JP7823728B2 - 車両挙動制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、各車輪に対応するブレーキ装置を動作させて車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に関する。

近年では、各車輪に対応するブレーキ装置を動作させることで所定の総制動力による車両の制動を実現する、といったブレーキ制御を実施可能に構成された車両が知られている（特許文献１参照）。このブレーキ制御では、急こう配や滑りやすい坂道において、所定の総制動力を維持したままでの車両の走行を支援することができる。

日本国特開２０１２－２０６６７９号公報

しかし、上記構成では、路面状況によって一部の車輪が路面から離れるなど接地荷重の抜けた状態となってしまい、上述したブレーキ制御で要求される総制動力が維持されなくなる結果、著しい制動力の低下がもたらされる懸念がある。このような制動力の低下は、乗員に空走感を与えたり、意図しない速度変動や車輪のスリップを生じさせたりといった不具合の原因となるため、好ましいものではない。

本開示はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ブレーキ制御において制動力が著しく低下することに起因する不具合を抑制することである。

本開示に係る車両挙動制御装置は、車両における各車輪のブレーキ装置を動作させ、車輪ごとに個別制動力を発生させることで、所定の総制動力による前記車両の制動を実現するブレーキ制御の実施中に、前記車両の動作状態に基づいて各車輪の接地荷重が抜けた抜重状態となっているか否かを判定する抜重判定手段と、前記抜重状態と判定された車輪の個別制動力である不足制動力につき、前記不足制動力の一部または全部に対応するブレーキ装置の動作量を、前記抜重状態と判定されていない車輪に対応するブレーキ装置のいずれか１以上の動作量として付加する動作付加手段と、を備える。

この車両挙動制御装置によれば、一部の車輪が抜重状態となった場合に、不足制動力の一部または全部に対応する動作量を他の車輪に対応するブレーキ装置に付加して追加的な個別制動力を発生させることができる。こうして、抜重状態となった車輪による不足制動力が他の車輪で補われるため、ブレーキ制御で要求される総制動力を著しく低下させることがなくなる。この結果、乗員に空走感を与えたり、意図しない速度変動や車輪のスリップを生じさせたりといった不具合を抑制できる。

本開示によれば、ブレーキ制御において総制動力が維持されないことに起因する不具合の発生を抑制可能な車両挙動制御装置を提供できる。

本開示における車両の全体構成を示すブロック図 動作付加処理の処理手順を示すフローチャート

以下、図面に基づいて本開示の実施の形態を説明する。

（１）全体構成
車両１は、図１に示すように、複数の車輪１０、車輪１０それぞれに設けられたブレーキ装置２０、各ブレーキ装置２０を駆動する駆動装置３０、車輪１０それぞれを車両１本体に対して懸架するサスペンション装置４０、サスペンション装置４０それぞれに併設されたストロークセンサ５０、車両１の加速度を検出する加速度センサ６０、車両１の速度を検出する車速センサ７０、車両１全体の動作を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）である車両挙動制御装置８０を備える。

本実施形態では、車両１が、前方の左右に配置された車輪１０の対と、後方の左右に配置された車輪１０の対と、を備えている場合を例示する。

駆動装置３０は、車両挙動制御装置８０からの指令を受けてブレーキ装置２０それぞれを動作させる。本実施形態では、ブレーキ装置２０と駆動装置３０とが直接または間接的に油圧経路で接続されており、車両挙動制御装置８０からの指令を受けた駆動装置３０が、その指令に応じて各車輪１０に所定の制動力を発生させるべく、必要な油圧を各ブレーキ装置２０に対して印加するように構成されている。

ストロークセンサ５０は、サスペンション装置４０において、車両１本体と車輪１０との間に介在するショックアブソーバ（図示されない）のストローク量を検出するセンサである。

加速度センサ６０は、車両１における前後方向の加速度を検出するセンサと、左右方向の加速度を検出するセンサと、で構成されている。

（２）車両挙動制御装置８０による動作付加処理
続いて、車両挙動制御装置８０により実施される動作付加処理を図２に基づいて説明する。この動作付加処理は、車両挙動制御装置８０が内蔵メモリ７１に格納されたプログラムに従って実行する処理であり、同様にプログラムに従って実行されるブレーキ制御処理が起動されていることを条件として起動される。

このブレーキ制御処理とは、駆動装置３０が車輪１０ごとに個別制動力を発生させることで、所定の総制動力による車両１の制動を実現するブレーキ制御のための処理である。本実施形態では、ブレーキ制御として、急こう配や滑りやすい坂道を前進する車両１において所定の総制動力を維持したままでの走行を支援するヒル・ディセント・コントロール（ＨＤＣ）が実施される構成を例示する。

この動作付加処理が起動されると、まず、車速センサ７０に検出される車両１の速度が所定速度（本実施形態では３０ｋｍ／ｈ）以下となるまで待機状態となる（ｓ１１０：ＮＯ）。

このｓ１１０で速度が所定速度以下となったら（ｓ１１０：ＹＥＳ）、車両１の動作状態に基づき、各車輪１０の接地荷重が抜けている抜重状態となっているか否かがチェックされる（ｓ１２０）。ここでは、各ストロークセンサ５０に検出されるストローク量がチェックされ、車輪１０が離地しているときに到達するストローク量となっているストロークセンサ５０につき、これに対応する車輪１０が抜重状態であると判定される。

なお、このｓ１２０では、ストロークセンサ５０の検出値に加え、接地荷重がある程度小さくなっている車輪１０についても抜重状態になっていると判定するようにしてもよい。このとき、各車輪１０の接地荷重は、ホイールベースや重心高など車両１の諸元値、加速度センサ６０の検出値から算出した車体傾斜角や路面の摩擦係数などに基づいて推定することとすればよく、所定のしきい値以下となっている場合を接地荷重が抜けていることとすればよい。

このｓ１２０において、いずれの車輪１０も抜重状態と判定されない場合（ｓ１２０：ＮＯ）、プロセスがｓ１１０へと戻る。

一方、上記ｓ１２０において少なくともいずれかの車輪１０が抜重状態と判定された場合には（ｓ１２０：ＹＥＳ）、抜重状態と判定された車輪１０により不足する制動力（不足制動力）が算出される（ｓ１３０）。ここでは、ブレーキ制御において各車輪１０に発生させていた個別制動力のうち、抜重状態と判定された車輪１０それぞれの個別制動力を合計した値が不足制動力として算出される。

なお、不足制動力は、ブレーキ制御において各車輪１０に発生させる個別制動力が同一（所定のしきい値範囲内を含む）である場合、「（抜重状態と判定された車輪１０の数×個別制動力）／抜重状態と判定されていない車輪１０の数」に基づいて算出してもよい。

次に、車輪１０それぞれの接地荷重が検出される（ｓ１４０）。ここでは、ホイールベースや重心高など車両１の諸元値、加速度センサ６０の検出値から算出した車体傾斜角や路面の摩擦係数などに基づいて算出される推定値としての接地荷重が検出される。

次に、ｓ１３０で算出された不足制動力を追加的に発生させるために必要な車輪１０ごとの個別制動力が設定される（ｓ１５０）。ここでは、抜重状態と判定されていない車輪１０それぞれにおいて、接地荷重の大きい車輪１０であるほど、前方に配置された車輪１０であるほどまた、抜重状態の車輪１０との位置関係に応じて、その車輪１０に対して大きな個別制動力が設定される。

本実施形態では、接地荷重に応じた第１係数と、前後いずれのものであるかに応じた第２係数と、抜重状態の車輪１０との位置関係に応じた第３係数と、の合計値を車輪１０ごとに求め、この合計値の比率に応じて個別制動力を設定する。ここで、第１係数は、ｓ１３０で検出された接地荷重が大きい車輪１０ほど大きな値とする。第２係数は、進行方向前方（本実施形態では車両１前方）の車輪１０が、後方の車輪１０よりも大きな値となるようにする。第３係数は、抜重状態と判定された車輪１０の前後反対の対における左右同じ側に配置された車輪１０が、他の車輪１０よりも大きな値となるようにする。

なお、ここで、抜重状態と判定されていない車輪１０の中に、対となる左右の車輪１０両方が含まれている場合には、この左右の車輪１０における個別制動力の差が所定のしきい値以下となるよう、少なくともいずれか一方の個別制動力の値が調整される。

そして、抜重状態と判定されていない車輪１０それぞれにより、不足制動力を追加的に発生させるべく、駆動装置３０への指令がなされる（ｓ１６０）。ここでは、駆動装置３０を介し、ｓ１５０で設定された個別制動力の追加的な発生に必要な動作量での動作が各ブレーキ装置２０に指令され、この指令を受けたブレーキ装置２０が追加的に個別制動力を発生させる。

これにより、不足制動力の一部または全部に対応するブレーキ装置２０の動作量が、抜重状態と判定されていない車輪１０に対応するブレーキ装置２０のいずれか１以上の動作量として追加的に付加される。こうして、ｓ１６０の後、プロセスがｓ１１０へ戻る。

以上説明した動作付加処理において、ｓ１１０が車速検出手段であり、ｓ１２０が抜重判定手段であり、ｓ１４０が荷重検出手段であり、ｓ１６０が動作付加手段である。

以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

（３）作用効果
上記実施形態の車両挙動制御装置８０によれば、一部の車輪１０が抜重状態となった場合に、不足制動力の一部または全部に対応する動作量を他の車輪１０に対応するブレーキ装置２０に付加して追加的な個別制動力を発生させることができる。こうして、抜重状態となった車輪１０による不足制動力が他の車輪１０で補われるため、ブレーキ制御で要求される総制動力を著しく低下させることがなくなる。この結果、乗員に空走感を与えたり、意図しない速度変動や車輪１０のスリップを生じさせたりといった不具合を抑制できる。

また、上記車両挙動制御装置８０では、不足制動力に対応する動作量をブレーキ装置２０に付加する際に、接地荷重の大きい車輪１０ほど、その車輪１０に対応するブレーキ装置２０に大きな動作量を付加して追加的な個別制動力を発生させることができる（図２のｓ１５０）。これにより、接地荷重の小さい車輪１０に対して不必要に大きなブレーキ装置２０の動作量が配分されなくなる結果、動作量の配分による車輪１０のロック、ひいてはロックした車輪がスリップすることを予防できる。

また、上記車両挙動制御装置８０では、不足制動力に対応する動作量をブレーキ装置２０に付与する際に、車両１の進行方向前方に配置された車輪１０ほど、その車輪１０に対応するブレーキ装置２０に大きな動作量を付与して追加的な個別制動力を発生させることができる（図２のｓ１５０）。車両１の制動時には慣性が働いて進行方向前方の車輪１０ほど接地荷重が大きくなりやすい。そのため、本実施形態であれば接地荷重の小さい車輪１０に対して不必要に大きなブレーキ装置２０の動作量が配分されなくなる結果、動作量の配分による車輪１０のロック、ひいてはロックした車輪１０がスリップすることを予防できる。

また、上記車両挙動制御装置８０では、対となる左右の車輪１０が発生する個別制動力の差が所定のしきい値以下となる範囲で、ブレーキ装置２０の動作量を調整する（図２のｓ１５０）。対となる左右の車輪１０が発生する個別制動力の差が大きくなると、意図しない車両１の転回や差動装置のデフロックなどの不具合が発生する可能性がある。この点、本実施形態であれば、適切にしきい値を設定しておくことによって、上記不具合の発生を予防できる。

また、上記車両挙動制御装置８０では、抜重状態と判定された車輪１０の前後反対の対における左右同じ側に配置された車輪１０のブレーキ装置２０に、それ以外のブレーキ装置２０よりも大きな動作量を付与して追加的な個別制動力を発生させることができる（図２のｓ１５０）。これにより、抜重状態の車輪１０に起因するヨーモーメントを打ち消す方向に別のヨーモーメントを発生させることができる。

また、上記車両挙動制御装置８０では、車速が所定速度以下である場合に、車輪１０が抜重状態となっているか否かの判定および追加的な個別制動力の発生を実施することができる。

以上、各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、本出願は、２０２２年３月２日出願の日本特許出願（特願２０２２－０３１５３２）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

１…車両、１０…車輪、２０…ブレーキ装置、３０…駆動装置、４０…サスペンション装置、５０…ストロークセンサ、６０…加速度センサ、７０…車速センサ、７１…内蔵メモリ、８０…車両挙動制御装置。

Claims (7)

1. 車両における各車輪のブレーキ装置を動作させ、車輪ごとに個別制動力を発生させることで、所定の総制動力による前記車両の制動を実現するブレーキ制御の実施中に、前記車両の動作状態に基づいて各車輪の接地荷重が抜けた抜重状態となっているか否かを判定する抜重判定手段と、
   前記抜重状態と判定された車輪の個別制動力である不足制動力につき、前記不足制動力の一部または全部に対応するブレーキ装置の動作量を、前記抜重状態と判定されていない車輪に対応するブレーキ装置のいずれか１以上の動作量として付加する動作付加手段と、
   各車輪の接地荷重を検出する荷重検出手段と、
   を備え、
   前記動作付加手段は、前記荷重検出手段に検出された接地荷重の大きい車輪ほど、その車輪のブレーキ装置に付加される動作量の割合を高くする、車両挙動制御装置。
2. 車両における各車輪のブレーキ装置を動作させ、車輪ごとに個別制動力を発生させることで、所定の総制動力による前記車両の制動を実現するブレーキ制御の実施中に、前記車両の動作状態に基づいて各車輪の接地荷重が抜けた抜重状態となっているか否かを判定する抜重判定手段と、
   前記抜重状態と判定された車輪の個別制動力である不足制動力につき、前記不足制動力の一部または全部に対応するブレーキ装置の動作量を、前記抜重状態と判定されていない車輪に対応するブレーキ装置のいずれか１以上の動作量として付加する動作付加手段と、
   を備え、
   前記動作付加手段は、前記車両の進行方向前方に配置された車輪ほど、その車輪のブレーキ装置に付加される動作量の割合を高くする、車両挙動制御装置。
3. 車両における各車輪のブレーキ装置を動作させ、車輪ごとに個別制動力を発生させることで、所定の総制動力による前記車両の制動を実現するブレーキ制御の実施中に、前記車両の動作状態に基づいて各車輪の接地荷重が抜けた抜重状態となっているか否かを判定する抜重判定手段と、
   前記抜重状態と判定された車輪の個別制動力である不足制動力につき、前記不足制動力の一部または全部に対応するブレーキ装置の動作量を、前記抜重状態と判定されていない車輪に対応するブレーキ装置のいずれか１以上の動作量として付加する動作付加手段と、
   を備え、
   前記車両が、前方の左右に配置された車輪の対と後方の左右に配置された車輪の対とを備えている場合において、
   前記動作付加手段は、前記抜重状態と判定された車輪の前後反対の対における左右同じ側に配置された車輪のブレーキ装置に付加される動作量の割合を、それ以外のブレーキ装置よりも高くする、車両挙動制御装置。
4. 前記車両が、左右に配置された車輪の対を備えている場合において、
   前記動作付加手段は、対となる左右の車輪それぞれが発生する個別制動力の差が所定のしきい値以下となる範囲で動作量を付加する、
   請求項１～３のいずれかに記載の車両挙動制御装置。
5. 車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記抜重判定手段による判定および前記動作付加手段による動作量の付加は、前記車速検出手段に検出された車速が所定速度以下である場合に実施される、
   請求項１～３のいずれかに記載の車両挙動制御装置。
6. 各車輪に対応するサスペンション装置のショックアブソーバに、そのストローク量を検出するストロークセンサが備えられている場合において、
   前記抜重判定手段は、前記ストロークセンサに検出されたストローク量が、車輪が離地しているときに到達するストローク量となっている場合に、そのストロークセンサに対応する車輪が前記抜重状態であると判定する、
   請求項１～３のいずれかに記載の車両挙動制御装置。
7. 各車輪の接地荷重を検出する荷重検出手段、を備え、
   前記抜重判定手段は、前記荷重検出手段に検出された接地荷重が所定のしきい値以下である場合に、その接地荷重となっている車輪が前記抜重状態であると判定する、
   請求項１～３のいずれかに記載の車両挙動制御装置。