車両の制動制御装置
【課題】センターデフロック状態又は直結４輪駆動状態であっても、制動制御を行い、運転者の運転を適切に支援できる制動制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、車輪への制動力を制御して、車両の旋回中の挙動を安定させる車両の制動制御装置８０であって、
前記車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段１０と、
該旋回状態検出手段により検出された旋回状態に基づいて、前記車両の各車輪の制動制御量を設定する制動制御量設定手段２０と、
該制動制御量設定手段により設定された制動制御量に基づいて、前記各車輪の制動制御を行う制動制御手段５０と、
前記車両が走行している路面の路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段３０とを備え、
前記制動制御量設定手段は、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態のときには、前記各車輪の制動制御量の上限を、前記路面摩擦係数推定手段により推定された路面摩擦係数に応じて変更することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、車輪への制動力を制御して、車両の旋回中の挙動を安定させる車両の制動制御装置８０であって、
前記車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段１０と、
該旋回状態検出手段により検出された旋回状態に基づいて、前記車両の各車輪の制動制御量を設定する制動制御量設定手段２０と、
該制動制御量設定手段により設定された制動制御量に基づいて、前記各車輪の制動制御を行う制動制御手段５０と、
前記車両が走行している路面の路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段３０とを備え、
前記制動制御量設定手段は、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態のときには、前記各車輪の制動制御量の上限を、前記路面摩擦係数推定手段により推定された路面摩擦係数に応じて変更することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動制御装置に関し、特に、フルタイム4輪駆動車のセンターデフロック状態又はパートタイム4輪駆動車の直結4輪駆動状態のときの車両の挙動を安定させる制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の旋回時の挙動状態に応じて、各輪の制動力を制御する車両の挙動制御装置が知られている。かかる車両の挙動制御装置において、センターデフがロック状態の場合には、前輪と後輪の回転数差が拘束されることで、意図しない車輪に制動力や駆動力が働き、センターデフがフリーの場合と比べると、アンチスピンモードの大きさやタイヤ横力の前後輪バランスが変化することから、センターデフがロック状態である場合には、各輪の制動力制御及びエンジン出力制御を禁止して、運転者の期待にそぐわない制御が行われることを防止した技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３４４０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、センターデフがロック状態では、一切車両の挙動制御装置による制御が行われなくなるので、運転者の運転を支援する制御が全く行われないことになり、運転者にとっては挙動制御装置の恩恵を全く受けることができなくなってしまうという不都合があった。
【０００４】
そこで、本発明は、センターデフロック状態又は直結４輪駆動状態であっても、制動制御を行い、運転者の運転を適切に支援できる制動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る車両の制動制御装置は、車輪への制動力を制御して、車両の旋回中の挙動を安定させる車両の制動制御装置であって、
前記車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、
該旋回状態検出手段により検出された旋回状態に基づいて、前記車両の各車輪の制動制御量を設定する制動制御量設定手段と、
該制動制御量設定手段により設定された制動制御量に基づいて、前記各車輪の制動制御を行う制動制御手段と、
前記車両が走行している路面の路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段とを備え、
前記制動制御量設定手段は、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態のときには、前記各車輪の制動制御量の上限を、前記路面摩擦係数推定手段により推定された路面摩擦係数に応じて変更することを特徴とする。これにより、センターデフがロック状態又は直結４駆状態であっても、ブレーキにより車両の挙動安定制御を行うことができる。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る車両の制御装置において、前記制動制御量の上限は、前記路面摩擦係数が圧雪路より小さい値のときには、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態でないときよりも低く設定されたことを特徴とする。これにより、路面摩擦係数が小さい、いわゆる低μ路であっても、車両の挙動をブレーキにより安定に制御することができる。
【０００７】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る車両の制動制御装置において、
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が第１の所定値より小さいときには、後輪の前記制動制御量の上限をゼロに設定し、旋回外側前輪のみを制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする。これにより、アイスバーン等のいわゆる極低μ路であっても、車両の挙動を制動力により安定に制御することができる。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明に係る車両の制動制御装置において、
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が前記第１の所定値以上第２の所定値以下のときには、旋回内側後輪の前記制動制御量の上限をゼロに設定し、旋回外側の前輪及び後輪を制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする。これにより、アイスバーン等のいわゆる極低μ路よりは路面摩擦係数が高いが、雪等が混じったいわゆる低μ路についても、車両の挙動を制動力により安定に制御することができる。
【０００９】
第５の発明は、第４の発明に係る車両の制動制御装置において、
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が前記第２の所定値より大きいときには、旋回内側前輪以外の３輪を制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする。これにより、路面摩擦係数がある程度高くなったときには、基準輪以外の3輪総てを制御対象とすることにより、車両の挙動を制動力により安定に制御できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、センターデフロック状態にあるフルタイム4輪駆動車又は直結4輪駆動状態にあるパートタイム4輪駆動車であっても、路面摩擦係数に応じて適切に制動制御を行うことにより、車両の挙動制御を行って車両を安定に旋回制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１２】
図１は、本実施例に係る車両の制動制御装置８０の構成を概略的に示した図である。本実施例に係る制動制御装置８０の主要構成要素は、旋回状態検出手段１０と、制動制御量設定手段２０と、路面摩擦係数推定手段３０と、ブレーキアクチュエータ等が適用される制動制御手段５０とを含む。
【００１３】
本実施例に係る制動制御装置８０に関連する車両の構成要素としては、プロペラシャフト６２が、フロントデフ６３及びリアデフ６４に取り付けられ、フロントデフ６３に取り付けられたフロントアクスル６５を介して前輪ＦＲ、ＦＬが取り付けられ、リアデフ６４に取り付けられたリアアクスル６６を介して後輪ＲＲ、ＲＬが取り付けられている。本実施例に係る車両は、4輪駆動車であり、フルタイム4輪駆動車及びパートタイム4輪駆動車の双方を含んでよい。駆動状態切替手段６０が、プロペラシャフト６２の中央に設けられている。駆動状態切替手段６０は、フルタイム４輪駆動車の場合はセンターデファレンシャルであり、パートタイム４輪駆動車の場合は、プロペラシャフト６２のロック機構である。
【００１４】
なお、駆動状態切替手段６０は、例えば、駆動状態切替スイッチ６１により駆動状態を切り替え可能に構成してよい。また、駆動状態切替スイッチ６１は、必要に応じてリアーデフロック状態等の駆動状態も切り替え可能に構成してよい。
【００１５】
図２は、フルタイム4輪駆動車の概略構成図である。図２において、エンジン７３の駆動力は、センターデファレンシャル６０ａを介して前輪側と後輪側のプロペラシャフト６２Ｆ，６２Ｒに配分される。プロペラシャフト６２Ｆ、６２Ｒに配分された駆動力は、前輪側はフロントデフ６３を介してフロントアクスル６５に伝達され、後輪側はリアデフ６４を介してリアアクスル６６に伝達される。センターデファレンシャル６０ａは、前後の車輪の差動を許容するギアであるが、ユーザの切り替えにより、センターデフロック状態とし、前後の車輪の差動を制限するように設定することが可能である。例えば、駆動状態切替スイッチ６１ａにより、センターデフ６０ａがデフロック状態とされると、前輪のプロペラシャフト６２Ｆと後輪のプロペラシャフト６２Ｒの回転数が等しくなり、前輪の左右輪の回転数平均と後輪の左右輪の回転数平均が等しくなるように差動制限を受ける。このようなセンターデフロック状態において、本実施例に係る制動制御装置８０は適用される。
【００１６】
図３は、パートタイム４輪駆動車の概略構成を示した図である。図３において、図３のセンターデファレンシャル６０ａがロック機構６０ｂに変更された点が図２のフルタイム４輪駆動車と異なっている。パートタイム４輪駆動車は、通常は２輪駆動状態で走行し、必要なときのみ前後のプロペラシャフト６２Ｆ、６２Ｒが直結される。例えば、トランスファーレバー６１ｂにより前後のプロペラシャフトが直結されると、直結４輪駆動状態となり、フルタイム４輪駆動車のセンターデフロック状態と同じ状態となる。このような場合にも、本実施例に係る制動制御装置８０は適用される。
【００１７】
なお、図２及び図３で説明したように、フルタイム４輪駆動車のセンターデフロック状態と、パートタイム４輪駆動車の直結４輪駆動状態は、前輪側のプロペラシャフト６２Ｆと後輪側のプロペラシャフト６２Ｒの回転数が等しく、同じ駆動状態を意味しているので、本明細書又は図面において、単に直結４輪駆動状態と呼ぶときは、フルタイム４輪駆動車のセンターデフロック状態も含むこととする。
【００１８】
図１に戻り、本実施例に係る制動制御装置８０の構成要素の説明を行う。
【００１９】
旋回状態検出手段１０は、車両の旋回状態を検出する手段である。旋回状態検出手段１０は、例えば、加速度センサ１１により車両の前後加速度及び／又は横加速度、ヨーレートセンサ１２によりヨーレート、操舵角センサ１３により操舵角、及び車輪速センサ１４から車速及び／又は車輪速等を検出してよい。また、これらの検出値に基づいて、旋回状態を示す横滑り等を検出してよい。例えば、車体のスリップ角と車体のスリップ角速度の値により後輪横滑り傾向の旋回状態を検出したり、操舵量と車速から運転者の要求ヨーレートを演算し、実際の車両のヨーレートと比較することにより、前輪横滑り傾向の旋回状態を検出してよい。旋回状態検出手段１０により検出された旋回状態に関する情報は、制動制御量設定手段２０に送られる。
【００２０】
制動制御量設定手段２０は、旋回状態検出手段１０により検出された車両の旋回状態の挙動を示すデータに基づき、制動制御量の設定演算をまず行う。即ち、制動制御量設定手段２０は、旋回状態検出手段１０で検出された旋回状態が横滑り傾向にある場合に、その横滑りを打ち消すようなアンチモーメント力を車両に発生させるように、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに加える制動制御量を定める。例えば、車両の強い後輪横滑り傾向が検出された場合には、その傾向の程度に応じて、旋回外側前後輪にブレーキをかけ、車両の外向きに安定化モーメントを発生させ、後輪の横滑り傾向を抑制するような設定演算を行なう。なお、制動制御の対象となる車輪は、旋回内側前輪を除く３輪であり、旋回内側前輪は、他の３輪を制動制御する際の基準輪となる。
【００２１】
また、制動制御量設定手段２０は、上述のように、最初に、車両の旋回状態を安定化させる安定化モーメントを算出し、各車輪に加える制動制御量を定めるが、その際に、設定した制動制御量を最終的に出力するか否かの判断も行う。つまり、制動制御量設定手段２０は、車両の旋回状態により安定化モーメントを一旦算出し、これに基づいて制動制御量を算出するが、これらの制動制御量をそのまま出力してよいか否かは、車両の駆動状態及び路面摩擦係数μからも影響を受けるため、これを判断した上で制動制御量の設定出力を行う。本実施例に係る制動制御装置８０は、４輪駆動車が直結４輪駆動状態にある場合に適用するので、通常の２輪駆動車とは異なる制約上の上で制動制御量を設定する必要があり、制動制御量設定手段２０は、そのような制約を考慮した上で最終的な制動制御量を定める。詳細は後述するが、具体的には、制動制御量に上限を設け、更にその上限を路面の路面摩擦係数により変更するようにしている。従って、制動制御量設定手段２０は、旋回状態検出手段１０で検出された旋回状態に基づいて安定化モーメントを算出し、これを実現するような各車輪の制動制御量を設定するが、制動制御量が上述の上限を超えている場合には、上限の制動量が設定されることになる。そして、その制動制御量の上限は、車両が走行している路面の摩擦係数μに応じて変更されることになる。
【００２２】
なお、制動制御量の上限は、ゼロも含まれる。制動制御量の上限がゼロということは、その制動制御量を出力しないということになり、実質的に、制御対象輪から除いたと考えてもよい。即ち、制動制御量設定手段２０は、旋回状態検出手段１０に基づいて、安定化モーメントの算出を３輪について行うが、制動制御量の上限がゼロに設定されている車輪については、その安定化モーメントを実現するような制動制御量を出力せず、制御対象から除く制御も行う。具体的には、制御対象輪が、旋回外側前輪の１輪のみになる場合と、旋回外側前後輪の２輪になる場合がある。この点についても、後に詳説する。
【００２３】
制動制御量設定手段２０により設定された制動制御量は、制動制御手段５０に送られる。なお、制動制御量は、最終的に、各車輪のブレーキキャリパーのホイールシリンダー５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの制動圧を制御するように定められればよく、演算の過程においては、車輪速度や目標スリップ率等の制御し易い変数を用いて制動制御量の制御目標値等の設定を行ってよい。
【００２４】
路面摩擦係数推定手段３０は、車両が走行している路面の路面摩擦係数μを推定する手段である。上述のように、本実施例に係る制動制御装置８０では、路面摩擦係数に応じて制動制御量設定手段２０で設定される制動制御量の上限が変更されるため、走行中の路面の摩擦係数μを推定する必要があり、路面摩擦係数推定手段３０が設けられている。
【００２５】
路面摩擦係数推定手段３０は、その路面摩擦係数μの推定手法としては、種々の手法を利用してよい。例えば、実験的に得られたマップから、操舵角と横加速度に基づいて路面摩擦係数μを推定する手法でもよい。また、例えば、操舵角及び車速をもとに推定した横加速度と、加速度センサ１１で検出した実測の横加速度との偏差に基づいて路面摩擦係数μを推定する手法であってもよい。
【００２６】
なお、路面摩擦係数μは、道路の状況により種々異なりうるが、例えば圧雪路面ではμ＝０．３程度、アイスバーンの状態の氷路面ではμ＝０．１程度、その中間のμ＝０．２程度が氷と雪の混じった路面に該当し得る。路面摩擦係数推定手段３０により推定された路面摩擦係数μは、上述の制動制御量設定手段２０に送られ、制動制御量の上限を定めるのに利用される。
【００２７】
今まで説明した旋回状態検出手段１０、制動制御量設定手段２０及び路面摩擦係数推定手段３０は、例えば、車両安定制御ＥＣＵ４０に一体的に構成されてよい。
【００２８】
車両安定性制御ＥＣＵ４０は、ＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムと呼ばれる車両安定性制御システムを制御するためのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御ユニット）である。車両安定性制御ＥＣＵ４０は、車両の旋回状態で、車両の安定性を確保するためにブレーキによる制動力を自動的に演算して制御を行う。車両安定制御ＥＣＵ４０は、例えばプログラムにより演算を行なう計算機として構成されてよい。車両安定性制御ＥＣＵ４０は、通常の２輪駆動車に適用されている従来の車両安定性制御システムの演算制御機能を有することが最低限必要である。そして、本実施例に係る制動制御装置８０は、従来からの車両安定性制御システムを前提として、直結４輪駆動状態の場合に適用する制動制御装置８０を提案しているので、制動制御装置８０の演算機能手段である制動制御量設定手段２０及び路面摩擦係数推定手段３０は、各々別個に設けてもよいが、車両安定性制御ＥＣＵ４０に組み込んで一体的に構成することが好ましい。なお、車両安定性制御システムのオン・オフは、例えば、運転席の近くにある入力スイッチ４１により切り替えられてよい。
【００２９】
なお、本実施例に係る制動制御装置８０においては、制動制御を対象とし、エンジン出力の制御には言及していないが、通常の車両安定性制御システムにおいては、エンジン出力も制御してよく、そのための制御手段として、エンジンＥＣＵ７０とスロットルアクチュエータ７１とスロットル開度センサ７２を備えてもよい。
【００３０】
制動制御手段５０は、ブレーキアクチュエータが好適に適用され、ブレーキによる各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの制動力の制御を行う。制動制御手段５０は、制動制御量設定手段２０から送られてきた各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの制動量の指示に従い、マスターシリンダ５１から送られてくる油圧を圧力センサ５２で検出しながら、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬのホイールシリンダ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに加える制動圧を制御する。制動制御手段５０は、例えば、油圧ポンプやソレノイドバルブを含んでよく、これらにより制御対象輪のホイールシリンダ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを制御してよい。
【００３１】
次に、制動制御量設定手段２０における、制動対象輪の変更制御について説明する。
【００３２】
図４は、直結４輪駆動状態の車両に、従来の車両安定性制御システムを適用した場合の問題と、本実施例に係る制動制御装置８０の制御対象輪の考え方を説明するための図である。図４においては、車両が左側に旋回しているときに、後輪ＲＲ、ＲＬの強い横滑りがあるいわゆるオーバーステア状態を示している。このような場合には、通常の車両安定性制御システムによる車両安定性制御を実行すれば、基準輪である旋回内側前輪ＦＬ以外の３輪ＦＲ、ＲＲ、ＲＬが制御対象となり、３輪制御によりブレーキ力が働くことになる。そして、通常の２輪駆動車であれば、図４に示すように、車両スピン挙動と反対のアンチスピンモーメント（安定化モーメント）を発生させることができる。
【００３３】
しかしながら、ここで、旋回中の車両が直結４輪駆動状態で、旋回外側前輪である右前輪ＦＲにのみブレーキ力を作用させた場合を考える。今まで説明したように、直結４輪駆動状態においては、前後のプロペラシャフト６２Ｆ、６２Ｒが等しい回転数で回転し、前輪の回転数平均と後輪の回転数平均が等しくなってしまうので、旋回外側前輪ＦＲに制御ブレーキがかかると、一瞬反対側の前輪ＦＬが増速するが、すぐにほぼ一定となって、右前輪ＦＲの制御ブレーキに合わせて回転速度が落ちてゆく。すると、前輪側のプロペラシャフト６２Ｆの回転速度が落ちるが、後輪側のプロペラシャフト６２Ｒは前輪のプロペラシャフト６２Ｆに直結しているので、後輪ＲＲ、ＲＬに強いエンジンブレーキがかかったのと同じ状態となり、後輪ＲＲ、ＲＬの回転速度も落ち込む。即ち、前輪１輪ＦＲだけの制御ブレーキにより、後輪２輪ＲＲ、ＲＬの速度も落ちるので、３輪に制御ブレーキをかけたのと同じ状態となる。直結４輪駆動状態では、このような性質を持つが、これに通常通りの車両安定性制御を適用して、３輪を制御対象として後輪ＲＲ、ＲＬも制御ブレーキをかけると、上述の右前輪ＦＲの制御ブレーキの制動トルクの影響に加えて、更に後輪ＲＲ、ＲＬに制御ブレーキがかかることになるので、後輪ＲＲ、ＲＬだけ強くブレーキ力が加わった状態となり、後輪ＲＲ、ＲＬの回転速度が著しく落ち込む。後輪ＲＲ、ＲＬの回転速度が落ち込むと、車輪がロック傾向になり、旋回中の横力を確保できない状態となる。これが、例えば、アイスバーンのような路面摩擦係数μが極めて低い極低μ路で起きると、後輪ＲＲ、ＲＬがロック傾向となり、路面摩擦係数μが低いために後輪の車輪速度が回復しにくいので、車両の挙動の収束に不利になる。
【００３４】
従って、例えば、アイスバーンのようなμ＝０．１以下の極低μ路を、直結４輪状態で車両が走行する場合には、制御ブレーキは旋回外側前輪のみにかけるようにすれば、後輪の車輪速度はあまり低下せず、車輪速度が回復し易くなる。
【００３５】
一方、路面摩擦係数μがもっと高い場合には、後輪の車輪速度の低下のおそれは減少するので、安定化モーメントを最大限発揮させるために、旋回外側の前後輪の２輪（図４においては、ＦＲとＲＲ）に制御ブレーキをかけるようにしてよい。例えば、路面摩擦係数μ＝０．１〜０．１８程度の雪と氷が混在したような路面では、このように旋回外側の前後輪に制御ブレーキをかけるようにしてもよい。
【００３６】
このように、直結４輪駆動状態の車両には、路面の摩擦係数μに応じて制御対象輪を変更することにより、極低μ路や低μ路の路面であっても、制動制御装置８０を適用して車両の安定化制御を行うことができる。なお、上述の極低μ路及び低μ路の路面摩擦係数μの値は、一例として示したものであり、これらに限定する趣旨ではない。制御対象輪の路面摩擦係数μに応じた切り替え制御は、車種や走行路面の他の要因にも左右されるので、切り替えの基準値となるμの値は、個別具体的に設定してよい。
【００３７】
次に、制動制御量設定手段２０において行う、制動制御量の上限設定について説明する。
【００３８】
図５は、基準輪である旋回内側前輪の車速に対して、旋回外側前輪の速度が低下したときに、後輪がどの程度前輪の影響を受けて速度が低下するかを示した実験データである。図５（ａ）（ｂ）の双方とも、横軸が時間、縦軸がスリップ率を示している。スリップ率が高い程、ロックになり易い状態であることを示している。
【００３９】
図５（ａ）は、旋回外側前輪のスリップ率に制限を設けなかった場合の前輪（フロント輪）と後輪（リア輪）との関係を示した図である。図５（ａ）において、前輪の速度が時間ｔ＝０のときには全く低下しておらず、時間ｔ＝ｔ０から前輪の速度が低下し始めてスリップ率が上昇し始める。そして、ｔ＝ｔ１で最大の落ち込みを示してスリップ率が最大となり、ｔ＝ｔ２で基準輪と同じ速度に回復してスリップ率もゼロとなった変化状態を示しているが、後輪の方も、この変化状態にほぼ追従した変化を示している。即ち、後輪も、ｔ＝ｔ０で速度の落ち込みとスリップ率の上昇が始まり、ｔ＝ｔ１でスリップ率が最大となり、ｔ＝ｔ２でスリップ率がゼロに戻る。図５（ａ）より、前輪のスリップ率の上昇に応じて、後輪のスリップ率も上昇することが分かる。
【００４０】
一方、図５（ｂ）は、前輪のスリップ率に規制がかかり、前輪のスリップ率が目標スリップ率ＳＬを超えないように制御した場合を示している。この場合において、前輪は、ｔ＝ｔ０でスリップ率が上昇し始め、ｔ＝ｔ１で最大となるが、目標スリップ率ＳＬによる規制があるため、スリップ率の上昇が抑えられ、ｔ＝ｔ２でスリップ率がゼロとなる変化をしている。後輪は、変化の軌跡の概形は前輪と同様であるが、ｔ＝ｔ１の前輪のスリップ率の規制がかかっているのに追従して、後輪のスリップ率の増加も抑えられた変化となっている。このことから、前輪の目標スリップ率ＳＬを抑えることにより、後輪のスリップ率も抑えることができ、速度の落ち込みを防ぐことができることが分かる。
【００４１】
図６は、目標スリップ率ＳＬによる目標車輪速度ｖｗｔの制御を示した図である。図６において、グラフの横軸は時間ｔ、縦軸は車輪速度を示している。グラフの特性曲線は、基準車輪速度ｖｂを示しており、旋回内側前輪の車輪速度を意味する。車体速度と近似して用いられる速度である。グラフの下部の方形波は、車両安定性制御の制御フラグであり、この期間に車両安定性制御が行われることを意味する。基準車輪速度曲線ｖｂと平行に、下側に引かれている直線は、車輪速度の制御目標となる目標車輪速度ｖｗｔを示している。また、目標車輪速度ｖｗｔに追随するように破線で描かれている曲線は、実車輪速度を示している。
【００４２】
図６において、目標スリップ率ＳＬは、基準車輪速度をｖｂ、車輪速度をｖｗとすると、ＳＬ＝（ｖｂ−ｖｗ）／ｖｂで表される。目標スリップ率ＳＬは、ブレーキによる制動力制御を実行する場合に、各車輪の制動量の目標となる値である。即ち、制動力を制御して車両安定性制御を行う場合に、各制御対象輪に設定された制動量を制御目標として制動制御手段５０は制動制御を行うが、その設定は、各制御対象輪について目標スリップ率ＳＬを設定することにより行われる。
【００４３】
例えば、図６の下部に示されている制御フラグが立つと、車両安定性制御が実行され、基準車輪速度ｖｂから、所定量車輪速度が減少した逆矩形波のように目標車輪速度ｖｗｔが各制御対象輪に指示される。これに応じてブレーキがかけられ、実車輪速度が追従し、最初は少しオーバーシュートするが、徐々に安定して目標車輪速度ｖｗｔに一致するようになる。そして、必要な安定化モーメントが得られたら、すぐに制御フラグもゼロになり、目標車輪速度ｖｗｔも元の基準車輪速度ｖｂに戻る。実車輪速度も、目標車輪速度に追従して元に戻る。これを、４輪同時に演算して各々の車輪毎に目標スリップ率ＳＬを演算して制御を繰り返している（但し、制御中の１輪は基準輪なので、実際の制御対象は３輪）。
【００４４】
なお、目標車輪速度ｖｗｔは、図６に示された目標スリップ率の式ＳＬ＝（ｖｂ−ｖｗ）／ｖｂより、目標スリップ率ＳＬを設定することにより、一義的に定まることが分かる。即ち、目標スリップ率の式ＳＬ＝（ｖｂ−ｖｗ）／ｖｂの車輪速度ｖｗにｖｗｔを代入して変形した式１のｖｗｔ＝ｖｂ×（１−ＳＬ）により、目標スリップ率ＳＬが定まると、目標車輪速度ｖｗｔが一義的に定まることが分かる。従って、上述のように、目標スリップ率ＳＬを設定することにより、各制御対象輪の目標車輪速度ｖｗｔを設定し、それに合わせた実車輪速度の制御を行うことができる。
【００４５】
一方、目標スリップ率ＳＬは、一般的には、車輪の摩擦力、即ち制動力を最も効果的に発揮する制御目標としてその設定範囲が設定される。図７に、スリップ率と進行方向摩擦力の関係を示すグラフを示す。図７において、横軸はスリップ率、縦軸は進行摩擦力を示しており、乾燥したアスファルトにおけるスリップ率と進行方向摩擦力との関係と、雪路におけるスリップ率と進行方向摩擦力との関係を示す特性曲線が示されている。これらの特性曲線から分かるように、アスファルトや雪路レベルの一般的な路面においては、スリップ率を１０〜２０％、或いは１０〜３０％程度に設定するのが、制動力が大きく好ましい制御目標領域であることが分かる。図示しないが、アイスバーン等の極低μ路では、７〜８％で規制をかけるのが好ましい。
【００４６】
ここで、図６のグラフに戻り、基準車輪速度ｖｂと目標車輪速度ｖｗｔとの差、即ち制御量の大きさｖｂ−ｖｗｔ＝△ｖｗについて考える。式１のｖｗｔ＝ｖｂ×（１−ＳＬ）から、ＳＬを大きく設定すると、目標車輪速度ｖｗｔの値は小さくなり、制御量の大きさΔｖｗは大きくなる。逆に、ＳＬを小さな値とすれば、ｖｗｔは大きくなるので、制御量の大きさΔｖｗは小さくなる。従って、ブレーキ制御目標である目標スリップ率ＳＬに制限をかけて小さな値とすると、制御目標とする目標車輪速度ｖｗｔもあまり小さすぎる値とならず、目標ブレーキ制動力を大き過ぎる設定とすることが防止される。
【００４７】
上述のように、本実施例に係る制動制御装置８０においては、直結４輪駆動状態の車両を制御するため、直結プロペラシャフト６２による後輪の速度の落ち込みを防ぐ制御を行う必要があるが、目標スリップ率ＳＬに制限をかけることにより、過度のブレーキ制御を防止することができる。また、このような目標スリップ率ＳＬの制限設定は、制御対象輪毎に可能であるため、路面の状態や車両の駆動状態を考慮して、各制御対象輪に適切な制限値を設定することができる。
【００４８】
つまり、車輪のタイヤが効果的に制動力を発揮するスリップ率の設定は、図７で示したように、路面摩擦係数との関係により定まるので、大きな制動力を発揮させるべき旋回外側前輪はこれに合わせた設定を行って制動力を発揮させるのが好ましい。一方、直結４輪駆動状態であることの制約から生じる後輪の車輪速度の落ち込みは、後輪にかける制動力の大きさを制限することにより防止できる。従って、制御対象輪の各輪の目標スリップ率ＳＬの上限を、路面摩擦係数の応じて適切に設定することにより、直結４輪駆動状態の車両に適切な制動制御を行なうことができる。
【００４９】
図８は、本実施例に係る制動制御装置８０の動作フローを示した図である。なお、今までの説明と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００５０】
ステップ１００では、スイッチ入力の処理が行われる。例えば、スイッチ入力には、フルタイム４輪駆動車の場合はセンターデフロック状態とするか否か、パートタイム４輪駆動車の場合には、直結４輪駆動状態とするか否かの切り替えがあってよく、これらの切り替えは、図１の駆動状態切替スイッチ６１により実行されてよい。また、リアーデフロック状態をするか否かのスイッチがあってもよい。更に、車両安定性制御システム（ＶＳＣ）の動作モード切替スイッチとして、例えば、ＶＳＣを通常の動作モードに設定したり、ＴＲＣ（Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）をオフに設定したり、ＶＳＣをオフに設定したりするモードを選択設定できる入力スイッチ４１があってよい。
【００５１】
本実施例に係る制動制御装置８０では、センターデフロック状態又は直結４輪駆動状態で、かつＶＳＣが通常の動作モードに設定されたときに制動制御を行う。なお、リアーデフロック状態では、本実施例に係る制動制御装置８０は、動作しないこととしてもよい。また、ＴＲＣは、駆動輪のブレーキ油圧制御によるエンジン出力制御により、駆動輪のスリップを抑える機能であるが、本実施例に係る制動制御装置８０とは、動作が異なるため、ＴＲＣをオフにするか否かのスイッチを設けてもよい。
【００５２】
なお、本実施例に係る制動制御装置８０では、スイッチ入力により車両が直結４輪駆動状態にあるか否か（以下、センターデフロック状態を含む）を判定しているが、センターデファレンシャル６０ａ等にセンサを設け、駆動状態を判別するようにしてもよい。
【００５３】
ステップ１１０では、車両安定性制御システムが動作すべき状態か否かの判定を行う。具体的には、旋回状態検出手段１０により、車両が横滑りしている状態にあることを検出し、車両安定性制御システムの動作許可の判定を行う。なお、旋回状態の検出は、図１において説明したように、加速度センサ１１、ヨーレートセンサ１２、操舵角センサ１３、車輪速センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにより行ってよい。
【００５４】
ステップ１２０では、制動制御量設定手段２０において、旋回状態検出手段１０により検出した車両状態をもとに、必要な安定化モーメントを算出する。これにより、車両の横滑りを抑制する安定化モーメントが算出される。
【００５５】
ステップ１３０では、制動制御量設定手段２０において、各制御対象輪（３輪）の目標スリップ率ＳＬが演算される。このとき、基本的には、ステップ１２０で算出された安定化モーメントを実現するような目標スリップ率ＳＬが、基準輪以外の各制御対象輪について演算されるが、これをそのまま出力するか、或いは制限を加えるかの最終的なガードをかけた判断がなされる。この判断は、路面摩擦係数推定手段３０により推定された走行中の路面の摩擦係数μに応じて、基準輪以外の各制御対象輪の目標スリップ率ＳＬの上限が定められ、この目標スリップ率ＳＬの上限の範囲内で制動量が演算設定され、出力される。なお、目標スリップ率ＳＬの上限は、後輪についてはゼロの場合もあり、この場合は、目標スリップ率ＳＬは出力されず、実質的に制御対象輪が１輪、又は２輪に限定されたことになる。路面摩擦係数μが極めて低い極低μ路の場合や、低μ路の場合は、このような制約を受ける。
【００５６】
ステップ１４０では、制動制御量設定手段３０により設定されて出力された制動制御量に基づき、制動制御手段５０において、ソレノイド駆動指示がなされる。ステップ１３０で演算設定された目標スリップ率ＳＬになるように、制動制御手段５０たるブレーキアクチュエータがソレノイドバルブを駆動し、ブレーキ液圧を制御し、フィードバック制御により、各制御対象輪が目標スリップ率ＳＬになるように油圧をかけて制御する。
【００５７】
このとき、例えば、制動制御手段５０は、油圧を掛ける側と抜く側を制御しているが、車輪のロックを回避すべく、ロックと判断したらすぐ油圧を抜けるように、通常の制御とは異なる制御としてもよい。例えば、減速の反応速度を非常に大きくするような制御定数に設定してよい。なお、ロックの判断は、基準車輪とロック対象の車輪の速度の比較により検出しており、例えば、スリップ率が２０％を超えたときに、ロックと判定するようにしてもよい。
【００５８】
ステップ１５０では、制動制御手段６０であるブレーキアクチュエータが、制御対象である各車輪のホイールシリンダ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの油圧を制御して、目標スリップ率ＳＬが実現されるようなブレーキ制動力をかけるようにする。そして、目標スリップ率ＳＬに達したら、その処理を終了する。
【００５９】
図９は、図８のステップ１１０からステップ１３０で行われる、制動制御の態様の一例を示した処理フロー図である。図１においては、旋回状態検出手段１０で検出した旋回状態及び路面摩擦係数推定手段３０で推定した路面摩擦係数μに基づき、制動制御量設定手段２０で制動制御量を設定する段階のフロー図である。
【００６０】
ステップ２００では、ＶＳＣ（車両安定性制御）が開始される。図８における、ステップ１１０の許可判定に該当する。
【００６１】
ステップ２１０では、各車輪の目標スリップ率ＳＬの指示値が算出される。これは、目標スリップ率ＳＬに制限をかける前の、安定化モーメントを算出した段階の指示値又は設定値を意味する。図８における、ステップ１２０の安定化モーメントの算出に該当する。なお、目標スリップ率ＳＬの指示値は、旋回状態検出手段１０により旋回状態が検出され、制動制御量設定手段２０により、安定化モーメントが算出される。
【００６２】
ステップ２２０では、センターデフロック状態、即ち直結４輪駆動状態であるか否かが判断される。車両の駆動状態が４輪直結駆動状態であるか否かで、目標スリップ率ＳＬの上限値を変更するので、直結４輪駆動状態か否かをこのステップで判断する。なお、図８においては、ステップ１００のスイッチ入力の処理に含まれると捉えてもよい。直結４輪駆動状態であれば、ステップ２３０に進み、直結４輪駆動状態でなければ、ステップ３００に進む。直結４輪駆動状態でなければ、本実施例に係る制御装置８０を適用する必要はなく、通常の車両安定性制御が実行されてよい。
【００６３】
ステップ２３０では、路面摩擦係数推定手段３０により推定された路面摩擦係数μが、圧雪路のμ値より小さいか否かが判断される。上述のように、本実施例に係る制動制御装置８０では、路面摩擦係数μの値に応じて目標スリップ率ＳＬを変化させ、制動量の上限を変更するので、最初の判定基準値として、走行中の路面の摩擦係数μが圧雪路より小さいか否かを判定する。圧雪路の路面摩擦係数μは、一般的にμ＝０．３程度であり、これより路面摩擦係数μが大きい場合には、通常の車両安定性制御を適用できる場合が多いので、それをまず判断する趣旨である。推定された路面摩擦係数μが圧雪路より小さい場合はステップ２４０に進み、大きい場合は、直結４輪状態でない場合と同様に、ステップ３００に進む。
【００６４】
ステップ２４０では、推定された路面摩擦係数μから、路面が極低μ路状態であるか否かが判定される。ここで、極低μ路とは、本実施例に係る制動制御装置８０において、最も低いレベルの摩擦係数路面として対応する制動制御を行う対象路面であることを意味する。具体的には、例えば、アイスバーン等の氷状の路面を意味し、摩擦係数μが、μ＝０．１程度より小さい路面を想定している。但し、基準となる路面摩擦係数μは、車両や周囲の環境に応じて変化し得るので、この値に限定する趣旨ではない。本実施例に係る極低μ路とは、制動制御装置８０が設定する最も低い所定基準値より小さい摩擦係数μの路面を意味し、路面摩擦係数μの低い方から所定基準値を設定したときには、１番小さい所定基準摩擦係数値よりも路面摩擦係数μの小さい路面という意味である。
【００６５】
ステップ２４０において、推定路面摩擦係数３０が第１の所定値より小さく、極低μ路状態であると判断されたときには、ステップ２６０に進み、第１の所定値以上で極低μ路状態でないと判断されたときには、ステップ２５０に進む。
【００６６】
ステップ２６０では、極低μ路に対応した制動制御が行われる判断がなされ、具体的には、旋回外側前輪の１輪にのみ制動力が加えられる制御指示がなされる。路面摩擦係数μが極めて低いアイスバーンのような路面では、直結４輪駆動状態では後輪の速度の落ち込みが懸念されるため、旋回外側前輪のみを制動し、後輪の速度落ち込みを防止したものである。なお、この制御指令は、制動制御量設定手段２０で行われる。ステップ２６０の終了後は、ステップ２９０に進む。
【００６７】
ステップ２９０では、制御対象の各輪について、最終的な制動量である目標スリップ率ＳＬが、制動制御量設定手段２０から制動制御手段５０に対して出力され、処理フローを終了する。極低μ路では、後輪については、ガードがかかってゼロ出力、即ち目標スリップ率ＳＬが出力されないことになる。旋回外側前輪については、制御量の上限の範囲内で目標スリップ率ＳＬが出力される。なお、目標スリップ率ＳＬは、そのまま出力されて制動制御手段５０で油圧量に変換されてもよいし、制動制御量設定手段２０で換算してもよい。
【００６８】
ステップ２４０に戻り、推定路面摩擦係数μが極低μ路以上である、即ち第１の所定値以上であると判断されたときには、ステップ２５０に進む。
【００６９】
ステップ２５０では、推定された路面摩擦係数μが、低μ路状態であるか否かが判断される。つまり、極低μ路ではないことがステップ２４０で判定された後、それよりも摩擦係数がやや大きい程度の低μ路か、それよりも更に摩擦係数の大きい微低μ路であるか否かを本ステップで判定する。具体的には、例えば、アイスバーンの氷状路と雪路が混在し、アイスバーン状態よりは路面摩擦係数μが大きくなっているが、なお低摩擦係数の路面であるような場合である。このような場合に、例えば２番目に小さい基準値を設け、第２の所定値として、制動制御を切り替える基準としてよい。例えば、第１の所定値をμ＝０．１としたら、第２の所定値をμ＝０．１７又は０．１８程度に設定してもよい。ステップ２５０で、低μ路であると判定されたときは、ステップ２７０に進み、低μ路よりも摩擦係数が大きく、低μ路でないと判定されたら、ステップ２８０に進む。
【００７０】
ステップ２７０では、低μ路に対応した制動制御が行われる判断がなされ、具体的には、旋回外側前後輪の２輪に制動力が加えられる制御指示がなされる。路面摩擦係数μが、極低μ路よりはやや大きいので、極低μ路のときよりは後輪の速度の低下を気にする必要がないが、やはり低μ路であるので通常の路面摩擦係数μの路面よりは後輪速度が低下するおそれが残るので、極低μ路の制動制御対象である旋回外側前輪に加えて、旋回外側後輪も制動制御の対象としたものである。これにより、第２の摩擦係数の低さのレベルの路面に対し、制動制御輪の数を第１の摩擦係数の低さのレベルの路面よりは増やして制動効果を上げるとともに、通常の摩擦係数の大きさの路面よりは後輪の速度の低下を考慮した、摩擦係数の大きさに応じた適切な制動制御とすることができる。ステップ２７０終了後は、ステップ２９０に進む。
【００７１】
ステップ２９０では、各車輪に対して、制動量設定手段２０から制動制御手段５０に対して、目標スリップ率ＳＬ、又は目標スリップ率ＳＬに応じた油圧量等の制動量の設定が出力され、制動制御が実行されて処理フローを終了する。旋回外側前輪及び後輪について、制動制御量の上限の範囲内で、出力値が設定され、旋回内側後輪については、出力がゼロとなり、制御対象から外される。
【００７２】
ステップ２５０に戻り、推定された路面摩擦係数μが低μ路状態でない場合、即ち第２の所定値よりも大きい場合には、ステップ２８０に進む。
【００７３】
ステップ２８０では、低μ路よりも路面摩擦係数μが大きい、微低μ路の場合の制動制御であるので、制御対象輪を、通常と同じく３輪とする制御指示がなされる。但し、ステップ２３０で判定した圧雪路よりは路面摩擦係数μが小さい状態であるので、通常の車両安定性制御よりも、目標スリップ率ＳＬの上限を小さく設定するのが好ましい。即ち、制御対象輪は旋回内側内輪を除く３輪とするが、例えば通常の車両安定性制御の目標スリップ率ＳＬが、各輪が３０％程度の上限に設定されているとすれば、例えば、前輪を５〜１０％程度、後輪を０〜５％程度の出力に上限を設定してよい。このように設定すれば、同じ３輪制御であっても、路面摩擦係数μの増大に応じて、徐々に目標スリップ率ＳＬを大きく設定することができ、きめ細かく路面摩擦係数μに応じた適切な制動制御を行うことができる。ステップ２８０終了後は、ステップ２９０に進む。
【００７４】
ステップ２９０では、各車輪の目標スリップ率ＳＬに応じて、各車輪の制動量が設定出力され、制動制御手段５０に送られる。上述のように、各輪とも制動量の上限の範囲内で制御量が設定出力され、それに応じて制動制御手段５０が作動し、処理フローを終了する。
【００７５】
次に、ステップ２２０に戻り、センターデフロック状態、即ち直結４輪駆動状態でないと判定された場合と、ステップ２３０において、直結４輪駆動状態ではあるが、路面摩擦係数μが圧雪路のμ値より小さいと判定された場合について説明する。この場合は、いずれもステップ３００に進む。
【００７６】
ステップ３００では、制動量設定手段２０において、目標スリップ率ＳＬが例えば３０％の上限規制で設定される。これは、通常の場合の目標スリップ率ＳＬと同様であり、図７で説明したように、通常の道路において制動力を最も効果的に発揮できるスリップ率の領域である。ステップ２２０において、直結４輪駆動状態でないと判断されたときには、フルタイム４輪駆動車であれば、前後のプロペラシャフト６２Ｆ、６２Ｒの回転数の差動を許容する状態であり、パートタイム４輪駆動車であれば、２輪駆動状態であるので、後輪の回転速度の低下の問題はないので、通常の車両安定性制御を適用してよい。
【００７７】
一方、ステップ２２０において、直結４輪駆動状態と判定されたときであっても、ステップ２３０において、推定路面摩擦係数μが圧雪路のμ値以上と判定されれば、直結４輪駆動状態による後輪の回転速度の低下の影響は少ないので、これも通常の車両安定性制御と同じ目標スリップ率ＳＬの上限設定にしてよいと判断する。ステップ３００が終了したら、ステップ３１０に進む。
【００７８】
ステップ３１０では、制動制御量設定手段２０において、通常の目標スリップ率ＳＬの上限値を用いた通常の３輪制御による、制動制御指令がなされる。即ち、旋回状態検出手段１０により検出された旋回状態に基づく安定化モーメントが算出され、上限に達しない限りは、その安定化モーメントを発生させるような制動制御を行う制動制御量が設定され、制動制御手段５０に出力される。ステップ３１０の終了後は、ステップ３２０に進む。
【００７９】
ステップ３２０では、通常のブレーキ制御が制動制御手段５０により実行され、その処理を終了する。
【００８０】
このように、本実施例に係る制動制御装置８０では、路面摩擦係数μに応じて、制御対象輪の数を含めて目標スリップ率等の制動制御量に上限を設けることにより、直結４輪駆動状態の車両に対しても、制動制御を安全に実行することができる。なお、本実施例においては、最終的に制御態様が４態様に分類される例を説明したが、これは、車両の種類や路面摩擦係数μ以外の条件により変更され得るので、これらの態様は、種々変更することが可能である。
【００８１】
次に、図９において説明した、各制御対象輪の制動制御量の上限設定について、図１０を用いて説明する。図１０は、制動制御量設定手段２０において行われる、制動制御量の上限設定の演算内容を説明するための図である。
【００８２】
図１０（ａ）は、旋回外側前輪の目標スリップ率ＳＬの上限規制値の例を示した図である。また、図１０（ｂ）は、後輪の目標スリップ率ＳＬの上限規制値を示した図である。図１０（ａ）（ｂ）において、ともに横軸は路面μ推定値、縦軸は目標スリップ率ＳＬ［％］を示している。図１０（ａ）（ｂ）において、μ＝０．１より小さい領域が、極低μ路のアイスバーン状態、０．１≦μ≦０．１８の範囲が極低μ路よりも少し雪が多くなった低μ路状態、０．１８＜μ≦０．２５の範囲が低μ路よりも更にアイスバーン状態が減った微低μ路状態、０．２５＜μ≦０．３の範囲が、微低μ路よりも更に路面摩擦係数μが大きく、通常状態よりは僅かに路面摩擦係数μが小さい僅低μ路を示している。
【００８３】
図１０（ａ）において、路面μ推定値の大きさに応じて、目標スリップ率ＳＬの上限が変化している特性が示されている。路面μ推定値が０．１より小さいときには、目標スリップ率ＳＬの上限は一定で５％であり、路面μ推定値が０．１以上０．２５以下の範囲では、５〜１０％の範囲で路面μ推定値に比例する直線特性の上限を示し、路面μ推定値が０．２５より大きく、０．３以下の範囲では、一定の１０％の上限を示している。このように、例えば、路面μが０．１より小さいアイスバーン等の氷状の極低μ路では、５％程度の目標スリップ率ＳＬの上限を設定するのが好ましく、圧雪路よりもやや路面μが低い程度の、路面μが０．２５より大きい程度の路面に対しては、１０％の上限に設定することが好ましいことが分かっていれば、その間を、例えば図１０（ａ）に示したように直線で結んで徐々に増加させることにより、路面μ推定値が変化することにより急激に目標スリップ率ＳＬの上限が変化して出力が急変動する事態を避けることができる。従って、目標スリップ率ＳＬの上限の設定に当たっては、路面μ推定値に対応する適切な目標スリップ率ＳＬが算出できたら、それらを満たすように、路面μ推定値と目標スリップ率ＳＬの上限の関係を定めることができる。
【００８４】
このように目標スリップ率ＳＬの上限を定めることにより、例えば、μ＜０．１の極低μ路で安定化モーメントに基づく目標スリップ率ＳＬが８％と算出されても、上限が５％であれば５％しか出力されず、過度の制動力による制動制御を行って車両の挙動の収束に不利になる事態を防げる。なお、図１０（ａ）に示した、目標スリップ率ＳＬを５〜１０％に設定するのは、図７で説明した、通常の車両安定性制御においてはアイスバーン状態で７〜８％程度に設定するのと概略一致しており、旋回外側前輪については、目標スリップ率ＳＬの上限をあまり低い設定とはしておらず、制動力をきちんと効かせていることが分かる。
【００８５】
図１０（ｂ）は、後輪の路面μ推定値と目標スリップ率ＳＬとの関係を示した図であるが、目標スリップ率ＳＬは、０〜５％の範囲に設定されている。直結４輪駆動状態では、前輪の制動トルクによる後輪の回転速度低下の影響があるため、前輪よりも目標スリップ率ＳＬの上限値は低く設定され、必要以上に制動力を加えない設定となっている。図１０（ｂ）において、後輪は、旋回外側と旋回内側で独立に設定がなされている。前輪は、旋回外側のみが制御対象輪であったため、１輪のみの特性でよいが、後輪は、２輪とも対象となり、旋回外側と旋回内側では適切な制動力も多少異なるため、各々独立に設定している。
【００８６】
図１０（ｂ）において、路面μ推定値が０．１より小さい極低μ路では、外輪及び内輪の双方とも、目標スリップ率ＳＬの上限はゼロに設定されている。これは、極低μ路では、直結４輪駆動状態では後輪の回転数の低下の問題が懸念されるため、これを防ぐべく出力ゼロとし、実質的な制御対象輪から除外するためである。このときは、旋回外側の前輪のみの１輪制御となる。
【００８７】
一方、路面μ推定値が０．１以上０．１８以下の範囲では、旋回外側後輪のみに正の目標スリップ率ＳＬが設定されており、旋回内側後輪はゼロのままである。この状態では、旋回外側の前輪及び後輪が制御対象輪となり、２輪制御状態となる。なお、旋回外側後輪の目標スリップ率ＳＬの上限値も、路面μ推定値の増加とともに徐々に増加してゆくように設定されており、急激な出力の増加を抑えた設定となっている。これにより、制御対象輪が１輪から２輪に切り替わるときも、路面摩擦係数の基準値の付近で急激に切り替わるのではなく、滑らかに制御を切り替えることができる。
【００８８】
次に、路面μ推定値が０．１８より大きくなると、旋回内側後輪にも正の目標スリップ率上限値が設定され、制御対象輪に加わる。この段階で、３輪制御となり、通常の車両安定性制御と同じ数の制御対象輪となるが、目標スリップ率ＳＬの上限は０〜５％と低く設定されているので、通常よりも小さな範囲の制動力で制動制御が行われることになる。外輪と内輪との目標スリップ率ＳＬにも若干の差があり、旋回内側後輪は出力上限が低く抑えられている。また、旋回内側後輪の目標スリップ率ＳＬの増加も、路面μ推定値の増加に比例して徐々に増加してゆくように設定されている。
【００８９】
次に、路面μ推定値が０．２５を超えると、旋回外側後輪も旋回内側後輪も目標スリップ率ＳＬの上限値は５％となる。圧雪路よりも僅かに路面摩擦係数μの低い雪路では、通常の３０％程度の上限値よりも低い設定として、回転速度が低下し過ぎないような設定となっている。
【００９０】
このように、図１０（ａ）（ｂ）に示したように、路面摩擦係数μに応じて旋回外側前輪と旋回外側後輪及び旋回内側後輪の目標スリップ率ＳＬに、通常の車両安定性制御よりも低い適切な上限を各々設けることにより、車輪に加えるブレーキ力を抑えつつ制動制御を行うことができ、直結４輪駆動状態の車両にも車両安定性制御を適用することができる。なお、図１０に示した目標スリップ率ＳＬ及び路面μ推定値は例示であり、車種や環境に応じて設定を変えることができる。また、図１０のうち、路面μ推定値のμ＝０．１が図９における第１の所定値に該当し、μ＝０．１８が第２の所定値に該当する。
【００９１】
図１１は、本実施例に係る制動制御装置８０の、図９とは異なる制動制御の態様の一例を示した処理フロー図である。なお、個々の処理内容については、今までの説明と同様であるので、その処理自体の詳細内容については、説明を省略する。
【００９２】
ステップ４００では、ＶＳＣが開始される。図６で説明したように、ＶＳＣの制御フラグが立った状態であり、旋回状態検出手段１０で検出された旋回状態に基づいて、制動制御量設定手段２０により、安定化モーメントが算出され、これに基づく制動制御量が設定される。
【００９３】
ステップ４１０では、センターデフロック状態か否か、即ち、直結４輪駆動状態か否かが判断される。直結４輪駆動状態の場合には、ステップ４２０に進み、直結４輪駆動状態でない場合には、ステップ４５０に進む。
【００９４】
ステップ４２０では、極低μ路状態か否かが判断される。図９で説明した処理フローにおいては、ここで、路面摩擦係数μが圧雪路より小さいか否かを判断したが、直結４輪駆動状態とすると、路面摩擦係数μがある程度高くても、後輪の速度低下が問題となり易い車両では、このように、直結４輪駆動状態であれば、目標スリップ率ＳＬの制限を行う制御モードに入れるように構成してもよい。なお、極低μ路と判断されたときは、ステップ４３０に進み、極低μ路でない、即ち低μ路と判断されたときは、ステップ４４０に進む。
【００９５】
ステップ４３０では、旋回外側前輪のみを制御対象とする、１輪制御が行われる。アイスバーン等の極低μ路では、回転速度の低下が起き易い後輪には、制御ブレーキ力を加えないこととしているのは、今までの説明と同様である。
【００９６】
ステップ４２０に戻り、極低μ路でないと判断されたときには、ステップ４４０に進み、旋回外側前後輪の２輪を制御対象とする制動制御が行われる。極低μ路よりは後輪の速度低下のおそれが少ないため、制動対象輪を増やし、２輪としたものである。図９及び図１０で説明した処理フローでは、更に目標スリップ率ＳＬの上限を低く設定した上で、３輪制御とする制御態様（０．１８≦μ＜０．３の範囲）を含んでいたが、このように、制御モードを減らし、極低μ路以外では、旋回外側の２輪制御とするような設定としてもよい。
【００９７】
ステップ４１０に戻り、車両がセンターデフロック状態、つまり直結４輪駆動状態でないときには、ステップ４５０に進み、通常制御の３輪制御を行う。直結４輪駆動でないときには、通常の制動制御を行って問題無いからである。
【００９８】
このように、図１１の処理フローでは、図９に示した処理フローよりも制御パターンを少なくし、簡略化した処理としている。車両の種類、ユーザの要請により、このような態様としてもよい。逆に、図１０に示した路面μ推定値の切り替え値の数を増やしたり、目標スリップ率ＳＬの上限設定値をもっと多く設定したりして、きめ細かな制動制御を行うことも可能である。このように、種々の状況に応じて、制動制御量の上限設定を行うことにより、色々な状況に対応可能な制動制御装置８０とすることができる。
【００９９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本実施例に係る車両の制動制御装置８０の構成を概略的に示した図である。
【図２】フルタイム4輪駆動車の概略構成図である。
【図３】パートタイム４輪駆動車の概略構成図である。
【図４】直結４輪駆動状態の車両に、従来の車両安定性制御システムを適用した場合の問題と、本実施例に係る制動制御装置８０の制御対象輪の考え方を説明するための図である。
【図５】旋回外側前輪のスリップ率低下と、後輪のスリップ率低下の関係を示した実験データである。図５（ａ）は、旋回外側前輪のスリップ率に制限を設けなかった場合の前輪と後輪との関係を示した図である。図５（ｂ）は、前輪のスリップ率が目標スリップ率ＳＬを超えないように制御した場合を示している。
【図６】目標スリップ率ＳＬによる目標車輪速度ｖｗｔの制御を示した図である。
【図７】スリップ率と進行方向摩擦力の関係を示した図である。
【図８】本実施例に係る制動制御装置８０の動作フローを示した図である。
【図９】本実施例に係る制動制御装置８０の、制動制御の態様の一例を示した処理フロー図である。
【図１０】制動制御量設定手段２０において行われる、制動制御量の上限設定の演算内容を説明するための図である。図１０（ａ）は、旋回外側前輪の目標スリップ率ＳＬの上限規制値の例を示した図である。図１０（ｂ）は、後輪の目標スリップ率ＳＬの上限規制値を示した図である。
【図１１】本実施例に係る制動制御装置８０の、図９とは異なる制動制御の態様の一例を示した処理フロー図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ 旋回検出手段
１１ 加速度センサ
１２ ヨーレートセンサ
１３ 操舵角センサ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 車輪速センサ
２０ 制動制御量設定手段
３０ 路面摩擦係数推定手段
４０ 車両安定性制御ＥＣＵ
４１ 入力スイッチ
５０ 制動制御手段
５１ マスターシリンダ
５２ 圧力センサ
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ ホイールシリンダ
６０ 駆動状態切替手段
６１、６１ａ、６１ｂ 駆動状態切替スイッチ
６２、６２Ｆ、６２Ｒ プロペラシャフト
６３ フロントデフ
６４ リアデフ
６５ フロントアクスル
６６ リアアクスル
７０ エンジンＥＣＵ
７１ スロットルアクチュエータ
７２ スロットル開度センサ
７３ エンジン
８０ 制動制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動制御装置に関し、特に、フルタイム4輪駆動車のセンターデフロック状態又はパートタイム4輪駆動車の直結4輪駆動状態のときの車両の挙動を安定させる制動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の旋回時の挙動状態に応じて、各輪の制動力を制御する車両の挙動制御装置が知られている。かかる車両の挙動制御装置において、センターデフがロック状態の場合には、前輪と後輪の回転数差が拘束されることで、意図しない車輪に制動力や駆動力が働き、センターデフがフリーの場合と比べると、アンチスピンモードの大きさやタイヤ横力の前後輪バランスが変化することから、センターデフがロック状態である場合には、各輪の制動力制御及びエンジン出力制御を禁止して、運転者の期待にそぐわない制御が行われることを防止した技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３４４０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、センターデフがロック状態では、一切車両の挙動制御装置による制御が行われなくなるので、運転者の運転を支援する制御が全く行われないことになり、運転者にとっては挙動制御装置の恩恵を全く受けることができなくなってしまうという不都合があった。
【０００４】
そこで、本発明は、センターデフロック状態又は直結４輪駆動状態であっても、制動制御を行い、運転者の運転を適切に支援できる制動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る車両の制動制御装置は、車輪への制動力を制御して、車両の旋回中の挙動を安定させる車両の制動制御装置であって、
前記車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、
該旋回状態検出手段により検出された旋回状態に基づいて、前記車両の各車輪の制動制御量を設定する制動制御量設定手段と、
該制動制御量設定手段により設定された制動制御量に基づいて、前記各車輪の制動制御を行う制動制御手段と、
前記車両が走行している路面の路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段とを備え、
前記制動制御量設定手段は、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態のときには、前記各車輪の制動制御量の上限を、前記路面摩擦係数推定手段により推定された路面摩擦係数に応じて変更することを特徴とする。これにより、センターデフがロック状態又は直結４駆状態であっても、ブレーキにより車両の挙動安定制御を行うことができる。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る車両の制御装置において、前記制動制御量の上限は、前記路面摩擦係数が圧雪路より小さい値のときには、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態でないときよりも低く設定されたことを特徴とする。これにより、路面摩擦係数が小さい、いわゆる低μ路であっても、車両の挙動をブレーキにより安定に制御することができる。
【０００７】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る車両の制動制御装置において、
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が第１の所定値より小さいときには、後輪の前記制動制御量の上限をゼロに設定し、旋回外側前輪のみを制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする。これにより、アイスバーン等のいわゆる極低μ路であっても、車両の挙動を制動力により安定に制御することができる。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明に係る車両の制動制御装置において、
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が前記第１の所定値以上第２の所定値以下のときには、旋回内側後輪の前記制動制御量の上限をゼロに設定し、旋回外側の前輪及び後輪を制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする。これにより、アイスバーン等のいわゆる極低μ路よりは路面摩擦係数が高いが、雪等が混じったいわゆる低μ路についても、車両の挙動を制動力により安定に制御することができる。
【０００９】
第５の発明は、第４の発明に係る車両の制動制御装置において、
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が前記第２の所定値より大きいときには、旋回内側前輪以外の３輪を制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする。これにより、路面摩擦係数がある程度高くなったときには、基準輪以外の3輪総てを制御対象とすることにより、車両の挙動を制動力により安定に制御できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、センターデフロック状態にあるフルタイム4輪駆動車又は直結4輪駆動状態にあるパートタイム4輪駆動車であっても、路面摩擦係数に応じて適切に制動制御を行うことにより、車両の挙動制御を行って車両を安定に旋回制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１２】
図１は、本実施例に係る車両の制動制御装置８０の構成を概略的に示した図である。本実施例に係る制動制御装置８０の主要構成要素は、旋回状態検出手段１０と、制動制御量設定手段２０と、路面摩擦係数推定手段３０と、ブレーキアクチュエータ等が適用される制動制御手段５０とを含む。
【００１３】
本実施例に係る制動制御装置８０に関連する車両の構成要素としては、プロペラシャフト６２が、フロントデフ６３及びリアデフ６４に取り付けられ、フロントデフ６３に取り付けられたフロントアクスル６５を介して前輪ＦＲ、ＦＬが取り付けられ、リアデフ６４に取り付けられたリアアクスル６６を介して後輪ＲＲ、ＲＬが取り付けられている。本実施例に係る車両は、4輪駆動車であり、フルタイム4輪駆動車及びパートタイム4輪駆動車の双方を含んでよい。駆動状態切替手段６０が、プロペラシャフト６２の中央に設けられている。駆動状態切替手段６０は、フルタイム４輪駆動車の場合はセンターデファレンシャルであり、パートタイム４輪駆動車の場合は、プロペラシャフト６２のロック機構である。
【００１４】
なお、駆動状態切替手段６０は、例えば、駆動状態切替スイッチ６１により駆動状態を切り替え可能に構成してよい。また、駆動状態切替スイッチ６１は、必要に応じてリアーデフロック状態等の駆動状態も切り替え可能に構成してよい。
【００１５】
図２は、フルタイム4輪駆動車の概略構成図である。図２において、エンジン７３の駆動力は、センターデファレンシャル６０ａを介して前輪側と後輪側のプロペラシャフト６２Ｆ，６２Ｒに配分される。プロペラシャフト６２Ｆ、６２Ｒに配分された駆動力は、前輪側はフロントデフ６３を介してフロントアクスル６５に伝達され、後輪側はリアデフ６４を介してリアアクスル６６に伝達される。センターデファレンシャル６０ａは、前後の車輪の差動を許容するギアであるが、ユーザの切り替えにより、センターデフロック状態とし、前後の車輪の差動を制限するように設定することが可能である。例えば、駆動状態切替スイッチ６１ａにより、センターデフ６０ａがデフロック状態とされると、前輪のプロペラシャフト６２Ｆと後輪のプロペラシャフト６２Ｒの回転数が等しくなり、前輪の左右輪の回転数平均と後輪の左右輪の回転数平均が等しくなるように差動制限を受ける。このようなセンターデフロック状態において、本実施例に係る制動制御装置８０は適用される。
【００１６】
図３は、パートタイム４輪駆動車の概略構成を示した図である。図３において、図３のセンターデファレンシャル６０ａがロック機構６０ｂに変更された点が図２のフルタイム４輪駆動車と異なっている。パートタイム４輪駆動車は、通常は２輪駆動状態で走行し、必要なときのみ前後のプロペラシャフト６２Ｆ、６２Ｒが直結される。例えば、トランスファーレバー６１ｂにより前後のプロペラシャフトが直結されると、直結４輪駆動状態となり、フルタイム４輪駆動車のセンターデフロック状態と同じ状態となる。このような場合にも、本実施例に係る制動制御装置８０は適用される。
【００１７】
なお、図２及び図３で説明したように、フルタイム４輪駆動車のセンターデフロック状態と、パートタイム４輪駆動車の直結４輪駆動状態は、前輪側のプロペラシャフト６２Ｆと後輪側のプロペラシャフト６２Ｒの回転数が等しく、同じ駆動状態を意味しているので、本明細書又は図面において、単に直結４輪駆動状態と呼ぶときは、フルタイム４輪駆動車のセンターデフロック状態も含むこととする。
【００１８】
図１に戻り、本実施例に係る制動制御装置８０の構成要素の説明を行う。
【００１９】
旋回状態検出手段１０は、車両の旋回状態を検出する手段である。旋回状態検出手段１０は、例えば、加速度センサ１１により車両の前後加速度及び／又は横加速度、ヨーレートセンサ１２によりヨーレート、操舵角センサ１３により操舵角、及び車輪速センサ１４から車速及び／又は車輪速等を検出してよい。また、これらの検出値に基づいて、旋回状態を示す横滑り等を検出してよい。例えば、車体のスリップ角と車体のスリップ角速度の値により後輪横滑り傾向の旋回状態を検出したり、操舵量と車速から運転者の要求ヨーレートを演算し、実際の車両のヨーレートと比較することにより、前輪横滑り傾向の旋回状態を検出してよい。旋回状態検出手段１０により検出された旋回状態に関する情報は、制動制御量設定手段２０に送られる。
【００２０】
制動制御量設定手段２０は、旋回状態検出手段１０により検出された車両の旋回状態の挙動を示すデータに基づき、制動制御量の設定演算をまず行う。即ち、制動制御量設定手段２０は、旋回状態検出手段１０で検出された旋回状態が横滑り傾向にある場合に、その横滑りを打ち消すようなアンチモーメント力を車両に発生させるように、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬに加える制動制御量を定める。例えば、車両の強い後輪横滑り傾向が検出された場合には、その傾向の程度に応じて、旋回外側前後輪にブレーキをかけ、車両の外向きに安定化モーメントを発生させ、後輪の横滑り傾向を抑制するような設定演算を行なう。なお、制動制御の対象となる車輪は、旋回内側前輪を除く３輪であり、旋回内側前輪は、他の３輪を制動制御する際の基準輪となる。
【００２１】
また、制動制御量設定手段２０は、上述のように、最初に、車両の旋回状態を安定化させる安定化モーメントを算出し、各車輪に加える制動制御量を定めるが、その際に、設定した制動制御量を最終的に出力するか否かの判断も行う。つまり、制動制御量設定手段２０は、車両の旋回状態により安定化モーメントを一旦算出し、これに基づいて制動制御量を算出するが、これらの制動制御量をそのまま出力してよいか否かは、車両の駆動状態及び路面摩擦係数μからも影響を受けるため、これを判断した上で制動制御量の設定出力を行う。本実施例に係る制動制御装置８０は、４輪駆動車が直結４輪駆動状態にある場合に適用するので、通常の２輪駆動車とは異なる制約上の上で制動制御量を設定する必要があり、制動制御量設定手段２０は、そのような制約を考慮した上で最終的な制動制御量を定める。詳細は後述するが、具体的には、制動制御量に上限を設け、更にその上限を路面の路面摩擦係数により変更するようにしている。従って、制動制御量設定手段２０は、旋回状態検出手段１０で検出された旋回状態に基づいて安定化モーメントを算出し、これを実現するような各車輪の制動制御量を設定するが、制動制御量が上述の上限を超えている場合には、上限の制動量が設定されることになる。そして、その制動制御量の上限は、車両が走行している路面の摩擦係数μに応じて変更されることになる。
【００２２】
なお、制動制御量の上限は、ゼロも含まれる。制動制御量の上限がゼロということは、その制動制御量を出力しないということになり、実質的に、制御対象輪から除いたと考えてもよい。即ち、制動制御量設定手段２０は、旋回状態検出手段１０に基づいて、安定化モーメントの算出を３輪について行うが、制動制御量の上限がゼロに設定されている車輪については、その安定化モーメントを実現するような制動制御量を出力せず、制御対象から除く制御も行う。具体的には、制御対象輪が、旋回外側前輪の１輪のみになる場合と、旋回外側前後輪の２輪になる場合がある。この点についても、後に詳説する。
【００２３】
制動制御量設定手段２０により設定された制動制御量は、制動制御手段５０に送られる。なお、制動制御量は、最終的に、各車輪のブレーキキャリパーのホイールシリンダー５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの制動圧を制御するように定められればよく、演算の過程においては、車輪速度や目標スリップ率等の制御し易い変数を用いて制動制御量の制御目標値等の設定を行ってよい。
【００２４】
路面摩擦係数推定手段３０は、車両が走行している路面の路面摩擦係数μを推定する手段である。上述のように、本実施例に係る制動制御装置８０では、路面摩擦係数に応じて制動制御量設定手段２０で設定される制動制御量の上限が変更されるため、走行中の路面の摩擦係数μを推定する必要があり、路面摩擦係数推定手段３０が設けられている。
【００２５】
路面摩擦係数推定手段３０は、その路面摩擦係数μの推定手法としては、種々の手法を利用してよい。例えば、実験的に得られたマップから、操舵角と横加速度に基づいて路面摩擦係数μを推定する手法でもよい。また、例えば、操舵角及び車速をもとに推定した横加速度と、加速度センサ１１で検出した実測の横加速度との偏差に基づいて路面摩擦係数μを推定する手法であってもよい。
【００２６】
なお、路面摩擦係数μは、道路の状況により種々異なりうるが、例えば圧雪路面ではμ＝０．３程度、アイスバーンの状態の氷路面ではμ＝０．１程度、その中間のμ＝０．２程度が氷と雪の混じった路面に該当し得る。路面摩擦係数推定手段３０により推定された路面摩擦係数μは、上述の制動制御量設定手段２０に送られ、制動制御量の上限を定めるのに利用される。
【００２７】
今まで説明した旋回状態検出手段１０、制動制御量設定手段２０及び路面摩擦係数推定手段３０は、例えば、車両安定制御ＥＣＵ４０に一体的に構成されてよい。
【００２８】
車両安定性制御ＥＣＵ４０は、ＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムと呼ばれる車両安定性制御システムを制御するためのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、電子制御ユニット）である。車両安定性制御ＥＣＵ４０は、車両の旋回状態で、車両の安定性を確保するためにブレーキによる制動力を自動的に演算して制御を行う。車両安定制御ＥＣＵ４０は、例えばプログラムにより演算を行なう計算機として構成されてよい。車両安定性制御ＥＣＵ４０は、通常の２輪駆動車に適用されている従来の車両安定性制御システムの演算制御機能を有することが最低限必要である。そして、本実施例に係る制動制御装置８０は、従来からの車両安定性制御システムを前提として、直結４輪駆動状態の場合に適用する制動制御装置８０を提案しているので、制動制御装置８０の演算機能手段である制動制御量設定手段２０及び路面摩擦係数推定手段３０は、各々別個に設けてもよいが、車両安定性制御ＥＣＵ４０に組み込んで一体的に構成することが好ましい。なお、車両安定性制御システムのオン・オフは、例えば、運転席の近くにある入力スイッチ４１により切り替えられてよい。
【００２９】
なお、本実施例に係る制動制御装置８０においては、制動制御を対象とし、エンジン出力の制御には言及していないが、通常の車両安定性制御システムにおいては、エンジン出力も制御してよく、そのための制御手段として、エンジンＥＣＵ７０とスロットルアクチュエータ７１とスロットル開度センサ７２を備えてもよい。
【００３０】
制動制御手段５０は、ブレーキアクチュエータが好適に適用され、ブレーキによる各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの制動力の制御を行う。制動制御手段５０は、制動制御量設定手段２０から送られてきた各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの制動量の指示に従い、マスターシリンダ５１から送られてくる油圧を圧力センサ５２で検出しながら、各車輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬのホイールシリンダ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄに加える制動圧を制御する。制動制御手段５０は、例えば、油圧ポンプやソレノイドバルブを含んでよく、これらにより制御対象輪のホイールシリンダ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄを制御してよい。
【００３１】
次に、制動制御量設定手段２０における、制動対象輪の変更制御について説明する。
【００３２】
図４は、直結４輪駆動状態の車両に、従来の車両安定性制御システムを適用した場合の問題と、本実施例に係る制動制御装置８０の制御対象輪の考え方を説明するための図である。図４においては、車両が左側に旋回しているときに、後輪ＲＲ、ＲＬの強い横滑りがあるいわゆるオーバーステア状態を示している。このような場合には、通常の車両安定性制御システムによる車両安定性制御を実行すれば、基準輪である旋回内側前輪ＦＬ以外の３輪ＦＲ、ＲＲ、ＲＬが制御対象となり、３輪制御によりブレーキ力が働くことになる。そして、通常の２輪駆動車であれば、図４に示すように、車両スピン挙動と反対のアンチスピンモーメント（安定化モーメント）を発生させることができる。
【００３３】
しかしながら、ここで、旋回中の車両が直結４輪駆動状態で、旋回外側前輪である右前輪ＦＲにのみブレーキ力を作用させた場合を考える。今まで説明したように、直結４輪駆動状態においては、前後のプロペラシャフト６２Ｆ、６２Ｒが等しい回転数で回転し、前輪の回転数平均と後輪の回転数平均が等しくなってしまうので、旋回外側前輪ＦＲに制御ブレーキがかかると、一瞬反対側の前輪ＦＬが増速するが、すぐにほぼ一定となって、右前輪ＦＲの制御ブレーキに合わせて回転速度が落ちてゆく。すると、前輪側のプロペラシャフト６２Ｆの回転速度が落ちるが、後輪側のプロペラシャフト６２Ｒは前輪のプロペラシャフト６２Ｆに直結しているので、後輪ＲＲ、ＲＬに強いエンジンブレーキがかかったのと同じ状態となり、後輪ＲＲ、ＲＬの回転速度も落ち込む。即ち、前輪１輪ＦＲだけの制御ブレーキにより、後輪２輪ＲＲ、ＲＬの速度も落ちるので、３輪に制御ブレーキをかけたのと同じ状態となる。直結４輪駆動状態では、このような性質を持つが、これに通常通りの車両安定性制御を適用して、３輪を制御対象として後輪ＲＲ、ＲＬも制御ブレーキをかけると、上述の右前輪ＦＲの制御ブレーキの制動トルクの影響に加えて、更に後輪ＲＲ、ＲＬに制御ブレーキがかかることになるので、後輪ＲＲ、ＲＬだけ強くブレーキ力が加わった状態となり、後輪ＲＲ、ＲＬの回転速度が著しく落ち込む。後輪ＲＲ、ＲＬの回転速度が落ち込むと、車輪がロック傾向になり、旋回中の横力を確保できない状態となる。これが、例えば、アイスバーンのような路面摩擦係数μが極めて低い極低μ路で起きると、後輪ＲＲ、ＲＬがロック傾向となり、路面摩擦係数μが低いために後輪の車輪速度が回復しにくいので、車両の挙動の収束に不利になる。
【００３４】
従って、例えば、アイスバーンのようなμ＝０．１以下の極低μ路を、直結４輪状態で車両が走行する場合には、制御ブレーキは旋回外側前輪のみにかけるようにすれば、後輪の車輪速度はあまり低下せず、車輪速度が回復し易くなる。
【００３５】
一方、路面摩擦係数μがもっと高い場合には、後輪の車輪速度の低下のおそれは減少するので、安定化モーメントを最大限発揮させるために、旋回外側の前後輪の２輪（図４においては、ＦＲとＲＲ）に制御ブレーキをかけるようにしてよい。例えば、路面摩擦係数μ＝０．１〜０．１８程度の雪と氷が混在したような路面では、このように旋回外側の前後輪に制御ブレーキをかけるようにしてもよい。
【００３６】
このように、直結４輪駆動状態の車両には、路面の摩擦係数μに応じて制御対象輪を変更することにより、極低μ路や低μ路の路面であっても、制動制御装置８０を適用して車両の安定化制御を行うことができる。なお、上述の極低μ路及び低μ路の路面摩擦係数μの値は、一例として示したものであり、これらに限定する趣旨ではない。制御対象輪の路面摩擦係数μに応じた切り替え制御は、車種や走行路面の他の要因にも左右されるので、切り替えの基準値となるμの値は、個別具体的に設定してよい。
【００３７】
次に、制動制御量設定手段２０において行う、制動制御量の上限設定について説明する。
【００３８】
図５は、基準輪である旋回内側前輪の車速に対して、旋回外側前輪の速度が低下したときに、後輪がどの程度前輪の影響を受けて速度が低下するかを示した実験データである。図５（ａ）（ｂ）の双方とも、横軸が時間、縦軸がスリップ率を示している。スリップ率が高い程、ロックになり易い状態であることを示している。
【００３９】
図５（ａ）は、旋回外側前輪のスリップ率に制限を設けなかった場合の前輪（フロント輪）と後輪（リア輪）との関係を示した図である。図５（ａ）において、前輪の速度が時間ｔ＝０のときには全く低下しておらず、時間ｔ＝ｔ０から前輪の速度が低下し始めてスリップ率が上昇し始める。そして、ｔ＝ｔ１で最大の落ち込みを示してスリップ率が最大となり、ｔ＝ｔ２で基準輪と同じ速度に回復してスリップ率もゼロとなった変化状態を示しているが、後輪の方も、この変化状態にほぼ追従した変化を示している。即ち、後輪も、ｔ＝ｔ０で速度の落ち込みとスリップ率の上昇が始まり、ｔ＝ｔ１でスリップ率が最大となり、ｔ＝ｔ２でスリップ率がゼロに戻る。図５（ａ）より、前輪のスリップ率の上昇に応じて、後輪のスリップ率も上昇することが分かる。
【００４０】
一方、図５（ｂ）は、前輪のスリップ率に規制がかかり、前輪のスリップ率が目標スリップ率ＳＬを超えないように制御した場合を示している。この場合において、前輪は、ｔ＝ｔ０でスリップ率が上昇し始め、ｔ＝ｔ１で最大となるが、目標スリップ率ＳＬによる規制があるため、スリップ率の上昇が抑えられ、ｔ＝ｔ２でスリップ率がゼロとなる変化をしている。後輪は、変化の軌跡の概形は前輪と同様であるが、ｔ＝ｔ１の前輪のスリップ率の規制がかかっているのに追従して、後輪のスリップ率の増加も抑えられた変化となっている。このことから、前輪の目標スリップ率ＳＬを抑えることにより、後輪のスリップ率も抑えることができ、速度の落ち込みを防ぐことができることが分かる。
【００４１】
図６は、目標スリップ率ＳＬによる目標車輪速度ｖｗｔの制御を示した図である。図６において、グラフの横軸は時間ｔ、縦軸は車輪速度を示している。グラフの特性曲線は、基準車輪速度ｖｂを示しており、旋回内側前輪の車輪速度を意味する。車体速度と近似して用いられる速度である。グラフの下部の方形波は、車両安定性制御の制御フラグであり、この期間に車両安定性制御が行われることを意味する。基準車輪速度曲線ｖｂと平行に、下側に引かれている直線は、車輪速度の制御目標となる目標車輪速度ｖｗｔを示している。また、目標車輪速度ｖｗｔに追随するように破線で描かれている曲線は、実車輪速度を示している。
【００４２】
図６において、目標スリップ率ＳＬは、基準車輪速度をｖｂ、車輪速度をｖｗとすると、ＳＬ＝（ｖｂ−ｖｗ）／ｖｂで表される。目標スリップ率ＳＬは、ブレーキによる制動力制御を実行する場合に、各車輪の制動量の目標となる値である。即ち、制動力を制御して車両安定性制御を行う場合に、各制御対象輪に設定された制動量を制御目標として制動制御手段５０は制動制御を行うが、その設定は、各制御対象輪について目標スリップ率ＳＬを設定することにより行われる。
【００４３】
例えば、図６の下部に示されている制御フラグが立つと、車両安定性制御が実行され、基準車輪速度ｖｂから、所定量車輪速度が減少した逆矩形波のように目標車輪速度ｖｗｔが各制御対象輪に指示される。これに応じてブレーキがかけられ、実車輪速度が追従し、最初は少しオーバーシュートするが、徐々に安定して目標車輪速度ｖｗｔに一致するようになる。そして、必要な安定化モーメントが得られたら、すぐに制御フラグもゼロになり、目標車輪速度ｖｗｔも元の基準車輪速度ｖｂに戻る。実車輪速度も、目標車輪速度に追従して元に戻る。これを、４輪同時に演算して各々の車輪毎に目標スリップ率ＳＬを演算して制御を繰り返している（但し、制御中の１輪は基準輪なので、実際の制御対象は３輪）。
【００４４】
なお、目標車輪速度ｖｗｔは、図６に示された目標スリップ率の式ＳＬ＝（ｖｂ−ｖｗ）／ｖｂより、目標スリップ率ＳＬを設定することにより、一義的に定まることが分かる。即ち、目標スリップ率の式ＳＬ＝（ｖｂ−ｖｗ）／ｖｂの車輪速度ｖｗにｖｗｔを代入して変形した式１のｖｗｔ＝ｖｂ×（１−ＳＬ）により、目標スリップ率ＳＬが定まると、目標車輪速度ｖｗｔが一義的に定まることが分かる。従って、上述のように、目標スリップ率ＳＬを設定することにより、各制御対象輪の目標車輪速度ｖｗｔを設定し、それに合わせた実車輪速度の制御を行うことができる。
【００４５】
一方、目標スリップ率ＳＬは、一般的には、車輪の摩擦力、即ち制動力を最も効果的に発揮する制御目標としてその設定範囲が設定される。図７に、スリップ率と進行方向摩擦力の関係を示すグラフを示す。図７において、横軸はスリップ率、縦軸は進行摩擦力を示しており、乾燥したアスファルトにおけるスリップ率と進行方向摩擦力との関係と、雪路におけるスリップ率と進行方向摩擦力との関係を示す特性曲線が示されている。これらの特性曲線から分かるように、アスファルトや雪路レベルの一般的な路面においては、スリップ率を１０〜２０％、或いは１０〜３０％程度に設定するのが、制動力が大きく好ましい制御目標領域であることが分かる。図示しないが、アイスバーン等の極低μ路では、７〜８％で規制をかけるのが好ましい。
【００４６】
ここで、図６のグラフに戻り、基準車輪速度ｖｂと目標車輪速度ｖｗｔとの差、即ち制御量の大きさｖｂ−ｖｗｔ＝△ｖｗについて考える。式１のｖｗｔ＝ｖｂ×（１−ＳＬ）から、ＳＬを大きく設定すると、目標車輪速度ｖｗｔの値は小さくなり、制御量の大きさΔｖｗは大きくなる。逆に、ＳＬを小さな値とすれば、ｖｗｔは大きくなるので、制御量の大きさΔｖｗは小さくなる。従って、ブレーキ制御目標である目標スリップ率ＳＬに制限をかけて小さな値とすると、制御目標とする目標車輪速度ｖｗｔもあまり小さすぎる値とならず、目標ブレーキ制動力を大き過ぎる設定とすることが防止される。
【００４７】
上述のように、本実施例に係る制動制御装置８０においては、直結４輪駆動状態の車両を制御するため、直結プロペラシャフト６２による後輪の速度の落ち込みを防ぐ制御を行う必要があるが、目標スリップ率ＳＬに制限をかけることにより、過度のブレーキ制御を防止することができる。また、このような目標スリップ率ＳＬの制限設定は、制御対象輪毎に可能であるため、路面の状態や車両の駆動状態を考慮して、各制御対象輪に適切な制限値を設定することができる。
【００４８】
つまり、車輪のタイヤが効果的に制動力を発揮するスリップ率の設定は、図７で示したように、路面摩擦係数との関係により定まるので、大きな制動力を発揮させるべき旋回外側前輪はこれに合わせた設定を行って制動力を発揮させるのが好ましい。一方、直結４輪駆動状態であることの制約から生じる後輪の車輪速度の落ち込みは、後輪にかける制動力の大きさを制限することにより防止できる。従って、制御対象輪の各輪の目標スリップ率ＳＬの上限を、路面摩擦係数の応じて適切に設定することにより、直結４輪駆動状態の車両に適切な制動制御を行なうことができる。
【００４９】
図８は、本実施例に係る制動制御装置８０の動作フローを示した図である。なお、今までの説明と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００５０】
ステップ１００では、スイッチ入力の処理が行われる。例えば、スイッチ入力には、フルタイム４輪駆動車の場合はセンターデフロック状態とするか否か、パートタイム４輪駆動車の場合には、直結４輪駆動状態とするか否かの切り替えがあってよく、これらの切り替えは、図１の駆動状態切替スイッチ６１により実行されてよい。また、リアーデフロック状態をするか否かのスイッチがあってもよい。更に、車両安定性制御システム（ＶＳＣ）の動作モード切替スイッチとして、例えば、ＶＳＣを通常の動作モードに設定したり、ＴＲＣ（Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）をオフに設定したり、ＶＳＣをオフに設定したりするモードを選択設定できる入力スイッチ４１があってよい。
【００５１】
本実施例に係る制動制御装置８０では、センターデフロック状態又は直結４輪駆動状態で、かつＶＳＣが通常の動作モードに設定されたときに制動制御を行う。なお、リアーデフロック状態では、本実施例に係る制動制御装置８０は、動作しないこととしてもよい。また、ＴＲＣは、駆動輪のブレーキ油圧制御によるエンジン出力制御により、駆動輪のスリップを抑える機能であるが、本実施例に係る制動制御装置８０とは、動作が異なるため、ＴＲＣをオフにするか否かのスイッチを設けてもよい。
【００５２】
なお、本実施例に係る制動制御装置８０では、スイッチ入力により車両が直結４輪駆動状態にあるか否か（以下、センターデフロック状態を含む）を判定しているが、センターデファレンシャル６０ａ等にセンサを設け、駆動状態を判別するようにしてもよい。
【００５３】
ステップ１１０では、車両安定性制御システムが動作すべき状態か否かの判定を行う。具体的には、旋回状態検出手段１０により、車両が横滑りしている状態にあることを検出し、車両安定性制御システムの動作許可の判定を行う。なお、旋回状態の検出は、図１において説明したように、加速度センサ１１、ヨーレートセンサ１２、操舵角センサ１３、車輪速センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにより行ってよい。
【００５４】
ステップ１２０では、制動制御量設定手段２０において、旋回状態検出手段１０により検出した車両状態をもとに、必要な安定化モーメントを算出する。これにより、車両の横滑りを抑制する安定化モーメントが算出される。
【００５５】
ステップ１３０では、制動制御量設定手段２０において、各制御対象輪（３輪）の目標スリップ率ＳＬが演算される。このとき、基本的には、ステップ１２０で算出された安定化モーメントを実現するような目標スリップ率ＳＬが、基準輪以外の各制御対象輪について演算されるが、これをそのまま出力するか、或いは制限を加えるかの最終的なガードをかけた判断がなされる。この判断は、路面摩擦係数推定手段３０により推定された走行中の路面の摩擦係数μに応じて、基準輪以外の各制御対象輪の目標スリップ率ＳＬの上限が定められ、この目標スリップ率ＳＬの上限の範囲内で制動量が演算設定され、出力される。なお、目標スリップ率ＳＬの上限は、後輪についてはゼロの場合もあり、この場合は、目標スリップ率ＳＬは出力されず、実質的に制御対象輪が１輪、又は２輪に限定されたことになる。路面摩擦係数μが極めて低い極低μ路の場合や、低μ路の場合は、このような制約を受ける。
【００５６】
ステップ１４０では、制動制御量設定手段３０により設定されて出力された制動制御量に基づき、制動制御手段５０において、ソレノイド駆動指示がなされる。ステップ１３０で演算設定された目標スリップ率ＳＬになるように、制動制御手段５０たるブレーキアクチュエータがソレノイドバルブを駆動し、ブレーキ液圧を制御し、フィードバック制御により、各制御対象輪が目標スリップ率ＳＬになるように油圧をかけて制御する。
【００５７】
このとき、例えば、制動制御手段５０は、油圧を掛ける側と抜く側を制御しているが、車輪のロックを回避すべく、ロックと判断したらすぐ油圧を抜けるように、通常の制御とは異なる制御としてもよい。例えば、減速の反応速度を非常に大きくするような制御定数に設定してよい。なお、ロックの判断は、基準車輪とロック対象の車輪の速度の比較により検出しており、例えば、スリップ率が２０％を超えたときに、ロックと判定するようにしてもよい。
【００５８】
ステップ１５０では、制動制御手段６０であるブレーキアクチュエータが、制御対象である各車輪のホイールシリンダ５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの油圧を制御して、目標スリップ率ＳＬが実現されるようなブレーキ制動力をかけるようにする。そして、目標スリップ率ＳＬに達したら、その処理を終了する。
【００５９】
図９は、図８のステップ１１０からステップ１３０で行われる、制動制御の態様の一例を示した処理フロー図である。図１においては、旋回状態検出手段１０で検出した旋回状態及び路面摩擦係数推定手段３０で推定した路面摩擦係数μに基づき、制動制御量設定手段２０で制動制御量を設定する段階のフロー図である。
【００６０】
ステップ２００では、ＶＳＣ（車両安定性制御）が開始される。図８における、ステップ１１０の許可判定に該当する。
【００６１】
ステップ２１０では、各車輪の目標スリップ率ＳＬの指示値が算出される。これは、目標スリップ率ＳＬに制限をかける前の、安定化モーメントを算出した段階の指示値又は設定値を意味する。図８における、ステップ１２０の安定化モーメントの算出に該当する。なお、目標スリップ率ＳＬの指示値は、旋回状態検出手段１０により旋回状態が検出され、制動制御量設定手段２０により、安定化モーメントが算出される。
【００６２】
ステップ２２０では、センターデフロック状態、即ち直結４輪駆動状態であるか否かが判断される。車両の駆動状態が４輪直結駆動状態であるか否かで、目標スリップ率ＳＬの上限値を変更するので、直結４輪駆動状態か否かをこのステップで判断する。なお、図８においては、ステップ１００のスイッチ入力の処理に含まれると捉えてもよい。直結４輪駆動状態であれば、ステップ２３０に進み、直結４輪駆動状態でなければ、ステップ３００に進む。直結４輪駆動状態でなければ、本実施例に係る制御装置８０を適用する必要はなく、通常の車両安定性制御が実行されてよい。
【００６３】
ステップ２３０では、路面摩擦係数推定手段３０により推定された路面摩擦係数μが、圧雪路のμ値より小さいか否かが判断される。上述のように、本実施例に係る制動制御装置８０では、路面摩擦係数μの値に応じて目標スリップ率ＳＬを変化させ、制動量の上限を変更するので、最初の判定基準値として、走行中の路面の摩擦係数μが圧雪路より小さいか否かを判定する。圧雪路の路面摩擦係数μは、一般的にμ＝０．３程度であり、これより路面摩擦係数μが大きい場合には、通常の車両安定性制御を適用できる場合が多いので、それをまず判断する趣旨である。推定された路面摩擦係数μが圧雪路より小さい場合はステップ２４０に進み、大きい場合は、直結４輪状態でない場合と同様に、ステップ３００に進む。
【００６４】
ステップ２４０では、推定された路面摩擦係数μから、路面が極低μ路状態であるか否かが判定される。ここで、極低μ路とは、本実施例に係る制動制御装置８０において、最も低いレベルの摩擦係数路面として対応する制動制御を行う対象路面であることを意味する。具体的には、例えば、アイスバーン等の氷状の路面を意味し、摩擦係数μが、μ＝０．１程度より小さい路面を想定している。但し、基準となる路面摩擦係数μは、車両や周囲の環境に応じて変化し得るので、この値に限定する趣旨ではない。本実施例に係る極低μ路とは、制動制御装置８０が設定する最も低い所定基準値より小さい摩擦係数μの路面を意味し、路面摩擦係数μの低い方から所定基準値を設定したときには、１番小さい所定基準摩擦係数値よりも路面摩擦係数μの小さい路面という意味である。
【００６５】
ステップ２４０において、推定路面摩擦係数３０が第１の所定値より小さく、極低μ路状態であると判断されたときには、ステップ２６０に進み、第１の所定値以上で極低μ路状態でないと判断されたときには、ステップ２５０に進む。
【００６６】
ステップ２６０では、極低μ路に対応した制動制御が行われる判断がなされ、具体的には、旋回外側前輪の１輪にのみ制動力が加えられる制御指示がなされる。路面摩擦係数μが極めて低いアイスバーンのような路面では、直結４輪駆動状態では後輪の速度の落ち込みが懸念されるため、旋回外側前輪のみを制動し、後輪の速度落ち込みを防止したものである。なお、この制御指令は、制動制御量設定手段２０で行われる。ステップ２６０の終了後は、ステップ２９０に進む。
【００６７】
ステップ２９０では、制御対象の各輪について、最終的な制動量である目標スリップ率ＳＬが、制動制御量設定手段２０から制動制御手段５０に対して出力され、処理フローを終了する。極低μ路では、後輪については、ガードがかかってゼロ出力、即ち目標スリップ率ＳＬが出力されないことになる。旋回外側前輪については、制御量の上限の範囲内で目標スリップ率ＳＬが出力される。なお、目標スリップ率ＳＬは、そのまま出力されて制動制御手段５０で油圧量に変換されてもよいし、制動制御量設定手段２０で換算してもよい。
【００６８】
ステップ２４０に戻り、推定路面摩擦係数μが極低μ路以上である、即ち第１の所定値以上であると判断されたときには、ステップ２５０に進む。
【００６９】
ステップ２５０では、推定された路面摩擦係数μが、低μ路状態であるか否かが判断される。つまり、極低μ路ではないことがステップ２４０で判定された後、それよりも摩擦係数がやや大きい程度の低μ路か、それよりも更に摩擦係数の大きい微低μ路であるか否かを本ステップで判定する。具体的には、例えば、アイスバーンの氷状路と雪路が混在し、アイスバーン状態よりは路面摩擦係数μが大きくなっているが、なお低摩擦係数の路面であるような場合である。このような場合に、例えば２番目に小さい基準値を設け、第２の所定値として、制動制御を切り替える基準としてよい。例えば、第１の所定値をμ＝０．１としたら、第２の所定値をμ＝０．１７又は０．１８程度に設定してもよい。ステップ２５０で、低μ路であると判定されたときは、ステップ２７０に進み、低μ路よりも摩擦係数が大きく、低μ路でないと判定されたら、ステップ２８０に進む。
【００７０】
ステップ２７０では、低μ路に対応した制動制御が行われる判断がなされ、具体的には、旋回外側前後輪の２輪に制動力が加えられる制御指示がなされる。路面摩擦係数μが、極低μ路よりはやや大きいので、極低μ路のときよりは後輪の速度の低下を気にする必要がないが、やはり低μ路であるので通常の路面摩擦係数μの路面よりは後輪速度が低下するおそれが残るので、極低μ路の制動制御対象である旋回外側前輪に加えて、旋回外側後輪も制動制御の対象としたものである。これにより、第２の摩擦係数の低さのレベルの路面に対し、制動制御輪の数を第１の摩擦係数の低さのレベルの路面よりは増やして制動効果を上げるとともに、通常の摩擦係数の大きさの路面よりは後輪の速度の低下を考慮した、摩擦係数の大きさに応じた適切な制動制御とすることができる。ステップ２７０終了後は、ステップ２９０に進む。
【００７１】
ステップ２９０では、各車輪に対して、制動量設定手段２０から制動制御手段５０に対して、目標スリップ率ＳＬ、又は目標スリップ率ＳＬに応じた油圧量等の制動量の設定が出力され、制動制御が実行されて処理フローを終了する。旋回外側前輪及び後輪について、制動制御量の上限の範囲内で、出力値が設定され、旋回内側後輪については、出力がゼロとなり、制御対象から外される。
【００７２】
ステップ２５０に戻り、推定された路面摩擦係数μが低μ路状態でない場合、即ち第２の所定値よりも大きい場合には、ステップ２８０に進む。
【００７３】
ステップ２８０では、低μ路よりも路面摩擦係数μが大きい、微低μ路の場合の制動制御であるので、制御対象輪を、通常と同じく３輪とする制御指示がなされる。但し、ステップ２３０で判定した圧雪路よりは路面摩擦係数μが小さい状態であるので、通常の車両安定性制御よりも、目標スリップ率ＳＬの上限を小さく設定するのが好ましい。即ち、制御対象輪は旋回内側内輪を除く３輪とするが、例えば通常の車両安定性制御の目標スリップ率ＳＬが、各輪が３０％程度の上限に設定されているとすれば、例えば、前輪を５〜１０％程度、後輪を０〜５％程度の出力に上限を設定してよい。このように設定すれば、同じ３輪制御であっても、路面摩擦係数μの増大に応じて、徐々に目標スリップ率ＳＬを大きく設定することができ、きめ細かく路面摩擦係数μに応じた適切な制動制御を行うことができる。ステップ２８０終了後は、ステップ２９０に進む。
【００７４】
ステップ２９０では、各車輪の目標スリップ率ＳＬに応じて、各車輪の制動量が設定出力され、制動制御手段５０に送られる。上述のように、各輪とも制動量の上限の範囲内で制御量が設定出力され、それに応じて制動制御手段５０が作動し、処理フローを終了する。
【００７５】
次に、ステップ２２０に戻り、センターデフロック状態、即ち直結４輪駆動状態でないと判定された場合と、ステップ２３０において、直結４輪駆動状態ではあるが、路面摩擦係数μが圧雪路のμ値より小さいと判定された場合について説明する。この場合は、いずれもステップ３００に進む。
【００７６】
ステップ３００では、制動量設定手段２０において、目標スリップ率ＳＬが例えば３０％の上限規制で設定される。これは、通常の場合の目標スリップ率ＳＬと同様であり、図７で説明したように、通常の道路において制動力を最も効果的に発揮できるスリップ率の領域である。ステップ２２０において、直結４輪駆動状態でないと判断されたときには、フルタイム４輪駆動車であれば、前後のプロペラシャフト６２Ｆ、６２Ｒの回転数の差動を許容する状態であり、パートタイム４輪駆動車であれば、２輪駆動状態であるので、後輪の回転速度の低下の問題はないので、通常の車両安定性制御を適用してよい。
【００７７】
一方、ステップ２２０において、直結４輪駆動状態と判定されたときであっても、ステップ２３０において、推定路面摩擦係数μが圧雪路のμ値以上と判定されれば、直結４輪駆動状態による後輪の回転速度の低下の影響は少ないので、これも通常の車両安定性制御と同じ目標スリップ率ＳＬの上限設定にしてよいと判断する。ステップ３００が終了したら、ステップ３１０に進む。
【００７８】
ステップ３１０では、制動制御量設定手段２０において、通常の目標スリップ率ＳＬの上限値を用いた通常の３輪制御による、制動制御指令がなされる。即ち、旋回状態検出手段１０により検出された旋回状態に基づく安定化モーメントが算出され、上限に達しない限りは、その安定化モーメントを発生させるような制動制御を行う制動制御量が設定され、制動制御手段５０に出力される。ステップ３１０の終了後は、ステップ３２０に進む。
【００７９】
ステップ３２０では、通常のブレーキ制御が制動制御手段５０により実行され、その処理を終了する。
【００８０】
このように、本実施例に係る制動制御装置８０では、路面摩擦係数μに応じて、制御対象輪の数を含めて目標スリップ率等の制動制御量に上限を設けることにより、直結４輪駆動状態の車両に対しても、制動制御を安全に実行することができる。なお、本実施例においては、最終的に制御態様が４態様に分類される例を説明したが、これは、車両の種類や路面摩擦係数μ以外の条件により変更され得るので、これらの態様は、種々変更することが可能である。
【００８１】
次に、図９において説明した、各制御対象輪の制動制御量の上限設定について、図１０を用いて説明する。図１０は、制動制御量設定手段２０において行われる、制動制御量の上限設定の演算内容を説明するための図である。
【００８２】
図１０（ａ）は、旋回外側前輪の目標スリップ率ＳＬの上限規制値の例を示した図である。また、図１０（ｂ）は、後輪の目標スリップ率ＳＬの上限規制値を示した図である。図１０（ａ）（ｂ）において、ともに横軸は路面μ推定値、縦軸は目標スリップ率ＳＬ［％］を示している。図１０（ａ）（ｂ）において、μ＝０．１より小さい領域が、極低μ路のアイスバーン状態、０．１≦μ≦０．１８の範囲が極低μ路よりも少し雪が多くなった低μ路状態、０．１８＜μ≦０．２５の範囲が低μ路よりも更にアイスバーン状態が減った微低μ路状態、０．２５＜μ≦０．３の範囲が、微低μ路よりも更に路面摩擦係数μが大きく、通常状態よりは僅かに路面摩擦係数μが小さい僅低μ路を示している。
【００８３】
図１０（ａ）において、路面μ推定値の大きさに応じて、目標スリップ率ＳＬの上限が変化している特性が示されている。路面μ推定値が０．１より小さいときには、目標スリップ率ＳＬの上限は一定で５％であり、路面μ推定値が０．１以上０．２５以下の範囲では、５〜１０％の範囲で路面μ推定値に比例する直線特性の上限を示し、路面μ推定値が０．２５より大きく、０．３以下の範囲では、一定の１０％の上限を示している。このように、例えば、路面μが０．１より小さいアイスバーン等の氷状の極低μ路では、５％程度の目標スリップ率ＳＬの上限を設定するのが好ましく、圧雪路よりもやや路面μが低い程度の、路面μが０．２５より大きい程度の路面に対しては、１０％の上限に設定することが好ましいことが分かっていれば、その間を、例えば図１０（ａ）に示したように直線で結んで徐々に増加させることにより、路面μ推定値が変化することにより急激に目標スリップ率ＳＬの上限が変化して出力が急変動する事態を避けることができる。従って、目標スリップ率ＳＬの上限の設定に当たっては、路面μ推定値に対応する適切な目標スリップ率ＳＬが算出できたら、それらを満たすように、路面μ推定値と目標スリップ率ＳＬの上限の関係を定めることができる。
【００８４】
このように目標スリップ率ＳＬの上限を定めることにより、例えば、μ＜０．１の極低μ路で安定化モーメントに基づく目標スリップ率ＳＬが８％と算出されても、上限が５％であれば５％しか出力されず、過度の制動力による制動制御を行って車両の挙動の収束に不利になる事態を防げる。なお、図１０（ａ）に示した、目標スリップ率ＳＬを５〜１０％に設定するのは、図７で説明した、通常の車両安定性制御においてはアイスバーン状態で７〜８％程度に設定するのと概略一致しており、旋回外側前輪については、目標スリップ率ＳＬの上限をあまり低い設定とはしておらず、制動力をきちんと効かせていることが分かる。
【００８５】
図１０（ｂ）は、後輪の路面μ推定値と目標スリップ率ＳＬとの関係を示した図であるが、目標スリップ率ＳＬは、０〜５％の範囲に設定されている。直結４輪駆動状態では、前輪の制動トルクによる後輪の回転速度低下の影響があるため、前輪よりも目標スリップ率ＳＬの上限値は低く設定され、必要以上に制動力を加えない設定となっている。図１０（ｂ）において、後輪は、旋回外側と旋回内側で独立に設定がなされている。前輪は、旋回外側のみが制御対象輪であったため、１輪のみの特性でよいが、後輪は、２輪とも対象となり、旋回外側と旋回内側では適切な制動力も多少異なるため、各々独立に設定している。
【００８６】
図１０（ｂ）において、路面μ推定値が０．１より小さい極低μ路では、外輪及び内輪の双方とも、目標スリップ率ＳＬの上限はゼロに設定されている。これは、極低μ路では、直結４輪駆動状態では後輪の回転数の低下の問題が懸念されるため、これを防ぐべく出力ゼロとし、実質的な制御対象輪から除外するためである。このときは、旋回外側の前輪のみの１輪制御となる。
【００８７】
一方、路面μ推定値が０．１以上０．１８以下の範囲では、旋回外側後輪のみに正の目標スリップ率ＳＬが設定されており、旋回内側後輪はゼロのままである。この状態では、旋回外側の前輪及び後輪が制御対象輪となり、２輪制御状態となる。なお、旋回外側後輪の目標スリップ率ＳＬの上限値も、路面μ推定値の増加とともに徐々に増加してゆくように設定されており、急激な出力の増加を抑えた設定となっている。これにより、制御対象輪が１輪から２輪に切り替わるときも、路面摩擦係数の基準値の付近で急激に切り替わるのではなく、滑らかに制御を切り替えることができる。
【００８８】
次に、路面μ推定値が０．１８より大きくなると、旋回内側後輪にも正の目標スリップ率上限値が設定され、制御対象輪に加わる。この段階で、３輪制御となり、通常の車両安定性制御と同じ数の制御対象輪となるが、目標スリップ率ＳＬの上限は０〜５％と低く設定されているので、通常よりも小さな範囲の制動力で制動制御が行われることになる。外輪と内輪との目標スリップ率ＳＬにも若干の差があり、旋回内側後輪は出力上限が低く抑えられている。また、旋回内側後輪の目標スリップ率ＳＬの増加も、路面μ推定値の増加に比例して徐々に増加してゆくように設定されている。
【００８９】
次に、路面μ推定値が０．２５を超えると、旋回外側後輪も旋回内側後輪も目標スリップ率ＳＬの上限値は５％となる。圧雪路よりも僅かに路面摩擦係数μの低い雪路では、通常の３０％程度の上限値よりも低い設定として、回転速度が低下し過ぎないような設定となっている。
【００９０】
このように、図１０（ａ）（ｂ）に示したように、路面摩擦係数μに応じて旋回外側前輪と旋回外側後輪及び旋回内側後輪の目標スリップ率ＳＬに、通常の車両安定性制御よりも低い適切な上限を各々設けることにより、車輪に加えるブレーキ力を抑えつつ制動制御を行うことができ、直結４輪駆動状態の車両にも車両安定性制御を適用することができる。なお、図１０に示した目標スリップ率ＳＬ及び路面μ推定値は例示であり、車種や環境に応じて設定を変えることができる。また、図１０のうち、路面μ推定値のμ＝０．１が図９における第１の所定値に該当し、μ＝０．１８が第２の所定値に該当する。
【００９１】
図１１は、本実施例に係る制動制御装置８０の、図９とは異なる制動制御の態様の一例を示した処理フロー図である。なお、個々の処理内容については、今までの説明と同様であるので、その処理自体の詳細内容については、説明を省略する。
【００９２】
ステップ４００では、ＶＳＣが開始される。図６で説明したように、ＶＳＣの制御フラグが立った状態であり、旋回状態検出手段１０で検出された旋回状態に基づいて、制動制御量設定手段２０により、安定化モーメントが算出され、これに基づく制動制御量が設定される。
【００９３】
ステップ４１０では、センターデフロック状態か否か、即ち、直結４輪駆動状態か否かが判断される。直結４輪駆動状態の場合には、ステップ４２０に進み、直結４輪駆動状態でない場合には、ステップ４５０に進む。
【００９４】
ステップ４２０では、極低μ路状態か否かが判断される。図９で説明した処理フローにおいては、ここで、路面摩擦係数μが圧雪路より小さいか否かを判断したが、直結４輪駆動状態とすると、路面摩擦係数μがある程度高くても、後輪の速度低下が問題となり易い車両では、このように、直結４輪駆動状態であれば、目標スリップ率ＳＬの制限を行う制御モードに入れるように構成してもよい。なお、極低μ路と判断されたときは、ステップ４３０に進み、極低μ路でない、即ち低μ路と判断されたときは、ステップ４４０に進む。
【００９５】
ステップ４３０では、旋回外側前輪のみを制御対象とする、１輪制御が行われる。アイスバーン等の極低μ路では、回転速度の低下が起き易い後輪には、制御ブレーキ力を加えないこととしているのは、今までの説明と同様である。
【００９６】
ステップ４２０に戻り、極低μ路でないと判断されたときには、ステップ４４０に進み、旋回外側前後輪の２輪を制御対象とする制動制御が行われる。極低μ路よりは後輪の速度低下のおそれが少ないため、制動対象輪を増やし、２輪としたものである。図９及び図１０で説明した処理フローでは、更に目標スリップ率ＳＬの上限を低く設定した上で、３輪制御とする制御態様（０．１８≦μ＜０．３の範囲）を含んでいたが、このように、制御モードを減らし、極低μ路以外では、旋回外側の２輪制御とするような設定としてもよい。
【００９７】
ステップ４１０に戻り、車両がセンターデフロック状態、つまり直結４輪駆動状態でないときには、ステップ４５０に進み、通常制御の３輪制御を行う。直結４輪駆動でないときには、通常の制動制御を行って問題無いからである。
【００９８】
このように、図１１の処理フローでは、図９に示した処理フローよりも制御パターンを少なくし、簡略化した処理としている。車両の種類、ユーザの要請により、このような態様としてもよい。逆に、図１０に示した路面μ推定値の切り替え値の数を増やしたり、目標スリップ率ＳＬの上限設定値をもっと多く設定したりして、きめ細かな制動制御を行うことも可能である。このように、種々の状況に応じて、制動制御量の上限設定を行うことにより、色々な状況に対応可能な制動制御装置８０とすることができる。
【００９９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本実施例に係る車両の制動制御装置８０の構成を概略的に示した図である。
【図２】フルタイム4輪駆動車の概略構成図である。
【図３】パートタイム４輪駆動車の概略構成図である。
【図４】直結４輪駆動状態の車両に、従来の車両安定性制御システムを適用した場合の問題と、本実施例に係る制動制御装置８０の制御対象輪の考え方を説明するための図である。
【図５】旋回外側前輪のスリップ率低下と、後輪のスリップ率低下の関係を示した実験データである。図５（ａ）は、旋回外側前輪のスリップ率に制限を設けなかった場合の前輪と後輪との関係を示した図である。図５（ｂ）は、前輪のスリップ率が目標スリップ率ＳＬを超えないように制御した場合を示している。
【図６】目標スリップ率ＳＬによる目標車輪速度ｖｗｔの制御を示した図である。
【図７】スリップ率と進行方向摩擦力の関係を示した図である。
【図８】本実施例に係る制動制御装置８０の動作フローを示した図である。
【図９】本実施例に係る制動制御装置８０の、制動制御の態様の一例を示した処理フロー図である。
【図１０】制動制御量設定手段２０において行われる、制動制御量の上限設定の演算内容を説明するための図である。図１０（ａ）は、旋回外側前輪の目標スリップ率ＳＬの上限規制値の例を示した図である。図１０（ｂ）は、後輪の目標スリップ率ＳＬの上限規制値を示した図である。
【図１１】本実施例に係る制動制御装置８０の、図９とは異なる制動制御の態様の一例を示した処理フロー図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ 旋回検出手段
１１ 加速度センサ
１２ ヨーレートセンサ
１３ 操舵角センサ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 車輪速センサ
２０ 制動制御量設定手段
３０ 路面摩擦係数推定手段
４０ 車両安定性制御ＥＣＵ
４１ 入力スイッチ
５０ 制動制御手段
５１ マスターシリンダ
５２ 圧力センサ
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ ホイールシリンダ
６０ 駆動状態切替手段
６１、６１ａ、６１ｂ 駆動状態切替スイッチ
６２、６２Ｆ、６２Ｒ プロペラシャフト
６３ フロントデフ
６４ リアデフ
６５ フロントアクスル
６６ リアアクスル
７０ エンジンＥＣＵ
７１ スロットルアクチュエータ
７２ スロットル開度センサ
７３ エンジン
８０ 制動制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪への制動力を制御して、車両の旋回中の挙動を安定させる車両の制動制御装置であって、
前記車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、
該旋回状態検出手段により検出された旋回状態に基づいて、前記車両の各車輪の制動制御量を設定する制動制御量設定手段と、
該制動制御量設定手段により設定された制動制御量に基づいて、前記各車輪の制動制御を行う制動制御手段と、
前記車両が走行している路面の路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段とを備え、
前記制動制御量設定手段は、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態のときには、前記各車輪の制動制御量の上限を、前記路面摩擦係数推定手段により推定された路面摩擦係数に応じて変更することを特徴とする車両の制動制御装置。
【請求項２】
前記制動制御量の上限は、前記路面摩擦係数が圧雪路より小さい値のときには、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態でないときよりも低く設定されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が第１の所定値より小さいときには、後輪の前記制動制御量の上限をゼロに設定し、旋回外側前輪のみを制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制動制御装置。
【請求項４】
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が前記第１の所定値以上第２の所定値以下のときには、旋回内側後輪の前記制動制御量の上限をゼロに設定し、旋回外側の前輪及び後輪を制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする請求項３に記載の車両の制動制御装置。
【請求項５】
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が前記第２の所定値より大きいときには、旋回内側前輪以外の３輪を制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする請求項４に記載の車両の制動制御装置。
【請求項１】
車輪への制動力を制御して、車両の旋回中の挙動を安定させる車両の制動制御装置であって、
前記車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、
該旋回状態検出手段により検出された旋回状態に基づいて、前記車両の各車輪の制動制御量を設定する制動制御量設定手段と、
該制動制御量設定手段により設定された制動制御量に基づいて、前記各車輪の制動制御を行う制動制御手段と、
前記車両が走行している路面の路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段とを備え、
前記制動制御量設定手段は、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態のときには、前記各車輪の制動制御量の上限を、前記路面摩擦係数推定手段により推定された路面摩擦係数に応じて変更することを特徴とする車両の制動制御装置。
【請求項２】
前記制動制御量の上限は、前記路面摩擦係数が圧雪路より小さい値のときには、前記車両がセンターデフロック状態又は直結４輪駆動状態でないときよりも低く設定されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が第１の所定値より小さいときには、後輪の前記制動制御量の上限をゼロに設定し、旋回外側前輪のみを制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制動制御装置。
【請求項４】
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が前記第１の所定値以上第２の所定値以下のときには、旋回内側後輪の前記制動制御量の上限をゼロに設定し、旋回外側の前輪及び後輪を制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする請求項３に記載の車両の制動制御装置。
【請求項５】
前記制動制御量設定手段は、前記路面摩擦係数が前記第２の所定値より大きいときには、旋回内側前輪以外の３輪を制御対象として制動制御量を設定することを特徴とする請求項４に記載の車両の制動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１４３３８０（Ｐ２００８−１４３３８０Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３３６７１（Ｐ２００６−３３３６７１）
【出願日】平成１８年１２月１１日（２００６．１２．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１１日（２００６．１２．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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