JP3992936B2

JP3992936B2 - 車両のロールオーバ防止装置

Info

Publication number: JP3992936B2
Application number: JP2001082114A
Authority: JP
Inventors: 義孝西山; 達司宮田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP2002274306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両横転の危険性を最適なタイミングで警告して、車両運行上の安全性を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両が急旋回したり、コーナにオーバスピードで進入すると、車両が過度にロールして横転してしまうおそれがある。また、トラック等の荷物を運搬する車両では、荷物を積載することで重心が高くなるので、他の車両に比べてロール角度が大きくなり、横転の危険性が増大してしまう。
【０００３】
車両のロール角度を運転者に報知する装置として、例えば、特開平５−９６９８５号公報に開示される自動車用傾斜表示装置（以下「傾斜表示装置」という）が公知である。かかる傾斜表示装置では、車両の前後方向及び左右方向の傾斜角度が検出され、車両の傾斜状態が絵図等により表示されると共に、傾斜角度が所定値以上になると警報が発せられる。このため、運転者は、車両の傾斜状態を一目で把握でき、車両の横転を防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、警報発生制御は、車両固有の特性（以下「車両特性」という）に応じてなされる必要があるため、次のような問題があった。即ち、バス，トラック，トラクタ・トレーラなどには、例えば、前後軸の軸数，車両全長，車両総重量が異なる種々の車両が存在し、車両特性が多種多様であることは知られている。このため、車両特性に適合した警報発生制御を行うには、車両ごとに最適化されたハードウエアを使用する必要があり、真に汎用性が低いものであった。
【０００５】
また、車両特性は、積荷重量，積荷高さ，トレーラ牽引の有無などの車両運行状態に応じて、動的に変化することも知られている。このため、従来技術では、適切なタイミングで警報が発せられるとは限らず、警報発生が遅れると、危険回避操作のための時間が確保できず、依然として車両横転の危険性があった。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、車両特性を示すパラメータを可変的に設定できるようにすることで、ハードウエアに汎用性を付与しつつ、最適なタイミングで車両横転の危険性を警告できるようにし、車両運行上の安全性を向上させた車両のロールオーバ防止装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明では、車両のロール角度を検出するロール角度検出手段と、車両のロール角速度を検出するロール角速度検出手段と、検出されたロール角速度に応じた緊急度を判定する緊急度判定手段と、車両特性を示すパラメータとして、前軸における軸数，後軸における軸数及び車両全長からなる車両固有の固定特性、並びに、トレーラ牽引の有無，積荷状態及び積荷高さからなる車両運行状態に応じて動的に変化する可変特性を夫々可変的に設定するパラメータ設定手段と、前記緊急度及び設定されたパラメータに基づいて、車両横転の危険性を判定する閾値を設定する閾値設定手段と、車両横転の危険性があることを警告するタイミングを任意に設定するタイミング設定手段と、検出されたロール角度の絶対値が、前記閾値と前記タイミングにより特定される補正値との加算値より大きいときに、車両横転の危険性ありと判定する危険性判定手段と、該危険性判定手段により車両横転の危険性ありと判定されたときに、運転者に対して警告を発する警告発生手段と、を含んで車両のロールオーバ防止装置を構成したことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、現在のロール角速度が大きくなるにつれて、短時間でロール角度が危険角度に達すると考えられることから、先ず、ロール角速度に対応した緊急度が判定される。また、緊急度及び可変的に設定された車両特性を示すパラメータに基づいて、車両横転の危険性を判定する閾値が設定されると共に、車両横転の危険性があることを警告するタイミングが任意に設定される。そして、ロール角度の絶対値が、閾値とタイミングにより特定される補正値との加算値より大きいときに、車両横転の危険性ありと判定され、運転者に対して警告が発せられる。
【０００８】
車両横転の危険性を判定する閾値は、ロール角速度に対応した緊急度に加え、可変的に設定された車両特性を示すパラメータに基づいて設定されるため、１つのハードウエアで車両特性が異なる種々の車両に対応可能となる。このため、ロールオーバ防止装置に汎用性が付与され、ハードウエアの共通化が実現されると共に、他の車両への移載が可能となる。また、車両特性を示すパラメータを適切に設定することで、その車両に適合した最適なタイミングで警告が発せられるようになる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、車両のロール角度を検出するロール角度検出手段と、車両のロール変化状態を検出するロール変化状態検出手段と、検出されたロール角度及びロール変化状態に基づいて、所定時間経過後における車両のロール角度を推定するロール角度推定手段と、推定されたロール角度に応じた緊急度を判定する緊急度判定手段と、車両特性を示すパラメータとして、前軸における軸数，後軸における軸数及び車両全長からなる車両固有の固定特性、並びに、トレーラ牽引の有無，積荷状態及び積荷高さからなる車両運行状態に応じて動的に変化する可変特性を夫々可変的に設定するパラメータ設定手段と、前記緊急度及び設定されたパラメータに基づいて、車両横転の危険性を判定する閾値を設定する閾値設定手段と、車両横転の危険性があることを警告するタイミングを任意に設定するタイミング設定手段と、検出されたロール角度の絶対値が、前記閾値と前記タイミングにより特定される補正値との加算値より大きいときに、車両横転の危険性ありと判定する危険性判定手段と、該危険性判定手段により車両横転の危険性ありと判定されたときに、運転者に対して警告を発する警告発生手段と、を含んで車両のロールオーバ防止装置を構成したことを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、現在のロール角度及びロール変化状態に基づいて、所定時間経過後における車両のロール角度が推定され、推定されたロール角度に対応した緊急度が判定される。また、緊急度及び可変的に設定された車両特性を示すパラメータに基づいて、車両横転の危険性を判定する閾値が設定されると共に、車両横転の危険性があることを警告するタイミングが任意に設定される。そして、現在のロール角度の絶対値が、閾値とタイミングにより特定される補正値との加算値より大きいときに、車両横転の危険性ありと判定され、運転者に対して警告が発せられる。
【００１１】
車両横転の危険性を判定する閾値は、所定時間経過後におけるロール角度に対応した緊急度に加え、可変的に設定された車両特性を示すパラメータに基づいて設定されるため、１つのハードウエアで車両特性が異なる種々の車両に対応可能となる。このため、ロールオーバ防止装置に汎用性が付与され、ハードウエアの共通化が実現されると共に、他の車両への移載が可能となる。また、車両特性を示すパラメータを適切に設定することで、その車両に適合した最適なタイミングで警告が発せられるようになる。さらに、推定されたロール角度に基づいて緊急度が判定されるので、実際のロール角度が横転危険角度になる前に、より最適なタイミングで警告が発せられることとなる。このため、運転者は、余裕をもって危険回避操作を行うことができ、車両運行上の安全性が一層向上する。
【００１２】
請求項３記載の発明では、前記ロール変化状態検出手段は、車両のロール状態として、ロール角速度又はロール角加速度を検出することを特徴とする。
かかる構成によれば、所定時間経過後における車両のロール角度は、現在のロール角度並びにロール角速度若しくはロール角加速度に基づいて予測される。このため、車両のロール状態は、簡単な演算式により高精度に予測されることとなり、適切なタイミングで警告が発せられるようになる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、車両の左右における車高を検出する車高検出手段と、検出された車高に基づいて、ロール角度を演算するロール角度演算手段と、演算されたロール角度の移動平均を演算する移動平均演算手段と、を備え、前記ロール角度検出手段は、演算されたロール角度の移動平均をロール角度とすることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、車両の左右における車高に基づいてロール角度が演算されると共に、ロール角度の移動平均が演算され、ロール角度の移動平均が車両のロール角度とされる。このため、例えば、路面の凹凸による細かい振動が検出されたとしても、移動平均を演算することでこれが平滑化され、不適切な警告が発せられることが防止される。
【００１６】
請求項５記載の発明では、前記危険性判定手段により車両横転の危険性ありと判定されたときに、車両を減速させる車両減速手段をさらに備えたことを特徴とする。
かかる構成によれば、車両横転の危険性ありと判定されたときには、車両が減速されるので、車両に作用する遠心力が低減され、ロール角度が小さくなる。このため、運転者による危険回避操作が遅れたとしても、車両横転の危険性が低減される。
【００１７】
請求項６記載の発明では、前記車両減速手段は、車両のブレーキを作動させるブレーキ作動手段と、エンジンに供給される燃料を低減させる燃料低減手段と、の少なくとも一方であることを特徴とする。
かかる構成によれば、車両のブレーキを作動させるか、エンジンに供給される燃料が低減されることで、車両が減速される。このため、例えば、ブレーキコントローラ又は／及びエンジンコントローラに制御指令を伝達するだけで、車両を減速することができ、制御内容が複雑になることが防止される。
【００１８】
請求項７記載の発明では、前記危険性判定手段により車両横転の危険性ありと判定されたときに、車両のロール角度を機械的に制限するロール角度制限手段をさらに備えたことを特徴とする。
かかる構成によれば、車両横転の危険性ありと判定されると、車両のロール角度が機械的に制限される。このため、車両のロール角度が、危険角度以上になることが確実に防止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係る車両のロールオーバ防止装置（以下「ロールオーバ防止装置」という）を、セミトラクタ（以下「トラクタ」という）に適用した実施形態を示す。
【００２０】
左右のサイドフレーム１０Ｌ，１０Ｒと後軸１２とは、リーフスプリング又はエアスプリングを利用したサスペンション機構１４により介装連結される。左右のサイドフレーム１０Ｌ，１０Ｒ近傍には、サイドフレーム１０Ｌ，１０Ｒと後軸１２との距離（間隔）を介して、車両左右の車高Ｈ_L及びＨ_Rを検出する車高センサ１６Ｌ，１６Ｒ（車高検出手段）が配設される。また、運転席近傍には、車両のロール状態を絵図で表示するロールインジケータ１８と、警報タイミング選択スイッチ２０と、ブザー等の警報器２２（警告発生手段）と、が配設される。
【００２１】
ロールインジケータ１８は、図示するように、円環状のゾーン１８ａ内に、車両のロール状態を表わす指針部１８ｂが揺動制御可能に取り付けられる。ゾーン１８ａ下部には、ロール角度が過度になり、車両横転の危険性があることを示す危険ゾーン１８ｃが赤色で表示される。また、ロールインジケータ１８には、運転者に対して車両横転の危険性があることを警告する警告灯（警告発生手段）が併設される。警報タイミング選択スイッチ２０は、運転者の好みに応じて、警報を出力すべきタイミングを設定するためのスイッチであって、図示するように、スイッチ部材２０ａを回転させることで、早めＡ，普通Ｂ及び遅めＣの選択が可能である。即ち、普通Ｂを選択した場合には、その車両にとって危険とされるロール角度が警報発生ロール角度として選択される。一方、早めＡ又は遅めＣを選択した場合には、その車両にとって危険とされるロール角度より所定角度大きい又は小さいロール角度が警報発生ロール角度として選択される。
【００２２】
さらに、本発明の特徴として、車両特性を示すパラメータを可変的に設定可能とするため、例えば、複数のディップスイッチから構成されるパラメータ設定スイッチ２４（パラメータ設定手段）が設置される。パラメータ設定スイッチ２４では、車両固有の固定特性、及び、車両運行状態に応じて動的に変化する可変特性が設定される。固定特性としては、例えば、前軸における軸数（１軸又は２軸），後軸における軸数（１軸又は２軸），車両全長（短，中又は長）が設定される。一方、可変特性としては、例えば、トレーラ牽引の有無（単車又は連結），積荷状態（空，半積又は定積），積荷高さ（低，中又は高）が設定される。なお、トレーラ牽引の有無は、カプラに設けられたカプラスイッチ（図示せず）の出力から判断するようにしてもよい。
【００２３】
車高センサ１６Ｌ，１６Ｒ、警報タイミング選択スイッチ２０及びパラメータ設定スイッチ２４の出力は、夫々、マイクロコンピュータを内蔵した電子コントロールユニット（以下「コントロールユニット」という）２６に入力される。そして、これらの入力信号に基づいて後述する処理が実行され、ロールインジケータ１８及び警報器２２の制御が行われる。また、車両のロール角度が過度になりそうなときには、エンジン回転速度を低下させることで、旋回速度を低下させてロール角度を幾分でも小さくするため、エンジンコントローラ２８及びブレーキコントローラ３０に制御指令が伝達される。
【００２４】
なお、コントロールユニット２６により、ロール角度検出手段，ロール角速度検出手段，緊急度判定手段，閾値設定手段，危険性判定手段，警告発生手段，ロール変化状態検出手段，ロール角度推定手段，ロール角度演算手段，移動平均演算手段，車両減速手段，ブレーキ作動手段及び燃料低減手段がソフトウエア的に実現される。
【００２５】
図２は、コントロールユニット２６の機能構成を示す。
コントロールユニット２６は、ロール角度演算部２６ａと、ロール角速度演算部２６ｂと、ロール緊急度判定部２６ｃと、閾値設定部２６ｄと、横転危険性判定部２６ｅと、インジケータ制御部２６ｆと、警報器制御部２６ｇと、減速制御部２６ｈと、を含んで構成される。
【００２６】
ロール角度演算部２６ａでは、車高センサ１６Ｌ，１６Ｒからの信号に基づいて、現在におけるロール角度θ[rad]が演算される。ロール角速度演算部２６ｂでは、ロール角度θの変化率に基づいて、現在におけるロール角速度ω[rad/sec]が演算される。ロール緊急度判定部２６ｃでは、ロール角度θ及びロール角速度ωに基づいて、ロール緊急度が判定される。ここで、「ロール緊急度」とは、車両横転の危険性の大小を示す尺度であって、本実施形態では、少なくとも、緊急度「大」，緊急度「中」，緊急度「小」の３段階で判定される。
【００２７】
閾値設定部２６ｄでは、パラメータ設定スイッチ２４の設定状態に基づいて、車両横転の危険性を判定する閾値θ₁〜θ₃（詳細は後述する）が夫々設定される。横転危険性判定部２６ｅでは、ロール緊急度，ロール角度θ，閾値θ₁〜θ₃及び警報タイミング選択スイッチ２０の設定状態に基づいて、車両が横転する危険性があるか否かが判定される。インジケータ制御部２６ｆでは、ロール角度θ及び横転危険性の判定結果に基づいて、ロールインジケータ１８が制御される。警報器制御部２６ｇでは、横転危険性の判定結果に基づいて、警報器２２が制御される。減速制御部２６ｈでは、横転危険性の判定結果に基づいて、エンジンコントローラ２８を介して燃料供給量を減少させると共に、ブレーキコントローラ３０を介してブレーキを作動させ、車速を減速させる。そして、車速が低下することにより、旋回速度が低下してロール角度θが小さくなり、車両横転の危険性を幾分でも低減することができる。
【００２８】
図３及び図４は、コントロールユニット２６において、所定時間毎に繰り返し実行される制御内容の一実施例を示す。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、所定のサンプリング間隔（例えば、数msec〜数百msec）毎に、車高センサ１６Ｌ，１６Ｒから車両左右の車高Ｈ_L及びＨ_Rが検出される。
【００２９】
ステップ２では、検出された車高Ｈ_L及びＨ_Rに基づいて、現在のロール角度θが演算される。車両が左旋回をしたときには、図５に示すように、車両左側の車高Ｈ_Lが車両右側の車高Ｈ_Rよりも大きくなる（Ｈ_L＞Ｈ_R）。ここで、車高センサ１６Ｌ，１６Ｒの取付間隔をＬとすると、車両のロール角度θは、θ≒ｔａｎ^-1（（Ｈ_L−Ｈ_R）／Ｌ）という演算式により演算される。また、ここで演算されるロール角度θは、後軸に対する車両の傾きを示す相対角度である。なお、ステップ２における処理が、ロール角度演算手段に該当する。
【００３０】
ここで、車両のロール角度θは、次に示す演算式により演算してもよい。
【００３１】
【数１】

または、より精度の高い演算式として、次式を用いてもよい。
【００３２】
【数２】

ステップ３では、平均ロール角度θ_aveが演算される。即ち、ステップ２で演算されるロール角度θは、車高センサ１６Ｌ，１６Ｒから車高Ｈ_L及びＨ_Rを検出した瞬間におけるロール角度であるため、例えば、路面の凹凸による細かい振動も検出してしまう。このため、数個〜数十個のロール角度θの移動平均を演算し、これを平均ロール角度θ_aveとすることで、誤動作の要因となる必要以上の感度を排除することができる。なお、ステップ３における処理が、移動平均演算手段に該当する。また、ステップ１〜ステップ３における一連の処理が、ロール角度検出手段に該当する。
【００３３】
ステップ４では、平均ロール角度θ_aveの変化率に基づいて、車両のロール角速度ωが演算される。即ち、数個〜数十個の平均ロール角度θ_aveに対して、最小二乗法を適用してロール角速度ωが演算される。なお、ステップ４における処理が、ロール角速度検出手段に該当する。
ステップ５では、パラメータ設定スイッチ２４の設定状態に基づいて、各ロール緊急度に対応した、車両横転の危険性を判定する閾値θ₁〜θ₃が設定される。ここで、閾値θ₁〜θ₃は、車両横転の危険性の大小を考慮して、例えば、実験等を通して得られた値が用いられる。なお、ステップ５における処理が、閾値設定手段に該当する。
【００３４】
ステップ６では、平均ロール角度θ_aveの絶対値が、所定値θ₀より大きいか否かが判定される。ここで、所定値θ₀は、ロールが少ないときには処理を行わないようにする閾値であって、例えば、車両が横転する危険性が極めて低い値に設定される。そして、平均ロール角度θ_aveの絶対値が所定値θ₀より大きければステップ７へと進み（Ｙｅｓ）、平均ロール角度θ_aveの絶対値が所定値θ₀以下であれば処理を終了する（Ｎｏ）。
【００３５】
ステップ７では、ロール角速度ωの絶対値が、所定値ω₂より大きいか否かが判定される。ここで、所定値ω₂は、ロール緊急度が大である領域を画定する閾値であって、例えば、現在のロール角速度ωであれば、所定時間経過後に、車両横転の危険性があるロール角度θになるであろうと推定される値に設定される。そして、ロール角速度ωの絶対値が所定値ω₂より大きければステップ８へと進み（Ｙｅｓ）、ロール緊急度が大であると判定される。一方、ロール角速度ωの絶対値が所定値ω₂以下であればステップ９へと進む（Ｎｏ）。
【００３６】
ステップ９では、ロール角速度ωの絶対値が、所定値ω₁以上かつ所定値ω₂以下であるか否かが判定される。ここで、所定値ω₁は、ロール緊急度が小である領域を画定する閾値であって、例えば、現在のロール角速度ωであれば、所定時間経過後に、車両横転の危険性があるロール角度θにならないであろうと推定される値に設定される。そして、ロール角速度ωの絶対値が所定値ω₁以上かつ所定値ω₂以下であればステップ１０へと進み（Ｙｅｓ）、ロール緊急度が中であると判定される。一方、ロール角速度ωの絶対値がω₁未満（ロール角速度ωの絶対値が所定値ω₂より大きい場合は、ステップ７で判定済み）であればステップ１１へと進み（Ｎｏ）、ロール緊急度が小であると判定される。
【００３７】
なお、ステップ７〜ステップ１１における一連の処理が、請求項１に係る緊急度判定手段に該当する。
ロール緊急度が大であると判定されたステップ１２では、平均ロール角度θ_aveの絶対値が、閾値θ₃と補正値Δθ₃との加算値より大きいか否かが判定される。ここで、補正値Δθ₃は、警報タイミング選択スイッチ２０の設定状態に応じて、警報発生タイミングを変化させる値であって、例えば、早めＡ，普通Ｂ又は遅めＣが選択されたときには、夫々、負の所定値，０又は正の所定値が設定される（後述する補正値Δθ₂及びΔθ₁でも同様）。そして、平均ロール角度θ_aveの絶対値が閾値θ₃と補正値Δθ₃との加算値より大きければステップ１５へと進み（Ｙｅｓ）、平均ロール角度θ_aveの絶対値が閾値θ₃と補正値Δθ₃との加算値以下であれば処理を終了する（Ｎｏ）。
【００３８】
ロール緊急度が中であると判定されたステップ１３では、平均ロール角度θ_aveの絶対値が、閾値θ₂と補正値Δθ₂との加算値より大きいか否かが判定される。そして、平均ロール角度θ_aveの絶対値が閾値θ₂と補正値Δθ₂との加算値より大きければステップ１５へと進み（Ｙｅｓ）、平均ロール角度θ_aveの絶対値が閾値θ₂と補正値Δθ₂との加算値以下であれば処理を終了する（Ｎｏ）。
【００３９】
ロール緊急度が小であると判定されたステップ１４では、平均ロール角度θ_aveの絶対値が、閾値θ₁と補正値Δθ₁との加算値より大きいか否かが判定される。そして、平均ロール角度θ_aveの絶対値が閾値θ₁と補正値Δθ₁との加算値より大きければステップ１５へと進み（Ｙｅｓ）、平均ロール角度θ_aveの絶対値が閾値θ₁と補正値Δθ₁との加算値以下であれば処理を終了する（Ｎｏ）。
【００４０】
なお、ステップ１２〜ステップ１４における一連の処理が、危険性判定手段に該当する。
ステップ１５では、車両横転の危険性があると判定し、ロールインジケータ１８に付設された警告灯が点灯される。
ステップ１６では、車両横転の危険性があることを運転者に音声で報知すべく、警報器２２が作動される。なお、ステップ１５及びステップ１６において警告灯及び警報器２２を作動させる処理が、警告発生手段に該当する。
【００４１】
ステップ１７では、平均ロール角度θ_aveの絶対値が、ロール緊急度に対応した閾値θ₁〜θ₃と増分Δθとの加算値より大きいか否かが判定される。ここで、増分Δθは、車両横転の危険性を幾分でも低下させるべく、減速制御を実行するか否かを判定するための補正値であって、例えば、正の値をとる所定値に設定される。なお、増分Δθは、ロール緊急度に応じて変化させてもよい。
【００４２】
ステップ１８では、エンジンコントローラ２８又は／及びブレーキコントローラ３０に対して、燃料供給量減量指令又はブレーキ作動指令が伝達され、車速を低下させる減速制御が行われる。なお、ステップ１８における処理が、車両減速手段，ブレーキ作動手段及び燃料低減手段に該当する。
以上説明したステップ１〜ステップ１８の処理によれば、所定のサンプリング間隔で検出された車高Ｈ_L及びＨ_Rに基づいて、車両のロール角度θが演算される。そして、数個〜数十個のロール角度θの移動平均が演算され、これが平均ロール角度θ_aveとされる。このため、例えば、路面の凹凸による細かい振動が検出されたときであっても、移動平均を演算することでこれが平滑化され、誤動作の要因となる必要以上の感度を排除することができる。
【００４３】
また、平均ロール角度θ_aveの絶対値が所定値θ₀より大きいときには、ロール加速度ωに応じたロール緊急度が判定される。ロール緊急度は、車両横転の危険性の大小を示す尺度であって、これにより、以後の判定処理を分けることで、横転危険性判定に係る精度を向上させることができる。そして、ロール緊急度毎に、車両横転の危険性を判断すべく、平均ロール角度θ_aveの絶対値が閾値θ₁〜θ₃と補正値Δθ₁〜Δθ₃との加算値より大きいか否かが判定され、その判定結果に応じて、ロールインジケータ１８に付設された警告灯及び警報器２２の制御が行われる。
【００４４】
このとき、車両横転の危険性を判定する閾値θ₁〜θ₃は、パラメータ設定スイッチ２０の設定状態に応じて可変的に設定されるため、１つのハードウエアで固定特性が異なる種々の車両に対応することができる。このため、ロールオーバ防止装置に汎用性が付与され、ハードウエアの共通化が実現されると共に、例えば、他の車両への移載が可能となる。また、車両運行状態に応じて変化する可変特性も考慮されるため、その車両に適合した最適なタイミングで警告が発せられるようにもなる。
【００４５】
そして、このような作用及び効果を通して、ハードウエアに汎用性を付与しつつ、最適なタイミングで車両横転の危険性が警告でき、車両運行上の安全性を向上させることができる。
さらに、運転者に対して警告が発せられた場合であっても、平均ロール角度θ_aveの絶対値が所定値より大きくなると、車速を低下させるべく減速制御が実行される。このため、警告が発せられたにもかかわらず、運転者が危険回避操作を行わなかったときであっても、減速を介してロール角度が減少し、車両横転の危険性を幾分でも低下させることができる。
【００４６】
図６は、コントロールユニット２６において、所定時間毎に繰り返し実行される制御内容の他の実施例を示す。なお、図３及び図４に示す制御内容と同一のものについては、その説明は省略するものとする。
平均ロール角度θ_aveの絶対値が所定値θ₀より大きいと判定されたステップ２１では、所定時間ｔ[sec]経過後におけるロール角度（以下「推定ロール角度」という）θ’が演算される。ここで、所定時間ｔは、ロール角速度ωに応じた時間であって、例えば、ロール角速度ωが大きくなるにつれて小さくなるように設定される。推定ロール角度θ’は、平均ロール角度θ_ave，ロール変化状態を表わすロール角速度ωに基づいて、例えば、θ’＝θ_ave＋ω×ｔという演算式により演算される。
【００４７】
また、ロール角速度ωの代わりに、ロール変化状態を表わすロール角加速度α[rad/sec²］を用い、例えば、θ’＝θ_ave＋（α×ｔ²）／２という演算式により演算するようにしてもよい。この場合、ロール角加速度αを用いることで、ロール角速度ωの変化状態が把握でき、推定精度を一層向上させることができる。なお、ステップ２１における処理が、ロール角度推定手段に該当する。また、ロール角速度ω又はロール角加速度αを演算する処理が、ロール変化状態検出手段に該当する。
【００４８】
ステップ２２では、推定ロール角度θ’の絶対値が、所定値θ'₂より大きいか否かが判定される。ここで、所定値θ'₂は、ロール緊急度が大である領域を画定する閾値であって、例えば、車両横転の危険性が大となる値に設定される。そして、推定ロール角度θ’の絶対値が所定値θ'₂より大きければステップ２３へと進み（Ｙｅｓ）、ロール緊急度が大であると判定される。一方、推定ロール角度θ’の絶対値が所定値θ'₂以下であればステップ２４へと進む（Ｎｏ）。
【００４９】
ステップ２４では、推定ロール角度θ’の絶対値が、所定値θ'₁以上かつ所定値θ'₂以下であるか否かが判定される。ここで、所定値θ'₁は、ロール緊急度が小である領域を画定する閾値であって、例えば、車両横転の危険性が小である値に設定される。そして、推定ロール角度θ’の絶対値が所定値θ'₁以上かつ所定値θ'₂以下であればステップ２５へと進み（Ｙｅｓ）、ロール緊急度が中であると判定される。一方、推定ロール角度θ’の絶対値が所定値θ'₁未満（推定ロール角度θ’の絶対値が所定値θ'₂より大きい場合は、ステップ２２で判定済み）であればステップ２６へと進み（Ｎｏ）、ロール緊急度が小であると判定される。
【００５０】
なお、ステップ２２〜ステップ２６における一連の処理が、請求項２に係る緊急度判定手段に該当する。
以上説明したステップ２１〜ステップ２６の処理によれば、現在におけるロール角速度ωに基づいて、所定時間ｔ経過後における推定ロール角度θ’が演算される。そして、演算された推定ロール角度θ’に基づいて、ロール緊急度の大，中又は小が判定される。このため、実際のロール角度が横転危険角度になる前に、より最適なタイミングで警告が発せられることとなり、運転者は、余裕をもって危険回避操作を行うことができ、車両運行上の安全性を一層向上させることができる。
【００５１】
なお、車高センサ１６Ｌ，１６Ｒは、前軸における車両左右の車高を検出するようにしてもよい。この場合、車両のロールは操舵輪が連結される前軸から開始されるので、ロール状態の予測がより早く行われる。そして、運転者に対する警告が余裕をもって行われることで、安全性をより向上させることができる。
また、車両横転の危険性が大であると判定されたときには、図７に示すように、車両の左右に装着された補助輪３２Ｌ，３２Ｒ（ロール角度制限手段）を作動させ、ロール角度θを機械的に制限し、ロール角度θが限界値以下になるようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、ハードウエアに汎用性を付与しつつ、車両特性に適合した最適なタイミングで警告が発せられ、車両運行上の安全性を向上させることができる。
請求項３記載の発明によれば、車両のロール状態は、簡単な演算式により高精度に予測されることとなり、適切なタイミングで警告を発することができる。
【００５３】
請求項４記載の発明によれば、例えば、路面の凹凸による細かい振動が検出されたとしても、移動平均を演算することでこれが平滑化され、不適切な警告が発せられることを防止できる。
【００５４】
請求項５記載の発明によれば、車両の減速によりロール角度が小さくなるため、運転者による危険回避操作が遅れたとしても、車両横転の危険性を低減させることができる。
請求項６記載の発明によれば、例えば、ブレーキコントローラ又は／及びエンジンコントローラに制御指令を伝達するだけで、車両を減速させることができ、制御内容が複雑になることを防止できる。
【００５５】
請求項７記載の発明によれば、車両のロール角度が、危険角度以上になることが確実に防止されるため、車両横転を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロールオーバ防止装置をトラクタに適用した構成図
【図２】コントロールユニットにより実現される各機能の説明図
【図３】制御内容の一例を示すフローチャート
【図４】制御内容の一例を示すフローチャート
【図５】ロール角度の演算方法を示す説明図
【図６】制御内容の他の例を示すフローチャート
【図７】ロール角度を限界値以下にする補助輪の説明図
【符号の説明】
１６Ｌ，１６Ｒ車高センサ
１８ロールインジケータ
２２警報器
２４パラメータ設定スイッチ
２６コントロールユニット
２６ａロール角度演算部
２６ｂロール角速度演算部
２６ｃロール緊急度判定部
２６ｄ閾値設定部
２６ｅ横転危険性判定部
２６ｆインジケータ制御部
２６ｇ警報器制御部
２６ｈ減速制御部
２８エンジンコントローラ
３０ブレーキコントローラ
３２Ｌ，３２Ｒ補助輪

Claims

車両のロール角度を検出するロール角度検出手段と、
車両のロール角速度を検出するロール角速度検出手段と、
検出されたロール角速度に応じた緊急度を判定する緊急度判定手段と、
車両特性を示すパラメータとして、前軸における軸数，後軸における軸数及び車両全長からなる車両固有の固定特性、並びに、トレーラ牽引の有無，積荷状態及び積荷高さからなる車両運行状態に応じて動的に変化する可変特性を夫々可変的に設定するパラメータ設定手段と、
前記緊急度及び設定されたパラメータに基づいて、車両横転の危険性を判定する閾値を設定する閾値設定手段と、
車両横転の危険性があることを警告するタイミングを任意に設定するタイミング設定手段と、
検出されたロール角度の絶対値が、前記閾値と前記タイミングにより特定される補正値との加算値より大きいときに、車両横転の危険性ありと判定する危険性判定手段と、
該危険性判定手段により車両横転の危険性ありと判定されたときに、運転者に対して警告を発する警告発生手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする車両のロールオーバ防止装置。
車両のロール角度を検出するロール角度検出手段と、
車両のロール変化状態を検出するロール変化状態検出手段と、
検出されたロール角度及びロール変化状態に基づいて、所定時間経過後における車両のロール角度を推定するロール角度推定手段と、
推定されたロール角度に応じた緊急度を判定する緊急度判定手段と、
車両特性を示すパラメータとして、前軸における軸数，後軸における軸数及び車両全長からなる車両固有の固定特性、並びに、トレーラ牽引の有無，積荷状態及び積荷高さからなる車両運行状態に応じて動的に変化する可変特性を夫々可変的に設定するパラメータ設定手段と、
前記緊急度及び設定されたパラメータに基づいて、車両横転の危険性を判定する閾値を設定する閾値設定手段と、
車両横転の危険性があることを警告するタイミングを任意に設定するタイミング設定手段と、
検出されたロール角度の絶対値が、前記閾値と前記タイミングにより特定される補正値との加算値より大きいときに、車両横転の危険性ありと判定する危険性判定手段と、
該危険性判定手段により車両横転の危険性ありと判定されたときに、運転者に対して警告を発する警告発生手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする車両のロールオーバ防止装置。
前記ロール変化状態検出手段は、車両のロール状態として、ロール角速度又はロール角加速度を検出することを特徴とする請求項２記載の車両のロールオーバ防止装置。
車両の左右における車高を検出する車高検出手段と、
検出された車高に基づいて、ロール角度を演算するロール角度演算手段と、
演算されたロール角度の移動平均を演算する移動平均演算手段と、
を備え、
前記ロール角度検出手段は、演算されたロール角度の移動平均をロール角度とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両のロールオーバ防止装置。
前記危険性判定手段により車両横転の危険性ありと判定されたときに、車両を減速させる車両減速手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両のロールオーバ防止装置。
前記車両減速手段は、
車両のブレーキを作動させるブレーキ作動手段と、
エンジンに供給される燃料を低減させる燃料低減手段と、
の少なくとも一方であることを特徴とする請求項５記載の車両のロールオーバ防止装置。
前記危険性判定手段により車両横転の危険性ありと判定されたときに、車両のロール角度を機械的に制限するロール角度制限手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の車両のロールオーバ防止装置。