JP3982011B2 - Vehicle rollover prevention device - Google Patents
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- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の横転を予知して横転を防止する横転防止装置に関し、特に大型車両において重心高さに拘らず的確な横転の予知が早期に行なえるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、トラック等の大型車両では、積荷の状況によっては重心が高くなり、カーブを旋回する際に走行速度や操舵状況によっては、重心の低い乗用車に比べて横転に至る可能性が高い。そこで、車両の横転を予知して横転を運転者に知らせたり、車両が横転に至る前に制動措置等を講じて横転を未然に防止する横転防止装置が従来から種々提案されている。
【0003】
例えば、特開平4-191180号公報には、トラックの左右のエアスプリングのエア圧をそれぞれ検出する圧力センサを備え、それぞれの圧力センサの検出値の差が所定値以上になった時に、運転者に警報を発するようにした横転防止装置が示されている。従来の横転防止装置では、旋回時等に左右のエアスプリングのエア圧に所定値以上の差が生じると、警報が発せられて車両の横転の危険が運転者に知らされる。これにより、運転者は減速等を行なって車両の横転を回避することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の横転防止装置は、左右のエアスプリングのエア圧に基づいて横転の危険を判断しているが、トラック等の大型車両は、積載状態等により重心が常に変化する。このため、重心が高いとエア圧の差が所定値以下であっても横転の危険が発生したり、重心が低いとエア圧の差が所定値以上であっても横転の危険がない場合がある。従って、従来の横転防止装置では、重心の変化等を考慮してエア圧の差を判定しなければ常に的確な横転の危険を判定することは不可能であり、複雑な制御を行なわなければ高い警報精度を確保することができない。
【0005】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、重心の高さに拘らず的確な横転の予知を行い、この予知に基づき横転を防止する車両の横転防止装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1の発明は、車体に発生するロールレイトを検出するロールレイト検出手段と、エアブレーキ装置を作動させる、またはエンジン出力を低下させて、車両の横転を防止する安全措置を講じる安全措置実行手段と、ロールレイト検出手段で検出された車体のロールレイトが横転危険性を判断できる所定値以上である時に安全措置実行手段を作動させる制御手段と、ステアリングホイールの操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段とを備え、前記制御手段には、前記操舵角速度検出手段で検出された前記ステアリングホイールの操舵角速度を車速センサにより検出された車速に基づいて、車両の重心高さ如何に問わずロールオーバーには至らないレベル0と、車両の重心高さによってはロールオーバーになり得る所定角速度以上であるレベル1と、車両の重心高さに拘らずロールオーバーになり得る設定角速度以上であるレベル2との3段階に設定し、前記車体のロールレイトが横転危険性を判断できる所定値以上である、または前記操舵角速度が前記レベル2となる場合には、前記安全措置実行手段が作動して急減速制御を実行し、前記操舵角速度が前記レベル1となる場合には、前記安全措置実行手段が作動して緩減速制御を実行する機能が備えられているもので、車両の重心高さによらず的確な横転予知を早期に行い、適切に安全措置を講じることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1には本発明の一実施形態例に係る横転防止装置が備えられた車両の概略構成、図2、図3には横転防止装置の制御フローチャートを示してある。
【0012】
図1に示すように、車両1には、ステアリングホイール2の操舵角を検出する操舵角検出センサ3が設けられ、操舵角検出センサ3の検出情報は制御装置4に入力されて操舵角速度が演算される(操舵角速度検出手段)。また、車両1には車体5に発生するロール角速度(ロールレイト)を検出するレイトセンサ6が設けられ、レイトセンサ6の検出情報は制御装置4に入力される。制御装置4には車速センサ7からの車速情報も入力される。制御装置4では、各種情報に基づいて横転に関する操舵角速度レベルが演算され、制御装置4からは、操舵角速度レベルに応じてエアブレーキ装置8に作動指令が出力される。
【0013】
車速センサ7及び操舵角検出センサ3の検出情報は制御装置4に入力される。制御装置4では、ステアリングホイール2の操舵角に基づいて操舵角速度が演算されると共に、その時の車速に基づいて操舵角速度のレベルが3段階に設定される。つまり、操舵角速度のレベルは、車両1の重心高さ如何に問わず横転(ロールオーバー)には至らない操舵角速度のレベル0と、車両1の重心高さによってはロールオーバーになり得る操舵角速度(所定角速度)のレベル1と、車両1の重心高さに拘らずロールオーバーになり得る操舵角速度(請求項2:設定角速度)のレベル2との3段階に設定される。
【0014】
また、レイトセンサ6の検出情報は制御装置4に入力され、制御装置4では、ロールレイトの状態及び操舵角速度のレベルに基づいて3段階に目標減速度S1,S2,S3が設定される。つまり、ごく僅かの減速を実行させる目標減速度S1と、目標減速度S1よりも若干大きい減速を実行させる目標減速度S2と、目標減速度S2よりも大きい減速を実行してロールオーバーを回避することができる目標減速度S3との3段階に設定される。
【0015】
目標減速度が設定されると、設定された目標減速度に応じてエアブレーキ装置8に作動指令が出力され、エアブレーキ装置8が作動して車両1が減速し、車体5の横転が防止される。目標減速度S3によりエアブレーキ装置8を作動させる機能が、安全措置実行手段を作動させて安全措置を講じる機能であり、目標減速度S3よりも小さい減速(横転防止効果の弱い減速)である目標減速度S2によりエアブレーキ装置8を作動させる機能が、第2安全措置実行手段を作動させて第2安全措置を講じる機能となっている。
【0016】
尚、上記実施形態例では、安全措置及び第2安全措置として、エアブレーキ装置8を作動させる機能を例に挙げて説明したが、エンジン出力を低下させたり警報を鳴らす等他の措置を単独あるいは組み合わせて使用することも可能である。
【0017】
図2、図3に基づいて上述した横転防止装置の具体的な作用を説明する。
【0018】
図2に示すように、ステップS1で車速センサ7による車速、操舵角センサ3による操舵角及びレイトセンサ6によるロールレイトが読み込まれ、ステップS2で操舵角速度が演算される。ステップS3で車速が所定車速以上(例えば25Km/h以上)か否かが判断され、車速が所定車速に満たないと判断された場合、ステップS4に進んで横転防止の措置を講じる制御は行なわない。
【0019】
ステップS3で車速が所定車速以上であると判断された場合、ステップS5で車速に応じてレベル0乃至レベル2を設定するための操舵角速度のレベル値が設定される。つまり、その時の車速ではどの程度の操舵角速度でレベル0乃至レベル2となるかの基準値が設定される。この操舵角速度のレベル値は、車速の増加に伴って小さく設定され、横転の危険度合いの判断がより的確に行なわれるようになっている。
【0020】
次に、ステップS6で操舵中か否かが判断され、操舵中ではないと判断された場合、ステップS4に進んで横転防止の措置を講じる制御は行なわない。ステップS6で操舵中であると判断された場合、ステップS7でロールレイトがしきい値P1(請求項1,2:所定値)以上か否かが判断される。ステップS7でロールレイトがしきい値P1以上であると判断された場合、ステップS8の急減速制御に進んでロールオーバーを回避することができる目標減速度S3によりエアブレーキ装置8を作動させる。急減速制御は、例えば、所定時間目標減速度S3によるエアブレーキ装置8の作動を実施し、所定の終了条件が成立した時点で制御が終了する。
【0021】
従って、ロールレイトがしきい値P1以上の時に横転危険性を予知するので、重心高さによらず的確な予知を早期に行い適切にエアブレーキ装置8を作動させることができる。
【0022】
ステップS7でロールレイトがしきい値P1に満たないと判断された場合、ステップS9で操舵角速度のレベルがレベル0乃至レベル2のどのレベルになるか判断される。ステップS9で操舵角速度がレベル0であると判断された場合、現在の速度では車両1の重心高さ如何に問わずロールオーバーには至らない操舵角速度であるので、ステップS4に進んで横転防止の措置を講じる制御は行なわない。
【0023】
ステップS9で操舵角速度がレベル2であると判断された場合、現在の車速では車両1の重心高さに拘らずロールオーバーになり得る操舵角速度であるので、ステップS8の急減速制御に進んでロールオーバーを回避することができる目標減速度S3によりエアブレーキ装置8を作動させる。
【0024】
従って、操舵角速度情報により車両1の横転危険性を判断できる状況では、操舵角速度だけで横転危険性を判断するので、的確に横転の危険を予知してエアブレーキ装置8を作動させることができる。
【0025】
一方、ステップS9で操舵角速度がレベル1であると判断された場合、車両1の重心高さによってはロールオーバーになり得る操舵角速度であるので、ステップS10の緩減速制御を実行する。即ち、図3に示すように、ステップS11でごく僅かの減速を実行させる目標減速度S1によりエアブレーキ装置8を作動させ、ステップS12でロールレイトがしきい値P2以上か否かが判断される(所定値,P2<P1)。
【0026】
ここで、ステップS11で目標減速度S1によりエアブレーキ装置8をごく僅かの減速を実行させる状態に作動させるのは、レベル1はロールオーバーになり得る操舵角速度であるので、次にエアブレーキ装置8を作動させる際の応答遅れをなくして直ちに作動開始できるようにしておくためである。
【0027】
ステップS12でロールレイトがしきい値P2以上であると判断された場合、ステップS13で目標減速度S3としてロールオーバーを回避することができるようにエアブレーキ装置8を作動させる。この時、ステップS11で応答遅れがない状態にされているため、エアブレーキ装置8はしきい値P2が判断された後直ちに作動する。
【0028】
従って、操舵角速度がレベル1(所定角速度以上)で且つロールレイトがしきい値P2以上(所定値以上)である時に、ロールオーバーを回避することができるようにエアブレーキ装置8を作動させるようにしているので、操舵角速度とロールレイトを組み合わせて車両1の横転の危険を予知することになり、重心高さによらず的確な横転予知を早期に行なうことができ、適切にエアブレーキ装置8を作動させることができる。
【0029】
ステップS12でロールレイトがしきい値P2に満たないと判断された場合、ステップS14で目標減速度S1よりも若干大きい目標減速度S2でエアブレーキ装置8を作動させる。この時、ステップS11で応答遅れがない状態にされているため、エアブレーキ装置8はしきい値P2が判断された後直ちに作動する。
【0030】
従って、操舵角速度がレベル1(所定角速度以上)で且つロールレイトがしきい値P2に満たない(所定値に満たない)時に、目標減速度S2でエアブレーキ装置8を作動させる(第2安全措置実行手段を作動)ようにしているので、横転の危険はあるがその可能性が比較的低い場合は、比較的横転防止効果の弱い目標減速度S2でエアブレーキ装置8を作動させることになり、運転者の運転操作に対する妨げが比較的小さい方法で横転への進行を抑制することができる。
【0031】
ステップS10の緩減速制御は、例えば、所定時間目標減速度S3もしくは目標減速度S2によるエアブレーキ装置8の作動を実施し、所定の終了条件が成立した時点で制御が終了する。
【0032】
上述した横転防止装置では、ロールレイトがしきい値P1以上の時(ステップS7でYes と判断された時)、および、操舵角速度がレベル2の時(ステップS9でレベル2と判断された時)、および、操舵角速度がレベル1で(ステップS9でレベル1と判断)且つロールレイトがしきい値P2以上である時(ステップS12でYES と判断された時)に、ロールオーバーを回避することができるように目標減速度S3でエアブレーキ装置8を作動させるようにしている。
【0033】
このため、ロールレイトから車両1の横転危険性を判断できる状況ではロールレイトだけで車両1の横転危険性を判断し、ロールレイトを参照することなく操舵角情報から車両1の横転危険性を判断できる状況では操舵角速度だけで車両1の横転危険性を判断し、ロールレイト情報単独あるいは操舵角速度情報単独では車両1の横転危険性を判断できない状況下では操舵角速度とロールレイトを組み合わせて車両1の横転危険性を判断するようになっている。従って、より的確に車両1の横転を予知してエアブレーキ装置8を作動させることができる。
【0034】
尚、安全措置として、旋回外輪に旋回内輪より大きな制動力を付与する措置を用いると共に、第2安全措置として車両を自動減速する措置を用いることも可能である。このようにすると、横転の危険度が高い状況下では左右車輪に制動力差を与えて車両1の旋回挙動を復元側に積極的に制御することができると共に、横転の危険度が比較的低い状況下では車両1を自動減速させて運転者の旋回意思を妨げることなく横転への進行を抑制することができる。
【0035】
【発明の効果】
本発明の車両の横転防止装置は、ロールレイトが所定値以上になった時に安全措置を講じるようにしたので、車両の重心高さによらず的確な横転予知を早期に行い、容易に適切な安全措置を講じることができる。請求項2の発明では、操舵角速度が設定値以上になった時にも安全措置を講じるようにしたので、車両の重心高さによらず的確な横転予知を早期に行い、適切に安全措置を講じることができる。
【0036】
また、請求項3の発明では、操舵角速度とロールレイトを組み合わせて車両の横転の危険を予知するため、車両の重心高さによらず的確な横転予知を早期に行い、適切に安全措置を講じることができる。請求項4の発明では、ロールレイトを参照することなく操舵角情報から車両の横転危険性を判断できる状況では操舵角速度だけで車両の横転危険性を判断し、操舵角速度情報だけでは車両の横転危険性を判断できずにロールレイトも参照する必要がある状況下では操舵角速度とロールレイトを組み合わせて車両の横転危険性を判断するようになっているので、より的確に車両の横転を予知して適切に安全措置を講じることができる。請求項5の発明では、横転の危険はあるがその可能性が比較的低い場合は、比較的横転防止効果の弱い第2安全措置を講じるので、運転者の運転操作に対する妨げが比較的小さい方法で横転への進行を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例に係る横転防止装置が備えられた車両の概略構成ブロック図。
【図2】横転防止装置の制御フローチャート。
【図3】横転防止装置の制御フローチャート。
【符号の説明】
1 車両
2 ステアリングホイール
3 操舵角センサ
4 制御装置
5 車体
6 レイトセンサ
7 車速センサ
8 エアブレーキ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rollover prevention device that predicts a rollover of a vehicle and prevents the rollover, and in particular, enables accurate prediction of rollover at an early stage regardless of the height of the center of gravity in a large vehicle.
[0002]
[Prior art]
For example, in a large vehicle such as a truck, the center of gravity is high depending on the load condition, and depending on the traveling speed and the steering situation when turning a curve, there is a high possibility of overturning compared to a passenger car having a low center of gravity. In view of this, various rollover prevention devices have been proposed that prevent a rollover by predicting the rollover of the vehicle and notifying the driver of the rollover or by taking a braking measure or the like before the vehicle rolls over.
[0003]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-191180 includes pressure sensors that respectively detect the air pressures of the left and right air springs of a truck, and when the difference between the detected values of the pressure sensors exceeds a predetermined value, the driver A rollover prevention device is shown which is configured to issue an alarm. In the conventional rollover prevention device, when a difference of a predetermined value or more occurs between the air pressures of the left and right air springs during a turn or the like, an alarm is issued and the driver is informed of the danger of the vehicle rollover. As a result, the driver can perform deceleration or the like to avoid vehicle rollover.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional rollover prevention device determines the risk of rollover based on the air pressure of the left and right air springs, but the center of gravity of a large vehicle such as a truck always changes depending on the loaded state or the like. For this reason, if the center of gravity is high, there is a risk of rollover even if the difference in air pressure is below a predetermined value, or if the center of gravity is low, there is no risk of rollover even if the difference in air pressure is above a predetermined value. is there. Therefore, in the conventional rollover prevention device, it is impossible to always judge the risk of rollover accurately unless the difference in air pressure is determined in consideration of the change of the center of gravity, etc. Alarm accuracy cannot be ensured.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, have rows foreknowledge of precise rollover regardless height of the center of gravity, and an object thereof is to provide a rollover prevention system for a vehicle which prevents the rollover on the basis of this prediction .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a safety system for preventing rollover of a vehicle by operating a roll rate detecting means for detecting a roll rate generated in a vehicle body and an air brake device or reducing an engine output. Safety measure execution means for taking measures, control means for activating the safety measure execution means when the roll rate of the vehicle body detected by the roll rate detection means is greater than or equal to a predetermined value that can determine the risk of rollover, and the steering angular speed of the steering wheel Steering angular velocity detecting means for detecting the vehicle, and the control means determines whether the vehicle's center of gravity height is based on the steering angular velocity of the steering wheel detected by the steering angular velocity detecting means based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. Regardless of the rollover level 0, and depending on the height of the center of gravity of the vehicle, it can be a rollover It is set in three stages:
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle provided with a rollover prevention device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show control flowcharts of the rollover prevention device.
[0012]
As shown in FIG. 1, the
[0013]
Detection information of the
[0014]
The detection information of the rate sensor 6 is input to the
[0015]
When the target deceleration is set, an operation command is output to the
[0016]
In the above-described embodiment, the function of operating the
[0017]
The specific operation of the rollover prevention device described above will be described with reference to FIGS.
[0018]
As shown in FIG. 2, the vehicle speed by the
[0019]
When it is determined in step S3 that the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed, a level value of the steering angular speed for setting level 0 to
[0020]
Next, in step S6, it is determined whether or not the vehicle is being steered. If it is determined that the vehicle is not being steered, the process proceeds to step S4 and control for preventing rollover is not performed. If it is determined in step S6 that the vehicle is being steered, it is determined in step S7 whether or not the roll rate is equal to or greater than a threshold value P1 (
[0021]
Accordingly, since the risk of rollover is predicted when the roll rate is equal to or greater than the threshold value P1, accurate prediction can be performed early regardless of the height of the center of gravity, and the
[0022]
If it is determined in step S7 that the roll rate is less than the threshold value P1, it is determined in step S9 which level of the steering angular velocity is level 0 to
[0023]
If step S9 by the steering angular speed is determined to be
[0024]
Therefore, in a situation where the risk of rollover of the
[0025]
On the other hand, if it is determined in step S9 that the steering angular velocity is
[0026]
Here, to operate the
[0027]
If the roll rate in step S12 is determined to be the threshold value P2 or more, to operate the
[0028]
Therefore, when and roll rate steering angular velocity at level 1 (or a predetermined angular velocity) is the threshold value P2 or more (higher than a predetermined value), so as to operate the
[0029]
If it is determined in step S12 that the roll rate is less than the threshold value P2, the
[0030]
Therefore, when the steering angular velocity is level 1 (greater than the predetermined angular velocity) and the roll rate is less than the threshold value P2 (below the predetermined value), the
[0031]
In the slow deceleration control in step S10, for example, the
[0032]
In the above-described rollover prevention device, when the roll rate is equal to or higher than the threshold value P1 (when determined as Yes in step S7), and when the steering angular velocity is level 2 (when determined as
[0033]
Therefore, in a situation where the rollover risk of the
[0034]
In addition, as a safety measure, a measure for applying a braking force larger to the turning outer wheel than the turning inner wheel can be used, and a measure for automatically decelerating the vehicle can be used as the second safety measure. In this way, under a situation where the risk of rollover is high, a braking force difference can be given to the left and right wheels to actively control the turning behavior of the
[0035]
【The invention's effect】
In the vehicle rollover prevention device according to the present invention, safety measures are taken when the roll rate exceeds a predetermined value. Therefore, accurate rollover prediction can be performed at an early stage regardless of the height of the center of gravity of the vehicle. Safety measures can be taken. In the invention of
[0036]
Further, in the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a vehicle equipped with a rollover prevention device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control flowchart of the rollover prevention device.
FIG. 3 is a control flowchart of the rollover prevention device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記制御手段には、前記操舵角速度検出手段で検出された前記ステアリングホイールの操舵角速度を車速センサにより検出された車速に基づいて、車両の重心高さ如何に問わずロールオーバーには至らないレベル0と、車両の重心高さによってはロールオーバーになり得る所定角速度以上であるレベル1と、車両の重心高さに拘らずロールオーバーになり得る設定角速度以上であるレベル2との3段階に設定し、前記車体のロールレイトが横転危険性を判断できる所定値以上である、または前記操舵角速度が前記レベル2となる場合には、前記安全措置実行手段が作動して急減速制御を実行し、前記操舵角速度が前記レベル1となる場合には、前記安全措置実行手段が作動して緩減速制御を実行する機能が備えられている
ことを特徴とする車両の横転防止装置。Roll rate detection means for detecting a roll rate generated in the vehicle body, safety measure execution means for taking measures to prevent the vehicle from rolling over by operating the air brake device or reducing the engine output, and the roll rate detection and a control means for actuating the safety action making means when a predetermined value or more to the roll rate of the vehicle body detected can determine the risk overturned means, and a steering angular velocity detecting means for detecting a steering angular velocity of the steering wheel ,
The control means includes a level 0 that does not cause a rollover regardless of the height of the center of gravity of the vehicle based on the steering angular speed of the steering wheel detected by the steering angular speed detection means based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. And, it is set in three stages: level 1 which is equal to or higher than a predetermined angular velocity that can be rolled over depending on the height of the center of gravity of the vehicle, and level 2 that is higher than a set angular velocity that can be rolled over regardless of the height of the center of gravity of the vehicle. When the roll rate of the vehicle body is equal to or greater than a predetermined value at which the risk of rollover can be determined, or when the steering angular velocity becomes the level 2, the safety measure executing means is operated to execute the sudden deceleration control, when the steering angular velocity becomes the level 1 to characterized <br/> that function the safeguard execution means executes the slow deceleration control operates is provided Rollover prevention device for a vehicle.
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