JP2002205636A - 制動状態検出装置及びこれを用いたアンチスキッド制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の制動状態を正確に把握し、車輪速度の
落ち込みの少ない状態で摩擦ピークを保持できるアンチ
スキッド制御装置を提供する。 【解決手段】 各車輪の油圧変化を検出し、油圧変化に
対する各車輪速度の変化の位相の遅れから車輪の制動状
態を推定する。一般にスリップ率の低い領域では油圧変
化に対する車輪速度変化は１次遅れ的な性質をもつ、こ
れに対して摩擦力ピークに近づき摩擦力変化の勾配が低
下するほど加速度、すなわち速度の勾配が変化する２次
遅れ的性質となる。従って、車輪速度変化と油圧の変化
に基づいて、上記の位相遅れの変化を有効に取り出せる
ようにし、かつ各輪のブレーキ油圧をこの位相変化をも
とに制御することにより、スリップ率の変動の少ない状
態で摩擦ピークを保持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輪のスリップを
回避し、十分な制動力が得られるように制御を行うアン
チスキッド制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、制動時の制御として、例えば
アンチスキッド制御（ＡＢＳ制御）が知られている。こ
のアンチスキッド制御は、図１（ａ）に示す様に、車輪
のスリップ率Ｓが増加すると摩擦係数μの勾配が所定の
スリップ率Ｓｍ（例えば１０％）をピークとして大きく
変化する（μピークを有する）という特性に着目して、
車輪の制動力を制御するものである。具体的には、図１
（ｂ）に示すように車輪速度Ｖｗと車輪加速度Ｖｗ’と
からブレーキの増減圧のタイミングを計算し、ホイール
毎のブレーキ油圧の制御を行う。

【０００３】ここで、各車輪毎の車輪加速度Ｖｗ＊＊′
は、数１の関係を有している。但し、「＊＊」は各車輪
を示す添え字であり、右前輪に関する場合は「ＦＲ」、
左前輪に関係する場合は「ＦＬ」、右後輪に関する場合
は「ＲＲ」、左後輪に関する場合は「ＲＬ」を意味す
る。以下の説明において記載する「＊＊」も同様の意味
である。

【０００４】

【数１】 Ｉ／ｒＶｗ＊＊′＝Ｆｍａｘ−Ｋｐａｄ・Ｐｂ＊＊ 但し、Ｉは車輪の慣性モーメント、ｒはタイヤ半径、Ｖ
ｗ＊＊′は車輪加速度、Ｆｍａｘは最大摩擦力、Ｋｐａ
ｄは定数、Ｐｂ＊＊は現在のホイールシリンダ圧を示す
ものとする。

【０００５】この式の右辺第２項に示されるＫｐａｄ・
Ｐｂ＊＊はブレーキ力を表している。数１からわかるよ
うに、スリップ率が小さい領域（図１（ａ）中の領域
１）ではブレーキ力が増えると摩擦力も増加するため加
速度Ｖｗ＊＊′に大きな変化はないが、ブレーキ力が最
大摩擦力Ｆｍａｘを超える（図１（ａ）中の領域２）と
車輪加速度Ｖｗ＊＊′に直接反映することになる。

【０００６】一方、車体速度ＶＢは４輪の最大車輪速度
などから求められ、車体速度ＶＢに対する車輪速度Ｖｗ
＊＊の速度差によって算出されるスリップ率が、通常、
制動力ピークに位置する目標スリップ率（例えば１０
％）となるようにブレーキの増減圧が制御される。例え
ば、車体速度ＶＢと車輪速度Ｖｗ＊＊との速度差が大き
な場合には、ブレーキの減圧が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】車体停止時の減速度の
最大値は路面により異なり、アスファルトなどの摩擦の
高い路面で最大で１．０Ｇ近くになる。従って、摩擦力
のピークを超えたことを判断するためには１．０Ｇ以上
の高い減速度が発生するまで待つ必要がある。しかしな
がら、このような状態まで待つと車輪速度が落ち込み、
スリップが深くなる原因となっていた。

【０００８】また、４輪から正確に車体速度を求めるの
は難しく、また、摩擦力がピークとなるスリップ率も路
面により異なるため、正確に制動力が最大となるスリッ
プ率に対応する速度、すなわち目標速度が計算できな
い。従って、目標速度の不正確さから制御遅れが発生
し、このことも車輪速度が落ち込み、スリップが深くな
る原因となっていた。

【０００９】本発明は上記点に鑑みて成され、従来のよ
うに車体速度と車輪速度というパラメータを用いてスリ
ップ状態を推定するのではなく、制動トルクと車輪状態
変化の位相という全く新規なパラメータを用いて的確に
制動状態を検出してアンチスキッド制御に適用したアン
チスキッド制御装置を提供することを目的とする。ま
た、車両の制動状態の検出が正確に行える車両用制動状
態検出装置を提供することも目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明者らは以下の検討を行った。

【００１１】まず、アンチスキッド制御の増圧タイミン
グ時における制動力、車輪速度、スリップ率−μ特性の
変化について検討を行った。アンチスキッド制御におい
ては、増圧タイミング時にホイールシリンダ油圧（以
下、Ｗ／Ｃ圧という）をステップ状に増圧させるパルス
増圧が成される。この時の制動力、車輪速度、スリップ
率−μ特性の変化を調べたところ、図２（ａ）〜（ｃ）
に示す結果がそれぞれ得られた。

【００１２】この結果を見てみると分かるように、制動
力がピークとなる付近、つまり図中領域２では、車輪速
度が急激に落ち込んでいる。これは、ブレーキトルクを
路面摩擦力で支えられなくなり、タイヤトレッドのゴム
ブロック全体が滑り始めるからである。これに対し、制
動力がピークまで達せずスリップ率も低いところ、つま
り図中領域１においても、急激にではないが車輪速度が
落ち込んでいることが確認された。

【００１３】これら領域１、２におけるＷ／Ｃ圧Ｐｂの
ステップ状の変化に対する車輪速度Ｖｗと車輪加速度Ｖ
ｗ′の変化を図３にモデル的に示す。

【００１４】領域１においては、路面の摩擦力、すなわ
ち路面からタイヤへの反力がスリップ率の変化に応じて
変わる。このため、図３に示すように、増加したブレー
キトルクに対して釣合う摩擦力が発生するスリップ率と
なるまで車輪速度Ｖｗが低下する。つまり、車輪速度Ｖ
ｗがＷ／Ｃ圧Ｐｂに追随するようにステップ状に低下す
る。

【００１５】一方、領域２においては、路面の摩擦力が
上限にあるため、加えられたブレーキトルクを支えるに
は上記数１に示すように車輪加速度Ｖｗ′による慣性力
で吸収するしかない。このため、車輪速度ＶｗはＷ／Ｃ
圧に追随せず、その勾配（すなわち車輪加速度Ｖｗ′）
のみが変化する。

【００１６】つまり、ステップ的な油圧変化を加えた場
合に、スリップ率の低い領域１では車輪速度Ｖｗが変化
し、スリップ率の高い領域２では車輪加速度Ｖｗ′が変
化する。換言すれば、車輪速度Ｖｗは油圧変化に対し
て、領域１においては１次遅れで位相がずれ、領域２に
おいては２次遅れで位相がずれる関係となる。

【００１７】従って、Ｗ／Ｃ圧をステップ状に増加させ
ることにより制動力をステップ状に増加させた場合の車
輪速度変化は、図４に示すようなモデル図で表される。
つまり、制動力ＴＢをΔＴＢだけ上げた時のスリップ速
度Ｖｓの変化ΔＶｓと、タイヤの硬さ（スティフネス）
を示すばね要素Ｃｔと、スリップ速度Ｖｓに対するタイ
ヤゴム接地面での摩擦力の勾配Ｃｋを車輪速度Ｖｗで割
った値によって示されるダンパ要素との釣り合いでモデ
ル化できる。

【００１８】なお、スリップ速度Ｖｓは、地面とタイヤ
トレッドとの速度差（Ｖｓ１）とタイヤゴム部の伸びに
よる速度の差（Ｖｓ２）との和、すなわちＶｓ＝Ｖｓ１
＋Ｖｓ２と仮定でき、この場合、スリップ速度Ｖｓと
は、車体速度ＶＢと車輪速度Ｖｗとの速度差に相当する
ものとなる。よって、この場合、スリップ速度Ｖｓの変
化の位相と車輪速度Ｖｗの変化の位相は一致する。な
お、図４の説明では釣合いモデルを説明するため、スリ
ップ速度Ｖｓ、スリップ速度の変化ΔＶｓというディメ
ンジョンを用いているが、図４のスリップ速度の軸は通
常スリップ率で表しても同等の意味となる。

【００１９】また、図中右側に示した特性図は、領域１
と領域２におけるそれぞれのスリップ速度Ｖｓと制動力
ＴＢとの関係を示したものであり、この図の縦軸及び横
軸に沿って描いた波形は、制動力ＴＢをΔＴＢだけステ
ップ状に上昇させた時におけるスリップ速度ΔＶの変化
を示したものである。

【００２０】また、ばね要素Ｃｔは、下記の数２に示さ
れるように、トレッドブロックが路面に引張られて変形
する時の係数Ｃｃｘ、タイヤサイドが進行方向において
軸がずれるように歪む場合のタイヤサイドの進行方向の
係数Ｃｂ、タイヤサイドが回転方向にねじれる場合の係
数Ｃｂθによって表されるタイヤ各部のねじれや歪の合
計に相当する。このため、数２の右辺の各項に摩擦力を
かけた値はそのままタイヤ各部で発生する距離（スリッ
プ距離）となる。

【００２１】

【数２】 １／Ｃｔ＝１／Ｃｃｘ＋１／Ｃｂ＋１／Ｃｂθ まず、領域１のように制動力ＴＢを増加させ始めた際に
は、ダンパ要素の変位がほとんどない（Ｃｋ≒∞）た
め、車輪の慣性力の影響が無視できると考えると、ΔＴ
Ｂの変化と同期して、スリップ速度Ｖｓの変化がΔＶｓ
＝ΔＴＢ／Ｃｔで表される値だけステップ状に変化する
（図４の領域１における特性図の縦軸及び横軸に沿って
描いた波形参照）。すなわち、油圧変化に対して車輪速
度Ｖｗの位相が１次遅れでずれる関係としてモデル化さ
れる。

【００２２】続いて、領域２のように制動力が十分増加
した後は、ダンパ要素の変位が大きくなるため、ダンパ
要素の変位に吸収されてタイヤばねが全く伸びず、車輪
の慣性力のみが作用する。このため、車輪の慣性力をＪ
とすると、Ｊ・ΔＶｓ′＝ΔＴＢの関係が成立し、ΔＶ
ｓは一定勾配で低下する（図４の領域２における特性図
の縦軸及び横軸に沿って描いた波形参照）。すなわち、
油圧変化に対して車輪速度Ｖｗの位相が２次遅れでずれ
る関係としてモデル化される。

【００２３】そして、領域１から領域２への移行中にお
いては、制動力ＴＢをステップ状に増加させた場合にお
ける車輪速度Ｖｗの位相のずれが、１次遅れから２次遅
れに徐々に変化していく。

【００２４】図５（ａ）、（ｂ）に、スリップ速度Ｖｓ
と力との釣合いモデルの詳細を示し、この図を用いて上
記領域１と領域２とにおけるスリップ速度Ｖｓの変化を
具体的に説明する。

【００２５】この図において、ＴＢは制動力（ブレーキ
トルク）、Ｊはタイヤの慣性モーメント、Ｃｔはタイヤ
の各種のばね要素の接合値（スティフネス）、Ｖｓはス
リップ速度を示している。また、Ｖｓ１はスリップ速度
のうちタイヤのばね要素の伸びに置き換えられる成分、
Ｖｓ２はスリップ速度のうち接地面の滑り量、つまりダ
ンパ要素の変位に置き換えられる成分に相当する。

【００２６】この図に示すモデルから、以下の釣合いの
式が導出される。

【００２７】

【数３】 Ｊ・Ｖｗ′＝ＴＢ−Ｃｔ・Ｖｓ１

【００２８】

【数４】 Ｃｔ・Ｖｓ１＝Ｃ／Ｖｗ・Ｖｓ２

【００２９】

【数５】 Ｖｓ＝Ｖｓ１＋Ｖｓ２（＝Ｖｗ−ＶＢ） すなわち、数３はタイヤ回転方向における力の釣合い
式、数４はタイヤバネ部分と接地面部分との力の釣合い
式、数５はスリップ速度がタイヤのばね要素の伸びと接
地面の滑り量との和に相当することを示す式である。

【００３０】これらの式に基づいて、制動力ＴＢがΔＴ
Ｂだけ増えた場合を想定し、スリップ速度Ｖｓの変化Δ
Ｖｓを求めると、数６が導出される。但し、この数式の
変形にあたり、車体速度ＶＢの変化がスリップ速度Ｖｓ
の変化ΔＶｓと比べて無視できる程度に小さものと仮定
している。

【００３１】

【数６】

【００３２】また、数６及び上記数３〜数５に基づい
て、スリップ速度Ｖｓのうちタイヤのばね要素の伸びに
置き換えられる成分の変化ΔＶｓ１、ダンパ要素の変位
に置き換えられる成分の変化ΔＶｓ２を求めると、それ
ぞれ数７、数８のように導出される。

【００３３】

【数７】

【００３４】

【数８】

【００３５】これらの式より、制動力ＴＢの変化ΔＴＢ
に対して、タイヤのばね要素の伸びに置き換えられる成
分の変化ΔＶｓ１は１次遅れで位相がずれ、ダンパ要素
の変位に置き換えられる成分の変化ΔＶｓ２は２次遅れ
で位相がずれることが分かる。

【００３６】つまり、上記領域１のようにダンパ要素の
変位がほとんどないときには、スリップ速度Ｖｓはタイ
ヤのばね要素の伸びに置き換えられる成分Ｖｓ１で表さ
れ、その変化ΔＶｓ１は１次遅れで位相がずれ、上記領
域２のようにダンパ要素の変位が大きくなるときには、
スリップ速度Ｖｓがダンパ要素の変位に置き換えられる
成分Ｖｓ２で表され、その変化ΔＶｓ２は２次遅れで位
相がずれる。

【００３７】従って、スリップ速度Ｖｓとほぼ変化の位
相が一致する車輪速度Ｖｗの変化に関しても、スリップ
速度Ｖｓと同様の位相遅れが発生すると言える。

【００３８】参考として、タイヤバネの定数を一定と
し、接地面のすべり要素（ダンパ要素Ｃ）を小さくして
いった場合におけるタイヤバネ変形による速度変化ΔＶ
ｓ１と、これに接地面すべり量ΔＶｓ２を加えたスリッ
プ速度ΔＶｓの変化を調べたシミュレーション結果を図
６に示す。また、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂをステップ状に変化させ
た場合におけるスリップ速度変化ΔＶｓを調べたシミュ
レーション結果を図７に示す。

【００３９】これらの図からも、すべり要素（Ｃ）が高
い時にはタイヤバネのみが伸びてΔＶｓが変化してお
り、すべり要素（Ｃ）が小さくなるにつれてタイヤバネ
の変化が減り、接地面のすべり量が増加していることが
分かる。

【００４０】そこで、本発明者らは、このような制動力
の変化ΔＴＢに対するスリップ速度の変化ΔＶｓの位相
遅れに着目し、この位相遅れに基づいて車輪速度Ｖｗの
落ち込みを検出し、アンチスキッド制御の減圧タイミン
グを求めることを見出した。

【００４１】図８に、ステップ状にＷ／Ｃ圧Ｐｂを変化
させた場合において、所定の差分時間ΔＴを設定し、そ
の差分時間ΔＴにおけるＷ／Ｃ圧Ｐｂの油圧差ΔＰｂ、
車輪速度Ｖｗ、車輪速度Ｖｗの速度差ΔＶｗ、速度差Δ
Ｖｗの差分ΔΔＶｗの変化を示す。

【００４２】この図に示されるように、領域１と領域２
とを比較すると、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂや油圧差ΔＰｂに対し
て、車輪速度Ｖｗ、速度差ΔＶｗ、速度差ΔＶｗの差分
ΔΔＶｗの波形が崩れ、これらの位相が遅れていること
が確認できる。

【００４３】従って、領域１から領域２への移行中に車
輪速度Ｖｗ、速度差ΔＶｗ、速度差ΔＶｗの差分ΔΔＶ
ｗの位相がずれていくということを利用して、車輪速度
Ｖｗの落ち込みを検出することが可能であると言える。
例えば、車輪速度Ｖｗの位相をＷ／Ｃ圧Ｐｂの位相と比
較し、車輪速度Ｖｗの位相遅れが所定のしきい値よりも
大きくなった時に、車輪速度Ｖｗが落ち込んだというこ
とを検出することができる。

【００４４】但し、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂの位相と車輪速度Ｖｗ
の位相とを比較する場合、これらの零点が一致していな
いことから、比較することが難しい。このため、Ｗ／Ｃ
圧Ｐｂの油圧差ΔＰｂ、車輪速度Ｖｗの速度差ΔＶｗを
求め、零点をほぼ一致させるようにすれば、位相の比較
を容易に行うことができる。従って、油圧差ΔＰｂの位
相と速度差ΔＶｗの位相とを比較することにより、速度
差ΔＶｗの位相遅れに基づいて車輪速度Ｖｗの落ち込み
を検出することができる。

【００４５】なお、速度差ΔＶｗには、車体速度の減速
度勾配分のオフセットが入っているため、速度差ΔＶｗ
は正確には零点を基準として表されない。このため、速
度差ΔＶｗの差分ΔΔＶｗを取るようにすれば、車体速
度の勾配分のオフセットを取り除くことが可能となり、
油圧差ΔＰｂの位相と速度差ΔＶｗの差分ΔΔＶｗの位
相とを比較し、差分ΔΔＶｗの位相遅れに基づいてより
正確に車輪速度Ｖｗの落ち込みを検出することができ
る。

【００４６】次に、上記検討に基づき、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂの
油圧差ΔＰｂの位相と車輪速度Ｖｗの速度差ΔＶｗ若し
くはその差分ΔΔＶｗの位相との比較によって、車輪速
度Ｖｗの落ち込み度合いの検出を行うパターンについて
の検討を行った。

【００４７】上述したように、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂのステップ
状の変化に基づいて車輪速度Ｖｗの位相遅れの検出が行
われることから、アンチスキッド制御における増圧パタ
ーン、つまりＷ／Ｃ圧Ｐｂを増圧させる際にＷ／Ｃ圧Ｐ
ｂをステップ状に変化させ、車輪速度Ｖｗの位相遅れを
検出することになる。そして、この位相遅れに基づいて
車輪速度Ｖｗの落ち込みを検出し、車輪速度Ｖｗの落ち
込み度合いが大きくなる前、すなわち上記領域２に入る
前にＷ／Ｃ圧Ｐｂの増圧を止め、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂを保持す
るという制御を行うことになる。これにより、μピーク
近傍の制動力が得られる。

【００４８】しかしながら、車両走行中に路面が変化す
る可能性があり、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂを保持しつつも路面変化
に敏感に対応する必要がある。例えば、路面変化に応じ
て大きくＷ／Ｃ圧Ｐｂを増加させる必要がある。従っ
て、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂの保持中に路面変化による車輪速度Ｖ
ｗの落ち込み度合いの変化を検出することも非常に重要
な役割となる。このため、アンチスキッド制御における
増圧パターン、保持パターン共に車輪速度Ｖｗの変化が
検出できるようにパターンの選択を行うのが好ましい。

【００４９】そこで、本発明者らは、図９に示す増圧パ
ターンと、図１０に示す保持パターンとを考え出した。
これらの図では、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂの変化パターンの他、そ
のようなパターンでＷ／Ｃ圧Ｐｂを変化させた場合にお
ける油圧差ΔＰｂ、車輪速度Ｖｗ、車輪速度Ｖｗの速度
差ΔＶｗ、速度差ΔＶｗの差分ΔΔＶｗの変化を示して
ある。以下、図９、図１０に基づいてアンチスキッド制
御における増圧パターンと保持パターンの詳細を説明す
る。

【００５０】差分時間ΔＴの半分の時間（ΔＴ／２）を
パルス幅とすると、図９に示す増圧パターンでは、パル
ス幅４つ分を一周期とし、一周期中にＷ／Ｃ圧Ｐｂを増
圧、増圧、保持、保持するという動作を行う。また、図
１０に示す保持パターンでは、パルス幅４つ分を一周期
とし、一周期中にＷ／Ｃ圧Ｐｂを増圧、減圧、保持、保
持するという動作、すなわちステップ状に増圧させる落
ち込み度合い検査用のパルスを発生させたのち、元のＷ
／Ｃ圧Ｐｂを保持するという動作を行う。

【００５１】これら増圧、保持パターンを見てみると分
かるように、油圧差ΔＰｂや速度差ΔＶｗ及び差分ΔΔ
Ｖｗのパターンが同じような波形になっている。これ
は、比較対象となる油圧差ΔＰｂや速度差ΔＶｗ及び差
分ΔΔＶｗを同じパターンとすることにより、増圧パタ
ーン及び保持パターン双方続けての比較を行えるように
するためである。

【００５２】従って、図９、図１０に示す増圧、保持パ
ターンを採用することにより、増圧パターン、保持パタ
ーンを連続して行っても的確に油圧差ΔＰｂと速度差Δ
Ｖｗ又は差分ΔΔＶｗとの比較が行え、増圧パターンの
時だけでなく保持パターンに移行した後にも車輪速度Ｖ
ｗの変化を検出することができる。

【００５３】なお、演算処理のフィルタとして、単純な
差分処理を採用すれば、極力遅れを伴わずに位相計算を
実現できる。すなわち、通常フィルタ等を用いた場合に
は、演算結果に遅れ成分を伴うので位相演算の精度に悪
影響を与えるが、差分処理を用いれば、極力悪影響を低
減できる。なお、図９、図１０に示した油圧のパターン
は、一周期で差分の影響が完結するように設定されてい
る。すなわち、図９、図１０の油圧差ΔＰｂが一周期で
もとの形に戻るように油圧Ｐｂの一周期の形が設定され
ている。

【００５４】また、図９、図１０では、アクチュエータ
として３位置弁、２位置弁を用いることを前提としてス
テップ状の油圧変化（Ｐｂ）が示されているが、例えば
リニア弁等の緩やかな油圧変化を可能とするアクチュエ
ータを用いても良い。この場合、２位置弁を用いた際の
ステップ状の変化における立ち上がり、立ち上がり部で
発生する高調波成分である油圧変化のノイズ周波数を除
いた油圧変化の設定とすると、ノイズの悪影響をさらに
低減できる。

【００５５】なお、増圧パターンにより早急にＷ／Ｃ圧
Ｐｂを増圧させたい場合には、図１１（ａ）に示すよう
に増圧パターンにおける増圧幅を変化させ、最初の一周
期には増圧幅を小さく設定しておき、二周期目からは増
圧幅を大きく設定することも可能である。例えば、図１
１（ｂ）に示すように、保持パターンの際に位相遅れφ
Ｖｗの変化に基づいて路面変化が検出された場合には、
路面変化に応じてＷ／Ｃ圧Ｐｂを増圧させることになる
が、なるべく早急にＷ／Ｃ圧Ｐｂを増圧させたい場合が
ある。このような場合に、増圧パターンにおける増圧幅
を調整することが有効である。

【００５６】本発明は上記検討に基づいて成され、請求
項１に記載の発明においては、車両の各車輪の車輪速度
を検出する車輪速度検出手段と、各車輪にかかるブレー
キトルクに影響する値を検出する手段とを有し、車輪速
度検出手段の検出した各車輪の車輪速度の変化の位相と
ブレーキトルクに影響する値を検出する手段が検出した
ブレーキトルクに影響する値の変化の位相とを比較し、
車輪速度の変化の位相遅れを検出することにより、各車
輪における制動状態を検出する制動状態検出手段と、制
動状態検出手段によって検出された制動状態に基づいて
アンチスキッド制御を行うようになっていることを特徴
としている。

【００５７】このように、ブレーキトルクに影響する値
の位相に対する車輪速度の変化の位相遅れを検出し、こ
の位相遅れに基づいて制動状態を検出することができ
る。具体的には、請求項３に示すように、スリップ率が
低い状態から高い状態に移るにつれて、ブレーキトルク
に影響する値を検出する手段の検出したブレーキトルク
に影響する値の変化の位相に対し、車輪速度検出手段が
検出した車輪速度の位相が遅れることから、制動状態の
検出を行うことができる。

【００５８】請求項２に記載の発明においては、ブレー
キトルクに影響する値をパルス的に増加させ、該パルス
的な変化に対する車輪速度の変化に基づいて制動状態を
検出するようになっていることを特徴としている。

【００５９】このように、ブレーキトルクに影響する値
をパルス的に増加させることによって、その時の車輪速
度の変化を検出し、その時の車輪速度の変化の位相遅れ
に基づいて制動状態を検出することができる。

【００６０】また、請求項４に記載のように、ブレーキ
トルクに影響する値として、各ホイールシリンダにパル
ス的に付与される油圧を、サスペンション系の共振振動
の同期より小さい周期とすると、制動状態検出に用いる
値と、車両種々で定まっているノイズとしての共振振動
とが同調せず、制動状態の検出精度およびアンチスキッ
ド制御の正確性が向上できる。なお、サスペンション系
の共振同期は、通常車体上下共振で１５Ｈｚ、車体前後
共振で４０Ｈｚ程度であるので、ホイールシリンダへの
パルス増圧の同期は１５Ｈｚより小さい同期とすると良
い。

【００６１】また、請求項５に記載のように、サスペン
ション系の共振現象によるノイズの影響を低減するた
め、１５Ｈｚよりも小さい車輪速度信号に対するフィル
タ処理等による周波数解析で抽出し用いるようにすると
良い。

【００６２】例えば、請求項６に示すように、車輪速度
の変化として、所定時間における車輪速度の速度差ΔＶ
ｗ又は所定時間における速度差ΔＶｗの差分ΔΔＶｗを
用いることができる。また、請求項７に示すように、車
輪速度の変化として、所定時間における車輪速度の速度
差ΔＶｗから該速度差ΔＶｗの平均値を除いた値、もし
くは所定時間における速度差ΔＶｗの差分ΔΔＶｗから
該差分ΔΔＶｗの平均値を除いた値を用いることもでき
る。

【００６３】一方、請求項８に示すように、ブレーキト
ルクに影響する値の変化として、一定時間におけるホイ
ールシリンダ圧の油圧差ΔＰｂを用いることができる。
また、請求項９に示すように、ブレーキトルクに影響す
る値の変化として、一定時間におけるホイールシリンダ
圧の油圧差ΔＰｂから該油圧差ΔＰｂの平均値を除いた
値を用いることもできる。

【００６４】請求項１０に記載の発明では、段差もしく
は悪路状態の検出を行い、該段差もしくは悪路状態が検
出された場合には、検出されない場合と比べて、ブレー
キトルクに影響する値としての増圧パターンを急増圧さ
せる手段を有していることを特徴としている。これによ
り、段差、悪路状態のような車輪速度の変化が位相検出
に影響を与える場合における増圧遅れを減少することが
できる。

【００６５】請求項１１に記載の発明においては、車両
の各車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、各
車輪にかかるブレーキトルクに影響する値を検出する手
段とを有し、車輪速度検出手段の検出した各車輪の車輪
速度の変化の位相とブレーキトルクに影響する値を検出
する手段が検出したブレーキトルクに影響する値の変化
の位相とを比較し、車輪速度の変化の位相遅れを検出す
ることにより、各車輪における制動状態を検出すること
を特徴としている。このような構成の制動状態検出装置
装置をアンチスキッド制御装置に用いると好適である。

【００６６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１２に、本実
施形態における路面状態識別装置を適用したアンチスキ
ッド制御装置の全体構成を示す。以下、この図に基づい
てアンチスキッド制御装置の構成についての説明を行
う。

【００６７】右前輪１、左前輪２、右後輪３及び左後輪
４の各々に電磁式、磁気抵抗式等のの車輪速度センサ
５、６、７、８が配置され、各車輪１〜４の回転に応じ
た周波数のパルス信号が出力される。さらに、各車輪１
〜４には、各々油圧ブレーキ装置（ホイールシリンダ）
１１、１２、１３、１４が配置され、各車輪１〜４に制
動力を発生させるようになっている。マスタシリンダ１
６からの油圧（液圧）は、アクチュエータ（制御弁）２
１、２２、２３、２４及び各油圧管路を介して、各ホイ
ールシリンダ１１〜１４に送られる。

【００６８】ブレーキベダル２５の踏み込み状態は、ス
トップＳＷ２６によって検出される。ブレーキベダル２
５が踏み込まれて車両の制動が開始されると、このスト
ップスイッチ２６からオン信号が出力され、逆に、車両
の非制動時にはオフ信号が出力される。

【００６９】リザーバ２８ａ、リザーバ２８ｂは、アン
チスキッド制御中、ホイールシリンダ圧の減圧時等に各
ホイールシリンダ１１〜１４から排出されたブレーキ液
を一時的に貯留するものである。リザーバ２８ａ、２８
ｂに貯留されたブレーキ液は、モータ（図示せず）によ
って駆動される油圧ポンプ２７ａ、２７ｂによって吸
引、吐出される。

【００７０】アクチュエータ２１〜２４は、電子制御回
路（ＥＣＵ）４０によって制御され、アンチスキッド制
御中にホイールシリンダ１１〜１４にかかるブレーキ液
圧を調整し、各車輪１〜４のそれぞれに対する制動力を
制御する。各アクチュエータ２１〜２４は、増圧モー
ド、減圧モード、保持モードを有する電磁式３位置弁で
あり、アクチュエータ２１に示すＡ位置でホイールシリ
ンダ１１のホイールシリンダ圧を増圧し、Ｂ位置でホイ
ールシリンダ圧を保持し、Ｃ位置でホイールシリンダ１
１に係わっていたブレーキ液をリザーバ２８ａに逃がし
ホイールシリンダ圧を減圧する。なお、他のアクチュエ
ータ２２〜２４もこれと同様の作動を行う。これらの３
位置弁は非通電時に増圧モードとなり、通電時にその電
流レベルにより保持または減圧モードとなる。

【００７１】電子制御回路４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等から成るマイクロコン
ピュータから構成されている。この電子制御回路４０
は、イグニッションスイッチ４１がオンされることによ
って、図示しない電源から電力が供給され、車輪速度セ
ンサ５〜８及びストップスイッチ２６からの信号を受
け、ブレーキ力制御のための演算制御等を行い、アクチ
ュエータ２１〜２４に対する駆動制御信号を出力する。

【００７２】図１３に、電子制御回路４０の制御ブロッ
クの一部を表した図を示す。この図に示されるように、
電子制御回路４０には、ピークサーチ部５０とリカバリ
ー部６０、及び油圧サーボ７０が備えられている。ピー
クサーチ部５０とリカバリー部６０とがスイッチ７１に
よって選択可能に構成され、車両の状態に応じてピーク
サーチ部５０による制御を行うか、もしくはリカバリー
部６０による制御を行うかが選択されたのち、ピークサ
ーチ部５０とリカバリー部６０のいずれか一方からの制
御信号が油圧サーボ７０に伝えられるようになってい
る。そして、油圧サーボ７０によって、電磁弁２１〜２
４を増圧モードに切替える増圧時間、減圧モードに切替
える減圧時間、保持モードに切替える保持時間が算出さ
れると共に、増圧・減圧・保持時間からＷ／Ｃ圧Ｐｂの
算出値が求められ、各種電磁弁コントローラの制御が行
われるようになっている。なお、スイッチ７１は通常時
にはピークサーチ部５０側に接しており、後述するよう
に車輪速度Ｖｗの落ち込み量が大きくなるとリカバリー
部６０側に接するようになっている。

【００７３】ピークサーチ部５０は、上記した図９、図
１０で説明した増圧、保持パターンを出力してμピーク
の近傍の制動力が得られるようなＷ／Ｃ圧制御を行う役
割を果たす。このピークサーチ部５０には、油圧サーボ
７０が算出したＷ／Ｃ圧Ｐｂに基づいて油圧差ΔＰｂを
算出する油圧差算出部５１と、車輪速度センサ５〜８か
らの信号に基づいて車輪速度ｖｗの速度差ΔＶｗを算出
する速度差算出部５２とが備えられていると共に、これ
ら各部５１、５２による算出値に基づいて位相差を検出
する位相検出部５３と、検出された位相差に基づいて増
圧・保持パターンの選択を行う増圧・保持パターン選択
部５４とが備えられている。これらの構成により、増圧
・保持パターンが選択されると、油圧サーボ７０によっ
て算出されたＷ／Ｃ圧Ｐｂと選択された増圧・保持パタ
ーンとが足し合わされ、実際に要求されるＷ／Ｃ圧Ｐｂ
に対応する制御信号ＰＮが、スイッチ７１を介して油圧
サーボ７０に伝えられるようになっている。なお、油圧
差算出部５１、速度差算出部５２、位相検出部５３が、
本発明にいうブレーキトルクに影響する値の検出手段、
車輪速度の変化を検出する手段、位相差を検出する手段
に相当し、油圧差算出部５１および速度差算出部５２で
は、言い換えれば、それぞれ油圧差ΔＰｂを算出する差
分処理および速度差ΔＶｗを算出する差分処理が行われ
ている。なお、位相検出部５３の詳細については後述す
る。

【００７４】リカバリー部６０は、摩擦の高い路面から
低い路面に移ったり、路面μが一定でない状態（まだら
状態）になっているために、μピークよりも高いＷ／Ｃ
圧が加えられ車輪速度が落ち込んでしまった場合に、適
切にその落ち込みを修復する役割を果たす。このリカバ
リー部６０には、μピーク近傍となる最大摩擦力相当の
圧力ＰＭを推定する最大摩擦力相当圧力推定部６１と、
車輪速度Ｖｗの変化に基づいて車輪速度Ｖｗの落ち込み
量ＷＰを算出する落ち込み量算出部６２とが備えれてい
る。これら最大摩擦相当圧力ＰＭと落ち込み量ＷＰとか
ら要求されるＷ／Ｃ圧Ｐｂに対応する制御信号ＰＮが求
められる。そして、落ち込み量算出部６２で算出された
落ち込み量ＷＰが所定のしきい値よりも大きい場合に
は、スイッチが駆動されてリカバリー部６０側に接し、
最大摩擦相当圧力ＰＭと落ち込み量ＷＰとから求められ
た制御信号ＰＮが油圧サーボ７０に伝えられるようにな
っている。

【００７５】ここで、位相検出部５３の概略図を図１４
に示し、位相検出部５３の詳細について説明する。位相
検出部５３は、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂの油圧差ΔＰｂの位相と車
輪速度Ｖｗの速度差ΔＶｗ又はその差分ΔΔＶｗの位相
との差を検出する。

【００７６】但し、本実施形態では、油圧差ΔＰｂや速
度差ΔＶｗ又は差分ΔΔＶｗに含まれ得るオフセットを
除去し、検出ノイズを極力少なくするべく、油圧差ΔＰ
ｂからは油圧差ΔＰｂの平均値Ｍｅａｎ（ΔＰｂ）、速
度差ΔＶｗからは速度差ΔＶｗの平均値Ｍｅａｎ（ΔＶ
ｗ）、差分ΔΔＶｗからは差分ΔΔＶｗの平均値Ｍｅａ
ｎ（ΔΔＶｗ）をそれぞれ差し引いた値を位相検出部５
３への入力値として用いている。

【００７７】なお、位相検出部５３に入力される油圧差
ΔＰｂや速度差ΔＶｗ又は差分ΔΔＶｗの検出タイミン
グ、すなわち油圧差検出部５１や速度差検出部５２での
検出タイミングが一致していないと正確な位相差を検出
できないため、位相検出部５３の差分時間ΔＴ、パルス
幅ΔＴ／２、増圧、保持パターンの一周期を共通させて
おり、本実施形態では、差分時間ΔＴ＝０．１ｓｅｃ、
パルス幅ΔＴ／２＝０．０５ｓｅｃ、一周期＝０．２ｓ
ｅｃに設定している。また、油圧差ΔＰｂや速度差ΔＶ
ｗ又は差分ΔΔＶｗの各平均値はパルス同期Ｔ＝０．２
ｓｅｃ毎に算出されたものを用いている。

【００７８】そして、位相検出部５３では、以下の数式
に基づいて位相差を検出している。これらの数式のう
ち、数９は１次遅れモデルを示し、数１０はモデルパラ
メータを示し、数１１は回帰ベクトルを示している。そ
して、数１２は最小２乗法を用いてモデルのパラメータ
を導出する推定式を示している。なお、ａ、ｂは定数ｅ
（ｔ）はエラー分を示す。

【００７９】

【数９】

【００８０】

【数１０】

【００８１】

【数１１】

【００８２】

【数１２】

【００８３】そして、数１２から求められたパラメータ
から位相遅れが算出される。これらの数式のうち、数１
３はｆｏでの伝達式を示しており、数１４はｆｏでのゲ
イン計算式を示しており、数１５はｆｏでの位相遅れの
計算式を示している。なお、ｆｏは周波数である。

【００８４】

【数１３】

【００８５】

【数１４】

【００８６】

【数１５】

【００８７】また、パラメータ推定する入出力の時間幅
を広げると、以下の式で表される。これらの数式のうち
数１６は数９の１次遅れモデルを修正した修正モデル式
であり、数１７は修正モデル式における回帰ベクトルを
示している。この回帰ベクトルの式を上記数１２に代入
することで、同様に最小２乗法を用いたパラメータを導
出することができる。

【００８８】

【数１６】

【００８９】

【数１７】

【００９０】なお、ここでは最小２乗法を用いたパラメ
ータによるモデル同定を利用する場合を説明している
が、この他、相関法や逐次最小２乗法、逐次相関法など
も利用できる。参考として、相関法による推定式を数１
８、数１９、数２０に示す。これらの数式のうち、数１
８は回帰ベクトル、数１９は相関ベクトル、数２０はモ
デルの推定式を示している。

【００９１】

【数１８】

【００９２】

【数１９】

【００９３】

【数２０】

【００９４】図１４では、ｕ（ｔ）＝ΔＰｂ−Ｍｅａｎ
（ΔＰｂ）、ｙ（ｔ）＝−（ΔＶｗ−Ｍｅａｎ（ΔＶ
ｗ））又はｙ（ｔ）＝−（ΔΔＶｗ−Ｍｅａｎ（ΔΔＶ
ｗ））と置き換えて位相比較器５３に入力しているが、
サスペンションノイズ対策としてｙ（ｔ）の値をローパ
ス処理したものを入力してもよい。この場合、フィルタ
する周波数はサスペンション周波数を除けるように設計
する。例えば、４０Ｈｚのサスペンション周波数を除く
ようにする。

【００９５】また、位相比較器５３に入力するとき、入
力ゲインの大小による位相計算の応答結果に与える影響
を除くため、ｕ（ｔ）、ｙ（ｔ）のゲインを一定に保つ
ようにすることも効果がある。

【００９６】これは、ｕＫ、ｙＫをｕＫ＝ｋ×ｕ（ｔ）
＋（１−ｋ）×ｕｋおよびｙｋ＝ｋ×ｙ（ｔ）＋（１−
ｋ）×ｙｋ（ただし、ｋは定数（例えば０．２）であ
る）により求め、ｕ（ｔ）＝ｕ（ｔ）／ｕｋ；ｙ（ｔ）
＝ｙ（ｔ）／ｙｋとすることで可能である。なお、ｕｋ
はｕ（ｔ）のゲインであり、ｙｋはｙ（ｔ）のゲインで
ある。

【００９７】次に、上記構成の電子制御回路４０が実行
するアンチスキッド制御を、図１５、図１６に基づいて
説明する。

【００９８】図１５は、アンチスキッド制御全体を示す
フローチャートである。この制御は、一定の車輪速度サ
ンプリング間隔に従って実行され、本実施形態の場合で
はＣＰＵの割り込み機能を用いてこれを実現している。
割り込み間隔は例えば８ｍｓｅｃ程度に設定される。

【００９９】まず、ステップＳ１００では推定車体速度
ＶＢを演算する。例えば、車輪速度ＶＢの最大値に基づ
いて推定車体速度の演算を行っている。すなわち、後述
するステップＳ３００で演算される各車輪の車輪速度Ｖ
ｗ＊＊の中から最大車輪速度を選択すると共に、前回の
推定車体速度演算処理によって得られた前回の推定車体
速度に対して、実際の車両走行状態で取り得る車両加速
度の上限値と下限値（車両減速度の上限値に相当）とを
設定し、最大車輪速度が上・下限値によって規定される
範囲内の速度であれば、その最大車輪速度を推定車体速
度ＶＢとし、範囲外であれば、上・下限値によって規定
される制限速度を推定車体速度ＶＢとする。

【０１００】続く、ステップＳ２００ではアンチスキッ
ド制御の開始、終了を判定する。例えば、ブレーキＳＷ
２６がＯＮしており４輪のうちいずれかが指定減速度を
上回った時がアンチスキッド制御の開始条件としてい
る。具体的には、フロント輪が０．８Ｇ、リア輪が０．
６Ｇで制御開始と判定する。

【０１０１】なお、μピークは、路面、速度によって異
なるため、ここではアスファルト路面を想定し、速度に
応じて上記制御の開始判定レベルをマップで切り替える
ようにしている。

【０１０２】そして、ステップＳ３００では、各輪の車
輪速度センサからの信号のパルス幅より計算した車輪速
度をもとに、各輪のＷ／Ｃ圧Ｐｂをコントロールするこ
とを行っている。

【０１０３】図１６は、各輪制御の詳細を示したフロー
チャートであり、この図に基づき各輪制御について説明
する。

【０１０４】まず、ステップＳ１０１では、上述した位
相差検出部５３により、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂの油圧差ΔＰｂと
車輪速度Ｖｗの速度差ΔＶｗ又はその差分ΔΔＶｗに基
づいて、各輪における位相遅れφ＊＊を演算する。続
く、ステップＳ１０２では、車輪速度Ｖｗと推定車体速
度ＶＢに基づいて、車輪速度Ｖｗが最大摩擦力に相当す
るピークのスリップ率から落ち込んだ場合の処理に必要
なパラメータであるＷパラメータＷＰ＊＊を計算する。
このＷパラメータは、従来制御と同様にピークを超えた
場合に発生する加速度をフィードバックする方法である
が、速度の偏差を以下のように微分項、定常項、積分項
として各項にＫ１、Ｋ２、Ｋ３の重みづけし、これらを
足し合わせたものである。

【０１０５】

【数２１】ＷＰ＊＊＝Ｋ１（ΔＶｗ＊＊−ΔＶＢ）＋Ｋ
２（Ｖｗ＊＊−ＶＢ）＋Ｋ３Σ（Ｖｗ＊＊−ＶＢ） ただし、ΔＶｗ＊＊、ΔΔＶｗ＊＊、ΔＶＢは、以下の
数式のように０．１ｓｅｃに相当する期間の変化を求め
ている。

【０１０６】

【数２２】 ΔＶｗ＊＊ ＝Ｖｗ＊＊（ｎ）−Ｖｗ＊＊
（ｎ−Ｎ）

【０１０７】

【数２３】 ΔΔＶｗ＊＊＝ΔＶｗ＊＊（ｎ）ーΔＶ
ｗ＊＊（ｎ−Ｎ）

【０１０８】

【数２４】 ΔＶＢ＝ＶＢ（ｎ）−ＶＢ（ｎ−Ｎ） なお、Ｎ＝０．１ ／Ｔｓ（ただし、Ｔｓはサンプリン
グサイクルを示す）である。

【０１０９】続いて、ステップ１０３では、パラメータ
ＷＰ＊＊の絶対値が所定のしきい値Ｋｒｅｃよりも大き
いか否かを判定し、制動力がμピークを超えていたり、
段差等でタイヤに外力が加わった可能性があるか否かを
判断する。そして、肯定判定されれば、ステップＳ１０
４、Ｓ１０５に進んでリカバリー処理に移り、否定判定
されればステップＳ１０６〜Ｓ１０９に進んでピークサ
ーチ処理に移る。

【０１１０】リカバリー処理では、車輪速度の急な落ち
込みから適性なスリップ率に復帰させる処理が行われ
る。以下に、リカバリー処理について示す。

【０１１１】ステップＳ１０４では、最大摩擦力を発生
させる相当の油圧ＰＭ＊＊を求める。ここでの式は以下
のように導かれている。すなわち、数２５に示す車輪減
速度Ｖｗ＊＊′とブレーキ圧Ｐｂ＊＊の関係は、最終的
には数２６に示すような車体加速度ＶＢ′で最大摩擦力
Ｆｍａｘに釣り合うブレーキ圧ＰＭ＊＊の関係に置き換
えられる。数２５、数２６からＦｍａｘを除くことによ
りＰＭ＊＊を求める数２７に変形できる。但し、Ｖｗ＊
＊′、ＶＢ′共に微分を必要とし、そのまま計算すると
ノイズが大きくなるため、微分をとりやめ、数２７を一
定時間積分して平均化した数２８にて計算している。そ
して、ＰＭ＊＊とＶＢ′がわかればＦｍａｘを求めるこ
ともできる。言い換えれば数２７は最大摩擦力のオブザ
ーバとなっている。

【０１１２】

【数２５】 Ｉ／ｒＶｗ＊＊′＝Ｆｍａｘ−Ｋｐａｄ・
Ｐｂ＊＊

【０１１３】

【数２６】 Ｉ／ｒＶＢ′＝Ｆｍａｘ−Ｋｐａｄ・ＰＭ
＊＊

【０１１４】

【数２７】 ＰＭ＊＊＝Ｉ／ｒ／Ｋｐａｄ（Ｖｗ＊＊′
−ＶＢ′）＋Ｐｂ＊＊

【０１１５】

【数２８】

【０１１６】ただし、ΔＶｗ＊＊、ΔＶＢは、以下の数
式のように０．１ｓｅｃに相当する期間の変化を求めて
いる。

【０１１７】

【数２９】 ΔＶｗ＊＊ ＝Ｖｗ（ｎ）−Ｖｗ（ｎ−Ｎ
２）

【０１１８】

【数３０】 ΔＶＢ＝ＶＢ（ｎ）−ＶＢ（ｎ−Ｎ２） なお、Ｉは車輪の慣性モーメント、ｒはタイヤ半径、Ｖ
ｗ＊＊′は車輪加速度、Ｆｍａｘは最大摩擦力、Ｋｐａ
ｄはブレーキパッド定数、Ｐｂ＊＊は現在のＷ／Ｃ圧、
Ｎ２は０．１ｓｅｃ相当のサンプリング個数（＝０．１
／Ｔｓ）である。

【０１１９】そして、ステップＳ１０５では、ステップ
Ｓ１０４で求めた最大摩擦力Ｆｍａｘに釣り合うブレー
キ圧ＰＭ＊＊の値と、速度差のフィードバック要素であ
るＷＰ＊＊にゲインＫｗｐを掛けたものとを足し合わ
せ、必要とされるＷ／Ｃ圧（出力油圧）ＰＮ＊＊を計算
する。

【０１２０】一方、ピークサーチ処理では、位相差検出
部によって検出された位相差に基づいて、アンチスキッ
ド制御における増圧パターン、保持パターンいずれを行
うかを選択する。

【０１２１】まず、ステップ１０６では、検出された位
相差φ＊＊が所定のしきい値φｔｈより大きいか否かを
比較する。そして、位相遅れが小さい、所定のしきい値
φｔｈよりも小さい場合（例えば図２の領域１の場合）
には、ステップＳ１０７に進み増圧パターンが採用され
る。逆に、位相遅れが大きく、所定のしきい値φｔｈよ
りも大きい場合はすでに制動力がμピーク近くにあると
判断され、ステップＳ１０８に進み保持パターンが採用
される。

【０１２２】なお増圧パターンは図１０に示す様に最初
のステップは増圧幅は小さいが２ステップ以降は路面の
移り変わりに早く対応するために、大きな上げ幅として
ある。また、保持パターンは保持パターンに入る前に電
磁弁に送られた保持出力以外の信号が増圧信号か減圧信
号かによって、保持パターンを開始する信号を切り替え
ている。すなわち、保持以外の最後の出力が増圧であれ
ば減圧が先行した保持パターンとなり、保持以外の最後
の出力が減圧であれば増圧が先行した保持パターンとな
る。

【０１２３】また、このとき、増圧パターン、保持パタ
ーンともにパターン開始からの時間でΔＰＮ出力するよ
うにしている。すなわち増圧パターン開始後０．０５ｓ
ｅｃ経過したらホイールシリンダ圧を０．５ＭＰａ増
加、増圧パターン開始後０．１ｓｅｃ経過したらさらに
ホイールシリンダ圧を０．５ＭＰａ増加する様にΔＰＮ
を出力する。

【０１２４】同様に保持パターンの場合は保持パターン
開始後０．０５ｓｅｃ経過したら０．０５ＭＰａ増加、
保持パターン開始後０．１ｓｅｃ経過したらさらに０．
０５ＭＰａ減圧する様にΔＰＮを出力する。

【０１２５】この時、ΔＰＮの値があまりに小さすぎる
と、最終的に電磁弁に送られる増圧信号ＴＵＰ＊＊や減
圧信号ＴＤＷ＊＊が小さくなり、電磁弁が応答しなくな
る。また、応答しても車輪速度の変化が現れないほど小
さいと位相遅れが検出できない。

【０１２６】従って、ＴＵＰ＊＊、ＴＤＷ＊＊ともに３
ｍｓｅｃ以上となるようにΔＰＮを選んでいる。すなわ
ち、ＴＵＰ＊＊を３ｍｓｅｃのパルス幅としたときに計
算される変化幅をΔＰＮ３とすると、増圧の場合には数
３１のように表され、マスタシリンダ圧ＰＭ／Ｃが検出
可能な圧力センサがある場合には数３２のように表され
る。

【０１２７】

【数３１】 ΔＰＮ３＝ＫＵＰ・ＴＵＰ＊＊

【０１２８】

【数３２】 ΔＰＮ３＝（ＰＭ／Ｃ−Ｐｂ＊＊）ＥＸＰ
（−ＫＵＰ・ＴＵＰ＊＊） 同様に減圧時の場合、ＴＤＷ＊＊を３ｍｓｅｃのパルス
幅とした時に計算される変化幅をΔＰＮ３とすると、数
３３のように表される。

【０１２９】

【数３３】 ΔＰＮ３＝Ｐｂ＊＊（１−ＥＸＰ（−ＫＤ
Ｗ・ＴＤＷ＊＊））これらの値をＰｂ＊＊を変数とする
マップにもつ。そして、ΔＰＮ３が希望する変動幅であ
る０．５ＭＰａより小さい場合は、ΔＰＮ＝ΔＰＮ３と
し、大きい場合は、電磁弁が動くだけのパルス幅が出力
できるので、ΔＰＮ＝０．５ＭＰａとする。

【０１３０】このように計算されたΔＰＮを用いて、ス
テップＳ１０９では、ΔＰＮ＊＊をＰｂ＊＊と足し合わ
せ、必要とされるＷ／Ｃ圧（出力油圧）ＰＮ＊＊として
出力する。

【０１３１】そして、ステップＳ１１０において、ステ
ップ１０５若しくはステップＳ１０９で設定されたＷ／
Ｃ圧ＰＮ＊＊を実現するように、電磁弁タイマー出力値
であるＴＵＰ＊＊とＴＤＷ＊＊を油圧サーボ７０で演算
する。図１５に、この油圧サーボ７０での演算フローチ
ャートを示す。

【０１３２】まず、ステップＳ４０１では１サイクル前
で実現出力した、推定油圧である現在のＷ／Ｃ圧Ｐｂ＊
＊と必要とされるＷ／Ｃ圧ＰＮ＊＊とを大小比較し、Ｐ
Ｎ＊＊が大きい場合はステップＳ４０２以降の増圧処
理、小さい場合はステップＳ４１２以降の減圧処理に移
る。

【０１３３】ステップＳ４０２では、目標圧ＰＮ＊＊と
最大圧ＫＰＭＡＸ、例えば３０Ｍｐａとを大小比較しす
る。そして、最大圧ＫＭＡＸの方が大きい場合は、無条
件にステップＳ４０５に進んで最大圧ＫＰＭＡＸをＰＭ
ＡＸ＊＊に設定し、ステップＳ４０８でサンプリング間
隔ＴｓをＴＵＰ＊＊にセットしてフルに増圧を出力する
と共に、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂ＊＊を最大圧に設定する。逆に、
目標圧ＰＮ＊＊が最大圧ＫＰＭＡＸより小さい場合、ス
テップＳ４０３で、サンプリング間隔Ｔｓ時間だけＴＵ
Ｐ＊＊を出力した場合の増圧量に相当するＫＵＰを現在
のＷ／Ｃ圧Ｐｂ＊＊に足した圧力ＰＭＡＸ＊＊を計算す
る。

【０１３４】そして、ステップ４０４で、圧力ＰＭＡＸ
＊＊と目標圧ＰＮ＊＊を大小比較する。目標圧ＰＮ＊＊
が圧力ＰＭＡＸ＊＊より大きい場合は、ステップＳ４０
８に進み、上記と同様の処理が成される。また、目標圧
ＰＮ＊＊が圧力ＰＭＡＸ＊＊より小さい場合は、ステッ
プＳ４０６で下記の数３４を用いて目標圧ＰＮ＊＊を実
現できるＴＵＰ＊＊を計算する。

【０１３５】

【数３４】 ＴＵＰ＊＊＝（ＰＮ＊＊−Ｐｂ＊＊）／Ｋ
ＵＰ そして、ステップＳ４０７では、Ｓ４０６で計算された
タイマー値ＴＵＰ＊＊を電磁弁の最小駆動時間であるＫ
ＴＵＰＭＩＮと大小比較し、この値より小さい場合には
増圧弁の開閉動作は保証されず、誤差および制御エラー
の原因となる。従って、ＫＴＵＰＭＩＮより小さい場合
はタイマー値ＴＵＰ＊＊も出力されず、また現在のＷ／
Ｃ圧Ｐｂ＊＊も更新されることなく次の割り込みサイク
ルへ進む。逆に、ＫＴＵＰＭＩＮより大きい場合はステ
ップＳ４０９に進み、現在のＷ／Ｃ圧Ｐｂ＊＊を更新す
る。

【０１３６】このようにしてステップＳ４０８、Ｓ４０
９での処理を終えると、ステップＳ４１０に進み、タイ
マー値ＴＵＰ＊＊を電磁弁駆動タイマーにセットし、処
理を終了する。

【０１３７】一方、減圧処理についても増圧処理と同様
であり、ステップＳ４１２では、目標圧ＰＮ＊＊と最小
圧ＫＰＭＩＮ、例えば０．２Ｍｐａとを大小比較する。
そして、目標圧ＰＮ＊＊の方が小さい場合は、無条件に
ステップＳ４１５に進んで最小圧ＫＰＭＩＮをＰＭＩＮ
＊＊に設定し、ステップＳ４１８でサンプリング間隔Ｔ
ｓをＴＤＷ＊＊にセットしてフルに減圧を出力すると共
に、現在のＷ／Ｃ圧Ｐｂ＊＊を最小圧に設定する。逆
に、目標圧ＰＮ＊＊が最小圧ＫＰＭＩＮより大きい場
合、ステップＳ４１３で、サンプリング間隔Ｔｓ時間だ
けＴＤＷ＊＊を出力した場合の減圧量に相当するＫＤＷ
を下記の数３５に代入し、圧力ＰＭＩＮ＊＊を計算す
る。

【０１３８】

【数３５】 ＰＭＩＮ＊＊＝Ｐｂ＊＊・ＥＸＰ（−ＫＤ
Ｗ・Ｔｓ） そして、ステップ４１４で、圧力ＰＭＩＮ＊＊と目標圧
ＰＮ＊＊とを大小比較する。目標圧ＰＮ＊＊が圧力ＰＭ
ＩＮ＊＊より小さい場合は、ステップＳ４１８に進み、
上記と同様の処理が成される。また、目標圧ＰＮ＊＊が
圧力ＰＭＩＮ＊＊より大きい場合には、ステップＳ４１
６で下記の数３６を用いて目標圧ＰＮ＊＊を実現できる
ＴＤＷ＊＊を計算する。

【０１３９】

【数３６】 ＴＤＷ＊＊＝−１／ＫＤＷ・ｌｏｇ（ＰＮ
＊＊／Ｐｂ＊＊） そして、ステップＳ４１７では、Ｓ４１６で計算された
タイマー値ＴＤＷ＊＊を電磁弁の最小駆動時間であるＫ
ＴＤＷＭＩＮと大小比較し、この値より小さい場合には
減圧弁の開閉動作は保証されず、誤差および制御エラー
の原因となる。従って、ＫＴＤＷＭＩＮより小さい場合
はタイマー値ＴＤＷ＊＊も出力されず、また現在のＷ／
Ｃ圧Ｐｂ＊＊も更新されることなく次の割り込みサイク
ルへ進む。逆に、ＫＴＤＷＭＩＮより大きい場合はステ
ップＳ４１９に進み、現在のＷ／Ｃ圧Ｐｂ＊＊を更新す
る。

【０１４０】このようにしてステップＳ４０８、Ｓ４０
９での処理を終えると、ステップ４２０に進み、タイマ
ー値ＴＤＷ＊＊を電磁弁駆動タイマーにセットし、処理
を終了する。なお、油圧差ΔＰｂは上記現在のＷ／Ｃ圧
Ｐｂ＊＊より、ΔＰｂ＊＊＝Ｐｂ＊＊（ｎ）−Ｐｂ＊＊
（ｎ−Ｎ）として求められる。

【０１４１】このようにして、目標圧力を実現しなが
ら、アンチスキッド制御を行った場合におけるタイミン
グチャートを図１８に示す。この図は、速度７０Ｋｍ／
ｈからのブレーキングを行った時のアンチスキッド制御
波形の一部を示したものである。図１８（ａ）には車輪
速度ＶＷ、推定油圧Ｐｂ、伝達ゲイン、位相遅れφが示
され、図１８（ｂ）には油圧差ΔＰｂ、速度差ΔＶｗの
差分ΔΔＶＷが示され、図１８（ｃ）には、油圧差ΔＰ
ｂと差分ΔΔＶＷとからオフセット分を除き符合を反転
させたもの、すなわち｛−（ΔΔＶｗ−Ｍｅａｎ（ΔΔ
Ｖｗ））｝と｛ΔＰｂ−Ｍｅａｎ（ΔＰｂ）｝が示され
ている。

【０１４２】最終的な位相遅れφは図１８（ｃ）に示す
値から演算される。図１８（ｃ）から分かるように油圧
Ｐｂが上昇して行くと、油圧Ｐｂの変化に対して速度差
ΔＶｗの差であるΔΔＶｗの変化が明らかに様子が変わ
り、遅れてくる所がある。この変化を検出して位相遅れ
φが変化している。そして、位相遅れφがしきい値φｔ
ｈを下回ったところで保持パターンに変化し推定油圧Ｐ
ｂがほぼ一定となっている。

【０１４３】このように、上記のように目標圧力を実現
させながらアンチスキッド処理を行うことにより、制動
力ピークを超えることによる車輪速度の落ち込みを少な
くでき、十分な制動力が得られるようにすることができ
る。

【０１４４】（他の実施形態）上記説明では、増圧パタ
ーンの一例として、図１９（ａ）に示すようなパターン
を示したが、図１９（ｂ）、（ｃ）に示すような増圧パ
ターンとしてもよい。

【０１４５】すなわち、図１９（ｂ）にしめすように、
パルス幅４つ分を一周期とし、一周期中にＷ／Ｃ圧Ｐｂ
を増圧、増圧、保持、増圧するという動作を行っても良
いし、パルス幅４つ分を一周期とし、一周期を１／３に
分割し、１／３の期間に増圧、増圧、増圧という動作を
行うようにしても良い。

【０１４６】また、上記実施形態において、マスター油
圧センサーでマスター圧ＰＭが計測できる場合には、上
記ステップＳ４０３、Ｓ４０６の式をそれぞれ下記の数
３７、数３８のように変更できる。

【０１４７】

【数３７】ＰＵＰＭＡＸ＊＊＝Ｐｂ＊＊＋（ＰＭ−Ｐｂ
＊＊）ＥＸＰ（−ＫＵＰ・Ｔｓ）

【０１４８】

【数３８】ＴＵＰ＊＊＝−１/ＫＵＰ・ｌｏｇ（（ＰＭ
−ＰＮ＊＊）/（ＰＭ−Ｐｂ＊＊）） また、上記実施形態では、ブレーキトルクに影響する値
として、Ｗ／Ｃ圧Ｐｂを用いているが、ブレーキトルク
に影響を与える他のパラメータ、またはブレーキトルク
自身を用いても良い。

【０１４９】また、図９、図１０の油圧Ｐｂの一周期の
増圧パターンおよび図１９（ｂ）、（ｃ）に示す一周期
の増圧パターンにおける各増圧パルスの単位時間あたり
の出力数、すなわち増圧パルス周期あるいは／および周
波数は、所定周期あるいは所定周波数に制限する方が良
い。たとえば、各車輪には主にサスペンション系の共振
振動が伝達されるが、このサスペンション系の共振振動
とは、車体の揺れあるいはエンジンの振動とサスペンシ
ョン系自身の振動との共振現象によるものであり、車種
により各々異なるものであるが、多くは、約１５ヘルツ
から４０ヘルツ程度の共振周波数をもっている。たとえ
ば１５ヘルツの共振周波数は車両の上下方向の共振現象
の周波数であり、４０ヘルツの共振周波数とは車両の前
後方向の共振現象の周波数である。よって、このような
１５ヘルツおよび４０ヘルツの周波数あるいは／および
周期を除いた増圧パルスの周波数あるいは／および周期
とすれば、サスペンション系の共振周波数が油圧差ΔＰ
ｂ演算あるいは油圧Ｐｂ自体の演算の際に用いる信号に
悪影響を与えにくくなり、ノイズの影響を低減すること
ができる。また、増圧パルス自体すなわち増圧パルスに
よる油圧振動および／あるいは弁等のアクチュエータ自
体の振動とサスペンション系の振動とがさらに共振する
可能性も低減することができる。なお、通常、１秒間に
４０回以上の増圧パルスを出力することはアクチュエー
タ（電磁弁）の性能上困難である場合が多いため、増圧
パルスの周期あるいは／および周波数は、１５ヘルツよ
り小さい値、より効果を増すために１０ヘルツ以下とす
ることが望ましい。

【０１５０】また、サスペンション系等の共振現象によ
る悪影響を極力除去する際に、上述の如く増圧パルスの
周期あるいは／および周波数を考慮するだけではなく、
車輪速度Ｖｗの信号の処理時に、バンドパスフィルタあ
るいはローパスフィルタ等により、サスペンション系の
共振周波数を除いてもよい。この際には、１５ヘルツお
よび／あるいは４０ヘルツを中心としたプラスマイナス
５ヘルツぐらいを車輪速度Ｖｗの信号から除去してもよ
いし、１５ヘルツより小さい周波数成分のみ、あるいは
／および４０ヘルツよりも大きい周波数成分のみで車輪
速度Ｖｗ演算をするようにしてもよい。この際にも、サ
スペンション系の共振によるノイズ信号を車輪速度信号
から除去でき、演算精度を向上することができる。

【０１５１】なお、車輪速度信号に対するサスペンショ
ン系の共振周波数相当の信号成分の除去は、増圧パルス
側とともに採用してもよいし、各々ごとに採用してもよ
い。

【０１５２】また、上述までの実施形態では、図１２で
示した３位置弁を用いたアンチスキッド制御装置に適用
していたが、この３位置弁２１〜２４に代えて、２位置
弁を用いるようにしてもよい。この際、一例としては、
３位置弁２１に代えて、マスタシリンダ１６からホイー
ルシリンダ１１までの間の管路に増圧、保持をする増圧
２位置弁と、この増圧２位置弁からリザーバの問に設け
られ、減圧、保持をする減圧２位置弁とを採用するよう
にしてもよい。また、この増圧２位置弁に代えて、リニ
ア弁を採用するようにしてもよい。このリニア弁は、通
常状態では連通状態であり、ソレノイドヘの通電量に応
じて弁体の弁座からのリフト量をリニアに可変調整する
ことができるものである。このようなリニア弁を増圧弁
として用いる場合には、図９、図１０、図１９に示した
増圧パルスの増圧立上りに発生する高調波成分を除去す
るようにすると、油圧差ΔＰｂを演算する際のノイズの
影響を抑制することができる。なお、この高調波成分と
は、増圧パルスの立ちあがり時にきわめて大きい周波数
である油圧変動が発生するが、この油圧変動を指す。こ
の油圧変動は油圧差ΔＰｂを演算する際のノイズとなる
ので、リニア弁を増圧弁として用いる場合には、パルス
立ちあがりから保持に入る角の部分を緩やかにするよう
に増圧パルス波形を形成するのが望ましい。

【０１５３】また、段差、悪路などの荒れた路面に対応
したロジックを図２０に示す。この図は、上述した実施
形態の図１３に対して、共振検出部８０、第２増圧パタ
ーン選択部８１およびスイッチ部８２が備えられたもの
である。段差、悪路状態などサスペンションの共振が大
きい時、車輪速度の変化が位相検出に影響する。従っ
て、位相とは独立に別途サスペンション上下（約１５Ｈ
ｚ）又はサスペンション前後（約４０Ｈｚ）の共振検出
を共振検出部８０にて行い、共振値（ゲイン）が大きい
場合、すなわち段差が大きい状態あるいは路面状態が荒
れている状態（悪路状態）の少なくとも一方の場合に
は、スイッチ部８２での選択により、第２増圧パターン
選択部８１から通常増圧パターンより大きな増圧勾配を
出力する。採用する共振数端数（例えば１５Ｈｚ、４０
Ｈｚ）は車両により調整する。図２０において、一点鎖
線より下の部分は前出の実施形態（図１３参照）と同等
であり、一点鎖線の上部の共振検出部にてサスペンショ
ン振動のゲインを計測し共振ゲインがしきい値よりも大
きな場合、より大きな増圧勾配を出力する。これにより
増圧遅れが減少できる。

【０１５４】なお、本発明におけるアンチスキッド制御
装置は、上述の実施例にのみ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種々変更を加
えてもよいる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、従来における車輪速度と車輪加速度
を用いたアンチスキッド制御を示す特性図、（ｂ）は、
従来におけるμ特性図である。

【図２】時間に関する制動力の増圧特性と車輪速度の増
圧特性、およびμーＳ特性を示す図である。

【図３】油圧変化に対する応答を示す図である。

【図４】ブレーキ力変化と速度変化をモデル的に示した
図である。

【図５】ブレーキ力変化と速度変化をモデル的に示した
図である。

【図６】接地面のダンパー要素を変化させた場合におけ
るタイヤバネの変形及び接地面すべり量を示した図であ
る。

【図７】接地面のダンパー要素を変化させた場合におけ
るＷ／Ｃ圧Ｐｂに対する車輪速度Ｖｗの速度差ΔＶｗの
変化を示した図である。

【図８】油圧変化に対する速度変化の応答の取り出し方
を示す図である。

【図９】増圧のための油圧出力パターンを示す図であ
る。

【図１０】制動ピーク保持のための油圧出力パターンを
示す図である。

【図１１】増圧パターンの増圧幅について説明した図で
ある。

【図１２】本発明の一実施形態が適用されるアンチスキ
ッド制御装置の全体構成を示した図である。

【図１３】アンチスキッド制御システムを示すブロック
図である。

【図１４】位相差検出部の概要を示した図である。

【図１５】図１２に示すアンチスキッド制御装置が行う
アンチスキッド制御のフローチャートである。

【図１６】図１５に示す各輪制御の詳細を示すフローチ
ャートである。

【図１７】図１６に示す油圧サーボ７０が行う油圧演算
フローチャートである。

【図１８】アンチスキッド制御実行時におけるタイミン
グチャートを示す図である。

【図１９】他の実施形態で示す増圧パターンの変形例を
示す図である。

【図２０】他の実施形態で説明するアンチスキッド制御
システムを示すブロック図である。

【符号の説明】

１〜４…車輪、５〜８…車輪速度センサ、１１〜１４…
Ｗ／Ｃ、２１〜２４…電磁弁、４０…ＥＣＵ。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の各車輪の車輪速度を検出する車輪
   速度検出手段と、 各車輪にかかるブレーキトルクに影響する値を検出する
   手段とを有し、 前記車輪速度検出手段の検出した各車輪の車輪速度の変
   化の位相と前記ブレーキトルクに影響する値を検出する
   手段が検出したブレーキトルクに影響する値の変化の位
   相とを比較し、前記車輪速度の変化の位相遅れを検出す
   ることにより、前記各車輪における制動状態を検出する
   制動状態検出手段と、 前記制動状態検出手段によって検出された制動状態に基
   づいてアンチスキッド制御を行うようになっていること
   を特徴とするアンチスキッド制御装置。
2. 【請求項２】 前記ブレーキトルクに影響する値をパル
   ス的に増加させ、該パルス的な変化に対する前記車輪速
   度の変化に基づいて前記制動状態を検出するようになっ
   ていることを特徴とする請求項１に記載のアンチスキッ
   ド制御装置。
3. 【請求項３】 前記制動状態検出手段は、スリップ率が
   低い状態から高い状態に移るにつれて、前記ブレーキト
   ルクに影響する値を検出する手段の検出したブレーキト
   ルクに影響する値の変化の位相に対し、前記車輪速度検
   出手段が検出した前記車輪速度の位相が遅れることに基
   づいて、前記各車輪の制動状態を検出するようになって
   いることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンチス
   キッド制御装置。
4. 【請求項４】 前記ブレーキトルクに影響する値とし
   て、パルス的に付与される各ホイールシリンダへの油圧
   は、車種によって予め定まっているサスペンション系の
   共振振動の周期より低い周期のパルス変化とすることを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のアン
   チスキッド制御装置。
5. 【請求項５】 前記車輪速度の変化として、車種によっ
   て予め定まっているサスペンション系の共振振動の周波
   数より低い周波数の信号を用いるように、前記車輪速度
   検出手段により検出された車輪速度信号から信号抽出す
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記
   載のアンチスキッド制御装置。
6. 【請求項６】 前記車輪速度の変化として、所定時間に
   おける前記車輪速度の速度差ΔＶｗ又は前記所定時間に
   おける前記速度差ΔＶｗの差分ΔΔＶｗが用いられてい
   ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記
   載のアンチスキッド制御装置。
7. 【請求項７】 前記車輪速度の変化として、所定時間に
   おける前記車輪速度の速度差ΔＶｗから該速度差ΔＶｗ
   の平均値を除いた値、もしくは前記所定時間における前
   記速度差ΔＶｗの差分ΔΔＶｗから該差分ΔΔＶｗの平
   均値を除いた値が用いられていることを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれか１つに記載のアンチスキッド制御
   装置。
8. 【請求項８】 前記ブレーキトルクに影響する値の変化
   として、一定時間におけるホイールシリンダ圧の油圧差
   ΔＰｂが用いられていることを特徴とする請求項１乃至
   ７のいずれか１つに記載のアンチスキッド制御装置。
9. 【請求項９】 前記ブレーキトルクに影響する値の変化
   として、一定時間におけるホイールシリンダ圧の油圧差
   ΔＰｂから該油圧差ΔＰｂの平均値を除いた値が用いら
   れていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１
   つに記載のアンチスキッド制御装置。
10. 【請求項１０】 段差もしくは悪路状態の検出を行い、
    該段差もしくは悪路状態が検出された場合には、検出さ
    れない場合と比べて、前記ブレーキトルクに影響する値
    としての増圧パターンを急増圧させる手段を有している
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載
    のアンチスキッド制御装置。
11. 【請求項１１】 車両の各車輪の車輪速度を検出する車
    輪速度検出手段と、 各車輪にかかるブレーキトルクに影響する値を検出する
    手段とを有し、 前記車輪速度検出手段の検出した各車輪の車輪速度の変
    化の位相と前記ブレーキトルクに影響する値を検出する
    手段が検出したブレーキトルクに影響する値の変化の位
    相とを比較し、前記車輪速度の変化の位相遅れを検出す
    ることにより、前記各車輪における制動状態を検出する
    ことを特徴とする制動状態検出装置装置。