JP4083881B2

JP4083881B2 - 連結車両の自動減速制御装置

Info

Publication number: JP4083881B2
Application number: JP21463698A
Authority: JP
Inventors: 邦夫坂田; 克司松田
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: JP2000043705A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、旋回時の車速を自動的に低下させるための連結車両の自動減速制御装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
この種の自動減速制御装置としては例えば、特開平３−４２３６０号公報に開示された旋回挙動制御装置が挙げられる。この公知の旋回挙動制御装置は、旋回操舵量に応じたタイヤグリップ限界車速を求め、旋回時に検出した車速がこの限界車速を超えると、自動的にブレーキをかけて車速を低下させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
トラクタでトレーラを牽引する形態の連結車両にあっては、連結車両に特有の不安定な挙動としてジャックナイフ現象があり、このジャックナイフ現象は、例えば制動時にトレーラ車輪よりもトラクタ車輪の制動力が大きい場合、トレーラからの後押し力（いわゆる突き上げ）に起因して発生する。このようなジャックナイフ現象を防止するためには、一般にトラクタ車輪よりもトレーラ車輪の制動力を大きく設定しておくことが知られている。
【０００４】
しかしながら、通常のトレーラ車輪の設定制動力をトラクタ車輪より大きくしている場合、トレーラが空車状態のときは車輪ロックを起こしやすいため、充分な減速効果が得られなくなる。一方、空車状態ではトレーラ車輪の発揮できる制動力が目減りするため、充分な減速効果を得るためにはなるべくトラクタ車輪の制動力を大きくしなければならない。しかしながら、上述のようにトラクタ車輪の制動力を大きく設定していると、かえって制動時にジャックナイフ現象を招く虞がある。それ故、連結車両の場合はトラクタ車輪とトレーラ車輪との間の制動力バランスを定常的に固定することはできず、公知の旋回挙動制御技術を単に適用してもその減速効果が適切に得られない。
【０００５】
この発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、旋回時の車両挙動を不安定化することなく、自動減速による充分な減速効果を発揮することができる連結車両の自動減速制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的はこの発明により達成され、請求項１の連結車両の自動減速制御装置は、車両の走行状態を検出して検出信号を出力する走行状態検出手段と、運転者による制動操作とは独立して作動する独立制動手段と、この独立制動手段の作動を制御する制御手段とを備えている。独立制動手段は、その作動によりトラクタ車輪及びトレーラ車輪にそれぞれ制動力を発生させることができ、また、その制動力をそれぞれ調整可能に設けられている。制御手段は、走行状態検出手段から得られる検出信号の情報を評価し、この評価結果に基づき旋回時の車速及び車両横加速度の少なくとも一方を所定の許容値以下に制限するべく独立制動手段の作動を制御して、トラクタ車輪及びトレーラ車輪に自動制動力を発生させて車両の自動減速を行う。そして、この制御手段は、自動減速を実行中に走行状態検出手段からの検出信号を更に評価した結果、車両のステア傾向がアンダステア判定中にオーバステア傾向に移行しているとき、或いは車両のステア傾向がアンダステア判定からオーバステア判定に切り換わるとき、トラクタ車輪の自動制動力を減少させるものとしている。
【０００７】
請求項１の自動減速制御装置によれば、走行状態情報の評価結果に基づき自動減速が実行され、旋回時の車速又は車両横加速度が許容値以下に制限される。このような自動減速の実行中、車両がアンダステア判定中にオーバステア傾向に移行しているとき、或いは車両のステア傾向がアンダステア判定からオーバステア判定に切り換わるときは、トラクタ車輪の自動制動力を減少させるので、トラクタがトレーラから後押し力を受けることはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して自動減速制御装置の一実施例を説明する。
【０００９】
図１を参照すると、連結車両のトラクタ１はエアタンク２，４，６を作動圧力源とするエアブレーキ系を装備しており、このブレーキ系はフロント及びリヤのサービスブレーキ経路８，１０、トレーラ用のサービスブレーキ経路１２及び独立ブレーキ経路１４，１６，１８を含んでいる。
【００１０】
より詳しくは、フロントサービスブレーキ経路８は、ブレーキバルブ２０を通じてエアタンク２のエア圧を取り出し、そのエア圧をダブルチェックバルブ２２を介してフロントブレーキ経路２４に供給する。また、リヤサービスブレーキ経路１０は、リレーバルブ２６を通じてエアタンク４のエア圧を取り出し、そのエア圧をダブルチェックバルブ２８を介してリヤブレーキ経路３０に供給する。なお、リレーバルブ２６には、ブレーキバルブ２０からパイロット圧経路３２を通じて信号圧が入力される。
【００１１】
また、トレーラ用サービスブレーキ経路１２は、デュアルリレーバルブ３４を通じてエアタンク６のエア圧を取り出し、そのエア圧をダブルチェックバルブ３６を介してブレーキホース３８に供給する。ブレーキホース３８は、図示しないトレーラのブレーキカップリングに接続される。なお、リレーバルブ３４にはブレーキバルブ２０からパイロット圧経路４０，４２を通じて信号圧が入力される。
【００１２】
一方、独立ブレーキ経路１４は、何れも給気弁４４を通じてエアタンク２のエア圧を取り出し、そのエア圧をそれぞれダブルチェックバルブ２２を介してフロントブレーキ経路２４に供給する。また、独立ブレーキ経路１６は、何れも給気弁４６を通じてエアタンク４のエア圧を取り出し、そのエア圧をそれぞれダブルチェックバルブ２８を介してリヤブレーキ経路３０に供給する。
【００１３】
また、独立ブレーキ経路１８は、給気弁４８を通じてエアタンク６のエア圧を取り出し、そのエア圧を、ダブルチェックバルブ３６を介してブレーキホース３８に供給する。なお、上述の給気弁４４，４６，４８は何れもソレノイド開閉弁からなっている。
【００１４】
上述したフロントブレーキ経路２４及びリヤブレーキ経路３０は、それぞれブレーキチャンバ５０に接続されており、図示のようにこれらフロント及びリヤブレーキ経路２４，３０には、それぞれ圧力制御弁５２，５４が介挿されている。また、ダブルチェックバルブ３６の出口ポートとブレーキホース３８との間にも圧力制御弁５６が介挿されている。なお、これら圧力制御弁５２，５４，５６は何れもソレノイド切換弁からなり、それぞれ介挿された経路内を通気する通常位置と、ブレーキチャンバ５０に接続する下流の圧力を大気に開放する作動位置及び各エアタンク２，４，６からの供給エア圧を遮断してブレーキチャンバ５０内の圧力を保持する作動位置との間でその位置を切り換え可能である。
【００１５】
トラクタ１は、各給気弁４４，４６，４８及び各圧力制御弁５２，５４，５６の作動を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）５８を装備しており、個々の給気弁４４，４６，４８及び圧力制御弁５２，５４，５６は、このＥＣＵ５８に電気的に接続されている。
【００１６】
上述した給気弁４４，４６，４８及び圧力制御弁５２，５４，５６を含む独立ブレーキ経路１４，１６，１８は、運転者の制動操作、つまり、ブレーキペダルの踏み込みやトレーラブレーキ等の操作とは独立して作動する独立制動手段をなし、その作動をＥＣＵ５８により制御される。そして、その作動に伴い、トラクタ１については各車輪毎にブレーキエア圧を調整することでトラクタ車輪（FR，FL，RR，RL）に発生する制動力の大きさを調整することができ、また、トレーラ車輪についてもトラクタ車輪とは別にその制動力を調整することができる。
【００１７】
またトラクタ１は、その走行状態を検出し、信号出力するための手段として複数のセンサ類を装備しており、具体的には、操舵角センサ６０、車輪速センサ６２、ヨーレイトセンサ６４、前後加速度センサ６６及び横加速度センサ６８がそれぞれ設けられている。
【００１８】
上述したエアブレーキ系において、個々のブレーキチャンバ５０には、制動エア圧を検出するためのブレーキエア圧センサ７０が設けられている。なお、ブレーキバルブ２０には、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた出口エア圧を検出するための踏み込みエア圧センサ７２が設けられており、また、圧力制御弁５６には、トレーラ側のブレーキ経路（図示されていない）に向けて供給する出口エア圧を検出するためのトレーラエア圧センサ７４が設けられている。また、リレーバルブ２６（ＬＳＶ付）には、その出口エア圧を検出するエア圧センサ７６が設けられている。
【００１９】
図２を参照すると、ＥＣＵ５８がトラクタ１のエアブレーキ系を作動制御するための電気的な接続状態を示したブロック構成図が示されている。図示のように上述した各種センサは、何れもＥＣＵ５８に電気的に接続され、それぞれＥＣＵ５８に検出信号を出力している。
【００２０】
ＥＣＵ５８は、これら各種センサからのセンサ信号を処理して車両の走行状態情報を得ることができる。例えば、前輪操舵角δ、車速Ｖ、トラクタ１の実ヨーレイトγ、前後加速度Ｇｘ及び横加速度Ｇｙ等の情報である。ＥＣＵ５８は、これら走行状態の情報を評価して、その評価結果に基づき上述したエアブレーキ系の作動を制御する機能を有している。
【００２１】
具体的には、車両の旋回時、車速Ｖ及び横加速度Ｇｙ等の情報を評価して、これら車速Ｖ及び横加速度Ｇｙが所定の許容値を超えないように、公知の自動減速制御則に基づき自動的に制動力を発生させて車両のドリフトアウトやスピン、ロールオーバ等を防止する。このとき、ＥＣＵ５８は、車両の旋回時に実際の車速Ｖ及び横加速度Ｇｙを許容値以下に制限するために必要な減速度を求め、この求めた減速度が所定の閾値を超えたとき、自動減速制御を実行する。なお、ＥＣＵ５８は、推定した旋回半径及び路面摩擦係数に応じて車速Ｖの許容値、つまり、安全車速を求め、また、横加速度Ｇｙについて予め設定された許容値を記憶している。
【００２２】
ＥＣＵ５８は自動減速制御の開始に伴い、上述した必要減速度を発生させるために必要な目標ブレーキエア圧を演算し、その目標エア圧に従って給気弁４４，４６，４８及び圧力制御弁５２，５４，５６をそれぞれ作動制御する。詳しくは、各給気弁４４，４６，４８を開位置に切り換えて独立ブレーキ経路１４，１６，１８にエア圧を供給する一方、個々の圧力制御弁５２，５４，５６を作動制御して実際のブレーキエア圧を目標圧に一致させる。なお、圧力制御弁５２，５４，５６は、それぞれ周期的に位置を切り換えることで精密に制御することができる。
【００２３】
上述のように運転者の制動操作とは独立してブレーキエア圧が供給される結果、図３に示されるようにトラクタ車輪及びトレーラ車輪にそれぞれ自動制動力Ｂ₁，Ｂ₂が発生する。このとき、例えばトレーラが空車状態であるとすると、実際に発揮できる制動力は積車状態のときよりも目減りしている。
【００２４】
それ故、このような状況で自動減速制御が行われると、実際に自動制動力Ｂ₁とＢ₂とでは、トラクタ車輪の制動力Ｂ₁の方が大きくなると考えられる。この場合、これら制動力Ｂ₁，Ｂ₂との間の制動力差に起因してトラクタ１はそのカプラ位置Ｃにトレーラからの後押し力Ｐを受ける。この後押し力Ｐは、カプラ位置Ｃとトラクタ１の重心位置ｇとの関係から、トラクタ１をその旋回円の内側に切れ込ませる回頭ヨーモーメントＭを発生させる。この回頭ヨーモーメントＭは、トラクタ１のステア傾向をオーバステア側に向けさせるべく作用する。本発明の発明者等は、自動減速時に生じるトレーラからの後押し力Ｐが、トラクタ１のステア傾向に与える影響に着目する一方、このステア傾向の変化動向から、ジャックナイフ現象の発生を予測できることを確認している。そして、発明者等は、このようなステア傾向の変化に伴う車両の挙動変化に応じて自動制動力Ｂ₁，Ｂ₂のバランスを可変することで、自動減速中の車両を安定化させるロジックを創案した。
【００２５】
図４に、一例として自動減速制御を実行中に見られるステア傾向の変化を表すグラフを示す。図中、縦軸はそれぞれ上下方向にアンダステア度合及びオーバステア度合の大きさを示している。
【００２６】
また図５には、ＥＣＵ５８が実行する制動力制御ルーチンのフローチャートが示されており、以下、図４及び図５のフローに沿って自動減速を実行中に行われる制動力制御の手順を説明する。
【００２７】
図５に示されるように、ステップＳ１０においてＥＣＵ５８自身が自動減速制御を実行中であるか否かを判別し、その結果が真（Ｙｅｓ）であれば、次にステップＳ１２に進む。従って、ＥＣＵ５８において自動減速制御が開始された後は、ステップＳ１２より後の手順が実行されることになる。
【００２８】
ステップＳ１２では、車両のステア傾向、つまり、上述のアンダ又はオーバステア度合を演算する。この演算は、前輪操舵角δ、車速Ｖ及び実ヨーレイトγ等の信号を処理することで行うことができる。具体的には、規範モデルから導出されるヨーレイトを基準として実ヨーレイトとの間の偏差を求め、この偏差の大きさ及び符号からアンダ又はオーバステア度合を演算する。
【００２９】
ステップＳ１４では、演算したステア傾向がアンダステアからオーバステア傾向に移行しているか否かを判定する。この判定は例えば以下の手法を用いて行うことができる。
【００３０】
ＥＣＵ５８は、これまでに演算したアンダステア度合をその時間経過とともに記憶しており、図４でみて時刻ｔ₁以後はその変化率が負となることから、この時刻ｔ₁にてアンダステア度合のピーク値ＵＳ₁を得る。そして、時刻ｔ₁以後、演算したアンダステア度合がピーク値ＵＳ₁の２分の１以下になったとき（時刻ｔ₂）、トラクタ１のステア傾向がアンダステアからオーバステア傾向に移行しているものと判定する。
【００３１】
また別の判定手法として、例えば時刻ｔ₃に示されるように時刻ｔ₁以後、アンダステア度合が０まで低下し、オーバステア傾向の領域に入ったとき、そのステア傾向がアンダからオーバステア傾向に移行しているものと判定することもできる。
【００３２】
例として二通り上述した何れかの判定手法により、ステップＳ１４での判定が真のとき、次のステップＳ１６に進む。
【００３３】
ステップＳ１６では、トラクタ車輪の制動を中止する。すなわち、ＥＣＵ５８は給気弁４４，４６をそれぞれ閉位置に戻してエア圧の供給を絶ち、各圧力制御弁５２，５４を排気の作動位置に切り換えてトラクタ車輪に生じる自動制動力Ｂ₁を取り除く。このステップＳ１６を実行すると、図６に示されるように自動制動力Ｂ₂だけで自動減速を行うこととなり、トラクタ１はそのカプラ位置Ｃにトレーラから引き戻し力Ｄを受ける。この結果、図３に示すような後押し力Ｐが発生することがないので、車両の挙動が安定化し、自動減速を実行中のジャックナイフ現象の発生が抑制される。
【００３４】
なお、このステップＳ１６では、トラクタ車輪の制動を単に中止するのではなく、その制動力Ｂ₁を減少させてもよい。この場合、ＥＣＵ５８は圧力制御弁５２，５４の作動制御により、ブレーキエア圧を適宜低下させて自動制動力Ｂ₁を小さくする。
【００３５】
上述した実施例の自動減速制御装置によれば、車両旋回時、車速又は横加速度を許容値以下に制限するべく自動減速制御を行い、トラクタ車輪及びトレーラ車輪に自動制動力Ｂ₁，Ｂ₂を発生させるので、これら制動力を有効に活用して連結車両を効率よく減速させることができる。また、このような自動減速を実行中にステア傾向がオーバステア傾向に移行していると判定したときは、トラクタ車輪の自動制動力Ｂ₁を減少（制動の中止を含む）させるので、トレーラからの後押し力Ｐを取り除いてジャックナイフ現象の発生を抑制することができる。この実施例のようにトラクタ車輪の制動を中止するものとしていれば、トレーラからの後押し力Ｐを直ちに取り除くことで、素早く車両を安定化させることができる。
【００３６】
なお、実施例ではオーバステア傾向への移行を判定する手法として２通り挙げているが、これら２つの手法を組み合わせてもよいし、適宜に使い分けてもよい。また、判定手法は種々に変更することが可能であり、特に限定されていない。更に、アンダステア及びオーバステア度合の演算は、検出した実ヨーレイトγだけでなく、その他の走行状態情報から演算することもできる。
【００３７】
その他、図１のエアブレーキ系及びセンサ類の具体的な構成は種々に変更可能であることは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の連結車両の自動減速制御装置によれば、車両のステア傾向に応じてトラクタ車輪とトレーラ車輪との間の制動力バランスを適切に変更するので、ジャックナイフ現象の発生を抑制しながら効果的に車両を自動減速することができ、その安定性を大きく向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の制動制御装置を装備したトラクタの構成を示した概略図である。
【図２】図１の制動制御装置の制御概念を示したブロック構成図である。
【図３】自動減速制御の実行に伴い、各車輪に自動制動力が生じたときの状態を示した図である。
【図４】車両のステア傾向の時間変化を示したグラフである。
【図５】制動力制御ルーチンを示したフロー図である。
【図６】図４の状態からトラクタの制動を中止したときの状態を示した図である。
【符号の説明】
１トラクタ
１４，１６，１８独立ブレーキ経路（独立制動手段）
４４，４６，４８給気弁（独立制動手段）
５２，５４，５６圧力制御弁（独立制動手段）
５８ＥＣＵ（制御手段）
６０操舵角センサ（走行状態検出手段）
６２車輪速センサ（走行状態検出手段）
６４ヨーレイトセンサ（走行状態検出手段）
６６前後加速度センサ（走行状態検出手段）
６８横加速度センサ（走行状態検出手段）

Claims

トラクタと、このトラクタに連結して牽引されるトレーラとを有した連結車両において、
車両の走行状態を検出して検出信号を出力する走行状態検出手段と、
運転者による制動操作とは独立して作動し、トラクタ車輪及びトレーラ車輪にそれぞれ制動力を発生させると共に、これらトラクタ車輪及びトレーラ車輪の制動力をそれぞれ調整可能に設けられた独立制動手段と、
前記走行状態検出手段から出力される検出信号を評価し、この評価結果に基づき旋回時の車速及び車両横加速度の少なくとも一方を所定の許容値以下に制限するべく前記独立制動手段の作動を制御して、前記トラクタ車輪及びトレーラ車輪に自動制動力を発生させて車両の自動減速を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記自動減速中に前記走行状態検出信号からの検出信号を更に評価した結果、車両のステア傾向がアンダステア判定中にオーバステア傾向に移行しているとき、或いは車両のステア傾向がアンダステア判定からオーバステア判定に切り換わるとき、前記トラクタ車輪の自動制動力を減少させることを特徴とする連結車両の自動減速制御装置。