JP4348828B2 - アンチスキッド制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制動状態に応じて各車輪のホイールシリンダのブレーキ液圧を制御するアンチスキッド制御装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
車両制動時に車輪がロック状態となってスリップすることを防止する装置として、種々のアンチスキッド制御装置が提案されているが、近時は、路面状態に左右されることなく、必要時にのみアンチスキッド制御を行なうようにする技術も散見されるに至っている。例えば特開平２−６３９５６号公報には、非常に急な路面隆起以外ではロック防止動作が開始しないようにする技術に関し、ロック防止が実施されていない期間では前車軸にて路面隆起が検知されると、これによって後車軸が同じ隆起部分に達するであろうと速度及びホイールベースに基づいて予測される時点の直前に、後車軸ロック防止システムの感度が一時的に低下するようにされた車両ロック防止ブレーキシステムが提案されている。具体的には、同公報の図３が参照され、前輪にて検知された隆起が後輪に達する直前の時点ｔ３が算出され、この算出された時点ｔ３から隆起が後輪を通過してしまう時点ｔ４までの「ウィンド」期間の間、後輪ロック防止検出器の感度は低下するようにされる旨記載されている（同公報第３頁右下欄第１９行目乃至第４頁左上欄第３行目）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平２−６３９５６号公報に記載のシステムにおいては、確かに後輪に関してロック防止システムの感度を一時的に低下することができるが、第１のサイクルにおけるロック防止動作を開始するための前輪スリップしきい値が充分高く設定されているため、時点ｔ１で路面隆起に遭遇したとしてもロック防止動作は開始されないと記載されているように（同公報第３頁右下欄第１２行目乃至第１５行目）、前輪については感度を一時的に低下することなく従前のままとされている。そして、路面隆起に遭遇したことを前輪側で判定し、この結果を後輪の制御に供することとしている。
【０００４】
然し乍ら、前輪が路面隆起に遭遇したときにも、前輪のロック防止動作を開始することはあり得、この場合にはアンチスキッド制御に移行したときと同様のフィーリングを運転者に与えることになるので、路面隆起を通過したときには前後輪を問わず、ロック防止動作の開始を回避する必要がある。また、前記公報に記載のシステムにおいては路面隆起に対処することを目的としているが、高低差のある段差、突起のみならず、鉄製マンホールの蓋、走行路を横切るスレート製の蓋等、路面と車輪との間の摩擦係数が急激に低下する部分（本願では、これらを総称して、段差等という）を通過したときにも、ロック防止動作の開始を回避する必要がある。
【０００５】
そこで、本発明は、アンチスキッド制御開始前に車輪が段差等を通過したことを確実に検出すると共に、この検出結果に基づき、車輪が段差等を通過したときにはアンチスキッド制御が開始しないようにして、適切にアンチスキッド制御を行ない得るアンチスキッド制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、本発明は、車両の各車輪に装着した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圧を出力する液圧発生手段と、該液圧発生手段と前記各車輪のホイールシリンダとの間に介装し、前記車両の制動状態に応じて前記各車輪のホイールシリンダのブレーキ液圧を制御する液圧制御手段とを備えたアンチスキッド制御装置において、前記各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検出車輪速度に基づきアンチスキッド制御の開始基準を設定する開始基準設定手段と、前記車輪速度検出手段の検出車輪速度に基づき前記各車輪の車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、該車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度に対し所定のフィルタ処理を行なったフィルタ処理後の車輪加速度と、前記車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度の瞬時値との差が所定の値を超えたときに、車輪速度の急激な低下と判定する車輪速度急減検出手段と、アンチスキッド制御開始前に、前記車輪速度急減検出手段が車輪速度の急激な低下を検出したときには、前記開始基準設定手段が設定する前記アンチスキッド制御の開始基準を、前記アンチスキッド制御の開始が困難となる方向に補正する開始基準補正手段とを備えることとしたものであり、前記開始基準補正手段が対象とする車輪は、前記車両前方の車輪及び後方の車輪の何れでもよい。
【０００７】
即ち、前記段差等を車輪が通過したときには、車輪速度が急激に低下することから、アンチスキッド制御開始前に、前記車輪速度急減検出手段が車輪速度の急激な低下を検出したときには、段差等を車輪が通過したと判定し、アンチスキッド制御の開始が困難となる方向にアンチスキッド制御開始基準を補正することとしたものである。尚、「アンチスキッド制御の開始が困難となる方向」とは、例えば、制御開始基準速度を低く設定し、アンチスキッド制御が開始しない領域を広く設定することを意味し、消極的な表現で表せば「アンチスキッド制御が開始しない方向」ということになる。
【００１１】
尚、前記開始基準補正手段は、請求項２に記載のように、車輪振動周期の二分の一以上の間、前記アンチスキッド制御の開始が困難となる方向に補正するように構成するとよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るアンチスキッド制御装置を示すもので、液圧発生手段としてはマスタシリンダ２ａ及びブースタ２ｂを備え、これらがブレーキペダル３によって駆動される。各車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬにはホイールシリンダ５１乃至５４が装着されている。尚、車輪ＦＲは運転席からみて前方右側の車輪を示し、以下車輪ＦＬは前方左側、車輪ＲＲは後方右側、車輪ＲＬは後方左側の車輪を示しており、図１に明らかなように所謂ダイアゴナル配管が構成されているが、所謂前後配管としてもよい。
【００１３】
そして、マスタシリンダ２ａとホイールシリンダ５１乃至５４との間に、アンチスキッド制御（ＡＢＳ）用のアクチュエータ３０が介装されている。このアクチュエータ３０は本発明の液圧制御手段を構成するもので、図１に二点鎖線で示すようにマスタシリンダ２ａの一方の出力ポートとホイールシリンダ５１，５４の各々を接続する液圧路に夫々常開の電磁弁３１，３７が介装され、これらとマスタシリンダ２ａとの間に液圧ポンプ２１の吐出側が接続されている。同様に、マスタシリンダ２ａの他方の出力ポートとホイールシリンダ５２，５３の各々を接続する液圧路に夫々常開の電磁弁３３，３５が介装され、これらとマスタシリンダ２ａとの間に液圧ポンプ２２の吐出側が接続されている。液圧ポンプ２１，２２は電動モータ２０によって駆動され、その作動時に上記の各液圧路に所定の圧力に昇圧されたブレーキ液が供給される。
【００１４】
ホイールシリンダ５１，５４は更に常閉の電磁弁３２，３８に接続されており、これらの下流側はリザーバ２３に接続されると共に、液圧ポンプ２１の吸入側に接続されている。ホイールシリンダ５２，５３は同じく常閉の電磁弁３４，３６に接続され、これらの下流側はリザーバ２４に接続されると共に、液圧ポンプ２２の吸入側に接続されている。リザーバ２３，２４は夫々ピストンとスプリングを備えており、電磁弁３２，３４，３６，３８を介して排出される各ホイールシリンダのブレーキ液を収容する。
【００１５】
電磁弁３１乃至３８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乃至５４はマスタシリンダ２ａに連通している。ソレノイドコイル通電時には第２位置となり、各ホイールシリンダ５１乃至５４はマスタシリンダ２ａとは遮断され、リザーバ２３あるいは２４と連通する。尚、図１においてはＰＶはプロポーショニングバルブ、ＤＰはダンパ、ＣＶはチェックバルブ、ＯＲはオリフィス、ＦＴはフィルタを示し、図１中同一記号のものは同一の部品を示す。チェックバルブＣＶはホイールシリンダ５１乃至５４及びリザーバ２３，２４側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ある。
【００１６】
而して、これらの電磁弁３１乃至３８のソレノイドコイルに対する通電、非通電を制御することによりホイールシリンダ５１乃至５４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、電磁弁３１乃至３８のソレノイドコイル非通電時にはホイールシリンダ５１乃至５４にマスタシリンダ２ａ及び液圧ポンプ２１あるいは２２からブレーキ液圧が供給されて増圧し、通電時にはホイールシリンダ５１乃至５４がリザーバ２３あるいは２４側に連通し減圧する。また、電磁弁３１，３３，３５，３７のソレノイドコイルに通電しその他の電磁弁のソレノイドコイルを非通電とすれば、ホイールシリンダ５１乃至５４内のブレーキ液圧が保持される。従って、上記ソレノイドコイルに対する通電、非通電の時間間隔を調整することにより、後述するようにパルス増圧モード（ステップ増圧モードとも呼ばれる）における液圧制御を行ない、緩やかに増圧するように制御することができ、またパルス減圧モード時には緩やかに減圧するように制御することができる。
【００１７】
上記電磁弁３１乃至３８は電子制御装置１０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。電動モータ２０も電子制御装置１０に接続され、これにより駆動制御される。また、車輪ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ，ＦＬには車輪速度検出手段たる車輪速度センサ４１乃至４４が配設され、これらが電子制御装置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電子制御装置１０に入力されるように構成されている。電子制御装置１０には、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４等が接続されている。尚、電子制御装置１０は、一般的なマイクロコンピュータで構成されており、図示は省略するが、バスを介して相互に接続されたプロセシングユニット（ＣＰＵ）、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、タイマ、入出力インターフェース等から成り、プロセシングユニット内には本発明の車輪加速度演算手段、開始基準設定手段、車輪速度急減検出手段、及び開始基準補正手段が構成されている。
【００１８】
上記のように構成された本実施形態においては、電子制御装置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アクチュエータ３０の作動が制御されるが、以下図２のフローチャートに基づいて説明する。イグニッションスイッチ（図示せず）が閉成されると、先ず図２のステップ１０１にて初期化が行なわれ、各種の演算値がクリアされる。続いて、ステップ１０２において車輪速度センサ４１乃至４４からの出力信号に基づき各車輪の車輪速度（代表してＶｗで表す）が演算され、更にステップ１０３にて車輪速度Ｖｗが微分され、このときの車輪加速度、即ち瞬時値の車輪加速度ＤＶｘが求められる。また、例えば、このときの値を最終値とする所定の演算サイクル分の平均値が演算され（即ち、フィルタ処理され）、フィルタ後の車輪加速度ＤＶｗが求められる。
【００１９】
次に、ステップ１０４において、段差等の通過判定の処理が行なわれるが、これについては図３を参照して後述する。続いてステップ１０５に進み、各車輪の車輪速度と比較されるアンチスキッド制御（ＡＢＳ）の開始基準速度Ｖｓが設定されるが、これについては図４及び図５を参照して後述する。更に、ステップ１０６に進み、アンチスキッド制御中か否かが判定され、未だアンチスキッド制御中でなければステップ１０７に進み、車輪速度Ｖｗと開始基準速度Ｖｓとの関係に基づきアンチスキッド制御の開始条件を充足しているか否かが判定される。開始条件を充足していればステップ１０８以降に進み、充足していなければステップ１１４にジャンプする。
【００２０】
そして、ステップ１０８において、各車輪のロック状態に応じて減圧モード、パルス増圧モード及び保持モードの何れかの液圧モードに設定され、ステップ１０９乃至１１３に進み、各液圧モードに応じた液圧制御信号が出力される。而して、各液圧モードに基づき、前述のように電磁弁３１乃至３８の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、ホイールシリンダ５１乃至５４内のブレーキ液圧（ホイールシリンダ液圧）が増圧、減圧又は保持される。
【００２１】
そして、ステップ１１４において四つの車輪に関する演算処理が完了したか否かが判定され、完了していなければステップ１０２に戻り、上記の処理が繰り返される。四つの車輪の全てに関し演算処理が完了したと判定されると、ステップ１１５に進み各車輪の車輪速度Ｖｗに基づき推定車体速度Ｖsoが演算される。尚、例えば対地センサ等によって、直接車体速度を検出することも可能である。続いてステップ１１６に進み、推定車体速度Ｖsoが微分され推定車体加速度ＤＶsoが演算される。
【００２２】
図３は、図２のステップ１０４にて行なわれる段差等の通過判定の処理を示すもので、ステップ２０１においてアンチスキッド制御が行なわれる前の状態か否かが判定される。アンチスキッド制御前であれば、ステップ２０２に進み、ブレーキスイッチ４がオンされているか否かが判定され、オンされておればステップ２０３に進み、段差フラグＦｄの状態が判定される。最初の段階では段差フラグＦｄはリセット（０）されているので、そのままステップ２０４に進み、段差等の通過判定が行なわれる。
【００２３】
本実施形態の段差等の通過判定は、フィルタ後の車輪加速度ＤＶｗと瞬時値の車輪加速度ＤＶｘとの差（ＤＶｗ−ＤＶｘ）（以下、単に車輪加速度差という）を所定の値Ｋｄ（例えば、５Ｇ）と比較することによって行なわれる。ステップ２０４において、この車輪加速度差（ＤＶｗ−ＤＶｘ）が所定の値Ｋｄを超えていると判定された場合には、車輪速度の急激な低下が検出されたことになる。従って、当該車輪が段差等を通過したと判定され、ステップ２０５にて段差フラグＦｄがセット（１）される。ステップ２０４において車輪加速度差（ＤＶｗ−ＤＶｘ）が所定の値Ｋｄ以下と判定された場合には、段差等を通過していないと判定され、そのまま図２のメインルーチンに戻る。
【００２４】
一方、ステップ２０３において段差フラグＦｄが既にセットされていると判定されると、ステップ２０６にてカウンタＣｄがインクリメント（＋１）された後、ステップ２０７にてカウンタＣｄの累積値が所定時間Ｔｄ（例えば、120 ms）と比較される。このステップ２０７において、カウンタＣｄの累積値が所定時間Ｔｄ未満と判定された場合には、そのまま図２のメインルーチンに戻る。カウンタＣｄの累積値が所定時間Ｔｄ以上となると、ステップ２０９に進み段差フラグＦｄがリセット（０）される。換言すれば、所定時間Ｔｄ以上となるまでは段差フラグＦｄがセットされた状態となる。尚、この所定時間Ｔｄについては、図６を参照して後述する。また、例えば、既に減圧モードにあって、ステップ２０１にてアンチスキッド制御中であると判定された場合、及びステップ２０２にてブレーキスイッチ４がオフと判定された場合には、ステップ２０８に進みカウンタＣｄがクリア（０）され、ステップ２０９にて段差フラグＦｄがリセット（０）される。
【００２５】
図４は、図２のステップ１０５にて行なわれるＡＢＳ開始基準速度Ｖｓの設定処理を示すもので、開始基準速度Ｖｓが以下のように求められる。先ず、ステップ３０１において、推定車体速度Ｖsoに対して所定の割合（１−Ａ）の値、即ち（１−Ａ）・Ｖsoから所定の速度Ｂ（例えば３km）を減算した値が、開始基準速度Ｖｓとされる。ここで、Ａは一定の値で、例えば５％に設定される。従って、基準速度は推定車体速度Ｖsoの９５％から所定の速度Ｂ（３km）を減算した値となる。
【００２６】
続いて、ステップ３０２において段差フラグＦｄの状態が判定され、段差フラグＦｄがセットされている場合にはステップ３０３に進み、補正量たる車輪速度差ΔＶｓが車輪加速度差（ＤＶｗ−ＤＶｘ）の関数として設定される（ΔＶｓ＝ｆ（ＤＶｗ−ＤＶｘ））。例えば、図５に示すように車輪加速度差（ＤＶｗ−ＤＶｘ）に応じて車輪速度差ΔＶｓが設定される。ステップ３０２において段差フラグＦｄがリセット（０）状態と判定された場合には、ステップ３０４に進み、車輪加速度差ΔＶｓが０とされてステップ３０５に進む。ステップ３０５においては、開始基準速度Ｖｓから補正量の車輪速度差ΔＶｓを差し引いた値（Ｖｓ−ΔＶｓ）が新たな開始基準速度Ｖｓとして設定される。
【００２９】
以上のように、車輪が段差等を通過したことに起因して車輪速度が急激に低下している間はアンチスキッド制御が開始しないように設定され、上記の所定時間Ｔｄは、以下の理由から車輪振動周期の二分の一以上となるように設定される。車輪振動周期、即ち、ばね下の振動周期は車種によって決まるが、車輪が通過する段差等が高い場合には車輪が着地するまでの時間が長くなるので、車輪振動周期の二分の一より短い時間では、開始基準速度Ｖｓが元の値に戻された時に、車輪が未だ着地していない場合が生じ得る。本発明はこれを回避すべく、所定時間Ｔｄを車輪振動周期の二分の一以上に設定することとしたものであり、図３の実施形態では略一周期分の長さ（120 ms）に設定されている。
【００３０】
【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おいては、アンチスキッド制御開始前に、車輪速度急減検出手段が車輪速度の急激な低下を検出したときには、開始基準設定手段が設定するアンチスキッド制御の開始基準を、アンチスキッド制御の開始が困難となる方向に補正するように構成されているので、アンチスキッド制御開始前に車輪が段差等を通過したことを確実に検出することができると共に、車輪が段差等を通過したときにはアンチスキッド制御が開始しないようにして、適切にアンチスキッド制御を行なうことができる。特に、車輪加速度演算手段の演算結果に基づき車輪速度の急激な低下を確実に判定することができるので、簡単な構成で、アンチスキッド制御開始前に車輪が段差等を通過したことを確実に検出することができる。
【００３２】
更に、請求項２に記載のアンチスキッド制御装置においては、開始基準補正手段が、車輪振動周期の二分の一以上の間、アンチスキッド制御の開始が困難となる方向に補正するように構成されているので、車輪が段差等を通過中にアンチスキッド制御が開始することを確実に回避し、適切にアンチスキッド制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るアンチスキッド制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の一実施形態におけるアンチスキッド制御のための処理を示すフローチャートである。
【図３】 図２における段差等の通過判定の処理を示すフローチャートである。
【図４】 図２におけるＡＢＳ開始基準速度設定の処理を示すフローチャートである。
【図５】 図３における車輪速度差トＶｓと車輪加速度差（ＤＶｗ−ＤＶｘ）の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２ａ マスタシリンダ， ３ ブレーキペダル， １０ 電子制御装置，
２０ 電動モータ， ２１，２２ 液圧ポンプ， ２３，２４ リザーバ，
３０ アクチュエータ， ３１〜３６ 電磁弁，
４１〜４４ 車輪速度センサ， ５１〜５４ ホイールシリンダ，
ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ 車輪

Claims (2)

1. 車両の各車輪に装着した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圧を出力する液圧発生手段と、該液圧発生手段と前記各車輪のホイールシリンダとの間に介装し、前記車両の制動状態に応じて前記各車輪のホイールシリンダのブレーキ液圧を制御する液圧制御手段とを備えたアンチスキッド制御装置において、前記各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検出車輪速度に基づきアンチスキッド制御の開始基準を設定する開始基準設定手段と、前記車輪速度検出手段の検出車輪速度に基づき前記各車輪の車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、該車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度に対し所定のフィルタ処理を行なったフィルタ処理後の車輪加速度と、前記車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度の瞬時値との差が所定の値を超えたときに、車輪速度の急激な低下と判定する車輪速度急減検出手段と、アンチスキッド制御開始前に、前記車輪速度急減検出手段が車輪速度の急激な低下を検出したときには、前記開始基準設定手段が設定する前記アンチスキッド制御の開始基準を、前記アンチスキッド制御の開始が困難となる方向に補正する開始基準補正手段とを備えたことを特徴とするアンチスキッド制御装置。
2. 前記開始基準補正手段は、車輪振動周期の二分の一以上の間、前記アンチスキッド制御の開始が困難となる方向に補正す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。

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