(57)【要約】【課題】路面の凹凸に起因する車体の振動を低減する。【解決手段】車輪１４がばねを介して車体１２に取り付けられる車両についての制動システムに関する。ばね下において車輪を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的小さな低負荷制動手段であるコーナーブレーキ３０と、ばね上に設けられる動力伝達機構を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的大きな高負荷制動手段である高負荷ブレーキ３４と、車両走行時に必要な制動量を算出し、算出された制動量を低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分する制御装置である制動ＥＣＵ４４と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪がばねを介して車体に取り付けられる車両についての制動システムであって、
ばね下において車輪を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的小さな低負荷制動手段と、
ばね上に設けられる動力伝達機構を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的大きな高負荷制動手段と、
車両走行時に必要な制動量を算出し、算出された制動量を低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分する制御装置と、
を有する、
制動システム。
【請求項２】
請求項１に記載の制動システムであって、
高負荷制動手段は、摩擦式のブレーキを含む、
制動システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の制動システムであって、
さらに、
ばね上に設けられる駆動モータを使用する回生制動手段と、
を有し、
制御装置は、算出された制動量を回生制動手段と、低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分する、
制動システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の制動システムであって、
制御装置は、推定された制動量が０．２Ｇ以下の場合に、低負荷制動手段を使用し、高負荷制動手段を使用しない、
制動システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の制動システムであって、
回生制動手段と、低負荷制動手段を制御することで、車両の姿勢制御を行う、
制動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪がばねを介して車体に取り付けられる車両についての制動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両は、その減速、停止のために制動装置（ブレーキ）を有する。ここで、車両に要求される減速度はいろいろあり、エンジンブレーキ（回生制動）のような低負荷なものや、衝突回避時の急ブレーキのような高負荷のものもある。
【０００３】
ここで、高負荷の制動については、通常のブレーキ以外に減速度の大きなブレーキを備えることが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、緊急時に火薬などで高い摩擦係数の材料を路面に押し付けて、減速度２Ｇを実現している。
【０００５】
また、特許文献２では、アンカーを路面に打ち込むことで、減速度４Ｇを出せるようにしている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、油圧ブレーキのフェード防止をねらいとして、主制動として４輪油圧ブレーキを用い、補助制動として、回生ブレーキ、４輪電動ブレーキ、エンジンブレーキを用意し、補助制動が主制動をサポートすることが示されている。
【０００７】
また、通常の車両は、車体と車輪を、ばねを含む懸架装置を介し接続することで、路面の凹凸などによる車輪の振動が車体に伝達し難くして、乗り心地を改善している。そして、多くの車両で用いられている、ディスクブレーキや、ドラムブレーキは、回転する車輪との摩擦により制動を行う。これらのブレーキは、車輪側で制動が行われるためばね下ブレーキである。一方、エンジンブレーキや、モータによる回生制動は、車体側で制動が行われるため、ばね上ブレーキである。ばね下ブレーキを装備するとばね下重量が増加し、路面の凹凸によるばね下の振動のエネルギーが大きくなって、振動がばね上に伝わりやすい。そこで、ばね下重量を低減することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５１２５８３５号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７５５８０号公報
【特許文献３】特許第５３６８９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１，２では、減速度を２Ｇ〜４Ｇに高められるように、通常のブレーキに追加して緊急制動装置を搭載する。そのため、車両全体の質量が増して燃費への悪影響が大きい。また、緊急制動装置はばね上に搭載されるが、ばね下のブレーキの構成は変わっておらず、ばね下の重量は軽くなっていない。路面の凹凸による突き上げなどを改善するには、ばね下重量を軽くする必要があるが、そのような効果は得られていない。また、緊急制動装置を一度使用すると、時間を費やして回復作業をしない限り再利用ができないという問題がある。
【００１０】
特許文献３では、主制動手段である油圧ブレーキのフェードを防ぐために、補助制動手段として、回生ブレーキ、４輪の電動ブレーキ、エンジンブレーキを用意し、これを協調制御しているが、ばね下に位置する油圧ブレーキと電動ブレーキの重量は依然として大きい。このため、長時間の降坂条件では油圧ブレーキのフェードを防止できるが、ばね下重量が軽くなっておらず、乗り心地の改善を図ることができない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、車輪がばねを介して車体に取り付けられる車両についての制動システムであって、ばね下において車輪を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的小さな低負荷制動手段と、ばね上に設けられる動力伝達機構を制動する制動手段であって、最大制動量が比較的大きな高負荷制動手段と、車両走行時に必要な制動量を算出し、算出された制動量を低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分する制御装置と、を有する。
【００１２】
また、高負荷制動手段は、摩擦式のブレーキを含むとよい。
【００１３】
さらに、ばね上に設けられる駆動モータを使用する回生制動手段と、を有し、制御装置は、算出された制動量を回生制動手段と、低負荷制動手段と、高負荷制動手段とに配分するとよい。
【００１４】
また、制御装置は、推定された制動量が０．２Ｇ以下の場合に、低負荷制動手段を使用し、高負荷制動手段を使用しないとよい。
【００１５】
また、回生制動手段と、低負荷制動手段を制御することで、車両の姿勢制御を行うとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、バネ上に高負荷制動手段を設けているため、バネ下の低負荷制動手段の荷重を減少することができ、路面の凹凸に起因する車体の振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的なブレーキの使用における減速度・車速の領域マップを示す図である。
【図２】減速度・車速の領域マップ（摩擦式コーナーブレーキが支配的）を示す図である。
【図３】高負荷ブレーキの導入と摩擦式コーナーブレーキの役割変更をした場合の減速度・車速の領域マップを示す図である。
【図４】図３においてコーナーブレーキを回生式にした場合の減速度・車速の領域マップを示す図である。
【図５】実施形態に係る制動システムの構成の概略を示す模式図である。
【図６】制動ＥＣＵの構成例を示す図である。
【図７】制動ＥＣＵにおける動作を示すフローチャートである。
【図８】制動量・配分の時間変化（コーナーブレーキ主体、条件Ｚ）を示す図である。
【図９】制動量・配分の時間変化（回生ブレーキ主体、条件Ａ，Ｂ）を示す図である。
【図１０】制動量・配分の時間変化（高負荷ブレーキ介入、条件Ｃ）を示す図である。
【図１１】制動量・配分の時間変化（高負荷ブレーキ主体、条件Ｄ）を示す図である。
【図１２】摩擦式コーナーブレーキの例を示す図である。
【図１３】回生式コーナーブレーキ（フェースギヤ仕様）の例を示す図である。
【図１４】回生式コーナーブレーキの例（平行軸仕様）を示す図である。
【図１５】回生式コーナーブレーキの例（図１４に摩擦機構付加）を示す図である。
【図１６】高負荷ブレーキの配置（上面視）（動力伝達機構が有る場合）を示す図である。
【図１７】高負荷ブレーキの配置（上面視）（動力伝達機構が無い場合）を示す図である。
【図１８】高負荷ブレーキの構造例を示す図である。
【図１９】複数ブレーキ協調による車両姿勢制御を示す図である。
【図２０】計算モデルを示す図である。
【図２１】振動応答の例と評価指標を示す図である。
【図２２】ブレーキ重量の設定条件を示す図である。
【図２３】振動応答の評価結果（車体上下振動）を示す図である。
【図２４】振動応答の評価結果（タイヤホイールＦｒ（前輪）上下振動）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
「電気自動車などにおける制動についての解析」
電気自動車など駆動用モータを搭載する車両があり、このような車両では、駆動用モータの回生機能が車両の制動に利用される。このような車両における、減速度と速度に対し、主として利用されるブレーキの種類を図１に示す。このように、通常制動の大半は回生制動で占められる。すなわち、低Ｇ（減速度）領域のほとんどと、中Ｇ領域の低速域の制動は、回生制動が主として利用される（例えば、図１のＡ、Ｂ、Ｃ）。
【００２０】
一方、緊急時の高負荷制動（例えば、図１のＤ）では安全に停止することが求められるので、最も厳しい高Ｇ高速の条件に耐えうる構造が必要となり、大重量のブレーキが使用されることになる。従って、図２に示すように、摩擦式のコーナーブレーキが支配的になり、ばね下に位置するブレーキの軽量化を図ることを困難にしている。
【００２１】
「実施形態の概要」
本実施形態では、図３に示すように、使用頻度が少ない高負荷制動手段を新たに設け、低負荷制動と高負荷制動の分離と協調を図ることで、制動装置全体の軽量化を可能にする。さらに、分離した高負荷制動手段は懸架装置の上（ばね上）に配置することで、ばね下重量を大幅に軽量化し、路面の凹凸による振動入力に対して、車体の揺れを低減し快適性を向上させる。
【００２２】
また、図４に示すように、低負荷制動に特化したコーナーブレーキに小型回生機能を持たせて、燃費（電費）の向上を図る。
【００２３】
「全体構成」
図５は、本実施形態に係る制動システムの全体構成を示す模式図である。この例において、駆動システムは、バッテリ電気自動車（ＢＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、燃料電池電気自動車（ＦＣＥＶ）など駆動用モータによる回生制動を利用することができる車両に搭載することが好適である。
【００２４】
車両１０は、車体１２を有し、その車体１２に４つの車輪１４（前輪１４ｆ、後輪１４ｒ）がばねを含む緩衝装置としての懸架装置（図示せず）を介し、取り付けられている。ここで、緩衝装置より車体１２側をばね上、車輪１４側をばね下と呼ぶ。
【００２５】
車両１０には、駆動モータを含むパワーユニット２０が搭載されており、このパワーユニット２０からの駆動力がドライブシャフト２２に伝達される。この例では、１つのパワーユニット２０からの出力が左右２つの前輪用のドライブシャフト２２に伝達されるので、パワーユニット２０とドライブシャフト２２は動力伝達機構としてのデファレンシャルギヤを介して接続される。そして、２つの前輪用のドライブシャフト２２は対応する２つの車輪（前輪）１４に接続されて、ドライブシャフト２２の回転が車輪（前輪）１４に伝えられ、車両１０が走行する。
【００２６】
また、この例では、後輪側にサブパワーユニット２４が設けられており、ここからの駆動力が後輪用の２つのドライブシャフト２２を介し車輪（後輪）１４に伝えられる。従って、車両１０は、４輪駆動である。
【００２７】
そして、各車輪１４には、最大制動量の小さな低負荷制動手段としてのコーナーブレーキ３０がそれぞれ設けられている。このコーナーブレーキ３０は、対応する車輪１４を制動するものであり、懸架装置より車輪１４側の車輪を軸支する非回転側に固定され、回転側である車輪１４の制動を行う。従って、コーナーブレーキ３０はばね下の部材である。なお、車輪（後輪）１４には、電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）３２もばね下の部材である。ＥＰＢ３２は、基本的に停止状態で利用されるが、坂道での後退防止や、自動駐車時にも用いることができる。
【００２８】
また、各ドライブシャフト２２には、最大制動量が大きな高負荷制動手段としての高負荷ブレーキ３４が配置される。すなわち、車輪１４のホイールハブからジョイントを介して伸展されるドライブシャフト２２とパワーユニット２０またはサブパワーユニット２４の間の適切な位置に配置される。この高負荷ブレーキ３４は、大きな減速力を発揮するもので、摩擦摺動面積の大きなブレーキなどが採用される。この高負荷ブレーキ３４は、懸架装置より車体１２側にあり、ばね上の部材である。なお、パワーユニット２０、サブパワーユニット２４は、回生制動手段であり、これらはばね上の制動手段である。
【００２９】
車両１０には、搭載各種機器の制御を行うための制御装置が搭載されており、司令部４０は、車両１０に搭載されている各種センサからの信号を受け取り、必要な車両の動作制御を管理する。駆動ＥＣＵ（電子制御ユニット）４２は、司令部４０を介し供給されるアクセルセンサの信号などから算出した要求トルクに応じて、パワーユニット２０、サブパワーユニット２４の出力を制御する。また、制動ＥＣＵ４４は、司令部４０からの各種信号に応じて、必要制動量を算出し、コーナーブレーキ３０、ＥＰＢ３２、高負荷ブレーキ３４、およびパワーユニット２０、サブパワーユニット２４における回生の分担を決定し、これらの制動量を制御する。
【００３０】
図６は、制動ＥＣＵ４４の具体的構成例である。センサとして、車輪速センサ６０、前後Ｇセンサ６２、ジャイロセンサ６４、左右Ｇセンサ６６、気象情報センサ６８を有し、車輪速センサ６０の信号により車速推定部７０が車速を推定し、前後Ｇセンサ６２からの信号により坂道勾配推定部７２が道路勾配を算出し、気象情報センサ６８からの信号により路面μ推定部７４が路面の摩擦を計算する。また、ジャイロセンサ６４と左右Ｇセンサ６６からの信号により車両姿勢推定部７６が車両姿勢を推定する。
【００３１】
車速推定部７０からの車速、坂道勾配推定部７２からの勾配、路面μ推定部７４からの路面μ、車両姿勢推定部７６からの車両姿勢に加え、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）８０からの地図・位置情報、ブレーキ操作検出部８２からのブレーキ操作情報、周囲情報検出部８４からの車間距離、接近速度（相対速度）などの周囲情報が目標減速度推定部９０に供給される。
【００３２】
目標減速度推定部９０は、供給される各種情報に基づいて、目標減速度を算出する。基本的には、ブレーキ操作量に応じて減速度を決定するが、車間、相対速度などから衝突危険性を判定し、衝突危険性に応じた制動量も算出する。道路勾配、路面μなどはブレーキのきき具合に基づく制動量の修正に用いられ、車両姿勢は４輪の制動量の調整による車両姿勢制御に用いられる。
【００３３】
算出された目標減速度は制動負荷判定部９２に供給される。制動負荷判定部９２は、供給されてくる目標減速度が設定閾値を超えた場合には、高負荷ブレーキ３４が駆動することの判定を行う。また、制動負荷判定部９２の判定結果と目標減速度は制動配分設定部９４に供給され、制動配分設定部９４は、高負荷ブレーキ３４、回生ブレーキ３６、ＥＰＢ３２、コーナーブレーキ３０の配分を決定し、その指示を出力する。なお、回生ブレーキ３６は、パワーユニット２０、サブパワーユニット２４における回生によって発生する制動力である。
【００３４】
さらに、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）作動判定部９６において、スリップ防止のための制動が必要と判断された場合には、通常のＡＢＳと同様にコーナーブレーキ３０を制御する。さらに、姿勢制御が必要な場合には、ＥＳＣ（横滑り防止装置）作動判定部９８がコーナーブレーキ３０を個別に制御して車両姿勢を制御する。
【００３５】
制動ＥＣＵ４４における、制動時の処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。まず、制動要求があるかを判定する（Ｓ１１）。この判定でＮＯであれば、制動についての処理は不要であり、この判定を繰り返す。
【００３６】
ここで、制動要求には、ドライバのブレーキ操作によるものと、各種センサからの信号から判定した自動制動要求がある。すなわち、ブレーキ操作検出部８２でブレーキ操作が行われなくても、車間距離や接近速度などの周辺情報から必要と判断された場合には、自動制動の要求が出される。
【００３７】
制動要求が出されると、車速、坂道勾配、路面μ、車両姿勢の状態などを取得し（Ｓ１２）、取得した情報に基づいて目標減速度（要求制動量）を算出する。
【００３８】
次に、算出された要求制動量を得るために低負荷制動手段で対応が可能か否かを判断する（Ｓ１３）。Ｓ１３の判定でＮＯであれば、高負荷ブレーキ３４が必要であり、高負荷ブレーキ３４を作動することの指令を発する（Ｓ１４）。ここで、この際に、回生ブレーキ３６や、コーナーブレーキ３０も協調して使用する。さらに、ＡＢＳやＥＳＣが必要かを判断し（Ｓ１５）、必要と判断された場合にはＡＢＳ、ＥＳＣの一方または両方についての作動指令が出力される（Ｓ１６）。従って、高負荷ブレーキ３４による大きな減速とスリップ抑止制御（ＡＢＳ）や、姿勢制御（ＥＳＣ）が行われる（Ｓ１６）。なお、ＡＢＳやＥＳＣは、コーナーブレーキ３０を制御して行う。
【００３９】
一方、Ｓ１３の判定でＹＥＳであり、要求制動量が通常制動の範囲（低負荷制動で制動が可能）であれば、通常ブレーキ作動（コーナーブレーキ３０および回生ブレーキ３６）の指示が出される。さらに、ＡＢＳやＥＳＣの作動が必要かを判断し（Ｓ１８）、必要と判断された場合、ＡＢＳ、ＥＳＣのうち必要とされたものを作動することの指令を出す（Ｓ１９）。そして、回生ブレーキ３６、コーナーブレーキ３０の最適化が同時に行われ、これらの作動の指令が発生される（Ｓ２０）。なお、Ｓ２０においては、必要に応じて、ＥＰＢ３２も協調制御される。Ｓ１６、Ｓ２０により処理を終了するが、このループは、任意のサンプリング間隔で、車両が停止するまで繰り返される。
【００４０】
「制動のパターン」
図８は、図４のＺのように、制動負荷が小さく、コーナーブレーキ３０だけで十分に制動できる場合の時間に対する制動量の変化を示している。短時間で要求制動量まで達した後は、一定減速度で推移し、停止近傍まで減速すると、ＥＰＢ３２の摩擦機能が作動して緩やかに停止し、必要に応じてロックピンを用いて停止・駐車状態に入る。
【００４１】
図９は、図４のＡ、Ｂのように、パワーユニット２０（２４）を利用した回生ブレーキ３６を用いる場合の制動量変化を表している。制動初期における減速度・車速の制動マップ内の位置が、回生ブレーキ３６主体と判定され、できるだけ回生ブレーキ３６による制動量が大きくなるようにコーナーブレーキ３０と協調制御が行われる。ここで、図中では、回生ブレーキ３６とコーナーブレーキ３０の配分が、制動の開始から終了まで一定で推移しているが、一定比率を限定するものではない。なお、コーナーブレーキ３０に回生式が用いられれば、速度による回生効率が高い方を選択して変化し、また制動量配分切換えの違和感を抑制するように制御される。
【００４２】
図１０は、図４のＣのように、制動マップにおいて高負荷ブレーキ３４が作動する境界領域に当たる。この場合は、回生ブレーキ３６が主体となり、コーナーブレーキ３０を加えた制動量で不足する分を高負荷ブレーキで補うように動作している。
【００４３】
図１１は、図４のＤのように、制動マップにおいて高負荷ブレーキ３４が主体となる領域になるので、高負荷ブレーキ３４が作動する。ここでは、コーナーブレーキ３０、回生ブレーキ３６の制動量が立ち上がった後に、高負荷ブレーキ３４が必要制動量まで増加する制御が行われている。
【００４４】
ここで、制動マップ右上の、より緊急性を要する場合は、高負荷ブレーキ３４の立ち上がり時間を、制動開始時点から最大限にするように制御するとよい。
【００４５】
「コーナーブレーキの構成」
図１２は、摩擦式のコーナーブレーキ３０の実施例である。車輪１４のタイヤホイール１４ａの内側（車両側）には、ドーナッツ状の摩擦ディスク１１０が設けられる。摩擦ディスク１１０は、なるべく半径の大きなものとしている。これによって、摩擦材（ブレーキパッド）を摩擦ディスク１１０に押し当てる半径位置をできるだけ大きくすることができ、押圧の設計最大値を下げることができる。従って、ブレーキパッドを摩擦ディスク１１０に押し付けるキャリパ１１２の小型化と摩擦ディスク１１０の薄肉化を図ることができる。このため、ばね下のコーナーブレーキ３０を軽くすることができる。なお、キャリパ１１２内の押圧用ピストンの駆動方式については、従来からの油圧式あるいは電気機械式を採用することができ、この駆動機構はタイヤホイール１４ａ内の空間に組み込むことができる。
【００４６】
図１３は、回生式のコーナーブレーキ３０の構成例である。図１２の摩擦ディスク１１０の代わりにフェースギヤを設けたディスク１２０を取り付け、周囲の部品と干渉しない適切な位置にピニオンギヤ１２２を配置し、タイヤホイール１４ａの回転数を高減速比でピニオン軸の回転に変換し、回生式負荷装置（ジェネレータ）１２４で発電し、車両１０に搭載している二次電池に充電する。回生式負荷装置１２４は、特に限定はしないが、ロータ側に突極をもつ鉄心を備えたＳＲモータ（スイッチトリラクタンスモータ）が廉価で汎用的に使用できる。ピニオン軸の回転速度と必要な制動トルクから励磁電流の指令値を求め、通電タイミングを制御し要求トルクを実現する。図中では、回生式負荷装置１２４の回転軸がタイヤの回転軸を通りタイヤホイールの外側に位置するが、タイヤホイール内に配置しても、ピニオンの回転軸がタイヤの回転軸と交わらなくても良い。なお、回生式負荷装置１２４は、ナックルのようなサスペンション（懸架装置）部品に固定される。
【００４７】
図１４は、タイヤホイール１４ａに取り付けるディスク１２０の内周に平歯やはす歯などのギヤ１２２ａを形成した例である。回生式負荷装置１２４のピニオン軸は車輪１４の回転軸と平行した配置になっている。ここでは、ギヤのかみ合いで動力伝達をしているが、摩擦係数が大きくなる表面加工をしたローラを接触させて動力を伝えるようにしても良い。
【００４８】
図１５では、図１４の回生式負荷装置１２４に対し、摩擦材押圧部１２６を併設する。この摩擦材押圧部１２６は、摩擦材１２６ａをディスク１２０に車両内側から押し当てる。特に、回生式負荷装置１２４の回生で得た電力によってモータを駆動することなどにより摩擦材１２６ａをディスク１２０の押圧部１２０ａに押圧させて制動させる。これによって、より大きな減速力が得られる。また、遠くの二次電池を充電する必要がなくなり、制動力制御の幅を広げ、特に停止近傍での制動力を確保することができる。なお、コンデンサに蓄電し、停止までの電力を確保するようにしてもよい。
【００４９】
「高負荷ブレーキの構成」
高負荷ブレーキ３４は、ばね下をより一層軽くするために、タイヤホイールハブから伸びるドライブシャフト２２において、ばね上に配置するとよい。
【００５０】
図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、動力伝達機構（左右分割装置：デファレンシャルギヤ）１３０がある場合の高負荷ブレーキ３４の配置例である。
【００５１】
（ａ）では、ホイールハブと動力伝達機構１３０の間のドライブシャフト上に高負荷ブレーキ３４を設けている。（ｂ）では、動力伝達機構１３０の内部に高負荷ブレーキ３４を設けている。（ｃ）では、動力伝達機構１３０とパワーユニット２０（２４）の間に高負荷ブレーキ３４を配置している。
【００５２】
高負荷ブレーキ３４は、一般的には、乾式の摩擦材の組合せで構成されるが、図１６（ｂ）のように動力伝達機構１３０の内部に配置する場合は、冷却用の潤滑油や循環水を活用できるため、湿式摩擦材も有用となる。
【００５３】
図１７は、動力伝達機構１３０が車輪１４近傍に無い場合であり、短いシャフト（回転軸）１３２を設け、そのシャフト１３２に高負荷ブレーキ３４を設置する。ＦＦ車のリヤ側やＲＲ車のフロント側が相当する。なお、この高負荷ブレーキ３４は、駆動軸との併用ができないので、制動力配分で必要となる場合にのみ適用するとよい。
【００５４】
高負荷ブレーキ３４は、駆動力と相殺して電池を短時間で放電することができる。このため、今後の走行経路で降坂路が多い場合には、高負荷ブレーキ３４を使用することで事前に電池を放電し、これによって降坂路で回生ブレーキが効果的に使用できる。
【００５５】
「高負荷ブレーキの構造例」
図１８に高負荷ブレーキ３４の構造例を示す。図１８の回転軸１４０は、図１６、図１７のタイヤホイールに動力を伝達する、ドライブシャフト２２などに相当する。
【００５６】
この高負荷ブレーキ３４は、トランスミッションＡＴの多板クラッチやレース車両の変速用多板クラッチのような構成になっている。
【００５７】
回転側には、回転側ガイド体１４２とその外周に位置し軸方向にスライド可能なドーナッツ状の摩擦板１４４が設けられる。一方、固定側には、固定側ガイド体１４６と軸方向にスライド可能なドーナッツ状の摩擦板１４８と、摩擦板１４４，１４８を軸方向に押圧する押圧板１５０、および押圧板１５０を軸方向に引き戻すリターンスプリング１５２から構成される。
【００５８】
図１８においては、上側が非制動時、下側が制動時を表している。つまり、高負荷ブレーキ３４使用時は、図中左側から押圧板１５０を右側に押付け、固定側と回転側のドーナッツ状の摩擦板１４４，１４８を摩擦させて制動力を発生させる。制動力は、摩擦板１４４，１４８を決定すれば、押圧力と温度依存のμで規定できるので、それらをセンシングして、押圧力を調整することで高負荷ブレーキ３４の減速トルクを制御することができる。
【００５９】
必要な制動力の範囲に応じて、摩擦板１４４，１４８の枚数、サイズ、材質を選択して設置する。摩擦板１４４，１４８は、鋳鉄と樹脂母材の複合材、ステンレス鋼材と焼結材、カーボンとセラミック・カーボン、コバルト系溶射材と超硬金属粉末混入材などから選択するとよい。
【００６０】
なお、図１６（ｂ）のように動力伝達機構の冷却系を活用できる場合は、ＡＴのように摩擦材自体を液体に触れても良いが、固定側に発熱材を設置してケーシング側から冷却をしても良い。
【００６１】
また、押圧板１５０の押圧の方式は、着磁・脱磁によるＯＮ・ＯＦＦ制御でよいが、制動トルクを連続的に制御したい場合は、カムやネジ機構を用いるか、油圧室を設けるかして、押圧板１５０の圧力や変位を制御すればよい。
【００６２】
「制動姿勢の制御」
図１９は、ＡＢＳやＥＳＣのように、車両の姿勢を制御する例を示す。（ａ）は、左回りのヨー運動が起き始めた時に、右回りのヨーモーメントを作って車両姿勢を安定させる場合である。ここでは、大きな制動力を回生ブレーキ３６と高負荷ブレーキ３４で発生させ（太矢印）、小さな制動力をコーナーブレーキ３０で発生させ（細矢印）、前後輪のコーナーブレーキ３０で左右輪の制動力に差をつけてヨーモーメントの制御をしている。
【００６３】
（ｂ）は、（ａ）の状態と同様であるが、回生式コーナーブレーキ３０において、インバータを設けて駆動制御もできるようにした場合である。この場合は、図中左側に進行方向の駆動力（左向き細矢印）を加えることで、より積極的にヨーモーメントを加えて車両姿勢の安定化を図ることができる。
【００６４】
さらに、従来は、車輪１４の回転数（速度）をセンシングして、ブレーキによる制動トルクを制御していたが、コーナーブレーキ３０の駆動成分を用いれば、回生ブレーキ３６と高負荷ブレーキ３４で制動トルクを制御し、コーナーブレーキの駆動力で速度制御を行って車輪のロック（危険挙動）を抑止できる。
【００６５】
「効果の試算」
本実施形態による乗り心地改善の効果を試算する。図２０に対象モデルを示す。車体１２がサスペンションとショックアブソーバを介して前後の２つの車輪１４で支持される。車体１２について、重量ｍｕｂ、バウンス上下移動Ｘｕｂ、慣性Ｉｕｂ、ピッチング回動θｕｂとする。高負荷ブレーキ３４について重量ｍｆ，ｍｒ、上下移動Ｘｆ，Ｘｒ、重心からの距離をＬｆ，Ｌｒとする。また。サスペンションとショックアブソーバのばね定数ｋｓｆ，ｋｓｒ、減衰係数ｃｓｆ，ｃｓｒ、車輪１４の重量ｍｔｆ，ｍｔｒ、ばね定数ｋｔｆ，ｋｔｒ、減衰係数ｃｔｆ，ｃｔｒ、前後２つの車輪１４の重心からの距離をＬｔｆ，Ｌｔｒとする。なお、添え字ｆはフロント（前）、ｒはリヤ（後）を示している。
【００６６】
そして、このモデルにおいて、車体１２はバウンスＸｕｂとピッチングθｕｂの運動を行うこととし、前輪が路面の凹凸により上下方向に変位入力を受けた時の前輪の応答と車体の応答を評価する。
【００６７】
評価は、図２１に示すような、路面突起の入力振幅Ｄｉｎに対する、前輪（ばね下部分）ｍｔｆの変位応答および車体重心位置ｍｕｂの変位応答の振れ幅の最大値（Ｄｏｔ，Ｄｏｂ）の比（Ｄｏｔ／Ｄｉｎ，Ｄｏｂ／Ｄｉｎ）を用いる。入力に対する応答の比が小さい方が性能がよいことになる。
【００６８】
図２２は、横並びで比較するブレーキ重量の設定条件である。円の直径がブレーキの重量比に対応し、左右２輪分で比較している。ノーマルの条件では、Ｆｒばね下のコーナーブレーキ３０の重量が２４ｋｇ、Ｒｒばね下のブレーキ重量が１２ｋｇで、ばね上の高負荷ブレーキ３４は無い。なお、回生ブレーキ３６については、共通したパワーユニット２０、サブパワーユニット２４と考え、車体１２の重量が含まれている。条件Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ３ａは、ばね下のコーナーブレーキ３０を軽くし、ばね上に高負荷ブレーキ３４を配置した場合である。Ｃ１は、高負荷ブレーキ３４をＦｒ側のみに配置し、Ｃ２は、高負荷ブレーキ３４をＲｒ側のみに配置し、Ｃ３は、高負荷ブレーキ３４をＦｒ側とＲｒ側の両側に配置した場合である。なお、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、コーナーブレーキ３０と高負荷ブレーキ３４の合計がノーマルよりも約１７％軽く、Ｃ３ａはノーマルと同条件である。
【００６９】
図２３、図２４に、振幅低減効果を示す。図２３が、車体の上下動、図２４が前輪の上下動について表している。縦軸は、振動振幅比でノーマルが１となるように正規化してある。ばね下のコーナーブレーキ３０を軽くし、ばね上に高負荷ブレーキ３４を配置したいずれの条件でも、ノーマルよりも振動低減が図られていることが確認できる。前輪に入力がある場合、前輪側のばね上重量が大きい方が、後輪側のばね上重量が大きい場合に比べ、振動低減が図れ、全体重量が小さい方が振動が低減されることがわかる。
【００７０】
＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、使用頻度が少ない高Ｇ専用の高負荷制動手段（高負荷ブレーキ３４）がばね上に配置され、これによって、コーナーの車輪に装備する低負荷制動手段（コーナーブレーキ３０）が大幅に軽くなるため、路面の凹凸による振動入力に対して、車輪の路面追従性が向上し、車体の揺れを低減し快適性を向上させることができる。
【００７１】
従来車両と比べて、ばね下慣性を小さくできるので、もし路面の凹凸により車輪１４が変位強制で振動励起されても、ばね上（車体）への振動入力を小さく抑えることができ、数Ｈｚ程度の車体の揺れを抑制することができる。また、ばね下慣性を小さくできるので、サスペンション特性を変えなくても振動減衰が早くなり、タイヤホイールのばたつき感を抑えて路面の凹凸に追従させることができる。さらに、回転軸周りの極慣性モーメントが小さくなるので、車輪の加減速制御が容易になり、乗員の快適性向上に寄与できる。
【符号の説明】
【００７２】
１０  車両、１２  車体、１４  車輪、１４ａ  タイヤホイール、２０  パワーユニット、２２  ドライブシャフト、２４  サブパワーユニット、３０  コーナーブレーキ、３２  電動パーキングブレーキ、３４  高負荷ブレーキ、３６  回生ブレーキ、４０  司令部、６０  車輪速センサ、６２  前後Ｇセンサ、６４  ジャイロセンサ、６６  左右Ｇセンサ、６８  気象情報センサ、７０  車速推定部、７２  坂道勾配推定部、７４  路面μ推定部、７６  車両姿勢推定部、８２  ブレーキ操作検出部、８４  周囲情報検出部、９０  目標減速度推定部、９２  制動負荷判定部、９４  制動配分設定部、９６  ＡＢＳ作動判定部、９８  ＥＳＣ作動判定部、１１０  摩擦ディスク、１１２  キャリパ、１２０  ディスク、１２０ａ  押圧部、１２２  ピニオンギヤ、１２２ａ  ギヤ、１２４  回生式負荷装置、１２６  摩擦材押圧部、１２６ａ  摩擦材、１３０  動力伝達機構、１３２  シャフト、１４０  回転軸、１４２  回転側ガイド体、１４４，１４８  摩擦板、１４６  固定側ガイド体、１５０  押圧板、１５２  リターンスプリング。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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