JP2784211B2 - トラクション制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は車両の急加速時における駆動輪の空転を抑制
するトラクション制御方法に係り、特に、加速初期の段
階で有効な制御方法に関する。

「従来の技術」 トラクション制御は、車両の急加速によって駆動輪が
空転したときに、駆動輪にブレーキ力を作用させて、路
面との間のすべりを最適状態にして車輪の加速性能およ
び車両の安定性の向上を図るものである。

従来のトラクション制御においては、例えば特開昭59
−145652号公報に示されるように、駆動輪および従動輪
の車輪速を検知して、これらの車輪速情報（公報例の場
合は車両輪の回転数の差）に基づき駆動輪が空転したこ
とを検知したときに、ブレーキブースタの作動圧室に大
気を導入して、該ブレーキブースタを作動させ、マスタ
シリンダを介してブレーキ液圧をホイールシリンダに作
用させることにより、ブレーキ力を発生させるようにし
ている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、車輪の空転を検知してからブレーキブ
ースタの作動圧室に大気を導入するまでの間、およびそ
の大気導入からブレーキブースタが作動するまでの間、
さらにはブレーキブースタが作動してからホイールシリ
ンダにブレーキ液圧が作用するまでの間にそれぞれタイ
ムラグが生じるため、ホイールシリンダにおけるブレー
キ液圧の増圧までに時間がかかり、空転初期においては
トラクション制御が機能せず、その分空転が増大すると
いう問題がある。

本発明は前記課題を解決して、空転初期の段階から有
効にブレーキ力を作用させることを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明のトラクション制御方法は、加速時における車
輪の空転発生により車輪速情報がしきい値に達したとき
に、ホイールシリンダにブレーキ液圧を作用させるトラ
クション制御方法において、車輪速情報が前しきい値に
達する前に、ブレーキブースタの作動圧室に大気を導入
するとともに、該ブレーキブースタによって作動される
マスタシリンダと前記ホーイルシリンダとの間の液圧系
流路を遮断しておき、前記しきい値に達したときに液圧
系流路を開放することを特徴とする。

「作用」 本発明のトラクション制御方法においては、車輪に空
転が生じると、その車輪速情報がブレーキ力を発生させ
るべきしきい値に達する前にブレーキブースタを作動さ
せ、同時にマスタシリンダとホイールシリンダとの間の
液圧系流路を遮断して、ブレーキブースタの作動により
加圧したブレーキブースタ圧を該液圧系に蓄えておき、
車輪速情報がしきい値に達したときに液圧系を開放し
て、そのブレーキ液圧をホーイルシリンダに作用させブ
レーキ力を発生させる。つまり、しきい値に達する前
に、ブレーキブースタを早めに作動させて、ホイールシ
リンダの手前の液圧系においてブレーキ液圧を増圧させ
ておくものである。

「実施例」 以下、本発明のトラクション制御方法の一実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明のトラクション制御方法を適用した制
御装置の例を示しており、ブレーキ時の車輪のロック状
態を防止するアンチスキッド機能とトラクション制御機
能とを有している。

すなわち、制御装置は、車輪（駆動輪）１の近傍位置
に、その車輪速を検知するセンサ２が設けられるととも
に、ブレーキブースタ３の作動圧室４に、該作動圧室４
に対してエンジンのインテークマニホールド等の真空源
と大気とを択一的に接続する切り替え弁５が連設され、
該ブレーキブースタ３によって作動されるマスタシリン
ダ６と車輪１にブレーキ力を作用させるホイールシリン
ダ（例えばディスクブレーキ）７との間に、両者を連結
する液圧系８が設けられ、該液圧系８の途中に、その流
路を開閉する制御弁９が設けられている。

また、この制御弁９よりも下流側には、ホイールシリ
ンダ７のブレーキ液を逃がすための液圧逃がし系10接続
され、該液圧逃がし系10には、ブレーキ液を溜るリザー
バ11と、該リザーバ11とホイールシリンダ７との間の流
路を開閉する圧力解放弁12とが設けられている。一方、
リザーバ11と前記制御弁９との上流側との間を連絡する
ように液圧戻し系13が接続され、該液圧戻し系13にはポ
ンプ14が設けられている。

そして、前記センサ２、ブレーキペダル15によって操
作されるブレーキスイッチ16、アクセスペダル17によっ
て操作されるアクセルスイッチ18と、切り替え弁５、制
御弁９、圧力解放弁12、およびポンプ14との間に、セン
サ２、各スイッチ16・18の情報に基づき各弁５・９・12
およびポンプ14を制御するためのコントローラ19が設け
られている。

前記ブレーキブースタ３の内部機構について説明する
と、フロントシェル21とリアシェル22とに囲まれた空間
が、パワーピストン23およびダイヤフラム24によって前
方の負圧室25と後方の作動圧室26とに区画され、その負
圧室25がインテークマニホールド等の真空源に接続され
ており、通常時は大気バルブ27が閉じられるとともに、
真空バルブ28が開いた状態とされて、両室25・26が連通
した状態とされ、ともに真空状態とされている。そし
て、ブレーキペダル15が踏み込まれて、入力軸29を介し
てプランジャ30が前方へ押されると、まず真空バルブ28
が閉じて両室25・26が分離され、次いで大気バルブ27が
開放して作動圧室26に大気が導入され、この大気の導入
によって両室25・26に差圧が生じることにより、パワー
ピストン23が前方へ押されて、出力軸31に対する押圧力
が増幅させられるのである。

また、前記パワーピストン23は、ピストン35、ピスト
ンホルダ36、バルブボデー37の一体構造とされて、ピス
トンホルダ36とバルブボデー37との間にコントロールチ
ャンバ38が形成され、該コントロールチャンバ38内もコ
ントロールピストン39およびダイヤフラム40によって前
方の負圧室41と後方の作動圧室４とに区画されている。
この場合、前記負圧室25とコントロールチャンバ38の負
圧室41とは穴43を介して連通させられ、また、コントロ
ールチャンバ38内の作動圧室４には、その内部の圧力を
ブレーキペダル15の操作とは別に強制的に制御する圧力
制御系44が接続されており、該圧力制御系44は、ブレー
キブースタ３の外部に引き出されて、前記切り替え弁５
を介して真空源と大気とに択一的に接続されるようにな
っている。つまり、ブレーキペダル15の操作とは無関係
にブレーキ力を発生させる機能を有しているものであ
る。なお、この圧力制御系44における符号45は絞り弁を
示す。

前記切り替え弁５は、電磁弁によって構成され、通常
時（電源OFF時）は真空源と前記作動圧室４とを接続
し、通電時（電源ON時）に大気と作動圧室４とを接続状
態とするようになっている。また、前記制御弁９は、通
常時は開放状態となるノーマルオープン型の電磁弁であ
り、一方、前記圧力解放弁12は通常時は閉塞状態となる
ノーマルクローズド型の電磁弁である。

前記コントローラ19は、アクセルスイッチ18、ブレー
キスイッチ16、センサ２からの各情報に基づき、後述の
ようなトラクション制御およびアンチスキッド制御を行
うものである。

次に、このように構成した制御装置によるトラクショ
ン制御方法について第２図ないし第５図を参照しながら
説明する。

アクセルスイッチ18からの信号により、アクセルペダ
ル17が踏み込まれたことが検知されると、第２図に示す
フローチャートに従って演算がなされる。なお、第２図
ないし第４図においてはステップの番号をSpの記号の後
に示す。

＜ステップ１＞ センサ２から得られる検知信号に基づき車輪速Ｒωを
演算する。

＜ステップ２＞ 模擬車速Vrefを演算する。この模擬車速の概念につい
て説明すると、加速時に車輪に空転現象が生じた場合に
は、車輪速は急速に上昇していくのに対して、車速は決
して1G（Ｇは重力加速度）を超えて加速されることはな
いということに着目し、車輪速の変化率が1Gに近くなっ
たときにそのままの速度変化で加速されるとした場合の
車輪速とその変化率と時間との関係で設定される速度を
模擬車速とするものである。そして、実際の車輪速Ｒω
をこの模擬車速Vrefに近づけるように制御するのがトラ
クション制御である。もちろん、このVrefとしては、従
動輪の速度を用いてもよいのである。

＜ステップ３＞ ＜ステップ１＞、＜ステップ２＞で求めた車輪速Ｒω
と模擬車速Vrefとから、スリップ率、１−（Vref/Rω）
＝Ｓを演算する。

＜ステップ４＞ 車輪速Ｒωの微分値Ｒ、つまり車輪速の変化率を演
算する。

＜ステップ５＞ 以上の演算結果に基づきトラクション制御を行う。

このトラクション制御においては、第３図に示すよう
に＜ステップ３＞で求めたスリップ率Ｓと、＜ステップ
４＞で求めた車輪速の微分値Ｒと、予め設定したスリ
ップ率に対する２段階のしきい値S₁、S₂とが入力情報と
して与えられる。以下、第３図のフローチャートに従っ
て具体的制御内容を説明する。

＜ステップ10＞ スリップ率Ｓが第１しきい値S₁に達したか否かを判定
し、NOの場合にはステップ11に、YESの場合はステップ1
2に進む。

＜ステップ11＞ モードの制御状態に設定する。このモード１は、切り
替え弁５、制御弁９、圧力解放弁12のすべてが第１図に
示す電源OFFの状態、言い換えれば、ブレーキ力が作用
しない通常の駆動状態である。

＜ステップ12＞ スリップ率Ｓが第２しきい値S₂に達したか否かを判定
し、NOの場合（すなわちS₂＜Ｓ≧S₁の場合）にはステッ
プ13に、YESの場合はステップ15に進む。

＜ステップ13＞ 車輪速の微分値Ｒが０より大きいか否か、つまり加
速状態であるか否かを判定し、YESの場合はステップ14
に、NOの場合はステップ17に進む。

＜ステップ14＞ モード２の制御状態に設定する。このモード２は、切
り替え弁５と制御弁９とを電源ON、圧力解放弁12を電源
OFFの状態として、ブレーキブースタ３の前記コントロ
ールチャンバ38における作動圧室４に大気を導入すると
ともに、液圧系８の流路を遮断する。このモード２の制
御状態に設定されることにより、ブレーキブースタ３の
コントロールピストン39が押されて、出力軸31を介して
作動させられるマスタシリンダ６のブレーキ液圧が該マ
スタシリンダ６と制御弁９との間の液圧系８内に蓄えら
れる。

＜ステップ15＞ 車輪速の微分値Ｒが０より大きいか否かを判定し、
YESの場合はステップ16に、NOの場合にはステップ14に
進む。

＜ステップ16＞ モード３の制御状態に設定する。このモード３がトラ
クション制御状態であり、切り替え弁５を電源ON、制御
弁９と圧力解放弁12を電源OFFの状態として、マスタシ
リンダ６とホイールシリンダ７との間の液圧系８の流路
を開放状態とする。このモード３となる前にはモード２
を経由しているから、該モード２で液圧系８に蓄えられ
たブレーキ液圧がホイールシリンダ７に作用してブレー
キ力が発生することになる。

＜ステップ17＞ モード４の制御状態に設定する。このモード４の制御
状態は切り替え弁５、制御弁９、圧力解放弁12のいずれ
もが電源ONの状態となり、このモード４の設定によっ
て、マスタシリンダ６とホイールシリンダ７との間の液
圧系８の流路が遮断されるとともに、液圧逃がし系10の
流路が開放される。したがって、ホイールシリンダ７に
ブレーキ液圧が作用している場合はリザーバ11に放出さ
れる。これとともにポンプ14が作動される。

以上の制御の流れを第５図を参照しながら車輪速Ｒω
の変化に対応させて説明する。この第５図においてはス
リップ率に変えて車輪速としてのしきい値を図示してお
り、第１しきい値をx₁、第２しきい値をx₂とする。

通常時においては、モード１に設定されているから、
ホイールシリンダ７にはブレーキ液圧は作用していない
が、模擬車速Vrefより車輪速Ｒωが大きくなって第１し
きい値x₁に達すると（スリップ率で換言すれば、スリッ
プ率Ｓが第１しきい値S₁に達すると）、モード２に設定
されて、ブレーキブースタ３のコントロールチャンバ38
における作動圧室４に大気が導入されてブレーキブース
タ３が作動するとともに、液圧系８の制御弁９が流路を
遮断して、マスタシリンダ６のブレーキ液圧を流路内に
蓄える。

次いで、車輪速Ｒωが実際にトラクション制御すべき
第２しきい値x₂に達すると（スリップ率Ｓが第２しきい
値S₂に達すると）、モード３に設定されて、制御弁９が
流路を開放して、蓄えておいたブレーキ液圧をホイール
シリンダ７に送り込み、ブレーキ力を発生させる。

そして、このモード３の設定によって車輪１の空転が
抑制され、車輪速Ｒωの上昇率（勾配）が小さくなり、
次いで車輪速の微分値Ｒが正から負に転じると、再び
モード２に設定されて、制御弁９が流路を閉塞すること
により、ホイールシリンダ７内のブレーキ液圧が一定に
保持される。

次いで、車輪速Ｒωが小さくなって第２しきい値x₂ま
で低下すると（スリップ率Ｓが第２しきい値S₂まで低下
すると）、モード４に設定されて、圧力解放弁12が液圧
逃がし系10の流路を開放することにより、ホイールシリ
ンダ７のブレーキ液がリザーバ11に放出される。このと
きポンプ14も駆動されて、リザーバ11のブレーキ液は制
御弁９の上流側に圧送される。なお、ポンプ14は所定の
制御の間、継続して回転させ続ければよい。

さらに車輪速Ｒωが小さくなって第１しきい値x₁まで
低下すると（スリップ率Ｓが第１しきい値S₁まで低下す
ると）、モード１に設定され、各弁５・９・12はすべて
電源OFFの状態、つまり通常状態に復帰し、液圧系８の
流路が開放して液圧逃がし系10の流路が閉鎖されるとと
もに、ブレーキブースタ３のコントロールチャンバ38の
作動圧室４が真空となってコントロールピストン39が元
の位置に戻る。

以上の制御が繰り返されることにより、車輪速Ｒωは
模擬車速Vrefに近似させられていくものである。

すなわち、この制御方法は、車輪１の空転時に、その
車輪速Ｒωがブレーキ力を発生させるべきしきい値x
₂（あるいはS₂）に達する前の予備的なしきい値x₁（あ
るいはS₁）に達したときに、ブレーキブースタ３を作動
させて、ホイールシリンダ７の手前までブレーキ液圧を
作用させておき、本来のトラクション制御時にそのブレ
ーキ液圧を制御弁９の開放によって瞬時にホイールシリ
ンダ７に作用させるもので、短時間にブレーキ力を発生
させて、初期の段階で有効に空転を抑制することができ
るものである。

次に、急制動時に車輪のロック状態を抑制するアンチ
スキッド制御について説明する。

コントローラ19に、ブレーキペダル15の操作によるブ
レーキスイッチ16からの信号と、車輪１のロック状態を
検知したセンサ２からの信号とが入力されると、該コン
トローラ19の制御によって、制御弁９が液圧系８の流路
を遮断するとともに圧力解放弁12が液圧逃がし系10の流
路を開放し、ホイールシリンダ７のブレーキ液をリザー
バ11に放出する。そして、車輪１が所定の減速度に回復
した時点で、圧力解放弁12が閉鎖状態となってホイール
シリンダ７のブレーキ液圧が一旦保持されるとともにポ
ンプ14が作動され、しかる後ロック状態が解除すると、
制御弁９が開放してホイールシリンダ７に再度ブレーキ
液を送り込む。以上の制御を繰り返し行って、車輪１の
ロック状態を抑制しつつ制動するものである。

なお、本発明のトラクション制御方法においては、そ
の制御のためのしきい値として、例えば駆動輪と従動輪
との回転差など、一実施例で採用したスリップ率や車輪
速以外の各種の車輪速情報を採用することができる。ま
た、ブレーキブースタについても、第１図例の構造の
他、ブレーキペダルの操作とは別に作動圧室に大気を導
入し得る手段を有する構造であれば、従来技術で述べた
特開昭59−145652号公報に記載の構造等をも適用するこ
とができる。

「発明の効果」 以上の説明から明らかなように、本発明のトラクショ
ン制御方法によれば、車輪速情報がしきい値に達する前
にブレーキブースタを作動させて、液圧系にブレーキ液
圧を蓄えておくようにしているから、しきい値に達した
ときに即座にホイールシリンダにブレーキ液圧を作用さ
せることができ、ブレーキ力を早期に発生させることが
できる。したがって、車輪の空転現象を初期の段階で有
効に抑制することができ、加速性能および安定性を向上
させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラクション制御方法を適用した制御
装置の例を示す配管系統図、第２図は制御に必要な車輪
速情報の演算処理の内容を示すフローチャート、第３図
はトラクション制御の内容を示すフローチャート、第４
図（ａ）ないし（ｄ）は第３図における各モードの内容
を示すフローチャート、第５図は車輪速および模擬車速
と車輪速の微分値、各弁の作動との対応を時間の経過と
ともに示したタイミングチャートである。 １……車輪、２……センサ、３……ブレーキブースタ、
４……作動圧室、５……切り替え弁、６……マスタシリ
ンダ、７……ホイールシリンダ、８……液圧系、９……
制御弁、10……液圧逃がし系、11……リザーバ、12……
圧力解放弁、13……液圧戻し系、14……ポンプ、15……
ブレーキペダル、16……ブレーキスイッチ、17……アク
セルペダル、18……アクセルスイッチ、19……コントロ
ーラ、21……フロントシェル、22……リアシェル、23…
…パワーピストン、24……ダイヤフラム、25……負圧
室、26……作動圧室、27……大気バルブ、28……真空バ
ルブ、29……入力軸、30……プランジャ、31……出力
軸、35……ピストン、36……ピストンホルダ、37……バ
ルブボデー、38……コントロールチャンバ、39……コン
トロールピストン、40……ダイヤフラム、41……負圧
室、43……穴、44……圧力制御系、45……絞り弁。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加速時における車輪の空転発生により車輪
   速情報がしきい値に達したときに、ホイールシリンダに
   ブレーキ液圧を作用させるトラクション制御方法におい
   て、車輪速情報が前記しきい値に達する前に、ブレーキ
   ブースタの作動圧室に大気を導入するとともに、該ブレ
   ーキブースタによって作動されるマスタシリンダと前記
   ホイールシリンダとの間の液圧系流路を遮断しておき、
   前記しきい値に達したときに液圧系流路を開放すること
   を特徴とするトラクション制御方法。