コーナリングブレーキコントロール

CBCは、ドイツの自動車メーカーBMWが1992年に新しいダイナミックスタビリティコントロール機能として初めて導入しました。1992年モデルの750i（7シリーズセダン）に搭載され、既存のABSと自動安定制御（ASC）機能にさらなる安全対策が追加されました。^{[ 1 ]} BMWはこの機能について、「カーブでのブレーキング時や車線変更時のブレーキング時に、走行安定性とステアリングレスポンスがさらに向上します」と述べています。^{[ 8 ]}

BMWは、この技術を開発した最初の自動車メーカーでしたが、2009年のEU ^{[ 9 ]}と2011年の米国^{[ 10 ]}の連邦指令により、これらの地域では将来の車両にこのブレーキ安全技術を組み込むことが義務付けられました。

連邦政府の義務付けにより、自動車製造においてESC安全機能が必須となり、これにはCBC技術と機能の両方が含まれるようになった。^{[ 11 ]}これにより、他のメーカーもこの技術を異なる名称で取り入れるようになった。

ドイツの自動車メーカーであるメルセデス・ベンツは、 ESPダイナミックコーナリングアシストおよびカーブダイナミックアシストシステムの下でこの技術を導入しました。^{[ 12 ]} BMW傘下のミニとイギリスのランドローバーは、コーナリングブレーキコントロールという名称でこれを組み込んでいます。^{[ 13 ] [ 14 ]}他の企業は、ESC機能の一部としてCBC技術を使用しており、CBC技術はより普遍的な安全対策となっています。^{[ 15 ]}

旋回中にホイールロックが発生すると、運転者に重大な危険をもたらします。ホイールロックは、遠心力（旋回時に車両のバランスを崩す力）によってステアリング機能が制限され、その結果生じるブレーキ圧の不均衡をCBC（コンバインドブレーキコントロール）技術が制御します。

CBCは、旋回中に車両のブレーキ間で圧力を分配する適応型ブレーキ力システムを使用することでこの問題を解決します。^{[ 3 ] [ 5 ]} CBCは、車両の速度とカーブに対する位置に基づいて圧力を調整し、路面上の安定性とトラクションを最適化します。 ^{[ 17 ] [ 18 ]}これにより、ドライバーにとってステアリングとブレーキの両方がよりスムーズになり、車両の車輪がロックアップする可能性が制限されます。

CBC技術は、車両が旋回時に経験するヨーレート（ねじれ運動）を目標値に安定させる働きをします。 ^{[ 2 ]}急ブレーキをかけると、ヨーレートを安定させることでブレーキ圧を容易に下げることができます。また、摩擦（運動に抵抗する力）に逆らって動いた後の車両の実際の速度を決定する比率であるスリップ比も低下します。 ^{[ 19 ]}この変化により、車両の実際の速度が計算された前進速度と角速度に正確に一致するため、この技術は路面状況に正確に対応できるようになります。^{[ 20 ]} CBCロジックは、目標のヨーレートと横加速度にスムーズに到達し、快適性と運転性能を最大化します。^{[ 2 ]}

実際のヨーレートを計算する式は次のとおりです。^{[ 21 ]}

${\displaystyle {\displaystyle \psi =V/R}}$

どこ

• ${\displaystyle \psi }$実際のヨーレートは
• ${\displaystyle V}$は前進速度（車両の前進方向における速度）です。
• ${\displaystyle R}$半径カーブ（カーブの中心までの距離）

車両モデルや道路レイアウトなどの条件に応じて、CBC技術が車両を効果的に安定させることができるよう、より多くの計算が行われます。CBCは、実際のヨーレートと必要な人間の入力（旋回時の車両の操舵角で測定）の両方を考慮した、目標ヨーレートを計算できます。

目標ヨーレートを計算する式は次のとおりです。^{[ 22 ]}

${\displaystyle \psi ^{*}=\psi +k*d\delta /dt}$

どこ

• $\displaystyle \psi ^{*}}$は目標ヨーレートです
• ${\displaystyle \psi }$実際のヨーレートは
• ${\displaystyle k}$はスケーリング係数（各車種ごとに決定される）です。
• ${\displaystyle d\delta }$ステアリング角度の変化（${\displaystyle \delta }$車両が旋回中に撮影した画像
• ${\displaystyle dt}$時間の変化（${\displaystyle t}$）

CBCは、旋回中に車両を目的のヨーレートにスムーズに移行させるために、ブレーキを部分的にかけることができる。^{[ 2 ]}

CBCは、コーナーを曲がる際にブレーキをかけると、不要なブレーキステアトルクを低減します。^{[ 3 ]}これにより、半径が制限されます（${\displaystyle r}$）は、車両がカーブの内側からどれだけ離れているかを決定するトルクの一般式に含まれています。

トルクを計算する式は次のとおりです。^{[ 23 ]}

${\displaystyle \tau =rF\sin \theta }$

どこ

• $\displaystyle \tau }$はトルクベクトル（大きさおよび方向を持つ）です。
• ${\displaystyle r}$は、力が加えられる場所からトルクが測定される場所までの半径です。
• ${\displaystyle F}$加えられた力は
• ${\displaystyle \theta }$は、加えられた力と半径との間の角度です。

半径の変化により、車両が外側に逸れて車線から外れるのを防ぎ、ドライバーのミスを補正します。^{[ 24 ]}

CBCを搭載した現代の車両では、タイヤの接地点（タイヤが路面に接する点）と同じ方向に、ステアリング軸が横方向（路面方向）にシフトされることがあります。適応型ブレーキ力配分は、タイヤの接地力（タイヤに加わる力）を直接考慮してブレーキにかかる圧力を配分することができ、これによりブレーキ操舵トルクが減少します。^{[ 3 ]}

トルクの一般式で説明されているように、ブレーキステアリングトルクを下げると、力が小さくなるため旋回半径が小さくなります（${\displaystyle F}$）は一定に保たれ、車両が外側に逸れるのを安全に防ぎます。

CBCは旋回中に車両を停止させるのに必要な制動距離を短縮します。^{[ 2 ]} CBCはブレーキ圧、ヨーレート、トルクを同時に下げて横方向の動き（側面からの動き）を制限できます。^{[ 2 ] [ 25 ]}横方向の動きを制限することで旋回中の車両の安定性が向上し、CBCがスムーズにブレーキをかけることができます。^{[ 25 ]}これにより、ドライバーは前方の緊急事態に直面したときに車両をすぐに停止させることができます。

CBCロジックに関する実験では、その妥当性を証明するためにソフトウェア・イン・ザ・ループ（SiL）テストが使用されました。これは、仮想空間でソフトウェアのコードをテストするためにシミュレーション環境を使用します。^{[ 26 ]} CBCロジックのテストに使用されたアルゴリズムは、タイヤ、サスペンション、質量など、車両内の多くのコンポーネントを組み込んでいました。^{[ 5 ]}また、このアルゴリズムは、ドライバーの予想される行動をモデル化し、予測された行動と車両コンポーネントの両方を使用してCBCロジックの妥当性を判断しました。

SiLテストの結果は、CBCロジックが車両を意図した軌道内に維持するのに役立ち、従来のABS安全対策を強化することを明確に示している。^{[ 5 ]}