JP3276219B2 - アンチスキッド制御方法及びアンチスキッド制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制動時のホイールロッ
クを防止するアンチスキッド制御方法及びこれを用いた
アンチスキッド制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】制動時のホイールロックを防止するアン
チスキッド制御装置として、本出願人は先の出願を行っ
ている（特願平５−６２７２号）。このアンチスキッド
制御装置は、アンチスキッド制御時に、モジュレータに
よりホイールシリンダのブレーキ液圧を減圧後、所定の
条件下で再増圧させブレーキトルクを含む制動トルクを
時間に対して直線的に増加させるとともに、この再増圧
時において、車輪速検出器からの検出情報から、例え
ば、車輪速が減少する範囲内における車輪加速度が、所
定のしきい値を上回る場合に、車輪スリップ率に対する
路面摩擦係数の変化率kがk＞0の安定制動状態にあると
してモジュレータによりブレーキ液圧の再増圧を維持さ
せ、前記しきい値を下回る場合に、変化率kがk＜0の不
安定制動状態にあるとしてモジュレータによりブレーキ
液圧を減圧させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
ンチスキッド制御装置においては、車輪加速度を計測条
件に利用しているため、悪路走行等による路面からの振
動要因、または車両エンジン、他の車輪からのトルク伝
達等による振動要因によって車輪速に脈動が発生する場
合には、上記変化率kの計測精度が低下するという問題
があり、この点でさらなる改善の余地があった。

【０００４】したがって、本発明の目的は、外乱により
車輪速に脈動が発生する場合にも、車輪スリップ率に対
する路面摩擦係数の変化率kを精度よく演算または推定
することができるアンチスキッド制御方法およびこれを
用いたアンチスキッド制御装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のアンチスキッド制御方法は、アンチスキッ
ド制御時に、ホイールシリンダのブレーキ液圧を減圧
後、再増圧させブレーキトルクを含む制動トルクを時間
に対して直線的に増加させた際に、車輪スリップ率に対
する路面摩擦係数の変化率から、該変化率が所定のしき
い値を下回る場合に再減圧を行う方法であって、車輪速
に脈動がない場合に、所定の一定時間間隔毎に計測した
複数の車輪速を用いて、前記変化率を演算または推定す
るとともに、車輪速に脈動がある場合に、車輪速の複数
の相続く極大値および極小値を用いて、前記変化率を演
算または推定することを特徴としている。

【０００６】本発明のアンチスキッド制御装置は、車輪
速を検出する車輪速検出器と、ホイールシリンダのブレ
ーキ液圧を少なくとも減圧または増圧可能なモジュレー
タと、該モジュレータの作動を制御するコントローラと
を有し、前記コントローラは、アンチスキッド制御時
に、前記モジュレータによりホイールシリンダのブレー
キ液圧を減圧後、所定の条件下で再増圧させブレーキト
ルクを含む制動トルクを時間に対して直線的に増加させ
るとともに、この再増圧時において、車輪速に脈動がな
いと判定される場合に所定の一定時間間隔毎に計測した
複数の車輪速を用いて車輪スリップ率に対する路面摩擦
係数の変化率を演算または推定し該変化率が所定のしき
い値を下回る場合に前記モジュレータにより再減圧を行
うとともに、車輪速に脈動があると判定される場合に車
輪速の複数の相続く極大値および極小値を用いて前記変
化率を演算または推定して該変化率が所定のしきい値を
下回る場合に前記モジュレータにより再減圧を行わせる
ことを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明のアンチスキッド制御方法によれば、ア
ンチスキッド制御時に、ホイールシリンダのブレーキ液
圧を減圧後、再増圧させブレーキトルクを含む制動トル
クを時間に対して直線的に増加させた際に、車輪スリッ
プ率に対する路面摩擦係数の変化率を、車輪速に脈動が
ない場合に、所定の一定時間間隔毎に計測した複数の車
輪速を用いて演算または推定し、車輪速に脈動がある場
合に、車輪速の複数の相続く極大値および極小値を用い
て演算または推定し、その結果、該変化率が所定のしき
い値を下回る場合に再減圧を行うことになる。ここで、
車輪速の極大値および極小値は、その平均値が、脈動が
無い場合の車輪速と類似の経過をたどることになり、よ
って、車輪速に脈動が発生する場合にこれら極大値およ
び極小値を用いて前記変化率を演算または推定すれば、
該変化率の精度を低下させることがなくなる。

【０００８】本発明のアンチスキッド制御装置によれ
ば、コントローラは、アンチスキッド制御時に、モジュ
レータによりホイールシリンダのブレーキ液圧を減圧
後、所定の条件下で再増圧させブレーキトルクを含む制
動トルクを時間に対して直線的に増加させるとともに、
この再増圧時において、車輪速検出器からの検出情報か
ら、車輪速に脈動がないと判定される場合に所定の一定
時間間隔毎に計測した複数の車輪速を用いて車輪スリッ
プ率に対する路面摩擦係数の変化率を演算または推定し
該変化率が所定のしきい値を下回る場合にモジュレータ
により再減圧を行うとともに、車輪速に脈動があると判
定される場合に車輪速の複数の相続く極大値および極小
値を用いて前記変化率を演算または推定して該変化率が
所定のしきい値を下回る場合にモジュレータにより再減
圧を行わせることになる。ここで、車輪速の極大値およ
び極小値は、その平均値が、脈動が無い場合の車輪速と
類似の経過をたどることになり、よって、車輪速に脈動
が発生する場合にこれら極大値および極小値を用いて前
記変化率を演算または推定すれば、該変化率の精度を低
下させることがなくなる。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御
方法について図面を参照して以下に説明する。なお、以
下においては、図１に模式的に示すように、車輪１にか
かる荷重をW₀、車輪１の有効半径をR、車輪角速度をω
とし、また、車輪角速度の微分値をω’、車軸２に関す
る慣性モーメントをI、車軸２にかかる軸トルクをP、車
輪１と路面との間の路面摩擦係数をμとして説明する。

【００１０】まず、一般的に、車輪スリップ率λに対す
る路面摩擦係数μの関係は図２に示されるようになって
おり、変化率k＝dμ/dλが、Xの範囲では変化率k＞0、Y
の時点では変化率k＝0、Zの範囲では変化率k＜0となっ
ている。ここで、スリップ率λはλ＝１-Rω/vから求め
られるものであり、Rωは車輪速検出器（後述）からの
信号から割り出される車輪速で、vは、該車輪速等から
推定される模擬車体速度である。そして、k＝0の時点Y
を中心に、スリップ率λが小さい範囲Xにあると、ホイ
ールロックを生じることがない安定制動状態と判定さ
れ、逆にスリップ率λが大きい範囲Zにあると、図２に
おいて破線で示すコーナリングフォースFcが低下してホ
イールロックを生じやすい不安定制動状態と判定され
る。

【００１１】ここで、アンチスキッド制御中の時間tに
対する車輪速Rωの関係は、図３に示すような特性をな
すことになる。そして本実施例は、アンチスキッド制御
時に、ホイールシリンダのブレーキ液圧を減圧後、再増
圧させブレーキトルクを含む制動トルクを時間に対して
直線的に増加させた際に、車輪が加速状態から減速状態
に転じる区間T_M1において再度減圧を行わせるタイミン
グを制御する方法、および車輪が全体として減速状態に
ある区間T_M2において再度減圧を行わせるタイミングを
制御する方法であり、制動初期の減圧の開始タイミング
および減圧から再増圧への切り換えのタイミング等の他
の制御は、従来と同様に行われる。

【００１２】まず、ホイールシリンダのブレーキ液圧を
減圧後、再増圧させブレーキトルクを含む制動トルクを
時間に対して直線的に増加させた際に、車輪速に脈動が
ない状態で、車輪１が加速状態から減速状態に転じる区
間T_M1において再度減圧を行わせるタイミングを制御す
る方法の判定に用いられる変化率kの第一の演算方法に
ついて説明する。

【００１３】上記したように車輪にかかる荷重をW₀、車
輪有効半径をR、車輪角速度をω、車輪角速度の微分値
をω'、車軸に関する慣性モーメントをI、車軸にかかる
軸トルクをP、重力加速度をgとすると、 Rω'＝(g/C₀)・{μ-P/(W₀R)} ……式(1) である。ただし、C₀＝I/(W₀R²/g)である。また、ある時
刻t_nにおいては、 Rω'_n＝(g/C₀)・[μ_n-{P/(W₀R)}_n] ……式(2) となる。

【００１４】また、車輪スリップ率λ、車輪速Rωおよ
び車体速度vの関係は、 λ＝1-(Rω/v) ……式(3) で定義される。微少時間内で車両速度vを一定と考え、
式(3)の両辺を時間で微分すると、 λ'＝-Rω'/v ……式(4) となる。

【００１５】さらに、路面摩擦係数μの車輪スリップ率
λに対する変化率kは、その定義より、 k＝μ'/λ' ……式(5) となる。上記式(4)および式(5)より、 μ'＝-(k/v)・Rω' ……式(6) となる。

【００１６】ここで、図４は、アンチスキッド制御にお
いてブレーキ液圧を減圧後、制動トルクを、制動トルク
の上昇率Qが一定になるように増加させて、車輪速が加
速状態から減速状態に向う図３に示す区間T_M1（この区
間T_M1は車輪速検出器からの信号で検出できる）での、
車輪速Rω、路面摩擦係数μおよび制動トルクP/(W₀R)を
示したものである。そして、この図４では、式(2)のカ
ッコ[ ]内の路面摩擦係数μおよび制動トルクP/(W₀R)
が、共に無次元量として示されており、μ＞P/(W₀R)の
状態では車輪は加速し、μ＜P/(W₀R)の状態では車輪は
減速する。

【００１７】時刻t_nからt_n+1までの間の車輪速変化(Rω
_n+1-Rω_n)は、式(2)より、μの特性線とP/(W₀R)の特性
線とにより囲まれた面積_(n)A_(n+1)のg/C₀倍であるか
ら、 Rω_n+1-Rω_n＝(g/C₀)・_(n)A_(n+1) ……式(7) となる。また、式(6)と式(7)とより、 μ_n-μ_n+1＝(k/v)・(Rω_n+1-Rω_n)＝(k/v)・(g/C₀)・_(n)A_(n+1) ……式(8) が導かれる。

【００１８】μの特性線とP/(W₀R)の特性線とにより囲
まれた面積_(n)A_(n+1)は、図４に示す、時刻t_nにおける
μ_nと{P/(W₀R)}_nとの間隔をa、{P/(W₀R)}_n+1と{P/(W
₀R)}_nとの間隔をb、μ_nとμ_n+1との間隔をcとし、時刻t
_n+1と時刻t_nとの間隔すなわちサンプリング間隔をT/2と
すると、面積_(n)A_(n+1)は、 _(n)A_(n+1)≒a・(T/2)-(1/2)・b・(T/2)-(1/2)・c・(T/2) ……式(9) によって表わされる。

【００１９】ここで、aは、時刻t_nにおけるμ_n-{P/(W
₀R)}_nであり、式(2)から、 a＝(C₀/g)・Rω'_n ……式(10) となる。また、bは、時刻t_n、t_n+1間の制動トルク差分
であり、制動トルクはその上昇率Qが一定であるので、 b＝{(Q/(W₀R)}・(T/2) ……式(11) で表わされる。さらに、cは、時刻t_n、t_n+1間のμの差
分であり、Tを十分短い時間とすると、 c＝(μ_n-μ_n+1)＝(k/v)・(Rω_n+1-Rω_n)≒(k/v)・Rω'_n・(T/2) ……式(12) で表わされる。

【００２０】よって、式(8)は、 μ_n-μ_n+1≒(k/v)・(g/C₀)・[(C₀/g)・Rω'_n・(T/2)-(1/2)・
{Q/(W₀R)}・(T/2)²-(1/2)・(k/v)・Rω'_n・(T/2)²] ＝(k/v)・(T/2)・[Rω'_n+(v/k)・{Q/(W₀R)}]・{1-(1/2)・(k/
v)・(g/C₀)・(T/2)}-{Q/(W₀R)}・(T/2) となる。

【００２１】故に、 {Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n-μ_n+1) ≒(k/v)・(T/2)・[Rω'_n+（v/k)・{Q/(W₀R)}] ・{１-(1/2)・(k/v)・(g/C₀)・(T/2)} ……式(13) となる。また、時刻t_nにおける制動トルク{P/(W₀R)}
_nと、時刻t_n+1における制動トルク{P/(W₀R)}_n+1との関
係は、 {P/(W₀R)}_n+1＝{P/(W₀R)}_n+{Q/(W₀R)}・(T/2) ……式(14) で表わされる。

【００２２】ここで、時刻t_n+1において、式(2)は、 Rω'_n+1＝(g/C₀)・[μ_n+1-{(P/(W₀R))_n+(Q/(W₀R))・(T/2)}] ……式(15) となる。式(2)と式(15)との差をとると、 Rω'_n-Rω'_n+1＝(g/C₀)・{μ_n-μ_n+1+(Q/(W₀R))・(T/2)} となる。故に、 {Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n-μ_n+1)＝(C₀/g)・(Rω'_n-Rω'_n+1) ……式(16) となる。

【００２３】そこで、式(13)および式(16)の左辺が等し
いことにより (C₀/g)・(Rω'_n-Rω’_ｎ＋１）≒（ｋ／ｖ）・（Ｔ／
２）・［Ｒω'_n+(v/k)・{Q/(W₀R)}]・{１-(1/2)・(k/v)・(g
/C₀)・(T/2)} よって、 (Rω'_n-Rω'_n+1)/[Rω'_n+(v/k)・{Q/(W₀R)}]≒(k/v)・(g/
C₀)・(T/2)・{１-(1/2)・(k/v)・(g/C₀)・(T/2)}

【００２４】１から両辺を引くと、 [Rω'_n+1+(v/k)・{Q/(W₀R)}]/[Rω'_n+(v/k)・{Q/(W₀R)}] ≒１-(k/v)・(g/C₀)・(T/2)・{１-(1/2)・(k/v)・(g/C₀)・(T/2)} ……式(17) となる。ここで、時刻t_n、t_n+1の区間にて、k、v、C₀は
ほぼ一定と考えられるので、式(17)は一定の値をもつ。

【００２５】次に、式(13)は、次なるサンプリング時
刻、すなわちt_n+1、t_n+2（t_n、t_n+1、t_n+2、t_n+3、t_n+4
等のサンプリング間隔はT/2で一定）についても成り立
つので 、 {Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+1-μ_n+2) ≒(k/v)・(T/2)・[Rω'_n+1+(v/k)・{Q/(W₀R)}] ・{１-(1/2)・(k/v)・(g/C₀)・(T/2)} ……式(18) となる。ここで、区間t_n、t_n+2でも、k、v、C₀は、ほぼ
一定と考えられるので、式(13)と式(18)との比をとると [{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n-μ_n+1)]/[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+1-μ_n+2)] ＝[Rω'_n+(v/k)・{Q/(W₀R)}]/[Rω'_n+1+(v/k)・{Q/(W₀R)}] ……式(19) となる。

【００２６】式(19)の右辺は、すでに式(17)で示したよ
うに一定の値をもつ。式(19)は次なる区間t_n+1〜ｔ_n+3
についても適用できるので、 [{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n-μ_n+1)]/[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+1-μ_n+2)] ＝[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+1-μ_n+2)]/[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+2-
μ_ｎ＋３）］ ＝一定 ……式(20) を導くことができる。この式(20)を展開すると -{Q/(W₀R)}・(T/2)・{(μ_n-μ_n+1)+(μ_n+2-μ_n+3)-2(μ_n+1-μ_n+2)} ＝(μ_n-μ_n+1)・(μ_n+2-μ_n+3)-(μ_n+1-μ_n+2)² ……式(21)

【００２７】さらに、式(6)の関係から、 k＝v・{Q/(W₀R)}・(T/2)・[(Rω_n-Rω_n+1)+(Rω_n+2-Rω_n+3)-2(Rω_n+1-Rω_n+2)] /[(Rω_n-Rω_n+1)・(Rω_n+2-Rω_n+3)-(Rω_n+1-Rω_n+2)²] ……式(22) を導き出すことができる。

【００２８】そして、本実施例においては、このような
式(22)で演算された変化率kが、予め定められた所定の
しきい値（例えば０）を下回った場合に、アンチスキッ
ド制御における再増圧後の減圧を開始させる制御を行う
ことになる。

【００２９】次に、ホイールシリンダのブレーキ液圧を
減圧後、再増圧させブレーキトルクを含む制動トルクを
時間に対して直線的に増加させた際に、車輪速の脈動の
有無によらず、車輪が加速状態から減速状態に転じる区
間T_M1において再度減圧を行わせるタイミングを制御す
る方法の判定に用いられる変化率kの第二の演算方法に
ついて説明する。

【００３０】まず、車輪速に脈動がない場合、上記した
式(20)をt_n+1〜t_n+4についても拡張すると、 [{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n-μ_n+1)]/[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+1-μ_n+2)] ＝[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+1-μ_n+2)]/[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+2-μ_n+3)] ＝[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+2-μ_n+3)]/[{Q/(W₀R)}・(T/2)+(μ_n+3-μ_n+4)] ……式(23) となる。これにより、 [{(Q/(W₀R))・(T/2)+(μ_n-μ_n+1)}+{(Q/(W₀R))・(T/2)+
(μ_n+1-μ_n+2)}]/[{(Q/(W₀R))・(T/2)+(μ_n+1-μ_n+2)}+
{(Q/(W₀R))・(T/2)+(μ_n+2-μ_n+3)}]＝[{(Q/(W₀R))・(T/
2)+(μ_n+1-μ_n+2)}+{(Q/(W₀R))・(T/2)+(μ_n+2-μ_n+3)}]
/[{(Q/(W₀R))・(T/2)+(μ_n+2-μ_n+3)}+{(Q/(W₀R))・(T/2)
+(μ_n+3-μ_n+4)}] となり、これを展開すると、 -{Q/(W₀R)}・T・{(μ_n-μ_n+2)+(μ_n+2-μ_n+4)-2(μ_n+1-μ_n+3)} ＝(μ_n-μ_n+2)・(μ_n+2-μ_n+4)-(μ_n+1-μ_n+3)² ……式(24) となる。

【００３１】この式(24)は、式(21)と類似しており、式
(21)から式(22)を導いたのと同様に、式(24)に式(6)を
適用して、 k＝v・{Q/(W₀R)}・T・[(Rω_n-Rω_n+4)-2(Rω_n+1-Rω_n+3)] /[(Rω_n-Rω_n+2)・(Rω_n+2-Rω_n+4)-(Rω_n+1-Rω_n+3)²] ……式(25) を導き出すことができる。

【００３２】ここで、車のばね下振動により車輪荷重が
変化して車輪速に脈動が生じた場合には、車輪荷重Wの
変化をW＝αW₀、α＝1+a・sin2πf_at（a、f_aとも一定）
と仮定すると、この場合の車輪の運動方程式は、 Rω'＝(g/C₀)・[αμ-{P/(W₀R)}] ……式(26) となる。ただし、C₀＝I/(W₀R²/g)である。

【００３３】図５は、この車輪荷重変化により車輪速に
脈動が生じた時のRωと、αμと、μと、P/(W₀R)との関
係を示したものであり、式(26)から明らかなように、車
輪速Rωは、αμ-P/(W₀R)により加減速し、αμ＝P/(W₀
R)となった時に極大値または極小値をとることになる。
ここで、時刻t_n時点の車輪速Rω_nと時刻t_n+1時点の車輪
速Rω_n+1の平均値は、概ねRωの変曲点と考えられるの
で、この点をRω_(n)(n+1)として、相続く平均値Rω
_(n)(n+1)、平均値Rω_(n+1)(n+2)の差を考えると、すで
に上記第一の演算方法で示したように、Rω_(n+1)(n+2)-
Rω_(n)(n+1)は、式(26)より、αμの特性線とP/(W₀R)の
特性線に囲まれた面積のg/C₀倍となる。

【００３４】図５中に面積A₁＝A₅となるようにA₁とA₂の
境界線ｅを引くと、 Rω_(n+1)(n+2)-Rω_(n)(n+1)＝(g/C₀)・{(A₁+A₂+A₃)-A₅} ……式(27) であるが、路面摩擦係数μの曲線は緩やかに変化するの
で（図７参照）、μの平均値が、μ_(n)(n+1)≒μ
_(n+1)(n+2)であると考えると、A₂≒A₄となり、 Rω_(n+1)(n+2)-Rω_(n)(n+1)≒(g/C₀)・(A₃+A₄) ……式(28) となる。これは既に述べた図４に類似するものであり、
Rω_(n+1)(n+2)-Rω_(n)(n+1)は、μの特性線とP/(W₀R)の
特性線で囲まれた面積のg/C₀倍となる。

【００３５】次に、軸トルクにエンジン等からの脈動が
含まれて車輪速に脈動が生じた場合には、軸トルク＝{P
/(W₀R)}＋b・sin2πf_bt（b、f_bとも一定）と仮定する
と、この場合の車輪の運動方程式は、 Rω'＝(g/C₀)・[μ-{(P/(W₀R))+(b・sin2πf_bt)}] ……式(29) 図６は、この時のRωと、μと、{P/(W₀R)}+(b・sin2πf_b
t)と、P/(W₀R)との関係を示したもので、式(29)から明
らかなように、車輪速Rωは、μ−[{P/(W₀R)}+(b・sin2
πf_bt)]により加減速し、μ＝{P/(W₀R)}+(b・sin2πf_bt)
となった時に極大値または極小値をとることになる。

【００３６】図６において、μやP/(W₀R)の変化がbに比
べて無視できるほど小さい時、A₁≒A₄+A₅+A₆、(A₂+A₄)>
>(A₃+A₅)なので、 Rω_(n+1)(n+2)-Rω_(n)(n+1)＝(g/C₀)・{(A₁+A₂+A₃)-A₆} ≒(g/C₀)・{(A₄+A₅+A₆+A₂+A₃)-A₆} ＝(g/C₀)・{(A₂+A₄)+(A₃+A₅)} ≒(g/C₀)・(A₂+A₄) ……式(30) となる。これは既に述べた図４に類似するものであり、
Rω_(n+1)(n+2)-Rω_(n)(n+1)は、μの特性線とP/(W₀R)の
特性線で囲まれた面積のg/C₀倍となる。

【００３７】以上、車のばね下振動によって車輪速に脈
動を生じる場合と、軸トルク変動によって車輪速に脈動
を生じる場合とについて説明してきたように、制動トル
クを直線的に上昇中に車輪速に脈動がある場合、この脈
動の振幅が一定の時は、車輪速の相続く極大値および極
小値の平均値は、脈動が無い場合の車輪速と類似した経
過をたどり、既に説明した式(22)を概ね満足することに
なる。

【００３８】そこで、式(22)のRω_n等の代りに、(Rω_n+
Rω_n+1)/2等を代入することにより 、 k＝v・{Q/(W₀R)}・(T/2)・{(1/2)/(1/4)}・[(Rω_n-Rω
_n+2)+(Rω_n+2-Rω_n+4)-2(Rω_n+1-Rω_n+3)]/[(Rω_n-Rω
_n+2)・(Rω_n+2-Rω_n+4)-(Rω_n+1-Rω_n+3)²] ＝v・{Q/(W₀R)}・T・[(Rω_n-Rω_n+2)+(Rω_n+2-Rω_n+4)-2(R
ω_n+1-Rω_n+3)]/[(Rω_n-Rω_n+2)・(Rω_n+2-Rω_n+4)-(Rω
_n+1-Rω_n+3)²] ＝v・{Q/(W₀R)}・T・[(Rω_n-Rω_n+4)-2(Rω_n+1-Rω_n+3)]/
[(Rω_n-Rω_n+2)・(Rω_n+2-Rω_n+4)-(Rω_n+1-Rω_n+3)²] となる式(25)を導き出すことができる。

【００３９】そして、このような式(25)で演算された変
化率kが、予め定められた所定のしきい値（例えば０）
を下回った場合に、アンチスキッド制御における再増圧
後の減圧を開始させる制御を行うことになる。なお、時
間Tは、車輪速に脈動がない場合上記した一定のサンプ
リング間隔T/2の２倍となり、脈動発生時には計測した
各周期の平均値を用いることになる。

【００４０】次に、ホイールシリンダのブレーキ液圧を
減圧後、再増圧させブレーキトルクを含む制動トルクを
時間に対して直線的に増加させた際に、車輪速に脈動が
ない状態で、車輪が全体として減速状態（μ＜P/(WR)）
にある区間T_M2において再度減圧を行わせるタイミング
を制御する方法の判定に用いられる変化率kの第一の推
定方法について説明する。

【００４１】車輪速に脈動が無い場合に車輪が減速を続
けている状態、すなわち図４に示すRω_n+2〜Rω_n+3の時
刻t_n+2〜t_n+3間において、μ_n+3-μ_n+2は、図４に示す
μの特性線とP/(W₀R)の特性線との間隔b_n+2、間隔b_n+3
を用いると、 μ_n+3−μ_n+2＝{Q/(W₀R)}・(T/2)-(b_n+3-b_n+2) と表わすことができる。ここで、b_n+3＞b_n+2であるの
で、 μ_n+3−μ_n+2＜{Q/(W₀R)}・(T/2) ……式(31) となり、この式(31)と式(6)との関係から、 k＜v・{Q/(W₀R)}・(T/2)・{1/(Rω_n+2-Rω_n+3)} となり、このときの_n+2を_nとし、_n+3を_n+1とすれば、 k＜v・{Q/(W₀R)}・(T/2)・{1/(Rω_n-Rω_n+1)} ……式(32) が得られる。

【００４２】そして、このような式(32)の右辺を演算
し、該演算された推定値が、予め定められた所定のしき
い値（例えば０）を下回った場合に、該推定値より小さ
い変化率kの値が前記所定のしきい値を下回っていると
推定してアンチスキッド制御における再増圧後の減圧を
開始させる制御を行うことになる。

【００４３】次に、ホイールシリンダのブレーキ液圧を
減圧後、再増圧させブレーキトルクを含む制動トルクを
時間に対して直線的に増加させた際に、車輪速の脈動の
有無によらず、車輪が全体として減速状態にある区間T
_M2において再度減圧を行わせるタイミングを制御する方
法の判定に用いられる変化率kの第二の推定方法につい
て説明する。

【００４４】まず、車両のばね下振動により車輪荷重が
変化する場合（図７参照）、上述したように、車輪荷重
Wの変化をW＝αW₀、α＝1+a・sin2πf_at（a、f_aとも一
定）とすると、図７から a・μ_(n)(n+1)-a_n+{Q/(W₀R)}・T ＝(μ_(n+2)(n+3)-μ_(n)(n+1))+a・μ
_{（ｎ＋２）（ｎ＋３）}−ａ_ｎ＋１ と表わすことができる。

【００４５】故に、 μ_{（ｎ＋２）（ｎ＋３）}−μ_(n)(n+1) ＝{1/(1+a)}・{Q/(W₀R)}・T・[1-(a_n-a_n+1)/{Q/(W₀R)・T}] ここで、a_n＞a_n+1なので、 μ_(n+2)(n+3)-μ_(n)(n+1)＜{1/(1+a)}・{Q/(W₀R)}・T＜{Q/(W₀R)}・T …式(33) となり、この式(33)と式(6)との関係から、 k＜v・{Q/(W₀R)}・T・{1/(Rω_(n)(n+1)-Rω_(n+2)(n+3))} ……式(34) が導き出される。

【００４６】次に、軸トルクにエンジン等からの脈動が
含まれて車輪速に脈動が生じた場合（図８参照）、上述
したように、軸トルク＝{P/(W₀R)}＋b・sin2πf_bt（b、f
_bとも一定）すると、図８から b_n+{Q/(W₀R)}・T＝(μ_(n+2)(n+3)-μ_(n)(n+1))+b_n+1 故に、 μ_(n+2)(n+3)-μ_(n)(n+1)＝{Q/(W₀R)}・T-(b_n+1-b_n) と表わすことができる。ここで、b_n+1＞b_nなので、 μ_(n+2)(n+3)-μ_(n)(n+1)＜{Q/(W₀R)}・T となり、式(33)と等しいので、同様にして上記式(34)を
得ることができる。なお、時間Tは、脈動がない場合上
記した一定のサンプリング間隔T/2の２倍となり、脈動
時には計測した各周期の平均値を用いることになる。

【００４７】そして、このような式(34)の右辺を演算
し、該演算された推定値が、予め定められた所定のしき
い値（例えば０）を下回った場合に、該推定値より小さ
い変化率kの値が前記所定のしきい値を下回っていると
推定してアンチスキッド制御における再増圧後の減圧を
開始させる制御を行うことになる。

【００４８】以上をまとめると、以下の通りである。第
一の演算方法は、ホイールシリンダのブレーキ液圧を減
圧後、再増圧させブレーキトルクを含む制動トルクを時
間に対して直線的に増加させた際に、車輪が加速状態か
ら減速状態に転じる区間T_M1において、車輪速に脈動が
ない状態で、再減圧を行わせるタイミングの制御に適用
できる。この場合、一定間隔T/2にて計測した、相続く
４つの車輪速Rω_n〜Rω_n+3を用いて、以下の式により変
化率kの値を演算する。 k＝v・{Q/(W₀R)}・(T/2)・[(Rω_n-Rω_n+1)+(Rω_n+2-R
ω_n+3)-2(Rω_n+1-Rω_n+2)]/[(Rω_n-Rω_n+1)・(Rω_n+2-R
ω_n+3)-(Rω_n+1-Rω_n+2)²]

【００４９】第二の演算方法は、ホイールシリンダのブ
レーキ液圧を減圧後、再増圧させブレーキトルクを含む
制動トルクを時間に対して直線的に増加させた際に、車
輪が加速状態から減速状態に転じる区間T_M1において、
車輪速脈動の有無にかかわらず再減圧を行わせるタイミ
ングの制御に適用できる。この場合、車輪速に脈動があ
る場合には、相続く５つの極大値および極小値での車輪
速Rω_n〜Rω_n+4を用いる。すなわち極小値Rω_n、極大値
Rω_n+1、極小値Rω_n+2、極大値Rω_n+3および極小値Rω
_n+4のデータ群を用いるか、あるいは、極大値Rω_n、極
小値Rω_n+1、極大値Rω_n+2、極小値Rω_n+3および極大値
Rω_n+4のデータ群を用いて、以下の式により変化率kの
値を演算する（時間Tは、脈動時には計測した各周期の
平均値を用いる）。また、車輪速に脈動がない場合に
は、一定のサンプリング間隔T/2で検出される、相続く
５つの車輪速Rω_n〜Rω_n+4を用いる。 k＝v・{Q/(W₀R)}
・T・[(Rω_n-Rω_n+4)-2(Rω_n+1-Rω_n+3)]/[(Rω_n-Rω_n+2)
・(Rω_n+2-Rω_n+4)-(Rω_n+1-Rω_n+3)²]

【００５０】第一の推定方法は、ホイールシリンダのブ
レーキ液圧を減圧後、再増圧させブレーキトルクを含む
制動トルクを時間に対して直線的に増加させた際に、車
輪が全体として減速状態にある区間T_M2において、車輪
速に脈動がない状態で、再減圧を行わせるタイミングの
制御に適用できる。この場合、一定間隔T/2にて計測し
た、相続く２つの車輪速Rω_n〜Rω_n+1を用いて、以下の
式により変化率kの値を推定する。 k＜v・{Q/(W₀R)}・(T/2)・{1/(Rω_n-Rω_n+1)}

【００５１】第二の推定方法は、ホイールシリンダのブ
レーキ液圧を減圧後、再増圧させブレーキトルクを含む
制動トルクを時間に対して直線的に増加させた際に、車
輪が全体として減速状態にある区間T_M2において、車輪
速脈動の有無にかかわらず再減圧を行わせるタイミング
の制御に適用できる。この場合、車輪速に脈動がある場
合には、相続く４つの極大値および極小値での車輪速R
ω_n〜Rω_n+3、すなわち極小値Rω_n、極大値Rω_n+1、極
小値Rω_n+2および極大値Rω_n+3のデータ群、或いは極大
値Rω_n、極小値Rω_n+1、極大値Rω_n+2、極小値Rω_n+3の
データ群を用いて、隣り合った車輪速の平均値(Rω_n+R
ω_n+1)/2＝Rω_(n)(n+1)、(Rω_n+2+Rω_n+3)/2＝Rω
_(n+2)(n+3)を算出し、以下の式により変化率kの値を推
定する（時間Tは、脈動時には計測した各周期の平均値
を用いる）。また、車輪速に脈動がない場合には、一定
のサンプリング間隔T/2で検出される、相続く４つの車
輪速Rω_n〜Rω_n+3を用いる。 k＜v・{Q/(W₀R)}・T・{1/(Rω_(n)(n+1)-Rω_(n+2)(n+3))}

【００５２】以上に述べた第一および第二の演算方法
と、第一および第二の推定方法とが適用されたアンチス
キッド制御装置について、以下に説明する。図９は、車
両用のアンチスキッド制御装置の一ブレーキ液圧系を示
しており、ブレーキペダル１１の入力によりブレーキ液
圧が発生されるマスタシリンダ１２と、伝達されるブレ
ーキ液圧により車輪１を制動するホイールシリンダ１３
との間にモジュレータ１４が設けられている。なお、ホ
イールシリンダ１３は例えばディスクブレーキあるいは
ドラムブレーキ等の液圧作動装置である。

【００５３】上記モジュレータ１４は、電磁常閉弁１５
と、容量可変のリザーバ１６と、該リザーバ１６からブ
レーキ液を吸入し吐出するポンプ１７と、流量制御弁１
８とを有しており、流量制御弁１８は、アンチスキッド
制御の非作動時に電磁常閉弁１５が閉じられた状態にお
いてマスタシリンダ１２とホイールシリンダ１３とを連
通させ、アンチスキッド制御の減圧時に電磁常閉弁１５
が励磁されて開かれることによりマスタシリンダ１２と
ホイールシリンダ１３との連通を遮断しつつホイールシ
リンダ１３とリザーバ１６とを連通させて該ホイールシ
リンダ１３のブレーキ液をリザーバ１６に流入させ、ア
ンチスキッド制御の再増圧時に電磁常閉弁１５が閉じら
れた状態でポンプ１７から吐出されるリザーバ１６内の
ブレーキ液を、ホイールシリンダ１３に単位時間当りの
流量を一定に制御しつつ流しブレーキトルクの上昇速度
を一定に保つようになっている。なお、アンチスキッド
制御の減圧時において、リザーバ１６に流入されたブレ
ーキ液は、ポンプ１７によりマスタシリンダ１２側に戻
されるようになっている。

【００５４】そして、上記電磁常閉弁１５およびポンプ
１７はコントローラ１９に接続されており、このコント
ローラ１９には、車輪１の回転速度を検出し車輪１の回
転に応じたパルスを出力する車輪速検出器２０が接続さ
れている。

【００５５】なお、コントローラ１９は、アンチスキッ
ド制御の開始（初期減圧開始）の判断については、車輪
速検出器２０からの出力により、模擬車速に対する車輪
１のスリップ率または車輪１のスリップ量を演算しスリ
ップ率またはスリップ量があらかじめ設定されたしきい
値を超えたら車輪１がロック傾向にあると判定してアン
チスキッド制御を開始し、または、車輪１の減速度があ
らかじめ設定されたしきい値を超えたら車輪１がロック
傾向にあると判定してアンチスキッド制御を開始し、あ
るいはこれらを組み合わせる等、一般的なアンチスキッ
ド制御の開始判断を行うようになっている。

【００５６】また、コントローラ１９は、アンチスキッ
ド制御の減圧から再増圧への判断についても、減圧中に
スリップ率またはスリップ量があらかじめ設定されたし
きい値以下となったら車輪１がロック傾向から回避され
たと判定して再増圧を開始し、または、車輪１の減速度
があらかじめ設定されたしきい値以下となったら車輪１
がロック傾向から回避されたと判定してアンチスキッド
制御を開始し、あるいはこれらを組み合わせる等、一般
的なアンチスキッド制御の減圧から再増圧への判断を行
うようになっている。

【００５７】上記コントローラ１９の制御内容の特徴部
分について、図１０に示すフローチャートを参照して以
下にステップ毎に説明する。 〔ステップＳ１〕アンチスキッド制御の作動中におい
て、ホイールシリンダ１３のブレーキ液圧を減圧させて
いる減圧中および保持させている保持中のいずれかの状
態にあるか、再増圧させている再増圧中であるかをメモ
リ中の記憶から判定する。そして、再増圧中である場合
には、〔ステップＳ２〕に進み、減圧中または保持中で
ある場合にはこの制御を終了する。ここで、勿論減圧中
または保持中である場合には、それぞれに応じた別の制
御を行っている。

【００５８】〔ステップＳ２〕車輪速に脈動が有るか無
いかを、車輪速検出器２０からの出力信号により判定す
る。そして、車輪速に脈動が無い場合には〔ステップＳ
３〕に進み、車輪速に脈動が有る場合には〔ステップＳ
８〕に進む。 〔ステップＳ３〕予め定められた一定間隔で車輪速をサ
ンプルするためにサンプル時間を監視して、サンプル時
刻が検出されたか否かを判定する。そして、サンプル時
刻が検出された場合には、〔ステップＳ４〕に進み、そ
うでない場合には、〔ステップＳ５〕に進む。

【００５９】〔ステップＳ４〕車輪速Rωをスタック記
憶する。ここで、スタック記憶とは、図１１に示すよう
に、記憶データを新しいものから順に記憶する所定数の
データ記憶部１Ａ〜５Ａを準備し、最新のデータを取り
込む毎に、既に記憶されているデータの最も古いデータ
を消去するように記憶するものである。例えば、図１１
において、データ記憶部１Ａからデータ記憶部５Ａにか
けて、データ１Ｂ〜データ５Ｂが記憶されているとし
て、新データ０Ｂを記憶する際には、最も古いデータ記
憶部５Ａのデータ５Ｂを消去して、次に古いデータ記憶
部４Ａのデータ４Ｂをデータ記憶部５Ａに、その次に古
いデータ記憶部３Ａのデータ３Ｂをデータ記憶部４Ａ
に、その次に古いデータ記憶部２Ａのデータ２Ｂをデー
タ記憶部３Ａに、その次に古いデータ記憶部１Ａのデー
タ１Ｂをデータ記憶部２Ａに移し、データ記憶部１Ａに
新データ０Ｂを記憶するものである。 〔ステップＳ５〕車輪速検出器２０からの信号が割り出
される車輪速Rωにより車輪が加速状態から減速状態に
転じる区間にあるか、車輪が全体として減速を継続して
いる区間にあるかを判定する。そして、車輪が加速状態
から減速状態に転じる区間にある場合には、〔ステップ
Ｓ６〕に進み、車輪が全体として減速を継続している区
間にある場合には、〔ステップＳ７〕に進む。

【００６０】〔ステップＳ６〕上記第一の演算方法およ
び第二の演算方法のうちのいずれか一方により、変化率
kの値を演算する。なお、第一、第二のいずれの演算方
法で行うかは、予め設定しておく。 〔ステップＳ７〕上記第一の推定方法および第二の推定
方法のうちのいずれか一方により、変化率kの値の推定
値を演算する。なお、第一、第二のいずれの推定方法で
行うかは、予め設定しておく。

【００６１】〔ステップＳ８〕車輪速検出器２０からの
信号により車輪速の極大値および極小値を監視して、極
大値および極小値のいずれか一方が検出されたか否かを
判定する。そして、いずれかが検出された場合には、
〔ステップＳ９〕に進み、そうでない場合には、〔ステ
ップＳ１０〕に進む。 〔ステップＳ９〕極大値または極小値となる車輪速Rω
とその検出時刻tをスタック記憶する。〔ステップＳ１
０〕車輪速検出器２０からの信号により車輪が加速状態
から減速状態に転じる区間にあるか、車輪が全体として
減速を継続している区間にあるかを判定する。そして、
車輪が加速状態から減速状態に転じる区間にある場合に
は、〔ステップＳ１１〕に進み、車輪が全体として減速
を継続している区間にある場合には、〔ステップＳ１
２〕に進む。

【００６２】〔ステップＳ１１〕上記第二の演算方法に
より、変化率kの値を演算する。 〔ステップＳ１２〕上記第二の推定方法により、変化率
kの値の推定値を演算する。そして、コントローラ１９
は、上記のようにして演算された、変化率kの値の演算
値または推定値を、予め定められた所定のしきい値と比
較して該しきい値を下回る場合には、アンチスキッド制
御を増圧から減圧に切り換えることになる。

【００６３】以上のように、本実施例のアンチスキッド
制御方法およびこれを用いたアンチスキッド制御装置に
よれば、アンチスキッド制御時に、ホイールシリンダ１
３のブレーキ液圧を減圧後、再増圧させブレーキトルク
を含む制動トルクを時間に対して直線的に増加させた際
に、車輪スリップ率に対する路面摩擦係数の変化率を、
車輪速に脈動がない場合に、所定の一定時間間隔毎に計
測した複数の車輪速を用いて演算または推定し、車輪速
に脈動がある場合に、車輪速の複数の相続く極大値およ
び極小値を用いて演算または推定し、その結果、該変化
率が所定のしきい値を下回る場合に再減圧を行うことに
なるが、車輪速の極大値および極小値は、その平均値
が、脈動が無い場合の車輪速と類似の経過をたどること
になり、よって、車輪速に脈動が発生する場合にこれら
極大値および極小値を用いて前記変化率を演算または推
定すれば、該変化率の精度を低下させることがなくな
る。

【００６４】したがって、外乱により車輪速に脈動が発
生している場合であっても、変化率kの値が演算または
推定できるため、スリップ率λ−路面摩擦係数μ特性の
判定がさらに正確となり、確実にホイールロックを防止
でき、かつ最大路面摩擦係数付近が有効利用でき、作動
中のスリップ率λの変化範囲を少なくすることができ
る。

【００６５】ここで、図１２に示すように、従来のよう
に再増圧中に車輪スリップ率λが所定のしきい値を超え
た場合に減圧させるのでは、図１２におけるＡ点付近で
減圧を開始させることになってしまうが、上記アンチス
キッド制御装置によれば、変化率kの値により判定する
ため、図１２におけるＢ点付近で減圧することができ、
図２において破線で示すコーナリングフォースFcの低い
状態にある時間を短くでき、制御を速くできる。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のアンチス
キッド制御方法及びアンチスキッド制御装置によれば、
車輪速の極大値および極小値はその平均値が脈動が無い
場合の車輪速と類似の経過をたどることになることに着
目し、車輪速に脈動が発生する場合にこれら極大値およ
び極小値を用いて前記変化率を演算または推定している
ので、該変化率の精度を低下させることがなくなる。し
たがって、外乱により車輪速に脈動が発生している場合
であっても、前記変化率が演算または推定できるため、
確実にホイールロックを防止でき、かつ最大路面摩擦係
数付近が有効利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御方
法が適用される車輪の運動モデルを示す模式図である。

【図２】車輪のスリップ率λに対する、路面摩擦係数μ
およびコーナリングフォースFcの関係を示す特性線図で
ある。

【図３】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御方
法の、アンチスキッド制御中の時間tに対する車輪速Rω
の関係を示す特性線図である。

【図４】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御方
法の、車輪速が加速状態から減速状態に向う区間での、
車輪速Rω、路面摩擦係数μおよび制動トルクP/(W₀R)の
関係を示す特性線図であって、車輪速に脈動が発生して
いない状態を示すものである。

【図５】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御方
法の、車輪速が加速状態から減速状態に向う区間での、
車輪速Rω、路面摩擦係数μおよび制動トルクP/(W₀R)の
関係を示す特性線図であって、車輪荷重の変化により車
輪速に脈動が発生した状態を示すものである。

【図６】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御方
法の、車輪速が加速状態から減速状態に向う区間での、
車輪速Rω、路面摩擦係数μおよび制動トルクP/(W₀R)の
関係を示す特性線図であって、軸トルクの変化により車
輪速に脈動が発生した状態を示すものである。

【図７】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御方
法の、車輪が全体として減速状態にある区間での、車輪
速Rω、路面摩擦係数μおよび制動トルクP/(W₀R)の関係
を示す特性線図であって、車輪荷重の変化により車輪速
に脈動が発生した状態を示すものである。

【図８】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御方
法の、車輪が全体として減速状態にある区間での、車輪
速Rω、路面摩擦係数μおよび制動トルクP/(W₀R)の関係
を示す特性線図であって、軸トルクの変化により車輪速
に脈動が発生した状態を示すものである。

【図９】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御装
置を概略的に示す構成図である。

【図１０】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御
装置の制御内容の特徴部分を示すフローチャートであ
る。

【図１１】本発明の一実施例によるアンチスキッド制御
装置のスタック記憶を説明する図である。

【図１２】従来のアンチスキッド制御装置の車体速度
v、車輪速Rωおよび制動トルクpの関係を示す特性線図
である。

【符号の説明】

１ 車輪 １３ ホイールシリンダ １４ モジュレータ １９ コントローラ ２０ 車輪速検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−106766（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−246157（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−267461（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−7648（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−247275（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 8/32

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンチスキッド制御時に、ホイールシリ
   ンダのブレーキ液圧を減圧後、再増圧させブレーキトル
   クを含む制動トルクを時間に対して直線的に増加させた
   際に、車輪スリップ率に対する路面摩擦係数の変化率か
   ら、該変化率が所定のしきい値を下回る場合に再減圧を
   行うアンチスキッド制御方法において、 車輪速に脈動がない場合に、所定の一定時間間隔毎に計
   測した複数の車輪速を用いて、前記変化率を演算または
   推定するとともに、 車輪速に脈動がある場合に、車輪速の複数の相続く極大
   値および極小値を用いて、前記変化率を演算または推定
   することを特徴とするアンチスキッド制御方法。
2. 【請求項２】 車輪速を検出する車輪速検出器と、ホイ
   ールシリンダのブレーキ液圧を少なくとも減圧または増
   圧可能なモジュレータと、該モジュレータの作動を制御
   するコントローラとを有し、 前記コントローラは、アンチスキッド制御時に、前記モ
   ジュレータによりホイールシリンダのブレーキ液圧を減
   圧後、所定の条件下で再増圧させブレーキトルクを含む
   制動トルクを時間に対して直線的に増加させるととも
   に、この再増圧時において、車輪速に脈動がないと判定
   される場合に所定の一定時間間隔毎に計測した複数の車
   輪速を用いて車輪スリップ率に対する路面摩擦係数の変
   化率を演算または推定し該変化率が所定のしきい値を下
   回る場合に前記モジュレータにより再減圧を行うととも
   に、車輪速に脈動があると判定される場合に車輪速の複
   数の相続く極大値および極小値を用いて前記変化率を演
   算または推定して該変化率が所定のしきい値を下回る場
   合に前記モジュレータにより再減圧を行わせることを特
   徴とするアンチスキッド制御装置。