(57)【要約】【課題】急制動を必要とする場合に制動力を早く且つ大きく立ち上げることができる車両を提供する。【解決手段】車両２の前後方向に移動可能に重量物１０を搭載し、急制動が求められる場合、この重量物１０を移動装置１２によって車両２の前方に移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に移動可能に搭載された重量物と、
急制動が求められる場合に前記重量物を前方に移動させる移動装置と、
を備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、詳しくは、減速時の制動力を向上させる姿勢制御の機能を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献には、車両に発生するピッチングやロールを抑える姿勢制御の機能を備えた電動車両が開示されている。この電動車両は、重量物である電池ケースを移動可能に搭載し、車両の挙動に応じてアクチュエータで電池ケースを移動させることでピッチングやロールを抑えている。例えば、減速時には、電池ケースを後方へ移動させることにより車両の前方向に生じるピッチングを抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０２９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
減速時、車両の停止距離を短縮させるには、制動力を早く且つ大きく立ち上げることが求められる。ただし、制動力の増加に対して前輪の接地荷重の増加が遅れると、前輪がスリップしてかえって制動力が低下してしまう。よって、制動力を早く且つ大きく立ち上げるためには、前輪の接地荷重もまた速やかに増加させる必要がある。
【０００５】
しかし、上記特許文献に開示された技術では、減速時、車両の前方向に生じるピッチングを抑えるべく電池ケースを後方へ移動させるため、前輪の接地荷重の増加が遅くなる。このため、車両を急減速させるべく制動力の立ち上げを早めた場合、前輪においてスリップが発生してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、急制動を必要とする場合に制動力を早く且つ大きく立ち上げることができる車両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】
【０００７】
本発明に係る車両は、上記目的を達成するため、車両の前後方向に移動可能に搭載された重量物と、急制動が求められる場合に重量物を前方に移動させる移動装置とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る車両によれば、急制動が求められる場合、重量物を前方に移動させることで、車両の前方向に生じるピッチングを大きくして前輪の接地荷重の増加を早めることができる。これにより、制動力を早く且つ大きく立ち上げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両の構成と、本発明の実施の形態に係る姿勢制御による車両の制動初期の動作とを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る姿勢制御の実施判断の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る姿勢制御により解決したい現象について説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る姿勢制御の効果について説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る姿勢制御による車両の制動後期の動作を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る姿勢制御の後期処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１には、本実施の形態に係る車両２の構成が描かれている。本実施の形態に係る車両２は、４輪車でもよいし３輪車でもよいし２輪車でもよい。また、車両２が４輪車である場合、自動車でもよいしトラックでもよいしバスでもよい。車両２の動力装置はエンジンでもよいしモータでもよいしハイブリッドシステムでもよい。
【００１２】
車両２には、前輪４と後輪６との間に重量物１０が搭載されている。重量物１０は、少なくとも車両２の前後方向に移動可能に搭載されている。重量物１０の内容には限定はない。ただし、重量物１０の前後方向の移動によって、前輪４と後輪６の接地荷重に明確な変化を生じさせるだけの重量を有している。車両２が電気自動車やハイブリッド車である場合、重量物１０は車載電池でもよい。
【００１３】
車両２は、重量物１０を少なくとも車両２の前後方向に移動させる移動装置１２を備える。移動装置１２は、図示しないアクチュエータと、アクチュエータの動作を制御する図示しないＥＣＵとを備える。アクチュエータの動力には、例えば、モータ、油圧、空気圧、電磁力等の種々の動力を用いることができる。ＥＣＵには、少なくとも図示しないブレーキ装置の作動状況に関する情報が入力される。
【００１４】
重量物１０を車両２の前後方向に移動させることによって、減速時の車両２の姿勢が制御される。図１には、本実施の形態に係る姿勢制御による車両２の制動初期の動作が描かれている。移動装置１２のＥＣＵは、ブレーキ装置の作動により前輪４に制動力Ｆ１が発生したことを含む所定の実施条件が成立した場合、重量物１０を基準位置から前方、すなわち、前輪４側へ移動させるようにアクチュエータを制御する。基準位置は重量物１０が通常搭載されている位置であり、車両２の重心位置や荷重は重量物１０が基準位置にあることを前提にして計算される。
【００１５】
図２は、本実施の形態に係る姿勢制御の実施判断の手順を示すフローチャートである。移動装置１２のＥＣＵは、まず、ブレーキ装置による制動が開始されたかどうか判定する（ステップＳ１０１）。この判定は、例えば、ブレーキ装置が油圧式ブレーキである場合には油圧の大きさに基づいて行ってもよいし、ブレーキ装置が回生ブレーキである場合には発電量に基づいて行ってもよい。ブレーキ装置による制動が開始されていないのであれば、姿勢制御は実施しない（ステップＳ１０４）。
【００１６】
ブレーキ装置による制動が開始された場合には、次に、車両２の急減速を予測する（ステップＳ１０２）。急減速が起きるどうかは、例えば、目標減速度が所定値αより大きく、且つ、目標減速度の勾配が所定値βより大きいことを成立条件として判定することができる。目標減速度はブレーキ装置の操作に用いられる目標制御量である。また、ブレーキベダル踏力が所定値Ａより大きく、且つ、ブレーキベダルのストローク速度が所定値Bより大きいことを成立条件として判定することもできる。急減速が予測される場合には、それを実現するための急制動が求められる。移動装置１２のＥＣＵは、急減速が予測されないのであれば、姿勢制御は実施せず（ステップＳ１０４）、急減速が予測されるのであれば、姿勢制御を実施する（ステップＳ１０３）。
【００１７】
本実施の形態に係る姿勢制御によれば、移動装置１２によって重量物１０を前輪４側に移動させることで、減速により車両２の前方向に生じるピッチングモーメントＭ１を大きくして、前輪４の接地荷重Ｆ２の増加を早めることができる。前輪４の接地荷重Ｆ２が増加すれば、前輪４の動摩擦抵抗も大きくなる。前輪４がスリップし始める条件は、前輪４に作用する制動力Ｆ１が前輪４の動摩擦抵抗を超えることであるから、前輪４の接地荷重Ｆ２の増加を早めることができれば、前輪４に作用させる制動力Ｆ１を早く且つ大きく立ち上げることが可能になる。
【００１８】
ここで、図３は、本実施の形態に係る姿勢制御により解決したい現象について説明する図である。図３において、上段のグラフには、前輪４の制動力（図中ではＦｒ制動力と表記している）と、前輪４の接地荷重（図中ではＦｒ上下荷重と表記している）と、Ｆｒ上下荷重に摩擦係数（図中ではタイヤμと表記している）を乗じて得られる前輪４の動摩擦抵抗（図中ではスリップ開始線と表記している）の各波形が示されている。下段のグラフには、ブレーキ装置の油圧波形が示されている。
【００１９】
上段のグラフにおいて実線で示すＦｒ制動力の波形は、時刻ｔ１において制動を開始し、Ｆｒ制動力を通常の速度で立ち上げた場合の波形である。Ｆｒ制動力の上昇によってＦｒ上下荷重も連れられて上昇し、Ｆｒ上下荷重の上昇とともにスリップ開始線も上昇する。Ｆｒ制動力を通常の速度で立ち上げた場合、時刻ｔ３においてＦｒ制動力がスリップ開始線を超え、前輪４がスリップし始める。前輪４がスリップするとブレーキ装置のＡＢＳが作動し、Ｆｒ制動力を低下させるようにブレーキ装置の油圧が減圧される。Ｆｒ制動力がスリップ開始線を超えやすいスリップ領域では、ブレーキ装置の油圧の昇圧と減圧とが繰り返される。
【００２０】
上段のグラフにおいて破線で示すＦｒ制動力の波形は、時刻ｔ１において制動を開始し、Ｆｒ制動力を早く立ち上げた場合の波形である。この場合、Ｆｒ上下荷重の上昇が追いつかないことから、Ｆｒ制動力は通常よりも速い時刻ｔ２においてスリップ開始線を超え、前輪４がスリップし始める。スリップが始まる時刻ｔ２のＦｒ制動力（破線）は、通常の速度で立ち上げた場合にスリップが始まる時刻ｔ３のＦｒ制動力（実線）よりも低い。つまり、単にＦｒ制動力を早く立ち上げただけでは、スリップの開始も早まってしまうために制動力を向上させることはできない。
【００２１】
図４は、本実施の形態に係る姿勢制御の効果について説明する図である。図４において、上段のグラフには、Ｆｒ制動力と、Ｆｒ上下荷重と、スリップ開始線の各波形が示されている。下段のグラフには、ブレーキ装置の油圧波形が示されている。
【００２２】
上段のグラフにおいて破線で示すＦｒ制動力の波形は、時刻ｔ１において制動を開始してＦｒ制動力を早く立ち上げた場合の波形である。そして、破線で示すスリップ開始線の波形は、時刻ｔ１における制動の開始を受けて姿勢制御を行った場合の波形である。姿勢制御により重量物１０を前輪４側に移動させることで、Ｆｒ上下荷重の増加が早められ、スリップ開始線は速やかに増大する。その結果、Ｆｒ制動力がスリップ開始線を超えて前輪４のスリップが始まる時刻ｔ４には、Ｆｒ制動力は既に大きく増大している。つまり、本実施の形態に係る姿勢制御によれば、急制動が求められる場面においてＦｒ制動力を早く且つ大きく立ち上げることができ、初期の減速度を高めることができる。
【００２３】
次に、本実施の形態に係る姿勢制御の後期処理について説明する。図５は、本実施の形態に係る姿勢制御による車両２の制動後期の動作を示す図である。制動後期には、移動装置１２のＥＣＵは、図５に示すように、重量物１０を後輪６側に移動させるようにアクチュエータを制御する。この処理は、制動初期において前輪４側に移動させた重量物１０を基準位置に戻すことでもよいし、基準位置を超えて後輪側に重量物１０を移動させることでもよい。
【００２４】
図６は、本実施の形態に係る姿勢制御の後期処理の手順を示すフローチャートである。
移動装置１２のＥＣＵは、まず、ブレーキ装置による制動が開始されたかどうか判定する（ステップＳ２０１）。ブレーキ装置による制動が開始されていないのであれば、姿勢制御は実施されておらず、当然のことながら後期処理は実施されない。
【００２５】
ブレーキ装置による制動が開始された場合には、次に、姿勢制御が実施されているかどうか判定する（ステップＳ２０２）。ブレーキ装置による制動が開始された場合であっても、姿勢制御の実施条件が成立していないのであれば、姿勢制御は実施されない。姿勢制御は実施されていないのであれば、当然のことながら後期処理も実施されない。
【００２６】
姿勢制御が実施されている場合には、次に、車両２のピッチレートが収束したかどうか判定する（ステップＳ２０３）。ピッチレートは車両２に搭載されたピッチレートセンサによって計測される。この判定は、制動初期に前輪４に荷重が乗り切ったことを判定するために行われる。ピッチレートが収束していない場合には、前輪４に荷重が乗り切っていないため、姿勢制御の後期処理は実施されない。ピッチレートが収束した場合、移動装置１２のＥＣＵは、前輪４に荷重が乗り切ったと判断し、姿勢制御の後期処理を実施する。（ステップＳ２０４）。すなわち、移動装置１２によって重量物１０を後輪６側に移動させる。
【００２７】
重量物１０を後輪６側に移動させることで、後輪の接地荷重Ｆ３を増大させることができる。後輪の接地荷重Ｆ３が増大すれば、後輪６の動摩擦抵抗が大きくなることから、後輪６に作用させる制動力Ｆ４を大きくすることが可能となる。よって、本実施の形態に係る姿勢制御によれば、制動初期の処理に加えて後期処理まで行うことによって、制動後期における制動力を向上させて車両２に作用する減速度を高めることができる。
【符号の説明】
【００２８】
２  車両
４  前輪
６  後輪
１０  重量物
１２  移動装置
【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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