いられる通常の制動力の配分である。第２配分は、例えば、回生制動力よりも機械制動力を小さくするような配分であってもよい（図３（ａ）の符号Ｒ２参照）。

図３は、図１の産業車両の制動制御装置の動作例を示す図である。図３に示されるように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは、例えば産業車両１が平地を走行している場合など、第１条件及び第２条件の何れもが満たされていない。この場合、制動力制御部１５は、第２配分Ｒ２で制動部８を制御する。なお、図３の例では、下り坂の勾配が一定であり且つ目標車速が一定であると想定し必要制動力Ｂｒｅｑは一定とされているが、必要制動力は時間的に変化してもよい。

制動力制御部１５は、例えば、産業車両１の自動運転中に、第１条件又は第２条件が満たされた場合、上記第２配分Ｒ２と比べて機械制動力の配分が大きい第１配分Ｒ１で制動部８を制御する。第１配分Ｒ１は、産業車両１が回生制動を抑制すべき下り坂の走行中に用いられる制動力の配分である。第１配分Ｒ１は、例えば、回生制動力よりも機械制動力を大きくするような配分であってもよいし、回生制動力をなくして機械制動力のみとするような配分であってもよい（図３（ａ）の符号Ｒ１参照）。

図３の例では、時刻ｔ１にて第１条件又は第２条件が満たされたと制動力制御部１５は判定している。時刻ｔ１でのバッテリ電圧Ｖ１は、満充電状態のバッテリ電圧ＶＬ以下である。つまり、第１条件又は第２条件は、バッテリ電圧ＶＬを超えるバッテリ電圧となる前に制動力制御部１５にて充足と判定されるような条件とすることができる。満充電状態のバッテリ電圧ＶＬとは、それ以上充電するとバッテリＢが過充電状態となって劣化を招くような上限のバッテリ電圧に相当する。したがって、第１配分Ｒ１で制動部８を制御することにより、バッテリＢの電圧がバッテリ電圧ＶＬに達することを抑制でき、回生制動中にバッテリＢの電圧がバッテリ電圧ＶＬに達してしまって例えばバッテリＢの保護のために回生制動が中断されるといった事態を避けることができる。

制動力制御部１５は、第１条件が満たされてから所定の第２時間が経過したか、又は、第２条件が満たされてから降坂が終了したとの解除条件が満たされるか否かを判定し、第１配分Ｒ１での制動部８の制御中に解除条件が満たされた場合、第１配分Ｒ１での制動部８の制御を終了する。解除条件は、回生制動力を抑制するように増加させていた機械制動力の配分を元に戻すか否かを切替えるための条件である。

所定の第２時間は、産業車両１が降坂を開始してから一定時間が経過したことで降坂が終了しているであろう見込み時間に相当する。第２時間は、第１時間よりも大きい時間であって、例えば１０秒程度の定数値であってもよい。

第２条件が満たされてから降坂が終了したとは、例えば、地図データベース２４に基づき取得された勾配情報に基づいて、第２条件が満たされてからの勾配情報が上記所定勾配未満となったことを意味する。なお、所定勾配と勾配情報とを比較する手法に代えて、左モータドライバ６ｂ及び右モータドライバ７ｂで検出された回生電流に基づいて上記第２条件を判定していた場合においても、第１配分Ｒ１とされることで回生電流が抑制されているため、地図データベース２４に基づき取得された勾配情報に基づく手法で降坂が終了したことを判定してもよい。

図３の例では、時刻ｔ３にて解除条件が満たされたと制動力制御部１５は判定している。時刻ｔ３でのバッテリ電圧は、バッテリ電圧Ｖ１よりも小さいバッテリ電圧Ｖ２である。制動力制御部１５は、時刻ｔ３にて解除条件が満たされたと判定し、第１配分Ｒ１での制動部８の制御を終了し、例えば第２配分Ｒ１で制動部８を制御するように配分を変化させる。

なお、制動力制御部１５は、回生制動力と機械制動力との配分を変更する場合、図３の時刻ｔ１から時刻ｔ２までのように、変更前の配分Ｒ２から変更後の配分Ｒ１まで連続的に機械制動力の配分を増加させてもよい。同様に、図３の時刻ｔ３から時刻ｔ４までのように、変更前の配分Ｒ１から変更後の配分Ｒ２まで連続的に機械制動力の配分を減少させてもよい。これにより、制動部８の回生制動力が機械制動力の変化に追従し易くなるため、急激に配分を変更する場合と比べて、制動部８全体で発生する制動力の安定化を図ることができる。

［コントローラ１０による演算処理の一例］
次に、コントローラ１０による演算処理の一例について説明する。図４は、図１の産業車両の制動制御装置の処理例を示すフローチャートである。図４に示される処理は、例えば産業車両１の自動運転中に実行される。

図４に示されるように、コントローラ１０は、Ｓ０１において、位置情報取得部１２により、産業車両１の位置情報の取得を行う。位置情報取得部１２は、例えば、ＧＮＳＳ受信機２１の受信結果と周辺状況センサ２２の検出結果と地図データベース２４の地図情報とに基づいて、産業車両１の位置情報を取得する。

コントローラ１０は、Ｓ０２において、走行情報取得部１３により、産業車両１の走行情報の取得を行う。走行情報取得部１３は、例えば、走行情報センサ２３の検出結果に基づいて、産業車両１の走行情報を取得する。

コントローラ１０は、Ｓ０３において、制動力制御部１５により、産業車両１の走行する道路の勾配情報の取得を行う。制動力制御部１５は、例えば、位置情報取得部１２で取得した位置情報と地図データベース２４の地図情報に含まれる勾配情報とに基づいて、産業車両１の走行する道路の勾配情報を取得する。なお、制動力制御部１５は、左走行モータ６及び右走行モータ７の回生電流（第２配分Ｒ２の回生制動による回生電流）に基づいて、産業車両１の走行する道路の勾配情報を取得してもよい。取得した勾配情報は、第１条件又は第２条件が満たされるか否かの判定のために用いられる。

コントローラ１０は、Ｓ０４において、自動運転制御部１４により、産業車両１の走行計画の取得を行う。自動運転制御部１４は、例えば、位置情報取得部１２で取得した位置情報と走行情報取得部１３で取得した走行情報とに基づいて、産業車両１の走行計画を取得する。自動運転制御部１４は、産業車両１と通信可能な運行管理システムで搬送司令として生成された走行計画を取得してもよい。

コントローラ１０は、Ｓ０５において、自動運転制御部１４により、産業車両１の要求減速度の取得を行う。自動運転制御部１４は、例えば、走行情報取得部１３で取得した走行情報と自動運転制御部１４で取得した走行計画とに基づいて、産業車両１の要求減速度を取得する。

コントローラ１０は、Ｓ０６において、制動力制御部１５により、第１条件が充足されているか否かの判定を行う。制動力制御部１５は、例えば、位置情報と地図情報とに基づいて、産業車両１が降坂を開始してから所定の第１時間が経過したとの第１条件が満たされるか否かを判定する。

Ｓ０６において第１条件が満たされていないと制動力制御部１５により判定された場合、コントローラ１０は、Ｓ０７において、制動力制御部１５により、第２条件が充足されているか否かの判定を行う。制動力制御部１５は、例えば、位置情報と地図情報とに基づいて、産業車両１が所定勾配以上の下り坂の降坂中であるとの第２条件が満たされるか否かを判定する。

Ｓ０７において第２条件が満たされていないと制動力制御部１５により判定された場合、コントローラ１０は、Ｓ０８において、制動力制御部１５により、第２配分での制動部８の制御を行う。制動力制御部１５は、例えば、第２配分で制動部８を制御する。その後、コントローラ１０は、図４の処理を終了する。

一方、Ｓ０６において第１条件が満たされていると制動力制御部１５により判定された場合、又は、Ｓ０７において第２条件が満たされていると制動力制御部１５により判定された場合、コントローラ１０は、Ｓ０９において、制動力制御部１５により、解除条件が非充足であるか否かの判定を行う。制動力制御部１５は、例えば、第１条件が満たされてから所定の第２時間が経過したか、又は、第２条件が満たされてから降坂が終了したとの解除条件が満たされるか否かを判定する。

Ｓ０９において解除条件が非充足ではない（解除条件が満たされている）と制動力制御部１５により判定された場合、コントローラ１０は、Ｓ０８の処理を行う。制動力制御部１５は、例えば、第１配分での制動部８の制御中に解除条件が満たされた場合、第１配分での制動部８の制御を終了し、第２配分で制動部８を制御する。

Ｓ０９において解除条件が非充足である（解除条件が満たされていない）と制動力制御部１５により判定された場合、コントローラ１０は、Ｓ１０の処理を行う。制動力制御部１５は、例えば、第１条件及び第２条件の何れもが満たされない場合の第２配分と比べて機械制動力の配分が大きい第１配分で制動部８を制御する。その後、コントローラ１０は、図４の処理を終了する。

［作用及び効果］
以上、本実施形態に係る産業車両の制動制御装置１００では、制動力制御部１５によって制動部８が制御される。制動部８の制御において、要求減速度に基づいて回生制動力と機械制動力との配分が変更可能である。制動力制御部１５によって、位置情報と地図情報とに基づいて、産業車両１が降坂を開始してから所定の第１時間が経過したとの第１条件、又は、産業車両１が所定勾配以上の下り坂の降坂中であるとの第２条件が満たされるか否かが判定される。このような第１条件又は第２条件の判定により、走行ルートを予め定めない自動運転においても、産業車両１が下り坂の走行中であることが判定される。また、産業車両１の自動運転中に第１条件又は第２条件が満たされた場合、産業車両１の自動運転中に第１条件及び第２条件の何れもが満たされない場合の第２配分と比べて機械制動力の配分が大きい第１配分で制動部８が制御される。これにより、下り坂の走行中の産業車両１において回生電流が抑制されるため、例えば下り坂を通ることを想定して予め充電量（充電率ＳＯＣ）を制限することが不要となる。したがって、この産業車両の制動制御装置１００によれば、必ずしも自動運転の走行ルートに存在する下り坂の影響を考慮して予め走行計画を生成することなく、バッテリの満充電状態での下り坂の走行であっても、適切に制動することができる。

なお、例えば、回生制動力が主体での減速中にバッテリＢが満充電状態に達して回生制動が利用不可能となり、制動力が不足する事態（いわゆる回生抜け）が発生することを抑制できる。また、産業車両１では、同等の下り勾配の下り坂であっても、牽引又は荷役している荷の重量に応じて必要制動力の取り得る値が多岐に亘るところ、産業車両の制動制御装置１００によれば、必要制動力を全体の制動力として機械制動力の配分を大きくするように制動部８を制御するため、荷の重量に応じて適切に制動することができる。

産業車両の制動制御装置１００では、制動力制御部１５は、第１条件が満たされてから所定の第２時間が経過したか、又は、第２条件が満たされてから上記降坂が終了したとの解除条件が満たされるか否かを判定し、第１配分での制動部の制御中に解除条件が満たされた場合、第１配分での制動部８の制御を終了する。これにより、第１条件が満たされてからの所定時間、又は、第２条件が満たされてからの勾配に基づいて、第１配分での制動部８の制御を終了することができる。

産業車両の制動制御装置１００では、制動力制御部１５は、左走行モータ６及び右走行モータ７の回生電流に基づいて、第１条件又は第２条件が満たされるか否かを判定する。これにより、例えば左走行モータ６及び右走行モータ７の回生電流が所定の電流閾値以上となった場合に産業車両１が降坂中であると判定することで、第１条件又は第２条件が満たされるか否かを判定することができる。

［変形例］
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。

上記実施形態では、図１のような電動トーイングトラクタを産業車両１として例示したが、これに限定されず、産業車両１は、例えば電動フォークリフトであってもよいし、ハイブリッド式の産業車両であってもよい。要は、回生制動によるバッテリＢの充電が可能であり、回生制動力を生じる走行モータと機械制動力を生じる機械ブレーキとを制動部として備え、要求減速度に基づいて回生制動力と機械制動力との配分を変更可能な産業車両であればよい。

また、機械制動力を生じる機械ブレーキのシステムとして、ＥＳＣユニット３２を用いる構成を例示したが、その他の油圧制御デバイスを用いてもよい。機械ブレーキとしては、油圧を用いたディスクブレーキ及びドラムブレーキに限定されず、左電磁ブレーキ６ｃ及び右電磁ブレーキ７ｃの制動力を機械制動力として扱ってもよい。

産業車両１の自動運転のための構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、周辺状況センサ２２にてライダーを用いていたが、別のセンサで代用してもよい。また、地図データベース２４の地図情報には勾配情報が含まれていたが、第１条件及び第２条件の判定のために回生電流を用いる場合には、地図データベース２４から勾配情報が省かれてもよい。

上記実施形態では、図３に示されるように、制動力制御部１５は、回生制動力と機械制動力との配分を、第１配分Ｒ１と第２配分Ｒ２との２段階のうちの何れかとしたが、３段階以上としてもよい。要は、第１条件又は第２条件が満たされた場合に、第１条件又は第２条件が満たされない場合と比べて、回生制動力が抑制されればよい。

以上に記載された実施形態及び種々の変形例の少なくとも一部が任意に組み合わせられてもよい。

１…産業車両、６…左走行モータ（走行モータ）、７…右走行モータ（走行モータ）、８…制動部、８ａ…ＦＬディスクブレーキ（機械ブレーキ）、８ｂ…ＦＲディスクブレーキ（機械ブレーキ）、８ｃ…ＲＬドラムブレーキ（機械ブレーキ）、８ｄ…ＲＲドラムブレーキ（機械ブレーキ）、１０…コントローラ、１１…地図情報取得部、１２…位置情報取得部、１３…走行情報取得部、１４…自動運転制御部、１５…制動力制御部、１００…産業車両の制動制御装置、Ｒ１，Ｒ２…第２配分、Ｒ１…第１配分、Ｒ１，Ｒ２…配分。

Claims (3)

1. 回生制動力を生じる走行モータと機械制動力を生じる機械ブレーキとを制動部として備え、前記回生制動力でバッテリが充電される産業車両の制動制御装置であって、
   地図情報を取得する地図情報取得部と、
   前記産業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記産業車両の走行情報を取得する走行情報取得部と、
   前記地図情報と前記位置情報と前記走行情報とに基づいて、前記産業車両の要求減速度の算出を含む自動運転制御を実行する自動運転制御部と、
   前記要求減速度に基づいて、前記回生制動力と前記機械制動力との配分を変更可能に前記制動部を制御する制動力制御部と、
   を備え、
   前記制動力制御部は、
   前記地図情報と前記位置情報とに基づいて、前記産業車両が降坂を開始してから所定の第１時間が経過したとの第１条件、又は、前記産業車両が所定勾配以上の下り坂の降坂中であるとの第２条件が満たされるか否かを判定し、
   前記産業車両の自動運転中に、前記第１条件又は前記第２条件が満たされた場合、前記第１条件及び前記第２条件の何れもが満たされない場合の第２配分と比べて前記機械制動力の配分が大きい第１配分で前記制動部を制御する、産業車両の制動制御装置。
2. 前記制動力制御部は、
   前記第１条件が満たされてから所定の第２時間が経過したか、又は、前記第２条件が満たされてから前記降坂が終了したとの解除条件が満たされるか否かを判定し、
   前記第１配分での前記制動部の制御中に前記解除条件が満たされた場合、前記第１配分での前記制動部の制御を終了する、請求項１に記載の産業車両の制動制御装置。
3. 前記制動力制御部は、前記走行モータの回生電流に基づいて、前記第１条件又は前記第２条件が満たされるか否かを判定する、請求項１又は２に記載の産業車両の制動制御装置。

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