JP3405189B2 - アンチロックブレーキ制御装置、トルク勾配推定装置及び制動トルク勾配推定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアンチロックブレー
キ制御装置、トルク勾配推定装置及び制動トルク勾配推
定装置に係り、より詳しくは、車輪速度の時系列データ
に基づいて、スリップ速度に対する制動トルク又は駆動
トルクの勾配を少数のパラメータで推定するトルク勾配
推定装置、車輪減速度とブレーキトルクの時系列データ
からスリップ速度に対する制動トルクの勾配を少数のパ
ラメータで推定する制動トルク勾配推定装置、及び推定
された制動トルクの勾配に基づいて車輪に作用するブレ
ーキ力を制御するアンチロックブレーキ制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のアンチロックブレーキ制御装置
は、車輪速センサの信号に基づいて車体速度、車体加減
速度、または車体速度に近似した速度信号等を作成し、
これらの比較からブレーキ力を制御してアンチロックブ
レーキ動作を行っている。

【０００３】すなわち、特開昭６１−１９６８５３号公
報には、推定した推定車体速度と車輪速度等から得られ
る基準速度との比較から、車輪がロックする可能性があ
るかどうかを判断し、車輪がロックする可能性がある時
にブレーキ力を減少させるアンチロックブレーキ制御装
置が記載されている。このアンチロックブレーキ制御装
置では、推定車体速度ｖ_v は図１１に示すように車輪速
度より求めた速度ｖ_wの谷を一定勾配で接続することに
より得られるが、推定車体速度ｖ_v と実車体速度ｖ_v*と
の間にずれが生じていることが理解できる。

【０００４】また、このアンチロックブレーキ制御装置
では、悪路走行時の車輪接地荷重の変化によって推定車
体速度ｖ_v が実車体速度ｖ_v*より大きくなることを防止
するために、推定車体速度の変化以上に車輪速度が変化
する場合には推定車体速度の増加割合を抑制している。

【０００５】また、車両がある速度で走行している時、
ブレーキをかけていくと車輪と路面との間にスリップが
生じるが、車輪と路面との間の摩擦係数μは、次式で表
されるスリップ率Ｓに対し、図１２のように変化するこ
とが知られている。なお、ｖ _v*は実車体速度、ｖ_w は車
輪速度である。

【０００６】Ｓ＝（ｖ_v*−ｖ_w ）／ｖ_v* このμ−Ｓ特性では、あるスリップ率（図１２のＡ２領
域）で摩擦係数μがピーク値をとるようになる。このピ
ーク値をとるスリップ率が予め分かっていれば車体速度
と車輪速度とからスリップ率を求めることによりスリッ
プ率制御を行うことができる。

【０００７】このため、特開平１−２４９５５９号公報
のアンチロックブレーキ制御装置では、車体速度の近似
値及び車輪速度等からスリップ率を演算し、演算したス
リップ率と設定したスリップ率との比較からブレーキ力
を制御している。このアンチロックブレーキ制御装置で
は、推定車体速度ｖ_v と実車体速度ｖ_v*とのずれによっ
て長時間ノーブレーキの状態となることを防止するため
に、必要以上に長い時間ブレーキ圧を減圧状態にしない
ようにしている。

【０００８】なお、これら従来のアンチロックブレーキ
制御装置は、図１３に示すように、車輪速度ω_w および
車体加速度ｄｖ_v ／ｄｔから車体推定速度ｖ_v を推定す
る車体速度推定部２と、車輪速度ω_w と車体推定速度ｖ
_v とから車輪のロック状態を検出し、車両の運転系１に
対してブレーキ力Ｐ_b を制御するブレーキ力制御部３と
から構成されている。また、ブレーキ力制御部３では、
いわゆるＰＩＤ制御などを用いて４輪共に又は各車輪毎
にブレーキ力の制御を行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアンチロックブレーキ制御装置では、以下の
ような問題点がある。

【００１０】すなわち、車体速度推定部が必要であるた
め、車体速度の推定のために図１６に示すように、車輪
速度から求めた速度ｖ_w と実車体速度ｖ_v*とが一致もし
くは近い値になるまでブレーキ力を戻す必要があり、そ
のためには車輪のブレーキ力の増圧減圧を比較的低周波
で繰り返す必要があった。また、基準速度と比較する車
体速度が車輪速度や車体加減速度等から求めた近似値で
あるため、実際の車体速度と大きく異なる時があり、場
合によっては車輪が長時間ロック状態に陥るとか、復帰
のためブレーキ力を極端に減少させてしまう等の問題が
あった。そのため、車両の挙動に著しい影響を与えて制
動距離の増加や不快な振動を起こすことがあった。

【００１１】更に、スリップ率によってブレーキ力を制
御するアンチロックブレーキ制御装置では、車両の走行
する路面状態によって最大の摩擦係数となるスリップ率
が異なることは容易に予想できることであり、この対策
として路面状態を検出、推定し、かつ路面状態に応じた
基準スリップ率を複数個用意するか、路面状態に応じて
基準スリップ率を変化させる必要があった。

【００１２】なお、米国特許４７９４５３８号（Dec.2
7,1988 ）の明細書には、ホイールシリンダ圧と車輪速
度から路面と車輪との間の摩擦係数μを推定し、このμ
値に基づいて車輪に作用するブレーキ力を制御する方法
が開示されている。この技術では、ホイールシリンダ圧
と車輪速度の時系列データから車輪と車体速度の数式モ
デルに基づきオンライン同定手法を適用することにより
３つのパラメータ（ｐ₂，ｐ₁ ，ｃ₁ ）を同定し、同定
されたパラメータｐ₂ に基づいて、路面μ勾配を求め、
該勾配よりμ値を演算している。この技術によれば、車
速を推定することなく、路面毎の摩擦係数μやμ勾配を
求めることができるので、上記の幾つかの問題点が解決
できる。

【００１３】しかし、一般にシステム同定手法を適用す
る場合、同定するパラメータ数の２乗に比例した演算量
が要求され、また同定精度もパラメータ数が多くなるほ
ど悪化するという性質があり、この結果、３つのパラメ
ータを同時に同定することが必要となるこの従来手法
は、演算量が多く、また同定精度も問題となる。

【００１４】更に、以上述べたいずれのＡＢＳ制御系も
タイヤ特性の強い非線形特性を有するシステムであり、
ブレーキ力Ｐ_b を４輪共に又は各車輪毎に独立にＰＩＤ
制御などを用いて制御する従来のＡＢＳ制御手段では、
４輪の干渉等を考慮に入れていないため、きめの細かい
ＡＢＳ制御ができない、という問題点もあった。

【００１５】本発明は、上記事実に鑑みなされたもの
で、精度よくＡＢＳ制御を行うことができるアンチロッ
クブレーキ制御装置を提供することを目的とする。

【００１６】また、本発明の他の目的は、スリップ速度
に対する制動トルク又は駆動トルクの勾配を高精度で推
定することができるトルク勾配推定装置及び制動トルク
勾配推定装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】（本発明のアンチロック
ブレーキ制御装置の解決手段） 上記の目的を達成するために請求項１の発明は、所定の
サンプル時間毎に、車輪速度を検出する車輪速検出手段
と、所定のサンプル時間毎に、車輪に対し制動力を発生
させるためのブレーキ油圧を検出するブレーキ油圧検出
手段と、前記車輪速検出手段により検出された車輪速度
の時系列データ及び前記ブレーキ油圧検出手段により検
出されたブレーキ油圧の時系列データに基づいて、車輪
速度及びブレーキ油圧により推定可能なスリップ速度に
対する制動トルクの勾配を推定するトルク勾配推定手段
と、前記トルク勾配推定手段により推定された制動トル
クの勾配が基準値を含む所定範囲内の値となるように車
輪に作用するブレーキ力を制御する制御手段と、を含ん
で構成し、前記トルク勾配推定手段は、前記検出された
車輪速度の時系列データに基づいて車輪速度の変化に関
する物理量と、前記検出された車輪速度の時系列データ
及び前記検出されたブレーキ油圧の時系列データに基づ
いて車輪速度の変化の変化に関する物理量を、それそれ
演算する第１の演算手段と、前記第１の演算手段により
演算された車輪速度の変化に関する物理量及び車輪速度
の変化の変化に関する物理量に基づいて、車輪速度の変
化に関する物理量の履歴及び車輪速度の変化の変化に関
する物理量の履歴を表す物理量を演算し、該物理量から
制動トルクの勾配を推定する第２の演算手段と、を備え
ている。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記第１の演算手段は、前記検出された車
輪速度の時系列データに基づいて１サンプル時間での車
輪速度の変化に関する物理量と、前記検出された車輪速
度の時系列データ及び前記検出されたブレーキ油圧の時
系列データに基づいて１サンプル時間での車輪速度の変
化の１サンプル時間での変化に関する物理量を、それそ
れ演算することを特徴とする。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記第２の演算手段は、制動トルク及びブ
レーキトルクが作用した場合の車輪の運動状態を、前記
制動トルクがスリップ速度に対し制動トルクの勾配に応
じて一次関数的に変化する勾配モデルにより近似すると
共に、近似された前記運動状態を、同定すべきパラメー
タであるスリップ速度に対する制動トルクの勾配、車輪
速度の変化に関する物理量及び車輪速度の変化の変化に
関する物理量の関係に予め変換しておき、前記第１の演
算手段により演算された車輪速度の変化に関する物理量
及び車輪速度の変化の変化に関する物理量を前記関係に
順次当てはめた各データに対し、オンラインのシステム
同定手法を適用することにより、スリップ速度に対する
制動トルクの勾配を推定することを特徴とする。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、前記第１の演算手段は、車輪
番号ｉの車輪においてサンプル時刻ｋ（ｋ＝1 、2
、......）で検出された車輪速度の時系列データをωi
[k] 、サンプル時刻ｋ（ｋ＝1 、2 、......）で検出
されたブレーキ油圧の時系列データをＰc [k] 、前記サ
ンプル時間をτ、車輪慣性をＪ、車輪慣性をＪ、車輪の
半径をＲc 、車体重量をＭ、全体推定された制動トルク
勾配をＫj 、ブレーキ油圧をブレーキトルクに変換する
定数をＫb としたとき、車輪速度の変化に関する物理量
φi [k] として、

【００２１】

【数１３】

【００２２】を演算し、車輪速度の変化の変化に関する
物理量ｙ_i [k] として、 ｙ_i [k] ＝−ω_i [k] ＋ 2ω_i [k−1]−ω_i [k−2]−Ｐ
_i [k−1] 但し、

【００２３】

【数１４】

【００２４】を演算すると共に、前記第２の演算手段
は、車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び車輪速度
の変化の変化に関する物理量の履歴を表す物理量θ
_i を、忘却係数をλ、行列の転置を”^T ”として、

【００２５】

【数１５】

【００２６】但し、

【００２７】

【数１６】

【００２８】という漸化式から推定し、推定値

【００２９】

【数１７】

【００３０】の行列の第一要素をスリップ速度に対する
制動トルクの勾配として求めることを特徴とする。

【００３１】なお、∧付のθ_i は、行例θ_i における第
一要素（行列の第１成分）及び第二要素（行列の第２成
分）の推定値を各要素とする行列を意味する。

【００３２】請求項５記載の発明は、所定のサンプル時
間毎に検出された車輪減速度の時系列データ及び所定の
サンプル時間毎に検出されたブレーキ油圧の時系列デー
タに基づいて、車輪減速度及びブレーキ油圧により推定
可能なスリップ速度に対する制動トルクの勾配を推定す
るトルク勾配推定手段と、前記トルク勾配推定手段によ
り推定された制動トルクの勾配が基準値を含む所定範囲
の値となるように車輪に作用するブレーキ力を制御する
制御手段と、を有するアンチロックブレーキ制御装置で
あって、前記トルク勾配推定手段は、制動トルク及びブ
レーキトルクが作用した場合の車輪の運動状態を、前記
制動トルクがスリップ速度に対し制動トルクの勾配に応
じて一次関数的に変化する勾配モデルにより近似すると
共に、近似された前記運動状態を、同定すべきパラメー
タであるスリップ速度に対する制動トルクの勾配、車輪
減速度とブレーキ油圧により得られるブレーキトルクと
により各々表わされる制動トルクの変化に関する物理量
及びスリップ速度の変化に関する物理量の間の関係に予
め変換しておき、検出された車輪減速度の時系列データ
と検出されたブレーキ油圧の時系列データにより得られ
るブレーキトルクの時系列データとを前記関係に順次当
てはめた各データに対し、オンラインのシステム同定手
法を適用することにより、スリップ速度に対する制動ト
ルクの勾配を推定することを特徴とする。

【００３３】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記トルク勾配推定手段は、車輪番号ｉの
車輪においてサンプル時刻ｊでの車輪減速度の時系列デ
ータをｙ_i ［ｊ］、サンプル時刻ｊでのブレーキ油圧の
時系列データをＰ_c ［ｊ］、前記所定のサンプル時間を
τ、車輪慣性をＪ、車輪半径をＲ_c 、車両質量をＭ、ブ
レーキ油圧をブレーキトルクに変換する定数をＫ_b と
し、ブレーキ油圧の時系列データにより得られる各車輪
のブレーキトルクの時系列データを各成分に持つベクト
ルをＴ_b ［ｊ］、各車輪の車輪減速度の時系列データを
各成分に持つベクトルをｙ［ｊ］、単位行列をＩ、対角
成分が｛（Ｊ／ＭＲ_c ² ）＋１｝で非対角成分がＪ／Ｍ
Ｒ_c ² の行列をＡとしたとき、制動トルクの変化に関す
る物理量ｆ及びスリップ速度の変化に関する物理量φ
を、

【００３４】

【数１８】

【００３５】により表し、近似された前記運動状態を、
同定すべきパラメータである各車輪毎の制動トルクの勾
配を対角成分に持ち非対角成分は０である行列をＫとし
て、 Ｋ・φ ＝ ｆ の関係式に予め変換しておき、検出された車輪減速度の
時系列データｙ_i ［ｊ］（ｊ＝1,2,3,..... ）及び検出
されたブレーキ油圧の時系列データＰ_c [k] により得ら
れるブレーキトルクの時系列データＴ_bi［ｊ］（ｊ＝1,
2,3,..... ）を前記関係式に順次当てはめた各データに
対し、オンラインのシステム同定手法を適用することに
より、各車輪毎の制動トルクの勾配を推定するすること
を特徴とする。

【００３６】請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求
項６の何れか１項に記載の発明において、前記制御手段
は、各車輪に発生した制動トルクが最大となるスリップ
速度を各車輪の平衡点として、前記制動トルク及び前記
平衡点の周りで作用するブレーキ力の操作量が各車輪に
作用した場合の各車輪の運動状態と、各車輪に発生した
制動トルクが車体全体へ作用した場合の車体の運動状態
と、前記平衡点周りの各車輪のスリップ速度の攪乱に対
する各車輪の制動トルクの非線形変動を、各車輪のスリ
ップ速度の攪乱に対して第１の範囲以内で変動する線形
変動で表した第１のモデルと、前記平衡点周りの各車輪
のスリップ速度の攪乱に対する各車輪の制動トルクの勾
配の非線形変動を、各車輪のスリップ速度の攪乱に対し
て第２の範囲以内で変動する線形変動で表した第２のモ
デルと、に基づいて、前記第１の範囲及び第２の範囲が
所定の許容範囲内に収まり、かつ前記第２の範囲が所定
の許容範囲以内に収まるように設計された前記第２のモ
デルの制動トルクの勾配が前記トルク勾配推定手段が推
定した制動トルクの勾配に一致するような前記各車輪の
ブレーキ力の操作量を演算し、演算された各車輪のブレ
ーキ力の操作量に基づいて、各車輪に作用するブレーキ
力を制御することを特徴とする。 （本発明のトルク勾配推定装置の解決手段） 請求項８記載の発明は、所定のサンプル時間毎に、車輪
速度を検出する車輪速検出手段と、所定のサンプル時間
毎に、車輪に対し制動力を発生させるためのブレーキ油
圧を検出するブレーキ油圧検出手段と、前記車輪速検出
手段により検出された車輪速度の時系列データ及び前記
ブレーキ油圧検出手段により検出されたブレーキ油圧の
時系列データに基づいて、車輪速度及びブレーキ油圧に
より推定可能なスリップ速度に対する制動トルクの勾配
又は駆動トルクの勾配を推定するトルク勾配推定手段
と、前記トルク勾配推定手段により推定された制動トル
クの勾配又は駆動トルクの勾配の推定値を出力する出力
手段と、を含んで構成し、前記トルク勾配推定手段は、
前記検出された車輪速度の時系列データに基づいて車輪
速度の変化に関する物理量を、前記検出された車輪速度
の時系列データ及び前記検出されたブレーキ油圧の時系
列データに基づいて車輪速度の変化の変化に関する物理
量を、それそれ演算する第１の演算手段と、前記第１の
演算手段により 演算された車輪速度の変化に関する物理
量及び車輪速度の変化の変化に関する物理量に基づい
て、車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び車輪速度
の変化の変化に関する物理量の履歴を表す物理量を演算
し、該物理量から制動トルクの勾配を推定する第２の演
算手段と、を備えている。

【００３７】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明において、前記第１の演算手段は、前記検出された車
輪速度の時系列データに基づいて１サンプル時間での車
輪速度の変化に関する物理量と、前記検出された車輪速
度の時系列データ及び前記検出されたブレーキ油圧の時
系列データに基づいて１サンプル時間での車輪速度の変
化の１サンプル時間での変化に関する物理量を、それそ
れ演算することを特徴とする。

【００３８】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
発明において、前記第２の演算手段は、制動トルク及び
ブレーキトルクが作用した場合の車輪の運動状態を、前
記制動トルクがスリップ速度に対し制動トルクの勾配に
応じて一次関数的に変化する勾配モデルにより近似する
と共に、近似された前記運動状態を、同定すべきパラメ
ータであるスリップ速度に対する制動トルクの勾配、車
輪速度の変化に関する物理量及び車輪速度の変化の変化
に関する物理量の関係に予め変換しておき、前記第１の
演算手段により演算された車輪速度の変化に関する物理
量及び車輪速度の変化の変化に関する物理量を前記関係
に順次当てはめた各データに対し、オンラインのシステ
ム同定手法を適用することにより、スリップ速度に対す
る制動トルクの勾配を推定することを特徴とする。

【００３９】請求項１１記載の発明は、請求項８又は請
求項９記載の発明において、前記第１の演算手段は、車
輪番号ｉの車輪においてサンプル時刻ｋ（ｋ＝1 、2
、......）で検出された車輪速度の時系列データをωi
[k] 、サンプル時刻ｋ（ｋ＝1、2 、......）で検出さ
れたブレーキ油圧の時系列データをＰc [k] 、前記サン
プル時間をτ、車輪慣性をＪ、車輪慣性をＪ、車輪の半
径をＲc 、車体重量をＭ、全体推定された制動トルク勾
配をＫj 、ブレーキ油圧をブレーキトルクに変換する定
数をＫb としたとき、車輪速度の変化に関する物理量φ
i [k] として、

【００４０】

【数１９】

【００４１】を演算し、車輪速度の変化の変化に関する
物理量ｙ_i [k] として、 ｙ_i [k] ＝−ω_i [k] ＋ 2ω_i [k−1]−ω_i [k−2]−Ｐ
_i [k-1] 但し、

【００４２】

【数２０】

【００４３】を演算すると共に、前記第２の演算手段
は、車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び車輪速度
の変化の変化に関する物理量の履歴を表す物理量θ
_i を、忘却係数をλ、行列の転置を”^T ”として、

【００４４】

【数２１】

【００４５】但し、

【００４６】

【数２２】

【００４７】という漸化式から推定し、推定値

【００４８】

【数２３】

【００４９】の行列の第一要素をスリップ速度に対する
制動トルクの勾配として求めることを特徴とする。 （本発明の制動トルク勾配推定装置の解決手段）請求項
１２記載の発明は、所定のサンプル時間毎に検出された
車輪減速度の時系列データ及び所定のサンプル時間毎に
検出されたブレーキ油圧の時系列データに基づいて、車
輪減速度及びブレーキ油圧により推定可能なスリップ速
度に対する制動トルクの勾配を推定するトルク勾配推定
手段と、前記トルク勾配推定手段により推定された制動
トルクの勾配の推定値を出力する出力手段と、を有する
制動トルク勾配推定装置であって、前記トルク勾配推定
手段は、制動トルク及びブレーキトルクが作用した場合
の車輪の運動状態を、前記制動トルクがスリップ速度に
対し制動トルクの勾配に応じて一次関数的に変化する勾
配モデルにより近似すると共に、近似された前記運動状
態を、同定すべきパラメータであるスリップ速度に対す
る制動トルクの勾配、車輪減速度とブレーキ油圧により
得られるブレーキトルクとにより各々表わされる制動ト
ルクの変化に関する物理量及びスリップ速度の変化に関
する物理量の間の関係に予め変換しておき、検出された
車輪減速度の時系列データと検出されたブレーキ油圧の
時系列データにより得られるブレーキトルクの時系列デ
ータとを前記関係に順次当てはめた各データに対し、オ
ンラインのシステム同定手法を適用することにより、ス
リップ速度に対する制動トルクの勾配を推定ことを特徴
とする。

【００５０】請求項１３記載の発明は、請求項１２記載
の発明において、前記トルク勾配推定手段は、車輪番号
ｉの車輪においてサンプル時刻ｊでの車輪減速度の時系
列データをｙ_i ［ｊ］、サンプル時刻ｊでのブレーキ油
圧の時系列データをＰ_c ［ｊ］、前記所定のサンプル時
間をτ、車輪慣性をＪ、車輪半径をＲ_c 、車両質量を
Ｍ、ブレーキ油圧をブレーキトルクに変換する定数をＫ
_b とし、ブレーキ油圧の時系列データにより得られる各
車輪のブレーキトルクの時系列データを各成分に持つベ
クトルをＴ_b ［ｊ］、各車輪の車輪減速度の時系列デー
タを各成分に持つベクトルをｙ［ｊ］、単位行列をＩ、
対角成分が｛（Ｊ／ＭＲ_c ² ）＋１｝で非対角成分がＪ
／ＭＲ_c ² の行列をＡとしたとき、制動トルクの変化に
関する物理量ｆ及びスリップ速度の変化に関する物理量
φを、

【００５１】

【数２４】

【００５２】により表し、近似された前記運動状態を、
同定すべきパラメータである各車輪毎の制動トルクの勾
配を対角成分に持ち非対角成分は０である行列をＫとし
て、 Ｋ・φ ＝ ｆ の関係式に予め変換しておき、検出された車輪減速度の
時系列データｙ_i ［ｊ］（ｊ＝1,2,3,..... ）及び検出
されたブレーキ油圧の時系列データＰ_c [k] により得ら
れるブレーキトルクの時系列データＴ_bi［ｊ］（ｊ＝1,
2,3,..... ）を前記関係式に順次当てはめた各データに
対し、オンラインのシステム同定手法を適用することに
より、各車輪毎の制動トルクの勾配を推定することを特
徴とする。 （請求項１〜請求項７のアンチロックブレーキ制御の原
理）ブレーキ力は、路面と接するタイヤのトレッドの表
面を介して路面に作用するが、実際には、このブレーキ
力は路面と車輪との間の摩擦力を媒介として路面からの
反力（制動トルク）として車体に作用する。車体がある
速度で走行している時、ブレーキ力をかけていくと車輪
と路面との間にスリップが生じるが、このときに路面か
らの反力として作用する制動トルクは、次式で表される
スリップ速度ω_s （角速度換算）に対して図４のように
変化する。

【００５３】ω_s ＝ ω_v − ω_i ただし、ω_v は車体速度（等価的に角速度で表現したも
の）、ω_i は第ｉ輪（ｉは車輪番号、ｉ＝1,2,3,.....
）の角速度に換算した車輪速度である。

【００５４】図４に示すように、制動トルクは、最初は
スリップ速度の増大と共に増加し、スリップ速度ω₀ 時
に最大値ｆ_i0に達し、ω₀ より大きいスリップ速度では
スリップ速度の増大と共に減少する。なお、スリップ速
度ω₀ は車輪と路面との間の摩擦係数が最大値（ピーク
μ；図１７のピークμに相当）の時のスリップ速度に相
当する。

【００５５】従って、図４から明らかなように、スリッ
プ速度に対する制動トルクの勾配（以下「制動トルク勾
配」という）は、ω_s ＜ω₀ で正（＞０）、ω_s ＝ω₀
で０、ω_s ＞ω₀ で負（＜０）となる。すなわち、制動
トルク勾配が正の時は車輪が路面にグリップしている状
態、制動トルク勾配が０の時はピークμの状態、制動ト
ルク勾配が負の時は車輪がロックに至る状態、というよ
うに制動トルク勾配に応じて車輪運動の動特性が変化す
る。

【００５６】請求項１〜請求項４の発明では、車体速度
を推定せず、車輪速度の時系列データ及びブレーキ油圧
の時系列データに基づいて、現時点の制動トルク勾配を
推定し、推定した制動トルク勾配が基準値を含む所定範
囲の値となるように車輪に作用するブレーキ力を制御す
る。

【００５７】また、請求項５及び請求項６の発明では、
車体速度を推定せず、車輪減速度の時系列データとブレ
ーキ油圧から得られるブレーキトルクの時系列データと
から現時点の制動トルク勾配を推定し、推定した制動ト
ルク勾配が基準値を含む所定範囲の値となるように車輪
に作用するブレーキ力を制御する。なお、ブレーキ油圧
には、例えば、マスターシリンダ油圧、ホイールシリン
ダー油圧等などを用いることもできる。

【００５８】よって、本発明では、基準値を含む所定範
囲の制動トルク勾配に対応した車輪運動の状態を保持で
きる。また、基準値をピークμに対応する０近傍に設定
すれば、車両の走行する路面状態によりピークμとなる
スリップ速度が変化したとしても、ピークμで制動トル
ク勾配が０近傍となることは変わらないので、制動トル
ク勾配を０近傍にするように制御すればピークμ追従が
可能となる。また、車体速度推定部が不要となるのでブ
レーキ力の増減を繰り返す必要がなく安定な走行が可能
となる。 （請求項１〜請求項４、請求項８〜請求項１１の発明の
制動トルクの勾配又は駆動トルクの勾配の推定原理）各
車輪の車輪運動及び車体運動は次式の運動方程式によっ
て記述される。なお、以下では、車輪数を４輪と仮定す
るが、本発明は、これに限定されるものではない。

【００５９】

【数２５】

【００６０】ただし、Ｆ_i ’は、第ｉ輪に発生した制動
力、Ｔ_biは踏力に対応して第ｉ輪に加えられたブレーキ
トルク、Ｍは車両質量、Ｒ_c は車輪の有効半径、Ｊは車
輪慣性、ｖは車体速度である（図１０参照）。なお、・
は時間に関する微分を示す。(1) 式、(2) 式において、
Ｆ_i ’はスリップ速度（ｖ／Ｒ_c −ω_i ）の関数として
示されている。

【００６１】ここで、車体速度を等価的な車体の角速度
ω_v で表すと共に、制動トルクＲ_cＦ_i ’をスリップ速
度の１次関数（傾きｋ_i 、ｙ切片Ｔ_i ）として記述す
る。

【００６２】 ｖ ＝ Ｒ_c ω_v (3) Ｒ_c Ｆ_i ’（ω_v −ω_i ）＝ｋ_i ×（ω_v −ω_i ）＋Ｔ_i (4) さらに、(3) 、(4) 式を(1) 式、(2) 式へ代入し、車輪
速度ω_i 及び車体速度ω_v をサンプル時間τ毎に離散化
された時系列データω_i [k] 、ω_v [k] （ｋはサンプル
時間τを単位とするサンプル時刻、ｋ＝1,2,.....)とし
て表すと次式を得る。

【００６３】

【数２６】

【００６４】

【数２７】

【００６５】ここで、(5) 式、(6) 式を連立し、車体の
等価角速度ω_v を消去すると、

【００６６】

【数２８】

【００６７】を得る。

【００６８】ところで、スリップ速度３rad/s という条
件下でＲ_c Ｍｇ／４（ｇは重力加速度）の最大制動トル
クの発生を仮定すると、

【００６９】

【数２９】

【００７０】を得る。ここで、具体的な定数として、τ
＝0.01 (sec)、Ｒ_c ＝0.3 (m) 、Ｍ＝1000(kg)を考慮す
ると、

【００７１】

【数３０】

【００７２】となり、(7) 式は式(8) のように近似する
ことができる。

【００７３】

【数３１】

【００７４】ただし、

【００７５】

【数３２】

【００７６】である。

【００７７】(9) 式中のＴ_b について、ブレーキ油圧
（例えば、マスタシリンダ圧、ホイールシリンダ圧等）
が計測できる場合、次のようにおくことができる。 Ｔ_b ＝ｋ_b ・Ｐ_c （ｋ） 但し、Ｐ_c はブレーキ油圧、ｋ_b はブレーキ油圧からブ
レーキトルクへの変換係数である。この場合、(8) 式、
(9) 式は、それぞれ(10)式、(11)式に変換される。

【００７８】

【数３３】

【００７９】

【数３４】

【００８０】但し、

【００８１】

【数３５】

【００８２】ここで、現サンプリング時点ｋにおけるブ
レーキ油圧Ｐ_c [k] と、１サンプリング前の時点ｋ−１
におけるブレーキ油圧Ｐ_c [k−1]とは、ほとんど等しい
とする（Ｐ_c [k] ＝Ｐ_c [k−1]）。

【００８３】また、(12)式中のｋ_j は、前回の推定値を
使用する。

【００８４】このように整理することにより、(10)式は
未知係数ｋ_i 、ｆ_i に関し、線形の形で記述することが
可能となり、(10)式にオンラインのパラメータ同定手法
を適用することにより、スリップ速度に対する制動トル
ク勾配ｋ_i を推定することができる。

【００８５】すなわち、以下のステップ１及びステップ
２を繰り返すことにより、検出された車輪速度の時系列
データω_i [k] から制動トルク勾配の時系列データを推
定することができる。

【００８６】ステップ１： φ_i [k] ^T ・θ_i ＝ｙ_i [k] 但し、

【００８７】

【数３６】

【００８８】とおく。なお、(13)式の行列φ_i [k] の第
１要素は、１サンプル時間での車輪速度の変化に関する
物理量であり、(15)式は、１サンプル時間の車輪速度の
変化の１サンプル時間での変化に関する物理量である。

【００８９】ステップ２：

【００９０】

【数３７】

【００９１】という漸化式から

【００９２】

【数３８】

【００９３】を推定し、この推定値の行列の第一要素を
推定された制動トルクの勾配として抽出する。ただし、
λは過去のデータを取り除く度合いを示す忘却係数（例
えばλ＝０．８）であり、”^T ”は行列の転置を示す。

【００９４】なお、(16)式の左辺は、車輪速度の変化に
関する物理量の履歴及び車輪速度の変化の変化に関する
物理量の履歴を表す物理量である。 （請求項５、請求項６、請求項１２及び請求項１３の制
動トルク勾配の推定原理）(1) 、(2) 式を、制動トルク
Ｆ_i （＝Ｆ_i ’・Ｒ_c ）、角速度換算の車速ω_v（＝ｖ
／Ｒ_c ）を用いて表すと、

【００９５】

【数３９】

【００９６】となる。

【００９７】さらに、(17)式より、第ｉ輪の車輪減速度
ｙ_i （＝−ｄω_i ／ｄｔ）は、

【００９８】

【数４０】

【００９９】と表される。

【０１００】ここで、第ｉ輪のスリップ速度（ω_v −ω
_i ）をｘ_i に置き換えて、(17)〜(19)式を整理すると、

【０１０１】

【数４１】

【０１０２】となる。

【０１０３】ここで、第ｉ輪の制動トルクＦ_i は、スリ
ップ速度の非線形関数（図４参照）であると仮定し、あ
るスリップ速度ｘ_i 近傍の制動トルクＦ（ｘ_i ）を次式
のように直線で近似する。すなわち、制動トルクＦ（ｘ
_i ）がスリップ速度ｘ_i に対して制動トルク勾配ｋ_i に
応じて一次関数的に変化する勾配モデルを適用する。

【０１０４】 Ｆ_i （ｘ_i ） ＝ ｋ_i ｘ_i ＋μ_i (22) ここで、第ｉ輪（i=1,2,3,4)に関し、スリップ速度の時
系列データをｘ_i ［ｊ］、ブレーキトルクの時系列デー
タをＴ_bi［ｊ］、車輪減速度の時系列データをｙ
_i ［ｊ］とする（ｊ＝0,1,2,....）。但し、各時系列デ
ータは、所定のサンプリング時間τ毎にサンプリングさ
れたものとする。

【０１０５】(22)式を(20)、(21)式に代入し、得られた
式をサンプリング時間τ毎の上記時系列データを用いて
離散化すると、

【０１０６】

【数４２】

【０１０７】となる。すなわち、ｘ［ｊ］、ｙ［ｊ］、
Ｔ_b ［ｊ］は、各車輪についてのスリップ速度、車輪減
速度、ブレーキトルクをそれぞれ各成分に持つベクトル
である。なお、ブレーキトルクＴｂ[j] は、前述したよ
うに、Ｔｂ[j] ＝Ｋｂ・Ｐc[j]により得られる。

【０１０８】ところで、(24)式より、１サンプル後の車
輪減速度ｙ［ｊ＋１］は、

【０１０９】

【数４３】

【０１１０】となる。

【０１１１】(24)、(25)式より、 Ｋ・（ｘ［ｊ＋１］−ｘ［ｊ］） ＝−Ｊ（ｙ［ｊ＋１］−ｙ［ｊ］）＋Ｔ_b ［ｊ＋１］−Ｔ_b ［ｊ］ (26) が得られる。

【０１１２】(26)式において、 φ ＝ ｘ［ｊ＋１］−ｘ［ｊ］ (27) ｆ ＝−Ｊ（ｙ［ｊ＋１］−ｙ［ｊ］）＋Ｔ_b ［ｊ＋１］−Ｔ_b ［ｊ］ (28) と置くと、 Ｋ・φ ＝ ｆ (29) となる。

【０１１３】ここで、φの意味を考えると、隣接するサ
ンプル間のスリップ速度の差、すなわち、スリップ速度
の変化に関する物理量を示していることがわかる。

【０１１４】(23)、(24)式を連立させて（Ｋｘ［ｊ］＋
μ）の項を消去して整理すると、(27)式より、

【０１１５】

【数４４】

【０１１６】が得られる。

【０１１７】また、制動トルクの時系列データをＦ
［ｊ］（第ｉ輪の制動トルクの時系列データＦ_i ［ｊ］
を成分に持つベクトル）として、(19)式を離散化して整
理すると、 Ｆ［ｊ］＝−Ｊｙ［ｊ］＋Ｔ_b ［ｊ］ (31) が得られる。

【０１１８】そして、(28)式に、(31)式を適用すると、 ｆ ＝ Ｆ［ｊ＋１］−Ｆ［ｊ］ (32) となる。

【０１１９】(32)式より、ｆは、隣接するサンプル間の
制動トルクの差、すなわち、制動トルクの変化に関する
物理量を示していることがわかる。

【０１２０】以上より、(17)〜(19)式で示された車輪の
運動状態を、(22)式の勾配モデルで(22)、(24)式のよう
に近似すると共に、この近似された運動状態を、(29)式
の関係に変換できることが示された。すなわち、車輪の
運動状態は、同定すべきパラメータであるスリップ速度
に対する制動トルクの勾配、それぞれブレーキトルクと
車輪減速度とにより(28)、(30)式で表わされた制動トル
クの変化に関する物理量及びスリップ速度の変化に関す
る物理量の間の関係に帰着できる。

【０１２１】これによって、同定パラメータを１つとす
ることができ、同定パラメータ数を３つとする上記従来
技術に比べて大幅に演算精度が向上し、また演算時間も
短縮できる。

【０１２２】ここで、(29)式を、第ｉ輪について示す
と、 ｋ_i ・φ_i ＝ ｆ_i (33) となる。ただし、(25)式のｆとφとを ｆ＝［ｆ₁ ｆ₂ ｆ₃ ｆ₄ ］^T φ＝［φ₁ φ₂ φ₃ φ₄ ］^T とした。

【０１２３】本発明では、第ｉ輪の車輪減速度の時系列
データｙ_i ［ｊ］及びブレーキ油圧Ｐ_c に基づいて得ら
れる第ｉ輪のブレーキトルクの時系列データＴ_bi［ｊ］
に基づいて第ｉ輪のｆ_i 、φ_i を(28)、(30)式より演算
し、演算されたｆ_i 、φ_i を(33)式に代入することによ
り得られた各データに、オンラインのシステム同定手法
を適用することにより第ｉ輪の制動トルク勾配ｋ_i を推
定演算することができる。（請求項７の発明のＡＢＳ制
御の原理）請求項１〜請求項６の発明では、上記のよう
に推定されたスリップ速度に対する制動トルク勾配があ
る基準値（完全にピークμ追従をさせる場合は０）に追
従するようＡＢＳ制御を行う。制御トルク勾配をフィー
ドバック制御する制御系は、ＰＩＤ制御等により各車輪
ごとに設計してもよいが、現代制御理論の適用により４
輪の統合系としてシステマティックに設計することも可
能である。この場合、４輪の干渉等も設計に考慮される
ためよりきめ細かい制御が実現できる。

【０１２４】ところで、ＡＢＳ制御系はタイヤの特性の
強い非線形特性を有するシステムであり、単純に現代制
御理論を適用することはできない。そこで、請求項７の
発明では、この非線形特性は見かけ上等価的なプラント
変動としてみなすことができる点に着眼し、このプラン
ト変動を許容するような制御系設計を現代制御理論の一
つであるロバスト制御理論の適用により達成し、４輪の
干渉等も設計に考慮したきめ細かな制御系設計を行っ
た。以下に制御系設計の詳細を記す。

【０１２５】ブレーキペダルを車輪ロック直前まで踏み
込んだときの踏力に対応したブレーキトルクＴ_bi’が車
輪に作用すると共に、この状態で車輪がロック状態に陥
らずにピークμ追従を行うようにブレーキトルク（操作
量）ｕ_biが作用した場合の各車輪の車輪運動および車体
運動は、(17)、(18)式より次のように記述される。

【０１２６】

【数４５】

【０１２７】ただし、(36)式は各車輪の制動トルク勾配
ｋ_i は、スリップ速度の関数であることを示す出力方程
式である。

【０１２８】ところで、Ｆ_i 、Ｇ_i は図５（ａ）、図５
（ｂ）に各々示すようにωοでそれぞれピークおよび０
となるスリップ速度の非線形関数であり、これらは実線
によって示した直線２０、２３と所定範囲以内の変動と
いう形式によって表すことができる。ここで、スリップ
速度のωοからの擾乱をｘ_i とすると

【０１２９】 Ｆ_i ＝（ｆ_i ＋Ｗ_fi△_fi）ｘ_i ＋ｆ_i0 (37) Ｇ_i ＝（ｇ_i ＋Ｗ_gi△_gi）ｘ_i (38) と表すことができる。

【０１３０】ここで、ｆ_i は図５（ａ）の直線２０の傾
き、ｇ_i は図５（ｂ）の直線２３の傾きを示す。また、
Ｗ_fi、Ｗ_giは変動を基準化するための重み係数であり、
図５（ａ）の破線２１、破線2 ☆2 及び図６（ｂ）の破
線２４、２５は非線形変動の上下限を各々表しており、
△_fi、△_giを±１とすることに対応している。

【０１３１】すなわち、(37)式は平衡点ω₀ 周りの攪乱
ｘ_i に対する各車輪の制動トルクの非線形変動を、図５
（ａ）の直線２０を含む破線２１から破線2 ☆2 の範囲
以内の変動で表した線形モデルである。また、(38)式は
平衡点ω₀ 周りの攪乱ｘ_i に対する各車輪の制動トルク
勾配の非線形変動を、図５（ｂ）の直線２３を含む破線
２４から破線２５の範囲以内の変動で表した線形モデル
である。

【０１３２】さらに、(37)、(38)式を(34)、(35)、(36)
式に代入し、平衡点（ωο）周りの状態方程式として記
述すると、次式を得る。

【０１３３】

【数４６】

【０１３４】また、

【０１３５】

【数４７】

【０１３６】である。ここで、ｘはω₀ 周りの各車輪の
スリップ速度攪乱、ｙはω₀ 周りの各車輪の制動トルク
勾配、ｕはω₀ 周りの各車輪の操作量（(34)式のｕ_biに
相当）を表している。

【０１３７】ここで、(41)式の構造をもつ任意の△（−
１≦△_fi、△_gi≦１）を許容する制御系設計を行うこと
により、４輪の干渉を考慮に入れたＡＢＳ制御系の設計
ができる。この設計は、ロバスト制御の一手法であるμ
設計法の適用により容易に行うことが可能である。

【０１３８】すなわち、(41)式の構造を持つ任意のΔ
（−１≦△_fi、△_gi≦１）を許容する制御系をいわゆる
μ設計法を用いて設計することにより、以下のコントロ
ーラを導出する。

【０１３９】

【数４８】

【０１４０】ただし、ｘ_c はコントローラの状態、
Ａ_c 、Ｂ_c 、Ｃ_c 、Ｄ_c は設計されたコントローラの係
数行列、ｙは設計された制御系の制動トルク勾配を表し
ている。そして、(43)式のｘ_c にコントローラの状態値
を、同式のｙに推定された制動トルク勾配の値を代入す
ることによりＡＢＳ制御の操作量ｕを得る。

【０１４１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の各
実施の形態に係るＡＢＳ制御装置を詳細に説明する。 （第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態に係る
ＡＢＳ制御装置の構成を図１に示す。

【０１４２】図１に示すように、第１の実施の形態に係
るＡＢＳ制御装置は、所定のサンプル時間τ毎に車輪速
度を検出する車輪速検出手段１０と、所定のサンプル時
間τ毎にブレーキ油圧（本実施の形態では、ホイールシ
リンダー油圧）を検出するブレーキ油圧検出手段１１
と、該車輪速検出手段１０により検出された車輪速度の
時系列データとブレーキ油圧検出手段１１により検出さ
れたブレーキ油圧の時系列データとから制動トルク勾配
を推定するトルク勾配推定手段１２と、該トルク勾配推
定手段１２で推定された制動トルク勾配に基づいてＡＢ
Ｓ制御のための各車輪毎の操作信号を演算するＡＢＳ制
御手段１４と、該ＡＢＳ制御手段１４により演算された
操作信号に基づいて各車輪毎にブレーキ圧を操作するこ
とによりＡＢＳ制御を行うＡＢＳ制御弁１６と、から構
成される。なお、このうちの車輪速検出手段１０及びト
ルク勾配推定手段１２は、推定した制動トルク勾配の値
を出力する制動トルク勾配推定装置８を構成する。

【０１４３】図１の車輪速検出手段１０は、例えば、図
６（ａ）の構成により実現できる。図６（ａ）に示すよ
うに、車輪速検出手段１０は、所定数の歯が等間隔に切
られかつ車輪と共に回転するように取り付けられたシグ
ナルロータ３０と、車体に固定されたピックアップコイ
ル３２と、該ピックアップコイル３２の内部に磁束を貫
通させるように配置された永久磁石３４と、ピックアッ
プコイル３２に接続されると共にサンプル時間τ毎に該
ピックアップコイル３２に発生した交流電圧の周波数を
検出して出力する周波数検出器３６と、から構成され
る。

【０１４４】車輪の回転と共にシグナルロータ３０が回
転すると、シグナルロータ３０とピックアップコイル３
２の間のエアギャップが回転速度に応じた周期で変化す
る。このため、ピックアップコイル３２を貫通する永久
磁石３４の磁束が変化しピックアップコイル３２に交流
電圧が発生する。ここで、ピックアップコイル３２に発
生した交流電圧の時間的変化を図６（ｂ）に示す。

【０１４５】図６（ｂ）に示すように、ピックアップコ
イル３２に発生した交流電圧は、シグナルロータ３０の
回転速度が低速時には周波数が低くなりシグナルロータ
３０の回転速度が高速時には周波数が高くなる。この交
流電圧の周波数はシグナルロータ３０の回転速度、すな
わち車輪速度に比例するため、周波数検出器３６の出力
信号は、サンプル時間τ毎の車輪速度に比例する。

【０１４６】なお、図６（ａ）の車輪速検出手段１０は
第１輪〜第４輪のすべてに取り付けられ、各車輪毎に周
波数検出器３６の出力信号から第ｉ輪（ｉは車輪番号、
ｉ＝1,2,3,4 ）の車輪速度の時系列データω_i [k] （ｋ
はサンプル時刻；ｋ＝1 、2、..... ) が検出される。

【０１４７】次に、ＡＢＳ制御弁１６の構成を図７を用
いて説明する。

【０１４８】図７に示すように、ＡＢＳ制御弁１６は、
右前輪用の制御ソレノイドバルブ１３２（以下、「バル
ブＳＦＲ」）と、左前輪用の制御ソレノイドバルブ１３
４（以下、「バルブＳＦＬ」）と、右後輪用の制御ソレ
ノイドバルブ１４０（以下、「バルブＳＲＲ」）と、左
後輪用の制御ソレノイドバルブ１４２（以下、「バルブ
ＳＲＬ」）と、を含んで構成される。

【０１４９】バルブＳＦＲ、バルブＳＦＬ、バルブＳＲ
Ｒ、バルブＳＲＬは、各々、増圧側バルブ１３２ａ、１
３４ａ、１４０ａ、１４２ａ及び減圧側バルブ１３２
ｂ、１３４ｂ、１４０ｂ、１４２ｂを備えると共に、そ
れぞれフロントホイールシリンダ１４４、１４６、及び
リヤホイールシリンダ１４８、１５０に接続されてい
る。

【０１５０】増圧側バルブ１３２ａ、１３４ａ、１４０
ａ、１４２ａ及び減圧側バルブ１３２ｂ、１３４ｂ、１
４０ｂ、１４２ｂは、それぞれバルブの開閉を制御する
ＳＦＲコントローラ１３１、ＳＦＬコントローラ１３
３、ＳＲＲコントローラ１３９、ＳＲＬコントローラ１
４１に接続されている。

【０１５１】ＳＦＲコントローラ１３１、ＳＦＬコント
ローラ１３３、ＳＲＲコントローラ１３９、ＳＲＬコン
トローラ１４１は、ＡＢＳ制御手段１４から送られてき
た各車輪毎の操作信号に基づいて、各制御ソレノイドバ
ルブの増圧側バルブと減圧側バルブの開閉を制御する。

【０１５２】ここで、ＡＢＳ制御弁１６を含むシステム
油圧回路の構成を図８を用いて詳細に説明する。

【０１５３】図８に示すように、システム油圧回路に
は、マスターシリンダー系及びパワーサプライ系のブレ
ーキフルードを蓄えるリザーバー１００が設けられてい
る。このリザーバー１００には、内部に蓄えられたブレ
ーキフルードの液面低下を検出するレベルウォーニング
スイッチ１０２と、パワーサプライ系の異常高圧時にブ
レーキフルードをリザーバー１００へリリーフするため
のリリーフバルブ１０４が設けられている。

【０１５４】また、リザーバー１００のリリーフバルブ
１０４側から配設された配管には、リザーバー１００か
らブレーキフルードを汲み上げ、高油圧のフルードを吐
出するポンプ１０６が設けられ、さらにフルード吐出側
には、該ポンプで発生させた油圧（パワーサプライ系）
を蓄圧するアキュームレーター１０８と該アキュームレ
ータ１０８の油圧を検出する圧力センサー１１０とが設
けられている。この圧力センサー１１０は、アキューム
レーター１１０の油圧に基づいてポンプ１０６の制御信
号を出力し、低圧時にはウォーニング信号（ＡＢＳ、Ｔ
ＲＣ制御の禁止信号）を出力する。

【０１５５】また、アキュームレータ１０８の高油圧側
の配管には、アキュームレーター１１０の油圧低圧時に
ポンプ１０６の制御信号を出力すると共に油圧低圧時の
ウォーニング信号（ＡＢＳ、ＴＲＣ制御の禁止信号）を
出力する圧力スイッチ１１２が設けられている。

【０１５６】また、リザーバー１００から延設された他
の配管には、ブレーキペダル１１８にかかった踏力に応
じた油圧を発生させるマスターシリンダー１１４が接続
されている。このマスターシリンダー１１４とブレーキ
ペダル１１８との間には、アキュームレーター１１０の
高油圧を踏力に応じた油圧に調圧・導入しブレーキの助
勢力を発生させるブレーキブースター１１６が配置され
ている。

【０１５７】このブレーキブースター１１６には、アキ
ュームレーターの高油圧側の配管とリザーバー１００か
ら直接延設された配管とが接続されており、ブレーキペ
ダル１１８の踏み込み量が一定値以下の場合、リザーバ
ー１００からの通常の油圧が導入され、踏み込み量が一
定値を越えるとアキュームレーター１０８からの高油圧
が導入される。

【０１５８】また、マスターシリンダー１１４からは該
マスターシリンダーの油圧（マスタ圧）を前後輪に各々
供給するためのフロント用マスタ圧配管１６４及びリヤ
用マスタ圧配管１６６が設けられている。そして、フロ
ント用マスタ圧配管１６４及びリヤ用マスタ圧配管１６
６には、前後輪で適正な制動力の配分となるようにリヤ
系統のブレーキ油圧を調圧するＰ＆Ｂバルブ１２０が介
在されている。なお、Ｐ＆Ｂバルブ１２０は、フロント
系統欠損時にはリヤ系統の調圧を中止する。Ｐ＆Ｂバル
ブ１２０とマスターシリンダー１１４との間のリヤ用マ
スタ圧配管１６６には、ブレーキ油圧としてマスターシ
リンダー油圧を検出する、ブレーキ油圧検出手段１１と
してのマスター用油圧センサ１１９が接続されている。
なお、マスター用油圧センサ１１９に代えて、ブレーキ
油圧としてホイールシリンダー油圧を検出するホールシ
リンダ用油圧センサを各車輪毎に毎に設けるようにして
もよい。

【０１５９】また、Ｐ＆Ｂバルブ１２０から延びたフロ
ント用マスタ圧配管１６４には、パワーサプライ系の油
圧が低下した場合にフロントホイールシリンダー油圧を
増圧して高い制動力を確保するための増圧装置１２２
が設けられている。この増圧装置１２２ には、ブレー
キブースター１１６のブースター室に接続されたブース
ター配管１６８が接続されており、このブースター配管
１６８と増圧装置１２２ との間には、圧力リミッター
１２４及び差圧スイッチ１２６が介在されている。

【０１６０】圧力リミッター１２４は、システム正常時
にブレーキブースター１１６の助勢力限界以上の入力付
加に対し、増圧装置１２２ 及び差圧スイッチ１２６を
作動させないようにブースター室との経路を閉じる。ま
た、差圧スイッチ１２６はマスターシリンダー１１４と
ブースター室との油圧差を検出する。

【０１６１】このブースター配管１６８には、上述した
右前輪用の制御ソレノイドバルブ１３２（「バルブＳＦ
Ｒ」）の増圧側バルブ１３２ａと、左前輪用の制御ソレ
ノイドバルブ１３４（「バルブＳＦＬ」）の増圧側バル
ブ１３４ａが接続されている。さらにバルブＳＦＲの減
圧側バルブ１３２ｂ及びバルブＳＦＬの減圧側バルブ１
３４ｂには、リザーバー１００から直接延設された低圧
配管１６２が接続されている。

【０１６２】バルブＳＦＲ及びバルブＳＦＬの圧力供給
側の配管には、切り換えソレノイドバルブ１３６（以
下、「バルブＳＡ１」）及び切り換えソレノイドバルブ
１３８（以下、「バルブＳＡ２」）が各々接続されてお
り、このバルブＳＡ１及びバルブＳＡ２には、さらに増
圧装置１２２ の増圧側配管が接続されている。そし
て、バルブＳＡ１の圧力供給側の配管は、左前輪のブレ
ーキディスク１５２にブレーキ圧を加えるフロントホイ
ールシリンダー１４４に接続されており、バルブＳＡ２
は、右前輪のブレーキディスク１５４にブレーキ圧を加
えるフロントホイールシリンダー１４６に接続されてい
る。

【０１６３】バルブＳＡ１及びバルブＳＡ２は、通常の
ブレーキモード時には、増圧装置１２２ からの圧力
が、各々フロントホイールシリンダー１４４、１４６に
かかるように弁を切り換え、ＡＢＳ制御モード時には、
バルブＳＦＲ及びバルブＳＦＬからの圧力が各々フロン
トホイールシリンダー１４４、１４６にかかるように弁
を切り換える。すなわち、前輪では、通常ブレーキモー
ドとＡＢＳ制御モードとの切り換えは左右輪毎に独立し
て行うことが可能となっている。

【０１６４】また、ブースター配管１６８には、切り換
えソレノイドバルブ１３０（以下、「ＳＡ３」）を介し
て、上述した右後輪用の制御ソレノイドバルブ１４０
（「バルブＳＲＲ」）の増圧側バルブ１４０ａと、左後
輪用の制御ソレノイドバルブ１４２（「バルブＳＲ
Ｌ」）の増圧側バルブ１４０ｂが接続されている。さら
にバルブＳＲＲの減圧側バルブ１４０ｂ及びバルブＳＲ
Ｌの減圧側バルブ１４２ｂには、リザーバー１００から
直接延設された低圧配管１６２が接続されている。

【０１６５】バルブＳＲＲの圧力供給側の配管は、右後
輪のブレーキディスク１５６にブレーキ圧を加えるリヤ
ホイールシリンダー１４８に接続されており、バルブＳ
ＲＬは、左後輪のブレーキディスク１５８にブレーキ圧
を加えるリヤホイールシリンダー１５０に接続されてい
る。

【０１６６】バルブＳＡ３は、通常のブレーキモード時
には、リヤ用マスタ圧配管１６６からのマスタ圧が、バ
ルブＳＲＬ及びバルブＳＲＲにかかるように弁を切り換
え、ＡＢＳ制御モード時には、ブースター配管１６８の
高油圧がバルブＳＲＬ及びバルブＳＲＲにかかるように
弁を切り換える。すなわち、後輪では、通常ブレーキモ
ードとＡＢＳ制御モードとの切り換えは左右まとめて行
われる。

【０１６７】次に、本実施の形態の作用を説明する。な
お、ＡＢＳモード時には、図８のバルブＳＡ１及びバル
ブＳＡ２が増圧装置１２２ 側の弁を閉じバルブＳＦＲ
及びバルブＳＦＬ側の弁を開ける。また、バルブＳＡ３
がリヤ用マスタ圧配管１６６側の弁を閉じブースター配
管１６８側の弁を開ける。

【０１６８】まず、車輪速検出手段１０が、第１輪〜第
４輪の各々についてサンプル時間τ毎に車輪速を検出
し、各車輪毎の車輪速度の時系列データω_i [k] を出力
する。ブレーキ油圧検出手段１１（マスター用油圧セン
サ１１９）が、サンプル時間τ毎にブレーキ油圧として
マスターシリンダー油圧を検出し、時系列データＰ
_c [k] を出力する。

【０１６９】次に、トルク勾配推定手段１２が、上記ス
テップ１において、ω_i [k] 、Ｐ_c[k] に基づき(13)
式、(15)式を計算し、次に、例えばオンラインのシステ
ム同定手法の一手法である最小自乗法に基づいて導出さ
れた上記ステップ２において(16)式の漸化式から制動ト
ルク勾配を推定する。このステップ１及びステップ２を
順次繰り返すことにより、推定された制動トルク勾配の
時系列データを得る。

【０１７０】そして、ＡＢＳ制御手段１４が図９のフロ
ーチャートの流れで処理を行う。図９に示すように、Ａ
ＢＳ制御手段１４は、トルク勾配推定手段１２が推定し
た各サンプル時刻の制動トルク勾配を用いて各サンプル
時刻における各車輪の操作量ｕ（ｕ_i ：ｉ＝１、２、
３、4)を演算する（ステップ２００）。

【０１７１】すなわち、(34)式〜(38)式から(39)式、(4
0)式の状態方程式を導出し、この(39)式、(40)式で現れ
る(41)式の構造を持つ任意のΔ（−１≦△_fi、△_gi≦
１）を許容する制御系をいわゆるμ設計法を用いて設計
することにより、(42)式、(43)式のコントローラを導出
する。そして、(43)式のｘ_c にコントローラの状態値
を、同式のｙにトルク勾配推定手段１２が推定した制動
トルク勾配の値を代入することによりＡＢＳ制御弁１６
の操作量ｕを得る。

【０１７２】次に、車輪番号ｉを１に設定し（ステップ
２０２）、第ｉ輪の操作量ｕ_i が正の基準値＋ｅより大
きいか否かを判定する（ステップ２０4)。操作量ｕ_i が
正の基準値＋ｅより大きい場合（ステップ２０４肯定判
定）、第ｉ輪のＡＢＳ制御弁の操作信号を、増圧信号に
設定する（ステップ２０６）。

【０１７３】操作量ｕ_i が正の基準値＋ｅより大きくな
い場合（ステップ２０４否定判定）、操作量ｕ_i が負の
基準値−ｅより小さいか否かを判定する（ステップ２０
８）。操作量ｕ_i が負の基準値−ｅより小さい場合（ス
テップ２０８肯定判定）、第ｉ輪のＡＢＳ制御弁の操作
信号を、減圧信号に設定する（ステップ２１０）。

【０１７４】操作量ｕ_i が負の基準値−ｅより小さくな
い場合（ステップ２０８否定判定）、すなわち、操作量
ｕ_i が負の基準値−ｅ以上であってかつ正の基準値＋ｅ
以下の場合には、第ｉ輪のＡＢＳ制御弁の操作信号を、
保持信号に設定する（ステップ２１２）。

【０１７５】このように第１輪の操作量ｕ₁ についての
操作信号を設定すると、車輪番号ｉを１だけインクリメ
ントし（ステップ２１4)、次にｉが４を越えているか否
かを判定する（ステップ２１６）。ｉが４を越えていな
い場合（ステップ２１６否定判定）、ステップ２０４に
戻り、同様にしてインクリメントした車輪番号ｉの操作
量ｕ_i について操作信号の設定を行う。

【０１７６】車輪番号ｉが４を越えた場合（ステップ２
１６肯定判定）、すなわち、第１輪〜第４輪すべてのＡ
ＢＳ制御弁の操作信号が設定されると、設定された操作
信号をＡＢＳ制御弁１６へ送出する（ステップ２１
８）。なお、以上のような操作信号の設定及び操作信号
の送出は、各サンプル時刻毎に行われる。

【０１７７】このように各車輪毎の操作信号が送出され
ると、ＡＢＳ制御弁１６では、図７のＳＦＲコントロー
ラ１３１、ＳＦＬコントローラ１３３、ＳＲＲコントロ
ーラ１３９、ＳＲＬコントローラ１４１が、各操作信号
に応じてバルブＳＦＲ、バルブＳＦＬ、バルブＳＲＲ、
バルブＳＲＬの開閉の制御を行う。

【０１７８】すなわち、増圧信号のときは増圧側バルブ
を開き、減圧側バルブを閉じる。これによって、図８の
ブースター配管１６８の高油圧が対応するホイールシリ
ンダに加えられて制動力が増加する。逆に、減圧信号の
ときは増圧側バルブを閉じ、減圧側バルブを開く。これ
によって、図８の低圧配管１６２の低油圧が対応するホ
イールシリンダに加えられて制動力が減少する。また、
保持信号のときは増圧側バルブ及び減圧側バルブを同時
に閉じる。これによって、対応するホイールシリンダに
加えられた油圧が保持されて制動力が保持される。

【０１７９】以上のように本実施の形態では、車輪速の
時系列データとブレーキ油圧の時系列データとから制動
トルク勾配を推定し、この制動トルク勾配が０となるよ
うにＡＢＳ制御を行うので、車両の走行する路面状態に
よりピークμとなるスリップ速度が変化したとしても、
安定にＡＢＳ制御を行うことができる。

【０１８０】以上のように、本実施の形態では、車輪速
の時系列データとブレーキ油圧の時系列データとから制
動トルク勾配を推定するので、制動トルク勾配を精度よ
く推定することができる。そして、制動トルク勾配が０
となるようにＡＢＳ制御を行うので、車両の走行する路
面状態によりピークμとなるスリップ速度が変化したと
しても、安定にＡＢＳ制御を行うことができる。即ち、
図１４〜図１６に示すように、Ｄｒｙ、Ｓｎｏｗ、Ｉｃ
ｅ の各路面において、車輪速度の時系列データとブレ
ーキ油圧の時系列データとから求めた制動トルク勾配に
変換係数を乗算して求めた路面μ勾配Ｇ_d の時系列デー
タＧ_d Ｔ₁ は、路面μ勾配Ｇ_d の理論値Ｇ_dsに精度よく
一致し、種々の路面状態において安定にＡＢＳ制御を行
うことができる。

【０１８１】なお、図１４〜図１６には、車輪速度の時
系列データのみから求めた制動トルク勾配に変換係数を
乗算して求めた路面μ勾配Ｇ_d の時系列データＧ_d Ｔ₂
を示している。時系列データＧ_d Ｔ₁ は、時系列データ
Ｇ_d Ｔ₂ より、時系列データＧ_dsに精度よく一致してい
る。よって、時系列データＧ_d Ｔ₁ は、時系列データＧ
_d Ｔ₂ より改善されている。

【０１８２】また、本実施の形態では、車輪速度の変化
に関する物理量の履歴及び車輪速度の変化の変化に関す
る物理量の履歴という２つのパラメータを同定するだけ
で済むため、３つのパラメータを同定しなければならな
い上記従来技術（米国特許）と比べて、演算時間を低減
すると共に、演算精度を向上させることができる。よっ
て、高精度なアンチロックブレーキ制御が可能となる。

【０１８３】さらに、本実施の形態では、車体速度を推
定する必要が無いので、従来のように、車体速度の推定
のために車輪速度から求めた速度ｖ_w と実車体速度ｖ_v*
とが一致もしくは近い値になるまでブレーキ力の増圧減
圧を比較的低周波で繰り返したり、基準速度と比較する
車体速度が実際の車体速度と大きく異なる場合等で、車
輪が長時間ロック状態に陥るとか復帰のためブレーキ力
を極端に減少させてしまうなどの問題を回避でき、快適
なＡＢＳ制御を実現できる。

【０１８４】またさらに、本実施の形態では、タイヤの
特性の強い非線形特性を有するシステムに対し単純に現
代制御理論を適用するのでなく、この非線形特性を見か
け上等価的なプラント変動としてみなすことができる点
に着眼し、このプラント変動を許容するようなＡＢＳ制
御系設計をロバスト制御理論の適用により達成したの
で、４輪の干渉等も考慮されたきめ細かなＡＢＳ制御を
実現できる。

【０１８５】なお、制動トルク勾配推定装置８は、上記
例のようにＡＢＳ装置に適用する以外に、例えば、推定
出力した制動トルク勾配の値に応じて、ドライバへブレ
ーキに関する警告等を発する警告装置等にも適用可能で
ある。

【０１８６】また、本実施の形態に係る発明は、ブレー
キ力だけでなく駆動力の制御装置にも適用可能である。
この場合、同様の手法により制動トルク勾配推定装置８
は、駆動トルク勾配を推定することができる。（第２の
実施の形態）次に、第２の実施の形態に係るＡＢＳ制御
装置を図２を用いて説明する。なお、第１の実施の形態
と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明
を省略する。

【０１８７】図２に示すように、第２の実施の形態に係
るＡＢＳ制御装置は、所定のサンプル時間τ毎にブレー
キ油圧Ｐ_c を検出するブレーキ油圧検出手段１１と、所
定のサンプル時間τ毎に車輪減速度ｙを検出する車輪減
速度検出手段５２と、検出されたブレーキ油圧の時系列
データＰ_c [j](j=1,2,3,.....)及び車輪減速度の時系列
データｙ[j](j=1,2,3,....) に基づいて、制動トルク勾
配を推定するトルク勾配推定手段５３と、推定された制
動トルク勾配に基づきＡＢＳ制御のための各車輪毎の操
作信号を演算するＡＢＳ制御手段１５と、該ＡＢＳ制御
手段１５により演算された操作信号に基づいて各車輪毎
にブレーキ圧を操作することによりＡＢＳ制御を行うＡ
ＢＳ制御弁１６と、から構成される。なお、このうちの
ブレーキトルク検出手段５１、車輪減速度検出手段５
２、及びトルク勾配推定手段５３は、推定した制動トル
ク勾配の値を出力する制動トルク勾配推定装置５０を構
成する。

【０１８８】また、車輪減速度検出手段５２は、各車輪
に取り付けられている車輪速センサ( 車輪速検出手段)
によって検出された第ｉ輪（ｉ＝1,2,3,4)の車輪速度信
号ω _i に次式の処理を施すことによって第ｉ輪の車輪減
速度ｙ_i を導出するフィルタとして実現できる。

【０１８９】

【数４９】

【０１９０】ただし、ｓはラプラス変換の演算子であ
る。なお、車輪減速度検出手段５２を、車輪速に依らず
に直接、車輪減速度を検出する車輪減速度センサを用い
て構成することもできる。

【０１９１】トルク勾配推定手段５３は、第ｉ輪の車輪
減速度の時系列データｙ_i ［ｊ］及び第ｉ輪のブレーキ
油圧の時系列データＰ_c [j] により得られるブレーキト
ルクの時系列データＴ_bi［ｊ］に基づいて、(28)、(30)
式により第ｉ輪のｆ_i 、φ_iを演算し、演算された
ｆ_i 、φ_i を(33)式に代入することにより得られた各デ
ータに、例えばオンラインのシステム同定手法を適用す
ることにより第ｉ輪の制動トルク勾配ｋ_i を推定演算す
る演算器として構成することができる。

【０１９２】次に、第２の実施の形態の作用を説明す
る。

【０１９３】まず、トルク勾配推定手段５３が、上記の
ブレーキトルクの時系列データＴ_bi[j](j=1,2,3,.....)
及び第ｉ輪の車輪減速度の時系列データｙ_i [j](j=1,2,
3,....) に基づいて、第ｉ輪の制動トルク勾配を車輪毎
に推定出力する。

【０１９４】次に、ＡＢＳ制御手段１５が、第ｉ輪の制
動トルク勾配が基準値より小さくならないような第ｉ輪
の操作信号を演算出力する。そして、ＡＢＳ制御弁１６
が、この操作信号に基づいて各車輪毎にブレーキ圧を制
御する。

【０１９５】例えば、演算された制動トルク勾配が基準
値より小さくなったとき、ＡＢＳ制御手段１５は、直ち
にブレーキ圧の低減指令信号をＡＢＳ制御弁１６に出力
する。ここで、この基準値を、例えば、０近傍の正値に
設定した場合、ピークμの領域で制動トルク勾配が０で
あることから、ピークμを越えてブレーキ制動される
と、直ちにブレーキ圧が低減されてタイヤのロックが回
避される。

【０１９６】また、演算された制動トルク勾配が基準値
より大きくなったときに、ＡＢＳ制御手段１５は、直ち
にブレーキ圧の増圧指令信号をＡＢＳ制御弁１６に出力
するようにしても良い。上記と同様に、基準値を０近傍
の正値に設定した場合、ピークμより小さいμの領域と
なったとき、直ちにブレーキ力が増大されてピークμ付
近に戻される。これにより、最も効果的なブレーキ制動
が可能となり、制動距離を短縮化することができる。

【０１９７】このように第２の実施の形態によれば、車
輪減速度とブレーキトルクとから求めた制動トルク勾配
に基づく制御を行うので、第１の実施の形態と同様に、
車速を推定する必要がなく、また路面状態に係わらず常
に安定した快適なアンチロックブレーキ制御を行うこと
ができる。

【０１９８】また、第２の実施の形態では、制動トルク
勾配という１つのパラメータを直接同定する手法を用い
たため、３つのパラメータを同定しなければならない上
記従来技術（米国特許）と比べて、演算時間を大幅に低
減すると共に、演算精度を大幅に向上させることができ
る。よって、より高精度なアンチロックブレーキ制御が
可能となる。

【０１９９】さらに、第２の実施の形態においても、Ａ
ＢＳ制御手段１５の代わりに、第１の実施の形態に係る
ＡＢＳ制御手段１４を適用することができる。すなわ
ち、４輪の干渉を考慮に入れた図９のフローチャートの
処理を実行することができる。これにより、きめ細かな
ＡＢＳ制御が実現できる。

【０２００】なお、制動トルク勾配推定装置５０は、上
記例のようにＡＢＳ装置に適用する以外に、例えば、推
定出力した制動トルク勾配の値に応じて、ドライバへブ
レーキに関する警告等を発する警告装置等にも適用可能
である。

【０２０１】さらに、制動トルク勾配推定装置５０を、
図３に示すように、制動トルク特性の限界を判定するた
めの限界判定装置５５として応用することができる。こ
の限界判定装置５５は、図２の制動トルク勾配勾配推定
装置５０の出力端に、演算された制動トルク勾配の値に
より制動トルク特性の限界を判定する限界判定手段５４
を接続してなるものである。

【０２０２】ここで、制動トルク特性とは、スリップ速
度に対する制動トルクの変化特性（図４参照）をいい、
制動トルク特性の限界とは、その変化特性が、ある状態
から異なる状態に遷移する際の境界をいう。例えば、図
４において、ピークμとなるスリップ速度より小さいス
リップ速度の領域からピークμ近傍となるスリップ速度
の領域に移行する際の限界（制動トルク勾配が０に近い
正値となる点）などが挙げられる。この限界を検出する
場合、限界判定手段５４は、０に近い正値を基準値とし
て記憶しておき、演算された制動トルク勾配がこの基準
値以上の場合は、限界でないと判定し、制動トルク勾配
が基準値より小さくなったとき、限界と判定する。そし
て、この限界判定結果を電気信号などにより出力する。

【０２０３】このような限界判定装置５５の出力信号
を、図２のＡＢＳ制御手段１５に入力するように構成し
ても良い。この場合、ＡＢＳ制御手段１５は、制動トル
ク特性が限界と判定されたとき、ブレーキ圧の低減指令
信号をＡＢＳ制御弁１６へ出力することによってタイヤ
ロックを防止する。

【０２０４】また、制御トルク勾配がピークμ近傍で急
激に変化する路面を走行する場合、ある１つの目標値に
追従させるサーボ制御が良好に機能しない場合があるの
で、限界判定装置５５により、制動トルク勾配が急激に
変化する限界を判定し、この判定結果に応じて制御系の
目標値を変更する制御を行うようにしても良い。これに
より、より良好な制御性能を得ることができる。

【０２０５】以上が、本発明の実施の形態であるが、本
発明は上記例にのみ限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々に変更可能であ
る。

【０２０６】例えば、上記実施の形態のＡＢＳ制御装置
では、制動トルク勾配を０又は０に近い値とするように
ピークμ追随するように設計したが、制動トルク勾配を
０以外の基準値に制御するように設計することも可能で
ある。

【０２０７】また、第２の実施の形態の限界判定判定装
置５５を、第１の実施の形態の制動トルク勾配推定装置
８や、第３の実施の形態の制動トルク勾配推定装置５７
が推定した制動トルク勾配に基づく限界判定に適用する
ことも可能である。

【０２０８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜請求項４
の発明によれば、車輪速度や車体速度の比較またはスリ
ップ率の比較から車輪のロック状態を検出するのではな
く、車輪速度の時系列とデータブレーキ油圧の時系列デ
ータから制動トルク勾配を推定し、この制御トルク勾配
に基づきブレーキ力を制御するようにしたので、走行路
面の状態に係わらず安定かつ快適なアンチロックブレー
キ制御を高精度で行うことができる、という優れた効果
が得られる。

【０２０９】さらに、請求項１〜請求項４の発明によれ
ば、車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び車輪速度
の変化の変化に関する物理量の履歴を表す物理量の少数
の行列要素を同定すべきパラメータとしたので、演算精
度の向上及び演算時間の短縮化が図れると共に、車輪速
度のみを検出すれば済むため装置を簡素できるというさ
らなる効果がある。

【０２１０】また、請求項５及び請求項６の発明によれ
ば、車輪速度や車体速度の比較またはスリップ率の比較
から車輪のロック状態を検出するのではなく、車輪減速
度及びブレーキ油圧の時系列データから制動トルク勾配
を推定し、この制御トルク勾配に基づきブレーキ力を制
御するようにしたので、走行路面の状態に係わらず安定
かつ快適なアンチロックブレーキ制御を高精度で行うこ
とができる、という優れた効果が得られる。

【０２１１】さらに、請求項５及び請求項６の発明によ
れば、勾配モデルで近似された運動状態を、同定すべき
パラメータである制動トルク勾配、制動トルクの変化に
関する物理量及びスリップ速度の変化に関する物理量の
間の関係に帰着し、この関係にオンラインのシステム同
定手法を適用することにより、制動トルク勾配を推定す
るようにしたので、同定パラメータを１つとすることが
でき、大幅な演算精度の向上及び演算時間の短縮化が図
れるというさらなる効果がある。

【０２１２】また、請求項７の発明によれば、各車輪の
運動状態と、車体の運動状態と、平衡点周りのスリップ
速度の攪乱に対する制動トルクの非線形変動及び制動ト
ルク勾配の非線形変動を第１及び第２の範囲以内に変動
する線形変動で表した第１及び第２のモデルと、に基づ
いて第１及び第２の範囲が所定の許容範囲内に収まり、
かつ第２のモデルの制動トルクの勾配がトルク勾配推定
手段が推定した制動トルク勾配に一致するようなブレー
キ力の操作量を演算するようにしたので、４輪の干渉も
考慮に入れたきめ細かなアンチロックブレーキ制御を行
うことができる、というさらなる効果が得られる。

【０２１３】また、請求項８の発明によれば、車輪速度
の時系列データのみから少数パラメータで制動トルク勾
配を推定するようにしたので、演算精度の向上及び演算
時間の短縮化が図れると共に、車輪速度のみを検出すれ
ば済むため装置を簡素できるという効果が得られる。

【０２１４】さらに、請求項９〜１１の発明によれば、
車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び車輪速度の変
化の変化に関する物理量の履歴を表す物理量の少数の行
列要素を同定すべきパラメータとして制動トルク勾配を
推定可能としたので、演算精度の向上及び演算時間の短
縮化が図れると共に、車輪速度のみを検出すれば済むた
め装置を簡素できるというさらなる効果が得られる。

【０２１５】また、請求項１２及び請求項１３の発明に
よれば、勾配モデルで近似された運動状態を、同定すべ
きパラメータである制動トルク勾配、制動トルクの変化
に関する物理量及びスリップ速度の変化に関する物理量
の間の関係に帰着し、この関係にオンラインのシステム
同定手法を適用することにより、制動トルク勾配を推定
するようにしたので、同定パラメータを１つとすること
ができ、大幅な演算精度の向上及び演算時間の短縮化が
図れるというさらなる効果が得られる。

【０２１６】また、請求項１３の発明によれば、車輪共
振系の振動特性の変化を反映する微小ゲインに基づい
て、該微小ゲインと等価な制動トルク勾配を推定するよ
うにしたので、きわめて精度の高い推定値が得られる、
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアンチロック
ブレーキ制御装置及び制動トルク勾配推定装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係るアンチロック
ブレーキ制御装置及び制動トルク勾配推定装置の構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る限界判定装置
の構成を示すブロック図である。

【図４】スリップ速度と、制動トルク及び制動トルク勾
配との関係を示す図である。

【図５】スリップ速度の関数としての制動トルクＦ_i 及
び制動トルク勾配Ｇ_i の変化を示す図であって、（ａ）
は制動トルクＦ_i の変動の上限下限を、（ｂ）は制動ト
ルク勾配Ｇ_i の変動の上限下限を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る車輪速検出手段の構
成を説明するための図であって、（ａ）は車輪速検出手
段の構成図、（ｂ）はピックアップコイルに発生する交
流電圧の時間的変化を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態に係るＡＢＳ制御弁の構成
を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態に係るＡＢＳ制御弁を含む
システム油圧回路の構成を示す図である。

【図９】本発明の第１の実施の形態に係るＡＢＳ制御の
流れを示すフローチャートである。

【図１０】本発明の実施の形態に係るＡＢＳ制御が適用
される車両の力学モデルを示す図である。

【図１１】従来のアンチロックブレーキ制御装置で用い
られる車体速度の推定方法の概要を示す線図である。

【図１２】タイヤと路面との間の摩擦係数μのスリップ
率に対する特性を示す線図である。

【図１３】従来の車体速度推定部を用いたＡＢＳ制御装
置のブロック図である。

【図１４】Ｄｒｙ路面状態における所定速度のときの制
動力と路面μ勾配との関係を示す線図である。

【図１５】Ｓｎｏｗ路面状態における所定速度のときの
制動力と路面μ勾配との関係を示す線図である。

【図１６】Ｉｃｅ路面状態における所定速度のときの制
動力と路面μ勾配との関係を示す線図である。

【符号の説明】

１０ 車輪速検出手段 １２ トルク勾配推定手段 １４ ＡＢＳ制御手段 １５ ＡＢＳ制御手段 １６ ＡＢＳ制御弁 ５０ 制動トルク勾配推定装置 ５１ ブレーキトルク検出手段 ５２ 車輪減速度検出手段 ５３ トルク勾配推定手段 ５４ 限界判定手段 ５５ 限界判定装置 ５６ 制動トルク勾配演算部 ５７ 制動トルク勾配推定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅井 賢 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 梅野 孝治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平10−71943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−85751（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−166152（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224447（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−318842（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−324414（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−39018（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−201235（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60T 8/00,8/32 - 8/96

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のサンプル時間毎に、車輪速度を検
   出する車輪速検出手段と、 所定のサンプル時間毎に、車輪に対し制動力を発生させ
   るためのブレーキ油圧を検出するブレーキ油圧検出手段
   と、 前記車輪速検出手段により検出された車輪速度の時系列
   データ及び前記ブレーキ油圧検出手段により検出された
   ブレーキ油圧の時系列データに基づいて、車輪速度及び
   ブレーキ油圧により推定可能なスリップ速度に対する制
   動トルクの勾配を推定するトルク勾配推定手段と、 前記トルク勾配推定手段により推定された制動トルクの
   勾配が基準値を含む所定範囲内の値となるように車輪に
   作用するブレーキ力を制御する制御手段と、 を含むアンチロックブレーキ制御装置であって、 前記トルク勾配推定手段は、 前記検出された車輪速度の時系列データに基づいて車輪
   速度の変化に関する物理量と、前記検出された車輪速度
   の時系列データ及び前記検出されたブレーキ油圧の時系
   列データに基づいて車輪速度の変化の変化に関する物理
   量を、それそれ演算する第１の演算手段と、前記第１の演算手段により演算された車輪速度の変化に
   関する物理量及び車輪速度の変化の変化に関する物理量
   に基づいて、車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び
   車輪速度の変化の変化に関する物理量の履歴を表す物理
   量を演算し、該物理量から制動トルクの勾配を推定する
   第２の演算手段と、 を備えたことを特徴とするアンチロックブレーキ制御装
   置 。
2. 【請求項２】 前記第１の演算手段は、前記検出された
   車輪速度の時系列データに基づいて１サンプル時間での
   車輪速度の変化に関する物理量と、前記検出された車輪
   速度の時系列データ及び前記検出されたブレーキ油圧の
   時系列データに基づいて１サンプル時間での車輪速度の
   変化の１サンプル時間での変化に関する物理量を、それ
   それ演算することを特徴とする請求項１記載のアンチロ
   ックブレーキ制御装置。
3. 【請求項３】 前記第２の演算手段は、 制動トルク及びブレーキトルクが作用した場合の車輪の
   運動状態を、前記制動トルクがスリップ速度に対し制動
   トルクの勾配に応じて一次関数的に変化する勾配モデル
   により近似すると共に、 近似された前記運動状態を、同定すべきパラメータであ
   るスリップ速度に対する制動トルクの勾配、車輪速度の
   変化に関する物理量及び車輪速度の変化の変化に関する
   物理量の関係に予め変換しておき、 前記第１の演算手段により演算された車輪速度の変化に
   関する物理量及び車輪速度の変化の変化に関する物理量
   を前記関係に順次当てはめた各データに対し、オンライ
   ンのシステム同定手法を適用することにより、スリップ
   速度に対する制動トルクの勾配を推定することを特徴と
   する請求項１のアンチロックブレーキ制御装置。
4. 【請求項４】 前記第１の演算手段は、車輪番号ｉの車
   輪においてサンプル時刻ｋ（ｋ＝1 、2 、......）で検
   出された車輪速度の時系列データをωi [k]、サンプル
   時刻ｋ（ｋ＝1 、2 、......）で検出されたブレーキ油
   圧の時系列データをＰc [k] 、前記サンプル時間をτ、
   車輪慣性をＪ、車輪慣性をＪ、車輪の半径をＲc 、車体
   重量をＭ、全体推定された制動トルク勾配をＫj 、ブレ
   ーキ油圧をブレーキトルクに変換する定数をＫb とした
   とき、車輪速度の変化に関する物理量φi [k] として、 【数１】 を演算し、車輪速度の変化の変化に関する物理量ｙi
   [k] として、 ｙi [k] ＝−ωi [k] ＋ 2ωi [k−1]−ωi [k−2]−Ｐi [k−1] 但し、 【数２】 を演算すると共に、 前記第２の演算手段は、車輪速度の変化に関する物理量
   の履歴及び車輪速度の変化の変化に関する物理量の履歴
   を表す物理量θi を、忘却係数をλ、行列の転置を"T "
   として、 【数３】 但し、 【数４】 という漸化式から推定し、推定値 【数５】 の行列の第一要素をスリップ速度に対する制動トルクの
   勾配として求めることを特徴とする請求項１又は請求項
   ２のアンチロックブレーキ制御装置。
5. 【請求項５】 所定のサンプル時間毎に検出された車輪
   減速度の時系列データ及び所定のサンプル時間毎に検出
   されたブレーキ油圧の時系列データに基づいて、車輪減
   速度及びブレーキ油圧により推定可能なスリップ速度に
   対する制動トルクの勾配を推定するトルク勾配推定手段
   と、 前記トルク勾配推定手段により推定された制動トルクの
   勾配が基準値を含む所定範囲の値となるように車輪に作
   用するブレーキ力を制御する制御手段と、 を有するアンチロックブレーキ制御装置であって、 前記トルク勾配推定手段は、 制動トルク及びブレーキトルクが作用した場合の車輪の
   運動状態を、前記制動トルクがスリップ速度に対し制動
   トルクの勾配に応じて一次関数的に変化する勾配モデル
   により近似すると共に、 近似された前記運動状態を、同定すべきパラメータであ
   るスリップ速度に対する制動トルクの勾配、車輪減速度
   とブレーキ油圧により得られるブレーキトルクとにより
   各々表わされる制動トルクの変化に関する物理量及びス
   リップ速度の変化に関する物理量の間の関係に予め変換
   しておき、 検出された車輪減速度の時系列データと検出されたブレ
   ーキ油圧の時系列データにより得られるブレーキトルク
   の時系列データとを前記関係に順次当てはめた各データ
   に対し、オンラインのシステム同定手法を適用すること
   により、スリップ速度に対する制動トルクの勾配を推定
   することを特徴とするアンチロックブレーキ制御装置。
6. 【請求項６】 前記トルク勾配推定手段は、 車輪番号ｉの車輪においてサンプル時刻ｊでの車輪減速
   度の時系列データをｙ _i ［ｊ］、サンプル時刻ｊでのブ
   レーキ油圧の時系列データをＰ_c ［ｊ］、前記所定のサ
   ンプル時間をτ、車輪慣性をＪ、車輪半径をＲ_c 、車両
   質量をＭ、ブレーキ油圧をブレーキトルクに変換する定
   数をＫ_b とし、 ブレーキ油圧の時系列データにより得られる各車輪のブ
   レーキトルクの時系列データを各成分に持つベクトルを
   Ｔ_b ［ｊ］、各車輪の車輪減速度の時系列データを各成
   分に持つベクトルをｙ［ｊ］、単位行列をＩ、対角成分
   が｛（Ｊ／ＭＲ _c ² ）＋１｝で非対角成分がＪ／ＭＲ_c
   ² の行列をＡとしたとき、 制動トルクの変化に関する物理量ｆ及びスリップ速度の
   変化に関する物理量φを、 【数６】 により表し、近似された前記運動状態を、同定すべきパ
   ラメータである各車輪毎の制動トルクの勾配を対角成分
   に持ち非対角成分は０である行列をＫとして、 Ｋ・φ ＝ ｆ の関係式に予め変換しておき、 検出された車輪減速度の時系列データｙ_i ［ｊ］（ｊ＝
   1,2,3,..... ）及び検出されたブレーキ油圧の時系列デ
   ータＰ_c [k] により得られるブレーキトルクの時系列デ
   ータＴ_bi［ｊ］（ｊ＝1,2,3,..... ）を前記関係式に順
   次当てはめた各データに対し、オンラインのシステム同
   定手法を適用することにより、各車輪毎の制動トルクの
   勾配を推定することを特徴とする請求項５のアンチロッ
   クブレーキ制御装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、 各車輪に発生した制動トルクが最大となるスリップ速度
   を各車輪の平衡点として、前記制動トルク及び前記平衡
   点の周りで作用するブレーキ力の操作量が各車輪に作用
   した場合の各車輪の運動状態と、 各車輪に発生した制動トルクが車体全体へ作用した場合
   の車体の運動状態と、 前記平衡点周りの各車輪のスリップ速度の攪乱に対する
   各車輪の制動トルクの非線形変動を、各車輪のスリップ
   速度の攪乱に対して第１の範囲以内で変動する線形変動
   で表した第１のモデルと、 前記平衡点周りの各車輪のスリップ速度の攪乱に対する
   各車輪の制動トルクの勾配の非線形変動を、各車輪のス
   リップ速度の攪乱に対して第２の範囲以内で変動する線
   形変動で表した第２のモデルと、 に基づいて、前記第１の範囲及び第２の範囲が所定の許
   容範囲内に収まり、かつ前記第２の範囲が所定の許容範
   囲以内に収まるように設計された前記第２のモデルの制
   動トルクの勾配が前記トルク勾配推定手段が推定した制
   動トルクの勾配に一致するような前記各車輪のブレーキ
   力の操作量を演算し、 演算された各車輪のブレーキ力の操作量に基づいて、各
   車輪に作用するブレーキ力を制御することを特徴とする
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項のアンチロックブ
   レーキ制御装置。
8. 【請求項８】 所定のサンプル時間毎に、車輪速度を検
   出する車輪速検出手段と、 所定のサンプル時間毎に、車輪に対し制動力を発生させ
   るためのブレーキ油圧を検出するブレーキ油圧検出手段
   と、 前記車輪速検出手段により検出された車輪速度の時系列
   データ及び前記ブレーキ油圧検出手段により検出された
   ブレーキ油圧の時系列データに基づいて、車輪速度及び
   ブレーキ油圧により推定可能なスリップ速度に対する制
   動トルクの勾配又は駆動トルクの勾配を推定するトルク
   勾配推定手段と、 前記トルク勾配推定手段により推定された制動トルクの
   勾配又は駆動トルクの勾配の推定値を出力する出力手段
   と、 を含むトルク勾配推定装置であって、 前記トルク勾配推定手段は、 前記検出された車輪速度の時系列データに基づいて車輪
   速度の変化に関する物理量を、前記検出された車輪速度
   の時系列データ及び前記検出されたブレーキ油圧の時系
   列データに基づいて車輪速度の変化の変化に関する物理
   量を、それそれ演算する第１の演算手段と、 前記第１の演算手段により演算された車輪速度の変化に
   関する物理量及び車輪速度の変化の変化に関する物理量
   に基づいて、車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び
   車輪速度の変化の変化に関する物理量の履歴を表す物理
   量を演算し、該物理量から制動トルクの勾配を推定する
   第２の演算手段と、 を備えたことを特徴とするトルク勾配推定装置 。
9. 【請求項９】 前記第１の演算手段は、前記検出された
   車輪速度の時系列データに基づいて１サンプル時間での
   車輪速度の変化に関する物理量と、前記検出された車輪
   速度の時系列データ及び前記検出されたブレーキ油圧の
   時系列データに基づいて１サンプル時間での車輪速度の
   変化の１サンプル時間での変化に関する物理量を、それ
   それ演算することを特徴とする請求項８記載のアンチロ
   ックブレーキ制御装置。
10. 【請求項１０】 前記第２の演算手段は、 制動トルク及びブレーキトルクが作用した場合の車輪の
    運動状態を、前記制動トルクがスリップ速度に対し制動
    トルクの勾配に応じて一次関数的に変化する勾配モデル
    により近似すると共に、 近似された前記運動状態を、同定すべきパラメータであ
    るスリップ速度に対する制動トルクの勾配、車輪速度の
    変化に関する物理量及び車輪速度の変化の変化に関する
    物理量の関係に予め変換しておき、 前記第１の演算手段により演算された車輪速度の変化に
    関する物理量及び車輪速度の変化の変化に関する物理量
    を前記関係に順次当てはめた各データに対し、オンライ
    ンのシステム同定手法を適用することにより、スリップ
    速度に対する制動トルクの勾配を推定することを特徴と
    する請求項８のトルク勾配推定装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の演算手段は、車輪番号ｉの
    車輪においてサンプル時刻ｋ（ｋ＝1 、2 、......）で
    検出された車輪速度の時系列データをωi [k] 、サンプ
    ル時刻ｋ（ｋ＝1 、2 、......）で検出されたブレーキ
    油圧の時系列データをＰc [k] 、前記サンプル時間を
    τ、車輪慣性をＪ、車輪慣性をＪ、車輪の半径をＲc 、
    車体重量をＭ、全体推定された制動トルク勾配をＫj 、
    ブレーキ油圧をブレーキトルクに変換する定数をＫb と
    したとき、車輪速度の変化に関する物理量φi [k] とし
    て、 【数７】 を演算し、車輪速度の変化の変化に関する物理量ｙi
    [k] として、 ｙi [k] ＝−ωi [k] ＋ 2ωi [k−1]−ωi [k−2]−Ｐi [k−1] 但し、 【数８】 を演算すると共に、 前記第２の演算手段は、車輪速度の変化に関する物理量
    の履歴及び車輪速度の変化の変化に関する物理量の履歴
    を表す物理量θi を、忘却係数をλ、行列の転置を"T "
    として、 【数９】 但し、 【数１０】 という漸化式から推定し、推定値 【数１１】 の行列の第一要素をスリップ速度に対する制動トルクの
    勾配として求めることを特徴とする請求項８又は請求項
    ９のトルク勾配推定装置。
12. 【請求項１２】 所定のサンプル時間毎に検出された車
    輪減速度の時系列データ及び所定のサンプル時間毎に検
    出されたブレーキ油圧の時系列データに基づいて、車輪
    減速度及びブレーキ油圧により推定可能なスリップ速度
    に対する制動トルクの勾配を推定するトルク勾配推定手
    段と、 前記トルク勾配推定手段により推定された制動トルクの
    勾配の推定値を出力する出力手段と、 を有する制動トルク勾配推定装置であって、 前記トルク勾配推定手段は、 制動トルク及びブレーキトルクが作用した場合の車輪の
    運動状態を、前記制動トルクがスリップ速度に対し制動
    トルクの勾配に応じて一次関数的に変化する勾配モデル
    により近似すると共に、 近似された前記運動状態を、同定すべきパラメータであ
    るスリップ速度に対する制動トルクの勾配、車輪減速度
    とブレーキ油圧により得られるブレーキトルクとにより
    各々表わされる制動トルクの変化に関する物理量及びス
    リップ速度の変化に関する物理量の間の関係に予め変換
    しておき、 検出された車輪減速度の時系列データと検出されたブレ
    ーキ油圧の時系列データにより得られるブレーキトルク
    の時系列データとを前記関係に順次当てはめた各データ
    に対し、オンラインのシステム同定手法を適用すること
    により、スリップ速度に対する制動トルクの勾配を推定
    する、 ことを特徴とする制動トルク勾配推定装置。
13. 【請求項１３】 前記トルク勾配推定手段は、 車輪番号ｉの車輪においてサンプル時刻ｊでの車輪減速
    度の時系列データをｙ _i ［ｊ］、サンプル時刻ｊでのブ
    レーキ油圧の時系列データをＰ_c ［ｊ］、前記所定のサ
    ンプル時間をτ、車輪慣性をＪ、車輪半径をＲ_c 、車両
    質量をＭ、ブレーキ油圧をブレーキトルクに変換する定
    数をＫ_b とし、 ブレーキ油圧の時系列データにより得られる各車輪のブ
    レーキトルクの時系列データを各成分に持つベクトルを
    Ｔ_b ［ｊ］、各車輪の車輪減速度の時系列データを各成
    分に持つベクトルをｙ［ｊ］、単位行列をＩ、対角成分
    が｛（Ｊ／ＭＲ _c ² ）＋１｝で非対角成分がＪ／ＭＲ_c
    ² の行列をＡとしたとき、 制動トルクの変化に関する物理量ｆ及びスリップ速度の
    変化に関する物理量φを、 【数１２】 により表し、 近似された前記運動状態を、同定すべきパラメータであ
    る各車輪毎の制動トルクの勾配を対角成分に持ち非対角
    成分は０である行列をＫとして、 Ｋ・φ ＝ ｆ の関係式に予め変換しておき、 検出された車輪減速度の時系列データｙ_i ［ｊ］（ｊ＝
    1,2,3,..... ）及び検出されたブレーキ油圧の時系列デ
    ータＰ_c [k] により得られるブレーキトルクの時系列デ
    ータＴ_bi［ｊ］（ｊ＝1,2,3,..... ）を前記関係式に順
    次当てはめた各データに対し、オンラインのシステム同
    定手法を適用することにより、各車輪毎の制動トルクの
    勾配を推定する、 ことを特徴とする請求項１２の制動トルク勾配推定装
    置。