JP2929441B2 - アンチスキッド制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、車体の走行方向に沿う加速度に基づいてア
ンチスキツド制御を行う装置に関し、さらに詳しくは、
前記加速度を検出する加速度センサの零点補正を行うア
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、車輪と路面との間の摩擦
係数が大きくなるように車輪の制動力を制御して、該車
輪のスリツプ率を制御する装置である。このスリツプ率
は車輪の回転速度と自動車の走行速度とから求められ、
また自動車の走行速度は自動車の進行方向の加速度を積
分することによつて求めることができる。このため、加
速度センサを用いたアンチスキツド制御装置が実用化さ
れている。

前記加速度センサは、たとえば車体に基端部が固定さ
れている板ばねの遊端部に重錘を固定し、この板ばねが
車体の走行方向の前後の加速度に応じて揺動し、この揺
動による板ばねの変位量を、その板ばねに固定してある
歪ゲージで検出することによつて加速度を検出するよう
に構成されている。

このような加速度センサで車体の加速度を検出するに
あたつて、その加速度センサの車体に対する取付け姿勢
が水平面に対してたとえば10度以上傾斜していたり、あ
るいは坂道の走行時などでは、車体の加速度が実質的に
零であつても、加速度センサからは、その車体への取付
け姿勢および坂道の傾斜角度などに対応した電気信号出
力が導出されてしまうことがある。

したがつて、正確なアンチスキツド制御を行うために
は、加速度センサ出力を補正する必要が生じる。第６図
を参照して、第６図（１）に示される平坦路61と、上り
坂62と、下り坂63とを走行する場合を想定する。これら
の道路を自動車64が走行した場合、該自動車64の車体に
取付けられている加速度センサの出力Ｇは第６図（２）
で示されるようになる。

自動車64が平坦路61を前記加速度センサからの出力が
予め定める値未満で走行している定常走行状態では、加
速度センサの出力Ｇは、該加速度センサの車体64への取
付け姿勢などによつてオフセツト値G0となつており、し
たがつて平坦路61の走行時には、実際の車体の加速度Ga
は、Ｇ−G0の演算を行うことによつて補正して求めるこ
とができる。

また、上り坂62を走行している時には、検出された加
速度Ｇには、前記取付け姿勢などに基づく誤差と、上り
坂62の傾きなどに基づく誤差とが含まれている。したが
つて、自動車64がこの上り坂62を定常走行している状態
における加速度センサの出力値G1をオフセツト値とし
て、前記検出された出力値Ｇから減算することによつ
て、上り62の実際の走行中における加速度を求めること
ができる。

さらにまた、下り坂63を走行している時には、同様に
して、この下り坂63の定常走行時の加速度センサの出力
値G2を実際の走行時の出力値Ｇに加算することによつ
て、下り坂63の実際の走行時の加速度を求めることがで
きる。

発明が解決しようとする課題 上述のような従来技術のアンチスキツド制御装置で
は、上り坂62の頂上65付近の区間W1でブレーキペダルが
踏込まれて制動が行われると、加速度センサの出力は第
６図（２）において参照符l1で示されるように変化す
る。したがつて、下り坂63の走行初期には、上り坂62に
おける前記オフセツト値G1と、下り坂63における前記オ
フセツトG2とを含む値G3によつてアンチスキツド制御が
行われる。一方、実際のアンチスキツド制御には、ブレ
ーキ操作による加速度の変化分G4のみを用いる必要があ
り、したがつてG3−G4、すなわちG1とG2が加算された大
きな値が誤差となつて、前記摩擦係数の演算に大きな誤
差を生じ、正確なアンチスキツド制御を行うことができ
ない。

本発明の目的は、加速度センサの車体への取付け姿勢
の影響を受けることなく、かつ坂道の傾斜角度の変化時
点での誤差を少なくすることができるアンチスキツド制
御装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、車輪速度センサからの出力に基づいて算出
した車体の走行方向の加速度が予め定める値未満である
定常走行状態を検出する状態検出手段と、 車体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、 大きな時定数を有し遮断周波数を低く選定したローパ
スフィルタと、 前記状態検出手段の出力に応答し、前記定常走行状態
であるとき、予め定める時間毎に加速度センサの出力を
読取って、その加速度センサの出力を入力として前記ロ
ーパスフィルタに与えて、今回のサンプリングタイミン
グにおける入力と前回のサンプリングタイミングにおけ
る入出力とから出力を得る補正手段と、 前記加速度センサの出力と、ローパスフィルタの出力
とに応答して車体の加速度を演算し、その演算結果に基
づいて車輪と路面との摩擦係数が大きくなる車輪のスリ
ップ率が得られるように車輪の制動を行う制動手段とを
含むことを特徴とするアンチスキッド制御装置である。

また本発明は、前記状態検出手段は、前記予め定める
時間毎に定常走行状態を検出することを特徴とする。

作 用 本発明に従えば、状態検出手段によって車輪速センサ
からの出力に基づいて算出した車体の走行方向の加速度
が予め定める値未満である定常走行状態を検出した時に
は、補正手段は予め定める時間毎に、車体の走行方向の
加速度を検出する加速度センサの出力を読取つて、ロー
パスフイルタに与える。ローパスフイルタの出力と前記
加速度センサの出力とは制動手段に与えられており、該
制動手段は前記ローパスフイルタの出力と加速度センサ
からの出力とに応答して車体の加速度を演算し、その演
算結果に基づいて、車輪と路面との摩擦係数が大きくな
る車輪のスリツプ率が得られるように車輪の制動を行
う。

前記ローパスフイルタの出力は、定常走行状態におけ
る加速度センサの今回の測定値を過去の測定値でなまし
て、取付によるオフセツトを補正した値で、坂道の定常
走行ではローパスフイルタの作用により、その補正量は
わずかに抑えられている。一方、実際の加速度センサの
出力には、該加速度センサの取付け姿勢による誤差と坂
道を定常走行している際の加速度センサの傾きによる誤
差などが含まれており、したがつてこのローパスフイル
タの出力と加速度センサで実際に検出された出力とに基
づいて車体の加速度を演算することによつて、取付によ
る誤差が考慮され、坂道の傾斜角度の変化時点であつて
も、誤差の少ない加速度を検出することができる。これ
によつて、高精度なアンチスキツド制御を行うことがで
きる。

また本発明に従えば、前記状態検出手段は、前記予め
定める時間毎に定常走行状態であるかどうかを検出す
る。前記予め定める時間は、車体の状体の変化の検出精
度を低下することのない程度の時間に選ばれており、し
たがつて、たとえばマイクロコンピユータなどを用いて
行われる検出動作を効率的に行うことができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の原理を説明するための
機能ブロツク図である。たとえばマグネツトピツクアツ
プなどによつて実現される車輪速センサ１からの出力
は、状態検出手段である定常走行状態判定部52に与えら
れる。この定常走行状態判定部52からの出力は、補正手
段でもあるローパスフイルタ53に与えられる。ローパス
フイルタ53にはまた、加速度センサ３からの出力が、入
力部54を介して入力される。

ローパスフイルタ53は、定常走行状態判定部52からの
出力に基づいて、車体が定常走行状態であるかどうかを
判定し、そうであるときには入力部54を介する加速度セ
ンサ３からの出力を、該ローパスフイルタ53を通過させ
て記憶部55に与える。このローパスフイルタ53は、後述
するような理由から、その時定数は大きく、すなわち遮
断周波数は低く選ばれる。記憶部55からの出力は、演算
部56の一方の入力に与えられており、この演算部56の他
方の入力には、前記入力部54からの加速度センサ３の出
力が直接入力される。演算部56は、後述する補正動作に
よつて加速度センサ３からの出力を補正し、こうして補
正された加速度センサ３からの出力を用いて、アンチス
キツド制御が行われる。

第２図は、本発明が実施されるアンチスキツド制御装
置の電気的構成を示すブロツク図である。前後左右の各
車輪毎には、車輪速センサ1a,1b,1c,1d（以下、総称す
るときは参照符１で示す）が設けられている。この車輪
速センサ１は、たとえば車輪軸に固定された強磁性の検
出板の周方向に等間隔の多数の切欠きと突起とを形成し
ておき、その検出板の周近傍の車体に設けられた電磁ピ
ツクアツプまたは光センサなどによつて車輪速に比例し
た周波数の車輪速信号を導出するように構成されてい
る。この車輪速信号は、波形整形回路5a,5b,5c,5dでパ
ルス信号に波形整形された後、処理回路２に与えられ
る。

一方、前記加速度センサ３は、たとえば車体に基端部
が固定されている板ばねの遊端部に重錘を固定し、この
板ばねが車体の走行方向の前後の加速度に応じて揺動
し、その揺動による板ばねの変位量を、板ばねに固定し
てある歪ゲージによつて検出するようにした歪ゲージ型
加速度センサである。この加速度センサ３からの出力
は、アンチスキツド制御回路４内のアナログ／デジタル
変換回路６に与えられ、デジタル信号に変換されるとと
もにデジタルフイルタ処理によつて不要成分が除去され
て、処理回路２に入力される。

処理回路２に関連して、スイツチ７が設けられてお
り、このスイツチ７はたとえばブレーキペダルが踏込ま
れたかどうかを検出するブレーキスイツチなどであり、
その出力はレベル変換回路８において、該アンチスキツ
ド制御回路４内で適用する電圧レベルに変換された後、
処理回路２に与えられる。このアンチスキツド制御回路
４には、電源スイツチ10を介して供給されるバツテリ11
からの電圧が、電源回路９において適用する電圧レベル
に変換されるとともに安定化されて、該アンチスキツド
制御回路４内の各回路に供給される。

処理回路２から導出されるアンチスキツド制御のため
の駆動信号は、ソレノイド駆動回路12a,12b,12c,12dに
おいて電力増幅された後、制御手段であるアクチユエー
タ13a,13b,13c,13d（以下、総称するときは参照符13で
示す）の一方の端子にそれぞれ与えられ、該アクチユエ
ータ13内の電磁制御バルブを、制動油圧が増圧または減
圧、もしくは保持のいずれかの状態となるように制御す
る。

前記アクチユエータ13に関連してリレー15が設けられ
ており、このリレー15のリレーコイル15aは、ソレノイ
ドリレー駆動回路14を介して、処理回路２によつて励磁
／消磁制御される。このリレー15のリレースイツテ15b
が導通することによつて、前記電磁制御バルブのコイル
の他方の端子には、前記バツテリ11からの電圧＋Ｂが印
加される。

処理回路２はまた、モータリレー駆動回路18を介して
リレー16のリレーコイル16aを励磁／消磁制御し、リレ
ーコイル16aが励磁されているときには、リレースイツ
チ16bを介して前記バツテリ11からの電圧＋Ｂがモータ1
7に印加される。このモータ17は、アンチスキツド制御
のための制動油圧を発生するためのポンプを駆動するた
めのモータである。また該処理回路２の異常状態は、ラ
ンプ駆動回路20を介してランプ19で表示される。

第３図は、上述のアンチスキツド制御装置の油圧経路
図である。ブレーキペダル30が踏込まれると、マスタシ
リンダ31内に制動油圧が発生し、該制動油圧は管路P1〜
P4を経由して、前記各アクチユエータ13内の３位置電磁
制御弁32a,32b,32c,32dにそれぞれ与えられ、さらに管
路P5〜P8を介してホイールシリンダ33a,33b,33c,33dに
それぞれ供給される。これによつて車輪34a,34b,34c,34
d（以下、総称するときは参照符34で示す。）は制動さ
れ、車速は低下する。

上述のように構成されたアンチスキツド制御装置にお
いて、アンチスキツド制御回路４は、各センサ1,3から
の出力に基づいて、アンチスキツド制御すべき条件が整
つたかどうかを判断し、そうである時には前記モータ17
によつて発生された制動油圧を、マスタシリンダ31に与
えるとともに、前記３位置電磁制御弁32a,32b,32c,32d
をそれぞれ増圧または減圧もしくは保持のいずれかの状
態に制御し、ホイールシリンダ33a,33b,33c,33d内の制
動油圧を制御する。こうして各車輪34と路面との間の摩
擦係数が大きくなるスリツプ率となるように各車輪34は
それぞれ制動され、アンチスキツド制御が実現される。

再び、前記第１図を参照して、この第１図で示される
加速度センサ３の車体への取付け姿勢によつて生じる加
速度センサ３の誤差の補正は、処理回路２の演算処理に
よつて行われる。処理回路２は、10sec毎に加速度セン
サ３からの出力を読込み、以下のようにして補正を行
う。

第４図は、本発明の一実施例の加速度の補正動作を説
明するためのフローチヤートである。ステツプn1では、
各車輪速センサ１からの車輪速信号に基づいて、たとえ
ば最も速い車輪速が疑似車体速VSとして求められる。ス
テツプn2では、この疑似車体速VSが予め定める速度定数
KVより大きいかどうかが判断され、そうである時には、
ステツプn3に移る。この速度定数KVは、たとえば40km/h
程度に選ばれ、すなわち定常状態の走行を行つているか
どうかを判断するにあたつて適当な速度以上で走行して
いるかどうかを判断するための値である。

ステツプn3では、今回測定された疑似車体速VS_nと前
回測定された疑似車体速VS_n-1との差の絶対値、すなわ
ち加速度ΔVSが求められる。ステツプn4では、前記加速
度ΔVSが予め定める加速度定数KG未満であるかどうかが
判断され、そうであるとき、すなわち加速度ΔVSが所定
値よりも小さく、定常走行を行つていると判断できると
きには、ステツプn5に移る。なお、前記加速度定数KG
は、重力加速度をＧとする時、たとえば0.05G程度に選
ばれる。

ステツプn5では、サンプリングタイミングを計測する
ためのカウンタC1のカウント値が１だけ加算されて更新
される。ステツプn6では、前記カウンタC1のカウント値
が、たとえば10sec程度の所定のサンプリング周期KTを
超えたかどうかが判断され、そうであるときにはステツ
プn7で、ローパスフイルタ53がフイルタ動作を行う。こ
の時、該ローパスフイルタ53の出力GF_nは、今回のロー
パスフイルタ53への入力値をG_nとし、10sec以前の前回
の値をG_n-1とし、10sec以前の前回のサンプリングタイ
ミングにおける該ローパスフイルタ53からの出力をGF
_n-1とするとき、 で表される。

こうしてローパスフイルタ53を介する演算部56の加速
度の読込み動作が終了すると、ステツプn8で前記カウン
タC1のカウント値がリセツトされて動作を終了する。ま
た、前記ステツプn2において疑似車体速VSが速度定数KV
以下であるとき、およびステツプn4において加速度ΔVS
が加速度定数KG以上であるとき、すなわち補正動作に適
した定常走行が行われていないときには直接ステツプn8
に移る。さらにまた、前記ステツプn6において、カウン
タC1のカウント値がサンプリング周期KT以下であるとき
には直接動作を終了する。こうしてステツプn1〜n6はた
とえば10msec毎に繰返され、これによつて定常走行状態
であるときには、10sec毎にローパスフイルタ53の時定
数が変化され、加速度センサ３からの出力がこのローパ
スフイルタ53を介して演算部56に読込まれる。

ここで、前記第１式から理解されるように、ローパス
フイルタ53からの出力GF_nは、該ローパスフイルタ53の
今回の入力G_nの影響をできるだけ小さくして変動が抑え
られるように、時定数を大きくして重みづけが行われて
いる。また、坂道は、あまり長距離に亘つて連続してい
ることは少ない。このためローパスフイルタ53からの出
力は、前述の第６図において参照符l2で示されるように
緩やかに変化し坂道の影響をほとんど受けない。演算部
56は、参照符G3で示される入力部54の出力から、参照符
G5で示される記憶部55の出力をオフセツト値として減算
して補正し、こうして求められた値G6がアンチスキツド
制御のために用いられ、路面の摩擦係数の判定などが行
われる。

したがつて、前述の従来技術と比較して、前記オフセ
ツト値G5だけ誤差を減少することができる。こうして、
加速度センサ３の車体への取付け姿勢や坂道の傾斜角度
の変化に起因する誤差を減少することができ、加速度の
検出精度を向上して高精度なアンチスキツド制御を行う
ことができる。

第５図は、本発明の他の実施例の加速度の補正動作を
説明するためのフローチヤートである。ステツプs1で
は、サンプリングタイミングを計測するカウンタC1のカ
ウント値に１が加算されて更新される。ステツプs2で
は、サンプリングタイミングとなつたことを表すフラグ
F1が１であるかどうかが判断され、そうでないときには
ステツプs3で、カウンタC1のカウント値がサンプリング
周期KT1を超えたかどうかが判断され、そうであるとき
にはステツプs4に移る。ステツプs4では前記フラグF1が
１にセツトされ、ステツプs5ではカウンタC1がリセツト
され、ステツプs6に移る。前記ステツプs2において、フ
ラグF1が１であるとき、すなわちサンプリングタイミン
グであるときには直接ステツプs6に移る。

ステツプn6では、疑似車体速VSが予め定められる速度
定数KVを超えているかどうかが判断され、そうであると
きにはステツプs7で、今回計測された疑似車体速VS
_nと、前回計測された疑似車体速VS_n-1との差の絶対値が
加速度ΔVSとして求められる。

ステツプs8では、加速度ΔVSが加速度定数KG未満であ
るかどうかが判断され、そうであるときにはステツプs9
で、もう１つのカウンタC2のカウント値に１が加算され
て更新される。ステツプs10では、前記カウンタC2のカ
ウント値がたとえば100msecの予め定めるチエツク周期K
T2を超えたかどうかが判断され、そうであるとき、すな
わちサンプリング周期KT1が経過した後、定常走行状態
がチエツク周期KT2を超えて継続されたときにはステツ
プs11で、加速度センサ３からの出力がローパスフイル
タ53を介して演算56に読込まれ、ステツプs12に移る。
前記ステツプs6において疑似車体速VSが速度定数KV以下
であるとき、およびステツプs8において加速度ΔVSが加
速定数KG以上であるときには直接ステツプs12に移る。

ステツプs12ではカウンタC2のカウント値がリセツト
され、ステツプs13では前記フラグF1が０にセツトされ
て動作を終了する。また、前記ステツプs10においてカ
ウンタC2のカウント値がチエツク周期KT2以下であると
き、およびステツプs3においてカウンタC1のカウント値
がサンプリング周期KT1以下であるときには直接動作を
終了する。

このように本実施例では、たとえば10msec毎に実行さ
れるステツプs1,s2によつてサンプリング周期KT1となつ
たかどうかが判断され、そうでない時にはステツプs3以
降の動作が省略されるため、演算部56の処理動作を簡略
化することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、定常走行状態におい
て、予め定める時間毎に加速度センサの出力をローパス
フイルタに与え、該ローパスフイルタの出力は定常走行
状態における加速度センサの今回の測定値を過去の測定
値でなました値であり、このローパスフイルタの出力
と、取付姿勢や路面の傾斜角度による誤差を含む実際の
加速度センサの出力とに基づいて車体の加速度を演算す
るようにしたので、取付による誤差が考慮され、坂道の
傾斜角度の変化時点であつても、誤差の少ない加速度を
検出することができ、これによつて高精度なアンチスキ
ツド制御を行うことができる。

また本発明によれば、前記状態検出手段は、車体の状
態の変化の検出精度を低下することのない程度の予め定
める時間毎に定常走行状態であるかどうかを検出するよ
うにしたので、たとえばマイクロコンピユータなどを用
いて行われる検出動作を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の原理を説明するための機能
ブロツク図、第２図は本発明が実施されるアンチスキツ
ド制御装置の電気的構成を示すブロツク図、第３図はア
ンチスキツド制御装置の油圧経路図、第４図は本発明の
一実施例の動作を説明するためのフローチヤート、第５
図は本発明の他の実施例の動作を説明するためのフロー
チヤート、第６図は自動車64の走行時の加速度センサの
出力を示す図である。 １……車輪速センサ、２……処理回路、３……加速度セ
ンサ、４……アンチスキツド制御回路、13……アクチユ
エータ、52……定常走行状態判定部、53……ローパスフ
イルタ、54……入力部、55……記憶部、56……演算部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−163663（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−128161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−5184（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60T 8/00 B60T 8/58 - 8/72 G01P 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪速センサからの出力に基づいて算出し
   た車体の走行方向の加速度が予め定める値未満である定
   常走行状態を検出する状態検出手段と、 車体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、 大きな時定数を有し遮断周波数を低く選定したローパス
   フィルタと、 前記状態検出手段の出力に応答し、前記定常走行状態で
   あるとき、予め定める時間毎に加速度センサの出力を読
   取って、その加速度センサの出力を入力として前記ロー
   パスフィルタに与えて、今回のサンプリングタイミング
   における入力と前回のサンプリングタイミングにおける
   入出力とから出力を得る補正手段と、 前記加速度センサの出力と、ローパスフィルタの出力と
   に応答して車体の加速度を演算し、その演算結果に基づ
   いて車輪と路面との摩擦係数が大きくなる車輪のスリッ
   プ率が得られるように車輪の制動を行う制動手段とを含
   むことを特徴とするアンチスキッド制御装置。
2. 【請求項２】前記状態検出手段は、前記予め定める時間
   毎に定常走行状態を検出することを特徴とする請求項第
   １項記載のアンチスキッド制御装置。