JP7425974B2 - 産業車両の制動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、産業車両の制動制御装置に関する。

従来、産業車両の制動制御装置に関連する技術として、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１には、ブレーキペダルの踏み込みストロークに応じた目標液圧で作動油をホイールシリンダに供給することでブレーキを駆動する油圧システムが開示されている。

特開２００５－２９７５９１号公報

上記従来技術では、機械制動力の応答遅れを引き起こす物理的な隙間（例えばドラムブレーキにおいてシューがドラム内面に接するまでの隙間）を早期に低減するために、ブレーキペダルが踏み込まれた直後のホイールシリンダの液圧をブレーキペダルが踏み込み量に応じた目標液圧よりも高くするファストフィル制御を行うことで、ブレーキの応答性向上が図られている。しかしながら、ファストフィル制御の開始がブレーキペダルが踏み込まれた後であるため、ブレーキペダルが踏み込まれてから液圧が立ち上がるまでの一定時間の応答遅れを解消することは困難である。

ところで、回生制動力を生じる走行モータと機械制動力を生じる機械ブレーキとを制動部として備える産業車両（例えばトーイングトラクタ又はフォークリフト等）を、自動運転可能な電動車として構成することが試みられている。このような産業車両では、産業車両を所定の目標停止位置に自動運転で停止させる際、回生制動力で産業車両を概ね減速させ、目標停止位置に産業車両が到達したら機械制動力で停止させることが考えられる。ここで、目標停止位置における機械制動力の応答性について、例えば上記従来技術のような対策を講じても依然として応答遅れを伴うことから、より効果的な対策が望まれている。

本発明は、流体圧により作動する機械ブレーキで産業車両を目標停止位置に停止させる場合の機械制動力の応答遅れを低減させることが可能となる産業車両の制動制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る産業車両の制動制御装置は、回生制動力を生じる走行モータと、流体圧により作動して機械制動力を生じる機械ブレーキと、を制動部として備える産業車両の制動制御装置であって、産業車両の車速情報を取得する車速情報取得部と、産業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、車速情報と位置情報とに基づいて、産業車両を所定の目標停止位置に自動運転で停止させるための停止前制動を実行する自動運転制御部と、を備え、自動運転制御部は、停止前制動において産業車両の車速が所定の車速閾値以下となった場合に機械ブレーキを作動させる。

本発明の一態様に係る産業車両の制動制御装置では、停止前制動において産業車両の車速が所定の車速閾値以下となった場合に機械ブレーキが作動する。これにより、機械ブレーキでは、機械制動力の応答遅れを引き起こす物理的な隙間が低減される。その結果、機械ブレーキを作動させていない場合と比べて、機械ブレーキは、機械制動力の応答遅れが低減された状態となる。したがって、本発明の一態様に係る産業車両の制動制御装置によれば、流体圧により作動する機械ブレーキで産業車両を目標停止位置に停止させる場合の機械制動力の応答遅れを低減させることが可能となる。

一実施形態において、停止前制動において産業車両の車速が車速閾値以下となった場合の産業車両の減速度は、当該停止前制動において産業車両の車速が車速閾値よりも大きい場合の減速度よりも小さくてもよい。この場合、車速が車速閾値を超えている場合と比べて、車速閾値以下の車速で産業車両が目標停止位置に近づく際の速度変化が緩やかとなるため、産業車両を目標停止位置により適切に停止させ易くなる。

一実施形態において、自動運転制御部は、停止前制動において産業車両の車速が車速閾値以下となった場合、産業車両の位置が目標停止位置に達するまで、産業車両の車速が目標車速となるように機械ブレーキを作動させると共に走行モータを力行させてもよい。この場合、産業車両を目標車速で走行させて目標停止位置に近づけることで、目標停止位置に対する産業車両の停止位置精度の安定化を図ることができる。

一実施形態において、自動運転制御部は、停止前制動において産業車両の車速が車速閾値を超えている場合に走行モータの回生制動力を主体とする回生優先制動を行ってもよい。この場合、回生優先制動の際、上述の物理的な隙間に起因して、機械ブレーキは、機械制動力の応答遅れを伴う状態になり易い。よって、機械制動力の応答遅れの低減効果が顕著なものとなる。

一実施形態において、自動運転制御部は、停止前制動において産業車両の車速が車速閾値以下となった場合に、流体圧を第１圧力とすることで機械ブレーキを作動させ、産業車両の位置が目標停止位置に達した場合に、流体圧を第１圧力より大きい第２圧力とすることで停止制動を行ってもよい。この場合、流体圧を第１圧力又は第２圧力とするというシンプルな構成で停止制動と停止前制動とを実行することができる。

本発明によれば、流体圧により作動する機械ブレーキで産業車両を目標停止位置に停止させる場合の機械制動力の応答遅れを低減させることが可能となる。

一実施形態に係る産業車両の制動制御装置が適用された産業車両の概略構成図である。 図１の産業車両の制動制御装置の機能構成を示すブロック図である。 産業車両の制動制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。 停止前制動の処理の一例を示すフローチャートである。 制動部の制御及び走行モータの力行の制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一実施形態に係る産業車両の制動制御装置が適用された産業車両の概略構成図である。図１に示される産業車両１は、例えば電動トーイングトラクタであり、空港、工場内、港湾等で貨物を搭載したコンテナを牽引するために用いられる。

産業車両１は、自動運転制御を実行可能に構成されている。自動運転とは、例えば運行管理システム等からの搬送司令に従って自動で産業車両１を走行させる車両制御を実行する運転状態である。運行管理システムは、産業車両１に対し、搬送司令、運行の監視、及び車両状態の監視等を行ういわゆる管制システムである。自動運転では、作業者が運転操作を行う必要が無く、自動で車両が走行する。

ここでの自動運転は、例えば空港における滑走路、離着陸区域、誘導路、エプロン、管制塔、格納庫、荷捌き場、充電場等を含む所定のエリアにおいて実施される。産業車両１は、所定のエリア内で、走行ルートを予め定めた自動運転が可能である。本実施形態では、予め定められた走行ルートにおいて、所定の目標停止位置で産業車両１を停止させることを含む走行計画が生成される。なお、産業車両１の走行ルートは、固定されておらず、予め定めたものから変更可能である。固定されていない走行ルートとは、例えば路面上に設置された磁気テープに沿って走行する無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）のように一旦設定されると変更されにくい走行ルートではなく、地図情報等に基づいて生成される走行計画を変更することにより変更可能な走行ルートを意味する。

［産業車両１の走行及び制動に係る構成］
産業車両１は、車体の前部に配置されたＦＬタイヤ２及びＦＲタイヤ３と、車体の後部に配置されたＲＬタイヤ４及びＲＲタイヤ５と、を備えている。産業車両１は、走行モータとして、ＲＬタイヤ４を駆動する左走行モータ６と、ＲＲタイヤ５を駆動する右走行モータ７とを備えている。走行モータは、回生制動力を生じる制動部８としても機能する。

左走行モータ６及び右走行モータ７は、発電機としても機能する交流モータである。左走行モータ６とＲＬタイヤ４との間には、減速機である左ドライブユニット６ａが介在している。右走行モータ７とＲＲタイヤ５との間には、減速機である右ドライブユニット７ａが介在している。

左走行モータ６は、左モータドライバ６ｂを介してコンタクタ９と電気的に接続されている。右走行モータ７は、右モータドライバ７ｂを介してコンタクタ９と電気的に接続されている。左モータドライバ６ｂ及び右モータドライバ７ｂは、例えばインバータを有しており、コントローラ１０と電気的に接続されている。左モータドライバ６ｂ及び右モータドライバ７ｂでは、左走行モータ６及び右走行モータ７の力行及び回生がコントローラ１０によって制御される。左モータドライバ６ｂ及び右モータドライバ７ｂは、左走行モータ６及び右走行モータ７の回生電流をそれぞれ検出してもよい。

コンタクタ９は、バッテリＢと電気的に接続されている。また、コンタクタ９は、コントローラ１０と電気的に接続されている。コンタクタ９では、非常停止を含むバッテリＢの電力供給がコントローラ１０によって制御される。

バッテリＢは、左走行モータ６及び右走行モータ７に対する電力供給源である。バッテリＢは、例えば鉛蓄電池で構成され、左走行モータ６及び右走行モータ７の回生制動により生成される回生電力を蓄電可能な蓄電池である。

左走行モータ６を回転駆動させると、左走行モータ６の駆動力が左ドライブユニット６ａを介してＲＬタイヤ４に伝わり、ＲＬタイヤ４が回転する。また、左走行モータ６は、発電機としても機能する。具体的には、産業車両１の制動時には、ＲＬタイヤ４の回転によって左走行モータ６が発電機として動作する。つまり、左走行モータ６の回生制動が行われ、左走行モータ６から回生電力が発生すると共に、ＲＬタイヤ４は回生制動力で制動される。

右走行モータ７を回転駆動させると、右走行モータ７の駆動力が右ドライブユニット７ａを介してＲＲタイヤ５に伝わり、ＲＲタイヤ５が回転する。また、右走行モータ７は、発電機としても機能する。具体的には、産業車両１の制動時には、ＲＲタイヤ５の回転によって右走行モータ７が発電機として動作する。つまり、右走行モータ７の回生制動が行われ、右走行モータ７から回生電力が発生すると共に、ＲＲタイヤ５は回生制動力で制動される。

産業車両１は、制動部８のうち、油圧（流体圧）により作動する機械ブレーキとして、車体の前部に配置され、ＦＬタイヤ２及びＦＲタイヤ３のそれぞれを制動可能に取り付けられたＦＬディスクブレーキ８ａ及びＦＲディスクブレーキ８ｂを備えている。産業車両１は、車体の後部に配置され、ＲＬタイヤ４及びＲＲタイヤ５のそれぞれを制動可能に取り付けられたＲＬドラムブレーキ８ｃ及びＲＲドラムブレーキ８ｄを備えている。

産業車両１は、マスターシリンダ３１と、ＥＳＣユニット３２とを備えている。マスターシリンダ３１は、ブレーキフルードを貯留するリザーバタンクを有する。マスターシリンダ３１は、油圧を発生する機能を有していてもよいが、ここではリザーバタンクの機能のみが利用される。リザーバタンクは、ＥＳＣユニット３２と油圧回路で接続されている。なお、マスターシリンダ３１に代えて、油圧を発生する機能を有しないリザーバタンクが設けられていてもよい。

ＥＳＣユニット３２は、例えば、プロセッサ、モータ、ポンプ、及びバルブが一体となった油圧制御ユニットである。プロセッサは、例えばＣＰＵ［Central Processing Unit］等の演算器である。プロセッサは、例えば、ＲＯＭ［Read Only Memory］、ＲＡＭ［Random Access Memory］、及び通信インターフェイスを統括的に制御する。

ＥＳＣユニット３２は、コントローラ１０と電気的に接続されている。ＥＳＣユニット３２は、例えば電動ポンプを内蔵しており、コントローラ１０からの油圧指示の信号に応じて油圧を増減することができる。ＥＳＣユニット３２には油圧センサが内蔵されており、油圧センサによって検出された油圧情報は、コントローラ１０に送信される。ＥＳＣユニット３２は、例えば油圧情報に基づくコントローラ１０からの制御信号に応じてコントローラ１０によって制御される。

ＥＳＣユニット３２は、ＦＬディスクブレーキ８ａ及びＦＲディスクブレーキ８ｂと前輪制動用の油圧回路３３で接続されている。ＥＳＣユニット３２は、ＲＬドラムブレーキ８ｃ及びＲＲドラムブレーキ８ｄと後輪制動用の油圧回路３４で接続されている。

ＥＳＣユニット３２がコントローラ１０からの油圧指示の信号に応じて油圧を増減すると、作動油は、油圧回路３３及び油圧回路３４のそれぞれに独立して供給される。これにより、ＦＬディスクブレーキ８ａ及びＦＲディスクブレーキ８ｂに作動油が供給され、ＦＬディスクブレーキ８ａ及びＦＲディスクブレーキ８ｂが作動して、ＦＬタイヤ２及びＦＲタイヤ３が機械制動力で制動される。また、前輪の制動とは独立して、ＲＬドラムブレーキ８ｃ及びＲＲドラムブレーキ８ｄに作動油が供給され、ＲＬドラムブレーキ８ｃ及びＲＲドラムブレーキ８ｄが作動して、ＲＬタイヤ４及びＲＲタイヤ５が機械制動力で制動される。

産業車両１は、左走行モータ６及び右走行モータ７のそれぞれを制動可能に取り付けられた左電磁ブレーキ６ｃ及び右電磁ブレーキ７ｃを備えている。左電磁ブレーキ６ｃ及び右電磁ブレーキ７ｃは、コントローラ１０と電気的に接続されており、産業車両１の駐車時のパーキングブレーキとして用いられる。

［産業車両１の自動運転制御及び制動制御に係る構成］
図２は、図１の産業車両の制動制御装置の機能構成を示すブロック図である。産業車両の制動制御装置１００は、産業車両１の制動制御と自動運転制御とを統括するコントローラ１０を有している。コントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子制御ユニットである。コントローラ１０では、例えば、ＲＯＭに記録されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。なお、コントローラ１０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。

コントローラ１０は、ＧＮＳＳ受信機２１、周辺状況センサ２２、走行情報センサ２３、及び地図データベース２４と接続されている。

ＧＮＳＳ受信機２１は、３個以上のＧＮＳＳ衛星から信号を受信することにより、産業車両１の地図上の位置（例えば産業車両１の緯度及び経度）を測定する。ＧＮＳＳ受信機２１は、測定した産業車両１の位置情報をコントローラ１０へ送信する。

周辺状況センサ２２は、車両の周辺の状況を検出する車載の検出器である。周辺状況センサ２２は、カメラ及びライダー［LiDAR：Light Detection And Ranging］を含む。カメラの撮像情報は、例えば、路面パターン認識及びマッチングのために用いられる。ライダーで検出した障害物情報は、例えば、産業車両１の危険回避のために用いられる。周辺状況センサ２２は、産業車両１の周辺状況に関する情報をコントローラ１０へ送信する。

走行情報センサ２３は、産業車両１の走行状態を検出する検出器である。走行情報センサ２３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサ（ジャイロセンサ）を含む。車速センサは、産業車両１の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、左走行モータ６及び右走行モータ７のそれぞれに設けられ、左走行モータ６の回転速度及び右走行モータ７の回転速度を検出するスピードセンサが用いられる。走行情報センサ２３は、検出した走行情報をコントローラ１０に送信する。

地図データベース２４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース２４は、例えば、産業車両１に搭載された記憶装置（例えばＨＤＤ［Hard Disk Drive］等）内に形成されている。地図情報には、例えば空港における滑走路、離着陸区域、誘導路、エプロン、管制塔、格納庫、荷捌き場、充電場等を含む所定のエリアにおける情報として、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報、及び構造物の位置情報等が含まれる。地図情報には、産業車両１の位置認識に用いる路面パターンの位置情報が含まれる。なお、地図データベース２４は、産業車両１と通信可能なサーバに形成されていてもよい。

地図情報には、所定の目標停止位置の情報が含まれる。目標停止位置は、自動運転で産業車両１を停止させる目標となる予め設定された地図上の位置である。目標停止位置は、例えば、格納庫、荷捌き場、充電場、交差点の入口、通行帯の停止線等に設定されてもよい。通行帯の停止線とは、産業車両１が走行する経路上の通行帯の途中（交差点ではない位置）に設けられた停止線を意味する。

次に、コントローラ１０の機能的構成について説明する。コントローラ１０は、地図情報取得部１１、位置情報取得部１２、走行情報取得部（車速情報取得部）１３、及び、自動運転制御部１４を有している。なお、以下に説明するコントローラ１０の機能の一部は、車両と通信可能なサーバにおいて実行される態様であってもよい。

地図情報取得部１１は、地図データベース２４に記憶された地図情報を取得する。地図情報取得部１１は、例えば、産業車両１の位置認識に用いる路面パターンの位置情報、及び、目標停止位置の情報等を取得する。

位置情報取得部１２は、ＧＮＳＳ受信機２１の受信結果に基づいて、産業車両１の位置情報を取得する。位置情報取得部１２は、周辺状況センサ２２の検出結果と地図データベース２４の地図情報とに基づいて、産業車両１の位置情報を取得してもよい。位置情報取得部１２は、地図情報に含まれる路面パターンの位置情報と周辺状況センサ２２で検出した産業車両１に対する路面パターンの相対位置情報とに基づいて、産業車両１の自己位置を取得してもよい。なお、位置情報取得部１２は、例えばＳＬＡＭ［Simultaneous Localization And Mapping］手法を用いて、産業車両１の自己位置を推定してもよい。

走行情報取得部１３は、走行情報センサ２３の検出結果に基づいて、産業車両１の走行情報を取得する。ここでの走行情報取得部１３は、左走行モータ６及び右走行モータ７のそれぞれに設けられたスピードセンサの検出結果に基づいて、産業車両１の車速情報を取得する。走行情報取得部１３は、ジャイロセンサの検出結果に基づいて、産業車両１の向きを取得してもよい。

自動運転制御部１４は、位置情報と走行情報と地図情報とに基づいて、産業車両１の自動運転制御を実行する。自動運転制御部１４は、ＧＮＳＳ受信機２１で測定した産業車両１の位置情報、地図データベース２４の地図情報、周辺状況センサ２２の検出結果から認識された産業車両１の周辺状況（障害物の位置等）、及び走行情報センサ２３の検出結果から認識された走行状態（車速、ヨーレート等）に基づいて、目標ルートに沿った走行計画を生成する。目標ルートは、運行管理システムの搬送司令等に応じて設定される。

自動運転制御部１４は、走行計画に沿って自動運転を実行する。走行計画には、例えば、目標速度、要求加速度、及び要求減速度が含まれる。走行計画には、目標操舵角が含まれていてもよい。ここでの自動運転制御部１４は、左ドライブユニット６ａ、右ドライブユニット７ａ、及びＥＳＣユニット３２に制御信号を送信することで、目標速度、要求加速度、及び要求減速度が実現されるように自動運転制御及び制動制御を実行する。

自動運転制御部１４は、産業車両１の車速情報と位置情報とに基づいて、停止前制動と停止制動とを実行する。停止前制動は、産業車両１が目標停止位置の手前で所定の徐行状態になる程度に産業車両１を減速させる自動運転での制動の処理を意味する。停止前制動は、停止制動に先立って実行される。

停止前制動は、所定の徐行状態になるように産業車両１を減速させるための制動の処理を含む。所定の徐行状態とは、産業車両１が目標停止位置に達した際に機械制動力を増加させることで産業車両１を目標停止位置に停止させることができる産業車両１の走行状態を意味する。本実施形態での徐行状態は、例えば産業車両１の車速が停止前車速となっている状態である。停止前車速は、例えば、０．３ｋｍ／ｈ～１．５ｋｍ／ｈ程度の所定の車速であってもよい。

自動運転制御部１４は、産業車両１が目標停止位置の手前で上述の徐行状態になるように、産業車両１を減速させる。自動運転制御部１４は、例えば、停止前制動において産業車両１の車速が停止前車速を超えている場合に左走行モータ６及び右走行モータ７の回生制動力を主体とする回生優先制動を行う。回生優先制動は、原則として機械ブレーキを作動させずに、回生制動力を優先的に用いる制動の態様である。一般的に、産業車両１を回生制動する際、例えば、産業車両１の積み荷の量、及び、産業車両１の走路が平坦であるか又は降坂であるかに応じて、更に機械ブレーキを作動させずに済むか否かが左右される。例えば、産業車両１の積み荷の量が一定以上であり要求減速度で減速するために機械制動力を要する場合、又は、産業車両１の走路が降坂であり要求減速度で減速するために機械制動力を要する場合など、必ずしも回生優先制動が行われないことがある。そのような場合を除いて（要求減速度で減速するために機械制動力を要しない場合には）、自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が停止前車速を超えている場合において、機械ブレーキを作動させずに回生制動力で産業車両１を位置Ｐ２まで制動させることができる。

停止前制動は、産業車両１が徐行状態になってから目標停止位置の手前までに行う制動であって機械ブレーキの摺動部材間の隙間詰めを伴う制動の処理を含む。機械ブレーキの摺動部材とは、例えば、ディスクブレーキにあってはディスク及びブレーキパッド、ドラムブレーキにあってはドラム及びシュー、などのことである。機械ブレーキの摺動部材間の隙間詰め（以下、単に「隙間詰め」ともいう）では、産業車両１が目標停止位置に到達する前に機械制動力の応答性を高めるために、機械ブレーキが作動される。つまり、隙間詰めとは、摺動部材同士を互いに接触させた状態、或いは、直ちに摺動部材同士を互いに接触させることが可能な状態とするように、摺動部材同士のクリアランスを小さくすることをいう。本実施形態では、隙間詰めが行われると共に、産業車両１の車速が目標車速となるように機械ブレーキの作動を継続させると共に左走行モータ６及び右走行モータ７を力行させ、徐行状態で走行させる。ちなみに、本実施形態の徐行状態は、ブレーキペダル操作に応じて機械制動力が発生する非自動運転車両であってトルクコンバータ付きのエンジン搭載車両の場合で例えれば、クリープ走行中に軽くブレーキペダルを踏むことで摺動部材同士を引き摺った状態で走行している状態に類似した走行状態といえる。

自動運転制御部１４は、停止前制動に引き続き、停止制動を実行する。停止制動は、停止前制動によって徐行状態となった産業車両１を目標停止位置に停止させる自動運転での制動の処理を意味する。停止制動では、機械ブレーキの摺動部材は、車両を停止させるだけの機械制動力に相当する摩擦を発生させる。ちなみに、停止制動の状態について、ブレーキペダル操作に応じて機械制動力が発生する非自動運転車両の場合で例えると、運転者がブレーキペダルを踏み込むことで徐行中の車両を停止させるときの制動に類似した走行状態といえる。

自動運転制御部１４は、一例として、停止前制動及び停止制動を実行するための走行計画を生成してもよい。図３は、産業車両の制動制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。図３（ａ）には、産業車両１が目標停止位置Ｐ３に達するまでの車速が示されている。図３（ａ）に示されるように、自動運転制御部１４は、例えば、目標停止位置Ｐ３への停止に向けて産業車両１が減速するように、走行計画を生成する。ここでの走行計画は、一例として、位置Ｐ１から位置Ｐ２まで所定の減速度となるように回生制動を行い、産業車両１を減速させる。また、位置Ｐ２から目標停止位置Ｐ３まで所定の停止前車速で産業車両１を走行させる。

図３の例では、停止前車速は、一例として、位置Ｐ２～Ｐ３における目標車速であり、車速閾値でもあるとする。車速閾値は、隙間詰めを行うか否かを判定するための車速の閾値である。車速閾値は、特に限定されないが、例えば０．３ｋｍ／ｈ～１．５ｋｍ／ｈ程度の車速とすることができる。

自動運転制御部１４は、停止制動の一例として、生成した走行計画に従って、産業車両１を減速又は目標停止位置Ｐ３に停止させるための要求減速度と減速開始位置とを算出し、産業車両１の減速度が要求減速度となるように制動部８を制御する。自動運転制御部１４は、生成した走行計画に従って、産業車両１の車速が目標車速となるように、制動部８による制動に併せて左走行モータ６及び右走行モータ７の力行を制御してもよい。

自動運転制御部１４は、走行計画に従って算出された要求減速度に基づいて、回生制動力と機械制動力指示値とで制動部８を制御する。回生制動力は、例えば、左走行モータ６及び右走行モータ７の回転数と回転減速度を指示値としたときにモータが発する制動トルクとすることができる。機械制動力指示値は、油圧指示の信号に相当し、例えば、ＥＳＣユニット３２が油圧回路３３及び油圧回路３４に与える油圧値の指令値とすることができる。

図３（ｂ）には、産業車両１が目標停止位置Ｐ３に達するまでの回生制動力が示されている。図３（ｃ）には、産業車両１が目標停止位置Ｐ３に達するまでの機械制動力指示値が示されている。図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、産業車両１が位置Ｐ１に達すると、所定の減速度となるような回生制動力で回生制動が開始され、機械ブレーキを作動させずに減速が開始される。つまり、自動運転制御部１４は、一例として、停止前制動において産業車両１の車速が停止前車速を超えている場合に左走行モータ６及び右走行モータ７の回生制動力を主体とする回生優先制動を行う。

位置Ｐ１は、目標停止位置Ｐ３と、隙間詰めを開始する位置とに基づいて、回生優先制動による減速を開始する減速開始位置として、走行計画に含められる。目標停止位置Ｐ３は、地図情報に基づいて取得される。隙間詰めを開始する位置とは、位置Ｐ２である。位置Ｐ２は、産業車両１の進行方向において目標停止位置Ｐ３のどれだけ手前の位置で回生優先制動を終了するかに応じて予め設定されている。隙間詰めを開始する位置は、例えば、産業車両１の進行方向において目標停止位置Ｐ３から所定距離だけ手前の位置、あるいは、産業車両１の進行方向において目標停止位置Ｐ３から所定速度（例えば停止前車速）で所定時間分だけ手前の位置、として設定されてもよい。

なお、自動運転制御部１４は、位置Ｐ１，Ｐ２に基づいて、停止前制動において産業車両１の車速が停止前車速を超えている場合の産業車両１の要求減速度を、第１減速度として算出してもよい。第１減速度は、回生優先制動における減速度である。自動運転制御部１４は、例えば、目標停止位置Ｐ３、隙間詰めを開始する位置、減速を開始する位置、車速、停止前車速などに基づいて、第１減速度を算出することができる。

続いて、回生優先制動によって産業車両１が減速されると、位置Ｐ２において、産業車両１の車速が所定の停止前車速に達し、上述の徐行状態となる。すなわち、産業車両１の車速が所定の停止前車速以下となる。

自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が所定の停止前車速以下となった場合に機械ブレーキを作動させて、隙間詰めを行う。本実施形態では、隙間詰めの一例として、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、位置Ｐ２で回生制動力が０とされると共に、機械制動力指示値が第１圧力とされる。第１圧力は、隙間詰めのために機械ブレーキを作動させる流体圧（ここでは油圧）の値である。第１圧力は、目標停止位置Ｐ３に達した産業車両１を停止させるために機械ブレーキを作動させる第２圧力よりも小さい。

また、図３（ａ）の産業車両１の車速の傾き（加速度）に示されるように、回生優先制動での減速度よりも、隙間詰めでの減速度の方が小さい。すなわち、停止前制動において産業車両１の車速が停止前車速以下となった場合の産業車両１の減速度は、当該停止前制動において産業車両１の車速が停止前車速よりも大きい場合の減速度よりも小さい。自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が停止前車速以下となった場合の産業車両１の要求減速度を、第２減速度として算出してもよい。第２減速度は、隙間詰め中の要求減速度である。第２減速度は、例えば予め設定されており、コントローラ１０に記憶されていてもよい。自動運転制御部１４は、例えば、隙間詰めとして、産業車両１の減速度が第２減速度となるように、少なくとも機械ブレーキを作動させる。

なお、ここでは、産業車両１の位置が目標停止位置Ｐ３に達するまで、産業車両１の車速が停止前車速（一定値）を目標値としてフィードバック制御されているため、第２減速度は０である。産業車両１の車速は、隙間詰めのための機械制動力或いは隙間詰めを兼ねた機械制動力と、左走行モータ６及び右走行モータ７の力行との双方を相殺させることで、目標値である停止前車速に近づくように制御される。すなわち、自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が停止前車速以下となった場合、産業車両１の位置が目標停止位置Ｐ３に達するまで、産業車両１の車速が目標車速となるように機械ブレーキを作動させると共に左走行モータ６及び右走行モータ７を力行させる。

その後、産業車両１が目標停止位置Ｐ３に達すると、停止前制動から停止制動に移行し、左走行モータ６及び右走行モータ７の力行が終了されると共に、機械制動力指示値が第２圧力とされる。つまり、本実施形態では、停止制動の一例として、機械制動力指示値が第２圧力とされる。これにより、応答遅れの低減された機械制動力で、産業車両１が目標停止位置Ｐ３に停止させられる。自動運転制御部１４は、産業車両１が目標停止位置Ｐ３に到達した場合の産業車両１の要求減速度を、第３減速度として算出してもよい。第３減速度は、目標停止位置Ｐ３に到達した産業車両１を、目標停止位置Ｐ３で停止させるための停止制動の要求減速度である。第３減速度は、例えば予め設定されており、コントローラ１０に記憶されていてもよい。

［コントローラ１０による演算処理の一例］
次に、コントローラ１０による演算処理の一例について説明する。図４は、停止前制動の処理の一例を示すフローチャートである。図４に示される処理は、例えば自動運転中の産業車両１が目標停止位置に向かって走行する場合に実行される。

図４に示されるように、コントローラ１０は、Ｓ０１において、走行情報取得部１３により、産業車両１の車速情報の取得を行う。走行情報取得部１３は、例えば、走行情報センサ２３の検出結果に基づいて、産業車両１の車速情報を取得する。

コントローラ１０は、Ｓ０２において、位置情報取得部１２により、車両位置の取得を行う。位置情報取得部１２は、例えば、ＧＮＳＳ受信機２１の受信結果に基づいて、産業車両１の位置情報を取得する。

コントローラ１０は、Ｓ０３において、自動運転制御部１４により、制動部８の制御及び走行モータの力行の制御を行う。自動運転制御部１４は、例えば、自動運転制御部１４で生成した走行計画に基づいて、制動部８の制御及び走行モータの力行を制御する。コントローラ１０は、Ｓ０３の処理として、具体的には図５に例示される処理を行う。

図５は、制動部の制御及び走行モータの力行の制御処理の一例を示すフローチャートである。図５に示されるように、コントローラ１０は、Ｓ１１において、自動運転制御部１４により、産業車両１の車速が車速閾値を超えているか否かの判定を行う。自動運転制御部１４は、例えば、走行情報取得部１３の取得結果と予め記憶された車速閾値とに基づいて、産業車両１の車速が車速閾値を超えているか否かを判定する。

コントローラ１０は、産業車両１の車速が車速閾値を超えていると自動運転制御部１４により判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２において、自動運転制御部１４により、要求減速度を第１減速度として算出する。コントローラ１０は、Ｓ１２において、減速開始位置を算出してもよい。コントローラ１０は、Ｓ１３において、自動運転制御部１４により、回生優先制動を行う。自動運転制御部１４は、例えば、産業車両１の減速度が第１減速度となるように、左走行モータ６及び右走行モータ７の回生制動力を主体とする回生優先制動を行う。その後、コントローラ１０は、図５の処理を終了すると共に図４の処理を終了し、所定演算周期後に図４の処理を繰り返す。

一方、コントローラ１０は、産業車両１の車速が車速閾値を超えていない（車速が車速閾値以下である）と自動運転制御部１４により判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１４において、自動運転制御部１４により、産業車両１が目標停止位置に未達であるか否かの判定を行う。自動運転制御部１４は、例えば、位置情報取得部１２の取得結果と目標停止位置とに基づいて、産業車両１が目標停止位置に未達であるか否かを判定する。

コントローラ１０は、産業車両１が目標停止位置に未達であると自動運転制御部１４により判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、Ｓ１５において、自動運転制御部１４により、要求減速度を第２減速度として算出する。コントローラ１０は、Ｓ１６において、自動運転制御部１４により、隙間詰めを行う。自動運転制御部１４は、隙間詰めとして、産業車両１の車速が目標車速となるように、第１圧力で機械ブレーキを作動させると共に左走行モータ６及び右走行モータ７を力行させる。あるいは、自動運転制御部１４は、隙間詰めとして、産業車両１の減速度が第２減速度となるように第１圧力で機械ブレーキを作動させてもよい。これにより、産業車両１は、所定の徐行状態で走行することとなる。その後、コントローラ１０は、図５の処理を終了すると共に図４の処理を終了し、所定演算周期後に図４の処理を繰り返す。

他方、コントローラ１０は、産業車両１が目標停止位置に未達ではない（産業車両１が目標停止位置に到達した）と自動運転制御部１４により判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）、停止前制動から停止制動への移行として、Ｓ１７において、自動運転制御部１４により、要求減速度を第３減速度として算出する。コントローラ１０は、Ｓ１８において、自動運転制御部１４により、停止制動を行い、産業車両１を停止させる。自動運転制御部１４は、例えば、停止制動として、産業車両１の減速度が第３減速度となるように、第２圧力で機械ブレーキを作動させる。なお、産業車両１は、第２圧力が維持されることによる機械制動力で、位置Ｐ３にて停止し続ける。その後、コントローラ１０は、図５の処理を終了すると共に図４の処理を終了し、所定演算周期後に図４の処理を繰り返す。

［作用及び効果］
以上、本実施形態に係る産業車両の制動制御装置１００では、停止前制動において産業車両１の車速が所定の車速閾値以下となった場合に機械ブレーキが作動する。これにより、機械ブレーキでは、機械制動力の応答遅れを引き起こす物理的な隙間が低減される。その結果、機械ブレーキを作動させていない場合と比べて、機械ブレーキは、機械制動力の応答遅れが低減された状態となる。したがって、産業車両の制動制御装置１００によれば、油圧により作動する機械ブレーキで産業車両１を目標停止位置に停止させる場合の機械制動力の応答遅れを低減させることが可能となる。

産業車両の制動制御装置１００では、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値以下となった場合の産業車両１の減速度は、当該停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値よりも大きい場合の減速度よりも小さい。これにより、車速が車速閾値を超えている場合と比べて、車速閾値以下の車速で産業車両１が目標停止位置に近づく際の速度変化が緩やかとなるため、産業車両１を目標停止位置により適切に停止させ易くなる。

産業車両の制動制御装置１００では、自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値以下となった場合、産業車両１の位置が目標停止位置に達するまで、産業車両１の車速が目標車速となるように機械ブレーキを作動させると共に左走行モータ６及び右走行モータ７を力行させる。これにより、産業車両１を目標車速で走行させて目標停止位置に近づけることで、目標停止位置に対する産業車両１の停止位置精度の安定化を図ることができる。なお、停止位置精度とは、産業車両１の停止位置が、目標停止位置に対してどの程度の誤差を持つかを表す指標のことである。

産業車両の制動制御装置１００では、自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値を超えている場合に左走行モータ６及び右走行モータ７の回生制動力を主体とする回生優先制動を行う。この場合、回生優先制動の際、上述の物理的な隙間に起因して、機械ブレーキは、機械制動力の応答遅れを伴う状態になり易い。よって、上述の隙間詰めによる機械制動力の応答遅れの低減効果が顕著なものとなる。

産業車両の制動制御装置１００では、自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値以下となった場合に、機械ブレーキの油圧を第１圧力とすることで機械ブレーキを作動させ、産業車両１の位置が目標停止位置に達した場合に、機械ブレーキの油圧を第１圧力より大きい第２圧力とすることで停止制動を行う。これにより、機械ブレーキの油圧を第１圧力又は第２圧力とするというシンプルな構成で停止制動と停止前制動とを実行することができる。

なお、産業車両１において機械ブレーキとして例えばドラムブレーキが採用されている場合、産業車両の制動制御装置１００による隙間詰めによって、産業車両１が目標停止位置に到達する前に、予めシュークリアランスを低減しておくことができる。その結果、上記特許文献１に記載の従来技術のように、仮に産業車両１が目標停止位置に到達してから機械ブレーキを作動させてシュークリアランスの低減速度を上げる手法と比べて、より一層高応答な機械制動力で目標停止位置に到達した産業車両１を停止させることができる。予めシュークリアランスを低減できるため、シュークリアランスの低減速度を上げるために例えば油圧を高めるためにＥＳＣユニット３２のモータ及びポンプ等の性能を上げることを要することなく、機械制動力の応答性を改善することができる。さらに、予めシュークリアランスを低減できるため、例えばブレーキシューの交換後などシュークリアランスが変化した場合でも、上記従来技術の油圧上昇代などの隙間詰めのための制御パラメータを調整する必要がない。

［変形例］
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。

上記実施形態では、自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値を超えている場合に左走行モータ６及び右走行モータ７の回生制動力を主体とする回生優先制動を行ったが、これに限定されない。例えば、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値を超えている場合であっても、一時的に機械ブレーキを作動させてもよい。この場合であっても、例えば産業車両１の車速が車速閾値に近づいたときに機械ブレーキが作動されていなければ、機械ブレーキの摺動部材同士のクリアランスが再拡大する可能性があるため、上述の隙間詰めによる機械制動力の応答遅れの低減効果が有効に奏される。

上記実施形態では、自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値以下となった場合、産業車両１の位置が目標停止位置に達するまで、産業車両１の車速が目標車速となるように機械ブレーキを作動させると共に左走行モータ６及び右走行モータ７を力行させたが、少なくとも機械ブレーキを作動させればよい。例えば、自動運転制御部１４は、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値以下となった場合、産業車両１の位置が目標停止位置に達するまで、左走行モータ６及び右走行モータ７を力行させずに、例えば一定の第１圧力で機械ブレーキの作動を継続してもよい。なお、機械ブレーキを作動させる油圧が変化してもよい。

上記実施形態では、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値以下となった場合の産業車両１の減速度は、当該停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値よりも大きい場合の減速度よりも小さくされたが、これに限定されない。例えば、両者の減速度が互いに等しくてもよい。あるいは、停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値以下となった場合の産業車両１の減速度は、当該停止前制動において産業車両１の車速が車速閾値よりも大きい場合の減速度よりも大きくされてもよい。

上記実施形態では、産業車両１にブレーキペダル及びマスターシリンダが設けられていなかったが、例えば自動運転では用いられない保守用などとしてのブレーキペダル及びマスターシリンダが設けられていてもよい。

上記実施形態では、図１のような電動トーイングトラクタを産業車両１として例示したが、これに限定されず、産業車両１は、例えば電動フォークリフトであってもよいし、ハイブリッド式の産業車両であってもよい。要は、回生制動力を生じる走行モータと、流体圧により作動して機械制動力を生じる機械ブレーキと、を制動部として備え、産業車両を所定の目標停止位置に自動運転で停止させるための停止前制動を実行可能な産業車両であればよい。

産業車両１の自動運転のための構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、周辺状況センサ２２にてライダーを用いていたが、別のセンサで代用してもよい。

上記実施形態では、流体圧として油圧により作動する機械ブレーキを例示したが、流体圧として空圧により作動する機械ブレーキであってもよい。

上記実施形態では、目標停止位置の手前で産業車両１の車速が車速閾値以下となった場合に隙間詰めを行ったが、例えば、位置情報取得部１２により取得した産業車両１の位置情報と周辺状況センサ２２の検出結果と地図データベース２４の地図情報とに基づいて、産業車両１が目標停止位置まで所定範囲（例えば所定距離）の位置に達した場合に、隙間詰めを行うようにしてもよい。

以上に記載された実施形態及び種々の変形例の少なくとも一部が任意に組み合わせられてもよい。

１…産業車両、６…左走行モータ（走行モータ）、７…右走行モータ（走行モータ）、８…制動部、８ａ…ＦＬディスクブレーキ（機械ブレーキ）、８ｂ…ＦＲディスクブレーキ（機械ブレーキ）、８ｃ…ＲＬドラムブレーキ（機械ブレーキ）、８ｄ…ＲＲドラムブレーキ（機械ブレーキ）、１０…コントローラ、１１…地図情報取得部、１２…位置情報取得部、１３…走行情報取得部、１４…自動運転制御部、１００…産業車両の制動制御装置。

Claims (5)

1. 回生制動力を生じる走行モータと、流体圧により作動して機械制動力を生じる機械ブレーキと、を制動部として備える産業車両の制動制御装置であって、
   前記産業車両の車速情報を取得する車速情報取得部と、
   前記産業車両の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記車速情報と前記位置情報とに基づいて、前記産業車両を所定の目標停止位置に自動運転で停止させる停止制動と、前記停止制動の前に前記産業車両を減速させる停止前制動を実行する自動運転制御部と、を備え、
   前記自動運転制御部は、前記停止前制動において前記産業車両の車速が所定の車速閾値以下となった場合に前記機械ブレーキを作動させる、産業車両の制動制御装置。
2. 前記停止前制動において前記産業車両の車速が前記車速閾値以下となった場合の前記産業車両の減速度は、当該前記停止前制動において前記産業車両の車速が前記車速閾値よりも大きい場合の減速度よりも小さい、請求項１に記載の産業車両の制動制御装置。
3. 前記自動運転制御部は、前記停止前制動において前記産業車両の車速が前記車速閾値以下となった場合、前記産業車両の位置が前記目標停止位置に達するまで、前記産業車両の車速が目標車速となるように前記機械ブレーキを作動させると共に前記走行モータを力行させる、請求項１又は２に記載の産業車両の制動制御装置。
4. 前記自動運転制御部は、前記停止前制動において前記産業車両の車速が前記車速閾値を超えている場合に前記走行モータの回生制動力を主体とする回生優先制動を行う、請求項１～３の何れか一項に記載の産業車両の制動制御装置。
5. 前記自動運転制御部は、
   前記停止前制動において前記産業車両の車速が前記車速閾値以下となった場合に、前記流体圧を第１圧力とすることで前記機械ブレーキを作動させ、
   前記産業車両の位置が前記目標停止位置に達した場合に、前記流体圧を前記第１圧力より大きい第２圧力とすることで前記停止制動を行う、請求項１～４の何れか一項に記載の産業車両の制動制御装置。

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