(57)【要約】【課題】路面状況に応じた制動に係わる制御を最適に実行することができる車両制動装置を提供すること。【解決手段】本発明による車両制動装置１は、スリップ率が目標スリップ率よりも大きい場合に車輪のロックを抑制するロック抑制手段７ｂと、車体速度が許可最低車体速度以上であり車体減速度が開始許可減速度以上である場合に車両のピッチングを抑制するピッチング抑制手段７ｃと、車両が砂地路を走行しているか否かを判定する砂地路判定手段７ｄと、砂地路判定手段７ｄにより車両が砂地路を走行していると判定される場合に、目標スリップ率を大きくするとともに、許可最低車体速度及び開始許可減速度を小さくする変更手段７ｅを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリップ率が目標スリップ率よりも大きい場合に車輪のロックを抑制するロック抑制手段と、車体速度が許可最低車体速度以上であり車体減速度が開始許可減速度以上である場合に車両のピッチングを抑制するピッチング抑制手段と、車両が砂地路を走行しているか否かを判定する砂地路判定手段と、前記砂地路判定手段により前記車両が砂地路を走行していると判定される場合に、前記目標スリップ率を大きくするとともに、前記許可最低車体速度及び前記開始許可減速度を小さくする変更手段を備えることを特徴とする車両制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用して好適な車両制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、車両においては、運転者のブレーキペダルの踏み込みによる指令又はＡＣＣ（Adaptive  Cruse  Control）等の車両の速度を制御する装置の制動指令に基づいて、車輪毎に設けられたブレーキ装置のホイールシリンダに対してマスターシリンダから油圧が供給されて、さらにホイールシリンダから各車輪のブレーキシリンダに油圧が供給されて、ハブに駆動結合されたブレーキディスクに対してブレーキシリンダによりブレーキパッドを押し付けて制動を行い、車両の減速又は停止を行っている。
【０００３】
このようなブレーキ装置においては、前後左右の車輪の車輪速から車体速度を求めて、それぞれの車輪速から車体速度を減じた値を車体速度で除したスリップ率が目標スリップ率よりも大きい場合に、スリップが発生しているとみなしてスリップが発生している車輪に対応するホイールシリンダから油圧を抜いて、ブレーキディスクに対するブレーキパッドの押し付け力を緩めることにより、車輪のロックを防止又は抑制して、これにより停止距離又は制動距離が延伸してしまうことを抑制する、所謂ＡＢＳ（Anti-Lock  Brake  System）が用いられている。このＡＢＳを用いた場合においては、ホイールシリンダから油圧を抜くことに起因して制動力が低下することにより、車両のピッチングが誘発されることが特許文献１に開示されている。このピッチングを抑制する技術については特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平８−２０３２３号公報
【特許文献２】特開平６−７２３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような従来技術においては、砂漠を含む砂地路における車両走行については考慮されておらず、砂地路を車両が走行している場合に、ピッチングを抑制してなるべく停止距離や制動距離を短くした上で、前輪が砂漠に対して埋もれてしまうことを防止するという、背反した要求を満たすことはできていなかったため、路面状況に応じた制動に係わる制御を最適に行うことは実現できていないという問題が依然としてあった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、路面状況に応じた制動に係わる制御を最適に実行することができる車両制動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題を解決するため、本発明に係る車両制動装置は、
スリップ率が目標スリップ率よりも大きい場合に車輪のロックを抑制するロック抑制手段と、
車体速度が許可最低車体速度以上であり車体減速度が開始許可減速度以上である場合に車両のピッチングを抑制するピッチング抑制手段と、
車両が砂地路を走行しているか否かを判定する砂地路判定手段と、
前記砂地路判定手段により前記車両が砂地路を走行していると判定される場合に、前記目標スリップ率を大きくするとともに、前記許可最低車体速度及び前記開始許可減速度を小さくする変更手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記目標スリップ率を大きくするとは、砂地路でない通常の路面を走行する通常路走行において適した前記目標スリップ率の初期値に対して大きく設定することであり、同様に、前記許可最低車体速度を小さくするとは砂地路でない通常の路面を走行する通常路走行において適した前記許可最低車体速度の初期値に対して小さく設定することであり、前記開始許可減速度を小さくするとは砂地路でない通常の路面を走行する通常走行において適した前記開始許可減速度の初期値に対して小さく設定することである。
【０００８】
また、前記許可最低車体速度により前記ピッチング抑制手段の動作範囲を比較的高い車体速度の範囲とし、前記開始許可減速度により前記ピッチング抑制手段の動作範囲を比較的高い減速度の範囲とするのは、前記車両のピッチングを抑制して停止距離又は制動距離の増大を抑制する要請が、高い車速領域と高い減速度域において大きいことに考慮したものである。
【０００９】
さらに、前記ピッチング抑制手段は、例えば、マスターシリンダ圧をホイールシリンダに供給するにあたって、圧力の立ち上がりの勾配を寝かせて緩くする、又は、ピーク値を小さめに抑制して、制動初期段階の制動力を通常時の制動力より小さい値に保持することにより、車両のピッチングを抑制する。
【００１０】
前記砂地路判定手段が、前記車両が砂地路を走行しているか否かを判定するにあたっては種々の手法を用いることができるが、例えば、マスターシリンダ油圧より推定される推定減速度と、前記車体において実際に測定した減速度との比較に基づいて、前記推定減速度が前記減速度に対して砂地路判定用閾値以上に離隔した場合に、前記車両が砂地路を走行していると判定することができる。
【００１１】
本発明においては、前記車両が砂地路を走行していると前記砂地路判定手段により判定される場合において、前記目標スリップ率を大きくして前記ロック抑制手段による抑制が行われるスリップ率を通常路走行時よりも大きくする。前記砂地路においては通常路に比較して、スリップ量と摩擦係数の関係が上に凸の変曲点を有さない右肩上がりの線形となるため、この関係を利用して前記砂地路に対する前記車輪の摩擦係数を、前記スリップ量を大きくすることにより大きくして減速度を大きくして、前記砂地路における停止距離及び制動距離を短くすることができる。
【００１２】
さらに本発明においては、前記車両が砂地路を走行していると判定される場合に、減速度を大きくするとともに、前記ピッチング抑制手段の動作範囲を車体速度が小さい方向及び減速度が小さい方向に拡大して、ピッチングの抑制制御を低い車体速度域及び低い減速度域においても実行する。これにより、前記ロック抑制手段による前記車輪のロックの抑制が開始されるスリップ率となる初期段階において、前記ピッチングを抑制する制御を行い、前記車両のノーズダイブをなるべく抑えて、前記車輪のうち特には前輪が前記砂地路に対して過度にスリップして埋もれてしまうことを防止することができる。
【００１３】
すなわち本発明によれば、前記砂地路における車両走行において、停止距離及び制動距離を短くするとともに、前記車輪のうち特には前輪が前記砂地路に対して過度にスリップして埋もれてしまうという背反する事象も防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、路面状況に応じた制動に係わる制御を最適に実行することができる車両制動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明に係る車両制動装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように車両制動装置１は、ブレーキペダル２と、ブレーキペダル２に設けられてブレーキペダル２のストローク値を検出するストロークセンサ３と、ブレーキペダル２に運転者により入力された踏力を倍力する、エンジンの負圧を利用して負圧を生成する負圧生成パイプに連通されたバキュームブースタ４と、その倍力された踏力により基礎油圧から操作油圧を発生するマスターシリンダ５と、基礎油圧を貯留するリザーバ６と、ブレーキＥＣＵ７（Brake  Electronic  Control  Unit）と、車輪速センサ８と、減速度センサ９と、ブレーキアクチュエータ１０と、から構成される。
【００１８】
車輪速センサ８は前後左右（ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬ）の車輪に対応させて四箇所設けられてそれぞれの車輪速を検出して、検出結果をブレーキＥＣＵ７に出力するものである。
【００１９】
減速度センサ９は例えば車体のフロア中央に設けられて車体に実際に発生している減速度を検出して、検出結果をブレーキＥＣＵ７に出力するものである。
【００２０】
ブレーキアクチュエータ１０の油圧配管の入口には、操作油圧又は基礎油圧が供給される。ブレーキアクチュエータ１０は、ＦＲ系統とＦＬ系統が備えられる。ＦＲ系統は例えば右前輪ＦＲと左後輪ＲＬを油圧制動し、ＦＬ系統は左前輪ＦＬと右後輪ＲＲを油圧制動するものであって、両者の構成は同一であるため、ＦＲ系統のみを図１において図示して説明する。
【００２１】
ブレーキアクチュエータ１０は油圧配管と、保持弁１１と、保持弁１２と、減圧弁１３と、減圧弁１４と、リザーバ１５と、マスターシリンダ圧センサ１６とを備えて構成される。
【００２２】
油圧配管は入口から下流側に向けて分岐点Ａにおいてまず分岐され、マスターシリンダ圧センサ１６は、分岐点Ａの上流側に配置されて、マスターシリンダ５内の操作油圧又は基礎油圧（運転者がペダル２に踏力を付与しない場合は操作油圧＝基礎油圧）を検出して検出結果をブレーキＥＣＵ７に出力する。
【００２３】
油圧配管の分岐点Ａから左側に分岐した後の下流側には分岐点Ｂが設けられて、分岐点Ｂの下流側の一方には右前輪ＦＲ用の保持弁１１が、他方には左後輪ＲＬ用の保持弁１２が設けられる。一方、分岐点Ａから右側に分岐した油圧配管はリザーバ１５に連通される。
【００２４】
保持弁１１の下流側には分岐点Ｃが設けられ分岐点Ｃの下流側の一方の油圧配管には右前輪ＦＲのホイールシリンダ１７が連通され、他方の配管の分岐点Ｃの下流は減圧弁１３を介してリザーバ１５に連通される。
【００２５】
同様に、保持弁１２の下流側には分岐点Ｄが設けられ分岐点Ｄの下流側の一方の油圧配管には左後輪ＲＬのホイールシリンダ１８が連通され、他方の配管の分岐点Ｄの下流は減圧弁１４を介してリザーバ１５に連通される。保持弁１１及び保持弁１２は操作油圧を供給油圧としてホイールシリンダ１７、１８に供給する。
【００２６】
ブレーキＥＣＵ７は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであって、制御手段７ａ、ロック抑制手段７ｂ、ピッチング抑制手段７ｃ、砂地路判定手段７ｄ、変更手段７ｅを構成するものである。
【００２７】
ブレーキＥＣＵ７の制御手段７ａは、図１に示すストロークセンサ３の検出したストロークセンサ値及びマスターシリンダ圧センサ１６の検出したマスター圧センサ値などに基づき、ブレーキアクチュエータ１０が含む保持弁１１、１２及び減圧弁１３、１４を適宜制御して油圧制動を行う。
【００２８】
ブレーキＥＣＵ７のロック抑制手段７ｂは、前後左右の車輪速センサ８から四つの車輪速を取得して、転動輪の車輪速の平均値を求めて車体速度を演算し、それぞれの減速度から車体速度を減じた値を車体速度で除してスリップ率を求め、制御手段７ａによる制動が行われて、ある車輪のスリップ率が目標スリップ率より大きくなる場合には、該当する車輪に対応する減圧弁１３又は１４を適宜開とする制御をしてホイールシリンダ１７又は１８の内部のホイールシリンダ圧を減圧して、ロックを抑制するＡＢＳ制御を行う。
【００２９】
ブレーキＥＣＵ７のピッチング抑制手段７ｃは、減圧弁１３及び１４を閉として保持弁１１、１２を適宜開として、マスターシリンダ圧をホイールシリンダに供給するにあたって、圧力の立ち上がりの勾配を寝かせて緩くするとともに、ピーク値を小さめ（例えば４０％程度）に抑制して、制動初期段階の制動力を通常時の制動力より小さい値に保持することにより、車両のピッチングを抑制する。
【００３０】
ブレーキＥＣＵ７の砂地路判定手段７ｄは、マスターシリンダ圧センサ１６から求めた車体速度を微分して推定減速度を求め、さらに、減速度センサ９から実際の減速度を取得して、減速度と推定減速度を比較し、これらの差分が砂地路判定用閾値以上となった場合に、車両が砂地路を走行していると判定する。
【００３１】
ブレーキＥＣＵ７の変更手段７ｅは、砂地路判定手段７ｄが、車両が砂地路を走行していると判定する場合に、目標スリップ率を初期値よりも大きくするとともに、許可最低車体速度を初期値（例えば８０ｋｍ／ｈ）よりも小さくし、開始許可減速度を初期値（例えば０．３Ｇ）よりも小さくする。
【００３２】
以下、本実施例の車両制動装置１の制御内容を、フローチャートとマップを用いて説明する。図２は、本発明による車両制動装置１の制御内容を示すフローチャートである。
【００３３】
図２に示すステップＳ１において、ブレーキＥＣＵ７の砂地路判定手段７ｄは、減速度センサ９から実際の減速度を検出して取得し、ステップＳ２において、四つの車輪速センサ８から、ブレーキＥＣＵ７のロック抑制手段７ｂは車輪速を検出して取得し、ステップＳ３において、ロック抑制手段７ｂは車体速度及びスリップ率を演算し、砂地路判定手段７ｄは推定減速度を演算する。
【００３４】
ステップＳ４において、ブレーキＥＣＵ７の砂地路判定手段７ｄは、車両が砂地路を走行しているか否かを、推定減速度と減速度の差が砂地路判定用閾値以上であるか否かにより判定し、肯定である場合にはステップＳ５にすすみ、否定である場合には、ステップＳ８にすすむ。
【００３５】
ステップＳ５において、ブレーキＥＣＵ７の変更手段７ｅは、目標スリップ率を初期値よりも大きくするとともに、ステップＳ６において、変更手段７ｅは、許可最低車体速度を初期値（例えば８０ｋｍ／ｈ）よりも小さくし、さらにステップＳ７において、変更手段７ｅは、開始許可減速度を初期値（例えば０．３Ｇ）よりも小さくする。
【００３６】
つづいて、ステップＳ８において、ブレーキＥＣＵ７の制御手段７ａは、ロック抑制手段７ｂにおいて、スリップ率が目標スリップ率以上となって制御が開始される前期間であるか否かをフラグがオンとなっているか否かにより判定し、肯定であればステップＳ９にすすみ、否定であればステップＳ１０にすすむ。ステップＳ１０においては、ブレーキＥＣＵ７のロック抑制手段７ｂは通常のＡＢＳ制御を実行する。
【００３７】
ステップＳ９においては、ブレーキＥＣＵ７のピッチング抑制手段７ｃは、車体速度が変更された又は変更されてない初期値である許可最低車体速度以上で、減速度が変更された又は変更されていない初期値である開始許可減速度以上であって、ピッチング抑制制御開始条件を満たすか否かを判定し、肯定であれば、ステップＳ１１にすすみ、否定であればステップＳ１２にすすむ。
【００３８】
ステップＳ１１においては、ブレーキＥＣＵ７のピッチング抑制手段７ｃはピッチング抑制制御を実行し、ステップＳ１２においてはマスターシリンダ圧をそのままホイールシリンダ１７、１８に保持弁１３、１４を開とすることにより供給する通常制御を行う。
【００３９】
以上述べた制御内容により実現される本実施例の車両制動装置１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。本実施例においては、車両が砂地路を走行していると砂地路判定手段７ｄにより判定される場合において、目標スリップ率を大きくしてロック抑制手段７ｂによるロックの抑制が行われるスリップ率を通常路を走行している場合よりも大きくする。
【００４０】
これにより、砂地路においては通常路に比較して、スリップ量と摩擦係数の関係が上に凸の変曲点を有さない右肩上がりの線形となることを利用して、砂地路に対する車輪の摩擦係数を、スリップ量を大きくすることに伴わせて大きくし、これにより車両の減速度を大きくして、砂地路における車両の停止距離及び制動距離を短くすることができる。
【００４１】
これと同時に本実施例においては、車両が砂地路を走行していると判定される場合に、減速度を大きくするとともに、ピッチング抑制手段７ｃの動作範囲を車体速度が小さい方向及び減速度が小さい方向に拡大して、ピッチングの抑制制御を低い車体速度域及び低い減速度域においても実行する。
【００４２】
これにより、ロック抑制手段７ｂによる車輪のロックの抑制が開始されるスリップ率となってＡＢＳ制御が実行される前段階において、ピッチングを抑制する制御を行い、車両のノーズダイブをなるべく抑えて、車輪のうち特には前輪が前記砂地路に対して過度にスリップして埋もれてしまうことを防止することができる。
【００４３】
本実施例によれば、砂地路における車両走行において、停止距離及び制動距離を短くするとともに、車輪のうち特には前輪が前記砂地路に対して過度にスリップして埋もれてしまうという背反する事象も防止することができる。すなわち、ＡＢＳ制御と、ピッチング抑制制御と、砂地路判定の調和を図り、路面状況に応じてこれらの制動に係わる制御を最適に場合分けして実行することができる。
【００４４】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、車両を制動する技術に関するものであって、新たな構成要素を追加することなく、比較的軽微なロジックの変更により、路面状況に応じた制動に係わる制御を最適に実行することができる車両制動装置を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る車両制動装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る車両制動装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１      車両制動装置
２      ブレーキペダル
３      ストロークセンサ
４      バキュームブースタ
５      マスターシリンダ
６      リザーバ
７      ブレーキＥＣＵ
７ａ    制御手段
７ｂ    ロック抑制手段（ＡＢＳ）
７ｃ    ピッチング抑制手段
７ｄ    砂地路判定手段
７ｅ    変更手段
８      車輪速センサ（ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬ）
９      減速度センサ
１０      ブレーキアクチュエータ
１１      保持弁
１２      保持弁
１３      減圧弁
１４      減圧弁
１５      リザーバ
１６      マスターシリンダ圧センサ
１７      ホイールシリンダ
１８      ホイールシリンダ
【図１】
2010116061.tif 000003
【図２】
2010116061.tif 000004