(57)【要約】【課題】車両が空車状態か積車状態かによらず、実際の車速が正確に上限速度に到達した時に、速度の更なる上昇を制限することが可能な車速制限装置を提供する。【解決手段】タイヤ１１を支持する車軸１２に作用する軸重の大きさを検出する軸重検出部１４と、車軸１２の回転駆動力を発生させる内燃機関１５と、軸重検出部１４の検出結果に応じて内燃機関１５を制御する制御部１６と、を備え、制御部１６は、軸重検出部１４が検出した軸重の大きさに応じてタイヤ１１の動荷重半径Ｒを所定値に設定し、設定した動荷重半径Ｒに基づいて車両Ｃの車速Ｖを算出し、算出した車速Ｖが所定の上限速度Ｖｍを超えないように内燃機関１５を制御する車速制限装置１０。【選択図】図１
2018178752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度を制限する車速制限装置であって、
前記車両のタイヤを支持する車軸と、
前記車軸に作用する軸重の大きさを検出する軸重検出部と、
前記車軸の回転駆動力を発生させる内燃機関と、
前記軸重検出部の検出結果に応じて、前記内燃機関を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記軸重検出部が検出した軸重の大きさに応じて前記タイヤの動荷重半径を所定値に設定し、設定した動荷重半径に基づいて前記車両の速度を算出し、算出した速度が所定の上限速度を超えないように前記内燃機関を制御する
ことを特徴とする車速制限装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記軸重検出部が検出した軸重が所定の閾値以下の場合は、前記動荷重半径を空車時半径に設定し、
前記軸重検出部が検出した軸重が所定の閾値より大きい場合は、前記動荷重半径を積車時半径に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車速制限装置。
【請求項３】
前記軸重検出部が、
前記車軸と前記車両の車体との間に介在され、内部に流体を収容した流体バネを含む流体式サスペンションと、
前記流体式サスペンションの内部圧力を測定する圧力センサと、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車速制限装置。
【請求項４】
前記軸重検出部が、
前記車軸と前記車両の車体との間に介在され、弾性を有する機械バネを含む機械式サスペンションと、
前記車軸に対する前記車両の車体の高さを検出する車高センサと、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車速制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の速度を制限する車速制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるスピードリミッターと呼ばれ、トラック等の車両の速度を制限する車速制限装置が従来知られている。この車速制限装置は、タイヤの動荷重半径及びその回転数から車両の速度を算出し、その速度が所定の上限速度を超えないよう、タイヤの駆動源の出力を適宜低下させる（例えば、特許文献１を参照）。なお、本願明細書における「動荷重半径」とは、荷重が負荷された状態のタイヤを回転させた時に、タイヤが１回転して進んだ距離を２πで除した値を意味するものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６３１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の車速制限装置では、車両が積車状態すなわち荷物等が積載された状態である場合に、実際の車速が上限速度に到達する前に、車速の上昇が制限されてしまうという問題がある。
【０００５】
より詳細には、従来の車速制限装置による車速の制限は、空車状態すなわち車両に荷物等が積載されていない状態におけるタイヤの動荷重半径に基づいて車速が推定され、その推定車速が上限速度を超えないように制限される。しかし、車両が積車状態の場合、車軸に作用する軸重の影響でタイヤが鉛直方向に潰れるように変形することにより、タイヤの動荷重半径が空車状態の場合と比較して小さくなる。従って、積車状態における実際の車速は、車速制限装置が車速制限の基礎として使用する推定車速よりも低い値となる。これにより、積車状態の場合、実際の車速が上限速度に到達する前に、車速の上昇が制限されてしまうという問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、車両が空車状態か積車状態かによらず、実際の車速が正確に上限速度に到達した時に、速度の更なる上昇を制限することが可能な車速制限装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、
車両の速度を制限する車速制限装置であって、
前記車両のタイヤを支持する車軸と、
前記車軸に作用する軸重の大きさを検出する軸重検出部と、
前記車軸の回転駆動力を発生させる内燃機関と、
前記軸重検出部の検出結果に応じて、前記内燃機関を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記軸重検出部が検出した軸重の大きさに応じて前記タイヤの動荷重半径を所定値に設定し、設定した動荷重半径に基づいて前記車両の速度を算出し、算出した速度が所定の上限速度を超えないように前記内燃機関を制御する
ことを特徴とする車速制限装置が提供される。
【０００８】
なお、本発明の一の態様に係る車速制限装置において、
前記制御部は、
前記軸重検出部が検出した軸重が所定の閾値以下の場合は、前記動荷重半径を空車時半径に設定し、
前記軸重検出部が検出した軸重が所定の閾値より大きい場合は、前記動荷重半径を積車時半径に設定してもよい。
【０００９】
また、本発明の一の態様に係る車速制限装置において、
前記軸重検出部が、
前記車軸と前記車両の車体との間に介在され、内部に流体を収容した流体バネを含む流体式サスペンションと、
前記流体式サスペンションの内部圧力を測定する圧力センサと、
を備えてもよい。
【００１０】
また、本発明の一の態様に係る車速制限装置において、
前記軸重検出部が、
前記車軸と前記車両の車体との間に介在され、弾性を有する機械バネを含む機械式サスペンションと、
前記車軸に対する前記車両の車体の高さを検出する車高センサと、
を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一の態様に係る車速制限装置によれば、車両が空車状態か積車状態かによらず、実際の車速が正確に上限速度に到達した時に、速度の更なる上昇を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る車速制限装置１０を備えた車両Ｃの構成を示す模式図である。
【図２】車速制限装置１０による車速制限処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第二実施形態に係る車速制限装置２０を備えた車両Ｃの構成を示す模式図である。
【図４】車速制限装置２０による車速制限処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第一実施形態）
以下、添付図面を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
【００１４】
（車速制限装置の構成）
図１は、本発明の第一実施形態に係る車速制限装置１０を備えた車両Ｃの構成を示す模式図である。車速制限装置１０は、複数のタイヤ１１と、各タイヤ１１を支持する複数の車軸１２と、車軸１２の上に支持された車体１３と、車軸１２に対して鉛直方向に作用する軸重の大きさを検出する軸重検出部１４と、車軸１２を回転駆動するための駆動力を発生させる内燃機関１５と、各部の動作を制御する制御部１６と、を備えている。
【００１５】
軸重検出部１４は、図１に示すように、車軸１２と車体１３の間に介在されたベローズ１７１（特許請求の範囲で言う「流体バネ」）を含んだ流体式サスペンション１７と、ベローズ１７１の内部に設けられた圧力センサ１８と、を有している。
【００１６】
ベローズ１７１は、いわゆるエアサスペンションの空気バネとして機能し、車軸１２に対して車体１３の位置決めを行う役割と、路面の凹凸が車体１３に伝わるのを抑制する役割とを果たす。このベローズ１７１は、内部に圧縮空気が密封されたものである。このように構成されるベローズ１７１によれば、車両Ｃが積車状態すなわち荷物等が積載されている状態では、積車状態の軸重を支えるため、内部のエアーが高圧状態となる。一方、車両Ｃが空車状態すなわち荷物等が積載されていない状態では、軸重が減少するので、内部のエアーが低圧状態となる。
【００１７】
圧力センサ１８は、ベローズ１７１の内部圧力を検出することにより、車軸１２に作用する軸重の大きさを検出する役割を果たす。この圧力センサ１８は、図１に示すように電気的に接続された制御部１６に対し、その検出結果を出力する。
【００１８】
（車速制限処理の流れ）
次に、第一実施形態の車速制限装置１０による車速制限処理について説明する。図２は、車速制限装置１０による車速制限処理の流れを示すフローチャートである。車速制限処理が開始されると、制御部１６は、まず図１に示す軸重検出部１４から車軸１２に対して鉛直方向に作用する軸重を取得する。車軸１２と車体１３との間にベローズ１７１が設けられる本実施形態では、制御部１６は、軸重に比例して増減する値として、軸重検出部１４を構成する圧力センサ１８の出力値を取得する（Ｓ１）。
【００１９】
そして、制御部１６は、取得した圧力センサ１８の出力値すなわちベローズ１７１の内部圧力が、予め定めた所定の閾値Ｐより大きいか否かを判定する（Ｓ２）。その結果、ベローズ１７１の内部圧力が閾値Ｐ以下である場合（Ｓ２：Ｎｏ）、制御部１６は、車両Ｃが空車状態であると判断し、タイヤ１１の動荷重半径Ｒを空車時半径ｒ１に設定する（Ｓ３）。一方、ステップＳ２における判定の結果、ベローズ１７１の内部圧力が閾値Ｐより大きい場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、制御部１６は、車両Ｃが積車状態であると判断し、タイヤ１１の動荷重半径Ｒを積車時半径ｒ２に設定する（Ｓ４）。なお、空車時半径ｒ１及び積車時半径ｒ２は、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす所定値として予め記憶されている。
【００２０】
次に、制御部１６は、ステップＳ３またはステップＳ４で設定した動荷重半径Ｒに基づいて、車速Ｖすなわち車両Ｃの速度を算出する（Ｓ５）。具体的には、まず、車両Ｃが空車状態の場合は空車時半径ｒ１に基づいて、積車状態の場合は積車時半径ｒ２に基づいて、タイヤ１１の周長を算出する。そして、算出したタイヤ１１の周長に対し、不図示のセンサ等により検出した車軸１２の回転速度を乗じることによって単位時間当たりの車両Ｃの走行距離を算出し、それに基づいて車速Ｖを算出する。
【００２１】
そして、制御部１６は、算出した車速Ｖが予め定めた所定の上限速度Ｖｍ以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。その結果、算出した車速Ｖが上限速度Ｖｍを下回っている場合（Ｓ６：Ｎｏ）、車速制限処理を終了する。一方、算出した車速Ｖが上限速度Ｖｍ以上である場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、車速Ｖの更なる上昇を抑制するように或いは車速Ｖを低減させるように、内燃機関１５の動作を制御する（Ｓ７）。具体的には、内燃機関１５における燃料の噴射タイミングを遅らせまたは燃料の噴射量を減少させることにより、車速Ｖの更なる上昇を抑制し或いは車速Ｖを低減させる。これにより、車速制限装置１０による車速制限処理が終了する。
【００２２】
（第二実施形態）
次に、添付図面を参照して本発明の第二実施形態について説明する。
【００２３】
（車速制限装置の構成）
図３は、本発明の第二実施形態に係る車速制限装置２０を備えた車両Ｃの構成を示す模式図である。車速制限装置２０は、複数のタイヤ２１と、各タイヤ２１を支持する複数の車軸２２と、車軸２２の上に支持された車体２３と、車軸２２に対して鉛直方向に作用する軸重の大きさを検出する軸重検出部２４と、車軸２２を回転駆動するための駆動力を発生させる内燃機関２５と、各部の動作を制御する制御部２６と、を備えている。なお、本実施形態の車速制限装置２０は、第一実施形態の車速制限装置１０と比較して軸重検出部２４の構成だけが異なり、それ以外の構成は同じである。
【００２４】
軸重検出部２４は、図３に示すように、車軸２２と車体２３の間に介在されたリーフスプリング２７１（特許請求の範囲に言う「機械バネ」）を含んだ機械式サスペンション２７と、車軸２２と車体２３の間に設けられた車高センサ２８と、を有している。
【００２５】
リーフスプリング２７１は、車軸２２に対して車体２３の位置決めを行う役割と、路面の凹凸が車体２３に伝わるのを抑制する役割とを果たす。このリーフスプリング２７１は、図３に示すように、複数の板バネ２９を重ねて構成されたものであり、その長手方向中央部が車軸２２に固定されると共に、その長手方向両端部が車体２３にそれぞれ固定されている。
【００２６】
車高センサ２８は、車軸２２に対する車体２３の高さを検出する役割を果たす。この車高センサ２８は、図３に示すように、第１レバー部３０と第２レバー部３１とが所定角度を成す横Ｖ字形状の部材であって、第１レバー部３０の先端が車軸２２に固定されると共に、第２レバー部３１の先端が車体２３に固定されている。このように構成される車高センサ２８は、車両Ｃが積車状態の場合には、軸重が作用することによって第１レバー部３０と第２レバー部３１の成す角度が小さくなる。一方、車両Ｃが空車状態の場合には、軸重から解放されることによって、第１レバー部３０と第２レバー部３１の成す角度が大きくなる。従って、第１レバー部３０と第２レバー部３１の成す角度の大きさを検出することによって、車軸２２に作用する軸重の大きさを検出することが可能となっている。
【００２７】
（車速制限処理の流れ）
次に、第二実施形態の車速制限装置２０による車速制限処理について説明する。図４は、車速制限装置２０による車速制限処理の流れを示すフローチャートである。車速制限処理が開始されると、制御部２６は、まず図３に示す軸重検出部２４から車軸２２に対して鉛直方向に作用する軸重を取得する。車軸２２と車体２３との間にリーフスプリング２７１が設けられる本実施形態では、制御部２６は、軸重に比例して増減する値として、軸重検出部２４を構成する車高センサ２８の出力値を取得する（Ｓ１１）。
【００２８】
そして、制御部２６は、取得した車高センサ２８の出力値すなわち第１レバー部３０と第２レバー部３１の成す角度が、予め定めた所定の閾値θより大きいか否かを判定する（Ｓ１２）。その結果、車高センサ２８の出力値が閾値θより大きい場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、制御部２６は、車両Ｃが空車状態であると判断し、タイヤ２１の動荷重半径Ｒを空車時半径ｒ１に設定する（Ｓ１３）。一方、ステップＳ１２における判定の結果、車高センサ２８の出力値すなわち第１レバーと第２レバーの成す角度が閾値θ以下である場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、制御部２６は、車両Ｃが積車状態であると判断し、タイヤ２１の動荷重半径Ｒを積車時半径ｒ２に設定する（Ｓ１４）。なお、第一実施形態と同様に、空車時半径ｒ１及び積車時半径ｒ２は、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす所定値として予め記憶されている。
【００２９】
次に、制御部２６は、ステップＳ１３またはステップＳ１４で設定した動荷重半径Ｒに基づいて、車速Ｖすなわち車両Ｃの速度を算出する（Ｓ１５）。その具体的な算出手順は第一実施形態の車速制限装置１０と同じであるため、ここではその説明を省略する。
【００３０】
そして、制御部２６は、算出した車速Ｖが予め定めた所定の上限速度Ｖｍ以上であるか否かを判定する（Ｓ１６）。その結果、算出した車速Ｖが上限速度Ｖｍを下回っている場合（Ｓ１６：Ｎｏ）、車速制限処理を終了する。一方、算出した車速Ｖが上限速度Ｖｍ以上である場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、車速Ｖの更なる上昇を抑制するように或いは車速Ｖを低減させるように、内燃機関２５の動作を制御する（Ｓ１７）。その具体的な制御方法は、第一実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３１】
以上説明したように、第一実施形態に係る車速制限装置１０及び第二実施形態に係る車速制限装置２０によれば、車両Ｃが空車状態か積車状態かによらず、実際の車速Ｖが正確に上限速度Ｖｍに到達した時に、速度の更なる上昇を制限することができる。
【００３２】
（変形例）
以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態としては以下に示すような変形例も考えられる。
【００３３】
（１）  第一実施形態及び第二実施形態では、タイヤ１１，２１の動荷重半径Ｒを空車時半径ｒ１または積車時半径ｒ２の何れかの値に設定したが、これに限られず、車軸１２，２２に作用する軸重の大きさに応じて、動荷重半径Ｒに設定する値を適宜変化させることも可能である。具体的には、図に詳細は示さないが、軸重の変化に伴うタイヤ１１，２１の動荷重半径Ｒの変化を示すマップ等を制御部１６，２６の内部等に予め保持し、そのマップを参照することによって軸重の大きさに対応した動荷重半径Ｒの値を取得してもよい。このように動荷重半径Ｒを設定すれば、積車量に応じた車速Ｖをより正確に算出することができる。従って、積車状態の場合に、実際の車速Ｖが上限速度Ｖｍに到達する前に車速Ｖの上昇が制限されてしまうという問題をより確実に防止することができる。
【００３４】
（２）  第一実施形態では、本発明に係る流体式サスペンション１７の一例として、内部に空気が密封されたベローズ１７１を車軸１２と車体１３の間に設ける場合について説明した。しかし、流体式サスペンション１７で用いられる流体としては、空気以外の気体や懸濁液等の液体を用いることも可能である。
【００３５】
（３）  第二本実施形態では、本発明に係る機械式サスペンション２７の一例として、リーフスプリング２７１を用いたリーフ式サスペンションについて説明した。しかし、機械式サスペンション２７としては、図に詳細は示さないが、棒状のリンク部材で車軸２２と車体２３を連結し且つコイルバネ（不図示）を用いたリンク式サスペンションを採用することも可能である。その他、機械式サスペンション２７としては、左右のタイヤ２１を連結する車軸２２が設けられずに各タイヤ２１が独立して動作する、独立懸架方式のサスペンションを採用することも可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０，２０  車速制限装置
１１，２１  タイヤ
１２，２２  車軸
１４，２４  軸重検出部
１５，２５  内燃機関
１６，２６  制御部
１７１  ベローズ（流体バネ）
１７  流体式サスペンション
１８  圧力センサ
２７１  リーフスプリング（機械バネ）
２７  機械式サスペンション
２８  車高センサ
Ｃ  車両
ｒ１  空車時半径
ｒ２  積車時半径
【図１】
2018178752.tif 000003
【図２】
2018178752.tif 000004
【図３】
2018178752.tif 000005
【図４】
2018178752.tif 000006