JPH01106765A - アンチスキッドブレーキシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、被υ１動体である（例えば自動車、航空機等
）の車輪を常に最適な状態で制動・停止させて、操縦不
安定を解消づるように構成されたアンチスキッドブレー
キシステムに関する。

〈従来の技術〉 従来公知のこの種のアンチスキッドブレーキシステムと
しては、例えば、日経メカニカル（１９８６゜１１、１
７発行、第５２頁乃至第５４頁）　「特集−第２部。

現代制御理論の適用」がある。

以下、この従来の技術を図面を用いて説明する。

第３図は従来の技術の説明に供する図であり、被制動体
である例えば自ａＩＮの車輪と路面間の摩擦係数μと滑
り速度（車輪の回転速度と自動車速度の差）Ｖｓとの関
数特性図である。第４図は従来のアンチスキッドブレー
キシステムの構成を示すブロック線図である。

第３図において、一般に摩擦係数μは、滑り速度Ｖｓの
関数となり、ある最高滑り速度（ここではｖｓｔａχ）
を境に摩擦係数μは減少してい（。

アンチスキッドブレーキシステムは、常に最大の摩擦係
数が得られるように、ブレーキ圧を調整し、滑り速度Ｖ
ｓを制御するものであり、これにより例えば自動車の制
動距離を短縮すると共に車輪のロックによる操縦不安定
を解消出来る。

第４図において、自ｅ＊ｉに車輪の回転角速度を計測す
るために回転計２が取付けられている。

この回転計２で計測した回転出力信号である車輪回転自
速ａ（Ｖｗ＞は、車体速度演算器Ｆ器３に導かれて読込
まれ、車体速ｆＩ（Ｖ）の推定値が演ｎされる。車体速
度演算器３で演算された車体速度（Ｖ）は、指令車輪回
転角速洩演鐸器４に導かれて摩擦係数μが最大となる滑
り速度（Ｖｓ　）を得るように指令車輪回転角速度（Ｖ
Ｗ’　　）が演算される。演算された指令車輪回転角速
度（Ｖｕ＋Ｃ）は比較器５に導かれて車輪回転角速度（
ＶＷ）との差ΔＶｗ　（＝Ｖｕ　−Ｖｕ＋Ｃ）が求めら
れる。この比較器５で彎られたΔＶｗは、積分器６にお
いて積分演算されてＩΔＶｗ　ｄ　ｊ　（−ｆ（Ｖｕ　
−Ｖｗ’）ｄｔ）が求められる。一方、車輪回転角速度
（Ｖｗ）は例えば微分器から成る車輪の回転角加速度演
ｎ器７で車輪回転角加速度（ｆｒＶｖ＞が演算される。

８は指令ブレーキ圧出力部である。

この指令ブレーキ圧出力部８におい１、予めオフライン
で求めておいた車輪回転角加速度にｆ）Ｖｗ）、車輪回
転角速度（Ｖｕ　）　、積分値（ｆΔＶ、ｄｔ）を状態
変数とする最適レギュレータにより求められた固定の最
適ゲインに１〜に３値がゲイン設定部８ａ、〜８ａ、に
夫々記憶されている。そして、ゲイン設定ＰＢｅａｌに
おいて車輪回転角加速度（奔Ｖｗ）に最適ゲインに１が
、ゲイン設定部８ａ２において車輪回転自速ｍ　（Ｖｍ
　）に最適ゲインに２が、ゲイン設定部８ａ、において
積分値（ｆΔＶｗ　ｄ　ｔ　）に最適ゲインに３が夫々
ＪｌＩ停され、指令ブレーキ圧演算部８ｂで制御量であ
る指令ブレーキ圧（ＰＧ）を得るための演ｎ（加算演算
等）が施される。この結果指令ブレーキ圧（Ｐｏ）は自
！ＩＩＩの車輪にブレーキを掛ける油圧サーボ等から成
るアクチュエータ９に伝達され、自動車が最適な状況に
おいて制動される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、この従来のアンチスキッドブレーキシステム
は上述したように、最適ゲインに＋−に３が予めオフラ
インで求められた固定値で使用されるようになっている
。一方、＊涼係数μと滑り速度Ｖｓの関係は、路面の状
態により時々変化する。このために、固定された値の最
適ゲインに１〜に３では、常に最適な制動特性は得られ
ない、という問題点がある。

本発明は、この従来の技術の問題点に鑑みてなされたも
のであって、路面の状態により時々刻々と変化する摩擦
係数に関係な（、常に最適なｌｌＩ動特性を得ることが
できるアンチスキッドブレーキシステムを提供すること
を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成するための本発明は、車輪の回転角速
度を回転計でｉｔ　′ＩＡＬ／　Ｕ車体速度演算器で車
体速度を演算し、該車体速度がら指令車輪回転角速度演
眸器で指令車輪回転角速度を演算し、前記回転計の出力
から車輪の回転角加速度ＩＧＩ器で車輪回転角加速度を
得、前記回転計の出方と前記指令車輪回転角速度との差
の積分値を演ｑし、該積分値、前記車輪回転角加速度及
び前記回転計の出力と予め求めてある１３Ｍゲインとに
基づき指令ブレーキ圧を得、該指令ブレーキ圧を前記車
輪にブレーキを掛けるアクチュエータに伝達する構成の
アンチスキッドブレーキシステムにおいて、前記回転計
の出力と前記車体速度を入力して摩擦係数を同定する同
定器と、該同定器からの信号で最適ゲインを調整して、
該調整した最適ゲインと前記積分値、前記車輪回転角加
速度及び前記回転計の出力とに基づいて前記アクチュエ
ータにｊｉｌ　３Ｎ１指令ブレーキ圧を出力する最適指
令ブレーキ圧出力部と、を具備したことを特徴とするも
のである。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。尚
、以下の図面において、第４図と重複する部分は同一番
号を付してその説明は省略する。

第１図は本発明の具体的実施例であるアンチスキッドブ
レーキシステムの構成を示すブロック系統図、第２図は
第１図の動作を説明するフローチャートである。

第１図において、１０は車輪回転角速度（Ｖｗ）と車体
速度（Ｖ）を入力して時々刻々変化する車輪と路面間の
摩擦係数μを同定して同定信号α１を出力する同定器で
ある。８０は同定信号α冒により摩擦係数μに合った最
適ゲインに＋・〜に３０が選択・調整され、このａｍさ
れた最適ゲインと車輪回転角加速度にｆ）Ｖｉｙ）、車
体速度（Ｖ）及び積分値（ｆΔＶｗｄｊ）とに基づいて
アクチュエータ９に最適指令ブレーキ圧Ｐ＋を出力する
最適指令ブレーキ圧出力部である。この最適指令ブレー
キ圧出力部８０においては、最適ゲイン調整器８＋ａ〜
８１ｃから成る最適ゲイン調整ｌ１８１に予めオフライ
ンで車輪回転角加速度（ｆＶｍ）、車輪回転角速度（Ｖ
ｗ）及び積分値（ｆΔ■、、、ｄｔ）を状態変数とする
各条件における最適ゲインが選択可能に多数設定されて
おり、この最適ゲイン調整器８１８〜８１ｃに時々刻々
変化する同定信号α電が入力する時に、この同定値に見
合った最適ゲインが適宜選択・調整される。この調整さ
れた最適ゲインに＋◇に車輪回転角加速１１１ｔ（ｆｒ
Ｖｖ）が、最適ゲインに２０に車体速度（Ｖ）が、＃ｌ
適ゲインにコ０に積分値（ｆΔＶｖｄｔ）が乗篩される
。

その上で指令ブレーキ圧演痒部８２で制御はである最適
指令ブレーキ圧（Ｐｌ）を得るための演鐸（加鋒演算等
）が施され、アクチュエータ９に最適指令ブレーキ圧Ｐ
、として出力される。この結果、路面の状態により変化
する摩擦係数に関係なく、車輪は常に最適な状況下にお
ける制動特性を得ることができる。

ここで式を用いて本発明を更に説明する。

本発明において、同定Ｂ１０の摩擦係数μの同定に拡張
カルマンフィルタが応用される。

一般に車輪の運動は、 （１／γ）ｆＶｕ−Ｆγ−ＫｔＰ十ω＋　　−（１）で
表わすことができる。但し、ｌは車輪の慣性モーメント
、γは車輪の半径、Ｆは車輪と路面間の摩擦力、Ｋｔは
ブレーキ圧力・制動トルク変換ゲイン、Ｐはブレーキ圧
力、ω、はノイズとする。

又、車体の運動は、 ＃ｖ＝−（４／Ｍ）ｒ−＋ω２　　　　　　・・・（２
）で表わすことができる。但し、Ｍは車体の質量、ω２
はノイズとする。ここで（＋）、（２）式中の摩擦力Ｆ
は、摩擦係数μとその重輪が受持つ車体の分担荷重Ｗで
表わすことができる。即ち、 Ｆ−μ・Ｗ　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）
となる。ｒｆｌ擦係数μは、車体速度（Ｖ）と車輪回転
角速度（Ｖｗ）の差（滑り速度Ｖｓ）の関数で、μ＝α
（Ｖ−７Ｖｗ）　　　　　　　　　　・・・（４）と近
似出来る。ここで（３）、（４）式を（１）、（２）式
に代入すると、 （１／　）’　）　斧Ｖ　ｗ　−ｒ　Ｗ　Ｏｆ　（Ｖ　
−）’　Ｖ　ｗ　）−Ｋｔ　Ｐ＋ω１・・・（５） ＃Ｖ−−（４／Ｍ）Ｗ（Ｚ　（Ｖ−７’Ｖｕ　）＋ω２
・・・（６） となり、この（５）　、　（６）式を使用して摩擦係数
μの近似計数αの同定を行う事ができる。ここで、状態
変数としてＶｗ、Ｖ、αを選び、マトリックスを用いて
表現すると、 合一／（Ｘ）＋８・υ・←Ｗ　　　　　　　・・・（７
）Ｙ−Ｃ−Ｘ＋Ｖ　　　　　　　　　　　　　・・・（
８）となる。又、Ｗ、Ｖは、システムノイズ及び計測ノ
イズである。これ等（７）　、　（８）式に拡張カルマ
ンフィルタを応用することでαの同定計算を行う（この
時、アルゴリズムは既知）。このαを変化させた時の最
適ゲインを予め計算してＪ！％適ゲイン調整器８１のメ
モリに格納しておき、以後同定器１０からの同定信号α
１に基づいてＲ過ゲイン調ＩＩ器８１のメモリからこの
同定信号α富に見合った最適ゲインが適宜引出される（
選択・ＩＩＩされる）。

〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に本発明を説明したように、
本発明のアンチスキッドブレーキシステムによれば、路
面の状態により時々刻々と変化する車輪と路面間の摩擦
係数をオンラインで同定器により同定する事ができるの
で、摩擦係数の変化を気にすることなく常に最適ゲイン
を使用したブレーキングを行う事ができるために最適な
制動特性を得ることができ、被制動体（例えば自動車。

航空機等車輪を用いて地面を移動する移動体）のｌ１Ｉ
Ｊ！ｌｌ距離や姿勢等の問題にともなう改善（車輪を常
に最適な状態で制動・停止させて操縦不安定を解消する
事）が可能となるという効果がある。４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的実施例であるアンチスキッドブ
レーキシステムの構成を示すブロック系統図、第２図は
第１図の動作を説明するフローチャート、第３図は従来
の技術の説明に供する図、第４図は従来のアンチスキッ
ドブレーキシステムの構成を示すブロック線図である。 ２・・・回転計、３・・・車体速度演粋器、４・・・指
令車輪回転角速成演算器、５・・・比較器、６・・・積
分器、９・・・アクチュエータ、１０・・・同定器、８
　Ｇ−・・最適指令ブレーキ圧出力部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輪の回転角速度を回転計で計測して車体速度演算器で
   車体速度を演算し、該車体速度から指令車輪回転角速度
   演算器で指令車輪回転角速度を演算し、前記回転計の出
   力から車輪の回転角加速度演算器で車輪回転角加速度を
   得、前記回転計の出力と前記指令車輪回転角速度との差
   の積分値を演算し、該積分値、前記車輪回転角加速度及
   び前記回転計の出力と予め求めてある最適ゲインとに基
   づき指令ブレーキ圧を得、該指令ブレーキ圧を前記車輪
   にブレーキを掛けるアクチュエータに伝達する構成のア
   ンチスキッドブレーキシステムにおいて、前記回転計の
   出力と前記車体速度を入力して摩擦係数を同定する同定
   器と、該同定器からの信号で最適ゲインを調整して、該
   調整した最適ゲインと前記積分値、前記車輪回転角加速
   度及び前記回転計の出力とに基づいて前記アクチュエー
   タに最適指令ブレーキ圧を出力する最適指令ブレーキ圧
   出力部と、を具備したことを特徴とするアンチスキッド
   ブレーキシステム。