JP2835516B2 - アンチスキツド制御装置 - Google Patents

アンチスキツド制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ホイールシリンダの油圧を制御して制動時
の車輪のスリップを防止するアンチスキッド制御装置に
関する。 〔従来の技術〕 車両の制動時に車輪ロックを防止するアンチスキッド
装置には、車両や路面の状態からホイールシリンダ(W/
C)の油圧勾配を変化させ、制動力調整を行なう方法が
ある。例えば油圧緩減圧、急減圧、および緩増圧、急増
圧の4モードを用意し、車輪速と車輪加速度によりこれ
らのうちの1つを選択し、制動力調整するのがその一例
である。この制御方法は車輪速度、車輪加速度などから
アクチュエータを切替えるだけで制御できるので、従来
より広く用いられている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、この制御方法は制動に最適な油圧に近づく
までの時間が長くなり、制動距離の短縮や操舵性向上の
点で問題がある。 本発明は、油圧勾配ではなく、最適油圧レベルを求め
てそれにホイールシリンダ油圧が急速に接近するように
制御し、より大きな制動力を得、また操舵性の向上を図
ろうとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、ホイールシリンダの油圧を制御して車輪に
加える制動力を、車輪がスリップを生じないように抑制
するアンチスキッド制御装置において、路面状況に対す
る、スリップ率が所定値以上になるスリップの開始時の
ホイールシリンダ油圧の特性を基に、スリップ開始時の
路面状況から、該スリップ開始時の油圧を求めて該油圧
のアンチスキッド制御開始時の初期油圧とし、該初期油
圧に該制御開始後のホイールシリンダの増圧時間と増圧
定数から求まる油圧増加分と該制御開始後のホイールシ
リンダの減圧時間と減圧定数から求まる油圧減少分を加
算してホイールシリンダの現在油圧を推定する推定手段
と、前記初期油圧を車両状況に応じて補正して最適油圧
を算出する算出手段と、前記推定手段から推定される推
定油圧と前記算出手段から算出される最適油圧とを比較
して、該推定油圧が該最適油圧より大きければホイール
シリンダの油圧を減圧し、該推定油圧が該最適油圧より
小さければホイールシリンダの油圧を増圧させることに
より、該推定油圧が該最適油圧に近づくように前記ホイ
ールシリンダの油圧を増加または減少させる手段とを備
えたことを特徴とするものである。 〔作用〕 第1図は本発明の原理ブロック図で、Wは車輪、Sは
車輪速センサ、Aは内蔵するホイールシリンダ(W/C)
の油圧を制御するアクチュエータである。1〜4はマイ
クロコンピュータで実現される各装置で、1はセンサS
の出力から車輪速度、車輪加速度および車体速度を演算
する装置である。車輪速センサSは車輪の回転に伴なっ
てパルスを発生するもので、単位時間当りのパルス発生
数が車輪速を示す。これを微分すれば、車輪加速度が得
られる。車体速度は別途に車体速度センサを用いる場合
にはそれより直接得ることができるが、これがないとき
は車輪速度から推定する。例えば、各車輪にそれぞれ車
輪速センサを取付けておき、これらの車輪速センサが同
じ速度を示すときはスキッドなし、従って車体速=車輪
速とし、これらの車輪速センサが異なる速度を示すとき
はスキッド発生、車体速は各車輪速のうちの最大値とす
る。演算装置2は初期油圧、W/C油圧制御用ソレノイド
のオン時間、アクチュエータAの油圧上昇/下降特性な
どから現在のW/C油圧を推定する。演算装置3は演算装
置2からのW/C推定油圧PIと演算装置1からの車輪速、
車輪加速度、および車体速度、並びに路面状態を基に制
御に最適な油圧PSを演算する。制御装置4は演算装置2
からの推定油圧PIと演算装置3からの最適油圧PSを比較
し、その差が一定値ΔP以下の場合はW/C油圧を保持
し、推定油圧PIがΔP以上PSより低いときは増圧、ΔP
以上PSより高いときは減圧する制御を行なう。 〔実施例〕 第2図は本発明の一実施例で、FR,FLは右左の前輪、R
R,RLは右左の後輪、Bはフットブレーキ、5はアンチス
キッド制御装置である。本例では各車輪に独立した車輪
速センサSを設け、また各車輪のアクチュエータAを個
々に制御できるようにしているが、これには、後輪のア
クチュエータAの制御は共通に行なうなど、種々の異な
る方式がある。制御装置5は第1図の装置1〜4を含む
が、これは第3図に示すように入力インタフェイス6、
マイクロコンピュータ7、出力インタフェイス8で構成
できる。第5図はコンピュータ7の制御プログラムで、
第1図の装置1〜4に対応する処理を〜で示してあ
る。このうち、破線枠で囲む〜が本発明により追加
された処理である。スキッド発生時の車体速度は第4図
に示すように、各車輪速センサから得られる車輪速度の
ピークを結ぶ線として求めることができる。即ち、各車
輪速度の最大値が車体速度とされる。この車体速度に一
定値(例えば0.7)を乗じたものを制御用速度基準と
し、これをアンチスキッド制御開始基準とする方式もあ
る。車体速度と車輪速度との差はスリップ(スキッド)
によるもので、 と表わすことができる。最適油圧PSは車輪がロックする
直前の油圧値で、スリップ率では概ね20%に相当する。
スリップ率20%は速度で言えば車輪速度が車体速度の80
%になったことを言い、車輪速度がこれ以下に下ると路
面と車輪との間の摩擦計数が減少して益々滑りやすくな
り、車輪に加える制動力を減少しないと車輪は停止(ロ
ック)し、完全スキッド状態になる。制動力(油圧)が
車輪ロック直前の値であれば、最も大きな制動力を発生
しかつスキッドは発生しない状態であり、これが制動距
離最短化、操舵性維持の上で望ましい。 スキッド防止に対する油圧制御の原則は、車輪速度が
車体速度より低下したら減圧、車体速度に接近したら増
圧であるが、保持型のアクチュエータではこれに「保
持」を加えて最適油圧で油圧を保持するように制御する
のが理想的である。アンチスキッド制御は前述したスリ
ップ率が所定値より大きくなりホイールシリンダの油圧
を減圧し始める時点で開始され、例えば車両の停止時に
終了する。車体速度を推定により求めている場合は路面
μ変化を考慮して最適油圧の直前まで急増圧、後は緩増
圧という油圧制御が好ましい。尚、急増圧から緩増圧へ
の切り替えは、最適油圧直前で例えば後述するように|
PI〜PS|<ΔPになった時に行うようにする。また、そ
の切り替えの手段としては、ソレノイドへの出力パルス
のデューティを変化させる等の公知の方法が用いられ
る。例えば、増圧ソレノイドへの出力デューティをあげ
ることにより急増圧が行われ、デューティをさげること
により緩増圧が行われる。第4図のa,a′がこれらに相
当する。bはこの間一定の油圧勾配で増圧する参考例で
ある。増圧部の時間は、それに先立つ減圧部cの時間お
よびアクチュエータ固有の時定数(指数関数的な増減圧
カーブをとる)から求めることができる。 油圧制御には油圧現在値を知る必要があり、これは直
接油圧を測定すれば得られるが、そのためにはセンサ等
が必要で高価になる。本発明では既存のセンサ類だけで
行うために、アクチュエータの動作時間からW/C油圧の
推定演算を行う。即ち第5図に示すように PI=PIC+PDEC+PINC ……(1) として推定油圧PIを求める。上式の初期油圧PICは、ス
リップ開始直前の車体加速度から求まる路面の摩擦計数
μと初期油圧PICとの関係を示す第6図(e)より推定
することができる。また低μ路では減圧時間が長く、一
旦油圧を0にまで下げてしまうので、この後の油圧の推
定は(1)式でPIC=0として求めることができる。P
DECは減少油圧で、減圧ソレノイドが動作したことによ
り減少した油圧を指す。これは PDEC=KDEC・TDEC ……(2) と表わすことができる。TDECはmsオーダの減圧時間、K
DECは減圧定数である。KDECはアクチュエータに固有の
値で、第6図(f)に示すように油圧Pにより変化す
る。PINCは増加油圧で、増圧ソレノイドが動作したこと
により増加した油圧を指す。これは PINC=KINC・TINC ……(3) と表わすことができる。ここで、TINCは増圧時間、KINC
は増圧定数である。この増圧定数KINCもアクチュエータ
に固有の値で、第6図(a)のように油圧Pにより変化
する。 従って、TDEC,TINCを計測すれば(1)〜(3)から
推定油圧PIを求めることができる。尚、このTDEC、TINC
は、前述したスリップ率が所定値より大きくなりホイー
ルシリンダの油圧を減圧し始める制御の開始時からの減
圧あるいは増圧を行った時間を積算した値である。
KDEC,KINCはアクチュエータAの特性に応じて予めメモ
リマップに格納した数値を、油圧P(実際にはPI)で検
索して使用すればよい。 一方、制御目標となる最適油圧PSは PS=Pc・kv・ks・kA ……(4) で表わすことができる。Pcは前述したスリップ開始油圧
で、路面のμにより異なる値をとる。kvは車速による路
面μの補正計数で、第6図(b)に示すように車速が0
のときkv=1であり、以後車速が増加するにつれて直線
的に低下する。kvは車速によりμが減少するのを補正す
るものである。路面μの値は車体速度の傾き(減速度)
と所定の関係を有し、路面μの値は車体速度の傾きより
推定できる。例えば第4図で車体速度の傾きがα,β,
γである場合を例とすれば、αの路面μが最小、γの路
面μが最大ということになる。KSはスリップ率による最
適油圧補正係数で、このKSと車輪速に応じて変化するス
リップ率とは第6図(c)に示す折れ線特性をもつ。最
適油圧PSは制御開始後随時、最適油圧補正係数KSにより
補正されるため、随時路面状況の変化に追従する。KS
1は例えばスリップ率20%に対応させる。これは経験的
に車輪ロック直前の値である。また、例えばスリップ率
30%以上になると、即ち車体速度と車輪速度の差が大き
くなると、KS=0として完全に油圧を解除する(PS=0
とする)。これは、スリップ率30%以上では、スリップ
率増大がμ減少を招いて益々スリップし易く、車輪はロ
ックし易くなり、急速に完全スキッド状態に至る不安定
な領域に入ることに対処するものであり、油圧を解除す
ることで車輪のロックが解除され車輪速度が回復し、ス
リップ率が減少する。スリップ率が30%以下になれば第
6図(c)に示されるように油圧が増圧されるように制
御されるため、車体速度と車輪速度の差が大きくなって
いき、車輪はロック状態に向かう。即ち、第4図に示す
ように各車輪速度は変化する。KAは車輪加速度による補
正係数で、第6図(d)の特性を持つ。これは加速時に
はPSを増加させ(加速はスキッドが解除されつゝあると
いうことで、油圧は上げてよい)、減速時にはPSを減少
させる(減速はスキッドがひどくなりつゝあるというこ
とで、油圧は下げねばならない)ことを意味する。即
ち、最適油圧PSは制御開始後、随時車輪加速度により補
正されるため、路面状況の変化に追従する。 上述した推定油圧PIと最適油圧PSを比較するソレノイ
ド制御部は、比較結果に応じて |PI−PS|<ΔPで保持 ……(5) PI−PS>ΔPで減圧 ……(6) PS−PI>ΔPで増圧 ……(7) となるように各モードのアクチュエータ出力を出す。 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、現在のホイールシ
リンダ油圧を初期油圧(スリップ開始油圧)、増減圧時
間、アクチュエータ固有の油圧変化特性を用いて演算に
より推定する一方、スリップ直前の最適油圧を制御目標
として、該推定油圧が最適油圧となるようにアクチュエ
ータの増,減圧時間を制御するよにようにしたので、油
圧センサを用いずに油圧勾配制御方式より応答性の高い
制御が可能となる。 本発明の演算制御は、マイクロコンピュータを使用す
れば簡単に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の実施例
を示すブロック図、第3図はそのアンチスキッド制御装
置のブロック図、第4図は本発明の動作説明図、第5図
は本発明の制御フローチャート、第6図は各種定数の特
性図である。 図中、Wは車輪、Sは車輪速センサ、Aはアクチュエー
タ、Bはフットブレーキ、1は速度演算装置、2はホイ
ールシリンダ油圧推定演算装置、3は最適油圧演算装
置、4はソレノイド制御装置、5はアンチスキッド制御
装置、7はマイクロコンピュータである。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.ホイールシリンダの油圧を制御して車輪に加える制
    動力を、車輪がスリップを生じないように抑制するアン
    チスキッド制御装置において、 路面状況に対する、スリップ率が所定値以上になるスリ
    ップの開始時のホイールシリンダ油圧の特性を基に、ス
    リップ開始時の路面状況から、該スリップ開始時の油圧
    を求めて該油圧のアンチスキッド制御開始時の初期油圧
    とし、該初期油圧に該制御開始後のホイールシリンダの
    増圧時間と増圧定数から求まる油圧増加分と該制御開始
    後のホイールシリンダの減圧時間と減圧定数から求まる
    油圧減少分を加算してホイールシリンダの現在油圧を推
    定する推定手段と、 前記初期油圧を車両状況に応じて補正して最適油圧を算
    出する算出手段と、 前記推定手段から推定される推定油圧と前記算出手段か
    ら算出される最適油圧とを比較して、該推定油圧が該最
    適油圧より大きければホイールシリンダの油圧を減圧
    し、該推定油圧が該最適油圧より小さければホイールシ
    リンダの油圧を増圧させることにより、該推定油圧が該
    最適油圧に近づくように前記ホイールシリンダの油圧を
    増加または減少させる手段とを備えたことを特徴とする
    アンチスキッド制御装置。
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