JP2000043702A - 連結車両の制動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＢＳユニットを装備しないトレーラを牽引
していても、トレーラスウィング等の不安定挙動を抑制
できる連結車両の制動制御装置を提供する。 【解決手段】 トラクタに装備された制動制御装置はト
レーラ指示圧を調整可能な圧力調整弁を備えており、ま
た、その作動を制御するためのＥＣＵを備えている。ト
レーラ車輪に制動力を発生させるときは、ＥＣＵにより
圧力調整弁の作動を制御して、トレーラ車輪のブレーキ
チャンバに対する指示圧力を周期的に下限値Ｐ₁に保持
する。従って、排気時間Ｔ_o内に車輪のグリップが回復
し、トレーラ車輪の連続的なロックが解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。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。

【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。

【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１
４，１６，１８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１
２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４
４，４６，４８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５
２，５４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５２，５
４，５６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１
２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、ＥＣＵ
５８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６
６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、ＥＣＵ５
８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、ＥＣＵ５
８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Ｅ
ＣＵ５８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Ｐ ₀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。

【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） ５８ ＥＣＵ（制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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たことを特徴とする連結車両の制
   動制御装置。