特開 2024-66374 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】P2024066374

(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

   B62D 9/00 20060101ALI20240508BHJP

   B62D 17/00 20060101ALI20240508BHJP

   B60W 10/184 20120101ALI20240508BHJP

   B60T 7/12 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

B60W10/00 132

B62D9/00

B62D17/00 C

B60W10/20

B60W10/184

B60T7/12 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022199548

(22)【出願日】2022-12-14

(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）】

3D203

3D241

3D246

【Ｆターム（参考）】

3D203BC46

3D241AA71

3D241AB01

3D241BB01

3D241BB02

3D241CC17

3D241DA52Z

3D241DA53Z

3D241DB05Z

3D246DA01

3D246EA18

3D246GB30

3D246GC16

3D246HA18A

3D246HA86A

3D246HA94A

3D246HA95A

3D246JA16

(57)【要約】

【課題】事故の発生を防止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】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、車両の加速度を検知するセンサと、車両の加速度が第１の条件を満たした場合に、操舵手段を制御して、車両の進行方向に対する各々の車輪の操舵角を変化させる制御部を備えた、効率ブレーキシステム。
【選択図】図３

【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、
前記車両の加速度を検知するセンサと、
前記車両の加速度が第１の条件を満たした場合に、前記操舵手段を制御して、前記車両の進行方向に対する各々の車輪の操舵角を変化させる制御部を備えた、効率ブレーキシステム。

【請求項2】

前記第１の条件は、前記車両の急加速、急ブレーキ、および急ハンドルの少なくとも１つが発生したことを示す信号が検知されることである、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、
前記車両の進行方向に対する各々の車輪の操舵角が、前記加速度に応じた角度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4】

前記制御部は、
前記車両の進行方向に対して、前記一対の車輪のうち、右側の車輪を左向きかつ左側の車輪を右向き、又は、右側の車輪を右向きかつ左側の車輪を左向きとなるように、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。

【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】

従来、２輪駆動車や４輪駆動車では、駆動輪のタイヤの回転を減速して車両を停車、減速させる。例えば、特許文献１には、回生ブレーキ力の強さを制御することで、ブレーキ力を変更させるブレーキ装置について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４５８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両を特に短い距離で停止させることが求められるのは、衝突や追突を避ける場合や誤った操作を行ってしまった場合など、事故を防止する必要がある時である。

【0005】

そこで本発明は、事故の発生を防止する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、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、前記車両の加速度を検知するセンサと、前記車両の加速度が第１の条件を満たした場合に、前記操舵手段を制御して、前記車両の進行方向に対する各々の車輪の操舵角を変化させる制御部を備えたものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、事故の発生を防止することが可能なブレーキシステムを提供することができる。

【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１のシステム構成の一例を示す図である。

【図2】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。

【図3】本実施形態に係る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。

【図4】本実施形態における操舵手段２０による車輪３０の操舵角の制御を説明する図である。

【図5】本実施形態における操舵手段２０による車輪３０の操舵角の制御を説明する図である。

【図6】本実施形態における衝突事故が発生した際の加速度データを例示する図である。

【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。図１に示す車両１は、制御部１０と、操舵手段２０と、車輪３０と、第１センサ４０と、第２センサ５０と、ブレーキ手段６０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、各運転モードを任意に選択できるようにしてもよい。

【0011】

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、操舵手段２０に車輪３０の操舵角を制御させることができる。ここで操舵角とは、車両１の進行方向に対する車輪３０の角度である。例えば、制御部１０は、第１センサ４０及び／又は第２センサ５０が検知した情報に基づいて、操舵手段２０に対して、車輪３０の操舵角を指示する。このとき、制御部１０は、第１センサ４０からブレーキによる車両１の減速に関する情報を取得することができる。また、制御部１０は、第２センサ５０から車両１の速度または加速度に関する情報を取得することができる。

【0012】

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３０それぞれの操舵角を個別に制御することができる。本実施形態において、操舵手段２０としては、車両１が備える４つの車輪３０Ａｒ、３０Ａｌ、３０Ｂｒ、３０Ｂｌ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３０Ａｒ、３０Ａｌ、３０Ｂｒ、３０Ｂｌの操舵角を個別に設定し、制御できるように構成されてよい。

【0013】

車両１は、少なくとも一対の車輪３０を備え、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３０Ａ（３０Ａｒと３０Ａｌ）と、左右一対の後輪３０Ｂ（３０Ｂｒと３０Ｂｌ）とを有する。

【0014】

各車輪３０にはハブの内部に実装される電気モーターであるハブモーター（HUB motor）が搭載されてもよい。なお、モーター自体がハブの内部に実装されていなくても、電気モーターの駆動力が直接ホイールへ伝わるモーター（インホイールモーター（ＩＷＭ：In Wheel Motor））が搭載されてもよい。４輪全てにハブモーターが搭載されることで、車輪３０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。

【0015】

第１センサ４０は、ブレーキ手段６０によるブレーキに関する情報を検知する。例えば、第１センサ４０は、運転者によるブレーキ操作や自動運転制御により、ブレーキ手段６０による車輪３０の制動が発動したことを検知し、検知した情報を制御部１０に送信する。

【0016】

第２センサ５０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５０は、速度センサ又は加速度センサであってよい。第２センサ５０は検知した情報を制御部１０に送信する。

【0017】

ブレーキ手段６０は、制御部１０から受け取った指示に基づいて、車輪３０それぞれを制動することができる。ブレーキ手段６０は、例えば各車輪３０Ａｒ、３０Ａｌ、３０Ｂｒ、３０Ｂｌ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、モーター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３０Ａｒ、３０Ａｌ、３０Ｂｒ、３０Ｂｌを制動する。制御部１０は、運転者がブレーキペダルを踏んだことを検知した場合に、ブレーキ手段６０に対し車輪３０の制動を行うように指示を出してもよいし、自動運転制御により、ブレーキ手段６０に対して車輪３０の制動を行うように指示を出してもよい。

【0018】

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。

【0019】

プロセッサ１２は、車両１全体の動作を制御する。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、車両１全体の動作を制御する制御部として機能する。

【0020】

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。各種データは、例えば、効率ブレーキを用いる際の、４つの車輪３０Ａｒ、３０Ａｌ、３０Ｂｒ、３０Ｂｌそれぞれの操舵角度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、車両速度の閾値等）を含む。

【0021】

また、メモリ１４には、急加速、急ブレーキ、急ハンドルなど、事故が発生した場合に第２センサ５０を介して取得される車両１の加速度のデータに含まれ得る特徴的な信号（パルス信号等）の情報が記憶されている。

【0022】

図３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。

【0023】

制御部１０は、車両１の走行中、第２センサ５０から車両１の速度や加速度の変化に関する情報を取得する（ステップＳ１０１）。制御部１０は、加速度のデータに、急加速や急ブレーキ、急ハンドルなどの事故の兆候を示す信号が含まれるか否か（第１の条件を満たすか否か）を判定する（ステップＳ１０２）。例えば、制御部１０は、メモリ１４に記憶されている事故の兆候を示す加速度データの特徴と比較することにより、判定を行う。また、制御部１０は、車両１の加速度の絶対値が所定の閾値を超えたか否かを判断することにより判定を行ってもよい。また、事故の兆候を示す加速度データの特徴を学習した機械学習モデルを用いて判定を行うようにしてもよい。

【0024】

加速度データに事故の兆候を示す信号が含まれると判定された場合には（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、制御部１０は、操舵手段２０に指示を出力して車輪３０の操舵角の制御を実施する（ステップＳ１０３）。

【0025】

図４及び図５は、操舵手段２０による車輪３０の操舵角の制御を説明する図である。図４，５に示す例では、車両１は４つの車輪３０Ａｒ、３０Ａｌ、３０Ｂｒ、３０Ｂｌ全ての操舵角を、それぞれに対応する操舵手段２０Ａｒ、２０Ａｌ、２０Ｂｒ、２０Ｂｌによって個別に制御することができる。ブレーキ手段２０による減速は、車輪３０の回転を制動することで行うが、操舵手段２０は、４輪それぞれの操舵角を変化させることで、進行方向に向かうモーメントを打ち消して減速する。

【0026】

例えば、図４に示すように、制御部１０は操舵手段２０を用いて、前輪３０Ａｒ、３０Ａｌ及び後輪３０Ｂｒ、３０Ｂｌが、車両１の上面から見て、それぞれ「ハ」の字になるように操舵角を制御するようにしてよい。すなわち、制御部１０は操舵手段２０を用いて、右側の車輪３０Ａｒが左向きかつ左側の車輪３０Ａｌが右向きとなるように操舵角を制御する。また、制御部１０は操舵手段２０を用いて、右側の車輪３０Ｂｒが左向きかつ左側の車輪３０Ｂｌが右向きとなるよう操舵角を制御する。

【0027】

また、図５に示すように、制御部１０は操舵手段２０を用いて、前輪３０Ａｒ、３０Ａｌ及び後輪３０Ｂｒ、３０Ｂｌが、車両１の上面から見て、それぞれ逆「ハ」の字になるよう操舵角を制御するようにしてもよい。すなわち、制御部１０は操舵手段２０を用いて、右側の車輪３０Ａｒが右向きかつ左側の車輪３０Ａｌが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、右側の車輪３０Ｂｒが右向きかつ左側の車輪３０Ｂｌが左向きとなるように操舵角を制御する。

【0028】

このように、操舵手段２０を用いて左右一対の車輪３０Ａ，３０Ｂ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３０と地面の接触面の摩擦力を増大させ、減速を実現させる。なお、前輪３０Ａｒ、３０Ａｌを「ハ」の字、後輪３０Ｂｒ、３０Ｂｌを逆「ハ」の字となるように操舵角を設定してもよいし、前輪３０Ａｒ、３０Ａｌを逆「ハ」の字、後輪３０Ｂｒ、３０Ｂｌを「ハ」の字となるように操舵角を設定してもよい。

【0029】

制御部１０は、車輪３０の操舵角が車両１の加速度に応じた角度となるように操舵手段２０を制御してもよい。具体的には、進行方向に対する車輪３０の角度が大きくなるほど（すなわち、「ハ」の字の場合は進行方向側が狭くなるほど、逆「ハ」の字の場合は進行方向側が広くなるほど）地面に対する摩擦力は増大し、減速の効果は高くなる。

【0030】

制御部１０は、車両１の加速度が大きいほど進行方向に対する車輪３０の角度が大きくなるように制御することにより、減速までの時間を短縮させることができる。これにより、例えば追突などの事故の際に、短い距離で車両１を停止させることで、多重の追突事故の発生を防止することが期待できる。なお、制御部１０は、メモリ１４に記憶された、事故の兆候を示す加速度データを用いて操舵角を導出するようにしてもよい。このように、加速度データで事故の兆候を検知して対応することで、事故の発生を防止・抑止することができる。さらに、事故発生時（加速度データで事故の発生が検知された時）には、即座に車両１を停止させることで、事故の拡大や連鎖を防止・抑止することができる。

【0031】

また、制御部１０は、右側の車輪３０Ａｒ、３０Ｂｒの操舵角と、左側の車輪３０Ａｌ、３０Ｂｌの操舵角が、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３０Ａｒ又は３０Ｂｒ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３０Ａｌ又は３０Ｂｌ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。

【0032】

また、制御部１０は、加速度データの特徴からスピンが発生したと判断された場合には、各車輪３０の向きがスピンの回転方向に対して所定の角度だけ内側または外側を向くように設定してもよい。すなわち、各車輪３０の向きを、車両の重心に対して直交する方向±α（所定角度）だけ傾けるように設定することで、回転に対する摩擦力を生じさせてスピンを抑止させるようにしてもよい。

【0033】

図６は、車両の走行中に衝突事故が発生した際の加速度の波形（Ｇ）とスピン波形（Ｓ）を例示する図である。なお、同図は、株式会社データ・テック基礎理論研究所の事故解析レポート（http://re-www.datatec.jp/product/report/kaiseki_2.html）から引用したものである。図中（Ａ）で示す区間の加速度波形Ｇは、衝突を回避するためにブレーキ操作が行われたことを示している。また、区間（Ｂ）の加速度波形Ｇは衝突（側面衝突）が発生したことを示している。また、区間（Ｃ）では、スピン波形Ｃによって、側面衝突によりスピンが発生したことが示されている。さらに、区間（Ｄ）の加速度波形Ｇは再度衝突が発生したことを示している。

【0034】

制御部１０は、図６に示すような加速度波形やスピン波形を利用して、発生した事象に応じた車輪３０の制御を行うようにしてもよい。例えば、区間（Ａ）に示すようなブレーキ操作による加速度波形を検知したら、即座に車両１を停止させるように操舵手段２０を制御することにより、衝突の発生を回避することができる。また、区間（Ｃ）のようなスピン波形を検知したら、車輪３０がスピンの回転方向よりも内側または外側を向くように制御することにより、スピンによる衝突を回避することができる。

【0035】

制御部１０は、車両１が停止するまで（ステップＳ１０４）車輪３０の操舵角の制御を実施する。制御部１０は、車両１が停止したら（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、操舵手段２０の制御を終了する（ステップＳ１０５）。

【0036】

なお、制御部１０は、車両１の速度及び／又は加速度に応じて、車輪３０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５０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３０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するようにしてもよい。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。

【0037】

以上のように、本実施形態によれば、制御部１０は、車両１の走行中に車両１の速度や加速度が、急な加速や減速など、事故の兆候を示す所定の条件を満たした場合に、操舵手段２０に指示を出力して車輪３０の操舵角を変化させ、進行方向に向かうモーメントを打ち消して車両１ができるだけ早く停止するようにした。これにより、衝突や追突などの事故の発生を防止することができる。

【0038】

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。

【符号の説明】

【0039】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】