JP4105363B2 - 制動力制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連結車両の制動力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連結車両に特有な車両挙動としてトレーラスイング現象やジャックナイフ現象などがあり、とくにジャックナイフ現象については、降坂走行中の制動時に発生しやすい。これは、牽引車の制動タイミング（ブレーキ作動の開始時期）よりも被牽引車の制動タイミングが遅れると、牽引車に対して被牽引車が連結角を拡大させながら直進するからと考えられる。このため、牽引車における、ブレーキの踏み込みを電気的に検出し、これを作動信号として被牽引車のブレーキ装置へ伝達することにより、牽引車の制動タイミングと被牽引車の制動タイミングとの時間差（タイムラグ）を無くすようにしたものがある（特開平９−５８４４２号、参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、降坂によっては、牽引車への制動と同期的に被牽引車への制動が作動しても、被牽引車が大きな慣性質量で牽引車を突き上げて連結角を屈折させる可能性があり、とくに旋回時における、操縦（車速制御）を難しくする原因となる。
【０００４】
この発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、降坂中の制動時における、ジャックナイフ現象および被牽引車による牽引車への突き上げを抑制できる手段の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、牽引車に設定の連結点を中心として被牽引車を回転可能に支持する連結車両において、車両の降坂走行状態を検出する手段と、降坂走行中の制動時に被牽引車の制動力が実際に発生し始める制動タイミングを降坂の勾配に応じた時間差をもって牽引車の制動力が実際に発生し始める制動タイミングよりも早めるように制御する手段と、を備える。
【０００６】
第２の発明では、第１の発明において、路面の摩擦係数を検出する手段と、降坂の勾配に応じた時間差を路面の摩擦係数に応じて補正する手段と、を備える。
【０００７】
第３の発明では、第１の発明において、ブレーキ操作量に応じた総制動力を求める手段と、降坂走行中の制動時に総制動力の被牽引車への配分比を平坦路での基準値よりも高めるように制御する手段と、を備える。
【０００８】
第４の発明では、第１の発明において、ブレーキ操作量に応じた総制動力を求める手段と、降坂走行中の制動時に総制動力の被牽引車への配分比を平坦路での基準値よりも降坂の勾配に応じた割合をもって高めるように制御する手段と、を備える。
【０００９】
第５の発明では、第４の発明において、路面の摩擦係数を検出する手段と、降坂の勾配に応じた割合を路面の摩擦係数に応じて補正する手段と、を備える。
【００１１】
【発明の効果】
第１の発明では、降坂中の制動時に被牽引車の方が牽引車よりも早く制動が掛かる。このため、被牽引車の制動力で後側から牽引車は引っ張られる具合になり、連結角が引き伸ばされるようになるので、被牽引車が牽引車を突き上げることもなく、ジャックナイフ現象の発生を有効に抑制できる。
【００１２】
この場合、被牽引車の制動タイミングは、降坂の勾配に応じた時間差をもって牽引車の制動タイミングよりも早めに制御されるので、牽引車に対する被牽引車の突き上げもジャックナイフ現象の発生も適確に抑制できる。
【００１３】
第２の発明では、路面の摩擦係数を絡めて降坂の勾配に応じた時間差が制御されるので、路面の摩擦係数の変化に対しても、牽引車に対する被牽引車の突き上げやジャックナイフ現象の発生を有効に抑制できる。
【００１４】
第３の発明では、降坂時の制動時に被牽引車の方が牽引車よりも早く制動が掛かるほか、総制動力の配分についても、被牽引車への配分比（被牽引車の配分制動力／牽引車の配分制動力）が平坦路での基準値よりも高められるので、牽引車を後側から引っ張られる具合に被牽引車の制動を効果的に活用できる。
【００１５】
第４の発明では、被牽引車への配分比についても、制御タイミングの制御と同じ要領で降坂の勾配に応じた割合をもって基準値よりも高く制御されるので、降坂の勾配に応じて制動力を被牽引車および牽引車に効率よく効果的に与えられることになり、牽引車に対する被牽引車の突き上げもジャックナイフ現象の発生も適確に抑制できる。
【００１６】
第５の発明では、路面の摩擦係数を絡めて降坂の勾配に応じた配分比に被牽引車への制動力と牽引車への制動力が制御されるので、路面の摩擦係数の変化に対しても、牽引車に対する被牽引車の突き上げやジャックナイフ現象の発生を有効に抑制できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１の実施形態において、３０はトラクタ（牽引車）、４０はトレーラ（被牽引車）であり、これらは連結器（第５輪カプラ）を介して連結される。２０〜２３は牽引車の車輪に制動力を発生するブレーキチャンバ、２４，２５は被牽引車の車輪に制動力を発生するブレーキチャンバ、１は牽引車に搭載のコントロールユニット、２はコントロールユニット１からのブレーキ作動信号に基づいて、牽引車３０のブレーキチャンバ２０〜２３へ供給するブレーキ圧（制動力）を制御するモジュレータ、３は同じくブレーキ作動信号に基づいて、被牽引車４０のブレーキチャンバ２４，２５へ供給するブレーキ圧（制動力）を制御するモジュレータ、である。なお、各モジュレータ２，３はコントロールユニット１にシリアル通信を介して接続される。
【００１８】
コントロールユニット１は、制動時に被牽引車４０が牽引車３０を突き上げることや、降坂中の制動に伴うジャックナイフ現象の発生、を抑制するため、各車両３０，４０の制動タイミングおよび各車両３０，４０への制動力配分を後述のように制御する。この制御のため、牽引車３０において、ブレーキペダルの開度（ブレーキ操作量）を検出するブレーキ開度センサ１３、アクセルペダルの開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ１１、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサ１２、などが備えられる。
【００１９】
図２は制御系の構成を表すブロック図であり、コントロールユニット１に降坂度合い（降坂の勾配）および登坂度合い（登坂の勾配）をパラメータにそれぞれ制動タイミングおよび制動力配分比の制御特性（図３〜図６、参照）が設定される。２９は登降坂状態を検出する手段であり、エンジン回転センサ１２およびアクセル開度センサ１１から構成される。コントロールユニット１は、これらの検出信号（エンジン回転速度の検出値，アクセル開度の検出値）に基づいて、アクセル開度＞０でないときは、エンジン回転速度の上昇率（エンジン回転速度の微分値）を降坂度合いとして判定する。アクセル開度＞０のときは、エンジン回転速度がアクセル開度の増加率から予測される標準値（平坦路における）よりも低い場合、標準値との差を登坂度合いとして判定する（図７、参照）。
【００２０】
図２において、コントロールユニット１は、ブレーキ開度センサ１３の検出信号に基づいて、図８のような制御特性から連結車両に要求される総制動力を求め、通常（平坦路走行）の制動時においては、総制動力を牽引車３０および被牽引車４０に所定の比率で同期的に配分するように制御する。そして、制動力配分の比率を変更する手段２８、牽引車および被牽引車に対する制動タイミング（ブレーキ作動の開始時期）を変更する手段２７、が設けられる。コントロールユニット１は、降坂中または登坂中の制動時においては、制御特性（図３〜図６）に基づいて、降坂度合いまたは登坂度合いに応じた時間差をもって牽引車３０の制動タイミングよりも被牽引車４０の制動タイミングを早める一方、同じく降坂度合いまたは登坂度合いに応じた比率（配分割合）をもって被牽引車４０への制動力配分を平坦路での基準値（配分比）よりも高めるよう、各手段２７，２８を制御するのである。
【００２１】
図９はコントロールユニット１の制御内容を説明するフローチャートであり、所定の制御周期で繰り返し実行される。ステップ１〜ステップ２においては、アクセル開度，エンジン回転速度、ブレーキ開度、を読み取る。ステップ４においては、アクセル開度＞０かどうかを判定する。この判定がｙｅｓのときは、ステップ５において、エンジン回転速度がアクセル開度の増加率から予測される標準値よりも低い場合、標準値との差を登坂度合いとして判定する一方、同じく判定がｎｏのときは、ステップ６において、エンジン回転速度が高まるとその上昇率を降坂度合いとして判定する。
【００２２】
ステップ７においては、ブレーキ開度＞０かどうかを判定する。この判定がｙｅｓのときは、ステップ８において、ブレーキ開度に応じた総制動力を求め、ステップ９において、登坂度合いまたは降坂度合いにより、図３〜図６の制御特性に基づいて、牽引車３０および被牽引車４０に対し、既述のように制動タイミングおよび制動力配分を制御するのである。ステップ７の判定がｎｏのときは、ステップ８およびステップ９をパスする。
【００２３】
このような構成により、降坂中の制動時に被牽引車４０の方が牽引車３０よりも早く制動が掛かるほか、総制動力の配分についても、被牽引車４０への配分比が平坦路での基準値よりも高められるため、被牽引車４０の制動力で牽引車３０が後側から引っ張られる具合になり、連結角が引き伸ばされるようになる。つまり、連結角の屈折を抑制するのに被牽引車４０の制動が有効に活用される。被牽引車４０の制動タイミングは、降坂度合いに応じた時間差をもって牽引車３０の制動タイミングよりも早めに制御され、被牽引車４０への配分比についても、降坂度合いに応じた割合をもって基準値よりも高く制御されるので、降坂度合いが急な場合においても、被牽引車４０が牽引車３０を突き上げるように直進することもなく、ジャックナイフ現象を適確に抑制できる。そのため、降坂中の旋回時における、操縦（車速制御など）についても、従前よりも格段に容易になる。
【００２４】
登坂中の制動時においても、同様の制御が行われるので、牽引車３０に対する被牽引車４０の突き上げが抑制されるので、牽引車３０の乗心地が良好に維持され、運転者は制動操作を容易かつ安全に行えるという効果が得られる。なお、降坂時の制動タイミング（降坂度合いに応じた時間差）および制動力配分（降坂度合いに応じた配分比）については、路面の摩擦係数を検出することにより、図１０，図１１のようなデータマップから求められる摩擦係数に対応する値に基づいて、図３，図５の制御特性を補正するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表す連結車両の平面的な構成図である。
【図２】同じく制御系のブロック図である。
【図３】同じく降坂時の制動タイミングを表す特性図である。
【図４】同じく登坂時の制動タイミングを表す特性図である。
【図５】同じく降坂時の制動力配分を表す特性図である。
【図６】同じく登坂時の制動力配分を表す特性図である。
【図７】同じく登坂度合いを説明する特性図である。
【図８】同じくブレーキ開度に応じた総制動力を表す特性図である。
【図９】同じくコントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。
【図１０】同じく制動タイミングの補正値を表す特性図である。
【図１１】同じく制動力配分の補正値を表す特性図である。
【符号の説明】
１ コントロールユニット
２，３ 制動力モジュレータ
１１ アクセル開度センサ
１２ エンジン回転センサ
１３ ブレーキ開度センサ
２０〜２３、２４，２５ ブレーキチャンバ
２７ 制動タイミング変更手段
２８ 制動力配分変更手段
３０ 牽引車
４０ 被牽引車

Claims (5)

1. 牽引車に設定の連結点を中心として被牽引車を回転可能に支持する連結車両において、車両の降坂走行状態を検出する手段と、降坂走行中の制動時に被牽引車の制動力が実際に発生し始める制動タイミングを降坂の勾配に応じた時間差をもって牽引車の制動力が実際に発生し始める制動タイミングよりも早めるように制御する手段と、を備えたことを特徴とする制動力制御装置。
2. 路面の摩擦係数を検出する手段と、降坂の勾配に応じた時間差を路面の摩擦係数に応じて補正する手段と、を備えたことを特徴とする請求項１の記載に係る制動力制御装置。
3. ブレーキ操作量に応じた総制動力を求める手段と、降坂走行中の制動時に総制動力の被牽引車への配分比を平坦路での基準値よりも高めるように制御する手段と、を備えたことを特徴とする請求項１の記載に係る制動力制御装置。
4. ブレーキ操作量に応じた総制動力を求める手段と、降坂走行中の制動時に総制動力の被牽引車への配分比を平坦路での基準値よりも降坂の勾配に応じた割合をもって高めるように制御する手段と、を備えたことを特徴とする請求項１の記載に係る制動力制御装置。
5. 路面の摩擦係数を検出する手段と、降坂の勾配に応じた割合を路面の摩擦係数に応じて補正する手段と、を備えたことを特徴とする請求項４の記載に係る制動力制御装置。

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