(57)【要約】【課題】  車両停止後もブレーキペダルを踏み込み続けることにより、制動中に変形したホイールベースが通常の状態に戻らず、車両の一部部材には残留力が作用する。これを解放し、部材にかかる負担を軽減する。【解決手段】  ブレーキＥＣＵは、「車輪速が０、且つブレーキ信号がＯＮ」の条件が満たされているか否かを判定することで、車両の停止状態を判定する（ステップ３０２）。ステップ３０２が肯定される場合には、液圧ブレーキの油圧を調節して、前後輪のいずれか一方の固定を保持し、他方の固定を解除する。これにより、固定が解除された車輪が移動してホイールベースが通常の状態に戻り、残留力を解放することができる。なお、この制御は、残留力の有無を判定するためのセンサを車両に設け、残留力の“有”が判定された場合にのみ行ってもよい。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に支持された前後輪と、
車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
ブレーキペダルの踏み込みに応じて前記前後輪のそれぞれに制動力を与え、車両停止時には前記前後輪を固定する制御を行う制動手段と、
を備え、
前記制動手段は、前記車速検出手段の検出値に基づいて車両が停止していることを判定すると、前記前後輪のいずれか一方の固定を自動的に解除することを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
車体に支持された前後輪と、
車両停止時に前記前後輪を固定する制動手段と、
車両停止時に、前記制動手段の前後輪固定により車両各部に生ずる残留力の有無を判定する判定手段と、
を備え、
前記制動手段は、前記判定手段により前記残留力の“有”が判定された場合に、前記前後輪のいずれか一方の固定を解除することを特徴とするブレーキ装置。
【請求項３】
前記制動手段は液圧ブレーキを含み、
その一部であるブレーキキャリパに発生する歪みを検出する歪み検出手段をさらに備えており、
前記判定手段は、前記歪み検出手段の検出結果に基づき、残留力の有無を判定することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記前後輪は、それぞれに対応して設けられたモータにより駆動され、
前記判定手段は、各モータに与えられる制御信号に基づき、残留力の有無を判定することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前輪を駆動するモータに与えられる制御信号、及び後輪を駆動するモータに与えられる制御信号に基づいて、前記両モータの駆動トルクが異符号であると判定すると、残留力の“有”を判定することを特徴とする請求項４に記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたブレーキ装置、特に、車両が停止した際に車両の一部部材に作用する残留力を解放するためのブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行状態にある車両が停止する状況を図５を参照して説明する。運転者がブレーキペダルを踏み込むと、車両に搭載されたブレーキ装置により車両の左右前後輪に制動力が付加される。各車輪が路面から摩擦力を受ける一方で、車両の重心には慣性力が働き、車両は前のめりに傾く。この状態では、摩擦力及び慣性力の作用を受けて、車両のホイールベースは変化（拡張又は短縮）している。
【０００３】
その後、車両が完全に停止すると、車両は通常の水平な体勢に戻る。しかし、車両が停止した後も運転者がブレーキペダルを踏み続けた場合、左右前後輪が制動力で固定されて回転しないため、ホイールベースの変形は完全には元に戻らないことがある。より詳細に説明すると、ホイールベースが拡張されたまま停止した場合は、ホイールベースは元の長さに縮もうとする。しかし、固定された左右前後輪は、ホイールベースを短縮する方向に回転せずに、前輪が路面から前方に摩擦力を受け、後輪が路面から後方に摩擦力を受ける状態を維持する。この結果、ホイールベースは拡張されたままとなる。また、ホイールベースが短縮されたまま停止した場合も同様に、前輪が路面から後方に摩擦力を受け、後輪が路面から前方に摩擦力を受ける状態を維持し、ホイールベースは短縮されたままとなる。
【０００４】
このようにホイールベースが変形しているということは、即ち、前輪と後輪の間に介在する部材に変形が生じているということである。特に、ホイールベースの変化の影響を受けやすい部材、例えばボディやサスペンションブシュ等には、通常よりも大きな変形が生じている。この変形により、各部材の内部には応力（以下、残留力と呼ぶ）が発生している。
【０００５】
ちなみに、下記の特許文献１には、車両停止前にブレーキ圧力を減圧して振動を抑制する技術が記載されているが、車両が停止する時点ではブレーキ圧力を増圧するため、車両の各部材に生じる変形は残ったままである。
【特許文献１】特開平１−１２２７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したとおり、車両が停止した後も、ブレーキペダルが踏み込まれ続けた場合、ボディ、サスペンションブシュ等の各部材には残留力が作用し、それらの各部材には負担がかかってしまう。そこで、本発明の目的は、車両停止後に各部材にかかる負担を軽減することにある。さらには、負担軽減により耐久性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のブレーキ装置は、車体に支持された前後輪と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、ブレーキペダルの踏み込みに応じて前記前後輪のそれぞれに制動力を与え、車両停止時には前記前後輪を固定する制御を行う制動手段と、を備え、前記制動手段は、前記車速検出手段の検出値に基づいて車両が停止していることを判定すると、前記前後輪のいずれか一方の固定を自動的に解除することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載のブレーキ装置は、車体に支持された前後輪と、車両停止時に前記前後輪を固定する制動手段と、車両停止時に、前記制動手段の前後輪固定により車両各部に生ずる残留力の有無を判定する判定手段と、を備え、前記制動手段は、前記判定手段により前記残留力の“有”が判定された場合に、前記前後輪のいずれか一方の固定を解除することを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のブレーキ装置において、前記制動手段は液圧ブレーキを含み、その一部であるブレーキキャリパに発生する歪みを検出する歪み検出手段をさらに備えており、前記判定手段は、前記歪み検出手段の検出結果に基づき、残留力の有無を判定することを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のブレーキ装置において、前記前後輪は、それぞれに対応して設けられたモータにより駆動され、前記判定手段は、各モータに与えられる制御信号に基づき、残留力の有無を判定することを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のブレーキ装置において、前記判定手段は、前輪を駆動するモータに与えられる制御信号、及び後輪を駆動するモータに与えられる制御信号に基づいて、前記両モータの駆動トルクが異符号であると判定すると、残留力の“有”を判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載のブレーキ装置によれば、車両の停止後に自動的に前後輪の一方の固定を解除するため、車両各部に作用する残留力を解放することができる。また、請求項２に記載のブレーキ装置によれば、残留力が発生している場合に、前後輪の一方の固定を解除することで、車両各部に作用する残留力を解放することができる。特にこれらの場合には、残留力が作用する部材、例えばボディ、サスペンションブシュなどの耐久性を向上することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載のブレーキ装置によれば、ブレーキキャリパの歪みを検出して、残留力の発生を好適に判定することができる。
【００１４】
請求項４に記載のブレーキ装置によれば、各モータに与えられる制御信号に基づいて、残留力の発生を好適に判定することができる。
【００１５】
請求項５に記載のブレーキ装置によれば、各モータに与えられる制御信号に基づき、前後輪の駆動トルクが異符号であることを判定することで、残留力の発生を好適に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第一、第二実施形態に共通して用いられる車両構成について以下に説明する。本実施形態の車両構成図を図１に示す。図１に示されるように、車両Ｖは、左前輪１０ＦＬ、右前輪１０ＦＲ、左後輪１０ＲＬ、右後輪１０ＲＲの四つの車輪を持っている。各車輪は、サスペンションアームを介して車体に支持されている。
【００１７】
この車両Ｖは、各車輪の駆動力を独立して制御することのできるものであり、各車輪毎にモータ１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＲＬ，１１ＲＲが配設されている。これらのモータは、いわゆるインホイールモータであり、各車輪のロードホイールの内部に収納されている。各モータは、電力を供給されることで回転して車両Ｖを走行させる駆動力を発生する。
【００１８】
各モータは、交流同期モータであり、インバータ１３を介してバッテリ１４に接続されている。インバータ１３は、モータの動作を総合的に制御する電子コントロールユニット（Electrical Control Unit：以下、モータＥＣＵと呼ぶ）２０に接続されている。各モータの駆動時には、バッテリ１４の直流電力がインバータ１３によって交流電力に変換された後に各モータに供給され、このインバータ１３から出力される交流電力によって各モータが駆動される。
【００１９】
なお、車両Ｖを駆動するための構成は上述したものに限らない。例えば、車両Ｖに単一のモータや内燃機関を設けてそれにより駆動力を得るものでもよいし、モータ及び内燃機関を組み合わせて駆動力を得るものでもよい。また、左右前後輪が四輪ともに駆動される必要はなく、左右前輪のみ又は左右後輪のみが駆動されるものでもよい。
【００２０】
また、モータＥＣＵ２０には、各車輪の駆動力を制御する上で必要な情報量を検出するセンサ類が接続されている。具体的には、各モータの回転速度を検出する回転検出器１２ＦＬ，１２ＦＲ，１２ＲＬ，１２ＲＲである。各回転検出器は、エンコーダ、レゾルバ等で構成される。回転検出器の検出出力はモータＥＣＵ２０に入力され、車両Ｖの走行速度の検出、各モータのフィードバック制御などに利用される。なお、単一のモータ、内燃機関又はそれらの組み合わせで車両Ｖを駆動する場合には、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサを設ければよい。
【００２１】
また、モータＥＣＵ２０には、運転者によるブレーキペダル２３の踏み込みを検出するためのブレーキペダルセンサ２４が接続されている。ブレーキペダルセンサ２４は、ブレーキペダル２３が踏み込まれないときには、低電位のブレーキ信号（ＯＦＦ）を出力し、ブレーキペダルが踏み込まれると、それを検知して高電位のブレーキ信号（ＯＮ）を出力する。
【００２２】
次に、各車輪に制動力を付加するための構成（制動手段）について説明する。本実施形態では、制動手段に液圧ブレーキが採用されている。マスタシリンダ９は、運転者によるブレーキペダル２３の操作量に応じて油圧を増圧し、ブレーキアクチュエータ８を介して各油圧配管７に出力している。各油圧配管７が接続される各車輪のロードホイール内側には、各車輪にブレーキディスク３が取り付けられ、それに沿った位置にブレーキキャリパ６が配置されている。それらを拡大した一部断面図を図２に示す。ブレーキキャリパ６には、ブレーキディスク３の側面に対向した位置にホイールシリンダ５が設けられ、さらにその内面に沿って移動可能なブレーキパッド４が設けられている。このホイールシリンダ５内のブレーキパッド４の背面側にブレーキ配管７が接続され、ブレーキアクチュエータ８からの油圧がかけられている。
【００２３】
運転者によりブレーキペダルが踏み込まれた時には、マスタシリンダ９により増圧されたブレーキオイルがブレーキ配管７を介してホイールシリンダ５に送出され、これにより、ホイールシリンダ５内の油圧が上昇して各車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬを制動させる。詳細には、ホイールシリンダ５内のブレーキパッド４背面側の油圧を上昇させることで、ブレーキパッド４がブレーキディスク３に押圧され、摩擦力によってブレーキディスク３に連結した各車輪１０ＦＲ〜１０ＲＬが制動される。車両Ｖが停止した後もブレーキペダルが踏み込まれている限りブレーキパッド４はブレーキディスク３に押圧され、各車輪は固定される。
【００２４】
ブレーキアクチュエータ８は、各車輪に働く制動力を個別に制御する電子コントロールユニット（以下、ブレーキＥＣＵと呼ぶ）１８に接続されている。ブレーキＥＣＵ１８は、所望の制動力を得るための指令をブレーキアクチュエータ８に出力している。ブレーキアクチュエータ８は、油圧ポンプや電磁バルブ等を内部に有しており、ブレーキＥＣＵ１８からの指令に応じてそれらを制御することで、マスタシリンダ９の出力油圧を油圧配管７毎に個別に調節してから送出することを可能としている。例えば、強い制動力を得たい場合には油圧を増圧してから油圧配管７に送出し、逆に、制動力を弱めたい場合には油圧を減圧してから油圧配管７に送出する。この構成は、通常のＡＢＳ機能を有する液圧ブレーキ機構により実現される。なお、ブレーキＥＣＵ１８は、モータＥＣＵ２０と情報交換し、ブレーキ制御に必要な情報（各車輪の回転速度等）を取り込んでいる。
【００２５】
なお、本実施形態では、上記の構成で各車輪に制動力が与えられるが、前輪及び後輪にそれぞれ独立して制動力を与えられるものであれば、他の構成であってもよい。例えば、本実施形態ではディスクブレーキを採用しているが、ドラムブレーキ等でもよい。また、車両Ｖに液圧ブレーキを搭載せずに、車両Ｖの減速中には各モータが回生発電を行うことで各車輪に制動トルクを与え、その後、車両Ｖが停止した際には、各モータに交流電力を供給することで各車輪が回転しないように各車輪に制動トルクを与えるものでもよい。この場合、運転者によるブレーキペダル２３の踏み込み深さをブレーキペダルストロークセンサで検出したり、踏み込み力を踏力センサで検出して、その検出値に応じた制動トルクが各車輪に与えられる。
【００２６】
各ブレーキキャリパ６の表面には、それに生じた歪みを検出するための歪みゲージ２が貼付されている。ブレーキキャリパ６がブレーキディスク３に制動力を与えている場合には、ブレーキキャリパ６の各部は変形する。歪みゲージ２は、このブレーキキャリパ６の変形量に応じた信号を、接続先のブレーキＥＣＵ１８に出力する。特に、車両停止後にホイールベースの変化が維持され、ボディ、サスペンションブシュ等に残留力が発生している場合には、ブレーキキャリパ６も変形した状態となる。よって、歪みゲージ２を用いて、車両停止時のブレーキキャリパ６の変形を検出すれば、ボディ、サスペンションブシュ等に残留力が発生しているか否かを検出することが可能となる。この歪みゲージ２は、特に第二実施形態において利用される。なお、歪みゲージ２は変形が大きく生じる位置に貼付されることが好ましい。
【００２７】
次に、第一の実施形態に係るブレーキＥＣＵ１８の制御について、特に、車両停止直後のブレーキ制御について説明する。当該ブレーキ制御のフローチャートを図３に示す。なお、図３のフローチャートは所定時間毎に繰り返し実行されている。
【００２８】
先ず、ブレーキＥＣＵ１８は、各回転検出器の検出値に基づいて各車輪の回転速度がゼロであるか否かを判定し、さらにブレーキペダルセンサ２４からのブレーキ信号がＯＮであるか否かを判定する。そして、「全ての車輪の回転速度がゼロ、且つブレーキ信号がＯＮ」の条件が現在満たされているか否かを判定する（ステップ３０２）。この条件が満たされている場合には、車両Ｖが停止していることが判定される。ステップ３０２が肯定される場合には、上述したホイールベース長の変化によって車両停止状態で残留力が発生している可能性があるため、これに対処すべくステップ３０４に進む。なお、ステップ３０２が否定される場合には、上記条件が満たされるまでステップ３０２の判定処理が繰り返される。
【００２９】
次に、ステップ３０４において、残留力を確実に解放するために、前後輪のいずれか一方の制動力を保持し、他方の制動力を解除する。つまり、ブレーキＥＣＵ１８がブレーキアクチュエータ８に指令を与えて、前後輪のいずれか一方に接続される油圧配管７の油圧を高圧に維持し、他方に接続される油圧配管７の油圧を低下させる。ここで、制動力を解除する車輪は、前後輪のいずれでもよい。このように、車両Ｖが停止する都度、自動的に制動力を解除することで、制動力が解除された側の車輪（前輪又は後輪）が回転し、変化していたホイールベースが通常の状態に戻る。これにより、ボディやサスペンションブシュなどの部材に生じていた残留力が解消され、これらの部材の負担を軽減することができる。また、長期的にみれば、各部材の耐久性が向上されることとなる。なお、ステップ３０４の処理では、前後輪の一方の制動力は保持されるため、車両Ｖの停止状態が損なわれることはない。
【００３０】
その後、ブレーキペダル２３の踏み込みが解放され、ブレーキ信号がＯＦＦに変化したか否かを判定する（ステップ３０６）。ステップ３０６が肯定される場合には、制動力が保持されていた車輪についても制動力を解除する（ステップ３０８）。一方、ステップ３０６が否定される場合には、ステップ３０４の前後輪のいずれか一方の制動力を保持した制御状態を維持して、車両Ｖの停止状態を保つ。
【００３１】
本実施形態では、上述したとおり、前後輪のいずれか一方の固定を自動的に解除することで、ボディ、サスペンションブシュなどの部材に生じていた残留力を解消し、これらの部材の負担を軽減することができ、さらには耐久性を向上することができる。
【００３２】
次に、第二の実施形態に係るブレーキＥＣＵ１８の制御について説明する。第二の実施形態では、第一の実施形態と同様にステップ３０２，３０４，３０６，３０８の処理を行っているが、ステップ３０２の後にステップ３０３の処理を行う点で異なっている。
【００３３】
ステップ３０２で車両Ｖが停止したことが判定された場合には、ステップ３０３に進む。ステップ３０３において、車両各部に残留力が作用しているか否かが判定される。ここで、残留力の検出については様々な方法を用いることができるが、本実施形態では、図２に示したようにブレーキキャリパ６に歪みゲージ（歪み検出手段）２を貼付して、歪みゲージ２の検出出力に基づいて残留力の有無を判定する。具体的には、ブレーキ信号がＯＦＦであり、残留力が作用していない状態での歪みゲージ２の検出出力Ｓ１を予めバッファに読み込んで随時更新しておき、ステップ３０３に至ったときに再度歪みゲージ２の検出出力Ｓ２を取得して、それらの差分の絶対値｜Ｓ２−Ｓ１｜を所定閾値αと比較する。絶対値｜Ｓ２−Ｓ１｜が所定閾値αより大きければ、残留力の“有”を判定し、ステップ３０４のブレーキ制御を行う。これにより、残留力が発生しているときにのみ、残留力を解放する処理が行われる。
【００３４】
なお、本実施形態では、上述した方法で残留力の有無を判定しているが、他の方法により行ってもよい。例えば、歪みゲージ２に代えて、レーザを利用した歪み検出を行ってもよい。また、液圧ブレーキに代えて、各モータが車輪に上述した制動トルクを与えて車両Ｖの停止状態を維持する場合には、各モータに与えられる制御信号に基づき、残留力の有無を判定してもよい。各モータに与えられる制御信号を利用した残留力判定を、以下に詳細に説明する。
【００３５】
車両Ｖが停止した時にホイールベース長が変化した状態であると、各車輪はホイールベースを通常の状態に戻すように回転しようとする。このとき、車両Ｖの停止状態を維持するために、各車輪に作用する回転力に抗う制動トルクがモータにより各車輪に付加される。より詳細に説明すると、ホイールベースが拡張されたまま車両Ｖが停止した場合には、前輪は負回転方向（車両の後方向）に回転しようとし、後輪は正回転方向（車両の進行方向）に回転しようとする。これに抗って、前輪を駆動するモータは正回転方向に制動トルクが発生するように制御され、後輪を駆動するモータは負回転方向に制動トルクが発生するように制御される。逆に、ホイールベースが短縮されたまま車両Ｖが停止した場合には、前輪は正回転方向に回転しようとし、後輪は負回転方向に回転しようとする。これに抗って、前輪を駆動するモータは負回転方向に制動トルクが発生するように制御され、後輪を駆動するモータは正回転方向に制動トルクが発生するように制御される。この結果、車両Ｖが停止した後もホイールベースの変化は維持され、ボディやサスペンションブシュ等には前後輪の制動トルクが拮抗することによる残留力が発生してしまう。
【００３６】
ホイールベース長が変化したまま車両Ｖが停止した場合には、上記のとおり前後輪に互いに逆向きの制動トルクを与える制御が行われるので、このモータ制御状態を利用して残留力の有無を判定する。即ち、前輪を駆動するモータの制御信号が正回転方向の制動トルクを発生させるものであると判定され、後輪を駆動するモータの制御信号が負回転方向の制動トルクを発生させるものであると判定される場合には、残留力の“有”を判定できる。また、その逆も同様に、前輪を駆動するモータの制御信号が負回転方向の制動トルクを発生させるものであると判定され、後輪を駆動するモータの制御信号が正回転方向の制動トルクを発生させるものであると判定される場合には、残留力の“有”を判定できる。
【００３７】
ここで、残留力の“有”が判定された場合にはステップ３０４に進み、前後輪のいずれか一方の制動力を保持し、他方の制動力を解除する。つまり、前後輪のいずれか一方に供給される交流電力を維持し、他方に供給される交流電力を停止する。これにより、制動力が解除された側の車輪が回転して、変化していたホイールベースが通常の状態に戻り、ボディやサスペンションブシュなどの部材に生じていた残留力が解消される。
【００３８】
本実施形態では、残留力が発生していることが判定された場合にのみ、前後輪のいずれか一方の固定を解除するため、残留力の発生に応じて確実に残留力を解放することができる。また、残留力が発生する部材の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のブレーキ装置が搭載された車両の概略構成図である。
【図２】ブレーキ装置の一部構成を示す断面図である。
【図３】第一の実施形態に係るブレーキ制御のフローチャートである。
【図４】第二の実施形態に係るブレーキ制御のフローチャートである。
【図５】車両の制動中から停止後の状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｖ…車両、２…歪みゲージ、３…ブレーキディスク、４…ブレーキパッド、５…ホイールシリンダ、６…ブレーキキャリパ、７…ブレーキ配管、８…ブレーキアクチュエータ、９…マスタシリンダ、１０…車輪、１１…モータ、１２…回転検出器、１３…インバータ、１４…バッテリ、１８…ブレーキＥＣＵ、２０…モータＥＣＵ、２３…ブレーキペダル、２４…ブレーキペダルセンサ。
【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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