JP2004161119A

JP2004161119A - 車両の運動安定化装置

Info

Publication number: JP2004161119A
Application number: JP2002328784A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; 多佳志渡辺; Shoichi Masaki; 彰一正木; Moriharu Sakai; 守治酒井
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-06-10
Also published as: US20040094634A1; US6954690B2; DE10352593A1

Abstract

【課題】凍結路のような摩擦係数μが極端に小さい低μ路で摩擦力付加手段を作動させて車両走行中の制動、加速、旋回動作を有効に機能させ、走行の安定化を図る際に、摩擦力付加手段の作動の開始、終了を確実、適確に行うように制御し、不必要な作動の繰返しを防止することができる車両の運動安定化装置を得る。
【解決手段】車両の運動安定化装置は、車輪の対路面への摩擦力を粒状物の散布により増大させる摩擦力付加手段１０を設け、制御部２０は車輪へのブレーキの制動時には車輪速センサ２１、液圧センサ２３、踏力センサ２４からの信号により摩擦力付加手段１０の作動開始条件を検知して作動開始させ、駆動すべき状態の消失を表わす条件を検知すると、作動を中止するように制御して、不必要な作動の繰返しを防止するように構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行中の車両の制動、加速、又は旋回時の運動を、車輪又は車両の対路面への摩擦力を増大させる摩擦力付加手段を制御して安定化させ、かつその安定化制御を確実に実施する車両の運動安定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行中の車両は、ブレーキ、アクセル及びハンドルの操作により制動、加速、旋回など種々の運動を路面の状況に適合するように実施して運転されるが、いずれの動作も車輪の路面に対する摩擦係数μがアスファルト路のような通常の値（高μ路）であることが前提であり、安定走行は車輪の回転にブレーキをかける制動装置（第１の制動装置）による制動作用の働きにより確保される。実際の走行路面には凍結路のようなμの値が極端に小さい低μ路があり、第１の制動装置による制動作用が不足して走行の安定化を図ることができない場合がある。
【０００３】
このため、第１の制動装置とは別に何らかの手段で摩擦力を付加し得る手段が求められている。この摩擦力を付加し得る手段として、車輪の路面に対する摩擦係数μを増大させるか、又は車両の路面に対する摩擦力を付与する手段がある。μを増大させる手段の１つとして、スパイクタイヤが提案され、実施されたことがあるが、スパイクタイヤは道路を摩耗し、粉塵公害を引き起こすという理由で現在では使用が禁止されている。又、車輪の制動を効率よく行うシステムとして広く知られているいわゆるＡＢＳ方式（アンチロックブレーキシステム）は、制動を短時間の間隔で断続させてμの減少を極力回復させて制動を行う方式であるが、凍結路ではμが極端に小さいため十分な制動力が得られない場合があった。
【０００４】
摩擦係数μを直接的に増大させる対策の１つとして、特開平８−２５９０５号公報（公報１）によるスリップ防止補助装置が提案されている。この公報１の装置では、スリップ防止のため砂を散布すると粉塵公害、環境汚染を招くため、無公害でスリップを防止することができるように氷粒のようなスリップ防止粒子を水と共に散布して摩擦係数μを増大させるスリップ防止補助装置について開示している。
【０００５】
摩擦係数μが小さくても車両に対して摩擦力を付加し得る手段として、特開平８−１５６７６０号公報（公報２）により非常制動装置が提案されている。この公報２による装置では、路面に直接係合し得る摩擦材と、この摩擦材を操作する液圧シリンダから成る第２の制動手段を備え、路面の摩擦係数μが通常の制動では許容不可能なスリップ状態となる程小さいことを検出すると、第２制動手段を作動させて路面に摩擦材を係合させ、車両に摩擦力を付与するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報１のスリップ防止装置は、スリップ防止粒子を散布することによってタイヤと路面間の摩擦係数μを増大させ、公報２の非常制動装置も、摩擦板を路面に押し付けて係合させることにより車両の対路面への摩擦力を得ることができ、従っていずれの公報の装置も制動距離の短縮を図ることができる。しかし、上記公報１、２のいずれの装置も、車両に有効な制動を作用させて制動距離を短縮させることについては記載されているが、車両の制動、加速、旋回時に各装置をどのように利用して制動、加速、旋回運動を制御するのか、又その制御動作の開始、終了をチェックして作動を確実に終了させるかについては全く言及されていない。
【０００７】
公報２の非常制動装置を備えている車両では車両停止時に運転者がマニュアルにてリセットボタンを押して作動を終了させるため、利便性が劣るという問題がある。
【０００８】
この発明は、上記の問題に留意して、凍結路のような摩擦係数μが極端に小さい低μ路で摩擦力付加手段を作動させて車両走行中の制動、加速、旋回動作を有効に機能させ、走行の安定化を図る際に、摩擦力付加手段の作動の開始、終了を自動的に、かつ確実、適確に行うように制御し、不必要な作動の繰返しを防止することができる車両の運動安定化装置を提供することを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、摩擦力増大又は付加のための作動部材をアクチュエータにより駆動して車輪又は車両の対路面への摩擦力を付加する摩擦力付加手段と、車輪又は車体の制動、加速、及び旋回動作を表わす信号を検出する車輪速センサを含む各種センサ、スイッチからの信号に基づいて上記アクチュエータの作動を制御する信号を出力する制御部とを備え、制御部は各センサ、スイッチからの信号に基づいて制御を開始し、車両の制動、加速、又は旋回時に車輪の対路面への摩擦力が所定以下で駆動されるアクチュエータの作動を、駆動すべき状態が消失したことを表わす所定の終了信号を検知すると、この信号に基づいて自動的に終了させる制御信号を出力するように構成した車両の運動安定化装置としたのである。
【００１０】
上記の構成としたこの発明の車両運動安定化装置によれば、車両の走行時の制動、加速、及び旋回の動作を安定化させるように摩擦力付加手段をそれぞれの動作時に作用させる制御が行われ、車両運動の安定化が図られると共に、上記制御の開始、終了が確実に行われることにより摩擦力付加手段の不必要な動作が繰り返されるのが有効に防止される。車両走行中の制動時（第１の制動装置による）に、上記安定化装置の制御により摩擦力付加手段の作動を開始させる場合は、各センサ、スイッチからの信号に基づいて行われているが、具体的には次の条件下で行われる。
【００１１】
即ち、ブレーキペダルの踏込スイッチが作動（ｏｎ）し、車輪速センサによる車両走行中の確認がされ、車体減速度が所定値以下であって、かつ踏力センサによる踏力が所定値以上であるとき、又車体減速度は所定値以下ではないが、１輪以上の車輪スリップが所定値以上か、又はＡＢＳ作動中の信号を受信しているとき、さらに車体減速度は所定値以下であるが、踏力センサによる踏力が所定値以下で、かつ１輪以上の車輪スリップが所定値以上か、又はＡＢＳ作動の信号を受信しているときのいずれかで作動を開始させる。上記いずれかの条件下ではμの値が極端に小さく車輪スリップが第１の制動装置による制動では限界を越えて大きいために摩擦力付加手段を作動させるべき状態と判断されるからである。
【００１２】
一方、制動時に安定化装置の制御による摩擦力付加手段の作動の終了は、アクチュエータを駆動すべき状態が消失したときであるが、具体的には次の条件下で行われる。即ち、ブレーキペダルの踏込スイッチ動作のｏｆｆ、車両停止、車体減速度が所定値以上となったこと、踏力の大きさが所定値以下、踏力の今回と前回の大きさの差が所定値以下、４輪全輪のスリップが所定値以下の状態が所定時間以上継続、又はＡＢＳ作動中でない状態が所定時間以上継続のいずれかの条件のときである。上記いずれかの条件下になると摩擦力付加手段１０を作動させておくべき状態が消失したことを意味し、作動を停止させるのである。これによって人間がいちいちリセットＳＷを押さなくても自動的に作動を停止することができる。
【００１３】
車両走行中の加速時に上記安定化装置の制御による摩擦力付加手段の作動の開始も同様であるが、具体的には次の条件下で行われる。即ち、加速時の作動の開始は、車体加速度が所定以下の小さい値となり、かつスロットル開度は所定値より大のとき、又はスロットル開度は所定値より小であるが、１輪以上の車輪の加速スリップが所定値以上であるか、又はＴＲＣ（トラクション）制御の作動中の信号を受信したときのいずれかのときである。
【００１４】
加速時の作動の終了は、ブレーキペダルの踏込スイッチの作動（ｏｎ）、車体加速度が所定値以上、スロットル開度が所定値以下、スロットル開度の今回と前回の差が所定値以下、駆動輪全輪の加速スリップが所定値以下の状態の継続時間が所定以上、又はＴＲＣ非作動状態の継続時間が所定値以上となった場合のいずれかのときである。上記いずれか１の条件下になると、その検出信号により摩擦力付加手段の作動を自動的に停止可能とするのである。
【００１５】
車両の旋回時に上記安定化装置の制御による摩擦力付加手段の作動の開始、終了も、制動時又は加速時と同様であるが、具体的には次の条件下で行われる。即ち、作動の開始は、車両走行中で、かつＯＳ傾向大、又はＵＳ傾向大、又はＶＳＣ作動中であれば、作動を開始する。又、作動の終了は、車両停止、ＯＳ又はＵＳ傾向過大でない状態の継続時間が所定以上、又はＶＳＣ非作動中の状態の継続時間が所定以上のいずれかになると作動を終了する。この場合も、必要時のみ摩擦力付加手段を作動させ、自動的に動作終了可能とする。
【００１６】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の車両の運動安定化装置の全体概略系統図、図２は１輪の摩擦力付加手段を含む運動安定化装置の構成図を示す。図示のように、車両Ｘは車輪Ｗ（Ｗ_ＦＲ、Ｗ_ＦＬ、Ｗ_ＲＲ、Ｗ_ＲＬ）の全輪に対し、摩擦力増大又は付加のための作動部材をアクチュエータで駆動する摩擦力付加手段１０をそれぞれ備え、制御部２０はアクチュエータへ制御信号を送って作動させ、作動部材を駆動する。摩擦力付加手段１０については後で説明する。制御部２０へは、図示のように、４つの車輪Ｗ各輪の回転速度を検出する車輪速センサ２１（Ｓ_１〜Ｓ_４）、車両の前後方向への加速、減速度を検出する前後Ｇセンサ２２、ブレーキ液圧センサ２３（又は踏力センサ）、ブレーキペダルの踏込スイッチ（ＳＴＰ−ＳＷ）２４からの検出信号が入力される。
【００１７】
なお、ブレーキ液圧センサ２３（又は踏力センサ）は、車輪の回転にブレーキを作動させる図示しない通常の制動装置（第１の制動装置）の液圧回路における液圧を検出するセンサであり、この液圧センサ２３と踏込スイッチ２４はブレーキを緩めたことを検出するセンサ又はスイッチである。又、この実施形態では上記第１の制動装置に対しＡＢＳ制御部３０が付設されているものとし、ＡＢＳ制御下ではＡＢＳ制御が行われるとその作動中であることを表わすＡＢＳ作動信号が制御部２０へ出力される。但し、図示の例ではＡＢＳ制御部３０は、制御部２０と別個に設けたが、制御部２０内に一体に設けてＡＢＳ作動信号を内部的に出力するようにしてもよい。なお、後述するＴＲＣ制御部３０’、ＶＳＣ制御部３０”についても同様である。
【００１８】
図２に示すように、摩擦力付加手段１０は、作動部材として粒子容器１１と、その内部に貯留された滑止め粒子を車輪Ｗと路面間に噴射する噴射ノズル１２とを備え、ポンプ１３をモータ１３Ｍで駆動して圧縮気体をアキュムレータ１４へ送り、そこに蓄圧された圧縮気体を電磁弁１６、１７を介して粒子容器１１、噴射ノズル１２へ送る各種アクチュエータを備えている。１５は圧力センサ（又はスイッチ）であり、その検出信号によりアキュムレータ１４での圧力を規定圧となるようポンプ１３を駆動して圧力を保持する。滑止め粒子としては、例えば砂粒や融氷剤（ＣＭＡ等）等の無機物又は植物種子、食用粒、松脂粉などの有機物で粒径が数１０μｍ〜数１００μｍ程度の粒子状物である。
【００１９】
電磁弁１６は圧縮気体の供給、停止を切替える切替弁、電磁弁１７は粒子容器１１と噴射ノズル１２のいずれかへ圧縮気体の送りを切替える切替弁である。ポンプ１３、アキュムレータ１４から電磁弁１６、１７へは主ラインＬ_１が接続され、これに続く電磁弁１７からの配管は、粒子容器１１へ圧縮気体を送る供給ラインＬ_２と、粒子容器１１から送り出される滑止め粒子を噴射ノズル１２へ送るラインの中間位置に電磁弁１７から接続される迂回路Ｌ_３とが設けられている。迂回路Ｌ_３は、圧縮気体を供給ラインＬ_２とは切離して噴射ノズル１２へ直接送り、噴射ノズル１２の目詰り解消、あるいはノズルの傾き方向位置調整のために設けられている。
【００２０】
なお、電磁弁１６、１７は２位置切替え形のため、２つ設けているが、３位置切替え形のものであれば１つの電磁弁とすることができる。又、噴射ノズル１２は車輪Ｗと路面に対し最適の角度となるよう回転調整自在に取付けられている。角度位置の調整は、迂回路Ｌ_３を経て圧縮気体のみを噴射した時の圧力で適正な位置に自動設定されるよう回転支持部により支持されている。
【００２１】
上記制御部２０、及びＡＢＳ制御部３０は、それぞれ制御プログラムを記憶内蔵する固定記憶部と、入力データを処理するための一時記憶部と、各種データに基づく演算処理をして制御信号を送り出すための演算処理部とを有するマイクロコンピュータから成る。制御部２０内の制御プログラムには、摩擦力付加手段１０を作動させる基本制御と、この作動を確実、迅速に開始、終了させる開始終了制御とが含まれている。
【００２２】
基本制御は、各輪Ｗの車輪速センサ２１、前後Ｇセンサ２２からの信号に基づいて車輪のスリップ率、摩擦係数μを算出し、μが通常の路面の値以下の場合は摩擦力付加手段１０を作動させる制御である。又、開始終了制御はブレーキ液圧センサ２３、踏込スイッチ２４の信号などブレーキを踏込んだこと、又は緩めたことを表わす信号、車輪スリップの増大又は回復、あるいはＡＢＳ作動信号の受信、不受信により摩擦力付加手段１０を駆動すべき状態又はその状態の消失により摩擦力付加手段１０の作動を開始、又は終了させる制御である。制御内容の詳細は後で説明する。
【００２３】
ＡＢＳ制御部３０の制御プログラムについては、この発明の要点ではないから、公知の一般的な制御の概要について説明する。即ち、ＡＢＳ制御は、車輪速センサ２１（Ｓ_１〜Ｓ_４）からの入力信号に基づいて車輪速度を演算しこの車輪速度から、前後Ｇセンサ２２による減速度の値を参照して車体速度を推定し、推定車体速度の値に基づいて車輪のロックを短時間だけ開放するよう電磁弁を開放し再び車輪への制動のための加圧をするという動作を繰り返すことにより摩擦係数の低下を極力回復させて有効な制動を行うというものである。これにより、ブレーキ踏込による制動時に路面が水濡れなどの原因でμが小さくなっているため車輪の回転がロックされてタイヤが滑り操舵不能となるのを有効に防止することができる。
【００２４】
上記の構成とした実施形態の運動安定化装置では、次のように運動安定化の制御が行われる。この運動安定化装置の機能の特徴は、摩擦力付加手段１０の作用の制御開始、終了を確実に行うことにあるが、特徴について説明する前にまず安定化運動の制御内容について説明する。この安定化運動の制御は、図示の４組の摩擦力付加手段１０を作用させて行われ、基本的な制動は図示しない通常のブレーキ手段（第１の制動力）を車輪Ｗに対し作用させ、その際車輪タイヤＷと路面間の摩擦係数μが凍結路のように極端に小さい場合、滑止め粒子を散布してμを増大させるように摩擦力付加手段１０を作動させる。
【００２５】
摩擦力付加手段１０では、エンジン始動と共に制御部２０によりポンプ１３が起動され、圧縮気体がアキュムレータ１４へ送られ、圧力センサ１５からの圧力信号により規定圧となるまで蓄圧される。なお、電磁弁１６、１７は通常状態では図２に示す位置に設定され、電磁弁１６は圧縮気体を遮断し、電磁弁１７は迂回路Ｌ_３に通じる位置にセットされている。制御部２０から制御信号が電磁弁１６、１７へ送られると、電磁弁１６がｏｎとなり圧縮気体を供給し、電磁弁１７がｏｎとなることにより圧縮気体が粒子容器１１へ送られて粒状物が噴射ノズル１２へ送られて噴射される。
【００２６】
粒状物の噴射により摩擦係数μが増大することによってその車輪タイヤによる制動効果が向上する。車両の走行時には、始動、加速、制動、迂回の各動作を適宜選択して操作が行われるが、路面のμの値が小さい場合、上記粒状物の散布によりμの値が回復することにより走行中の加速、制動、旋回による車両運動を安定化させることとなる。なお、始動時に車速が所定の低速度に達するために、電磁弁１６をｏｎ、電磁弁１７をｏｆｆとすることにより、圧縮気体を迂回路Ｌ_３へ送り噴射ノズル１２の目詰りがチェックされ、又同時に電磁弁１６、１７、モータ１３Ｍなどの動作状態もチェックされる。
【００２７】
以上が運動安定化制御の基本であるが、次にこの安定化制御の作動開始、終了の制御について図３のフローチャートを参照して説明する。エンジンが始動されると共に制御部２０のプログラムが起動されると、ステップＳ_１で一時記憶部のメモリが初期化され、摩擦力付加手段１０の以前の動作データが消去される。Ｓ_２では所定時間の経過を待ち、その間に上述した各種の予備チェックを行う。Ｓ_３では各種センサ、スイッチからの信号に基づいて車輪速度、加速度、減速度、推定車体速度を演算し、これによりスリップ率（摩擦係数μより）が求められ、路面が高μ路であるかの演算をする入力処理が行われる。
【００２８】
Ｓ_４では摩擦力付加手段１０が作動中かの判断が行われ、最初は当然否であるから、Ｓ_５以下へ進んで踏込スイッチ２４によるブレーキペダルの踏込みがｏｎであるか（Ｓ_５）、車両走行中であるか（Ｓ_６）、車体減速度＜ＫＧ_１であるか（Ｓ_７）、踏力＞ＫＦ_Ｓであるか（Ｓ_８）がチェックされる。Ｓ_５〜Ｓ_８の判断は全て摩擦力付加手段１０を作動させるための基本条件であり、これらの条件下では必ず作動させる必要がある。ブレーキペダルが踏込まれ、走行中で車体減速度が所定値以下で、踏力が一定値ＫＦ_Ｓ以上に保持された状態では、車輪スリップが生じていることを意味し、従ってＳ_９で摩擦力付加手段１０を全輪について作動させる。
【００２９】
なお、Ｓ_５、Ｓ_６が成立しないときはペダルの踏込がなく、あるいは走行が行われていないから先頭へ戻り、上記判断を繰り返す。Ｓ_７で車体減速度が所定値ＫＧ_１以下でないときは、Ｓ_１０へ進み４輪のうち１輪以上の車輪スリップ率がＫＳ_Ｓ以上か、又Ｓ_１１でＡＢＳ作動中の信号を受信しているかのいずれかの条件がＹＥＳであれば、この場合も４輪の摩擦力付加手段１０を作動させ、いずれの条件もＮＯであれば先頭に戻って上記判断を繰り返す。
【００３０】
４輪のうち１輪以上の車輪スリップ率が所定値ＫＳ_Ｓ以上であることは、路面の摩擦係数μが既に部分的であれ極端に小さい路面を走行していることを示し、又ＡＢＳ作動中の信号を受信していることは、μが小さければＡＢＳ動作が限界を越えたまま作動することを意味するから、上記いずれの場合も全輪の摩擦力付加手段１０を作動させるのである。
【００３１】
以上の操作を繰り返して車両が走行すると、摩擦力付加手段１０がいずれ作動し、このためフローチャートの制御サイクルが進行すると、Ｓ_４の判断で付加手段１０の作動がｏｎとなる。この場合は、制御はＳ_２１以下の作動終了のチェックが行われる。Ｓ_２１ではブレーキペダルの踏込スイッチ２４のｏｆｆ（ＳＴＰ：ｏｆｆ）、Ｓ_２２では車両停止、Ｓ_２３では車体減速度＜ＫＧ_Ｅ、Ｓ_２４では踏力＜ＫＦ_Ｅとなったか、Ｓ_２５では（今回踏力−前回踏力）＜ＫＤ_ＦＥとなったかがそれぞれチェックされ、いずれの場合もＹＥＳであれば直ちにＳ_２８で４輪全輪の摩擦力付加手段１０の作動が停止（ｏｆｆ）とされる。
【００３２】
上記５つの条件は、ブレーキを緩めたことを示す動作であり、このいずれかの条件はより早いタイミングで素早く応答することにより制御を終了させて摩擦力付加手段１０の不要な作動を防止することとなる。不要な作動を防止することにより散布物が無駄に消費されることを防止するのである。Ｓ_２２の車両停止は車輪速センサ２１からの信号により、Ｓ_２３の車体減速度は前後Ｇセンサ２２からの信号により、Ｓ_２４及びＳ_２５の踏力はブレーキの液圧センサ２３又は踏力センサ２４からの信号により検出される。
【００３３】
さらに、Ｓ_２６では４輪の車輪スリップ＜ＫＳ_ＥがＫＴ時間継続したかどうかが検出され、Ｓ_２７ではＡＢＳ作動中信号をＫＴ_ＡＢＳ時間以上継続して受信していないかが検出される。これも摩擦力付加手段１０の不必要な作動を防止するためであり、これにより散布物の無駄な消費を防止するのである。上記Ｓ_２６で車輪スリップが所定値ＫＳ_Ｅより小の状態が所定時間ＫＴ継続したということは、車輪スリップが実際上殆ど無視できる程度の状態が所定時間以上継続することであり、Ｓ_２７でＡＢＳ作動中の信号を所定時間ＫＴ_ＡＢＳ以上受信していないことは路面μの上昇等によりμの向上が不要になったことを確実に検出するためで、もしＡＢＳ終了と同時に動作を終了させてしまった場合は、ちょっとした路面μの変化等で作動開始及び終了を繰り返すこととなるからである。
【００３４】
なお、上記実施形態では摩擦力付加手段１０として粒状物散布式の手段を用いるとしたが、これに代えて図４に示す摩擦板１２’を用いる手段としてもよい。図４の（ａ）図に示す摩擦板１２’は、車体フレームの適宜位置に設置し、通常時には摩擦板１２’を路面より上方の高位置に保持しておき、必要時に摩擦板１２’を下降させ摩擦面１２ｃ’を路面に係合させて車両に対する摩擦力を得る形式の例である。
【００３５】
摩擦板１２’は、回転支持軸１２ａ’により回転自在に支持され、この支持端には板ばね１２ｂ’が取付けられており、摩擦板１２’には常に上昇方向への弾性力が板ばね１２ｂ’によって加えられている。摩擦板１２’には液圧シリンダ１１’が接続され、必要時には液圧シリンダ１１’を作動させその押圧力で摩擦板１２’を下降させる。図４の（ｂ）図に上記摩擦板１２’を２組設け、これを液圧回路で操作して摩擦力付加を実施する摩擦力付加装置の全体概略構成を示している。
【００３６】
１３’は液圧ポンプ、１３_Ｍ’は駆動モータ、１４’はアキュムレータ、１５’は圧力センサ（スイッチ）、１６’は電磁弁である。液圧回路には迂回路は設けられていないから電磁弁は１６’が２つの摩擦板１２’に対して共通に用いられ、１７’は不用である。但し、図１に対応して実際には摩擦板１２’は４組設けられ、従って、液圧回路は２組設けられる。
【００３７】
制御部２０からは電磁弁１６’、モータ１３_Ｍ’へ制御信号が送られてこれらアクチュエータが駆動され、液圧を検出する圧力センサ１５’の検出信号も制御部２０へ送られる。車輪速センサ２１（Ｓ_１〜Ｓ_４）、前後Ｇセンサ２２、液圧センサ２３、踏力センサ２４の信号も制御部２０へ送るように接続されている。
【００３８】
上述した摩擦板１２’を用いる形式の摩擦力付加手段１０’の作動も摩擦板１２’を不必要に作動させることは散布物を散布する形式の場合と同様に防止することが好ましいことは説明するまでもない。
【００３９】
図５に第２実施形態の車両の運動安定化装置の全体概略系統図を示す。この実施形態では、加速時の運動安定化制御に摩擦力付加手段１０の始動終了制御を適用した例であり、基本構成は第１実施形態と共通であるが、制御内容は異なる。以下、特に説明しない基本構成は第１実施形態と同じであり、同じ符号を付して説明を省略し、以下第１実施形態と異なる構成及び制御プログラムについて説明する。図示のように、各種センサについては液圧センサ２３は省略され、スロットル開度センサ２５が設けられている点が異なる。
【００４０】
又、加速制御のため摩擦力付加手段１０を作動させる際に、ＴＲＣ（トラクション）制御部３０’が併設され、ＴＲＣ制御が行われる点も異なっている。ＴＲＣ制御は、公知の制御方法であり、ＦＦ車の場合、アクセルペダルを踏込んで発進加速する際に、路面が滑り易い状態になると前輪がスリップし、前輪の車輪速度が後輪の速度から推定される車体速度を大きく上回るとスリップが発生したと判断し、スリップの大きさに応じてスロットルバルブ開度を制御し、フェーエルカット、点火遅角などのエンジン出力の制御をするというものである。
【００４１】
上記構成の車両の運動安定化装置では、次のように加速時の運動安定化の制御が行われる。この実施形態は、加速時に摩擦力付加手段１０を作用させて加速制御するものであるが、この場合もその加速制御の始動、終了を確実に行うことに重点がある。摩擦力付加手段１０を作動させ、摩擦力を増大又は付加させて制御を行う点は、加速制御時にこの制御が行われる点で第１実施形態と異なるだけであり、基本作用は第１実施形態と同じであるから、基本作用の説明は第１実施形態の説明を援用する。以下、図６のフローチャートを参照して摩擦力付加手段１０の始動、終了制御について説明する。
【００４２】
図６においてＳ_１〜Ｓ_４でセンサ入力処理をするまでは、図３の場合と同じである。但し、この場合は加速制御についてのセンサ入力処理が行われる。Ｓ_４での制御は最初は否（ＮＯ）であるから、この場合もＳ_５、Ｓ_６、Ｓ_７へ進み、Ｓ_５では踏込スイッチ２４によるブレーキペダルの踏込みがｏｆｆであるか、Ｓ_６では車体加速度が所定加速度値ＫＧ_ＳＡ以下であるか、Ｓ_７ではスロットル開度＞ＫＴ_ＨＳ以上であるかが判断される。Ｓ_６で車体加速度が所定値ＫＧ_ＳＡ以下、即ち車体加速度は大きくはないが、Ｓ_７でスロットル開度は所定値ＫＴ_ＨＳより大きい場合は、路面の摩擦係数μが極端に小さいため車輪のスリップが生じている状態であり、Ｓ_１０へ進んで全輪の摩擦力付加手段１０を作動させる。
【００４３】
又、Ｓ_７でスロットル開度は所定値ＫＴ_ＨＳ以下であるが、Ｓ_８で１輪以上の車輪の加速スリップ＞ＫＳ_ＳＡであるか、さらにＳ_９でＴＲＣ制御信号受信のとき、Ｓ_１０へ進み全輪の摩擦力付加手段１０を作動させる。上記Ｓ_７、Ｓ_８、Ｓ_９のいずれの条件も、スリップ率を回復させて加速制御を有効にする必要があるからであり、Ｓ_７〜Ｓ_９のいずれの条件もＮＯであるときは、スリップが大きくなく、従ってＳ_２の前へ戻って上記判断を繰り返す。そして、この判断を繰り返している間に路面の状態が変化して摩擦係数μの値が極端に小さい路面になると、Ｓ_７〜Ｓ_９のいずれかの条件が成立する（ＹＥＳ）こととなるのである。
【００４４】
Ｓ_１０で摩擦力付加手段が作動すると、次のサイクルでＳ_４での判断はＹＥＳとなり、Ｓ_２１へ進む。そして、Ｓ_２１以下では、Ｓ_２１以下のいずれかの制御終了条件が成立するかが判断される。まず、Ｓ_２１ではブレーキペダルの踏込スイッチ２４が踏込まれたかについて、Ｓ_２２では車体加速度＞ＫＧ_ＥＡであるかについて、Ｓ_２３ではスロットル開度＜ＫＴ_ＨＥであるかについて、Ｓ_２４では今回スロットル開度−前回スロットル開度＜ＫＤ_ＴＨＥであるかについて、Ｓ_２５では駆動輪全輪の加速スリップ＜ＫＳ_ＡＥがＫＴ_Ａ時間継続しているかについて、Ｓ_２６ではＴＲＣ作動中信号を受信しない状態がＫＴ_ＴＲＣ時間継続しているかについてそれぞれ判断される。
【００４５】
そして、上記Ｓ_２１〜Ｓ_２６の判断のうち１つでも成立すると、Ｓ_３０へ進み摩擦力付加手段１０の作動を停止（ｏｆｆ）させる。上記いずれの判断も、最早スリップの発生を問題とする必要がなく、摩擦力付加手段１０の補助作用を要することなく加速が行われているか、又は加速を必要としない状態のいずれかとなっているからである。
【００４６】
図７に第３実施形態の車両の運動安定化装置の全体概略系統図を示す。この実施形態では、走行中の旋回動を安定化制御する運動安定化制御に摩擦力付加手段１０の始動終了制御を適用した例であり、基本構成は第１実施形態と共通であるが、制御内容は異なる。以下、特に説明しない基本構成は第１実施形態と同じであり、同じ符号を付して説明を省略し、以下第１実施形態と異なる構成及び制御プログラムについて説明する。図示のように、各種センサについては、車輪速センサ２１（Ｓ_１〜Ｓ_４）、横Ｇセンサ２２’、ヨーレートセンサ２６、舵角センサ２７が制御部２０へ接続されている。
【００４７】
又、走行中の旋回時に摩擦力付加手段１０を作動させる際にＶＳＣ走行安定制御部（ＶｅｈｉｃｌｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ）３０”（以下ＶＳＣ制御部と略称する）が併設され、ＶＳＣ制御が行われる点も異なっている。ＶＳＣ制御は、公知の制御方法であり、走行中にハンドル操作に従って旋回する際に路面状況、車速、緊急回避などの状態によてオーバステアＯＳ（過操舵、ｏｖｅｒｓｔｅｅｒ）又はアンダステアＵＳ（操舵不足、ｕｎｄｅｒｓｔｅｅｒ）が生じ、このような状態を自動的に安定化させる制御である。走行状態は、舵角センサ２７から舵角φ、車輪速センサ２１から車輪速、ヨーレートセンサ２６からヨーレート（回転角速度）、横Ｇセンサ２２’から横方向の加減速度の信号を検出し、制御部３０”で演算して判断される。
【００４８】
ＯＳ傾向は、車体のスリップ角、スリップ角速度の値により、ＵＳ傾向は目標ヨーレートと実測のヨーレート値の偏差の大きさにより判定される。ＯＳ傾向が大きい場合は、その程度に応じて前輪の旋回外輪にブレーキをかけて、車両旋回モーメントをこれと逆方向のモーメントにより相殺してＯＳ傾向を抑制する。ＵＳ傾向が大きい場合は、その程度に応じてエンジン出力を制御し、後輪の旋回内輪にブレーキを作用させてＵＳ傾向を抑制するというのが一般的なＶＳＣ制御である。
【００４９】
このようなＶＳＣ制御は、ブレーキ制動時に路面に対し車輪タイヤの必要な摩擦力が得られることを前提とするものであり、路面の摩擦係数μが凍結路のように極端に小さい場合、ブレーキを加圧しても必要な制動力が得られないため、ＶＳＣ制御が十分でない場合があり、このような場合に摩擦力付加手段１０を作動させてμの値を回復させ、十分なＶＳＣ制御を行えるようにして車両の運動安定化をするべくＶＳＣ制御が併設されているのである。
【００５０】
上記構成の車両の運動安定化装置では、次のように旋回時の運動安定化の制御が行われる。この実施形態では、旋回時に摩擦力付加手段１０を作用させて運動制御をするものであるが、この場合もその摩擦力付加手段１０の作動制御の始動、終了を確実に行うことに重点がある。摩擦力付加手段１０を作動させて摩擦力を増大させ又は付加させて制御を行う点は、旋回動作時に上記制御が行われる点で第１実施形態と異なるだけであって、基本作用は第１実施形態と同じであり、基本作用の説明は第１実施形態の説明を援用する。以下では、図８のフローチャートを参照して付加手段１０の始動終了制御について説明する。
【００５１】
図８においてＳ_１〜Ｓ_４でセンサ入力処理をするまでは、図３の場合と同じである。但し、この場合は旋回運動についてのセンサ入力処理が行われ、Ｓ_３’で車両状態の演算が行われる点が付加されている。車両状態の演算とは、走行中にハンドル操作によって車両が旋回した状態を演算することである。Ｓ_４での判断は、最初は否（ＮＯ）であるから、この場合もＳ_５〜Ｓ_８へ進み、Ｓ_５では車両走行中か、Ｓ_６ではＯＳ傾向過大か、Ｓ_７ではＵＳ傾向過大か、Ｓ_８ではＶＳＣ作動中かについて判断し、Ｓ_６〜Ｓ_８のいずれか１つでもＹＥＳであればＳ_９で４輪全輪の摩擦力付加手段１０の作動を始動させる。
【００５２】
摩擦力付加手段１０の作動が始まった後はＳ_４での判断はＹＥＳとなり、Ｓ_２１以下のいずれかの制御終了条件が成立するかが判断される。まず、Ｓ_２１では車両停止したかについて、Ｓ_２２ではＯＳ傾向過大でない状態がＫＴ_ＯＳ時間継続したかについて、Ｓ_２３ではＵＳ傾向過大でない状態がＫＴ_ＵＳ時間継続したかについて、Ｓ_２４ではＶＳＣ作動中でない状態がＫＴ_ＶＳＣ時間継続したかについて判断される。そしてこの条件のいずれかが成立すると直ちにＳ_２５で４輪全輪の摩擦力付加手段１０の作動を終了（ｏｆｆ）させる。上記４つの条件は摩擦力付加手段１０を作動させる必要のない状態であり、不必要な動作を防止するためである。
【００５３】
上記第１、第２、第３実施形態では車両運動安定化装置による制御に対し、ＡＢＳ制御部、ＴＲＣ制御部、ＶＳＣ制御部のいずれかがそれぞれ併設されてそれぞれの制御を併用する例について説明したが、ＡＢＳ制御部、ＴＲＣ制御部、ＶＳＣ制御部は必ずしも併設されている必要はない。但し、併設されていない場合は、上記各実施形態におけるＡＢＳ制御、ＴＲＣ制御、ＶＳＣ制御に関連する判断条件については省略されることとなる。
【００５４】
そして、これらの制御部が備えられていない状態でも、車両の制動、加速、旋回動作時に、車両の運動安定化装置の制御において各動作を摩擦力付加手段の作用によってより有効に機能させる際に、その作動開始、終了を確実、適確に行わせて不要な動作を繰り返すことを防止し、無駄なスリップ防止粒子の消耗を防止することができることとなる。又、反対にＡＢＳ制御部、ＴＲＣ制御部、ＶＳＣ制御部の全てを併設していてもよいことは勿論である。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明の車両の運動安定化装置は、路面への摩擦力を増大させる摩擦力付加手段と、車両の走行、旋回動を検出するセンサの信号により摩擦力付加手段を制御する制御部とを備え、制御部は車両走行中の制動、加速、旋回動作時に各センサ、スイッチからの信号に基づいて摩擦力付加手段の作動を開始すべき条件を検知して作動開始させ、駆動すべき状態が消失したことを表わす終了信号を検知すると作動を終了させるように制御信号を出力する構成としたから、摩擦力付加手段の作動を必要とする場合にのみ作動が開始され、作動が不要の時は終了が確実、適確に行われるため、不必要な動作を繰り返すことが防止されるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の運動安定化装置の全体概略系統図
【図２】同上の摩擦力付加手段の構成例の概略図
【図３】同上の装置の作用を説明するフローチャート
【図４】同上の装置の摩擦力付加手段の他の構成例の概略図
【図５】第２実施形態の運動安定化装置の全体概略系統図
【図６】同上の装置の作用を説明するフローチャート
【図７】第３実施形態の運動安定化装置の全体概略系統図
【図８】同上の装置の作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
１０摩擦力付加手段
１１粒子容器
１２噴射ノズル
１３ポンプ
１６、１７電磁弁
２０制御部
２１車輪速センサ
２２前後Ｇセンサ
２２’ 横Ｇセンサ
２３ブレーキ液圧センサ
２４踏込スイッチ（踏力センサ）
２５スロットル開度センサ
２６ヨーレートセンサ
２７舵角センサ
３０ＡＢＳ制御部
３０’ ＴＲＣ制御部
３０” ＶＳＣ制御部

Claims

摩擦力増大又は付加のための作動部材をアクチュエータにより駆動して車輪又は車両の対路面への摩擦力を付加する摩擦力付加手段と、車輪又は車体の制動、加速、及び旋回動作を表わす信号を検出する車輪速センサを含む各種センサ、スイッチからの信号に基づいて上記アクチュエータの作動を制御する信号を出力する制御部とを備え、制御部は各センサ、スイッチからの信号に基づいて制御を開始し、車両の制動、加速、又は旋回時に車輪の対路面への摩擦力が所定以下で駆動されるアクチュエータの作動を、駆動すべき状態が消失したことを表わす所定の終了信号を検知すると、この信号に基づいて終了させる制御信号を出力するように構成した車両の運動安定化装置。
前記終了信号としてブレーキ緩めを表わす信号、所定以下の車輪スリップの所定時間以上の継続を表わす信号、又はＡＢＳ制御下でＡＢＳ制御不作動の所定時間以上の継続を表わす信号のいずれかを検知すると、作動終了の制御信号を出力するように制御部を構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の運動安定化装置。
前記終了信号としてアクセル踏込を戻したことを表わす信号、所定以下の加速スリップの所定時間以上の継続を表わす信号、又はＴＲＣ制御下でＴＲＣ制御不作動の所定時間以上の継続を表わす信号のいずれかを検知すると、作動終了の制御信号を出力するように制御部を構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の運動安定化装置。
前記終了信号として車両の停止、ＯＳ傾向又はＵＳ傾向の非過大状態の所定時間以上の継続、又はＶＳＣ制御下でＶＳＣ制御不作動の所定時間以上の継続を表わす信号のいずれかを検知すると、作動終了の制御信号を出力するように制御部を構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の運動安定化装置。