JP2001018780A - アンチスキッド制御装置 - Google Patents

アンチスキッド制御装置

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JP2001018780A
JP2001018780A JP19439899A JP19439899A JP2001018780A JP 2001018780 A JP2001018780 A JP 2001018780A JP 19439899 A JP19439899 A JP 19439899A JP 19439899 A JP19439899 A JP 19439899A JP 2001018780 A JP2001018780 A JP 2001018780A
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brake
vehicle
braking force
stiffness
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JP19439899A
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Yoshiyuki Yasui
由行 安井
Hiroshi Nitta
博史 仁田
Toshiyuki Hosome
利行 細目
Kazuhiko Kawamura
和彦 河村
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Toyo Tire Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 路面とタイヤ間の摩擦力特性を適切に推定
し、それに応じて最適な制動力制御を行ないアンチスキ
ッド制御時の安定した制動作動を確保する。 【解決手段】 車両の各車輪に付与する制動力を発生す
る制動力発生手段と、その出力を制御して車輪に制動力
を付与する制動力制御手段を備え、車輪速度に基づいて
設定する制御パラメータに応じて制動力制御手段を制御
する。更に、ブレーキ剛性推定手段と制御パラメータ調
整手段を備え、車輪に付与される制動力に応じた値及び
車輪速度に基づきブレーキ剛性を推定し、この推定結果
に応じて制御パラメータを調整する。具体的には、ホイ
ールシリンダ液圧の変化量に対するスリップ率の変化量
の比に基づいてブレーキ剛性を推定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両制動時に車輪
がロック状態となってスリップしないように、各車輪に
対する制動力を制御するアンチスキッド制御装置に係
る。
【0002】
【従来の技術】車両が走行しているときは、当該車両の
進行速度、即ちタイヤが進む速度とタイヤの周速との差
によりスリップが生じ、これに基づく所謂スリップ率に
応じて前後力を発生する。また、車両の進行速度、即ち
タイヤが進む方向とタイヤの向いている方向との差によ
りスリップ角が生じ、これに基づく所謂スリップ角に応
じて横力を発生する。これらタイヤに作用する前後力及
び横力によって、車両は路面に平行な平面内で加減速や
旋回等の運動を行うこととなる。
【0003】従って、アンチスキッド制御装置に代表さ
れるシャシ制御システムは、路面とタイヤ間での摩擦力
特性に応じて制御されるように構成されている。一般的
なアンチスキッド制御装置においては、車輪(タイヤ)
のスリップ、車輪加速度(減速度を含む)等に基づき、
ホイールシリンダ液圧を増圧、保持、あるいは減圧する
ことによって車輪のロック傾向を防止するように制御す
ることとしている。この場合、制御設定値は一般的なタ
イヤ特性に適合するように予め設定される。従って、そ
の制御設定値が特定の路面上の特定のタイヤに対して常
に最適値であるとは限らない。
【0004】このため、例えば特開平7−165053
号公報に記載のアンチロック制御装置においては、タイ
ヤと路面間の摩擦力特性を推定して性能を向上させるこ
とが企図されている。同公報では、車輪加速度が制動ト
ルクと路面反力(車両に作用する制動力)との差で生ず
ることから、この車輪加速度と車両減速度との差が所定
値となるスリップ率を求め、オフセットを考慮して目標
のスリップ率を決定するととしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、路面とタイ
ヤ間の摩擦力特性は、路面状態に起因して変化するだけ
でなくタイヤ特性にも起因して変化するので、例えば図
5に示すように、たとえ同一路面であっても必ずしも同
一の特性とは限らない。通常、図5に実線で示した平均
的な摩擦係数μm が代表して用いられるが、実際には破
線や一点鎖線で示すような種々の特性が混在している。
このため、上記特開平7−165053号公報に記載の
アンチロック制御装置によっても、スリップ率目標値の
変動が大きくなり安定した制御が困難となる場合があり
得る。特に、雪や氷など、アンチスキッド制御が必須な
路面状況においては、路面とタイヤ間の摩擦力特性の変
動が大きいため、これに影響されることなく一層安定し
た制御性を確保することが望まれている。
【0006】そこで、本発明は、路面とタイヤ間の摩擦
力特性を適切に推定し、それに応じて最適な制動力制御
を行ない安定した制動作動を確保し得るアンチスキッド
制御装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本願請求項1に係る発明は、車両の各車輪に付与す
る制動力を発生する制動力発生手段と、該制動力発生手
段の出力を制御して前記車輪に制動力を付与する制動力
制御手段と、前記車輪の速度を検出する車輪速度検出手
段と、該車輪速度検出手段の出力に基づき前記制動力制
御手段に対する制御パラメータを設定し、該制御パラメ
ータに応じて前記制動力制御手段を制御するアンチスキ
ッド制御装置において、前記車輪に付与される制動力に
応じた値及び前記車輪速度に基づきブレーキ剛性を推定
するブレーキ剛性推定手段と、該ブレーキ剛性推定手段
の推定結果に応じて前記制御パラメータを調整する制御
パラメータ調整手段を備えることとしたものである。
尚、このときのブレーキ剛性は、制動操作直後におい
て、車輪に付与される制動力の変化量に対する車輪速度
の変化量の比として表すことができる。
【0008】上記のアンチスキッド制御装置において、
請求項2に記載のように、前記車輪速度検出手段の出力
に基づき前記車輪のスリップ率を演算するスリップ率演
算手段を備えたものとし、前記ブレーキ剛性推定手段
が、前記車輪に付与される制動力に応じた値及び前記ス
リップ率に基づきブレーキ剛性を推定する構成とするこ
とができる。この場合には、ブレーキ剛性は、制動操作
直後において、車輪に付与される制動力の変化量に対す
る車輪スリップ率の変化量の比として表すことができ
る。換言すれば、車輪スリップ率ゼロ付近での車輪スリ
ップ率に対する制動力の勾配として求めることができ
る。
【0009】あるいは、上記のアンチスキッド制御装置
において、請求項3に記載のように、前記ブレーキ剛性
推定手段は、前記車輪に付与される制動力に応じた値と
して制動トルクを用い、該制動トルクの変化量に対する
前記スリップ率の変化量の比に基づきブレーキ剛性を推
定するように構成することができる。
【0010】また、請求項4に記載のように、前記車輪
の各々に装着したホイールシリンダと、ブレーキ操作部
材の操作に応じてブレーキ液圧を出力する液圧発生手段
と、該液圧発生手段と前記ホイールシリンダとの間に介
装し、前記制御パラメータに応じて前記ホイールシリン
ダに供給されるブレーキ液圧を制御する液圧制御手段と
を備えたものとし、前記ブレーキ剛性推定手段が、前記
ホイールシリンダのブレーキ液圧に基づき、前記車輪に
付与される制動力に応じた値を演算するように構成する
ことができる。即ち、前記制動力発生手段として液圧発
生手段が用いられ、制動力制御手段として液圧制御手段
が用いられる。
【0011】更に、上記のアンチスキッド制御装置にお
いて、請求項5に記載のように、前記車両前方の車輪の
スリップ角を検出する車輪スリップ角検出手段と、前記
車両旋回時のコーナリング力を検出するコーナリング力
検出手段を備えたものとし、前記ブレーキ剛性推定手段
が、前記スリップ角及び前記コーナリング力に基づき前
記車両のコーナリング剛性を演算し、該コーナリング剛
性に基づき前記ブレーキ剛性を推定するように構成する
ことができる。あるいは、請求項6に記載のように、前
記車両のハンドル操作量を検出するハンドル操作量検出
手段と、前記車両の車両挙動量を検出する車両挙動量検
出手段を備えたものとし、前記ブレーキ剛性推定手段
が、前記ハンドル操作量及び前記車両挙動量に基づき前
記車両の挙動ゲインを演算し、該挙動ゲインに基づき前
記車両のコーナリング剛性を推定するように構成するこ
ともできる。
【0012】尚、前記車両走行路面の摩擦係数を推定す
る摩擦係数推定手段を備えたものとし、前記制御パラメ
ータ調整手段は、路面の摩擦係数が低いと推定された場
合には、路面の摩擦係数が高いと推定された場合に比較
して、目標スリップ率が低くなるように前記制御パラメ
ータを調整する構成とすることができる。
【0013】あるいは、前記制御パラメータ調整手段
は、車両前後方向の摩擦係数がピークとなる摩擦係数ピ
ークスリップ率を推定し、該摩擦係数ピークスリップ率
が小さいと推定された場合には、大きいと推定された場
合に比較して、目標スリップ率が低くなるように前記制
御パラメータを調整する構成とすることもできる。
【0014】更に、前記制御パラメータ調整手段は、ス
リップ率が摩擦係数ピークスリップ率より大きくなった
後の車両前後方向の摩擦係数の低下割合、即ち前後摩擦
係数落込み勾配を判定し、該前後摩擦係数落込み勾配が
大きいと判定された場合には、小さいと判定された場合
に比較して、制動トルク減少モード時の減少量が大きく
なるように前記制御パラメータを調整する構成としても
よい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の一実施形態のアンチ
スキッド制御装置を示すもので、本発明の制動力発生手
段として液圧発生手段を用い、制動力制御手段として液
圧制御手段を用いたものである。本実施形態の液圧発生
手段はマスタシリンダ2a及びブースタ2bを備え、こ
れらがブレーキペダル1によって駆動される。各車輪F
R,FL,RR,RLにはホイールシリンダ51乃至5
4が装着されている。尚、車輪FRは運転席からみて前
方右側の車輪を示し、以下車輪FLは前方左側、車輪R
Rは後方右側、車輪RLは後方左側の車輪を示してお
り、図1に明らかなように所謂ダイアゴナル配管が構成
されているが、所謂前後配管としてもよい。
【0016】図1において、マスタシリンダ2aとホイ
ールシリンダ51乃至54との間に、アンチスキッド制
御(ABS)用のアクチュエータ30が介装されてい
る。このアクチュエータ30は本発明の液圧制御手段を
構成するもので、図1に二点鎖線で示すようにマスタシ
リンダ2aの一方の出力ポートとホイールシリンダ5
1,54の各々を接続する液圧路に夫々常開の電磁弁3
1,37が介装され、これらとマスタシリンダ2aとの
間に液圧ポンプ21の吐出側が接続されている。同様
に、マスタシリンダ2aの他方の出力ポートとホイール
シリンダ52,53の各々を接続する液圧路に夫々常開
の電磁弁33,35が介装され、これらとマスタシリン
ダ2aとの間に液圧ポンプ22の吐出側が接続されてい
る。液圧ポンプ21,22は電動モータ20によって駆
動され、その作動時に上記の各液圧路に所定の圧力に昇
圧されたブレーキ液が供給される。
【0017】ホイールシリンダ51,54は更に常閉の
電磁弁32,38に接続されており、これらの下流側は
リザーバ23に接続されると共に、液圧ポンプ21の吸
入側に接続されている。ホイールシリンダ52,53は
同じく常閉の電磁弁34,36に接続され、これらの下
流側はリザーバ24に接続されると共に、液圧ポンプ2
2の吸入側に接続されている。リザーバ23,24は夫
々ピストンとスプリングを備えており、電磁弁32,3
4,36,38を介して排出される各ホイールシリンダ
のブレーキ液を収容する。
【0018】電磁弁31乃至38は2ポート2位置電磁
切替弁であり、夫々ソレノイドコイル非通電時には図1
に示す第1位置にあって、各ホイールシリンダ51乃至
54はマスタシリンダ2aに連通している。ソレノイド
コイル通電時には第2位置となり、各ホイールシリンダ
51乃至54はマスタシリンダ2aとは遮断され、リザ
ーバ23あるいは24と連通する。尚、チェックバルブ
CVはホイールシリンダ51乃至54側からマスタシリ
ンダ2a側への還流を許容し、逆方向の流れを遮断する
ものである。
【0019】而して、これらの電磁弁31乃至38のソ
レノイドコイルに対する通電、非通電を制御することに
よりホイールシリンダ51乃至54内のブレーキ液圧を
増圧、減圧又は保持することができる。即ち、電磁弁3
1乃至38のソレノイドコイル非通電時にはホイールシ
リンダ51乃至54にマスタシリンダ2a及び液圧ポン
プ21あるいは22からブレーキ液圧が供給されて増圧
し、通電時にはホイールシリンダ51乃至54がリザー
バ23あるいは24側に連通し減圧する。また、電磁弁
31,33,35,37のソレノイドコイルに通電しそ
の他の電磁弁のソレノイドコイルを非通電とすれば、ホ
イールシリンダ51乃至54内のブレーキ液圧が保持さ
れる。従って、車輪の状態に応じてデューティ比を調整
し、このデューティ比に応じて上記ソレノイドコイルの
通電、非通電を繰り返すことにより、後述するようにパ
ルス増圧モード(ステップ増圧モードとも呼ばれる)に
おける液圧制御を行ない、緩やかに増圧するように制御
することができ、またパルス減圧モード時には緩やかに
減圧するように制御することができる。
【0020】上記電磁弁31乃至38は電子制御装置1
0に接続され、各々のソレノイドコイルに対する通電、
非通電が制御される。電動モータ20も電子制御装置1
0に接続され、これにより駆動制御される。図1に示す
ように、マスタシリンダ2aの出力液圧を検出する圧力
センサMP1,MP2が設けられており、運転者による
ブレーキ操作量が検出される。また、各ホイールシリン
ダ51乃至54の圧力を検出する圧力センサWP1乃至
WP4が設けられ、各車輪に付与される制動トルクが検
出される。これらの圧力センサMP1等も電子制御装置
10に接続されている。車輪FR,FL,RR,RLに
は、各車輪の回転速度を検出する車輪速度センサWS1
乃至WS4が配設され、これらが電子制御装置10に接
続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度信号が
電子制御装置10に入力されるように構成されている。
【0021】更に、電子制御装置10には、図2に示す
ように、ブレーキペダル1が操作されたか否かを検出す
るストップスイッチSTP、車両の前後方向の加速度を
検出する前後加速度センサGXS、車両の横方向の加速
度を検出する横加速度センサGYS、車両の垂直軸回り
の回転運動(ヨー運動)を検出するヨーレイトセンサY
RS、ステアリングハンドル(図示せず)の操作角を検
出する操舵角センサSASといった各種センサが接続さ
れている。
【0022】電子制御装置10は、一般的なマイクロコ
ンピュータで構成されており、図2に示すように、バス
を介して相互に接続されたプロセシングユニット(CP
U)、メモリ(ROM、RAM)、タイマ(TMR)、
入力ポート(IT)、出力ポート(OT)、増幅器(A
MP)等から成る。而して、上記の各センサからの信号
は電子制御装置10内で処理され、その結果に応じて、
アクチュエータ30を構成する電磁弁31乃至38の各
ソレノイドが制御される。
【0023】尚、アクチュエータ30は、電磁弁31乃
至38に代えて、各ホイールシリンダ液圧をリニアバル
ブ(図示せず)で制御する構成としてもよい。更に、制
動力発生手段としては、ブレーキ液圧を用いることな
く、モータ等により機械的に制動トルクを付与する構成
(図示せず)としてもよい。この場合には、マスタシリ
ンダ2aの圧力を検出する圧力センサMP1,MP2に
代えて、ブレーキペダル1の操作量を検出する踏力セン
サ又はストロークセンサが用いられ、ホイールシリンダ
51乃至54の圧力を検出する圧力センサWP1乃至W
P4に代えて、制動トルクセンサが用いられる。
【0024】上記のように構成された本実施形態におい
ては、電子制御装置10によりアンチスキッド制御のた
めの一連の処理が行なわれアクチュエータ30の作動が
制御される。以下、図3及び図4のフローチャートを参
照して説明する。イグニッションスイッチ(図示せず)
が閉成されると、先ずステップ101にて初期化が行な
われ、各種の演算値がクリアされた後、ステップ102
において各センサの信号が入力される。そして、ステッ
プ103において車輪速度センサWS1乃至WS4から
の出力信号に基づき各車輪の車輪速度(代表してVwで
表す)が演算され、ステップ104にて車輪速度Vwが
微分されて車輪加速度(減速度を含む)DVwが求めら
れる。
【0025】続いて、ステップ105において各車輪の
車輪速度Vwに基づき推定車体速度Vsoが演算される。
尚、例えば対地センサ等によって、直接車体速度を検出
することも可能である。この推定車体速度Vsoを微分す
れば車体加速度DVsoを求めることができる。また、ス
テップ106において各車輪の車輪速度Vw及び推定車
体速度Vsoに基づき、各車輪におけるスリップ率S(=
(Vso−Vw)/Vso)が演算される。
【0026】次に、ステップ107においてブレーキ剛
性BSが推定されるが、これについては図7乃至図12
を参照して後述する。続いてステップ108に進み、路
面摩擦係数(以下、路面μという)が推定され(図13
乃至図15を参照して後述)、ステップ109にてμピ
ークスリップ率SPが推定される(図16を参照して後
述)。更に、ステップ110にてμ落込み勾配BKが推
定され(図18を参照して後述)、これらに基づきステ
ップ111において制御パラメータが設定される。
【0027】そして図4のステップ112に進み、アン
チスキッド(ABS)制御中か否かが判定され、未だア
ンチスキッド制御中でなければステップ113に進み、
例えば車輪速度Vw及び車輪加速度DVwに基づき各車
輪のロック状態が判定され、アンチスキッド制御の開始
条件を充足しているか否かが判定される。開始条件を充
足していればステップ115以降に進み、充足していな
ければそのままステップ102に戻る。アンチスキッド
制御中であればステップ114において終了判定が行な
われ、終了条件を充足しておればそのままステップ10
2に戻り、充足していなければステップ115に進む。
【0028】ステップ115においては、各車輪のロッ
ク状態に応じて減圧モード、パルス減圧モード、パルス
増圧モード及び保持モードの何れかの制御モードに設定
され、ステップ116乃至124に進み、各制御モード
に応じた液圧制御信号が出力される。而して、各制御モ
ードに基づき、前述のように電磁弁31乃至38の各々
のソレノイドコイルに対する通電、非通電が制御され、
ホイールシリンダ51乃至54内のブレーキ液圧(ホイ
ールシリンダ液圧)が増圧、減圧又は保持される。尚、
ステップ119,122では夫々パルス減圧モード及び
パルス増圧モードに応じたデューティ比が設定される。
【0029】図3のステップ107で求めるブレーキ剛
性BSは、図6に示すように、車輪スリップ率ゼロ付近
での車輪スリップ率Sに対する前後μ(制動力BF)の
勾配で表すことができ、タイヤブロック剛性、接地面形
状などに起因して変化する。一般的に、タイヤブロック
の剛性が低い場合にはブレーキ剛性BSが小さく、図6
に破線で示すように、深い(大きい)スリップ率S2で
前後摩擦係数(以下、前後μという)のピークが発生す
る。反対に、タイヤブロックの剛性が高い場合にはブレ
ーキ剛性BSが大きく、図6に実線で示すように浅い
(小さい)スリップ率S1で前後μのピークが発生す
る。
【0030】上記ブレーキ剛性BSの推定処理は、図7
のフローチャートに従って行なわれる。先ずステップ2
01にて制動トルクが増加中か否かが判定される。本実
施形態では、ホイールシリンダ液圧Pwの変化に基づい
て判定される。制動トルクが増加中である場合には、ス
テップ202に進み車輪加速度DVwの正負が判定され
る。車輪加速度DVwが負で、減速と判定された場合に
は、ステップ203以降に進み、例えば図8に示すよう
にブレーキ剛性BSが設定される。ステップ203にお
いては、所定時間t1内のホイールシリンダ液圧Pwの
変化に基づき制動トルク変化量ΔTBが演算される。更
にステップ204において、そのときの車輪速度変化量
ΔVwが求められる。而して、ステップ205におい
て、制動トルク変化量ΔTBに対する車輪速度変化量Δ
Vwの比(ΔVw/ΔTB)に基づき、ブレーキ剛性B
Sが設定される。具体的には、図8に破線で示すように
(ΔVw/ΔTB)の値が大きい場合にはブレーキ剛性
BSが小さく、反対に、図8に実線で示すように(ΔV
w/ΔTB)が小さい場合にはブレーキ剛性BSが大き
く設定される。
【0031】上記ステップ204においては、車輪速度
変化量ΔVwに代えてスリップ率変化量ΔSを求めるこ
としてもよい。即ち、ステップ203において、所定時
間t1内のホイールシリンダ液圧Pwの変化に基づき制
動トルク変化量ΔTBが演算されると共に、ステップ2
04にてそのときのスリップ率変化量ΔSが求められ
る。而して、ステップ205において、制動トルク変化
量ΔTBに対するスリップ率変化量ΔSの比(ΔS/Δ
TB)に基づき、ブレーキ剛性BSが設定される。具体
的には、(ΔS/ΔTB)の値が大きい場合(図8に破
線で示す)にはブレーキ剛性BSが小さく、反対に、
((ΔS/ΔTB)が小さい場合(図8に実線で示す)
にはブレーキ剛性BSが大きく設定される。
【0032】図9は、図3のステップ107にて行なわ
れるブレーキ剛性BSの推定処理の他の例を示すもの
で、タイヤブロック剛性の大小は、タイヤの横方向の特
性にも影響を与える点に着目し、タイヤのコーナリング
剛性CSの変化とブレーキ剛性BSの変化は相関傾向が
あることから、コーナリング剛性CSを求めることによ
ってブレーキ剛性BSを推定することとしたものであ
る。
【0033】而して、図9のステップ301において、
先ず、ストップスイッチSTPの出力信号に基づき車両
が制動中か否かが判定され、ストップスイッチSTPが
オン状態の制動中はこの例によるブレーキ剛性BSの推
定処理は行なわれない。従って、非制動時にのみステッ
プ302に進み、ハンドル角δfに基づきステアリング
ホイール(ハンドル)が切増し中か否かが判定される。
ハンドル切増し中と判定された場合には、更にステップ
303に進み、横加速度Gy又はヨーレイトYrに基づ
き旋回状態が増加しているか否かが判定される。ステッ
プ303において旋回状態増加中と判定されると、ステ
ップ304にて前輪のスリップ角αfが以下のように演
算される。
【0034】即ち、αf=(δf/Rsg+Asc+Atr+
Acp)−(β+Lf・Yr/Vso) ここで、Rsgはステアリングギア比、Ascはステアリン
グ系のコンプライアンスに起因するトー角変化、Atrは
ロールステアによるトー角変化、Acpはコンプライアン
スステアによるトー角変化、βは車体横滑り角(β=∫
(Yr−Gy/Vso)dt)、Lfは重心から前輪軸ま
での距離を表す。
【0035】次に、ステップ305において、前輪が発
生しているコーナリング力CFfが次のように演算され
る。 CFf=(m・Gy・Lr+Iz・dYr/dt)/L ここで、mは車両質量、Lrは重心から後輪軸までの距
離、Izはヨー慣性モーメント、Lはホイールベースを
表す。
【0036】続いて、ステップ306に進み、上記のよ
うにして求められた前輪のスリップ角αf及び前輪のコ
ーナリング力CFfに基づき、コーナリング剛性CS
(=CFf/αf)が求められる。而して、ステップ3
07において、例えば図10に示すように、コーナリン
グ剛性CSはスリップ角αfに対する前輪のコーナリン
グ力CFfの変化の傾きに相当するという関係から、コ
ーナリング剛性CSが大きい場合(図10の傾きが大き
い場合)にはブレーキ剛性BSは大きい値に設定され、
反対に、コーナリング剛性CSが小さい場合(図10の
傾きが小さい場合)にはブレーキ剛性BSは小さい値に
設定される。
【0037】更に、コーナリング剛性CSの大小はハン
ドル操作に対応した車両挙動と相関関係があることか
ら、上記のようにコーナリング剛性CSを直接求めなく
とも、ハンドル操作に対する横加速度(横加速度ゲイン
Ggy)、又はハンドル操作に対するヨーレイトの傾きで
表す車両挙動ゲイン(ヨーレイトゲインGyr)に基づ
き、コーナリング剛性CSの大小、ひいてはブレーキ剛
性BSの大小を判定することが可能である。
【0038】而して、図11及び図12にブレーキ剛性
BSの推定処理の更に他の例を示すように、横加速度ゲ
インGgy又はヨーレイトゲインGyrに基づきブレーキ剛
性BSが設定される。先ず、ステップ401乃至403
において、図9のステップ301乃至303と同様に、
制動中か否か、ハンドル切増し中か否か、旋回状態増加
中か否かが判定される。これら条件が充足されるとステ
ップ404に進み、ハンドル操作量(ハンドル角δf)
に対する横加速度Gy又はヨーレイトYrの傾き(横加
速度ゲインGgy又はヨーレイトゲインGyr)が演算され
る。
【0039】この結果、例えば図12に示す関係から、
ハンドル角δfに対する横加速度ゲインGgy又はヨーレ
イトゲインGyrといった車両挙動ゲインが大きい場合に
は、図12に実線で示すようにタイヤのコーナリング剛
性CSが大きく、従ってブレーキ剛性BSが大きい値に
設定される。反対に、ハンドル角δfに対する車両挙動
ゲイン(横加速度ゲインGgy又はヨーレイトゲインGy
r)が小さい場合には、図12に破線で示すようにブレ
ーキ剛性BSは小さい値に設定される。
【0040】図13乃至図15は、図3のステップ10
8にて行なわれる路面μの推定処理の具体例を説明する
もので、路面μは、アンチスキッド制御による初回の減
圧(制動トルク減少)が行われる直前のホイールシリン
ダ液圧Pw、又はマスタシリンダ液圧Pmに基づいて推
定される。
【0041】先ず、図13において、t0時にアンチス
キッド制御に移行し初回の減圧が行なわれる直前のホイ
ールシリンダ液圧Pwpo (又は、マスタシリンダ液圧)
は、路面μと略比例関係にあるので、図13に実線で示
したホイールシリンダ液圧特性のようにホイールシリン
ダ液圧Pwpo (又は、マスタシリンダ液圧)が高い場合
には高μ路面と推定し、図13に破線で示したホイール
シリンダ液圧特性のようにホイールシリンダ液圧Pwpo
が低い場合には低μ路面と推定することができる。尚、
アンチスキッド制御が開始されていない場合には、デフ
ォルト値としてドライ路面に相当する値(前後μ=略
1)が設定される。
【0042】例えば、図14に示すようにアンチスキッ
ド制御に基づくホイールシリンダ液圧制御が連続して繰
り返される場合には、各制御サイクルにおけるホイール
シリンダ液圧のピーク値Pwp1 ,Pwp2 等に基づき、制
御サイクル毎に路面μを補正することが望ましい。従っ
て、タイヤが路面の突起等を乗り越えたときに生ずる垂
直荷重変動によって不必要にアンチスキッド制御に移行
することを回避するため、初回の制御しきい値を高く設
定するというように、減圧制御の開始しきい値を可変と
する場合がある。この場合には、前述のように減圧制御
開始直前のホイールシリンダ液圧によって路面μを推定
するときに、減圧制御開始直前のホイールシリンダ液圧
が同じでも、減圧制御開始しきい値が小さいときには路
面μを低く、減圧制御開始しきい値が大きいときには路
面μを高く設定するように調整することが望ましい。
【0043】更に、上記とは異なり、ハンドル操作に対
する車両挙動に基づいて路面μを推定することができ
る。具体的には、横加速度ゲインGgy又はヨーレイトゲ
インGyr(ハンドル角δfに対する横加速度Gy又はヨ
ーレイトYrの傾き)が所定値となる横加速度Gyもし
くはヨーレイトYr、又はそのときのハンドル角δfの
値に基づき路面μを推定することができる。即ち、図1
5に破線で示す特性のように、横加速度ゲインGgy又は
ヨーレイトゲインGyrが所定値Kとなる横加速度の値G
yoもしくはヨーレイトの値Yro、又はそのときのハンド
ル角δfoの値が小さいほど路面μが低く、反対に、図1
5に実線で示す特性のように、横加速度の値Gyoもしく
はヨーレイトの値Yro、又はハンドル角δfoの値が大き
いほど路面μが高いと推定することができる。
【0044】上記のように推定されたブレーキ剛性BS
及び路面μに基づき、図3のステップ109において、
前後μがピークを示すスリップ率SP(以下、μピーク
スリップ率SPという)が推定される。先ず、図6で示
すように、μピークスリップ率SPは、ブレーキ剛性B
Sが大きいほど浅く、ブレーキ剛性BSが小さいほど深
く設定される。
【0045】次に、一般的に同一タイヤであれば、図1
6に示すように、スリップ率Sがゼロ付近でのブレーキ
剛性BSは略同等であり、摩擦限界に達すると前後μは
飽和ピークとなり、更にスリップ率Sが大きくなると前
後μは徐々に低下していく特性を示す。このようなタイ
ヤの摩擦力特性に鑑み、μピークスリップ率SPは、前
後μが高いほど深く(大きい値に)、前後μが低いほど
浅く(小さい値に)設定される。而して、前後μが低い
場合には、前後μのピークと車輪ロック時のそれとでは
大きな差異はないが、図17に示すように、スリップ率
が浅い(小さい)ほど大きな横力を確保することができ
るため、μピークスリップ率SPを浅く(小さい値に)
設定することにより、車両の旋回特性を向上させる効果
がある。尚、図17において、実線のBFは制動力を表
し、二点鎖線のCFは横力を表す。
【0046】更に、タイヤと路面との摩擦力特性を表す
指標として、スリップ率がμピークスリップ率SPより
大きくなった後の前後μの変化が用いられ、図3のステ
ップ110においてμ落込み勾配BKとして推定処理さ
れる。このμ落込み勾配BKは、スリップ率Sと前後μ
との関係において、前後μがそのピークを超えて車輪ロ
ック時まで低下していくときの傾きで定義される。
【0047】例えば図18に示すように、前後μピーク
の値及びピーク時のスリップ率が同一で、アンチスキッ
ド制御による減圧量が同一でも、μピークスリップ率S
Pを超えた後、μ落込み勾配BKが大きいほど制動トル
クと路面反力(即ち、タイヤが発生する制動力)との差
が大きくなるため、車輪速度はスリップ率の深いところ
(スリップ率が大きい値)まで到達してから回復するこ
とになる。従って、図18に実線で示すようにμ落込み
勾配BKが大きい場合にはアンチスキッド制御時の減圧
量を大きく設定し、図18に破線で示すようにμ落込み
勾配BKが小さい場合には減圧量を小さく設定すること
とすれば、スリップ率が過度に深くなったり、過剰の減
圧によって制動力をロスするといったことはなく、安定
したアンチスキッド制御を行なうことができる。
【0048】上記のμ落込み勾配BKは図19のフロー
チャートに基づいて推定処理される。尚、μ落込み勾配
BKはスリップ率Sがμピークスリップ率SPを超えた
後に推定されるもので、それ以前では推定できない。こ
のため、アンチスキッド制御時の初回の制御サイクル以
降で推定処理されることになる。而して、スリップ率S
がμピークスリップ率SPを超えたか否かを判定するた
め、図19のステップ501において、先ず車輪加速度
DVwが所定値GK(減速度)より小となったか否かが
判定される。この所定値GKは、路面μの関数とし、路
面μが低い場合は高い場合より小さい値に設定すること
が望ましい。
【0049】ステップ501において、車輪加速度DV
wが所定値GKより小さいと判定された場合には、ステ
ップ502,503に進み、制動トルク変化量、即ち減
圧量が演算されると共に、車輪速度変化量(又はスリッ
プ率変化量)が演算される。そして、ステップ504に
おいて、減圧量に対する車輪速度変化量(又はスリップ
率変化量)に基づきμ落込み勾配BKが設定される。即
ち、図20に実線で示す特性のように、減圧量(制動ト
ルク減少量)に対する車輪速度変化量(又はスリップ率
変化量)が大きい場合にはμ落込み勾配BKが大きく、
反対に、図20に破線で示す特性のように、減圧量(制
動トルク減少量)に対する車輪速度変化量(又はスリッ
プ率変化量)が小さい場合にはμ落込み勾配BKが小さ
く設定される。
【0050】図21乃至図23は、μ落込み勾配BKの
推定処理の他の例に係るもので、車輪速度Vw又はスリ
ップ率Sが一旦低下した後、回復するまでの時間に基づ
いてμ落込み勾配BKを推定するものである。先ず、ス
リップ率Sがμピークスリップ率SPを超えたか否かを
判定するため、図21のステップ601において、車輪
加速度DVwが所定値GK(減速度)より小となったか
否かが判定され、超えた場合にはステップ602にて制
動トルクの変化量が求められる。
【0051】続いてステップ603に進み、図22に示
すように、アンチスキッド制御の制御サイクルにおける
一制御周期に要する時間T1a,T1bに基づいて推定され
る。あるいは、図23に示すように、車輪速度(又はス
リップ率)が一旦所定値SK1を超えた後所定値SK2
までに回復する時間T2a,T2bに基づいて推定すること
としてもよい。そして、ステップ604において、これ
らの時間に関し、T1a,T2aのように短い場合には、図
22及び図23に破線で示すようにμ落込み勾配BKが
小さく設定され、反対に、T1b,T2bのように長い場合
には、図22及び図23に実線で示すようにμ落込み勾
配BKが大きく設定される。このとき、制動トルクの変
化量、例えば制動トルクの低下量、低下速度、増加速度
などが考慮される。
【0052】次に、図3のステップ111において実行
される制御パラメータの設定について、図24を参照し
て説明する。本実施形態のアンチスキッド制御に際して
は、図24に示すように、スリップ率SのパラメータS
1及びS2と車輪加速度DVwのパラメータG1及びG
2によって区画されたマップが設定され、そのマップの
各区画に液圧モードが設定される。そして、各パラメー
タは、前述のように推定された路面μ、ブレーキ剛性B
S、μピークスリップ率SP及びμ落込み勾配BKに基
づいて設定される。
【0053】例えば、上記パラメータS1及び/又はS
2は、ブレーキ剛性BSが大きいと推定された場合には
小さいと推定された場合に比較し、より浅い値(小さい
値)に設定され、逆に、ブレーキ剛性BSが小さいと推
定された場合には深い値(大きい値)に設定される。ま
た、パラメータS1及び/又はS2は、路面μが低いと
推定された場合には高いと推定された場合に比較し、よ
り浅い値に設定され、逆に路面μが高いと推定された場
合には深く設定される。更に、パラメータS1及び/又
はS2は、μピークスリップ率SPが深いと推定された
場合には浅いと推定された場合に比較し、より深い値に
設定され、逆に、μピークスリップ率SPが浅いと推定
された場合には浅く設定される。
【0054】以上のように制御パラメータを設定するこ
とにより、タイヤと路面間の摩擦力特性においてμピー
クスリップ率SPが浅い領域にある場合は、パラメータ
S1及び/又はS2は浅く設定されることになる。これ
により、車輪はアンチスキッド制御中に前後μのピーク
が存在するスリップ率の浅い領域での頻度が多くなり減
速性が向上すると共に、ハンドルを操作した場合に発生
する横力も大きいため操舵性も向上する。また、μピー
クスリップ率SPが深い領域にある場合にはパラメータ
S1及び/又はS2は深く設定される。従って、アンチ
スキッド制御中にはμピークスリップ率SPの深い領域
を確実に利用することができる。
【0055】そして、μ落込み勾配BKが大きいと推定
された場合には、減圧モード及び/又はパルス減圧モー
ド時(図24中のD,G,Hの領域)の減圧量が、μ落
込み勾配BKが小さいと推定された場合に比較し、大き
くなるように設定される。逆に、μ落込み勾配BKが小
さいと推定された場合は減圧量が小さくなるように設定
される。これにより、ホイールシリンダ液圧によって付
与される制動トルクと路面反力との差により車輪速度が
深く落込む、つまり過度に深いスリップ率となることを
防止でき、減速度の低下および減速度変化による乗心地
の低下を防止することができる。
【0056】また、路面μが低いと推定された場合に
は、路面反力が小さいため制動トルクの方が大きくなり
がちで車輪速度が落込みやすい、もしくは回復しにく
い。従って、車輪スリップが過度に大きくならないよう
に、図24のE領域を保持モード、及び/又はH領域を
減圧モード、及び/又はI領域を保持モードに設定する
こととしてもよい。
【0057】尚、図24は、スリップ率Sのしきい値と
車輪加速度DVwのしきい値を用いたマトリックスの制
御マップであるが、図25に示すように、x−y平面を
方程式によって複数の区画に分割して液圧モードの領域
を設定することもできる。そして、図25のマップにお
いても、ブレーキ剛性BSが大きいほど、及び/又は路
面μが小さいほど、及び/又はμピークスリップ率SP
が浅いほど、アンチスキッド制御中のスリップ率利用領
域が浅くなるように設定される。即ち、液圧モード切換
用の境界Z1−Z2、Z3−Z4、Z5−Z6、及び/
又はZ7−Z8を図中で上方(スリップ率が浅くなる方
向)に移動するように設定される。
【0058】以上のように、本実施形態のアンチスキッ
ド制御装置においては、車輪への入力である制動トルク
(ホイールシリンダ液圧)と車輪の出力である車輪速度
を検出し、これらに基づきタイヤと路面間の摩擦力特性
を推定し、制動トルクの増加、保持、減少を制御するよ
うに構成されている。従って、路面状況がドライ、雨、
雪、氷等、種々変化しても、あるいはタイヤがサマータ
イヤ、スタッドレスタイヤ等、異なるタイヤに変更され
ても、更にはタイヤの摩耗、経年劣化等により特性が変
化しても、タイヤと路面間の摩擦力特性を適切に推定
し、これに適合するように制御パラメータを設定できる
ため、常に安定した性能を発揮することが可能となる。
【0059】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下の効果を奏する。即ち、本願請求項1に記載のア
ンチスキッド制御装置においては、車輪に付与される制
動力に応じた値及び車輪速度に基づきブレーキ剛性を推
定し、その推定結果に応じて制動力制御用の制御パラメ
ータを調整するように構成されており、路面状況、タイ
ヤの種類、特性の変化等に拘らず、ブレーキ剛性に基づ
きタイヤと路面間の摩擦力特性が適切に推定され、これ
に応じて制御パラメータが調整されるため、常に安定し
た制動作動を確保することができる。
【0060】請求項2に記載のように、車輪に付与され
る制動力に応じた値及びスリップ率に基づきブレーキ剛
性を推定し、あるいは、請求項3に記載のように、制動
トルクの変化量に対するスリップ率の変化量の比に基づ
きブレーキ剛性を推定するように構成すれば、スリップ
率を用いてブレーキ剛性を推定することができるので、
簡単な構成で適切にタイヤと路面間の摩擦力特性を推定
することができる。
【0061】また、請求項4に記載のアンチスキッド制
御装置においては、液圧制御によって適切な制動力制御
を行ない、ホイールシリンダのブレーキ液圧に基づき、
車輪に付与される制動力に応じた値を演算するように構
成されているので、容易且つ適切に、制動力に応じた値
を演算することができる。
【0062】そして、請求項5に記載のように、スリッ
プ角及びコーナリング力に基づき車両のコーナリング剛
性を演算し、このコーナリング剛性に基づきブレーキ剛
性を推定することができ、更に請求項6に記載のよう
に、車両のハンドル操作量及び車両挙動量に基づき車両
の挙動ゲインを演算し、この挙動ゲインに基づきにコー
ナリング剛性を推定することもできるので、ブレーキペ
ダル操作とは無関係に、ブレーキ剛性を適切に推定する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るアンチスキッド制御
装置を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施形態における電子制御装置の構
成を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態におけるアンチスキッド制
御のための処理を示すフローチャートである。
【図4】本発明の一実施形態におけるアンチスキッド制
御のための処理を示すフローチャートである。
【図5】一般的な摩擦係数−スリップ率特性を示すグラ
フである。
【図6】ブレーキ剛性BSの推定処理を説明する摩擦係
数−スリップ率特性を示すグラフである。
【図7】ブレーキ剛性BSの推定処理の一例を示すフロ
ーチャートである。
【図8】ブレーキ剛性BSの推定処理の一例を説明する
ための、アンチスキッド制御時における車輪速度及びホ
イールシリンダ液圧の変化例、並びにこれらに基づくブ
レーキ剛性BSの推定状況を示すグラフである。
【図9】ブレーキ剛性BSの推定処理の他の例を示すフ
ローチャートである。
【図10】ブレーキ剛性BSの推定処理の他の例におけ
る、前輪のスリップ角−コーナリング力特性を示すグラ
フである。
【図11】ブレーキ剛性BSの推定処理の更に他の例を
示すフローチャートである。
【図12】ブレーキ剛性BSの推定処理の更に他の例に
おける、ハンドル角−横加速度特性に基づくブレーキ剛
性BSの推定状況を示すグラフである。
【図13】路面摩擦係数の変化に応じたブレーキ剛性B
Sの推定処理の一例を説明するための、アンチスキッド
制御時における車輪速度及びホイールシリンダ液圧の変
化例を示すグラフである。
【図14】路面摩擦係数の変化に応じたブレーキ剛性B
Sの推定処理の一例を説明するための、ホイールシリン
ダ液圧のピークが連続する場合の一例を示すグラフであ
る。
【図15】路面摩擦係数の変化に応じたブレーキ剛性B
Sの推定処理の他の例を説明するもので、横加速度もし
くはヨーレイト、又はハンドル角に応じて路面μを推定
し、これに応じてブレーキ剛性BSを推定する状況を示
すグラフである。
【図16】前後摩擦係数−スリップ率特性に基づきμピ
ークスリップ率SPを設定する状況を示すグラフであ
る。
【図17】前後摩擦係数−スリップ率特性における制動
力と横力の関係を示すグラフである。
【図18】前後摩擦係数−スリップ率特性においてμ落
込み勾配BKを推定する状況を示すグラフである。
【図19】μ落込み勾配BKの推定処理の一例を示すフ
ローチャートである。
【図20】μ落込み勾配BKの推定処理の一例を説明す
るための、アンチスキッド制御時における車輪速度及び
ホイールシリンダ液圧の変化例を示すグラフである。
【図21】μ落込み勾配BKの推定処理の他の例を示す
フローチャートである。
【図22】μ落込み勾配BKの推定処理の他の例を説明
するための、アンチスキッド制御時における車輪速度及
びホイールシリンダ液圧の変化例を示すグラフである。
【図23】μ落込み勾配BKの推定処理の他の例を説明
するための、アンチスキッド制御時における車輪速度の
変化例を示すグラフである。
【図24】本発明の一実施形態における制御パラメータ
設定用マップを示すマトリックス図である。
【図25】本発明の一実施形態における制御パラメータ
設定用マップの他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
2a マスタシリンダ, 3 ブレーキペダル, 10
電子制御装置,20 電動モータ, 21,22 液
圧ポンプ, 23,24 リザーバ,30 アクチュエ
ータ, 31〜36 電磁弁,41〜44 車輪速度セ
ンサ, 51〜54 ホイールシリンダ,FR,FL,
RR,RL 車輪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仁田 博史 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 細目 利行 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18 東 洋ゴム工業株式会社内 (72)発明者 河村 和彦 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18 東 洋ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 3D046 BB28 CC02 EE01 HH08 HH16 HH21 HH23 HH25 HH36 HH39 HH52 JJ02 JJ06 KK07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の各車輪に付与する制動力を発生す
    る制動力発生手段と、該制動力発生手段の出力を制御し
    て前記車輪に制動力を付与する制動力制御手段と、前記
    車輪の速度を検出する車輪速度検出手段と、該車輪速度
    検出手段の出力に基づき前記制動力制御手段に対する制
    御パラメータを設定し、該制御パラメータに応じて前記
    制動力制御手段を制御するアンチスキッド制御装置にお
    いて、前記車輪に付与される制動力に応じた値及び前記
    車輪速度に基づきブレーキ剛性を推定するブレーキ剛性
    推定手段と、該ブレーキ剛性推定手段の推定結果に応じ
    て前記制御パラメータを調整する制御パラメータ調整手
    段を備えたことを特徴とするアンチスキッド制御装置。
  2. 【請求項2】 前記車輪速度検出手段の出力に基づき前
    記車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段を備
    え、前記ブレーキ剛性推定手段が、前記車輪に付与され
    る制動力に応じた値及び前記スリップ率に基づきブレー
    キ剛性を推定するように構成したことを特徴とする請求
    項1記載のアンチスキッド制御装置。
  3. 【請求項3】 前記ブレーキ剛性推定手段が、前記車輪
    に付与される制動力に応じた値として制動トルクを用
    い、該制動トルクの変化量に対する前記スリップ率の変
    化量の比に基づきブレーキ剛性を推定するように構成し
    たことを特徴とする請求項2記載のアンチスキッド制御
    装置。
  4. 【請求項4】 前記車輪の各々に装着したホイールシリ
    ンダと、ブレーキ操作部材の操作に応じてブレーキ液圧
    を出力する液圧発生手段と、該液圧発生手段と前記ホイ
    ールシリンダとの間に介装し、前記制御パラメータに応
    じて前記ホイールシリンダに供給されるブレーキ液圧を
    制御する液圧制御手段とを備え、前記ブレーキ剛性推定
    手段が、前記ホイールシリンダのブレーキ液圧に基づ
    き、前記車輪に付与される制動力に応じた値を演算する
    ように構成したことを特徴とする請求項1又は2記載の
    アンチスキッド制御装置。
  5. 【請求項5】 前記車両前方の車輪のスリップ角を検出
    する車輪スリップ角検出手段と、前記車両旋回時のコー
    ナリング力を検出するコーナリング力検出手段を備え、
    前記ブレーキ剛性推定手段が、前記スリップ角及び前記
    コーナリング力に基づき前記車両のコーナリング剛性を
    演算し、該コーナリング剛性に基づき前記ブレーキ剛性
    を推定するように構成したことを特徴とする請求項1又
    は2記載のアンチスキッド制御装置。
  6. 【請求項6】 前記車両のハンドル操作量を検出するハ
    ンドル操作量検出手段と、前記車両の車両挙動量を検出
    する車両挙動量検出手段を備え、前記ブレーキ剛性推定
    手段が、前記ハンドル操作量及び前記車両挙動量に基づ
    き前記車両の挙動ゲインを演算し、該挙動ゲインに基づ
    き前記車両のコーナリング剛性を推定するように構成し
    たことを特徴とする請求項5記載のアンチスキッド制御
    装置。
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