JP6518217B2

JP6518217B2 - 前輪転舵制御装置

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Publication number: JP6518217B2
Application number: JP2016164610A
Authority: JP
Inventors: 聖仁仲武; 芳明宇津木; 松下　伸二; 伸二松下; 佐藤　司; 司佐藤; 斗志石田; 創寺崎
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2036-08-25
Also published as: DE102017115771A1; US10538241B2; CN107776527B; US20180056994A1; CN107776527A; JP2018030480A

Description

本発明は、前輪転舵制御装置、特に、車両と前方の物体とが接触するときに車両の前左右輪を転舵する前輪転舵制御装置に関する。

近年、車両と前方物体との接触を自動的に回避する装置が種々開発され普及しつつあるが、しかしながらあらゆる場合に車両と前方物体との接触を回避できる状況には至っていない。このような状況において、車両と前方物体とが接触した場合又は接触不可避の場合に車両の車輪に制動力を付与する装置が開発されている。このような装置として、例えば下記特許文献１に記載される自動制動装置では、車両と物体との接触位置を特定し、車両の前方領域で物体と接触した場合には、車両の後方領域で物体と接触した場合に比して、遅れた制動を実行することが記載されている。また、例えば下記特許文献２に記載される自動制動装置では、車両と前方物体とが車両幅方向にずれて接触する、所謂オフセット接触の場合に、物体と接触した側と反対側の少なくとも１つの車輪に付与する制動力を他の車輪の制動力よりも大きくして、車両の回転を抑制することが記載されている。

特表２０１２−５０５１１８号公報特開２０１６−２８３４号公報

特に前述したオフセット接触の場合、前方物体との接触後、接触側の前輪が負荷によって車両後方側に大きく移動し、場合によっては車室に及ぶおそれがある。このような場合、移動する前輪の車両後方側部分を車両幅方向外側に向けることが好ましいが、そのような装置は未だ開発されていない。また、通常の転舵と同様に、操舵装置を作動して前輪を転舵しようとしても、接触の極めて短い時間で前輪を転舵することは、実質的に困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両と前方物体とがオフセット接触した場合であっても、接触側の前輪を適正な方向に転舵することが可能な前輪転舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載の前輪転舵制御装置は、少なくとも前左右輪に駆動力を伝達する駆動力伝達経路と、少なくとも前左右輪の制動力を個別に制御可能な制動力制御装置と、車両と前方物体との接触又は接触不可避を検出する接触又は接触不可避検出手段と、前記接触又は接触不可避検出手段で車両と前方物体との接触又は接触不可避が検出された場合に、前記前左右輪に伝達される駆動力の状態及び車両と前方物体との接触位置に応じて、接触側の前輪の車両後方側が車両幅方向外側に向くように、前記制動力制御装置によって前記前左右輪の何れか一方のみに制動力を付与することで駆動力が伝達されている前輪を転舵させる前輪転舵制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、少なくとも前左右輪に駆動力が伝達される車両で、車両と前方物体との接触又は接触不可避が検出された場合に、前左右輪の何れか一方の車輪に制動力を付与すると、その一方の前輪は制動される。この状況では、他方の前輪には制動がかからないぶんだけ前記一方の前輪より大きな駆動力が作用する。このとき、駆動力が作用する前記他方の前輪はキングピン軸の周りに直ちに転舵しようとする。前輪転舵車両では、前左右輪はステアリング装置によって連結されているので、前記他方の前輪が転舵すれば前記一方の前輪も同方向に転舵する。そのため、駆動力が作用する前記他方の前輪も制動力が付与された前記一方の前輪も短時間のうちに同方向に転舵する。このとき、制動力を付与する何れか一方の前左右輪を的確に選択設定することで、オフセット接触で接触側の前輪の車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように適正に転舵することが可能となる。

また、前記前輪転舵制御手段は、前記前左右輪に伝達される駆動力が前進駆動力であり且つ車両と前方物体との接触位置が右側である場合に前左輪に制動力を付与し、前記前左右輪に伝達される駆動力が前進駆動力であり且つ車両と前方物体との接触位置が左側である場合に前右輪に制動力を付与することを特徴とする。

この構成によれば、駆動力が前進駆動であり且つ車両と前方物体との接触位置が右側である場合に前左輪に制動力を付与すると、駆動力が作用する前右輪は車両幅方向内側に存在するキングピン軸の周りに車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。また、駆動力が前進駆動であり且つ接触位置が左側である場合に前右輪に制動力を付与すると、駆動力が作用する前左輪は車両幅方向内側に存在するキングピン軸の周りに車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。従って、何れの場合も、オフセット接触で接触側の前輪の車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように適正に転舵することができる。

また、前記前輪転舵制御手段は、前記前左右輪に伝達される駆動力がエンジンブレーキトルクであり且つ車両と前方物体との接触位置が右側である場合に前右輪に制動力を付与し、前記前左右輪に伝達される駆動力がエンジンブレーキトルクであり且つ車両と前方物体との接触位置が左側である場合に前左輪に制動力を付与することを特徴とする。

この構成によれば、駆動力がエンジンブレーキトルクであり且つ車両と前方物体との接触位置が右側である場合に前右輪に制動力を付与すると、駆動力が作用する前左輪は車両幅方向内側に存在するキングピン軸の周りに車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵し、ステアリング装置で連結された前右輪は車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。また、駆動力がエンジンブレーキトルクであり且つ接触位置が左側である場合に前左輪に制動力を付与すると、駆動力が作用する前右輪は車両幅方向内側に存在するキングピン軸の周りに車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵し、ステアリング装置で連結された前左輪は車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。従って、何れの場合も、オフセット接触で接触側の前輪の車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように適正に転舵することができる。

また、前記駆動力が後左右輪にも伝達される場合、前記前輪転舵制御手段は、後左右輪の双方にも制動力を付与することを特徴とする。

この構成によれば、全輪駆動車両で後左右輪に伝達されようとする駆動力を制動力の付与されない前輪に集中することができ、これにより駆動力による前輪転舵を速やかに達成することが可能となる。

また、前記駆動力が前左右輪にのみ伝達される場合、前記前輪転舵制御手段は、前記制動力が付与される前左右輪と反対側に相当する後左右輪の何れか一方に制動力を付与することを特徴とする。

この構成によれば、前輪の一方に制動力を付与することによって発生する車両回転力を抑制することができ、これにより制御中の車両回転を抑制することができる。

また、前記前輪転舵制御手段は、前記前左右輪の何れか一方への制動力付与に先んじて、前記接触又は接触不可避検出手段で車両と前方物体との接触又は接触不可避が検出された場合に、四輪全てに制動力を付与することを特徴とする。

この構成によれば、前輪転舵制御以前に車両の走行速度を可及的に小さくすることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、車両と前方物体との接触又は接触不可避が検出された場合に、前左右輪の何れか一方に制動力を付与することにより、前左右輪は短時間のうちに同方向に転舵するので、制動力を付与する何れか一方の前左右輪を適正に設定することで、オフセット接触の場合でも、接触側の前輪を適正に転舵することができる。

本発明の前輪転舵制御装置が適用された車両の一実施形態を示す概略平面図である。図１のブレーキコントロールユニットで行われる演算処理を示すフローチャートである。図２の演算処理で用いられる制御テーブルの説明図である。図１の車両の前輪サスペンション装置の斜視図である。図４の前輪サスペンション装置の正面図である。駆動輪に作用する駆動力と制動力の説明図である。図２の演算処理による作用の説明図である。図２の演算処理による作用の説明図である。車両が前輪駆動車両である場合に前輪転舵制御装置としてブレーキコントロールユニットで行われる演算処理のフローチャートである。図９の演算処理による作用の説明図である。図９の演算処理による作用の説明図である。

以下の実施の形態では、本発明を具体化するための装置や方法を例示する。しかしながら、本発明の技術的思想は、構成部品の材質や形状、配置等を下記に特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に技術的範囲内で種々の変更を加えることができる。

以下に、本発明の前輪転舵制御装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施形態の前輪転舵制御装置が適用された車両の概略平面図である。この車両は、例えばステーションワゴン型の乗用車両である。この車両の駆動源であるエンジン１２は、車両前方のエンジンルーム内に配置されており、このエンジン１２の車両後方にはトランスミッション１４が連結されている。この実施形態では、例えば、エンジン１２には水平対向４気筒エンジンが、トランスミッション１４には有段のオートマチックトランスミッションが採用されている。このトランスミッション１４内には、駆動力を前輪１０ＦＬ、１０ＦＲと後輪１０ＲＬ、１０ＲＲに分割して伝達するためのセンターデフ（センターディファレンシャルギヤ）１６が設けられており、このセンターデフ１６で分割された駆動力はドライブピニオンシャフト１８を介して前車軸に伝達されると共にプロペラシャフト２０などを介して後車軸に伝達される。

この実施形態では、前車軸に伝達された駆動力を前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに分割して伝達するためのフロントデフ（フロントディファレンシャルギヤ）２２はトランスミッション１４のケース内に収納されている。フロントデフ２２で分割された駆動力は前左右ドライブシャフト２４ＦＬ、２４ＦＲを介して前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに伝達される。また、後車軸に伝達された駆動力は、車両後方に配置されたリヤデフ（リヤディファレンシャルギヤ）で分割され、後左右ドライブシャフト２８ＲＬ、２８ＲＲを介して後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲに伝達される。即ち、この実施形態の車両は、全ての車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに駆動力が伝達される全輪駆動車両である。なお、エンジン１２やトランスミッション１４の形態は、前述のものに限定されるものではなく、あらゆる形態のものを適用することが可能である。

車両の転舵輪である前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲのナックル（ハブハウジング）３０は、タイロッド３２を介してステアリング装置３４に連結されている。ステアリング装置３４は、周知のように、ステアリングホイール３６の操作によって転舵輪である前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲを転舵するためのものであり、例えば周知のラックアンドピニオン機構などによって構成される。ステアリング装置３４には、周知の油圧式或いは電動式のパワーステアリング装置を用いることができる。

各車輪１０ＦＬ〜１０Ｒには、車輪に制動力を付与するためのブレーキ装置３８ＦＬ〜３８ＲＲが取付けられている。このブレーキ装置３８ＦＬ〜３８ＲＲには、周知の油圧式或いは電動式のブレーキ装置を用いることができる。従って、各車輪１０ＦＬ〜１０Ｒには、運転者によるブレーキペダル操作に応じた制動力が付与される。この実施形態のブレーキ装置３８ＦＬ〜３８ＲＲは、制動力制御装置４０によって、運転者の意思と関係なく、制動力を調整・制御することができるようにも構成されている。この制動力制御装置４０には、例えば周知の横滑り防止装置（ＶＤＣ：Vehicle Dynamics Control）の制動力制御装置を用いることができる。この種の制動力制御装置４０によれば、運転者がブレーキペダルを踏込んでいないときでも、各車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに制動力を付与することができ、またその制動力を調整することもできる。また、この種の制動力制御装置４０では、周知のＡＢＳ装置のように、付与されている制動力を強制的に解除することもできる。

この車両では、近年の車両と同様に、エンジン１２はエンジンコントロールユニット４２によって、トランスミッション１４はトランスミッションコントロールユニット４３によって、制動力制御装置４０はブレーキコントロールユニット４４によって、夫々制御される。エンジンコントロールユニット４２は、例えば運転者によるスロットル開度とエンジン回転速度から目標エンジントルクを設定し、その目標エンジントルクが達成されるように例えば燃料噴射量や点火時期を制御する。また、トランスミッションコントロールユニット４３は、例えば車両の走行速度とスロットル開度から目標変速比（変速段）を設定し、その目標変速比（変速段）が達成されるようにトランスミッション１４内の摩擦要素を制御する。また、ブレーキコントロールユニット４４は、例えば運転者によるステアリングホイール３６の操舵量から目標ヨーレートを設定し、その目標ヨーレートが達成されるように各車輪１０ＦＬ〜１０Ｒの制動力を制御する。

これらのコントロールユニット４２〜４４は、例えばマイクロコンピュータなどの演算処理装置を搭載して構成され、高度な演算処理機能を有する。そのため、これらのコントロールユニット４２〜４４は、コンピュータシステムと同様に、演算処理部の他、入出力部、記憶部などを備えて構成される。また、近年の車両と同様に、コントロールユニット４２〜４４同士で、互いに相互通信を行い、情報を授受・共有するように構成されている。この相互通信では、図示しないエアバックの作動状態、例えば車両のどの位置のエアバックが作動した、或いはその作動が完了したという情報も授受・共有される。また、この車両には、車両に作用する加速度、例えば前後方向の加速度を検出する加速度センサ４６が設けられており、この加速度センサ４６の検出信号はブレーキコントロールユニット４４に出力される。

また、この車両のフロントウインドウの車室側上部には、例えば２つのデジタルカメラを組合せて構成される前方認識装置４８が配設されている。この前方認識装置４８は、例えば２つのデジタルカメラで撮像した車両前方画像を３次元画像として捉え、その３次元画像内に存在する物体（例えばレーンマーカなどの表示を含む）を識別すると共に、それらの物体と車両との位置関係を認識することができる。なお、この前方認識装置４８には、例えばレーダによって車両の前方物体を認識できる構成のものなどを適用することもできる。

次に、この実施形態のブレーキコントロールユニット４４で行われる前輪転舵制御のための演算処理について図２のフローチャートを用いて説明する。この演算処理は、例えば予め設定された所定サンプリング周期毎にタイマ割込処理によって実行される。この演算処理では、まずステップＳ１で、例えば前方認識装置４８からの車両前方情報から車両と前方物体との接触状況、具体的には車両が前方物体と接触する可能性及び接触位置などを検出する。

次にステップＳ２に移行して、車両と前方物体との接触が不可避であるか否かを判定し、前方物体との接触が不可避である場合にはステップＳ３に移行し、そうでない場合には復帰する。車両と前方物体との接触不可避の判定は、例えば車両の走行速度が閾値以上であり且つ車両と前方物体との距離が閾値以下である場合に、車両と前方物体との接触は不可避であると判定する。

ステップＳ３では、制動力制御装置４０によって、四輪全てのブレーキ装置３８ＦＬ〜３８ＲＲを強制作動する。この場合、全ての車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに最大の制動力を付与してもよいし、ＡＢＳ装置のように、各車輪１０ＦＬ〜１０Ｒがロックしない程度の制動力を付与してもよい。

次にステップＳ４に移行して、例えばエンジンコントロールユニット４２との相互通信によって、車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに伝達される駆動力情報を読込む。この駆動力情報は、車両が前進する方向の駆動力（正の駆動力ともいう）であるか、車両が後進する方向の駆動力（負の駆動力ともいう）であるかという情報である。つまり、前者はエンジントルクであり、後者はエンジンブレーキトルク（バックトルク）である。

次にステップＳ５に移行して、接触位置が右側であるという命題と、駆動力の方向は前進方向である（図では前進駆動）という命題の否定排他的論理和ＸＮＯＲを求め、その否定排他的論理和ＸＮＯＲが真（Ｔ：True）である場合にはステップＳ６に移行し、偽（Ｆ:False）である場合にはステップＳ７に移行する。図３には、この否定排他的論理和ＸＮＯＲの制御テーブルを示す。なお、このステップの演算処理は便宜上のものであり、後述するように、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲのうち何れか一方に（この実施形態では、後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲにも）制動力を付与し、その結果、何れか他方に適正な転舵力が発生するという選択を可能とするものであれば、どのような手法でも構わない。

ステップＳ６では、強制作動されている前右ブレーキ装置３８ＦＲの制動力を強制解除してからステップＳ８に移行する。

ステップＳ７では、強制作動されている前左ブレーキ装置３８ＦＬの制動力を強制解除してからステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、車両と前方物体との接触が実質的に完了したか否かを判定し、接触が完了した場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合には待機する。この車両と前方物体との接触の完了は、例えば加速度センサ４６で検出される前後加速度が比較的大きな閾値を超えた後、その閾値以下になったことなどを用いて判定できる。また、この接触の完了は、例えば接触位置におけるエアバックの作動が完了したことなどを用いて判定することもできる。

ステップＳ９では、ブレーキ強制介入を終了、つまり全ての車輪１０ＦＬ〜１０Ｒへの制動力付与を解除してから復帰する。

この演算処理によれば、車両と前方物体との接触が不可避であると判定された場合に、まず四輪全てのブレーキ装置３８ＦＬ〜３８ＲＲを強制作動して全ての車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに制動力を付与した後、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに伝達される駆動力の状態及び車両と前方車両との接触位置に応じて、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲの何れか一方の制動力を解除する。この状態で、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲの何れか他方と後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの双方に制動力が付与されている。具体的には、前方物体との接触位置が右側で且つ前進駆動時には、前右輪１０ＦＲを除く、前左輪１０ＦＬ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力が付与され、前方物体との接触位置が右側で且つ後進駆動時には、前左輪１０ＦＬを除く、前右輪１０ＦＲ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力が付与される。また、前方物体との接触位置が左側で且つ前進駆動時には、前左輪１０ＦＬを除く、前右輪１０ＦＲ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力が付与され、前方物体との接触位置が左側で且つ後進駆動時には、前右輪１０ＦＲを除く、前左輪１０ＦＬ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力が付与される。そして、車両と前方物体との接触が完了すると、制動力制御を解除する。

図４は、転舵輪である前左輪１０ＦＬのサスペンション装置の斜視図、図５は、図４のサスペンション装置の正面図である。サスペンション装置の形態は、図示に限定されるものではないが、ここでは理解を容易にするために、ダブルウィッシュボーン形式のサスペンション装置とした。前左輪１０ＦＬを回転自在に支持するナックル（ハブハウジング）３０は、Ａ型アッパアーム６０の車両幅方向先端部及びＡ型ロアアーム６２の車両幅方向先端部で回転可能に支持される。従って、ナックル３０、即ち前左輪１０ＦＬは、アッパアーム及びロアアームとの連結点、即ちサスペンション装置との連結点を結ぶ直線の周りに回転する。また、前述のように、前左輪１０ＦＬのナックル３０の車両後方端部はタイロッド３２に連結されている。従って、ステアリング装置３４により、前左輪１０ＦＬはサスペンション装置との連結軸の周りに転舵される。この転舵軸（回転軸）がキングピン軸ＫＰである。前右輪１０ＦＲも同様である。

ところで、前左ブレーキ装置３８ＦＬによる制動力は、図６に示すように、前左輪１０ＦＬの接地点Ｏに、車両後方向きに作用するとされている。一方、駆動力（正負の駆動力）は、ホイールセンタＷＣに作用するとされている。ホイールセンタＷＣは、車軸ＤＳと車輪の車両前方視（車両後方視も同じ）中心軸ＣＬとの交点である。このホイールセンタＷＣに作用する駆動力のうち、車両を前進方向に駆動する駆動力（正の駆動力）は、ホイールセンタＷＣに対して車両前方向きに作用し、車両を後進方向に駆動する駆動力（負の駆動力）は、ホイールセンタＷＣに対して車両後方向きに作用する。

キングピン軸ＫＰは、サスペンション装置と車輪の構造的制約から、図５に示すように、サスペンション装置の近傍では、車輪１０ＦＬの車両前方視中心軸ＣＬ、即ち車輪１０ＦＬ（タイヤ）の接地点Ｏに対して、車両幅方向内側に位置する。このキングピン軸ＫＰと車輪１０ＦＬに作用する力とが離れていると、その力が偶力となって車輪１０ＦＬが転舵する。例えば、タイヤ接地面において、キングピン軸ＫＰとタイヤ接地点Ｏ、即ち制動力の作用点がずれていると、制動力が作用するたびに車輪１０ＦＬに転舵力が作用する。近年では、この制動力による転舵は望ましくないとして、タイヤ接地面におけるキングピン軸ＫＰとタイヤ接地点Ｏとのずれ（スクラブ半径とかキングピンオフセットなどとも呼ばれる）は０かほぼ０である。

一方、駆動力の作用点であるホイールセンタＷＣは、キングピン軸ＫＰから離れているので、このキングピン軸ＫＰとの距離をモーメントアームとして、駆動力が作用すると車輪が転舵する。駆動力が前進方向（前進駆動）である場合、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲは、何れも車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。駆動力が後進方向（後進駆動）である場合、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲは、何れも車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵する。

全輪駆動車両では、例えばセンターデフ１６、フロントデフ２２、リヤデフを介して四輪全てに駆動力が伝達される。例えば図７に示すように、車両と前方物体との接触位置が右側であり、車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに伝達される駆動力が前進駆動である場合に、前左輪１０ＦＬ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力を付与すると、前右輪１０ＦＲにのみ前進駆動力が伝達される（正確には、前左輪１０ＦＬ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てがロックしない限り、それらの車輪に駆動力が全く伝達されないということはない）。そのため、前進駆動力が作用する前右輪１０ＦＲは、キングピン軸ＫＰ周りに車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。このとき、ステアリング装置３４で連結された前左輪１０ＦＬは車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵する。これをトルクステアと呼ぶ（一般的な用語の使用方法とは若干異なる）。

一方、例えば図８に示すように、車両と前方物体との接触位置が右側であり、車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに伝達される駆動力がエンジンブレーキトルクである場合に、前右輪１０ＦＲ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力を付与すると、前左輪１０ＦＬにのみエンジンブレーキトルクが伝達される（正確には、前右輪１０ＦＲ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てがロックしない限り、それらの車輪に駆動力が全く伝達されないということはない）。そのため、エンジンブレーキトルクが作用する前左輪１０ＦＬは、キングピン軸ＫＰ周りに車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵する。このとき、ステアリング装置３４で連結された前右輪１０ＦＲは車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。

これらの場合、何れも前方物体との接触位置は右側であるから、前右輪１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵するのが望ましい。従って、前方物体との接触位置が右側で且つ前進駆動時には前左輪１０ＦＬ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力を付与し、前方物体との接触位置が右側で且つ後進駆動時には前右輪１０ＦＲ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力を付与すると、何れも接触時の負荷に伴って車両後方に移動しようとする前右輪１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵することができる。これに対し、前方物体との接触位置が左側で且つ前進駆動時には前右輪１０ＦＲ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力を付与し、前方物体との接触位置が左側で且つ後進駆動時には前左輪１０ＦＬ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力を付与すると、何れも接触時の負荷に伴って車両後方に移動しようとする前左輪１０ＦＬの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵することができる。

図２の演算処理では、前方物体との接触位置が右側で且つ前進駆動時には、前右輪１０ＦＲを除く、前左輪１０ＦＬ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力が付与され、前方物体との接触位置が右側で且つ後進駆動時には、前左輪１０ＦＬを除く、前右輪１０ＦＲ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力が付与される。また、前方物体との接触位置が左側で且つ前進駆動時には、前左輪１０ＦＬを除く、前右輪１０ＦＲ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力が付与され、前方物体との接触位置が左側で且つ後進駆動時には、前右輪１０ＦＲを除く、前左輪１０ＦＬ及び後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの全てに制動力が付与される。このため、接触時の負荷によって車両後方に移動しようとする前輪１０ＦＬ、１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵される。

また、この実施形態では、制動力が付与されている前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲと反対側の前輪１０ＦＬ、１０ＦＲを駆動力によって転舵する際、後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲにも制動力が付与されている。これは、全輪駆動車両において、後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲにも伝達されようとする駆動力を、駆動力によって転舵させようとする前輪１０ＦＬ、１０ＦＲに集中することにも寄与するが、当然、後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲに制動力が付与されることで車両の走行速度は小さくなり、その分だけ、前方物体との接触に伴う負荷が軽減される。また、この実施形態では、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲの何れか一方を駆動力によって転舵する以前に、四輪の全てに制動力が付与されるので、その間、車両の走行速度は小さくなり、その分だけ、前方物体との接触に伴う負荷が軽減される。

図９は、本発明の異なる実施形態として、車両が前輪駆動車両である場合に前輪転舵制御装置としてブレーキコントロールユニット４４で行われる演算処理のフローチャートである。構成としては、例えば図１の全輪駆動車両から、センターデフ１６、プロペラシャフト２０、後左右ドライブシャフト２８ＲＬ、２８ＲＲを除去した車両を考えればよい。この演算処理も、図２の演算処理と同様に、例えば予め設定された所定サンプリング周期毎にタイマ割込処理によって実行される。この演算処理では、まずステップＳ１１で、図２の演算処理のステップＳ１と同様に、例えば前方認識装置４８からの車両前方情報から車両と前方物体との接触状況、具体的には車両が前方物体と接触する可能性及び接触位置などを検出する。

次にステップＳ１２に移行して、図２の演算処理のステップＳ２と同様に、車両と前方物体との接触が不可避であるか否かを判定し、前方物体との接触が不可避である場合にはステップＳ１３に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ１３では、図２の演算処理のステップＳ４と同様に、例えばエンジンコントロールユニット４２との相互通信によって、車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに伝達される駆動力情報を読込む。

次にステップＳ１４に移行して、図２の演算処理のステップＳ５と同様に、接触位置が右側であるという命題と、駆動力は前進方向である（図では前進駆動）という命題の否定排他的論理和ＸＮＯＲを求め、その否定排他的論理和ＸＮＯＲが真（Ｔ：True）である場合にはステップＳ１５に移行し、偽（Ｆ:False）である場合にはステップＳ１６に移行する。否定排他的論理和ＸＮＯＲの制御テーブルは図３と同じである。なお、このステップの演算処理も便宜上のものであり、後述するように、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲのうち何れか一方に制動力を付与し、その結果、何れか他方に適正な転舵力が発生するという選択を可能とするものであれば、どのような手法でも構わない。

ステップＳ１５では、前左ブレーキ装置３８ＦＬ及び後右ブレーキ装置３８ＲＲを強制作動してからステップＳ１７に移行する。この場合、全ての車輪に最大の制動力を付与してもよいし、ＡＢＳ装置のように、各車輪がロックしない程度の制動力を付与してもよい。

ステップＳ１６では、前右ブレーキ装置３８ＦＲ及び後左ブレーキ装置３８ＲＬを強制作動してからステップＳ１７に移行する。この場合、全ての車輪に最大の制動力を付与してもよいし、ＡＢＳ装置のように、各車輪がロックしない程度の制動力を付与してもよい。

ステップＳ１７では、図２の演算処理のステップＳ８と同様に、車両と前方物体との接触が実質的に完了したか否かを判定し、接触が完了した場合にはステップＳ１８に移行し、そうでない場合には待機する。

ステップＳ１８では、図２の演算処理のステップＳ９と同様に、ブレーキ強制介入を終了、つまり全ての車輪１０ＦＬ〜１０Ｒへの制動力付与を解除してから復帰する。

この演算処理によれば、車両と前方物体との接触が不可避であると判定された場合に、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに伝達される駆動力の状態及び車両と前方車両との接触位置に応じて、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲの何れか一方に制動力を付与すると共に、制動力が付与されている前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲと反対側に相当する後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの何れか一方に制動力を付与する。具体的には、前方物体との接触位置が右側で且つ前進駆動時には、前左輪１０ＦＬ及び後右輪１０ＲＲに制動力が付与され、前方物体との接触位置が右側で且つ後進駆動時には、前右輪１０ＦＲ及び後左輪１０ＲＬに制動力が付与される。また、前方物体との接触位置が左側で且つ前進駆動時には、前右輪１０ＦＲ及び後左輪１０ＲＬに制動力が付与され、前方物体との接触位置が左側で且つ後進駆動時には、前左輪１０ＦＬ及び後右輪１０ＲＲに制動力が付与される。そして、車両と前方物体との接触が完了すると、制動力制御を解除する。

この実施形態の車両は前輪駆動車両であるから、例えば図１０に示すように、車両と前方物体との接触位置が右側であり、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに伝達される駆動力が前進駆動である場合に、前左輪１０ＦＬに制動力を付与すると、前右輪１０ＦＲにのみ前進駆動力が伝達される（正確には、前左輪１０ＦＬがロックしない限り、前左輪１０ＦＬに駆動力が全く伝達されないということはない）。そのため、前進駆動力が作用する前右輪１０ＦＲは、キングピン軸ＫＰ周りに車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。このとき、ステアリング装置３４で連結された前左輪１０ＦＬは車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵する。

一方、例えば図１１に示すように、車両と前方物体との接触位置が右側であり、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに伝達される駆動力がエンジンブレーキトルクである場合に、前右輪１０ＦＲに制動力を付与すると、前左輪１０ＦＬにのみエンジンブレーキトルクが伝達される（正確には、前右輪１０ＦＲがロックしない限り、前右輪１０ＦＲに駆動力が全く伝達されないということはない）。そのため、エンジンブレーキトルクが作用する前左輪１０ＦＬは、キングピン軸ＫＰ周りに車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵する。このとき、ステアリング装置３４で連結された前右輪１０ＦＲは車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。

これらの場合、何れも前方物体との接触位置は右側であるから、前右輪１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵するのが望ましい。従って、前方物体との接触位置が右側で且つ前進駆動時には前左輪１０ＦＬに制動力を付与し、前方物体との接触位置が右側で且つ後進駆動時には前右輪１０ＦＲに制動力を付与すると、何れも接触時の負荷に伴って車両後方に移動しようとする前右輪１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵することができる。これに対し、前方物体との接触位置が左側で且つ前進駆動時には前右輪１０ＦＲに制動力を付与し、前方物体との接触位置が左側で且つ後進駆動時には前左輪１０ＦＬに制動力を付与すると、何れも接触時の負荷に伴って車両後方に移動しようとする前左輪１０ＦＬの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵することができる。

図９の演算処理では、前方物体との接触位置が右側で且つ前進駆動時には、前左輪１０ＦＬに制動力が付与され、前方物体との接触位置が右側で且つ後進駆動時には、前右輪１０ＦＲに制動力が付与される。また、前方物体との接触位置が左側で且つ前進駆動時には、前右輪１０ＦＲに制動力が付与され、前方物体との接触位置が左側で且つ後進駆動時には、前左輪１０ＦＬに制動力が付与される。このため、接触時の荷重によって車両後方に移動しようとする前輪１０ＦＬ、１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵される。

また、この実施形態では、制動力が付与されている前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲと反対側に相当する後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの何れか一方にも制動力が付与されている。例えば前右輪１０ＦＲに制動力を付与するときには後左輪１０ＲＬにも制動力を付与し、前左輪１０ＦＬに制動力を付与するときには後右輪１０ＲＲにも制動力を付与する。前輪１０ＦＬ、１０ＦＲの一方に制動力を付与すると、車両には回転力が発生するが、前輪１０ＦＬ、１０ＦＲと反対側の後輪１０ＲＬ、１０ＲＲに制動力を付与すると、その回転力は抑制される。そのため、トルクステア制御中の車両回転を抑制することができる。勿論、後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの何れか一方に制動力が付与されることで車両の走行速度は小さくなり、その分だけ、前方物体との接触に伴う負荷が軽減される。

なお、図９の演算処理でも、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲのトルクステア制御以前に、図２の演算処理と同様、四輪全ての車輪に制動力を付与し、トルクステア制御時には、駆動力によって転舵しようとする前輪と反対側の前輪の制動力を強制解除するようにしてもよい。また、運転者によるブレーキ操作状態を検出し、運転者がブレーキ操作していない場合には、ステップＳ１４〜ステップＳ１６と同様に選択された車輪に制動力を付与し、運転者がブレーキ操作している場合には、駆動力によって転舵しようとする前輪と反対側の前輪の制動力を強制解除するようにしてもよい。

このように、これらの実施形態の前輪転舵制御装置では、少なくとも前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに駆動力が伝達される車両で、車両と前方物体との接触不可避が検出された場合に、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲの何れか一方に制動力を付与する。これにより、一方の前輪１０ＦＬ、１０ＦＲは制動され、他方の前輪１０ＦＬ、１０ＦＲには駆動力が作用してキングピン軸の周りに直ちに転舵しようとする。この転舵に伴って、ステアリング装置３４で連結される一方の前輪１０ＦＬ、１０ＦＲも同方向に転舵する。従って、制動力を付与する側の前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲを適正に設定することで、オフセット接触で接触側の前輪１０ＦＬ、１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように適正に転舵することが可能となる。

また、駆動力が前進駆動であり且つ車両と前方物体との接触位置が右側である場合に前左輪１０ＦＬに制動力を付与することで、駆動力が作用する前右輪１０ＦＲはキングピン軸の周りに車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。また、駆動力が前進駆動であり且つ接触位置が左側である場合に前右輪１０ＦＲに制動力を付与することで、駆動力が作用する前左輪１０ＦＬはキングピン軸の周りに車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。従って、何れの場合も、オフセット接触で接触側の前輪１０ＦＬ、１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように適正に転舵することができる。

また、駆動力がエンジンブレーキトルクであり且つ車両と前方物体との接触位置が右側である場合に前右輪１０ＦＲに制動力を付与することで、駆動力が作用する前左輪１０ＦＬはキングピン軸の周りに車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵し、ステアリング装置３４で連結された前右輪１０ＦＲは車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。

また、駆動力がエンジンブレーキトルクであり且つ接触位置が左側である場合に前左輪１０ＦＬに制動力を付与することで、駆動力が作用する前右輪１０ＦＲはキングピン軸の周りに車両後方側部分が車両幅方向内側に向くように転舵し、ステアリング装置３４で連結された前左輪１０ＦＬは車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように転舵する。従って、何れの場合も、オフセット接触で接触側の前輪１０ＦＬ、１０ＦＲの車両後方側部分が車両幅方向外側に向くように適正に転舵することができる。

また、駆動力が後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲにも伝達される全輪駆動車両では、後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの双方にも制動力を付与することにより、後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲに伝達されようとする駆動力を制動力の付与されない前輪１０ＦＬ、１０ＦＲに集中することができ、これにより駆動力による前輪転舵を速やかに達成することが可能となる。

また、駆動力が前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲにのみ伝達される前輪駆動車両では、制動力が付与される前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲと反対側に相当する後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲの何れか一方に制動力を付与することにより、前輪１０ＦＬ、１０ＦＲの一方に制動力を付与することによって発生する車両回転力を抑制することができ、これにより制御中の車両回転を抑制することができる。

また、前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲの何れか一方への制動力付与に先んじて、車両と前方物体との接触又は接触不可避が検出された場合に、四輪全てに制動力を付与することにより、前輪転舵制御以前に車両の走行速度を可及的に小さくすることが可能となる。

なお、前述の実施形態では、何れも車両と前方物体との接触不可避が検出された場合に前輪転舵制御を行うようにしているが、例えば車両と前方物体との接触が検出された場合に前輪転舵制御を行うようにしてもよい。この場合、例えば車両に設けられた加速度センサの出力値が比較的大きな閾値を超えた場合や、車両に搭載されたエアバッグが作動開始した場合に、車両と前方物体とが接触したと判定することができる。

本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０ＦＬ〜１０ＲＲ車輪
１６センターデフ
２２フロントデフ
２６リヤデフ
３４ステアリング装置
３８ＦＬ〜３８ＲＲブレーキ装置
４０制動力制御装置
４４ブレーキコントロールユニット
４８前方認識装置
ＫＰキングピン軸

Claims

少なくとも前左右輪に駆動力を伝達する駆動力伝達経路と、
少なくとも前左右輪の制動力を個別に制御可能な制動力制御装置と、
車両と前方物体との接触又は接触不可避を検出する接触又は接触不可避検出手段と、
前記接触又は接触不可避検出手段で車両と前方物体との接触又は接触不可避が検出された場合に、前記前左右輪に伝達される駆動力の状態及び車両と前方物体との接触位置に応じて、接触側の前輪の車両後方側が車両幅方向外側に向くように、前記制動力制御装置によって前記前左右輪の何れか一方のみに制動力を付与することで駆動力が伝達されている前輪を転舵させる前輪転舵制御手段と、を備え、
前記前輪転舵制御手段は、前記前左右輪に伝達される駆動力が前進駆動力であり且つ車両と前方物体との接触位置が右側である場合に前左輪に制動力を付与し、前記前左右輪に伝達される駆動力が前進駆動力であり且つ車両と前方物体との接触位置が左側である場合に前右輪に制動力を付与することを特徴とする前輪転舵制御装置。
少なくとも前左右輪に駆動力を伝達する駆動力伝達経路と、
少なくとも前左右輪の制動力を個別に制御可能な制動力制御装置と、
車両と前方物体との接触又は接触不可避を検出する接触又は接触不可避検出手段と、
前記接触又は接触不可避検出手段で車両と前方物体との接触又は接触不可避が検出された場合に、前記前左右輪に伝達される駆動力の状態及び車両と前方物体との接触位置に応じて、接触側の前輪の車両後方側が車両幅方向外側に向くように、前記制動力制御装置によって前記前左右輪の何れか一方のみに制動力を付与することで駆動力が伝達されている前輪を転舵させる前輪転舵制御手段と、を備え、
前記前輪転舵制御手段は、前記前左右輪に伝達される駆動力がエンジンブレーキトルクであり且つ車両と前方物体との接触位置が右側である場合に前右輪に制動力を付与し、前記前左右輪に伝達される駆動力がエンジンブレーキトルクであり且つ車両と前方物体との接触位置が左側である場合に前左輪に制動力を付与することを特徴とする記載の前輪転舵制御装置。
前記駆動力が後左右輪にも伝達される場合、前記前輪転舵制御手段は、後左右輪の双方にも制動力を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の前輪転舵制御装置。
前記駆動力が前左右輪にのみ伝達される場合、前記前輪転舵制御手段は、前記制動力が付与される前左右輪と反対側に相当する後左右輪の何れか一方に制動力を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の前輪転舵制御装置。
前記前輪転舵制御手段は、
前記前左右輪の何れか一方への制動力付与に先んじて、前記接触又は接触不可避検出手段で車両と前方物体との接触又は接触不可避が検出された場合に、四輪全てに制動力を付与することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の前輪転舵制御装置。