WO2013145137A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2013145137A1
WO2013145137A1 PCT/JP2012/058010 JP2012058010W WO2013145137A1 WO 2013145137 A1 WO2013145137 A1 WO 2013145137A1 JP 2012058010 W JP2012058010 W JP 2012058010W WO 2013145137 A1 WO2013145137 A1 WO 2013145137A1
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wheel
vehicle
hydroplaning
control device
ecu
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PCT/JP2012/058010
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良輔 大久保
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トヨタ自動車株式会社
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    • B60T8/48Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition connecting the brake actuator to an alternative or additional source of fluid pressure, e.g. traction control systems

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device.
  • Patent Literature 1 discloses that when a hydroplane state is detected, the brake pressure of the drive wheel on the high-pressure side of the left and right drive wheels is reduced to the same pressure on the left and right, and then the same acceleration slip brake A vehicle traction control device that performs control is disclosed. As a result, this traction control device for a vehicle achieves both ensuring the stability of the vehicle behavior in the hydroplane state and ensuring the response of driving wheel slip suppression when the accelerator is depressed in the hydroplane state.
  • the traction control device for a vehicle described in Patent Document 1 as described above has room for further improvement in terms of vehicle behavior stability when a hydroplaning phenomenon occurs, for example.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a vehicle control device capable of stabilizing the behavior of a vehicle when a hydroplaning phenomenon occurs.
  • a vehicle control device includes an adjustment device that can individually adjust the rotational phase of each wheel of the vehicle, and a hydroplaning phenomenon that occurs in the vehicle when the vehicle has a hydroplaning phenomenon. Based on the correlation between the rotational phase and the hydroplaning characteristics representing the difficulty of occurrence of the hydroplaning phenomenon, it is possible to control the adjusting device and control the rotational phase of each wheel individually. And a control device.
  • the correlation between the rotational phase of the wheel and the hydroplaning characteristic is set in advance, and the hydroplaning characteristic is determined based on a contact surface between a tire mounted on the wheel and a road surface. It is determined according to the pattern and can be changed according to the change in the rotational phase of the wheel.
  • the hydroplaning characteristic may be a value relating to a friction coefficient of the wheel according to a rotational phase of the wheel.
  • the control device controls the adjustment device to adjust the rotation phases of the left and right wheels of the vehicle to a rotation phase at which the hydroplaning characteristics of the left and right wheels are equivalent. May be executable.
  • the control device controls the adjustment device to adjust the rotation phase of each wheel of the vehicle to a rotation phase at which the hydroplaning characteristic of each wheel is maximized. It can be executable.
  • the control device controls the adjusting device so that the slip ratio of the wheel is a predetermined slip ratio and a reference slip ratio that can realize the maximum hydroplaning characteristic. Then, the rotation of the wheel can be adjusted so that the rotation phase at which the hydroplaning characteristic of the wheel is maximized is obtained.
  • the control device controls the adjustment device to adjust the rotation phases of the left and right wheels of the vehicle to rotation phases in which the hydroplaning characteristics of the left and right wheels are different from each other, Control for causing the yaw rate of the vehicle to follow the target yaw rate can be executed.
  • the vehicle control device has an effect that the behavior of the vehicle can be stabilized when the hydroplaning phenomenon occurs.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle to which the vehicle control device according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a development view illustrating an example of a tread pattern of a vehicle wheel to which the vehicle control device according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a correlation between the rotational phase of the vehicle and the hydroplaning characteristics in the vehicle control apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of control by the ECU of the vehicle control device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a time chart illustrating an example of control by the ECU of the vehicle control device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of control by the ECU of the vehicle control device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of control by the ECU of the vehicle control device according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle to which the vehicle control device according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a development view illustrating an example of a tread pattern of a vehicle wheel to which the vehicle control device according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the correlation between the rotational phase of the vehicle and the hydroplaning characteristics in the vehicle control device according to the first embodiment, and
  • FIG. 4 is a diagram of control by the ECU of the vehicle control device according to the first embodiment. It is a flowchart explaining an example.
  • the present embodiment is typically applied to a vehicle and has the following components.
  • An ECU capable of selecting a rotation phase corresponding to an appropriate hydroplaning characteristic under the occurrence of a hydroplaning phenomenon.
  • the hydroplaning phenomenon is a vehicle traveling on a wet road surface covered with a water film.
  • water is generated between the tire mounted on the wheel and the road surface.
  • This is a phenomenon in which the membrane enters and pushes up the tire from the road surface, whereby the contact between the tire and the road surface is cut off by the water film on the road surface.
  • tires tend to slip and running stability tends to be impaired.
  • this hydroplaning phenomenon occurs and the driver steers the vehicle. It becomes difficult to perform operations such as braking and driving.
  • the behavior of the vehicle can be stabilized by appropriately adjusting the rotational phase of each wheel of the vehicle. It can be done.
  • the vehicle control device 1 of the present embodiment is a braking control system that is mounted on a vehicle 2 and brakes the vehicle 2 as shown in FIG.
  • the vehicle control device 1 independently controls the braking force of each wheel 3 of the vehicle 2 to independently adjust the rotational phase of each wheel 3 independently, so that the vehicle stability when the hydroplaning phenomenon occurs is controlled.
  • the vehicle 2 includes, as wheels 3, a left front wheel (left front wheel 3) 3FL, a right front wheel (right front wheel 3) 3FR, a left rear wheel (left rear wheel 3) 3RL, and a right rear wheel (right rear side).
  • the wheel 3) is provided with 3RR, but these are simply referred to as the wheel 3 when it is not necessary to separate them.
  • the left and right wheels are a combination of the left front wheel 3FL and the right front wheel 3FR or a combination of the left rear wheel 3RL and the right rear wheel 3RR unless otherwise specified.
  • the vehicle control device 1 includes an accelerator pedal 4, a power source 5, a brake pedal 6, a braking device 7 as an adjustment device, an ECU 8 as a control device, and the like.
  • the power source 5 generates power (torque) according to the operation of the accelerator pedal 4 by the driver, and this power is transmitted to the wheels 3 via a power transmission device (not shown). Generate driving force.
  • the vehicle 2 generates a braking force on the wheel 3 by operating the braking device 7 according to the operation of the brake pedal 6 by the driver.
  • the power source 5 is a driving power source such as an internal combustion engine or an electric motor.
  • the braking device 7 can individually adjust the braking force generated on each wheel 3 of the vehicle 2.
  • the brake device 7 is a variety of hydraulic brake devices in which brake oil, which is a working fluid, is filled in a hydraulic path connected from the master cylinder 9 to a wheel cylinder 11 of each wheel 3 via a hydraulic control device (hydraulic actuator) 10. is there.
  • the hydraulic braking unit 12 operates according to the braking pressure supplied to the wheel cylinder 11 to generate a pressure braking force on the wheel 3.
  • the brake device 7 basically has a master cylinder pressure (operating pressure) applied to the brake oil by the master cylinder 9 according to the pedal depression force (operating force) acting on the brake pedal 6 by the driver operating the brake pedal 6. Is granted.
  • the hydraulic braking unit 12 is activated by a pressure corresponding to the master cylinder pressure acting as a wheel cylinder pressure (braking pressure) in each wheel cylinder 11.
  • Each hydraulic braking unit 12 has a predetermined rotational resistance force according to the wheel cylinder pressure acting on the disk rotor rotating together with the wheel 3 by the brake pad being in contact with and pressed against the disk rotor by the wheel cylinder pressure.
  • a braking force can be applied to the disk rotor and the wheel 3 rotating integrally therewith.
  • the wheel cylinder pressure of the braking device 7 is appropriately adjusted by the hydraulic control device 10 according to the operating state.
  • the hydraulic control device 10 individually adjusts the braking force generated in each wheel 3 by individually increasing, reducing, and holding the wheel cylinder pressure independently.
  • the hydraulic control device 10 is provided on the hydraulic path of the brake oil that connects the master cylinder 9 and the wheel cylinder 11, and increases or decreases the hydraulic pressure in each wheel cylinder 11 by control by the ECU 8 separately from the brake operation of the brake pedal 6. Then, the braking force applied to each wheel 3 is controlled.
  • the hydraulic control device 10 includes, for example, a plurality of pipes, an oil reservoir, an oil pump, each hydraulic pipe connected to each wheel cylinder 11 provided in each wheel 3, and the hydraulic pressure of each hydraulic pipe is increased, reduced, It comprises a plurality of electromagnetic valves for holding, and is controlled by the ECU 8.
  • the hydraulic control device 10 functions as a working fluid pressure adjusting unit that transmits the hydraulic pressure (master cylinder pressure) in the hydraulic piping as it is or pressurizes and depressurizes it to each wheel cylinder 11 described later in accordance with a control command of the ECU 8.
  • the hydraulic control device 10 is a wheel that acts on the wheel cylinder 11 according to the amount of operation (depression amount) of the brake pedal 6 by the driver, for example, by driving an oil pump or a predetermined electromagnetic valve in accordance with a control command of the ECU 8.
  • the cylinder pressure can be adjusted.
  • an oil pump or a predetermined electromagnetic valve is driven in accordance with a control command of the ECU 8, so that the wheel cylinder pressure acting on the wheel cylinder 11 is increased.
  • the hydraulic control device 10 can set the mode individually for each wheel cylinder 11 of each wheel 3 according to the traveling state of the vehicle 2 under the control of the ECU 8. That is, the hydraulic control device 10 can individually adjust the braking force acting on each wheel 3 according to the traveling state of the vehicle 2 regardless of the operation of the brake pedal 6 by the driver.
  • the ECU 8 controls driving of each part of the vehicle 2 and includes an electronic circuit mainly composed of a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and an interface.
  • the ECU 8 is electrically connected to various sensors and detection devices attached to various parts of the vehicle 2 and receives an electrical signal corresponding to the detection result.
  • the ECU 8 is generated in each wheel speed sensor 13 that detects the rotational speed of each wheel 3, a yaw rate sensor 14 that detects the yaw rate of the vehicle 2, a steering angle sensor 15 that detects the steering angle of the vehicle 2, and the vehicle body of the vehicle 2.
  • a longitudinal acceleration sensor 16 for detecting the acceleration in the longitudinal direction (traveling direction), a master cylinder pressure sensor 17 for detecting the master cylinder pressure, and each wheel cylinder pressure sensor 18 for detecting the wheel cylinder pressure of each wheel 3 are connected. .
  • the wheel cylinder pressure detected by the wheel cylinder pressure sensor 18 is a value corresponding to the magnitude of the braking force generated by the hydraulic braking unit 12 of each wheel 3.
  • the ECU 8 executes the stored control program on the basis of various input signals and various maps input from various sensors, thereby allowing each part of the vehicle 2 such as the power source 5 and the hydraulic control device 10 of the braking device 7 to be executed. Drive signals are output to control these drives.
  • the ECU 8 controls the hydraulic control device 10 in accordance with the traveling state of the vehicle 2 and individually sets the wheel cylinder pressures of the wheel cylinders 11 provided on the respective wheels 3 (hereinafter sometimes simply referred to as “brake hydraulic pressure”).
  • the braking force control function and the like can be realized by controlling the braking force at each wheel 3 individually.
  • the vehicle control device 1 of the present embodiment when the hydroplaning phenomenon occurs in the vehicle 2, the ECU 8 controls the braking device 7 based on the correlation between the rotational phase of the wheels 3 and the hydroplaning characteristics, Rotation phase control for individually adjusting the rotation phase of each wheel 3 is executed. As a result, the vehicle control device 1 stabilizes the behavior of the vehicle 2 when the hydroplaning phenomenon occurs.
  • the hydroplaning characteristic is an index representing the difficulty of occurrence of the hydroplaning phenomenon in each wheel 3, and the greater the value, the less likely the hydroplaning phenomenon occurs.
  • the hydroplaning characteristic is a performance related to difficulty in reducing the tire ⁇ performance due to the wheel 3 floating on the wet road surface.
  • this hydroplaning characteristic is typically determined according to the tread pattern 31 of the tire 30 as shown in FIG.
  • the tread pattern 31 is a groove pattern formed on the outer peripheral surface of the tire 30 attached to the wheel 3.
  • the hydroplaning phenomenon that occurs in each wheel 3 of the vehicle 2 is that the amount of water that has entered between the tire 30 attached to the wheel 3 and the road surface is the drainage performance due to the action of the grooves of the tread pattern 31. When the (drainage capacity) is exceeded, the water between the tire 30 and the road surface cannot be completely drained.
  • the drainage performance of the tire 30 is determined according to the tread pattern 31 and the like on the contact surface between the tire 30 and the road surface. That is, the hydroplaning characteristic for each rotational phase of the wheel 3 is typically determined by the drainage performance of the ground contact surface of the tire 30, and the pattern of the ground contact surface between the tire 30 and the road surface according to the tread pattern 31. It depends on your needs. That is, this hydroplaning characteristic changes with the change of the pattern (tread pattern 31) of the contact surface between the tire 30 and the road surface according to the change of the rotational phase of the wheel 3.
  • the hydroplaning characteristic is the friction coefficient of the wheel 3 during the wet road surface traveling according to the rotational phase of the wheel 3 (the friction coefficient between the wheel 3 and the road surface, hereinafter referred to as “tire ⁇ ”).
  • the rotation phase of the wheel 3 here is a phase corresponding to the rotation angle of the wheel 3.
  • the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristics of the present embodiment is preset based on actual vehicle evaluation or the like, and is stored in the storage unit of the ECU 8 as a map or a mathematical model.
  • FIG. 3 is an example of a hydroplaning characteristic map m1 representing the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristic.
  • This hydroplaning characteristic map m1 describes the relationship between the tire ⁇ during running on a wet road surface corresponding to the hydroplaning characteristic, the slip ratio of the wheel 3, and the rotational phase of the wheel 3, and is stored in the storage unit of the ECU 8. It is remembered.
  • the slip rate of the wheel 3 is an index representing slip (slip) between the tire of the wheel 3 and the road surface.
  • the horizontal axis indicates the slip ratio of the vehicle 2
  • the vertical axis indicates the tire ⁇ when running on a wet road surface
  • the relationship between the slip ratio for each unit rotation phase of the wheel 3 and the tire ⁇ is an actual vehicle evaluation.
  • the hydroplaning characteristic map m1 corresponds to a ⁇ -S characteristic (tire ⁇ -slip ratio characteristic) diagram during wet road running for each unit rotational phase of the wheel 3.
  • the braking force generated on the wheels 3 during wet road running varies according to the tire ⁇ during wet road running, and tends to increase as the tire ⁇ increases.
  • the tire ⁇ during wet road running generally increases with an increase in the slip ratio at each rotational phase, and is the maximum value at the peak ⁇ slip ratio.
  • the peak ⁇ tends to decrease again.
  • the hydroplaning characteristics that is, the tire ⁇ when running on a wet road surface, the rotational phase of the wheel 3 is relatively high when the groove density of the tread pattern 31 on the ground contact surface of the tire 30 is relatively high. It tends to be higher. This is because the drainage performance on the ground contact surface of the tire 30 is relatively high.
  • the tire ⁇ during running on a wet road surface tends to be relatively low when the rotational phase of the wheel 3 is a phase in which the groove density of the tread pattern 31 on the ground contact surface of the tire 30 is relatively low. This is because the drainage performance on the ground contact surface of the tire 30 is relatively low.
  • the tire ⁇ (hydroplaning characteristics) during running on the wet road surface may be a phase in which the tread pattern 31 is similar and the groove density and drainage performance are the same even when the rotational phase of the wheels 3 is different. Almost the same value.
  • the tread pattern 31 is similar in the rotational phases indicated by the encircled lines A1, A2, and A3 in FIG. 2, and the tire ⁇ (hydroplaning characteristics) corresponding to these phases when running on a wet road surface is approximately Equivalent and relatively high values.
  • the ECU 8 of the present embodiment executes rotational phase control for individually adjusting the rotational phase of each wheel 3 by controlling the braking device 7 based on the hydroplaning characteristic map m1.
  • the ECU 8 is described as executing the rotational phase control using the hydroplaning characteristic map m1 illustrated in FIG. 3, but is not limited thereto.
  • the ECU 8 may execute the rotational phase control based on a mathematical model corresponding to the hydroplaning characteristic map m1 illustrated in FIG.
  • the braking device 7 of this embodiment can adjust the rotational phase of each wheel 3 separately by adjusting the brake hydraulic pressure of each wheel 3 separately, and adjusting the braking force in each wheel 3 separately.
  • the ECU 8 controls the hydraulic control device 10 of the braking device 7 and independently adjusts the magnitude of the brake hydraulic pressure, the change speed, etc. of each wheel 3 to independently control the rotational phase of each wheel 3. Can be controlled.
  • the vehicle control device 1 includes, for example, a rotation phase sensor 19 that detects the rotation phase of each wheel 3 as a mechanism for determining the rotation phase of each wheel 3.
  • a rotation phase sensor 19 for example, a sensor that detects the rotation phase of the wheel 3 using an encoder or the like, a rotation angle sensor that detects a rotation angle as a pulse signal, or the like can be used.
  • Each rotational phase sensor 19 is connected to the ECU 8, and the ECU 8 can determine the rotational phase of each wheel 3 based on the detection result of each rotational phase sensor 19.
  • the vehicle control device 1 is not limited to this, and is configured not to include the rotational phase sensor 19 but to determine the rotational phase of each wheel 3 by the ECU 8 integrating the detection values of the respective wheel speed sensors 13. Also good.
  • the ECU 8 controls the hydraulic control device 10 of the braking device 7 to independently adjust the brake hydraulic pressure magnitude, change speed, and the like of each wheel 3 so that the slip ratio and slip of each wheel 3 are adjusted.
  • the rate rate can also be controlled individually and independently.
  • the braking device 7 can individually adjust the brake hydraulic pressure of each wheel 3 and individually adjust the braking force at each wheel 3 to individually adjust the slip ratio and the slip ratio speed of each wheel 3.
  • the slip ratio is an index representing slip (slip) between the tire of the wheel 3 and the road surface
  • the slip ratio speed is an index representing the amount of change in the slip ratio per unit time. is there.
  • the braking device 7 can change the slip ratio by changing the magnitude of the brake hydraulic pressure, and the slip ratio speed by changing the change speed (pressure increase speed, pressure reduction speed) of the brake hydraulic pressure.
  • the ECU 8 can obtain the slip rate speed of the wheel 3 using various known methods. For example, the ECU 8 can calculate the slip rate speed (in other words, the change rate of the slip rate) S ⁇ dot (dS / dt) of the wheel 3 by calculating the time differential value of the slip rate. Note that the slip rate speed fluctuates according to, for example, the depression speed of the brake pedal 6 by the driver, and tends to be relatively fast as the depression operation becomes faster.
  • the ECU 8 of this embodiment also functions as a device that determines whether or not the vehicle 2 is in a situation where a hydroplaning phenomenon occurs based on the detection results of various sensors and detection devices.
  • the ECU 8 can detect and predict the occurrence of the hydroplaning phenomenon using various known methods. For example, the ECU 8 may estimate the traveling speed and the vehicle speed of the tire 30 where the hydroplaning phenomenon occurs by simulation using a finite element method, and thereby detect the occurrence of the hydroplaning phenomenon. Further, the ECU 8 estimates the vehicle speed at which the hydroplaning phenomenon occurs based on, for example, the amount of water on the road surface detected based on the road noise generated while the vehicle is traveling and the vehicle speed. Occurrence may be detected.
  • the ECU 8 estimates the vehicle speed at which the hydroplaning phenomenon occurs, for example, from the balance between the ground pressure of the tire 30 and the dynamic pressure of water that enters between the tire and the road surface, thereby generating the hydroplaning phenomenon. May be detected. Further, the ECU 8 may detect the occurrence of the hydroplaning phenomenon by detecting that the steering torque is small relative to the magnitude of the steering angle detected by the steering angle sensor 15, for example. Further, the ECU 8, for example, based on the dynamic load radius of the side portion of the tire 30, the dynamic load radius of the central portion of the tire 30 and the air pressure of the tire 30 when viewed from the rolling direction of the tire 30 of the vehicle 2.
  • the vehicle speed at which the planing phenomenon occurs may be estimated, and thereby the occurrence of the hydroplaning phenomenon may be detected.
  • the ECU 8 also detects the brake hydraulic pressure of each wheel 3 detected by each wheel cylinder pressure sensor 18, the actual deceleration (braking force) detected by the longitudinal acceleration sensor 16, and the wheel of each wheel 3 detected by each wheel speed sensor 13.
  • the occurrence of a hydroplaning phenomenon may be detected based on a correlation such as speed.
  • the ECU 8 of this embodiment detects that the hydroplaning phenomenon occurs in the vehicle 2, the ECU 8 controls the braking device 7 based on the hydroplaning characteristic map m1, thereby rotating the rotational phase of each wheel 3.
  • Rotation phase control is performed to adjust each individually.
  • the ECU 8 controls the braking device 7 based on the detection result by the rotational phase sensor 19 and the hydroplaning characteristic map m1, and determines the rotational phases of the left and right wheels 3 of the vehicle 2 in the left and right directions.
  • the hydroplaning characteristic equalization control is executed to adjust the rotational phase so that the hydroplaning characteristics of the wheels 3 are equal. That is, as the rotational phase control, the ECU 8 performs hydroplaning characteristic equalization control that controls the braking device 7 and individually adjusts the rotational phases of the left and right wheels 3 of the vehicle 2 to equalize the hydroplaning characteristics.
  • the ECU 8 controls the hydraulic control device 10 of the braking device 7 to independently adjust the brake hydraulic pressure magnitude, change speed, etc. of each wheel 3 and to independently control the slip rate, slip rate speed, etc.
  • the hydroplaning characteristics are made equal by adjusting the rotational phases of the left and right wheels 3 individually.
  • the ECU 8 may execute hydroplaning characteristic equalization control so as to select and match the hydroplaning characteristic of any one of the left and right wheels.
  • the ECU 8 may select the target hydroplaning characteristic based on the hydroplaning characteristics of the left and right wheels, and execute the hydroplaning characteristic equalization control so as to obtain the target hydroplaning characteristic.
  • the ECU 8 executes the hydroplaning characteristic equalization control so that the left and right wheels 3 are traveling on a wet road surface.
  • the tire ⁇ is controlled to be equal.
  • the ECU 8 independently performs hydroplaning characteristic equalization control for the left front wheel 3FL and the right front wheel 3FR and hydroplaning characteristic equalization control for the left rear wheel 3RL and the right rear wheel 3RR as rotational phase control. What should I do?
  • the ECU 8 executes the rotation phase control when the hydroplaning phenomenon occurs in the vehicle 2.
  • the contact surface between the tire 30 and the road surface has various patterns according to the tread pattern 31 for each rotation phase of the tire 30. That is, the hydroplaning phenomenon greatly depends on the pattern of the contact surface between the tire 30 and the road surface, in other words, the tread pattern 31. For this reason, under conditions where the hydroplaning phenomenon begins to occur (conditions such as vehicle speed and water thickness), the hydroplaning characteristics of each wheel 3 change due to the change in the ground contact surface pattern of the tire 30 in accordance with the rotational phase of the wheel 3, and the mutual May be different.
  • the vehicle control apparatus 1 causes the ECU 8 to rotate the wheel 3 and the hydroplaning characteristics (wet road running) as shown in the hydroplaning characteristic map m1 in FIG. Rotational phase control is performed based on the correlation with the tires ⁇ ).
  • the vehicle control device 1 executes rotational phase control in accordance with the hydroplaning characteristic of each wheel 3 and controls the pattern of the ground contact surface of the tire 30 of each wheel 3 through adjustment of the rotational phase of each wheel 3. Therefore, the hydroplaning characteristics of each wheel 3 can be adjusted appropriately.
  • the vehicle control apparatus 1 controls the behavior of the vehicle 2 when the hydroplaning phenomenon occurs, by the ECU 8 executing the rotational phase control of each wheel 3 in a feedforward manner and adjusting the rotational phase of each wheel 3.
  • the braking stability can be improved.
  • the vehicle control device 1 aligns the hydroplaning characteristics on the left and right wheels of the vehicle 2 under the situation where the hydroplaning phenomenon occurs. Can do.
  • the vehicle control apparatus 1 can arrange
  • the vehicle control device 1 can prevent the driver from performing extra steering, for example.
  • control routines are repeatedly executed at a control cycle of several ms to several tens of ms. Further, the control described below is performed independently for the combination of the left front wheel 3FL and the right front wheel 3FR (that is, the front side) and the combination of the left rear wheel 3RL and the right rear wheel 3RR (that is, the rear side). Executed.
  • the ECU 8 determines whether or not the current traveling state of the vehicle 2 is a state in which a hydroplaning phenomenon occurs (ST1).
  • the ECU 8 determines whether or not the vehicle 2 is in a situation where a hydroplaning phenomenon occurs based on detection results from various sensors and detection devices.
  • the ECU 8 determines whether the hydroplaning characteristics are the same for each rotation phase of the right wheel and the left wheel (ST3). ). For example, the ECU 8 determines whether or not the right and left wheels have the same hydroplaning characteristics based on the detection result of each rotational phase sensor 19 and the hydroplaning characteristics map m1 illustrated in FIG.
  • the ECU 8 determines that the hydroplaning characteristics are not equal between the right wheel and the left wheel (ST3: No)
  • the ECU 8 controls the braking device 7 and executes hydroplaning characteristics equalization control as the rotational phase control (ST4).
  • the control cycle ends, and the process proceeds to the next control cycle.
  • the ECU 8 rotates the left and right wheels so that the hydroplaning characteristics match between the left and right wheels based on the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristics as shown in the hydroplaning characteristics map m1 in FIG.
  • the phase can be adjusted individually and independently.
  • the ECU 8 determines in ST1 that the hydroplaning phenomenon does not occur in the vehicle 2 (ST1: No), the ECU 8 determines in ST2 that the rotational phases of the wheels 3 are aligned on the left and right wheels (ST2: Yes). ), When it is determined in ST3 that the right and left wheels have the same hydroplaning characteristics (ST3: Yes), the following control is performed. That is, the ECU 8 executes normal brake control (ST5) regardless of the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristics as shown in the hydroplaning characteristics map m1 in FIG. 3 (ST5). To end the next control cycle.
  • the braking device 7 and the ECU 8 are provided.
  • the braking device 7 can individually adjust the rotational phase of each wheel 3 of the vehicle 2.
  • the ECU 8 controls the braking device 7 based on the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristic indicating the difficulty of the hydroplaning phenomenon. Control for individually adjusting the rotation phase of each wheel 3 can be executed.
  • the vehicle control device 1 can individually adjust the rotational phase of each wheel 3 and can individually adjust the hydroplaning characteristics of each wheel 3, the behavior of the vehicle 2 when the hydroplaning phenomenon occurs can be determined. Can be stabilized.
  • FIG. 5 is a time chart for explaining an example of control by the ECU of the vehicle control device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of control by the ECU of the vehicle control device according to the second embodiment.
  • the vehicle control apparatus according to the second embodiment is different from the first embodiment in the content of rotational phase control.
  • the overlapping description is abbreviate
  • FIG. 1 for details of each configuration of the vehicle control device according to the second embodiment, refer to FIG. 1 as appropriate (the same applies to the following embodiments).
  • the braking device 7 is based on the hydroplaning characteristic map m1 (see FIG. 3).
  • the rotational phase control for individually adjusting the rotational phase of each wheel 3 is executed.
  • the ECU 8 controls the braking device 7 on the basis of the detection result by the rotational phase sensor 19 and the hydroplaning characteristic map m1, and determines the rotational phase of each wheel 3 of the vehicle 2 to each wheel.
  • the hydroplaning characteristic maximization control is performed to adjust the rotation phase so that the hydroplaning characteristic of 3 is maximized. That is, as the rotational phase control, the ECU 8 performs hydroplaning characteristic maximization control for controlling the braking device 7 and individually adjusting the rotational phase of each wheel 3 of the vehicle 2 to maximize the hydroplaning characteristic.
  • the ECU 8 controls the hydraulic control device 10 of the braking device 7 to independently adjust the brake hydraulic pressure magnitude, change speed, etc. of each wheel 3 and to independently control the slip rate, slip rate speed, etc. Adjust the rotational phase of each wheel 3 individually to maximize the hydroplaning characteristics. For example, the ECU 8 selects the maximum value of the hydroplaning characteristic as the target hydroplaning characteristic based on the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristic as shown in the hydroplaning characteristic map m1 of FIG. The hydroplaning characteristic maximization control is executed so as to achieve the target hydroplaning characteristic.
  • the ECU 8 executes the hydroplaning characteristic maximization control to thereby execute the tire ⁇ during running on the wet road surface of each wheel 3. Is controlled to be the maximum, that is, the peak ⁇ .
  • the ECU 8 controls the braking device 7 so that when the slip rate of the wheel 3 reaches a preset reference slip rate, the rotational phase at which the hydroplaning characteristic of the wheel 3 is maximized is obtained.
  • the rotation of the wheel 3 is adjusted.
  • the reference slip ratio is a slip ratio determined in advance, and is a slip ratio that can realize the maximum value of the hydroplaning characteristics.
  • the hydroplaning characteristics that is, the tire ⁇ during wet road running, increases as the slip ratio increases at each rotational phase as shown in FIG. It tends to decrease again to the maximum value ⁇ .
  • the maximum value of the peaks ⁇ of all rotation phases is the peak ⁇ max
  • the rotation phase capable of generating the peak ⁇ max is the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax
  • the peak ⁇ max is generated with the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax.
  • the slip ratio that can be made is the peak ⁇ slip ratio Smax.
  • the ECU 8 adjusts the rotation phase by adjusting the rotation of the wheel 3 so that the rotation phase of the wheel 3 becomes the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax when the actual slip rate of the wheel 3 is the peak ⁇ slip ratio Smax.
  • the vehicle control device 201 can generate the maximum hydroplaning characteristic, that is, the peak ⁇ max, at the wheel 3.
  • the peak ⁇ max the maximum hydroplaning characteristic, that is, the peak ⁇ max, at the wheel 3.
  • the braking force generated on the wheel 3 during the wet road surface traveling is the maximum ⁇ generated rotational phase Pmax, and the tire ⁇ during the wet road surface traveling is The maximum braking force is reached when the peak ⁇ max is reached.
  • the ECU 8 sets the peak ⁇ slip ratio Smax in advance as a reference slip ratio based on actual vehicle evaluation or the like.
  • the horizontal axis represents the time axis
  • the vertical axis represents the brake hydraulic pressure
  • the slip ratio of the wheel 3 and the rotation phase.
  • the ECU 8 detects that the hydroplaning phenomenon occurs in the vehicle 2 at the time t1, the actual slip rate of the wheel 3 in the current braking state (rotation state) is the reference slip rate (peak ⁇ slip). It is determined whether or not the rotational phase when the ratio Smax) reaches the maximum ⁇ -generated rotational phase Pmax.
  • the ECU 8 determines that the rotational phase becomes the maximum ⁇ -generated rotational phase Pmax when the actual slip rate of the wheel 3 becomes the reference slip rate even in the braking state as it is, the ECU 8 executes normal brake control. In this case, the ECU 8 executes normal brake control regardless of the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristics as shown in the hydroplaning characteristics map m1 of FIG.
  • the ECU 8 has the maximum rotational phase at time t2 when the actual slip rate of the wheel 3 becomes the reference slip rate (peak ⁇ slip rate Smax) in the braking state as it is.
  • control is performed as follows. That is, the ECU 8 controls the braking device 7 so that the rotation phase becomes the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax when the actual slip rate of the wheel 3 becomes the reference slip rate, and the brake hydraulic pressure of each wheel 3 is increased. Then, the rotation speed of the wheel 3 is adjusted by independently adjusting the change speed and the like to increase / decrease the slip ratio and the slip ratio speed (slip ratio change gradient).
  • the ECU 8 adjusts the rotation of the wheel 3 by reducing the change speed of the brake hydraulic pressure and reducing the slip rate speed.
  • the ECU 8 can set the rotation phase of the wheel 3 to the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax at the time t3 when the actual slip ratio of the wheel 3 becomes the reference slip ratio (peak ⁇ slip ratio Smax).
  • the vehicle control device 201 can set the tire ⁇ at the time of wet road running to the peak ⁇ max, and can generate the maximum braking force on the wheels 3.
  • the vehicle control device 201 configured as described above executes the rotational phase control in accordance with the hydroplaning characteristics of each wheel 3 and adjusts the rotational phase of each wheel 3 to the pattern of the ground contact surface of the tire 30 of each wheel 3. Therefore, the hydroplaning characteristic of each wheel 3 can be adjusted appropriately.
  • the vehicle control apparatus 201 controls the behavior of the vehicle 2 when the hydroplaning phenomenon occurs by the ECU 8 performing the rotational phase control of each wheel 3 in a feed forward manner and adjusting the rotational phase of each wheel 3. For example, the braking stability can be improved.
  • the vehicle control device 201 since the ECU 8 executes the hydroplaning characteristic maximization control as the rotational phase control, the vehicle control device 201 has the rotational phase having the highest hydroplaning characteristic in the wheel 3 under the situation where the hydroplaning phenomenon occurs. You can choose. Thereby, for example, when the hydroplaning phenomenon occurs, the vehicle control device 201 returns to the state in which the maximum braking force can be generated in each wheel 3 in a short time, and quickly returns from the hydroplaning state. Therefore, the braking distance can be relatively shortened.
  • the ECU 8 determines whether or not the current traveling state of the vehicle 2 is a state in which a hydroplaning phenomenon occurs (ST201).
  • the ECU 8 determines that the vehicle 2 is in a situation where a hydroplaning phenomenon occurs (ST201: Yes), the detection result of each wheel speed sensor 13 and each rotational phase sensor 19, the hydroplaning characteristic map m1 illustrated in FIG. Based on the above, it is determined whether or not the rotation phase of the wheel 3 when the actual slip rate of the wheel 3 becomes the reference slip rate in the current braking state becomes the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax (ST202). ). That is, the ECU 8 determines whether or not the rotational phase becomes the maximum ⁇ generation rotational phase Pmax when the actual slip ratio becomes the reference slip ratio when the slip ratio changes at the current slip ratio speed.
  • the reference slip ratio is set to the peak ⁇ slip ratio Smax that can realize the peak ⁇ max and the maximum braking force.
  • the ECU 8 determines that the rotational phase of the wheel 3 does not become the maximum ⁇ generation rotational phase Pmax when the actual slip rate of the wheel 3 becomes the reference slip rate in the braking state as it is (ST202: No). Make a decision. That is, the ECU 8 sets the rotational phase of the wheel 3 to the maximum ⁇ generation rotational phase Pmax based on the detection result of each wheel speed sensor 13 and each rotational phase sensor 19 and the hydroplaning characteristic map m1 illustrated in FIG. It is then determined whether the brake hydraulic pressure can be controlled (ST203).
  • the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax is a rotation phase at which the hydroplaning characteristic (the tire ⁇ during running on a wet road surface) has a maximum value (peak ⁇ max).
  • the braking device 7 is controlled to equalize the hydroplaning characteristics as the rotation phase control. Control is executed (ST204), the current control cycle is terminated, and the next control cycle is started.
  • the brake hydraulic pressure cannot be controlled so that the rotational phase of the wheel 3 becomes the maximum ⁇ generation rotational phase Pmax, for example, until the actual slip ratio becomes the reference slip ratio even if the brake hydraulic pressure is maximized or minimized.
  • the rotation phase of the wheel 3 cannot be adjusted to the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax.
  • the ECU 8 controls the left and right wheels so that the hydroplaning characteristics are matched based on the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristics as shown in the hydroplaning characteristics map m1 in FIG. Adjust the rotation phase of the wheel independently.
  • the ECU 8 determines that the brake hydraulic pressure can be controlled so that the rotational phase of the wheel 3 becomes the maximum ⁇ generation rotational phase Pmax (ST203: Yes)
  • the hydroplaning characteristic is maximized as the rotational phase control by controlling the braking device 7.
  • Control is executed (ST205), the current control cycle is terminated, and the next control cycle is started. Accordingly, the ECU 8 determines the rotational phase so that the hydroplaning characteristic is maximized at each wheel 3 based on the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristic as shown in the hydroplaning characteristic map m1 of FIG. Can be adjusted individually and independently.
  • the ECU 8 determines in ST201 that the hydroplaning phenomenon does not occur in the vehicle 2 (ST201: No), the actual slip rate of the wheel 3 becomes the reference slip rate even in the braking state as it is in ST202. If it is determined that the rotation phase is the maximum ⁇ generation rotation phase Pmax (ST202: Yes), the following control is performed. That is, the ECU 8 executes normal brake control (ST206) regardless of the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristics as shown in the hydroplaning characteristics map m1 in FIG. To end the next control cycle.
  • the vehicle control apparatus 201 can individually adjust the rotation phase of each wheel 3 and can individually adjust the hydroplaning characteristics of each wheel 3, when the hydroplaning phenomenon occurs.
  • the behavior of the vehicle 2 can be stabilized.
  • the ECU 8 controls the braking device 7 so that the rotational phase of each wheel 3 of the vehicle 2 is maximized, and the hydroplaning characteristic of each wheel 3 is maximized. Control to adjust to the rotational phase can be executed. Therefore, for example, the vehicle control device 201 can return from the hydroplaning state at an early stage when the hydroplaning phenomenon occurs, and can shorten the braking distance relatively.
  • the ECU 8 described above may execute the hydroplaning characteristic equalization control and the hydroplaning characteristic maximization control in combination as the rotational phase control.
  • the ECU 8 controls the braking device 7 so that the rotation phases of the left and right wheels 3 of the vehicle 2 are the rotation phases at which the hydroplaning characteristics of the left and right wheels 3 are equivalent, and the hydroplaning of each wheel 3 is performed. Adjust the rotation phase to maximize the characteristics.
  • the vehicle control device 201 can more reliably achieve both the straight running stability improvement and the early return from the hydroplaning state.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of control by the ECU of the vehicle control device according to the third embodiment.
  • the vehicle control apparatus according to the third embodiment is different from the first and second embodiments in the content of rotational phase control.
  • the ECU 8 of the vehicle control device 301 detects that a hydroplaning phenomenon occurs in the vehicle 2, the braking device 7 is based on the hydroplaning characteristic map m1 (see FIG. 3). By controlling this, the rotational phase control for individually adjusting the rotational phase of each wheel 3 is executed.
  • the ECU 8 can execute the target yaw rate follow-up control by controlling the braking device 7 based on the detection result by the rotation phase sensor 19 and the hydroplaning characteristic map m1 as the rotation phase control.
  • the rotational phase of the left and right wheels 3 of the vehicle 2 is adjusted to a rotational phase in which the hydroplaning characteristics of the left and right wheels 3 are different from each other, so that the yaw rate of the vehicle 2 follows the target yaw rate.
  • the ECU 8 executes the target yaw rate follow-up control as the rotational phase control, and thus the behavior of the vehicle 2 that occurs due to the hydroplaning characteristics of the left and right wheels 3 being different from each other, the yaw rate of the vehicle 2 is targeted. Can be reflected in the control to follow the yaw rate.
  • the vehicle control device 301 can improve the control accuracy of the target yaw rate tracking control.
  • the ECU 8 sets a target yaw rate using various known methods when the vehicle 2 is turning. For example, the ECU 8 is generated in the vehicle 2 when it is assumed that the vehicle 2 is performing a predetermined circular turning motion from the rudder angle and the vehicle speed based on detection results by the wheel speed sensors 13 and the rudder angle sensor 15. The yaw rate is calculated and set as the target yaw rate.
  • the ECU 8 executes the target yaw rate follow-up control as the rotational phase control by controlling the braking device 7 so that the actual yaw rate of the vehicle 2 detected by the yaw rate sensor 14 approaches the target yaw rate.
  • the ECU 8 considers the degree of deflection of the vehicle body 2 in the yaw direction due to the difference in the hydroplaning characteristics of the left and right wheels 3, that is, the difference in the tires ⁇ when the left and right wheels 3 travel on the wet road surface.
  • the target hydroplaning characteristic of each wheel 3 is set.
  • the ECU 8 controls the braking device 7 based on the deviation between the hydroplaning characteristic of each wheel 3 and the target hydroplaning characteristic to individually adjust the rotational phase of each wheel 3 so that the hydroplaning characteristic of each wheel 3 is Target yaw rate follow-up control is executed to achieve the target hydroplaning characteristics.
  • the vehicle control device 301 can improve the turning stability of the vehicle 2.
  • the ECU 8 determines whether or not the current traveling state of the vehicle 2 is a state in which a hydroplaning phenomenon occurs (ST301).
  • the ECU 8 determines that the hydroplaning phenomenon occurs in the vehicle 2 (ST301: Yes), whether the vehicle 2 is currently turning based on the detection results of the yaw rate sensor 14, the steering angle sensor 15, and the like. Is determined (ST302).
  • ECU8 when it determines with the vehicle 2 currently turning (ST302: Yes), based on the detection result by each wheel speed sensor 13, the steering angle sensor 15, etc., sets a target yaw rate (ST303).
  • the ECU 8 controls the braking device 7 based on the deviation between the actual yaw rate detected by the yaw rate sensor 14 and the target yaw rate set in ST303, and executes target yaw rate follow-up control as rotational phase control ( ST304), the current control cycle is terminated, and the process proceeds to the next control cycle.
  • the ECU 8 controls each wheel 3 so that the actual yaw rate follows the target yaw rate based on the deviation between the actual yaw rate and the target yaw rate, the detection result by the rotational phase sensor 19, and the hydroplaning characteristic map m1. Can be independently and independently adjusted.
  • the ECU 8 determines in ST301 that the vehicle 2 is not in a situation where a hydroplaning phenomenon occurs (ST201: No) as follows. To control. That is, the ECU 8 executes normal brake control (ST305) regardless of the correlation between the rotational phase of the wheel 3 and the hydroplaning characteristics as shown in the hydroplaning characteristics map m1 in FIG. To end the next control cycle.
  • the vehicle control device 301 can individually adjust the rotational phase of each wheel 3 and can individually adjust the hydroplaning characteristics of each wheel 3, when the hydroplaning phenomenon occurs.
  • the behavior of the vehicle 2 can be stabilized.
  • the ECU 8 controls the braking device 7 so that the rotational phases of the left and right wheels 3 of the vehicle 2 are determined according to the hydroplaning characteristics of the left and right wheels 3. It is possible to execute control in which the yaw rate of the vehicle 2 follows the target yaw rate by adjusting the rotational phases to be different from each other. Therefore, for example, the vehicle control device 301 can suppress a decrease in control accuracy of control for causing the yaw rate to follow the target yaw rate even when the hydroplaning phenomenon occurs, and improve the turning stability of the vehicle 2. can do.
  • the vehicle control device according to the above-described embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims.
  • the vehicle control device according to the present embodiment may be configured by appropriately combining the components of the embodiments described above.
  • control device of the vehicle control device has been described as an ECU that controls each part of the vehicle.
  • control device is not limited to this, and is configured separately from the ECU, for example. Alternatively, it may be configured to exchange information such as drive signals and control commands.
  • the vehicle control device has been described as a braking control system for braking the vehicle, but is not limited thereto, and may be a drive control system for driving the vehicle.
  • the vehicle control device independently controls the driving force of each wheel of the vehicle independently, thereby independently adjusting the rotational phase of each wheel and improving the vehicle stability during the hydroplaning phenomenon. It may be a thing.
  • the adjusting device is configured to be able to individually adjust the rotational phase of each wheel by individually adjusting the driving force in each wheel.
  • Vehicle control device 2 Vehicle 3 Wheel 3RR Right rear wheel 3FR Right front wheel 3RL Left rear wheel 3FL Left front wheel 7 Braking device (adjustment device) 8 ECU (control device) 30 tire 31 tread pattern

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Abstract

 車両制御装置(1)は、調節装置(7)と、制御装置(8)とを備える。調節装置(7)は、車両(2)の各車輪(3)の回転位相を個別に調節可能である。制御装置(8)は、車両(2)にハイドロプレーニング現象が発生する場合に、車輪(3)の回転位相とハイドロプレーニング現象の発生のしにくさを表すハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、調節装置(7)を制御し、各車輪(3)の回転位相を個別に調節する制御を実行可能である。したがって、車両制御装置(1)は、ハイドロプレーニング現象が発生した際に車両の挙動を安定化させることができる、という効果を奏する。

Description

車両制御装置
 本発明は、車両制御装置に関する。
 従来の車両制御装置として、特許文献1には、ハイドロプレーン状態の検出時、左右駆動輪のうち高圧側の駆動輪のブレーキ圧力を左右同圧となるまで減圧し、その後、同一の加速スリップブレーキ制御を行なう車両用トラクション制御装置が開示されている。これにより、この車両用トラクション制御装置は、ハイドロプレーン状態での車両挙動の安定性確保とハイドロプレーン状態でのアクセル踏み込み時に駆動輪スリップ抑制の応答性確保との両立を図っている。
特開平05-178187号公報
 ところで、上述のような特許文献1に記載されている車両用トラクション制御装置は、例えば、ハイドロプレーニング現象が発生した際の車両の挙動安定性の点でさらなる改善の余地がある。
 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ハイドロプレーニング現象が発生した際に車両の挙動を安定化させることができる車両制御装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、車両の各車輪の回転位相を個別に調節可能である調節装置と、前記車両にハイドロプレーニング現象が発生する場合に、前記車輪の回転位相と前記ハイドロプレーニング現象の発生のしにくさを表すハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、前記調節装置を制御し、前記各車輪の回転位相を個別に調節する制御を実行可能である制御装置とを備えることを特徴とする。
 また、上記車両制御装置では、前記車輪の回転位相と前記ハイドロプレーニング特性との相関関係は、予め設定されており、前記ハイドロプレーニング特性は、前記車輪に装着されるタイヤと路面との接地面のパターンに応じて定まり、前記車輪の回転位相の変化に応じて変化するものとすることができる。
 また、上記車両制御装置では、前記ハイドロプレーニング特性は、前記車輪の回転位相に応じた前記車輪の摩擦係数に関する値であるものとすることができる。
 また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記調節装置を制御し、前記車両の左右の車輪の回転位相を、当該左右の車輪の前記ハイドロプレーニング特性が同等となる回転位相に調節する制御を実行可能であるものとすることができる。
 また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記調節装置を制御し、前記車両の前記各車輪の回転位相を、当該各車輪の前記ハイドロプレーニング特性が最大となる回転位相に調節する制御を実行可能であるものとすることができる。
 また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記調節装置を制御し、前記車輪のスリップ率が予め定められたスリップ率であって最大の前記ハイドロプレーニング特性を実現可能である基準スリップ率になった際に、当該車輪の前記ハイドロプレーニング特性が最大となる回転位相になるように当該車輪の回転を調節するものとすることができる。
 また、上記車両制御装置では、前記制御装置は、前記調節装置を制御し、前記車両の左右の車輪の回転位相を、当該左右の車輪の前記ハイドロプレーニング特性が相互に異なる回転位相に調節し、前記車両のヨーレイトを目標のヨーレイトに追従させる制御を実行可能であるものとすることができる。
 本発明に係る車両制御装置は、ハイドロプレーニング現象が発生した際に車両の挙動を安定化させることができる、という効果を奏する。
図1は、実施形態1に係る車両制御装置が適用された車両の概略構成図である。 図2は、実施形態1に係る車両制御装置が適用された車両の車輪のトレッドパターンの一例を表す展開図である。 図3は、実施形態1に係る車両制御装置における車両の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係の一例を表す線図である。 図4は、実施形態1に係る車両制御装置のECUによる制御の一例を説明するフローチャートである。 図5は、実施形態2に係る車両制御装置のECUによる制御の一例を説明するタイムチャートである。 図6は、実施形態2に係る車両制御装置のECUによる制御の一例を説明するフローチャートである。 図7は、実施形態3に係る車両制御装置のECUによる制御の一例を説明するフローチャートである。
 以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態1]
 図1は、実施形態1に係る車両制御装置が適用された車両の概略構成図、図2は、実施形態1に係る車両制御装置が適用された車両の車輪のトレッドパターンの一例を表す展開図、図3は、実施形態1に係る車両制御装置における車両の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係の一例を表す線図、図4は、実施形態1に係る車両制御装置のECUによる制御の一例を説明するフローチャートである。
 本実施形態は、典型的には、車両に適用されるものであり、下記の構成要素を有している。
(1)車両にハイドロプレーニング現象が発生する状況であるか否かを判定する装置。
(2)車両の各車輪の回転位相を判別する機構。
(3)車両の各車輪の回転を独立して調節可能である機構。
(4)車両の各車輪で回転位相に応じて車輪を回転制御できる機構。
(5)車輪の回転位相に応じてハイドロプレーニング特性(性能)との相関関係がどのように変わるのかを示すマップ等。
(6)ハイドロプレーニング現象の発生状況下で適切なハイドロプレーニング特性に応じた回転位相を選択可能であるECU。
 ここで、ハイドロプレーニング現象(水膜現象)とは、水膜で覆われたウェット路面上を走行する車両において、例えば、車速が増大すると、車輪に装着されているタイヤと路面との間に水膜が進入しタイヤを路面から押し上げて、これにより、路面上の水膜によってタイヤと路面との接触が絶たれる現象である。一般的に、車両は、このハイドロプレーニング現象が発生すると、タイヤが滑りやすくなり、走行安定性が損なわれる傾向にある。つまり、車両は、タイヤと路面との間に水膜が介在して、タイヤと路面との間の摩擦係数が極端に小さくなる場合においては、このハイドロプレーニング現象が発生して、運転者による操舵、制動、駆動等の操作がしにくい状態となる。
 本実施形態は、上記の構成要素によって、例えば、実際に車両にハイドロプレーニング現象が発生した際に、車両の各車輪の回転位相を適切に調節することで、車両の挙動を安定化させることができるものである。
 具体的には、本実施形態の車両制御装置1は、図1に示すように車両2に搭載され、この車両2を制動するための制動制御システムである。車両制御装置1は、車両2の各車輪3の制動力を独立して個別に制御することで、各車輪3の回転位相を独立して個別に調節し、ハイドロプレーニング現象発生時の車両安定性を向上させる。車両2は、車輪3として、左前輪(左前側の車輪3)3FL、右前輪(右前側の車輪3)3FR、左後輪(左後側の車輪3)3RL、右後輪(右後側の車輪3)3RRを備えるが、これらを特に分ける必要がない場合には単に車輪3という。また、左右輪という場合、特に断りのない限り、左前輪3FLと右前輪3FRとの組み合わせ、又は、左後輪3RLと右後輪3RRとの組み合わせをいうものとする。
 車両制御装置1は、アクセルペダル4、動力源5、ブレーキペダル6、調節装置としての制動装置7、制御装置としてのECU8などを備える。車両2は、運転者によるアクセルペダル4の操作に応じて動力源5が動力(トルク)を発生させ、この動力が動力伝達装置(不図示)を介して車輪3に伝達され、この車輪3に駆動力を発生させる。また、車両2は、運転者によるブレーキペダル6の操作に応じて制動装置7が作動することで車輪3に制動力を発生させる。
 動力源5は、内燃機関や電動機などの走行用の動力源である。制動装置7は、車両2の各車輪3に生じる制動力を個別に調節可能である。制動装置7は、マスタシリンダ9から油圧制御装置(油圧アクチュエータ)10を介して各車輪3のホイールシリンダ11に接続する油圧経路に、作動流体であるブレーキオイルが充填された種々の油圧ブレーキ装置である。制動装置7は、ホイールシリンダ11に供給される制動圧力に応じて油圧制動部12が作動し車輪3に圧力制動力を発生させる。制動装置7は、基本的には運転者がブレーキペダル6を操作することで、ブレーキペダル6に作用するペダル踏力(操作力)に応じてマスタシリンダ9によりブレーキオイルにマスタシリンダ圧(操作圧力)が付与される。そして、制動装置7は、このマスタシリンダ圧に応じた圧力が各ホイールシリンダ11にてホイールシリンダ圧(制動圧力)として作用することで油圧制動部12が作動する。各油圧制動部12は、ホイールシリンダ圧によってブレーキパッドがディスクロータに当接し押し付けられることで、車輪3と共に回転するディスクロータに対して、ホイールシリンダ圧に応じた所定の回転抵抗力が作用し、このディスクロータ及びこれと一体で回転する車輪3に制動力を付与することができる。この間、制動装置7は、油圧制御装置10によってホイールシリンダ圧が運転状態に応じて適宜調圧される。
 ここで、油圧制御装置10は、ホイールシリンダ圧を四輪独立に個別に増圧、減圧、保持を行うことで、各車輪3に生じる制動力を個別に調節するものである。油圧制御装置10は、マスタシリンダ9とホイールシリンダ11とを接続するブレーキオイルの油圧経路上に設けられ、ブレーキペダル6のブレーキ操作とは別にECU8による制御によって各ホイールシリンダ11内の液圧を増減し、各車輪3に付与する制動力を制御する。油圧制御装置10は、例えば、複数の配管、オイルリザーバ、オイルポンプ、各車輪3にそれぞれ設けられた各ホイールシリンダ11に接続する各油圧配管、各油圧配管の油圧を各々に増圧、減圧、保持するための複数の電磁弁などを含んで構成され、ECU8により制御される。油圧制御装置10は、ECU8の制御指令にしたがって油圧配管内の油圧(マスタシリンダ圧)をそのまま、又は、加圧、減圧して後述する各ホイールシリンダ11に伝える作動流体圧力調節部として機能する。
 油圧制御装置10は、例えば、ECU8の制御指令にしたがってオイルポンプや所定の電磁弁が駆動することで、運転者によるブレーキペダル6の操作量(踏み込み量)に応じてホイールシリンダ11に作用するホイールシリンダ圧を調圧することができる。また、油圧制御装置10は、種々の自動制御等を実行する場合には、例えば、ECU8の制御指令にしたがってオイルポンプや所定の電磁弁が駆動することで、ホイールシリンダ11に作用するホイールシリンダ圧を増圧する増圧モード、ほぼ一定に保持する保持モード、減圧する減圧モードなどで作動可能である。油圧制御装置10は、ECU8による制御によって、車両2の走行状態に応じて各車輪3のホイールシリンダ11ごとに個別に上記モードを設定することができる。すなわち、油圧制御装置10は、運転者によるブレーキペダル6の操作とは無関係に車両2の走行状態に応じて各車輪3に作用する制動力を個別に調節することができる。
 ECU8は、車両2の各部の駆動を制御するものであり、CPU、ROM、RAM及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。ECU8は、車両2の各所に取り付けられた種々のセンサ、検出装置が電気的に接続され、検出結果に対応した電気信号が入力される。ECU8は、例えば、各車輪3の回転速度を検出する各車輪速度センサ13、車両2のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ14、車両2の舵角を検出する舵角センサ15、車両2の車体に生じる前後方向(走行方向)の加速度を検出する前後加速度センサ16、マスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ17、各車輪3のホイールシリンダ圧を検出する各ホイールシリンダ圧センサ18等が接続されている。ホイールシリンダ圧センサ18が検出するホイールシリンダ圧は、各車輪3の油圧制動部12が発生させる制動力の大きさに応じた値となる。
 ECU8は、各種センサから入力された各種入力信号や各種マップに基づいて、格納されている制御プログラムを実行することにより、動力源5や制動装置7の油圧制御装置10などの車両2の各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御する。ECU8は、車両2の走行状態に応じて油圧制御装置10を制御し、各車輪3にそれぞれ設けられたホイールシリンダ11のホイールシリンダ圧(以下、単に「ブレーキ油圧」という場合がある。)を個別に増減し、各車輪3における制動力を個別に制御することで制動力制御機能等を実現することができる。
 そして、本実施形態の車両制御装置1は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する場合に、ECU8が車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、制動装置7を制御し、各車輪3の回転位相を個別に調節する回転位相制御を実行する。これにより、車両制御装置1は、ハイドロプレーニング現象が発生した際の車両2の挙動の安定化を図っている。
 ここで、ハイドロプレーニング特性とは、各車輪3におけるハイドロプレーニング現象の発生のしにくさを表す指標であり、相対的に大きな値になるほど、ハイドロプレーニング現象が発生しにくい傾向になる。言い換えれば、ハイドロプレーニング特性は、ウェット路面で車輪3が浮くことによるタイヤμ性能の低減しにくさに関する性能である。
 より具体的には、このハイドロプレーニング特性は、典型的には、図2に一例を示すようなタイヤ30のトレッドパターン31に応じて定まる。トレッドパターン31は、車輪3に装着されたタイヤ30の外周面に形成される溝のパターンである。車両2の各車輪3に発生するハイドロプレーニング現象は、典型的には、車輪3に装着されたタイヤ30と路面との間に侵入した水の量が、トレッドパターン31の溝の作用による排水性能(排水能力)を超えた場合に、タイヤ30と路面の間の水を排水しきれなくなって発生する。
 このタイヤ30の排水性能は、タイヤ30と路面との接地面における上記トレッドパターン31等に応じて定まる性能である。つまり、車輪3の回転位相毎のハイドロプレーニング特性は、典型的には、タイヤ30の接地面の排水性能により定まる特性であり、トレッドパターン31に応じたタイヤ30と路面との接地面のパターンに応じて定まる。つまり、このハイドロプレーニング特性は、車輪3の回転位相の変化に応じたタイヤ30と路面との接地面のパターン(トレッドパターン31)の変化に伴って変化する。ここでは、ハイドロプレーニング特性は、一例として、車輪3の回転位相に応じたウェット路面走行時の車輪3の摩擦係数(車輪3と路面との間の摩擦係数、以下、「タイヤμ」という場合がある。)に関する値を用いる。また、ここでの車輪3の回転位相とは、車輪3の回転角度に応じた位相である。
 本実施形態の車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係は、実車評価等に基づいて予め設定されており、マップ、あるいは、数式モデル等としてECU8の記憶部に格納されている。図3は、車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係を表すハイドロプレーニング特性マップm1の一例である。
 図3に示すハイドロプレーニング特性マップm1は、車輪3の回転位相に応じて当該回転位相とハイドロプレーニング特性(性能)との相関関係がどのように変わるのかを示したものである。このハイドロプレーニング特性マップm1は、ハイドロプレーニング特性に相当するウェット路面走行時のタイヤμと、車輪3のスリップ率と、車輪3の回転位相との関係を記述したものであり、ECU8の記憶部に記憶されている。ここで、車輪3のスリップ率とは、車輪3のタイヤと路面とのスリップ(滑り)をあらわす指標である。
 このハイドロプレーニング特性マップm1は、横軸が車両2のスリップ率、縦軸がウェット路面走行時のタイヤμを示し、車輪3の単位回転位相ごとのスリップ率とタイヤμとの関係が、実車評価等を踏まえて予め設定された上で、ECU8の記憶部に格納されている。言い換えれば、ハイドロプレーニング特性マップm1は、車輪3の単位回転位相ごとの、ウェット路面走行時のμ-S特性(タイヤμ-スリップ率特性)線図に相当する。ウェット路面走行時に車輪3に生じる制動力は、ウェット路面走行時のタイヤμに応じて変動し、タイヤμが大きくなるほど大きくなる傾向にある。
 そして、このハイドロプレーニング特性マップm1では、ウェット路面走行時のタイヤμは、概略的にいうと、各回転位相において、スリップ率の増加に伴って増加し、ピークμスリップ率にて最大値であるピークμとなり再び減少する傾向にある。そして、ハイドロプレーニング特性、すなわち、ウェット路面走行時のタイヤμは、車輪3の回転位相が、タイヤ30の接地面におけるトレッドパターン31の溝密度が相対的に高い位相である場合に、相対的に高くなる傾向にある。これは、タイヤ30の接地面における排水性能が相対的に高くなるためである。一方、ウェット路面走行時のタイヤμは、車輪3の回転位相が、タイヤ30の接地面におけるトレッドパターン31の溝密度が相対的に低い位相である場合に、相対的に低くなる傾向にある。これは、タイヤ30の接地面における排水性能が相対的に低くなるためである。
 また、このウェット路面走行時のタイヤμ(ハイドロプレーニング特性)は、車輪3の回転位相が異なるような場合であってもトレッドパターン31が類似し、溝密度や排水性能が同等である位相であればほぼ同等の値となる。一例として、図2中に囲み線A1、A2、A3で示す回転位相では、トレッドパターン31が類似しており、これらの位相に対応するウェット路面走行時のタイヤμ(ハイドロプレーニング特性)は、ほぼ同等であり相対的に高い値となる。
 本実施形態のECU8は、上記ハイドロプレーニング特性マップm1に基づいて、制動装置7を制御することで、各車輪3の回転位相を個別に調節する回転位相制御を実行する。なお、以下の説明では、ECU8は、図3に例示するハイドロプレーニング特性マップm1を用いて回転位相制御を実行するものとして説明するがこれに限らない。ECU8は、例えば、図3に例示するハイドロプレーニング特性マップm1に相当する数式モデルに基づいて回転位相制御を実行するようにしてもよい。
 そして、本実施形態の制動装置7は、各車輪3のブレーキ油圧を個別に調圧し、各車輪3における制動力を個別に調節することで、各車輪3の回転位相を個別に調節可能である。ECU8は、制動装置7の油圧制御装置10を制御して、各車輪3のブレーキ油圧の大きさ、変化速度等を個別に独立して調節することで、各車輪3の回転位相を個別に独立して制御することができる。
 この車両制御装置1は、各車輪3の回転位相を判別する機構として、例えば、各車輪3の回転位相を検出する回転位相センサ19を備える。回転位相センサ19は、例えば、エンコーダ等を用いて車輪3の回転位相を検出するセンサや回転角度をパルス信号として検出する回転角センサ等を用いることができる。各回転位相センサ19は、ECU8に接続されており、ECU8は、各回転位相センサ19の検出結果に基づいて、各車輪3の回転位相を判別することができる。なお、車両制御装置1は、これに限らず、回転位相センサ19を備えずに、ECU8が各車輪速度センサ13による検出値を積分することで各車輪3の回転位相を判別する構成であってもよい。
 なお、ECU8は、制動装置7の油圧制御装置10を制御して、各車輪3のブレーキ油圧の大きさ、変化速度等を個別に独立して調節することで、各車輪3のスリップ率、スリップ率速度を個別に独立して制御することもできる。制動装置7は、各車輪3のブレーキ油圧を個別に調圧し、各車輪3における制動力を個別に調節することで、各車輪3のスリップ率及びスリップ率速度も個別に調節可能である。ここで、スリップ率とは、上述したように、車輪3のタイヤと路面とのスリップ(滑り)をあらわす指標であり、スリップ率速度とは、単位時間当たりのスリップ率の変化量をあらわす指標である。制動装置7は、ブレーキ油圧の大きさを変えることでスリップ率を、ブレーキ油圧の変化速度(増圧速度、減圧速度)を変えることで、スリップ率速度を変更することができる。
 ECU8は、種々の公知の手法を用いて車輪3のスリップ率を求めることができる。ECU8は、一例として、各車輪速度センサ13が検出した各車輪3の車輪速度Vwと、各車輪3の車輪速度Vwから推定される車両2の車速Vrとに基づき、下記の数式(1)を用いてスリップ率Sを求めることができる。スリップ率Sは、各車輪速度センサ13による各検出値に基づいて各車輪3に対応してそれぞれ演算される。なお、上記車速は、各車輪速度センサ13とは別個に設けられた車速センサによって検出されてもよい。

 S=(Vr-Vw)/Vr ・・・ (1)
 また、ECU8は、種々の公知の手法を用いて車輪3のスリップ率速度を求めることができる。ECU8は、例えば、スリップ率の時間微分値を演算することで、車輪3のスリップ率速度(言い換えればスリップ率の変化速度)S・ドット(dS/dt)を求めることができる。なお、このスリップ率速度は、例えば、運転者によるブレーキペダル6の踏み込み速度に応じて変動し、当該踏み込み操作が速くなると、相対的に速くなる傾向にある。
 さらに、本実施形態のECU8は、種々のセンサ、検出装置による検出結果に基づいて、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況であるか否かを判定する装置としても機能する。ECU8は、種々の公知の手法を用いてハイドロプレーニング現象の発生を検出、予測することができる。ECU8は、例えば、有限要素法を用いたシミュレーションによりハイドロプレーニング現象が発生するタイヤ30の走行速度、車速を推定し、これにより、ハイドロプレーニング現象の発生を検出してもよい。また、ECU8は、例えば、車両の走行中に発生するロードノイズに基づいて検出された路面上の水量と車速とに基づいてハイドロプレーニング現象が発生する車速を推定し、これにより、ハイドロプレーニング現象の発生を検出してもよい。また、ECU8は、例えば、タイヤ30の接地圧力と、タイヤと路面との間に進入する水の動圧との釣り合いからハイドロプレーニング現象の発生する車速を推定し、これにより、ハイドロプレーニング現象の発生を検出してもよい。また、ECU8は、例えば、舵角センサ15が検出する舵角の大きさの割に操舵トルクが小さいことを検出することによってハイドロプレーニング現象の発生を検出してもよい。また、ECU8は、例えば、車両2のタイヤ30の転動方向から見たときのタイヤ30の側部の動荷重半径とタイヤ30の中央部の動荷重半径とタイヤ30の空気圧とに基づいてハイドロプレーニング現象が発生する車速を推定し、これにより、ハイドロプレーニング現象の発生を検出してもよい。また、ECU8は、各ホイールシリンダ圧センサ18が検出する各車輪3のブレーキ油圧、前後加速度センサ16が検出する実際の減速度(制動力)、各車輪速度センサ13が検出する各車輪3の車輪速度等の相関関係に基づいてハイドロプレーニング現象の発生を検出してもよい。
 そして、本実施形態のECU8は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生することを検出した場合に、上記のハイドロプレーニング特性マップm1に基づいて制動装置7を制御することで、各車輪3の回転位相を個別に調節する回転位相制御を実行する。ここでは、ECU8は、回転位相制御として、回転位相センサ19による検出結果とハイドロプレーニング特性マップm1とに基づいて、制動装置7を制御し、車両2の左右の車輪3の回転位相を、当該左右の車輪3のハイドロプレーニング特性が同等となる回転位相に調節するハイドロプレーニング特性同等化制御を実行する。つまり、ECU8は、回転位相制御として、制動装置7を制御し車両2の左右の車輪3の回転位相を個別に調節してハイドロプレーニング特性を同等にするハイドロプレーニング特性同等化制御を実行する。
 ECU8は、制動装置7の油圧制御装置10を制御して、各車輪3のブレーキ油圧の大きさ、変化速度等を個別に独立して調節し、スリップ率、スリップ率速度等を個別に独立して調節して、左右の車輪3の回転位相を個別に調節することでハイドロプレーニング特性を同等にする。例えば、ECU8は、左右輪のうちのいずれか一方のハイドロプレーニング特性を選択しこれに合わせるようにハイドロプレーニング特性同等化制御を実行してもよい。また、例えば、ECU8は、左右輪のハイドロプレーニング特性に基づいて目標のハイドロプレーニング特性を選択し当該目標のハイドロプレーニング特性になるようにハイドロプレーニング特性同等化制御を実行してもよい。
 なおここでは、ハイドロプレーニング特性がウェット路面走行時のタイヤμに相当することから、結果的に、ECU8は、ハイドロプレーニング特性同等化制御を実行することで、左右の車輪3のウェット路面走行時のタイヤμが同等となるように制御することとなる。また、ECU8は、回転位相制御として、左前輪3FLと右前輪3FRとに対するハイドロプレーニング特性同等化制御と、左後輪3RLと右後輪3RRとに対するハイドロプレーニング特性同等化制御とを独立して行うようにすればよい。
 上記のように構成される車両制御装置1は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する場合にECU8が回転位相制御を実行する。上述したように、タイヤ30と路面との接地面は、タイヤ30の回転位相ごとにトレッドパターン31に応じて様々なパターンとなる。つまり、ハイドロプレーニング現象は、タイヤ30と路面との接地面のパターン、言い換えれば、トレッドパターン31に大きく依存している。このため、ハイドロプレーニング現象が発生し始める条件下(車速、水厚等の条件)では車輪3の回転位相に応じたタイヤ30の接地面パターンの変化により各車輪3のハイドロプレーニング特性が変化し相互に相違するおそれがある。
 これに対して、車両制御装置1は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する場合に、ECU8が図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性(ウェット路面走行時のタイヤμ)との相関関係に基づいて、回転位相制御を実行する。これにより、車両制御装置1は、各車輪3のハイドロプレーニング特性に合わせた回転位相制御を実行し、各車輪3の回転位相の調節を通じて各車輪3のタイヤ30の接地面のパターンを制御することができるので、各車輪3のハイドロプレーニング特性を適切に調節することができる。この結果、車両制御装置1は、ECU8がフィードフォワード的に各車輪3の回転位相制御を実行し各車輪3の回転位相を調節することで、ハイドロプレーニング現象が発生した際の車両2の挙動を安定化させることができ、例えば、制動安定性を向上することができる。
 ここでは、車両制御装置1は、ECU8が回転位相制御としてハイドロプレーニング特性同等化制御を実行することから、ハイドロプレーニング現象が発生している状況下で車両2の左右輪でハイドロプレーニング特性を揃えることができる。これにより、車両制御装置1は、例えば、左右輪がハイドロプレーニング状態となるタイミングやハイドロプレーニング状態から復帰するタイミングを揃えることができるので、ハイドロプレーニング現象が発生した際の車両2の直進安定性を向上することができる。この結果、車両制御装置1は、例えば、運転者が余計な操舵をしなくても済むようにすることができる。
 次に、図4のフローチャートを参照してECU8による制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数msないし数十ms毎の制御周期で繰り返し実行される。また、以下で説明する制御は、左前輪3FLと右前輪3FRとの組み合わせ(すなわちフロント側)と、左後輪3RLと右後輪3RRとの組み合わせ(すなわち、リヤ側)とでそれぞれ独立して実行される。
 まず、ECU8は、現在の車両2の走行状況が、ハイドロプレーニング現象が発生する状況であるか否かを判定する(ST1)。ECU8は、種々のセンサ、検出装置による検出結果に基づいて、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況であるか否かを判定する。
 ECU8は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況であると判定した場合(ST1:Yes)、各回転位相センサ19の検出結果等に基づいて、左右輪で車輪3(タイヤ30)の回転位相が揃っているか否かを判定する(ST2)。
 ECU8は、左右輪で車輪3の回転位相が揃っていないと判定した場合(ST2:No)、右輪と左輪との各回転位相でハイドロプレーニング特性が同等であるか否かを判定する(ST3)。ECU8は、例えば、各回転位相センサ19の検出結果、図3に例示するハイドロプレーニング特性マップm1等に基づいて、右輪と左輪とでハイドロプレーニング特性が同等であるか否かを判定する。
 ECU8は、右輪と左輪とでハイドロプレーニング特性が同等でないと判定した場合(ST3:No)、制動装置7を制御し回転位相制御として、ハイドロプレーニング特性同等化制御を実行し(ST4)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。これにより、ECU8は、図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、左右輪でハイドロプレーニング特性が合致するように左右輪の回転位相を個別に独立して調節することができる。
 ECU8は、ST1にて車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況でないと判定した場合(ST1:No)、ST2にて左右輪で車輪3の回転位相が揃っていると判定した場合(ST2:Yes)、ST3にて右輪と左輪とでハイドロプレーニング特性が同等であると判定した場合(ST3:Yes)、下記のように制御する。すなわち、ECU8は、図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係にかかわらず、通常通りのブレーキ制御を実行し(ST5)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
 以上で説明した実施形態に係る車両制御装置1によれば、制動装置7と、ECU8とを備える。制動装置7は、車両2の各車輪3の回転位相を個別に調節可能である。ECU8は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する場合に、車輪3の回転位相とハイドロプレーニング現象の発生のしにくさを表すハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、制動装置7を制御し、各車輪3の回転位相を個別に調節する制御を実行可能である。
 したがって、車両制御装置1は、各車輪3の回転位相を個別に調節し、各車輪3のハイドロプレーニング特性を個別に調節することができるので、ハイドロプレーニング現象が発生した際の車両2の挙動を安定化させることができる。
[実施形態2]
 図5は、実施形態2に係る車両制御装置のECUによる制御の一例を説明するタイムチャート、図6は、実施形態2に係る車両制御装置のECUによる制御の一例を説明するフローチャートである。実施形態2に係る車両制御装置は、回転位相制御の内容が実施形態1とは異なる。その他、上述した実施形態と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略する。なお、実施形態2に係る車両制御装置の各構成の詳細については、適宜、図1を参照する(以下の実施形態でも同様である。)。
 本実施形態に係る車両制御装置201(図1参照)のECU8は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生することを検出した場合に、ハイドロプレーニング特性マップm1(図3参照)に基づいて制動装置7を制御することで、各車輪3の回転位相を個別に調節する回転位相制御を実行する。ここでは、ECU8は、回転位相制御として、回転位相センサ19による検出結果とハイドロプレーニング特性マップm1とに基づいて、制動装置7を制御し、車両2の各車輪3の回転位相を、当該各車輪3のハイドロプレーニング特性が最大となる回転位相に調節するハイドロプレーニング特性最大化制御を実行する。つまり、ECU8は、回転位相制御として、制動装置7を制御し車両2の各車輪3の回転位相を個別に調節してハイドロプレーニング特性を最大にするハイドロプレーニング特性最大化制御を実行する。
 ECU8は、制動装置7の油圧制御装置10を制御して、各車輪3のブレーキ油圧の大きさ、変化速度等を個別に独立して調節し、スリップ率、スリップ率速度等を個別に独立して調節して、各車輪3の回転位相を個別に調節してハイドロプレーニング特性を最大にする。例えば、ECU8は、図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、ハイドロプレーニング特性の最大値を目標のハイドロプレーニング特性に選択し、当該目標のハイドロプレーニング特性になるようにハイドロプレーニング特性最大化制御を実行する。ここでは、ハイドロプレーニング特性がウェット路面走行時のタイヤμに相当することから、結果的に、ECU8は、ハイドロプレーニング特性最大化制御を実行することで、各車輪3のウェット路面走行時のタイヤμが最大、すなわち、ピークμとなるように制御することとなる。
 具体的には、ECU8は、制動装置7を制御し、車輪3のスリップ率が予め設定される基準スリップ率になった際に、当該車輪3のハイドロプレーニング特性が最大となる回転位相になるように当該車輪3の回転を調節する。基準スリップ率とは、予め定められたスリップ率であって、ハイドロプレーニング特性の最大値を実現可能であるスリップ率である。
 ここで、上述したように、ハイドロプレーニング特性、すなわち、ウェット路面走行時のタイヤμは、図3に示すように、各回転位相において、スリップ率の増加に伴って増加し、ピークμスリップ率にて最大値であるピークμとなり再び減少する傾向にある。仮に、全回転位相のピークμのうちの最大の値をピークμmax、当該ピークμmaxを発生させることができる回転位相を最大μ発生回転位相Pmax、当該最大μ発生回転位相Pmaxで上記ピークμmaxを発生させることができるスリップ率をピークμスリップ率Smaxとする。この場合、ECU8は、車輪3の実際のスリップ率がピークμスリップ率Smaxのときに車輪3の回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとなるように当該車輪3の回転を調節し回転位相を調節する。これにより、車両制御装置201は、車輪3にて最大のハイドロプレーニング特性、すなわち、ピークμmaxを発生させることができる。ウェット路面走行時に車輪3に生じる制動力は、車輪3の実際のスリップ率がピークμスリップ率Smaxのときに車輪3の回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとなり、ウェット路面走行時のタイヤμがピークμmaxとなったときに最大制動力となる。ECU8は、実車評価等に基づいて、予め上記ピークμスリップ率Smaxを基準スリップ率に設定する。
 ここで、図5のタイムチャートを参照してECU8による制御の一例を具体的に説明する。図5は、横軸を時間軸、縦軸をブレーキ油圧、車輪3のスリップ率及び回転位相としている。
 ECU8は、時刻t1にて、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況であることを検出すると、現在の制動状態(回転状態)で、車輪3の実際のスリップ率が基準スリップ率(ピークμスリップ率Smax)になったときの回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとなるか否かを判定する。
 ECU8は、このままの制動状態でも車輪3の実際のスリップ率が基準スリップ率になったときに回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとなると判定した場合には、通常通りのブレーキ制御を実行する。この場合、ECU8は、図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係にかかわらず、通常通りのブレーキ制御を実行する。
 一方、ECU8は、図5中実線で示すように、このままの制動状態では車輪3の実際のスリップ率が基準スリップ率(ピークμスリップ率Smax)になった時刻t2にて、回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとならないと判定した場合には、下記のように制御する。すなわち、ECU8は、車輪3の実際のスリップ率が基準スリップ率になったときに回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとなるように、制動装置7を制御し、各車輪3のブレーキ油圧の大きさ、変化速度等を個別に独立して調節して、スリップ率、スリップ率速度(スリップ率の変化勾配)を増減させることで車輪3の回転を調節する。
 この例では、ECU8は、図5中点線で示すように、ブレーキ油圧の変化速度を低減しスリップ率速度を低減することで車輪3の回転を調節する。これにより、ECU8は、車輪3の実際のスリップ率が基準スリップ率(ピークμスリップ率Smax)になった時刻t3にて、車輪3の回転位相を最大μ発生回転位相Pmaxにすることができる。この結果、車両制御装置201は、ウェット路面走行時のタイヤμをピークμmaxとすることができ、車輪3に最大制動力を発生させることが可能となる。
 上記のように構成される車両制御装置201は、各車輪3のハイドロプレーニング特性に合わせた回転位相制御を実行し、各車輪3の回転位相の調節を通じて各車輪3のタイヤ30の接地面のパターンを制御することができるので、各車輪3のハイドロプレーニング特性を適切に調節することができる。この結果、車両制御装置201は、ECU8がフィードフォワード的に各車輪3の回転位相制御を実行し各車輪3の回転位相を調節することで、ハイドロプレーニング現象が発生した際の車両2の挙動を安定化させることができ、例えば、制動安定性を向上することができる。
 ここでは、車両制御装置201は、ECU8が回転位相制御としてハイドロプレーニング特性最大化制御を実行することから、ハイドロプレーニング現象が発生している状況下で車輪3において最もハイドロプレーニング特性が高い回転位相を選択することができる。これにより、車両制御装置201は、例えば、ハイドロプレーニング現象が発生した際に、各車輪3において短時間で最大限の制動力を発生させられる状態に復帰させ、早期にハイドロプレーニング状態から復帰させることができるので、制動距離を相対的に短くすることができる。
 次に、図6のフローチャートを参照してECU8による制御の一例を説明する。なお、以下で説明する制御は、各車輪3ごとに実行される。
 まず、ECU8は、現在の車両2の走行状況が、ハイドロプレーニング現象が発生する状況であるか否かを判定する(ST201)。
 ECU8は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況であると判定した場合(ST201:Yes)、各車輪速度センサ13、各回転位相センサ19の検出結果、図3に例示するハイドロプレーニング特性マップm1等に基づいて、現在の制動状態で、車輪3の実際のスリップ率が基準スリップ率になったときの当該車輪3の回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとなるか否かを判定する(ST202)。つまり、ECU8は、現在のスリップ率速度でスリップ率が変化した場合に、実際のスリップ率が基準スリップ率になったときに回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとなるか否かを判定する。ここで、基準スリップ率は、ピークμmaxを実現し最大制動力を実現可能なピークμスリップ率Smaxに設定されている。
 ECU8は、このままの制動状態では車輪3の実際のスリップ率が基準スリップ率になったときに車輪3の回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとならないと判定した場合(ST202:No)、下記の判定を行う。すなわち、ECU8は、各車輪速度センサ13、各回転位相センサ19の検出結果、図3に例示するハイドロプレーニング特性マップm1等に基づいて、車輪3の回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxになるようにブレーキ油圧を制御できるか否かを判定する(ST203)。ここで、最大μ発生回転位相Pmaxは、上述したように、ハイドロプレーニング特性(ウェット路面走行時のタイヤμ)が最大値(ピークμmax)となる回転位相である。
 ECU8は、車輪3の回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxになるようにブレーキ油圧を制御できないと判定した場合(ST203:No)、制動装置7を制御し回転位相制御として、ハイドロプレーニング特性同等化制御を実行し(ST204)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。車輪3の回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxになるようにブレーキ油圧を制御できない場合としては、例えば、ブレーキ油圧を最大、あるいは、最小にしても、実際のスリップ率が基準スリップ率になるまでに車輪3の回転位相を最大μ発生回転位相Pmaxに調節し終えることができないような場合などが挙げられる。このような場合に、ECU8は、図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、左右輪でハイドロプレーニング特性が合致するように左右輪の回転位相を個別に独立して調節する。
 ECU8は、車輪3の回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxになるようにブレーキ油圧を制御できると判定した場合(ST203:Yes)、制動装置7を制御し回転位相制御として、ハイドロプレーニング特性最大化制御を実行し(ST205)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。これにより、ECU8は、図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、各車輪3でハイドロプレーニング特性が最大となるように回転位相を個別に独立して調節することができる。
 ECU8は、ST201にて車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況でないと判定した場合(ST201:No)、ST202にてこのままの制動状態でも車輪3の実際のスリップ率が基準スリップ率になったときに回転位相が最大μ発生回転位相Pmaxとなると判定した場合(ST202:Yes)、下記のように制御する。すなわち、ECU8は、図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係にかかわらず、通常通りのブレーキ制御を実行し(ST206)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
 以上で説明した実施形態に係る車両制御装置201は、各車輪3の回転位相を個別に調節し、各車輪3のハイドロプレーニング特性を個別に調節することができるので、ハイドロプレーニング現象が発生した際の車両2の挙動を安定化させることができる。
 さらに、以上で説明した実施形態に係る車両制御装置201によれば、ECU8は、制動装置7を制御し車両2の各車輪3の回転位相を、当該各車輪3のハイドロプレーニング特性が最大となる回転位相に調節する制御を実行可能である。したがって、車両制御装置201は、例えば、ハイドロプレーニング現象が発生した際に早期にハイドロプレーニング状態から復帰させることができ、制動距離を相対的に短くすることができる。
 なお、以上で説明したECU8は、回転位相制御として、ハイドロプレーニング特性同等化制御とハイドロプレーニング特性最大化制御とを合併して実行してもよい。この場合、ECU8は、制動装置7を制御し、車両2の左右の車輪3の回転位相を、当該左右の車輪3のハイドロプレーニング特性が同等となる回転位相で、かつ、各車輪3のハイドロプレーニング特性が最大となる回転位相に調節する。この場合、車両制御装置201は、直進安定性の向上とハイドロプレーニング状態からの早期の復帰とをより確実に両立することができる。
[実施形態3]
 図7は、実施形態3に係る車両制御装置のECUによる制御の一例を説明するフローチャートである。実施形態3に係る車両制御装置は、回転位相制御の内容が実施形態1、2とは異なる。
 本実施形態に係る車両制御装置301(図1参照)のECU8は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生することを検出した場合に、ハイドロプレーニング特性マップm1(図3参照)に基づいて制動装置7を制御することで、各車輪3の回転位相を個別に調節する回転位相制御を実行する。ここでは、ECU8は、回転位相制御として、回転位相センサ19による検出結果とハイドロプレーニング特性マップm1とに基づいて、制動装置7を制御し、目標ヨーレイト追従制御を実行可能である。この目標ヨーレイト追従制御は、車両2の左右の車輪3の回転位相を、当該左右の車輪3のハイドロプレーニング特性が相互に異なる回転位相に調節し、車両2のヨーレイトを目標のヨーレイトに追従させる制御である。つまり、ECU8は、回転位相制御として目標ヨーレイト追従制御を実行することで、左右の車輪3のハイドロプレーニング特性が相互に異なることに起因して発生する車両2の挙動を、車両2のヨーレイトを目標のヨーレイトに追従させる制御に反映させることができる。この結果、車両制御装置301は、目標ヨーレイト追従制御の制御精度を向上することができる。
 具体的には、ECU8は、車両2の旋回時等に、種々の公知の手法を用いて目標のヨーレイトを設定する。ECU8は、例えば、各車輪速度センサ13、舵角センサ15等による検出結果に基づいて、舵角、車速から車両2が所定の円旋回運動をしていると仮定した場合に車両2に発生するヨーレイトを算出し、これを目標のヨーレイトとする。
 そして、ECU8は、ヨーレイトセンサ14が検出する車両2の実際のヨーレイトが目標のヨーレイトに近づくように、制動装置7を制御して回転位相制御として、目標ヨーレイト追従制御を実行する。この場合、ECU8は、左右の車輪3のハイドロプレーニング特性の相違、すなわち、左右の車輪3のウェット路面走行時のタイヤμの相違に起因した車両2の車体のヨー方向への偏向度合いを踏まえて、各車輪3の目標のハイドロプレーニング特性を設定する。そして、ECU8は、各車輪3のハイドロプレーニング特性と目標のハイドロプレーニング特性との偏差に基づいて、制動装置7を制御し各車輪3の回転位相を個別に調節し各車輪3のハイドロプレーニング特性が目標のハイドロプレーニング特性になるように目標ヨーレイト追従制御を実行する。この結果、車両制御装置301は、車両2の旋回安定性を向上することができる。
 次に、図7のフローチャートを参照してECU8による制御の一例を説明する。
 まず、ECU8は、現在の車両2の走行状況が、ハイドロプレーニング現象が発生する状況であるか否かを判定する(ST301)。
 ECU8は、車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況であると判定した場合(ST301:Yes)、ヨーレイトセンサ14、舵角センサ15等の検出結果に基づいて、車両2が現在旋回中か否かを判定する(ST302)。
 ECU8は、車両2が現在旋回中であると判定した場合(ST302:Yes)、各車輪速度センサ13、舵角センサ15等による検出結果に基づいて、目標のヨーレイトを設定する(ST303)。
 そして、ECU8は、ヨーレイトセンサ14が検出する実際のヨーレイトと、ST303で設定した目標のヨーレイトとの偏差に基づいて、制動装置7を制御し、回転位相制御として、目標ヨーレイト追従制御を実行し(ST304)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。これにより、ECU8は、実際のヨーレイトと目標のヨーレイトとの偏差、回転位相センサ19による検出結果、ハイドロプレーニング特性マップm1に基づいて、実際のヨーレイトが目標のヨーレイトに追従するように、各車輪3の回転位相を個別に独立して調節することができる。
 ECU8は、ST301にて車両2にハイドロプレーニング現象が発生する状況でないと判定した場合(ST201:No)、ST302にて車両2が現在旋回中でないと判定した場合(ST302:No)、下記のように制御する。すなわち、ECU8は、図3のハイドロプレーニング特性マップm1に示すような車輪3の回転位相とハイドロプレーニング特性との相関関係にかかわらず、通常通りのブレーキ制御を実行し(ST305)、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
 以上で説明した実施形態に係る車両制御装置301は、各車輪3の回転位相を個別に調節し、各車輪3のハイドロプレーニング特性を個別に調節することができるので、ハイドロプレーニング現象が発生した際の車両2の挙動を安定化させることができる。
 さらに、以上で説明した実施形態に係る車両制御装置301によれば、ECU8は、制動装置7を制御し、車両2の左右の車輪3の回転位相を、当該左右の車輪3のハイドロプレーニング特性が相互に異なる回転位相に調節し、車両2のヨーレイトを目標のヨーレイトに追従させる制御を実行可能である。したがって、車両制御装置301は、例えば、ハイドロプレーニング現象が発生した際であってもヨーレイトを目標のヨーレイトに追従させる制御の制御精度の低下を抑制することができ、車両2の旋回安定性を向上することができる。
 なお、上述した本発明の実施形態に係る車両制御装置は、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態に係る車両制御装置は、以上で説明した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせることで構成してもよい。
 以上の説明では、車両制御装置の制御装置は、車両の各部を制御するECUであるものとして説明したが、これに限らず、例えば、ECUとは別個に構成され、このECUと相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行う構成であってもよい。
 以上の説明では、車両制御装置は、車両を制動するための制動制御システムであるものとして説明したがこれに限らず、車両を駆動するための駆動制御システムであってもよい。つまり、車両制御装置は、車両の各車輪の駆動力を独立して個別に制御することで、各車輪の回転位相を独立して個別に調節し、ハイドロプレーニング現象時の車両安定性を向上させるものであってもよい。この場合、調節装置は、各車輪における駆動力を個別に調節することで、各車輪の回転位相を個別に調節可能に構成される。
1、201、301  車両制御装置
2  車両
3  車輪
3RR  右後輪
3FR  右前輪
3RL  左後輪
3FL  左前輪
7  制動装置(調節装置)
8  ECU(制御装置)
30  タイヤ
31  トレッドパターン

Claims (7)

  1.  車両の各車輪の回転位相を個別に調節可能である調節装置と、
     前記車両にハイドロプレーニング現象が発生する場合に、前記車輪の回転位相と前記ハイドロプレーニング現象の発生のしにくさを表すハイドロプレーニング特性との相関関係に基づいて、前記調節装置を制御し、前記各車輪の回転位相を個別に調節する制御を実行可能である制御装置とを備えることを特徴とする、
     車両制御装置。
  2.  前記車輪の回転位相と前記ハイドロプレーニング特性との相関関係は、予め設定されており、
     前記ハイドロプレーニング特性は、前記車輪に装着されるタイヤと路面との接地面のパターンに応じて定まり、前記車輪の回転位相の変化に応じて変化する、
     請求項1に記載の車両制御装置。
  3.  前記ハイドロプレーニング特性は、前記車輪の回転位相に応じた前記車輪の摩擦係数に関する値である、
     請求項1又は請求項2に記載の車両制御装置。
  4.  前記制御装置は、前記調節装置を制御し、前記車両の左右の車輪の回転位相を、当該左右の車輪の前記ハイドロプレーニング特性が同等となる回転位相に調節する制御を実行可能である、
     請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両制御装置。
  5.  前記制御装置は、前記調節装置を制御し、前記車両の前記各車輪の回転位相を、当該各車輪の前記ハイドロプレーニング特性が最大となる回転位相に調節する制御を実行可能である、
     請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両制御装置。
  6.  前記制御装置は、前記調節装置を制御し、前記車輪のスリップ率が予め定められたスリップ率であって最大の前記ハイドロプレーニング特性を実現可能である基準スリップ率になった際に、当該車輪の前記ハイドロプレーニング特性が最大となる回転位相になるように当該車輪の回転を調節する、
     請求項5に記載の車両制御装置。
  7.  前記制御装置は、前記調節装置を制御し、前記車両の左右の車輪の回転位相を、当該左右の車輪の前記ハイドロプレーニング特性が相互に異なる回転位相に調節し、前記車両のヨーレイトを目標のヨーレイトに追従させる制御を実行可能である、
     請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の車両制御装置。
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