JP7031506B2 - 連結車両の制動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、牽引車両とこれに連結された被牽引車両とよりなる連結車両の制動制御装置に係る。

連結車両は、牽引車両と被牽引車両とよりなり、被牽引車両は上方から見て牽引車両に対しヒッチ点の周りに枢動可能に連結装置によって牽引車両に連結されている。被牽引車両の車輪は非操舵従動輪であり、それらの車輪の制動力は牽引車両の車輪の制動力を制御する制動制御装置によって制御される。

連結車両において、被牽引車両の挙動が不安定になると、被牽引車両の車輪に制動力を付与することにより、被牽引車両の挙動を安定化させることが知られている。例えば、下記の特許文献１には、ヒッチ点に作用する横力が推定され、被牽引車両の挙動が不安定で横力が高いときには、横力とは逆方向の力をヒッチ点に作用させるヨーモーメントが発生するよう、被牽引車両の車輪に制動力を付与する制動制御装置が記載されている。

特開２０１１－６８２４８号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
連結車両においても、路面の摩擦係数が低い走行路にて旋回走行するような状況において、牽引車両がスピン状態又はドリフトアウト状態になることがある。そのため、連結車両においても、牽引車両の旋回挙動が悪化すると、牽引車両の旋回挙動を安定化させる挙動制御を行うことが知られている。例えば、牽引車両がスピン状態になると、旋回外側前輪に制動力を付加するスピン抑制制御を行い、牽引車両がドリフトアウト状態になると、左右後輪に制動力を付加するドリフトアウト抑制制御を行うことが知られている。

連結車両が旋回走行する状況において、挙動制御によって牽引車両の所定の車輪に制動力が付加されると、牽引車両が減速されるため、牽引車両及び被牽引車両の減速度差に起因する作用力が牽引車両からヒッチ点を経て被牽引車両に及ぼされる。その結果、牽引車両は被牽引車両から作用力の反力を受け、反力は牽引車両の後端を斜め前方へ向けて押圧し、牽引車両のヨーレートの大きさを増大させるので、連結車両のヒッチ角が過大になることがある。なお、上述の特許文献１に記載された制動制御装置によっては、連結車両のヒッチ角が過大になることを防止することはできない。

本発明の主要な課題は、挙動制御によって牽引車両の車輪に制動力が付加され牽引車両の旋回挙動が安定化される状況において連結車両のヒッチ角が過大になる虞を従来に比して低減することができるよう改良された連結車両の制動制御装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、牽引車両（１００）と、上方から見て牽引車両に対し枢動可能に連結装置（１０２）によって牽引車両に連結された被牽引車両（１０４）とよりなる連結車両（１０６）の制動制御装置（１０）であって、牽引車両の車輪（１２FL～１２RR）及び被牽引車両の車輪（１２L、１２R）に制動力を付与する制動装置（１４）と、制動装置を制御する制御ユニット（１６）とを有し、制御ユニットは牽引車両の旋回挙動が安定でないときには牽引車両の所定の車輪に制動力を付加することにより牽引車両の旋回挙動を安定化させる挙動制御を行うよう構成された、連結車両（１０６）の制動制御装置（１０）が提供される。

制御ユニット（１６）は、挙動制御により所定の車輪に制動力を付加しているときには、所定の車輪に制動力が付加されることに起因して連結装置（１０２）を介して被牽引車両（１０４）の前後方向に作用する力を推定し、被牽引車両の車輪（１２L及び１２R）に付加される制動力の和（Ｆla＋Ｆra）が前後方向に作用する力（Ｆvfr）以下になるように、制動装置（１４）を制御して被牽引車両の車輪に制動力（Ｆla及びＦra）を付加するよう構成される。

連結車両の旋回走行時に、挙動制御により牽引車両の所定の車輪に制動力が付加されると、牽引車両は被牽引車両に対し減速するので、牽引車両は連結装置を介して被牽引車両に作用力を及ぼす。そのため、被牽引車両は連結装置を介して作用力の反力を牽引車両に及ぼし、反力は旋回外側へ傾斜した前方へ向けて牽引車両の後端を押圧するので、牽引車両の旋回を促進する方向のヨーモーメントを発生し、連結車両のヒッチ角が増大せしめられる。よって、被牽引車両が牽引車両の後端を斜め前方へ押圧する力を低減すれば、連結車両のヒッチ角が増大して過大になる虞を低減することができる。

被牽引車両の車輪に付加される制動力の和が前後方向に作用する力を越えると、被牽引車両は連結装置を介して牽引車両を減速させる方向の力を及ぼす。よって、連結車両のヒッチ角が減少して過小になる虞があり、また牽引車両が過剰に減速されることにより、牽引車両の旋回挙動の安定化が適正に行われなくなる虞がある。

上記の構成によれば、挙動制御により所定の車輪に制動力が付加されているときには、所定の車輪に制動力が付加されることに起因して連結装置を介して被牽引車両の前後方向に作用する力が推定され、被牽引車両の車輪に付加される制動力の和が前後方向に作用する力以下になるように、制動装置が制御され被牽引車両の車輪に制動力が付加される。よって、被牽引車両の車輪に制動力が付加されない場合に比して、牽引車両及び被牽引車両の減速度の差が小さくなり、牽引車両が連結装置を介して被牽引車両に及ぼす作用力及びその反力が小さくなるので、反力によって牽引車両の旋回を促進する方向に発生されるヨーモーメントも小さくなる。従って、牽引車両が過剰に減速されることに起因して牽引車両の旋回挙動の安定化が適正に行われなくなることを回避しつつ、連結車両のヒッチ角が過大になる虞を低減することができる。
また、上記の構成によれば、被牽引車両の車輪に付加される制動力の和が前後方向に作用する力以下になるように、被牽引車両の車輪に制動力が付加される。よって、牽引車両が過剰に減速されることに起因して牽引車両の旋回挙動の安定化が適正に行われなくなることを回避しつつ、連結車両のヒッチ角が過大になる虞を低減することができる。

特に、被牽引車両の車輪に付加される制動力の和が前後方向に作用する力と同一になるように、制動装置が制御されれば、連結装置を介して牽引車両及び被牽引車両の間にその前後方向に作用する力は０になる。よって、挙動制御による牽引車両の旋回挙動の安定化を阻害することなく、連結車両のヒッチ角が増大して過大になることを防止することができる。

本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット（１６）は、連結車両（１０６）のヒッチ角（φ）を演算し、所定の車輪に制動力が付加されることに起因して牽引車両（１００）の重心（Ｏg）の周りに作用するヨーモーメント（Ｍyvsc）を演算し、ヒッチ角及びヨーモーメントに基づいて前後方向に作用する力（Ｆvfr）を演算するよう構成される。

上記態様によれば、連結車両のヒッチ角が演算され、所定の車輪に制動力が付加されることに起因して牽引車両の重心の周りに作用するヨーモーメントが演算され、ヒッチ角及びヨーモーメントに基づいて被牽引車両の前後方向に作用する力が演算される。

よって、例えば所定の車輪に付加される制動力の成分として被牽引車両の前後方向に作用する力が演算される場合に比して、被牽引車両の前後方向に作用する力を正確に演算することができる。従って、被牽引車両の車輪に付加される制動力を適正に制御し、ヒッチ角が過大になる虞を適正に低減することができる。

本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット（１６）は、所定の車輪の制動力（Ｆxi）及び所定の車輪に制動力が付加されているときの牽引車両（１００）の車輪の横力（Ｆyi）に基づいてヨーモーメント（Ｍyvsc）を演算するよう構成される。

上記態様によれば、所定の車輪の制動力及び所定の車輪に制動力が付加されているときの牽引車両の車輪の横力に基づいてヨーモーメントが演算される。よって、牽引車両の車輪の横力を考慮することなくヨーモーメントが演算される場合に比して、被牽引車両の前後方向に作用する力を正確に演算し、ヒッチ角が過大になる虞を適正に低減することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、被牽引車両（１０４）は左右の車輪（１２L、１２R）を有し、左右の車輪に均等に制動力が付加される。

上記態様によれば、被牽引車両の左右の車輪に均等に制動力が付加される。よって、被牽引車両の左右の車輪に付加される制動力により被牽引車両にヨーモーメントは与えられない。従って、被牽引車両の車輪に制動力が付加されることにより、挙動制御により牽引車両に与えられるべきヨーモーメントが悪影響を受けて挙動制御が適切に行われなくなることを防止することができる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明による制動制御装置の実施形態が適用された連結車両を直進状態にて示す解図的平面図である。 実施形態における被牽引車両の車輪の制動力制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施形態における牽引車両の挙動制御ルーチンを示すフローチャートである。 左旋回時に挙動制御により牽引車両の全ての車輪に制動力が付加されている状況を示す平面図である。 従来の連結車両（Ａ）及び実施形態が適用された連結車両（Ｂ）について、左旋回時に挙動制御のスピン抑制制御により牽引車両の右前輪に制動力が付加されている状況を示す平面図である。 従来の連結車両（Ａ）及び実施形態が適用された連結車両（Ｂ）について、左旋回時に挙動制御のドリフトアウト抑制制御により牽引車両の左右の後輪に制動力が付加されている状況を示す平面図である。 左旋回時に挙動制御のスピン抑制制御により牽引車両の右前輪に制動力が付加された場合におけるヒッチ角φの変化を、従来の連結車両の場合（破線）及び実施形態の場合（実線）について示すタイムチャートである。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１において、実施形態にかかる制動制御装置１０は、牽引車両１００と、上方から見て牽引車両に対し枢動可能に連結装置１０２によって牽引車両に連結された被牽引車両１０４とよりなる連結車両１０６に適用されている。制動制御装置１０は、制動装置１４と、制動装置を制御する制御ユニットとして機能する電子制御装置１６とを有している。なお、以下の説明及び図１においては、「電子制御装置」は「ＥＣＵ」と表記される。

制動装置１４は、牽引車両１００の左右の前輪１２FL、１２FR及び左右の後輪１２RL及び１２RRに制動力を付与すると共に、被牽引車両１０４の左右輪１２L及び１２Rに制動力を付与する。図示の実施形態においては、被牽引車両１０４の車輪は一組の左右輪１２L及び１２Rであるが、被牽引車両は複数組の左右輪を有していてもよい。なお、牽引車両１００の前輪及び後輪の少なくとも一方は、駆動輪であり、被牽引車両１０４の左右輪１２L及び１２Rは、非操舵従動輪である。

連結装置１０２は、牽引車両１００の後端中央に設けられたヒッチ１０８と、被牽引車両１０４の前端中央に設けられたブラケット１１０と、ヒッチ１０８及びブラケット１１０を連結するキングピン１１２とを含んでいる。キングピン１１２は上下方向に延在する枢軸線１１４を有し、牽引車両１００及び被牽引車両１０４は枢軸線１１４の周りに互いに他に対し枢動可能である。連結装置１０２は、必要に応じて牽引車両１００及び被牽引車両１０４の連結を解除し得るよう構成されている。

牽引車両１００は、左右の前輪１２FL及び１２FRを転舵する操舵装置１８を有している。操舵装置１８は、運転者によるステアリングホイール２０の操作に応答して駆動されるラックアンドピニオン装置２２によりタイロッド２４L及び２４Rを介して左右の前輪１２FL及び１２FRを転舵する。図１には示されていないが、操舵装置１８はパワーステアリング装置を含んでいてよい。

図１に示されているように、操舵装置１８のステアリングシャフト２８には該シャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ３０が設けられている。操舵角センサ３０は牽引車両１００の直進に対応する操舵角を０とし、左旋回方向及び右旋回方向の操舵角をそれぞれ正の値及び負の値として操舵角θを検出する。

制動装置１４は、油圧回路３６と、牽引車両１００の車輪１２FL、１２FR、１２RL及び１２RRにそれぞれ設けられたホイールシリンダ３８FL、３８FR、３８RL及び３８RRと、マスタシリンダ４２と、を含んでいる。マスタシリンダ４２は、運転者によるブレーキペダル４０の踏み込み操作に応答してブレーキオイルを圧送する。図１には示されていないが、油圧回路３６は、リザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置などを含み、ブレーキアクチュエータとして機能する。

更に、制動装置１４は、被牽引車両１０４の左右輪１２L及び１２Rに設けられたホイールシリンダ３８L及び３８Rを含んでいる。ホイールシリンダ３８L及び３８Rに接続された導管４４L及び４４Rは、それぞれコネクタ４６L及び４６Rにより、油圧回路３６に接続された導管４８L及び４８Rと接続解除可能に接続されている。

ホイールシリンダ３８FL～３８RR、３８L及び３８R内の圧力は、通常時には運転者によるブレーキペダル４０の踏み込みに応じて駆動されるマスタシリンダ４２内の圧力、即ちマスタシリンダ圧力Ｐmに応じて制御される。更に、各ホイールシリンダ３８FL～３８RR、３８L及び３８R内の圧力は、必要に応じて油圧回路３６のオイルポンプ及び種々の弁装置がＥＣＵ１６によって制御されることにより、運転者によるブレーキペダル４０の踏み込み量に関係なく制御される。よって、制動装置１４は、牽引車両１００の車輪１２FL～１２RRの制動力を相互に独立に制御可能であり、車輪１２FL～１２RRの制動力とは独立に被牽引車両１０４の左右輪１２L及び１２Rの制動力を制御可能である。

マスタシリンダ４２にはマスタシリンダ圧力Ｐmを検出する圧力センサ５０が設けられており、圧力センサ５０により検出されたマスタシリンダ圧力Ｐmを示す信号は、ＥＣＵ１６へ入力される。ＥＣＵ１６は、マスタシリンダ圧力Ｐmに基づいて各車輪の制動圧、即ちホイールシリンダ３８FL～３８RR、３８L及び３８R内の圧力を制御し、これにより各車輪の制動力をブレーキペダル４０の踏み込み操作量、即ち運転者の制動操作量に応じて制御する。この場合、連結装置１０２を介して牽引車両１００と被牽引車両１０４との間に過大な力が作用しないよう、被牽引車両の車輪１２L及び１２Rの制動力は、連結装置１０２における牽引車両１００及び被牽引車両１０４の減速度が実質的に同一になるよう制御される。

ＥＣＵ１６には、操舵角センサ３０及びヨーレートセンサ５２からそれぞれ操舵角θ及び牽引車両１００の実ヨーレートＹＲfを示す信号が入力される。更に、ＥＣＵ１６には、車速センサ５４及び横加速度センサ５６からそれぞれ牽引車両１００の車速Ｖ及び横加速度Ｇyを示す信号が入力される。ヨーレートセンサ５２及び横加速度センサ５６は、操舵角センサ３０と同様に、それぞれ牽引車両１００の直進に対応するヨーレート及び横加速度を０とし、左旋回方向及び右旋回方向のヨーレート及び横加速度をそれぞれ正の値及び負の値として実ヨーレートＹＲf及び横加速度Ｇyを検出する。

図示の実施形態においては、被牽引車両１０４にもヨーレートセンサ５８が設けられている。ヨーレートセンサ５８は、被牽引車両１０４の直進に対応するヨーレートを０とし、左旋回方向及び右旋回方向のヨーレートをそれぞれ正の値及び負の値として実ヨーレートＹＲrを検出する。被牽引車両１０４の実ヨーレートＹＲrを示す信号もＥＣＵ１６へ入力される。

後に詳細に説明するように、ＥＣＵ１６は、牽引車両１００の旋回挙動が悪化し、挙動制御による制動力の付加が必要であるか否かを判定する。この判定は、スピン状態（過大なオーバーステア状態）及びドリフトアウト状態（過大なアンダーステア状態）について行われる。そしてＥＣＵ１６は、挙動制御による制動力の付加が必要であると判定したときには、牽引車両１００の所定の車輪に制動力を付加して車両の旋回挙動を安定化させる挙動制御、即ちスピン抑制制御又はドリフトアウト抑制制御を行う。

特に、スピン抑制制御においては、少なくとも旋回外側前輪に制動力が付与され又は旋回外側前輪の制動力が増大されることにより、車両に旋回抑制方向のヨーモーメントが付与されると共に車両が減速される。また、ドリフトアウト抑制制御においては、少なくとも左右後輪に制動力が付与され又は少なくとも左右後輪の制動力が増大されることにより、車両が減速される。また、旋回内側後輪の制動力が旋回外側後輪の制動力よりも高くされることにより、車両に旋回促進方向のヨーモーメントが付与される。

更に、ＥＣＵ１６は、挙動制御による制動力の付加を行っているときには、挙動制御により牽引車両１００の所定の車輪に付加される制動力に応じた制動力が被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rに付加されるように、制動装置１４を制御する。特に、ＥＣＵ１６は、挙動制御により所定の車輪に付加される制動力に起因して牽引車両１００が連結装置１０２を介して被牽引車両１０４にその前後方向（図１において矢印Ａにて示された方向）に及ぼす作用力Ｆvfr（図４乃至図６参照）を推定する。更に、ＥＣＵ１６は、車輪１２L及び１２Rに付加される制動力Ｆla及びＦraがＦvfr／２になり、それらの和Ｆla＋ＦraがＦvfrになるように、制動装置１４によって車輪１２L及び１２Rの制動力Ｆl及びＦrを制御する

なお、図１には詳細に示されていないが、ＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでおり、マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成を有している。特に、マイクロコンピュータのＲＯＭは、後述の図２に示されたフローチャートに対応する被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rの制動力を制御するためのプログラム及び図３に示されたフローチャートに対応する挙動制御のプログラムを記憶している。ＣＰＵはこれらのプログラムを実行することにより、車輪１２L及び１２Rの制動力の制御及び挙動制御を行う。

なお、ＥＣＵ１６は、相互に情報を通信する複数のマイクロコンピュータを含み、図２に示されたフローチャートに対応するプログラム及び図３に示されたフローチャートに対応するプログラムが、それぞれ対応するマイクロコンピュータにより達成されてもよい。

＜被牽引車両の制動力制御＞
次に、図２に示されたフローチャート及び図４に示された左旋回時の連結車両１０６の平面図を参照して実施形態における被牽引車両１０４の車輪の制動力制御ルーチンについて説明する。なお、図２に示されたフローチャートによる制御（「制動力制御」という）は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときにＥＣＵ１６のマイクロコンピュータによって所定の時間毎に繰返し実行される。

まず、ステップ１０においては、牽引車両１００の所定の車輪に挙動制御による制動力の付加が行われているか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには、制動力制御はステップ３０へ進み、否定判別が行われたときには、挙動制御はステップ２０へ進む。なお、牽引車両１００の車輪に制動力が付与されていても、制動力の付与が挙動制御によるものではなく、運転者の制動操作又は挙動制御以外の車両制御によるものである場合には、否定判別が行われる。

ステップ２０においては、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rに制動力を付加する必要がないので、車輪１２L及び１２Rの目標付加制動力Ｆlat及びＦratが０に設定され、その後制動力制御はステップ８０へ進む。

ステップ３０においては、後述の図３に示されたフローチャートに従って制御される所定の車輪の制動力に基づいて、牽引車両１００の車輪１２FL～１２RRの制動力Ｆxi（ｉ＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。また、当技術分野において公知の要領にて車輪１２FL～１２RRの横力Ｆyi（ｉ＝fl、fr、rl及びrr）が演算される。なお、挙動制御による制動力が付加されていない車輪の制動力は、たとえその車輪が制動されていても０に演算される。また、横力Ｆyiは、挙動制御により所定の車輪に制動力が付加されているときの各車輪の横力である。

ステップ４０においては、下記の式（１）に従って車輪１２FL～１２RRの制動力Ｆxi及び横力Ｆyiに起因して重心Ｏgの周りに作用するヨーモーメントＭyvscが演算される。なお、図４に示されているように、下記の式（１）において、Ｄは牽引車両１００のトレッドであり、Ｌf及びＬrはそれぞれ牽引車両１００の重心Ｏgと前輪及び後輪の車軸との間の距離である。
Ｍyvsc＝Ｄ（Ｆyfl＋Ｆyrl－Ｆyfr－Ｆyrr）／２
＋Ｌr（Ｆyrl＋Ｆyrr）－Ｌf（Ｆyfl＋Ｆyfr） （１）

ステップ５０においては、牽引車両１００の実ヨーレートＹＲf及び被牽引車両１０４の実ヨーレートＹＲrに基づいて、下記の式（２）に従って連結車両１０６のヒッチ角φが演算される。
φ＝∫(ＹＲf－ＹＲr)dt （２）

なお、ヒッチ角φは、図４に示されているように、上方から見て牽引車両１００の前後方向の中心線１１６及び被牽引車両１０４の前後方向の中心線１１８の前後方向がなす角度であり、当技術分野において公知の任意の要領にて演算されてよい。例えば、公知の要領として、米国特許公開第20140288769A1号公報、米国特許第7904222B2号公報、及び米国特許第9290204B2号公報に記載された要領がある。

ステップ６０においては、Ｉfを牽引車両１００のヨー慣性モーメントとし、Ｌhを牽引車両１００の重心Ｏgと連結装置１０２の枢軸線１１４との間の距離とし、ＹＲfdを実ヨーレートＹＲfの時間微分値として、下記の式（３）に従って作用力Ｆvfrが演算される。
Ｆvfr＝（Ｉf・ＹＲfd－Ｍyvsc）／（Ｌh・sinφ） （３）

ステップ７０においては、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rの目標付加制動力Ｆlat及びＦratがＦvfr／２に設定される。

ステップ８０においては、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rの付加制動力Ｆla及びＦraがステップ２０又は７０において設定された目標付加制動力Ｆlat及びＦratになるよう、制動装置１４によって車輪１２L及び１２Rの制動力Ｆl及びＦrが制御される。

＜挙動制御＞
次に、図３に示されたフローチャートを参照して実施形態における挙動制御ルーチンについて説明する。なお、図３に示されたフローチャートによる制御（単に「挙動制御」という）も、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、ＥＣＵ１６のマイクロコンピュータによって所定の時間毎に繰返し実行される。

まず、ステップ１１０においては、図２に示されたフローチャートのステップ１０と同様に、牽引車両１００の所定の車輪に挙動制御による制動力の付加が行われているか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには、挙動制御はステップ１４０へ進み、肯定判別が行われたときには、挙動制御はステップ１２０へ進む。

ステップ１２０においては、挙動制御による制動力付加の終了条件が成立しているか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには挙動制御はステップ１５０へ進み、肯定判別が行われたときには挙動制御はステップ１３０へ進む。なお、終了条件は、「後述のスピン状態量ＳＳが制御終了基準値ＳＳe（正の定数）以下になった」などのように、予め設定されてＲＯＭに格納されている。

ステップ１３０においては、挙動制御による制動力の付加が行われている所定の車輪の制動圧が漸減され、これにより挙動制御による所定の車輪に対する制動力の付加が終了される。

ステップ１４０においては、挙動制御による制動力付加の許可条件が成立しているか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには挙動制御による制動力の付加が行われることなく挙動制御は一旦終了し、肯定判別が行われたときには挙動制御はステップ１５０へ進む。なお、許可条件は、「車速Ｖが許可判定の基準値Ｖe（正の定数）以上である」のように、予め設定されてＲＯＭに格納されている。

ステップ１５０においては、牽引車両１００のスピンの程度を示すスピン状態量ＳＳが演算される。なお、スピン状態量ＳＳは、当技術分野において公知の任意の要領にて演算されてよい。

ステップ１６０においては、例えばスピン状態量ＳＳが制御開始基準値ＳＳs（ＳＳe以上の正の定数）以上であるか否かの判別により、スピン抑制制御が実行される必要があるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはスピン抑制制御が実行されることなく挙動制御はステップ１８０へ進み、肯定判別が行われたときには挙動制御はステップ１７０へ進む。

ステップ１７０においては、牽引車両１００のヨーレートを低減すると共に牽引車両１００を減速することにより牽引車両のスピンの程度を低減するスピン抑制制御が実行される。例えば、スピン状態量ＳＳが大きいほど大きくなるよう所定の車輪である旋回外側前輪の目標付加制動力が演算され、旋回外側前輪の付加制動力が目標付加制動力になるように旋回外側前輪の制動圧が制御される。よって、旋回外側前輪に制動力が付加されるが、他の車輪には制動力は付加されない。

ステップ１８０においては、牽引車両１００のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量ＤＳが演算される。なお、ドリフトアウト状態量ＤＳも、当技術分野において公知の任意の要領にて演算されてよい。

ステップ１９０においては、例えばドリフトアウト状態量ＤＳが制御開始基準値ＤＳs（正の定数）以上であるか否かの判別により、ドリフトアウト抑制制御が実行される必要があるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはドリフトアウト抑制制御が実行されることなく挙動制御は一旦終了し、肯定判別が行われたときには挙動制御はステップ２００へ進む。

ステップ２００においては、牽引車両１００のヨーレートを増大させるヨーモーメントを牽引車両に付与すると共に牽引車両を減速させることにより牽引車両のドリフトアウトの程度を低減するドリフトアウト抑制制御が実行される。例えば、ドリフトアウト状態量ＤＳが大きいほど大きくなるよう所定の車輪である旋回外側後輪及び旋回内側後輪の目標付加制動力が演算される。そして旋回外側後輪及び旋回内側後輪の付加制動力がそれぞれ対応する目標付加制動力になるようにそれらの車輪の制動圧が制御される。この場合、旋回外側後輪及び旋回内側後輪に制動力が付加されるが、他の車輪には制動力は付加されない。

なお、挙動制御によるスピン抑制制御及びドリフトアウト抑制制御及びそれらの制動力の付加は、当技術分野において公知の任意の要領にて行われてよい。例えば、挙動制御によるスピン抑制制御及びドリフトアウト抑制制御の一例が、それぞれオーバーステア制御及びアンダーステア制御として、特開２０１２－６６６５９号公報に記載されている。

＜実施形態の作動＞
次に、以上の通り構成された制動制御装置１０の作動を、牽引車両１００が左旋回時にスピン状態になった場合及びドリフトアウト状態になった場合について、それぞれ図５及び図６を参照して説明する。なお、図５及び図６においては、それぞれ牽引車両１００のスピン状態及びドリフトアウト状態が解り易くなるよう、運転者の制動操作又は挙動制御以外の車両制御により付与される制動力は省略されている。また、図には示されていないが、牽引車両１００が右旋回する際の制動制御装置１０の作動は、左右などの方向が逆である点を除き、牽引車両１００が左旋回する場合の作動と同様である。

＜スピン状態時の作動＞
図５に示されているように、連結車両１０６の左旋回中に後輪１２RL及び１２RRの横力Ｆyrl及びＦyrrが低下し、牽引車両１００にスピンモーメントＭspinが作用すると、ヨーレートＹＲfの大きさが過大になることにより、牽引車両はスピン状態になる。

そのため、図３に示されたフローチャートのステップ１１０及び１４０においてそれぞれ否定判別及び肯定判別が行われ、その後ステップ１１０及び１２０においてそれぞれ肯定判別及び否定判別が行われる。ステップ１６０において肯定判別が行われ、ステップ１７０においてスピン抑制制御が実行される。よって、スピンモーメントＭspinに対抗するスピン抑制モーメントが発生すると共に牽引車両が減速されるよう、所定の車輪である旋回外側前輪、即ち右前輪に制動力Ｆxfrが付加される。

そのため、牽引車両１００がスピン状態になく、右前輪に制動力が付加されない場合に比して、牽引車両１００が被牽引車両１０４に対し減速し、牽引車両１００が連結装置１０２を介して被牽引車両１０４にその前後方向に及ぼす力が増大する。この増大する力、即ち作用力Ｆvfrに対する反力Ｆvrfが、被牽引車両１０４から連結装置１０２を介して牽引車両１００の後端に斜め前方へ向けて作用する。作用力Ｆvfr及び反力Ｆvrfは大きさが同一で方向が逆である。

図５（Ａ）に示されているように、反力Ｆvrfは軸線１１８に沿って作用するので、重心Ｏgの周りにスピンモーメントＭspinと同一方向のヨーモーメントＭrfを発生する。従って、従来の連結車両においては、反力Ｆvrfに起因するヨーモーメントＭrfによってヒッチ角φが増大され、ヒッチ角が過大になる虞がある。

これに対し、実施形態においては、図２に示されたフローチャートのステップ１０において肯定判別が行われ、ステップ３０～６０において作用力Ｆvfrが演算され、ステップ７０及び８０において、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rに付加される制動力がＦvfr／２になるよう制御される。よって、図５（Ｂ）に示されているように、連結装置１０２には車輪１２L及び１２Rの制動力の和であるＦvfrが軸線１１８に沿って後ろ向きに作用する。

従って、牽引車両１００が連結装置１０２を介して被牽引車両１０４に及ぼす作用力Ｆvfr及びその反力Ｆvrfは０になるので、重心Ｏgの周りにスピンモーメントＭspinと同一方向に作用するヨーモーメントＭrfも０になる。よって、実施形態によれば、スピン抑制制御により旋回外側前輪に制動力が付加される場合にも、旋回外側前輪に制動力が付加されることに起因してヒッチ角φが増大して過大になることを防止することができる。

例えば、図７は連結車両１０６が直進状態から定常の左旋回状態へ移行する状況について、ヒッチ角φ、牽引車両１００の右前輪に付加される制動力Ｆxfr、被牽引車両１０４の左右輪に付加される制動力の和Ｆla＋Ｆraの変化の一例を示すタイムチャートである。

図７に示されているように、時点ｔ1において操舵角θが一定の増加率１３．５deg/sにて増加し始め、時点ｔ2以降は操舵角θが一定の値３５degになり、時点ｔ3においてスピン抑制制御が開始されたとする。なお、車速Ｖは８０km/hであり、路面の摩擦係数は０．８（ドライ路面）である。

時点ｔ3において、スピン抑制制御により右前輪に付加される制動力Ｆxfrが急激に増大する。本発明の制動制御装置１０が搭載されていない従来の連結車両の場合には、図７において破線にて示されているように、右前輪に制動力が付加されることにより、上述のように作用力Ｆvfr及び反力Ｆvrfが発生する。そのため、ヒッチ角φが増大してスピン状態が悪化し、スピン状態量ＳＳが増大するので、右前輪に付加される制動力が増大し、これらの繰り返しによりヒッチ角φが過大になり易い。

これに対し、実施形態によれば、右前輪に制動力Ｆxfrが付加されることにより作用力Ｆvfrが発生すると、図７において最下段に示されているように、牽引車両１００から被牽引車両１０４に作用力Ｆvfrと同一の制動力Ｆvrfが被牽引車両１０４に作用するようそれぞれ車輪１２L及び１２Rに付加される制動力Ｆla及びＦraが制御される。図７の第二段において実線にて示されているように、ヒッチ角φは増大せず、スピン状態は治まるので、前輪に付加される制動力Ｆxfrは漸次減少し、ヒッチ角φは過大にはならない。

＜ドリフトアウト状態時＞
図６に示されているように、連結車両１０６の左旋回中に前輪１２FL及び１２FRの横力Ｆyfl及びＦyfr（図示せず）が不足し、牽引車両１００のヨーモーメントＭyが不足すると、ヨーレートＹＲfの大きさが過小になることにより、牽引車両はドリフトアウト状態になる。

そのため、図３に示されたフローチャートのステップ１１０及び１４０においてそれぞれ否定判別及び肯定判別が行われ、その後ステップ１１０及び１２０においてそれぞれ肯定判別及び否定判別が行われる。ステップ１６０において定判別が行われ、ステップ１９０において肯定判別が行われ、ステップ２００においてドリフトアウト抑制制御が実行される。よって、牽引車両が減速されると共に旋回補助方向のヨーモーメントＭyaが発生するよう、所定の車輪である左右後輪に制動力Ｆxrl及びＦxrrが付加される。

そのため、牽引車両１００がドリフトアウト状態になく、左右後輪に制動力が付加されない場合に比して、牽引車両１００が連結装置１０２を介して被牽引車両１０４にその前後方向に及ぼす力が増大する。この増大する力、即ち作用力Ｆvfrに対する反力Ｆvrfが、被牽引車両１０４から連結装置１０２を介して牽引車両１００に作用する。

図６（Ａ）に示されているように、反力Ｆvrfは軸線１１８に沿って作用するので、重心Ｏgの周りに牽引車両１００のヨーレートＹＲfを増大させる方向のヨーモーメントＭrfを発生する。従って、従来の連結車両においては、スピン状態の場合と同様に、反力Ｆvrfに起因するヨーモーメントＭrfによって余分なヨーレートが発生され、その結果ヒッチ角φが増大して過大になる虞がある。

これに対し、実施形態においては、図２に示されたフローチャートのステップ１０において肯定判別が行われ、スピン状態の場合と同様に、ステップ３０～８０において被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rに付加される制動力Ｆla及びＦraが作用力Ｆvfrの２分の１になるよう制御される。よって、図６（Ｂ）に示されているように、連結装置１０２には車輪１２L及び１２Rに付加される制動力Ｆla及びＦraの和である制動力Ｆvrfが軸線１１８に沿って後ろ向きに作用する。

従って、牽引車両１００が連結装置１０２を介して被牽引車両１０４に及ぼす作用力Ｆvfrの反力Ｆvrfは０になるので、牽引車両１００のヨーレートＹＲfを増大させる方向に重心Ｏgの周りに作用するヨーモーメントＭrfも０になる。よって、実施形態によれば、ドリフトアウト抑制制御により左右後輪に制動力が付加される場合にも、左右後輪に制動力が付加されることに起因してヒッチ角φが増大して過大になることを防止することができる。

以上の説明から解るように、実施形態によれば、スピン抑制制御又はドリフトアウト抑制制御により所定の車輪に制動力が付加されることに起因して牽引車両１００が連結装置１０２を介して被牽引車両１０４に及ぼす力Ｆvfrと同一の制動力Ｆvrfが被牽引車両に付加される。よって、所定の車輪に制動力が付加され被牽引車両が連結装置を介して牽引車両の後端を斜め前方へ押圧することに起因して連結車両１０６のヒッチ角φが過大になることを防止することができる。

特に、実施形態によれば、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rに付加される制動力が作用力Ｆvfrの２分の１であり、被牽引車両１０４の制動力が作用力Ｆvfrと同一になるよう制御される。よって、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rに付加される制動力が作用力Ｆvfrの２分の１よりも小さい制動力に制御される場合に比して、連結車両１０６のヒッチ角φが増大して過大になる虞を効果的に低減することができる。

なお、被牽引車両１０４の制動力が作用力Ｆvfrを越えると、被牽引車両は連結装置を介して牽引車両を減速させる方向の力を及ぼす。よって、連結車両１０６のヒッチ角φが減少して過小になる虞があり、また牽引車両１００が過剰に減速されることにより、牽引車両の旋回挙動の安定化が適正に行われなくなる虞がある。

これに対し、被牽引車両１０４の制動力が作用力Ｆvfr以下であれば、牽引車両が過剰に減速されることに起因して牽引車両の旋回挙動の安定化が適正に行われなくなることを回避しつつ、連結車両のヒッチ角が過大になる虞を低減することができる。よって、作用力Ｆvfrに応じて被牽引車両の車輪１２L、１２Rに付加される制動力はＦvfr／２以下であること、換言すれば被牽引車両に付加される制動力は作用力以下であることが好ましい。

また、実施形態によれば、連結車両１０６のヒッチ角φが演算され、所定の車輪に付加される制動力に起因して牽引車両１００の重心Ｏgの周りに作用するヨーモーメントＭyvscが演算され、ヒッチ角及びヨーモーメントに基づいて作用力Ｆvfrが演算される。よって、例えば所定の車輪に付加される制動力の軸線１１８に沿う成分として作用力Ｆvfrが演算される場合に比して、作用力Ｆvfrを正確に演算し、被牽引車両１０４の車輪に付加される制動力を適正に制御し、ヒッチ角φが過大になる虞を適正に低減することができる。

また、実施形態によれば、作用力Ｆvfrの演算に供されるヨーモーメントＭyvscは、所定の車輪に制動力が付加されているときの牽引車両１００の車輪の横力Ｆyiを考慮して演算される。従って、車輪の横力Ｆyiを考慮することなくヨーモーメントＭyvscが演算される場合に比して、作用力Ｆvfrを正確に演算し、ヒッチ角φが増大して過大になる虞を適正に低減することができる。

更に、実施形態によれば、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rに付加される制動力は互いに同一である。よって、車輪１２L及び１２Rに付加される制動力により被牽引車両１０４にヨーモーメントは与えられない。従って、被牽引車両１０４の車輪に制動力が付加されることにより、挙動制御により牽引車両１００に与えられるべきヨーモーメントが悪影響を受けて挙動制御が適切に行われなくなることを防止することができる。

以上においては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の実施形態においては、挙動制御によって牽引車両１００の所定の車輪に制動力が付加されるときには、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rの制動力がＦvfr／２であり、被牽引車両全体の制動力が作用力Ｆvfrと同一の値になるよう制御される。しかし、被牽引車両１０４の車輪に作用力Ｆvfrに応じた制動力が付与される限り、制動力がＦvfr／２よりも小さく、被牽引車両全体の制動力が作用力Ｆvfrより小さくてもよい。その場合にも、挙動制御によって牽引車両１００の所定の車輪に制動力が付加される状況において、連結車両１０６のヒッチ角φが過大になる虞を低減することができる。

また、上述の実施形態においては、作用力Ｆvfrの演算に供されるヨーモーメントＭyvscは、所定の車輪に制動力が付加されているときの牽引車両の車輪の横力Ｆyiを考慮して演算される。しかし、ヨーモーメントＭyvscは車輪の横力Ｆyiを考慮することなく、所定の車輪に付加される制動力のみに基づいて演算されてもよい。

また、上述の実施形態においては、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rの制動力は、互いに同一のＦvfr／２になるよう制御される。しかし、被牽引車両１０４の左右の車輪の制動力は、互いに異なる値になるよう制御されてもよい。その場合、左右の車輪の制動力は、それらの和が作用力Ｆvfrと同一の値になるよう制御されることが好ましい。

また、上述の実施形態においては、被牽引車両１０４の車輪１２L及び１２Rの制動力は、牽引車両１００の四輪の制動力を制御する制動装置１４により制御される。しかし、被牽引車両１０４の車輪の制動力は、制動装置１４とは別の制動装置により制御されてもよい。その場合、別の制動装置もＥＣＵ１６により制御されるが、別の制動装置は牽引車両１００の排気ガスの圧力を利用する制動装置のように、油圧式以外の制動装置であってもよい。

更に、上述の実施形態においては、挙動制御としてスピン抑制制御及びドリフトアウト抑制制御が行われるようになっているが、スピン抑制制御及びドリフトアウト抑制制御の一方が省略されてもよい。

１０…制動制御装置、１２FL～１２RL，１２L，１２R…車輪、１４…制動装置、１６…電子制御装置（ＥＣＵ）、３０…操舵角センサ、５２…ヨーレートセンサ、５４…車速センサ、５６…横加速度センサ、１００…牽引車両、１０２…連結装置、１０４…被牽引車両、１０６…連結車両

Claims (4)

1. 牽引車両と、上方から見て前記牽引車両に対し枢動可能に連結装置によって前記牽引車両に連結された被牽引車両とよりなる連結車両の制動制御装置であって、前記牽引車両の車輪及び前記被牽引車両の車輪に制動力を付与する制動装置と、前記制動装置を制御する制御ユニットとを有し、前記制御ユニットは前記牽引車両の旋回挙動が安定でないときには前記牽引車両の所定の車輪に制動力を付加することにより前記牽引車両の旋回挙動を安定化させる挙動制御を行うよう構成された、連結車両の制動制御装置において、
   前記制御ユニットは、前記挙動制御により所定の車輪に制動力を付加しているときには、前記所定の車輪に制動力が付加されることに起因して前記連結装置を介して前記被牽引車両の前後方向に作用する力を推定し、前記被牽引車両の車輪に付加される制動力の和が前記前後方向に作用する力以下になるように、前記制動装置を制御して前記被牽引車両の車輪に制動力を付加するよう構成された、連結車両の制動制御装置。
2. 請求項１に記載の連結車両の制動制御装置において、前記制御ユニットは、前記連結車両のヒッチ角を演算し、前記所定の車輪に制動力が付加されることに起因して前記牽引車両の重心の周りに作用するヨーモーメントを演算し、前記ヒッチ角及び前記ヨーモーメントに基づいて前記前後方向に作用する力を演算するよう構成された、連結車両の制動制御装置。
3. 請求項２に記載の連結車両の制動制御装置において、前記制御ユニットは、前記所定の車輪の制動力及び前記所定の車輪に制動力が付加されているときの前記牽引車両の車輪の横力に基づいて前記ヨーモーメントを演算するよう構成された、連結車両の制動制御装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一つに記載の連結車両の制動制御装置において、前記被牽引車両は左右の車輪を有し、前記左右の車輪に均等に制動力が付加される、連結車両の制動制御装置。

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