JP2638785B2

JP2638785B2 - アンチスキツド制御装置

Info

Publication number: JP2638785B2
Application number: JP61210357A
Authority: JP
Inventors: 和朗岩田; 英治八木; 博嗣山口; 淳波野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-09-06
Filing date: 1986-09-06
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: DE3729963A1; DE3729963C2; JPS6364861A; US4932726A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、制動時に起る車輪ロックを防止することに
より、車両の操舵性，安定性を確保すると共に、停止距
離の短縮を可能とするアンチスキッド制御装置に関す
る。

（従来の技術）従来、アンチスキッド制御装置としては、例えば、特
開昭56−79043号公報に開示されているような装置が知
られている。

一般に、車輪のスリップ率Ｓに対する制動力Ｆ（Ｆ＝路面摩擦係数×車輪荷重）の変
化特性は、第６図に示すように、目標スリップ率S₀（0.
15〜0.25）で最大制動力が得られることが知られてい
る。

すなわち、従来装置は、少し車輪がロック傾向の目標
スリップ率S₀に車輪のスリップ率Ｓが収束するように、
ブレーキ液圧を減圧，保圧，増圧させて初期の目的であ
る、制動力ＦとコーナリングフォースCfを最大に利用し
て、車両の操舵性，安定性の確保と停止距離の短縮とを
両立させようとするものであった。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来装置にあっては、スリ
ップ判定基準値である目標スリップ率が全車体速域にお
いてただ１つの固定値として与えられるものであったた
め、その与えられた目標スリップ率で最大制動力が得ら
れる所定の車体速あるいは車体速域では停止距離を最短
にすることが可能であっても、所定の車体速を下回る低
車速域では、ブレーキ液圧が低過ぎて車輪が滑り傾向と
なり最大制動力が得られないし、また、所定の車体速を
上回る高車速域では、ブレーキ液圧が高過ぎて車輪がロ
ック傾向となり最大制動力が得られないという問題点が
あった。

すなわち、従来においては、第６図の斜線で示す目標
スリップ率S₀を中心とするスリップ率Ｓの領域に含まれ
るようにブレーキ液圧を制御すれば、車輪はロックせず
に最大制動力が得られるとされていたが、実際に車体速
を変えて計測したところ、第５図に示すように、車体速
が40km/h以下では、スリップ率ＳがＳ＝0.25程度で最大
制動力が得られるものの、車体速が40km/h以上では、車
体速の上昇に比例して最大制動力が得られるスリップ率
Ｓが下がってくることが判明した。尚、この原因は、ゴ
ムのヒステリシス，ダンピング等による特性と考えられ
る。

つまり、従来通りに目標スリップ率S₀を固定して制御
する場合の具体例として、S₀＝0.25とした場合について
述べると、車体速が40km/h以下の低車体速領域ではほぼ
最大制動力が得られて好ましいが、車体速が100km/hの
時には、第５図の特性から明らかなように目標スリップ
率S₀がS₀＝0.1程度、車輪速としては90km/h程度で最大
制動力が得られるのに対し、車輪速が75km/h前後となっ
てしまい、車輪がロック傾向を示すことになる。

（問題点を解決するための手段）本発明は、車体速が低車体速域では固定のスリップ率
に収束する制御を行なうことで最大制動力が得られる
が、車体速が高車体速域になると最大制動力が得られる
スリップ率が車体速の上昇に比例して下がってくる点に
着目し、上述の問題点を解決することを目的としてなさ
れたものである。

本発明の解決手段を第１図に示すクレーム対応図によ
り説明すると、車体速度ａと車輪速度ｂにより実スリッ
プ値ｃを求める実スリップ値検出手段ｄと、前記実スリップ値ｃが所定のスリップ判定基準値ｅに
収束するように、ブレーキ液圧の減圧，保圧，増圧を行
なうアンチスキッド制御手段ｇと、を備えたアンチスキ
ッド制御装置において、車体速検出値が設定車体速未満である低車体速域制動
時には、実スリップ値ｃを車体速度と車輪速度の差の車
体速度に対する比率であるスリップ率とし、スリップ判
定基準値ｅを一定の目標スリップ率とし、車体速検出値
が設定車体速以上である高車体速域制動時には、実スリ
ップ値ｃを車体速度と車輪速度の差であるスリップ速度
とし、スリップ判定基準値ｅを一定の目標スリップ速度
とするスリップ判定基準値設定手段ｈを設け、前記設定車体速を、最大制動力が得られるスリップ率
が一定の状態のままから車体速上昇に比例して下がると
いう変化傾向を示す時点の車体速としたことを特徴とす
る。

（作用）低車体速で走行中にアンチスキッド制御が作動する急
制動操作等を行なった場合、車体速度と車輪速度の差の
車体速度に対する比率であるスリップ率が実スリップ値
ｃとして求められ、スリップ判定基準値設定手段ｈにお
いて、一定の目標スリップ率がスリップ判定基準値ｅと
して設定される。

そして、アンチスキッド制御手段ｇにおいて、スリッ
プ率が一定の目標スリップ率に収束するように、ブレー
キ液圧の減圧，保圧，増圧が行なわれる。

一方、高車体速で走行中にアンチスキッド制御が作動
する急制動操作等を行なった場合、車体速度と車輪速度
の差であるスリップ速度が実スリップ値ｃとして求めら
れ、スリップ判定基準値設定手段ｈにおいて、一定の目
標スリップ速度がスリップ判定基準値ｅとして設定され
る。

そして、アンチスキッド制御手段ｇにおいて、スリッ
プ速度が一定の目標スリップ速度に収束するように、ブ
レーキ液圧の減圧，保圧，増圧が行なわれる。

このスリップ速度を一定に保つ高車体速域アンチスキ
ッド制御は、スリップ速度をスリップ率に換算した場
合、車体速の上昇に応じて無段階的にスリップ率を低下
させる制御となる。例えば、目標スリップ速度を10km/h
とした場合には、車体速40km/hではスリップ率が0.25と
なり、車体速50km/hではスリップ率が0.2となり、車体
速100km/hではスリップ率が0.1となる。

したがって、車体速が低車体速域では固定のスリップ
率に収束する制御を行なうことで最大制動力が得られる
が、車体速が高車体速域になると最大制動力が得られる
スリップ率が車体速の上昇に比例して下がってくるとい
う本願発明者の実験により知見した事実と全く対応した
制御になり、全車体速域で最大制動力が得られることに
より制動距離を最短にすることができる。

また、高車体速域でのアンチスキッド制御は、実スリ
ップ速度を一定の目標スリップ速度に保つ制御としたた
め、高車体速域制動時に目標スリップ率を車体速度に応
じて変更する制御を行なう場合に比べ、１つの目標値を
与えるだけの簡単で、且つ、速度検出誤差影響の少ない
高い制御精度により、実質的に目標スリップ率を無段階
に変更させるきめ細かな制御を行なうことができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、４輪ディスクブ
レーキ方式の後輪駆動車に適用したアンチスキッド制御
装置を例にとる。

まず、構成を説明する。

実施例のアンチスキッド制御装置が適用される車両
は、第２図に示すように、左前輪１、右前輪２、左後輪
３、右後輪４、プロペラシャフト５、ディファレンシャ
ルギヤ６、ブレーキマスターシリンダ７、ブレーキペダ
ル８を備えている。

前記左右後輪3,4には、夫々プロペラシャフト５から
のエンジン駆動力がディファレンシャルギヤ６を経て入
力され、車両を走行させる。

前記左右前輪1,2及び左右後輪3,4には、夫々ホイール
シリンダ1a,2a,3a,4aが設けられていて、これらのホイ
ールシリンダ1a,2a,3a,4aと前記ブレーキマスターシリ
ンダ７とはブレーキ配管により接続され、ベレーキペダ
ル８への踏み込みによりブレーキマスターシリンダ７か
ら出力されるブレーキ液圧が供給され、各車輪1,2,3,4
が制動される。

尚、左右後輪3,4へのブレーキ配管の途中には、後輪
ブレーキ液圧を前輪ブレーキ液圧に対し上昇制限する周
知のプロポーショニングバルブ9,10が設けてある。

アンチスキッド制御装置は、車体速センサ11と車輪速
センサ12,13,14,15とモジュール16とアクチュエータ17
とを主な構成要素とする。

前記車体速センサ11は、ドップラー効果を利用した超
音波センサ等により路面に対する車体速Vcを検出するセ
ンサで、車体速Vcに比例した信号を発生する。

前記車輪速センサ12,13,14,15は、各車輪1,2,3,4のそ
れぞれの車輪速Vwを検出するセンサで、車体側に固定さ
れたピックアップ部と車輪と同期して回転するロータ部
から成り、車輪の回転速度に比例した周波数のパルス信
号を発生する。

前記モジュール16は、前記車体速センサ11及び車輪速
センサ12,13,14,15から送られる入力情報に基づいて車
輪のスリップ状況を判定し、車輪のロックを未然に防止
するため、制御信号（増圧信号，保圧信号，減圧信号）
をアクチュエータ17に出力する４個のマイクロコンピュ
ータを中心とする電子回路であり、各車輪1,2,3,4毎に
同様の制御機構を有する四系統独立式の構造である。

前記アクチュエータ17は、前記ブレーキマスターシリ
ンダ７とホイールシリンダ1a,2a,3a,4aとを接続するブ
レーキ配管の途中に設けられ、前記モジュール16からの
制御信号に応じて四系統のブレーキ液圧Ｐを独立してコ
ントロールする周知のものである。

尚、このアクチュエータ17には、モジュール16からの
電流値による制御信号に応じてバルブ位置が切り換えら
れる三位置ソレノイドバルブが各輪のブレーキ液圧系に
独立して設けられていると共に、減圧時の一時的な油溜
めであるリザーバから、増圧時に急速にブレーキ液をホ
イールシリンダに送り込むためのポンプを駆動するポン
プモータ18（アンチスキッド制御作動中に駆動される）
が設けられている。

次に、作用を説明する。

前記モジュール16では、車輪速センサ12,13,14,15か
らの入力情報を基に、第３図の制御プログラム一定時間
毎に繰返して実行して以下のアンチスキッド制御が行な
われる。

尚、第３図のフローチャート図では、簡単のため４輪
中１輪のアンチスキッド制御系に関するプログラムを示
した。

まず、ステップ100では、車体速センサ11から車体速V
cが、また、車輪速センサ12から車輪速Vwが読み込まれ
る。

次の、ステップ101では、車輪速Vwにより車輪加減速
度αｔ（＝ｗ）が演算で求められる。

次の、ステップ102では、前記ステップ100で得られた
車体速Vcが設定車体速Vc₀（実施例では40km/h）以上で
あるかどうかが判断され、Vc≧Vc₀の時とVc＜Vc₀の時で
は異なる制御条件によりアンチスキッド制御が行なわれ
る。

（イ）Vc≧Vc₀の時車体速Vcが40km/h以上である時は、ステップ102から
ステップ103へと進み、このステップ103では、スリップ
速度Svが算出される。

尚、スリップ速度Svの演算式は、Sv−Vc＝Vwである。

次のステップ104では、スリップ速度Svと目標スリッ
プ速度Sv₀（実施例では10km/h）との比較がなされ、VSv
≧Sv₀の時はステップ106へ進んで減圧信号が出力され、
Sv＜Sv₀の時はステップ105へ進む。

ステップ105では、車輪加減速度αｔが基準となる加
減速度範囲にあるかどうか、すなわち−α_０≦αｔ≦α
_１であるかどうかが判断され、−α_０≦αｔ≦α_１の時
はステップ107へ進んで増圧信号が出力され、αｔ＜−
α_０またはαｔ＞α_１の時はステップ108へ進んで保圧
信号が出力される。

（ロ）Vc＜Vc₀の時車体速Vcが40km/h未満である時は、ステップ102から
ステップ109へと進み、このステップ109では、スリップ
率Ｓが算出される。

尚、スリップ率Ｓの演算式は、である。

次のステップ110では、スリップ率Ｓと目標スリップ
率S₀（実施例では0.25）との比較がなされ、Ｓ≧S₀の時
はステップ106へ進んで減圧信号が出力され、Ｓ＜S₀の
時はステップ111へ進む。

ステップ111では、前記ステップ105と同様に、車輪加
減速度αｔが−α_０≦αｔ≦α_１であるかどうかが判断
され、−α_０≦αｔ≦α_１の時はステップ107へ進んで
増圧信号が出力され、αｔ＜−α_０またはαｔ＞α_１の
時はステップ108へ進んで保圧信号が出力される。

次に、実施例のアンチスキッド制御装置による制動作
用を第４図のタイムチャート図により説明する。

まず、実施例のアンチスキッド制御では、車体速Vcが
設定車体速Vc₀以上の時と未満の時とではその制御内容
が異なり、車体速VcがVc≧Vc₀である時間t₀〜t_vの間
は、スリップ速度Svを基準としてブレーキ液圧Ｐの減圧
が行なわれ、vc＜Vc₀である時間t_v以降はスリップ率Ｓ
を基準としてブレーキ液圧Ｐの減圧が行なわれる。以
下、制動開始時T₀から時間を追ってその作用を述べる。

制動開始時t₀から時間t₁までは、ブレーキマスタシリ
ンダ７からの発生液圧がそのままホイールシリンダに送
られ、ブレーキ液圧Ｐの増圧で車輪減速色度が次第に大
きくなる。

そして、時間t₁の時点では、車輪加減速度αｔがα
ｔ＝−α_０となり、車輪加減速度αｔを基準とする判断
（ステップ105）により、ブレーキ液圧Ｐを保つ保圧に
入り（ステップ108）、車輪減速度の増大が抑えられ
る。

そして、時間t₂の時点では、ステップ速度SvがSv＝
Sv₀となるため、スリップ速度Svを基準とする判断（ス
テップ104）により、ブレーキ液圧Ｐを減じる減圧に入
り（ステップ106）、車輪加減速度αｔが車輪加速度方
向に変化していくと共に、スリップ速度Svも目標スリッ
プ速度Sv₀に収束するように変化する。

そして、時間t₃の時点では、Sv＜Sv₀の状態から再
びSv＝Sv₀となるため、スリップ速度Svを基準とする判
断（ステップ104）と、車輪加減速度αｔを基準とする
判断（ステップ105）とにより、ブレーキ液圧Ｐの保圧
に入り（ステップ108）、車輪の加速度増大が抑えられ
ると共に、スリップ速度Svの立ち上りも緩やかになる。

そして、時間t₄の時点では、車輪加減速度αｔがα
ｔ＝＋α_１となるため、車輪加減速度αｔを基準とする
判断（ステップ105）により、ブレーキ液圧Ｐを増大す
る増圧に入る（ステップ107）。

尚、このブレーキ液圧Ｐの増圧途中の時間t_vからは、
車体速度Vcが設定車体速度Vc₀未満となるため、時間t_v
以降は、ステップ111による判断で増圧がなされる。

そして、時間t₅の時点では、車輪加減速度αｔがα
ｔ＝−α_１となるため、車輪加減速度αｔを基準とする
判断（ステップ111）により、ブレーキ液圧Ｐを保つ保
圧に入る（ステップ108）。

そして、時間t₆の時点では、車輪加減速度αｔが加
速方向に変化し、αｔ＜−α_０の状態から再びαｔ＝−
α_０となるため、車輪加減速度αｔを基準とする判断
（ステップ111）により、ブレーキ液圧Ｐの増圧に入り
（ステップ107）。

そして、時間t₇の時点では、増圧により大きくなり
スリップ率ＳがＳ＝S₀となるため、スリップ率Ｓを基準
とする判断（ステップ110）により、ブレーキ液圧Ｐを
減じる減圧に入り（ステップ106）、スリップ率Ｓも目
標スリップ率S₀に収束するように変化する。

以上説明してきたように、実施例のアンチスキッド制
御装置にあっては、以下に述べるような効果が得られ
る。

（１）スリップ判定基準値を、車体速Vcが設定車体速Vc
₀以上の場合と、Vc₀未満の場合とで異ならせたため、車
体速Vcが高車体速になればなる程、最大制動力が得られ
るスリップ率が下がってくることに対応した制御とな
り、全車体速域で制動距離を最短にする効果的な制御を
行なうことができる。

（２）車体速Vcが設定車体速Vc₀以上の場合には、スリ
ップ速度Sv（＝Vc−Vw）を基準とした制御を行なうよう
にしたため、このスリップ速度Svをスリップ率に換算した場合には、車体速Vcの上昇に応じて無段階的
に目標スリップ率S₀が変更させることになり、目標スリ
ップ率Sv₀を１つだけ定めた制御内容でありながらきめ
の細かい制御を行なうことができる。

すなわち、目標スリップ速度Sv₀を10km/hとした場合
には、車体速40km/hではスリップ率Ｓ＝0.25となり、車
体速50km/hではスリップ率Ｓ＝0.2となり、車体速100km
/hではスリップ率Ｓ＝0.1となる。

（３）前輪を左右独立の二系統制御としたため、車両の
操舵性が高く、非制動時並の旋回性能，障害物回避性を
実現できると共に、後輪も左右独立の二系統制御とした
ため、左右輪で路面摩擦係数の大きさが異なる路面（左
右スプリット路面）において高い安定性を確保できる。

（４）後輪のブレーキ液圧系にプロポーショニングバル
ブ9,10を設けたため、後輪ロックに関しては、プロポー
ショニングバルブ9,10による減圧作用との相乗効果によ
り後輪ロックを防止できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、
具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっ
ても本発明に含まれる。

また、実施例では車体速Vcを車体速センサにより直接
検出する例を示したが、一般に車体速センサは効果であ
るため、車輪速センサからの車輪速により車体速を推定
し、この推定車体速（疑似車体速ともいう）を用いて車
体速判断やスリップ率演算やスリップ速度演算を行なう
ようにしてもよい。

尚、推定車体速の求め方の一例としては、制動開始時
t₀以後、車輪加減速度αｔが減速度基準値−α_０となる
時点，の車輪速Vwの値から一定勾配で引いた直線で
あらわされる値（車輪速が直線より大きい時は車輪速の
値）を最初の推定車体速とし、以降はスキッドサイクル
毎に学習制御にてより実車体速に近似する値として定め
る方法がある。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明にあっては、車体速
度と車輪速度により実スリップ値を求める実スリップ値
検出手段と、実スリップ値が所定のスリップ判定基準値
に収束するように、ブレーキ液圧の減圧，保圧，増圧を
行なうアンチスキッド制御手段と、を備えたアンチスキ
ッド制御装置において、車体速検出値が設定車体速未満
である低車体速域制動時には、実スリップ値を車体速度
と車輪速度の差の車体速度に対する比率であるスリップ
率とし、スリップ判定基準値を一定の目標スリップ率と
し、車体速検出値が設定車体速以上である高車体速域制
動時には、実スリップ値を車体速度と車輪速度の差であ
るスリップ速度とし、スリップ判定基準値を一定の目標
スリップ速度とするスリップ判定基準値設定手段を設
け、前記設定車体速を、最大制動力が得られるスリップ
率が一定の状態のままから車体速上昇に比例して下がる
という変化傾向を示す時点の車体速としたため、下記に
列挙する効果を併せて達成することができる。

（１）スリップ判定基準値設定手段により、低車体速域
制動時には一定のスリップ率に保たれ、高車体速域制動
時には一定のスリップ速度に保つことでスリップ率に換
算すればスリップ率が低下していくアンチスキッド制
御、すなわち、最大制動力が得られるスリップ率がある
車体速以上の領域では車体速の上昇に比例して下がって
くるという本願発明者の実験により知見した事実と全く
対応した制御になり、全車体速域で最大制動力により制
御距離を最短にすることができる。

（２）高車体速域制動時には、スリップ速度を目標スリ
ップ速度に保つ制御としたため、高車体速域制動時に目
標スリップ率を車体速度に応じて変更する制御を行なう
場合に比べ、１つの目標値を与えるだけの簡単で、且
つ、速度検出誤差影響の少ない高い制御精度により、実
質的に目標スリップ率を無段階に変更させるきめ細かな
制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアンチスキッド制御装置のクレーム対
応図、第２図は実施例のアンチスキッド制御装置を示す
全体構成図、第３図は実施例装置のモジュールでの１輪
分の制御作動の流れを示すフローチャート図、第４図は
アンチスキッド制御装置が作動している制動時の各特性
を示すタイムチャート図、第５図は実験により得られた
スリップ率に対する制動力特性図、第６図は従来のアン
チスキッド制御装置で採用されている制動力特性図であ
る。ａ……車体速度ｂ……車輪速度ｃ……実スリップ値ｄ……実スリップ値検出手段ｅ……スリップ判定基準値ｆ……ブレーキ液圧ｇ……アンチスキッド制御手段ｈ……スリップ判定基準値設定手段

フロントページの続き (72)発明者波野淳横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭55−15381（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車体速度と車輪速度により実スリップ値を
求める実スリップ値検出手段と、前記実スリップ値が所定のスリップ判定基準値に収束す
るように、ブレーキ液圧の減圧，保圧，増圧を行なうア
ンチスキッド制御手段と、を備えたアンチスキッド制御
装置において、車体速検出値が設定車体速未満である低車体速域制動時
には、実スリップ値を車体速度と車輪速度の差の車体速
度に対する比率であるスリップ率とし、スリップ判定基
準値を一定の目標スリップ率とし、車体速検出値が設定
車体速以上である高車体速域制動時には、実スリップ値
を車体速度と車輪速度の差であるスリップ速度とし、ス
リップ判定基準値を一定の目標スリップ速度とするスリ
ップ判定基準値設定手段を設け、前記設定車体速を、最大制動力が得られるスリップ率が
一定の状態のままから車体速上昇に比例して下がるとい
う変化傾向を示す時点の車体速としたことを特徴とする
アンチスキッド制御装置。