(57)【要約】【課題】車両の積み荷の形態に応じて適正な制動力制御を行う。ＡＢＳを含む制動制御装置の適用範囲を拡大する。【解決手段】重心が高い場合のコーナリング時には、内輪と外輪とで荷重の差が大きくなり、それに伴い、制動力の配分も大きく異なるが、重心高さを検出して自動的に適正な制御マップを選択し、この制御マップにしたがって制動力配分を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＢＳを備えたブレーキ制御装置において、ブレーキ・ペダルの操作により要求される制動力が設定値を越えたときに横方向加速度の情報および車両の重心高さの情報にしたがって各輪に配分する制動力を変更する制御回路を備えたことを特徴とするブレーキ制御装置。
【請求項２】
前記制御回路には、制動力の配分演算に際して参照される制御マップと、この制御マップを車両の重心高さの情報にしたがって切り替える手段とを含む請求項１記載のブレーキ制御装置。
【請求項３】
前記車両の重心高さが高いときは、旋回の内側の車輪は制動力を小さく、旋回の外側の車輪は制動力を大きくするように制御する請求項１または２記載のブレーキ制御装置。
【請求項４】
前記車両の重心高さの情報を車両の重量および加速度に基づいて推定する手段を含む請求項１記載のブレーキ制御装置。
【請求項５】
前記車両の重心高さの情報を運転席に設けた操作端から操作により入力する手段を備えた請求項１記載のブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム、Ａｎｔｉｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下この明細書では単に「ＡＢＳ」という）を装備した車両に利用する。本発明は、積み荷の状態により重心高さが大きく変化する貨物車両に利用するために開発された装置であるが、その他利用形態により重心高さが変化する車両に広く実施することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＢＳは、ブレーキが作動してタイヤがロックするとコンピュータ制御によりその車輪の制動力を弛め、タイヤが転がりだすと制動力を強めるように自動的な制動力制御を行うブレーキ制御装置であり、短い期間にきわめて多くの車両に装備されるまでに普及した。
【０００３】
ＡＢＳを装備した車両について、横方向の運動状態を配慮してその制御を実行し、車両の操縦性および制動減速度を両立させようとする装置が、特許文献１（出願人、日産）に開示されている。
【０００４】
同じくＡＢＳを装備した車両について、特許文献２（出願人、トヨタ）には各輪の接地荷重にしたがって各輪の制動力を配分することにより制動特性を向上させる技術が開示されている。
【０００５】
また各車輪への制動力の配分手段について、特許文献３（出願人、日産）に開示がある。さらに特許文献４（出願人、ホンダ）には、障害物回避に伴う制動時の車両姿勢制御についての技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１０１３６号公報
【特許文献２】
特開平５−５０９１４号公報
【特許文献３】
特開２０００−２６４１８４号公報
【特許文献４】
特開平１１−２４０４３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＢＳは乗用車だけでなく、貨物用車両など商用車にも普及することになった。しかし商用車は、乗用車に比べてタイヤの質量が大きいから、制動力を断続的に制御しても車輪回転速度は必ずしもステップ状に変化しない。したがって商用車については、乗用車のための装置を単に大型化することにより設計変更しても、必ずしも合理的な設計にはならない。また商用車は、利用形態により車両の総重量が大きく変化するから、ブレーキ制御装置も車両総重量の変化に対応するように設計しなければならない。
【０００８】
本願発明者らは、商用車のＡＢＳを含むブレーキ制御装置についてさまざまな試験を行ったなかで、商用車のブレーキ制御は積み荷の重量に対応させた性能が必要であるとともに、積み荷の形態による重心高さが大きく影響することに気づいた。これはとくに、コーナリング時のブレーキ特性に大きく関わる。通常の利用状態ではあり得ない程度の過酷な条件を与えた試験を繰り返す中で、コーナリング時に内側になった車輪がロック状態になりスピンを起こすことも観測された。上記従来例技術には、車両の運動性能に対応して各輪への制動力の配分を変更することが述べられているが、車両の重心高さが利用状態により変化することについて着目したものはない。
【０００９】
本発明はこのような背景に行われたものであって、車両の積み荷の形態に応じて、適正な制動力制御を行うことができるブレーキ制御装置を提供することを目的とする。本発明は、とくに商用車でその利用形態に応じて積み荷の重心高さが大きく変化する車両について、適正な制動力制御を行うことができるブレーキ御装置を提供することを目的とする。本発明はＡＢＳを含む制動力制御装置の適用範囲を拡大することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、積み荷の形状によって重心高さが変化する貨物用車両などの商用車におけるＡＢＳの自動制御技術である。とくに、重心が高い場合のコーナリング時には、内輪と外輪とで荷重の差が大きくなり、それに伴い、制動力の配分も大きく異なるが、本発明は、自動的に適正な制御マップを選択し、この制御マップにしたがって適正な制動力配分を行うことを特徴とする。本発明のブレーキ制御装置とＡＢＳとの組合せにより、貨物用車両におけるＡＢＳの効果を増大させることができる。
【００１１】
すなわち、本発明は、ＡＢＳを備えたブレーキ制御装置であって、本発明の特徴とするところは、ブレーキ・ペダルの操作により要求される制動力が設定値（ｄ）を越えたときに横方向加速度の情報および車両の重心高さの情報にしたがって各輪に配分する制動力を各輪ともロックしないように変更する制御回路を備えたところにある。
【００１２】
前記制御回路には、制動力の配分演算に際して参照される制御マップと、この制御マップを車両の重心高さの情報にしたがって切り替える手段とを含むことが望ましい。例えば、旋回の内側の車輪は制動力を小さく、旋回の外側の車輪は制動力を大きくするように制御する。車両の重心高さの情報を運転席に設けた操作端から操作により入力する手段を備えてもよいし、車両の重心高さを軸重計から得られる車両重量ならびに前方向の加速度あるいはその他の情報などから推定演算するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第一実施例）
本発明実施例のブレーキ制御装置を図１ないし図５を参照して説明する。図１は本実施例の車両の構成を示す図である。図２は本実施例の制御回路のブロック構成図である。図３および図４は横方向加速度と重心位置との関係を説明するための図である。図５は本実施例の制御マップを説明するための図である。
【００１４】
本実施例は、図１に示すように、ＡＢＳ２を備えたブレーキ制御装置であって、本実施例の特徴とするところは、ブレーキ・ペダル１の操作により要求される制動力が設定値（ｄ）を越えたときに横方向加速度の情報および車両の重心高さの情報にしたがって各輪に配分する制動力を変更する制御回路５を備えたところにある。
【００１５】
制御回路５には、図２に示すように、制動力の配分演算に際して参照される図５に示す複数の制御マップを制御マップ格納部９に備える。そして、制御回路５の制御マップ選択部７は、この制御マップの一つを車両の重心高さの情報にしたがって切り替え選択するように構成される。
【００１６】
第一実施例では、制御回路５の重心高さ推定部６は、車両の旋回に伴い発生する横方向加速度の情報を横加速度計４を用いて取得し、また車両の重心高さを推定演算する。制動力配分部８は、制御マップ選択部７により選択された制御マップにしたがって各輪に配分する制動力を変更する。
【００１７】
つぎに、本実施例のブレーキ制御装置の動作を説明する。本実施例の車両は、図１に示すように、各輪の制動力を制御するＡＢＳ２と、このＡＢＳ２を援助する制御回路５とを備え、制御回路５には、横加速度計４およびデータ入力部３が接続される。
【００１８】
第一実施例では、横加速度計４を用いて車両の横方向加速度を検出し、別途演算推定した重心高さの情報とにしたがって各輪に配分する制動力を変更するが、その車両の重心高さを演算推定する手法の例を説明する。
【００１９】
この車両の重心高さの推定演算手法は、出願人が先に特許文献５として提案したものである。すなわち、車両の進行方向に沿う傾斜角αと前軸にかかる重量Ｗｆと後軸にかかる重量Ｗｒとから重心高さｈｓを
ｈｓ＝（Ｗ・Ｌｒ−Ｗｆ・Ｌ）Ｗｔａｎα
ただし、ホイールベースをＬ、前軸から重心位置までの距離Ｌｆ、重心位置から後軸までの距離ＬｒをＷ＝Ｗｆ＋Ｗｒ（変数）、Ｌ＝Ｌｆ＋Ｌｒ（定数）として演算するものである。
【００２０】
【特許文献５】
特許３３４５３４６号
【００２１】
その他車両の重心高さの推定演算方法としては、操舵角に対するロールを含む自由度をもつ力学モデルの伝達関数と、各種センサから採取される車速、ロールレイト、操舵角データから自己回帰法を用いて求められる操舵角に対する伝達関数とから重心高さを演算する手法（特許文献６）などを適用することができる。
【００２２】
【特許文献６】
特許３３６９４６７号
【００２３】
図３および図４の例における車速は同一である。図３は空車時の例であるが、空車時の重心位置は低く、旋回に伴う車両の傾斜は少ない。このため重心位置の横方向への移動は小さく、横方向加速度も小さい。これに対し、図４は高荷積載時の例であるが、高荷積載時の重心位置は高く、旋回に伴う車両の傾斜も大きい。このため重心位置の横方向への移動は大きく、横方向加速度も大きい。このようにして、重心位置が高く横方向加速度が大きい場合には、車輪にドリフトが発生し易くなる。
【００２４】
車両の重心高さが推定されたら、図５に示す制御マップの中から車両の重心高さに対応する制御マップを選択する。図５の各制御マップは、横軸に横方向加速度をとり、縦軸に係数をとる。当該係数は、ブレーキ圧（％）をブレーキ・ペダル１のストローク（％）で除した数値であり、当該係数が大きくなるほど制動力も大きくなる。なお、図５に示す制御マップでは、設定値ｄを超えない範囲では、係数は各輪一律に１．０として各輪への制動力の配分は均等である。
【００２５】
図５の制御マップにおける直線（１）は旋回方向とは反対側の前後輪に対する制御マップであり、直線（２）は旋回方向側の前輪に対する制御マップであり、直線（３）は旋回方向側の後輪に対する制御マップである。旋回方向側の後輪は最も小さな係数として制動力を控え目とし、ロックによるドリフトが発生しないように制御される。つぎに旋回方向側の前輪、つぎに旋回方向とは反対側の前後輪の順で係数を大きく設定する。また、重心位置が高くなるにしたがって直線（１）、（２）、（３）の開きは大きく設定され、直線（１）、（２）、（３）が示す係数値の差も大きいことがわかる。すなわち、旋回方向側の後輪は控え目な制動力としてドリフトが発生しないようにし、旋回方向側の前輪および旋回方向とは反対側の前後輪に制動力を多く配分している。この傾向は重心位置が高くなるほど顕著になる。
【００２６】
（第二実施例）
第二実施例は、車両の重心高さの情報を運転席に設けた操作端であるデータ入力部３から操作により入力されたデータに基づき推定するように構成される。すなわち、データ入力部３から運転者あるいは積荷扱い者が積荷の重量および高さのデータを入力する。制御回路５の重心高さ推定部６は、入力されたデータとあらかじめわかっている空車時の重心高さとに基づき、荷物積載後の車両の重心高さを演算して推定し、この推定結果にしたがって制御マップを選択する。その他は第一実施例と同様である。
【００２７】
（第三実施例）
第三実施例を図６を参照して説明する。図６は第三実施例のブレーキ制御装置の動作を示すフローチャートである。第一実施例では、実際の走行中に制御マップを選択する手順を含むために、少なくとも出発してから最初のコーナリングでは、必ずしも適正な制御マップを選択できない場合があるが、第二実施例は、第一実施例と比較すると実際の走行に先立って適正な制御マップをあらかじめ選択しておくことができる利点がある。しかしながら、運転者あるいは積荷扱い者がデータを入力する手間を要する点および入力データと実際のデータとの誤差が生じる可能性を有する点では第一実施例よりも不利である。
【００２８】
すなわち、説明をわかりやすくするために、第一実施例では、荷物積載後の車両の重心高さを演算する実施例を示し、第二実施例では、運転者あるいは積荷扱い者がデータを入力することにより、荷物積載後の車両の重心高さを推定する実施例を示したが、これら第一および第二実施例で示した構成を適宜組み合わせることにより、さらに合理的なブレーキ制御装置を実現することができる。そこで、第一および第二実施例を組み合わせた実施例を第三実施例として説明する。
【００２９】
第三実施例のブレーキ制御装置の動作を図６を参照して説明する。車両の出発以前に、運転者あるいは積荷扱い者は、データ入力部３により積荷の重量および高さのデータを入力する（ステップ１）。制御回路５の重心高さ推定部６は、入力されたデータとあらかじめわかっている空車時の重心高さとに基づき、荷物積載後の車両の重心高さを演算して推定し（ステップ２）、制御マップ選択部７は、この推定結果にしたがって制御マップ格納部９に格納された複数の制御マップから適正な制御マップを選択する（ステップ３）。以上が車両の発車以前に行われるステップである。
【００３０】
制御回路５の重心高さ推定部６は、速度計の速度データその他の出力から車両が走行中であるか否かを判定し（ステップ４）、走行中であれば横加速度計４により横方向加速度を検出する（ステップ５）。重心高さ推定部６は、第一実施例で説明したような演算推定手法により車両の重心高さを推定する（ステップ６）。制御マップ選択部７は、この推定値を前回の推定値と比較する（ステップ７）。ここで前回の推定値とは、データ入力部３により入力されたデータに基づき推定された値である。これらの推定値の間に誤差が有れば（ステップ８）、制御マップ選択部７は誤差の補正を行う（ステップ９）。ここで制御マップ選択部７による誤差の補正とは、走行中に推定された重心高さの情報の方が発車以前に推定された重心高さの情報よりも正しいとしてステップ６で推定された推定値をステップ２で推定された推定値と置き換えることをいう。制御マップ選択部７は、このようにして誤差が補正された重心高さの推定値および検出された横方向加速度に基づき制御マップを再選択する（ステップ１０）。このフローチャートでは、横方向加速度の検出をステップ５として重心高さ推定の前に行うとしたが、重心位置高さとは別のパラメータなので、制御マップ再選択（ステップ１０）の前であるならどの位置でもよい。
【００３１】
第三実施例のブレーキ制御装置は、ステップ１〜ステップ３を省略すれば第一実施例で説明したブレーキ制御装置として動作させることもできる。これにより、運転者あるいは積荷扱い者がデータの入力を忘れた場合あるいは入力の手間を故意に省略した場合には第一実施例で説明したブレーキ制御装置として動作させることができる。
【００３２】
このようにして、第三実施例のブレーキ制御装置は、第一および第二実施例で説明したブレーキ制御装置のそれぞれの利点を採用したブレーキ制御装置とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のブレーキ制御装置とＡＢＳとを組み合わせることにより、貨物用車両におけるＡＢＳの効果を増大させることができる。すなわち、積み荷の形態による重心高さの変化によるＡＢＳの効果への影響を補正することができる。これにより、車両の積み荷の形態に応じて、適正な制動力制御を行うことができる。とくに商用車でその利用形態に応じて積み荷の重心高さが大きく変化する車両について、適正な制動力制御を行うことができる。ＡＢＳを含む制動制御装置の適用範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の車両の構成を示す図。
【図２】本実施例の制御回路のブロック構成図。
【図３】横方向加速度と重心位置との関係を説明するための図（空車時）。
【図４】横方向加速度と重心位置との関係を説明するための図（高荷時）。
【図５】本実施例の制御マップを説明するための図。
【図６】第三実施例のブレーキ制御装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  ブレーキ・ペダル
２  ＡＢＳ
３  データ入力部
４  横加速度計
５  制御回路
６  重心高さ推定部
７  制御マップ選択部
８  制動力配分部
９  制御マップ格納部
【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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