JPH1183534A - 車両の重心高推定装置および横転防止装置 - Google Patents
車両の重心高推定装置および横転防止装置Info
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- JPH1183534A JPH1183534A JP24429297A JP24429297A JPH1183534A JP H1183534 A JPH1183534 A JP H1183534A JP 24429297 A JP24429297 A JP 24429297A JP 24429297 A JP24429297 A JP 24429297A JP H1183534 A JPH1183534 A JP H1183534A
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Abstract
に求め、この重心高に従って車両横転の危険性を的確に
判断して安全措置を適切に講じる。 【解決手段】 車両のロール角Φ、車両に作用する横加
速度Gy、および車両の重量Mをそれぞれ検出し、これ
らの検出情報に基づいて、例えば定常ロール時の運動方
程式に基づいて車両の重心高Hを推定する重心高推定手
段を備える。特にロール角をロール角速度φを積分処理
して求め、車両重量を制動圧力Pと車両の減速度Gxと
に基づいて推定する。更に推定された車両の重心高に基
づいて車両の横転危険性の判定閾値を設定し、この判定
閾値に従って車両の運転状態、例えば旋回時の横加速度
を判定することで、例えば自動減速制御を作動させる等
の横転防止の為の安全措置を適切に講じる。
Description
化する車両の重心高を求めて、例えば該車両の旋回時に
おける横転の危険性を的確に判断することのできる車両
の重心高推定装置および横転防止装置に関する。
は、積み荷や乗客等の積載物によって該車両の重心高が
変化することが否めない。特にトラックにおいては積み
荷の種別(重量や嵩等の違い)や積載状況(積み荷の高
さ等)によって、その重心高が大きく変化する。このよ
うな車両の重心高の変化は、車両旋回時におけるロール
角が変化する直接の要因となる。従って車両の旋回時に
おける横転を防ぐには、車両の重心高を把握した上で該
車両の挙動、例えば旋回速度を制御することが重要とな
る。
平6−297985号公報には旋回時における車両の横
転を防止するべく、その重心高に応じて減速制御を実行
する技術が開示される。しかしながらこの公報に開示さ
れる技術は、車両の重心高とロール角とに基づいて設定
される閾値に従って該車両に生じる横加速度を判定して
該車両の横転防止制御を実行するに際し、車体座標系に
おいて求められた重心位置と、車体の3点に設けられた
対地変位計の各出力とに従って車体高を求めているに過
ぎない。
位置が変動しないことを前提とし、対地変位計の出力か
ら求められる前記車体座標系の変位に応じて上記重心位
置が上下に変位したと看做しているに過ぎない。この
為、車両の積載物の形態、具体的には積載量や積載形態
によって車両の重心高が変化したとしても、これに何ら
対処することができないと言う問題がある。特にトラッ
クのように、その積載条件が大きく変化するような場合
には、全く対処することができない。
たもので、その目的は、積載物によって変化する車両の
重心高を的確に求めることができ、更にはこの重心高に
従って該車両の旋回時における横転の危険性を的確に判
断し、横転防止に必要な措置を適切に講じることのでき
る車両の重心高推定装置および横転防止装置を提供する
ことにある。
べく本発明に係る車両の重心高推定装置は、車両のロー
ル角、該車両に作用する横加速度、および前記車両の重
量をそれぞれ検出する検出手段と、これらの各手段によ
りそれぞれ検出されるロール角と横加速度と車両重量と
に基づいて前記車両の重心高を推定する重心高推定手段
を具備したことを特徴としており、ロール角や横加速
度、更には車両重量を検出して、積み荷の積載状況に拘
わることなくその重心高を推定することを特徴としてい
る。
度が所定値以下のとき、ロール角および横加速度を重心
高の推定に用いることを特徴としており、ロール状態が
略定常状態であるときに、その重心高を高精度に推定す
ることを特徴としている。また請求項3に記載するよう
に前記車両重量については、制動圧力検出手段を用いて
検出される車両制動時の制動圧力と、減速度検出手段を
用いて検出される該車両の減速度とに基づいて前記車両
重量を推定する車両重量推定手段を用いて簡便車両重量
を検出するようにしたことを特徴としている。
請求項4に記載するように上述した車両の重心高推定装
置を備えたものであって、更に車両の運転状態、例えば
旋回時の横加速度を検出する手段、および横転防止の為
の安全措置を講じる安全措置実行手段を備え、更に重心
高推定手段により推定された車両の重心高に基づいて該
車両の横転危険性の判定閾値となる基準値を設定する基
準値設定手段と、検出された運転状態が上記基準値を超
えたとき前記安全措置実行手段を作動させる横転防止制
御手段とを具備したことを特徴としている。
は、車両の横転危険性の判断基準となる基準値を重心高
推定手段により推定された車両の重心高に応じて設定
し、例えば車両の旋回時に該車両に作用する横加速度
(運転状態)が前記基準値を越えたとき、前記安全措置
実行手段を作動させることで、車両の横転を防止する為
の安全措置を講じるようにしたことを特徴としている。
特に積載物によって変化する車両の重心高に応じて、安
全措置実行手段の作動条件を可変し、これによって運転
状態に応じた横転防止の為の安全措置を、積載物の積載
状態に拘わることなく適切に講じ得るようにしたことを
特徴としている。
実施形態に係る車両の重心高推定装置、およびこの重心
高推定装置を備えた車両の横転防止装置について説明す
る。図1は重心高推定装置を備えた横転防止装置の全体
的な概略構成を示すブロック図である。図において1は
上記重心高推定装置の主体をなす重心高推定処理部(重
心高推定手段)で、例えばマイクロプロセッサからなる
演算処理手段が持つ処理機能の一部として実現される。
この重心高推定処理部1は、ロール角検出手段2によっ
て検出される車両のロール角Φと、横加速度検出手段3
によって検出される車両の横加速度Gyと、車両重量検
出手段4によって検出される車両の重量Mとに従って、
後述するように、車両旋回時における運動方程式に基づ
いて該車両の重心高Hを推定するものである。
ロールレートセンサ等のロール角速度検出器2aを用い
て検出されるロール角速度φを、ハイ・パス・フィルタ
(HPF)2bおよびロー・パス・フィルタ(LPF)2
cを順に介してフィルタリングした後、そのロール角速
度φを積分器2dを用いて積分処理することで、そのロ
ール角Φを求める如く構成される。また横加速度検出手
段3は、加速度センサ等からなる横加速度検出器3aを
用いて検出される車両幅方向の横加速度GyをLPF3
bを介してフィルタリングして出力するように構成され
る。
速度センサからなる減速度検出器4aを用いて検出され
る車両前後方向の加速度(減速度)Gxと、ブレーキ系
に作用させるブレーキ力を圧力センサ等の制動圧力検出
器4bを用いて検出されるブレーキエア圧PとをLPF
4c,4dを介してそれぞれフィルタリングした後、こ
れらの加速度(減速度)Gxとブレーキエア圧Pとに従
って、後述するように車両重量Mを推定する車両重量推
定処理部(重量推定手段)4eを備えて構成される。こ
の車両重量推定処理部4eもまた、前述した重心高推定
処理部1と同様に、マイクロプロセッサからなる演算処
理手段が持つ処理機能の一部として実現される。
く構成された重心高推定装置を備えると共に、車両の運
転状態を検出する運転状態検出手段5、この運転状態検
出手段5により検出された運転状態の横転危険性を所定
の判断基準と比較し、その判定結果に応じて車両の横転
を防止する為の安全措置を講じる為の、例えば自動減速
制御装置等の安全措置実行手段6を作動させる判定手段
(横転防止制御手段)7を備え、更に前記重心高推定処
理部1にて求められた車両の重心高Hに応じて前述した
横転危険性の判断基準としての基準値を設定する基準値
設定手段8を具備して構成される。
ば前述した横加速度検出器3aを用いて検出される車両
幅方向の横加速度Gyを、車両の旋回時に作用する横転
要因に関与する運転状態として検出する。しかして判定
手段7は、基準値設定手段8にて設定された基準値と上
記運転状態(横加速度Gy)とを比較することで、その
運転状態が横転の可能性がある否かを判断する。そして
判定手段7は、例えば運転状態として求められる横加速
度Gyが前記基準値を超えるとき、車両が横転する危険
性が高いと判断して安全措置実行手段6を作動させ、該
安全措置実行手段6の作動の下で車両に対して制動力を
付与する等して減速させ、減速横転の危険性を含む運転
状態を回避するものとなっている。尚、安全措置実行手
段7としては、前述した自動減速制御装置による車両の
制動制御のみならず、警報を発する等して運転者に注意
を促すものであっても良い。
横転の可能性判断に用いる判断基準を、前述した如く重
心高推定処理部1にて推定された重心高Hに応じて設定
するものであり、例えば予め車両の横転を防ぎ得る横加
速度Gyの限界値を、重心高Hに応じて求めたテーブル
データを参照する等して設定する。具体的には車両の重
心高Hが低い場合には横転し難いので、判断基準として
の横転防止の限界横加速度からなる基準値を高く設定す
ることで、或る程度大きい横加速度Gyを許容するよう
にしている。逆に重心高Hが高い場合には、上記横転防
止の限界横加速度からなる基準値を低く設定し、これに
よって許容する横加速度Gyを大きく制限するようにし
ている。つまり基準値設定手段8は、推定された重心高
Hに応じて、車両の横転を確実に防止し得る横加速度G
yの限界を求め、これを横転防止の判断基準(基準値)
としている。
基準値の下で車両の運転状態(横加速度Gy)から横転
の危険性が判断され、その判断結果に従って安全措置実
行手段7が作動するので、積み荷の状態によって車両の
重心高Hが変化している場合であっても、そのときの運
転状態に応じて旋回時における横転の可能性を確実に回
避することが可能となる。
について説明を付け加えると、車両が定常的に旋回する
際に該車両に作用する力は、 ( H−Hrc )・M・Gy =G・Φ なる運動方程式により表現することができる。但し、H
は車両の重心高、Hrcは車両が旋回する際のロールセン
タ高、Mは車両の重量(質量)、Gyは車両に作用する
横加速度、Gは車両のロール剛性値、そしてΦは車両の
ロール角である。この運動方程式に示されるように、旋
回時に車両に作用する力は、その重心高Hおよび車両の
重量Mの影響を大きく受ける。またロールセンタ高Hrc
およびロール剛性値Gは略一定であり、殆ど定数である
見なすことができる。従って積み荷の状態によって変化
する車両の重心高Hとその重量Mとが明らかであれば、
車両のロール角Φとそのときに車両に作用している横加
速度Gyとの関係から、上記運動方程式に従って横転の
可能性を判断することができる。
にロールレートセンサによって検出されるロール角速度
φを積分処理することで、高価なロール角センサを用い
ることなしに車両のロール角Φを簡単に求めている。一
方、積み荷の状態によって変化する車両の重量Mについ
ては、該車両に作用する減速度(前後方向の加速度)G
xと、そのときのブレーキ力Fとが F=M・Gx なる関係を有すること、また上記ブレーキ力Fがブレー
キ係数Bとブレーキエア圧Pとの関数として示されるこ
と、具体的には前輪および後輪の各ブレーキ係数Bf,B
rと、ブレーキエア圧Pf,Prとにより F=Bf・Pf+Br・Pr(=B・P) として示される。
部4eは、このような運動関係に着目し、定常走行時に
おいて制動が加えられたときのブレーキエア圧Pと、そ
のときに車両に対して作用した減速度Gxとから、該車
両の重量Mを推定している。そして重心高推定処理部1
では、上述した如く定常走行時にそれぞれ求められる車
体重量Mと、車両のロール角Φおよびそのときに作用し
ている横加速度Gyとに従い、前述した運(重心高Hに
ついて解いた推定式)動方程式に基づく推定処理によっ
て車両の重心高Hを推定している。従って積み荷の積載
状態に拘わらず、その積載状態によって変化する車両の
重心高Hを的確に求めることができる。
って変化する重心高Hを、定常走行時において求められ
る車両重量M、ロール角Φ、そして横加速度Gyに従っ
て推定する本装置によれば、自動減速制御装置等の安全
措置実行手段6を作動させる上での判断基準を、上記の
如く推定された重心高Hに応じて適切に設定することが
できる。この結果、積み荷の状態に拘わることなく、そ
の積載状態に応じて求められた重心高Hに基づいて設定
された基準値の下で運転状態を判断して、横転防止の為
の安全措置、例えば自動減速制御を適切に講じることが
可能となる。従って安全措置を過剰に作用させてドライ
バビリティを損なわせたり、折角の安全措置が的確に機
能しない等の不具合を未然に防ぐことができる等の効果
が奏せられる。
の出力を積分処理してロール角Φを求めるので、比較的
簡単にロール角を検出することができる。また車両重量
Mをブレーキエア圧Pと車両に作用している減速度Gx
とから推定しているので、比較的簡便に重心高Hを推定
できるし、例えば制動力をフィードバック制御する制動
制御装置と、そのセンサ系を強要することもできる。そ
して簡易に、且つ効果的に重心高Hを求め、その重心高
Hに従って横転危険性の判断基準値を求めることができ
るので、装置全体を安価に実現することができる等の効
果が奏せられる。
ば図2に示すように定常走行時におけるハンドル操作に
伴うロールレート(ロール角速度)φは、図2(a)に示
すようなハンドル角θの変化に応じて図2(b)に示すよ
うに変化するので、このロールレートφを図2(c)に示
すように積分処理してロール角Φを求めるようにすれば
良い。また車両に生じる横加速度Gyは、上記ロール角
Φの変化に応じて図2(d)に示すように変化するので、
例えばロールレートφが零(0)となり、ロール角Φが
一定化した時点における横加速度Gyを求めるようにす
れば良い。具体的には、車両の走行開始の初期時時にお
いて緩やかに旋回するような場合、上述したタイミング
でロール角Φとそのときの横加速度Gyを求めて重心高
Hの推定にしようするようにすれば良い。
きのロール角Φと横加速度Gyとを使用することで、定
常旋回時にその重心高Hを容易に推定することができ、
その推定精度の向上も期待できる。この場合、閾値とな
るロールレートは、上述した零(0)に限らず、低レベ
ルの所定値以下としても良い。またロールレートセンサ
は、前述したロール角の検出用にも共用可能なので、コ
ストの上昇も抑制し得る。
加速度Gyとに基づいて前述した如く重心高Hを推定し
たならば、例えば車両が直線走行に復帰した時点で上記
ロールレートφの積分値(ロール角Φ)をリセットし、
その後の旋回時における再度のロール角Φの検出に備え
るようにすれば良い。この際、先に求められた重心高H
に従って横転の危険性を判断しながら、再度求められる
重心高Hに従って、その重心高Hを逐次学習し、重心高
Hの検出精度を高めるようにしても良い。
については、例えば積み荷の乗せ換え作業に伴って車両
運転者によるマニュアル操作によりリセットしたり、或
いは既に求められている重心高Hと大幅に異なる重心高
Hが求められた時点で積み荷の状況が変わったと判断
し、新たに求められた重心高Hにて更新するようにすれ
ば良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
れば、車両のロール角と横加速度と重量とに従ってその
重心高を推定処理により求めるので、車両における積載
量やその積載形態によって重心が変化した場合であって
も、その重心高を的確に求めることができる。また請求
項2の発明では、ロール状態がほぼ定常状態にあるとき
にロール角と横加速度とを使用して重心高を推定するの
で、その推定精度をより向上させることができる。また
請求項3の発明では、制動圧力と減速度とに従って車両
重量を求めて重心高を推定するので、比較的簡単に車両
重量を検出しながら重心高を求めることができる。
めた重心高に応じて、横転防止の為の安全措置を講ずる
ための判断基準値を定め、この判断基準に従って車両の
運転状態を判断して上記安全措置を作動させることがで
きるので、積み荷の状態等に拘わることなく横転防止の
為の、例えば減速制御等の対策を適切に講じることがで
きる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
置、およびこの重心高推定装置を備えた車両の横転防止
装置の概略構成を示すブロック図。
タイミングを示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 車両のロール角を検出するロール角検出
手段と、前記車両に作用する横加速度を検出する横加速
度検出手段と、前記車両の重量を検出する車両重量検出
手段と、前記各手段によりそれぞれ検出されるロール角
と横加速度と車両重量とに基づいて前記車両の重心高を
推定する重心高推定手段とを具備したことを特徴とする
車両の重心高推定装置。 - 【請求項2】 更にロール角速度を検出するロール角速
度検出手段を備え、前記重心高推定手段は、前記ロール
角速度が所定値以下のとき、前記ロール角および横加速
度を用いて前記重心高を推定することを特徴とする請求
項1に記載の車両の重心高推定装置。 - 【請求項3】 前記車両重量検出手段は、制動圧力検出
手段を用いて検出される車両制動時の制動圧力と、減速
度検出手段を用いて検出される前記車両に作用する減速
度とに基づいて前記車両重量を推定する重量推定手段を
備えることを特徴とする請求項1に記載の車両の重心高
推定装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の車両
の重心高推定装置を備えた横転防止装置であって、前記
車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記車
両の横転を防止する為の安全措置を講じる安全措置実行
手段と、前記重心高推定手段により推定された車両の重
心高に基づいて該車両の横転危険性の判断基準となる基
準値を設定する基準値設定手段と、前記運転状態検出手
段にて求められた運転状態が前記基準値設定手段により
設定された基準値を超えたとき前記安全措置実行手段を
作動させる横転防止制御手段とを具備したことを特徴と
する車両の横転防止装置。
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JP24429297A JP3567962B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 車両の重心高推定装置および横転防止装置 |
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