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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024170094
(43)【公開日】2024-12-06
(54)【発明の名称】車両制動方法及び車両制動装置
(51)【国際特許分類】
B60T 8/1755 20060101AFI20241129BHJP
B60T 8/172 20060101ALI20241129BHJP
【ＦＩ】
B60T8/1755 Z
B60T8/172 Z
B60T8/172 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023087061
(22)【出願日】2023-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100114177
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 龍
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】川口 祥司
(72)【発明者】
【氏名】丹羽 雄哉
(72)【発明者】
【氏名】塩澤 裕樹
(72)【発明者】
【氏名】関 健一
【テーマコード（参考）】
3D246
【Ｆターム（参考）】
3D246DA01
3D246GA22
3D246GB12
3D246GB13
3D246GB18
3D246GC14
3D246HA02A
3D246HA64A
3D246HA81A
3D246HA93A
3D246HA98B
3D246HB02B
3D246HC02
3D246KA15
(57)【要約】
【課題】自車両が実現できる最大制動力を向上する。
【解決手段】車両制動方法では、自車両に要求される要求制動力を設定し（Ｓ１）、路面の摩擦係数を検出し（Ｓ２）、摩擦係数に基づいて、自車両が発生可能な最大減速度で減速する場合に前輪及び後輪にかかる輪荷重の比である輪荷重比に応じた、前輪と後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出し（Ｓ３）、第１配分比に基づく制動力配分比で、要求制動力を配分した制動力を前輪及び後輪に発生させる（Ｓ４、Ｓ５）。
【選択図】図３
【解決手段】車両制動方法では、自車両に要求される要求制動力を設定し（Ｓ１）、路面の摩擦係数を検出し（Ｓ２）、摩擦係数に基づいて、自車両が発生可能な最大減速度で減速する場合に前輪及び後輪にかかる輪荷重の比である輪荷重比に応じた、前輪と後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出し（Ｓ３）、第１配分比に基づく制動力配分比で、要求制動力を配分した制動力を前輪及び後輪に発生させる（Ｓ４、Ｓ５）。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車両に要求される要求制動力を設定し、
路面の摩擦係数を検出し、
前記摩擦係数に基づいて、前記自車両が発生可能な最大減速度で減速する場合に前輪及び後輪にかかる輪荷重の比である輪荷重比に応じた、前記前輪と前記後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出し、
前記第１配分比に基づく制動力配分比で、前記要求制動力を配分した制動力を前記前輪及び前記後輪に発生させる、
ことを特徴とする車両制動方法。
路面の摩擦係数を検出し、
前記摩擦係数に基づいて、前記自車両が発生可能な最大減速度で減速する場合に前輪及び後輪にかかる輪荷重の比である輪荷重比に応じた、前記前輪と前記後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出し、
前記第１配分比に基づく制動力配分比で、前記要求制動力を配分した制動力を前記前輪及び前記後輪に発生させる、
ことを特徴とする車両制動方法。
【請求項2】
前記摩擦係数に基づいて前記輪荷重比を算出し、
算出した前記輪荷重比に基づいて前記第１配分比を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制動方法。
算出した前記輪荷重比に基づいて前記第１配分比を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制動方法。
【請求項3】
前記要求制動力が大きい場合よりも前記要求制動力が小さい場合に、前記前輪及び前記後輪のうち静的輪荷重が小さい車輪の配分比が増加するように前記第１配分比を補正することにより第２配分比を算出し、
前記第２配分比で前記要求制動力を配分した制動力を前記前輪及び前記後輪に発生させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制動方法。
前記第２配分比で前記要求制動力を配分した制動力を前記前輪及び前記後輪に発生させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制動方法。
【請求項4】
前記前輪及び前記後輪のタイヤの摩擦限界に対するそれぞれ前記前輪と前記後輪における摩擦力の使用率に基づいて前記制動力配分比を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両制動方法。
【請求項5】
前記使用率が最小になるように前記制動力配分比を算出することを特徴とする請求項４に記載の車両制動方法。
【請求項6】
前記前輪における前記使用率と前記後輪における前記使用率とが等しくなるように前記制動力配分比を算出することを特徴とする請求項４に記載の車両制動方法。
【請求項7】
前記使用率を含んだ評価関数を最大化する最適化演算によって前記制動力配分比を算出することを特徴とする請求項５に記載の車両制動方法。
【請求項8】
自車両に要求される要求制動力を設定し、路面の摩擦係数を検出し、前記摩擦係数に基づいて、前記自車両が発生可能な最大減速度で減速する場合に前輪及び後輪にかかる輪荷重の比である輪荷重比に応じた、前記前輪と前記後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出し、前記第１配分比に基づく制動力配分比で、前記要求制動力を配分した制動力を前記前輪及び前記後輪に発生させるコントローラと、を備えることを特徴とする車両制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両制動方法及び車両制動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、車重推定値に基づいて理想制動力配分を補正する制動力制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１０９６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献１に記載の制動力制御装置は、路面の摩擦係数を考慮せずに制動力配分を設定する。このため路面状態によっては制動力が低下する虞があった。
本発明は、自車両が実現できる最大制動力を向上することを目的とする。
本発明は、自車両が実現できる最大制動力を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様による車両制動方法では、自車両に要求される要求制動力を設定し、路面の摩擦係数を検出し、摩擦係数に基づいて、自車両が発生可能な最大減速度で減速する場合に前輪及び後輪にかかる輪荷重の比である輪荷重比に応じた、前輪と後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出し、第１配分比に基づく制動力配分比で、要求制動力を配分した制動力を前輪及び後輪に発生させる。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、自車両が実現できる最大制動力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態の車両制動装置の一例の概略構成図である。
【図2】第１実施形態の車両制動方法の一例を説明する模式図である。
【図3】第１実施形態の車両制動方法の一例のフローチャートである。
【図4】第２実施形態のコントローラの機能構成の一例のブロック図である。
【図5】第３実施形態の制動力配分比算出部の機能構成の一例のブロック図である。
【図6】（ａ）及び（ｂ）は、後輪の制動力配分の補正値の特性例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0009】
（第１実施形態）
（構成）
図１は、実施形態の車両制動装置１０の一例の概略構成図である。自車両１は、自車両１の制動力を制御する車両制動装置１０を備える。車両制動装置１０は、車輪速センサ１１と、加速度センサ１２と、ヨーレイトセンサ１３と、ブレーキセンサ１４と、コントローラ１５と、ブレーキコントローラ１６と、制動装置１７を備える。
車輪速センサ１１は、自車両１の右前輪、左前輪、右後輪及び左後輪の各々の車輪速をそれぞれ検出する。このような車輪速センサ１１は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）、ＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、ＥＳＣ（横滑り防止機構）等の制御システムのため、多くの車種に搭載される。車輪速センサ１１は、これらの車輪速の情報信号をコントローラ１５へ出力する。
（構成）
図１は、実施形態の車両制動装置１０の一例の概略構成図である。自車両１は、自車両１の制動力を制御する車両制動装置１０を備える。車両制動装置１０は、車輪速センサ１１と、加速度センサ１２と、ヨーレイトセンサ１３と、ブレーキセンサ１４と、コントローラ１５と、ブレーキコントローラ１６と、制動装置１７を備える。
車輪速センサ１１は、自車両１の右前輪、左前輪、右後輪及び左後輪の各々の車輪速をそれぞれ検出する。このような車輪速センサ１１は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）、ＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、ＥＳＣ（横滑り防止機構）等の制御システムのため、多くの車種に搭載される。車輪速センサ１１は、これらの車輪速の情報信号をコントローラ１５へ出力する。
【0010】
加速度センサ１２は、自車両１の３軸方向（すなわち前後方向、車幅方向、上下方向）の加速度及び減速度を検出し、加速度及び減速度の情報信号をコントローラ１５へ出力する。
ヨーレイトセンサ１３は、自車両１のヨーレイト（ヨー角の時間変化）を検出し、ヨーレイトの情報信号をコントローラ１５へ出力する。
ブレーキセンサ１４は、運転者によるブレーキペダル２の操作量であるブレーキ操作量を検出し、ブレーキ操作量の情報信号をコントローラ１５へ出力する。
ヨーレイトセンサ１３は、自車両１のヨーレイト（ヨー角の時間変化）を検出し、ヨーレイトの情報信号をコントローラ１５へ出力する。
ブレーキセンサ１４は、運転者によるブレーキペダル２の操作量であるブレーキ操作量を検出し、ブレーキ操作量の情報信号をコントローラ１５へ出力する。
【0011】
コントローラ１５は、自車両１に発生させる制動力を制御する電子制御ユニットである。例えばコントローラ１５は、プロセッサ１５ａと、記憶装置１５ｂ等の周辺部品とを含むコンピュータを含む。プロセッサ１５ａは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であってよい。
記憶装置１５ｂは、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置１５ｂは、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリや、レジスタ、キャッシュメモリ、を含んでよい。
記憶装置１５ｂは、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置１５ｂは、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリや、レジスタ、キャッシュメモリ、を含んでよい。
【0012】
以下に説明するコントローラ１５の機能は、例えばプロセッサ１５ａが、記憶装置１５ｂに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
コントローラ１５を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラ１５は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を含んでいてもよい。例えばコントローラ１５はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を有していてもよい。
コントローラ１５を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラ１５は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を含んでいてもよい。例えばコントローラ１５はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を有していてもよい。
【0013】
制動装置１７は、右前輪、左前輪、右後輪及び左後輪で発生する制動力を個々に制御できる制動機構である。例えば制動装置１７は、摩擦ブレーキであってよい。
ブレーキコントローラ１６は、制動装置１７に発生させる制動トルクを制御する電子制御ユニットであり、コントローラ１５から出力される制動トルク指令値に基づいて、制動装置１７に制動トルクを発生させる。
ブレーキコントローラ１６は、制動装置１７に発生させる制動トルクを制御する電子制御ユニットであり、コントローラ１５から出力される制動トルク指令値に基づいて、制動装置１７に制動トルクを発生させる。
【0014】
ブレーキコントローラ１６は、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含む。ブレーキコントローラ１６は、専用のハードウエアにより形成してもよい。
なお、コントローラ１５とブレーキコントローラ１６は、それぞれ別個のコントローラであってもよく、同じコントローラに統合してもよい。
なお、コントローラ１５とブレーキコントローラ１６は、それぞれ別個のコントローラであってもよく、同じコントローラに統合してもよい。
【0015】
次に、第１実施形態の車両制動方法について説明する。図２は、第１実施形態の車両制動方法の一例を説明する模式図である。図２では、右輪及び左輪を車軸の中心に位置する１輪として近似する二輪モデルを用いて、前輪の制動力ＦｂＦ及び後輪の制動力ＦｂＲを示している。
コントローラ１５は、ブレーキセンサ１４が検出したブレーキ操作量に基づいて要求制動力Ｆｂを設定する。なお、自車両１が自動運転車両である場合には、コントローラ１５は、自車両１の目標経路と周囲環境とに基づいて設定された目標走行軌道と車速プロファイルに基づいて要求制動力Ｆｂを設定してよい。コントローラ１５は、前輪及び後輪の制動力の和（ＦｂＦ＋ＦｂＲ）が要求制動力Ｆｂとなるように、要求制動力Ｆｂを前輪及び後輪にそれぞれ配分する。
コントローラ１５は、ブレーキセンサ１４が検出したブレーキ操作量に基づいて要求制動力Ｆｂを設定する。なお、自車両１が自動運転車両である場合には、コントローラ１５は、自車両１の目標経路と周囲環境とに基づいて設定された目標走行軌道と車速プロファイルに基づいて要求制動力Ｆｂを設定してよい。コントローラ１５は、前輪及び後輪の制動力の和（ＦｂＦ＋ＦｂＲ）が要求制動力Ｆｂとなるように、要求制動力Ｆｂを前輪及び後輪にそれぞれ配分する。
【0016】
ここで、自車両１の各車輪が発生させることができる最大制動力は「摩擦円」と呼ばれる各タイヤの摩擦限界によって制限される。図２の破線は、前輪及び後輪のタイヤの摩擦限界の大きさを模式的に表している。前輪の摩擦限界は、前輪における路面の摩擦係数μＦと前輪にかかる輪荷重ＷＦ（ｘ）との積（μＦ×ＷＦ（ｘ））によって定まる。以下の説明において摩擦係数μＦを「前輪摩擦係数μＦ」と表記し、輪荷重ＷＦ（ｘ）を「前輪荷重ＷＦ（ｘ）」と表記することがある。
【0017】
同様に、後輪の摩擦限界は、後輪における路面の摩擦係数μＲと後輪にかかる輪荷重ＷＲ（ｘ）との積（μＲ×ＷＲ（ｘ））によって定まる。以下の説明において摩擦係数μＲを「後輪摩擦係数μＲ」と表記し、輪荷重ＷＲ（ｘ）を「後輪荷重ＷＲ（ｘ）」と表記することがある。
自車両１の減速時には、前輪荷重ＷＦ（ｘ）及び後輪荷重ＷＲ（ｘ）が変化する。具体的には、後輪にかかっていた荷重が前輪に移動するため、前輪荷重ＷＦ（ｘ）が増加する一方で後輪荷重ＷＲ（ｘ）が減少する。
自車両１の減速時には、前輪荷重ＷＦ（ｘ）及び後輪荷重ＷＲ（ｘ）が変化する。具体的には、後輪にかかっていた荷重が前輪に移動するため、前輪荷重ＷＦ（ｘ）が増加する一方で後輪荷重ＷＲ（ｘ）が減少する。
【0018】
したがって、前輪及び後輪が発生させることができる各々の最大制動力は、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲと、前輪荷重ＷＦ（ｘ）と後輪荷重ＷＲ（ｘ）の比である輪荷重比によって定まる。前輪と後輪との間の輪荷重比は、自車両１の減速度に応じて変化する。
そこでコントローラ１５は、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲを検出する。そして、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲに基づいて、自車両１が発生可能な最大減速度で減速する場合の前輪と後輪の輪荷重比に応じて、前輪と後輪との間の制動力配分比を設定する。
そこでコントローラ１５は、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲを検出する。そして、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲに基づいて、自車両１が発生可能な最大減速度で減速する場合の前輪と後輪の輪荷重比に応じて、前輪と後輪との間の制動力配分比を設定する。
【0019】
これにより、コントローラ１５は、自車両１が最大減速度で減速する場合における前輪と後輪の各々のタイヤの摩擦限界の大きさに応じて、前輪と後輪の制動力配分比を決定できる。
このため、自車両１が最大減速度で減速する場合（すなわち、タイヤがスリップする直前のタイヤグリップ限界で減速する場合）に、車輪に発生させる制動力を向上できる。すなわち、最大減速度を向上することができる。
このため、自車両１が最大減速度で減速する場合（すなわち、タイヤがスリップする直前のタイヤグリップ限界で減速する場合）に、車輪に発生させる制動力を向上できる。すなわち、最大減速度を向上することができる。
【0020】
（動作）
図３は、第１実施形態の車両制動方法の一例のフローチャートである。
ステップＳ１においてコントローラ１５は、ブレーキセンサ１４が検出したブレーキ操作量に基づいて要求制動力Ｆｂを設定する。
ステップＳ２においてコントローラ１５は、前輪摩擦係数μＦと後輪摩擦係数μＲを検出する。例えばコントローラ１５は、右前輪及び左前輪の車輪速に基づいて前輪のタイヤスリップ率を算出し、前輪のタイヤスリップ率に基づいて前輪摩擦係数μＦを検出してよい。また右後輪及び左後輪の車輪速に基づいて後輪のタイヤスリップ率を算出し、後輪のタイヤスリップ率に基づいて後輪摩擦係数μＲを検出してよい。
図３は、第１実施形態の車両制動方法の一例のフローチャートである。
ステップＳ１においてコントローラ１５は、ブレーキセンサ１４が検出したブレーキ操作量に基づいて要求制動力Ｆｂを設定する。
ステップＳ２においてコントローラ１５は、前輪摩擦係数μＦと後輪摩擦係数μＲを検出する。例えばコントローラ１５は、右前輪及び左前輪の車輪速に基づいて前輪のタイヤスリップ率を算出し、前輪のタイヤスリップ率に基づいて前輪摩擦係数μＦを検出してよい。また右後輪及び左後輪の車輪速に基づいて後輪のタイヤスリップ率を算出し、後輪のタイヤスリップ率に基づいて後輪摩擦係数μＲを検出してよい。
【0021】
ステップＳ３においてコントローラ１５は、前輪摩擦係数μＦと後輪摩擦係数μＲに基づいて、自車両１が発生可能な最大減速度で減速する場合の前輪と後輪の輪荷重比に応じて、前輪と後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出する。
ステップＳ４においてコントローラ１５は、第１配分比に基づく制動力配分比で要求制動力Ｆｂを前輪及び後輪に配分することにより、前輪の制動力ＦｂＦ及び後輪の制動力ＦｂＲを設定する。
ステップＳ５においてブレーキコントローラ１６は、制動力ＦｂＦ及び制動力ＦｂＲを前輪及び後輪にそれぞれ発生させる。その後に処理は終了する。
ステップＳ４においてコントローラ１５は、第１配分比に基づく制動力配分比で要求制動力Ｆｂを前輪及び後輪に配分することにより、前輪の制動力ＦｂＦ及び後輪の制動力ＦｂＲを設定する。
ステップＳ５においてブレーキコントローラ１６は、制動力ＦｂＦ及び制動力ＦｂＲを前輪及び後輪にそれぞれ発生させる。その後に処理は終了する。
【0022】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態について説明する。自車両１が発生可能な最大減速度を発生させるタイヤグリップ限界付近では、制動力配分比によっては前輪又は後輪で発生させようとする制動力が摩擦限界を超える。このため、要求制動力Ｆｂを実現できずに減速度が低下する。すなわち、制動力配分比によって自車両１に発生する減速度が変化する。
続いて、第２実施形態について説明する。自車両１が発生可能な最大減速度を発生させるタイヤグリップ限界付近では、制動力配分比によっては前輪又は後輪で発生させようとする制動力が摩擦限界を超える。このため、要求制動力Ｆｂを実現できずに減速度が低下する。すなわち、制動力配分比によって自車両１に発生する減速度が変化する。
【0023】
したがって、自車両１が発生可能な最大減速度を先に決定してから制動力配分比を算出することができなくなる。
そこで第２実施形態では、制動力配分比を変数とする評価関数を用いて最適化演算を行うことにより、最大減速度で減速する場合の輪荷重比に応じて、前輪と後輪との間の制動力配分比を算出する。
そこで第２実施形態では、制動力配分比を変数とする評価関数を用いて最適化演算を行うことにより、最大減速度で減速する場合の輪荷重比に応じて、前輪と後輪との間の制動力配分比を算出する。
【0024】
図４は、第２実施形態のコントローラ１５の機能構成の一例のブロック図である。
第２実施形態のコントローラ１５は、要求制動力設定部２０と、路面摩擦係数検出部２１と、制動力配分比算出部２３と、制動力設定部２４とを備える。
要求制動力設定部２０は、ブレーキセンサ１４が検出したブレーキ操作量に基づいて要求制動力Ｆｂを設定する。なお、自車両１が自動運転車両である場合には、要求制動力設定部２０は、自車両１の目標経路と周囲環境とに基づいて設定された目標走行軌道と車速プロファイルに基づいて要求制動力Ｆｂを設定してよい。
第２実施形態のコントローラ１５は、要求制動力設定部２０と、路面摩擦係数検出部２１と、制動力配分比算出部２３と、制動力設定部２４とを備える。
要求制動力設定部２０は、ブレーキセンサ１４が検出したブレーキ操作量に基づいて要求制動力Ｆｂを設定する。なお、自車両１が自動運転車両である場合には、要求制動力設定部２０は、自車両１の目標経路と周囲環境とに基づいて設定された目標走行軌道と車速プロファイルに基づいて要求制動力Ｆｂを設定してよい。
【0025】
路面摩擦係数検出部２１は、前輪摩擦係数μＦと後輪摩擦係数μＲを検出する。例えば路面摩擦係数検出部２１は、上述したように前輪及び後輪のタイヤスリップ率にそれぞれ基づいて、前輪摩擦係数μＦと後輪摩擦係数μＲを検出してよい。
制動力配分比算出部２３は、要求制動力Ｆｂと、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲとに基づいて、前輪と後輪との間の制動力配分比を定める制御パラメータΔκを算出する。制動力配分比算出部２３の詳細については後述する。
制動力配分比算出部２３は、要求制動力Ｆｂと、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲとに基づいて、前輪と後輪との間の制動力配分比を定める制御パラメータΔκを算出する。制動力配分比算出部２３の詳細については後述する。
【0026】
制動力設定部２４は、制御パラメータΔκに基づいて、要求制動力Ｆｂを前輪及び後輪に配分することにより、前輪の制動力ＦｂＦ及び後輪の制動力ＦｂＲを設定する。
例えば制動力設定部２４は、次式（１）及び（２）に基づいて制動力ＦｂＦ及びＦｂＲを設定してよい。
ＦｂＦ＝（κＦ－Δκ）×Ｆｂ …（１）
ＦｂＲ＝（κＲ＋Δκ）×Ｆｂ …（２）
例えば制動力設定部２４は、次式（１）及び（２）に基づいて制動力ＦｂＦ及びＦｂＲを設定してよい。
ＦｂＦ＝（κＦ－Δκ）×Ｆｂ …（１）
ＦｂＲ＝（κＲ＋Δκ）×Ｆｂ …（２）
【0027】
上式（１）及び（２）において定数κＦとκＲは、それぞれ前輪制動力配分比基準値及び後輪制動力配分比基準値である。また、制御パラメータΔκは、前輪制動力配分比（κＦ－Δκ）と後輪制動力配分比（κＲ＋Δκ）とが「０」～「１」の範囲の値となるように、－κＲ≦Δκ≦κＦの範囲の値に制限される。
制動力設定部２４は、前輪の制動力ＦｂＦ及び後輪の制動力ＦｂＲを指示する制動トルク指令値を、ブレーキコントローラ１６に出力する。
制動力設定部２４は、前輪の制動力ＦｂＦ及び後輪の制動力ＦｂＲを指示する制動トルク指令値を、ブレーキコントローラ１６に出力する。
【0028】
続いて、制動力配分比算出部２３による処理について説明する。制動力配分比算出部２３は、前輪のタイヤの摩擦限界に対する前輪の制動力ＦｂＦの比率である前輪タイヤ力使用率ＲｕＦと、後輪のタイヤの摩擦限界に対する後輪の制動力ＦｂＲの比率である後輪タイヤ力使用率ＲｕＲとが互いに等価になり、且つ最小化するように、制動力配分比の制御パラメータΔκを算出する。
【0029】
ここで、求めるべき制御パラメータΔκを変数ｘとすると、前輪及び後輪の制動力はそれぞれ変数ｘの関数ＦｂＦ（ｘ）及びＦｂＲ（ｘ）となる。
また、前輪荷重及び後輪荷重は、自車両１の減速度に応じた前後輪の荷重移動量に応じて変化し、荷重移動量は制動力配分比に応じて変化するため、前輪荷重及び後輪荷重並びに荷重移動量も、変数ｘの関数ＷＦ（ｘ）及びＷＲ（ｘ）並びにΔＷ（ｘ）となる。
また、前輪荷重及び後輪荷重は、自車両１の減速度に応じた前後輪の荷重移動量に応じて変化し、荷重移動量は制動力配分比に応じて変化するため、前輪荷重及び後輪荷重並びに荷重移動量も、変数ｘの関数ＷＦ（ｘ）及びＷＲ（ｘ）並びにΔＷ（ｘ）となる。
【0030】
例えば、前輪荷重ＷＦ（ｘ）及び後輪荷重ＷＲ（ｘ）並びに荷重移動量ΔＷ（ｘ）は次式（３）、（４）及び（５）のように定義してよい。
ＷＦ（ｘ）＝ＷｓＦ＋ΔＷ（ｘ） …（３）
ＷＲ（ｘ）＝ＷｓＲ－ΔＷ（ｘ） …（４）
ΔＷ（ｘ）＝（Ｃ－Ｂ×ｘ）×Ｆｂ …（５）
ＷＦ（ｘ）＝ＷｓＦ＋ΔＷ（ｘ） …（３）
ＷＲ（ｘ）＝ＷｓＲ－ΔＷ（ｘ） …（４）
ΔＷ（ｘ）＝（Ｃ－Ｂ×ｘ）×Ｆｂ …（５）
【0031】
ここで、ＷｓＦ及びＷｓＲは、それぞれ前輪及び後輪の静的輪荷重（以下の説明において「静的前輪荷重」及び「静的後輪荷重」と表記することがある）であり、Ｃ及びＢは車両特性に応じて定まる定数である。
後述するように制御パラメータΔκ（すなわち変数ｘ）は、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲに応じた変数である。
後述するように制御パラメータΔκ（すなわち変数ｘ）は、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲに応じた変数である。
【0032】
このため、前輪荷重ＷＦ（ｘ）と後輪荷重ＷＲ（ｘ）の比である輪荷重比は、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲに基づいて算出される。前輪荷重ＷＦ（ｘ）と後輪荷重ＷＲ（ｘ）との輪荷重比は、特許請求の範囲に記載の「輪荷重比」の一例である。
例えば本実施形態では、タイヤ力使用率ＲｕＦ及びＲｕＲを次式（６）及び（７）のように定義する。
例えば本実施形態では、タイヤ力使用率ＲｕＦ及びＲｕＲを次式（６）及び（７）のように定義する。
【0033】
【数1】
【0034】
前輪タイヤ力使用率ＲｕＦと後輪タイヤ力使用率ＲｕＲとが等価となり且つ最小化するように制御パラメータΔκを算出することにより、前輪のタイヤ及び後輪のタイヤのどちらか一方が先に摩擦限界を超えるのを抑制できる。この結果、タイヤグリップ限界における自車両１の最大制動力を向上させることができる。
【0035】
前輪タイヤ力使用率ＲｕＦと後輪タイヤ力使用率ＲｕＲとを等価とし、且つ最小化するために、望大特性のスラック変数ΔＦＦ＝μＦ
２×ＷＦ（ｘ）２－ＦｂＦ（ｘ）２及びΔＦＲ＝μＲ
２×ＷＲ（ｘ）２－ＦｂＲ（ｘ）２を定義する。
さらに、これらのスラック変数を無次元化してから、次式（８）の評価関数Ｊ（ｘ）を生成する。
さらに、これらのスラック変数を無次元化してから、次式（８）の評価関数Ｊ（ｘ）を生成する。
【0036】
【数2】
【0037】
上式（８）の評価関数Ｊ（ｘ）を変数ｘで偏微分し、次式（９）の方程式を解くことにより評価関数Ｊ（ｘ）を最大化する最適化演算を行うと、次式（１０）の算出式が得られる。
【0038】
【数3】
【0039】
評価関数Ｊ（ｘ）は、前後輪のタイヤの摩擦使用率を表す評価関数であり、上記の方程式（９）を解くことによって、前後輪のタイヤの摩擦使用率が最小且つ同値となる場合の制動力配分比を求めることができる。
制動力配分比算出部２３は、算出式（１０）に、要求制動力Ｆｂと、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲとを代入して、制御パラメータΔκを算出する。ここで、要求制動力Ｆｂが大きい場合、変数ｘ（制御パラメータΔκ）は上式（１０）の右辺第１項
制動力配分比算出部２３は、算出式（１０）に、要求制動力Ｆｂと、前輪摩擦係数μＦ及び後輪摩擦係数μＲとを代入して、制御パラメータΔκを算出する。ここで、要求制動力Ｆｂが大きい場合、変数ｘ（制御パラメータΔκ）は上式（１０）の右辺第１項
【0040】
【数4】
【0041】
に収束する。このため、要求制動力Ｆｂが大きく自車両１が発生可能な最大減速度で減速する場合には、上式（１０）の右辺第１項に収束した変数ｘに応じた輪荷重比ＷＦ（ｘ）：ＷＲ（ｘ）に応じて、制御パラメータΔκが設定される。すなわち前輪と後輪との間の制動力配分比（κＦ－Δκ）：（κＲ＋Δκ）が設定される。
したがって、上式（１０）の右辺第１項で算出される制御パラメータ
したがって、上式（１０）の右辺第１項で算出される制御パラメータ
【0042】
【数5】
【0043】
によって定まる制動力配分比（κＦ－Δκ）：（κＲ＋Δκ）は、特許請求の範囲に記載の「第１配分比」の一例である。
一方で、要求制動力Ｆｂが比較的小さい場合には、上式（１０）の右辺第１項を右辺第２項
一方で、要求制動力Ｆｂが比較的小さい場合には、上式（１０）の右辺第１項を右辺第２項
【0044】
【数6】
【0045】
で補正して得られる制御パラメータΔκが算出される。したがって、上式（１０）の右辺第１項及び第２項によって定まる制動力配分比（κＦ－Δκ）：（κＲ＋Δκ）は、特許請求の範囲に記載の「第２配分比」の一例である。
ここで上式（１０）の右辺第２項に着目すると、摩擦係数μＦ及びμＲと定数Ｂは１よりも小さいため右辺第２項の分母は負値となる。
ここで上式（１０）の右辺第２項に着目すると、摩擦係数μＦ及びμＲと定数Ｂは１よりも小さいため右辺第２項の分母は負値となる。
【0046】
このため、静的前輪荷重ＷｓＦが静的後輪荷重ＷｓＲよりも大きい場合には、右辺第２項は正値となり且つ要求制動力Ｆｂが小さくなるほど大きくなる。したがって、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど後輪の配分比が増加するように制動力配分比が補正される。
一方で、静的前輪荷重ＷｓＦが静的後輪荷重ＷｓＲよりも小さい場合には、右辺第２項は負値となり且つ要求制動力Ｆｂが小さくなるほど小さくなる。したがって、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど前輪の配分比が増加するように制動力配分比が補正される。
一方で、静的前輪荷重ＷｓＦが静的後輪荷重ＷｓＲよりも小さい場合には、右辺第２項は負値となり且つ要求制動力Ｆｂが小さくなるほど小さくなる。したがって、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど前輪の配分比が増加するように制動力配分比が補正される。
【0047】
以上により、次式（１０）の右辺第１項を右辺第２項で補正して得られる制御パラメータΔκは、要求制動力Ｆｂが大きい場合よりも要求制動力Ｆｂが小さい場合に、前輪及び後輪のうち静的輪荷重が小さい車輪の配分比が増加するように補正される。
【0048】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の制動力配分比算出部２３の機能構成の一例のブロック図である。第３実施形態の制動力配分比算出部２３では、図２の制動力配分比算出部２３への入力と最適化演算を簡素化する。
制動力配分比算出部２３は、基本配分比算出部２３ａと、補正値設定部２３ｂと、補正部２３ｃを備える。
図５は、第３実施形態の制動力配分比算出部２３の機能構成の一例のブロック図である。第３実施形態の制動力配分比算出部２３では、図２の制動力配分比算出部２３への入力と最適化演算を簡素化する。
制動力配分比算出部２３は、基本配分比算出部２３ａと、補正値設定部２３ｂと、補正部２３ｃを備える。
【0049】
基本配分比算出部２３ａは、路面の摩擦係数の情報として単一の摩擦係数μを取得する。例えば摩擦係数μとして、前輪摩擦係数μＦと後輪摩擦係数μＲの平均値を使用してもよく、前輪摩擦係数μＦと後輪摩擦係数μＲいずれか一方を使用してもよい。
基本配分比算出部２３ａは、摩擦係数μに基づいて次式（１１）で得られる基本配分比Ｋ０を算出する。
基本配分比算出部２３ａは、摩擦係数μに基づいて次式（１１）で得られる基本配分比Ｋ０を算出する。
【0050】
【数7】
【0051】
上式（１１）において、Ｌは自車両１のホイールベース長であり、ｈは自車両１のピッチセンターと重心との間の高低差である。
基本配分比Ｋ０は、摩擦係数μに応じた最大減速度で減速する場合における後輪の制動力配分比であり、特許請求の範囲に記載の「第１配分比」の近似値である。
補正値設定部２３ｂは、要求制動力Ｆｂに応じて基本配分比Ｋ０を補正する補正値Ｃを算出する。
基本配分比Ｋ０は、摩擦係数μに応じた最大減速度で減速する場合における後輪の制動力配分比であり、特許請求の範囲に記載の「第１配分比」の近似値である。
補正値設定部２３ｂは、要求制動力Ｆｂに応じて基本配分比Ｋ０を補正する補正値Ｃを算出する。
【0052】
補正部２３ｃは、基本配分比Ｋ０を補正値Ｃで補正して最終的な後輪の制動力配分比ＫＲを算出するとともに、最終的な前輪の制動力配分比ＫＦ＝（１－ＫＲ）を算出する。例えば補正部２３ｃは、基本配分比Ｋ０に補正値Ｃを加算して制動力配分比ＫＲを算出してよい。
図６（ａ）は、静的前輪荷重ＷｓＦが静的後輪荷重ＷｓＲよりも大きい場合における補正値Ｃの特性の一例の模式図である。補正値Ｃは正値を有し、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど大きくなる。このため、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど後輪の配分比が増加するように制動力配分比が補正される。
図６（ａ）は、静的前輪荷重ＷｓＦが静的後輪荷重ＷｓＲよりも大きい場合における補正値Ｃの特性の一例の模式図である。補正値Ｃは正値を有し、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど大きくなる。このため、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど後輪の配分比が増加するように制動力配分比が補正される。
【0053】
図６（ｂ）は、静的前輪荷重ＷｓＦが静的後輪荷重ＷｓＲよりも小さい場合における補正値Ｃの特性の一例の模式図である。補正値Ｃは負値を有し、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど小さくなる。このため、要求制動力Ｆｂが小さくなるほど前輪の配分比が増加するように制動力配分比が補正される。
したがって、補正値Ｃは、要求制動力Ｆｂが大きい場合よりも要求制動力Ｆｂが小さい場合に、前輪及び後輪のうち静的輪荷重が小さい車輪の配分比が増加するように制動力配分比を補正する。
したがって、補正値Ｃは、要求制動力Ｆｂが大きい場合よりも要求制動力Ｆｂが小さい場合に、前輪及び後輪のうち静的輪荷重が小さい車輪の配分比が増加するように制動力配分比を補正する。
【0054】
制動力設定部２４は、次式（１２）及び（１３）に基づいて制動力ＦｂＦ及び後輪の制動力ＦｂＲを設定して、前輪の制動力ＦｂＦ及び後輪の制動力ＦｂＲを指示する制動トルク指令値を、ブレーキコントローラ１６に出力する。
ＦｂＦ＝ＫＦ×Ｆｂ …（１２）
ＦｂＲ＝ＫＲ×Ｆｂ …（１３）
ＦｂＦ＝ＫＦ×Ｆｂ …（１２）
ＦｂＲ＝ＫＲ×Ｆｂ …（１３）
【0055】
（実施形態の効果）
（１）コントローラ１５は、自車両１に要求される要求制動力を設定し、路面の摩擦係数を検出し、摩擦係数に基づいて、自車両１が発生可能な最大減速度で減速する場合に前輪及び後輪にかかる輪荷重の比である輪荷重比に応じた、前輪と後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出する。ブレーキコントローラ１６は、第１配分比に基づく制動力配分比で、要求制動力を配分した制動力を前輪及び後輪に発生させる。
例えばコントローラ１５は、摩擦係数に基づいて輪荷重比を算出し、算出した輪荷重比に基づいて第１配分比を算出してよい。
これにより、自車両１が最大減速度で減速する場合に、車輪に発生させる制動力を向上できる。この結果、最大減速度を向上することができる。
（１）コントローラ１５は、自車両１に要求される要求制動力を設定し、路面の摩擦係数を検出し、摩擦係数に基づいて、自車両１が発生可能な最大減速度で減速する場合に前輪及び後輪にかかる輪荷重の比である輪荷重比に応じた、前輪と後輪との間の制動力配分比である第１配分比を算出する。ブレーキコントローラ１６は、第１配分比に基づく制動力配分比で、要求制動力を配分した制動力を前輪及び後輪に発生させる。
例えばコントローラ１５は、摩擦係数に基づいて輪荷重比を算出し、算出した輪荷重比に基づいて第１配分比を算出してよい。
これにより、自車両１が最大減速度で減速する場合に、車輪に発生させる制動力を向上できる。この結果、最大減速度を向上することができる。
【0056】
（２）コントローラ１５は、要求制動力が大きい場合よりも要求制動力が小さい場合に、前輪及び後輪のうち静的輪荷重が小さい車輪の配分比が増加するように第１配分比を補正することにより第２配分比を算出し、第２配分比で要求制動力を配分した制動力を前輪及び後輪に発生させてよい。
これにより、要求制動力が比較的小さい場合においても、タイヤの摩擦限界に対する前輪と後輪における摩擦力の使用率が等しくなるように要求制動力を配分できる。この結果、外乱などにより輪荷重比が変動しても、前輪のタイヤ及び後輪のタイヤのどちらか一方が先に摩擦限界を超えるのを抑制できる。
これにより、要求制動力が比較的小さい場合においても、タイヤの摩擦限界に対する前輪と後輪における摩擦力の使用率が等しくなるように要求制動力を配分できる。この結果、外乱などにより輪荷重比が変動しても、前輪のタイヤ及び後輪のタイヤのどちらか一方が先に摩擦限界を超えるのを抑制できる。
【0057】
（３）コントローラ１５は、前輪及び後輪のタイヤの摩擦限界に対するそれぞれ前輪と後輪における摩擦力の使用率に基づいて制動力配分比を算出してよい。例えば使用率が最小になるように制動力配分比を算出してよい。
これにより、タイヤの摩擦限界を超えるのを抑制するように要求制動力を配分できる。
（４）コントローラ１５は、前輪における使用率と後輪における使用率とが等しくなるように制動力配分比を算出してよい。
これにより、外乱などにより輪荷重比が変動しても、前輪のタイヤ及び後輪のタイヤのどちらか一方が先に摩擦限界を超えるのを抑制できる。
（５）コントローラ１５は、使用率を含んだ評価関数を最大化する最適化演算によって制動力配分比を算出してよい。
これにより使用率が最小になるように制動力配分比を算出できる。
これにより、タイヤの摩擦限界を超えるのを抑制するように要求制動力を配分できる。
（４）コントローラ１５は、前輪における使用率と後輪における使用率とが等しくなるように制動力配分比を算出してよい。
これにより、外乱などにより輪荷重比が変動しても、前輪のタイヤ及び後輪のタイヤのどちらか一方が先に摩擦限界を超えるのを抑制できる。
（５）コントローラ１５は、使用率を含んだ評価関数を最大化する最適化演算によって制動力配分比を算出してよい。
これにより使用率が最小になるように制動力配分比を算出できる。
【符号の説明】
【0058】
１…自車両、２…ブレーキペダル、１０…車両制動装置、１１…車輪速センサ、１２…加速度センサ、１３…ヨーレイトセンサ、１４…ブレーキセンサ、１５…コントローラ、１５ａ…プロセッサ、１５ｂ…記憶装置、１６…ブレーキコントローラ、１７…制動装置、２０…要求制動力設定部、２１…路面摩擦係数検出部、２３…制動力配分比算出部、２３ａ…基本配分比算出部、２３ｂ…補正値設定部、２３ｃ…補正部、２４…制動力設定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】