JP2711685B2 - 車両の制動状態表示装置及び、運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、車両の制動状態表示装置及び、運転制御装
置に係り、特にタイヤがロック状態に至る事なく効果的
に車両の制動を行えるようにした制動状態表示装置とア
ンチロック制動装置を利用した運転制御装置に関する。

「従来の技術」 従来より第６図に示される車両における制動力は、下
記第１式の関係を有する事が知られており、この内タイ
ヤの半径Ｒ、車輪に印加される荷重Ｗは運転時点に予め
定数として決定されるものである為に、結果として制動
力Ｂは制動トルクＴ又は摩擦係数μに基づいて比例的に
変化する事が理解される。

Ｂ＝（T/R）＝（μ・Ｗ） ……（１） B:制動力、T:制動トルク、R:タイヤの有効半径、μ：
タイヤと路面との摩擦係数、W:車輪に印加される荷重 一方、雪路のタイヤと路面との摩擦係数μは、第５図
に示す様に、濡れた舗装路面の半分以下であり、且つ、
乾燥したコンクリート路面に対しては1/4以下の数値を
示しており、従って、雪路では車両の制動力が大幅に低
下する為に、前記摩擦係数と対応する限界制動力（トル
ク）以上の油圧力を例え付与したとしても、前記制動力
を超えた残余の制動油圧力は、単にタイヤをロックする
力として働くのみで、該ロックにより、タイヤのスリッ
プ又は制動力の低下をまねき、最悪の場合には車両が不
規旋転運動を発生し操縦不能となる場合がある。

この為、雪路での制動方法は油圧力を前記限界制動力
の範囲内に維持する為に、タイヤがロック状態となる前
に制動力を緩めながらこれを断続的に繰り返す、ポンピ
ング制動方式を採用しているが、前記のように雪路は路
面との摩擦係数μが極めて低くなる為に、ロック状態と
なる前に制動力を緩めるのは極めて困難であり、而も限
界制動力に達したか否かは従来の車両の制動装置におい
ては、タイヤがスリップした後初めて分るものであり、
従って前記のような制動方式は結果として運転者の習熟
に頼らざるを得ず、雪路の走行に未熟な者は、タイヤが
かなりスリップしたりロックしても制動力を加え続ける
こともありたいへん危険である。

而も例え熟練している運転者であっても、前記制動力
はタイヤの半径Ｒや車輪に印加される荷重Ｗによっても
変化するものである為に、車両を変える事により前記限
界制動力（に対応する油圧力）が変化し、その加減調整
がむずかしい。

この為前記限界制動力レベルを上げる為に、雪路での
路面とタイヤとの摩擦係数を向上させたスパイクタイヤ
やスタッドレスタイヤ等が開発されており、又車両の制
動装置側において、車輪がロック状態に入る前に自動的
に制動油圧力を緩める、いわゆるアンチロック制動装置
（以下ABSという）が開発されており、そして該ABSは、
制御手段としてマイクロコンピュータなどの判断回路を
備え、該判断回路が車輪がロック状態にあるかどうかを
実際の車輪減速度と通常の路面走行中の制動により車輪
のロックが発生する事のない基準車輪減速度との比較に
よって判断し、その判断結果に基づいて、制動用油圧バ
ルブの開閉弁を開閉作動させて、制動油圧を緩め車輪が
ロックしそうになるのを防止するよう構成されている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら前記ABSにおける車輪のロックが発生す
る事のない基準車輪減速度の設定は、前記したように路
面との摩擦係数が各路面状態において大幅に異なる為
に、これを一律に規定出来ず例えば特開昭60−255559号
において前記基準値の設定を通常路面走行状態で制動時
に発生する車輪減速度の範囲内に設定した事を特徴とす
るABSが提案されているが、かかる技術においては前記
基準値を正確に制御する事が極めて困難であり、特に雪
路などでは車輪がロックしているにも拘らず制動油圧を
緩める信号が判断回路から出力されなかったり、又油圧
バルブを開閉作動させる為の判断回路の判断となるべき
実際の車両減速度を正確に測定する事も困難であり、必
ずしも精度よい制御を行う事が出来ない。

本発明はかかる従来技術に鑑み、前記車両の限界制動
力区域を目視にて且つ容易に把握可能に構成し、これに
より、運転者が制動時の制動状態を容易に認識し、タイ
ヤがロック状態に至る事なく効果的に車両の制動を行え
るようにした制動状態表示装置と、該制動状態表示装置
とアンチロック制動装置を利用した運転制御装置を提供
する事を目的とする。

「課題を解決する為の手段」 先ず本発明に至った過程を第４図に基づいて説明す
る。

第４図は縦軸に制動力と対応する制動トルク値又は制
動時減加速度値、横軸にブレーキペダル・ストローク値
（上段）とスリップ比（％）を取った、アイスバーン状
態における雪路におけるスタッドレスタイヤとスパイク
タイヤ制動性能グラフ図である。

即ち、第４図より理解される如く、前記ブレーキの遊
びの部分を経過して制動開始後（この地点をストローク
量０％とする）、ブレーキストローク量に比例して上昇
し続けた制動トルク値は、ストローク量が20％（スタッ
ドレスタイヤ）、40％（スパイクタイヤ）の地点でタイ
ヤの初期飽和制動トルク値（Ａポイント）に到達した
後、ストローク量を増大させても制動トルク値はほぼ変
化せずほぼ最大制動トルク近傍値を示したままとなり、
スリップ比が上昇するのみで、制動力エネルギーはタイ
ヤのスリップという形で消費されることとなる。

そして、更にストローク量を増大し続け、ストローク
量が60％（スタッドレスタイヤ）、80％（スパイクタイ
ヤ）の地点で終期飽和トルク値Ｂポイントに達する。

このＢポイントを越えると、スパイクタイヤは、さら
に制動力が上がるが、スタッドレスタイヤは制動トルク
値が減少し始め、結果としてタイヤのロック状態でのス
リップや横滑り等が激しくなり、危険域に達する。

このような傾向は、タイヤの種類によって異なり、ス
パイクタイヤを除いていずれのタイヤも雪路ではブレー
キペダルの最大ストローク値に達するまでの間にタイヤ
がロック状態のままスリップしてしまう部分が存在する
事が理解される。

而も、Ｂポイントを超える危険域は、近年多用されて
いるスタッドレスタイヤの方が、短いブレーキストロー
クで到達し、よって、その区域が多く、その分事故の確
率も大になる。

そこで本発明は、前記ストローク量を検知する検知手
段を設け、該検知手段の信号に基づいて、前記ブレーキ
の遊びの部分から制動開始点（Ｐ）までをＩ域、制動開
始点より初期飽和制動トルク値（Ｐ〜Ａ）までをII域、
初期飽和制動トルク値より終期飽和トルク値（Ａ〜Ｂ）
までをIII域、終期飽和トルク値（Ｂ〜）以降をIV域と
して、各域毎を、例えば色分け表示ランプ等を用いて視
覚的に区別した点を特徴とする。

この場合、前記各域の区分けは色分け表示を用いて視
覚的に表現するのが好ましいが、運転者に適格に伝達出
来る手段であれば、制動力値を数値表示したり、アナロ
グ表示、文字表示、又は音声などで知られてもよい。

尚、前記ストローク量はブレーキペダルに印加される
踏力とも比例関係を有する為に、ロードセル等を用いて
踏力を検知可能に構成してもよく、又制動油圧力自体を
検知可能に構成してもよい。

また、前記表示手段と組み合わせて、前記ブレーキペ
ダルの踏み込み量に対応するペダル量出力を用いてABS
自体により、車両の制動油圧力を前記ブレーキペダルの
踏み込み量に比例して制動トルクが増加する範囲内に維
持し、前記ペダル量出力に基づいて前記表示群の内選択
された一の表示部を表示するとともに、制動トルクを制
御可能に車両の運転制御装置を構成してもよい。

「作用」 かかる技術手段によれば例えば、ブレーキペダルのス
トロークが制動力として作用しないＩ域に対応する表示
ランプを無色表示、ストローク量に比例して制動トルク
が増加するII域に対応する表示ランプをグリーン表示、
ストローク量を増大させても制動トルクがほぼ一定とな
るIII域に対応する表示ランプをイエロー表示、及びス
トローク量に反比例して制動トルクが減少するIV域に対
応する表示ランプをレッド表示する表示ランプ群を設
け、前記ブレーキストロークを検知する検知信号に基づ
いて前記いずれかのランプを表示可能に構成する事によ
り、現時点のブレーキペダルの踏み込み量が車両の限界
制動力区域を超えているのか否か（グリーンランプかイ
エローランプか）、又超えていた場合においても横滑り
等が生じ易い区域にまで達しているのか否か（イエロー
ランプかレッドランプか）が目視にて且つ容易に把握す
る事が出来、これにより、運転者が制動時の制動状態を
容易に認識し、タイヤがロック状態に至る事なく効果的
に車両の制動を行う事が出来る。

従って該装置によって、雪路走行する上で今まで運転
者の感だけに頼っていた制動操作を制動状態を適格に知
りえるので、運転者の感の誤差がなく精度よく確実に所
望の制動動作を得る事が出来る。即ち前記表示を運転者
が認知することで運転者自身が現時点での運転者の制動
力の加え方の良否を判断出来ることによって、運転者自
身が制動力の加減を行い、タイヤがロック状態となる事
を未然に防止する事が出来る。

又、前記制動状態表示装置を制動装置と連動させ、雪
路上での前記制動状態表示装置作動時には、制動装置に
タイヤがロック状態になるまでの制動力が加わらないよ
うに設定する事も出来、例えばABSにおいては、ブレー
キペダルの踏み込み量に対応するペダル量出力を送出す
るペダル量検出手段よりの検出出力をABSに入力させ、
該ABSを利用して車両の制動油圧力を前記ブレーキペダ
ルの踏み込み量に比例して制動トルクが増加する範囲内
に維持されるとともに、制動状態表示を行うように構成
する事も可能である。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的
に詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図は本発明の第１実施例に係る制動状態表示装置
を示し、１は表示装置本体、２はブレーキペダル３のス
トローク量を検知する検知手段でその検知出力は表示装
置本体１とともにABSの制御回路61の検知入力として利
用可能に構成されるとともに、該ABS制御回路61と油圧
制御回路62とによりアンチロック制動装置６を構成して
いる。

状態表示装置本体１は、その前面側に、前記各制動状
態を示す表示ランプ群10a〜10j、制動状態セット釦群13
a、13b、13c、スピーカー14、電源スイッチ11、及び電
源ランプ12を備え、ブレーキストロークを検知する検知
手段２よりの検知信号に基づいて前記表示ランプ群の内
選択された一の表示ランプを点灯可能に構成している。

即ち、表示ランプ群10a〜10jはブレーキストローク量
に対応して10％刻みで表示ランプ群10a〜10jが選択的に
点灯可能に構成し、そして制動状態セット釦13a、13b、
13cによる浮動調整により、各タイヤの種類に応じて表
示ランプ群10a〜10jの色分け位置を調整するものであ
る。

例えば、第４図に示すように、スタッドレスタイヤに
おいては前記制動開始点（Ｐ）が０％、初期飽和制動ト
ルク値（Ａ）が20％、終期飽和トルク値（Ｂ）が60％の
位置にある為に、前記各セット釦13a、13b、13cによる
浮動調整により、ランプ10aをストローク量０％の時に
無色点灯、ストローク量〜20％の時ランプ10bで青色
に、ストローク量20〜60％の時ランプ10c〜10hで黄色
に、ストローク量60〜100％の時で赤色表示されるよう
にセットしておく、ただし、前記表示ランプのセット
は、タイヤ交換時にするか、表示装置本体１に記憶装置
を組込み数種類のタイヤの制動状態を記憶させれば、ラ
ンプセットの操作は簡単に済む。

かかる実施例によれば、雪路走行を始める前に電源ス
イッチ11を入れ表示装置本体１を作動させる。そして制
動時に、ブレーキペダル３を踏む事によりそのストロー
ク変位が検知手段２を介して電気信号に変換され、表示
装置本体１の検出装置信号入力端子16へ入力され、そし
て、検出装置信号入力端子16から入力した電気信号から
ブレーキペダル３の制動力値が判断され、前記した第４
図のスタッドレスタイヤの制動トルク−ストローク量と
の関係からストローク量と制動トルク値を判断し、制動
状態表示ランプ10a〜10jの該当ランプを点灯させて、運
転者に現時点での制動状態を知らせる。

又、制動状態表示ランプ10iが点灯する時には危険域I
Vに入った為にスピーカー14より警告音を発生させるこ
とで運転者により一層の注意を与える。

そして、本実施例では制動状態表示を一連に並んだラ
ンプの点灯によって運転者に知らせる例を示したが、運
転者に適格に伝達出来る手段であれば、制動力値を数値
表示したり、アナログ表示、文字表示、又は音声などで
知らせてもよい。

尚、前記検出出力をABSの制御回路61に又ブレーキペ
ダル３よりの制動油圧力を油圧制御回路62に入力させ、
これらの信号に基づいて該ABSを利用して車両の制動油
圧力が前記ブレーキペダル３の踏み込み量に比例して制
動トルクが増加する範囲内に維持されるように構成する
事も可能である。

第２図はブレーキペダル３の油圧シリンダーの油圧を
検出した場合の概略図で、前記油圧の検出出力に基ずい
て表示装置本体１を作動させる構成図である。そして制
動時に、ブレーキペダル３を踏む事によりマスタシリン
ダ20に伝達された油圧力が、タイヤの制動装置に油圧力
となって伝達されるので、その油圧力を油圧検出装置2A
によって検出し、該油圧力値を電気信号に変換して、制
動状態表示装置本体１の検出装置信号入力端子16へ入力
可能に構成されている。

第３図は踏力検出装置を取付けたブレーキペダル３と
該ペダルの拡大図を示し、ブレーキペダル３の表面に踏
力検出装置2Bとしてロードセル等を取付けた場合であ
り、運転者５の踏力の荷重変位をロードセルによって検
知し、図示しない制動状態表示装置によって、制動状態
を表示するものである。

「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、前記車両の限界制
動力区域を目視にて且つ容易に把握可能に構成し、これ
により、運転者が制動時の制動状態を容易に認識し、タ
イヤがロック状態に至る事なく効果的に車両の制動を行
えるようにした雪路等に効果を有する制動状態表示装置
と、該制動表示装置とアンチロック制動装置を利用した
運転制御装置を提供する事が可能となり、その実用価値
は極めて大である。

又近年スパイクタイヤを装着した車両走行における公
害問題が発生し、スパイクタイヤの使用禁止に向いつつ
あり、スタッドレスタイヤが使用される傾向となってい
るが、第４図に示すようにスタッドレスタイヤはスパイ
クタイヤより少ないブレーキ踏込み量で、踏込み量を増
大させても制動トルクがほぼ一定となる区域、更には踏
込み量に反比例して制動トルクが減少する区域に達して
しまう為に、雪道走行の危険度が数段増すが、本発明に
よりこのような欠点を解消する事が出来、運転者に制動
時の制動状態を容易に且つ認識させることが可能となり
極めて実用的である。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る雪路等における制動状態
表示装置とアンチロック制動装置を示し検出手段として
ブレーキペダルのストローク量検出装置を用いている。
第２図はブレーキペダルの油圧シリンダーから油圧を検
出手段として用いた実施例を示す概略図、第３図は他の
実施例で踏力検出装置を取付けたブレーキペダルとペダ
ルの拡大図を示す。 第４図は縦軸に制動力を対応する制動トルク値又は制動
時減加速度値、横軸にブレーキペダル・ストローク値
（上段）とスリップ比（％）を取った、アイスバーン状
態における雪路におけるスタッドレスタイヤとスパイク
タイヤ制動性能グラフ図である。 第５図は、タイヤと路面の摩擦係数とスリップ率との関
係のグラフ図、第６図は制動時に車両に作用する力の作
用図である。 2:検知手段、3:ブレーキペダル、10:表示ランプ群（表
示群、10a〜10j）

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤの最大摩擦係数の小さい路面を走行
   する車両の制動状態表示装置において、 ブレーキペダルの踏み込み量に対応するストロークが制
   動力として作用しない区域、ストローク量に比例して制
   動トルクが増加する区域、ストローク量を増大させても
   制動トルクがほぼ一定となる区域、及びストローク量に
   反比例して制動トルクが減少する区域を夫々区分け表示
   した表示群と、 前記ブレーキペダルのストロークを検知する検知手段を
   設け、 該検知手段よりの検知信号に基づいて前記表示群の内選
   択された一の表示部を表示可能に構成した事を特徴とす
   る車両の制動状態表示装置。
2. 【請求項２】タイヤの最大摩擦係数の小さい路面を走行
   する車両の制動状態表示装置において、 ブレーキペダルの踏み込み量に対応して変化する踏力が
   制動力として作用しない区域、踏力量に比例して制動ト
   ルクが増加する区域、踏力量を増大させても制動トルク
   がほぼ一定となる区域、及び踏力量に反比例して制動ト
   ルクが減少する区域を夫々区分け表示した表示群と、 前記ブレーキペダルの踏力を検知する検知手段を設け、 該検知手段よりの検知信号に基づいて前記表示群の内選
   択された一の表示部を表示可能に構成した事を特徴とす
   る車両の制動状態表示装置。
3. 【請求項３】タイヤの最大摩擦係数の小さい路面を走行
   する車両の制動状態表示装置において、 ブレーキペダルの踏み込み量に基づいて変化する制動油
   圧力が制動力として作用しない区域、制動油圧力に比例
   して制動トルクが増加する区域、制動油圧力を増大させ
   ても制動トルクがほぼ一定となる区域、及び制動油圧力
   に反比例して制動トルクが減少する区域を夫々区分け表
   示した表示群と、 前記制動油圧力を検知する検知手段を設け、 該検知手段よりの検知信号に基づいて前記表示群の内選
   択された一の表示部を表示可能に構成した事を特徴とす
   る車両の制動状態表示装置。
4. 【請求項４】タイヤの最大摩擦係数の小さい路面を走行
   する車両の運転制御装置において ブレーキペダルの踏み込み量に対応するペダル量出力を
   送出するペダル量検出手段と、 前記ペダル量出力に対応して制動力として作用しない区
   域、前記ペダル量出力に比例して制動力が増加する区
   域、前記ペダル量出力を増大させても制動力がほぼ一定
   となる区域、及び前記ペダル量出力に反比例して制動力
   が減少する区域を夫々区分け表示した表示群と、 前記ペダル量出力を入力し、車両の制動油圧力を前記ペ
   ダル量出力に比例して制動トルクが増加する範囲内に維
   持するアンチロック制動装置とを備え、 前記ペダル量出力に基づいて前記表示群の内選択された
   一の表示部を表示するとともに、前記制動トルクを制御
   可能に構成した事を特徴とする車両の運転制御装置。