特許 6378958 鉱山用ダンプトラック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6378958

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】鉱山用ダンプトラック

(51)【国際特許分類】

   B60T 7/12 20060101AFI20180813BHJP

   B60T 8/172 20060101ALI20180813BHJP

   B60L 3/00 20060101ALI20180813BHJP

   B60W 10/184 20120101ALI20180813BHJP

   B60W 30/09 20120101ALI20180813BHJP

   B60W 50/14 20120101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   B60T7/12 C

   B60T8/172 B

   B60L3/00 H

   B60L3/00 N

   B60W10/184

   B60W30/09

   B60W50/14

【請求項の数】9

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2014-147166(P2014-147166)

(22)【出願日】2014年7月17日

(65)【公開番号】特開2016-22804(P2016-22804A)

(43)【公開日】2016年2月8日

【審査請求日】2017年3月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 啓之

(72)【発明者】

【氏名】坂本 博史

(72)【発明者】

【氏名】魚津 信一

(72)【発明者】

【氏名】武田 宏栄

【審査官】 谷口 耕之助

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１８８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５００７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９６８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９５７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８４０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１０５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５４３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２５７３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１８２２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｔ ７／１２

Ｂ６０Ｌ ３／００

Ｂ６０Ｔ ８／１７２

Ｂ６０Ｗ １０／１８４

Ｂ６０Ｗ ３０／０９

Ｂ６０Ｗ ５０／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オペレータが操作するハンドルと、
障害物を検出する障害物検出装置と、
通常制動時に使用する通常ブレーキ装置と、
緊急制動時に使用する緊急ブレーキ装置と、
前記通常ブレーキ装置の操作を促すための報知を行う第１報知部と、
前記緊急ブレーキ装置の操作を促すための報知を行う第２報知部と、
前記ハンドルの操作を促すための報知を行う第３報知部と、
前記障害物検出装置の検出結果に基づいて、前記障害物との衝突の可能性を判定する衝突可能性判定部と、
前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置の作動を制御するブレーキ制御部と、を備え、
前記衝突可能性判定部は、前記通常ブレーキ装置を作動させることで前記障害物との衝突を回避できる第１危険度、または前記障害物との衝突の回避に前記緊急ブレーキ装置の作動を要する第２危険度の何れであるかを判定し、
前記ブレーキ制御部は、前記第１危険度との判定に基づき前記通常ブレーキ装置を作動し、前記第２危険度との判定に基づき前記緊急ブレーキ装置を作動させ、
前記衝突可能性判定部は、
前記障害物検出装置の検出結果から、前記障害物との間の二点間距離及び前記障害物との相対速度を演算する障害物情報認識部と、
前記障害物情報認識部で得られた前記二点間距離を前記相対速度で除算して衝突予測時間を演算する衝突予測時間演算部と、
前記通常ブレーキ装置を作動して前記障害物との衝突を回避できる限界時間として設定される第１閾値及び前記緊急ブレーキ装置を作動して前記障害物との衝突を回避することができる限界時間として設定される第２閾値と、前記衝突予測時間とをそれぞれ比較すると共に、前記衝突予測時間が前記第１閾値と略等しい場合に前記第１危険度と判定し、前記衝突予測時間が前記第２閾値と略等しい場合に前記第２危険度と判定する危険度判定部と、を備え、
前記危険度判定部は、
前記衝突予測時間が前記第１閾値に所定のマージンを加えた第１警報閾値と略等しくなった場合に前記第１報知部に第１報知指令を出力し、
前記衝突予測時間が前記第２閾値に所定のマージンを加えた第２警報閾値と略等しくなった場合に前記第２報知部に第２報知指令を出力し、
前記衝突予測時間が前記第１警報閾値より小さく、かつ、前記第２警報閾値より大きい場合であって、オペレータによる前記ハンドルの操作で前記障害物との衝突を回避できると判断した場合に前記第３報知部に第３報知指令を出力し、
前記第１報知部は前記第１報知指令に基づき報知を行い、
前記第２報知部は前記第２報知指令に基づき報知を行い、
前記第３報知部は前記第３報知指令に基づき報知を行い、
前記第３報知部による報知は、前記第１報知部による報知後であって、前記第２報知部による報知より前に行われることを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【請求項2】

請求項１において、
積荷の有無を検出する荷重検出器を更に備え、
前記危険度判定部は、前記荷重検出器の検出値に応じて値が変更された前記第１閾値及び前記第２閾値に基づいて、前記第１危険度及び前記第２危険度を判定することを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【請求項3】

請求項２において、
積荷有りの場合における前記第１閾値及び前記第２閾値を、積荷無しの場合における前記第１閾値及び第２閾値よりそれぞれ大きい値に変更することで、積荷有りの場合の方が積荷無しの場合に比べて、前記ブレーキ制御部が前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置を作動するタイミングを早めるようにしたことを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【請求項4】

請求項１において、
路面の傾斜を検出する傾斜検出器を更に備え、
前記危険度判定部は、前記傾斜検出器の検出値に応じて値が変更された前記第１閾値及び前記第２閾値に基づいて、前記第１危険度及び前記第２危険度を判定することを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【請求項5】

請求項４において、
前記路面が下り傾斜の場合における前記第１閾値及び前記第２閾値を、前記路面が登り傾斜の場合における前記第１閾値及び第２閾値よりそれぞれ大きい値に変更することで、前記路面が下り傾斜の場合の方が、前記路面が登り傾斜の場合に比べて、前記ブレーキ制御部が前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置を作動するタイミングを早めるようにしたことを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【請求項6】

請求項１において、
前記衝突可能性判定部は、路面の摩擦係数を演算する路面状態推定演算部を備え、
前記危険度判定部は、前記路面状態推定演算部で演算した摩擦係数に応じて値が変更された前記第１閾値及び前記第２閾値に基づいて、前記第１危険度及び前記第２危険度を判定することを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【請求項7】

請求項６において、
前記路面が低摩擦係数の場合における前記第１閾値及び前記第２閾値を、前記路面が高摩擦係数の場合における前記第１閾値及び第２閾値よりそれぞれ大きい値に変更することで、前記路面が低摩擦係数の場合の方が、前記路面が高摩擦係数の場合に比べて、前記ブレーキ制御部が前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置を作動するタイミングを早めるようにしたことを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【請求項8】

請求項１において、
前記通常ブレーキ装置としての通常ブレーキペダルと、
前記緊急ブレーキ装置としての緊急ブレーキペダルと、を備え、
前記ブレーキ制御部は、オペレータの前記通常ブレーキペダル及び前記緊急ブレーキペダルの操作を受け付けて、前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置の作動を制御することを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【請求項9】

請求項１において、
前記障害物情報認識部は、前方を走行中の車両を前記障害物として認識すると共に、前記走行中の車両との間の二点間距離及び前記走行中の車両との相対速度を演算することを特徴とする鉱山用ダンプトラック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉱山で用いられるダンプトラックに関する。

【背景技術】

【0002】

鉱山では、安全性の確保及び搬送効率の向上が最重要課題である。搬送効率を向上させるために、鉱山ではほぼ１日２４時間体制で採掘現場から土砂を運搬する車両や掘削を行う車両等様々な多種類の車両が行き来している。

【0003】

鉱山で用いられるダンプトラックには、衝突事故を未然に防ぐために、通常制動時に用いる電気ブレーキ（通常ブレーキ装置）のほかに、緊急制動時に用いる機械ブレーキ（緊急ブレーキ装置）が搭載されている。緊急制動時には、電気ブレーキと機械ブレーキとが協働して車両を停止させる。

【0004】

このブレーキ操作を行うのは鉱山用ダンプトラックを運転するオペレータである。そのため、オペレータの操作ミス等により衝突事故が発生するおそれがある。衝突事故が発生すると、鉱山の作業を停止する必要があるため搬送効率の低下を招く。また、機械ブレーキのディスクは磨耗しやすいため、機械ブレーキを多用することは機械ブレーキの寿命の点から好ましくない。

【0005】

衝突を回避する技術として特許文献１が公知である。特許文献１には、「対象物と自車との相対距離及び相対速度とに基づき導出されるＴＴＣが設定値を下回ったときに自動的に、時系列的に複数段階にわたり制動力または制動減速度を徐々に増大させる段階的な制動制御を行う。」という構成が記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−２２３５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１は、１種類のブレーキ力に基づいて障害物との衝突を回避するために警報でオペレータに報知したり、車両を停止させたりする技術が開示されているに過ぎない。即ち、特許文献１は、通常制動時に用いる通常ブレーキ装置と緊急制動時に用いる緊急ブレーキ装置の２種類の異なるブレーキ装置を有する鉱山用のダンプトラックに対して、どのようにブレーキを制御して衝突を回避するかについて言及されていない。

【0008】

本発明の目的は、通常ブレーキ装置と緊急ブレーキ装置とを備えた鉱山用ダンプトラックにおいて、障害物との衝突を回避するのに好適なブレーキ制御を実現するにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明に係る鉱山用ダンプトラックは、オペレータが操作するハンドルと、障害物を検出する障害物検出装置と、通常制動時に使用する通常ブレーキ装置と、緊急制動時に使用する緊急ブレーキ装置と、前記通常ブレーキ装置の操作を促すための報知を行う第１報知部と、前記緊急ブレーキ装置の操作を促すための報知を行う第２報知部と、前記ハンドルの操作を促すための報知を行う第３報知部と、前記障害物検出装置の検出結果に基づいて、前記障害物との衝突の可能性を判定する衝突可能性判定部と、前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置の作動を制御するブレーキ制御部と、を備え、前記衝突可能性判定部は、前記通常ブレーキ装置を作動させることで前記障害物との衝突を回避できる第１危険度、または前記障害物との衝突の回避に前記緊急ブレーキ装置の作動を要する第２危険度の何れであるかを判定し、前記ブレーキ制御部は、前記第１危険度との判定に基づき前記通常ブレーキ装置を作動し、前記第２危険度との判定に基づき前記緊急ブレーキ装置を作動させ、前記衝突可能性判定部は、前記障害物検出装置の検出結果から、前記障害物との間の二点間距離及び前記障害物との相対速度を演算する障害物情報認識部と、前記障害物情報認識部で得られた前記二点間距離を前記相対速度で除算して衝突予測時間を演算する衝突予測時間演算部と、前記通常ブレーキ装置を作動して前記障害物との衝突を回避できる限界時間として設定される第１閾値及び前記緊急ブレーキ装置を作動して前記障害物との衝突を回避することができる限界時間として設定される第２閾値と、前記衝突予測時間とをそれぞれ比較すると共に、前記衝突予測時間が前記第１閾値と略等しい場合に前記第１危険度と判定し、前記衝突予測時間が前記第２閾値と略等しい場合に前記第２危険度と判定する危険度判定部と、を備え、前記危険度判定部は、前記衝突予測時間が前記第１閾値に所定のマージンを加えた第１警報閾値と略等しくなった場合に前記第１報知部に第１報知指令を出力し、前記衝突予測時間が前記第２閾値に所定のマージンを加えた第２警報閾値と略等しくなった場合に前記第２報知部に第２報知指令を出力し、前記衝突予測時間が前記第１警報閾値より小さく、かつ、前記第２警報閾値より大きい場合であって、オペレータによる前記ハンドルの操作で前記障害物との衝突を回避できると判断した場合に前記第３報知部に第３報知指令を出力し、前記第１報知部は前記第１報知指令に基づき報知を行い、前記第２報知部は前記第２報知指令に基づき報知を行い、前記第３報知部は前記第３報知指令に基づき報知を行い、前記第３報知部による報知は、前記第１報知部による報知後であって、前記第２報知部による報知より前に行われることを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、危険度に応じて通常ブレーキ装置と緊急ブレーキ装置とを適宜使い分けて、障害物との衝突を回避することができる。よって、好適なブレーキ制御を実現できる。また、本発明は、不要に緊急ブレーキを操作することを防ぐことができるため、緊急ブレーキ装置の磨耗を抑制し、長寿命化を図ることができる。また、障害物との二点間距離及び障害物との相対速度を演算して衝突予測時間を求め、この衝突予測時間と第１閾値とが略等しい場合に第１危険度と判定して通常ブレーキ装置を作動させることができるため、障害物との衝突を安全に回避することができる。また、本発明は、衝突予測時間と第２閾値とが略等しい場合に第２危険度と判定して緊急ブレーキ装置を作動させることができるため、障害物との衝突を安全に回避することができる。また、通常ブレーキ装置が作動する前及び緊急ブレーキ装置が作動する前にオペレータにブレーキ操作を促す旨の報知を事前に行うので、車両のブレーキ制動をオペレータの技量に委ねることができ、オペレータにとって使い勝手の良いものとなる。また、ハンドル操作で衝突を回避できる場合にその旨を報知することで、不要な緊急ブレーキ操作を防ぐことができるから、緊急ブレーキ装置の磨耗をより一層抑えることができる。また、ハンドル操作をするかブレーキ操作をするかの判断はオペレータに委ねられるため、オペレータにとって使い勝手が良い。

【0017】

また、本発明は、上記構成において、積荷の有無を検出する荷重検出器を更に備え、前記危険度判定部は、前記荷重検出器の検出値に応じて値が変更された前記第１閾値及び前記第２閾値に基づいて、前記第１危険度及び前記第２危険度を判定することを特徴とする。

【0018】

本発明によれば、鉱山用ダンプトラックが積荷の状態であるか、空荷の状態であるかに応じてブレーキ制動をかけることができるため、より安全性が高まる。

【0019】

また、本発明は、上記構成において、積荷有りの場合における前記第１閾値及び前記第２閾値を、積荷無しの場合における前記第１閾値及び第２閾値よりそれぞれ大きい値に変更することで、積荷有りの場合の方が積荷無しの場合に比べて、前記ブレーキ制御部が前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置を作動するタイミングを早めるようにしたことを特徴とする。

【0020】

本発明によれば、鉱山用ダンプトラックが積荷の状態の場合、ブレーキの作動タイミングを早めることにより、より衝突のリスクを回避でき、安全性が高まる。

【0021】

また、本発明は、上記構成において、路面の傾斜を検出する傾斜検出器を更に備え、前記危険度判定部は、前記傾斜検出器の検出値に応じて値が変更された前記第１閾値及び前記第２閾値に基づいて、前記第１危険度及び前記第２危険度を判定することを特徴とする。

【0022】

本発明によれば、路面の傾斜に応じてブレーキ制動をかけることができるため、より安全性が高まる。

【0023】

また、本発明は、上記構成において、前記路面が下り傾斜の場合における前記第１閾値及び前記第２閾値を、前記路面が登り傾斜の場合における前記第１閾値及び第２閾値よりそれぞれ大きい値に変更することで、前記路面が下り傾斜の場合の方が、前記路面が登り傾斜の場合に比べて、前記ブレーキ制御部が前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置を作動するタイミングを早めるようにしたことを特徴とする。

【0024】

本発明によれば、路面が下り傾斜の場合、ブレーキの作動タイミングを早めることにより、より衝突のリスクを回避でき、安全性が高まる。

【0025】

また、本発明は、上記構成において、前記衝突可能性判定部は、路面の摩擦係数を演算する路面状態推定演算部を備え、前記危険度判定部は、前記路面状態推定演算部で演算した摩擦係数に応じて値が変更された前記第１閾値及び前記第２閾値に基づいて、前記第１危険度及び前記第２危険度を判定することを特徴とする。

【0026】

本発明によれば、路面の状態が滑りやすいか否かに応じてブレーキ制動をかけることができるため、より安全性が高まる。

【0027】

また、本発明は、上記構成において、前記路面が低摩擦係数の場合における前記第１閾値及び前記第２閾値を、前記路面が高摩擦係数の場合における前記第１閾値及び第２閾値よりそれぞれ大きい値に変更することで、前記路面が低摩擦係数の場合の方が、前記路面が高摩擦係数の場合に比べて、前記ブレーキ制御部が前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置を作動するタイミングを早めるようにしたことを特徴とする。

【0028】

本発明によれば、路面が滑りやすい場合、ブレーキの作動タイミングを早めることにより、より衝突のリスクを回避でき、安全性が高まる。

【0029】

また、本発明は、上記構成において、前記通常ブレーキ装置としての通常ブレーキペダルと、前記緊急ブレーキ装置としての緊急ブレーキペダルと、を備え、前記ブレーキ制御部は、オペレータの前記通常ブレーキペダル及び前記緊急ブレーキペダルの操作を受け付けて、前記通常ブレーキ装置及び前記緊急ブレーキ装置の作動を制御することを特徴とする。

【0030】

本発明によれば、オペレータが自らブレーキ操作をすることができるため、より一層使い勝手の良いものとなる。また、オペレータによるブレーキ操作では衝突を回避できない場合には、ブレーキ制御部が自動的に通常ブレーキ装置または緊急ブレーキ装置を作動することで、安全性は確保される。

【0031】

また、本発明は、上記構成において、前記障害物情報認識部は、前方を走行中の車両を前記障害物として認識すると共に、前記走行中の車両との間の二点間距離及び前記走行中の車両との相対速度を演算することを特徴とする。

【0032】

本発明によれば、前方を走行する車両との衝突を回避できるため、鉱山においてより安全性の高いものとなる。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、通常ブレーキ装置と緊急ブレーキ装置とを備えた鉱山用ダンプトラックに対して、障害物との衝突を回避するのに好適なブレーキ制御を実現することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の第１実施形態に係る鉱山用ダンプトラックの側面図である。

【図2】図１に示す鉱山用ダンプトラックのキャブ内を示す説明図である。

【図3】図１に示す鉱山用ダンプトラックの全体構成図である。

【図4】第１実施形態に係る衝突可能性判定器の詳細を示すブロック図である。

【図5】第１実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。

【図6】第１実施形態に係る危険度判定部の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】第２実施形態に係るダンプトラックの全体構成図である。

【図8】第２実施形態に係る衝突可能性判定器の詳細を示すブロック図である。

【図9】第２実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。

【図10】第２実施形態に係る危険度判定部の処理手順を示すフローチャートである。

【図11】第３実施形態に係るダンプトラックの全体構成図である。

【図12】第３実施形態に係る衝突可能性判定器の詳細を示すブロック図である。

【図13】第３実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。

【図14】第３実施形態に係る危険度判定部の処理手順を示すフローチャートである。

【図15】第４実施形態に係るダンプトラックの全体構成図である。

【図16】第４実施形態に係る衝突可能性判定器の詳細を示すブロック図であり。

【図17】第４実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。

【図18】第４実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。

【図19】第４実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。

【図20】第４実施形態に係る危険度判定部の処理手順を示すフローチャートである。

【図21】第４実施形態に係る危険度判定部の処理手順を示すフローチャートである。

【図22】第５実施形態に係るダンプトラックの全体構成図である。

【図23】第５実施形態に係る衝突可能性判定器の詳細を示すブロック図である。

【図24】第５実施形態における危険度の判定方法を説明するための図であって、積荷の有無と危険度との関係を示す図である。

【図25】第５実施形態における危険度の判定方法を説明するための図であって、路面の傾斜と危険度との関係を示す図である。

【図26】第５実施形態における危険度の判定方法を説明するための図であって、路面状態と危険度との関係を示す図である。

【図27】第６実施形態における危険度の判定方法を説明するための図であって、移動体の移動方向と危険度との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、全図を通じて同一の構成については同一の符号を付し、重複説明を省略する。

【0036】

＜第１実施形態＞
図１〜図３に基づいて、第１実施形態に係る鉱山用ダンプトラックの構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る鉱山用ダンプトラックの側面図である。図２は、図１に示す鉱山用ダンプトラックのキャブ内を示す説明図である。図３は、図１に示す鉱山用ダンプトラックの全体構成図である。

【0037】

図１に示すように、本実施形態に係る鉱山用ダンプトラック（以下「ダンプトラック」と略記する）１００は、車体フレーム６０、一対の前輪７，８、一対の後輪３，６、及び荷台６１を備えている。一対の前輪７，８は、車体フレーム６０の前部の左右両端に回転可能に取り付けられている。一対の後輪３，６は、車体フレーム６０の後部の左右両端に回転可能に取り付けられている。さらに、荷台６１は、土砂や砕石等の運搬対象物を積載する部分であって、車体フレーム６０に起伏可能に取り付けられている。

【0038】

また、車体フレーム６０の左側の前輪７の上方には、オペレータが乗車する運転室であるキャブ６２が設けられる。更に車体フレーム６０の前部には、図示を省略するものの、エンジンや油圧機器等が収容されたパワーユニットが設けられている。

【0039】

図２に示すように、キャブ６２内には、オペレータが着座する座席９０が備えられ、これに着座したオペレータの前方にステアリングハンドル９１が備えられる。ステアリングハンドル９１の根元のオペレータから見て右側には、通常ブレーキペダル９２、及びアクセルペダル９３が配置される。また、ステアリングハンドル９１の根元のオペレータから見て左側には、緊急ブレーキペダル９４が備えられる。

【0040】

通常ブレーキペダル９２は、通常制動時に使用され、本発明の「通常ブレーキ装置」を構成する要素である。この通常ブレーキペダル９２を使用した通常ブレーキ動作では、主に電気ブレーキにより車両が減速し、停止直前に機械ブレーキ２４，２５，２６，２７（図３参照）と協働して車両を停止する。

【0041】

即ち、オペレータが、通常ブレーキペダル９２を踏むと、後述する電動機１、４（図３参照）を発電機として機能させ、回生した電気を電力消費装置（リターダ）５６（図３参照）で消費してブレーキ動作を行い、減速する。そして、停止直前の速度、例えば、０．５ｋｍ／ｈ以下で機械ブレーキも作動してダンプトラック１００が停止する。

【0042】

緊急ブレーキペダル９４は、緊急制動時に使用され、本発明の「緊急ブレーキ装置」を構成する要素である。この緊急ブレーキペダル９４を使用した緊急ブレーキ動作では、ブレーキディスクを含む機械ブレーキ２４，２５，２６，２７（図３参照）と、電気ブレーキとを同時に作動させて車両を減速・停止させる。

【0043】

即ち、オペレータが緊急ブレーキペダル９４を踏むと、電気ブレーキ及び機械ブレーキが同時にフル作動する。これにより、通常ブレーキよりもより大きな制動力により車速を減速し、より短時間で車体を停止させることができる。

【0044】

通常ブレーキペダル９２を踏んで作動させる通常ブレーキ装置の制動力と、緊急ブレーキペダル９４を踏んで作動させる緊急ブレーキ装置の制動力とは、同一環境下で作動させた場合に、緊急ブレーキ装置の制動力の方が、通常ブレーキ装置の制動力よりも大きい。

【0045】

なお、本実施形態では、通常ブレーキペダル９２と緊急ブレーキペダル９４とを別体に構成したが、これらを一つのブレーキペダルにより構成し、踏み込み量が閾値未満であれば通常ブレーキを、閾値以上であれば緊急ブレーキを作動させるように構成してもよい。

【0046】

ステアリングハンドル９１の前方には、計器類や、ダンプトラック１００の周囲を撮影した画像を表示するカメラモニタなどを含むフロントパネル９５が備えられる。

【0047】

次に、ダンプトラック１００の全体構成を説明する。図３に示すように、ダンプトラック１００は、電動機１がギア２を介して後輪３を駆動し、電動機４がギア５を介して後輪６を駆動することで前進または後進する。即ち、本実施形態では、後輪３，６が駆動輪であり、前輪７，８は従動輪である。

【0048】

また、図示は省略しているが、ダンプトラック１００は、動力源としてのエンジンと、エンジンの動力を電気エネルギーに変換する発電機と、を搭載する。そして、発電された電力が電力変換器１３に供給される。電動機１及び電動機４は電動機制御器２９によって制御され、電力変換器１３は電動機１と電動機４を駆動する。電流検出器１４は電力変換器１３と電動機１の間に接続されており、それらの間に流れる電流を検出する。電流検出器１５は電力変換器１３と電動機４の間に接続されており、それらの間に流れる電流を検出する。そして、電流検出器１４，１５で検出された電流値はトルク制御器１６に出力される。

【0049】

速度検出器９は電動機１に接続されており、電動機１の回転速度を検出する。速度検出器１０は電動機４に接続されており、電動機４の回転速度を検出する。速度検出器１１は前輪７の軸に接続されており、前輪７の回転速度を検出する。速度検出器１２は前輪８の軸に接続されており、前輪８の回転速度を検出する。そして、速度検出器９，１０，１１，１２で検出された回転速度値は衝突可能性判定器３０に出力される。また、速度検出器９，１０で検出された回転速度値はトルク制御器１６にも出力される。

【0050】

アクセル開度検出器１９は、オペレータのアクセル操作に応じたアクセルペダル９３の開度を検出し、ブレーキ開度検出器２０はオペレータの通常ブレーキ操作に応じた通常ブレーキペダル９２の開度を検出し、ステアリング角度検出器２１はオペレータのステアリング操作に応じたステアリングハンドル９１の角度を検出する。そして、各検出値はトルク指令演算器１７に出力される。

【0051】

緊急ブレーキ操作検出器２２は、緊急ブレーキペダルの操作を検出し、緊急ブレーキ操作検出値を緊急ブレーキ制御器２３に出力する。緊急ブレーキ制御器２３は緊急ブレーキ操作検出器２２の出力する緊急ブレーキ操作検出値の入力をトリガとして、その入力された緊急ブレーキ操作検出値をトルク指令演算器１７に出力すると共に、各機械ブレーキ２４，２５，２６，２７へ動作指令を出力する。また、緊急ブレーキ操作検出器２２の検出値は、緊急ブレーキ制御器２３を介して衝突可能性判定器３０にも出力される。

【0052】

トルク指令演算器１７は、アクセル開度検出器１９の出力するアクセル開度検出値、ブレーキ開度検出器２０の出力するブレーキ開度検出値、ステアリング角度検出器２１の出力するステアリング角度検出値を入力として、電動機１へのトルク指令及び電動機４へのトルク指令を演算し、それらのトルク指令をトルク制御器１６に出力する。

【0053】

ここで、緊急ブレーキ操作検出器２２が緊急ブレーキ操作検出値を出力した場合は、トルク指令演算器１７は、アクセル開度検出器１９の出力するアクセル開度検出値及びブレーキ開度検出器２０の出力するブレーキ開度検出値に関係なく、フルに通常ブレーキペダル９２を踏み込んだ時と同じトルク低減指令をトルク制御器１６に出力する。

【0054】

トルク制御器１６は、トルク指令演算器１７の出力する電動機１へのトルク指令、電流検出器１４の出力する電流検出値、及び速度検出器９の出力する回転速度検出値から、電動機１の出力するトルクが電動機１へのトルク指令に従うように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により電力変換器１３へゲートパルス信号を出力する。

【0055】

また同様に、トルク制御器１６は、トルク指令演算器１７の出力する電動機４へのトルク指令、電流検出器１５の出力する電流検出値、及び速度検出器１０の出力する回転速度検出値から、電動機４の出力するトルクが電動機４へのトルク指令に従うように、ＰＷＭ制御により電力変換器１３へゲートパルス信号を出力する。

【0056】

電力変換器１３は、これらのゲートパルス信号を受け、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子が高速にスイッチングを行うことで、高応答なトルク制御を実現する。

【0057】

電力消費装置５６は、車両が減速する時に電動機１及び電動機４が回生する電力を消費する機能を有する。

【0058】

衝突可能性判定器（衝突可能性判定部）３０は、ミリ波センサやイメージングセンサ等の障害物検出センサ（障害物検出装置）２８からの入力を受け付け、詳しくは後述する危険度を判定し、ブレーキ制御部３３にブレーキ介入指令を出力する。ブレーキ制御部３３において、符号３１は通常ブレーキの作動を制御する通常ブレーキ作動部、符号３２は緊急ブレーキの作動を制御する緊急ブレーキ作動部である。

【0059】

なお、上記衝突可能性判定器３０、トルク指令演算器１７、及び緊急ブレーキ制御器２３は、特定の用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）の他、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアに衝突可能性判定器３０、トルク指令演算器１７、及び緊急ブレーキ制御器２３のそれぞれの機能を実現するためのソフトウェアを実行させて形成してもよい。また、図３では、衝突可能性判定器３０、トルク指令演算器１７、及び緊急ブレーキ制御器２３を別部材として図示しているが、ＭＰＵやＣＰＵ、記憶装置、及び出入力装置を含む一つの制御装置に、各機能を実現するためのソフトウェアを実行させて構成してもよい。

【0060】

次に衝突可能性判定器３０の詳細について説明する。図４は、衝突可能性判定器３０の詳細を示すブロック図である。図４に示すように、障害物情報認識部５４は、障害物検出センサ２８から出力される情報を入力として、障害物の位置及び障害物と自車両との相対速度をＴＴＣ演算部（衝突予測時間演算部）５５に出力する。ＴＴＣ演算部５５は、障害物の位置情報及び障害物と自車両との相対速度情報を入力として、ＴＴＣ（Time To Collision：衝突予測時間）を演算する。そして、演算したＴＴＣは危険度判定部７３に出力する。ここで、ＴＴＣは、自車両と障害物間の距離Ｘ_ｒ、相対速度Ｖ_ｒから次式で表わされる。

【0061】

【数1】

【0062】

通常衝突回避判定部７１は、速度検出器９，１０，１１，１２から出力される車輪速情報、障害物情報認識部５４から出力される相対速度、及び通常ブレーキ動作による通常ブレーキ制動力８０を入力として、所定の相対速度Ｖ_１で走行している時に通常ブレーキを用いた場合に、自車両が障害物との衝突を回避できるか否かを判定するための基準となる第１の制動回避限界閾値ｔ１（秒）を演算し、その演算結果を危険度判定部７３に出力する。この第１の制動回避限界閾値ｔ１は、危険度判定部７３において、通常ブレーキを用いた場合にダンプトラック１００が障害物との衝突を避けることのできる限界時間として設定される。

【0063】

また、緊急衝突回避判定部７２は、速度検出器９，１０，１１，１２から出力される車輪速情報、障害物情報認識部５４から出力される相対速度、及び緊急ブレーキ動作による緊急ブレーキ制動力８１を入力として、所定の相対速度Ｖ_１で走行している時に緊急ブレーキを用いた場合に、自車両が障害物との衝突を回避できるか否かを判定するための基準となる第２の制動回避限界閾値ｔ２（秒）を演算し、その演算結果を危険度判定部７３に出力する。この第２の制動回避限界閾値ｔ２は、危険度判定部７３において、緊急ブレーキを用いた場合にダンプトラック１００が障害物との衝突を避けることのできる限界時間として設定される。

【0064】

危険度判定部７３では、制動回避限界閾値ｔ１、ｔ２を入力として、衝突を回避するためにブレーキ制動が必要であるか否かを判定すると共に、ブレーキ制動が必要であると判定した場合に通常ブレーキと緊急ブレーキのどちらのブレーキを作動させるかを決定する。

【0065】

第１の制動回避限界閾値（第１閾値）ｔ１の決め方について述べる。相対速度を簡略化するために前方の障害物が静止物である場合を考える。障害物との距離をＸ_１、自車両の速度（障害物との相対速度）をＶ_１とすると、ＴＴＣはＸ_１／Ｖ_１となる。速度が同じと仮定すると、距離Ｘ_１が増加するにつれてＴＴＣは大きくなる。ここで、自車両が速度Ｖ_１で走行している時に通常ブレーキを作動させた場合の自車両の停止距離と停止時間は算出可能である。

【0066】

この場合の停止距離をＸ_１’、停止時間をｔ１とすると、通常ブレーキを行った場合、車両が停止するのに時間ｔ１を要し、その間に車両が距離Ｘ_１’だけ進むことになる。ここで、距離Ｘ_１と距離Ｘ_１’とが等しい場合、時間ｔ１未満では、たとえ通常ブレーキを作動させても自車両が障害物と衝突するのを回避できない。即ち、この時間ｔ１が、通常ブレーキを用いた場合において自車両が障害物と衝突するか否かを判定するための基準となる第１の制動回避限界閾値である。

【0067】

次に、第２の制動回避限界閾値（第２閾値）ｔ２の決め方について述べる。相対速度を簡略化するために前方の障害物が静止物である場合を考える。障害物との距離をＸ_２、自車両の速度（障害物との相対速度）をＶ_２とすると、ＴＴＣはＸ_２／Ｖ_２となる。速度が同じと仮定すると、距離Ｘ_２が増加するにつれてＴＴＣは大きくなる。ここで、自車両が速度Ｖ_２で走行している時に緊急ブレーキを作動させた場合の自車両の停止距離と停止時間は算出可能である。

【0068】

この場合の停止距離をＸ_２’、停止時間をｔ２とすると、緊急ブレーキを行った場合、車両が停止するのに時間ｔ２を要し、その間に車両が距離Ｘ_２’だけ進むことになる。ここで、距離Ｘ_２と距離Ｘ_２’とが等しい場合、時間ｔ２未満では、たとえ緊急ブレーキを作動させても自車両が障害物と衝突するのを回避できない。即ち、この時間ｔ２が、緊急ブレーキを用いた場合において自車両が障害物と衝突するか否かを判定するための基準となる第２の制動回避限界閾値である。

【0069】

図５に第１実施形態における危険度判定部７３の判定方法の模式図を示す。通常ブレーキはモータ駆動による電気ブレーキであり、速度に応じて出力可能な制動力はモータの制動特性で決まるため、速度毎の通常ブレーキによる制動限界ラインが分かる。また、緊急ブレーキは電気ブレーキと機械ブレーキとの協働によるブレーキであり、機械ブレーキの制動力についてもカタログ等で分かるため、速度毎の緊急ブレーキによる制動限界ラインがわかる。したがって、図５において、ＴＴＣが通常ブレーキによる制動限界ラインよりも大きい領域（すなわち通常ブレーキを作動させることで衝突を回避できる領域）が領域（１）、ＴＴＣが緊急ブレーキによる制動回避ラインよりも大きく、通常ブレーキによる制動限界ラインよりも小さい領域（すなわち緊急ブレーキを作動させることで衝突を回避できる領域）が領域（２）、ＴＴＣが緊急ブレーキによる制動限界ラインよりも小さい領域（すなわち衝突を回避できない領域）が領域（３）である。

【0070】

次に、危険度判定部７３が行う処理について、図６を用いて説明する。図６は、第１実施形態における危険度判定部７３の処理手順を示すフローチャートである。危険度判定部７３は、図６に示す処理を周期的（例えば５００ミリ秒毎）に実行している。なお、図６に示す危険度判定部７３の処理は、ダンプトラック１００が障害物に対して相対速度Ｖ_１で走行している場合を想定している。

【0071】

図６に示すように、危険度判定部７３は、ＴＴＣ演算部５５が演算したＴＴＣ、通常衝突回避判定部７１が演算した第１の制動回避限界閾値ｔ１、及び緊急衝突回避判定部７２が演算した第２の制動回避限界閾値ｔ２を入力として、ステップＳ１０１において、危険度判定を行う。即ち、危険度判定部７３は、ＴＴＣが上記領域（１）〜（３）の何れに属するかを判定する（Ｓ１０１）。

【0072】

ＴＴＣが領域（１）に属する場合（Ｓ１０２／Ｙｅｓ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと閾値ｔ１とを比較し（Ｓ１０３）、ＴＴＣが閾値ｔ１より大であれば（Ｓ１０４／Ｙｅｓ）、通常ブレーキを作動させなくても衝突の危険性が低いため、処理は終了する。一方、ＴＴＣが閾値ｔ１と等しい場合（Ｓ１０４／Ｎｏ）、危険度判定部７３は、ダンプトラック１００がこのまま走行すると障害物と衝突する危険性が高い状況（第１危険度）であるとみなして、通常ブレーキを自動的に作動させるための指令（通常ブレーキ自動介入指令）をブレーキ制御部３３の通常ブレーキ作動部３１に出力する（Ｓ１０５）。

【0073】

また、ＴＴＣが領域（１）に属さないとの判定がなされた場合（Ｓ１０２／Ｎｏ）、ステップＳ１０６に進む。ＴＴＣが領域（２）に属すると判定された場合（Ｓ１０６／Ｙｅｓ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと閾値ｔ２とを比較し（Ｓ１０７）、ＴＴＣが閾値ｔ２より大（即ち、ｔ２＜ＴＴＣ＜ｔ１）であれば（Ｓ１０８／Ｙｅｓ）、緊急ブレーキを作動させればいつでも衝突を回避できるため、この時点では緊急ブレーキを作動させる処理を行わずに処理は終了する。一方、ＴＴＣが閾値ｔ２と等しい場合（Ｓ１０８／Ｎｏ）、危険度判定部７３は、ダンプトラック１００がこのまま走行すると障害物と衝突する危険性が高い状況（第２危険度）であるとみなして、緊急ブレーキを自動的に作動させるための指令（緊急ブレーキ自動介入指令）をブレーキ制御部３３の緊急ブレーキ作動部３２に出力する（Ｓ１０９）。

【0074】

なお、ステップＳ１０６でＮｏの場合（即ち、ＴＴＣ＜ｔ２の場合）は、ＴＴＣが領域（３）に属することになり、緊急ブレーキを作動しても衝突を回避できない状況にある。よって、ステップＳ１０６でＮｏの場合は、危険度判定部７３は、直ちにステップＳ１０９に進んで緊急ブレーキ自動介入指令をブレーキ制御部３３の緊急ブレーキ作動部３２に出力する。

【0075】

以上のような構成にすることにより、通常ブレーキと緊急ブレーキの２種類の異なるブレーキを有する車両に対して、衝突を回避するために、適切なタイミングに適切なブレーキを用いて自動的にダンプトラック１００を制動することができる。また、不要なタイミングでの機械ブレーキによるブレーキをなくすことで、タイヤや機械ブレーキのディスクの磨耗を抑制し、部品の交換頻度を下げることができる。

【0076】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について述べる。図７は、第２実施形態に係るダンプトラック２００の全体構成図である。図７に示すように、第２実施形態に係るダンプトラック２００では、通常ブレーキペダル９２を操作するようオペレータに報知するためのスピーカ（第１報知部）１３１、及び緊急ブレーキペダル９４を操作するようオペレータに報知するための警告灯（第２報知部）１３２を備えている点に特徴がある。なお、図示しないが、スピーカ１３１はフロントパネル９５（図２参照）の右側に、警告灯１３２はフロントパネル９５の左側に、それぞれ設けられている。

【0077】

本実施形態では、通常ブレーキペダル９２の操作は音声情報を用いて報知し、緊急ブレーキペダル９４の操作は、視覚情報を用いて報知するが、第１報知部及び第２報知部の報知態様はこれに限定されない。第２報知部が緊急ブレーキペダル９４の操作を促す状況では、衝突回避までの時間が短い（緊急度が高い）ので、第１報知部の報知態様よりも緊急性が高い報知態様を用いることが好ましい。例えば、第１報知部及び第２報知部を共に音声情報を用いて報知する場合には、第１報知部の音量よりも及び第２報知部の音量を大きくする。また、第２報知部は、警告灯による視覚情報と音声情報とを併用して報知してもよい。さらに、第１報知部及び第２報知部のそれぞれから出力される音声情報の周波数を変えてもよい。さらに、第２報知部は、座席９０に備えた振動装置として構成し、オペレータに振動を用いて緊急ブレーキの操作を促してもよい。

【0078】

図８は第２実施形態に係る衝突可能性判定器３０Ａの詳細を示す図であり、図９は第２実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。図８に示すように、通常衝突回避判定部７１では、第１実施形態で述べた第１の制動回避限界閾値ｔ１の演算手段に加えて、通常ブレーキを行うようにオペレータに促す第１の警報閾値ｔ１’を演算するための手段を更に有している。第１の警報閾値ｔ１’は、第１の制動回避限界閾値ｔ１にマージン（例えば１〜３秒程度）を付けた値とすることで、スピーカ１３１から警報が鳴ってから１〜３秒間は通常ブレーキペダル９２の操作のみで障害物との衝突を回避できる（図９の通常ブレーキ報知ライン）。

【0079】

ここで、マージンとは障害物検出センサ２８が障害物の位置とダンプトラック２００の速度（障害物とダンプトラック２００との相対速度）を検出するためのフィルタリング処理にかかる時間やオペレータが警報を受けてから回避動作をするまでにかかる空走時間や警報が鳴ってもすぐには気付かない場合を想定した空走時間を示している。

【0080】

緊急衝突回避判定部７２では、第１実施形態で述べた第２の制動回避限界閾値ｔ２の演算手段に加えて、緊急ブレーキを行うようにオペレータに促す第２の警報閾値ｔ２’を演算するための手段を更に有している。第２の警報閾値ｔ２’は第２の制動回避限界閾値ｔ２に、上記と同様のマージン（例えば１〜３秒程度）を付けた値とすることで、警告灯１３２が点灯してから１〜３秒間は緊急ブレーキペダル９４を操作することで障害物との衝突を回避できる（図９の緊急ブレーキ報知ライン）。

【0081】

次に、第２実施形態における危険度判定部７３が行う処理について、図１０を用いて説明する。図１０は、第２実施形態における危険度判定部７３の処理手順を示すフローチャートである。危険度判定部７３は、図１０に示す処理を周期的（例えば５００ミリ秒毎）に実行している。なお、図１０に示す危険度判定部７３の処理は、ダンプトラック２００が障害物に対して相対速度Ｖ_１で走行している場合を想定している。

【0082】

図１０に示すように、危険度判定部７３は、ＴＴＣ演算部５５が演算したＴＴＣ、通常衝突回避判定部７１が演算した第１の制動回避限界閾値ｔ１及び第１の警報閾値ｔ１’と、緊急衝突回避判定部７２が演算した第２の制動回避限界閾値ｔ２及び第２の警報閾値ｔ２’とを入力として、ステップＳ２０１において、危険度判定を行う。即ち、危険度判定部７３は、ＴＴＣが図９に示す領域（１）〜（３）の何れに属するかを判定する（Ｓ２０１）。

【0083】

ＴＴＣが領域（１）に属する場合（Ｓ２０２／Ｙｅｓ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと警報閾値ｔ１’とを比較し（Ｓ２０３）、ＴＴＣが警報閾値ｔ１’より大であれば（Ｓ２０４／Ｙｅｓ）、通常ブレーキを作動させなくても衝突の危険性が低いため、処理は終了する。

【0084】

一方、ＴＴＣが警報閾値ｔ１’以下の場合（Ｓ２０４／Ｎｏ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと閾値ｔ１とを比較し（Ｓ２０５）、ＴＴＣが閾値ｔ１より大きい場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ１より大きく、かつ警報閾値ｔ１’以下の場合（Ｓ２０６／Ｙｅｓ）、ダンプトラック２００がこのまま走行すると障害物と衝突する可能性が高いため、オペレータに通常ブレーキを促すために通常警報指令（第１報知指令）をスピーカ１３１に対して出力する（Ｓ２０７）。オペレータは警報を聞いて通常ブレーキペダル９２を踏むことにより、手動で衝突を回避できる。

【0085】

一方、ステップＳ２０６でＹｅｓの場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ１と等しい場合、危険度判定部７３は、ダンプトラック２００がこのまま走行すると障害物と衝突する危険性が高い状況（第１危険度）であるとみなして、通常ブレーキを自動的に作動させるための指令（通常ブレーキ自動介入指令）をブレーキ制御部３３の通常ブレーキ作動部３１に出力する（Ｓ２０８）。

【0086】

また、ＴＴＣが領域（１）に属さないとの判定がなされた場合（Ｓ２０２／Ｎｏ）、ステップＳ２０９に進む。ＴＴＣが領域（２）に属すると判定された場合（Ｓ２０９／Ｙｅｓ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと警報閾値ｔ２’とを比較し（Ｓ２１０）、ＴＴＣが警報閾値ｔ２’より大であれば（Ｓ２１１／Ｙｅｓ）、緊急ブレーキを作動させればいつでも衝突を回避できるため、この時点では緊急ブレーキを作動させる処理を行わずに処理は終了する。

【0087】

一方、ＴＴＣが警報閾値ｔ２’以下の場合（Ｓ２１１／Ｎｏ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと閾値ｔ２とを比較し（Ｓ２１２）、ＴＴＣが閾値ｔ２より大きい場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ２より大きく、かつ警報閾値ｔ２’以下の場合（Ｓ２１３／Ｙｅｓ）、ダンプトラック２００がこのまま走行すると障害物と衝突する可能性が高いため、オペレータに緊急ブレーキを促すために緊急警報指令（第２報知指令）を警告灯１３２に対して出力する（Ｓ２０７）。オペレータは警告灯の点灯を見て緊急ブレーキペダル９４を踏むことにより、手動で衝突を回避できる。

【0088】

一方、ステップＳ２１３でＮｏの場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ２と等しい場合、危険度判定部７３は、ダンプトラック２００がこのまま走行すると障害物と衝突する危険性が高い状況（第２危険度）であるとみなして、緊急ブレーキを自動的に作動させるための指令（緊急ブレーキ自動介入指令）をブレーキ制御部３３の緊急ブレーキ作動部３２に出力する（Ｓ２１５）。

【0089】

なお、ステップＳ２０９でＮｏの場合（即ち、ＴＴＣ＜ｔ２の場合）は、ＴＴＣが領域（３）に属することになり、緊急ブレーキを作動しても衝突を回避できない状況にある。よって、ステップＳ２０９でＮｏの場合は、危険度判定部７３は、直ちにステップＳ２１５に進んで緊急ブレーキ自動介入指令をブレーキ制御部３３の緊急ブレーキ作動部３２に出力する。

【0090】

以上のような構成にすることにより、通常ブレーキと緊急ブレーキの２種類の異なるブレーキを有する車両に対して、衝突を回避するために、適切なタイミングに適切なブレーキを用いて自動的にダンプトラック２００を制動することができる。警報を更に加えることで、自動的に通常ブレーキあるいは緊急ブレーキを作動させる前に、オペレータにブレーキ操作を行うよう促すことができる。よって、オペレータの技量を生かしてダンプトラック２００を制動することができる。また、不要なタイミングでの機械ブレーキによるブレーキをなくすことで、タイヤや機械ブレーキのディスクの磨耗を抑制し、部品の交換頻度を下げることができる。

【0091】

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について述べる。図１１は、第３実施形態に係るダンプトラック３００の全体構成図である。図１１に示すように、第３実施形態に係るダンプトラック３００では、オペレータに操舵により障害物との衝突を回避する旨を報知するためのブザー（第３報知部）１４０を備えている点に特徴がある。なお、図示しないが、ブザー１４０はフロントパネル９５（図２参照）の左側に設けられている。

【0092】

図１２は第３実施形態に係る衝突可能性判定器３０Ｂの詳細を示す図であり、図１３は第３実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。図１２に示すように、通常衝突回避判定部７１及び緊急衝突回避判定部７２では、第１実施形態で述べた制動回避限界閾値ｔ１及びｔ２の演算手段に加えて、操舵回避限界閾値ｔｓｔ（秒）を設定する手段を備えている。操舵回避限界閾値ｔｓｔはオペレータが操舵により衝突を回避できる最小時間のことであり、車両の大きさに応じて所定のパラメータが用いられる。

【0093】

図１３に示すように、相対速度の大きさに応じて操舵回避限界閾値ｔｓｔと制動回避限界閾値ｔ１、ｔ２との大小関係に差が出る。これは相対速度が大きい時（Ｖ_１）にはブレーキをかけてから停止するまで時間がかかる（ｔ１、ｔ２の値が大きくなる）ため、これらの大小関係はｔｓｔ＜ｔ２＜ｔ１となる（図１３（ａ）参照）。

【0094】

相対速度が小さくなり、相対速度がＶ_２（＜Ｖ_１）になると、大小関係はｔ２＜ｔｓｔ＜ｔ１となる（図１３（ｂ）参照）。この状態においては、通常ブレーキによる回避ができない領域であっても操舵を行うことで緊急ブレーキを作動させなくても衝突を回避できるフェーズが存在する。このフェーズは、ｔ２＜ｔｓｔ＜ＴＴＣの範囲で存在する。

【0095】

更に相対速度が小さくなり、相対速度がＶ_３（＜Ｖ_２）になると、大小関係はｔ２＜ｔ１＜ｔｓｔとなる（図１３（ｃ）参照）。この状態においては、緊急ブレーキだけでなく、通常ブレーキを作動させる前に操舵を行うことで通常ブレーキを作動させなくても衝突を回避できるフェーズが存在する。

【0096】

次に、第３実施形態における危険度判定部７３が行う処理について、図１４を用いて説明する。図１４は、第３実施形態における危険度判定部７３の処理手順を示すフローチャートである。危険度判定部７３は、図１４に示す処理を周期的（例えば５００ミリ秒毎）に実行している。

【0097】

図１４に示すように、危険度判定部７３は、ＴＴＣ演算部５５が演算したＴＴＣ、通常衝突回避判定部７１が演算した第１の制動回避限界閾値ｔ１、緊急衝突回避判定部７２が演算した第２の制動回避限界閾値ｔ２、及び設定された操舵回避限界閾値ｔｓｔを入力として、ステップＳ３０１において、危険度判定を行う。即ち、危険度判定部７３は、ＴＴＣが図１３に示す領域（１）〜（３）の何れに属するかを判定する（Ｓ３０１）。

【0098】

ＴＴＣが領域（１）に属する場合（Ｓ３０２／Ｙｅｓ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと操舵閾値ｔｓｔとを比較し（Ｓ３０３）、ＴＴＣが操舵閾値ｔｓｔより大であれば（Ｓ３０４／Ｙｅｓ）、通常ブレーキを作動させなくても操舵により衝突を回避できるため、操舵報知指令（第３報知指令）をブザー１４０に出力する（Ｓ３０８）。オペレータは、ブザー１４０が鳴っているのを聞いて、ステアリングハンドル９１を操作すれば、通常ブレーキを操作しなくても衝突を回避できる。

【0099】

なお、ダンプトラック３００が相対速度Ｖ_３で走行している場合、ＴＴＣの値によってはステップＳ３０４でＹｅｓとなり、操舵報知指令が出力される場合がある。

【0100】

一方、ＴＴＣが操舵閾値ｔｓｔ以下の場合（Ｓ３０４／Ｎｏ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと閾値ｔ１とを比較し（Ｓ３０５）、ＴＴＣが閾値ｔ１より大きい場合（Ｓ３０６／Ｙｅｓ）、通常ブレーキを作動させなくても衝突の危険性が低いため、処理は終了する。

【0101】

一方、ステップＳ３０６でＹｅｓの場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ１と等しい場合、危険度判定部７３は、ダンプトラック３００がこのまま走行すると障害物と衝突する危険性が高い状況（第１危険度）であるとみなして、通常ブレーキを自動的に作動させるための指令（通常ブレーキ自動介入指令）をブレーキ制御部３３の通常ブレーキ作動部３１に出力する（Ｓ３０７）。

【0102】

また、ＴＴＣが領域（１）に属さないとの判定がなされた場合（Ｓ３０２／Ｎｏ）、ステップＳ３０９に進む。ＴＴＣが領域（２）に属する場合（Ｓ３０９／Ｙｅｓ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと操舵閾値ｔｓｔとを比較し（Ｓ３１０）、ＴＴＣが操舵閾値ｔｓｔより大であれば（Ｓ３１１／Ｙｅｓ）、緊急ブレーキを作動させなくても操舵により衝突を回避できるため、操舵報知指令をブザー１４０に出力する（Ｓ３０８）。オペレータは、ブザー１４０が鳴っているのを聞いて、ステアリングハンドル９１による操舵を行えば、緊急ブレーキを操作しなくても衝突を回避できる（この状況では通常ブレーキの操作は必要となる）。

【0103】

なお、ダンプトラック３００が相対速度Ｖ_２で走行している場合、ＴＴＣの値によってはステップＳ３１１でＹｅｓとなり、操舵報知指令が出力される場合がある。

【0104】

一方、ＴＴＣが操舵閾値ｔｓｔ以下の場合（Ｓ３１１／Ｎｏ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと閾値ｔ２とを比較し（Ｓ３１２）、ＴＴＣが閾値ｔ２より大きい場合（Ｓ３１３／Ｙｅｓ）、緊急ブレーキを作動させればいつでも衝突を回避できるため、この時点では緊急ブレーキを作動させる処理を行わずに処理は終了する。

【0105】

一方、ステップＳ３１３でＹｅｓの場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ２と等しい場合、危険度判定部７３は、ダンプトラック３００がこのまま走行すると障害物と衝突する危険性が高い状況（第２危険度）であるとみなして、緊急ブレーキを自動的に作動させるための指令（緊急ブレーキ自動介入指令）をブレーキ制御部３３の緊急ブレーキ作動部３２に出力する（Ｓ３１４）。

【0106】

なお、ステップＳ３０９でＮｏの場合（即ち、ＴＴＣ＜ｔ２の場合）は、ＴＴＣが領域（３）に属することになり、緊急ブレーキを作動しても衝突を回避できない状況にある。よって、ステップＳ３０９でＮｏの場合は、危険度判定部７３は、直ちにステップＳ３１４に進んで緊急ブレーキ自動介入指令をブレーキ制御部３３の緊急ブレーキ作動部３２に出力する。

【0107】

以上のような構成にすることにより、通常ブレーキと緊急ブレーキの２種類の異なるブレーキを有する車両に対して、衝突を回避するために、適切なタイミングに適切なブレーキを用いて自動的にダンプトラック３００を制動することができる。また、ステアリングハンドル９１を操作して衝突を回避することのできる限界を考慮して、緊急ブレーキを作動させなくても操舵による回避が可能な場合は操舵を促す報知を行うことにより、機械ブレーキの使用頻度を低くすることができる。よって、タイヤや機械ブレーキのディスクの磨耗を抑制し、部品の交換頻度を下げることができる。

【0108】

なお、ＴＴＣが閾値ｔ１より大きい場合には、障害物と衝突する可能性は低い。そのため、ＴＴＣが領域（１）に属する場合には、図１４におけるステップＳ３０３及びＳ３０４の処理は省略しても良い。即ち、通常ブレーキを作動すれば衝突を回避できる場合には、ステアリングハンドル９１による操舵を促す報知をしなくても良い。

【0109】

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について述べる。図１５は、第４実施形態に係るダンプトラック４００の全体構成図である。図１５に示すように、第４実施形態に係るダンプトラック４００では、通常ブレーキペダル９２を操作するようオペレータに報知するためのスピーカ（第１報知部）１３１、緊急ブレーキペダル９４を操作するようオペレータに報知するための警告灯（第２報知部）１３２、及びオペレータに操舵により障害物との衝突を回避する旨を報知するためのブザー（第３報知部）１４０を備えている点に特徴がある。即ち、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせたものが本発明の第４実施形態に係るダンプトラック４００である。なお、図示しないが、スピーカ１３１はフロントパネル９５（図２参照）の右側に、警告灯１３２及びブザー１４０はフロントパネル９５の左側に、それぞれ設けられている。

【0110】

図１６は第４実施形態に係る衝突可能性判定器３０Ｃの詳細を示す図であり、図１７〜図１９は第４実施形態における危険度の判定方法を説明するための図である。図１６に示すように、通常衝突回避判定部７１は、第１の制動回避限界閾値ｔ１及び第１の警報閾値ｔ１’を演算するための手段と、操舵回避限界閾値ｔｓｔ（秒）を設定する手段とを有している。また、緊急衝突回避判定部７２は、第２の制動回避限界閾値ｔ２及び第２の警報閾値ｔ２’を演算するための手段と、操舵回避限界閾値ｔｓｔ（秒）を設定する手段とを有している。

【0111】

図１７〜図１９に示すように、相対速度の大きさに応じて操舵回避限界閾値ｔｓｔと制動回避限界閾値ｔ２と警報閾値ｔ２’との大小関係に差が出る。これは相対速度が大きい時（Ｖ_１）にはブレーキをかけてから停止するまで時間がかかる（ｔ２、ｔ２’の値が大きくなる）ため、これらの大小関係はｔｓｔ＜ｔ２＜ｔ２’となる（図１７参照）。

【0112】

相対速度が小さくなり、相対速度がＶ_２（＜Ｖ_１）になると、大小関係はｔ２＜ｔｓｔ＜ｔ２’となる（図１８参照）。この状態においては、通常ブレーキによる回避ができない領域であっても操舵を行うことで緊急ブレーキを作動させなくても衝突を回避できるフェーズが存在する。このフェーズは、ｔ２＜ｔｓｔ＜ＴＴＣの範囲で存在する。

【0113】

ここで、ｔｓｔ＜ＴＴＣ＜ｔ２’の状態では、操舵回避限界閾値を無視すればＴＴＣ＜ｔ２’となったときに緊急ブレーキを促す警報を鳴らす（警告灯１３２を点灯させる）ようにすれば良い。しかし、これは操舵により衝突回避できる可能性をなくすことになるため、本実施形態ではまず操舵を促す旨の報知を行う。その後、ｔ２＜ＴＴＣ＜ｔｓｔの状態になると操舵による回避は不可能になるので、ＴＴＣと警報閾値ｔ２’との関係に応じて緊急ブレーキを促す警報を鳴らす構成としている。

【0114】

更に相対速度が小さくなり、相対速度がＶ_３（＜Ｖ_２）になると、大小関係はｔ２＜ｔ２’＜ｔｓｔとなる（図１９参照）。この状態においても、図１８の場合と同様に、ｔｓｔ＜ＴＴＣを満たすとき操舵を促す警報を鳴らし、ｔ２＜ＴＴＣ＜ｔｓｔでは、緊急ブレーキを促す警報を鳴らす。

【0115】

次に、第４実施形態における危険度判定部７３が行う処理について、図２０及び図２１を用いて説明する。図２０及び図２１は、第４実施形態における危険度判定部７３の処理手順を示すフローチャートである。危険度判定部７３は、図２０及び図２１に示す処理を周期的（例えば５００ミリ秒毎）に実行している。

【0116】

図２０に示すように、危険度判定部７３は、ＴＴＣ演算部５５が演算したＴＴＣ、通常衝突回避判定部７１が演算した第１の制動回避限界閾値ｔ１及び第１の警報閾値ｔ１’と、緊急衝突回避判定部７２が演算した第２の制動回避限界閾値ｔ２及び第２の警報閾値ｔ２’と、操舵回避限界閾値ｔｓｔとを入力として、ステップＳ４０１において、危険度判定を行う。即ち、危険度判定部７３は、ＴＴＣが図１７〜図１９に示す領域（１）〜（３）の何れに属するかを判定する（Ｓ４０１）。

【0117】

ＴＴＣが領域（１）に属する場合（Ｓ４０２／Ｙｅｓ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと警報閾値ｔ１’とを比較し（Ｓ４０３）、ＴＴＣが警報閾値ｔ１’より大であれば（Ｓ４０４／Ｙｅｓ）、通常ブレーキを作動させなくても衝突の危険性が低いため、処理は終了する。

【0118】

一方、ＴＴＣが警報閾値ｔ１’以下の場合（Ｓ４０４／Ｎｏ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと閾値ｔ１とを比較し（Ｓ４０５）、ＴＴＣが閾値ｔ１より大きい場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ１より大きく、かつ警報閾値ｔ１’以下の場合（Ｓ４０６／Ｙｅｓ）、ダンプトラック４００がこのまま走行すると障害物と衝突する可能性が高いため、オペレータに通常ブレーキを促すために通常警報指令をスピーカ１３１に対して出力する（Ｓ４０７）。オペレータは警報を聞いて通常ブレーキペダル９２を踏むことにより、手動で衝突を回避できる。

【0119】

一方、ステップＳ４０６でＹｅｓの場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ１と等しい場合、危険度判定部７３は、ダンプトラック４００がこのまま走行すると障害物と衝突する危険性が高い状況（第１危険度）であるとみなして、通常ブレーキを自動的に作動させるための指令（通常ブレーキ自動介入指令）をブレーキ制御部３３の通常ブレーキ作動部３１に出力する（Ｓ４０８）。

【0120】

また、ＴＴＣが領域（１）に属さないとの判定がなされた場合（Ｓ４０２／Ｎｏ）、図２１のステップＳ４０９に進む。ＴＴＣが領域（２）に属する場合（Ｓ４０９／Ｙｅｓ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと操舵閾値ｔｓｔと警報閾値ｔ２’を比較し（Ｓ４１０）、ＴＴＣ＞ｔｓｔ＞ｔ２’の関係を満たす場合（Ｓ４１１／Ｙｅｓ）、緊急ブレーキを作動させなくても操舵により衝突を回避できるため、操舵報知指令をブザー１４０に出力する（Ｓ４１２）。

【0121】

オペレータは、ブザー１４０が鳴っているのを聞いて、ステアリングハンドル９１による操舵を行えば、緊急ブレーキを操作しなくても衝突を回避できる（この状況では通常ブレーキの操作は必要となる）。なお、図１９に示すように、ダンプトラック４００が相対速度Ｖ_３で走行している場合、ＴＴＣの値によってはステップＳ４１１でＹｅｓとなり、操舵報知指令が出力される場合がある。

【0122】

一方、ｔｓｔ≧ＴＴＣ＞ｔ２’を満たす場合（Ｓ４１３／Ｎｏ）、操舵による衝突の回避はできないが、緊急ブレーキを作動させればいつでも衝突を回避できるため、この時点では緊急ブレーキを作動させる処理を行わずに処理は終了する。

【0123】

また、ＴＴＣが警報閾値ｔ２’以下の場合（Ｓ４１３／Ｎｏ）、危険度判定部７３は、ＴＴＣと閾値ｔ２とを比較し（Ｓ４１４）、ＴＴＣが閾値ｔ２より大きい場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ２より大きく、かつ警報閾値ｔ２’以下の場合（Ｓ４１５／Ｙｅｓ）、ダンプトラック４００がこのまま走行すると障害物と衝突する可能性が高いため、オペレータに緊急ブレーキを促すために緊急警報指令を警告灯１３２に対して出力する（Ｓ４１６）。オペレータは警告灯の点灯を見て緊急ブレーキペダル９４を踏むことにより、手動で衝突を回避できる。

【0124】

なお、図１８に示すように、ダンプトラック４００が相対速度Ｖ_２で走行している場合において、ＴＴＣが操舵閾値ｔｓｔ＜ＴＴＣ≦警報閾値ｔ２’の関係を満たすときに、操舵により衝突の回避ができるときでも、緊急ブレーキを操作する旨の警報が鳴る場合がある。

【0125】

一方、ステップＳ４１５でＮｏの場合、即ち、ＴＴＣが閾値ｔ２と等しい場合、危険度判定部７３は、ダンプトラック４００がこのまま走行すると障害物と衝突する危険性が高い状況（第２危険度）であるとみなして、緊急ブレーキを自動的に作動させるための指令（緊急ブレーキ自動介入指令）をブレーキ制御部３３の緊急ブレーキ作動部３２に出力する（Ｓ４１７）。

【0126】

なお、ステップＳ４０９でＮｏの場合（即ち、ＴＴＣ＜ｔ２の場合）は、ＴＴＣが領域（３）に属することになり、緊急ブレーキを作動しても衝突を回避できない状況にある。よって、ステップＳ４０９でＮｏの場合は、危険度判定部７３は、直ちにステップＳ４１７に進んで緊急ブレーキ自動介入指令をブレーキ制御部３３の緊急ブレーキ作動部３２に出力する。

【0127】

以上のような構成にすることにより、通常ブレーキと緊急ブレーキの２種類の異なるブレーキを有する車両に対して、衝突を回避するために、適切なタイミングに適切なブレーキを用いて自動的にダンプトラック４００を制動することができる。自動的に通常ブレーキあるいは緊急ブレーキを作動させる前に、オペレータにブレーキ操作を行う旨の報知を行うことで、オペレータの技量を生かしてダンプトラック４００を制動することができる。また、ステアリングハンドル９１を操作して衝突を回避することができる旨を報知することにより、機械ブレーキの使用頻度を低くすることができる。よって、タイヤや機械ブレーキのディスクの磨耗を抑制し、部品の交換頻度を下げることができる。

【0128】

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について述べる。図２２は第５実施形態に係るダンプトラック５００の全体構成図、図２３は第５実施形態に係る衝突可能性判定器３０Ｄの詳細を示す図である。図２２に示すように、第４実施形態に係るダンプトラック５００では、荷台６１の積荷の有無を検出するための荷重センサ（荷重検出器）５０、及び路面の傾斜を検出するための傾斜センサ（傾斜検出器）５１を備えている。

【0129】

また、図２３に示すように、衝突可能性判定器３０Ｄは、速度検出器９，１０，１１，１２からの検出値に基づいて、路面の状態（摩擦係数）を推定する路面状態推定演算部５２を有している。そして、第５実施形態では、荷台６１に積載される積荷の有無、路面の傾斜の有無、及び路面の状態に応じて、制動回避限界閾値ｔ_１、ｔ_２が変化する構成としている点に特徴がある。以下、制動回避限界閾値がどのように変化するかについて説明する。

【0130】

まず、荷重の違いによる、第１の制動回避限界閾値の変化について図２４を参照しながら述べる。図２４は、積荷の有無と危険度との関係を示す図である。なお、第１実施形態と同様に相対速度を簡略化するために前方の障害物が静止物である場合を考える。

【0131】

車両が積荷を積んでない空荷状態の時の障害物との距離をＸ_１（空荷）、自車両の速度をＶ_１とすると、ＴＴＣ（衝突予測時間）はＸ_１（空荷）／Ｖ_１となる。ここで、自車両がＶ_１で走行している時に通常ブレーキを作動させた場合の制動距離Ｘ_１’（空荷）は算出可能である。この制動距離Ｘ_１’（空荷）を自車両の速度Ｖ_１で除した値（空荷走行時の通常ブレーキの衝突回避限界）をｔ_１（空荷）とすると、ＴＴＣがｔ_１（空荷）以下の場合、通常ブレーキだけでは障害物との衝突を回避できない。

【0132】

次に車両が積荷を積んでいる状態の時の障害物との距離をＸ_１（積荷）、自車両の速度をＶ_１とすると、ＴＴＣはＸ_１（積荷）／Ｖ_１となる。ここで、自車両がＶ_１で走行している時に通常ブレーキを行った時の制動距離Ｘ_１’（積荷）は算出可能である。この制動距離Ｘ_１’（積荷）を自車両の速度Ｖ_１で除した値（積荷走行時の通常ブレーキの衝突回避限界）をｔ_１（積荷）とすると、ＴＴＣがｔ_１（積荷）以下の場合、通常ブレーキだけでは障害物との衝突を回避できない。

【0133】

ここで、運動方程式から車両の加減速度は質量に反比例するため、同じ速度Ｖ_１で走行した場合、Ｘ_１’（積荷）＞Ｘ_１’（空荷）、ｔ_１（積荷）＞ｔ_１（空荷）が成立する。これは、積荷を積んでいる時にはＸ_１’（積荷）以上離れていないと、通常ブレーキだけでは障害物との衝突を回避できないことを示している。したがって、積荷を積んでいる時には第１の制動回避限界閾値ｔ_１（積荷）を空荷の時の第１の制動回避限界閾値ｔ_１（空荷）に比べて大きくすることで、積荷状態であっても適切なタイミングで通常ブレーキが作動し、障害物との衝突を回避できる。

【0134】

第２の制動回避限界閾値の変化についても、第１の制動回避限界閾値同様に、積荷を積んでいる時には第２の制動回避限界閾値ｔ_２（積荷）を空荷の時の第２の制動回避限界閾値ｔ_２（空荷）に比べて大きくすることで、積荷状態であっても適切なタイミングで緊急ブレーキが作動し、障害物との衝突を回避できる。

【0135】

次に、傾斜の違いによる第１の制動限界閾値の変化について図２５を参照しながら述べる。図２５は、路面の傾斜と危険度との関係を示す図である。平坦路を走行する場合と傾斜θ［ｄｅｇ］の下り坂を走行する場合を比較する。車両が平坦路を走行中の障害物との距離をＸ_１（平）、自車両の速度をＶ_１（平）とすると、ＴＴＣはＸ_１（平）／Ｖ_１（平）となる。ここで、自車両Ｖ_１（平）で走行している時に通常ブレーキを行った時の停止距離と停止時間は算出可能である。この停止距離をＸ_１’（平）、停止時間をｔ_１（平）とする。これは通常ブレーキを行った場合、車両を停止させるのにｔ_１（平）を要し、その間にＸ_１’（平）だけ車両が進むことを示している。

【0136】

次に車両が下り坂を走行中の障害物との距離をＸ_１（下）、自車両の速度をＶ_１（下）とすると、ＴＴＣはＸ_１（下）／Ｖ_１（下）となる。ここで、自車両Ｖ_１（下）で走行している時に通常ブレーキを行った時の停止距離と停止時間は算出可能である。この停止距離をＸ_１’（下）、停止時間をｔ_１（下）とする。これは通常ブレーキを行った場合、車両を停止するのにｔ_１（下）を要し、その間にＸ_１’（下）だけ車両が進むことを示している。ここで、先に述べた障害物との距離Ｘ_１（下）とＸ₁’（下）が等しいと仮定すると、ＴＴＣがｔ_１（下）以下の場合には、通常ブレーキのみでは障害物と衝突することを意味する。

【0137】

車両が下り坂を走行する場合、重力に起因した路面に平行なＭｇｓｉｎθの力が車両に働くため、質量Ｍを除したｇｓｉｎθ分だけ車両に加速度が加わる。したがって、ｇｓｉｎθ分だけ車両が停止し難くなる。Ｖ_１（平）とＶ_１（下）が等しい時、Ｘ_１’（下）＞Ｘ_１’（平）、ｔ_１（下）＞ｔ_１（平）が成立する。

【0138】

これは、車両が下り坂を走行中において、車両と障害物との距離がＸ_１’（下）以上離れている時には、通常ブレーキだけで障害物との衝突を回避できることを示している。したがって、下り坂を走行している時には第１の制動回避限界閾値ｔ_１（下）を平坦の時の第１の制動回避限界閾値ｔ_１（平）に比べて大きくすることで、下り坂であっても適切なタイミングで通常ブレーキが作動し、障害物との衝突を回避できる。

【0139】

一方、車両が登り坂を走行する時には、下り坂と逆でｇｓｉｎθの加速度分だけ車両が停止しやすくなるため、下り坂の時と同様にＶ_１（平）とＶ_１（登）が等しい時、Ｘ_１’（登）＜Ｘ_１’（平）、ｔ_１（登）＜ｔ_１（平）が成立する。したがって、車両が下り坂を走行している時には、第１の制動回避限界閾値ｔ_１（登）を空荷の時の第１の制動回避限界閾値ｔ_１（平）に比べて小さくすることで、登り坂であっても適切なタイミングで通常ブレーキが作動し、障害物との衝突を回避できる。

【0140】

第２の制動限界閾値の変化についても、第１の制動限界閾値同様に、下り坂を走行中は第２の制動限界閾値を、平坦路を走行中の第２の制動限界閾値に比べて大きくし、上り坂を走行中はその反対に小さくすることで、路面の傾斜に対応した適切なタイミングで緊急ブレーキが作動し、障害物との衝突を回避できる。

【0141】

次に路面状態の違いによる第１の制動限界閾値の変化について図２６を参照しながら述べる。図２６は路面状態と危険度との関係を示す図である。摩擦力の大きい高μ路を走行する場合と摩擦力の小さい低μ路を走行する場合を比較する。車両が高μ路を走行する時の障害物との距離をＸ_１（高μ）、自車両の速度をＶ_１（高μ）とすると、ＴＴＣはＸ_１（高μ）／Ｖ_１（高μ）となる。ここで、自車両Ｖ_１（高μ）で走行している時に通常ブレーキを行った時の停止距離と停止時間は算出可能である。この停止距離をＸ_１’（高μ）、停止時間をｔ_１（高μ）とする。これは通常ブレーキを行った場合、車両を停止するのにｔ_１（高μ）を要し、その間に車両がＸ_１’（高μ）だけ進むことを示している。

【0142】

次に車両が低μ路を走行する時の障害物との距離をＸ_１（低μ）、自車両の速度をＶ_１（低μ）とすると、ＴＴＣはＸ_１（低μ）／Ｖ_１（低μ）となる。ここで、自車両Ｖ_１（低μ）で走行している時に通常ブレーキを行った時の停止距離と停止時間は算出可能である。この停止距離をＸ_１’（低μ）、停止時間をｔ_１（低μ）とする。これは通常ブレーキを行った場合、車両を停止するのにｔ_１（低μ）を要し、その間に車両がＸ_１’（低μ）だけ進むことを示している。ここで、先に述べた障害物との距離Ｘ_１（低μ）とＸ_１’（低μ）が等しいと仮定すると、ＴＴＣがｔ_１（低μ）以下の場合、通常ブレーキのみでは障害物との衝突を回避できないことを意味する。

【0143】

ここで、タイヤが地面から受ける摩擦力は各輪３，６，７，８が地面から受ける垂直抗力Ｎと摩擦係数μの掛け算で表わされるため、摩擦係数μの大きさは制動力に比例する。したがって、Ｖ_１（高μ）とＶ_１（低μ）が等しい時、Ｘ_１’（低μ）＞Ｘ_１’（高μ）、ｔ_１（低μ）＞ｔ_１（高μ）が成立する。

【0144】

これは、低μ路を走行する時は、車両が障害物とＸ_１’（低μ）以上離れていれば、通常ブレーキだけで障害物との衝突を回避できることを示している。したがって、低μ路を走行している時の第１の制動回避限界閾値ｔ_１（低μ）を、高μ路を走行している時の第１の制動回避限界閾値ｔ_１（高μ）に比べて大きくすることで、路面状態に応じた適切なタイミングで通常ブレーキを作動させて障害物との衝突を回避できる。

【0145】

第２の制動限界閾値の変化についても、第１の制動限界閾値同様に、低μ路を走行する時は第２の制動限界閾値を、高μ路を走行中の第２の制動限界閾値に比べて大きくすることで、路面状態に応じた適切なタイミングで緊急ブレーキを作動させて障害物との衝突を回避できる。

【0146】

なお、第５実施形態においては、上記した積荷、路面傾斜、路面状態のうち少なくとも一つを用いて第１の制動限界閾値及び第２の制動限界閾値を決めるようにすれば良い。

【0147】

以上のような構成にすることにより、通常ブレーキと緊急ブレーキの２種類の異なるブレーキを有する車両に対して、衝突を回避するために、積荷の有無、路面の傾斜、あるいは路面状態に応じた適切なタイミングに適切なブレーキを用いて自動的にダンプトラック５００を制動することができる。また、不要なブレーキをなくすことでタイヤや機械ブレーキのディスクの磨耗を抑制し、部品の交換頻度を下げることができる。

【0148】

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について述べる。なお、第６実施形態に係るダンプトラックは、障害物が移動体であること以外の構成は第１実施形態と同じである。

【0149】

障害物を移動体と考えた時の、第１の制動回避限界閾値の変化について図２７を参照しながら述べる。図２７は、移動体の移動方向と危険度との関係を示す図である。

【0150】

相対速度Ｖ_ｒを次式で定義する。

【数2】

Ｖ_１は自車速度、Ｖ_ｏｂｓは障害物の速度である。速度の符号は自車の進行方向を正とする。

【0151】

障害物が静止していても動いていても自車速度Ｖ_１の時の制動距離Ｘ_１’は変わらない。したがって，この制動距離Ｘ_１’を相対速度Ｖ_ｒで除した値（通常ブレーキの衝突回避限界）をｔ_１（静止）で表わすことができる。ここで、障害物が自車両と同じ方向に運動する（Ｖ_ｏｂｓ＞０）時の通常ブレーキでの制動回避限界をｔ_１（同方向）、逆方向に運動する（Ｖ_ｏｂｓ＜０）時の通常ブレーキでの制動回避限界をｔ_１（逆方向）とする。

【0152】

次に障害物が停止している時の制動回避限界ｔ_１（静止）との大小関係について述べる。図２７に示すように、同方向に運動している時はＶ_ｒが小さくなるので、ｔ_１（同方向）はｔ_１（静止）より大きくなり、逆方向に運動している時はＶ_ｒが大きくなるので、ｔ_１（逆方向）はｔ_１（静止）より小さくなる。

【0153】

具体的な数値を用いて説明する。例えば、自車速度が３０ｋｍ／ｈ（８．３ｍ／ｓ）の時の制動距離が５０ｍとした場合、障害物が停止している時のｔ_１（静止）＝５０／８．３＝６．０ｓとなる。ここで、障害物が同方向に１０ｋｍ／ｈ（２．８ｍ／ｓ）で走行していた場合、相対速度を同じにするためには自車速度が４０ｋｍ／ｈ（１１．１ｍ／ｓ）になり、この時の制動距離は７０ｍのためｔ１（同方向）＝７０／８．３＝８．４ｓとなる。

【0154】

次に、障害物が逆方向に１０ｋｍ／ｈで走行していた場合、相対速度を同じにするためには自車速度が２０ｋｍ／ｈ（５．６ｍ／ｓ）になり、この時の制動距離は３０ｍのためｔ１（同方向）＝３０／８．３＝３．６ｓとなる。

【0155】

したがって、障害物が同方向に運動している時には第１の制動回避限界閾値ｔ_１（同方向）を障害物が停止している時の第１の制動回避限界閾値ｔ_１（静止）に比べて大きくし、障害物が逆方向に運動している時には第１の制動回避限界閾値ｔ_１（逆方向）を障害物が停止している時の第１の制動回避限界閾値ｔ_１（静止）に比べて小さくすることで、移動している障害物との相対速度を考慮した適切なタイミングで通常ブレーキを作動させることがでる。よって、障害物が自車両と同方向に移動している場合及び逆方向に移動している場合においても、障害物との衝突を回避することができる。

【0156】

第２の制動回避限界閾値の変化についても、第１の制動回避限界閾値同様に、障害物が同方向に運動している時には第２の制動回避限界閾値ｔ_２（同方向）を障害物が停止している時の第２の制動回避限界閾値ｔ_２（静止）に比べて大きくし、障害物が逆方向に運動している時には第２の制動回避限界閾値ｔ_２（逆方向）を障害物が停止している時の第２の制動回避限界閾値ｔ_２（静止）に比べて小さくすることで、移動している障害物であっても適切なタイミングで緊急ブレーキを作動させて障害物との衝突を回避することができる。

【0157】

以上説明したように、上記した各実施形態に係るダンプトラックによれば、通常ブレーキと緊急ブレーキを適切なタイミングで作動させて、障害物との衝突を回避できる。また、不要な緊急ブレーキの作動を防止できるため、ブレーキディスクやタイヤの磨耗を防ぐことができる。よって、メンテナンスの負担を軽減できる。

【0158】

なお、上記した実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明の範囲を上記実施形態に限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

【0159】

例えば、本発明は、鉱山で作業を行う運搬車両であって、制動力が異なる複数のブレーキ装置を搭載した車両全般に広く利用することができる。

【0160】

また、オペレータが搭乗する有人ダンプトラックの実施形態について説明したが、本発明は自律走行する無人ダンプトラックにも適用することができる。また、無人ダンプトラックが複数台走行する鉱山においては、ブレーキ装置の作動情報を管制局に無線または有線で送信し、その情報に基づき管制局から他の無人ダンプトラックの走行を制御することもできる。

【符号の説明】

【0161】

２４〜２７ 機械ブレーキ（緊急ブレーキ装置）
２８ 障害物検出センサ（障害物検出装置）
３０，３０Ａ〜Ｄ 衝突可能性判定器（衝突可能性判定部）
３３ ブレーキ制御部
５０ 荷重センサ（荷重検出器）
５１ 傾斜センサ（傾斜検出器）
５２ 路面状態推定演算部
５４ 障害物情報認識部
５５ ＴＴＣ演算部（衝突予測時間演算部）
７３ 危険度判定部
９１ ステアリングハンドル（ハンドル）
９２ 通常ブレーキペダル（通常ブレーキ装置）
９４ 緊急ブレーキペダル（緊急ブレーキ装置）
１３１ スピーカ（第１報知部）
１３２ 警告灯（第２報知部）
１４０ ブザー（第３報知部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】