JP4113286B2

JP4113286B2 - 連結車両の制動制御装置

Info

Publication number: JP4113286B2
Application number: JP21463898A
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: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: JP2000043702A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制動時にトレーラ車輪の制動力を制御するための連結車両の制動制御装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
車両の制動時に車輪のロックが発生すると、車両がスキッドし、その走行安定性が極端に損なわれる。このような車輪ロックを防止するため、近年、多くの車両には公知のアンチスキッドブレーキシステム（ＡＢＳ）が装備されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現存する全ての車両にＡＢＳが装備されているわけではなく、特に連結車両にあっては、未だＡＢＳを装備しないトレーラが多く使用されている。
【０００４】
このようなＡＢＳ未装備のトレーラをトラクタで牽引する場合、例えば、旋回途中での制動時にトレーラ車輪がロックしてしまうと、いわゆるトレーラスウィング現象を引き起こす虞がある。
【０００５】
この発明は上述した事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、トレーラにＡＢＳが装備されていなくても、制動時にその車輪ロックを防止できる連結車両の制動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の連結車両の制動制御装置は、制動力調整手段及び制御手段を備えている。このうち制動力調整手段は、トレーラ車輪に発生する制動力を運転者による制動操作とは独立して調整することができるようになっており、ブレーキチャンバに供給するエアタンクの指示圧力を調整することにより制動力を制御するエアブレーキ系によって構成される。また制御手段は、車両が制動を行っているとき、制動力調整手段の作動を制御してトレーラ車輪に発生する制動力を周期的に取り除く制動力制御を行うものとしている。この制動力制御において制御手段は、トレーラ車輪に制動力を発生させる給気時間とトレーラ車輪に制動力を発生させない排気時間とを交互に繰り返すことで制動力を周期的に取り除き、前記給気時間の各々において初期の所定期間に前記指示圧力を最大値に保持し、前記排気時間の各々において前記指示圧力をトレーラ車輪の制動力が無効となるエア圧以下に保持する。
【０００７】
上述した請求項１の連結車両の制動制御装置によれば、車両の制動時、トレーラ車輪の制動力が周期的に取り除かれている間、車輪のグリップ力が回復するので、連続的に車輪がロックすることはない。この場合、車両の制動は、運転者の制動操作により行うものであってもよいし、運転者の意志操作とは無関係に、車両の走行状態を検知して車速及び横加速度が許容値を超えないように車輪に制動力自動的に発生させる自動減速制御等の車両挙動制御に伴い、自動的に行われるものであってもよい。
また、制御手段は、トレーラ車輪に制動力を発生させる給気時間とトレーラ車輪に制動力を発生させない排気時間とを交互に繰り返して制動力を周期的に取り除き、給気時間の各々において初期に指示圧力を最大値に保持し、排気時間の各々において指示圧力をトレーラ車輪の制動力が無効となるエア圧以下に保持している。従って、トレーラスウィング現象等の発生を確実に防止するとともに、制動力発生の応答遅れも効果的に補償する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、一実施例の制動制御装置を装備したトラクタ１の概略的な構成が示されている。
【０００９】
連結車両のトラクタ１は、個々のエアブレーキ用パーツを有機的に接続して構成されたエアブレーキ系を装備しており、その作動圧力源としてはエアタンク２，４，６を備えている。このエアブレーキ系は、トラクタ車輪についてはフロント及びリヤのサービスブレーキ経路８，１０を有し、また、図示しないトレーラ車輪についてはサービスブレーキ経路１２を有している。また、このエアブレーキ系は、上述のサービスブレーキ経路８，１０，１２とは独立した独立ブレーキ経路１４，１６，１８を有している。以下、個々に詳しく説明する。
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。
【００１０】
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。
【００１１】
これに対し、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。
【００１２】
また、トレーラ用の独立ブレーキ経路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。
【００１３】
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、それぞれ圧力調整弁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との間にも圧力調整弁５６が介挿されている。なお、これら圧力調整弁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。
【００１４】
トラクタ１は、各給気弁４４，４６，４８及び各圧力調整弁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及び圧力調整弁５２，５４，５６は、このＥＣＵ５８に電気的に接続されている。
【００１５】
また、図１の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、圧力調整弁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。これら圧力センサ類は、何れもＥＣＵ５８に信号を出力する。
【００１６】
ＥＣＵ５８による圧力調整弁５２，５４，５６の作動制御は、車両の制動時に各エアタンク２，４，６から取り出されるエア圧を上限とする範囲内で、各ブレーキ経路２４，３０及びブレーキホース３８内のエア圧の大きさを調整することができる。従って、このような圧力調整弁５２，５４，５６の作動制御は、運転者による制動操作とは独立してトラクタ及びトレーラ各車輪の制動力を調整可能である（制動力調整手段）。
【００１７】
図１のエアブレーキ系は、トラクタ１にトレーラを連結して牽引する際、サービスブレーキ経路１２及び独立ブレーキ経路１８からなる２系統からブレーキホース３８にブレーキエア圧を供給し、それぞれトレーラ車輪に制動力を発生させることができる。
【００１８】
すなわち、運転者がブレーキペダルを踏み込んで制動操作を行ったときは、その踏み込み量に応じたエア圧がサービスブレーキ経路１２から供給される。この供給エア圧は、図示しないトレーラのブレーキチャンバ内に供給され、その供給エア圧に応じた制動力をトレーラ車輪に発生させる。
【００１９】
一方、運転者の制動操作とは別に、ＥＣＵ５８の作動信号により給気弁４８が開かれたときは、この給気弁４８を通じて独立ブレーキ経路１８からエア圧が自動的に供給される。この場合、ブレーキホース３８に供給されるエア圧は、上述した圧力調整弁５６の作動により調整可能である。すなわち、ＥＣＵ５８は、給気弁４８とともに圧力調整弁５６の位置を切換制御することで、ブレーキホース３８内に供給されるエア圧の大きさを調整する。
【００２０】
このようなＥＣＵ５８によるブレーキエア圧の自動的な供給及び調整は、例えば公知の車両挙動制御として自動減速制御を実行するときに行われる。詳細には、トラクタ１は走行状態を検出して信号出力する複数のセンサ類を装備しており、自動減速制御はこれらセンサ類からの検出信号から得た走行状態情報を評価して実行される。センサ類には操舵角センサ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があり、これらセンサ類は、それぞれＥＣＵ５８に検出信号を出力している。
【００２１】
図２を参照すると、ＥＣＵ５８が自動減速制御を実行するための電気的な接続関係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。
【００２２】
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。そして、ＥＣＵ５８は、これら走行状態の情報を評価して、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、各車輪に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。
【００２３】
上述した車両挙動制御による自動的な制動時、または、運転者の制動操作による制動時に、トラクタ車輪については公知のＡＢＳ機能を働かせることができる。すなわち図２の接続関係から、トラクタ車輪についてはＥＣＵ５８にＡＢＳ制御中枢をプログラムしておくことで、制動時に各車輪（FR,FL,RR,RL）の車輪速を制御系にフィードバックして圧力調整弁５２，５４を作動させれば、トラクタ車輪のロックを抑制することができる。また圧力調整弁５２，５４の正確な作動は、各エア圧センサ７０により検出した実エア圧をフィードバックすることで制御することができる。
【００２４】
これに対し、トレーラが既存のトレーラであって、トラクタ１のエアブレーキ系とは単にブレーキホース３８だけで接続されている場合、トレーラ車輪については上述のようなＡＢＳ制御のためのフィードバックループを構成することはできない。従って、ＥＣＵ５８は、車両の制動時に以下の手順でトレーラ車輪の制動力制御を実行し、ＡＢＳ未装備のトレーラについて対応する。
【００２５】
図３を参照すると、連結車両の制動時に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いる。
【００２６】
ステップＳ１０では、トレーラ車輪が制動中であるか否かを判別する。この判別は、運転者による制動操作及び挙動制御による自動減速の何れの場合にも真（Ｙｅｓ）となる。これら何れの場合であっても、トレーラ車輪の制動が開始されれば直ちにステップＳ１２に進む。なお、以下の実施例では、自動減速制御に伴って自動的に制動を行った場合について説明する。
【００２７】
次のステップＳ１２では、トレーラ車輪のブレーキ系に対するブレーキエア圧の給排気時間を決定する。このうち給気時間は、トレーラ車輪のブレーキチャンバにエア圧を供給するための時間であり、一方、排気時間は、そのブレーキエア圧を排出するための時間である。具体的には、ＥＣＵ５８は後述するように所定の周期でトレーラのブレーキ系に対する指示圧力を制御し、排気時間内に指示圧力を制動力無効エア圧以下に保持することで、この時間内、トレーラ車輪の制動力を取り除く制御を実行する。
【００２８】
このような給排気時間の決定は、例えば以下の手法で行うことができる。ＥＣＵ５８は予め設定された給排気時間についてのデータを記憶しており、この記憶データに従って給排気時間を決定する。
【００２９】
なお、この給排気時間を演算して決定することも可能である。例えば、自動減速制御に伴う目標指示圧力の大きさに基づいて演算を行い、給排気時間を目標圧の大きさに従って可変することもできる。
【００３０】
そして、次のステップＳ１４では、決定した給排気時間に従って、実際に圧力調整弁５６の作動を制御する。具体的には、ステップＳ１２にて決定した給気時間内は、実際のトレーラ指示圧力に従って圧力調整弁５６を作動制御し、一方、排気時間内は大気開放位置に切り換える。
【００３１】
図４を参照すると、給排気時間とトレーラ指示圧力との関係を表すグラフが示されている。図示のように、制動開始となる時刻ｔ₀から、給気時間Ｔ_iが経過する時刻ｔ₂までの間は、トレーラ車輪のブレーキチャンバに対し自動減速制御に伴う指示圧力が供給されている。
【００３２】
なお、この実施例では、給気時間初期の時刻ｔ₀〜ｔ₁までの間、指示圧力が最大値Ｐ₀に保持されている。このように初期給気時間Ｔ_p内、指示圧力を最大値Ｐ₀に保持するのは、エアタンク６とトレーラのブレーキチャンバとの間の配管長さを考慮して、実際のブレーキエア圧の立ち上げに要する応答遅れを補償するためである。
【００３３】
上述の時間Ｔ_pが経過した後は、時刻ｔ₁〜ｔ₂の間、図示の指示圧力に従って圧力調整弁５６を作動させる。そして、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの排気時間Ｔ_o内は、エア圧が排出され、トレーラ指示圧力は下限値Ｐ₁に保持されている。この下限値Ｐ₁は、上述のようにトレーラ車輪の制動力が実際に無効となるエア圧以下に設定されている。なお、図４には、このような指示圧力の制御を実行しないとした場合の指示圧力が２点鎖線で示されている。
【００３４】
ＥＣＵ５８はトレーラ車輪の制動時、このような給排気時間Ｔ_p，Ｔ_oを１周期とする指示圧力制御を繰り返し行う。従って、排気時間Ｔ_o内はトレーラ車輪の制動力が周期的に取り除かれるので、この間に車輪のグリップ力が回復する。
【００３５】
上述した実施例の制動制御装置によれば、自動減速制御に伴ってトレーラ車輪に制動力を発生させるとき、その制動力が周期的に取り除かれるので、トレーラ車輪にロック傾向がみられる状況にあっても、車輪のグリップ力が周期的に回復する。従って、トレーラ車輪の長時間に亘る連続的なロック傾向を解消し、トレーラスウィング現象等の発生を確実に防止することができる。
【００３６】
一方、上述した給気時間内は、自動減速制御に伴う自動制動力を充分に発揮して車両の走行安定性に大きく寄与する。しかも、この実施例のように給気時間Ｔ_i内に上述の初期給気時間Ｔ_pが設定されていれば、この間にブレーキチャンバのエア圧が直ちに立ち上げられるので、制動力発生の応答遅れが効果的に補償される。
【００３７】
上述の実施例では、自動減速制御に伴う制動時について説明しているが、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ場合、また、図示しないトレーラブレーキを操作した場合についてもそれぞれ同様に、決定した給排気時間に従って周期的に指示圧力を変化させることで、車輪のロックを防止することができる。
【００３８】
また、給排気時間Ｔ_i，Ｔ_oの決定手法は適宜に変更可能であり、また、その周期を可変にすることもできる。
【００３９】
その他、図１のエアブレーキ系の具体的な構成は種々に変更可能であり、当該エアブレーキ系のみに限定されるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の連結車両の制動制御装置によれば、トレーラ車輪が長時間に亘ってロックするのを確実に防止して、連結車両の走行安定性を大きく向上する。また、既存のトレーラに特別なユニットを付加することなく制御の実効を図ることができるので、社会資本の有効活用を促進する。
更に、トレーラ車輪の長時間に亘る連続的なロック傾向を解消し、トレーラスウィング現象等の発生を確実に防止することができるし、制動力発生の応答遅れも効果的に補償することができる。
【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】トレーラ車輪の制動力制御ルーチンを示したフロー図である。
【図４】図３の制御ルーチンを実行することで得られるトレーラ指示圧力の時間変化を示したグラフである。
【符号の説明】
１トラクタ
５２，５４，５６圧力調整弁（制動力調整手段）
５８ＥＣＵ（制御手段）

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、
運転者による制動操作とは独立して作動し、トレーラ車輪に発生する制動力を調整可能に設けられた制動力調整手段と、
車両の制動時、前記トレーラ車輪に発生する制動力を周期的に取り除くべく前記制動力調整手段の作動を制御する制御手段とを具備し、
前記制動力調整手段は、ブレーキチャンバに供給するエアタンクの指示圧力を調整することにより制動力を制御するエアブレーキ系によって構成され、
前記制御手段は、前記トレーラ車輪に制動力を発生させる給気時間と前記トレーラ車輪に制動力を発生させない排気時間とを交互に繰り返すことで制動力を周期的に取り除き、前記給気時間の各々において初期の所定期間に前記指示圧力を最大値に保持し、前記排気時間の各々において前記指示圧力をトレーラ車輪の制動力が無効となるエア圧以下に保持することを特徴とする連結車両の制動制御装置。