JP3988815B2 - アンチスキッド制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動時に車輪がロックするのを防止するべくブレーキ液圧を制御するいわゆるアンチスキッド制御を実行するアンチスキッド制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
アンチスキッド制御装置は、制動時に車輪ロックを防止して車体挙動を安定させるようホイールシリンダ圧(制動液圧)を制御するものである。
このようなアンチスキッド制御装置は、一般に、車体速度と車輪速度の相対関係(いわゆるスリップ率)に応じて、制動液圧を高める増圧制御、制動液圧を減圧する減圧制御、制動液圧を一定に保つ保持制御、制動液圧を徐々に高める緩増圧制御などを適宜実行する構成となっている。
【0003】
また、従来のアンチスキッド制御装置にあっては、路面摩擦係数(以下、摩擦係数をμとする)を推定し、路面μに応じて高μ用制御と低μ用制御に制御を切り替えるものが知られている。すなわち、低μ路(氷上路や圧雪路)では、制動圧が低圧でもロック傾向が強くなるため、低μ路用制御を実行し、高μ路用制御に比べて、減圧量を大きくするとともに増圧量を小さくするようにしていた。また、この低μ路用制御を実行する場合、制御ハンチングが発生するのを防止するために、低μ路と判断された後は、所定時間(例えば、十分の数秒〜1秒程度)は、低μ路用制御を実行するように構成されていた。
また、路面μを推定する手段としては、加速度センサを用いて制動時の車両減速度に基づき、車両減速度が所定値以下の場合に低μと判断する手段が知られている。しかしながら、加速度センサは、高価であるため、加速度センサを用いずに推定する安価な従来技術も知られている。
【0004】
このような従来技術としては、アンチスキッド制御時の減圧時間に基づき、減圧時間が所定時間を超えたら低μと判断する手段が知られている。すなわち、路面μが高い場合は、車輪と路面との摩擦係数が高いので、制動液圧を減圧すると比較的はやく車輪の速度が回復(増速)して、減圧を実行する判断閾値である減圧閾値を超える。それに対して、路面μが低い場合は、車輪と路面との摩擦係数が低いので制動液圧を減圧しても車輪速度の回復が遅く、車輪速度が減圧閾値を超えるまで回復するのに時間を要し、その間、減圧制御が実行され続けることになる。このように、低μ路では減圧時間が比較的長くなるため、減圧時間を監視することによって低μ路であるか否か推定することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した加速度センサを用いずに減圧時間に基づいて路面μ推定を行う従来技術にあっては、激しい降雨の際や水溜まりのある路面などの濡れた路面(これを以下、ウエット路と称する)を走行した時に、以下に述べるような問題が生じるおそれがあった。
ウエット路走行時には、車輪が水の上に浮く状態となることがある。そこで、アンチスキッド制御を実行中に、そのように車輪が水の上に浮いた状態となった場合、車輪のスリップ量が一時的に大きくなる(これをスリップ量が深くなると表現する)ことがある。このようにスリップ量が深くなった場合、上述した低μ路と同様に、減圧時間が長くなる。このように減圧時間が長くなったときには路面μ判断手段が低μと推定し、アンチスキッド制御手段は、非低μ路(ウエット路)であるにも関わらず、低μ路用制御を所定時間実行するというように、路面μに応じた制御が成されなくなるおそれがあった。
【0006】
本発明は、上述の従来の問題に着目してなされたもので、ウエット路などにおける路面μ推定の誤推定を防止し、路面μの推定精度の向上を図ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車体速度を検出する車体速度検出手段と、各輪の制動液圧を減圧および増圧可能な制動液圧調整手段と、前記車体速度と前記車輪速度とを比較して車輪のスリップ状態を判断し、前記制動液圧調整手段により必要に応じて減圧および増圧して車輪のロックを防止しつつ制動を行うアンチスキッド制御を実行するアンチスキッド制御手段と、このアンチスキッド制御手段に設けられ、アンチスキッド制御による減圧時間があらかじめ設定されたμ判断減圧値を越えた場合に低摩擦係数路面と推定する一方、前記減圧時間が前記μ判断減圧値を越えない場合に非低摩擦係数路面と推定する路面摩擦係数推定手段と、を備えたアンチスキッド制御装置において、
前記アンチスキッド制御手段は、車体速度よりも低い所定の減圧閾値を設定する減圧閾値設定手段を有し、車輪のスリップ状態を判断するにあたり、車輪速度が前記減圧閾値を下回ったら、スリップ過多であるとして減圧制御を実行し、アンチスキッド制御を実行する際に、路面摩擦係数推定手段による推定結果に応じ、低摩擦係数路面と非低摩擦係数路面とで制御を変更する構成であって、前記路面摩擦係数推定手段は、前記スリップ時間が長くなるほど大きな値をμ判断加速度として設定するμ判断加速度設定手段を有し、前記減圧時間に基づいて低摩擦係数路面と判断した後に、前記車輪速度が前記車体速度に復帰する復帰加速度が前記μ判断加速度を越えた場合には、低摩擦係数路面判断をキャンセルして非低摩擦係数路面と判断する復帰加速度判断を行う構成であることを特徴とする手段とした。
【0008】
また、請求項2に記載の発明は、車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車体速度を検出する車体速度検出手段と、各輪の制動液圧を減圧および増圧可能な制動液圧調整手段と、車体速度と車輪速度とを比較して車輪のスリップ状態を判断し、制動液圧調整手段により必要に応じて減圧および増圧して車輪のロックを防止しつつ制動を行うアンチスキッド制御を実行するアンチスキッド制御手段と、このアンチスキッド制御手段に設けられ、アンチスキッド制御による減圧時間があらかじめ設定されたμ判断減圧値を越えた場合に低摩擦係数路面と推定する一方、前記減圧時間が前記μ判断減圧値を越えない場合に非低摩擦係数路面と推定する路面摩擦係数推定手段と、
を備えたアンチスキッド制御装置において、
前記アンチスキッド制御手段は、アンチスキッド制御を実行する際に、路面摩擦係数推定手段による推定結果に応じ、低摩擦係数路面と非低摩擦係数路面とで制御を変更する構成であって、前記路面摩擦係数推定手段は、前記減圧時間に基づいて低摩擦係数路面と判断した後に、前記車輪速度が前記車体速度に復帰する復帰加速度が前記μ判断加速度を越えた場合には、低摩擦係数路面判断をキャンセルして非低摩擦係数路面と判断する復帰加速度判断を行うとともに、車輪ロックが生じた際には、少なくとも前記復帰加速度判断をキャンセルし、前回の制御サイクルにおいて減圧後に車輪速度が車体速度に復帰した時点あるいは復帰後車体速度から離反する時点における車体速度であるスピンアップ車体速度と、今回の制御サイクルにおけるスピンアップ車体速度との時間微分値を求め、この時間微分値があらかじめ設定されたμ判断微分値を下回った場合に低摩擦係数路面と判断し、逆に、μ判断微分値を越えた場合に非低摩擦係数路面と判断する車体減速度判断を実行する構成であることを特徴とする。
【0010】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のアンチスキッド制御装置において、前記μ判断減圧値は、30msec〜200msecの範囲内の値であることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3に記載のアンチスキッド制御装置において、前記μ判断加速度は、3g〜15gの範囲の値であることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4に記載のアンチスキッド制御装置において、前記μ判断加速度設定手段は、マップを参照してμ判断加速度を設定する手段であることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5に記載のアンチスキッド制御装置において、前記μ判断微分値は、0.3g〜0.6gの範囲の値であることを特徴とする。
【0011】
【発明の作用および効果】
本発明のように、減圧時間に基づいて路面μ判断を行うアンチスキッド制御装置にあっては、低μ路ではないウエット路走行中に制動を行ったときに、車輪が一時的に水の上に浮いてスリップ状態が発生すると、このスリップ状態が深く、すなわち車輪速度が車体速度から大きく低下してしまい、アンチスキッド制御に基づいて減圧した際に、車輪速度が車体速度になかなか復帰せず、減圧時間が長くなることがある。この減圧時間がμ判断減圧値を越えると、路面μ推定手段は、低μ路ではないウエット路であるにもかかわらず低μ路面と判断する。
しかし、このような非低μ路面を走行している際には、上述のアンチスキッド制御による減圧を行ったときに車輪速度が車体速度に復帰する復帰加速度は、低μ路走行時の復帰加速度に比べて高い値となる。
よって、本発明にあっては、路面μ推定手段が、復帰加速度判断を実行し、この復帰加速度がμ判断加速度を超えた場合には、低μ路面との判断をキャンセルして非低μ路面と判断する。
このように、本発明は、減圧時間のみにより路面μ推定で生じていたウエット路における誤判断を防止して、路面μ推定精度を向上させることができ、この誤推定に基づく低μ路用制御が実行されることを防止して、制御精度を向上させることができる。
また、低μ路において、減圧時間が長くなったときには、ホイールシリンダ圧が低くなってブレーキトルクが減少し、車輪復帰加速度が大きな値を示すことがある。したがって、復帰加速度のみにより路面μ推定を行おうとすると、低μ路において誤判断を行うおそれがある。それに対して、本発明では、まず、減圧時間に基づいて路面μ推定を行い、その後、車輪の復帰加速度に基づいて、上述のようなウエット路における誤ったμ推定のおそれを取り除くようにしているため、この低μ路における誤判断を防止することができるものであり、高い推定精度を得ることができる。
【0012】
次に、請求項1,3〜6に記載の発明にあっては、μ判断加速度設定手段により、上述の復帰加速度判断に用いるμ判断加速度を、車輪のスリップ状態に応じて変更する。
すなわち、車輪復帰加速度は、車輪のスリップ状態が深くなれば深くなるほどその値が大きくなる。したがって、低μ路であっても、スリップ状態が深ければ深いほど車輪復帰加速度が大きくなるため、μ判断加速度として一定値を用いた場合、このように低μ路において復帰加速度が大きくなっても超えることのない値に設定する必要があり、その場合、非低μ路における判断精度とのバランスを高く設定するのに苦慮することになる。
それに対して、本発明では、μ判断加速度設定手段が、車輪速度が減圧閾値よりも低下してスリップ過多となってからその後、例えば疑似車体速度まで復帰してスリップ状態が解消されるまでというような所定のスリップ状態に回復するまでの時間であるスリップ時間に基づいて、スリップ時間が長くなるほどμ判断加速度としてより大きな値を用いるようにして、μ判断加速度を可変としている。
したがって、低μ路において、スリップが深くなった後に車輪復帰加速度が大きくなることによる誤判断を防止して、高い路面μ推定精度を得ることができるという効果が得られる。
【0013】
さらに、請求項3〜6に記載の発明にあっては、ウエット路における制動時に車輪がロックした場合には、少なくとも復帰加速度判断をキャンセルする。
すなわち、車輪がロックしたときには、低μ路であっても車輪の復帰加速度が大きくなることがあるため、復帰加速度に基づく路面μ判断を高い精度で行うことができなくなるおそれがある。
この場合、本発明では、車輪速度が、前回の制御サイクルにおいて減圧により車体速度に復帰した時点あるいは復帰後に車体速度から離反した時点における車体速度であるスピンアップ速度と、今回の制御サイクルにおける同様のスピンアップ速度との時間微分値を求める。この時間微分値は、車両の減速度に相当する。そして、この時間微分値がμ判断微分値を下回った場合低μ路、上回った場合に非低μ路と判断する。
このように、車輪ロックが発生したときには復帰加速度判断をキャンセルし、車輪速度と車体速度とがほぼ一致しているときの車体速度の変化である車体減速度に基づいて路面μ推定を行うため、車輪ロックが発生した後に車輪復帰加速度が大きくなることで、低μ路であるのに非低μ路と誤判断することを防止して、高い路面μ推定精度を得ることができるという効果が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、実施の形態のアンチスキッド制御装置は、2輪駆動車に搭載されているものとする。
【0015】
まず、実施の形態のアンチスキッド制御装置について説明する。
図2は実施の形態のアンチスキッド制御装置が適用されたブレーキ装置部分の油圧回路を示しているもので、図中1はマスタシリンダである。このマスタシリンダ1は、運転者が図外のブレーキペダルを操作することにより液圧を発生するよう構成されている。
【0016】
前記マスタシリンダ1は、ブレーキ配管2を介してホイールシリンダ3に接続されている。そして、ブレーキ配管2の途中には、ブレーキ配管2の上流(マスタシリンダ1側)と下流(ホイールシリンダ3側)とを連通させる増圧状態と、ホイールシリンダ3のブレーキ液をドレン回路4に逃がす減圧状態と、ブレーキ配管2を遮断してホイールシリンダ3のブレーキ液圧を保持する保持状態とに切替可能な制動液圧調整手段としての制御弁5が設けられている。すなわち、ホイールシリンダ3における制動液圧は、制御弁5の切り替えに基づいて任意に制御可能である。なお、この制御弁5は、ブレーキ配管2を連通状態と遮断状態に切り替える増圧弁と、ドレン回路4を連通状態と遮断状態とに切り替える減圧弁との2つの電磁弁で構成することもできる。
【0017】
また、前記ドレン回路4には、ブレーキ液を貯留可能なリザーバ6が設けられている。そして、前記リザーバ6とブレーキ配管2の前記制御弁5よりも上流位置とを接続する還流回路8が設けられ、この還流回路8には、前記リザーバ6に貯留されているブレーキ液をブレーキ配管2に還流させるポンプ7が設けられている。
【0018】
上述した図2において一点鎖線で囲まれた範囲の構成は、ブレーキユニット11として1つにまとめられている。図2では1つの車輪について構成を説明しているが全体としては図1に示すように構成され、前記ブレーキユニット11は、4つの車輪FR,FL,RR,RLの各ホイールシリンダ3(図1においては図示省略)の制動液圧をそれぞれ制御することができるよう構成されている。
【0019】
前記ブレーキユニット11の制御弁5およびポンプ7の作動は、コントロールユニット12により制御される。このコントロールユニット12は、特許請求の範囲のアンチスキッド制御手段に相当するもので、入力手段として特許請求の範囲の車輪速度検出手段として各車輪FR,FL,RR,RLの回転速度を検出す車輪速度センサ13,13,13,13を備えている。この車輪速度センサ13は、車輪の回転速度に応じて、出力信号のパルスが変化する周知の構成のものが用いられている。また、本実施の形態にあっては、検出手段として高価な前後加速度センサは設けられていない。
【0020】
次に、本実施の形態のアンチスキッド制御について説明する。
図3は制動時の車輪ロックを防止すべく各輪に対してブレーキ液圧を制御するアンチスキッド制御の全体の流れを示しており、この制御を実行する部分が特許請求の範囲のアンチスキッド制御手段に相当する。
【0021】
本ブレーキ制御は、10msec周期で行うもので、まず、ステップ101では、10msec毎に発生する各車輪速度センサ13のセンサパルス数と周期とからセンサ周波数を求め、車輪速度Vwおよび車輪加速度△Vwを演算する。
ステップ102では、車輪速度Vwに基づいて疑似車体速度VIを計算する。この疑似車体速度VIを求める処理を行う部分が特許請求の範囲の車体速度検出手段に相当するもので、その計算の詳細については後述する。
ステップ103では、疑似車体速度VIの変化率に基づき車体減速度VIKを計算する。なお、この計算の詳細については後述する。
ステップ104では、減圧制御の開始判断閾値である減圧閾値λを求める演算を行う。この減圧閾値λを求める部分が、特許請求の範囲の減圧閾値設定手段に相当し、その演算の詳細については後述する。
【0022】
ステップ105では、車輪速度Vwが減圧閾値λよりも低いか否かを判定し、減圧閾値λよりも低い場合には、車輪のスリップ率がロック傾向を示しているとしてステップ106〜108により、減圧制御を実行する。
すなわち、ステップ106では、アンチスキッドタイマAS=150にセットする。続くステップ107では、車輪加速度△Vwが所定値である0.8gよりも大きいか否か判断し、YESすなわち△Vw<0.8gの場合、ステップ108に進んで、制御弁5を減圧状態に切り替えてホイールシリンダ圧を減圧する減圧制御を実行する。
【0023】
また、ステップ105においてNOと判定された場合(Vw≧λの場合)、ステップ109に進んで車輪加速度△Vwが予め設定された通常保持閾値未満であるか否かを判定し、NOすなわち通常保持閾値よりも大きい場合には車輪速度Vwが復帰したとしてステップ110に進んで、増圧制御(制御弁5を増圧状態に切り替える)を行い、さらに、続くステップ116において、後述する車輪ロックを示すロックフラグLOCKF=0にリセットする。一方、ステップ109において車輪加速度△Vwが通常保持閾値未満の場合には、ステップ111に進んで保持制御(制御弁5を保持状態に切り替える)を行う。
また、ステップ108,116,111の制御を実行した後は、ステップ112に進んで、10msが経過したか否かを判定し、10msが経過したら、ステップ113に進んで、アンチスキッドタイマASを1だけ減算(デクリメント)した後、ステップ114においてアンチスキッドタイマASが0以下であるか否か判定し、AS≦0の場合、ステップ115においてAS=0として、ステップ101に戻る。
したがって、アンチスキッドタイマASは、アンチスキッド制御の最初の減圧制御が成されるまでは0にリセットされていて、その後、減圧制御が実行されるたびにABSタイマAS=150にセットされるとともに、1回の制御流れを実行する度に150からカウントダウンされ、アンチスキッドタイマASが0以下になるとAS=0とするものである。
【0024】
次に、ステップ102における疑似車体速度計算の一例の詳細について図4のフローチャートにより説明する。
まず、ステップ201では、4輪の車輪速度のうちで最も高速の車輪速度を制御用車輪速度VFSとする。
次に、ステップ202では、アンチスキッドタイマAS=0であるか否か、すなわち最初の減圧が成される前か後かを判定し、AS=0すなわち減圧前にはステップ203に進み、AS≠0すなわち減圧後にはステップ204に進む。
ステップ203では、制御用車輪速度VFSを、従動輪車輪速Vwの最大値とするとともに、低μ路を示す低μフラグLoμFを0にリセットする。
【0025】
ステップ204では、疑似車体速度VIが制御用車輪速度VFS以上であるか否か判断し、すなわち減圧後に車輪速度が車体速度に戻ったか否か判定し、VI≧VFSの場合はステップ205に進んで、VI=VI−(VIK+0.3g)×kの式に基づいて疑似車体速度VIを演算する。なお、kとして、例えば(0.353km/h)/gを用いるが、この値は任意である。
一方、ステップ204において、NOすなわちVI<VFSの場合は、ステップ206〜209の処理により疑似車体速度VIを演算する。
すなわち、ステップ206において、後述するステップ209における疑似車体速度VIの演算式で用いる定数xを、2km/hに設定する。続くステップ207では、最初の減圧が実行されている(アンチスキッド制御中)か否かをAS=0か否かにより判断し、AS=0の場合は、ステップ208において前記定数xを=0.143km/hに設定し直した後ステップ209に進み、AS≠0場合は、そのままステップ209に進む。
ステップ209では、疑似車体速度VIを、VI=VI−xにより求める。
つまり、本実施の形態では、制御用車輪速度VFSと疑似車体速度VIとを比較し、減圧後に車輪速度Vwが疑似車体速度VIに戻る復帰点、あるいはその後、車輪速度Vwが疑似車体速度VIから再び離れる離反点における疑似車体速度VIであるスピンアップ車体速度Vpを越えたか否か判定し、VFS>VIでありスピンアップ車体速度Vpを越えた場合は、ステップ206〜209に進んで、VI=VI−xとし、一方、VFS≦VIであり復帰点あるいは離反点に至る前の場合、ステップ205に進んで、VI=VI−(VIK+0.3g)×kとする。
また、スピンアップ車体速度Vpは、車輪速度Vwが疑似車体速度VIに戻る復帰あるいは離反点における車体速度VIに限らず、その復帰または離反点近傍の疑似車体速度VIでもよい。
【0026】
次に、図3のステップ103における車体減速度計算処理の一例について図5のフローチャートにより説明する。
ステップ301では、アンチスキッドタイマASが、AS=0の状態からAS≠0の状態に変化したか否か、すなわち減圧制御を行っていない状態から減圧制御を実行する状態に変化したか否か判断し、この変化が無い場合にはそのままステップ303に進むが、この変化があった場合にはステップ302に進んで、車体減速度VIKを算出するのに使用する算出用速度V0=VIとするとともに、同様の算出用時間T0=0とする。
ステップ303では、算出用時間T0、およびスピンアップ車体速度Vpまでの減速度計算時間VpTをインクリメント(1だけ加算する。なお、この1は10msecに相当する)する。なお、算出用時間T0は、減圧開始時点から計測される時間である。
【0027】
ステップ304では、前述したスピンアップ車体速度Vpに達した状態から、それを越えた状態に変化したか否かを、VI<VFSからVI≧VFSに変化したか否かにより判断し、復帰点あるいは離反点を越えない場合には、そのままステップ308に進み、復帰点あるいは離反点を越えた場合には、ステップ305〜307の処理を実行する。
ステップ305では、VIK=(V0−VI)/T0の式を用いて車体減速度VIKを算出する。続くステップ306では、前回(1制御サイクル前)のスピンアップ車体速度であるVpAとして、現時点における今回のスピンアップ車体速度VpBに更新するとともに、今回の復帰点あるいは離反点における疑似車体速度VIを今回のスピンアップ車体速度VpBとして更新し、さらに、最新車体減速度VIKBを、VIKB=(VpA−VpB)/VpTの式により求める。なお、この最新車体減速度VIKBは、車輪ロック時の路面μ判定に用いる。
さらに、ステップ307において、前記減速度計算時間VpTおよび後述するスリップ時間LμTと高μフラグHμFをそれぞれ0にリセットする。なお、減速度計算時間VpTは、今回スピンアップ車体速度Vpが得られた時点から、次回にスピンアップ車体速度Vpが得られるまで計測される時間である。
【0028】
ステップ308では、スリップ時間LμT≠0であるか、または車輪速度Vwが減圧閾値λを下回ったか判断し、LμT≠0とVw<λのいずれでもない場合は、そのままステップ310に進み、LμT≠0とVw<λのいずれかの場合には、ステップ309に進んでスリップ時間LμTをインクリメント(1だけ加算)した後、ステップ310に進む。
ステップ310では、車輪速度Vw=0km/hであるか否か、すなわち車輪が完全にロックしているか否か判断し、Vw≠0km/hの場合はそのままステップ312に進み、Vw=0km/hの場合はステップ311に進んでロックフラグLOCKF=1にセットした後、ステップ312に進む。すなわち、車輪がロックしたらロックフラグLOCKFがセットされる。ここで、車輪ロックの判断基準である車輪速度は、必ずしも0km/hに限ることはなく、車輪ロックの判断が可能であれば、0km/hを若干上回ってもよい。
【0029】
ステップ312以降の処理を行う部分は、特許請求の範囲の路面摩擦係数推定手段に相当するもので、路面μ推定を行う。まず、ステップ312において、ロックフラグLOCKF=1にセットされているか否か判断し、LOCKF=1の場合はステップ313,314,320による路面μ推定を実行し、一方、ステップ312において、ロックフラグLOCKF≠1の場合、すなわち、車輪にロックが生じていない場合には、ステップ315〜319の処理に基づいて路面μ推定を行うものであり、本実施の形態にあっては、車輪にロックが生じたか否かに基づいて路面μ推定を行う。
【0030】
車輪がロックした場合に進むステップ313では、最新車体減速度VIKBがμ判断微分値である0.5g未満であるか否か判断し、VIKB≧0.5gの場合は、ステップ320に進んで低μフラグLμF=0にリセットし、VIKB<0.5gの場合にはステップ314に進んで低μフラグLμフラグLμF=1にセットする。なお、前記μ判断微分値としては、実施の形態では0.5gを用いているが、この値は、車両諸元により最適値が異なるもので、実験を行って0.3g〜0.6gの範囲内の値から最適値を選択するのが好ましい。以上のステップ313,314,320の処理を行う部分が特許請求の範囲の車体減速度判断を実行する部分である。
【0031】
一方、車輪ロックが発生していない場合には、まず、ステップ315で、後述する減圧出力を行っている時間をカウントする減圧カウンタDECTが所定のμ判断減圧値である100msec以上となったか否かを判定し、DECT<100msecの場合はそのままステップ317に進むが、DECT≧100msecの場合にはステップ316に進んで低μ路面であることを示す低μフラグLoμF=1にセットした後、ステップ317に進む。すなわち、減圧時間がμ判断減圧値を越えた場合に、低μ路と推定する。なお、このμ判断減圧値は、減圧時間に基づいて路面μを推定する値であって、例えば、高μまたは中μ路において減圧制御が行われ、ブレーキ液圧が0mpaとなる減圧時間をμ判断減圧値として設定することができる。このμ判断減圧値は、車両諸元により異なるため、実験を行って車種毎に最適値を設定するのが好ましく、その値としては、例えば30msec〜200msecの範囲内が好ましい。
ステップ317では、予め設定された加速度マップを参照して、μ判断加速度αmaxを求めるもので、この処理を行う部分が、特許請求の範囲のμ判断加速度設定手段に相当する。ここで用いる加速度マップは、図9に示すように、スリップ時間LμTに応じ、スリップ時間LμTが長くなるほどμ判断加速度αmaxの値が大きくなるように設定されたマップであり、μ判断加速度αmaxの設定範囲としては、図示のマップでは、3g〜15gの範囲とする。なお、本実施の形態では、低μ路か否かを判定するようにしているため、図において低μと中μとを分ける特性線上の値に基づいてμ判断加速度αmaxを決定するが、低μ・中μ・高μと判断する場合には、図中の2本の特性線を使用する。さらに、μの推定種類を増やし、特性線を3以上の複数設定することも可能である。
さらにステップ318に進んで、車輪復帰加速度VWD30がμ判断加速度αmaxを越えたか否か判断する。なお、この車輪復帰加速度VWD30は、最新の30msecにおける車輪速度Vwの変化率である。
このステップ318において、NOすなわちVWD30≦αmaxの場合は、そのままステップ321に進み、YESすなわちVWD>αmaxの場合は、ステップ319において低μフラグLμFをリセットする。
【0032】
さらに、上述したステップ314,318,319,320のいずれかを終えると、ステップ321に進んで、アンチスキッドタイマASが0であるか否か判断し、AS=0の場合にはステップ322に進んで車体減速度VIK=1.3gにセットする。すなわち、車体減速度VIKは、ABS制御による減圧が実行されるまでは高μ路相当の値1.3gに設定され、その後、スピンアップ車体速度が発生してステップ306による車体減速度VIKの演算が成されると、この演算値に更新されるものである。
【0033】
したがって、本実施の形態では、車輪がロックした場合には、最新車体減速度VIKBに基づいてVIKB<0.5gであれば低μ路と判断して低μフラグLμF=1にセットし(ステップ312→313→314の流れ)、VIKB≧0.5gであれば、高μと判断する。
また、車輪がロックしていない場合には、まず、第1段階の判断として、減圧カウンタDECTがμ判断減圧値100msec以上となると低μ路と判断して低μフラグLμF=1にセット(ステップ315→316の流れ)する。さらに、低μフラグLμF=1にセットされていても、第2段階の判断として、車輪復帰加速度VWD30(減圧により車輪速度Vwが車体速度に向けて復帰する加速度である車輪復帰加速度)が、μ判断加速度αmaxを越えた場合には、高μ路であるとして、低μフラグLμF=0にリセットする(ステップ317→318→319の流れ)。
【0034】
次に、図3のステップ104の減圧閾値演算処理の一例について図6のフローチャートにより説明する。
まず、ステップ401において、常数xxを8km/hに設定する。
次に、ステップ402において、車体減速度VIKが所定値0.4gよりも小さいか、または、低μフラグLμFが1にセットされているか、すなわち、低μであるか否か判断する。YESの場合低μであると判断して、常数xx=4km/hに設定し直してステップ404に進む。一方、ステップ402においてNOすなわち高μと判断した場合には、常数xxを8km/hとしたままステップ404に進む。
そして、ステップ404にあっては、減圧閾値λを、λ=VI×0.95−xxの演算により求める。したがって、減圧閾値λは、高μ路の場合、低μ路の場合よりも疑似車体速度VIに対する差が大きな値(深い値)となる。
【0035】
次に、図3のステップ108の減圧制御の一例について図7のフローチャートにより詳細に説明する。
まず、ステップ701で、後述する増圧出力を実行する間カウントする増圧カウンタINCTを0にリセットし、続くステップ702において、今回の減圧制御において減圧を行う時間である減圧時間GAWを、GAW=|VWD30|×α/VIKにより求める。
次に、ステップ703では、車体減速度VIKが0.4g以上であり、かつ、低μフラグLμF=1セットされているか否かによりABS制御の1サイクル目において低μ路判断が成されたか否か判断し、NOすなわち1サイクル目に低μ路判断が成されない場合には、そのままステップ705に進むが、YESすなわちVIK≧0.4gかつLμF=1であって1サイクル目に低μ路と判断した場合は、ステップ704に進んで減圧時間GAWをGAW=|VWD30|×α/0.1gに設定し直してステップ705に進む。
ちなみに、制御1サイクル目にあっては、車体減速度VIKは、高μ路用の設定値(1.3g)が用いられているため、VIK≧0.4gにより制御1サイクル目における低μ判断状態と判断することができる。また、この制御1サイクル目にあっては、車輪速度の変化に基づく計算値が得られていないため、減圧時間GAWを求める演算式の分母として低μ路用の0.1gという小さな値を用い、これにより、減圧時間GAWは大きな値に設定される。
なお、本実施の形態では、車体減速度VIKは、制御の1サイクル目は、1.3gに設定するようにしているため、1サイクル目であるか否かを判断するステップ703において車体減速度VIKと比較する値は、1.3gよりも小さな値であれば図示した0.4gよりも大きな値であってもよく、要は、制御1サイクル目で用いる車体減速度VIKに応じて設定する。
【0036】
ステップ705では、制御弁5を減圧状態とする減圧出力を行うとともに、減圧カウンタDECTをインクリメント(1だけ加算)する。
ステップ706では、減圧カウンタDECTがステップ702あるいは704で設定した減圧時間GAW以上となったか否か、すなわち減圧時間GAWだけ減圧出力を行ったか否か判断し、DECT≧GAWの場合はステップ707に進んで制御弁5を保持状態とする保持出力を行うとともに、減圧カウンタDECTをデクリメント(1だけ減算)する。
【0037】
次に、図3のステップ110における増圧制御の一例について図8のフローチャートにより詳細に説明する。
まず、ステップ801で、減圧カウンタDECTを0にリセットし、続くステップ802において、今回の増圧制御において増圧を行う時間である増圧時間ZAWを、ZAW=|VWD30|×β×VIKにより求める。
次に、ステップ803では、車体減速度VIKが0.4g以上であり、かつ、低μフラグLμF=1セットされているか否かによりABS制御の1サイクル目において低μ路判断が成されたか否か判断し、NOすなわち1サイクル目に低μ路判断が成されない場合には、そのままステップ805に進むが、YESすなわちVIK≧0.4gかつLμF=1であって1サイクル目に低μ路と判断した場合には、ステップ804に進んで増圧時間ZAWをZAW=|VWD30|×β×0.1gに設定し直してステップ805に進む。
すなわち、制御1サイクル目に低μ路判断された場合には、その時点で実際の車輪速度に応じた車体減速度VIKが得られていないため、増圧時間ZAWを求める演算式に掛ける値として低μ路用の0.1gという小さな値を用い、これにより、増圧時間ZAWは小さな値に設定される。
【0038】
ステップ805では、制御弁5を増圧状態とする増圧出力を行うとともに、増圧カウンタINCTをインクリメント(1だけ加算)する。
ステップ806では、増圧カウンタINCTがステップ802あるいは804で設定した増圧時間ZAW以上となったか否か、すなわち増圧時間ZAWだけ増圧出力を行ったか否か判断し、INCT≧ZAWの場合はステップ807に進んで制御弁5を保持状態とする保持出力を行うとともに、増圧カウンタINCTをデクリメント(1だけ減算)する。
【0039】
次に、実施の形態の作動についてタイムチャート図10〜図12に示すタイムチャートに基づいて説明する。
まず、図10は、低μ路走行時の作動例を示すタイムチャートである。
この図の例では、t1の時点で制動を開始し、t2の時点で車輪速度Vwが減圧閾値λを下回って、減圧制御が開始されている。なお、このt2の時点でアンチスキッドカウンタASが0から150にセットされる。
そして、この図の例では、低μ路における制動のため、車輪のスリップが深く発生したため、減圧制御をt3の時間実行しているにもかかわらず、車輪速度Vwが疑似車体速度VIになかなか復帰しない。このように減圧時間が長くなって、μ判断減圧値である100msecを越えると(図10においてt4の時点)、本実施の形態にあっては、図5のフローチャートにおいて、ステップ312→315→316の流れとなって、低μフラグLμF=1にセットされる。
また、この場合、減圧を開始してから車輪速度Vwが疑似車体速度VIに復帰するまでの時間であるスリップ時間LμTが長くなるため、ステップ317においてマップを参照してμ判断加速度αmaxを設定した場合に、μ判断加速度αmaxの値が大きくなる。したがって、図示のように車輪復帰加速度VWD30の最大車輪復帰加速度VWD30maxが図示のように発生しても、μ判断加速度αmaxを越えることが無く、よって、図5のフローチャートにおいて、ステップ318から319に進むことがなく、低μ判断が維持される。すなわち、低μフラグLμF=1に維持される。
【0040】
また、低μフラグLμFがセットされた場合、図7に示す減圧制御において、ステップ703→704の流れに基づいて、減圧時間GAWが高μ路判断時に比べて長く設定され、かつ、図8に示す増圧制御において、ステップ803→804の流れに基づいて、増圧時間ZAWが高μ判断時に比べて短く設定され、これにより、高μ路に比べて減圧量が大きく増圧量を小さく制御される。
【0041】
次に、ウエット路(中μ路)走行時において、制動時に、車輪ロックが生じた場合を、図11により説明する。
このようにウエット路において、車輪が水に浮いて車輪のスリップが深くなりロックすると、上述の例と同様に減圧時間が長くなる。
従来技術にあっては、減圧時間が長くなると低μと推定され、その時点から所定時間(例えば、0.6〜1秒程度)、低μ用の制御が実行されていた。
それに対して本実施の形態では、車輪ロックが発生した場合、図5のフローチャートにおいてステップ312→313→320の流れになり、図示のVpA、VpB、VpTに基づいて得られた最新車体減速度VIKBに基づいて、路面μ推定を行う。
この場合、ウエット路すなわち中μ路走行時であるから、最新車体減速度VIKBは、低μ路走行時に比べて大きな値になり、LμF=0となって非低μ路と判断される。
【0042】
また、図11に示すような車輪ロックが発生しなかった場合には、減圧時間が長くなると、図10の例と同様に減圧時間が100msecを越えた時点で図において点線で示すように、低μフラグがセットされることになる。
しかし、この場合、減圧制御を実行することにより車輪速度Vwが復帰する際の加速度VWD30の最大車輪復帰加速度VWD30maxが、μ判断加速度αmaxを越えることになる。したがって、図5のフローチャートにおいて、ステップ317→318→319の処理が成され、低μフラグLμF=0にリセットされ、その時点から、高μ路用制御が実行される。
よって、ウエット路を走行しているのに、低μ路用制御が実行される不具合が生じない。
なお、ウエット路にあっては、スリップ時間LμTが図示のように低μ路よりも短くなる。その結果、図9のマップに基づいて得られるμ判断加速度αmaxは図10に示した低μ路の場合に比べて小さな値となる。よって、最大車輪復帰加速度VWD30maxが比較的小さな値でも非低μ路と判断されることになる。
【0043】
次に、低μ路走行における制動時に車輪ロックが発生した場合について図12に基づいて説明する。
低μ路において車輪がロックした場合、低μ路であっても、図示のように車輪復帰加速度VWD30が比較的大きな値になる。したがって、図5のステップ315〜319による減圧時間と車輪復帰加速度VWD30に基づく路面μ判断において、非低μと判断されるおそれが生じる。
すなわち、図13は低μ路において車輪がロックしたときのスリップ時間LμTと、車輪復帰加速度VWD30との関係を示しているもので、この図に示すように、低μ路の場合と高μ路の場合とで、車輪復帰加速度VWD30が共通する領域が存在するため、この領域で誤判断が発生するおそれがある。
【0044】
よって、このように車輪ロックが生じた場合には、図11でも説明したようにステップ312→313による、最新車体減速度VIKBに基づく路面μ判断、すなわち、スピンアップ車体速度VpA,VpBの速度差を経過時間で割って最新車体減速度VIKBを求め、さらにその値がμ判断微分値である0.5gと比較して低μであるか非低μであるか判断する。
この図12の例では、最新車体減速度VIKBが比較的低い値(スピンアップ車体速度VpA、VpBを結ぶ線の傾きが緩やか)となり、低μ路と判断される。つまり、車輪がロックした後には、低μ路であっても最大車輪復帰加速度VWD30maxが比較的大きな値となり、車輪復帰加速度VWD30に基づいてμ判断を行うと、高μと誤判断するおそれがある。そこで、車輪ロック時には、スピンアップ車体速度Vpに基づいてμ判断を行うことで、この誤判断を防止することができる。
【0045】
以上説明したように、本実施の形態にあっては、路面μを推定するのに前後加速度センサを用いることなく減圧時間に基づいて路面μ判断を行う安価な手段を採用しながらも、ウエット路などの非低μ路において、一時的にスリップ状態が深くなって減圧時間が長くなったとしても、このように減圧時間が長くなって低μと判断した後には、車輪復帰加速度VWDとμ判断加速度αmaxに基づく復帰加速度判断を実行し、この車輪復帰加速度VWDがμ判断加速度αmaxを超えた場合には、低μ路との判断をキャンセルして非低μ路面と判断するようにしたため、減圧時間のみにより路面μ推定で生じていたウエット路における誤判断を防止して、路面μ推定精度を向上させることができ、この誤推定に基づく低μ路用制御が実行される不具合を防止して、制御精度を向上させることができるという効果が得られる。
さらに、本実施の形態にあっては、μ判断加速度αmaxを、マップに基づいてスリップ時間に応じてスリップ時間が長いほど、μ判断加速度αmaxとして大きな値に設定するようにしたため、低μ路であってもスリップが深くなった場合に車輪復帰加速度が大きな値となってしまい、高μ路と判断してしまう誤判断を防止して、高い路面μ推定精度を得ることができる。
【0046】
加えて、本実施の形態では、制動時に車輪ロックが発生した時には、減圧カウンタDECTによる路面μ判断および上述の復帰加速度判断をキャンセルして、前回の制御サイクルにおけるスピンアップ車体速度VpAと今回の制御サイクルにおけるスピンアップ車体速度VpBとの時間微分値に基づいて最新車体減速度VIKBを求め、この最新車体減速度VIKBとあらかじめ設定されたμ判断微分値である0.5gとを比較して路面μ判断を行うようにしたため、車輪ロックが発生した後に車輪復帰加速度が大きくなることで低μ路であるのに非低μ路と誤判断することを防止して、高い推定精度を得ることができるという効果が得られる。
【0047】
以上、図面により実施の形態について説明してきたが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
実施の形態では、低μ判断時と非低μ判断時とで、低μフラグLμFを切り替えるように構成し、この低μフラグLμFに基づいて低μ用制御と非低μ用制御とに切り替えるよう構成したが、このようにフラグを切り替えるのではなく、直接制御を切り替えるようにしても良い。
また、本実施の形態では、スリップ時間LμTを求めるにあたり、車輪速度Vwが減圧しきい値λを下回ったときからカウントを開始しているが、アンチスキッド制御の実行開始が、保持制御から開始される場合は、この保持制御が開始された時点からスリップ時間LμTのカウントを開始してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態のアンチスキッド制御装置を示す全体図である。
【図2】実施の形態の要部を示す油圧回路図である。
【図3】実施の形態におけるアンチスキッド制御の流れを示すフローチャートである。
【図4】実施の形態における疑似車体速度計算の流れを示すフローチャートである。
【図5】実施の形態における車体減速度計算の流れを示すフローチャートである。
【図6】実施の形態における減圧閾値演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図7】実施の形態における減圧制御の流れを示すフローチャートである。
【図8】実施の形態における増圧制御の流れを示すフローチャートである。
【図9】実施の形態におけるμ判断加速度マップを示す特性図である。
【図10】実施の形態における低μ路走行時の作動例を示すタイムチャートである。
【図11】実施の形態におけるウエット路走行時に車輪ロック発生したときの作動例を示すタイムチャートである。
【図12】実施の形態における低μ路走行時に車輪ロックが発生したときの作動例を示すタイムチャートである。
【図13】車輪ロック発生時の車輪復帰加速度と路面μの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 マスタシリンダ
2 ブレーキ配管
3 ホイールシリンダ
4 ドレン回路
5 制御弁
6 リザーバ
7 ポンプ
8 還流回路
11 ブレーキユニット
12 コントロールユニット
13 車輪速度センサ
Claims (6)
- 車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、
車体速度を検出する車体速度検出手段と、
各輪の制動液圧を減圧および増圧可能な制動液圧調整手段と、
前記車体速度と前記車輪速度とを比較して車輪のスリップ状態を判断し、前記制動液圧調整手段により必要に応じて減圧および増圧して車輪のロックを防止しつつ制動を行うアンチスキッド制御を実行するアンチスキッド制御手段と、
このアンチスキッド制御手段に設けられ、アンチスキッド制御による減圧時間があらかじめ設定されたμ判断減圧値を越えた場合に低摩擦係数路面と推定する一方、前記減圧時間が前記μ判断減圧値を越えない場合に非低摩擦係数路面と推定する路面摩擦係数推定手段と、
を備えたアンチスキッド制御装置において、
前記アンチスキッド制御手段は、車体速度よりも低い所定の減圧閾値を設定する減圧閾値設定手段を有し、車輪のスリップ状態を判断するにあたり、車輪速度が前記減圧閾値を下回ったら、スリップ過多であるとして減圧制御を実行し、アンチスキッド制御を実行する際に、路面摩擦係数推定手段による推定結果に応じ、低摩擦係数路面と非低摩擦係数路面とで制御を変更する構成であって、
前記路面摩擦係数推定手段は、前記スリップ時間が長くなるほど大きな値をμ判断加速度として設定するμ判断加速度設定手段を有し、前記減圧時間に基づいて低摩擦係数路面と判断した後に、前記車輪速度が前記車体速度に復帰する復帰加速度が前記μ判断加速度を越えた場合には、低摩擦係数路面判断をキャンセルして非低摩擦係数路面と判断する復帰加速度判断を行う構成であることを特徴とするアンチスキッド制御装置。 - 車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、
車体速度を検出する車体速度検出手段と、
各輪の制動液圧を減圧および増圧可能な制動液圧調整手段と、
車体速度と車輪速度とを比較して車輪のスリップ状態を判断し、制動液圧調整手段により必要に応じて減圧および増圧して車輪のロックを防止しつつ制動を行うアンチスキッド制御を実行するアンチスキッド制御手段と、
このアンチスキッド制御手段に設けられ、アンチスキッド制御による減圧時間があらかじめ設定されたμ判断減圧値を越えた場合に低摩擦係数路面と推定する一方、前記減圧時間が前記μ判断減圧値を越えない場合に非低摩擦係数路面と推定する路面摩擦係数推定手段と、
を備えたアンチスキッド制御装置において、
前記アンチスキッド制御手段は、アンチスキッド制御を実行する際に、路面摩擦係数推定手段による推定結果に応じ、低摩擦係数路面と非低摩擦係数路面とで制御を変更する構成であって、
前記路面摩擦係数推定手段は、前記減圧時間に基づいて低摩擦係数路面と判断した後に、前記車輪速度が前記車体速度に復帰する復帰加速度が前記μ判断加速度を越えた場合には、低摩擦係数路面判断をキャンセルして非低摩擦係数路面と判断する復帰加速度判断を行うとともに、車輪ロックが生じた際には、少なくとも前記復帰加速度判断をキャンセルし、前回の制御サイクルにおいて減圧後に車輪速度が車体速度に復帰した時点あるいは復帰後車体速度から離反する時点における車体速度であるスピンアップ車体速度と、今回の制御サイクルにおけるスピンアップ車体速度との時間微分値を求め、この時間微分値があらかじめ設定されたμ判断微分値を下回った場合に低摩擦係数路面と判断し、逆に、μ判断微分値を越えた場合に非低摩擦係数路面と判断する車体減速度判断を実行する構成であることを特徴とするアンチスキッド制御装置。 - 前記μ判断減圧値は、30msec〜200msecの範囲内の値であることを特徴とする請求項1または2に記載のアンチスキッド制御装置。
- 前記μ判断加速度は、3g〜15gの範囲の値であることを特徴とする請求項1ないし3に記載のアンチスキッド制御装置。
- 前記μ判断加速度設定手段は、マップを参照してμ判断加速度を設定する手段であることを特徴とする請求項1ないし4に記載のアンチスキッド制御装置。
- 前記μ判断微分値は、0.3g〜0.6gの範囲の値であることを特徴とする請求項1ないし5に記載のアンチスキッド制御装置。
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