特開 2024-66362 効率ブレーキシステム

(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】P2024066362

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】効率ブレーキシステム

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/20 20060101AFI20240508BHJP

   B60T 8/1761 20060101ALI20240508BHJP

   B60W 10/188 20120101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

B60W10/00 132

B60T8/1761

B60W10/188

B60W10/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022181942

(22)【出願日】2022-11-14

(31)【優先権主張番号】P 2022174994

(32)【優先日】2022-10-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】591280485

【氏名又は名称】ソフトバンクグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100139066

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】孫 正義

【テーマコード（参考）】

3D241

3D246

【Ｆターム（参考）】

3D241AA47

3D241AA71

3D241AC26

3D241AD44

3D241AE43

3D241BB01

3D241BB02

3D241CC08

3D241CC17

3D241DA54Z

3D241DB33Z

3D246BA02

3D246DA01

3D246EA18

3D246GB01

3D246GC14

3D246GC16

3D246HA03A

3D246HA64A

3D246HA72B

3D246HA86A

3D246HA93A

3D246LA02Z

3D246MA37

(57)【要約】

【課題】停止までの制動距離を十分に短縮することが可能なブレーキシステムを提供する。
【解決手段】効率ブレーキシステムは、車両の左右に略対称に位置する少なくとも一対の車輪４０と、一対の車輪４０それぞれの操舵角を個別に制御することのできる操舵手段２０と、一対の車輪４０に制動力を発生させるブレーキ手段３０と、操舵手段２０及びブレーキ手段３０を制御する制御部１０とを備える。制御部１０は、制動中のいずれかの車輪４０がロック傾向に入った場合には、単にブレーキ圧を制御するだけでなく、車輪の角度を制御する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の左右に略対称に位置する少なくとも一対の車輪と、
前記一対の車輪それぞれの操舵角を個別に制御することのできる操舵手段と、
前記一対の車輪に制動力を発生させるブレーキ手段と、
前記操舵手段及び前記ブレーキ手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
制動中のいずれかの車輪がロック傾向にあると判定した場合に、前記一対の車輪に対する制動力が低減されるように前記ブレーキ手段を制御するとともに、前記一対の車輪を車両上面から見て略ハの字になるように前記操舵手段を制御する、効率ブレーキシステム。

【請求項2】

前記制御部は、
制動中のいずれかの車輪がロック傾向にあると判定した場合に、前記一対の車輪に対する制動力が低減されるように前記ブレーキ手段を制御するとともに、前記一対の車輪を車両上面から見て略逆ハの字になるように前記操舵手段を制御する、請求項１に記載の効率ブレーキシステム。

【請求項3】

前記制御部は、
制動中のいずれかの車輪がロック傾向にあると判定した場合に、前記一対の車輪に対する制動力が低減されるように前記ブレーキ手段を制御するとともに、前記一対の車輪を車両上面から見て略ハの字になるように前記操舵手段を制御する第１操舵モードと、前記一対の車輪を車両上面から見て略逆ハの字になるように前記操舵手段を制御する第２操舵モードとを交互に切り換えて、前記操舵手段を制御する、請求項１に記載の効率ブレーキシステム。

【請求項4】

前記一対の車輪のそれぞれの車輪速度を検出する車輪速センサをさらに備え、
前記制御部は、
検出される車輪速度に基づき、制動中のいずれかの車輪がロック傾向にあるか否かを判定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の効率ブレーキシステム。

【請求項5】

前記制御部は、
前記車両の速度が小さいほど、前記車両の進行方向に対して前記一対の車輪それぞれの操舵角が大きくなるように前記操舵手段を制御する、請求項１から３のいずれか一項に記載の効率ブレーキシステム。

【請求項6】

前記制御部によって前記操舵手段及び前記ブレーキ手段の制御が行われているときに、運転者に所定の警報を発する報知手段をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の効率ブレーキシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、効率ブレーキシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

制動中のいずれかの車輪がロック傾向になったときに、その車輪の制動力を低減させることで車輪がロックするのを抑制し、停止までの制動距離の短縮を図るＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－１５７４３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

通常、制動中のいずれかの車輪がロック傾向になると、ＡＢＳを作動させてブレーキ圧を制御（減圧、加圧を繰り返すなど）しているが、このブレーキ圧の制御のみでは、停止までの制動距離を十分に短縮することができない場合があった。

【0005】

そこで、本発明は、停止までの制動距離を十分に短縮することが可能なブレーキシステム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】

【0006】

本発明の一態様に係る効率ブレーキシステムは、車両の左右に略対称に位置する少なくとも一対の車輪と、一対の車輪それぞれの操舵角を個別に制御することのできる操舵手段と、一対の車輪に制動力を発生させるブレーキ手段と、操舵手段及びブレーキ手段を制御する制御部とを備え、制御部は、制動中のいずれかの車輪がロック傾向にあると判定した場合に、一対の車輪に対する制動力が低減されるようにブレーキ手段を制御するとともに、一対の車輪を車両上面から見て略ハの字になるように操舵手段を制御することを要旨とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、停止までの制動距離を十分に短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る効率ブレーキシステムを搭載する車両のシステム構成の一例を示す図である。

【図2】制御部の構成の一例を示す図である。

【図3】効率ブレーキの作動態様の一例を示す図である。

【図4】効率ブレーキの作動態様の一例を示す図である。

【図5】効率ブレーキの作動態様の一例を示す図である。

【図6】効率ブレーキシステムを搭載した車両の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

【0010】

図１は、本実施形態に係る効率ブレーキシステムを搭載する車両１のシステム構成の一例を示す図である。効率ブレーキシステムは、従来のＡＢＳの問題点を解消するべく、制動中のいずれかの車輪がロック傾向になったときに、ブレーキ圧を制御するだけでなく、各車輪の角度を変えて効率的に減速することで、車輪のロックを抑制するとともに、停止までの制動距離を十分に短縮することを可能とする。なお、以下の説明では、効率ブレーキシステムを用いた上記ブレーキ方法を、「効率ブレーキ」と呼ぶ。

【0011】

図１に示す車両１は、制御部１０と、操舵手段２０と、ブレーキ手段３０と、車輪４０と、第１センサ５０と、第２センサ６０と、報知手段７０とを備える。また、図示を省略するが、従来の車両を構成する種々の構成を備えてもよい。車両１は、運転者が車両１を運転する手動運転機能の他に、車両１の自動運転を支援する自動運転機能を有し、各運転機能を任意に選択できることとしてもよい。

【0012】

制御部１０は、車両１の内外から取得した種々の情報を用いて、効率ブレーキに関する制御を行う。例えば、制御部１０は、第１センサ５０及び／又は第２センサ６０が検知した情報に基づいて、操舵手段２０に車輪４０の操舵角を指示したり、ブレーキ手段３０に車輪４０の制動力を指示したりする。
このとき、制御部１０は、第１センサ５０から車両１のブレーキに関する情報を取得するとともに、第２センサ６０から車輪速度に関する情報を取得してよい。

【0013】

操舵手段２０は、制御部１０から受け取った指示に基づいて、車輪４０それぞれの操舵角を個別に制御することができる。操舵手段２０としては、車両１が備える４つの車輪４０Ａｒ、４０Ａｌ、４０Ｂｒ、４０Ｂｌそれぞれに対応する操舵手段２０Ａｒ、２０Ａｌ、２０Ｂｒ、２０Ｂｌを備え、各操舵手段２０Ａｒ、２０Ａｌ、２０Ｂｒ、２０Ｂｌが各車輪４０Ａｒ、４０Ａｌ、４０Ｂｒ、４０Ｂｌの操舵角を個別に設定し、制御できるように構成されてもよい。

【0014】

ブレーキ手段３０は、制御部１０から受け取った指示に基づいて、車輪４０それぞれを制動することができる。ブレーキ手段３０は、例えば各車輪４０Ａｒ、４０Ａｌ、４０Ｂｒ、４０Ｂｌにそれぞれ設けられたホイールシリンダ（図示略）や、ホイールシリンダに接続されたブレーキアクチュエータ（図示略）などを備える構成であってもよい。ブレーキアクチュエータは、モータで駆動される液圧ポンプ等で発生したブレーキ圧を、任意の大きさに制御してホイールシリンダに供給することで、各車輪４０Ａｒ、４０Ａｌ、４０Ｂｒ、４０Ｂｌを制動する。

【0015】

車両１は、少なくとも一対の車輪を備え、車輪は車両１の左右に略対称に配置される。本実施形態において、車両１は４輪で構成され、左右一対の前輪４０Ａ（４０Ａｒと４０Ａｌ）と、左右一対の後輪４０Ｂ（４０Ｂｒと４０Ｂｌ）とを有する。

【0016】

車輪４０にはハブモーター（HUB motor）が搭載されてもよい。ハブモーターは、インホイールモーター（ＩＷＭ：In Wheel Motor）と呼ばれることもある。４輪全てにハブモーターが搭載されることで、車輪４０それぞれの動きを個別に制御することができるようになるため、車輪の角度を変えて減速する効率ブレーキを実現させる上で好ましい。

【0017】

第１センサ５０は、ブレーキに関する情報を検知する。例えば、第１センサ５０は、運転者によってブレーキペダルが操作されると、ブレーキペダルの操作量（すなわち、ストローク量）などをあらわす情報を制御部１０に送信する。

【0018】

第２センサ６０は、車両１に搭載される種々のセンサであってよい。例えば、第２センサ６０は、速度センサ、加速度センサのほか、各車輪４０Ａｒ、４０Ａｌ、４０Ｂｒ、４０Ｂｌにそれぞれ設けられた車輪速センサなどによって構成されてもよい。第２センサ６０は、逐次検出される車両１の速度、加速度、車輪速度などの情報を制御部１０に送信する。

【0019】

報知手段７０は、効率ブレーキが作動している場合に所定の警報を運転者に報知する。例えば、報知手段７０は、ブザーやインストルメントパネル（図示略）に設けられたランプであってもよい。なお、車両１に複数の報知手段を設けた場合には、これらの報知手段を同時に作動させるようにしてもよい。

【0020】

図２は、本実施形態に係る制御部１０の構成の一例を示す図である。制御部１０は、例えば、プロセッサ１２とメモリ１４とを含む。

【0021】

プロセッサ１２は、車両１の効率ブレーキに関する制御を行う。プロセッサ１２として、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はマイコン（マイクロコントローラ）等を用いることができる。プロセッサ１２は、メモリ１４に記憶されたプログラムを実行することで、制御部として機能する。

【0022】

メモリ１４は、プロセッサ１２により実行される各種プログラムや各種データを記憶する。メモリ１４には、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶装置、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置が含まれ得る。

【0023】

各種データとして、例えば、効率ブレーキを用いる際の、４つの車輪４０Ａｒ、４０Ａｌ、４０Ｂｒ、４０Ｂｌそれぞれの操舵角のパターンデータや、効率ブレーキを作動させる条件データ（例えば、車両の速度や車輪速度の閾値など）を含む。

【0024】

図３～図５は、本実施形態における効率ブレーキの作動態様の一例を示す図である。
本実施形態においては、４輪全ての操舵角をそれぞれ自由自在に制御することが可能となっているため、ブレーキ圧を制御するとともに、進行方向に向かうモーメントを打ち消すように車輪の操舵角を制御することで、効率ブレーキを実現する。

【0025】

４輪の全てで操舵可能な車両１において、例えば制動中のいずれかの車輪がロック傾向に入ったことを検出すると、制御部１０は、車輪の制動力を低減するべく、ブレーキ手段３０を制御してブレーキ圧を制御する。さらに、制御部１０は、例えば図３に示すように、操舵手段２０を用いて、一対の前輪４０Ａ及び一対の後輪４０Ｂを、車両上面から見て、それぞれ「ハ」の字になるよう操舵角を制御する。すなわち、制御部１０は操舵手段２０を用いて、一対の前輪４０Ａのうち、右側の車輪４０Ａｒを左向きかつ左側の車輪４０Ａｌを右向きとなるよう操舵角を制御する。また、制御部１０は操舵手段２０を用いて、一対の後輪４０Ｂのうち、右側の車輪４０Ｂｒを左向きかつ左側の車輪４０Ｂｌを右向きとなるよう操舵角を制御する。なお、いずれかの車輪がロック傾向に入ったか否かの検出は、例えば各車輪４０に設けた車輪速センサで検出した車輪速度を比較等することで実現できる。

【0026】

図３では、操舵手段２０を用いて、一対の前輪４０Ａ及び一対の後輪４０Ｂを、車両上面から見て、それぞれ「ハ」の字になるよう操舵角を制御する態様を例示したが、例えば図４に示すように、一対の前輪４０Ａ及び一対の後輪４０Ｂを、車両上面から見て、それぞれ逆「ハ」の字になるよう操舵角を制御してもよい。すなわち、制御部１０は操舵手段２０を用いて、一対の前輪４０Ａのうち、右側の車輪４０Ａｒを右向きかつ左側の車輪４０Ａｌを左向きとなるよう操舵角を制御する。また、制御部１０は操舵手段２０を用いて、一対の後輪４０Ｂのうち、右側の車輪４０Ｂｒを右向きかつ左側の車輪４０Ｂｌを左向きとなるよう操舵角を制御する。

【0027】

さらに別の態様として、制御部１０は、例えば図５に示すように、左右一対の車輪４０Ａ，４０Ｂを、車両上面から見て、それぞれ「ハ」の字になるよう操舵角を制御する第１操舵モードと、左右一対の車輪４０Ａ，４０Ｂを、車両上面から見て、それぞれ逆「ハ」の字になるよう操舵角を制御する第２操舵モードとを、所定のタイミングで交互に切り換えるようにしてもよい。このとき、制御部１０は、第１センサ５０及び第２センサ６０から得られる様々な情報に基づいて、車輪４０のロックを回避でき、かつ、最大限の制動力を確保して制動距離を短縮できるような操舵モードの切り換えタイミングを導出すればよい。

【0028】

このように、本実施形態の効率ブレーキシステムにおいては、制動中のいずれかの車輪４０がロック傾向に入ったことを検出すると、単にブレーキ圧を制御するだけでなく、左右一対の車輪４０Ａ，４０Ｂを内側に向けて進行方向側を狭くしたり、外側に向けて進行方向側を広くしたりすることで、車輪４０と地面の接触面の摩擦力を増大させる。これにより、車輪４０のロックを抑制するとともに、停止までの制動距離を十分に短縮することが可能となる。このとき、制御部１０は、車輪４０の操舵角を調整することで、車輪４０と地面の間の摩擦力を調整することができる。

【0029】

また、制御部１０は操舵手段２０を用いて、前輪４０Ａを「ハ」の字、後輪４０Ｂを逆「ハ」の字となるように操舵角を設定してもよい。また、制御部１０は操舵手段２０を用いて、前輪４０Ａを逆「ハ」の字、後輪４０Ｂを「ハ」の字となるように操舵角を設定してもよい。

【0030】

制御部１０は、一対の車輪４０Ａ又は４０Ｂのうち、車両１の進行方向と右側の車輪４０Ａｒ又は４０Ｂｒの操舵角との間の角度と、車両１の進行方向と左側の車輪４０Ａｌ又は４０Ｂｌの操舵角との間の角度とが、略同一となるように操舵手段２０を制御してよい。すなわち、車両１の進行方向と車輪４０Ａｒ又は４０Ｂｒの回転面とによって形成される角度と、車両１の進行方向と車輪４０Ａｌ又は４０Ｂｌの回転面とによって形成される角度とが、略同一となるように操舵手段２０を制御してよい。これにより、左右の車輪に働く摩擦力が略同一となり、減速時の操舵が安定することが期待できる。

【0031】

また、制御部１０は、車両１の速度及び／又は加速度に応じて、車輪４０それぞれの操舵角を設定してもよい。例えば、制御部１０は、第２センサ６０が検知した情報に基づいて速度及び／又は加速度を取得する。そして、車両１の速度及び／又は加速度に適した操舵角を導出し、導出された操舵角になるよう操舵手段２０を制御する。このとき、メモリ１４に記憶された、速度及び／又は加速度と車輪４０それぞれの操舵角とのパターンデータを用いて、操舵角を導出してよい。これにより、車両１の速度及び／又は加速度に応じて、効率良く減速することが可能となる。

【0032】

また、制御部１０は、車両１の速度が小さいほど、車両１の進行方向に対して一対の車輪４０Ａ又は４０Ｂそれぞれの操舵角が大きくなるように操舵手段２０を制御してよい。

【0033】

図６は、効率ブレーキシステムを搭載した車両１の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0034】

制御部１０は、各車輪４０に設けた車輪速センサで検出した車輪速を比較することで、いずれかの車輪４０がロック傾向に入ったか否かを判断（検出）する（ステップＳ１０１）。

【0035】

制御部１０は、いずれの車輪４０もロック傾向に入っていないと判断した場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、効率ブレーキを作動させることなく、通常運転を続ける。

【0036】

一方、制御部１０は、いずれかの車輪４０がロック傾向に入っていると判断すると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、効率ブレーキを作動させる。具体的には、制御部１０は、車輪４０のロックを抑制するために、ブレーキ手段３０に対して、ブレーキ圧の制御を指示するとともに（ステップＳ１０２）。操舵手段２０に対して、図３～図５のいずれかに示した態様で、車輪４０の操舵角を制御するように指示する（ステップＳ１０３）。さらに、制御部１０は、効率ブレーキが作動していることを運転者に知らせるために、所定の警報を報知手段７０から報知する（ステップＳ１０４）。

【0037】

制御部１０は、車両１が停止するまでの間は（ステップＳ１０５：ＮＯ）、効率ブレーキを作動させる（ステップＳ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０４）。

【0038】

その後、制御部１０は、車両１が停止したことを検知すると（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、所定の警報の報知を終了し、効率ブレーキを含むすべてのブレーキの作動を停止し（ステップＳ１０６）、車輪４０の操舵角を進行方向と同じ方向に戻す制御を行った後（ステップＳ１０７）、処理を終了する。

【0039】

以上説明したとおり、制動中のいずれかの車輪がロック傾向に入った場合には、単にブレーキ圧を制御するだけでなく、車輪の角度を制御することで、車輪のロックを抑制するとともに、停止までの制動距離を十分に短縮することが可能となる。

【0040】

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。したがって、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。例えば、前述した各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更し、又は並列に実行することができる。また、上記実施形態では、４輪駆動車を例示説明したが、２輪駆動車や６輪駆動車など、車両の左右に略対称に位置する少なくとも一対の車輪を有する様々な車両に適用可能である。

【符号の説明】

【0041】

１ 車両
１０ 制御部
１２ プロセッサ
１４ メモリ
２０ 操舵手段
３０ ブレーキ手段
４０ 車輪
５０ 第１センサ
６０ 第２センサ
７０ 報知手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】