JP2008126942A - ブレーキ制御方法およびブレーキ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のブレーキ制御装置は、タイヤが装着された車輪に制動力を付加して制動させるとともに、制動力を調整する機能を有するブレーキと、タイヤにかかるその半径方向の加速度信号を時系列的に検出する加速度センサと、加速度信号からタイヤの接地長を逐次算出する接地長算出部と、ブレーキによる制動力が付加されたことを検知し、検知信号を出力するブレーキセンサと、ブレーキセンサから検知信号が入力された場合、各時刻で得られたタイヤの接地長を比較して得られた比較情報に基づいて、ブレーキに制動力の調整の要不用を示す制動情報信号を出力する判定部と、判定部からの制御情報信号に基づいてブレーキに制動力を調整させる制御信号を出力するブレーキコントロールユニットとを有する。
【選択図】図2
Description
ここで、タイヤは、スリップ率が小さい範囲では、スリップ率の増加に伴い、摩擦力も増加するが、ある程度スリップ率が大きくなると、極大値に達する。そして、更にスリップ率が増加すると、摩擦力は低下し、最終的には車輪ロック状態に陥る。しかし、どの程度のスリップ率で、車輪がロックするかは、車両に装着されているタイヤ、および濡れている路面または雪の路面などの路面状況によって変化する。このため、ABSにおいては、車輪がロックしてしまわないように、予め余裕を持って決定された所定の閾値に達したとき、ブレーキ圧の制御(減圧、保持、増圧等)を繰り返すように、ABSの制御プログラムに設定されている。
図1は、縦軸に接地長、スリップ率をとり、横軸に時間をとって、ABSによる制動中の接地長変化を示すグラフである。また、図2は、縦軸に接地長、スリップ率をとり、横軸に時間をとって、ABSによる制動中の接地長変化を示すグラフであり、図1の要部拡大図である。なお、図1および図2に示す「◇」は、タイヤのセンタ(図4参照、参照符号24)に取り付けられた加速度センサによる接地長を示し、図1に示す「□」は、タイヤのセカンド(図4参照、参照符号24a)に取り付けられた加速度センサによる接地長を示し、図1に示す「○」は、タイヤのショルダ(図4参照、参照符号24b)に取り付けられた加速度センサによる接地長を示す。また、図1および図2に示す曲線αは、スリップ率を示す。
このように、接地長の情報を用いることにより、ABS動作の判定が早期に可能であり、かつ安定した車両の制動制御ができ、さらには、制動距離を短くすることができる。本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものである。
図3に示すブレーキ制御装置10は、一般的に自動車などの車両に設けられるものであり、加速度センサ24によるタイヤ20の半径方向の加速度信号、および車輪12の車輪速センサ26からの回転検出信号を用いて、タイヤ20が滑らない状態にブレーキ14の制動力を調整する装置である。
このブレーキ制御装置10は、基本的に、複数の車輪12と、各車輪12に制動力を付与するとともに、制動力を調整する機能を有するブレーキ14と、運転者がブレーキをかけたことを検出するブレーキセンサ16と、ブレーキ14の制動力を制御する制御部18とを有する。
加速度センサ24により、タイヤ20のトレッド部20bの半径方向(ラジアル方向)Rにおける加速度が時系列的に検出される。また、この加速度センサ24は、送信機(図示せず)を備え、この送信機を介して制御部18に接続されている。
半導体加速度センサは、具体的には、Siウエハ外周枠部内にダイアフラムが形成されたSiウエハと、このウエハ外周枠部を固定する台座とを有し、ダイアフラムの一方の面の中央部に重錘が設けられ、ダイアフラムには複数のピエゾ抵抗体が形成されている。この半導体加速度センサに加速度が作用した場合、ダイアフラムは変形し、この変形によりピエゾ抵抗体の抵抗値は変化する。この変化を加速度の情報として検出できるようにブリッジ回路が形成されている。
加速度センサ24は、半導体加速度センサに限定されるものではなく、タイヤ20の半径方向Rの加速度が検出可能な加速度センサであればよい。
この車輪速センサ26は、図5(a)に示すように、ホイールに取り付けられたギアパルサー30と、このギアパルサー30に対向して設けられたセンサ部32と、このセンサ部32の回転検出信号を送信する送信機34とを有する。
車輪が回転すると、歯30aと、隙間30bとが交互にセンサ部32に対向することになり、センサ部32における磁界が変化する。この磁界の変化により、コイルに電圧が発生する。この場合、車輪速センサ26(センサ部32)においては、例えば、図5(b)に示すように、車輪の回転に応じて正弦波交流状の回転検出信号36が出力される。ギアパルサー30の歯30aの数は変わるものではない。このため、車輪速センサ26(センサ部32)においては、車輪速度によらず、車輪1回転あたりの回転検出信号36における波数は同じである。すなわち、車輪速センサ26(センサ部32)から出力される出力信号の数は、車輪速度によらず同じである。このため、回転検出信号36の波数の間隔により、車輪速度が算出することができる。
また、制御部18は、ブレーキセンサ16からブレーキ信号が入力された場合、車輪12に設けられた加速度センサ24および車輪速センサ26からの回転検出信号に基づいて、制動力を調整する制御信号をブレーキ14に出力するものである。
図6に示すように、制御部18は、コントローラ38、受信機40、アンプ42、車輪速度算出部44、スリップ率演算部46、ブレーキ判定部48、第1のメモリ50、ブレーキコントロールユニット52および接地判定ユニット54を有するものである。
なお、コントローラ38は、処理部18の各構成部を制御するものでもある。
アンプ42は、各車輪12の加速度センサ24による各タイヤ20の半径方向の加速度信号、および各車輪12の車輪速センサ26からの各回転検出信号を増幅するものである。
また、車輪速度算出部44は、各車輪12のうち、最も速いものを車輪速度とし、この車輪速度の情報をスリップ率演算部46に出力するものである。
さらに、車輪速度算出部44は、各車輪12のうち、最も速い車輪速度を用いて、擬似車両速度を算出し、この擬似車両速度をスリップ率演算部46に出力するものである。
スリップ率(%)={(擬似車両速度−車輪速度)/擬似車両速度}×100
第1のメモリ50は、スリップ率の閾値を記憶するものである。
ブレーキコントロールユニット52は、ブレーキ判定部48からの制動情報信号に基づいて、ブレーキ14に制動力を調整する制御信号を出力するものである。
以上、制御部18において接地判定ユニット54を除いた構成が、スリップ率により、車両の制動を制御する通常のABSを構成するものである。本発明は、通常のABSに、接地長によるABSの判定ユニット(接地長ユニット54)が設けられたものである。
接地判定ユニット54は、データ取得部60にコントローラ38からブレーキ非入力信号が入力されると、接地長を算出し、第2のメモリ66に、この接地長を逐次記憶させるものである。
接地判定ユニット54において、データ取得部60は、例えば、図6(a)に示すように、アンプ42で増幅された加速度センサ24による半径方向Rの加速度の時系列データ70(以下、単に加速度データという)を取得するものである。なお、データ取得部60においては、車輪速度算出部44から車輪速度の情報が入力され、この車輪速度の情報に基づいて、最も速度が速い車輪の加速度データを取得する。データ取得部60においても、スリップ率による判定に用いられる車輪と同じ車輪の加速度データが用いられる。
また、データ取得部60は、ブレーキ非入力信号またはブレーキ入力信号が入力されるものである。データ取得部60においては、ブレーキ入力信号が入力された場合、加速度データの取得間隔、またはサンプリング周波数を変えるようにしてもよい。
図6(a)に示すように、加速度データ70は、ノイズ成分が多い。なお、図6(a)は、3回転(回転角度1080°)分の加速度データ70を示している。
なお、接地長算出部64による接地長の測定方法については、後に詳細に説明する。
例えば、判定部68においては、コントローラ38からブレーキ入力信号が入力された場合、第2のメモリから読み出した後述する第1の判定基準〜第3の判定基準のいずれかの基準に基づいて、動作判定値を算出し、この動作判定値が、第2のメモリから読み出し所定の判定基準に適合するか否かによって、制動情報信号をブレーキコントロールユニット52に出力するものである。
判定部68において、第1の判定基準〜第3の判定基準のいずれかを基準とし、動作判定値を算出するかについての設定は、コントローラ38によりなされる。
なお、判定部68における第1の判定基準〜第3の判定基準、および判定方法については後で詳細に説明する。
接地判定ユニット54においては、接地長算出部64で逐次算出された接地長が、第2のメモリ66に出力されるとともに、判定部68にも出力される。
これらの結果は、いずれも加速度センサ24のうち、タイヤのラジアル方向の加速度の計測データから、タイヤのトレッド部のラジアル方向の変形量を算出する場合の結果である。本実施形態においては、タイヤのラジアル方向の加速度データを用いてタイヤのトレッド部のラジアル方向の変形量のみを算出して接地領域を特定するが、本発明では、タイヤの周方向の加速度データから評価した周方向の変位を加味して接地領域を特定してもよい。
次に、加速度データのうち、加速度データが、データ処理部60に供給され、フィルタによる平滑化処理が行われる(ステップS102)。図8(a)に示すように、データ処理部62に供給された加速度データはノイズ成分が多く含まれるため、フィルタを用いた平滑化処理により、図8(b)に示すように滑らかなデータとされる。
図8(b)において、接地面の中心位置はθ=180°、540°および900°であり、タイヤの略3周分の加速度データが示されている。
ラジアル方向の加速度の背景成分1は、タイヤの転動中の遠心力(向心力)の加速度成分および重力加速度成分を含み(なお、周方向の加速度の背景成分においても、これらの成分を含み)、図8(c)に示す例では点線で示される。この背景成分1は、接地面の中心位置θ=180°、540°および900°のそれぞれを中心として、絶対値で0以上90°未満の角度の範囲を除いた周上の領域で加速度データに近似するように求められる。
なお、図8(c)では、接地中心位置(θ=180°,540°,900°)を中心として絶対値で0°以上90°未満の角度の範囲を第1の領域としたが、本発明における第1の領域は、接地中心位置から少なくとも絶対値で0°以上60°未満の角度の範囲を含むものであればよい。
なお、積分の対象となる加速度データには通常ノイズ成分を含むので、2階積分を行うとノイズ成分も同時に積分され、精度の高い変位データを求めることはできない。図9(a)は、図8(c)の加速度の時系列データを時間に関して2階積分した結果である。図9(a)に示されるように、時間と共に変位が急激に増大していることが見られる。これは、積分の対象となる加速度の時系列データにノイズ成分を含み、2階積分により積算されていくからである。一般に、定常状態で転動するタイヤのトレッド部の注目する一点の変位を観察した場合、タイヤの回転周期を単位として周期的な変形を繰り返す。したがって、図9(a)に示すように時間と共に変形が増大することは通常ありえない。
そこで、時間の2階積分が施されて得られた変位データに対して、タイヤの回転周期を単位として周期的な変形を繰り返すように、以下の処理が行われる。
具体的に説明すると、タイヤの周上の領域を、路面との接地領域を含む第3の領域とこれ以外の第4の領域とに分け、第3の領域として、θ=90°より大きく270°未満、450°より大きく720°未満、810°より大きく980°未満の領域を定め、第4の領域として、θ=0°以上90°以下および270°以上360°以下、360°以上450°以下および630°以上720°以下、720°以上810°以下および990°以上1080°以下の領域を定める。背景成分2は、上記第4の領域中の複数の周上位置(θまたはθに対応する時間)を節点とし予め定められた関数群を用いて、第3の領域および第4の領域のデータに対して最小ニ乗法により第2の近似曲線を算出することによって求める。なお、第3の領域は、上述した第1の領域と一致する領域であってもよいし、異なる領域であってもよい。また、第4の領域は、上述した第2の領域と一致する領域であってもよいし、異なる領域であってもよい。節点は、上述したように、スプライン関数の局所的な曲率(屈曲性)を規定する横軸上の拘束条件を意味する。図9(b)には、背景成分2を表す第2の近似曲線が点線で示されている。図9(b)の例では、図9(b)中の「△」で示される位置、すなわちθ=10°,30°,50°,70°,90°,270°,290°,310°,330°,350°,370°,390°,410°,430°,450°,630°,650°,670°,690°,710°,730°,750°,770°,790°,810°,990°,1010°,1030°,1050°,1070°における時間を節点としている。
図9(b)には、第4の領域の変位データを主に用いて算出された第2の近似曲線が点線で示されている。第4の領域では、第2の近似曲線は変位データ(実線)と略一致している。
図9(c)は、図9(b)に示す変位信号(実線)から第2の近似曲算線(点線)を差し引くことにより算出される、トレッド部の接地変形に基づく変形量の分布を示している。図9(c)は、トレッド部上の所定の測定位置が周上を回転して変位するときの3回転分の変形量の分布(3回の接地)を示している。接地のたびに変形量が変化していることが見られる。
最後に、図9(c)に示すトレッド部における変形量の時系列データについて時間に関して2階微分を行うことにより、図9(d)に示す加速度からノイズ成分が除去された、トレッド部の変形量に対応した加速度の時系列データ、すなわち、トレッド部の接地変形に基づく、ノイズ成分を含まない加速度の時系列データ(後述する図10参照)が算出される(ステップS114)。
このようにして算出される変形量のデータおよびステップS114で求められたタイヤの変形に基づく加速度の時系列データは、接地領域の特定に用いられる。
まず、ステップS114によって抽出されたタイヤのトレッド部の接地変形に基づく、ノイズ成分を含まない加速度の時系列データにおいて、加速度が急激に変化して0を横切る点が2つ求められる。次に、求められた2つの点に対応する変位データ中の位置が求められ、この位置を図10に示すように接地前端および接地後端の位置とする。このように加速度の時系列データが急激に大きく変化する部分を、接地前端および接地後端と定めることができるのは、トレッド部が回転して接地領域に進入するとき、または接地領域から出るとき、タイヤの回転による遠心力加速度成分が急激に変化するからである。また、加速度の時系列データが0を横切る位置を明確に定めることができる。
上記例は、タイヤのラジアル方向の加速度を用いて得られるラジアル方向の変形量に基づいて接地領域を特定するものであるが、タイヤの周方向の加速度を用いて得られるタイヤの周方向の変形量に基づいて接地領域を特定することができる。接地領域において、周方向では、接地前端および接地後端で互いに異なる方向に大きく変形することが知られており、この変形を利用して接地前端および接地後端を定めることができる。
このような方法により特定される接地領域の接地長は、タイヤの有限要素モデルを用いてシミュレーションを行ったときの接地長と精度良く一致することが確認されており、したがって、特定される接地領域は精度良く特定されるといえる。
以上のようにして、本実施形態においては、接地領域の接地長を求めることができる。なお、接地長の算出方法は、本実施形態に限定されるものではない。
このとき、基準長Liが、基準接地長L0の値よりも所定の大きさ以上であるとき、すなわち、Li>ε・L0(ε:任意の定数)を、第1の判定基準とする。εは、例えば、140%(=1.4)である。この第1の判定基準は、第2のメモリ66に記憶されている。
次に、第1の判定基準と、算出された比率(動作判定値)とを比較する。
例えば、図2に示すように、算出された接地長Liが、基準接地長L0の140%を超え、第1の判定基準を満たさないとき(時刻t1)、判定部68は、ブレーキコントロールユニット52に、ブレーキの制動力を調整させるための制動情報信号を出力する。
この場合、図2に示すように、スリップ率による判定よりも、接地長の増加が早くに現れるため、スリップ率だけを判定に用いたものよりも早期にブレーキの制動力を調整することができ、車両の制動をより制御できるとともに、制動距離を短くすることができる。
この第2の判定基準としては、ブレーキがかけられた後、先の時刻の次時刻である次の時刻の接地長の変化率が小さくなったとき、例えば、先の時刻ti−1の接地長をLi−1とし、先の時刻ti−1の次時刻である次の時刻tiの接地長をLiとするとき、次の時刻tiの接地長Liが、1.02×Li−1>Li>0.97×Li−1を満たすことを第2の判定基準とする。この第2の判定基準は、第2のメモリ66に記憶されている。
次に、第2の判定基準と、算出された比率(動作判定値)とを比較する。
例えば、図2に示すように、次の時刻tiの接地長Liが、1.02×Li−1>Li>0.97×Li−1を満たすとき(時刻t2)、判定部68からブレーキコントロールユニット52に、ブレーキの制動力を調整させるための制動情報信号を出力する。
なお、第1の判定基準により、制動力の調整をした後、第2の判定基準(接地長の時系列変化率(傾き変化))により、制動力の調整をすることもできる。
この第3の判定基準としては、ブレーキがかけられた後における最大接地長Lmaxに対する接地長の変化が±10%の範囲δ(図2参照)を超えたこととする。すなわち、本実施形態において、ブレーキがかけられた後における任意の時刻tjにおける接地長をLjとし、タイヤのスリップ率が最大となるまでの間における接地長の最大値を最大接地長Lmaxとしたとき、接地長Ljが、1.1×Lmax>Lj>0.9×Lmaxを満たさないことを第3の判定基準とする。この第3の判定基準は、第2のメモリ66に記憶されている。
次に、第3の判定基準と、算出された比率(動作判定値)とを比較する。
例えば、図2に示すように、接地長Ljが、1.1×Lmax>Lj>0.9×Lmaxを満たさないとき(時刻t3)、判定部68からブレーキコントロールユニット52に、ブレーキの制動力を調整させるための制動情報信号を出力する。
なお、第3の判定基準においては、スリップ率が最大となるまでの間における接地長の最大値である最大接地長Lmaxを利用するものであるため、スリップ率による判定がなされる前に、第1の判定基準および第2の判定基準の少なくともいずれか一方に基づいて、ブレーキの制動力を調整された場合には、第3の判定基準を適用することができない。
また、第1の判定基準〜第3の判定基準は、例えば、第2のメモリ66に記憶されている。
本実施形態においては、通常のABSによるブレーキの制動力の調整、および接地長によるABSの判定ユニット(接地長ユニット54)によるブレーキの制動力の調整が並列して行われており、いずれか早期に判定されたものによりブレーキの制動力の調整がなされる。
図11は、本実施形態のブレーキ制御装置によるブレーキ制御方法を示すフローチャートである。
ステップS10において、車輪が回転していないと判定された場合、再度車輪の回転を検出する。
また、ステップS10において、車輪が回転していると判定された場合、ブレーキセンサ16からのブレーキ信号の出力の有無により、コントローラ38において、ブレーキがかけられたか否かが判定される(ステップS12)。
一方、ステップS12において、ブレーキがかけられた場合、車輪速度検出部44から車輪速度の情報を取得し、さらには、車輪速度検出部44において車輪速度の情報により得られた擬似車両速度を取得し、スリップ率演算部46において、スリップ率を算出する(ステップS14)。
ステップS16において、算出されたスリップ率が閾値を超えている場合、ブレーキ判定部48から、ブレーキコントロールユニット52に、制動情報信号を出力する。そして、ブレーキの制動力を調整する(ステップS18)。その後、再度ステップS14に戻り、スリップ率を算出し、ステップS16において、閾値を比較する。
ステップS20において、車輪が停止している場合、ブレーキ制御動作を停止する。
一方、ステップS20において、車輪が停止していない場合、再度ブレーキがかけられているか否かが判定される(ステップS12)。そして、再度上記工程(ステップS18〜ステップS32)が繰り返し行なわれる。
以上の工程(ステップS10〜ステップS20)が、通常のABSにおけるブレーキ制御方法に相当するものである。
ステップS10において、車輪が回転していると判定された場合、各車輪のうち、最も車輪速度が速い車輪について、加速度データを接地判定ユニット54(データ取得部60)に取得させる(ステップS30)。
次に、接地長算出部64により、上述のように接地長が算出される(ステップS32)。この接地長は、最も車輪速度が速い車輪について、逐次算出され、第2のメモリ66に逐次記憶される。また、基準接地長L0なども第2のメモリ66に設定される。
このステップS34において、ブレーキがかけられていない場合、再度ステップS30に戻り、加速度データを取得し、接地長を算出する(ステップS32)。この接地長の算出(ステップS32)は、ステップS34によるブレーキがかけられたことが判定されるまで、繰返し行われる。
本実施形態において、第1の判定基準〜第3の判定基準のいずれかを用いることが判定部68に設定されており、ステップS36においては、上述の第1の判定基準〜第3の判定基準のいずれかの判定基準に基づいて、判定部68において動作判定値が算出される。
次に、この比率(動作判定値)が、第1の判定基準(動作適合条件)に適合するか否かを判定する(ステップS38)。
この場合、比率が、例えば、Li>140(%)・L0を満たす場合には、第1の判定基準(動作適合条件)に適合する。すなわち、接地長Liが基準接地長L0の140%を超える場合には、第1の判定基準(動作適合条件)に適合する。
次に、この接地長の時系列変化率(動作判定値)が、第2の判定基準(動作適合条件)に適合するか否かを判定する(ステップS38)。
この場合、上述の如く、接地長Liが、1.02×Li−1>Li>0.97×Li−1を満たす場合には、第2の判定基準(動作適合条件)に適合する。
なお、ステップS38において、第2の判定基準(動作適合条件)に適合しない場合、再度ステップS30に戻り、上記工程(ステップS30〜ステップS38)を繰返し行う。
次に、この比率(動作判定値)が、第3の判定基準(動作適合条件)に適合するか否かを判定する(ステップS38)。
この場合、比率が、1.1×Lmax>Lj>0.9×Lmaxを満たさない場合には、第3の判定基準(動作適合条件)に適合する。すなわち、接地長Ljが最大接地長Lmaxの10%の範囲以上変化した場合に、第3の判定基準(動作適合条件)に適合する。
なお、ステップS38において、第3の判定基準(動作適合条件)に適合しない場合、再度ステップS30に戻り、上記工程(ステップS30〜ステップS38)を繰返し行う。
また、本実施形態においては、ステップS36では、第1の判定基準、第2の判定基準および第3の判定基準のうち、1つを用いればよい。しかしながら、第1の判定基準、第2の判定基準および第3の判定基準を適宜切り換えてもよい。この場合、予め、実験などを行い、第1の判定基準、第2の判定基準および第3の判定基準の切換タイミングを決定しておく。
さらに、加速度センサ24を1つのタイヤに1つ用いる場合のほか、1つのタイヤに複数個の加速度センサ24を設けてもよい。加速度センサ24が、タイヤ20の幅方向に沿って複数設けられることが好ましい。さらに、加速度センサ24が、タイヤ20の周方向に複数設けられていることが好ましい。この場合、タイヤの内周上に2個以上等間隔で取り付けることが好ましい。さらには、加速度センサを、4個等間隔で取り付けることが好ましい。このように、複数個の加速度センサを設けることにより、タイヤが1回転する間に、接地長を複数回算出することができるため、ブレーキ制御の制御機会が増え、より高い精度で、ブレーキの制動力を調整することができる。これにより、車両の制動を更に一層抑制することができるとともに、制動距離を更に一層短くすることができる。
例えば、以下に詳細に説明する方法により、接地長を算出してもよい。
ここで、図13は、本発明のブレーキ制御装置によるブレーキ制御方法におけるタイヤの接地長の他の算出方法を示すフローチャートである。
車輪回転開始後、アンプ42で増幅された加速度データはデータ取得部60に供給され、所定のサンプリング周波数にてサンプリングされて、デジタル化した計測データが取得される(ステップS200)。
さらに、平滑化処理の施された加速度データから、接地近傍のラジアル方向の加速度データが抽出される(ステップS204)。
データ処理部62に供給された加速度データはノイズ成分が多く含まれるため、平滑化処理によりノイズ成分の除去が行われ、滑らかな加速度データが得られる。フィルタのカットオフ周波数は、上述の本発明の実施形態と同様である。
加速度0のラインは、ラジアル方向の加速度データの時系列波形から遠心力成分を抽出することによって求められる。例えば、接地近傍のラジアル方向の加速度データの時系列波形が図13に示すような波形の場合、時系列波形が加速度0を横切るときの点X,Yをそれぞれタイヤの踏み込み端および蹴りだし端の対応点とする。このときの2点間の時間差Δtにタイヤの走行速度を乗算することにより、第1の接地長候補を算出する。
以下、第2の接地長候補についてより具体的に説明する。
図15(a)は、ラジアル方向の加速度の計測時系列データの一例のグラフを示す。図15(a)は、縦軸にラジアル方向加速度Azの値、横軸に時間軸t(秒)をとり、約1秒間にスリップ角0°の状態からスリップ角20°の状態まで変化する計測時系列データを示している。
なお、図16(a)、(b)および式(2−1)に示すたわみ関数T(t)のピーク形状は、ピーク値(極値)が正、すなわち極大値を示す例であるが、ピーク値が負、すなわち極小値を示す関数を使用した場合でもたわみ関数T(t)の値の正負を規定するパラメータの正負の値を逆にすれば、同様に用いることができる。
図17において、タイヤの回転軌道(図17中の実線)の最下点に接する水平線(図17中の一点鎖線)と、たわみ量が0の円弧状の回転軌道(図17中の点線)との交点をA,Bとし、タイヤ回転中心をOとする。このとき、交点A,Bが成す角∠AOBの50〜95%、より好ましくは60〜75%の角度を、水平線上に設けた点C、Dと回転中心Oとの成す角∠CODが有するように点C、Dを定める(上記50〜95%、より好ましくは60〜75%の比率を、調整比率という)。この点C、D間の長さをタイヤ回転時の第2の接地長候補とする。図17中、太い実線で記された点C,D間の直線部分が接地部分となる。これにより、タイヤの回転軌道から転動中の第2の接地長候補が求められる。上記調整比率はタイヤサイズ、タイヤ構造等によって変わるが、極低速の走行速度、例えば走行速度10km/時における転動中のタイヤの接地長が、静止したタイヤの接地長の実測と対応するように、あるいは転動中のタイヤの接地長を、有限要素法によって計算した転動中のタイヤの接地長と対応するように、上記調整比率の値が予め設定される。なお、本発明では、後述するように、第1の接地長候補と第2の接地長候補が連続的に接続されるように調整比率を修正することが好ましい。
図13に戻って、さらに、ステップS206、ステップS208と並行して、ステップS204にて抽出された接地近傍の加速度データの周波数分析を行い、500〜1500Hzの周波数帯域の最大ピーク値を検出する(ステップS210)。
具体的には、接地近傍の加速度データをFFT(Fast Fourier Transformation)処理して、500〜1500Hzの周波数帯域の最大ピーク値を検出する。500〜1500Hzの周波数帯域における最大ピーク値を検出するのは、転動中のタイヤが大きなスリップ角に起因してスキール音を発するとき、ステップS206にて算出された第1の接地長候補を接地長として選択することが適切か否かを判定するためである。
以上のような接地長の他の算出方法を用いても接地長を算出することができる。
12 車輪
14 ブレーキ
16 ブレーキセンサ
18 制御部
20 タイヤ
22 車輪
24 加速度センサ
26 車輪速センサ
38 コントローラ
40 受信機
42 アンプ
44 車輪速度算出部
46 スリップ率演算部
48 ブレーキ判定部
50 第1のメモリ
52 ブレーキコントロールユニット
54 接地判定ユニット
60 データ取得部
62 データ処理部
64 接地長算出部
66 第2のメモリ
68 判定部
Claims (12)
- タイヤが装着された車輪に制動力を付加して制動させるとともに、前記制動力を調整する機能を有するブレーキのブレーキ制御方法であって、
前記タイヤにかかる前記タイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に取得する工程と、
前記加速度信号から前記タイヤの接地長を逐次算出する工程と、
各時刻で得られたタイヤの接地長を比較して得られた比較情報に基づいて、前記制動力を制御する工程とを有することを特徴とするブレーキ制御方法。 - 前記接地長は、前記加速度信号に積分処理を用いて算出される請求項1に記載のブレーキ制御方法。
- 前記制動力を制御する工程は、前記制動力が付加されたとき、前記制動力が付加されていない状態における接地長または前記制動力が付加された直後の接地長を基準接地長とし、前記制動力が付加された後の接地長が前記基準接地長に対して所定の量以上長くなった場合に実行される請求項1または2に記載のブレーキ制御方法。
- 前記制動力を制御する工程は、前記制動力が付加された以降、先の時刻の接地長をLi−1とし、前記先の時刻の次時刻である次の時刻の接地長をLiとするとき、前記次の時刻の接地長Liが、1.02×Li−1>Li>0.97×Li−1を満たす場合に実行される請求項1〜3のいずれか1項に記載のブレーキ制御方法。
- 前記制動力を制御する工程は、前記制動力が付加された以降、接地長をLjとし、タイヤのスリップ率が最大となるまでの間における接地長の最大値を最大接地長Lmaxとしたとき、前記接地長Ljが、1.1×Lmax>Lj>0.9×Lmaxを満たさない場合に実行される請求項1または2に記載のブレーキ制御方法。
- 前記加速度信号を取得する加速度センサが、前記タイヤの幅方向または周方向に複数設けられている請求項1〜5のいずれか1項に記載のブレーキ制御方法。
- タイヤが装着されている車輪に設けられ、前記車輪に制動力を付加して制動させるとともに、前記制動力を調整する機能を有するブレーキと、
前記タイヤにかかる前記タイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に検出する加速度センサと、
前記加速度信号が入力され、前記加速度信号から前記タイヤの接地長を逐次算出する接地長算出部と、
前記ブレーキによる制動力が付加されたことを検知し、検知信号を出力するブレーキセンサと、
前記ブレーキセンサに接続され、前記ブレーキセンサから前記検知信号が入力された場合、各時刻で得られたタイヤの接地長を比較して得られた比較情報に基づいて、前記ブレーキに前記制動力の調整の要不用を示す情報を含む制動情報信号を出力する判定部と、
前記判定部に接続され、前記判定部からの前記制動情報信号に基づいて前記ブレーキに前記制動力を調整させる制御信号を出力するブレーキコントロールユニットとを有することを特徴とするブレーキ制御装置。 - 前記判定部は、前記ブレーキセンサから前記検知信号が入力された場合、前記制動力が付加されていない状態における接地長または前記制動力が付加された直後の接地長を基準接地長とし、前記制動力が付加された後の接地長が前記基準接地長に対して所定の量以上長くなったときに、前記ブレーキコントロールユニットに前記制動情報信号を出力する請求項7に記載のブレーキ制御装置。
- 前記判定部は、前記ブレーキセンサから前記検知信号が入力された場合、先の時刻の接地長をLi−1とし、前記先の時刻の次時刻である次の時刻の接地長をLiとするとき、前記次の時刻の接地長Liが、1.02×Li−1>Li>0.97×Li−1を満たすときに、前記ブレーキコントロールユニットに前記制動情報信号を出力する請求項7または8に記載のブレーキ制御装置。
- 前記判定部は、前記ブレーキセンサから前記検知信号が入力された場合、接地長をLjとし、タイヤのスリップ率が最大となるまでの間における接地長の最大値を最大接地長Lmaxとしたとき、前記接地長Ljが、1.1×Lmax>Lj>0.9×Lmaxを満たさないときに、前記ブレーキコントロールユニットに前記制動情報信号を出力する請求項7に記載のブレーキ制御装置。
- さらに、前記車輪に設けられ、車輪の速度を測定する車輪速度センサと、
前記車輪速度センサに接続され、前記車輪の速度の情報からスリップ率を算出するスリップ率演算部と、
前記スリップ率演算部および前記ブレーキセンサに接続され、前記ブレーキセンサから前記検知信号が入力された場合、前記スリップ率演算部で得られたスリップ率に基づいて、前記ブレーキに前記制動力の調整の要不用を示す情報を含む制動情報信号を出力するブレーキ判定部とを有し、
前記ブレーキ判定部は、前記ブレーキコントロールユニットに接続されており、前記ブレーキコントロールユニットに前記制動情報信号を出力し、前記ブレーキコントロールユニットは、前記制動情報信号に基づいて前記ブレーキに前記制動力を調整させる制御信号を出力する請求項7〜10のいずれか1項に記載のブレーキ制御装置。 - 前記加速度センサは、前記タイヤの幅方向または周方向に複数設けられている請求項7〜11のいずれか1項に記載のブレーキ制御装置。
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