JP2008184123A - 車両のヨーモーメント制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ３軸以上の多数の車軸を備えた車両をヨーモーメント制御するにあたり、車
両走行時の挙動修正を的確に行い、車両走行時の安定性を高める。
【解決手段】 ３軸以上の車軸が設けられた車両１００の最も前の車軸と最も後ろの車軸
を除いた中間軸のタイヤに加えるブレーキ力を調整することにより、車両１００のヨーモ
ーメントを制御する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、３以上の車軸が設けられた車両のヨーモーメントを制御する装置に関するも
のである。

乗用車などの一般自動車の分野では、車体のヨー（ヨーイング）方向、つまり車体を上
からみて重心を中心にして回転するような方向のモーメント（モーメント力）を制御する
ことで、車両の走行安定性を向上させたり、操縦性を向上させたりするという発明が種々
提案されており、後掲する各種特許文献によって公知となっている。

各特許文献に開示された発明の概要を図１８、図１９を用いて説明する。

図１８は、車両１１００を上からみた図である。

車両１１００は、車体１１０１の前側の車軸１１１１と後ろ側の車軸１１１２を備えた
２軸、４輪の車両である。前側車軸１１１１は、操舵される軸であり、操舵に応じて前輪
のタイヤ１１２１、１１２２の車体１１０１に対する向き、つまり転舵角δが変化する。

なお、転舵角δは、ステアリングの操舵角γに対応している。後ろ側車軸１１１２は非操
舵軸であり、後輪のタイヤ１１２３、１１２４の車体１１０１に対する向きは固定されて
いる。

図１８において、車両重心Ｇをとおり上下鉛直方向軸をＺ軸として、Ｚ軸回りの角度を
ヨー角α、同Ｚ軸回りの角速度をヨーレートｒと定義する。また、車両１１００の姿勢方
向と車両１１００の進行方向とがなす角を、すべり角（横すべり角）βと定義する。

図１９（ａ）は、後輪のタイヤ１１２３、１１２４にブレーキをかけた場合に車体１１
０１に作用するヨーモーメントΔＭL、ΔＭRを説明する図である。

すなわち、左後輪のタイヤ１１２３にブレーキ力（制動力）ＦLが作用すると、車両重
心Ｇの左回りにヨーモーメント、
ΔＭL＝ｄL×ＦL
が作用する。なお、ｄLは、車両重心Ｇからブレーキ力ＦLの方向線分までの距離である。

また、右後輪のタイヤ１１２４にブレーキ力ＦRが作用すると、車両重心Ｇの右回りに
ヨーモーメント、
ΔＭR＝ｄR×ＦR
が作用する。なお、ｄRは、ヨーモーメントの腕の長さ、つまり車両重心Ｇからブレー
キ力ＦRの方向線分までの距離である。

図１９（ｂ）は、前輪のタイヤ１１２１、１１２２にブレーキをかけた場合に車体１１
０１に作用するヨーモーメントΔＭL´、ΔＭR´を説明する図である。

すなわち、左前輪のタイヤ１１２１にブレーキ力ＦL´が作用すると、車両重心Ｇの左回
りにヨーモーメント、
ΔＭL´＝ｄL´×ＦL´
が作用する。なお、ｄL´は、車両重心Ｇからブレーキ力ＦL´の方向線分までの距離で
ある。

また、右前輪のタイヤ１１２２にブレーキ力ＦR´が作用すると、車両重心Ｇの右回りに
ヨーモーメント、
ΔＭR´＝ｄR´×ＦR´
が作用する。なお、ｄR´は、車両重心Ｇからブレーキ力ＦR´の方向線分までの距離で
ある。

下記する各文献では、車両１１００のヨー角α、ヨーレートｒ、すべり角β、車速など
のパラメータのいずれか、またはすべてを検出して、これら検出値に基づいてブレーキ力
を調整することによってヨーモーメントを制御して、車両１１００の走行時の挙動を安定
化させたり、回頭性を高めて操縦性を向上させるようにしている。
特開平７-２１５１９０号公報（特許第３３０３５００号公報） 特開平３-１１２７５４号公報（特許第２５７２８５６号公報） 特開平８-３１０３６６号公報（特許第３３０３６０５号公報） 特開平９-９９８２１号公報（特許第３１１６７８７号公報） 特開平９-９９８２６号公報（特許第３１３２３７１号公報） 堀,"電気自動車制御技術の現況と革新に向けて", 電子情報通信学会東京支部シンポジウム,1998.9.18

一般自動車とは異なる特殊車両の分野では、３軸以上の多数の車軸を備えた車両が通例
である。

図１は、４軸、８輪の車両１００を上からみた図である。

車両１００は、車体１０１の前から後ろに向かって第１軸１１、第２軸１２、第３軸１
３、第４軸１４の車軸が設けられた車両である。第１軸１１、第２軸１２は、操舵される
軸であり、第３軸１３、第４軸１４は非操舵軸である。第１軸１１には、左右のタイヤ２
１、２２が設けられ、第２軸１２には、左右のタイヤ２３、２４が設けられ、第３軸１３
には、左右のタイヤ２５、２６が設けられ、第４軸１４には、左右のタイヤ２７、２８が
設けられている。

このような４軸の車両１００においても、２軸の車両１０００と同様に、ヨーモーメン
トを制御したいとの要請がある。

この場合、４軸の車両１００の前側の操舵軸である第１軸１１、第２軸１２をまとめて、
２軸の車両１０００の前側の操舵軸である車軸１１１１と等価な車軸１１１とみなすとと
もに、４軸の車両１００の後ろ側の非操舵軸である第３軸１３、第４軸１４をまとめて、
２軸の車両１０００の後ろ側の非操舵軸１１１２と等価な車軸１１２とみなして、２軸の
車両１０００に適用される制御を利用するという考え方がある。

すなわち、図１９（ａ）に示したのと同様に、車両１００の等価後ろ側車軸１１２の左
後輪のタイヤ２５、２７にブレーキをかけて、車両重心Ｇの左回りにヨーモーメントΔＭL
を発生させたり、車両１００の等価後ろ側車軸１１２の右後輪のタイヤ２６、２８にブレ
ーキをかけて、車両重心Ｇの右回りにヨーモーメントΔＭRを発生させるようにする。

また、図１９（ｂ）に示したのと同様に、車両１００の等価前側車軸１１１の左前輪の
タイヤ２１、２３にブレーキをかけて、車両重心Ｇの左回りにヨーモーメントΔＭL´を発
生させたり、車両１００の等価前側車軸１１１の右前輪のタイヤ２２、２４にブレーキを
かけて、車両重心Ｇの右回りにヨーモーメントΔＭR´を発生させるようにする。

しかし、このように複数（２つ）の車軸を等価な１つの車軸とみなして、ヨーモーメン
ト制御のシミュレーションを行なったところ、車両１００の走行時の挙動修正が的確に行
なわれずに、車両走行時の安定性が損なわれることがあるという問題が発生した。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、３軸以上の多数の車軸を備えた
車両をヨーモーメント制御するにあたり、車両走行時の挙動修正を的確に行い、車両走行
時の安定性を高めることを解決課題とするものである。

第１発明は、
３以上の車軸が設けられた車両の最も前の車軸と最も後ろの車軸を除いた中間軸のタイ
ヤに加えるブレーキ力を調整することにより、車両のヨーモーメントを制御するヨーモー
メント制御手段を備えたことを特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
車体の前から後ろに向かって第１軸、第２軸、第３軸の車軸が設けられた車軸数が３の
車両に適用され、
前記ヨーモーメント制御手段は、中間軸である第２軸のタイヤに加えるブレーキ力を調
整することにより、車両のヨーモーメントを制御すること
を特徴とする。

第３発明は、第１発明において、
車体の前から後ろに向かって第１軸、第２軸、第３軸、第４軸の車軸が設けられた車軸
数が４の車両に適用され、
前記ヨーモーメント制御手段は、中間軸である第２軸または／および第３軸のタイヤに
加えるブレーキ力を調整することにより、車両のヨーモーメントを制御すること
を特徴とする。

第４発明は、第１発明において、
中間軸が、操舵される軸である場合には、操舵角に応じて、中間軸のタイヤに加えるブ
レーキ力を調整すること
を特徴とする。

タイヤに印加可能なブレーキ力を判断する考え方に、「タイヤの摩擦円」という考え方が
ある。

図２（ａ）に示すように、タイヤには、駆動力とブレーキ力との合力である駆動・ブレ
ーキ力Ｆｂｔと、車体１０１の横方向へ向かう横力Ｆｈとが作用する。これら駆動・ブレ
ーキ力Ｆｂｔと、横力Ｆｈとの合力Ｆａが最終的にタイヤに作用する力である。なお、タ
イヤに駆動力が殆ど作用していない場合には、駆動・ブレーキ力Ｆｂｔは、ブレーキ力Ｆ
ｂとみなされる。合力Ｆａの大きさがタイヤの摩擦円Ｓｃを超えると、タイヤに横すべり
（スリップ）が発生し、合力Ｆａの大きさがタイヤの摩擦円Ｓｃを超えない限りは、タイ
ヤに横すべりは発生しない。

３以上の車軸が設けられた多軸車両、たとえば図１に示す４軸の車両１００は、車体長
が長いため、車両重心Ｇから離れた最も前側の第１軸１１と最も後ろ側の第４軸１４のタ
イヤ２１、２２、２７、２８には、車体横方向へ強い横力Ｆｈが作用することがある。た
とえば図３に示すように、車両１００が高速走行中にレーンチェンジされて急激かつ正反
対の方向への操舵が連続的に行われると、ヨー角αが振動的に変化して、最も前側のタイ
ヤ２１、２２、最も後ろ側のタイヤ２７、２８の横方向への変形量が極めて大きくなって、
強い横力Ｆｈが作用する。こうした状況でブレーキ力Ｆｂを調整してヨーモーメントΔＭ
を制御しようとすると、図２（ｂ）に示すように、合力Ｆａの大きさがタイヤの摩擦円Ｓ
ｃを超えてしまい、最も前側のタイヤ２１、２２、最も後ろ側のタイヤ２７、２８で横す
べりが発生しやすくなる。図２（ｂ）に示すように、最も前側のタイヤ２１、２２、最も
後ろ側のタイヤ２７、２８に印加可能なブレーキ力Ｆｂ（駆動・ブレーキ力Ｆｂｔ）、つま
り合力Ｆａがタイヤ摩擦円Ｓｃを越えない範囲で最大となるブレーキ力は、非常に小さい。

一方、図３と同じ状況で、車両重心Ｇから近い前側と後ろ側の中間の車軸である第２軸
１２と第３軸１３のタイヤ２３、２４、２５、２６には、作用する横力Ｆｈは比較的小さ
い。すなわち、ヨー角αが振動的に変化したとしても、中間のタイヤ２３、２４、２５、
２６の横方向への変形量が比較的小さく、作用する横力Ｆｈは比較的小さい。このため同
じ大きさのブレーキ力Ｆｂを加えてヨーモーメントを制御したとしても、タイヤの摩擦円
Ｓｃに対して、合力Ｆａは下回っており、ブレーキ力に余裕があり、強いブレーキをかけ
たとしても横すべりが発生しにくい。図２（ｃ）に示すように、中間のタイヤ２３、２４、
２５、２６に印加可能なブレーキ力（駆動・ブレーキ力Ｆｂｔ）、つまり合力Ｆａがタイヤ
摩擦円Ｓｃを越えない範囲で最大となるブレーキ力は、非常に大きい。このためヨーモー
メント制御を行う際に、スリップなどの不安定な挙動が発生しにくくなり、車両１００を
安定して走行させることが可能となる。

そこで、本発明は、３以上の車軸が設けられた車両１００の最も前の車軸と最も後ろの
車軸を除いた中間軸のタイヤに加えるブレーキ力を調整することにより、車両１００のヨ
ーモーメントを制御するものである（第１発明）。

図４に例示するように、車両１００の前から後ろに向かって第１軸１１、第２軸１２、
第３軸１３の車軸が設けられた車軸数が３の車両１００にあっては、中間軸である第２軸
１２のタイヤ２３、２４に加えるブレーキ力を調整することにより、車両１００のヨーモ
ーメントを制御するものである（第２発明）。

図５に例示するように、車両１００の前から後ろに向かって第１軸１１、第２軸１２、
第３軸１２、第４軸１４の車軸が設けられた車軸数が４の車両１００にあっては、中間軸
である第２軸１２または／および第３軸１３のタイヤに加えるブレーキ力を調整すること
により、車両１００のヨーモーメントを制御するものである（第３発明）。

図５に例示するように、中間軸が、操舵される軸（第２軸１２）である場合には、ステ
アリングハンドル等の操舵角に応じて、つまりこの操舵角に対応するタイヤの転舵角δ、
δ´に応じて、中間軸のタイヤ２３、２４に加えるブレーキ力が調整される。これは、同
じヨーモーメントΔＭを加える場合でも、モーメントの腕の長さｄ、ｄ´が転舵角の大き
さδ、δ´によって異なり、それによってブレーキ力Ｆｂ、Ｆｂ´が異なるため、転舵角
の大きさδ、δ´によって、ブレーキ力Ｆｂ、Ｆｂ´を変更しなければならないからであ
る。したがって、操舵角γの大きさにかかわらず一定のヨーモーメントΔＭを得たい場合
には、操舵角γに応じてブレーキ力Ｆｂを補正する必要がある。

本発明によれば、図５に例示する４軸の車両１００にみられるように、車軸数が３以上
の多軸車両１００は、レーンチェンジを行う場合などヨー角が振動的に変化する場合には
中間軸１２、１３のタイヤ２３、２４、２５、２６に作用する横力Ｆｈが小さいという特
性がある。この特性に鑑み、中間軸１２、１３のタイヤ２３、２４、２５、２６に加える
ブレーキ力を調整してヨーモーメントΔＭを制御するようにしたので、車両１００の安定
性および操縦性（回頭性）が向上する。

たとえば図３に示すように、最も前側の第１軸１１と、最も後ろ側の第４軸１４のタイヤ
２１、２２、２７、２８に作用する横力Ｆｈが強くて横すべりしやすい状況であったとし
ても、横力Ｆｈが弱く横すべりしにくい中間軸である第２軸１２、第３軸１２のタイヤ２
３、２４、２５、２６にブレーキ力Ｆｂが加えられてヨーモーメントΔＭが制御されるた
め、タイヤに横すべりを生じさせることなく、つまり車両全体としてスピンやドリフトア
ウトなどの不安定な挙動を引き起こすことがない。このため多軸車両であっても、２軸車
両と同等かそれ以上に、極めて安定して、車両走行時の安定性を向上させることができる
とともに、車両旋回時の回頭性を向上させることができる。

なお、車軸数が３以上の多軸車両１００は、加速時および減速時においてピッチングに
起因した重心移動によって、最も前の車軸１１、最も後ろの車軸１４のタイヤ２１、２２、
２７、２８の荷重が大きく変化するが、中間軸１２、１３では、ピッチングの影響が少な
く常に安定した荷重を維持できるという特性がある。このため加速時および減速時におい
てもタイヤに安定してブレーキ力を加えることができ、一層、制御の精度が向上するとい
う利点がある。

以下、図面を参照して本発明に係る車両のヨーモーメント制御装置の実施の形態につい
て説明する。

実施形態で想定している車両１００は、図５に例示するように、４軸、８輪の車両１０
０である。図５は車両１００を上からみた図で、操舵系の装置の構成を示している。

車両１００は、車体１０１の前から後ろに向かって第１軸１１、第２軸１２、第３軸１
３、第４軸１４の車軸が設けられた車両である。第１軸１１、第２軸１２は、操舵される
軸であり、第３軸１３、第４軸１４は非操舵軸である。第１軸１１には、左右のタイヤ２
１、２２が設けられ、第２軸１２には、左右のタイヤ２３、２４が設けられ、第３軸１３
には、左右のタイヤ２５、２６が設けられ、第４軸１４には、左右のタイヤ２７、２８が
設けられている。なお、車軸１１、１２、１３、１４の各軸間距離は、ほぼ均等に設定さ
れている。なお、民生用のトラックなどの車両では、前側の車輪、後ろ側の車輪のそれぞ
れが、近接して配置された２つの車輪で構成されたものがあるが、これは２軸、４輪の車
両とみなすことができるため、本発明が対象としている多軸の車両ではないものとする。

図６は、車両１００の駆動系の装置の構成図である。本実施例では、全輪駆動の車両を
想定している。

すなわち、エンジン１の出力軸には、トルクコンバータ２の入力軸が連結されている。

トルクコンバータ２の出力軸には、トランスミッション３の入力軸が連結されている。ト
ランスミッション３の出力軸は、駆動ギヤ４の入力軸に連結されている。駆動ギヤ４の出
力軸は、共通駆動軸５に連結されている。共通駆動軸５は、各車軸１１、１２、１３、１
４に設けられたディファレンシャルギヤ１１Ｄ、１２Ｄ、１３Ｄ、１４Ｄの入力軸に連結
されている。このためエンジン１の駆動力が各車軸１１、１２、１３、１４を介して各タ
イヤ２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８に伝達される。

図７は、実施形態の制御系の装置構成をブロック図で示している。

制御対象は、多軸の車両１００であり、４軸の車両１００にあっては、中間軸である第
２軸１２または／および第３軸１３のタイヤに加えるブレーキ力を調整することにより、
車両１００のヨーモーメントを制御するものである。

ヨー角制御部４０は、車両１００のセンサ部７０で検出された操舵角γ等のセンサ信号
に基づいて車両１００の状態を推定して、車両１００を安定走行若しくは回頭性を向上さ
せるのに必要なヨーモーメント指令値、つまりヨーモーメントの目標値ΔＭｄを生成し、
ヨーモーメント制御部５０に出力する。センサ部７０で検出されヨー角制御部４０に入力
されるセンサ信号は、制御対象の車両１００の運転操作や物理的な運動データであり、こ
れらを計測する操舵角センサ、タイヤ回転センサ、車体加速度センサ、車体ヨーレートセ
ンサなどのセンサ信号から直接あるいは推定計算によって間接的に操舵角γ、車体ヨーレ
ートｒ、車速Ｖ、すべり角βなどが求められる。

ヨーモーメント制御部５０は、ヨーモーメントの目標値ΔＭｄに応じて、車両１００の
中間軸に加えるべきブレーキ力を求め、そのブレーキ力が得られるようにブレーキ用の制
御弁を調整して、車両１００のヨーモーメントを制御する。ヨーモーメント制御部５０は、
選択信号に基づいて中間軸である第２軸１２、第３軸１３のうちいずれかの車軸または両
方の車軸のブレーキを調整すべきかを判断し、判断した車軸のブレーキ力を調整する。操
舵軸である第２軸１２のブレーキ力を調整すると判断された場合には、車両１００の操舵
角γに応じてブレーキ力を求める。

本実施例では、図５に例示するように、中間軸、たとえば第３軸１３の左右のタイヤ２
５、２６のブレーキ力ＦｂL、ＦｂＲを調整して、車両重心Ｇの時計回り方向を正の方向
とするヨーモーメントΔＭ、
ΔＭ＝ｄ0×（ＦｂＲ−ＦｂL）
を発生させるようにしている。

図８は、図７に示す制御系の装置の構成例をブロック図にて示している。

同図８に示すように、実施例の装置は、大きくは、センサ部７０と、選択部８０と、コ
ントローラ３０と、第２軸左自動制御弁５５、第２軸右自動制御弁５６、第３軸左自動制
御弁５７、第３軸右自動制御弁５８とから構成されている。

コントローラ３０は、ヨー角制御部４０、配分部５１、第２軸ブレーキエア算出部５２、
第３軸ブレーキエア圧算出部５３、ブレーキシリンダ圧力制御部５４とを含んで構成され
ている。配分部５１、第２軸ブレーキエア算出部５２、第３軸ブレーキエア圧算出部５３、
ブレーキシリンダ圧力制御部５４、第２軸左自動制御弁５５、第２軸右自動制御弁５６、
第３軸左自動制御弁５７、第３軸右自動制御弁５８は、図７のヨーモーメント制御部５０
の構成要素に対応している。

つぎに、図９を参照して実施例のブレーキ系の装置の構成について説明する。実施例の
ブレーキ装置は、空圧源で発生した高圧のエアを、油圧に変換し、油圧によってブレーキ
シリンダのピストンを、ブレーキディスクに押圧する側に作動させて、車輪を制動すると
いうエアブレーキ装置で構成されている。なお、本実施例で制御対象としている車両１０
０は、一般自動車よりもはるかに重量と慣性モーメントが大きく、姿勢変化の応答が緩や
かである。したがって、比較的、応答が遅いといわれるエアブレーキ装置を用いてヨーモ
ーメントを発生させて車両１００の姿勢を変化させるようにしても、車両の安定性、回頭
性の向上を図るに十分な制御精度が得られる。

同図９に示すように、８個のタイヤ２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８
にはそれぞれ、独立してブレーキシリンダ９１、９２、６５、６６、６７、６８、９３、
９４が設けられている。

これらブレーキシリンダのうち、中間軸である第２軸１２と第３軸１３のブレーキシリ
ンダ６５、６６、６７、６８にはそれぞれ、自動制御弁５５、５６、５７、５８が取り付
けられている。

高圧のエアは、エアタンク６０から管路６２を経由し、分岐管路６２ａ、６２ｂ、６２
ｃ、６２ｄを介して、中間軸の自動制御弁５５、５６、５７、５８に供給される。自動制
御弁５５、５６、５７、５８が開弁動作している場合には、自動制御弁５５、５６、５７、
５８それぞれを通過したエアが、中間軸である第２軸１２と第３軸１３のブレーキシリン
ダ６５、６６、６７、６８に供給される。

また、中間軸である第２軸１２と第３軸１３のブレーキシリンダ６５、６６、６７、６
８には、ブレーキペダル９０の踏込み操作量に応じた圧力のエアが供給される。すなわち、
高圧のエアは、エアタンク６０から管路６２を経由し、分岐管路６２ｅ、６２ｆを介して、
ブレーキバルブ６１に供給される。ブレーキバルブ６１は、ブレーキペダル９０の踏込み
操作によって動作する。ブレーキバルブ６１からは、ブレーキペダル９０の踏込み操作量
に応じた圧力のエアが管路６３Ａ、６３Ｂに供給され、管路６３Ａの分岐管路６３ｃ、６
３ｄを介して、中間軸のうち第２軸１２の左右の自動制御弁５５、５６に供給されるとと
もに、管路６３Ｂの分岐管路６３ｅ、６３ｆを介して、中間軸のうち第３軸１３の左右の
自動制御弁５７、５８に供給される。自動制御弁５５、５６、５７、５８が開弁動作して
いる場合には、自動制御弁５５、５６、５７、５８それぞれを通過したエアが、中間軸で
ある第２軸１２と第３軸１３のブレーキシリンダ６５、６６、６７、６８に供給される。

コントローラ３０は、ブレーキペダル９０が踏込まれている場合には、自動制御弁５５、
５６、５７、５８からブレーキペダル９０の踏込み操作量に応じた圧力のエアがブレーキ
シリンダ６５、６６、６７、６８に供給されるように制御する。

一方、第１軸１１と第４軸１４のブレーキシリンダ９１、９２、９３、９４には、ブレ
ーキペダル９０の踏込み操作量に応じた圧力のエアが供給される。すなわち、高圧のエア
は、エアタンク６０から管路６２を経由し、分岐管路６２ｅ、６２ｆを介して、ブレーキ
バルブ６１に供給される。ブレーキバルブ６１からは、ブレーキペダル９０の踏込み操作
量に応じた圧力のエアが管路６３Ａ、６３Ｂに供給され、管路６３Ａの分岐管路６３ｇ、
６３ｈを介して、第１軸１１の左右のブレーキシリンダ９１、９２に供給されるとともに、
管路６３Ｂの分岐管路６３ｉ、６３ｊを介して、第４軸１３の左右のブレーキシリンダ９
３、９４に供給される。ブレーキペダル９０が踏込まれている場合には、ブレーキペダル
９０の踏込み操作量に応じた圧力のエアがブレーキシリンダ９１、９２、９３、９４に供
給される。

自動制御弁５５、５６、５７、５８には、３つの励磁コイル６９ａ、６９ｂ、６９ｃが
設けられている。自動制御弁５５、５６、５７、５８にはそれぞれ、ブレーキシリンダ６
５、６６、６７、６８のエア圧Ｐ2L、Ｐ2R、Ｐ3L、Ｐ3Rを検出する圧力センサ６９ｄが
設けられている。コントローラ３０のブレーキシリンダ圧力制御部５４は、後述の第２軸
ブレーキエア圧算出部５２、第３軸ブレーキエア圧算出部５３よりブレーキシリンダ６５、
６６、６７、６８の目標エア圧Ｐ2Ld、Ｐ2Rd、Ｐ3Ld、Ｐ3Rdを入力するとともに、圧
力センサ６９ｄからブレーキシリンダ６５、６６、６７、６８の実際の検出エア圧Ｐ2L、
Ｐ2R、Ｐ3L、Ｐ3Rを入力し、目標エア圧Ｐ2Ld、Ｐ2Rd、Ｐ3Ld、Ｐ3Rdが得られるよ
うに、自動制御弁５５、５６、５７、５８の励磁コイル６９ａ、６９ｂ、６９ｃに対して
指令信号ｉ（ｉａ、ｉｂ、ｉｃ）を出力する。励磁コイル６９ａには、エア圧を増圧させ
るための指令信号ｉａが加えられ、励磁コイル６９ｂには、エア圧を現状の圧力値に保持
させるための指令信号ｉｂが加えられ、励磁コイル６９ｃには、エア圧を減圧させるため
の指令信号ｉｃが加えられる。

増圧指令用の励磁コイル６９ａに指令信号ｉａが加えられると、励磁コイル６９ａが励
磁され、これによりエアタンク６０からの元圧をブレーキシリンダ６５、６６、６７、６
８に流入させてエア圧Ｐ2L、Ｐ2R、Ｐ3L、Ｐ3Rを増圧するように、自動制御弁５５、５
６、５７、５８が動作する。また、保持指令用の励磁コイル６９ｂに指令信号ｉｂが加え
られると、励磁コイル６９ｂが励磁され、自動制御弁出力側のエアの出入りを遮断してブ
レーキシリンダ６５、６６、６７、６８側のエア圧Ｐ2L、Ｐ2R、Ｐ3L、Ｐ3Rを保持する
ように、自動制御弁５５、５６、５７、５８が動作する。また、減圧指令用の励磁コイル
６９ｃに指令信号ｉｃが加えられると、励磁コイル６９ｃが励磁され、これによりエア圧
Ｐ2L、Ｐ2R、Ｐ3L、Ｐ3Rを減圧するように、自動制御弁５５、５６、５７、５８が動作
する。ブレーキペダル９０には、ブレーキペダル９０の踏込み操作量Ｓｂを検出するセン
サ７２が設けられている。センサ７２の検出信号Ｓｂは、コントローラ３０のブレーキシ
リンダ圧力制御部５４に入力される。コントローラ３０のブレーキシリンダ圧力制御部５
４では、入力信号Ｓｂに基づいて、ブレーキペダル９０が操作されているか否かを判断し、
ブレーキペダル９０が操作されていない場合には、上述したごとく、目標エア圧Ｐ2Ld、
Ｐ2Rd、Ｐ3Ld、Ｐ3Rdを得るために自動制御弁５５、５６、５７、５８の励磁コイル６
９ａ、６９ｂ、６９ｃに対して指令信号ｉを出力するが、ブレーキペダル９０が操作され
た場合には、目標エア圧Ｐ2Ld、Ｐ2Rd、Ｐ3Ld、Ｐ3Rdの指令入力にかかわらず、ブレ
ーキペダル９０の操作に応じたエア圧が得られるように、自動制御弁５５、５６、５７、
５８の励磁コイル６９ａ、６９ｂ、６９ｃに対する指令信号ｉをオフにする。これは、オ
ペレータの意思にかかわらず自動的にかかるブレーキ力よりも、オペレータの意思に基づ
くマニュアル操作に応じたブレーキ力を優先するという考え方に基づくものである。自動
制御弁５５、５６、５７、５８の３つの励磁コイル６９ａ、６９ｂ、６９ｃのいずれにも
指令信号ｉａ、ｉｂ、ｉｃが加えられず、３つの励磁コイル６９ａ、６９ｂ、６９ｃのい
ずれもが励磁しない場合には、自動制御弁５５、５６、５７、５８は、ブレーキシリンダ
６５、６６、６７、６８とブレーキバルブ６１を結ぶ単純な配管として機能する。自動制
御弁５５、５６、５７、５８の励磁コイル６９ａ、６９ｂ、６９ｃのいずれもが励磁され
ない状態でブレーキペダル９０が踏込まれると、エアタンク６０からの高圧エアがブレー
キバルブ６１に流入され、ブレーキバルブ６１によって調整された圧力のエアがそのまま
自動制御弁５５、５６、５７、５８を通過してブレーキシリンダ６５、６６、６７、６８
に流入する。同様に自動制御弁５５、５６、５７、５８の励磁コイル６９ａ、６９ｂ、６
９ｃのいずれもが励磁されない状態で、踏んでいたブレーキペダル９０から足を離し開放
されると、Ｌにて示す経路にて、ブレーキシリンダ６５、６６、６７、６８に充満してい
た高圧エアが自動制御弁５５、５６、５７、５８をそのまま逆流して、ブレーキバルブ６
１から大気へ開放される。なお、本実施例の自動制御弁５５、５６、５７、５８は、２つ
以上の励磁コイルに同時に通電されないように構成されている。また、自動制御弁５５、
５６、５７、５８は、励磁のON-OFFによって十分高速に開閉されるように構成されて
いる。コントローラ３０のブレーキシリンダ圧力制御部５４では、以下のようなアルゴリ
ズムにて指令信号ｉを生成し出力する。たとえば目標エア圧を示す指令信号Ｐ3Rdが入力
されたものとする。指令信号Ｐ3Rdが入力されると、この指令信号が指示する目標エア圧
Ｐ3Rdと、対応する第３軸右自動制御弁５８から入力された圧力センサ検出信号が指示す
る現在のエア圧P3Rを、下記のごとく比較し、比較結果に基づいて励磁コイル６９a、６９
b、６９cのいずれか１つを励磁する。

以下、現在のエア圧Ｐ3Rが、目標エア圧Ｐ3Rd に一致するまで下記の処理を繰り返す。

１）Ｐ3R＜Ｐ3Rdであれば、第３軸右自動制御弁５８の励磁コイル６９aを励磁して増圧
する。

２）Ｐ3RがＰ3Rdに概ね等しければ、第３軸右自動制御弁５８の励磁コイル６９ｂ
を励磁して、エア圧力を保持する。

３）Ｐ3R＞Ｐ3Rdであれば、第３軸右自動制御弁５８の励磁コイル６９ｃを励磁して
減圧する。つぎに、ヨー角制御部４０で行なわれる処理について事例を挙げて説明す
る。図１０は、本発明の制御が行なわれないとした場合の車両１００の挙動の一例を
示す。図１０（ａ）は、車両１００がトンネル１０００の出口からトンネル１０００
の外に出た瞬間に強い横風を受けた場面を示す。トンネル１０００を抜けた瞬間、ま
ず車両１００の前部左側面に横風を受けるため、運転者が操舵操作しないにもかかわ
らず、前側のタイヤ２１、２２、２３、２４に右向きの横力Ｆｈが生じ、車体１０１
には、時計回り（右回り）にヨーモーメントΔＭnを生じて、ヨーレートｒが発生す
る。

仮に、このまま操縦者がステアリングハンドルを操作しなければ、図１０（ｂ）に示す
ように、車両１００は、同じ時計回り方向（右方向）に姿勢を変えて、直進方向から斜め
方向に向きを変えることなる。このとき運転者にとっては突然ハンドルをとられたような
感覚におそわれる。

車両１００を直進方向に復帰させるには、運転者は受けた外乱の影響を打ち消す方向に、
つまり外乱によって生じたヨーモーメントΔＭn、ヨーレートｒを打ち消す方向にステア
リングハンドルをきって車両１００の進路、姿勢を修正しなければならない。

このような事例に鑑みてヨー角制御部４０では以下のような処理が実行される。

すなわち、
１）センサ部７０で検出された制御対象の車両１００のヨーレートｒ、ヨー加速度などか
ら、すべり角βを推定演算する。なお、すべり角を直接検出するようにセンサ部７０を構
成してもよい。

２）つぎに、センサ部７０より、制御対象の車両１００のステアリングハンドルの操舵角
γを読み取る。

３）つぎに、操舵角γの大きさに基づいて、理想的なすべり角βdの大きさが求められる。

ここで、操舵角γの大きさに対応する理想的なすべり角βdのデータが予め記憶されてい
る。これは、操舵角γの大きさが定まれば、車両１００を安定して走行させたり回頭性よ
く走行させたりすることができる理想的なすべり角βdの値あるいは範囲が一義的に定ま
ることによるからである。図１０の事例のごとく、車両１００が未だトンネル１０００内
を走行していて、操舵角γを中立付近に保持して車両１００を直進させている場合には、
理想的なすべり角βdは、ゼロであるべきであると判断される。

４）つぎに、理想的なすべり角βｄと現実のすべり角βとの間で所定以上のずれが生じた
か否かが判断される。

図１０の事例のように、車両１００がトンネル１０００を抜け出ると、車両１００は横
風を受け、前述したごとく、外乱によってヨーモーメントΔＭn、ヨーレートｒが発生し、
車体１０１の向きと進行方向に差異が生じ、実際のすべり角βがゼロからずれてくる。

５）つぎに、理想的なすべり角βｄと現実のすべり角βとの間で所定以上のずれが生じた
場合には、車体１０１に外乱のヨーモーメントΔＭn、ヨーレートｒを打ち消して、すべ
り角βを理想的なすべり角βｄ（ゼロ）にするためのヨーモーメントΔＭｄを与えるべき
と判断される。

６）つぎに、センサ部７０の検出信号より、車体１０１に加わっている外乱のヨーモーメ
ントΔＭn、ヨーレートｒを推定演算あるいは直接的に検出し、これらを打ち消し、すべ
り角βを理想的なすべり角βｄ（ゼロ）にするために必要な車両１００に与えるべきヨー
モーメントの目標値ΔＭｄを演算し、コントローラ３０の配分部５１に指令値として出力
する。

図１０は、車両１００の直進状態を保持する事例であるが、つぎに図１１を参照して、
車両１００が旋回しているときの事例について説明する。

図１１は、車両１００が右旋回している場合の各軌跡ＬＮ０、ＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３
を示しており、いずれも同じ量の操舵角γを与えた場合の軌跡である。

軌跡ＬＮ０は、本発明の制御を行なわなかった場合の軌跡であり、路面状態が良好かつ
積載物が適正な範囲での軌跡を示している。これに対して、軌跡ＬＮ３は、本発明の制御
を行なわなかった場合の軌跡であり、路面状態が悪かったり、あるいは積載物が適正な範
囲を超えた場合の軌跡を示している。すなわち、操舵角γに比較して極端にすべり角βが
大きくなり、理想的なすべり角βｄと現実のすべり角βとの間で大きなずれが生じると、
車両１００は、右方向に大きくドリフトしたり、スピンアウトすることがある。

軌跡ＬＮ１は、軌跡ＬＮ０よりもアンダーステア傾向の軌跡である。軌跡ＬＮ１は、軌
跡ＬＮ０に比較して、すべり角βが小さい。軌跡ＬＮ２は、軌跡ＬＮ０よりもオーバース
テア傾向の軌跡である。軌跡ＬＮ２は、軌跡ＬＮ０に比較して、すべり角βが大きい。

車両旋回時にヨー角制御部４０が行なう制御は、たとえば以下のとおりである。

ａ）車両１００に直進性に与え車両旋回時の走行安定性を向上させたい場合には、軌跡Ｌ
Ｎ０よりもアンダーステアとなる軌跡ＬＮ１に沿って旋回走行させるために必要な、車体
１０１に左回りのヨーモーメントΔＭＬを演算して、これを目標値とするヨーモーメント
指令値ΔＭｄを出力する。このような制御を行なうためには、操舵角γに対して理想的な
すべり角βｄの値は、小さめの値が予め設定される。

ｂ）車両１００に回頭性に与え車両旋回半径を小さくして車両旋回時の操縦性を向上させ
たい場合には、軌跡ＬＮ０よりもオーバーステアとなる軌跡ＬＮ２に沿って旋回走行させ
るために必要な、車体１０１に右回りのヨーモーメントΔＭRを演算して、これを目標値
とするヨーモーメント指令値ΔＭｄを出力する。このような制御を行なうためには、操舵
角γに対して理想的なすべり角βｄの値は、大きめの値が予め設定される。

ｃ）路面状態が悪くなったり、積載物が適正範囲を超えて、車両１００の理想的なすべり
角βｄと現実のすべり角βとの間で大きなずれが生じ、軌跡ＬＮ３を辿るおそれがあると
判断された場合には、ドリフトやスピンアウトの挙動を打ち消すための車体左回りのヨー
モーメントを演算し、これを目標値とするヨーモーメント指令値ΔＭｄを出力する。なお、
どのような軌跡に復帰させるかは、操舵角γに対する理想的なすべり角βｄの大きさの設
定次第である。アンダーステア傾向の軌跡に復帰させたい場合には、操舵角γに対して理
想的なすべり角βｄの値を、小さめの値に設定すればよく、オーバーステア傾向の軌跡に
復帰させたい場合には、操舵角γに対して理想的なすべり角βｄの値を、大きめの値に設
定すればよい。

つぎに、選択部８０について説明する。

選択部８０は、ブレーキ力Ｆｂを与えるべき対象の車軸を選択操作するために設けられ
ている。選択部８０は、たとえば運転席の操作盤に設けられた手動のスイッチで構成され
ている。

４軸、８輪の車両１００の場合には、中間軸たる第２軸１２、第３軸１３のタイヤ２３、
２４、２５、２６にブレーキ力Ｆｂを付与する。しかし、多軸車両１００の場合には、同
じ中間軸であっても、操舵軸である第２軸１２にブレーキをかけた場合と、非操舵軸であ
る第３軸１３にブレーキをかけた場合とでは、後述するように、その目的、効果は異なる。

また、中間軸１１、１２の全てにブレーキをかけた場合と、いずれか一方の中間軸のみに
ブレーキをかけた場合とでは、その目的、効果は異なる。選択部８０は、このような事情
に鑑み、状況に応じてブレーキをかけるべき車軸を選択するために設けられている。

操作盤には、「全中間軸制動」と「単軸制動」の２種類のモードを選択する手動スイッチ
が設けられている。「全中間軸制動」モードは、中間軸１１、１２の全てにブレーキをかけ
るときに選択されるモードである。「単軸制動」モードは、一方の中間軸のみにブレーキを
かけるときに選択されるモードである。４軸車両の場合には、「単軸制動」モードは、「第
２軸」を選択するモード、つまり第２軸１２にブレーキをかけることを選択するモードと、
「第３軸」を選択するモード、つまり第３軸１３にブレーキをかけることを選択するモー
ドに更に分けられている。以下、各モードを選択する目的、効果について説明する。

（１）「全中間軸制動」モード選択時
図２を用いて前述したように、ひとつのタイヤで発生させることができるブレーキ力Ｆ
ｂの最大値は、摩擦円Ｓｃによって制約される。このため、多数の中間軸、つまり４軸車
両１００の場合には、第２軸１２と第３軸１３の両方のブレーキを、同時に作動させれば、
個々の中間軸単独にブレーキを作動させた場合よりも、強いヨーモーメントΔＭを発生さ
せることができる。また、全ての中間軸（第２軸１２と第３軸１３）の合計で発生し得る
最大ブレーキ力が大きいため、ブレーキ力の強さの調整範囲が広く、ブレーキ力の自動調
整により、車両全体で発生し得るヨーモーメントΔＭの強さの調整範囲を広くとれる利点
がある。

しかし、その反面、複数の中間軸の多数のタイヤにブレーキ力を作用させているため車
両全体に働くブレーキ力が強くなり、その結果、運転者がブレーキペダル９０を踏まない
にもかかわらず、また公道走行仕様の車両にあってはブレーキ灯が点灯することなく、車
両１００が急減速するおそれがある。このため車両１００の速度が落ちて一時的にせよ作
業効率が損なわれたり、公道走行をしている他車両に影響を与えるおそれがある。したが
って、このモードは、減速してもよい状況、あるいは公道以外の場所で使用することが望
ましい。なお、車両１００の減速度をセンサ部７０の検出信号より検出して、減速度が所
定の値を超えた場合には、ブレーキ灯を自動的に点灯させるようにしてもよい。

（２）「単軸制動」モード選択時
公道走行時などの急減速が好ましくない状況では、比較的、ブレーキ力の小さなこの「単
軸制動」のモードを使用することが望ましい。「単軸制動」モードのうち、操舵軸である「第
２軸」モードを選択した場合と、非操舵軸である「第３軸」モードを選択した場合とでは、
発生するヨーモーメントΔＭが、制御中における操舵角γの値と制動輪の役割（＝外輪、
内輪）に応じて、車両の挙動が異なるので注意が必要である。

これについて図１１、図１２を併せ参照して説明する。

図１２は、図１１に示すように車両１００の右旋回時に各中間軸の各タイヤにブレーキ
をかけたときにそれぞれ発生するヨーモーメントを対比した図である。

車両１００の中間軸１２、１３の各タイヤ２３、２４、２５、２６には、同じ大きさＦ
0のブレーキ力Ｆ2L、Ｆ2R、Ｆ3L、Ｆ3Rが作用するものとする。また車両重心Ｇから左
右それぞれのタイヤまでの距離をｄ0とする。

車両重心Ｇから第２軸１２の左タイヤ２３までのヨーモーメントの腕の長さをｄ2Lと
し、車両重心Ｇから第２軸１２の右タイヤ２４までのヨーモーメントの腕の長さをｄ2R
とし、車両重心Ｇから第３軸１３の左タイヤ２５までのヨーモーメントの腕の長さをｄ3L
とし、車両重心Ｇから第３軸１３の右タイヤ２６までのヨーモーメントの腕の長さをｄ3R
とする。

例えば、車両１００の挙動を安定化させる目的でアンダーステア傾向の軌跡ＬＮ１を辿
るべく、第２軸１２だけにブレーキ力Ｆ0を与えて左回りのヨーモーメントΔＭL（Ｆ2L
×ｄ2L）を発生させようとする場合には、同じブレーキ力Ｆ0を第３軸１３だけに与えた
場合のヨーモーメント（Ｆ3L×ｄ3L（＝ｄ0））よりも強いヨーモーメントが得られる。

これは、操舵軸である第２軸１２を右に操舵して右旋回しているときに、外輪側（安定化
させる働きを持つ）の左タイヤ２３に加わるブレーキ力Ｆ2Lのモーメントアームｄ2Lは、
操舵角γ、つまりタイヤの転舵角δの影響で、非操舵軸である第３軸１３の同じ左タイヤ
２５に加わるブレーキ力Ｆ3Lのモーメントアームｄ3L（＝ｄ0）よりも長くなるからであ
る。したがって、「単軸制動」モードで車両１００をアンダーステア傾向で旋回走行させる
場合であって、ブレーキ力の調整範囲を広くとり車両全体で発生し得るヨーモーメントΔ
Ｍの強さの調整範囲を広くとりたい状況のときには、ブレーキ力が比較的強い「第２軸」
モードを選択することが望ましい。また、「単軸制動」モードで車両１００をアンダーステ
ア傾向で旋回走行させる場合であって、ブレーキ力を弱くして車両１００の減速を望まな
い状況のときには、ブレーキ力が比較的弱い「第３軸」モードを選択することが望ましい。

逆に、車両１００の回頭性を高める目的でオーバーステア傾向の軌跡ＬＮ２を辿るべく、
第２軸１２だけにブレーキ力Ｆ0を与えて右回りのヨーモーメントΔＭR（Ｆ2R×ｄ2R）
を発生させようとする場合には、同じブレーキ力Ｆ0を、第３軸１３だけに与えた場合の
ヨーモーメント（Ｆ3R×ｄ3R（＝ｄ0））よりも弱いヨーモーメントが得られる。これは、
操舵軸である第２軸１２を右に操舵して右旋回しているときに、内輪側（＝旋回半径を縮
小する働きを持つ）の右タイヤ２４に加わるブレーキ力Ｆ2Rのモーメントアームｄ2Rは、
操舵角γ、つまりタイヤの転舵角δの影響で、非操舵軸である第３軸１３の同じ右タイヤ
２６に加わるブレーキ力Ｆ3Rのモーメントアームｄ3R（＝ｄ0）よりも短くなるからであ
る。したがって、「単軸制動」モードで車両１００をオーバーステア傾向で旋回走行させる
場合であって、ブレーキ力の調整範囲を広くとり車両全体で発生し得るヨーモーメントΔ
Ｍの強さの調整範囲を広くとりたい状況のときには、ブレーキ力が比較的強い「第３軸」
モードを選択することが望ましい。また、「単軸制動」モードで車両１００をオーバーステ
ア傾向で旋回走行させる場合であって、ブレーキ力を弱くして車両１００の減速を望まな
い状況のときには、「第２軸」モードを選択することが望ましい。

また、非操舵軸の第３軸１３にブレーキ力を与える「第３軸」モード選択時には、操舵
角角γ、つまりタイヤの転舵角δの影響でヨーモーメントが変動することがない。このた
め、第３軸１３は、車両旋回走行時に操舵角γに依存することなく安定して一定の最大の
ヨーモーメントを発生させることができるという利点がある。したがって、「第３軸」モー
ドは、車両旋回走行時に安定して一定の最大ヨーモーメントを発生させることが必要な状
況で選択することが望ましい。

なお、上述の説明では、選択部８０によって、オペレータが任意に、全ての中間軸を、
またはいずれか一方の中間軸を選択するものとしているが、このような選択をコントロー
ラ３０が車両１００の状態に応じて自動的に行なう実施も可能である。たとえば、車両１
００を状況に応じて、「第２軸」モードを自動的に選択してアンダーステア傾向で旋回走行
させたり、「第３軸」モードを自動的に選択してオーバーステア傾向で走行させるような実
施も可能である。

つぎに、コントローラ３０の配分部５１について説明する。

配分部５１は、選択部８０で選択されたモードと、ヨー角制御部４０から出力されたヨ
ーモーメント指令値ΔＭｄを入力して、この指令値で指示されるヨーモーメント目標値Δ
Ｍｄを、選択されたモードで指示される中間軸に配分する処理部である。配分部５１では、
以下に示す処理にて、中間軸である第２軸１２、第３軸１３で発生すべきそれぞれの第２
軸ヨーモーメント指令値ΔＭ2、第３軸ヨーモーメント指令値ΔＭ3が算出される。

１)選択部８０で第２軸１２、第３軸１３のいずれもが選択されてない場合には、
ΔＭ2＝ΔＭ3＝0 …（３１）
とする。
２）選択部８０で、第２軸１２だけが選択された場合には、
ΔＭ2＝ΔＭｄ、ΔＭ3＝0 …（３２）
とする。ただし、ヨーモーメント目標値ΔＭｄが、その時点の操舵角γで第２軸１２で発
生し得る最大ヨーモーメントを超える場合には、ヨーモーメントが頭打ちになって飽和す
ることになる。

３）選択部８０で、第３軸１３だけが選択された場合には、
ΔＭ3＝ΔＭｄ、ΔＭ2＝0 …（３３）
とする。ただし、ヨーモーメント目標値ΔＭｄが、第３軸１３で発生し得る最大ヨーモー
メントを超える場合には、ヨーモーメントが頭打ちになって飽和することになる。

４）選択部８０で、第２軸１２と第３軸１３が同時に選択された場合には、操舵角γに影
響されない第３軸１３にヨーモーメントを主として配分し、第３軸１３で発生し得るヨー
モーメントで不足する分を第２軸１２でまかななうようにする。すなわち、
（ａ）ヨーモーメント目標値ΔＭｄが第３軸１３で発生し得るヨーモーメントΔＭ3の最
大値ΔＭ3maxよりも小さい場合には、
ΔＭ3＝ΔＭｄ、ΔＭ2＝0 …（３４）
とする。

（ｂ）ヨーモーメント目標値ΔＭｄが第３軸１３で発生し得るヨーモーメントΔＭ3の最
大値ΔＭ3maxを超える場合には、
ΔＭ3＝ΔＭ3max、ΔＭ2＝ΔＭｄ−ΔＭ3max …（３５）
とする。ただし、第２軸のヨーモーメントの目標値ΔＭ2が、その時点の操舵角γで第２
軸１２で発生し得る最大ヨーモーメントを超える場合には、ヨーモーメントが頭打ちにな
って飽和することになる。

上記のごとく算出された第２軸ヨーモーメント指令値ΔＭ2、第３軸ヨーモーメント指
令値ΔＭ3はそれぞれ、第２軸ブレーキエア圧算出部５２、第３軸ブレーキエア圧算出部
５３に出力される。

つぎに、第２軸ブレーキエア圧算出部５２、第３軸ブレーキエア圧算出部５３で行なわ
れる処理について説明する。

第２軸ブレーキエア圧算出部５２は、センサ部７０のセンサ７１で検出されたステアリ
ングハンドルの操舵角γを入力するとともに、配分部５１で算出された第２軸ヨーモーメ
ント指令値ΔＭ2を入力して、現在の操舵角γで、ヨーモーメント目標値ΔＭ2を得るた
めに必要な第２軸左ブレーキシリンダ６５、第２軸右ブレーキシリンダ６６の目標エア圧
Ｐ2Ld、Ｐ2Rdを算出して、この算出した目標エア圧Ｐ2Ld、Ｐ2Rdをブレーキシリンダ
圧力制御部５４に出力する。

第３軸ブレーキエア圧算出部５３は、配分部５１で算出された第３軸ヨーモーメント指
令値ΔＭ3を入力して、ヨーモーメント目標値ΔＭ3を得るために必要な第３軸左ブレー
キシリンダ６７、第３軸右ブレーキシリンダ６８の目標エア圧Ｐ3Ld、Ｐ3Rdを算出して、
この算出した目標エア圧Ｐ3Ld、Ｐ3Rdをブレーキシリンダ圧力制御部５４に出力する。

（第３軸ブレーキエア圧算出部５３で行なわれる処理）
図１３は、図５、図１２と同じく車両１００を上面からみた図で、第３軸１３の左右の
タイヤ２５、２６それぞれにブレーキ力Ｆ3L、Ｆ3Rを作用させることによって、車両重
心G周りにヨーモーメントΔＭ3が発生することを説明する図である。

なお、車両１００によっては、重心Ｇの位置は、左右のタイヤ間の中心に存在するとは
限らない。車両重心Gから左側タイヤの中心線までの距離をｄLとし、車両重心Gから右
側タイヤの中心線までの距離をｄRとすると、第３軸１３の左タイヤ２５に作用するブレ
ーキ力F3Lによるヨーモーメントの腕の長さはｄLとなり、第３軸１３の右タイヤ２６に
作用するブレーキ力F3Rによるヨーモーメントの腕の長さはｄRとなる。

第３軸左タイヤ２５、第３軸右タイヤ２６それぞれに作用するブレーキ力F3L、F3Rに
よって車両重心Gの時計方向（右方向）回りに発生するヨーモーメントΔＭ3は、
ΔＭ3＝ｄR・Ｆ3R−ｄL・Ｆ3L …（１）
となる。

したがって、上記（１）式のヨーモメントΔＭ3の極性が正であるならば、車両１００
に右回りのヨーモーメントが発生し、上記（１）式のヨーモメントΔＭ3の極性が負であ
るならば、車両１００に左回りのヨーモーメントが発生することになる。

図１４は、第３ブレーキエア圧算出部５３、第２ブレーキ圧算出部５２で行なわれる処
理手順を示すフローチャートである。

すなわち、入力された第３軸ヨーモメント目標値ΔＭ3の絶対値を読み取るとともに、
その極性が正であるか負であるかが判断される（ステップ２０１）。この結果、第３軸ヨー
モーメント目標値ΔＭ3の絶対値が無視できるほど小さい場合には、第３軸左タイヤ２５、
第３軸右タイヤ２６それぞれに作用させるべきブレーキ力F3L、F3Rはゼロとみなし、対
応する第３軸左ブレーキシリンダ６７、第３軸右ブレーキシリンダ６８の目標エア圧Ｐ
3Ld、Ｐ3Rdをゼロとする（ステップ２０３）。

第３軸ヨーモーメント目標値ΔＭ3の極性が正、つまりΔM3＞０である場合には、Δ
M3＞０となる条件で後述のごとく第３軸左ブレーキシリンダ６７、第３軸右ブレーキシリ
ンダ６８の目標エア圧Ｐ3Ld、Ｐ3Rdを算出する（ステップ２０２）。

第３軸ヨーモーメント目標値ΔＭ3の極性が負、つまりΔM3＜０である場合には、Δ
M3＜０となる条件で後述のごとく第３軸左ブレーキシリンダ６７、第３軸右ブレーキシリ
ンダ６８の目標エア圧Ｐ3Ld、Ｐ3Rdを算出する（ステップ２０４）。

（ΔM3＞０となる条件（右回りのヨーモーメントを発生させる条件）で目標エア圧Ｐ3Ld、
Ｐ3Rdを算出する処理）
車両重心Gの周りにヨーモーメントを発生させるにあたり、車両１００を無駄に減速さ
せないためには、発生させたい方向のヨーモーメントを打ち消す方向に作用するブレーキ
力はゼロにすることが望ましい。しかし、実際には、ブレーキ配管内に与圧を与えて応答
を早める必要があるなどの理由で、上記打ち消す方向のブレーキ力をゼロにすることはで
きず、最小の値を印加する必要がある。このため右方向のヨーモーメントを打ち消す方向
に作用するブレーキ力、つまり第３軸左タイヤ２５に作用するブレーキ力F3Lを、最小の
ブレーキ力F3Lmin（固定値）とする。したがって、第３軸１３に発生するヨーモーメント
ΔM3は、下記の式で与えられる。

ΔＭ3＝ｄR・Ｆ3R−ｄL・Ｆ3Lmin -…-（２）
したがって、第３軸ヨーモーメント目標値ΔM3を発生させるために、右タイヤ２６に作用
させるべきブレーキ力F3Rは、下式で与えられる。
Ｆ3R＝（１/ｄR）・（ΔM3＋ｄL・Ｆ3Lmin） …（３）
ブレーキシリンダ６５〜６８に加えられるエア圧Pと、対応するタイヤ２３〜２６に作
用するブレーキ力Fとの間には、F＝ｆ（P）なる関数関係がある。ここでは説明の便宜
のために、関数ｆを線形化して、
Ｆ＝Ｓ0・P＋Fe …（４）
とすれば、エア圧Pは、
P＝（F−Fe）/S0 …（５）
で表される。ただし、S0はブレーキシリンダ６５〜６８の有効断面積であり、Feは定数
である。

よって、右回りのモーメントΔM3を発生させるために第３軸１３の左右タイヤ２５、２
６に対応するブレーキシリンダ６７、６８に印加すべきエア圧Ｐ3Ld、Ｐ3Rdは、下式で
与えられる。

第３軸右タイヤ２６に対応するブレーキシリンダ６８に印加すべきエア圧P3Rdは、
（３）式、（５）式を用いて、
P3Rd＝（F3R−Fe）/S0
＝（１/S0・ｄR）・（ΔM3＋ｄL・Ｆ3Lmin）−Fe/S0 …（６）
となる。

第３軸左タイヤ２５に対応するブレーキシリンダ６７に印加すべきエア圧P3Ldは、既
知のブレーキ力Ｆ3Lmin（固定値）、（５）式を用いて、
P3Ld＝（Ｆ3Lmin−Fe）/S0 …（７）
となる。

このようにして、ΔM3＞０となる条件で第３軸左ブレーキシリンダ６７、第３軸右ブレ
ーキシリンダ６８に印加すべき目標エア圧Ｐ3Ld、Ｐ3Rdがそれぞれ、上記（７）式、（６）
式のごとく算出される。

（ΔM3＜０となる条件（左回りのヨーモーメントを発生させる条件）で目標エア圧Ｐ3Ld、
Ｐ3Rdを算出する処理）
上述したのと同様に、左方向のヨーモーメントを打ち消す方向に作用するブレーキ力、
つまり第３軸右タイヤ２６に作用するブレーキ力F3Rは、最小のブレーキ力F3Rmin（固
定値）とする。したがって、第３軸１３に発生するヨーモーメントΔＭ3は、下記の式で
与えられる。

ΔＭ3＝ｄR・Ｆ3Rmin−ｄL・Ｆ3L -…-（８）
したがって、第３軸ヨーモーメント目標値ΔM3を発生させるために、左タイヤ２５に作用
させるべきブレーキ力F3Lは、下式で与えられる。

Ｆ3L＝（１/ｄL）・（ｄR・Ｆ3Rmin−ΔM3） …（９）
よって、左回りのモーメントΔM3を発生させるために第３軸１３の左右タイヤ２５、２
６に対応するブレーキシリンダ６７、６８に印加すべきエア圧Ｐ3Ld、Ｐ3Rdは、下式で
与えられる。

第３軸左タイヤ２５に対応するブレーキシリンダ６７に印加すべきエア圧P3Ldは、
（９）式、前記した（５）式を用いて、
P3Ld＝（F3L−Fe）/S0
＝（１/S0・ｄL）・（ｄR・Ｆ3Rmin−ΔM3）−Fe/S0 …（１０）
となる。

第３軸右タイヤ２６に対応するブレーキシリンダ６８に印加すべきエア圧P3Rdは、既
知のブレーキ力Ｆ3Rmin（固定値）、前記した（５）式を用いて、
P3Rd＝（Ｆ3Rmin−Fe）/S0 …（１１）
となる。

このようにして、ΔM3＜０となる条件で、第３軸左ブレーキシリンダ６７、第３軸右ブ
レーキシリンダ６８に印加すべき目標エア圧Ｐ3Ld、Ｐ3Rdがそれぞれ、上記（１０）式、
（１１）式のごとく算出される。

（第２軸ブレーキエア圧算出部５２で行なわれる処理）
図１５は、図５、図１２、図１３と同じく車両１００を上面からみた図で、第２軸１２
の左右のタイヤ２３、２４それぞれにブレーキ力Ｆ2L、Ｆ2Rを作用させることによって、
車両重心G周りにヨーモーメントΔＭ2が発生することを説明する図である。

車両重心Gから直進時における左側タイヤの中心線までの距離をｄLとし、車両重心G
から直進時における右側タイヤの中心線までの距離をｄRとすると、直進時に第２軸１２
の左タイヤ２３に作用するブレーキ力F2Lによるヨーモーメントの腕の長さはｄLとなり、
直進時に第２軸１２の右タイヤ２４に作用するブレーキ力F2Rによるヨーモーメントの
腕の長さはｄRとなる。

車両重心Gと第２軸１２との距離をｈとすると、第２軸右タイヤ２４の転舵角がδRで
あるときに第２軸右タイヤ２４に作用するブレーキ力F2Rによるヨーモーメントの腕の
長さDRは、
DR＝ｄR・ｃｏｓδR−ｈｓｉｎδR …（１２）
となる。

一方、第２軸左タイヤ２３の転舵角がδLであるときに第２軸左タイヤ２３に作用する
ブレーキ力F2Lによるヨーモーメントの腕の長さDLは、
DL＝ｄL・ｃｏｓδL＋ｈｓｉｎδL …（１３）
となる。

ステアリングハンドルの角度（操舵角）γと、第２軸左右タイヤ２３、２４の転舵角度
δL、δRは、ステアリングのリンク機構の構造できまる関数ｆL、ｆRを用いて下式で表
される。

δL＝ｆL（γ） …（１４）
δR＝ｆR（γ） …（１５）
これら（１２）、（１３）、（１４）、（１５）式より、
DR＝ｄR・ｃｏｓ（ｆR（γ））−ｈｓｉｎ（ｆR（γ）） …（１６）
DL＝ｄL・ｃｏｓ（ｆL（γ））＋ｈｓｉｎ（ｆL（γ）） …（１７）
が得られる。

上記式に実施例の車体１０１の寸法を適用した場合の操舵角γと、左右のタイヤ２３、
２４までのモーメント腕の長さDＲ，ＤＬを車幅Ｗ0の半分Ｄ０を基準（＝１）にしたパラメ
ータDＲ／Ｄ0,ＤＬ／Ｄ0との関係を、図１６に示す。

例えば、ステアリングハンドルを右にきって操舵角を、ある正の値γにすると、DＲ／Ｄ
＝０．８０, ＤＬ／Ｄ0＝１．１５となり、右タイヤ２４のブレーキに比べ左タイヤ２３の
ブレーキによるヨーモーメントの腕の長さが大きい。この事例では、操舵角γで右旋回し
ているとき、左右のタイヤ２３、２４に同じブレーキ力をかければ、右タイヤ２４よりも
左タイヤ２３のブレーキによるヨーモメントが多く発生するので、車体全体としては反時
計回りのヨーモーメントが発生することがわかる。

第２軸左タイヤ２３、第２軸右タイヤ２４それぞれに作用するブレーキ力F2L、F2Rに
よって車両重心Gの時計方向（右方向）回りに発生するヨーモーメントΔＭ2は、
ΔＭ2＝DR・Ｆ2R−DL・Ｆ2L …（１８）
となる。

したがって、上記（１８）式のヨーモメントΔＭ2の極性が正であるならば、車両１０
０に右回りのヨーモーメントが発生し、上記（１８）式のヨーモメントΔＭ2の極性が負
であるならば、車両１００に左回りのヨーモーメントが発生することになる。

よって前述したのと同様に図１４に示すフローチャートにしたがって演算処理を行えば
よい。

（ΔM2＞０となる条件（右回りのヨーモーメントを発生させる条件）で目標エア圧Ｐ2Ld、
Ｐ2Rdを算出する処理）
この場合、前述したのと同様に、右方向のヨーモーメントを打ち消す方向に作用するブ
レーキ力、つまり第２軸左タイヤ２３に作用するブレーキ力F2Lを、最小のブレーキ力
F2Lmin（固定値）とする。

したがって、前述したのと同様に右方向のヨーモーメントΔM2を発生させるために第
２軸１２の右タイヤ２４に対応するブレーキシリンダ６６に印加すべきエア圧Ｐ2Rdは、
下式で与えられる。

Ｐ2Rd＝（F2R−Fe）/S0
＝（１/S0・ＤR）・（ΔM2＋ＤL・Ｆ2Lmin）−Fe/S0 …（１９）
一方、第２軸左タイヤ２３に対応するブレーキシリンダ６５に印加すべきエア圧P2Ld
は、既知のブレーキ力Ｆ2Lmin（固定値）を用いて、
P2Ld＝（Ｆ2Lmin−Fe）/S0 …（２０）
となる。

このようにして、ΔM2＞０となる条件で第２軸左ブレーキシリンダ６５、第２軸右ブレ
ーキシリンダ６６に印加すべき目標エア圧Ｐ2Ld、Ｐ2Rdがそれぞれ、上記（２０）式、
（１９）式のごとく算出される。

（ΔM2＜０となる条件（左回りのヨーモーメントを発生させる条件）で目標エア圧Ｐ2Ld、
Ｐ2Rdを算出する処理）
この場合、前述したのと同様に、左方向のヨーモーメントを打ち消す方向に作用するブ
レーキ力、つまり第２軸右タイヤ２４に作用するブレーキ力F2Rを、最小のブレーキ力
F2Rmin（固定値）とする。

したがって、前述したのと同様に左方向のヨーモーメントΔM2を発生させるために第
２軸１２の左タイヤ２３に対応するブレーキシリンダ６５に印加すべきエア圧Ｐ2Ldは、
下式で与えられる。

Ｐ2Ld＝（F2L−Fe）/S0
＝（１/S0・ＤL）・（ＤR・Ｆ2Rmin−ΔM2）−Fe/S0 …（２１）
一方、第２軸右タイヤ２４に対応するブレーキシリンダ６６に印加すべきエア圧P2Rd
は、既知のブレーキ力Ｆ2Rmin（固定値）を用いて、
P2Rd＝（Ｆ2Rmin−Fe）/S0 …（２２）
となる。

このようにして、ΔM2＜０となる条件で第２軸左ブレーキシリンダ６５、第２軸右ブレ
ーキシリンダ６６に印加すべき目標エア圧Ｐ2Ld、Ｐ2Rdがそれぞれ、上記（２１）式、
（２２）式のごとく算出される。

図１７は、コントローラ３０で行なわれる処理手順のフローチャートを示している。

まず、センサ７２の検出信号Ｓｂに基づいて運転者がブレーキペダル９０を踏込み操作
しているか否かが判断される（ステップ３０１）。この結果、運転者がブレーキペダル９０
を踏込み操作していると判断された場合には、自動制御弁５５〜５８の励磁コイル６９ａ、
６９ｂ、６９ｃに対する指令信号ｉａ、ｉｂ、ｉｃをオフにし、励磁コイル６９ａ、６９
ｂ、６９ｃの励磁を中止する。これによりブレーキペダル９０の操作量Ｓｂに対応するブ
レーキ力Ｓｂが各タイヤ２１〜２８に作用する（ステップ３０７）。

ステップ３０１で、運転者がブレーキペダル９０を踏込み操作していないと判断された
場合には、選択部８０において、第３軸１３が選択されたか否かが判断される（ステップ
３０２）。第３軸１３が選択されている場合には、前述の（３３）、（３４）式を用いて、ヨ
ーモーメントの目標値ΔＭｄを、主として第３軸１３に配分する（ステップ３０３）。

つぎに、選択部８０において、第２軸１３が選択されたか否かが判断される（ステップ
３０４）。

この結果、選択部８０で第２軸１２、第３軸１３のいずれもが選択されてないと判断さ
れた場合には、前述の（３１）式を用いて、第２軸１２、第３軸１３に配分すべきヨーモ
ーメントΔＭ2、ΔＭ3をそれぞれゼロにする。

選択部８０で、第２軸１２だけが選択されていると判断された場合には、前述の（３２）
式を用いて、ヨーモーメントの目標値ΔＭｄを、第２軸１２に配分する。

選択部８０で、第２軸１２と第３軸１３が同時に選択された場合には、（３４）式あるい
は（３５）式に従い、第２軸１２に配分すべきヨーモーメントΔＭ2をゼロにするか、あ
るいは第３軸１３が発生するヨーモーメントで不足する分を第２軸１２でまかななうよう
にする（ステップ３０５）。

つぎに、このように第２軸１２、第３軸に配分されたヨーモーメントΔＭ2、ΔＭ3が得
られるように、第２軸１２、第３軸１３のブレーキシリンダ６５、６６、６７、６８のエ
ア圧Ｐ2L、Ｐ2R、Ｐ3L、Ｐ3Rを調整し、車両１００にヨーモーメント目標値ΔＭｄが発
生するようにヨーモーメントを制御する（ステップ３０６）。

なお、以上の説明では、図５に例示するように、車両１００の前から後ろに向かって第
１軸１１、第２軸１２、第３軸１２、第４軸１４の車軸が設けられた車軸数が４の車両１
００を想定して説明した。しかし、少なくとも車軸数が３つあり、最も前の車軸と最も後
ろの車軸を除いた中間軸が少なくとも１つある車両１００であれば、同様にして本発明を
適用することができる。

図４は、車両１００の前から後ろに向かって第１軸１１、第２軸１２、第３軸１３の車
軸が設けられた車軸数が３の車両１００を例示している。なお、この車両１００は、第１
軸１１、第２軸１２が操舵軸で、第３軸１３が非操舵軸として構成されている。このよう
な３軸車両１００についても、上述した実施例と同様に、中間軸である第２軸１２のタイ
ヤ２３、２４に加えるブレーキ力を調整することにより、車両１００のヨーモーメントを
制御することができる。

同様に、５軸以上の車軸を備えた車両、３軸以上の中間軸を備えた車両にも本発明を適
用することができる。

図１は、４軸、８輪の車両の上面図で、２軸、４輪の車両と等価な車軸、車輪を説明する図である。 図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、摩擦円を説明する図である。 図３は、車両が高速走行中に、レーンチェンジされて急激かつ正反対の方向への操舵が連続的に行なわれた場合の車両の挙動を説明する図である。 図４は、３軸、６輪の車両の上面図である。 図５は、４軸、８輪の車両の上面図である。 図６は、図５に示す車両の駆動系の装置の構成図である。 図７は、実施形態の制御系の装置構成を示すブロック図である。 図８は、図７に示す制御系の装置の構成例を示したブロック図である。 図９は、図５に示す車両のブレーキ系の装置の構成図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の制御が行なわれないとした場合の車両の挙動の一例を示した図である。 図１１は、車両が右旋回している場合の各軌跡を示した上面図である。 図１２は、図１１に示す車両右旋回時に各中間軸の各タイヤにブレーキをかけたときにそれぞれ発生するヨーモーメントを対比した図である。 図１３は、車両の上面図で、第３軸の左右のタイヤそれぞれにブレーキ力を作用させることによって、車両重心周りにヨーモーメントが発生することを説明する図である。 図１４は、第３ブレーキエア圧算出部、第２ブレーキ圧算出部で行なわれる処理手順を示すフローチャートである。 図１５は、車両の上面図で、第２軸の左右のタイヤそれぞれにブレーキ力を作用させることによって、車両重心周りにヨーモーメントが発生することを説明する図である。 図１６は、操舵角と、左右のタイヤまでのモーメント腕の長さとの関係を示したグラフである。 図１７は、コントローラで行なわれる処理の手順を示したフローチャートである。 図１８は、２軸、４輪の車両の上面図である。 図１９（ａ）は、図１の車両の後輪タイヤにブレーキをかけた場合に発生するヨーモーメントを説明する図で、図１９（ｂ）は、図１の車両の前輪タイヤにブレーキをかけた場合に発生するヨーモーメントを説明する図である。

符号の説明

１２ 第２軸（中間軸）、１３ 第３軸（中間軸）、２４、２５、２６、２７ タイヤ（中
間軸のタイヤ）、３０ コントローラ、４０ ヨー角制御部、５０ ヨーモーメント制御部、
５５〜５８ 自動制御弁（中間軸の自動制御弁）、６５〜６８ ブレーキシリンダ（中間軸
のブレーキシリンダ）、１００ 車両

Claims (4)

1. ３以上の車軸が設けられた車両の最も前の車軸と最も後ろの車軸を除いた
   中間軸のタイヤに加えるブレーキ力を調整することにより、車両のヨーモーメントを制御
   するヨーモーメント制御手段を備えたことを特徴とする車両のヨーモーメント制御装置。
2. 車体の前から後ろに向かって第１軸、第２軸、第３軸の車軸が設けられた
   車軸数が３の車両に適用され、
   前記ヨーモーメント制御手段は、中間軸である第２軸のタイヤに加えるブレーキ力を調
   整することにより、車両のヨーモーメントを制御すること
   を特徴とする請求項１記載の車両のヨーモーメント制御装置。
3. 車体の前から後ろに向かって第１軸、第２軸、第３軸、第４軸の車軸が設
   けられた車軸数が４の車両に適用され、
   前記ヨーモーメント制御手段は、中間軸である第２軸または／および第３軸のタイヤに
   加えるブレーキ力を調整することにより、車両のヨーモーメントを制御すること
   を特徴とする請求項１記載の車両のヨーモーメント制御装置。
4. 中間軸が、操舵される軸である場合には、操舵角に応じて、中間軸のタイ
   ヤに加えるブレーキ力を調整すること
   を特徴とする請求項１記載の車両のヨーモーメント制御装置。

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