JP3275373B2

JP3275373B2 - アンチスキッド制御装置

Info

Publication number: JP3275373B2
Application number: JP20960592A
Authority: JP
Inventors: 裕明竹内
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 2002-04-15
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: JPH0632223A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両制動時に車輪に対
する制動力を制御し車輪のロックを防止するアンチスキ
ッド制御装置に関し、特に液圧ポンプを必要とすること
なく開閉弁のみでブレーキ液圧制御をおこなうアンチス
キッド制御装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】車両の急制動時に車輪がロックしないよ
うに、各車輪のホイールシリンダに対するブレーキ液圧
を増減することにより制動力を制御するアンチスキッド
制御装置が普及している。このアンチスキッド制御装置
は一般的に、車両の各車輪の車輪速度を検出し、検出結
果に応じて各車輪のホイールシリンダに対するブレーキ
液圧を制御し、最大摩擦係数が得られるように制動力を
制御することとしている。このようなアンチスキッド制
御装置においては、ブレーキペダルに応動するマスタシ
リンダ等の液圧発生装置とは別に、パワーステアリング
のポンプあるいは専用ポンプを動力源とするアクチュエ
ータ即ち液圧調整装置を設け、その出力液圧を電磁弁の
開閉によって制御することとしている。

【０００３】これに対し、例えば特開平２−２００５５
９号公報に記載のアンチロックブレーキシステムにおい
ては、別の油圧ポンプを利用することなく、ブレーキシ
ステムに遮断弁及びダンプ弁を設け、これらの弁を開閉
することによってホイールシリンダに対するブレーキ液
圧を制御することにしている。従って、アンチスキッド
制御装置を安価に構成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記公報に
記載の装置においては、アンチスキッド制御開始後、減
圧及び増圧が繰り返され、これによって車輪速度が車体
速度に漸近するように制御される。従って、ブレーキペ
ダル操作中に何度も減増圧による反動、所謂キックバッ
クが生ずることになり、ブレーキ操作フィーリング上好
ましくない。

【０００５】そこで、本発明は液圧ポンプを必要とする
ことなく開閉弁のみでブレーキ液圧制御を行なうアンチ
スキッド制御装置において、小型、軽量で適切な制動制
御を行なうと共に良好なブレーキ操作フィーリングを維
持することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、車両の車輪に装着し制動力を付与するホ
イールシリンダと、ブレーキ操作部材の操作に応じてブ
レーキ液を昇圧し前記ホイールシリンダにブレーキ液圧
を付与する液圧発生装置と、該液圧発生装置と前記ホイ
ールシリンダとの間に介装する常開の開閉弁と、ブレー
キ液を収容するリザーバと、該リザーバと前記ホイール
シリンダとの間に介装する常閉の開閉弁と、前記車輪の
車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、少くとも該車
輪速度検出手段の出力信号に基づき前記常開の開閉弁及
び前記常閉の開閉弁を開閉制御する制御手段を備えたア
ンチスキッド制御装置において、前記制御手段が、少く
とも前記車輪速度検出手段の出力信号に基づき前記車両
の走行路面の摩擦係数を判定する路面状態判定手段と、
該路面状態判定手段の判定結果に基づき前記常開の開閉
弁の閉弁間隔を設定する閉弁間隔設定手段と、前記車輪
速度検出手段の出力信号に基づき車輪加速度を演算する
車輪加速度演算手段を含み、少くとも前記車輪速度検出
手段の出力信号に基づき前記車輪がスリップ状態にある
と判定したときに前記常開の開閉弁を閉成すると共に前
記常閉の開閉弁を開放し、前記車輪加速度演算手段の演
算結果が正となったことに応答して前記常閉の開閉弁を
定常状態に戻すと共に、前記常開の開閉弁を前記閉弁間
隔設定手段の設定閉弁間隔に応じて開閉制御し、所定時
間経過後に前記常開の開閉弁を閉成して前記ホイールシ
リンダ内のブレーキ液圧を保持するように制御すること
としたものである。

【０００７】前記アンチスキッド制御装置において、前
記制御手段が、少くとも前記車輪速度検出手段の出力信
号に基づき、前記車輪に付与される制動トルクを演算す
る制動トルク演算手段と、前記路面状態判定手段の判定
結果に基づき前記制動トルク演算手段の基準値を設定す
る基準値設定手段を備えたものとし、前記車輪がスリッ
プ状態にあると判定された後前記制動トルク演算手段の
演算結果の制動トルクが前記基準値を下回る間は前記常
閉の開閉弁を閉状態に維持すると共に、前記常開の開閉
弁を閉成するように構成するとよい。

【０００８】

【作用】上記の構成になるアンチスキッド制御装置にお
いて、ブレーキ操作部材を操作すると液圧発生装置から
常開の開閉弁を介してホイールシリンダにブレーキ液圧
が付与され、車輪に対し制動力が付与される。一方、車
輪の回転速度即ち車輪速度が、車輪速度検出手段によっ
て検出され制御手段に出力される。この制御手段により
車輪速度に応じて常閉の開閉弁及び常開の開閉弁が駆動
制御され、ホイールシリンダに付与されるブレーキ液圧
が制御される。

【０００９】制御手段においては、路面状態判定手段の
判定結果に基づき常開の開閉弁の閉弁間隔が設定され
る。そして、少くとも車輪速度検出手段の出力信号に基
づき車輪のスリップ状態が判定され、スリップ状態にあ
ると判定されたときには、先ず常閉の開閉弁が閉状態に
維持されると共に常開の開閉弁が閉成されてホイールシ
リンダ液圧が保持され、次に常開の開閉弁が閉成された
状態で常閉の開閉弁が開放され、ホイールシリンダ液圧
が減圧される。これにより、車輪加速度演算手段の演算
結果が正となったことに応答して、常閉の開閉弁が定常
状態に戻されると共に、常開の開閉弁が閉弁間隔設定手
段の設定閉弁間隔に応じて開閉制御され、所定時間経過
後常開の開閉弁が閉成されホイールシリンダ液圧が保持
される。尚、この所定時間は、例えば高摩擦係数路面を
走行中に車輪がロックする迄の時間と低摩擦係数路面を
走行中に車輪がロックする迄の時間との間の所定の値に
設定される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例のアンチスキッド制御装
置を示すもので、マスタシリンダ２ａ及びブースタ２ｂ
から成り、ブレーキペダル３によって駆動される液圧発
生装置２と、車両の前方側の車輪ＦＲ，ＦＬに配設され
たホイールシリンダ５１及び５２の各々とが接続される
液圧路に、電磁弁３１乃至３４及びリザーバ２１が介装
されている。尚、車輪ＦＲは運転席からみて前方右側、
車輪ＦＬは前方左側の車輪を示し、後方右側の車輪ＲＲ
及び後方左側の車輪ＲＬは省略してある。

【００１１】マスタシリンダ２ａの一方の出力ポートと
ホイールシリンダ５１，５２とを接続する液圧路に夫
々、通常時は開状態で励磁時に閉成する常開の開閉弁た
る電磁弁３１及び３３が介装されている。また、ホイー
ルシリンダ５１，５２は夫々、通常時は閉状態で励磁時
に開放する常閉の開閉弁たる電磁弁３２，３４を介して
リザーバ２１に接続されている。

【００１２】リザーバ２１はピストンとスプリングを備
えており、電磁弁３１，３３が励磁され閉状態にあって
電磁弁３２，３４が励磁されて開放されると、ホイール
シリンダ５１，５２のブレーキ液がリザーバ２１内に収
容され、電磁弁３２，３４が開状態とされた後電磁弁３
１，３３が非励磁となり開放されると、ブレーキ液はマ
スタシリンダ２ａに還流される。

【００１３】電磁弁３１乃至３４は２ポート２位置電磁
切替弁であり、夫々ソレノイドコイル非通電時即ち非励
磁時には図１に示す第１位置にあって、各ホイールシリ
ンダ５１及び５２はマスタシリンダ２ａと連通してい
る。ソレノイドコイル通電時即ち励磁時には第２位置と
なり、各ホイールシリンダ５１及び５２はマスタシリン
ダ２ａとは遮断され、リザーバ２１と連通する。尚、図
１中の逆止弁６１，６３はホイールシリンダ５１，５２
からマスタシリンダ２ａ側への還流を許容し、逆方向の
流れを遮断するもので、逆止弁６２，６４はリザーバ２
１側からホイールシリンダ５１，５２側への還流を許容
し、逆方向の流れを遮断するものであるが、電磁弁３１
乃至３４を適宜制御することによりこれらを省略するこ
ともできる。

【００１４】而して、これらの電磁弁３１乃至３４の励
磁、非励磁を制御することによりホイールシリンダ５
１，５２内のブレーキ液圧を増圧、減圧、又は保持する
ことができる。即ち、通常のブレーキ作動時には電磁弁
３１乃至３４が非励磁とされ、図１に示す状態にあっ
て、ブレーキペダル３の作動に応じてマスタシリンダ２
ａからホイールシリンダ５１，５２にブレーキ液圧が供
給されて増圧する。

【００１５】アンチスキッド制御時には電磁弁３１，３
３を励磁し電磁弁３２，３４を非励磁とすれば、ホイー
ルシリンダ５１，５２内のブレーキ液圧が保持される。
そして、電磁弁３２，３４が励磁されるとホイールシリ
ンダ５１，５２はリザーバ２１側に連通し減圧される。
電磁弁３２，３４が閉成された後電磁弁３１，３３の励
磁、非励磁の時間間隔を調整することにより所謂パルス
増圧（ステップ増圧）を行ない、増圧速度を調整するこ
とができる。尚、本実施例では適用しないが、電磁弁３
２，３４の励磁、非励磁の時間間隔を調整することによ
りパルス減圧を行うこともできる。

【００１６】ブレーキペダル３への踏力が除かれ、電磁
弁３１，３３が非励磁とされるとリザーバ２１に収容さ
れたブレーキ液は逆止弁６２，６４を介してホイールシ
リンダ５１，５２に戻され、このブレーキ液圧が電磁弁
３１，３３の上流側のブレーキ液圧より高圧であれば逆
止弁６１，６３を介してブレーキ液がマスタシリンダ２
ａ側に戻される。

【００１７】上記電磁弁３１乃至３４はコントローラ１
０に接続され、各々のソレノイドコイルに対する通電、
非通電が制御される。また、車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，Ｒ
Ｌには夫々本発明にいう車輪速度検出手段たる車輪速度
センサ４１乃至４４（図１では後方の車輪ＲＲ，ＲＬ及
び車輪速度センサ４３，４４は省略）が配設され、これ
らが図２に示すようにコントローラ１０に接続されてお
り、各車輪の回転速度、即ち車輪速度信号がコントロー
ラ１０に入力されるように構成されている。更に、ブレ
ーキペダル３が踏み込まれたときオンとなるブレーキス
イッチ４５がコントローラ１０に接続されている。

【００１８】コントローラ１０は、図２に示すように、
バスを介して相互に接続されたＣＰＵ１４、ＲＯＭ１
５、ＲＡＭ１６、入力インターフェース回路１２及び出
力インターフェース回路１３から成るマイクロコンピュ
ータ１１を備えている。上記車輪速度センサ４１乃至４
４及びブレーキスイッチ４５の出力信号は増幅回路１７
ａ乃至１７ｅを介して夫々入力インターフェース回路１
２からＣＰＵ１４に入力されるように構成されている。
また、出力インターフェース回路１３からは駆動回路１
８ａ乃至１８ｄを介して夫々電磁弁３１乃至３４に制御
信号が出力されるように構成されている。マイクロコン
ピュータ１１においては、ＲＯＭ１５は図３及び図４に
示したフローチャートに対応したプログラムを記憶し、
ＣＰＵ１４は図示しないイグニッションスイッチが閉成
されている間当該プログラムを実行し、ＲＡＭ１６は当
該プログラムの実行に必要な変数データを一時的に記憶
する。

【００１９】上記のように構成された本実施例において
は、コントローラ１０によりアンチスキッド制御のため
の一連の処理が行なわれ電磁弁３１乃至３４の作動が制
御されるが、以下図３及び図４のフローチャートに基づ
いて説明する。

【００２０】マイクロコンピュータ１１において、イグ
ニッションスイッチ（図示せず）が閉成されると図３及
び図４のフローチャートに対応したプログラムの実行が
開始する。プログラムの実行が開始すると、先ず図３の
ステップ１０１にてマイクロコンピュータ１１が初期化
され、各種の演算値がクリアされる。続いて、ステップ
１０２及びステップ１０３に進み、車輪速度センサ４１
乃至４４からの出力信号に基づき各車輪（有効半径Ｒ）
の角速度ωから車輪速度Ｖｗ（＝Ｒ・ω）及び車輪加速
度ＤＶｗが演算される。そして、これらの演算結果に応
じてステップ１０４，１０５にて夫々車輪ＦＲ，ＦＬの
制動力制御が行われる。

【００２１】図４は上記ステップ１０４にて処理される
車輪ＦＲの制動力制御の処理内容を示すもので、先ずス
テップ２０１にて上記車輪速度Ｖｗの最大値の車体速度
Ｖｓが求められ、これに基づき各車輪毎にスリップ率λ
が演算される。即ち、λ＝（Ｖｓ−Ｖｗ）／Ｖｓとして
求められる。

【００２２】ステップ２０２においては、スリップ率λ
に基づき走行路面の摩擦係数μが推定され、路面状態が
判定される。本実施例では、高摩擦係数（高μ）路面、
中摩擦係数（中μ）路面、及び低摩擦係数（低μ）路面
の３つの路面状態に区別される。例えば、スリップ率λ
が第１所定値よりも小さいときには高μ路面と判定さ
れ、スリップ率λが第１所定値よりも大きい第２所定値
よりも大きいときには低μ路面と判定され、スリップ率
λが第１所定値よりも大きく且つ第２所定値よりも小さ
いときには中μ路面と判定される。続いてステップ２０
３に進み、制動トルクＴが下記の式に基づいて演算され
る。即ち、Ｔ＝−（μ・Ｒ・Ｍ・ｇ＋θ・（ω_i−ω_i-1）／Δｔ）ここで、Ｒは車輪の半径、Ｍは車両の質量、ｇは重力加
速度、θは車輪の慣性モーメント、ωは車輪の角速度
で、ω_iは演算時の値、ω_i-1はΔｔ時間前の値であ
る。またステップ２０４において、上記車輪速度Ｖｗ、
車輪加速度ＤＶｗ及び車体速度Ｖｓに基づいて判定され
る制動状況及び上記ステップ２０２の判定結果である路
面μに応じて、後述する基準値Ｔ₁及び閉弁間隔Ｗ₁が
設定される。

【００２３】而して、ステップ２０５に進み電磁弁３１
が励磁（以下、オンという）とされ、電磁弁３２が非励
磁（以下、オフという）状態にあることから、ホイール
シリンダ５１内のブレーキ液圧（以下、単にホイールシ
リンダ液圧という）は高圧の所定値に保持される。そし
て、ステップ２０６にて制動トルクＴが基準値Ｔ₁と比
較され、基準値Ｔ₁未満であればステップ２０５に戻り
ホイールシリンダ液圧が保持される。

【００２４】ステップ２０６にて制動トルクＴが基準値
Ｔ₁以上と判定されると、ステップ２０７に進み電磁弁
３２がオンとされ、ホイールシリンダ５１がリザーバ２
１に連通しホイールシリンダ液圧が減圧される。これに
より、車輪加速度ＤＶｗが正となると、ステップ２０８
からステップ２０９に進み電磁弁３２がオフとされ、続
いてステップ２１０にて電磁弁３１が断続され、増圧と
保持を交互に繰り返す所謂パルス増圧（ステップ増圧）
が行われ、ホイールシリンダ５１が徐々に増圧される。
この状態が所定のｔ₁時間継続され、ステップ２１１に
て所定時間ｔ₁以上経過したと判定されると、ステップ
２１２に進み電磁弁３１がオンとされ（電磁弁３２はオ
フ状態）、ホイールシリンダ液圧が保持される。而し
て、図３のメインルーチンにもどり、ステップ１０５に
て車輪ＦＬのホイールシリンダ５２についても同様に上
記制御が行われる。尚、上記所定時間ｔ₁は以下の関係
が成り立つ所定の値に設定される。即ち、高μ路面を走
行中に車輪がロックするに至るブレーキ液圧の増圧量を
Ｍ_Hとし、そのときの増圧速度をＶｐ_Hとし、低μ路面
を走行中に車輪がロックするに至るブレーキ液圧の増圧
量をＭ_Lとし、そのときの平均増圧速度をＶｐ_Lとした
とき、Ｍ_H／Ｖｐ_H＜ｔ₁＜Ｍ_L／Ｖｐ_Lが成立するよ
うに設定される。

【００２５】図５及び図６は上記の実施例における車輪
ＦＲのホイールシリンダ液圧の制御状況を示すもので、
車輪速度Ｖｗが低下し車輪ＦＲに関しアンチスキッド制
御が開始すると、図６に拡大して示したようにａ点でホ
イールシリンダ液圧が一担保持された後ｂ点で減圧作動
が開始する。即ち、従来装置においては、アンチスキッ
ド制御開始後、減圧及び増圧作動が何度も繰り返される
が、本実施例においては、アンチスキッド制御が開始す
ると（ａ点）、一定期間保持された後、ｂ点から減圧さ
れ車輪加速度ＤＶｗが正となったｃ点でパルス増圧に転
ずる。このパルス増圧における閉弁間隔Ｗ₁はステップ
２０４にて路面μに応じた値に設定されており、例えば
図５に実線で示すＷ_1aより長い間隔のＷ_1bが設定される
と、破線で示すように緩やかに増圧することになる。そ
して、所定時間ｔ１経過したｄ点で保持に戻り減圧及び
増圧作動が完了するように設定されている。このよう
に、本実施例においては一回の減圧作動のみで適切な制
動制御を行うことができるので、良好なブレーキ操作フ
ィーリングを維持することが出来る。尚、本実施例にお
いては、アンチスキッド制御開始後図６のａ点からｂ点
の間一旦ホイールシリンダ液圧を保持することにした
が、ａ点から直ちに減圧作動を開始することとしてもよ
い。

【００２６】上記の図１に示した制御装置においては一
回の減圧作動のみでよく、消費するブレーキ液量が少な
く済むことから、図７乃至図９に示すように車両前方の
車輪ＦＲ，ＦＬ及び／又は後方の車輪ＲＲ，ＲＬに適用
することができ、種々のシステムを構成することができ
る。即ち、図７はフロントエンジン−フロントドライブ
の車両において四つの車輪の全てに対し液圧制御を行う
システムに図１の装置を適用したもので、図中同一符号
は同一部品を示し、後方の車輪ＲＲ，ＲＬに係る部品の
符号は省略してある。

【００２７】また、図８は後方の車輪ＲＲ，ＲＬ側は両
輪同時制御とするシステムを示し、図９は図８のシステ
ムから前方の車輪ＦＲ，ＦＬに対する制御装置を除き、
後方の車輪ＲＲ，ＲＬの両輪同時制御のみとしたもので
ある。このように、何れのシステムにも図１の装置を適
用することができ、システム全体を小型且つ軽量に構成
することができる。尚、図７乃至図９の実施例において
は図１の逆止弁６２，６４を省略したが、この場合には
アンチスキッド制御終了時にリザーバ２１のブレーキ液
をマスタシリンダ２ａに戻すため電磁弁３３，３４を開
弁する必要がある。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下の効果を奏する。即ち、本発明のアンチスキッド
制御装置によれば、マスタシリンダ等の液圧発生装置と
は別に液圧ポンプ等を必要としないので小型且つ軽量に
構成することができ、車輪のスリップ状態が検出された
後一回の減圧作動のみで適切な制動制御を行なうことが
できるので、良好なブレーキ操作フィーリングを維持す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンチスキッド制御装置の一実施例の
全体構成図である。

【図２】図１のコントローラの構成を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明の一実施例の制動力制御のための処理を
示すフローチャートである。

【図４】本発明の一実施例における制動力制御のサブル
ーチンの処理を示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施例におけるホイールシリンダ液
圧の制御状況を示すグラフである。

【図６】本発明の上記実施例におけるホイールシリンダ
液圧の制御状況を拡大して示すグラフである。

【図７】本発明の他の実施例を示す全体構成図である。

【図８】本発明の更に他の実施例を示す全体構成図であ
る。

【図９】本発明の別の実施例を示す全体構成図である。

【符号の説明】

２液圧発生装置２ａマスタシリンダ（液圧発生装置）２ｂブースタ（液圧発生装置）３ブレーキペダル（ブレーキ操作部材）１０コントローラ（制御手段）２１リザーバ３１〜３４電磁弁４１〜４４車輪速度センサ（車輪速度検出手段）５１〜５４ホイールシリンダＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ車輪

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−125942（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−222850（ＪＰ，Ａ) 特開平２−158450（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−81261（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−11469（ＪＰ，Ａ) 特開平２−290764（ＪＰ，Ａ) 特開平２−200559（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−31870（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 8/58 B60T 8/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の車輪に装着し制動力を付与するホ
イールシリンダと、ブレーキ操作部材の操作に応じてブ
レーキ液を昇圧し前記ホイールシリンダにブレーキ液圧
を付与する液圧発生装置と、該液圧発生装置と前記ホイ
ールシリンダとの間に介装する常開の開閉弁と、ブレー
キ液を収容するリザーバと、該リザーバと前記ホイール
シリンダとの間に介装する常閉の開閉弁と、前記車輪の
車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、少くとも該車
輪速度検出手段の出力信号に基づき前記常開の開閉弁及
び前記常閉の開閉弁を開閉制御する制御手段を備えたア
ンチスキッド制御装置において、前記制御手段が、少く
とも前記車輪速度検出手段の出力信号に基づき前記車両
の走行路面の摩擦係数を判定する路面状態判定手段と、
該路面状態判定手段の判定結果に基づき前記常開の開閉
弁の閉弁間隔を設定する閉弁間隔設定手段と、前記車輪
速度検出手段の出力信号に基づき車輪加速度を演算する
車輪加速度演算手段を含み、少くとも前記車輪速度検出
手段の出力信号に基づき前記車輪がスリップ状態にある
と判定したときに前記常開の開閉弁を閉成すると共に前
記常閉の開閉弁を開放し、前記車輪加速度演算手段の演
算結果が正となったことに応答して前記常閉の開閉弁を
定常状態に戻すと共に、前記常開の開閉弁を前記閉弁間
隔設定手段の設定閉弁間隔に応じて開閉制御し、所定時
間経過後に前記常開の開閉弁を閉成して前記ホイールシ
リンダ内のブレーキ液圧を保持するように制御すること
を特徴とするアンチスキッド制御装置。
【請求項２】前記制御手段が、少くとも前記車輪速度
検出手段の出力信号に基づき、前記車輪に付与される制
動トルクを演算する制動トルク演算手段と、前記路面状
態判定手段の判定結果に基づき前記制動トルク演算手段
の基準値を設定する基準値設定手段を備え、前記車輪が
スリップ状態にあると判定された後前記制動トルク演算
手段の演算結果の制動トルクが前記基準値を下回る間は
前記常閉の開閉弁を閉状態に維持すると共に、前記常開
の開閉弁を閉成するように構成されていることを特徴と
する請求項１記載のアンチスキッド制御装置。