JP2691198B2 - スプリットμ路面対応のアンチロック制御システムにおけるブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アンチロック制御システムに関し、更に詳
述すればスプリットμ路面対応のアンチロック制御シス
テムにおけるブレーキ制御装置に関する。

従来の技術 アンチロック制御システムは、ブレーキをかけた際、
車輪がロックされ路面を滑り始めたとき、運転者のブレ
ーキ操作に反して、自動的にブレーキシリンダの液圧
（以下、ブレーキ液圧という）を低くしてブレーキのか
かり程度を弱め、車輪のロックを解除するシステムであ
る。

第１図にブレーキ液圧系の一例を示す。ブレーキペダ
ルを踏むことによりブレーキシリンダ２内の液圧が上が
り、インテークソレノイドバルブ３を介してブレーキ４
を締めるように動作する。ブレーキの締めすぎにより車
輪がロックすると、アンチロック制御システムが働き、
インテークソレノイドバルブ３を遮断位置に変位させる
と共に、エグゾーストソレノイドバルブ６を計算された
所定時間ΔＴだけ導通位置に変位させる。これにより、
ブレーキ４に加わっている液圧が下がり、ブレーキ４が
弱められ、車輪をロック状態から解除することが可能と
なる。

一般に、ブレーキ液圧の特性は第2a図に示すように非
線型的に変化するので、同じ所定時間ΔＴ減圧を行って
も減圧開始時のブレーキ液圧が高いほど減圧幅ΔＰは大
きい。従って、所望の減圧幅を得るためには、減圧時間
ΔＴをブレーキ液圧に依存して変化させなければならな
い。

ところが、従来の装置においては、ブレーキ液圧ない
し、それの推定値に応じた減圧時間補正がなされていな
いので、たとえば凍った路面や雪道等の摩擦係数μの低
い低μ路面では、アンチロック制御はブレーキ液圧が低
い応対で開始されるので減圧量不足により不要に車輪ス
リップ量が大きくなり、前輪に関しては操舵性が低下
し、後輪に関しては車輌安定性が低下する。他方、アス
ファルト等の摩擦係数μが高い高μ路面では、アンチロ
ック制御はブレーキ液圧が高い状態で開始されるのでん
減圧量過剰により車体減速度が変動したりして制動距離
が伸びるなどの不具合が発生する。

かかる不具合を解消するため、本願出願人は、先の特
許出願において、ロック兆候を解除するのに必要なブレ
ーキ液圧の減圧信号Ｋを出力する手段と、現在のブレー
キシリンダの液圧を検出する手段と、現在のブレーキシ
リンダの液圧に応じて補正値αを算出し、その補正値α
を減圧信号Ｋに加算し、補正後の減圧信号（Ｋ＋α）を
用いてブレーキシリンダの液圧を減圧せしめる手段から
成ることを特徴とするブレーキ制御装置を提案した。そ
して、ブレーキシリンダの液圧を検出する手段として高
価な結圧ピックアップを用いる代わりに、ブレーキ液圧
と車体減速度とが比例関係にあるので、車体減速度セン
サを用いたり、推定車体速度から車体減速度を算出し、
それから補正値αを得る方法（第８図参照）を提案し
た。

発明が解決しようとする課題 ところで、車両が左右車輪下の路面の摩擦係数μが異
なった路面（スプリットμ路面）を走行中にアンチロッ
ク制御が行なわれた場合、左右で独立制御する多チャン
ネル方式のアンチロック制御システムの車両では、車輪
がロック兆候を示し始める時点での左右それぞれのブレ
ーキ液圧は各車輪下の路面の摩擦係数μにほぼ比較した
値になる。すなわち、左右の車輪に個々の路面の摩擦係
数μに応じたブレーキが加わって、ロック兆候を示した
とすれば、この時の車体減速度は、左右路面の摩擦係数
μの平均値に比例した値になる。この車体減速度に従っ
て、そのままアンチロック制御を行えば、高μ路面側の
車輪については減圧時間が過大となりブレーキ液圧を抜
きすぎて、充分な車体減速度が得られない一方、低μ路
面側の車輪については減圧時間が過小となりブレーキ液
圧を抜き足らなくなり、深いスリップを発生させ、車両
の安定性が低下したりする不具合が発生する。

本発明は、左右の車輪に対し、それぞれ独立して車輪
のロック兆候を検知して自動的にバルブを調節してブレ
ーキシリンダの液圧を減圧させ、ロック兆候を解除する
アンチロック制御システムにおいて、左右の車輪下の路
面の摩擦係数が異なった路面（スプリットμ路面）であ
っても、高μ路面側の車輪については減圧信号を小さく
設定できると共に、低μ路面側の車輪については減圧信
号を大きく設定できるスプリットμ路面対応のアンチロ
ック制御システムにおけるブレーキ制御装置を提案する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明にかかるスプリッ
トμ路面対応のアンチロック制御システムにおけるブレ
ーキ制御装置は、左右の車輪下の路面の摩擦係数の差を
表すスプリットμ係数CTRを算出する手段と、ロック兆
候を解除するのに必要な減圧信号Ｋを出力する手段と、
摩擦係数が大きい方の路面に位置する第一車輪に対して
は、該減圧信号Ｋを該スプリットμ係数CTRに比例して
減少させる一方、摩擦係数が小さい方の路面に位置する
第二車輪に対しては、該減圧信号Ｋを該スプリットμ係
数CTRに比例して増大させるように修正する手段から成
ることを特徴とする。

また、本発明における修正手段は、現在の車体減速度
VCELを算出する手段と、摩擦係数が大きい方の路面に位
置する第一車輪に対しては、該車体減速度VCELを該スプ
リットμ係数CTRに比例して増大した第一の値を出力す
る一方、摩擦係数が小さい方の路面に位置する第二車輪
に対しては、該車体減速度VCELを該スプリットμ係数CT
Rに比例して減少した第二の値を出力する手段と、第一
車輪に対しては、第一の値に応じて減圧信号Ｋを補正
し、補正後の値を用いてブレーキシリンダの減圧を減圧
しせめる一方、第二車輪に対しては、第二の値に応じて
減圧信号Ｋを補正し、補正後の値を用いてブレーキシリ
ンダの液圧を減圧せしめる手段から成ることを特徴とす
る。

作用 摩擦係数が均一な路面では減圧信号Ｋはブレーキ液圧
と比例関係にある車体減速度によって補正されるが、ス
プリットμ路面では左右の車輪に加わるブレーキ液圧が
異なるため、左右のブレーキ液圧の平均値が車体減速度
と比例関係にあると考えられる。従って、車体減速度か
ら左右の車輪に加わわるブレーキ液圧を算出するため、
左右の車輪下の路面の摩擦係数の差を表すスプリットμ
係数CTRを算出し、摩擦係数が大きい方の路面に位置す
る第一車輪に対しては、車体減速度をスプリットμ係数
CTRに比例して増大させる一方、摩擦係数が小さい方の
路面に位置する第二車輪に対しては、該車体減速度を該
スプリットμ係数CTRに比例して減少させている。結
局、増大および減少させた車体減速度の値が左右の車輪
下に加わわるブレーキ液圧に相当し、かかる値に基づい
てブレーキ液圧信号が補正される。

実施例 第３図は、本発明にかかるスプリットμ路面対応のア
ンチロック制御システムにおけるブレーキ制御装置のブ
ロック線図を示す。S0,S1,S2,S3は各車輪の速度を検す
る車輪速センサ、CALは車輪速度から車輪減速度および
推定車体減速度を算出する演算部、L0,L1,L2,L3は各車
輪についてロック兆候を検出する兆候検出部、T0,T1,T
2,T3は、液圧検出部P0,P1,P2,P3から各車輪のブレーキ
液圧を受け、各車輪についてアンチロック制御が実行さ
れるために必要な減圧時間を設定する減圧時間設定部で
ある。さらに、OUT0,OUT1,OUT2,OUT3は減圧時間に応じ
てソレノイドバルブのソレノイドに駆動指令を出力する
ソレノイド指令出力部、そしてACT0,ACT1,ACT2,ACT3は
インテークソレノイドバルブ、エグゾーストソレノイド
バルブ等を含む液圧制御装置である。以上の構成におい
て、演算部、ロック兆候検出部、減圧時間設定部、およ
びソレノイド指令出力部は、マイクロ・コンピュータで
処理するように構成するのが好ましい。なお、液圧検出
部は、ブレーキ液圧を検出するもので、ブレーキ液圧と
車体減速度とが比例関係のあるので、車体減速度センサ
を用いる。液圧検出部は、必ずしも４輪すべてに設ける
必要はなく、右側のいずれか１輪にひとつ、左側のいず
れか１輪にひとつ設けても良いし、全体で一つでも良
い。

更に、液圧検出部を独立して設ける代わりに、第４図
にしめすように、演算部CALにおいて、車輪速度よりも
推定車体減速度を算出し、これにもどづいて液圧信号を
出力するようにしても良い。

つぎに、本発明に係るスプリットμ路面対応のアンチ
ロック制御システムにおけるブレーキ制御装置の動作を
後のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップ＃１において、車輪速度、車輪減速度、推定
車体減速度VCELが算出される。尚、推定車体減速度の算
出方法は、例えば、特願昭62−334038号明細所に詳述さ
れている方法であってもよいし、他の公知の方法を用い
てもよい。

ステップ＃２は、スプリットμ係数CTRを計算するサ
ブルーチンで、その詳細は第６図に示されている。

第６図において、ステップS1で、車輪速センサーS0,S
1,S2,S3から４輪の車輪速度の読み取り結果により、右
側前輪についてアンチロック制御が必要か否かが判断さ
れ、必要であると判断された場合は、ステップS2に進
み、右側前輪についてアンチロック制御が必要と判断さ
れている期間をカウントするタイマーT0をインクリメン
トする。また、アンチロック制御が必要と判断されてい
ない場合は、ステップS3に進み、タイマーT0をリセット
する。同様に、ステップS4で、左側前輪についてアンチ
ロック制御が必要か否かが判断され、必要である場合
は、ステップS5に進み、左側前輪のアンチロック制御必
要期間をカウントするタイマーT1をインクリメントす
る。また、アンチロック制御が必要とされていない場合
は、ステップS6に進み、タイマーT1を、リセットする。
すなわち、タイマーT0及びT1は、それぞれ右側車輪及び
左側車輪についてアンチロック制御の要求が出されれ
ば、要求毎にその要求期間がカウントする。ステップS7
では、タイマーT0のカウント値が所定値ΔTaの整数倍か
否かが判断され、整数倍であるときは、ステップS8に進
み、整数倍でないときは、ステップS10に進む。ステッ
プS8ではスプリットμ路面判断用のタイマーCTRのカウ
ント値CTR所定の上限値、たとえば８より大きいか否か
が判断され、大きい場合は、ステップS10に進む一方、
小さい場合は、ステップS9に進み、タイマーCTRをイン
クリメントし、その後ステップS10に進む。

なお、タイマーCTRのカウント値CTRは、スプリットμ
係数、すなわち右側路面と左側路面の摩擦係数の差を現
し、ゼロの場合は左右路面の摩擦係数に差がないことを
示し、定方向に大きくなれば右側路面の摩擦係数が左側
路面のそれよりも小さくなる方向に変わっていることを
示し、負方向に大きくなれば左側路面の摩擦係数が右側
路面のそれよりも小さくなる方向に変わっていることを
示す。

ステップS10では、タイマーT1のカウント値が所定値
ΔTaの整数倍か否かが判断され、整数倍であるときは、
ステップS11に進み、整数倍でないときは、ステップS13
に進む。ステップS11ではスプリットμ路面判断用のタ
イマーCTRのカウント値が所定の下限値、たとえば−８
より小さいか否かが判断され、小さい場合は、ステップ
S13に進む一方、大きい場合は、ステップS12に進み、タ
イマーCTRをデクリメントし、その後ステップS13に進
む。すなわち、タイマーCTRは、タイマーT0に対して
は、タイマーT0のカウント値に比例して一方向にカウン
トが進む一方、タイマーT1に対しては、タイマーT1のカ
ウント値に比例して一方向とは逆の方向にカウントが進
むように構成されている。

ステップS13では、タイマーCTRのカウント値がゼロで
あるか否かが判断され、ゼロである場合は、ステップS1
8に進む一方、ゼロでない場合は、ステップS14に進む。
ステップS14では、コンピュータプログラムが実行され
ている間は継続してカウントされるフリータイマーTmの
カウント値が所定値ΔTb（＞ΔTa）の整数倍か否かが判
断され、整数倍であればステップS15に進む一方、整数
倍でなければステップS18に進む。ステップS15では更に
タイマーCTRのカウント値が正か負かが判断され、正の
場合はステップS17でタイマーCTRがデクリメントされ、
負の場合はステップS16でタイマーCTRがインクリメント
される。これにより、タイマーCTRは、タイマーT0、T1
により増加、減少される早さより遅い早さでゼロに近づ
けられる。そして、ステップS18で、タイマーCTRの値が
スプリットμ係数として出力される。

再び第５図に戻り、ステップ＃３では、まず一方側の
車輪、たとえば右側車輪についてロック兆候の有無を検
出する。ロック兆候の検出方法の一つとして、車輪速度
が所定の車輪速度閾値以下で、かつ車輪減速度が所定の
車輪減速度閾値以上の場合はロック兆候であると判断す
る方法があるが、その他の公知の方法を用いてもよい。
ロック兆候を検出した場合はステップ＃４でフラッグを
セットし、かつアンチロックタイマーをクリアする一
方、ロック兆候を検出しない場合はステップ＃５でフラ
ッグをリセットし、アンチロックタイマーをインクリメ
ントする。

ステップ＃６では、フラッグがセットされているか否
かが検出され、セットされていなければ、ステップ＃８
へ進み、アンチロックタイマーが所定値、たとえば128
以上の時には、アンチロック制御が行なわれないで、ブ
レーキ・ペダルの踏圧がそのままブレーキに伝わり、
又、アンチロッネタイマーが所定値未満の時には未だに
アンチロック制御中と判断し緩やかにブレー力が増大す
るよう制御される。

他方、ステップ＃６で、フラッグがセットされていれ
ば、アンチロック制御が必要とされ、ステップ＃７で、
所望の減圧レートＲに対し減圧信号Ｋを設定、すなわち
単位時間Δｔ当たりの減圧量ΔＷの設定が行われる（第
2b図）。減圧信号Ｋは、たとえば Ｋ＝|DECEL| DECELは車輪減速度 から求めてもよい。この減圧信号Ｋを決定するための所
望の減圧レートＲは第2b図に示すように、通常のブレー
キ液圧の減圧曲線の平均傾きよりも緩やかな場合もあ
る。かかる場合は、一気に減圧するのではなく、断続的
に減圧する。たとえば第１図の構成について説明する。
断続的な減圧が必要な場合は、まず、インテーク・ソレ
ノイド・バルブ３を緩加圧状態にし、エグゾースト・ソ
レノイド・バルブ６を断続的に導通状態にしてやればよ
い。

ステップ＃９では、左右の車輪下の路面の摩擦係数μ
が異なっている場合、すなわちCTRの値がゼロでない場
合、右側の限界車体減速度VCELO絶対値及び左側の限界
車体減速度VCEL1の絶対値が次の式により計算される。

右側の限界車体減速度とは、左右両輪下の路面の摩擦
係数が共に右側車輪下の路面の摩擦係数を有する場合に
アンチロック制御が開始されるであろう車体減速速度を
いい、左側の限界車体減速度とは、左右両輪下の路面の
摩擦係数が共に左側車輪下の路面の摩擦係数を有する場
合にアンチロック制御が開始されるであろう車体減速度
をいう。なお、ステップ＃３からは一方側車輪（たとえ
ば右側車輪）について処理しているので、当該一方側車
輪に対応する側（たとえば右側）の計算結果が選択使用
され、次のステップ＃10ではその計算結果に基づいて補
正値αが第８図に示すグラフから求められる。たとえ
は、右側の限界車体減速度が0.4Gであれば、補正値αは
５となる。

ステップ＃11では補正値α及び減圧信号Ｋを用い、減
圧時間、すなわちエグゾースト・ソレノイド・バルブ６
を断続的に開閉させるソレノイド開閉係数Ｊを次式によ
り算出している。

Ｊ＝Ｋ＋α そして、ソレノイド開閉係数Ｊにより、ソレノイドを
オン／オフするデューティ比が求まる。

表１は、ソレノイド開閉係数Ｊとソレノイドをオン／
オフするデューティ比の一例をしめす。

このデューティ比に従って、ステップ＃12においてソ
レノイド指令が出力される。次にステップ＃13で左右両
輪とも処理が為されたかどうかが判断され、一方側車輪
しか処理が試されていない場合は、ステップ＃３に戻
り、他方側車輪についても同様の処理が行なわれる。

次に、第７図のグラフを用いてＰ点にてスプリットμ
路面が始まる場合を説明する。Ｐ点以前においては、左
右の前輪についてアンチロック制御が実行されても、両
車輪とも摩擦抵抗が大きい高μ路面を走行しているの
で、アンチロック制御は長引いても高々所定期間ΔTa前
後である。従って、フローチャートでは主としてステッ
プ＃1,S1,S3,S4,S6,S7,S10,S13,S18,＃３以下が繰り返
し実行される。

次にＰ点を越えると、右側車輪は継続して高μ路面を
走行する一方、左側車輪は、摩擦抵抗が小さい低μ路面
を走行するようになる。従って、左側車輪のロック傾向
が増大し、これを抑制するため左側車輪のアンチロック
制御が長時間要求される。すなわち、アンチロック制御
の要求が左右の車輪間で不均衡となる。このため、ステ
ップS4,S5が繰り返されたタイマーT1のカウント値が増
大する。このカウント値T1が所定期間ΔTaの整数倍にな
る毎に、タイマーCTRは、デクリメントされ（ステップS
12）、タイマーCTRのカウント値を用いて左右の限界車
体減速度VCEL0,VCEL1が計算される。第７図のグラフに
示すように、左右の限界車体減速度VCEL0、VCEL1はその
時の車体減速度VCELを中心に上下に対称的に離間した値
を取る。離間度は、CTRの値が大きくなるほど大きい。
この様にして求められた限界車体減速度により、右側車
輪、左側車輪について個別の減圧時間情報を用いてアン
チロック制御が実行される（ステップ＃10−＃12）。

その後、スプリットμ路面を走行している間はタイマ
ーCTRのカウント値は、正または負（上述の例では負）
方向に偏り続け、左右の車輪はそれぞれ左右の路面の摩
擦係数に応じてアンチロック制御が実行される。

なお、常に稼動しているタイマーTmが所定期間ΔTbカ
ウントする毎に、タイマーCTRのカウント値はゼロに近
付くように加算（ステップS16）または減算（ステップS
17）されるので、スプリットμ路面から脱出した後は、
タイマーCTRのカウント値はすみやかにゼロに成り、左
右の限界車体減速度VCEL0、VCEL1も本来の車体減速度VC
ELに戻る。

発明の効果 本発明にかかるスプリットμ路面対応のアンチロック
制御システムにおけるブレーキ制御装置は、左右の車輪
下の路面の摩擦係数μに基づいて左右個別に減圧信号を
設定することができ、すなわち、高μ路面側の車輪につ
いては比較的短い時間で、低μ路面側の車輪については
比較的長い時間で、個別に減圧されるので、高μ路面と
低μ路面とが左右に分かれた路面であっても素早くロッ
ク兆候が解消されるとともに、可能な範囲で最高の車体
減速度を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ブレーキ減圧系のブロック線図、第2a図はブ
レーキ液圧の変化を示したグラフ、第2b図はブレーキ液
圧の減圧信号Ｋを示したグラフ、第３図は本発明にかか
るスプリットμ路面対応のアンチロック制御システムに
おけるブレーキ制御装置のブロック線図、第４図は、第
３図の変形例を示すブロック線図、第５図は本発明にか
かるスプリットμ路面対応のアンチロック制御システム
におけるブレーキ制御装置の動作のフローチャート、第
６図はスプリットμ係数CTRを算出するためのフローチ
ャート、第７図はスプリットμ路面での動作説明図、第
８図は補正値αと車体減速度との関係を示したグラフで
ある。 ２……ブレーキシリンダ、 ４……ブレーキ、６……ソレノイドバルブ、 S0,S1,S2,S3……車輪速センサ、 L0,L1,L2,L3……ロック兆候検出部、 T0,T1,T2,T3……減圧時間設定部、 OUT0,OUT1,OUT2,OUT3……ソレノイド指令出力部。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右の車輪に対し、それぞれ独立して車輪
   のロック兆候を検知して自動的にバルブを調節してブレ
   ーキシリンダの液圧を減圧させ、ロック兆候を解除する
   アンチロック制御システムにおいて、 左右の車輪下の路面の摩擦係数の差を表すスプリットμ
   係数CTRを算出する手段（ステップ＃２）と、 ロック兆候を解除するのに必要な減圧信号Ｋを出力する
   手段（ステップ＃７）と、 摩擦係数が大きい方の路面に位置する第一車輪に対して
   は、該減圧信号Ｋを該スプリットμ係数CTRに比例して
   減少させる一方、摩擦係数が小さい方の路面に位置する
   第二車輪に対しては、該減圧信号Ｋを該スプリットμ係
   数CRTに比例して増大させるように修正する手段（ステ
   ップ＃９−＃11）から成ることを特徴とするスプリット
   μ路面対応のアンチロック制御システムにおけるブレー
   キ制御装置。
2. 【請求項２】請求項１項記載のブレーキ制御装置であっ
   て、該修正手段は、 現在の車体減速度VCELを算出する手段（ステップ＃１）
   と、 摩擦係数が大きい方の路面に位置する第一車輪に対して
   は、該車体減速度VCELを該スプリットμ係数CTRに比例
   して増大した第一の値を出力する一方、摩擦係数が小さ
   い方の路面に位置する第二車輪に対しては、該車体減速
   度VCELを該スプリットμ係数CTRに比例して減少した第
   二の値を出力する手段（ステップ＃９）と、 該第一車輪に対しては、該第一の値に応じて減圧信号Ｋ
   を補正し、補正後の値を用いてブレーキシリンダの液圧
   を減圧せしめる一方、該第二車輪に対しては、該第二の
   値に応じて減圧信号Ｋを補正し、補正後の値を用いてブ
   レーキシリンダの減圧を減圧せしめる手段から成ること
   を特徴とするもの。
3. 【請求項３】請求項１項または２項記載のブレーキ制御
   装置であって、該スプリットμ係数CTRを算出する手段
   は、 右車輪についてアンチロック制御の要求が開始され中断
   されるまでの期間をカウントする第１タイマー手段（T
   0）と、 左車輪についてアンチロック制御の要求が開始され中断
   されるまでの期間をカウントする第２タイマー手段（T
   1）と、 該第１タイマー手段に対しては、そのカウント値に比例
   して一方向にカウントが進む一方、該第２タイマー手段
   に対しては、そのカウント値に比例して一方向とは逆の
   方向にカウントが進む第３タイマー手段（CTR）から成
   ることを特徴とするもの。
4. 【請求項４】請求項３項記載のブレーキ制御装置であっ
   て、所定期間経過毎に該第３タイマー手段をゼロに近づ
   く方向に一定量加算／減算するようにした事を特徴とす
   るもの。