JP3985841B2

JP3985841B2 - 車両の横転防止装置

Info

Publication number: JP3985841B2
Application number: JP2006121429A
Authority: JP
Inventors: 孝治大畑
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JP2006312446A

Description

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。

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。

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。

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。

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。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、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、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、操舵角速度検出手段で検出された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第２所定角速度以上であるレベル２との３段階に設定し、前記操舵角速度がレベル１となる時で且つロールレイト検出手段で検出された前記車体のロールレイトが横転危険性が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を備えたものであり、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し、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。

そして、請求項２の発明では、制御手段には、操舵角速度検出手段で検出されたステアリングホイールの操舵角速度がレベル２となる時に安全措置実行手段を作動させる機能が備えられているものであり、操舵角速度だけで、また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し、より的確に横転予知を行い、適切に安全措置を講じることができる。

また、請求項３の発明では、安全措置にて設定される目標減速度よりも小さい減速である目標減速度に設定する第２安全措置を講じる第２安全措置実行手段を更に有し、制御手段には、操舵角速度検出手段で検出されたステアリングホイールの操舵角速度がレベル１となる時で且つ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前記所定値に満たない時には第２安全措置実行手段を作動させる機能が備えられているものであり、横転の可能性が比較的低い場合に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。

本発明に係る車両の横転防止装置によれば、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。

また、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。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。

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。

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１：第２所定角速度）のレベル２との３段階に設定される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（請求項１〜３：所定値，P2＜P1）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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利用することが可能であり、特に、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横転防止装置に利用することが可能である。

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である。横転防止装置の制御フローチャートである。横転防止装置の制御フローチャートである。

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

Claims

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、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、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第２所定角速度以上であるレベル２との３段階に設定し、前記操舵角速度がレベル１となる時で且つ前記ロールレイト検出手段で検出された前記車体のロールレイトが横転危険性が判断できる所定値以上である時に前記安全措置実行手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする車両の横転防止装置。
請求項１において、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がレベル２となる時に前記安全措置実行手段を作動させ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。
請求項１において、前記安全措置にて設定される目標減速度よりも小さい減速である目標減速度に設定する第２安全措置を講じる第２安全措置実行手段を更に有し、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がレベル１となる時で且つ前記ロールレイト検出手段で検出された前記車体のロールレイトが前記所定値に満たない時には前記第２安全措置実行手段を作動させ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。