JP7124587B2 - 制動力制限装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪に作用する制動力を制限する制動力制限装置に関する。

特許文献１には、車輪のスリップ状態の検出時に制動操作が行われることによって車輪速度が急激に減少する状況を検出した場合、車輪に付与される制動力を低減することによって駆動系部品に過大入力が発生することを抑制する車両制御装置が記載されている。

特開２００１－１２２０９５号公報

特許文献１に記載の車両制御装置は、車輪のスリップ状態において制動操作を検出した場合、車輪に付与される制動力を間欠的に低減するが、制動力を低減しすぎた場合、スリップの収束に時間がかかり走破性が低下する。一方、制動力の低減が弱い場合には、駆動系部品に過大入力が発生する可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、スリップの収束に時間がかかることによって走破性が低下することを抑制すると共に駆動系部品に過大入力が発生することを抑制可能な制動力制限装置を提供することにある。

本発明に係る制動力制限装置は、車輪に作用する制動力を制限する制動力制限装置であって、スリップ状態にある車輪を判定するスリップ判定手段と、スリップ状態にあると判定された車輪に対して設定する制動力変化率を算出する制動力変化率算出手段と、制動要求時に前記制動力変化率で制動力を制御する制動力制御手段と、を備え、前記制動力変化率算出手段は、スリップ状態にある車輪の回転速度が速い程又は該車輪の単位時間あたりの回転速度の変化量が大きいほど前記制動力変化率を大きく設定すると共に、動力伝達系の許容値を超えないように動力伝達系の慣性値によって定まる所定値以下に前記制動力変化率を制限することを特徴とする。

本発明に係る制動力制限装置によれば、スリップ状態にある車輪の回転速度が速い程又はその車輪の単位時間あたりの回転速度の変化量が大きいほど大きく設定され、且つ、動力伝達系の許容値を超えないように制限された制動力変化率を制動要求前に算出し、制動要求時に算出された制動力変化率で制動力を制御するので、スリップの収束に時間がかかることによって走破性が低下することを抑制できると共に駆動系部品に過大入力が発生することを抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態である制動力制限装置が適用される車両の構成を示す模式図である。 図２は、本発明の一実施形態である制動力制限処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である制動力制限装置の構成について説明する。

〔車両の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である制動力制限装置が適用される車両の構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である制動力制限装置が適用される車両の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である制動力制限装置が適用される車両は、高速２輪駆動状態、高速４輪駆動状態又は低速４輪駆動状態に選択的に設定可能な駆動装置１０と、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作に応じた各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２への制動力を制御可能な制動装置２０と、を備えている。

駆動装置１０は、駆動源であるエンジン１１からトランスミッション１２を介して伝達された駆動力を左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２又は左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側に選択的に伝達するトランスファ１３を備えている。トランスファ１３は、デフロック機構を内蔵しており、エンジン１１及びトランスミッション１２からの駆動トルクを高速ギヤ比でリヤデファレンシャル１４にのみ伝達する高速２輪駆動状態と、高速ギヤ比でリヤデファレンシャル１４及びフロントデファレンシャル１５にそれぞれ伝達すると共に前輪ＦＷ１，ＦＷ２と後輪ＲＷ１，ＲＷ２との差動を阻止する高速４輪駆動状態と、低速ギヤ比でリヤデファレンシャル１４及びフロントデファレンシャル１５にそれぞれ伝達すると共に前輪ＦＷ１，ＦＷ２と後輪ＲＷ１，ＲＷ２との差動を阻止する低速４輪駆動状態とを選択的に切換え可能としている。これらの切換えは、運転者によって操作される図示しないトランスファ切換えレバーに機械的に連動して行われる。

リヤデファレンシャル１４は、トランスファ１３からの駆動トルクを左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２に分配する。フロントデファレンシャル１５は、トランスファ１３からの駆動トルクを左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に分配する。また、リヤデファレンシャル１４は、フリー状態とロック状態とを図示しない切換えレバーにより切換え可能なデフロック機構を内蔵しており、同デフロック機構がフリー状態にあれば左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２間の差動を許容し、同デフロック機構がロック状態にあれば左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２間の差動を禁止する。

制動装置２０は、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作に応答して、同操作力に応じた圧力のブレーキ油をホイールシリンダ２１～２４に供給するマスタシリンダ２５を備えている。ホイールシリンダ２１～２４は、供給されるブレーキ油の圧力に応じた制動力を各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に付与する。ホイールシリンダ２１～２４とマスタシリンダ２５との間には油圧回路装置３０が介装されており、同装置３０は電気制御装置６０により制御されてホイールシリンダ２１～２４へのブレーキ油圧を調整可能にしている。

電気制御装置６０は、アンチロックブレーキ制御システム（ＡＢＳ）用の制御装置６１と、制動力制限システム用の制御装置６２とを備えている。両制御装置６１，６２は、プログラム処理により油圧回路装置３０を制御するためのマイクロコンピュータ、同コンピュータからの指示により油圧回路装置３０内の電磁バルブ及び電動モータを駆動するためのドライブ回路等からそれぞれなる。

制御装置６１は、図示しない公知のプログラムの実行により油圧回路装置３０を制御して、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作時に各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２がロックしないように、各ホイールシリンダ２１～２４へのブレーキ油の給排を制御する。制御装置６２は、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作時に各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２に過大な制動力が付与されないように、各ホイールシリンダ２１～２４に対するブレーキ油の供給を制御する（制動力制限処理）。制御装置６２は、制御装置６１により演算されたデータの一部を用いるが、両制御装置６１，６２は独立して機能する。この場合、制御装置６１，６２は、共通のマイクロコンピュータ、ドライブ回路等を用いてもよいが、独立したマイクロコンピュータ、ドライブ回路などを用いてもよい。

この電気制御装置６０（制御装置６１，６２）には、車輪速センサ７１～７４、前後加速度センサ７５、低速４輪駆動状態検出スイッチ７６、デフロック検出スイッチ７７、ブレーキスイッチ７８、及び車体速度センサ７９からの各検出信号が入力されるようになっている。車輪速センサ７１～７４は、各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の回転速度（車輪速）Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４をそれぞれ検出する。前後加速度センサ７５は車体に組み付けられて、車体の前後加速度Ｇｘを検出する。低速４輪駆動状態検出スイッチ７６及びデフロック検出スイッチ７７は、共にトランスファ１３に組み付けられて、同トランスファ１３が低速４輪駆動状態及び同トランスファ１３内のデフロック機構がロック状態にあることをそれぞれ検出する。ブレーキスイッチ７８は、ブレーキペダルＢＰの踏み込み時にオンするとともに踏み込み解除時にオフするもので、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作の有無を検出する。車体速度センサ７９は、車体の速度を検出する。

このような構成を有する車両では、制御装置６２が以下に示す制動力制限処理を実行することにより、各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２のスリップの収束に時間がかかることによって走破性が低下することを抑制すると共に駆動系部品に過大入力が発生することを抑制する。以下、図２を参照して、制動力制限処理を実行する際の制御装置６２の動作について説明する。

〔制動力制限処理〕
図２は、本発明の一実施形態である制動力制限処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられたタイミングで開始となり、制動力制限処理はステップＳ２の処理に進む。制動力制限処理は、車両のイグニッションスイッチがオン状態である間、前回の制動力制限処理が終了してから所定時間経過する度毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、制御装置６２が、車体速度センサ７９によって検出された車体速度ｖｂｏｄｙより車輪速センサ７１～７４によって検出された各車輪ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２の回転速度（タイヤ回転速度）ｖｔｉｒｅ_ｉ（ｉ＝１～４）が速いか否かを判別する。判別の結果、車体速度ｖｂｏｄｙより回転速度ｖｔｉｒｅ_ｉが速い車輪がある場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御装置６２は、車体速度ｖｂｏｄｙより回転速度ｖｔｉｒｅ_ｉが速い車輪はスリップ状態にあると判断し、制動力制限処理をステップＳ２の処理に進める。一方、車体速度ｖｂｏｄｙより回転速度ｖｔｉｒｅ_ｉが速い車輪がない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、制御装置６２は、一連の制動力制限処理を終了する。

ステップＳ２の処理では、制御装置６２は、車輪がスリップ状態にあるか否かを示すタイヤスリップフラグｘｔｉｒｅｓｌｉｐ_ｉ（ｉ＝１～４）の状態をオン状態（スリップ状態）に設定する。なお、制御装置６２は、回転速度ｖｔｉｒｅ_ｉが車体速度ｖｂｏｄｙ以下になったタイミングでタイヤスリップフラグｘｔｉｒｅｓｌｉｐ_ｉの状態をオフ状態に設定する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、制動力制限処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、制御装置６２が、スリップ状態にあると判定された車輪に対して設定する駆動系部品の保護のための要求制動力変化率ｂｒｄｃｒｑ_ｉ（ｉ＝１～４）を算出する。具体的には、制御装置６２は、予め設定されたテーブルデータを参照して、スリップ状態にある車輪の回転速度（スリップ車輪速度）ｖｔｉｒｅ_ｉが速い程又はその車輪の単位時間あたりの回転速度の変化量（過去Ｎ秒間の回転速度の変化量をＮ秒で割った値）ａｎｒｄｃｒｑ_ｉ（ｉ＝１～４）が大きいほど要求制動力変化率ｂｒｄｃｒｑ_ｉを大きく設定する。また、制御装置６２は、予め設定されたテーブルデータを参照して、動力伝達系の許容値（ドライブライン許容値）ＴＣＡＰ_ｉ（ｉ＝１～４）を超えないように動力伝達系の慣性値（ドライブライン慣性値）ＩＮＥＲ_ｉ（ｉ＝１～４）によって定まる所定値以下に要求制動力変化率ｂｒｄｃｒｑ_ｉを制限する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、制動力制限処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、制御装置６２が、ブレーキスイッチ７８によってブレーキペダルＢＰの踏み込み操作（ドライバー操作）が検出されたか否か、又は、自動ブレーキが作動したか否かを判別する。判別の結果、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作が検出された、又は、自動ブレーキが作動した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御装置６２は、制動力制限処理をステップＳ５の処理に進める。一方、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作が検出されていない、且つ、自動ブレーキが作動していない場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御装置６２は、一連の制動力制限処理を終了する。

ステップＳ５の処理では、制御装置６２が、制動力を制限するか否かを示す制動力制限フラグｘｂｒｄｃｒｑｉ（ｉ＝１～４）の状態をオン状態（制動力制限状態）に設定する。なお、制御装置６２は、ブレーキペダルＢＰの踏み込み操作が検出されていない、且つ、自動ブレーキが作動していない場合には、制動力制限フラグｘｂｒｄｃｒｑｉ（ｉ＝１～４）の状態をオフ状態に設定する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、制動力制限処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、制御装置６２が、スリップ状態にあると判定された車輪に対して設定する制動力（スリップ輪制動力）及びステップＳ３の処理において算出された要求制動力変化率ｂｒｄｃｒｑ_ｉに関する情報をブレーキ制御へフィードフォワードする。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、一連の制動力制限処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である制動力制限処理では、制御装置６２が、スリップ状態にある車輪の回転速度が速い程又はその車輪の単位時間あたりの回転速度の変化量が大きいほど大きく設定され、且つ、動力伝達系の許容値を超えないように制限された制動力変化率を制動要求前に算出し、制動要求時に算出された制動力変化率で制動力を制御するので、スリップの収束に時間がかかることによって走破性が低下することを抑制できると共に駆動系部品に過大入力が発生することを抑制できる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

６２ 制御装置
７１，７２，７３，７４ 車輪速センサ
７９ 車体速度センサ
ＢＰ ブレーキペダル
ＦＷ１，ＦＷ２，ＲＷ１，ＲＷ２ 車輪

Claims (1)

1. 車輪に作用する制動力を制限する制動力制限装置であって、
   スリップ状態にある車輪を判定するスリップ判定手段と、
   スリップ状態にあると判定された車輪に対して設定する制動力変化率を制動要求前に算出する制動力変化率算出手段と、
   制動要求時に前記制動力変化率で制動力を制御する制動力制御手段と、
   を備え、
   前記制動力変化率算出手段は、スリップ状態にある車輪の回転速度が速い程又は該車輪の単位時間あたりの回転速度の変化量が大きいほど前記制動力変化率を大きく設定すると共に、動力伝達系の許容値を超えないように動力伝達系の慣性値によって定まる所定値以下に前記制動力変化率を制限する
   ことを特徴とする制動力制限装置。

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