JP2004224262A - 自動ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に装備された先行車両検出装置などのセンサ出力にしたがって、自動的にブレーキ制御を行う装置を積み荷の状態に応じて制御応答特性が変化する貨物車両に適用する。
【解決手段】貨物自動車の積み荷の重心高その他の状態によりブレーキ制御に対する減速度係数などの制御パラメタを自動的に適正なものとする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車速情報、先行車両との間の距離情報、その他車両の走行状態を検出するセンサ出力の情報にしたがって、運転操作がなくとも自動的にブレーキ制御を行う装置の改良に関する。本発明は、積載される貨物の状態により車両の重心位置その他が大きく変化する貨物自動車に利用するために開発された装置であるが、貨物自動車に限らず運行の形態により総重量や重心位置が大きく変化する車両について広く実施することができる。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されたレーダ装置の反射波センサ出力により、先行車両との距離を計測し、あるいは路面にある障害物を検出して、運転操作がなくとも自動的にブレーキ制御を行う自動ブレーキ制御装置が知られている。この装置は、車両にプログラム制御回路を搭載し、車速情報およびセンサ出力に得られる車両の状態情報に基づき、演算制御されたブレーキ圧力を車輪のブレーキ装置に供給するように構成されている。
【０００３】
このような装置を改良する装置として、特許文献１（出願人、トヨタ）には、自動的にブレーキ圧力を大きく制御する際に、走行路面の状態を検出してそのブレーキ圧力を調節する技術が開示されている。また、特許文献２（出願人、トヨタ）には、運転者がブレーキ・ペダルを強く踏み緊急ブレーキの状態にあるときに、センサ出力にしたがって自動的かつ補助的にブレーキ制御を実行して衝突を回避するための制御技術が説明されている。また特許文献３（出願人、日産ディーゼル）にも、運転操作によるブレーキ操作とセンサ出力による自動的なブレーキ制御とを調和させて、制動距離を小さくするための技術が説明されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１７３４６７号公報
【特許文献２】
特開平８−３４３２６８号公報
【特許文献３】
特開平８−９１１９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、車間距離検出装置あるいは走行路面上の障害物検出装置によるセンサ出力にしたがって、自動的にブレーキ制御を行う装置を商用車に適用するための試験研究を行った。その中で、貨物自動車については積み荷の状態によりブレーキ制御に対する応答が大きく異なることが認められた。すなわち、乗用車など一般車両と同様な思想によりブレーキ制御装置を設計しても、積み荷の状態によりブレーキが作動したときの車両の振る舞いがばらつき、ブレーキが効き過ぎる場合があるとともに、ブレーキが十分に効かない場合があることがわかった。さらに発明者らは、積み荷の状態をどのように認識してそれを制御パラメタとするか、ブレーキ制御を行うためにどの要素により制御を行うべきであるかを詳しく検討した。
【０００６】
本発明はこのような背景に行われたものであって、車両に装備されたセンサ出力にしたがって自動的にブレーキ制御を行う装置であって、貨物車両に適用することができる装置を提供することを目的とする。本発明は、積み荷または搭載物の形態が大きく変化しても、有効に作用する自動ブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車間距離検出装置あるいは走行路面上の障害物検出装置によるセンサ出力にしたがって、自動的にブレーキ制御を行う装置を商用車に適用するために、貨物自動車の積み荷の状態によりブレーキ制御に対する制御パラメタを自動的に適正なものとすることを特徴とする。これにより、積み荷または搭載物の形態が大きく変化しても、有効に作用する自動ブレーキ制御装置を実現することができる。
【０００８】
すなわち、本発明は、車速を含む車両の走行状態を検出するセンサ出力により運転操作がなくとも自動的にブレーキ制御を行う制御回路を備えた自動ブレーキ制御装置であって、本発明の特徴とするところは、前記制御回路は、積載状態の情報を含む車両の状態情報を入力情報として、前記ブレーキ制御による車両の減速度係数を変更する手段を含むところにある。
【０００９】
ここで、減速度係数は減速度（負の加速度）の時間微分値であり、この値が小さいほど、ゆっくりした減速を行うことを表し、目標停止位置に比較的遠い距離から余裕をもってブレーキが作動する。反対に、減速度係数は大きいほど、急な減速を行うことを表し、目標停止位置に比較的近い距離からブレーキが作動する。
【００１０】
前記センサ出力はレーダ装置により計測される先行車両との車間距離の情報を含み、前記制御回路はその車間距離が車両速度に対応する設定値を下回ることがないように自動的にブレーキ制御を行う手段を含むことが望ましい。
【００１１】
前記積載状態の情報は、例えば、積み荷を含む車両の重心高およびまたは車両の各輪の重量配分に係る情報を含む。
【００１２】
すなわち、積み荷を含む車両の重心高の情報によれば、積荷搭載時のコーナリングにおけるブレーキングに伴う車両の傾きを推定することができる。これにより、各輪にかかる荷重の偏りを推定することができる。左右輪にかかる荷重の偏りが大きければ大きいほど、急なブレーキングは行わないことが望まれる。したがって、積み荷を含む車両の重心高の情報に基づき、例えば、重心高が高ければ高いほど、減速度係数を小さく変更することにより、ブレーキング時の車両姿勢維持に対する安全性を高めることができる。
【００１３】
また、車両の各輪の重量配分に係る情報によれば、積荷搭載時の前後輪あるいは左右輪にかかる荷重を推定することができる。前後輪あるいは左右輪にかかる荷重の偏りが大きければ大きいほど、急なブレーキングは行わないことが望まれる。したがって、積み荷を含む車両の前後方向あるいは左右方向の重量配分の情報に基づき、例えば、重量配分が前または後あるいは右あるいは左に偏れば偏るほど、減速度係数を小さく変更することにより、ブレーキングの安全性を高めることができる。
【００１４】
前記センサ出力として、例えば、ブレーキ用空気圧の情報、ブレーキ温度の情報、およびタイヤ空気圧の情報のいずれか一以上を含む。
【００１５】
すなわち、ブレーキ用空気圧が低いとき、あるいは、ブレーキ温度が高いとき、あるいは、タイヤ空気圧が低いときには、ブレーキ能力も低くなる。したがって、ブレーキ用空気圧の情報、ブレーキ温度の情報、およびタイヤ空気圧の情報に基づき、ブレーキ能力が低くなっていればいるほど、減速度係数を小さく変更することにより、ブレーキングの安全性を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のブレーキ制御装置を図１ないし図４を参照して説明する。図１は本実施例の車両の構成図である。図２は本実施例の制御回路のブロック構成図である。図３は本実施例のブレーキ制御装置の動作を示すフローチャートである。図４はパラメタ毎の減速度係数を示す図であり、横軸に各パラメタをとり、縦軸に減速度係数をとる。
【００１７】
本実施例は、図１に示すように、車速を含む車両の走行状態を検出するセンサである速度計（図示省略）、加速度計２、レーダ装置３、ブレーキ系統情報収集部４、軸重計７の出力により運転操作がなくとも自動的にブレーキ制御を行う制御回路１を備えた自動ブレーキ制御装置であって、本実施例の特徴とするところは、制御回路１は、積載状態の情報を含む車両の状態情報を入力情報として、図２に示すように、前記ブレーキ制御による車両の減速度係数を変更する減速度係数設定部８を含むところにある。
【００１８】
前記センサ出力はレーダ装置３により計測される先行車両との車間距離の情報を含み、制御回路１はその車間距離が車両速度に対応する設定値を下回ることがないように、自動的にブレーキ制御を行う車間距離制御部９を含む。車間距離制御部９はブレーキ自動操作部１０に指示を与え、先行車両との車間距離が車両速度に対する設定値を下回ることがないように自動的にブレーキ制御を行う。
【００１９】
前記積載状態の情報は、積み荷を含む車両の重心高およびまたは車両の各輪の重量配分に係る情報を含む。これらの情報は、データ入力部５からの運転者あるいは積荷扱い者による入力情報として得ることが適当である。すなわち、積み荷の状態が「高」「中」「低」のいずれであるかを数段階の操作スイッチにより設定する手段を設け、この操作スイッチの状態が入力情報となる。この他にも、加速度計２および車台に取り付けられた軸重計７により車両の重心高の情報を得ることができる。
【００２０】
これを詳しく説明する。この車両の重心高を演算推定する手法は、出願人が先に特許文献４として提案したものである。すなわち、加速度計２により検出される車両の進行方向に沿う傾斜角αと、軸重計７により検出される前軸にかかる重量Ｗｆと後軸にかかる重量Ｗｒとから重心高ｈｓを
ｈｓ＝（Ｗ・Ｌｒ−Ｗｆ・Ｌ）Ｗｔａｎα
ただし、ホイールベースをＬ、前軸から重心位置までの距離Ｌｆ、重心位置から後軸までの距離ＬｒをＷ＝Ｗｆ＋Ｗｒ（変数）、Ｌ＝Ｌｆ＋Ｌｒ（定数）として演算するものである。
【００２１】
【特許文献４】
特許３３４５３４６号
【００２２】
その他車両の重心高の推定演算方法としては、操舵角に対するロールを含む自由度をもつ力学モデルの伝達関数と、各種センサから採取される車速、ロールレイト、操舵角データから自己回帰法を用いて求められる操舵角に対する伝達関数とから重心高を演算する手法（特許文献５）などを適用できる。
【００２３】
【特許文献５】
特許３３６９４６７号
【００２４】
このようにして、制御回路１の減速度係数設定部８は、車両の重心高を推定することができる。また、軸重計７のセンサ出力から各輪の荷重の偏りを推定することができる。また、ブレーキ系統情報収集部４の出力として、ブレーキ用空気圧の情報、ブレーキ温度の情報、およびタイヤ空気圧の情報のいずれか一以上を含み、これにより、ブレーキ能力の高低を推定することができる。
【００２５】
なお、データ入力部５からの情報入力を運転者あるいは積荷扱い者が行わない場合あるいは忘れた場合には、自動的に加速度計２あるいは軸重計７からのセンサ出力のみにより必要な情報を取得するように構成することができる。また、データ入力部５からの入力情報の誤差を自動的に加速度計２あるいは軸重計７からのセンサ出力に基づき補正することもできる。
【００２６】
つぎに、本実施例のブレーキ制御装置の制御動作を説明する。これは制御回路１に設定されたソフトウェアにより実行される。図３に示すように、減速度係数設定部８は、データ入力部５あるいは加速度計２および軸重計７による積載状態情報および速度計からの車速情報およびブレーキ系統情報収集部４によるブレーキ系統情報およびレーダ装置３による車間距離情報を収集し（ステップ１）、パラメタ毎に減速度係数を設定する（ステップ２）。パラメタ毎の減速度係数の設定は、図４に示す制御マップにしたがって行われる。この制御マップは、減速度係数設定部８にあらかじめ記録されている。
【００２７】
図４（ａ）の制御マップは、重心高と減速度係数との関係を示している。すなわち、高荷のときには平荷のときと比較してゆっくりとした減速が要求される。図４（ｂ）の制御マップは、荷重の偏りと減速度係数との関係を示している。すなわち、荷重が偏っているときには荷重が均等のときと比較してゆっくりとした減速が要求される。図４（ｃ）の制御マップは、エア・タンク６のエア圧と減速度係数との関係を示している。すなわち、エア圧が低いときにはエア圧が高いときと比較してブレーキ能力が低下しており、ゆっくりとした減速が要求される。図４（ｄ）の制御マップは、ブレーキ温度と減速度係数との関係を示している。すなわち、ブレーキ温度が高いときにはブレーキ温度が低いときと比較してブレーキ能力が低下しており、ゆっくりとした減速が要求される。図４（ｅ）の制御マップは、タイヤのエア圧と減速度係数との関係を示している。すなわち、エア圧が低いときにはエア圧が高いときと比較してグリップ能力が低下しており、ゆっくりとした減速が要求される。
【００２８】
このようにして、全てのパラメタで設定が行われると（ステップ３）、統括的な減速度係数を設定する（ステップ４）。ここで統括的な減速度係数とは、図４に示す各パラメタ毎の減速度係数を複合的に組み合わせた減速度係数である。例えば、図４（ａ）に示す高荷状態のときに、図４（ｂ）に示す後荷状態であるとすれば、高荷状態と後荷状態とを複合的に組み合わせた減速度係数を設定しなければならない。かりに、高荷状態における減速度係数が０．８で、後荷状態における減速度係数が０．９であるとすれば、０．８に０．９を加えた値である１．７の逆数０．６を当該状態における減速度係数とする。これにより、各パラメタ毎の減速度係数を複合的に組み合わせた減速度係数が設定される。
【００２９】
また、図４（ａ）〜（ｅ）に示す制御マップにしたがって設定された減速度係数が多数複合された結果、正常な走行に支障を生じる程度の小さな減速度係数となってしまう場合には、その旨を表示する警報を発出して運転者あるいは積荷扱い者に対して積み荷の積み方その他の改善を促す（ステップ５および６）。
【００３０】
このようにして複合的な減速度係数が設定され、車両が走行中であれば（ステップ７）、先行車との距離を測定し（ステップ８）、その測定結果が設定距離以下であれば（ステップ９）、設定された減速度係数に基づきブレーキングを実行する（ステップ１０）。なお、先行車との設定距離は、車速に応じて安全な車間距離が車間距離制御部９にあらかじめ設定されており、車間距離制御部９は、このあらかじめ設定された車間距離と減速度係数とに基づきブレーキ自動操作部１０に対して所定のブレーキング操作を指示する。
【００３１】
なお、ステップ１の情報収集は、車両が走行中であれば、加速度計２および軸重計７を用いて重心高の推定を行うことができる。また、車両が停車中であってもデータ入力部５からの入力情報を用いて重心高の推定を行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、車両に装備されたセンサ出力にしたがって自動的にブレーキ制御を行う装置を貨物車両に適用することができる。また、積み荷または搭載物の形態が大きく変化しても、有効に作用する自動ブレーキ制御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の車両の構成図。
【図２】本実施例の制御回路のブロック構成図。
【図３】本実施例のブレーキ制御装置の動作を示すフローチャート。
【図４】パラメタ毎の減速度係数を示す図。
【符号の説明】
１ 制御回路
２ 加速度計
３ レーダ装置
４ ブレーキ系統情報収集部
５ データ入力部
６ エア・タンク
７ 軸重計
８ 減速度係数設定部
９ 車間距離制御部
１０ ブレーキ自動操作部

Claims (4)

1. 車速を含む車両の走行状態を検出するセンサ出力により運転操作がなくとも自動的にブレーキ制御を行う制御回路を備えた自動ブレーキ制御装置において、
   前記制御回路は、積載状態の情報を含む車両の状態情報を入力情報として、前記ブレーキ制御による車両の減速度係数を変更する手段を含むことを特徴とする自動ブレーキ制御装置。
2. 前記センサ出力はレーダ装置により計測される先行車両との車間距離の情報を含み、前記制御回路はその車間距離が車両速度に対応する設定値を下回ることがないように自動的にブレーキ制御を行う手段を含む請求項１記載の自動ブレーキ制御装置。
3. 前記積載状態の情報は、積み荷を含む車両の重心高およびまたは車両の各輪の重量配分に係る情報を含む請求項１記載の自動ブレーキ制御装置。
4. 前記センサ出力として、ブレーキ用空気圧の情報、ブレーキ温度の情報、およびタイヤ空気圧の情報のいずれか一以上を含む請求項１記載の自動ブレーキ制御装置。

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