JPH06135260A

JPH06135260A - 降坂時車速自動制御装置

Info

Publication number: JPH06135260A
Application number: JP4309211A
Authority: JP
Inventors: Yukio Okawa; 幸男大川
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】下り坂を走行する際の車速を目標車速に一致
させる。【構成】第１制動力演算回路２６は、車速センサ１０
の検出する実際の車速が目標車速設定回路２２の出力す
る目標車速となるようなブレーキ制動力を求め、加算回
路２７に入力する。一方、第２制動力演算部３０は、加
速度成分補正回路３４と凹凸成分補正回路３６とが、路
面傾斜センサ１１の出力信号から車両加速度成分と路面
の凹凸による成分とを除去する。そして、第２制動力演
算回路３８は、積載重量センサ１２の検出した車両の積
み荷の重量と路面の勾配とが車速に与える影響を除くた
めのブレーキ制動力を求めて加算回路２７に送る。マス
タ操作量演算回路２８は、加算回路２７の出力した制動
力に基づいて、制動倍力装置のエアマスタのエアサーボ
弁１６の操作量を求めてブレーキコントローラ１５に出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両を自動走行させる
場合の走行制御装置に係り、特に下り坂を自動走行する
際におけるブレーキの操作を適切に行うための降坂時車
速自動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ダンプカー等の車両を自動走行さ
せる研究が行われている。車両を自動走行させる場合、
下り坂を走行するときでも、車両の速度が所定値を超え
ないように制御して、安全な走行を確保できるようにし
なければならない。ところで、特開平３−８２６３５号
公報には、エンジン出力が所定値以下であるのに車両が
加速されている場合、下り坂であると判断してブレーキ
を作動させる技術を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の公報に
記載されているものは、下り坂の勾配の度合いや、車両
に積載した積み荷の重量を考慮していないため、下り坂
を走行する場合に、適正なブレーキ制動力が得られず、
目標とする所定の車速に対して実際の車速が大きくなり
がちで、誤差が大きい欠点がある。すなわち、車両が下
り坂を走行する場合、平坦な路面を走行するのと異な
り、積み荷の重量が加速力として作用する。しかも、こ
の積み荷による加速力は、走行路面の勾配によって異
り、しかも積み荷の量も常に定まっているわけではな
い。特に、大型の貨物トラックや大型のダンプカーなど
は積載重量が大きいため、下り坂を走行するときに、積
み荷が車両に大きな加速力を与え、適正な車速制御をよ
り困難にする。

【０００４】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、下り坂を走行する際の車速を目
標車速に一致させることができる降坂時車速自動制御装
置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る降坂時車速自動制御装置は、車両の
走行速度を検出する車速センサと、この車速センサが検
出した車速と設定された目標車速との偏差に基づいて、
前記車両の制動力をもとめる第１制動力演算部と、前記
車両が走行している路面の勾配を検出する路面傾斜セン
サと、前記車両に積載した荷物の重量を検出する積載重
量センサと、この積載重量センサの出力信号と前記路面
傾斜センサの出力信号とに基づいて、前記車両の制動力
を求める第２制動力演算部と、前記第１制動力演算部と
第２制動力演算部とが求めた制動力に基づいてブレーキ
を作動するブレーキコントローラとを有することを特徴
としている。

【０００６】第２制動力演算部は、車速センサの出力信
号に基づいて、車両の加速度を演算し、路面傾斜センサ
の出力信号から車両加速度による成分を除去できるよう
に構成するとよい。さらに、第２制動力演算部は、ロー
パスフィルタなどで構成した凹凸成分補正回路を設け、
路面傾斜センサの出力信号から走行路面の凹凸による影
響を除去することが望ましい。

【０００７】

【作用】上記の如く構成した本発明は、第１制動力演算
部が車両の実際の走行速度を目標車速に一致させるのに
必要な、例えば両者の偏差に比例したブレーキ制動力を
求める。また、第２制動力演算部は、車両が下り坂を走
行する際に、坂の勾配と積載重量とが車速に与える影響
を打ち消すようなブレーキ制動力を演算する。そして、
ブレーキコントローラは、これらの制動力演算部の演算
結果に基づいて、車両が下り坂を走行する場合にも、実
際の車速が所定の目標車速を得られるように、車速およ
び走行路面の勾配、積載重量を考慮した制動力を発生さ
せるようにブレーキを制御しする。なお、車両が荷を積
んでいない場合でも、車両の自重を考慮したブレーキ制
動力を発生させる車速制御を行うようにしてよい。

【０００８】路面傾斜センサは、例えばクリノメータの
ように、一般に検出信号が車両の加速度の影響を受け
る。従って、加速度成分補正回路によって路面傾斜セン
サの検出信号から車両加速度の寄与分を除去することに
より、正確な路面の勾配が得られ、車速制御の精度を向
上させることができる。また、路面傾斜センサの検出信
号は、路面の凹凸に伴う信号（雑音成分）を含んでいる
ため、ローパスフィルタなどの凹凸成分補正回路によ
り、路面の凹凸による雑音成分を除去すれば、より正確
な車速制御が可能となる。

【０００９】

【実施例】本発明に係る降坂時車速自動制御装置の好ま
しい実施例を、添付図面に従って詳説する。図１は、本
発明に係る降坂時車速自動制御装置の実施例の構成ブロ
ック図である。

【００１０】図１において、演算処理装置２０は、図示
しない車両の目標車速が設定される目標車速設定回路２
２と車速偏差演算回路２４とを備えている。目標車速設
定回路２２には、実際の車速を検出する車速センサ１０
の検出信号と、車両が走行している路面の勾配を検出す
る路面傾斜センサ１１の検出信号とが入力するようにな
っており、詳細を後述するように、これらの検出信号に
よって車両の目標車速が設定される。また、車速偏差演
算回路２４は、目標車速設定回路２２に設定された目標
車速に対応した信号と車速センサ１０の検出信号とを受
け、実際の車速と目標車速との差を求める。

【００１１】また、演算処理装置２０には、車速偏差演
算回路２４の求めた車速偏差に基づいて、ブレーキの制
動力を求める第１制動力演算回路（第１制動力演算部）
２６と、詳細を後述する第２制動力演算部３０とが設け
てある。さらに、演算処理装置２０には、第１制動力演
算回路２６と第２制動力演算部３０との出力信号を加算
する加算回路２７、この加算回路２７の出力側に接続さ
れ、加算回路２７の出力信号に基づいて、制動倍力装置
のエアマスタの操作量を求めてブレーキコントローラ１
５に出力するマスタ操作量演算回路２８を有している。

【００１２】第２制動力演算部３０は、加速度演算回路
３２と加速度成分補正回路３４と凹凸成分補正回路３６
と第２制動力演算回路３８とから構成してある。加速度
演算回路３２は、車速センサ１０の検出信号から車両の
加速度を求める。また、加速度成分補正回路３４は、車
両が走行している路面の勾配を検出するクリノメータ等
からなる路面傾斜センサ１１の検出信号と加速度演算回
路３２の出力信号とを受け、路面傾斜センサ１１の出力
信号に対して車両加速度の寄与分を補正する。さらに、
凹凸成分補正回路３６は、ローパスフィルタ等から構成
してあり、加速度成分補正回路３４の出力信号から路面
に存在する凹凸や石などによる影響を除去する。そし
て、第２制動力演算回路３８は、車両に積載した荷物の
重量を検出するロードセルなどの積載重量センサ１２の
出力信号と凹凸成分補正回路３６の出力信号とを受け、
ブレーキの制動力を求めて加算回路２７に入力する。

【００１３】マスタ操作量演算回路２８は、演算処理装
置２０の出力部となっており、ブレーキコントローラ１
５にエアマスタの操作量を出力する。そして、ブレーキ
コントローラ１５は、マスタ操作量演算回路２８の出力
信号に基づいてエアマスタのエアサーボ弁１６を駆動
し、ブレーキ１７に所定の制動力を発生させる。

【００１４】上記の如く構成した実施例の作用は、次の
とおりである。車速センサ１０は、車輪の回転数などか
ら車両の速度を検出し、演算処理装置２０の目標車速設
定回路２２、車速偏差演算回路２４、加速度演算回路３
２に入力する。また、路面傾斜センサ１１は、車両が走
行している路面の勾配を検出し、目標車速設定回路２２
に入力する。そして、演算処理装置２０は、路面傾斜セ
ンサ１１の検出信号から車両が下り坂に差し掛かったこ
とを検知すると降坂時車速制御を開始し、そのときに車
速センサ１０の検出した車速が目標車速設定回路２２に
目標車速として設定され、車速偏差演算回路２４に送出
される。

【００１５】車速偏差演算回路２４は、車速センサ１０
の出力信号を取り込み、車速センサ１０が検出した実際
の車速と目標車速設定回路２２が出力する目標車速との
差（車速偏差）を求め、第１制動力演算回路２６に入力
する。そして、第１制動力演算回路２６は、ブレーキ１
７を例えば比例積分動作（ＰＩ動作）による制御をする
ことにより、車速偏差演算回路２４の求めた車速偏差が
零となるようなブレーキ制動力を演算し、加算回路２７
に送出する。

【００１６】一方、第２制動力演算部３０は、加速度演
算回路３２が車速センサ１０の出力信号を微分して車両
の加速度を求め、加速度成分補正回路３４に入力する。
そして、加速度成分補正回路３４は、路面傾斜センサ１
１の出力信号から加速度演算回路３２が求めた車両加速
度の成分を差し引き、凹凸成分補正回路３６に送出す
る。この凹凸成分補正回路３６は、加速度成分補正回路
３４が出力した信号に対して走行路面の凹凸、石などに
よる影響を除去して第２制動力演算回路３８に入力す
る。

【００１７】すなわち、クリノメータなどのような路面
傾斜センサ１１は、このセンサに作用する加速度の影響
を受ける。従って、車両が走行している路面の正確な勾
配を検知するためには、路面傾斜センサ１１の出力信号
から車両加速度の寄与分を差し引く必要がある。そこ
で、実施例では、加速度成分補正回路３４が路面傾斜セ
ンサ１１の出力信号に対して、加速度演算回路３２の出
力する信号によって車両加速度の影響を除去し、また凹
凸成分補正回路３６が加速度成分補正回路３４の出力す
る信号をローパスフィルタなどを通すことにより、走行
路面に存在する石や小さな凹凸による路面傾斜センサ１
１の出力信号への影響を除去し、正確な路面の勾配に対
応した信号にして第２制動力演算回路３８に入力する。

【００１８】第２制動力演算回路３８は、凹凸成分補正
回路３６が出力した走行路面の勾配に相当する信号と、
積載重量センサ１２が出力した車両の積載重量に対応し
た信号とに基づいて、下り坂を走行するときに、坂の勾
配と車両の積載重量とが車両の速度に与える影響を除去
するようなブレーキ１７の制動力を演算し、加算回路２
７に入力する。

【００１９】すなわち、図２に示したように、走行路面
４０の勾配をθ、車両４２自体の重量（車重）をＷ、積
み荷４４の重量をＬとすると、この走行路面４０を走行
することによる、車重Ｗと積載重量Ｌとが車速に与える
影響は、

【数１】（Ｗ＋Ｌ）ｓｉｎθ である。そこで、第２制動力演算回路３８は、凹凸成分
補正回路３６が出力した信号と積載重量センサ１２の検
出信号とに基づいて、下り坂を走行するときに車重Ｗと
積載重量Ｌとによる車速への影響を除去するようなブレ
ーキ制動力Ｔを、例えば、

【数２】Ｔ＝Ｋ（Ｗ＋Ｌ）ｓｉｎθ により求め、加算回路２７に送る。ただし、数２中のＫ
は、比例定数である。

【００２０】加算回路２７は、第１制動力演算回路２６
が求めた制動力と第２制動力演算回路３８が求めた制動
力とを加算し、マスタ操作量演算回路２８に入力する。
マスタ操作量演算回路２８は、加算回路２７が出力した
制動力を受け、この制動力を得るのに必要とする制動倍
力装置のエアマスタのエアサーボ弁１６の操作量を演算
し、ブレーキコントローラ１５に与える。そして、ブレ
ーキコントローラ１５は、マスタ操作量演算回路２８の
出力信号に従ってマスタエアサーボ弁１６を制御し、車
速センサ１０の検出車速を目標車速と一致させるのに必
要とする制動力をブレーキ１７に発生させる。

【００２１】このように、実施例においては、車両が下
り坂を走行する際に、坂の勾配と車両に積載した荷物の
重量とを考慮したブレーキ制動力を発生するようにして
いるため、降坂時の車速を素早く確実に目標車速に制御
することができ、高精度の車速制御が可能となる。

【００２２】なお、前記実施例においては、加速度演算
回路３２が車速センサ１０の出力信号を微分して車両加
速度を求める場合について説明したが、加速度センサを
用い車両加速度を求めてもよいことは当然である。ま
た、ジャイロスコープを用いて車両加速度や路面の勾配
を検出するようにしてもよい。そして、前記実施例にお
いては、制動倍力装置がエアマスタを有するものについ
て説明したが、ハイドロマスタを有する制動倍力装置で
あってもよく、また制動倍力装置を有しないブレーキ装
置であってもよい。さらに、前記実施例の場合、第２制
動力演算回路３８は、走行路面の勾配と積載重量とに基
づいてブレーキ制動力を求める場合について説明した
が、路面の勾配と車両の総重量（車両の自重＋積載重
量）とに基づいて制動力を求めるようにしてもよい。な
お、前記実施例においては、第１制動力演算回路２６が
車速偏差を零にするために、比例積分制御をする場合に
ついて説明したが、比例積分微分制御等の他の制御であ
ってもよい。

【００２３】また、前記実施例においては、車両が下り
坂を走行する場合についてだけ、第２制動力演算回路３
８がブレーキ制動力を求める場合について説明したが、
平坦な路面を走行する場合にも、第２制動力演算回路３
８によって制動力を求めるようにしてもよい。このよう
に平坦な路面においても積載重量を考慮した制動力を求
めると、車両を所定の位置に停車させたりカーブさせた
りする場合に、より正確な車両の制御をすることができ
る。そして、前記出力においては、目標車速設定回路２
２に目標車速を設定する場合、路面傾斜センサ１１の検
出信号に基づいて行う場合について説明したが、車両が
予め設定した走行径路の所定位置にきたときの、そのと
きの車速を目標車速としてもよいし、走行路面の勾配と
積載重量とを考慮した車速テーブルを予め作成し、この
テーブルに基づく車速を目標車速としてもよい。さら
に、前記実施例においては、ダンプカー等の車両に付い
て説明したが、バスや電車などにも適用することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、下り坂を走行する際に、車両の速度に基づくブレー
キ制動力ばかりでなく、走行路面の勾配と車両に積載し
た荷物の重量とを考慮したブレーキ制動力を発生させる
ようにしたため、降坂時の車速を目標車速に確実に制御
することができる。

【００２５】また、本発明は、加速度成分補正回路と凹
凸成分補正回路とによって、路面傾斜センサの出力信号
に対して、車両加速度と路面の凹凸による影響を除去し
ているため、正確な路面の勾配が得られ、車速制御をよ
り正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る降坂時車速自動制御装置
の構成ブロック図である。

【図２】積み荷が車速に及ぼす影響の説明図である。

【符号の説明】

１０車速センサ１１路面傾斜センサ１２積載重量センサ１５ブレーキコントローラ２０演算処理装置２４車速偏差演算回路２６第１制動力演算部（第１制動力演算回路）３０第２制動力演算部３２加速度演算回路３４加速度成分補正回路３６凹凸成分補正回路３８第２制動力演算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の走行速度を検出する車速センサ
と、この車速センサが検出した車速と設定された目標車
速との偏差に基づいて、前記車両の制動力をもとめる第
１制動力演算部と、前記車両が走行している路面の勾配
を検出する路面傾斜センサと、前記車両に積載した荷物
の重量を検出する積載重量センサと、この積載重量セン
サの出力信号と前記路面傾斜センサの出力信号とに基づ
いて、前記車両の制動力を求める第２制動力演算部と、
前記第１制動力演算部と第２制動力演算部とが求めた制
動力に基づいてブレーキを作動するブレーキコントロー
ラとを有することを特徴とする降坂時車速自動制御装
置。
【請求項２】前記第２制動力演算部は、前記車速セン
サの出力信号に基づいて、前記車両の加速度を演算する
加速度演算回路と、この加速度演算回路の求めた加速度
に基づいて、前記路面傾斜センサの出力信号に対して、
前記求めた加速度の成分を除去する加速度成分補正回路
とが設けてあることを特徴とする請求項１に記載の降坂
時車速自動制御装置。
【請求項３】前記第２制動力演算部は、前記路面傾斜
センサの出力信号に対して、前記走行路面の凹凸による
成分を除去する凹凸成分補正回路を有していることを特
徴とする請求項１または２に記載の降坂時車速自動制御
装置。