JP2929478B2 - アンチロックブレーキシステム付車輌のフリクション低減装置及びフリクション低減方法 - Google Patents

アンチロックブレーキシステム付車輌のフリクション低減装置及びフリクション低減方法

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JP2929478B2
JP2929478B2 JP6701291A JP6701291A JP2929478B2 JP 2929478 B2 JP2929478 B2 JP 2929478B2 JP 6701291 A JP6701291 A JP 6701291A JP 6701291 A JP6701291 A JP 6701291A JP 2929478 B2 JP2929478 B2 JP 2929478B2
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アンチロックブレーキ
システムが作動しているとき、駆動系から車輪側へかか
るフリクションを低減させるアンチロックブレーキシス
テム付車輌のフリクション低減装置及びフリクション低
減方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のごとく、アンチロックブレーキシ
ステム(以下「ABS」と略称)は、ブレーキ作動時の
車輪のロック、または、ロックによるスキッドを防止し
て、方向安定性および操舵性を確保するとともに、制動
力を最大限に発揮して停止距離の短縮を図るもので、具
体的には、ABSが作動するとブレーキ油圧の増圧/減
圧を繰返して、車輪のロックを回避しながら車輪の速度
あるいは減速度を所望の値(車体速度によって決定され
る)になるように制御する。
【0003】例えば、低μ(摩擦係数)路でブレーキ操
作したとき、少なくとも一つの車輪がロックしそうな場
合、ABSが上記ブレーキ油圧を減圧させて、車輪速度
を上昇させようとするが、車輌の駆動系のフリクション
(エンジンブレーキを含む)が大きいと所望の車輪速度
に復帰することができず、車輪がロックされ易い状態に
なる。
【0004】図8に低μ路でのABS作動時の(a)車
輪速度と(b)ブレーキ油圧との関係を示す。
【0005】このABSでは、車輪速度と車体速度(ブ
レーキ開始寸前の車輪速度)との関係から決定される車
輪のスリップを検知すると、この車輪速度が上記車体速
度に対し所定のスリップ率λとなるようにブレーキ油圧
をコントロールする。
【0006】なお、上記スリップ率λは、 λ={(車体速度−車輪速度)/車体速度}×100 で求める。
【0007】(1)ABSが正常に作動すれば、実線で示
すようにブレーキ油圧の低下に伴い車輪速度が速やかに
上昇し、太線で示す車体速度に対し所定のスリップ率λ
の範囲に収まる。
【0008】(2)一方、駆動系のフリクションとなるエ
ンジンブレーキが比較的大きな場合、一点鎖線で示すよ
うに、ブレーキ油圧を下げても車輪復帰速度がただちに
上昇せず復帰遅れが生じABS制御性が悪化する。
【0009】(3)さらに、上記エンジンブレーキが過大
になると、ABSを作動させても車輪速度が上昇せず、
最終的に車輪がロック(停止)し、ブレーキ油圧をいく
ら低下させても車輪速度が復帰しない状態となる。
【0010】ABSを効果的に作動させるためには、車
体速度に対し車輪速度が最適な状態になるように制御す
る必要があるが、上述した(2),(3) のごとく、車輪速度
の回復が遅れたり、車輪がロックしたりすると方向安定
性、操舵性、停止距離の短縮などが著しく損なわれるこ
とになる。
【0011】この駆動系のフリクション因子を低減する
対策としては、(1)特開昭64−1651号公報に開示
されているように、ABSが作動したとき、自動変速機
においてエンジンブレーキ用係合要素を解放して、車輪
に対してエンジンブレーキが伝達されるのを防止するも
の、(2)特開平1−262230号公報に開示されてい
るように、ABSが作動したとき、自動変速機の変速態
様をエンジンブレーキの働かない態様に切換えるもの、
(3)あるいは、上記特開平1−262230号公報に開
示されているように、ABSが作動したとき、スロット
ルバルブを開弁させて気筒に供給する空気量を増やし
て、エンジンブレーキの働きを弱めるもの、などがあ
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述 (1),(2)
のようにABS作動時に、エンジンブレーキ用係合要素
を解放したり、自動変速機の変速態様をエンジンブレー
キの働かない態様に切換えたとしても駆動系のフリクシ
ョンが完全に除去される訳ではなく、残余のフリクショ
ンの影響でABS機能を充分に発揮させることが困難と
なる。また、エンジンブレーキ用係合要素を自動的に解
放したり、自動変速機の変速態様を自動的に切換えたり
するものであるため手動変速機を搭載する車輌には適用
することができない。
【0013】一方、 (3)のように、ABSが作動したと
きスロットルバルブを開弁させる技術では、単に気筒に
供給される空気量を増加させてエンジンブレーキを弱め
るようにしたに過ぎず、駆動系のフリクションが積極的
に除去された訳ではないため、低μ路においてABS機
能を充分に発揮させることが困難なばかりか、スロット
ルバルブを自動的に開閉制御するためのアクチュエータ
類をスロットル迴りに配設しなければならず構造が複雑
化し、製造組み立て、および、保守点検が煩雑化する課
題がある。
【0014】本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構成
で、ABS作動時の車輪に伝達される駆動系のフリクシ
ョンを積極的に相殺し、ABS機能を十分に発揮するこ
とが可能なアンチロックブレーキシステム付車輌のフリ
クション低減装置およびフリクション低減方法を提供す
ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明によるアンチロックブレーキシ
ステム付車輌のフリクション低減装置は、図1に示すよ
うに、アンチロックブレーキシステム制御手段M1から
出力するアンチロックブレーキシステム作動信号を取入
れてアンチロックブレーキシステムの作動を検出するA
BS作動検出手段M2と、アンチロックブレーキシステ
の作動時、エンジンにより駆動される補機類M3の作
動を停止する補機類作動停止手段M4と、アンチロック
ブレーキシステムの作動時、エンジン運転状態に基づき
少なくとも駆動系のフリクションを相殺する燃料噴射パ
ルス幅を演算する燃料噴射パルス幅演算手段M6と、上
記燃料噴射パルス幅に基づいて対応気筒へ燃料を供給す
る燃料供給手段M7とを備えたことを特徴とする。
【0016】請求項2記載の発明によるアンチロックブ
レーキシステム付車輌のフリクション低減方法は、アン
チロックブレーキシステム制御手段から出力するアンチ
ロックブレーキシステム作動信号に基づいてアンチロッ
クブレーキシステムの作動を判断し、アンチロックブレ
ーキシステムの作動時、エンジンにより駆動される補機
類の作動を停止すると共に、このとき、エンジン運転状
態に基づき少なくとも駆動系のフリクションを相殺する
燃料噴射パルス幅を演算し、上記燃料噴射パルス幅に基
づいて対応気筒へ燃料を供給することを特徴とする。
【0017】
【作用】本発明では、アンチロックブレーキシステム制
御手段から出力するアンチロックブレーキシステム作動
信号に基づいて、アンチロックブレーキシステムの作動
を検出する。そして、アンチロックブレーキシステムの
作動時、エンジンにより駆動される補機類の作動を停止
し、更に、このもとで、エンジン運転状態に基づき少な
くとも駆動系のフリクションを相殺する燃料噴射パルス
幅を演算して燃料噴射制御を行う。
【0018】従って、ABSの作動時には、補機駆動負
荷に伴うエンジンフリクションが解消され、このもと
で、燃料噴射量が設定されるため、必要最低限の燃料噴
射量で事足りて、燃料の無駄な浪費を解消しつつ、積極
的に、ABS作動時の車輪に伝達される駆動系のフリク
ションを相殺し、ABS機能を十分に発揮することが可
能となる。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
【0024】図2〜図7は本発明の一実施例を示し、図
2はフリクション低減装置の機能ブロック図、図3は燃
料噴射制御手順を示すフローチャート、図4はエアコン
の作動制御手順を示すフローチャート、図5はオルタネ
ータの作動制御手順を示すフローチャート、図6はエン
ジン制御系とABS制御系の全体概略図、図7はハイド
ロリックユニットの油圧回路図である。
【0025】(構 成)図6の符号1は車輌の一例であ
る4輪駆動車の駆動系で、フロント側にマウントされた
エンジン2に連設する変速機3から両側へフロントドラ
イブシャフト4a,4bが延出されているとともに、後
方へプロペラシャフト5が延出され、このプロペラシャ
フト5から両側へリヤドライブシャフト6a,6bがリ
ヤデファレンシャルギヤ7を介してが延出されており、
上記各ドライブシャフト4a,4b,6a,6bに車輪
7が連結されている。
【0026】さらに、この各車輪7にブレーキ8が併設
され、この各ブレーキ8のホイールシリンダ8aがブレ
ーキ配管9を介してブレーキペダル10に連設するマス
タシリンダ11に連通されている。さらに、このブレー
キ配管9にABS(アンチロックブレーキシステム)を
構成するハイドロリックユニット12が介装されてい
る。
【0027】また、上記ハイドロリックユニット12に
設け、上記各ブレーキ8のホイールシリンダ8aに連通
するソレノイドバルブ13の励磁コイル13a(図7参
照)がABSECU(電子制御ユニット)14の出力側
に接続されている。さらに、このABSECU14の入
力側に上記各車輪7の回転速度を検出する車輪速度セン
サ15が接続されている。
【0028】このABSECU14では、上記車輪速度
センサ15で検出した車輪速度に基づき、この車輪速度
と車体速度(ブレーキ開始寸前の車輪速度)との関係か
ら刻々と変化する車輪のスリップ率λを演算し、予め設
定したスリップ率の範囲に上記車輪速度が収まるように
上記各ソレノイドバルブ13に制御信号を出力して、上
記各ブレーキ8のホイールシリンダ8aへ伝達されるブ
レーキ油圧を調整する。同時に、上記ハイドロリックユ
ニット12のモータリレー16へ作動信号を出力し、こ
のモータリレー16に接続するポンプモータ17(図7
参照)を駆動する。 なお、図7に示すように、上記ハ
イドロリックユニット12が、Fバルブ(ペダル反力防
止用バルブ)21、チェックバルブ22、ソレノイドバ
ルブ13、リザーバ23、インレットバルブ24、プラ
ンジャポンプ25、アウトレットバルブ26、カム2
7、ポンプモータ17、アキュムレータ28で構成され
ている。
【0029】一方、符号31はエンジンコントロールユ
ニット( E/GECU)で、この E/GECU31の入力側
に、エンジン運転状態検出手段を構成する、吸入空気量
Qaを計測する吸入空気量センサ32、エンジン回転数
Ne を検出するクランク角センサ33、エンジン温度を
検出する手段として冷却水温Tw を検出する水温センサ
34、スロットル開度Thr(スロットルバルブ全閉はT
hr=0)を検出するスロットルセンサ35、エンジン2
のクランクプーリ2bにベルトなどを介して連設する補
機類の一つであるエアコン36をON/OFFするエア
コンスイッチ37が接続されているとともに、上記AB
SECU14から上記モータリレー16に出力する信号
線が接続されている。
【0030】さらに、この E/GECU31の出力側に、
上記エアコン36のコンプレッサマグネットクラッチ3
6aと、補機類の一つであるオルタネータ38のフイー
ルドコイル38aとが接続されているとともに、上記エ
ンジン2のインテークマニホルド2aの各吸気ポート側
に設けた燃料供給手段であるインジェクタ39が接続さ
れている。
【0031】図2に示すように、上記 E/GECU31
の、ABS作動時の駆動系のフリクションを低減する機
能は、ABS作動検出回路41、燃料噴射パルス幅演算
手段42、エアコンスイッチ検出回路43、AND回路
44、および、上記燃料噴射パルス幅演算手段42から
出力する燃料噴射パルス幅Ti に相応する駆動信号をイ
ンジェクタ39へ出力する駆動回路45、上記AND回
路44からHi 信号が出力されたときエアコン36のエ
アコンコンプレッサマグネットクラッチ36aにOFF
信号(クラッチ開放)を出力する駆動回路46、上記A
BS作動検出回路41でABS作動を検出したときオル
タネータ38のフィールドコイル38aに印加する電圧
を0Vにする駆動回路47とで構成されている。
【0032】なお、この E/GECU31の回路動作は、
後述するプログラム動作と同じであるため説明を省略す
る。
【0033】(作 用)次に、上記構成による実施例の
作用について説明する。
【0034】まず、ハイドロリックユニット12の動作
について簡単に説明する。
【0035】:ABS非作動時:ABSが非作動時、ソ
レノイドバルブ13の励磁コイル13aに通電する電流
はOFF(0V)であり、ブレーキペダル10を踏みマ
スタシリンダ11により発生した油圧が、Fバルブ21
のボールを押上げてソレノイドバルブ13へ送られる
が、このソレノイドバルブ13が非作動状態にあるた
め、そのままブレーキ8のホイールシリンダ8aに伝達
され、ブレーキ8が作動する。
【0036】一方、上記Fバルブ21を通った油圧は、
アウトレットバルブ26へも達するがボールでシールさ
れている。また、アキュムレータ28はバルブスプリン
グ力が強く、常用ブレーキ油圧では作動しない。さらに
ソレノイドバルブ13のアウトレットポート13bは電
流OFF状態のためシールされており、リザーバ23へ
の通路は遮断される。
【0037】ブレーキペダル10をはなしブレーキを解
除すると、マスタシリンダ11の液圧が低下しホイール
シリンダ8aの油圧がチェックバルブ22のボールを押
し上げてマスタシリンダ11側へ戻る。このとき、Fバ
ルブ21はホイールシリンダ8aの油圧がマスタシリン
ダ11側へ戻らないよう逆止弁の役わりをはたすが、マ
スタシリンダ11の油圧が所定圧まで低下するとFバル
ブ21がリターンスプリング21aの付勢力により左に
動かされ、ボールを押し上げチェックバルブ22による
ホイールシリンダ8aのわずかな残圧がソレノイドバル
ブ13を通り、Fバルブ21からよりマスタシリンダ1
1へ解放される。
【0038】:ABS作動時:ABSECU14がスリ
ップ率λを演算し、このスリップ率λが所定値より低い
場合、すなわち、ブレーキ時など、ある車輪7がロック
しそうになると、上記ABSECU14から上記ソレノ
イドバルブ13の励磁コイル13aに減圧電流が通電さ
れ、ソレノイドバルブ13のインレットポート13cが
閉、アウトレットポート13bが開の状態となる。その
ため、ホイールシリンダ8aの油圧が上記アウトレット
ポート13bを通り、リザーバ23へ送られる。
【0039】同時に、上記ABSECU14からモータ
リレー16へ駆動信号が出力され、このモータリレー1
6がONし、ポンプモータ17が回転する。すると、こ
のポンプモータ17に連設するカム27を介してプラン
ジャポンプ25が作動し、上記リザーバ23へ送られた
ブレーキ油圧がインレットバルブ24を通り、上記プラ
ンジャポンプ25により増圧され、アウトレットバルブ
26を経てアキュムレータ28に貯留される。
【0040】このとき、上記プランジャポンプ25によ
り増圧されたブレーキ油圧がFバルブ21のボールを閉
じ、マスタシリンダ11へ伝達されることはない。ま
た、ホイールシリンダ8aのブレーキ油圧が減圧される
ためチェックバルブ22が差圧により閉となり、マスタ
シリンダ11と遮断されている。
【0041】このようにして、ホイールシリンダ8aの
ブレーキ油圧が上記マスタシリンダ11とは完全に分離
された状態で減圧され、ブレーキペダル10へのキック
バックの発生を阻止しながらホイールシリンダ8aのブ
レーキ油圧を減圧制御する。次に、図3のフローチャー
トに従って燃料噴射制御手順を説明する。
【0042】まず、ステップ(以下「S」と略称)10
1で、エンジン運転状態を検出すべく、クランク角セン
サ33、吸入空気量センサ32、水温センサ34、スロ
ットルセンサ35の各出力信号に基づきエンジン回転数
Ne 、吸入空気量Qa 、冷却水温Tw 、スロットル開度
Thrを算出する。
【0043】次いで、S102でABSECU14から
ハイドロリックユニット12のモータリレー16へ出力
される駆動信号を取入れてABSが作動状態かどうかを
判断する。ABS非作動と判断した場合S103へ進
み、ABS作動と判断した場合S106へ進む。
【0044】S103へ進むと上記エンジン回転数Ne
、予め設定した減速時燃料カット下限回転数Ne CUT
(例えば1500〜2000rpm)とを比較し、Ne
≧NeCUT の場合S104へ進み、Ne <Ne CUT の場
合燃料噴射を再開すべくS106へ進む。
【0045】そして、S104へ進むとスロットル開度
Thrからスロットルバルブが全閉(Thr=0)かど
うか判断し、Thr=0の場合、減速走行と判断しS10
5で燃料噴射パルス幅Ti を0(燃料カット)に設定し
ルーチンを抜ける。
【0046】一方、S102でABS作動と判断され、
S103でNe <Ne CUT と判断され、あるいは、S1
04でThr≠0(スロットルバルブ開)と判断されてS
106へ進むと、上記エンジン運転条件Ne ,Qa ,T
w などに基づいて燃料噴射パルス幅Ti を次式に基づい
て演算し、対応気筒のインジェクタ39へ所定タイミン
グで上記燃料噴射パルス幅Ti に相応する駆動パルスを
出力しルーチンを抜ける(なお、実際にはその他各種補
正項が加味されるが省略する)。
【0047】 Ti =K(Qa /Ne )×(1+f(Tw )) K:インジェクタ特性、空燃比などに基づく定数 f(Tw ):水温補正係数、 (冷態時f(Tw )>0で増量暖機後 f(Tw )=0) 上記燃料噴射パルス幅Ti が吸入空気量Qa とエンジン
回転数Ne を基に、この値を各種補正項で補正して設定
しているため、ABS作動時においては、例えばスロッ
トルバルブ全閉状態であれば上記燃料噴射パルス幅Ti
がエンジンブレーキを含む駆動系のフリクションを相殺
する値に設定されることになる。
【0048】次に、エアコン36の作動制御手順を図4
のフローチャートに従って説明する。
【0049】まず、S201でエアコンスイッチ37が
ONかどうか判断し、ONの場合S202へ進み、OF
Fの場合S204へ進む。
【0050】S202へ進むとABSECU14からハ
イドロリックユニット12のモータリレー16へ出力さ
れる駆動信号を取入れて、ABSが作動状態かどうかを
判断し、ABS不作動の場合S203へ進み、ABS作
動の場合S204へ進む。
【0051】S203へ進むと、エアコン36のコンプ
レッサマグネットクラッチ36aをONし、エンジン2
のクランクプーリ2bにベルトを介して連設するコンプ
レッサを駆動させルーチンを抜ける。
【0052】一方、S201でエアコンスイッチOF
F、あるいは、S202でABS作動と判断されてS2
04へ進むと、エアコン36のコンプレッサマグネット
クラッチ36aをOFFし、コンプレッサの駆動を停止
させルーチンを抜ける。
【0053】次に、オルタネータ38の作動手順を図5
のフローチャートに従って説明する。
【0054】まず、S301でABSECU14からハ
イドロリックユニット12のモータリレー16へ出力さ
れる駆動信号を取入れて、ABSが作動状態かどうかを
判断し、ABS不作動の場合、S302でオルタネータ
38のフィールドコイル38aへ電圧を印加し負荷駆動
させルーチンを抜ける。また、ABS作動の場合、S3
03へ進み、上記オルタネータ38のフィールドコイル
38aへ印加する電圧を0Vとして無負荷駆動させルー
チンを抜ける。
【0055】このように、ABSが作動すると、エンジ
ン2にかかるエアコン36、オルタネータ38の負荷を
遮断し、かつ、エンジンブレーキを含む駆動系のフリク
ションを相殺する噴射量にてエンジンを駆動するように
したので、車輪復帰速度が常に図8の実線で示す正常時
に近い特性を得ることができ、よって、ABSの有する
機能を効果的に発揮することができる。
【0056】なお、本発明は上記実施例に限るものでは
なく、例えば、補機類はエアコン、オルタネータに限る
ものではなく、また、クランクプーリにマグネットクラ
ッチを設け、ABS作動時にこのマグネットクラッチを
解放することで全ての補機類を一括して作動停止させる
ようにしてもよい。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1、2に記
載の各発明によれば、ABSの作動時、エンジンにより
駆動される補機類の作動を停止して補機駆動によるエン
ジン負荷の軽減と、エンジン運転状態に基づき少なくと
も駆動系のフリクションを相殺する燃料噴射量を設定し
て燃料噴射を行うことによる相乗により、補機駆動負荷
に伴うエンジンフリクションが解消され、このもとで、
燃料噴射量が設定されるため、必要最低限の燃料噴射量
で事足りて、燃料の無駄な浪費を解消しつつ、積極的
に、ABS作動時の車輪に伝達される駆動系のフリクシ
ョンを相殺し、ABS機能を十分に発揮することができ
る。
【0058】すなわち、ABSの作動時、エンジンによ
り駆動される補機類の作動が停止されるため、補機駆動
負荷に伴うエンジンフリクションが解消され、更に、こ
のもとで、燃料噴射量が設定されるため、必要最低限の
燃料噴射量で事足りて、燃料の無駄な浪費を解消するこ
とができ、エンジントルクも必要最低限となって、AB
S機能を十分に発揮させることが可能となる。
【0059】
【0060】
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に対応するフリクション低減装置の構
成図
【図2】図2〜図7は本発明の一実施例を示し、図2は
フリクション低減装置の機能ブロック図
【図3】燃料噴射制御手順を示すフローチャート
【図4】エアコンの作動制御手順を示すフローチャート
【図5】オルタネータの作動制御手順を示すフローチャ
ート
【図6】エンジン制御系とABS制御系の全体概略図
【図7】ハイドロリックユニットの油圧回路図
【図8】ABS作動時の車輪速度とブレーキ油圧との関
係を示すタイムチャート
【符号の説明】
M1…アンチロックブレーキシステム制御手段 M2…ABS作動検出手段 M3…補機類 M4…補機類作動停止手段 M5…エンジン運転状態検出手段 M6…燃料噴射パルス幅演算手段 M7…燃料供給手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 45/00 312 F02D 45/00 312M (56)参考文献 特開 平3−7650(JP,A) 特開 平2−286437(JP,A) 特開 平3−264744(JP,A) 特開 平4−54232(JP,A) 特開 平2−254034(JP,A) 特開 平1−182138(JP,A) 特開 平3−237236(JP,A) 特開 平1−262230(JP,A) 特開 昭64−1651(JP,A) 実開 昭57−136843(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 29/02 B60H 1/32 B60K 41/20 B60T 8/58 F02D 41/04 F02D 45/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンチロックブレーキシステム制御手段か
    ら出力するアンチロックブレーキシステム作動信号を取
    入れてアンチロックブレーキシステムの作動を検出する
    ABS作動検出手段と、 アンチロックブレーキシステムの作動時、エンジンによ
    り駆動される補機類の作動を停止する補機類作動停止手
    段と、 アンチロックブレーキシステムの作動時、エンジン運転
    状態に基づき少なくとも駆動系のフリクションを相殺す
    る燃料噴射パルス幅を演算する燃料噴射パルス幅演算手
    段と、 上記燃料噴射パルス幅に基づいて対応気筒へ燃料を供給
    する燃料供給手段とを備えたことを特徴とするアンチロ
    ックブレーキシステム付車輌のフリクション低減装置。
  2. 【請求項2】アンチロックブレーキシステム制御手段か
    ら出力するアンチロックブレーキシステム作動信号に基
    づいてアンチロックブレーキシステムの作動を判断し、 アンチロックブレーキシステムの作動時、エンジンによ
    り駆動される補機類の作動を停止すると共に、このと
    き、エンジン運転状態に基づき少なくとも駆動系のフリ
    クションを相殺する燃料噴射パルス幅を演算し、上記 燃料噴射パルス幅に基づいて対応気筒へ燃料を供給
    することを特徴とするアンチロックブレーキシステム付
    車輌のフリクション低減方法。
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