JP2023145906A - Ａｂｓ制御装置及びエアブレーキシステム - Google Patents

Abstract

【課題】車輪速センサから車輪速の値が取得できない場合においても、適切にＡＢＳ制御を実施すること。【解決手段】電磁弁制御部９００は、車両の変速機からデファレンシャルギヤに動力を伝達する推進軸の回転数を取得する取得部９０１と、推進軸の回転数に基づき車両の車輪速を推定する推定部９０２と、推定部９０２によって推定された車輪速に基づき、車両のブレーキスリップ率を算出する算出部９０３と、算出部９０３によって算出されたブレーキスリップ率に基づき、車両のＡＢＳ制御を行う制御部９０４と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明の一態様は、車両のＡＢＳ制御装置及びエアブレーキシステムに関する。

ＡＢＳ（Anti-lockBreake System）制御装置として、車輪速センサから取得した車輪速に基づきブレーキスリップ率を算出し、ブレーキスリップ率に基づきＡＢＳ制御を行うＡＢＳ制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特表２００４－５３５９８８号公報

ここで、例えば電子制御ブレーキシステム自体の失陥時や、車輪速センサの故障、又はハーネスの断線等が発生した場合には、車輪速センサから車輪速の値を取得することができなくなり、ブレーキスリップ率の算出ができず、適切にＡＢＳ制御を実施することができないおそれがある。

本発明の一態様は上記実情に鑑みてなされたものであり、車輪速センサから車輪速の値が取得できない場合においても、適切にＡＢＳ制御を実施することができるＡＢＳ制御装置及びエアブレーキシステムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るＡＢＳ制御装置は、車両の変速機からデファレンシャルギヤに動力を伝達する推進軸の回転数を取得する取得部と、推進軸の回転数に基づき車両の車輪速を推定する推定部と、推定部によって推定された車輪速に基づき、車両のブレーキスリップ率を算出する算出部と、算出部によって算出されたブレーキスリップ率に基づき、車両のＡＢＳ制御を行う制御部と、を備える。

本発明の一態様に係るＡＢＳ制御装置では、推進軸の回転数から車輪速が推定され、推定された車輪速に基づきブレーキスリップ率が算出されて、ＡＢＳ制御が実施される。推進軸の回転数と車輪速とは相関関係があるところ、このような構成によれば、例えば電子制御ブレーキシステムＥＢＳ（Electronic Brake System）自体の失陥等によって車輪速センサから車輪速を取得することができない場合であっても、推進軸の回転数に基づき車輪速が推定され、当該推定された値に基づいてＡＢＳ制御を行うことができる。以上のように、本発明の一態様に係るＡＢＳ制御装置によれば、車輪速センサから車輪速の値が取得できない場合においても、適切にＡＢＳ制御を実施することができる。

取得部は、車両の重量を示す情報を更に取得し、制御部は、車両の重量が所定値以下である場合に限り、車両のＡＢＳ制御を行ってもよい。車両の重量が大きいほど、ＡＢＳ機能の作動（ブレーキの解除）によって制動距離が大きくなること、また輪重が大きいために車輪のスリップが起こりにくいためＡＢＳ制御の必要性が低いことが考えられる。このため、ＡＢＳ制御の実施を、車両の重量が所定値以下である場合に限定することによって、必要以上に制動距離が大きくなりすぎることを回避することができる。

取得部は、車輪速センサによって検知される車輪速をリアルタイムに取得することができない場合において、取得可能な車輪速の最終更新値を更に取得すると共に、車両に備え付けられた慣性計測装置から車両の実減速度を更に取得し、制御部は、車輪速の最終更新値を初期値として、実減速度を時間積分することにより現在の車速を推定し、推定された車速が所定値以上である場合に限り、車両のＡＢＳ制御を行ってもよい。このような構成によれば、車輪速センサからリアルタイムの車輪速を取得することができない場合においても、現在の車速を適切に推定することができる。そして、推定された車速が小さすぎる場合にＡＢＳ制御を実施しないことによって、車両を早期且つ確実に停止させることができる。

算出部は、推定された車輪速：Ｖｐと、推定された車速：Ｖと、に基づき、以下の式からブレーキスリップ率：λを算出し、λ＝（Ｖ－Ｖｐ）／Ｖ、制御部は、ブレーキスリップ率が所定値を上回った場合に、車両の車輪がロックしていると判定してもよい。このような構成によれば、推定された車輪速からブレーキスリップ率を適切に算出し、算出したブレーキスリップ率が大きい場合に車輪がロックしていると判定することができ、ＡＢＳ制御における車輪ロック状態を適切に判定することができる。これにより、車輪の状態に応じた適切なＡＢＳ制御が可能になる。

制御部は、推定された車輪速を時間微分した推定車輪加速度を導出し、該推定車輪加速度が正の値になった場合に、車両の車輪のロックが解除されたと判定してもよい。このように、推定車輪加速度が正の値になった場合、すなわち車輪速が増加傾向となった場合に車輪のロックが解除されたと判定されることにより、車輪ロック解除状態を適切に判定することができる。これにより、車輪の状態に応じた適切なＡＢＳ制御が可能になる。

本発明の一態様に係るエアブレーキシステムは、バックアップ系統を有するエアブレーキシステムであって、バックアップ系統における、ブレーキバルブとアクスルモジュレータとを接続する第１エア流路に設けられたダブルチェックバルブと、ダブルチェックバルブとエアタンクとを接続する第２エア流路と、第２エア流路に設けられた電磁弁と、ＡＢＳ制御装置と、を備え、ＡＢＳ制御装置は、車両の変速機からデファレンシャルギヤに動力を伝達する推進軸の回転数を取得する取得部と、推進軸の回転数に基づき車両の車輪速を推定する推定部と、推定部によって推定された車輪速に基づき、車両のブレーキスリップ率を算出する算出部と、算出部によって算出されたブレーキスリップ率に基づき、車両のＡＢＳ制御を行う制御部と、を有し、制御部は、電磁弁を作動させることにより、車両のＡＢＳ制御を行う。

本発明の一態様に係るエアブレーキシステムでは、ダブルチェックバルブに対して第１エア流路及び第２エア流路が接続されているので、第１エア流路及び第２エア流路を流れるエアの内、圧力が高いエアが、アクスルモジュレータ側に流れることとなる。そして、第２エア流路に電磁弁が設けられているので、該電磁弁が作動させられることにより、エアタンクから流れ出たエアが第２流路を流れて、ダブルチェックバルブを経て、アクスルモジュレータ側に流れる。このように、電磁弁の作動によって、エアタンクからのエアがアクスルモジュレータに供給され、バックアップ系統におけるブレーキ制御が実現される。このような電磁弁の作動については、制御部によって実施されるので、ドライバが存在しない無人自動運転車両についても実施可能である。以上のように、本発明の一態様に係るエアブレーキシステムによれば、無人自動運転車両においても冗長化されたブレーキシステムを提供することができる。そして、制御部によって、推進軸の回転数から車輪速が推定され、推定された車輪速に基づきブレーキスリップ率が算出されて、ＡＢＳ制御が実施される。推進軸の回転数と車輪速とは相関関係があるところ、このような構成によれば、例えば電子制御ブレーキシステム自体の失陥等によって車輪速センサから車輪速を取得することができない場合であっても、推進軸の回転数に基づき車輪速が推定され、当該推定された値に基づいてＡＢＳ制御を行うことができる。以上のように、本発明の一態様に係るブレーキシステムによれば、車輪速センサから車輪速の値が取得できない場合においても、適切にＡＢＳ制御を実施することができる。

本発明の一態様によれば、車輪速センサから車輪速の値が取得できない場合においても、適切にＡＢＳ制御を実施することができる。

本実施形態に係る自動運転車両の構成例を示すブロック図である。 図１に示される自動運転車両に含まれるエアブレーキシステムの概略構成図である。 電磁弁制御部の機能ブロック図である。 電磁弁制御部において実行されるＡＢＳ条件の成立判定手順を示すフローチャートである。 電磁弁制御部において実行される車輪ロック判定及びＡＢＳ作動手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、自動運転車両１の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、車両が、ドライバ無しで走行する無人自動運転車両であるとして説明する。また、自動運転車両１では、後述するエアブレーキシステムによって、無人自動運転車両においても冗長化されたブレーキシステムが提供される（詳細は後述）。また、自動運転車両１では、後述する電磁弁制御部（ＡＢＳ制御装置）によってＡＢＳ制御が実施される。自動運転車両１は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器２０と、地図データベース３０と、周辺状況センサ４０と、車両状態センサ５０と、通信装置６０と、走行装置７０と、制御装置１０と、を備えている。

ＧＰＳ受信器２０は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両の位置及び方位を算出する。ＧＰＳ受信器２０は、算出した情報を制御装置１０に送信する。

地図データベース３０は、道路における各レーンの境界位置を示す情報等を予め記憶しているデータベースである。地図データベース３０は、例えば所定の記憶装置に格納されている。

周辺状況センサ４０は、車両の周囲の状況を検出する。周辺状況センサ４０としては、例えば、ライダー、レーダー、カメラ等が用いられる。ライダーは、光を利用して車両の周囲の物標を検出する。レーダーは、電波を利用して車両の周囲の物標を検出する。カメラは、車両の周囲の状況を撮像する。周辺状況センサ４０は、検出した情報を制御装置１０に送信する。

車両状態センサ５０は、車両の走行状態を検出する。車両状態センサ５０としては、例えば、車速センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサ、ステアリングのトルクセンサ、モータの出力トルクセンサ、車輪速センサ、推進軸の回転数を検出するセンサ（例えば、クラッチに設けられるセンサ）などが例示される。推進軸とは、車両の変速機からデファレンシャルギヤに動力を伝達する推進軸である。車速センサは、車両の速度を検出する。舵角センサは、車両の操舵角を検出する。ヨーレートセンサは、車両のヨーレートを検出する。加速度センサは、車両に作用する加速度を検出する。車両状態センサ５０は、検出した情報を制御装置１０に送信する。

車両状態センサ５０は、シャシに備え付けられたＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）８０１を含んでいる。ＩＭＵ８０１は、車両の走行中において、車両前後加速度（負の値である場合には減速度）を継続的に検出する。

通信装置６０は、例えばＶ２Ｘ通信（車車間通信および路車間通信）を行う。具体的には、通信装置６０は、他の車両との間でＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行う。また、通信装置６０は、周囲のインフラとの間でＶ２Ｉ通信（路車間通信）を行う。Ｖ２Ｘ通信を通して、通信装置６０は、車両の周囲の環境に関する情報を取得することができる。通信装置６０は、取得した情報を制御装置１０に送信する。なお、通信装置６０は、例えばＶ２Ｘ通信によって、外部より走行経路指示や道路の路面状態を示す情報を受信してもよい。

走行装置７０は、操舵装置、駆動装置、制動装置、トランスミッション等を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジンや電動機が例示される。制動装置は、制動力を発生させる。また、走行装置７０には、操舵装置、駆動装置、制動装置、トランスミッション等の操作を電気指令によって行えるように、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータを含めても良い。これらのマイクロコンピュータは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。制動装置については、より具体的には、ＥＢＳのＥＣＵを含めても良い。

制御装置１０は、車両の自動運転を制御する自動運転制御を行う。制御装置１０は、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。制御装置１０は、入出力インタフェースを通して各種情報を受け取る。そして、制御装置１０は、受け取った情報に基づいて自動運転制御を行う。

制御装置１０は、自動運転制御に係る機能ブロックとして、取得部１０１と、自動運転制御部１０２と、を備えている。これらの機能ブロックは、制御装置１０のプロセッサが記憶装置に格納された制御プログラムを実行することにより実現される。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。

取得部１０１は、自動運転制御に必要な情報を取得する。取得部１０１による情報取得処理は、所定あるいは任意のサイクルで繰り返し実行される。取得部１０１は、ＧＰＳ受信器２０から車両の位置及び方位を取得する。取得部１０１は、地図データベース３０から道路のレーンに関する情報等を取得する。取得部１０１は、周辺状況センサ４０によって検出された車両の周囲の情報を取得する。取得部１０１は、車両状態センサ５０によって検出された車両の状態を示す情報を取得する。取得部１０１は、通信装置６０から走行経路指示や道路の路面状態等の情報を取得する。

自動運転制御部１０２は、取得部１０１によって取得された情報に基づき、全体経路（車両が走行する全体の経路）を生成する。自動運転制御部１０２は、走行経路指示に加えて、車両の位置及び方位、道路のレーン等の情報、車両の周囲の情報、並びに、車両の状態を示す情報等を考慮して、全体経路を生成してもよい。自動運転制御部１０２は、生成した全体経路に基づき、実際に車両が走行する目標経路をリアルタイムに生成する。目標経路生成は、車両が走行している間、所定あるいは任意のサイクルで繰り返し実行される。自動運転制御部１０２は、生成した目標経路に基づき、車両の経路追従制御を行う。自動運転制御部１０２は、従来から周知の追従制御技術を用いて、目標経路に追従して車両が走行するように、走行装置７０に含まれる各装置を制御する。

図２は、図１に示される自動運転車両１に含まれるエアブレーキシステム２００の概略構成図である。エアブレーキシステム２００は走行装置７０に含まれていてもよい。自動運転車両１は、エアブレーキシステム２００を操作するため、少なくともエアブレーキシステム２００の電磁弁を制御する機能（電磁弁制御機能）を有している。電磁弁制御とは、電磁弁へ供給する電源出力、あるいは電磁弁への電気信号を制御して、電磁弁操作によって、減圧弁で圧力調整したエアをアクスルモジュレータに供給し、所定の制動力の制動を実現する制御である。このような電磁弁制御は、ドライバによるブレーキペダル操作によるエア供給に相当する（置き換わる）制御であり、無人自動運転車両においてもバックアップエア供給を可能にする制御である。電磁弁制御は、例えば電子制御ブレーキの失陥等、電気指令によるブレーキ制御が実施できない場合にも実施される。

図２に示されるように、エアブレーキシステム２００は、ブレーキシグナルトランスミッター２１０と、マルチプロテクションバルブ２２０と、エアタンク２３０，２５０と、フロントアクスルモジュレータ２４０と、ブレーキチャンバ２４１，２４２と、リアアクスルモジュレータ２６０と、ブレーキチャンバ２６１，２６２と、トレーラコントロールバルブ２６５と、を備えている。

フロントアクスルモジュレータ２４０は、ＥＣＵ、電磁弁、圧力センサ等を内蔵しており、ＥＢＳのＥＣＵからの電気信号に基づきフロント側のブレーキチャンバ２４１，２４２へのエア圧を制御する。フロントアクスルモジュレータ２４０は、ＥＢＳ故障時においては、ブレーキシグナルトランスミッター２１０のブレーキバルブ２１２からのエア圧を信号圧としたリレーバルブの働きにより、エアタンク２３０からのエアをブレーキチャンバ２４１，２４２へ送る。エアタンク２３０からのエアは、エア流路３０７を流れてフロントアクスルモジュレータ２４０に流入し、さらに、エア流路３１０を流れてブレーキチャンバ２４１に流入すると共に、エア流路３１１を流れてブレーキチャンバ２４２に流入する。ブレーキチャンバ２４１は、エア圧に応じて右前輪ＲＦのブレーキを作動させる。ブレーキチャンバ２４２は、エア圧に応じて左前輪ＬＦのブレーキを作動させる。なお、本実施形態では、ＥＢＳ故障時において、電磁弁制御に応じたエアがフロントアクスルモジュレータ２４０に流入しブレーキが作動する（詳細は後述）。

リアアクスルモジュレータ２６０は、ＥＣＵ、電磁弁、圧力センサ等を内蔵しており、ＥＢＳのＥＣＵからの電気信号に基づきリア側のブレーキチャンバ２６１，２６２へのエア圧を制御する。リアアクスルモジュレータ２６０は、ＥＢＳ故障時においては、ブレーキシグナルトランスミッター２１０のブレーキバルブ２１２からのエア圧を信号圧としたリレーバルブの働きにより、エアタンク２５０からのエアをブレーキチャンバ２６１，２６２へ送る。エアタンク２５０からのエアは、エア流路３０８を流れてリアアクスルモジュレータ２６０に流入し、さらに、エア流路３１３を流れてブレーキチャンバ２６１に流入すると共に、エア流路３１４を流れてブレーキチャンバ２６２に流入する。ブレーキチャンバ２６１は、エア圧に応じて右後輪ＲＲのブレーキを作動させる。ブレーキチャンバ２６２は、エア圧に応じて左後輪ＬＲのブレーキを作動させる。なお、本実施形態では、ＥＢＳ故障時において、電磁弁制御に応じたエアがリアアクスルモジュレータ２６０に流入しブレーキが作動する（詳細は後述）。

トレーラコントロールバルブ２６５は、ブレーキシグナルトランスミッター２１０のブレーキバルブ２１２からのエア圧を信号圧としたリレーバルブの働きにより、トレーラ系統のエアタンク（不図示）からのエアをトレーラに送り、トレーラの各輪のブレーキを作動させる。

ブレーキシグナルトランスミッター２１０は、ブレーキペダルスイッチ２１１及びストロークセンサ（不図示）を内蔵しており、ブレーキペダル踏み込み量をペダルストローク信号としてＥＢＳのＥＣＵに送信し、ブレーキの効きを制御する。ブレーキシグナルトランスミッター２１０は、ＥＢＳ故障時においては、ブレーキバルブ２１２として機能し、信号圧としてのエア圧をフロントアクスルモジュレータ２４０及びリアアクスルモジュレータ２６０に出力する。ブレーキバルブ２１２からのエアは、エア流路３０１及びエア流路３０９を介してフロントアクスルモジュレータ２４０に流入すると共に、エア流路３０２及びエア流路３１２を介してリアアクスルモジュレータ２６０に流入する。

マルチプロテクションバルブ２２０は、車両エアシステム回路の１系統又はそれ以上の回路が破損（欠損）した場合に、他の正常な回路に最低限必要な空気圧を供給する。これにより、最低限のブレーキ力が保証され、応急処置を行う修理工場までに車両の自走が可能になる。マルチプロテクションバルブ２２０は、エア流路を介して、エアタンク２３０，２５０，２７０のそれぞれに接続されている。

ここからは、主に電磁弁制御に係る構成について説明する。電磁弁制御は、ＥＢＳが故障している場合に実施され、上述したブレーキペダル操作によるエア供給に置き換わる制御である。電磁弁制御は、ブレーキペダル操作によるエア供給とは異なり、ドライバが存在しない無人自動運転車両においてもバックアップエア供給を実現する。

図２に示されるように、エアブレーキシステム２００は、電磁弁制御に係る構成として、エアタンク２７０と、シングルプロテクションバルブ２８０と、ダブルチェックバルブ５００と、フロント電磁弁５１０と、ダブルチェックバルブ６００と、リア電磁弁６１０と、減圧弁７００と、電磁弁制御部９００（ＡＢＳ制御装置）と、を備えている。

ダブルチェックバルブ５００は、バックアップ系統における、ブレーキバルブ２１２とフロントアクスルモジュレータ２４０とを接続するエア流路３０１（第１エア流路）に設けられている。ダブルチェックバルブ５００には、エア流路３０１及びエア流路３０３が接続されており、エア流路３０１及びエア流路３０３を流れるエアの内、圧力が高いエアが、エア流路３０９に流入してフロントアクスルモジュレータ２４０に流れる。エア流路３０３は、一端がダブルチェックバルブ５００に接続されると共に、他端が分岐点３０５に接続されている。そして、分岐点３０５からエアタンク２７０までエア流路３０６が延びている。すなわち、エア流路３０３及びエア流路３０６は、分岐点３０５を介して互いに連続しており、ダブルチェックバルブ５００とエアタンク２７０とを接続する第２エア流路を構成している。エア流路３０６には、エアの逆流を防止するシングルプロテクションバルブ２８０が設けられている。

フロント電磁弁５１０は、第２エア流路を構成するエア流路３０３に設けられている。すなわち、フロント電磁弁５１０は、エア回路としてブレーキバルブ２１２と並列に配置されている。電磁弁とブレーキバルブが並列に配置されていることで、車両が人間の運転者によって操作される場合であっても、運転者によるブレーキバルブの操作が有効であるため、自動運転、手動運転のどちらであっても、車両として同一の安全性を確保できる。フロント電磁弁５１０は、ＥＢＳ故障時における非常ブレーキをエア回路の開閉で制御する常時閉電磁弁である。フロント電磁弁５１０は、電磁弁制御部９００の制御に基づき作動し、エア流路３０３を流れるエア（すなわち、エアタンク２７０からのエア）をダブルチェックバルブ５００方向（すなわちフロントアクスルモジュレータ２４０方向）に流す。

ダブルチェックバルブ６００は、バックアップ系統における、ブレーキバルブ２１２とリアアクスルモジュレータ２６０とを接続するエア流路３０２（第１エア流路）に設けられている。ダブルチェックバルブ６００には、エア流路３０２及びエア流路３０４が接続されており、エア流路３０２及びエア流路３０４を流れるエアの内、圧力が高いエアが、エア流路３１２に流入してリアアクスルモジュレータ２６０に流れる。エア流路３０４は、一端がダブルチェックバルブ６００に接続されると共に、他端が分岐点３０５に接続されている。そして、分岐点３０５からエアタンク２７０までエア流路３０６が延びている。すなわち、エア流路３０４及びエア流路３０６は、分岐点３０５を介して互いに連続しており、ダブルチェックバルブ６００とエアタンク２７０とを接続する第２エア流路を構成している。

リア電磁弁６１０は、第２エア流路を構成するエア流路３０４に設けられている。リア電磁弁６１０は、エア回路としてブレーキバルブ２１２と並列に配置されている。電磁弁とブレーキバルブが並列に配置されていることで、車両が人間の運転者によって操作される場合であっても、運転者によるブレーキバルブの操作が有効であるため、自動運転、手動運転のどちらであっても、車両として同一の安全性を確保できる。リア電磁弁６１０は、ＥＢＳ故障時における非常ブレーキをエア回路の開閉で制御する常時閉電磁弁である。リア電磁弁６１０は、電磁弁制御部９００の制御に基づき作動し、エア流路３０４を流れるエア（すなわち、エアタンク２７０からのエア）をダブルチェックバルブ６００方向（すなわちフロントアクスルモジュレータ２４０方向）に流す。

減圧弁７００は、第２エア流路におけるフロント電磁弁５１０及びリア電磁弁６１０よりも上流側（エアタンク２７０側）、具体的にはエア流路３０６に設けられた圧力調整弁である。減圧弁７００は、エアタンク２７０内のエア圧を所定圧力まで減圧する。減圧弁７００は、例えば非常ブレーキとして所定の制動力を実現すべく、一定の調圧域を有していてもよい。また、減圧弁７００は、ＡＢＳ制御機能を実現するために、時間応答性がよいことが求められる。

電磁弁制御部９００は、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。なお、本実施形態では電磁弁制御部９００がエアブレーキシステム２００に含められているが、電磁弁制御部９００はエアブレーキシステム２００か、制御装置１０か、の少なくとも一方に含まれていてもよい。電磁弁制御部９００は、ＥＢＳ故障時においてフロント電磁弁５１０及びリア電磁弁６１０の少なくともいずれか一方を作動させるように構成されている。電磁弁制御部９００は、フロント電磁弁５１０及びリア電磁弁６１０の少なくともいずれか一方を作動させることにより、バックアップエア供給によるブレーキ制御を実現すると共に、ＡＢＳ機能を実現する。以下では、図３～図５を参照して、電磁弁制御部９００のＡＢＳ機能の詳細について説明する。

図３は、ＡＢＳ機能に係る電磁弁制御部９００の機能ブロック図である。ここでは、電磁弁制御部９００の各機能の内、ＡＢＳ機能に係る部分を説明する。図３に示されるように、電磁弁制御部９００は、取得部９０１と、推定部９０２と、算出部９０３と、制御部９０４と、を備えている。なお、本実施形態において電磁弁制御部９００の制御が実施される状況は、例えば上述したようにＥＢＳ故障時である。

取得部９０１は、ＡＢＳ制御に係る各種の情報を取得する。取得部９０１は、推進軸の回転数センサ８０３から、推進軸の回転数を取得する。推進軸の回転数センサ８０３から取得される推進軸の回転数は、例えば、クラッチに設けられた推進軸の回転数を検出するセンサにおいて検出されたものである。取得部９０１は、例えば所定の時間間隔で、或いは任意のタイミングで、推進軸の回転数センサ８０３から推進軸の回転数を取得する。

取得部９０１は、ＥＢＳ８０２のＥＣＵから、車重の推定結果（車両の重量を示す情報）を取得する。ここでの車重の推定結果は、ＥＢＳ８０２において、例えば制動力情報及び車両の加速度に基づき推定されるものである。なお、いまＥＢＳ８０２が故障しているシーンを想定しているので、ここでの車重の推定結果とは、ＥＢＳ８０２の故障前における最終更新値（ＥＢＳ８０２が故障する前に最後に正しく推定した車重の値）である。

取得部９０１は、ＥＢＳ８０２のＥＣＵから、取得可能な車輪速の最終更新値を取得する。上述したように、いま、ＥＢＳ８０２が故障しているシーンを想定しているので、ＥＢＳ８０２から、車輪速センサによって検知される車輪速をリアルタイムに取得することができない。ここでの車輪速の最終更新値とは、ＥＢＳ８０２の故障前における車輪速の最終更新値（ＥＢＳ８０２が故障する前に最後に正しく車輪速センサから取得した車輪速の値）である。

取得部９０１は、ＩＭＵ８０１から、車両前後加速度（負の値である場合には車両の実減速度）を取得する。取得部９０１は、例えば所定の時間間隔で、或いは任意のタイミングで、ＩＭＵ８０１から車両の実減速度を取得する。

推定部９０２は、取得部９０１によって取得された推進軸の回転数に基づき、車両の車輪速を推定する。車輪速の推定には最終減速比や駆動輪のタイヤ径などの車両情報を活用しても良い。

算出部９０３は、推定部９０２によって推定された車輪速に基づき、車両のブレーキスリップ率を算出する。より詳細には、算出部９０３は、推定部９０２によって推定された車輪速と、制御部９０４によって推定された車両の現在の車速（詳細は後述）とに基づき、ブレーキスリップ率を算出する。推定された車輪速をＶｐ、推定された車速をＶ、ブレーキスリップ率をλとすると、ブレーキスリップ率λは以下の（１）式により算出される。
λ＝（Ｖ－Ｖｐ）／Ｖ・・・（１）

制御部９０４は、算出部９０３によって算出されたブレーキスリップ率に基づき、車両のＡＢＳ制御を行う。ここで、制御部９０４は、大きく、ＡＢＳ制御を行う状態であるか否かを判定する処理（ＡＢＳ条件成立判定処理）、及び、ＡＢＳ条件が成立していると判定された場合に実施されるＡＢＳ制御に係る処理（ＡＢＳ処理）、の２つの処理を実施する。

ＡＢＳ条件成立判定処理では、制御部９０４は、取得部９０１によって推進軸の回転数が取得されているか否かを判定する。制御部９０４は、推進軸の回転数が取得されていない場合に、ＡＢＳ制御を行う状態でないとして、ＡＢＳ条件不成立と判定する。

また、制御部９０４は、取得部９０１によって取得された車重の推定結果が所定値以下であるか否かを判定する。制御部９０４は、車重の推定結果が所定値以下でない場合に、ＡＢＳ制御を行う状態でないとして、ＡＢＳ条件不成立と判定する。

また、制御部９０４は、取得部９０１によって取得された車輪速の最終更新値を初期値として、取得部９０１によって取得された車両の実減速度を時間積分することにより、現在の車速を推定する。そして、制御部９０４は、推定された現在の車速が所定値以上であるか否かを判定する。制御部９０４は、推定された現在の車速が所定値以上でない場合に、ＡＢＳ条件不成立と判定する。

制御部９０４は、推進軸の回転数が取得されており、車重の推定結果が所定値以下であり、且つ、推定された現在の車速が所定値以上である場合に、ＡＢＳ条件成立と判定する。そして、制御部９０４は、ＡＢＳ条件が成立した場合に限り、以下で説明するＡＢＳ処理を実施する。

ＡＢＳ処理では、制御部９０４は、算出部９０３によって算出されたブレーキスリップ率λに基づき、車両のＡＢＳ制御を行う。具体的には、制御部９０４は、ブレーキスリップ率λが所定値を上回った場合に、車両の車輪（例えば駆動輪である後輪）がロックしていると判定する。制御部９０４は、車輪がロックしていると判定した場合においては、例えばリア電磁弁６１０を作動させることにより、後輪に関してＡＢＳを作動させる。制御部９０４は、ブレーキを弱めること及び強めることが適宜繰り返されて、適切にＡＢＳ制御が実施されるように、リア電磁弁６１０を作動させる。

制御部９０４は、上述したように車輪がロックしていると判定した後において、推定された車輪速を時間微分した推定車輪加速度を導出し、該推定車輪加速度が正の値になった場合に、車両の車輪（例えば駆動輪である後輪）のロックが解除されたと判定してもよい。推定車輪加速度が正の値になった状態とは、車輪速が増加傾向となった状態であり、少なくとも車輪がロックされていないと推定される状態である。この場合には、制御部９０４は、ＡＢＳ制御を停止する。このように、車輪がロックしているか否かが判定されて、判定結果に応じてＡＢＳ制御を切り替えることにより、車輪の状況に応じて適切にＡＢＳ制御を行うことができる。

次に、図４を参照して、ＡＢＳ条件成立判定処理の手順について説明する。図４は、電磁弁制御部９００において実行されるＡＢＳ条件の成立判定手順を示すフローチャートである。

図４に示されるように、電磁弁制御部９００では、最初に推進軸の回転数の取得が試みられ（ステップＳ１）、推進軸の回転数が取得可能であったか否かが判定される（ステップＳ２）。ステップＳ２において推進軸の回転数が取得できなかったと判定された場合には、ＡＢＳ条件不成立と判定される（ステップＳ１０）。

一方で、ステップＳ２において推進軸の回転数が取得可能であったと判定された場合、車重の推定結果（最終更新値）が取得され（ステップＳ３）、車重の推定結果が所定値以下であるか否かが判定される（ステップＳ４）。ステップＳ４において車重の推定結果が所定値以下でないと判定された場合には、ＡＢＳ条件不成立と判定される（ステップＳ１０）。

一方で、ステップＳ４において車重の推定結果が所定値以下であると判定された場合、車輪速の最終更新値が取得され（ステップＳ５）、さらに、車両の実減速度が取得される（ステップＳ６）。そして、車輪速の最終更新値を初期値として、車両の実減速度を時間積分することにより、現在の車速が推定される（ステップＳ７）。

そして、推定された現在の車速が所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ８）。ステップＳ８において現在の車速が所定値以上でないと判定された場合には、ＡＢＳ条件不成立と判定される（ステップＳ１０）。

一方で、ステップＳ８において現在の車速が所定値以上であると判定された場合、ＡＢＳ条件成立と判定される（ステップＳ９）。ＡＢＳ条件が成立した場合、ＡＢＳ処理が実施される。

次に、図５を参照して、ＡＢＳ処理の手順について説明する。図５は、電磁弁制御部９００において実行される車輪ロック判定及びＡＢＳ作動手順を示すフローチャートである。なお、この車輪ロック判定及びＡＢＳ作動手順のフローは、図４のステップＳ９ ＡＢＳ条件が成立している間において繰り返し実施されても良い。

図５に示されるように、電磁弁制御部９００では、推定された車輪速と車速とからブレーキスリップ率λが算出される（ステップＳ１１）。具体的には、上述した（１）式によりブレーキスリップ率λが算出される。

つづいて、ブレーキスリップ率λが所定値を上回るか否かが判定される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において上回らないと判定された場合には、所定の時間経過後に、再度ステップＳ１１の処理が実施される。

一方で、ステップＳ１２において、ブレーキスリップ率λが所定値を上回ると判定された場合には、車両の車輪（例えば駆動輪である後輪）がロックしていると判定され、ＡＢＳが作動させられる（ステップＳ１３）。電磁弁制御部９００は、ブレーキを弱めること及び強めることが適宜繰り返されて、適切にＡＢＳ制御が実施されるように、リア電磁弁６１０を作動させる。

つづいて、推定された車輪速を時間微分した推定車輪加速度が導出され、該推定車輪加速度が正の値になっているか否かが判定される（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において正の値になっていないと判定された場合には、繰り返しステップＳ１３の処理が実施される。

一方で、ステップＳ１４において推定車輪加速度が正の値になっていると判定された場合には、車両の車輪（例えば駆動輪である後輪）のロックが解除されたと判定され、ＡＢＳ制御が停止される（ステップＳ１５）。

最後に、本実施形態に係る電磁弁制御部９００（ＡＢＳ制御装置）の作用効果について説明する。

本実施形態に係る電磁弁制御部９００は、車両の変速機からデファレンシャルギヤに動力を伝達する推進軸の回転数を取得する取得部９０１と、推進軸の回転数に基づき車両の車輪速を推定する推定部９０２と、推定部９０２によって推定された車輪速に基づき、車両のブレーキスリップ率を算出する算出部９０３と、算出部９０３によって算出されたブレーキスリップ率に基づき、車両のＡＢＳ制御を行う制御部９０４と、を備える。

本実施形態に係る電磁弁制御部９００では、推進軸の回転数から車輪速が推定され、推定された車輪速に基づきブレーキスリップ率が算出されて、ＡＢＳ制御が実施される。推進軸の回転数と車輪速とは相関関係があるところ、このような構成によれば、例えば電子制御ブレーキシステム自体の失陥等によって車輪速センサからリアルタイムに車輪速を取得することができない場合であっても、推進軸の回転数に基づき車輪速が推定され、当該推定された値に基づいてＡＢＳ制御を行うことができる。以上のように、本実施形態に係る電磁弁制御部９００によれば、車輪速センサから車輪速の値が取得できない場合においても、適切にＡＢＳ制御を実施することができる。

取得部９０１は、車両の重量を示す情報を更に取得し、制御部９０４は、車両の重量が所定値以下である場合に限り、車両のＡＢＳ制御を行ってもよい。車両の重量が大きいほど、ＡＢＳ機能の作動（ブレーキの解除）によって制動距離が大きくなること、また輪重が大きいために車輪のスリップが起こりにくいためＡＢＳ制御の必要性が低いことが考えられる。このため、ＡＢＳ制御の実施を、車両の重量が所定値以下である場合に限定することによって、必要以上に制動距離が大きくなりすぎることを回避することができる。

取得部９０１は、車輪速センサによって検知される車輪速をリアルタイムに取得することができない場合において、取得可能な車輪速の最終更新値を更に取得すると共に、車両に備え付けられたＩＭＵ８０１から車両の実減速度を更に取得し、制御部９０４は、車輪速の最終更新値を初期値として、実減速度を時間積分することにより現在の車速を推定し、推定された車速が所定値以上である場合に限り、車両のＡＢＳ制御を行ってもよい。このような構成によれば、車輪速センサからリアルタイムの車輪速を取得することができない場合においても、現在の車速を適切に推定することができる。そして、推定された車速が小さすぎる場合にＡＢＳ制御を実施しないことによって、車両を早期且つ確実に停止させることができる。

算出部９０３は、推定された車輪速：Ｖｐと、推定された車速：Ｖと、に基づき、上述した（１）式に基づきブレーキスリップ率：λを算出し、制御部９０４は、ブレーキスリップ率が所定値を上回った場合に、車両の車輪がロックしていると判定してもよい。このような構成によれば、推定された車輪速からブレーキスリップ率を適切に算出し、算出したブレーキスリップ率が大きい場合に車輪がロックしていると判定することができ、ＡＢＳ制御における車輪ロック状態を適切に判定することができる。これにより、車輪の状態に応じた適切なＡＢＳ制御が可能になる。

制御部９０４は、推定された車輪速を時間微分した推定車輪加速度を導出し、該推定車輪加速度が正の値になった場合に、車両の車輪のロックが解除されたと判定してもよい。このように、推定車輪加速度が正の値になった場合、すなわち車輪速が増加傾向となった場合に車輪のロックが解除されたと判定されることにより、車輪ロック解除状態を適切に判定することができる。これにより、車輪の状態に応じた適切なＡＢＳ制御が可能になる。

２００…エアブレーキシステム、９００…電磁弁制御部、９０１…取得部、９０２…推定部、９０３…算出部、９０４…制御部。

Claims (6)

1. 車両の変速機からデファレンシャルギヤに動力を伝達する推進軸の回転数を取得する取得部と、
   前記推進軸の回転数に基づき前記車両の車輪速を推定する推定部と、
   前記推定部によって推定された前記車輪速に基づき、前記車両のブレーキスリップ率を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された前記ブレーキスリップ率に基づき、前記車両のＡＢＳ制御を行う制御部と、を備えるＡＢＳ制御装置。
2. 前記取得部は、前記車両の重量を示す情報を更に取得し、
   前記制御部は、前記車両の重量が所定値以下である場合に限り、前記車両のＡＢＳ制御を行う、請求項１記載のＡＢＳ制御装置。
3. 前記取得部は、車輪速センサによって検知される車輪速をリアルタイムに取得することができない場合において、取得可能な車輪速の最終更新値を更に取得すると共に、前記車両に備え付けられた慣性計測装置から前記車両の実減速度を更に取得し、
   前記制御部は、前記車輪速の最終更新値を初期値として、前記実減速度を時間積分することにより現在の車速を推定し、推定された前記車速が所定値以上である場合に限り、前記車両のＡＢＳ制御を行う、請求項１又は２記載のＡＢＳ制御装置。
4. 前記算出部は、前記推定された車輪速：Ｖｐと、前記推定された車速：Ｖと、に基づき、以下の式から前記ブレーキスリップ率：λを算出し、
   λ＝（Ｖ－Ｖｐ）／Ｖ
   前記制御部は、前記ブレーキスリップ率が所定値を上回った場合に、前記車両の車輪がロックしていると判定する、請求項３記載のＡＢＳ制御装置。
5. 前記制御部は、前記推定された車輪速を時間微分した推定車輪加速度を導出し、該推定車輪加速度が正の値になった場合に、前記車両の車輪のロックが解除されたと判定する、請求項４記載のＡＢＳ制御装置。
6. バックアップ系統を有するエアブレーキシステムであって、
   前記バックアップ系統における、ブレーキバルブとアクスルモジュレータとを接続する第１エア流路に設けられたダブルチェックバルブと、
   前記ダブルチェックバルブとエアタンクとを接続する第２エア流路と、
   前記第２エア流路に設けられた電磁弁と、
   ＡＢＳ制御装置と、を備え、
   前記ＡＢＳ制御装置は、
   車両の変速機からデファレンシャルギヤに動力を伝達する推進軸の回転数を取得する取得部と、
   前記推進軸の回転数に基づき前記車両の車輪速を推定する推定部と、
   前記推定部によって推定された前記車輪速に基づき、前記車両のブレーキスリップ率を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された前記ブレーキスリップ率に基づき、前記車両のＡＢＳ制御を行う制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記電磁弁を作動させることにより、前記車両のＡＢＳ制御を行う、エアブレーキシステム。

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