JP2009274521A - 車両停止保持装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブレーキペダルの踏込の操作後、当該踏込操作が解除されたときに車輪の制動力を保持可能とする制動力保持手段を有している車両停止保持装置において、前記制動力保持手段が起動しているときに、走行路に対する車両の移動の有無を検出する移動検出手段と、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を含み、前記移動検出手段が車両の移動を検出したときに、運転者による操舵操作に応じて車両のヨー挙動を制御するヨー挙動制御手段とを備える。運転者によるステアリング操作を積極的にアシストするので、車両が滑り易い道路に停車した後に発進するときに発生する滑りに対して有効に対処しながら車両姿勢を修正できる。
【選択図】図1
Description
上記車両停止保持装置は、例えばアクセルペダルの踏込みを検出するアクセル検出手段、車輪の回転を検出する回転検出手段、更に前後4つの車輪のブレーキ油圧を保持するブレーキ油圧保持手段などを有している。そして、アクセルペダルの解放状態での車輪の停止時つまり停車時に、ブレーキ油圧保持手段を作動させて車輪の「後ずさり」を阻止すると共に、その後の坂道発進時にはアクセルペダルの踏込操作により上記ブレーキ油圧保持手段の作動を解除して、スムーズな発進を確保する。なお、このように、坂道でのスムーズな発進を意図した機能は、特に、坂道発進補助機能(Hill Start Assist(或いはAid))、「HSA機能」と称されるものである。
なお、車両が滑り易い道路を発進したときにスピン等を発生させたときに、操舵車輪(一般に前輪)の回転を確保して運転者の操舵補助を図ることも考えられるが、本発明はより積極的に運転者の操舵補助を図る技術を提案するものである。
前記制動力保持手段が起動しているときに、走行路に対する車両の移動の有無を検出する移動検出手段と、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を含み、前記移動検出手段が車両の移動を検出したときに、運転者による操舵操作に応じて車両のヨー挙動を制御するヨー挙動制御手段とを、備えることにより特徴付けされるものである。
図1は、本発明の実施例に係る車両停止保持装置のシステム構成を示した図である。図1で、FL、FRはそれぞれ車両の左右前輪、またRL、RRはそれぞれ車両の左右後輪を示している。この各車輪、すなわち前後(F:フロント、R:リア)、及び左右(L:レフト、R:ライト)のそれぞれに制動装置(以下、ブレーキ装置と称す)が配設されている。各ブレーキ装置はコントローラCONTにより、その駆動が制御される。
本発明は、運転者による上記ステアリング操作から、その車両姿勢を得るために発生させるべきヨーモーメント(目標ヨーモーメント)求め、そのヨーモーメントが得られるよう車両のヨー挙動を調整するものである。
まず、車両停止保持装置の移動検出手段により、車両が走行路に対して移動しているか(上記のように制動力保持装置が車輪を制動しているのでスリップしているか)否かが検出される。図2で例示する場合は、低μ路を「ずり下がり」しているか否かが検出されることになる(ステップS1)。そして、「ずり下がり」が検出されたとき、すなわち移動検出手段が車両の移動を検出しているときに、ヨー挙動制御手段が運転者による操舵操作に応じて車両のヨー挙動を制御する(ステップS2)。ここでのヨー挙動制御は、運転者の操舵意図を推定し、例えば各車輪の制動力を調整してヨーモーメントを発生させることにより操舵操作を補助する。このように運転者の操舵を積極的に補助することで、速やかかつ確実に車両姿勢を正すことができる。
移動検出手段は制動力保持装置が起動して車輪がロック(停止保持)しているにもかかわらず、「ずり下がり」を検出した場合(ステップS101、S102)、すなわち、ステップS102で「ずり下がり」状態か否かを判定し、ずり下がっている場合にステップS103に進んで運転者の操舵操作をアシストするためのヨー挙動の制御を開始する。ステップS102で、「ずり下がり」検出しない場合には操舵角に応じたヨー挙動制御を実行しない。
Mψ=sinα*Fsa(θ/roa)*M*g*L
ここで、Fsa(θ/roa)は車輪スリップ角(θ/roa)に対する横力、θは操舵角センサSASで検出した操舵角、roaはオーバーオールギア比、Mは車両重量、gは重力加速度、Lはホイールベースである。これにより、直進で下っているときに操舵したのと同じヨーモーメント量を演算することが可能となる。
なお、「ずり下がり」時に操舵が可能なように特定輪(一般に前後輪)の制動力を開放して、タイヤの横力で姿勢修正することも考えらえるが、これだけでは不十分で車両姿勢の修正を出来ない場合ある。例えば操舵角が大きすぎたり、走行路がスプリットμ路(左右で摩擦係数が異なる走行路)であったり、4WDなど駆動力の影響があったり、ずり下がる速度が大きい場合などの場合である。上述した本発明の実施例による車両停止保持装置によれば、ここで指摘した状況であっても対処できる。
ステップS209は前輪操舵角自動制御手段を利用するもので、横力を最大限活用してヨーモーメントが出せるよう前輪(フロント)の転舵角を演算し、これに基づいて制御する。基本は通常時の制御に従い、操舵角に応じた前輪転舵角とする。上記ステップS206で演算した傾斜方向に対する前輪の転舵角が「横力MAXを発生させるスリップ角」以上についている場合、その転舵角を傾斜方向と前記スリップ角が付く状態を維持するように戻す制御をすればよい。上記スリップ角は路面μに応じた変数とすればよい。
また、所定の操舵角入力があった場合にだけ、この後の制動力開放を実行するように設定することで不必要な制動力低減操作を抑制できる。
図5で、操舵角センサSASの出力により操舵角θが検出されたときに(ステップS301)、移動検出手段はホイールセンサWSSの出力により車輪回転速度を検出する(ステップS302)。更に、ブレーキ力(制動力)保持中であるか、すなわち前述した制動力保持装置が起動されて坂道発進の補助中の状態にあるかを確認する(ステップS303)。そして、制動力保持装置の起動中である(上記ステップS303でY:イエスである)ときに、更に車輪回転速度(4輪でのMAX速度)が所定低速Vmin未満かを確認する(ステップS304)。このステップS304により、発進時に発生する緩やかなスリップ移動の場合を対象としている。なお、上記ステップS304は、低μ路の坂道で発進する車両の「ずり下がり」状態をより確実に検出するため、設定するのがより好ましいステップである。よって、このステップS304は省略可能である。
移動検出手段は、これにより「ずり下がり」を検出した場合は判定フラグを1とする(ステップS310)。一方、「ずり下がり」を検出しない場合は判定フラグ0とする(ステップS311)。
なお、上記フローチャートに関連して、前記操舵角センサSAS(車輪速度検出手段)が検出する全ての車輪の車輪速度がゼロで、前記操舵角センサSAS(操舵角検出手段)が検出する操舵角が所定以上である場合に、少なくとも1つの車輪の制動力を開放して車両の移動を確実に検出できる。
ただし、図5のステップS306は車両の移動検出のためにフリーに回転する車輪を単に決定すればよいものである。一方、図6は、この特定輪の制動力を開放して回転を確保するフローチャートになっている。よって、移動検出手段が車両の移動検出の際に、図6のフローチャートに基づいて車輪を決定して移動検出をした場合、転舵輪の回転を確保できるので好ましい。
そして、上記演算で検出した移動量dが所定移動量(d1)を超えているかを確認する(ステップS504)。移動量dがd1超えている場合、車両が走行路に対して移動している、ここでは「ずり下がり」をしていると推定できる。移動検出手段は、これにより「ずり下がり」を推定した場合は判定フラグを1とする(ステップS505)。一方、「ずり下がり」を推定できない場合は判定フラグ0とする(ステップS506)。
移動検出手段は、図1で示す構成に加えて、車両が走行する走行路の傾斜角を推定する手段として例えば傾斜角センサや加速度(G)センサが更に配備されている。そして、ここでの移動検出手段は、図1における、上記傾斜角センサおよびコントローラCONTを含んで構成されているものとし、さらに上記操舵アシスト装置による操舵アシスト力を推定する操舵アシスト推定手段としても機能する場合とする。
そして、上記摩擦係数μが走行路の傾斜角ψについてのtanψを超えているかを確認する(ステップS605)。摩擦係数μがtanψを超えていることは、車両が走行路に対して移動している、ここでは「ずり下がり」をしていると推定できる。移動検出手段はこれにより「ずり下がり」を推定した場合は判定フラグを1とする(ステップS606)。一方、「ずり下がり」を推定できない場合は判定フラグ0とする(ステップS607)。
上記に限らず、アンチロック ブレーキ システム(ABS)や車両の操縦安定化を図るビークルダイナミックスコントロール(VDC:以下、VDCシステム)を備えた車両についても同様である。
これにより、停止直前のABS装置の制御から走行路の摩擦係数(路面μ)を推定し、その路面μが路面傾斜に対し車両の停止状態を維持できないほど小さいと判断した場合、車両が移動している(「ずり下がり」している)と推定する。このようにすることにより、車輪の制動力を開放することなく、つまり制動力の低下により車両が「ずり下がり」状態になるという危険を冒すことなく、低μ路での移動検出を行える。
これにより、停止直前のVDCシステムの制御から走行路の摩擦係数(路面μ)を推定し、その路面μが路面傾斜に対し車両の停止状態を維持できないほど小さいと判断した場合、車両が移動している(「ずり下がり」している)と推定する。このようにすることにより、車輪の制動力を開放することなく、つまり制動力の低下により車両が「ずり下がり」状態になるという危険を冒すことなく、低μ路での移動検出をできる。
移動検出手段は、図1における、ステアリングシャフトの操舵角を検出する操舵角センサSAS、上記傾斜角センサおよびコントローラCONTを含んで構成され、ABS装置も含む場合として説明する。
また、前述したように本発明は運転者の操舵操作に基づいて目標ヨーモーメントを求めて、このヨーモーメントが発生するように制動力などを調整するものである。これについて、更に車両のヨーモーメントを検出するヨーレートセンサを配備して、実際のヨーモーメントを確認しながらヨー挙動を制御するようにしてもよい。
このように車両の傾斜方向を検出することにより、車輪のスリップ角を求め、その車輪スリップ角を参照して操舵補助のため発生させるべきヨーモーメント(目標ヨーモーメント)を発生させるについて、制動力を保持するのがよいか、或いは、制動力を開放してタイヤをフリーに回転させて横力を確保するのがよいかを判定する。この判定に基づいて制動力を適宜に補正することで、例えば車両のスリップ角が大きく付いていたような場合でも、ドライバの意図に応じたヨーモーメントを実現できる。
ヨーモーメント量を実現するのに必要な駆動力の制御を実行してもよい。
FR 右前輪
RL 左後輪
RR 右後輪
SW ステアリングホール
CONT コントローラ
WC ホイールシリンダ
WSS ホイールセンサ
SAS 操舵角センサ(操舵角検出手段)
BFS 前後加速度センサ
RLS 左右加速度センサ
Claims (7)
- ブレーキペダルの踏込の操作後、当該踏込操作が解除されたときに車輪の制動力を保持可能とする制動力保持手段を有している車両停止保持装置において、
前記制動力保持手段が起動しているときに、走行路に対する車両の移動の有無を検出する移動検出手段と、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段を含み、前記移動検出手段が車両の移動を検出したときに、運転者による操舵操作に応じて車両のヨー挙動を制御するヨー挙動制御手段とを、備えることを特徴とする車両停止保持装置。 - 前記ヨー挙動制御手段は、前記操舵角検出手段が検出する操舵角に応じて車両に発生させるべきヨーモーメント量を演算し、各車輪の制動力を調整して前記ヨーモーメントを発生させる、ことを特徴とする請求項1に記載の車両停止保持装置。
- 前記ヨー挙動制御手段は、前記車両の傾斜している方向を検出する傾斜方向検出手段を含み、当該傾斜方向検出手段が検出した車両の傾斜方向に基づいて車輪スリップ角を演算して、前記各車輪の制動力を補正する、ことを特徴とする請求項2に記載の車両停止保持装置。
- 前記ヨー挙動制御手段は、前輪操舵角自動制御手段を含み、ヨーモーメント量を実現する前輪操舵角の制御を実行する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の車両停止保持装置。
- 前記ヨー挙動制御手段は、後輪操舵角自動制御手段を含み、ヨーモーメント量を実現する後輪操舵角の制御を実行する、ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の車両停止保持装置。
- 前記ヨー挙動制御手段は、車両の駆動力を制御する駆動力制御手段を含み、
ヨーモーメント量を実現するのに必要な駆動力の制御を実行する、ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の車両停止保持装置。 - 前記移動検出手段は、前記車両の各車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段とを含む、ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の車両停止保持装置。
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