JP4360329B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

通常の舗装路よりも走行抵抗の大きな砂利路や砂地路では、制動力を任意に制御し得るアンチロックブレーキ（ＡＢＳ）機構を用いて、車輪をロックしやすい傾向に制御することで、車輪を砂利路や砂地路に潜り込ませて停止距離を短縮することが期待できる。特許文献１には、砂利路におけるＡＢＳ制御が開示されている。
特開２０００−２３３７３７号公報

しかし、このような砂利路や砂地路で車輪をロック傾向に制御して停止距離の短縮化を行うと、車輪の路面への埋没量が多くなりすぎて発進時にスタックしたり、車体底面が接地して再発進が行えなくなる場合があるという弊害があった。そこで、停止距離の短縮と再発進性とを両立したいという要望があった。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、停止距離の短縮と再発進性とを両立させることが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、車両制動時に制動力を調節して車輪のロックを抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御手段と、車両の車高を調整する車高調整手段と、車両の走行時の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段とを備え、アンチロック制御手段が、走行抵抗検出手段の検出結果に基づいて走行抵抗が大きな路面を走行中であると判定された場合に、アンチロック制御の介入を遅らせるようにアンチロック制御の制御特性を変更し、車高調整手段が、走行抵抗検出手段の検出結果に基づいて走行抵抗が大きな路面を走行中であると判定され、かつ、アンチロック制御手段によるアンチロック制御が実行される場合に、車両の車高を上昇させることを特徴とする。

本発明に係る車両制御装置によれば、例えば砂地路などの走行抵抗が大きな路面での制動時に、アンチロック制御の介入を遅らせるようにアンチロック制御の制御特性が変更されるとともに、車両の車高が上昇される。アンチロックブレーキ制御の介入を遅らせ車輪をロック傾向に制御することにより、車輪を路面に潜り込ませて車両の停止距離を短縮することができる。また、車両の車高が上昇されることにより、例えば車体底面が接地することを防止して再発進性を確保することができる。その結果、停止距離の短縮と再発進性とを両立することが可能となる。

本発明に係る車両運動制御装置は、車両の速度を検出する車両速度検出手段を備え、車高調節手段が、車両速度検出手段により検出された車両の速度が低くなるほど、車高の上昇量を増大させることが好ましい。

例えば砂地路などの走行抵抗が大きな路面において、車輪を路面に潜り込ませることにより停止距離を短縮しようとした場合、車両速度の低下に伴い車輪の路面への埋没量が増大する。本発明に係る車両制御装置によれば、車両速度が低下するほど車高の上昇量が増大されるので、車輪の埋没量が増大したとしても、車体底面が接地することを防止して再発進性を確保することが可能となる。

本発明によれば、走行抵抗が大きな路面を走行中であると判定された場合に制御特性を変更するアンチロック制御手段と、走行抵抗が大きな路面を走行中であると判定されかつアンチロック制御が実行される場合に、車両の車高を上昇させる車高調整手段とを備える構成としたので、停止距離の短縮と再発進性とを両立させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。まず、図１を用いて、実施形態に係る車両制御装置の構成について説明する。図１は、車両制御装置を搭載した車両Ｖの要部構成図である。

車両Ｖは、四つの車輪１ＦＲ，１ＦＬ，１ＲＲ，１ＲＬ（以下、四つの車輪１ＦＲ，１ＦＬ，１ＲＲ，１ＲＬをまとめて車輪１ということもある）を備えている。各車輪１には、車輪速を検出する車輪速センサ２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬ（以下、四つの車輪速センサ２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬをまとめて車輪速センサ２ということもある）がそれぞれ取り付けられている。

また、各車輪１にはブレーキディスク３が取り付けられている。各ブレーキディスク３に対して、ブレーキパッド及びホイールシリンダを内蔵したブレーキキャリパ４が取り付けられている。各ホイールシリンダは、ブレーキ配管５を介して油圧回路６に接続されている。また、各ホイールシリンダは、ブレーキ配管５や油圧回路６を介してマスタシリンダ７にも接続されている。

通常のブレーキ時には、運転者によってブレーキペダル８が操作されるとマスタシリンダ７内の圧力が上昇し、この圧力上昇がブレーキ配管５や油圧回路６を介してホイールシリンダに伝えられてホイールシリンダ内の圧力が上昇する。ホイールシリンダ内の油圧を上昇させると、ブレーキパッドがブレーキディスク３に押圧され、摩擦力によってブレーキディスク３と連結されている各車輪１が制動される。

油圧回路６は、油圧ポンプや電磁バルブ等を有している。車両制動時に制動力を制御して車輪１のロックを抑制するＡＢＳ制御時には、ブレーキペダル８が操作されて上昇したホイールシリンダ内のブレーキ油圧を電磁バルブを制御して減圧したり維持したりして各車輪１毎の制動力を減らしたり維持したりする。これらの制御によって各車輪１毎の制動力を調節し、車輪１のロックを抑制する。すなわち、ブレーキディスク３、ブレーキパッド、ホイールシリンダ、ブレーキキャリパ４、ブレーキ配管５及び油圧回路６はアンチロック制御手段として機能する。

なお、本実施形態に用いられているブレーキシステムは、ディスクブレーキシステムであるが、ドラムブレーキシステム等でもよい。油圧回路６は、車両の運動状態を制御する車両運動制御コンピュータ（ＥＣＵ）９に接続されている。油圧回路６の油圧ポンプや電磁バルブ等は車両運動制御ＥＣＵ９により駆動される。また、車輪速センサ２ＦＲ〜２ＲＬも車両運動制御ＥＣＵ９に接続されている。車両運動制御ＥＣＵ９は、ＡＢＳ制御を含むブレーキ制御の他、車両挙動制御なども司っている。

車両運動制御ＥＣＵ９には、前後加速度センサ１０や横加速度センサ１１なども接続されている。車両運動制御ＥＣＵ９は、車輪速センサ２の出力や前後加速度センサ１０の出力に基づいて、ＡＢＳ制御に必要な推定車体速度や各車輪のスリップ率（量）等を算出する。

また、車両運動制御ＥＣＵ９は、エンジントルクやギヤ段などに基づいて推定車輪加速度を演算するとともに、車輪速センサ２の出力に基づいて実車輪加速度を演算し、推定車輪加速度と実車輪加速度との乖離度から路面の走行抵抗を検出する。すなわち、車両運動制御ＥＣＵ９は走行抵抗検出手段としても機能する。

車両運動制御ＥＣＵ９は、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ）１２とも互いに接続されている。エンジン制御ＥＣＵ１２は、エンジン１３を総合的に制御しており、噴射量（空燃比）制御や点火時期制御を司っている。

また、エンジン制御ＥＣＵ１２は、エンジン１３に付随して設けられたトランスミッション１４の動作も制御している。エンジン制御ＥＣＵ１２は、トランスミッション１４のギヤ段などを検出することができると共に、ギヤ段の変更なども行う。なお、車両運動制御ＥＣＵ９には、ステアリングホイール（図示せず）の操舵量を検出するステアリング舵角センサ１５やブレーキペダル８が操作されているか否かを検出するブレーキスイッチも接続されている。

車両運動制御ＥＣＵ９は、車高制御コンピュータ（ＥＣＵ）１７とも互いに接続されている。車高制御ＥＣＵ１７は、車高調整機構１８ＦＲ，１８ＦＬ，１８ＲＲ，１８ＲＬ（以下、四つの車高調整機構１８ＦＲ，１８ＦＬ，１８ＲＲ，１８ＲＬをまとめて車高調整機構１８ということもある）を制御して車高を調整する。ここで、車高調整機構１８について説明する。

図２は、車高調整機構１８を示す図である。なお、図２では、１つの車高調整機構１８のみを示し、他の３つを省略した。この車高調整機構１８では、車体とサスペンション部材との間にショックアブソーバ２０を配設し、ショックアブソーバ２０の減衰力制御を行うアクチュエータ２２と一体化されたガス室２１を、ショックアブソーバ２０とは別体で構成し、この間を高圧ホース２３で接続している。ガス室２１内にオイルを給排することで内圧を変化させると、この内圧変化がアクチュエータ２２及び高圧ホース２３を介してショックアブソーバ２０側へ伝達される。これにより、ショックアブソーバ２０内の圧力バランスが変化し、再び均衡がとれる位置までショックアブソーバ２０が伸縮する。この作用によって車高の上昇・下降が行われる。

車高制御ＥＣＵ１７には、ガス室２１へのオイルの給排を制御するアクチュエータ、車高を検出する車高センサ１９ＦＲ，１９ＦＬ，１９ＲＲ，１９ＲＬ（以下、車高センサ１９ＦＲ，１９ＦＬ，１９ＲＲ，１９ＲＬをまとめて車高センサ１９ということもある）、及び車高調整スイッチなども接続されている。また、車高制御ＥＣＵ１７には車両運動制御ＥＣＵ９から車両速度情報やＡＢＳ制御情報が入力される。車高制御ＥＣＵ１７は、車高センサ１９や車高調整スイッチからの信号、車両速度情報、及びＡＢＳ制御情報などに基づいて、車高の目標値を設定し、実際の車高値が目標車高値と一致するようにアクチュエータなどに対して制御信号を出力する。すなわち、車高制御ＥＣＵ１７、及びショックアブソーバ２０などを有して構成される車高調整機構１８は、車高調整手段として機能する。

上述したように、車両運動制御ＥＣＵ９によりＡＢＳ制御が行われる。また、車両制御装置によればＡＢＳ制御と車高制御とが協調制御されるが、ここでは、車両制御装置を構成する車両運動制御ＥＣＵ９と車高制御ＥＣＵ１７とでこれらの制御を協調させている。車両運動制御ＥＣＵ９、エンジン制御ＥＣＵ１２、及び車高制御ＥＣＵ１７は、それらの内部に演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムを記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有している。

次に、図３を参照して、車両制御装置を構成する車両運動制御ＥＣＵ９によるＡＢＳ制御について説明する。図３は、車体速度と車輪速度とホイールシリンダ圧との関係を時間の経過とともに示したグラフである。図３は、走行抵抗が大きな路面でのＡＢＳ制御時の様子を示している。

図３において、車体速度Ｖｃと車輪速度Ｖｗとの差がスリップ量となる。本実施形態では、図３中の細かい点線で示されるように、通常時目標スリップラインが車体速度Ｖｃに対して所定のスリップ量が発生した部分に引かれている。なお、ここにいうスリップラインは、ＡＢＳ制御時にホイールシリンダ圧の増圧をやめて保持させたり減圧させたりするタイミングを決定するラインである。

これに対して、本実施形態では、走行抵抗が大きな路面の走行時には、図３中の太い粗い点線で示されているように、走行抵抗大時目標スリップラインが通常時目標スリップラインよりも下方に（通常時よりも目標スリップ量または目標スリップ率が大きくなるように）引かれている。このとき、車体速度Ｖｃとスリップラインとの差が目標スリップ量となり、この目標スリップ量に対応するスリップ率が目標スリップ率である。

このため、砂利路や砂地路など、走行抵抗が大きな路面を走行中におけるＡＢＳ制御では、通常路面の走行時よりも車輪１がロックしやすく制御され、車輪を路面に潜り込ませることにより停止距離の短縮が図られる。

次に、図４を参照して、車両制御装置による車高制御について説明する。図４は、車両制御装置による車高制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、車高制御ＥＣＵ１７によって行われるものであり、車高制御ＥＣＵ１７の電源がオンされてからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。

ステップＳ１００では、車高制御に関わるセンサ類やアクチュエータ類が有効となっているかどうかが判定される。これらのセンサ類などが有効となっておらず、ステップＳ１００が否定される場合は、車高制御は行われず図４のフローチャートを抜ける。一方、センサ類などが有効となっており、ステップＳ１００が肯定される場合は、ステップＳ１０２に処理が移行する。

ステップＳ１０２では、エンジントルクやギヤ段などに基づいて演算された推定車輪加速度と、車輪速センサ２ＦＲ〜２ＲＬや前後加速度センサ１０の出力から算出された実車輪加速度との乖離度、すなわち走行路面の走行抵抗が所定値以上であるか否かについての判断が行われる。この所定値は、通常の整地路と砂地路や深雪路などとを区別することができる値に設定される。

ここで、推定車輪加速度と実車輪加速度との乖離度が所定値未満の場合、すなわち走行抵抗が大きくない通常の整地路を走行中であると判定された場合には、ステップＳ１０６において通常の車高制御が行われる。一方、推定車輪加速度と実車輪加速度との乖離度が所定値以上の場合、すなわち走行抵抗の大きい砂地路や深雪路などを走行中であると判定された場合には、ステップＳ１０４に処理が移行する。

ステップＳ１０４では、ＡＢＳ制御が実行中であるか否かについての判断が行われる。ここで、ＡＢＳ制御が実行されていない場合には、ステップＳ１０６において通常の車高制御が実行される。一方、ＡＢＳ制御が実行中であるときにはステップＳ１０８に処理が移行する。

走行抵抗が大きな路面を走行中であり、かつＡＢＳ制御が実行されている場合には、ステップＳ１０８において、車両速度が低下するほど目標車高値が高くなるように設定される。そして、実車高値と目標車高値とが一致するように制御信号が出力されて車高調整機構１８が制御される。

本実施形態によれば、例えば砂地路などの走行抵抗が大きな路面での制動時に、ＡＢＳ制御の介入を遅らせるように制御特性が変更される。具体的には、ＡＢＳ制御における目標スリップ率又は目標スリップ量が通常時よりも大きな値に設定される。そのため、通常路面の走行時よりも車輪１がロックしやすく制御され、車輪１が路面に潜り込むことにより制動距離の短縮が図られる。一方、走行抵抗が大きな路面においてＡＢＳ制御が実行されたときには、車両速度が低下するほど車両Ｖの車高が高くされ、車体底面が接地することが防止される。その結果、停止距離の短縮と再発進性とを両立することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、エンジントルクやギヤ段などに基づいて演算された推定車輪加速度と、車輪速センサ２や前後加速度センサ１０の出力から算出された実車輪加速度との乖離度に基づいて路面の走行抵抗を検出したが、走行抵抗の検出方法は上記実施形態に限られるものではない。例えば、エンジン回転数とギヤ変速比（ギヤ段）から推定される車輪速度と車輪速センサ２によって検出される実際の車輪速度とに基づいて走行抵抗を検出することもできる。また、ステアリング操舵角から推定される車体横加速度と横加速度センサ１１によって検出される実際の横加速度とに基づいて走行抵抗を検出してもよい。さらに、マスタシリンダ７の油圧（推定前後加速度）と前後加速度センサ１０によって検出される実際の前後加速度とに基づいて走行抵抗を検出することもできる。なお、この方法の場合、坂路勾配による補正を行うことが好ましい。

走行抵抗の検出方法として複数の例を挙げたが、何れか一つの検出方法のみによって走行抵抗を検出しても良いし、二つ以上の検出方法を組み合わせて使用してもよい。また、発進加速時、定常走行時、旋回時や制動時などの走行状態によって走行抵抗の検出方法を選択してもよい。

また、上記実施形態では油圧式の車高構成システムを用いたが、ショックアブソーバの上部に形成された空気室に空気を供給し、または排出することにより車高を調整する空気式の車高調整機構などを用いてもよい。

実施形態に係る車両制御装置を搭載した車両の要部構成図である。 実施形態に係る車両制御装置の車高調整機構を示す図である。 実施形態に係る車両制御装置による走行抵抗大路面走行時のＡＢＳ制御を説明するための図である。 実施形態に係る車両制御装置による車高制御の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ＦＲ，１ＦＬ，１ＲＲ，１ＲＬ…車輪、２ＦＲ，２ＦＬ，２ＲＲ，２ＲＬ…車輪速センサ、３…ブレーキディスク、４…ブレーキキャリパ、５…ブレーキ配管、６…油圧回路、７…マスタシリンダ、８…ブレーキペダル、９…車両運動制御ＥＣＵ、１０…前後加速度センサ、１１…横加速度センサ、１２…エンジンＥＣＵ、１３…エンジン、１７…車高制御ＥＣＵ、１８ＦＲ，１８ＦＬ，１８ＲＲ，１８ＲＬ…車高調整機構、１９ＦＲ，１９ＦＬ，１９ＲＲ，１９ＲＬ…車高センサ。

Claims (2)

1. 車両制動時に制動力を調節して車輪のロックを抑制するアンチロック制御を行うアンチロック制御手段と、
   車両の車高を調整する車高調整手段と、
   前記車両の走行時の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段と、を備え、
   前記アンチロック制御手段は、前記走行抵抗検出手段の検出結果に基づいて走行抵抗が大きな路面を走行中であると判定された場合に、アンチロック制御の介入を遅らせるようにアンチロック制御の制御特性を変更し、前記車高調整手段は、前記走行抵抗検出手段の検出結果に基づいて走行抵抗が大きな路面を走行中であると判定され、かつ、前記アンチロック制御手段によるアンチロック制御が実行される場合に、前記車両の車高を上昇させることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記車両の速度を検出する車両速度検出手段を備え、
   前記車高調節手段は、前記車両速度検出手段により検出された前記車両の速度が低くなるほど、車高の上昇量を増大させることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
   

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