JP2017109664A - 制動力制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、このようなピッチングを抑制するため、例えば下記特許文献1では、車両のサスペンション特性を2段階以上に切り替える可変機構のアクチュエータと、ブレーキの作動状態を検出する手段と、ブレーキ作動時にサスペンション特性をハードに、ブレーキ解除時にサスペンション特性をソフトに切り替えるようにアクチュエータを制御する手段と、車速を検出する手段と、車速から高速走行中を判定するとブレーキ作動に伴うアクチュエータの制御を禁止する手段を設けることにより、電子制御サスペンションにおいて、ブレーキダイブの抑制と乗心地の向上を図った技術が提案されている。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、低コストで制動時のピッチングを抑制することにある。
請求項2の発明にかかる制動力制御装置は、前記車両のピッチング状態を推定するピッチ推定部を更に備え、前記制動力制御部は、前記前輪側が前記後輪側よりも低くなるノーズダイブ状態の場合には前記後輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも大きくする、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる制動力制御装置は、前記制動力制御部は、前記後輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも大きくする場合には、前記前輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも小さくする、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる制動力制御装置は、前記制動力制御部は、前記後輪側が前記前輪側よりも低くなるノーズリフト状態の場合には、前記前輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも大きくするとともに、前記後輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも小さくする、ことを特徴とする。
請求項5の発明にかかる制動力制御装置は、前記制動力制御部は、前記後輪に対して前記前輪よりも先に制動力を付与する、ことを特徴とする。
請求項6の発明にかかる制動力制御装置は、前記後輪のスリップ率を検知するスリップ率検知部を更に備え、前記制動力制御部は、前記後輪への制動力の付与を開始した後、前記後輪の制動力が当該後輪がロックする限界制動力から所定値以内となった際に、前記前輪への制動力の付与を開始する、ことを特徴とする。
請求項7の発明にかかる制動力制御装置は、前記後輪のスリップ率を検知するスリップ率検知部を更に備え、前記制動力制御部は、前記後輪のスリップ率に基づいて、前記減速指示が検知された後の前記前輪の制動力の増加率を変更する、ことを特徴とする。
請求項8の発明にかかる制動力制御装置は、前記制動力制御部は、前記後輪のスリップ率が高いほど前記前輪の制動力の増加率を大きくする、ことを特徴とする。
請求項2の発明によれば、前輪側が後輪側よりも低くなるノーズダイブ状態の場合に、後輪に付与する制動力を大きくするので、前輪への荷重移動が小さくなり車両のピッチングを抑制する上で有利となる。
請求項3の発明によれば、後輪に付与する制動力を制動力分配に基づく制動力よりも大きくする場合には、前輪に付与する制動力を制動力分配に基づく制動力よりも小さくするので、車両全体の制動力は通常時と近くなり、運転者に違和感を覚えさせることなく車両のピッチングを抑制する上で有利となる。
請求項4の発明によれば、後輪側が前輪側よりも低くなるノーズリフト状態の場合には、前輪に付与する制動力を大きくするとともに、後輪に付与する制動力を小さくするので、前輪に荷重を移動させて車両のピッチングを抑制する上で有利となる。また、車両全体の制動力が通常時と近くなり、運転者に違和感を覚えさせることなく車両のピッチングを抑制する上で有利となる。
請求項5の発明によれば、後輪に対して前輪よりも先に制動力を付与するので、前輪よりも速いタイミングで後輪に制動力を付与し、前輪への荷重移動が小さくなり車両のピッチングを抑制する上で有利となる。
請求項6の発明によれば、後輪がロックする限界制動力から所定値以内となった際に、前輪への制動力の付与を開始するので、前輪および後輪への制動力付与タイミングを変えた際に後輪のロックを防止する上で有利となる。
請求項7の発明によれば、後輪のスリップ率に基づいて、減速指示が検知された後の前輪の制動力の増加率を変更するので、前後輪への制動力付与タイミングを大きく変えることなく車両のピッチングを抑制する上で有利となる。
請求項8の発明によれば、後輪のスリップ率が高いほど前輪の制動力の増加率を大きくするので、後輪のロックを防止する上で有利となる。
まず、実施の形態にかかる制動力制御装置が搭載された車両10のブレーキ機構について説明する。
図1は、車両10のブレーキ機構を示す説明図である。
図示するように、マスタシリンダ3には、液路2を介してホイールシリンダ1A〜1Dが接続されており、ドライバがブレーキペダル5を踏み込むと、このブレーキペダル5の操作に応じてマスタシリンダ3内のブレーキ液(作動流体)が加圧されるとともに、液路2を介してブレーキ液が各ホイールシリンダ1A〜1Dに供給されるようになっている。なお、ホイールシリンダ1A〜1Dは、図示しない車両の前後左右の各車輪に対応してそれぞれ設けられている。
また、同様に、右前輪および左後輪用の液路2Rもその下流側で2つの液路2C,2Dに分岐しており、右前輪のホイールシリンダ1C,左後輪のホイールシリンダ1Dに液路2C,2Dがそれぞれ接続されている。
ところで、図示するように、上記マスタシリンダ3と各ホイールシリンダ1A〜1Dとの間には、各種のバルブや液路をそなえたハイドロリックユニット6が設けられている。
そして、このような各輪の制動力制御により、車両の挙動が不安定な状態となった場合(又は不安定な状態になることが予測された場合)であっても、車両挙動の安定化を図ることができるようになっている。
第2液路13の他端側にはモータ14により駆動されるポンプ15が接続されており、ポンプ15の上流側及び下流側には、それぞれ逆止弁24,25が介装されている。
また、液路16上にはインテーク弁17が介装されている。ここで、インテーク弁17は、液路16を連通状態又は遮断状態に選択的に切り換えるオンオフ型の電磁弁であって、やはり後述するECU26からの制御信号に基づいてその作動が制御されるようになっている。
また、これらのドレーン用液路20A〜20Dは逆止弁23を介して液路16に接続されている。
車両10には、制動力制御装置に対応するECU26が設けられている。
ECU26は、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
なお、図1では液圧センサ12以外のセンサについては図示を省略している。
減速指示検知部262は、車両10に対する減速指示を検知する。
減速指示検知部262は、例えばブレーキスイッチ33から検出信号に基づいてブレーキペダル5が操作されたことを検知する。
スリップ率検知部264は、例えば車輪速センサ31で検出された前輪および後輪の回転速度を用いて各車輪の車輪速度を算出し、後輪のスリップ率を検知する。すなわち、後輪のスリップ率SRは、4輪の車輪速センサより推定した車体速VFと、各後輪の車輪速度VRとから、下記式(1)によって算出することができる。
SR=(VF−VR)÷VF・・・(1)
ピッチ推定部266は、例えば車輪速センサ31で検出された各車輪の回転速度を用いて各車輪の車輪速度を算出し、下記式(2)によって推定ピッチング値Pを算出する。
推定ピッチング値P=(前右輪速度+前左輪速度)÷2−(後右輪速度+後左輪速度)÷2・・・(2)
すなわち、推定ピッチング値Pは、左右の前輪の速度平均値と左右の後輪の速度平均値との差分であり、推定ピッチング値Pが正(推定ピッチング値P>0)の場合は前輪の方が後輪よりも速度が速く、後輪側が前輪側よりも低くなるノーズリフト状態であると推定する。また、推定ピッチング値Pが負の場合(推定ピッチング値P<0)は後輪の方が前輪よりも速度が速く、前輪側が後輪側よりも低くなるノーズダイブ状態であると推定する。また、推定ピッチング値Pが0(ゼロ)の場合には、前輪の速度と後輪の速度とが同一であり、ピッチングが生じていないと推定する。
図5は、車両10の前後輪の制動力分配を示すグラフであり、縦軸は後輪(リア)の制動力、横軸は前輪(フロント)の制動力を示す。
図5のカーブAおよびカーブBは、全車軸の制動力総和に対する各車軸ごとの制動力の比で表した値である。
カーブAは理想制動力分配を示す。理想制動力分配は、車両諸元によって決まり、いかなる路面ミューにおいても、前後輪が同時にロックするような制動力配分となっている。
カーブBは実際の制動力分配であり、立ち上がりが大きい制動初期には前後輪の制動力が線形に増加し、その後理想制動力分配に沿うようなカーブとなっている。
所定の走行姿勢とは、前輪側が後輪側よりも低くなるノーズダイブ状態の場合である。なお、車両10がノーズダイブ状態であるか否かは、ピッチ推定部266による推定結果を用いて判断する。すなわち、推定ピッチング値P<0の場合にノーズダイブ状態と判断し、推定ピッチング値=0を目標として各輪の制動力を制御する。
また、このように後輪に付与する制動力を制動力分配に基づく制動力よりも大きくする場合には、前輪に付与する制動力を制動力分配に基づく制動力よりも小さくして、前後輪の制動力の和が、通常時における前後輪の制動力の和と一致されるのが好ましい。すなわち、車両全体の制動力は変更せずに前後輪の制動力の分配のみを変更するのが好ましい。
図3の各図において、縦軸は制動力、横軸は減速指示(例えばブレーキ操作)からの経過時間である。
図3Dは通常時の制動力分配であり、前輪(Front)の制動力の方が後輪(Rear)の制動力よりも大きくなっている。
前輪と後輪に制動力が付与されるタイミングは同じである。すなわち、時刻T0に減速指示(ブレーキ操作)があると、ほぼ同時に前輪および後輪への制動力の付与が開始される。各輪の制動力は時間の経過とともに大きくなり、時刻T1には前輪、後輪ともに減速指示に応じた(ブレーキ操作量に応じた)制動力となる。
このため、ブレーキ操作を行うと後輪に対して相対的に大きい制動力が作用し、後輪の速度と前輪の速度との差分が小さくなり、推定ピッチング値Pが0に近づく。すなわち、ピッチングが抑制する。
なお、後輪の制動力が大きい状態を継続すると、後輪の速度が前輪よりも遅くなり、ノーズリフト状態になるとも考えられるが、後輪側のモーメントは車両全体を沈み込ませるように作用し、また一般に車両前方側の重量が大きいので、実際にはノーズリフト状態とはなりにくい。
これにより、ブレーキ操作を行うと前輪に対して相対的に大きい制動力が作用し、前輪の速度と後輪の速度との差分が小さくなり、推定ピッチング値Pが0に近づく。すなわち、ピッチングが抑制する。
図3Bでは、時刻T0に減速指示(ブレーキ操作)があると、後輪への制動力の付与は即座に開始されるが、前輪への制動力の付与は時刻T0から時間TL経過した時刻T2に開始されている。
これにより、後輪の速度が先に低下して前輪の速度に近づき、推定ピッチング値が0に近づく、すなわちピッチングが抑制されることとなる。
図4は、前輪への制動力付与タイミングを模式的に示す説明図である。
図4Aは、後輪の制動力とスリップ率との関係を模式的に示す説明図であり、縦軸は制動力、横軸はスリップ率である。
制動力0の状態から後輪の制動力を大きくすると、これに比例して後輪のスリップ率が上昇する。後輪のスリップ率が限界スリップ率LSに達すると、後輪がロックして回転を停止する。後輪のスリップ率が限界スリップ率LSとなる際の制動力を、限界制動力LBとする。
制動力制御部268は、まず後輪にのみ限界制動力LBから所定値以内の制動力BAを付与する(図中の矢印1)。すなわち、後輪がロックする寸前まで制動力を付与する。
つぎに、前輪に対して、前後輪の制動力分配カーブにおいて後輪の制動力BAに対応する前輪の制動力BCを付与する(図中の矢印2)。
その後は、車両10が停止するまで、前後輪の理想制動力分配カーブに沿った大きさの制動力を、後輪と前輪とにそれぞれ付与する(図中の矢印3)。
このようにすることで、後輪のロックを防止しつつ、車両10のピッチングを抑制することができる。
本実施の形態では、前輪の制動力の増加率は、前輪の制動力カーブにおける時定数Tsを変化させることによって変更する。例えば時定数Tsが小さいと図3CのカーブCAのように前輪の制動力の立ち上がりが早くなり、時定数Tsが大きいと図3CのカーブCBのように前輪の制動力の立ち上がりが遅くなる。
制動力制御部268は、後輪のスリップ率が高い場合には前輪制動力の時定数Tsを小さくして前輪の制動力の立ち上がりを早くする。これは、上述のように後輪のスリップ率が大きくなるとリアロックが生じる可能性があるためであり、これを防ぐために早めに前輪の制動力を上げるものである。
また、後輪のスリップ率が低い場合には前輪制動力の時定数Tsを大きくして前輪の制動力の立ち上がりを遅くする。これは、リアロックが生じる直前まで後輪のみに制動力を付与することにより、ノーズダイブを抑制する効果を高めるものである。
図6は、モータを搭載した車両における制動力を模式的に示す説明図である。
図6Aは、ブレーキ操作時における制動力の発生源の一例であり、縦軸は制動力、横軸は時間を示す。時刻T0にブレーキ操作が開始された場合、モータの回生運転が開始され、時間の経過とともに回生制動力が徐々に増加する。ブレーキ操作量から算出されるドライバの要求制動力に足りない分は、液圧ブレーキの作動により補われる。車両が停止すると、回生制動力および液圧ブレーキの制動力はともに0となる。
図6Bの例では、前輪がモータの駆動輪であり、回生制動力は前輪に作用する。車両10がノーズダイブ状態と推定されている場合、制動力制御部268は、これまでの説明と同様に、後輪(Rear)の制動力を通常時よりも大きくするとともに、前輪(Front)の制動力を通常時よりも小さくする。
すなわち、後輪に液圧ブレーキを作用させて後輪の制動力を高めるとともに、モータの回生制動力を抑えて前輪の制動力が上がりすぎないようにする。
また、既に車両10に搭載されている一般的なブレーキ機構を用いるので、特殊なサスペンション機構などを用いるよりも安価に車両10の走行姿勢の安定を図る上で有利となる。
また、前輪側が後輪側よりも低くなるノーズダイブ状態の場合に、後輪に付与する制動力を大きくするので、前輪への荷重移動が小さくなり車両10のピッチングを抑制する上で有利となる。
また、後輪に付与する制動力を制動力分配に基づく制動力よりも大きくする場合には、前輪に付与する制動力を制動力分配に基づく制動力よりも小さくするようにすれば、車両全体の制動力は通常時と近くなり、運転者に違和感を覚えさせることなく車両10のピッチングを抑制する上で有利となる。
また、後輪側が前輪側よりも低くなるノーズリフト状態の場合には、前輪に付与する制動力を大きくするとともに、後輪に付与する制動力を小さくするので、前輪に荷重を移動させて車両10のピッチングを抑制する上で有利となる。
また、後輪に対して前輪よりも先に制動力を付与するようにすれば、前輪よりも速いタイミングで後輪に制動力を付与し、前輪への荷重移動が小さくなり車両10のピッチングを抑制する上で有利となる。このとき、後輪がロックする限界制動力から所定値以内となった際に、前輪への制動力の付与を開始するようにすれば、前輪および後輪への制動力付与タイミングを変えた際に後輪のロックを防止する上で有利となる。
また、後輪のスリップ率に基づいて、減速指示が検知された後の前輪の制動力の増加率を変更するようにすれば、前後輪への制動力付与タイミングを大きく変えることなく車両のピッチングを抑制する上で有利となる。このとき、後輪のスリップ率が高いほど前輪の制動力の増加率を大きくすれば、後輪のロックを防止する上で有利となる。
また、ブレーキ機構に故障が生じた際も、ブレーキ機構の安全機構の作動を優先し、本発明の制御は行わないようにしてもよい。
Claims (8)
- 車両に対する減速指示を検知する減速検知部と、
前記減速指示が検知された場合、前記車両に設定された前後輪の制動力分配に基づいて、前輪および後輪に対してそれぞれ付与する制動力の大きさを制御する制動力制御部と、を備える制動制御装置であって、
前記制動力制御部は、前記車両が所定の走行姿勢の場合、前記後輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも大きくする、
ことを特徴とする制動力制御装置。 - 前記車両のピッチング状態を推定するピッチ推定部を更に備え、
前記制動力制御部は、前記前輪側が前記後輪側よりも低くなるノーズダイブ状態の場合には前記後輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも大きくする、
ことを特徴とする請求項1記載の制動力制御装置。 - 前記制動力制御部は、前記後輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも大きくする場合には、前記前輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも小さくする、
ことを特徴とする請求項1または2記載の制動力制御装置。 - 前記制動力制御部は、前記後輪側が前記前輪側よりも低くなるノーズリフト状態の場合には、前記前輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも大きくするとともに、前記後輪に付与する制動力を前記制動力分配に基づく制動力よりも小さくする、
ことを特徴とする請求項2記載の制動力制御装置。 - 前記制動力制御部は、前記後輪に対して前記前輪よりも先に制動力を付与する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の制動力制御装置。 - 前記後輪のスリップ率を検知するスリップ率検知部を更に備え、
前記制動力制御部は、前記後輪への制動力の付与を開始した後、前記後輪の制動力が当該後輪がロックする限界制動力から所定値以内となった際に、前記前輪への制動力の付与を開始する、
ことを特徴とする請求項5記載の制動力制御装置。 - 前記後輪のスリップ率を検知するスリップ率検知部を更に備え、
前記制動力制御部は、前記後輪のスリップ率に基づいて、前記減速指示が検知された後の前記前輪の制動力の増加率を変更する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の制動力制御装置。 - 前記制動力制御部は、前記後輪のスリップ率が高いほど前記前輪の制動力の増加率を大きくする、
ことを特徴とする請求項7記載の制動力制御装置。
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