JP2550159B2 - アンチスキツド制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ブレーキ操作時における車輪のロツクを防
止するアンチスキツド制御装置に関し、特に車輪速の変
動を防止するアンチスキツド制御装置に関する。

従来の技術 アンチスキツド制御装置はブレーキ踏込み時における
車輪の路面に対する制動力を最大に維持するために車輪
のスリツプ率が最も高い制動力を発生する値になるよう
に車輪の回転数を油圧制御する装置である。スリツプ率
Ｓは、VSを自動車の走行速度、VWを車輪の回転速度（以
下、「車輪速」という。）とすると、第１式で表わされ
る。

したがつて、従来のアンチスキツド制御装置において
は、各車輪に設けた車輪速検出手段によつて車輪速を求
め、それらの車輪速から自動車の走行速度を推定し、第
１式から算出されたスリツプ率が最も高い制動力を発揮
するスリツプ率、たとえば10％〜20％付近になるように
車輪速を油圧制御する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来のアンチスキツド制御装置におい
ては、制御装置への入力量に対する制御量すなわちゲイ
ンは一定に定められている。そして、アンチスキツド制
御をアンチスキツド制御回路、制動手段、車輪、変速
機、車輪速検出手段などを含む制御ループとして考える
と、そのループゲインは必ずしも一定ではない。したが
つて、変速機が高いギア比である変速段、たとえば１速
あるいは２速に設定されると、車輪の有する慣性質量、
すなわち車輪から変速機方向に見た負荷が大きくなるの
で、アンチスキツド制御回路の制御ゲインを一定にして
おくと、アンチスキツド制御ループの制御ゲインが高く
なり、車輪速が変動し、乗り心地が悪くなるおそれがあ
る。

第５図は車輪速が振動する従来の制御を説明するため
のタイミングチヤートである。第５図（１）は車輪速の
変化を、第５図（２）はホイールシリンダ油圧、すなわ
ちブレーキ圧の変化を、第５図（３）はアンチスキツド
制御回路から送出される制御信号の状態をそれぞれ表わ
す。時刻t11においてブレーキペダルが踏込まれホイー
ルシリンダ油圧が上昇を開始するとともに車輪速が低下
を始める。そして、時刻t12においてアンチスキツド制
御開始条件を満たすと、減圧制御信号が制動手段に出力
され、ホイールシリンダ油圧は低下を開始する。しか
し、車輪の慣性質量が大きいと、ホイールシリンダ油圧
が低下しても、車輪速は回復の兆しを見せないので、減
圧制御信号が引続き出力される。そして、車輪速が回復
の兆しを見せ始めると、ホイールシリンダ油圧は非常に
低い状態になつているので、車輪速は急激に回復する。
この回復の程度が大きいとアンチスキツド制御回路から
は車輪速の回復を抑えるための増圧制御信号が出力され
る。しかし、前述と同様に車輪の慣性質量が大きいと車
輪速の回復を抑えることができない。

以上のように、車輪の慣性質量が大きいと、制御信号
に対する車輪速の応答が遅れ、過制御となり車輪速は振
動、すなわちハンチングを生じる。第５図（２）の第１
しきい値TH1は車輪がロツクを開始する油圧レベルを示
し、このしきい値TH1よりブレーキ圧が大きくなると車
輪はロツクを開始する。したがつて、油圧差ΔP1は過制
御による油圧増加分である。また、しきい値TH2は車輪
速が回復を始める油圧レベルで、このしきい値TH2より
低い油圧になると、車輪速は急激に回復する。したがつ
て、油圧差ΔP2は過制御による減圧分である。

そこで本発明の目的は、変速機の変速段が高いギヤ比
に設定されても、車輪速の振動を防止し乗り心地を改善
するアンチスキツド制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、複数の変速段を有する変速機を介して車輪
に動力が伝達される車両に設けられるアンチスキツド制
御装置において、 車体に設けられ、各車輪をそれぞれ制動する制動手段
と、 前記各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、 前記車輪速検出手段の出力に応答し、車輪速の変動す
る周期を検出する変動周期検出手段と、 該変動周期検出手段の出力に応答し、アンチスキツド
制御動作中で、該変動周期が予め定める周期より小さく
なると、前記制動手段の制動力を増大する時間変化率を
小さくして該制動力の急増を禁止する急増禁止手段と、 車輪減速度およびスリツプ率が予め定める値を越える
と制動力を減圧させる手段とを含むことを特徴とするア
ンチスキツド制御装置である。

また本発明は、前記車輪速の変動する周期は前記制動
手段に対する制御の周期に基づいて検出されることを特
徴とする。

作用 本発明においては、各車輪には車輪の回転を制動する
制動手段が設けられるとともに、各車輪の車輪速を検出
するための車輪速検出手段が設けられている。そして、
車輪速検出手段から検出された車輪速が予め定める周期
より小さい周期で変動すると、制動手段へ与える制動力
の急増を禁止して該制動力を緩やかに制御する。

また本発明においては、車輪速の変動する周期は制動
手段を制御する周期を検出することにより行われる。本
発明が車輪速の変動を防止することができる理由を述べ
る。変速機のギヤ比が高い、たとえば１速あるいは２速
のような車輪の慣性質量が大きい場合に車輪速に変動が
生じる原因については、第５図を参照して前述したとお
りであり、これを要約すると、車輪の慣性質量が大きい
場合にはホイールシリンダ油圧（以下、油圧という）の
減圧のしすぎと増圧のしすぎが短周期で繰り返されるた
めに生じる。

そこで車輪速の変動周期が所定周期より小さくなつた
ことを検出して急増を禁止、すなわち緩増圧にすること
で、増圧のしすぎを回避できる。なぜなら、車輪の慣性
質量が大きい状態で急増圧を行うと、前述の第５図のよ
うに油圧変化に対して車輪速に変化が現れるのが遅れる
が（これが増圧のしすぎの原因となる）、緩増圧にする
と車輪速の変化が油圧変化に追随することができ、増圧
のしすぎを回避することができるからである。その結
果、後述の第３図のように車輪速の変動周期が長くな
り、車輪速の変動を抑制することができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例であるアンチスキツド制御
装置の電気的ブロツク図である。アンチスキツド制御回
路１は、たとえば車室内あるいは後部トランク内に設け
られている。車輪速検出手段である車輪速センサ2a〜2d
は車輪毎に設けられており、車輪速を検出するためのセ
ンサである。車輪速センサ2a〜2dは、たとえば周方向に
等間隔にあけた多数の切欠きと突起が形成されている強
磁性材料の検出板が車輪軸に固定され、その検出板の全
周近傍に設けられた、たとえば電磁ピツクアツプによつ
て車輪速に比例した周波数の信号を検出するように構成
されている。車輪速センサ2a〜2dによつて検出された車
輪速信号は、波形整形回路3a〜3dによつてパルス信号に
波形整形された後に、マイクロコンピユータなどによつ
て実現される処理回路4a,4bに与えられる。

スイツチ2eは、たとえばブレーキペダルが踏込まれた
ことを表わす信号を送出するブレーキスイツチなどであ
り、スイツチ2eの出力信号はレベル変換回路3eに与えら
れ、信号レベルがアンチスキツド制御回路１に適合する
電圧レベルに変換される。レベル変換回路3eの出力は処
理回路4a,4bに送出される。

処理回路4aは、右前輪に取付けられている車輪速セン
サ2aおよび左後輪に取付けられている車輪速センサ2bか
らの車輪速信号に基づき、それぞれの車輪速を求めた
後、大きい方の車輪速を信号ラインsl1介して処理回路4
bへ転送する。同様に、処理回路4bは左前輪に取付けら
れている車輪速センサ2cおよび右後輪に取付けられてい
る車輪速センサ2dからの車輪速信号に基づき、それぞれ
の車輪速を求めた後、大きい方の車輪速を信号ラインsl
2を介して処理回路4aへ転送する。

処理回路4a,4bは転送された車輪速と各処理回路内で
算出した車輪速とから、たとえばそれらの車輪速の大き
い方の車輪速を制御車体速として推定する。この制御車
体速と各車輪速とを基礎としてアンチスキツド制御演算
が行われ、ホイールシリンダ油圧が制御される。

処理回路4a,4bから出力される制御信号は、ソレノイ
ド駆動回路5a〜5dによつて電力増幅された後、アクチユ
エータ6a〜6d内に設けられているソレノイドコイルに与
えられる。処理回路4a,4bから送出されソレノイドリレ
ー駆動信号は、論理積回路７に与えられ、その出力はソ
レノイドリレー駆動回路８によつて電力増幅された後、
ソレノイドリレー９のリレーコイル9aに与えられる。接
点9bが導通すると、アクチユエータ6a〜6dに組込まれて
いるソレノイドコイルの他端には、接点9bおよび接続点
10を介してバツテリ11のバツテリ電圧が与えられる。

モータ12は油圧ポンプを駆動するためのモータで、モ
ータリレー13がオンすると、バツテリ11から電力を供給
され、制御用油圧が発生する。処理回路4a,4bからのモ
ータ駆動信号は論理和回路14に与えられ、処理回路4a,4
bからのいずれかのモータ駆動信号がハイレベルとなる
と、モータリレー駆動回路15がオンし、モータリレー13
もオンする。処理回路4aまたは4bからのランプ駆動信号
がランプ駆動回路16に与えられると、警報ランプ17が点
灯する。警報ランプ17はアンチスキツド制御装置に何ら
かの異常が生じた場合に点灯し、運転者に注意を与え
る。

バツテリ11の正極は電源スイツチ18を介して電源回路
19に接続される。電源回路19はバツテリ電圧を所望の電
圧に変換した後、各回路へ変換された電圧を供給する。

第２図は、本発明の一実施例であるアンチスキツド制
御装置の油圧経路を説明するためのブロツク図である。
ブレーキペダル20の踏込み操作によつてマスターシリン
ダ21に発生した油圧は、アクチユエータ6a〜6dを介して
ホイールシリンダ22a〜22dに与えられ、車輪23a〜23dの
回転数を低下させる。

アクチユエータ制御中においては、モータ12によつて
発生した制動油圧はマスターシリンダ21に供給され、ア
ンチスキツド制御回路１からアクチユエータ6a〜6dに与
えられる制御信号によつて、ホイールシリンダ22a〜22d
に供給される制動油圧が制御され、車輪23a〜23dの回転
数が制御される。Ｐバルブ24b,24dは後輪のホーイルシ
リンダ22b,22dに供給する油圧が予め定める値以上から
上昇勾配を制限するためのバルブである。

第３図は車輪速の振動を防止する制御を説明するため
のタイミングチヤートである。本実施例のアンチスキツ
ド制御は各車輪毎に行われており、以下説明を簡略にす
るため右前輪23aに対する制御について説明し、他の車
輪については説明を省略する。第３図（１）は右前輪23
aの車輪速の変化を、第３図（２）はホイールシリンダ2
2a内の油圧の変化を、第３図（３）はアクチユエータ6a
に出力される制御信号の出力状態の変化をそれぞれ示
す。時刻t1においてブレーキペダル20が踏込まれると、
マスターシリンダ21で発生したブレーキ圧はホイールシ
リンダ22aに与えられ、第３図（２）に示すように右前
輪23aに対するアンチスキツド制御が開始される条件を
満たす時刻t2まで上昇する。油圧が上昇するとともに、
第３図（１）に示すように右前輪23aの車輪速は低下
し、時刻t2から減圧制御信号が出力されても、車輪の有
する慣性質量により車輪速は低下を続ける。そして、車
輪減速度（負の車輪加速度）およびスリツプ率が予め定
める値を越えると、保持制御信号が出力され、さらに車
輪速が回復を始め車輪加速度が予め定める値を越える時
刻t3に車輪速の急回復を抑制するため増圧制御信号が出
力される。

このように、時刻t3において増圧制御信号が出力され
るとやがて車輪速がピークを迎え、再び低下を開始す
る。そして、車輪減速度およびスリツプ率が予め定める
値を越えると前述と同様に減圧制御信号が出力される。
減圧制御信号の出力により、車輪速は再び回復を始め車
輪加速度が前述したと同様に予め定める値を越えると増
圧制御信号を出力する。

変速機がたとえば１速あるいは２速のように高い減速
ギア比に設定されている場合のように、車輪の慣性質量
が大きいと、制動制御が過度に行われ前述したように車
輪速にハンチングを生じさせる。そこで、本実施例にお
いては、１回目の増圧制御信号が出力された時刻t3から
２回目の増圧制御信号が出力された時刻t4までの時間W3
4を計測し、この時間W34が予め定める振動時間Ｔより短
い場合は、ハンチングを生じているものと判断し、車輪
速の振動を防止するための制御を行う。すなわち、ホイ
ールシリンダ22aに供給するブレーキ圧を急激に上昇さ
せるのではなく、緩やかに上昇させるため予め定めるパ
ルス幅の増圧制御信号を繰返し出力するパルス増圧制御
信号を出力する。このように、ホイールシリンダ23aの
ブレーキ圧を緩やかに上昇させることにより、アンチス
キツド制御回路における制御ゲインを下げ、アンチスキ
ツド制御ループにおける車輪速のハンチングを防止する
ことができる。

車輪速の振動を防止する制御が行われている時刻t4か
ら時刻t5までの時間W45におけるパルス増圧制御信号は
時刻t6から時刻t7の間の時刻W67において出力される通
常のパルス増圧制御信号とは区別される。すなわち、車
輪速の振動を防止するために出力されるパルス増圧制御
信号は通常のパルス増圧制御信号に比べ出力される周期
が短くまた増圧制御するパルス幅が短い。このようにす
ることにより、通常のパルス増圧制御信号に比べブレー
キ圧をよりなめらかに上昇させることができる。

第４図は本発明の一実施例であるアンチスキツド制御
を説明するためのフローチヤートである。なお、以下説
明を簡略にするため、右前輪23aに対する制御について
説明するが、他の車輪に対する制御も全く同様である。

処理回路4a,4bにおいてアンチスキツド制御が実行さ
れると、まずステツプs1においてアンチスキツド制御が
現在実行されているか否かが判断され、制御中である場
合はアンチスキツド制御開始の判断をする必要がないの
でステツプs5へ進む。ステツプs1においてアンチスキツ
ド制御が行われていない場合は、ステツプs2へ進み、ア
ンチスキツド制御を開始する条件を満足しているか否か
が判断される。アンチスキツド開始条件として、たとえ
ば車輪がロツクした場合あるいは車輪速が予め定める回
転数より低くなりさらに車輪減速度が予め定める減速度
より大きくなつているか否かが判断される。そして、ア
ンチスキツド制御を開始する条件を満たしている場合
は、ステツプs3へ進み、処理回路４の予め定めるメモリ
領域にホイールシリンダに減圧動作を行わせるための減
圧フラグが設定される。

ステツプs5では、アンチスキツド制御の終了条件が判
断され、たとえばブレーキペダルから足が離された場
合、あるいは車速が5km/h以下になつた場合にはアンチ
スキツド制御が解除される。ステツプs5においてアンチ
スキツド制御終了条件を満たしていない場合には、ステ
ツプs6へ進みホイールシリンダ油圧の増減を制御するフ
ラグの判定が行われる。

ステツプs2においてアンチスキツド制御を開始する条
件を満たしていないと判断された場合およびステツプs5
においてアンチスキツド制御終了条件を満たしていると
判断された場合はステツプs4へ進み、ブレーキペダルの
踏込みによつてマスターシリンダ内に発生した油圧がホ
イールシリンダに伝達されるようにするため、アクチユ
エータ6aの電磁制御バルブが増圧位置に設定される。

アンチスキツド制御が開始されると、ステツプs3にお
いて既に減圧フラグが設定されているので、ステツプs7
へ進み、さらにステツプs8においてホイールシリンダ22
aを減圧するための減圧制御信号が出力される。ステツ
プs8において減圧制御信号が出力された後減圧動作の終
了条件すなわち車輪速が回復する兆しを見せ始めたこと
がステツプs7において判断されると、ステツプs7からス
テツプs9へ進みホイールシリンダ22aの油圧を一定に保
持するための保持フラグが設定される。そして、ステツ
プs10からステツプs11へ進み、保持制御信号がアクチユ
エータ6aに出力され、ホイールシリンダ圧は一定に保た
れる。

ステツプs10において、車輪速が上昇を始めかつ車輪
加速度が予め定める値を越える保持終了条件を満たして
いると判断すると、ステツプs10からステツプs12へ進
み、車輪速のハンチングの発生の有無を判定する。すな
わち、第３図（３）の時間W34が予め定める振動時間Ｔ
より短いか否かを判定する。しかし、最初にこのステツ
プs12を実行する際には、カウンタＭは零に設定された
ままであるので、ステツプs12からステツプs13へ進み増
圧フラグが設定される。そして、ステツプs14において
カウンタＭに振動時間Ｔに相当するカウンタが設定され
る。そして、ステツプs14からステツプs15へ進みさらに
ステツプs16へ進み増圧制御信号が出力されホイールシ
リンダ22a内の油圧は増圧される。

ステツプs15において、増圧終了条件たとえば油圧が
予め定められた値まで回復すると、ステツプs17へ進
み、ホイールシリンダ22a内の油圧を緩やかに増圧する
ための第１パルス増圧フラグが設定される。そして、ス
テツプs18からステツプs19へ進み、予め定められた時間
幅を有する増圧パルスが一定の周期をもつて処理回路４
からソレノイド駆動回路５に送出され、アクチユエータ
6aはソレノイド駆動回路5aから与えられたパルス幅に相
当する時間だけ増圧動作を行う。

ステツプs18においてパルス増圧の終了条件を満たす
と、ステツプs20へ進み、減圧フラグが設定される。そ
して、スツプs20からステツプs8へ進み減圧制御信号が
出力されることによりホイールシリンダ22aの油圧は低
下する。

以上説明した一連の各制御を実行し、予め定める一定
時間毎にフラグの判定を行うステツプs6を行うと同時
に、カウンタＭに設定されているカウンタ値を１だけ減
じる。このようにフラグ判定処理を行うステツプs6を実
行する毎にカウンタＭを１だけ減じ、フラグが指定する
処理を行う。そして、ステツプs10において保持終了条
件を満たすと、ステツプs10からステツプs12へ進みカウ
ンタＭのカウンタ値が判定される。すなわち、カウンタ
Ｍが零である場合は制御の周期が振動時間Ｔより長いも
のと判断され、車輪速のハンチングは生じていないもの
と判断されるが、カウンタＭが零でない場合は制御の周
期が振動時間Ｔより短いものと判断され、車輪速にハン
チングが生じていると判断される。なお、カウンタＭが
零になると、それ以上カウンタ値が減じられることはな
い。

車輪速にハンチングが生じていると判断されると、ス
テツプs12からステツプs21へ進み前述した通常のパルス
増圧制御と区別するため第２パルス増圧フラグが設定さ
れる。第２パルス増圧フラグが設定されると、ステツプ
s22へ進みカウンタＭがクリアされる。ステツプs21にお
いて第２パルス増圧フラグが設定されていると、ステツ
プs18では第３図（２）の時間W45において出力されてい
るように、通常のパルス増圧制御信号より出力周期が短
くかつパルス幅の短い制御信号が出力される。

以上のように、車輪速にハンチングが検出された場合
はパルス幅の短い増圧制御信号を通常のパルス増圧制御
信号より短い周期で出力することによりホイールシリン
ダ22aの油圧をなめらかに増圧させ、車輪速のハンチン
グの発生を抑制することができる。

本実施例においては、ハンチングの発生を検出する手
段として、増圧制御信号が出力されてから次の増圧制御
信号が出力されるまでの時間を計測してその時間が予め
定める時間より短い場合にハンチングが発生していると
判断しているが、これに限られるものではなく、たとえ
ば減圧制御信号から次の減圧制御信号が出力されるまで
の時間を計測してもよく、また車輪速が最も低くなつた
時点から次の車輪速が最も低くなる時点までの時間を計
測してもよい。さらに、車輪速が最も高くなるピーク値
の周期を計測するようにしてもよい。

発明の効果 以上のように本発明に従えば、車輪速の変動を検出す
ると制動手段には制動力を緩やかに増加させるように制
御するので、車輪速の変動を効果的に抑制することがで
き、自動車の乗り心地を格段に向上させることができ
る。特に本発明によれば、複数の変速段を有する変速機
を介して車輪に動力が伝達される車両に本件アンチスキ
ツド制御装置が設けられ、変速機がたとえば１速あるい
は２速のように高い減速ギア比に設定されて、車輪の慣
性質量が大きいときには、制動制御が過度に行われ、車
輪速にハンチングを生じるおそれがあるけれども、本発
明では、車輪速の変動する周期が予め定める周期より小
さくなると、ハンチングを生じているものと判断して、
制動力を増大する時間変化率を小さくして制動力の急増
を禁止し、これによつて車輪速のハンチングを防止する
ことができる。

また本発明によれば、車輪減速度およびスリツプ率が
予め定める値を越えると、制動力を減圧させ、車輪速は
回復を始め、これによつて車輪加速度が大きくなると、
アンチスキツド制御装置の働きによつて増圧制御が行わ
れ、上述のように車輪の慣性質量が大きいときには車輪
速にハンチングを生じやすいのであるけれども、本発明
では上述のようにそのハンチングが防止されるという優
れた効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるアンチスキツド制御装
置のブロツク図、第２図は本発明にかかるアンチスキツ
ド制御装置の油圧経路を説明するためのブロツク図、第
３図は車輪速の振動を防止する制御を説明するためのタ
イミングチヤート、第４図は本発明の一実施例であるア
ンチスキツド制御を説明するためのフローチヤート、第
５図は車輪速が振動する従来の制御を説明するためのタ
イミングチヤートである。 １……アンチスキツド制御回路、2a〜2d……車輪速セン
サ、3a〜3d……波形整形回路、4a,4b……処理回路、5a
〜5d……ソレノイド駆動回路、6a〜6d……アクチユエー
タ、９……ソレノイドリレー、11……バツテリ、12……
モータ、13……モータリレー、15……モータリレー駆動
回路、19……電源回路、21……マスターシリンダ、22a
〜22d……ホイールシリンダ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の変速段を有する変速機を介して車輪
   に動力が伝達される車両に設けられるアンチスキツド制
   御装置において、 車体に設けられ、各車輪をそれぞれ制動する制動手段
   と、 前記各車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、 前記車輪速検出手段の出力に応答し、車輪速の変動する
   周期を検出する変動周期検出手段と、 該変動周期検出手段の出力に応答し、アンチスキツド制
   御動作中で、該変動周期が予め定める周期より小さくな
   ると、前記制動手段の制動力を増大する時間変化率を小
   さくして該制動力の急増を禁止する急増禁止手段と、 車輪減速度およびスリツプ率が予め定める値を越えると
   制動力を減圧させる手段とを含むことを特徴とするアン
   チスキツド制御装置。
2. 【請求項２】前記車輪速の変動する周期は前記制動手段
   に対する制御の周期に基づいて検出されることを特徴と
   する請求項１記載のアンチスキツド制御装置。