(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪の車輪速を夫々検出する車輪速検出手段と、
ブレーキペダルが操作中であるか否かを判別する制動状態判定手段と、
ステアリングホイールの操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、
車両に発生するヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、
当該車両に安全措置を講じる安全措置手段と、
前記制動状態判定手段により前記ブレーキペダルが操作中でないと判別されたときは、前記車輪速に関連する状態量が他の車輪より所定量以上異なる車輪が存在することが検知され、且つ検出されるヨーレイトと操舵状態から得られる基準ヨーレイトとの偏差の絶対値が所定値以上であることが検知されると、前記安全措置手段を作動させる制御手段と
を備えたことを特徴とする車両用タイヤパンク対処装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中に車両のタイヤがパンクしたときに有効に対処するようにした車両用タイヤパンク対処装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤは、車両の荷重を支えて路面からの衝撃を緩和すると共に、エンジンの動力、制動力、操舵力等を路面に伝え、車両の運動を維持する上で極めて重要な機能を備えている。タイヤは、路上を転動して路面との間で力のやりとりをすることでその機能を発揮する即ち、車両の走行中においてその性能が発揮される。従って、車両の走行中にタイヤに異常が発生した場合、特に、高速走行中に操舵輪のタイヤに異常が発生した場合には、直ちに操舵に重大な影響を及ぼすこととなる。
【０００３】
このようなタイヤの異常としてパンクがある。そして、パンクには、内部の空気が徐々に抜けて空気圧が低下する所謂通常のパンクと、タイヤが破裂して内部の空気が瞬時に抜けて急激に空気圧が低下する所謂バーストとがある。特に、トラック等の大型車両においてはタイヤの空気圧が極めて高圧であり、過積載等の原因によりバーストを発生する虞がある。
【０００４】
走行中にタイヤのパンクが発生した場合には、運転者は、迅速に対処する例えば、制動力を付与して車両を停止させる等の処理が必要である。しながら、走行中にタイヤバースト等が発生した場合、車両挙動や、操舵異常等により運転者がタイヤの異常を感知するまでに時間を要し、しかも、異常を感知してから適切に対処することが困難となる場合が多い。特に、咄嗟の場合にハンドル操作のみで回避する運転者も多く、車両減速による回避が遅れがちである。また、周囲の車両に異常を知らせるための警報を発することも困難な場合が多い。
【０００５】
車両のタイヤ空気圧の異常を判定する装置として例えば、特開平５−２１３０１９号公報に開示された車両のタイヤ空気圧判定装置がある。この判定装置は、車輪速度差演算手段により算出された適正車輪速差と車輪速差検出手段により検出された左右前輪の車輪速の差とを比較し、これらの差が所定値を超えるときをタイヤ空気圧の減圧状態と判定する比較手段を設け、車輪の空気圧の低下を判定するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の車輪の空気圧の低下を判定する判定装置は、比較的安全な空気圧低下状態もタイヤバースト時のような急激な空気圧低下状態も同次元でしか判定することができず、特にタイヤバーストのような極めて異常な状況を的確且つ迅速に判定することができるものとはなっていない。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、タイヤの空気圧が急激に低下したときに安全措置を講ずるようにした車両用タイヤのパンク対処装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明によれば、複数の車輪の車輪速を夫々検出する車輪速検出手段と、ブレーキペダルが操作中であるか否かを判別する制動状態判定手段と、ステアリングホイールの操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、車両に発生するヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、当該車両に安全措置を講じる安全措置手段と、前記制動状態判定手段により前記ブレーキペダルが操作中でないと判別されたときは、前記車輪速に関連する状態量が他の車輪より所定量以上異なる車輪が存在することが検知され、且つ検出されるヨーレイトと操舵状態から得られる基準ヨーレイトとの偏差の絶対値が所定値以上であることが検知されると、前記安全措置手段を作動させる制御手段とを備えた構成としたものである。
【０００９】
車輪速検出手段により車両の複数の車輪の各車輪速を検出し、制動状態判定手段によりブレーキペダルが操作中であるか否かを判別し、操舵状態検出手段によりステアリングホイールの操舵状態を検出し、ヨーレイト検出手段により車両に発生するヨーレイトを検出する。そして、ブレーキペダルが操作中でないと判別されたときは、一の車輪の車輪速に関連する状態量が他の車輪の車輪速に関連する状態量より所定量以上異なることが検知され、且つこのときに検出されるヨーレイト（車両挙動）と操舵状態から得られる基準ヨーレイトとの偏差の絶対値が所定値以上であることが検知されたときに、タイヤがパンクであると判定して、安全措置手段を作動させる。例えば、自動ブレーキを作動させる、エンジン出力を低減させて車両を減速させる、警報を発して周囲の車両に異常を知らせる等の処理を状況に応じて同時に、或いは段階的に行う。このように車輪速に関連する状態量が他の車輪より所定量以上異なる状況と制動状態が非制動中である状況と操舵状態から得られる基準ヨーレイトとの偏差の絶対値が所定値以上のヨーレイトが発生する状況とを組み合わせてパンクを判定することで、タイヤバースト等の異常な状況を迅速に検出し、異常な状況下で安全措置を講じる。また、非制動中のみ安全措置を講じることで、スプリット路等での車輪ロックによる車両挙動の乱れを誤検出することが防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、本発明を適用した車両の構成を示し、特に、ブレーキ制御装置の構成を示す。図１において車両１は、前１軸、後２軸（何れも図示せず）とされ、後２軸の内、前側の軸が駆動軸、後側の軸が従動軸とされている。左右の前輪２Ｌ、２Ｒのホイールシリンダ５Ｌ、５Ｒは、制動配管（油路）１１、１２を介してエアオーバハイドロリックブースタ１５、１６に接続されている。前記駆動軸の左右の後輪（以下「駆動輪」という）３Ｌ、３Ｒのホイールシリンダ６Ｌ、６Ｒ、及び前記従動軸の左右の後輪（以下「従動輪」という）４Ｌ、４Ｒのホイールシリンダ７Ｌ、７Ｒは、制動配管（油路）１３、１４を介してエアオーバハイドロリックブースタ１７、１８に接続されている。
【００１１】
エアオーバハイドロリックブースタ１５〜１８は、入力される空気圧を油圧に変換して各ホイールシリンダ５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒ、７Ｌ、７Ｒ側に制動油圧を出力するもので、その入力側には制動圧力を調整するための圧力制御弁２５〜２８を介してダブルチェックバルブ（シャトル弁）３１〜３４の吐出ポートに接続されている。ダブルチェックバルブ３１、３２の各一方の入力ポートは、リレーバルブ３５の吐出ポートに接続され、各他方の入力ポートは、自動ブレーキ圧力供給弁（給気弁）３７の各吐出ポートに接続されている。ダブルチェックバルブ３３、３４の各一方の入力ポートは、リレーバルブ３６の吐出ポートに接続され、各他方の入力ポートは、自動ブレーキ圧力供給弁（給気弁）３８の各吐出ポートに接続されている。そして、これらダブルチェックバルブ３１〜３４は、２つの入力ポートから入力される圧力のうちの高い方に応じた圧力を吐出ポートから出力するものとなっている。
【００１２】
リレーバルブ３５、３６の各制御ポートは、空気通路４１、４２を介してブレーキペダル４５のブレーキバルブ４５ａ、４５ｂに接続され、これらの各ブレーキバルブ４５ａ、４５ｂは、エアタンク４７、４８に接続されている。また、リレーバルブ３５、３６の入力ポートにはエアタンク４７、４８が直接接続されており、リレーバルブ３５、３６は、ブレーキバルブ４５ａ、４５ｂから入力されるブレーキペダル４５の操作状態に応じた圧力を信号圧として開度が制御され、ブレーキペダル操作に応じた圧力を出力するものとなっている。自動ブレーキ圧力供給弁３７、３８の入力ポートは、空気通路４３、４４を介してエアタンク４７、４８に接続されており、開弁時にはエアリンク４７、４の内圧相当の圧力を出力するものとなっている。
【００１３】
エアオーバハイドロリックブースタ１５〜１８と圧力制御弁２５〜２８との間の空気通路にはエアオーバハイドロリックブースタ１５〜１８に供給する空圧（制動圧力）を検出する圧力センサ５１〜５４が接続されている。また、左右の前輪２Ｌ、２Ｒ近傍には車輪速センサ５５、５６が、左右の駆動輪３Ｌ、３Ｒ近傍には車輪速センサ５７、５８が設けられており、ステアリングホイール８には操舵角センサ５９が、ブレーキペダル４５にはペダルの踏込量を検出するブレーキペダルストロークセンサ６０が設けられている。尚、ブレーキペダルストロークセンサ６０は、ブレーキペダル４５が踏まれたときにスイッチオンとなるペダルスイッチ機能を備えている。
【００１４】
また、車両の所定位置には、車体の前後方向の加速度を検出する前後加速センサ６１、車体の横（左右）方向の加速度を検出する横加速度センサ６２、及び車体に発生するレーレイトを検出するヨーレイトセンサ６３が設けられている。これらの圧力センサ５１〜５４、車輪速センサ５５〜５８、操舵角センサ５９、ブレーキペダルストロークセンサ６０、前後加速度センサ６１、横加速度センサ６２及びヨーレイトセンサ６３の各検出信号は、制御手段としての制御装置６５に入力される。制御装置６５は、これらのセンサから入力される信号に基づいて圧力制御弁２５〜２８、自動ブレーキ圧力供給弁３７、３８を制御して各車輪に付与する制動力を制御する。尚、本実施例においては、圧力制御弁２５〜２８、自動ブレーキ圧力供給弁３７、３８が安全措置手段を成している。
【００１５】
以下に作用を説明する。
先ず、運転者がブレーキペダル４５を踏み込んで主ブレーキを作動させる通常ブレーキ制御について説明する。
ブレーキペダル４５が踏み込まれるとブレーキバルブ４５ａ、４５ｂが開弁され、エアタンク４７、４８から制動圧力がリレーバルブ３５、３６に供給されてこれらのリレーバルブ３５、３６が開弁される。リレーバルブ３５、３６が開弁されると、エアタンク４７、４８から空気通路４３、４４、リレーバルブ３５、３６、ダブルチェックバルブ３１〜３４、圧力制御弁２５〜２８の経路でエアオーバハイドロリックブースタ１５〜１８にブレーキペダル４５の踏込量に応じた制動圧力が供給される。エアオーバハイドロリックブースタ１５〜１８は、圧力制御弁２５〜２８から供給される制動圧力に応じた液圧を発生してホイールシリンダ５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、７Ｌ、６Ｒ、７Ｒを駆動し、前輪２Ｌ、２Ｒ、駆動輪３Ｌ、３Ｒ、従動輪４Ｌ、４Ｒに制動力を付与する。このようにして通常ブレーキ時には、プレーキペダル４５の踏込量に応じた制動力を前輪２Ｌ、２Ｒ、駆動輪３Ｌ、３Ｒ及び従動輪４Ｌ、４Ｒの全輪に発生させる。
【００１６】
ところで、滑りやすい路面や、高速走行中にブレーキペダル４５を大きく踏み込んで急ブレーキを掛けて車輪がロックすると、スリップする。制御装置６５は、各車輪速センサ５５〜５８からの信号によりスリップが発生したことを検出するとアンチスキッド制御を実行する。アンチスキッド制御時には、各車輪のスリップ率を演算し、このスリップ率に応じて各圧力制御弁２５〜２８を制御することで、各車輪の制動力を適正に制御して車輪のロックを回避する。
【００１７】
また、このブレーキ制御装置は、ブレーキペダル４５の操作とは独立して自動的にブレーキを作動させる機能を有しており、自動ブレーキ作動時には、自動ブレーキ圧力供給弁３７、３８を開弁させるようになっている。自動ブレーキ圧力供給弁３７、３８が開弁するとエアタンク４７、４８から空気通路４３、４４、自動ブレーキ圧力供給弁３７、３８、ダブルチェックバルブ３１〜３４を経て圧力制御弁２５〜２８に制動圧力が供給され、この制動圧力は、圧力制御弁２５〜２８により目標制動圧力に調整されてエアオーバハイドロリックブースタ１５〜１８に供給される。エアオーバハイドロリックブースタ１５〜１８は、圧力制御弁２５〜２８から供給される制動圧力に応じた液圧を発生して対応する車輪に目標制動圧力に応じた制動力を付与する。エアオーバハイドロリックブースタ１５〜１８に加えられる制動圧力は、夫々圧力センサに５１〜５４により検出され制御装置６５にフィードバック信号として入力される。
【００１８】
このような自動ブレーキ作動は、ヨーモーメント制御時や自動減速制御時に機能する。制御装置６５は、操舵角と車速から演算される目標ヨーレイトと、ヨーレイトセンサ６３から検出される実ヨーレイトとの偏差が所定値以上になるとヨーモーメント制御を実行し、前記偏差が減少するように左右車輪間に制動力差を与えて車両に発生するヨーモーメントを制御する。また、制御装置６５は、車両旋回時の車速や横加速度が高すぎると、車速または横加速度が限界値以内になるように自動的に車両を減速させる自動減速制御を実行する。
【００１９】
更に、制御装置６５は、車両のパンクを検出したときにも自動ブレーキを作動させるものとなっており、図２に示すフローチャートを参照して車両のタイヤがパンクした時の検知手法及びその時における対処について説明する。
車両の走行中に一の車輪例えば、左前輪２Ｌがバーストしたとする。前輪２Ｌがバーストすると、この前輪２Ｌだけ車輪速が急激に低下し、この時運転者がハンドル操作をしないとすると、操舵中立時であるにも拘わらず車両が当該前輪２Ｌ側に傾斜してヨーレイトが大きく発生し、車両１の挙動が乱れる。ヨーレートセンサ６３は、車両の挙動の乱れを迅速に検出してヨーレイトに応じた信号を出力するので、このような状況を検知すれば、バースト等の急激な車両パンク状態を検出できる。
【００２０】
図２は、このような考えを基に制御処理をより具体化したものである。制御装置６５は、各センサからの信号を入力して、各車輪速（Ｖｗ）、車速（Ｖ）、ヨーレイト（γ）、ブレーキペダル４５の作動状態、操舵角（δH）を検出し（ステップＳ１）、各車輪即ち、左右の前輪２Ｌ、２Ｒ及び左右の駆動輪３Ｌ、３Ｒの加速度を演算し（ステップＳ２）、車速と操舵角とにより基準ヨーレイト（γ*）を演算する（ステップＳ３）。次に、制御装置６５は、現在の車速（Ｖ）が所定車速（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上あるか否かを判別し（ステップＳ４）、当該所定車速よりも低いときにはステップＳ１に戻る。このステップＳ４の車速条件の判別があることにより、駆動スリップに起因する車両駆動の乱れを誤検出することが防止される。
【００２１】
制御装置６５は、ステップＳ４において車速が所定車速以上と判別されたときにはブレーキペダル４５が操作中であるか否かを判別し（ステップＳ５）、ブレーキペダル４５が踏み込み操作されているときにはステップＳ１に戻り、ブレーキペダル４５が踏み込み操作されていないときには、一の車輪速と他の３輪の平均車輪速との偏差が所定値Ｂ以上である条件を満たす車輪が有るか（例えば、前輪２Ｌの車輪速と、前輪２Ｒと駆動輪３Ｌと３Ｒの平均車輪速との偏差が所定値Ｂ以上である条件を満たすか）否かを判別する（ステップＳ６）。タイヤパンク対処は、非制動中に判定を行うので、ステップＳ５においてブレーキペダル４５が操作中であるか否かを判別することによりスプリット路等での車輪ロックによる車両挙動の乱れを誤検出することが無くなる。
【００２２】
ステップＳ６において、一の車輪速と他の３輪の平均車輪速との偏差の絶対値が所定値Ｂ以上である条件を満たさないときにはステップＳ１に戻り、条件を満たす車輪が有るときには一の車輪の加速度と他の３輪の平均加速度との偏差が所定値Ｃ以上である条件を満たす車輪が有るか（例えば、前輪２Ｌの加速度と、前輪２Ｒと駆動輪３Ｌと３Ｒの平均加速度との偏差の絶対値が所定値Ｃ以上である条件を満たすか）否かを判別する（ステップＳ７）。ステップＳ６とステップＳ７の判別は、各車輪について行う。また、これらのステップＳ６及びステップＳ７において偏差の絶対値を採るのは、バースト時にホイールで走行する場合は車輪速速く、ホイール破損の場合は車輪速が遅くなると考えられるためである。
【００２３】
ステップＳ７において一の車輪の加速度と他の３輪の平均加速度との偏差が所定値Ｃ以上である条件を満たす車輪が無いときにはステップＳ１に戻り、条件を満たすときには検出したヨーレイトとステップＳ３で演算した基準ヨーレイトとの偏差の絶対値が所定値Ｄ以上（この場合、γ*＋Ｄが基準値に相当）である条件を満たすか否かを判別し（ステップＳ８）、条件を満たさないときにはステップＳ１に戻り、条件を満たすときには安全措置を実行する（ステップＳ９）。この安全措置として例えば、前述した自動制動を実行する。
【００２４】
尚、上記制御において、ステップＳ５における車速の判別を省略しても良い。また、ステップＳ６とステップＳ７の判別は、各車輪について行うようにしているが、左右他方側（前輪２Ｌと２Ｒ、駆動輪３Ｌと３Ｒ）との偏差としても良い。また、判別において偏差の絶対値を採っているが、一側の車輪（前輪２Ｌ、駆動輪３Ｌ）の車輪速が、対応する他側の車輪（前輪２Ｒ、駆動輪３Ｒ）の車輪速より低下側であるか増加側であるかの何れか一方だけの判別としても良い。
【００２５】
また、本実施例では、車輪速の急激な変化を検知する具体的方法として、車輪速を使用する方法と（ステップＳ６）、車輪加速度を使用する方法（ステップＳ７）とを採用しているが、何れか一方の方法（ステップＳ６、又はステップＳ７の何れか一方の判別）でもよい。
また、ステップＳ８において実ヨーレイトと基準ヨーレイトとの偏差の絶対値を採っているが、絶対値を採ることなく実ヨーレイトが過大な場合だけを判別するようにしても良い。更に、操舵角が小舵角領域であるときにのみステップＳ８の判別を行うようにして基準ヨーレイト（γ*）を固定値としても良い。このときにはステップＳ３の演算は不要である。
【００２６】
更に、ステップＳ９では、安全措置として自動制動を実行する他、運転室内の警報装置を作動させて警報を発して運転者に知らせる、エンジン制御装置によりエンジン出力を抑制（例えば、電子ガバナ９の燃料噴射量を低減してエンジン出力を抑制）して車速を減速させる、車外警報装置を作動させて（ウォーニングランプの点滅等）警報を発し、他の周辺車両に異常を知らせる等の措置を採るようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、車輪速に関連する状態量が他の車輪より所定量以上異なる状況と制動状態が非制動中である状況と操舵状態から得られる基準ヨーレイトとの偏差の絶対値が所定値以上のヨーレイトが発生する状況とを組み合わせてパンクを判定することで、タイヤバースト等の異常な状況を確実且つ迅速に検出することができ、異常な状況下で確実に安全措置を講じることができる。また、非制動中のみ安全措置を講じることで、スプリット路等での車輪ロックによる車両挙動の乱れを誤検出することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用タイヤパンク対処装置を備えた車両の構成図である。
【図２】図１に示す車両のタイヤがパンクした時の検知手法及びその時の対処の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  車両
２Ｌ、２Ｒ  前輪
３Ｌ、３Ｒ  駆動輪
４Ｌ、４Ｒ  従動輪
５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒ、７Ｌ、７Ｒ  ホイールシリンダ
８  ステアリングホイール
９  電子ガバナ
１１〜１４  制動配管（油路）
１５〜１８  エアオーバハイドロリックブースタ
２５〜２８  圧力制御弁
３１〜３４  ダブルチェックバルブ
３５、３６  リレーバルブ
３７、３８  自動ブレーキ圧力供給弁
４１〜４４、７６、７７  空気通路
４５  ブレーキペダル
４７、４８  エアタンク
５１〜５４  圧力センサ
５５〜５８  車輪速センサ
５９  操舵角センサ
６０  ブレーキペダルストロークセンサ
６１  前後加速度センサ
６２  横加速度センサ
６３  ヨーレートセンサ
６５  制御装置
【図１】
0003794091.tif 000002
【図２】
0003794091.tif 000003