JP3116310B2 - 坂走行を検出する装置 - Google Patents

坂走行を検出する装置

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ゲルト・クリユーゲル
ハルトムート・ローゼンダール
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  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は少なくとも２つの車軸と
車両加速度又は減速度を測定するための装置とを持つ，
特に商用車両用の，坂走行を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用のこのような装置（勾配検出装
置）はドイツ連邦共和国特許出願公開第３３３４７１９
号明細書から公知である。ここでは，特別の傾斜センサ
は必要でない。しかし機関及び車両に特有な種々のデー
タ，例えば僅かな使用例にしか使用できない機関特性曲
線領域が必要である。
【０００３】車両，特に商用車両（トラツク又はバス）
が丁度上り坂又は下り坂にあるかどうかを瞬時に評価す
ることは，車両にある種々の電子的二次装置，例えば牽
引棒力調節装置のための判断基準として重要である。こ
の牽引棒力調節装置では，牽引車及び付随車にある制動
機は牽引棒力が所定の値を超えないように調節される。
これにより付随車の乗り上げが防止される。
【０００４】従つて上述の装置を大きな超過出費なしに
改良することができ又は誤動作を防止することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は，上り
坂走行又は下り坂走行を確実にかつ簡単な手段で検出す
る装置を提供することである。
【０００６】
【問題を解決するための手段】この課題は，後車軸又は
前車軸の軸荷重用のセンサ及び電子装置が設けられてお
り，この電子装置へセンサ及び車両加速度又は減速度測
定装置の信号が送られ，この電子装置がこれらの信号か
ら，上り坂走行または下り坂走行により引き起こされる
軸荷重移動を検出することによつて解決される。本発明
の好ましい拡張は従属請求項に記載されている。
【０００７】本発明による装置は，この目的のために従
来評価されなかつた，平面における走行に対する上り坂
又は下り坂の走行の際の軸荷重移動の効果を利用する。
上り坂の走行の際に後車軸の軸荷重が増大し，他方，下
り坂の走行の際に軸荷重が減少する。この効果は主とし
て重心の高さ及び車両の積み荷に左右される。
【０００８】周知のごとく車両加速度又は車両減速度も
軸荷重移動の同じ効果をもたらすから，同時に車両加速
度の検出を行い，この車両加速度の高さを上り坂走行の
際に考慮し又は軸荷重移動を加速されない走行中にだけ
評価することが好ましい。
【０００９】本発明の拡張によれは，道路勾配を直接計
算することも可能である。
【００１０】
【実施例】本発明を図面により以下に詳細に説明する。
【００１１】図１に，上り坂を走行する際の車両が概略
的に示されている。分かるように，これによつて後車軸
は一層強く荷重をかけられ，他方，前車軸は荷重を軽減
される（誇張して示されている）。後車軸の一層大きい
荷重又は懸架ばね収縮は荷重センサ１により検出され
る。この荷重センサは適切な個所に，例えば弾性懸架装
置の荷重点に，取り付けられている。この荷重センサは
後車軸のたわみも検出することができる。車両が空気ば
ねを付けられている場合は，ばねベロー内の圧力も評価
され得る。力センサ又は荷重センサを使用する代わり
に，車両の懸架ばね収縮も変位センサによつて評価する
ことができる。
【００１２】図２によれば，荷重センサ１の出力値は電
子装置（マイクロコンピユータ）２へ供給される。更
に，車両加速度又は減速度ａの値も装置４により供給さ
れる。この値を，例えばロツク防止装置（ＡＢＳ）から
取り出すことができる。ロツク防止装置は車両加速度を
車輪速度の評価により，従つて走行する上り坂に関係な
く決定する。
【００１３】ロツク防止装置は少なくとも１つのマイク
ロコンピユータを含んでいる。このロツク防止装置の動
作のやり方は当業者に知られている（ドイツ連邦共和国
特許出願公開第２８４４２７９号明細書）。
【００１４】電子装置２にあるマイクロコンピユータ
は，更に以下に挙げられた式を評価することができるよ
うにプログラム化されている。形式として，例えばテキ
サス・インスツルメンツ社のＴＭＳ７７４２が使用され
得る。
【００１５】電子装置２は，供給されたデータから，上
り坂走行又は下り坂走行であるかどうか決定する。
【００１６】例えば次のような場合に，上り坂走行であ
ると判定される。 ｜ＦＮＨＡ−ＦＮＨＡＥ｜＞ΔＦＮＨＡ及び｜ａＦ｜＜｜ａＦｍｉｎ｜ この場合，ａＦｍｉｎ≒０ この式において ＦＮＨＡＥ＝平面における後車軸荷重の値 ＦＮＨＡ ＝後車軸荷重の現在の値 ΔＦＮＨＡ＝後車軸荷重の現在の値と，ここから上り坂走行になると判定され るべき平面における後車軸荷重との差 ａＦ ＝車道に対する車両加速度又は減速度（＝ａ） ａＦｍｉｎ＝これ以下ではａＦ＝０であると仮定される車両加速度又は減速度 の限界値である。
【００１７】電子装置２は，上り坂走行又は下り坂走行
であるかどうかを決定し又は直接道路勾配αの値を別の
電子装置，例えば牽引棒力調節装置３へ更なる使用のた
めに与える。
【００１８】後車軸荷重ＦＮＨＡＥは，所定の時間又は
変位間隔をおいて，後車軸荷重センサにより検出された
現在の値ＦＮＨＡが記憶されかつすべての検出された値
が適切な周知の方法でソフトウエアにより平均値を得ら
れるように求められるのが好ましい。しかしこのような
方法は本発明の対象ではない。
【００１９】後車軸荷重は車道の凹凸のために変動する
から，後車軸荷重センサ１の出力信号を濾波することが
推奨できる。
【００２０】平面における後車軸荷重ＦＮＨＡＥの検出
は，運転者のスイツチ操作により平面における走行の際
の瞬時値を記憶させることによつても行える。
【００２１】本発明の拡張において，走行する道路の正
確な傾斜角αも，例えば軸間距離，重心位置，車両質量
などのような，近似的に既に知られている値によつて求
めることができる。
【００２２】図３に，下り坂を走行するトレーラトラツ
ク及びこのトレーラトラツクに作用する力が概略的に示
されている。ここでα ＝道路勾配 ｍ＝車両質量ａ ＝車両加速度又は減速度（＝ａ Ｆ ） ｇ＝重力加速度 ｈｓ＝車両重心の高さ ｌｖ＝車両重心と前車軸との間隔 ｌｈ＝車両重心と後車軸との間隔 ＦＫ＝連結力（牽引棒力） ｈＫ＝付随車連結器の高さ ＦＮＨＡ＝後車軸荷重
【００２３】力ＦＮＨＡ及びＦＫはニユートン〔ｋｇｍ
／ｓ２〕で示される。
【００２４】点Ａの周りのモーメントを合計すると， ΣＭＡ＝０＝ｍ・ａ・ｈｓ−ｍ・ｇ・ｃｏｓα・ｌｖ＋ｍ・ｇ・ｓｉｎα．ｈ ｓ＋Ｆ Ｋ ・ｈＫ＋ＦＮＨＡ（ｌｖ＋ｌｈ） となる。
【００２５】小さい角度については， ｃｏｓα≒１及びｓｉｎα≒α が適用される。
【００２６】これから， ０＝ｍ・ａ・ｈｓ−ｍ・ｇ・ｌｖ＋ｍ・ｇ・ａ・ｈｓ＋
ＦＫ・ｈＫ＋ＦＮＨＡ（ｌ ｖ＋ｌｈ）が得られる。
【００２７】これから道路勾配α
【００２８】
【数２】
【００２９】例えば車両重心ｈｓ及びその他の寸法のよ
うな，道路勾配αの方程式の中に存在する，直接検出で
きないパラメータは，見積もり値として電子装置２へ入
力され得る。車両質量ｍは既存の荷重センサ１を介して
近似的に求められ得る。牽引棒力ＦＫが検出される場合
は，この牽引棒力も分かるが，しかし検出されない場合
は一定の値であると仮定され又は場合によつては無視さ
れ得る。これにより決定された道路勾配αは大抵の使用
例について十分正確である。
【図面の簡単な説明】
【図１】上り坂を走行する際の車両の概略図である。
【図２】電子装置の構成図である。
【図３】下り坂にあるトレーラトラックの概略図であ
る。
【符号の説明】
１ 荷重センサ ２ 電子装置 ４ 測定装置
フロントページの続き (72)発明者 ラルフ・コシヨレク ドイツ連邦共和国ハノーヴアー91・ア ム・イーメウーフエル３ (72)発明者 ゲルト・クリユーゲル ドイツ連邦共和国ゼールツエ２・シユテ ツケネル・シユトラーセ47 (72)発明者 ハルトムート・ローゼンダール ドイツ連邦共和国ハノーヴアー91・エリ ーゼンシユトラーセ33 (72)発明者 ヨハン・ローテン ドイツ連邦共和国ザールシユテツト・オ ツトーリリエンタールーシユトラ−セ７ (56)参考文献 特開 平１−267463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−78018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−113321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−52409（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−2108（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 9/00 - 9/36 B60G 17/00 G01P 15/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２つの車軸と車両加速度又は
    減速度を測定するための装置（４）とを持つ坂走行を検
    出する装置において，後車軸又は前車軸の軸荷重用のセ
    ンサ（１）及び電子装置（２）が設けられており，この
    電子装置へセンサ（１）及び車両加速度又は減速度測定
    装置（４）の信号が送られ，この電子装置がこれらの信
    号から，上り坂走行又は下り坂走行により引き起こされ
    る軸荷重移動を検出することを特徴とする，坂走行を検
    出する装置。
  2. 【請求項２】 電子装置（２）が，軸荷重移動により変
    化された荷重を平面における荷重と比較することを特徴
    とする，請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 比較が式 ｜ＦＮＨＡ−ＦＮＨＡＥ｜＞ΔＦＮＨＡ及び｜ａＦ｜＜｜ａＦｍｉｎ｜ この場合，ａＦｍｉｎ≒０ ここで ＦＮＨＡＥ＝平面における後車軸荷重の値 ＦＮＨＡ ＝後車軸荷重の現在の値 ΔＦＮＨＡ＝後車軸荷重の現在の値と，ここから上り坂走行になると判定され るべき平面における後車軸荷重との差 ａＦ ＝車道に対する車両加速度又は減速度（＝ａ） ａＦｍｉｎ＝これ以下ではａＦ＝０であると仮定される車両加速度又は減速度 の限界値 により行われることを特徴とする，請求項２に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 車両加速度又は減速度と，別のデーター
    即ち車両質量，車両重心位置，牽引棒力，連結器高さ及
    び軸間距離とを考慮に入れて，平面及び勾配における軸
    荷重の差から道路勾配が，式 【数１】 ここで α＝道路勾配 ｍ＝車両質量 ｇ＝重力加速度 ｌｖ＝車両重心と前車軸との間隔 ａ＝車両加速度又は減速度（＝ａ Ｆ ） ｈｓ＝車両重心の高さ ＦＮＨＡ＝後車軸荷重 ｌｈ＝車両重心と後車軸との間隔 ＦＫ＝牽引棒力 ｈＫ＝付随車連結器の高さ により計算され， 車両重心位置が、車両重心と前車軸との間隔ｌ ｖ ，車両
    重心と後車軸との間隔ｌ ｈ 及び車両車両重心の高さｈ ｓ
    によって規定される ことを特徴とする，請求項１ないし
    ３のうち１つに記載の装置。
  5. 【請求項５】 センサ（１）として変位センサ使われ，
    この場合，軸荷重即ち前車軸荷重Ｆ ＮＶＡ 又は後車軸荷
    重Ｆ ＮＨＡ が少なくとも１つの車軸の懸架ばね収縮から
    求められることを特徴とする，請求項１ないし４のうち
    １つに記載の装置。
  6. 【請求項６】 測定された荷重又は変位量が濾波され又
    は平均値を求められることを待徴とする，請求項１ない
    し５のうち１つに記載の装置。
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