(57)【要約】【課題】タイヤ内圧が低い場合の走行燃費を向上する。【解決手段】前後輪のタイヤ内圧センサ２０，２１により検出された前後輪のタイヤ内圧信号が入力する各タイヤ内圧平均算出部４２，４３と、タイヤ内圧平均値の前後輪間の差に応じて前後のブレーキ力配分を設定するブレーキ配分変更設定部４５と、ブレーキ圧に応じて前後の通常ブレーキ配分を設定するブレーキ前後配分設定部４６と、タイヤ内圧により設定されたブレーキ力配分と通常ブレーキ配分との重みづけのゲインを設定するゲイン補正部４７と、それらに基づいて前後のブレーキ力配分を設定するブレーキ前後配分設定部４８とを設ける。前後輪の各タイヤ内圧の低い方を、ブレーキ力を大きくして内圧の上昇を早め、走行開始時から早い段階で前後輪の各タイヤ内圧を適正値にして、転がり抵抗の少ない走行を行うことができるようになり、走行燃費を向上し得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後輪のタイヤ内圧を検出するタイヤ内圧検出手段と、前後輪のブレーキ力を配分するブレーキ力配分手段とを有し、
前記ブレーキ力配分手段が、前記タイヤ内圧検出手段により検出された前記タイヤ内圧が所定値より低い場合には、前記前後輪のブレーキ力の配分を前記前後輪の各タイヤ内圧の差に応じて、タイヤ内圧の高い方のブレーキ力の配分を大きくすることを特徴とするブレーキ前後配分制御装置。
【請求項２】
前記ブレーキ力配分手段が、
前記タイヤ内圧が所定値より低い場合の前記前後輪のブレーキ力の配分を、ブレーキ操作量の増大に応じてブレーキ力の前輪側の配分が大きくなる通常ブレーキ配分と前記タイヤ内圧の高い方のブレーキ力の配分を大きくするタイヤ内圧低下時ブレーキ配分とを合算して求め、かつ前記ブレーキ力の増大に応じて前記タイヤ内圧低下時ブレーキ配分の重みづけを減らすことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ前後配分制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後輪のブレーキ力の配分を制御するブレーキ前後配分制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の走行燃費を悪化させる原因の一つとしてタイヤの転がり抵抗の大きさが知られている。そこで、タイヤの転がり抵抗を低減させるために、タイヤのトレッドパターンやゴムの材質等の工夫によりタイヤの転がり抵抗を低減するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８１４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したようなトレッドパターンや材質等を工夫しても、タイヤ内圧（空気圧）が適正値以下の場合にはタイヤの性能を十分に発揮できず、その場合にはタイヤの転がり抵抗が増大して燃費が悪化してしまうという問題があった。
【０００５】
一方、走行によりタイヤが発熱して暖まるとタイヤ内圧が高まることから、その状態で走行燃費に対するタイヤ内圧（タイヤの転がり抵抗）の適正値を設定している。そのため、タイヤが冷えている走行開始時にはタイヤ内圧が適正値よりも低いため、タイヤが暖まるまで燃費が悪い状態が続くという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決して、タイヤ内圧が低い場合の走行燃費を向上するために、本発明に於いては、前後輪（３，５）のタイヤ内圧を検出するタイヤ内圧検出手段（２０，２１）と、前後輪（３，５）のブレーキ力を配分するブレーキ力配分手段（４２，４３，４５，４８）とを有し、前記ブレーキ力配分手段（４２，４３，４５，４８）が、前記タイヤ内圧検出手段（２０，２１）により検出された前記タイヤ内圧が所定値より低い場合には、前記前後輪のブレーキ力の配分を前記前後輪の各タイヤ内圧の差に応じて、タイヤ内圧の高い方のブレーキ力の配分を大きくするものとした。
【０００７】
これによれば、タイヤ内圧が低い場合に制動する時に、前後輪のタイヤ内圧の低い方のブレーキ力配分を大きくすることから、タイヤ内圧の低い方のブレーキによる発熱が大きくなり、タイヤ内圧の低い方のタイヤ内圧を積極的に高めることができ、前後輪全体としてのタイヤ内圧の適正値に達する時間を短縮化し得る。
【０００８】
特に、前記ブレーキ力配分手段（４２，４３，４５，４８）が、前記タイヤ内圧が所定値より低い場合の前記前後輪（３，５）のブレーキ力の配分を、ブレーキ操作量の増大に応じてブレーキ力の前輪側の配分が大きくなる通常ブレーキ配分と前記タイヤ内圧の高い方のブレーキ力の配分を大きくするタイヤ内圧低下時ブレーキ配分とを合算して求め、かつ前記ブレーキ力の増大に応じて前記タイヤ内圧低下時ブレーキ配分の重みづけを減らすと良い。
【０００９】
これによれば、ブレーキ力の増大に応じてタイヤ内圧低下時ブレーキ配分の重みづけを減らすことから、例えば後輪のタイヤ内圧方が低い場合に後輪のブレーキ力を大きくすることになる。その場合、例えばフロントエンジン搭載車では前輪荷重が後輪荷重よりも大く、後輪のブレーキ力を大きくする配分にすると後輪がロックし易くなるが、ブレーキ力の増大に応じてタイヤ内圧低下時ブレーキ配分の重みづけを減らすことから、上記の場合における後輪のブレーキ力を大きくする影響が低下するため、後輪のロック現象を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明によれば、タイヤ内圧が適正値より低い場合にブレーキの発熱によりタイヤを暖めてタイヤ内圧を高めることができると共に、前後輪の各タイヤ内圧の低い方のブレーキ力を大きくすることから、低い方のタイヤ内圧の上昇を早めることができる。それにより、前後輪の各タイヤ内圧に差があっても、全車輪のタイヤ内圧が適正値に達するまでの時間を早めることができ、早く転がり抵抗の少ない走行状態にすることができる。これにより、タイヤ内圧が低い状態による走行燃費の悪化状態を早期に解消し、走行燃費を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用された後輪操舵装置を適用した自動車の概略構成図である。
【図２】左後輪を示す背面図である。
【図３】第１の実施形態を示す後輪操舵制御部の概略ブロック図である。
【図４】前後輪タイヤ内圧差に対する前後のブレーキ配分を示す図である。
【図５】（ａ）はブレーキ圧に対する通常ブレーキ前後配分を示す図であり、（ｂ）はブレーキ圧に基づく選択ゲインの設定を示す図である。
【図６】タイヤ内圧と転がり抵抗の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された後輪操舵装置としての後輪トー角可変制御装置１０を適用した自動車Ｖの概略構成図である。説明にあたり、車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤや電動アクチュエータ等については、それぞれ数字の符号に左右を示す添字ＬまたはＲを付して、例えば、後輪５Ｌ（左）、後輪５Ｒ（右）と記すとともに、総称する場合には、例えば、後輪５と記す。また、前後・左右・上下については車体１を基準とする。
【００１３】
図１に示されるように、自動車Ｖは、タイヤ２Ｌ，２Ｒが装着された前輪３Ｌ・３Ｒと、タイヤ４Ｌ，４Ｒが装着された後輪５Ｌ，５Ｒとを備えている。これら前輪３Ｌ，３Ｒおよび後輪５Ｌ，５Ｒが、左右のフロントサスペンション６Ｌ，６Ｒおよびリヤサスペンション７Ｌ，７Ｒによってそれぞれ車体１に懸架されている。
【００１４】
また、自動車Ｖには、ステアリングホイール８の操舵により、ラックアンドピニオン機構を介して左右の前輪３Ｌ，３Ｒを直接転舵する前輪操舵装置９と、左右のリヤサスペンション７Ｌ，７Ｒに対応して車体１の適所にそれぞれ取り付けられた左右の電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒとが設けられている。左右の電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒを駆動して後輪５Ｌ，５Ｒのトー角をそれぞれ独立に変化させる（制御する）ことができ、このようにして、後輪操舵装置としての後輪トー角可変制御装置１０が設けられている。
【００１５】
自動車Ｖには、各種システムを統括制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２が設けられていると共に、車速センサ１３、操舵センサ１４、その他の各種センサ（ヨーレイトセンサや横加速度センサ等）、ブレーキ圧センサ１８がそれぞれ適所に配設されている。各センサの検出信号はＥＣＵ１２に入力して車両の挙動制御に用いられる。
【００１６】
ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線を介して各センサ１３・１４・１８等と接続され、また電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒとケーブル接続されている。またＥＣＵ１２は、通常走行時には、各センサ１３・１４・１８等の検出結果に基づいて制御すべき後輪トー角を算出し、各電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒの変位量を決定した上で後輪５のトー角制御を行う。
【００１７】
各電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒには、リヤサスペンション７Ｌ，７Ｒにそれぞれ連結された出力ロッドの位置を検出するアクチュエータ変位センサ１７Ｌ，１７Ｒ（トー角センサ）がそれぞれ設けられており、アクチュエータ変位センサ１７Ｌ，１７Ｒの信号がＥＣＵ１２に入力するようになっている。各電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒは、ＥＣＵ１２によって決定された所定量だけ出力ロッドを伸縮動し、後輪５Ｌ，５Ｒのトー角を正確に変化させることができる。
【００１８】
このように構成された自動車Ｖによれば、左右の電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒを同時に対称的に変位させることにより、両後輪５Ｌ，５Ｒのトーイン／トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる。また、左右の電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒの一方を伸ばして他方を縮めれば、両後輪５Ｌ，５Ｒを左右に転舵することも可能である。
【００１９】
さらに、左右の後輪５Ｌ，５Ｒには、各タイヤ４Ｌ，４Ｒのタイヤ内圧（空気圧）を検出するタイヤ内圧検出手段としての各タイヤ内圧センサ２１Ｌ，２１Ｒが取り付けられている。タイヤ内圧センサ２１Ｌ，２１Ｒは、図では後輪５Ｌ，５Ｒに取り付けられた圧力センサ付き送信機として示されているが、送信機からのセンサ信号を受信する無線式の受信機との組み合わせであり、その受信機はＥＣＵ１２内に設けられていて良い。
【００２０】
次に、後輪トー角可変制御装置１０の具体的構成について左側リヤサスペンション７Ｌの背面図である図２を参照して説明する。なお、右側リヤサスペンションについても左右勝手違いだけで同一構造であって良いため、図２では左側サスペンションであるが、Ｌ・Ｒを省略して説明する。
【００２１】
リヤサスペンション７は、ダブルウィッシュボーン式であって良く、後輪５が一体的に組み付けられたハブ２２を回転自在に支持するナックル２３と、ナックル２３を上下動可能に車体１に連結するアッパアーム２４およびロアアーム２５と、後輪５の上下動に対する緩衝装置としての懸架スプリング付きダンパ２６等で構成されている。そして、ナックル２３と車体１との間には、後輪５のトー角を変化させるための上記電動アクチュエータ１１が連結されている。
【００２２】
なお、アッパアーム２４およびロアアーム２５の各基端部（車体連結部）はそれぞれゴムブッシュジョイント２７・２８を介して車体１に上下方向に回動自在に連結され、アッパアーム２４およびロアアーム２５の各先端部（ナックル連結部）はそれぞれボールジョイント２９・３０を介してナックル２１の上下部に転舵方向に回動自在に連結されている。懸架スプリング付きダンパ２６は、上端が車体１に結合され、下端がゴムブッシュジョイント３１を介してナックル２３の上部に連結されている。このようにして左側リヤサスペンションが構成されており、公知の四輪独立式サスペンションと同様に左後輪５Ｌは他の車輪とは独立して路面変化に追従可能である。また、上記したように右後輪５Ｒも同じである。
【００２３】
そして、電動アクチュエータ１１の一端がゴムブッシュジョイント３１を介して車体１に連結され、その他端がゴムブッシュジョイント３２を介してナックル２３の車両後側部分に連結されている。このような構成を採ることにより、電動アクチュエータ１１の出力ロッドが伸長駆動されると、ナックル２３の車両後側部分が車幅方向外側に回動することから、後輪５のトー角は車両進行方向に対して内向き（トーイン側）に変化する。逆に、電動アクチュエータ１１の出力ロッドが収縮駆動されると、ナックル２３の後部が車幅方向内側に回動することにより、後輪５のトー角は車両進行方向に対して外向き（トーアウト側）に変化する。
【００２４】
なお、本図示例のサスペンションは、電動アクチュエータ１１を駆動することによりトー角を変えることができるが、電動アクチュエータ１１を中立位置にした状態でトー角をパッシブ制御する公知の独立式サスペンションと同じジオメトリで組み立てられている。
【００２５】
また、本図示例の車両のブレーキ形式は四輪ディスクブレーキであって良く、図１に示されるように各前後輪３，５にはそれぞれブレーキディスク３３（Ｌ，Ｒ），３４（Ｌ，Ｒ）が配設されている。図２に代表して示されるように、ブレーキディスク３４（３３）は、ハブ２２と一体に形成されている。また、各ブレーキディスク３３，３４に対応して、ブレーキパッド及びブレーキピストンを備えるブレーキキャリパ３５（Ｌ，Ｒ），３６（Ｌ，Ｒ）がそれぞれ配設されている。
【００２６】
自動車Ｖには、ブレーキペダル３６に連動するマスターシリンダ３７が設けられており、マスターシリンダ３７と各ブレーキキャリパ３５，３６とが配管を介して接続されている。また、本実施の形態におけるマスターシリンダ３７は、前後輪３，５に対する前後のブレーキ力の配分を可変可能な構造（例えば前後用の各油圧制御弁を備える）である。そして、ブレーキペダル３６の踏み込み量に応じてマスターシリンダ３７に発生する油圧（ドライバー要求ブレーキ圧）を、ＥＣＵ１２からのブレーキ配分信号に基づいて前後のブレーキ力として配分するようになっている。
【００２７】
次に、本発明に基づく制御要領を図３の概略ブロック図を参照して説明する。図３に、第１の実施の形態として、ＥＣＵ１２における制御回路の一部を構成するブレーキ前後配分制御装置としてのブレーキ前後配分制御部４１を示す。なお、そのブロック構成は、ＩＣ回路により構成されたり、ＣＰＵのプログラムにより構成されたりして良いものである。
【００２８】
図３において、ブレーキ前後配分制御部４１には、前輪３のタイヤ内圧センサ２０により検出された前輪タイヤ内圧Ｐｆｌ，Ｐｆｒの各信号が入力する前輪タイヤ内圧平均算出部４２と、後輪５のタイヤ内圧センサ２１により検出された後輪タイヤ内圧Ｐｒｌ，Ｐｒｒの各信号が入力する後輪タイヤ内圧平均算出部４３と、それら各算出部４２，４３により算出された各平均値Ｐｆ，Ｐｒの各信号が入力する減算器４４と、その減算結果に基づいて前後輪３，５のブレーキ力の前後配分（タイヤ内圧基準前後比Ａ）を設定するブレーキ配分変更設定部４５と、ブレーキ圧センサ１８からのブレーキ圧信号が入力しかつその信号値に基づいて通常走行時の前後輪３，５のブレーキ力の前後配分（通常走行時前後比Ｂ）を設定する通常ブレーキ配分設定部４６と、ブレーキ圧信号が入力しかつその信号値に基づいて選択ゲインｇを設定するゲイン補正部４７と、ブレーキ配分変更設定部４５と通常ブレーキ配分設定部４６とゲイン補正部４７とからの各信号値に基づいてブレーキ力の前後配分を最終的に設定しかつそのブレーキ力の前後配分による制御信号をマスターシリンダ３７に出力するブレーキ前後配分設定部４８とが設けられている。前輪タイヤ内圧平均算出部４２と後輪タイヤ内圧平均算出部４３とによりタイヤ内圧検出手段が構成され、ブレーキ配分変更設定部４５とブレーキ前後配分設定部４８とによりブレーキ力配分手段が構成されている。
【００２９】
なお、オプションとして各平均値Ｐｆ，Ｐｒの各信号の平均値（前後輪のタイヤ内圧平均値）を算出してブレーキ配分変更設定部４５に出力するタイヤ内圧平均算出部４９を設けても良い。
【００３０】
このようにして構成されたブレーキ前後配分制御部４１では、前輪タイヤ内圧平均算出部４２で前輪３のタイヤ内圧平均値Ｐｆ（＝（Ｐｆｌ＋Ｐｆｒ）／２）を算出すると共に、後輪タイヤ内圧平均算出部４３で後輪５のタイヤ内圧平均値Ｐｒ（＝（Ｐｒｌ＋Ｐｒｒ）／２）を算出する。減算器４４では前輪タイヤ内圧平均値Ｐｆから後輪タイヤ内圧平均値Ｐｒを減算し、ブレーキ配分変更設定部４５では、図４に示されるように減算値Ｄ（＝Ｐｆ−Ｐｒ）に基づいてブレーキ力の前後配分（タイヤ内圧基準前後比）Ａを設定する。
【００３１】
図４では、減算値Ｄが０（Ｐｆ＝Ｐｒ）の場合に前輪３のブレーキ圧を後輪５のブレーキ圧の０．６倍としている。そして、前輪タイヤ内圧平均値Ｐｆが後輪タイヤ内圧平均値Ｐｒよりも大きい場合には減算値上限値Ｄ１に対応する前後配分Ａの上限値Ａ１を設定し、逆の場合には減算値下限値Ｄ２に対応する前後配分Ａの下限値Ａ２を設定し、上限値（Ｄ１，Ａ１）と下限値（Ｄ２，Ａ２）との間を線形に変化させるようにしている。この場合、前輪タイヤ内圧平均値Ｐｆが後輪タイヤ内圧平均値Ｐｒよりも大きくなるに連れて前輪３のブレーキ力を増大させ、逆の場合には後輪５のブレーキ力を増大させる前後配分Ａを設定する。
【００３２】
また、ドライバーのブレーキ操作に応じてブレーキ圧が増減し、通常ブレーキ配分設定部４６では、図５（ａ）に示されるようにブレーキ圧に応じて通常走行時のブレーキ力の前後配分（通常走行時前後比）Ｂを設定する。ブレーキ圧が高い程、急停止が要求されるため、前輪３のブレーキ力を高めるために前後配分Ｂが増大するように設定される。
【００３３】
また、ゲイン補正部４７では、図５（ｂ）に示されるようにブレーキ圧の増大に応じて選択ゲインｇを設定する。選択ゲインｇは、ブレーキ圧が０で１．０、ブレーキ圧が上限値ＰＢ１で０になるように、ブレーキ圧の増大に反比例するように設定されている。
【００３４】
そして、ブレーキ前後配分設定部４８では、ブレーキ配分変更設定部４５からの前後配分Ａと、通常ブレーキ配分設定部４６からの前後配分Ｂと、ゲイン補正部４７からの選択ゲインｇとを用いて、次式によりブレーキ力前後配分値Ｃを求める。
Ｃ＝Ａ×ｇ＋Ｂ×（１−ｇ）  …（１）
【００３５】
上記式（１）により求められたブレーキ力前後配分値Ｃの信号がマスターシリンダ３７に出力され、マスターシリンダ３７では、ブレーキ力前後配分値Ｃに合わせて前後のブレーキ力の配分を行う。式（１）で選択ゲインｇを、前後配分Ａには積算し、通常ブレーキ前後配分Ｂには１に対する補数（１−ｇ）を積算しており、ブレーキ圧が高くなるに連れて前後配分Ａの重みづけが低下する。前後配分Ａは、前後のタイヤ内圧平均値Ｐｆ，Ｐｒの偏差に基づいて設定される値であり、後輪５のブレーキ配分に重みを付ける場合がある。そのような場合にブレーキ圧を高くすると、後輪５がロックする不具合が考えられるため、ブレーキ圧が高くなるに連れて前後配分Ａの重み付けを減らすようにしている。
【００３６】
ここで、図６に示されるように、タイヤ内圧に対する転がり抵抗の関係には、走行燃費に悪影響を与えない所定値Ｒｄに対するタイヤ内圧の適正下限値Ｐtがある。タイヤ内圧が適正下限値Ｐｔ以上の範囲では転がり抵抗が走行燃費に対して悪影響を及ぼさない範囲とすることができる。そして、走行開始時にタイヤが冷えている場合には、走行によりタイヤが発熱することによりタイヤ内圧が高くなり、タイヤが暖まってタイヤ内圧が適正下限値Ｐｔ以上になったら、走行燃費が良好な状態となる。
【００３７】
タイヤが暖まるには、走行によるタイヤ自身の発熱の他に、ブレーキ時に発生するブレーキ熱がある。図２に示される後輪５を例にすると、ブレーキ熱はハブ２２から後輪（ホイール）５に伝わり、タイヤ４に伝達される。それにより、ブレーキ作動時にタイヤ４が暖められる。この場合、より効果的にするために、例えばホイールの材質を熱伝達率高い材料で製作し、スポーク部分からの放熱を抑制するために熱伝達率の低い材料で覆うと良い。
【００３８】
また、タイヤ内圧に対する転がり抵抗の関係は、図６に示されるようにタイヤ内圧が低い場合には転がり抵抗が大となる。転がり抵抗が大きい場合には走行燃費が悪化する。そこで、走行燃費に悪影響を与えない所定値Ｒｄに対するタイヤ内圧の適正下限値を図のＰtとすると、タイヤ内圧が適正下限値Ｐｔ以上の範囲では転がり抵抗が走行燃費に対して悪影響を及ぼさない範囲とすることができる。
【００３９】
この場合、ブレーキ配分変更設定部４５で、上記したタイヤ内圧平均算出部４９から出力されるタイヤ内圧平均値が適正下限値Ｐｔ以上か否かを判別するようにし、下回っていると判定した場合には、減算器４４から出力される減算値Ｄに基づいて図４のマップによるブレーキ力の配分Ａを用いるようにすることができる。この場合、タイヤ内圧平均値が適正下限値Ｐｔ以上であると判定された場合には配分Ａは出力されず、ブレーキ前後配分設定部４８では、ブレーキ力前後配分値Ｃを（Ｂ×（１−ｇ））とする。
【００４０】
また、後輪トー角可変制御装置１０との協調手法を用いることができる。例えば、ＥＣＵ１２により、タイヤ内圧平均値に応じて後輪５Ｌ，５Ｒのトーイン量δを求めるようにする。そのトーイン量δは、タイヤ内圧平均値が低いほど大きく（上限値は設定する）、適正下限値Ｐｔ以上では０として良い。そして、タイヤ内圧平均値が適正下限値Ｐｔより低い場合には、ブレーキ時にトーイン量δを設定し、そのトーイン量δになるように電動アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒを駆動する。後輪５にトーインが付くことによりタイヤ４に引きずりが生じてタイヤ４自身の発熱が大きくなり、走行開始後に制動場面がある場合に、より早期にタイヤ内圧を高めることができる。
【符号の説明】
【００４１】
３  前輪
５  後輪
２０，２１  タイヤ内圧センサ（タイヤ内圧検出手段）
４２  前輪タイヤ内圧平均算出部（タイヤ内圧検出手段）
４３  後輪タイヤ内圧平均算出部（タイヤ内圧検出手段）
４５  ブレーキ配分変更設定部（ブレーキ力配分手段）
４８  ブレーキ前後配分設定部（ブレーキ力配分手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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