JPH03220056A - 路面摩擦力検出装置及び路面摩擦係数検出装置並びに車両のアンチロックブレーキ装置 - 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、車両の急制動時に車輪のロック　（固着）を
防止するアンチロックブレーキ装置　（ＡＢＳ）、並び
にそれを構成する要素となり得る路面Ｍ振力検出装置、
及び路面摩擦係数検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の車両、例えば自動車のアンチロックブレーキ装置
（ＡＢＳ）では、車体速度と車輪速度をもとに、スリッ
プ比が、ある一定の範囲に入るよう、制動を自動制御す
る方式が、一般的である（例えば、特公昭５９−３０５
８５号公報、特開昭６０−６１３５４号公報）。路面摩
擦係数と、スリップ比の間の関係は、路面の状況によっ
て、変わり得るものであり、このため上記の方式では、
路面の状況によっては、制動力が最大とはならないこと
もあり、その場合には、最小の制動距離が得られない。

また、車体速度は、車輪速度からの推定値であるため、
スリップ比の制御における、精度上の問題がある。

車体速度を正確に把握するためには、対地速度センサー
（例えば、特開昭６３−６４８６１号公報）、車体減速
度センサー（例えば、特開昭６３−１７０１５７号公ｌ
１ｔ）などの、複雑な装置を特徴とする 特開昭６３−２５１６９号公報に記載される装置では、
車輪に作用する、路面摩擦力のトルク（タイヤトルク）
を、車輪角加速度と、ブレーキ液圧とから演算により算
出して、ブレーキ液圧上昇中のタイヤトルクの下降の始
まりを、車輪のロック直前状態の判別材料の一つとして
採用している。しかしながら、この装置ではタイヤトル
クを、車輪角加速度とブレーキ液圧とから、演算によっ
て間接的に求めており、車輪の慣性能率、ブレーキの制
動効率等の不確定な定数の存在のため、計算値に精度上
の問題がある。また、車輪のタイヤの空気圧や、車体重
量の加減によっては、車体減速度に応じて、車輪の路面
からの距離が変動するために、路面摩擦力とタイヤトル
クとに関して、必ずしも一定比が保たれないという問題
もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来の装置が有する以上の欠点を除去した車
両のアンチロックブレーキ装置、並びにその構成要素と
なり得る路面摩擦力検出装置、及び路面摩擦係数検出装
置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は路面摩擦力検出装置、及び路面摩擦係数検出装
置、並びに車両のアンチロックブレーキ装置であって、
特許請求の範囲、第１．２．３．４．５、若しくは６項
に記載した特徴を備えたものである。

〔作用〕

本発明に係る第１のアンチロックブレーキ装置は、路面
摩擦力を検出し、ブレーキ液圧の上昇にともなって路面
摩擦力が増大する間は、ブレーキ液圧を上昇させ、ブレ
ーキ液圧の上昇にも拘らず路面摩擦力が減少するときに
、ブレーキ液圧を減少させ、ブレーキ液圧の減少にとも
なって路面摩擦力が減少すれば、再度ブレーキ液圧を上
昇させ、以上の動作を反復するブレーキ制御手段を備え
る。

路面摩擦力は、車両のタイヤの歪又は車輪周りの歪の測
定結果を通して得ることができる。

本発明に係る第２のアンチロックブレーキ装置は、路面
１１！擦係数を検出し、ブレーキ液圧の上昇にともなっ
て路面摩擦係数が増大する間は、ブレーキ液圧を上昇さ
せ、路面摩擦係数の上昇速度が設定値以下になったとき
に、ブレーキ液圧を緩和又は解放し、路面摩擦係数が設
定値以下に減衰した後に、ブレーキ液圧を再上昇させ、
以上の動作を反復するブレーキ制御手段を備える。この
第２のアンチロックブレーキ装置で使用する路面摩擦係
数は、車両のタイヤの歪又は車輪周りの歪の測定結果を
通して得られる路面摩擦力と垂直荷重とから演算によっ
て得ることができる。

さて、車輪と路面との間のスリップ比と路面摩擦係数と
の間の関係は、典型的には第１図の様な曲線で表現され
る。通常の路面では、Ｃ１のようにピークを持った曲線
で表わされ、雪上等の特殊な路面ではＣ２のようにピー
クを持たない曲線で表わされることもある。ピークの有
無だけではなく、ピークの高さ、ピークに対応するスリ
ップ比の大きさ等にも、路面の状況や車速に依存して差
異が存在する。一方、Ｃ３で表わされるように、コーナ
リング力（横抗力）はスリップ比の増加に対して単調に
減少する。従って、自動車等の無軌道車両ではコーナリ
ング力を失わずに最大制動力を得るために、Ｃ１，０２
曲線上のＰｌ、２２点の付近で制動動作をするのが理想
的である。

路面摩擦係数対スリップ比の関係が第１図の０１のよう
なピークを持つ曲線で描かれる路面を走行する場合を考
える。但し、路面摩擦力は路面摩擦係数と近似的に比例
の関係にある。この場合、本発明に係る第１のアンチロ
ックブレーキ装置が次のように動作する。まず、ブレー
キペダルを踏み込むか、ブレーキレバーを操作して急制
動をかけると、ブレーキ液圧が上昇する。この時、路面
摩擦力の検出値が上昇する間は、ブレーキ液圧を上昇さ
せてブレーキをより強く作動させる。これが第１図の曲
線Ｃ１におけるＰｌの左側の領域である。

ブレーキ液圧を高めてブレーキをより強く作動させると
、スリップ比が増大して最大路面摩擦係数の点Ｐ１に接
近する。更にブレーキ液圧を高めると、やがて２１点を
超える。点Ｐ１を超えると車輪のロックが始まろうとし
て、ブレーキ液圧の上昇に対して路面摩擦力が減少に転
じる。このようにして路面摩擦力検出値が下降する場合
には、ブレーキ液圧を逆に減少させてブレーキの作動を
緩和させる。

したがって、車輪がロックに至ることはない。ブレーキ
液圧の減少にともなって路面摩擦力が減少すれば、再び
ブレーキ液圧を上昇させる。このように動作する結果、
路面摩擦係数対スリップ比がピークを有する曲線で描か
れる路面上を走行している限り、路面の状況に関わりな
く車輪のロックを防止し、しかも最大の路面摩擦力を利
用した制動を行うことが可能となる。

車両の各車輪の路面との間の摩擦力は、力学的にその車
輪による車体への制動力と等価である。

このため、車輪の路面との接地点から車体までの各構造
物の任意の点に於て、路面摩擦力に比例した応力及び歪
が生じる。したがって、これらの構造物中の適当なある
点でその構造物の歪を測定し、この歪を通して路面摩擦
力を検出することができる。車輪がタイヤを有する車両
であれば、上記構造物のうちタイヤに最も大きな歪が生
じる。したがって、タイヤの歪測定結果に基づいて路面
摩擦力を検出することができる。また、例えば車輪を支
持する軸受けに歪ゲージを貼付して車輪周りの歪を測定
してもよい。歪量がタイヤに比べて小さいけれども、回
転部分ではないために路面摩擦力検出装置の構成を単純
化することができる。

路面が各車輪に作用する垂直抗力、或はその反作用であ
る各車輪が路面に作用する垂直荷重も、同様の理由によ
り、タイヤの歪若しくは車輪周りの歪を測定することに
より検出することができる。

本発明に係る第２のアンチロックブレーキ装置は、以下
のように動作する。運転者がブレーキペダルを強く踏み
込むかブレーキレバーを強ぐ操作すると、アンチロック
ブレーキ装置が作動を開始する。Ｃ１，０２曲線上のＰ
Ｌ、　Ｐ２の左側ではブレーキ液圧の上昇にともなって
路面摩擦係数μが増加する。ところが、μの増加の速さ
が所定の基準値より小さくなったところ（点Ｐ１のわず
かに左側、又はＰ２）で、ブレーキ液圧が緩和又は解放
され、μが減少に転じる。路面１１Ｊ！擦係数μが減少
に転じる直前の最大値の一定割合だけ減衰すると、ブレ
ーキ液圧が再度上昇に転じる。以下、これらの動作を反
復する。これにより、路面摩擦係数対スリップ比の関係
が０１のようなピークを持つ曲線で描かれる路面を走行
する場合に限らず、曲線Ｃ２のようなピークを持たない
曲線で描かれる場合でも、制動時の路面摩擦係数がＰｌ
、Ｐ２の近傍に保たれ、理想に近い制動動作が得られる
。軌道上を走行するコーナリング力の確保が必要でない
車両（例えば鉄道車両）では、μの増加の速さに対する
前記の所定の基準値をゼロ又は適当な負の値に設定して
おくと良い。そうすれば、常に最大の路面摩擦力を利用
した制動を行うことができる。なお、この第２のアンチ
ロックブレーキ装置で使用する路面摩擦係数は、車両の
タイヤの歪又は車輪周りの歪の測定結果を通して得られ
る前記の路面摩擦力及び垂直荷重から演算によって得る
ことができる。

〔実施例〕

車両の中で特に自動車への応用を例にとり実施例を記述
する。自動車以外の車両に於ても同様に適用可能である
。

第２図及び第３図は、本発明の実施例に係るアンチロッ
クブレーキ装置に関する。制御装置３は、ブレーキ踏力
、路面摩擦力及びブレーキ液圧の測定値を参照してブレ
ーキ液圧を制御する。ブレーキペダルの踏力センサー２
、ブレーキ液圧発生装置４、ブレーキ装置５及びブレー
キ液圧検出装置６は、公知の技術を利用することができ
る。制御装置３は、マイクロプロセッサ、メモリー及び
入出力インタフェイスを含む電子回路で構成され、予め
メモリーに書き込まれたプログラムにしだがって動作す
る。制御装置３の動作の実施例を第３図のフローチャー
トに示す。ブレーキ踏力が設定値以上になると、本発明
に係るアンチロックブレーキ装置が動作を開始して、通
常のブレーキ動作からアンチロックブレーキ動作に移行
する。第３図に示すフローチャートのステップ１０がア
ンチロックブレーキ動作の開始を表わしている。続いて
ステップ１２で路面摩擦力Ｆを検出し、この値をステッ
プ１４に於てＦ　ｔ−１でラベルされた変数に記憶する
。次に、ステップ１６に於てブレーキ液を増圧する。続
いてステップ１８に於て路面摩擦力Ｆを検出し、ステッ
プ２０に於てこの路面摩擦力の値を変数Ｆｔに記憶する
。次に、ステップ２２で２つの変数ＦｔとＦｔ−１の差
、つまりＦｔ−Ｆｔ−１が正か否かを判断する。正であ
れば、ステップ２４に於て変数Ｆｔ−１の記憶値を変数
Ｆｔの値に更新した後、ステップ１６に戻る。ステップ
２２に於ける判断結果が正でなければ、ステップ２６へ
進む。そして、このステップ２６でステップ２４と同じ
く変数Ｆｔ−１の記憶値を変数Ｆｔの値に更新した後、
ステップ２８に於てブレーキ液を減圧する。

この後、ステップ３０で路面摩擦力Ｆを検出し、この値
をステップ３２で変数Ｆｔに記憶する。続くステップ３
４に於て、ステップ２２と同じく差Ｆｔ−Ｆｔ−１の値
をゼロと比較する。この差が負であればステップ２４へ
進む。ステップ３４に於て逆に負でないとの判断が得ら
れる場合にはステップ２６へ戻る。制御装置３が以上の
処理を行うことにより、路面の状況に関わりなく常に路
面摩擦係数の最大値（第１図に於ける曲線Ｃ１上の点Ｐ
Ｌ）又はその近傍でブレーキが動作するようにブレーキ
液圧が制御される。

しかしながら、この実施例は次に挙げる（１）から（４
）の欠点を有する。

（１）上記実施例に係るアンチロックブレーキ装置は路
面摩擦力の極大値を追跡して動作するものである。した
がって、第１図の曲線Ｃ２のように路面摩擦係数がスリ
ップ比に対してピークを示さない路面の場合には、最終
的に完全ロック状態（スリップ比５＝１）が発生してア
ンチロックブレーキ装置の目的に反する可能性がある。

（２）路面摩擦係数は路面摩擦力と車輪に加わる垂直荷
重との比である。どころか、車体走行中に車輪に加わる
垂直荷重が一定である保証はないため、路面摩擦係数と
路面摩擦力との関係は、正確な比例関係ではなくて近似
的なものとなる。それ故、路面摩擦力の極大値を追跡す
る上記実施例のアンチロックブレーキ装置では、必ずし
も第１図の曲線Ｃ１に於けるピークＰ１を追跡している
ことにならない。車輪の制動トルクを参照してブレーキ
制御を行う特開昭６３−２５１６９号公報記載のアンチ
ロックブレーキ装置も同様の欠点を有する。

（３）ブレーキ液圧の上昇にともなって路面摩擦力が上
昇するが、車輪には車軸周りの慣性モーメントが存在し
ているから、ブレーキ液圧の増加に対して追随するスリ
ップ比及び路面摩擦力の上昇に時間遅れが存在する。し
たがって、ブレーキ動作点が第１図の曲線Ｃ１のピーク
Ｐ１を超えてＰｌの右側へ突入し、路面摩擦係数が（垂
直荷重が不変であれば、路面摩擦力も）減少に転じたと
きには、ブレーキ液圧が既に過剰に高くなっている可能
性がある。したがって、このときに路面Ｍ擦カの減少を
検出してブレーキ液圧を減少に転じたとしても、直ちに
スリップ比が減少に転じ、ブレーキ動作点かビークＰ１
に右側から再接近して路面摩擦力が上昇に転じる保証は
ない。つまり、ブレーキ液圧の減少にともなう路面摩擦
力の増加又は減少によって、次の時刻のブレーキ液の減
圧又は増圧を決定する、上記実施例のアンチロックブレ
ーキ装置では、ブレーキ動作点が曲線ｃ１のピークＰ１
に右側から再接近せずに、完全ロックに至る可能性があ
る。

（４）停車状態を検知する手段を有していないため、自
動車が停車した後も無用のアンチロックブレーキ動作を
継続するおそれがある。

以上の問題点を改善した本発明の他の実施例に係るアン
チロックブレーキ装置を、第４図〜第８図を参照しなが
ら以下に説明する。

制御装置１０３は、ブレーキ踏力、路面摩擦係数μ、車
速検出信号及びブレーキ液圧の測定値を参照してブレー
キ液圧を制御する。ブレーキペダルの踏力センサー１０
２、ブレーキ液圧発生装置１０４、ブレーキ液圧検出装
置１０７及びブレーキ装置１０５は、公知の技術を利用
する。路面摩擦係数及び車速検出信号は、それぞれ後に
詳細に説明する路面！ｆ！擦係数検出装置１０１及び真
速検出装置１０６によって得られる。

制御装置１０３は、第２図に示す前記の制御装置３と同
様に、マイクロプロセッサ、メモリー及び入出力インタ
フェイスを含む電子回路で構成され、予めメモリーに書
き込まれたプログラムにしたがって動作する。制御装置
１０３の動作の実施例を第５図から第８図までのフロー
チャートに示す。ブレーキ踏力が、設定値以上になると
、本発明の実施例に係るアンチロックブレーキ装置が動
作を開始して通常のブレーキ動作からアンチロックブレ
ーキ動作に移行する。第５図に示すメインルーチンのス
テップ１１０がこのアンチロックブレーキ動作の開始を
表している。続いてステップ１１１で路面摩擦係数μを
検出し、ステップ１１２に於てこのμの値をμし−１で
ラベルされた変数に記憶する。続いて、この値をステッ
プ１１３に於てμｐでラベルされた変数に記憶する。次
に、ステップ１１５でブレーキ液を増圧した後に、ステ
ップ１１６でμを検出する。ステップ１１７では、μし
でラベルされた変数にステップ１１６でのμの検出値を
記憶する。次にステップ１１８に進んで、２つの記憶値
μむとμｔ−１の差μＬ−μｔ−１が、所定の基準値μ
Ｃと比較される。差μし一μし−１がμＣより大きけれ
ばステップ１１９へ進み、等しい力籾＼さければステッ
プ１２３のブレーキ液減圧ルーチンへと進む。ステップ
１１９では、変数μｔに記憶された値が変数μｔ−１に
記憶されてこのμ七−１の記憶値が更新される。続いて
、処理はステップ１１３に戻る。

ブレーキ液減圧ルーチン１２３では、第６図に示すとお
り、まずステップ１４２でブレーキ液圧を解放あるいは
一定の低い水準に減圧する。続いてステップ１４３でμ
を検出した後、ステップ１４４で変数μｔ−１にこの検
呂値を記憶する。次に、ステップ１４６へ進んでμし−
１を、α・μｐと比較する。係数αはＯから１までの範
囲の適当な一定値に予め設定された定数である。変数μ
ｔ−１の方が４＼さければ、ステップ１４９に進んでブ
レーキ液減圧ルーチン１２３を終了し、ステップ１２４
のブレーキ液再加圧ルーチンへと進む。変数μｔ−１の
方が大きいか等しければ、ステップ１４２に戻る。

ブレーキ液減圧ルーチン１２３に続くブレーキ液再加圧
ルーチン１２４では、第７図に示す処理を行う。まず、
ステップ１６２ではブレーキ液を増圧する。続いてステ
ップ１６３でμを検出し、ステップ１６４でこれを変数
μｔに記憶する。次に、ステップ１６５で変数μしを変
数μｔ−１と比較する。

変数μｔの方が大きければ、ステップ１６６へ進んで変
数μし−１に変数μ七の値を記憶し、変数μｔ、−１の
記憶値を更新する。続いて、ステップ１７１へ進んでブ
レーキ液再加圧ルーチンを終了し、メインルーチンのス
テップ１１３に戻る。ステップ１６５に於て変数μｔの
方が小さいか等しい場合には、ステップ１６７へ進んで
ステップ１６６と同様に変数μし−１の値をμｔの値に
更新する。そして、ステップ１６２に戻る。

制御装置１０３が以上の処理を行うことにより、本実施
例に係るアンチロックブレーキ装置は次のように動作す
る。アンチロックブレーキ装置が動作を始めると、路面
＃！擦係数μの上昇速度が所定の基準値を上回る間は、
ブレーキ液圧を上昇させてゆく。路面摩擦係数μの上昇
速度が基準値より低くなると、ブレーキ液圧を緩和又は
解放する。

この際、減ψに転じる直前の路面！！！擦係数μの値を
記憶しておく。この記憶された変数がμＰである。

路面Ｊ！Ｊ！擦係数μがαで決定される所定の割合、例
えば５０％まで減少した時点で、ブレーキ液圧を再度上
昇に転じさせる。以下、上記の動作を反復する。

第４図の車速検出装置１０６は、運転席前面に表示する
ための従来の装置を利用することが出来る。この車速は
、例えば変速機能動軸の回転速度センサー出力を、電気
的に処理して得られる。駆動軸の回転速度と表示車速と
の間には、通常時間遅れが存在する。この時間遅れをと
もなう車速検出値をそのまま利用しても良い。或は、変
速機駆動軸の回転速度センサーに、適当な時間遅れを有
した車速信号を出力する、信号処理系を付加することに
より、車速信号出力に時間遅れを生じさせ。

これを車速データとして制御装置１０３に入力しても良
い。制御装置１０３は、この車速が一定値（例えば時速
数ｋｍ）以下になれば、ブレーキペダルを所定の踏力以
上で踏み込んでも、通常ブレーキ動作からアンチロック
ブレーキ動作に移行することがない。アンチロックブレ
ーキ動作中に車速が一定値以下になった場合には、制御
装置１０３が第５図から第７図に示すフローチャートの
どの段階にあっても、直ちに第８図に示す割り込みルー
チンを実行してアンチロックブレーキ動作を終了し、通
常ブレーキ動作に戻るようにブレーキ液圧装置を制御す
る。車速か十分低ければ、アンチロックブレーキ動作の
必要性は低く、停車時にはその必要が全くない。この点
を考慮して、本実施例では一定車速以下で、アンチロッ
クブレーキ動作をさせない。参照する車速データは、駆
動軸の回転速度に対して時間遅れを有しているために、
制動時の駆動車輪のロックによる急激な駆動軸回転速度
の低下には応答しない。このため、ブレーキペダルの操
作により通常ブレーキ動作からアンチロックブレーキ動
作に入る直前にロックしてアンチロックブレーキ動作に
移行しなくなる危険性は低減される。また、アンチロッ
クブレーキ動作中にロックが起こった場合に、アンチロ
ックブレーキ動作が解除されて通常ブレーキ動作に戻る
危険性が取り除かれる。

制御装置１０３がフローチャートのどの段階にあっても
、アンチロックブレーキ解除命令によって、直ちに第８
図の割り込みルーチンが実行され、アンチロックブレー
キ動作を終了して、通常のブレーキ動作に戻る。この動
作は、第２図及び第３図に示す前記実施例にも組み込む
ことができる。

アンチロックブレーキ解除命令の発生タイミングは、　
（１）ブレーキペダルの踏力が、所定の基準値を下回っ
たとき、　（２）ブレーキ踏力を解放して、再度ブレー
キペダルを踏込み始めるとき、　（３）エンジンキーを
切ったとき等を採用し得る。

これらのうち（２）及び（３）では、事故により運転者
が操縦不能に陥った場合でも、理想的な制動特性によっ
て、車体を自動的に停止に導くことが可能である。

ブレーキ液再加圧ルーチン１２４の中のステップ１６５
における比較の内容を、正の所定の適当な基準値μｃＺ
に対してμを一μｔ−１〉μＣ２であるかどうかを比較
する内容に置換えると、より効果的にアンチロックブレ
ーキの制御を行うことができる。この場合、ブレーキ液
減圧ルーチン１２３中のステップ１４３から１４６．１
４９を経て、ブレーキ液再加圧ルーチン１２４中のステ
ップ１６０から１６３に至るまでの時間と、ブレーキ液
再加圧ルーチン１２４中のステップ１６３から１６５．
１６７．１６２を経て１６３へ戻るループを一巡する時
間とのうち、大きい方をΔｔ２とし、メインルーチンに
おけるステップ１１６から１１８．１１９．１１３を経
て１１６へ戻るループを−巡する時間をΔし１とすると
、基準値μｃ２は、μｃ２／Δｔ２＞μＣ／ΔＬ１とな
るような適当な値に定めるのが良い。また、第５図に示
すメインルーチンに於て、ステップ１１２の後に上述の
ブレーキ液再加圧ルーチンを挿入すると良い。ステップ
１１９からステップ１１３へ戻る流れはそのままである
。

この場合、ステップ１１１から、挿入されたブレーキ液
再加圧ルーチン１２４中のステップ１６３に至るまでの
時間と、挿入されたブレーキ液再加圧ルーチン１２４中
のステップ１６３から１６５．１６７．１６２を経て、
１６３へ戻るループを一巡する時間との中、大きい方を
Δｔ２として、挿入されたブレーキ液再加圧ルーチン１
２４中の基準値μｃ２を、μｃ２／Δｔ２＞μＣ／Δｔ
１となるような適当な値に定めると良い。

次に、本発明の実施例に係る路面＃擦係数検出装置１０
１を、第９図〜第１９図を参照して説明する。

この実施例では、後部車輪に対しては、歪ゲージ４１〜
４４；５１〜５４を、前部車輪に対しては、歪ゲージ７
１〜７４；　７５〜７８；　８１〜８４；８５〜８８又
は歪ゲージ４１〜４４；　５１〜５４を用いて車軸又は
車軸近傍の歪を測定することにより、路面摩擦力及び垂
直方向の荷重を検出する。歪ゲージ自体は、抵抗線の電
気抵抗が歪に比例して変化することを利用したもので、
公知の技術である。抵抗線を内蔵した長方形フィルムが
らなり、その長手方向の引張り歪及び圧縮歪を検出する
ものが代表的である。

第９図〜第１１図に、後部車輪６４の近傍における歪ゲ
ージ貼付位置の一例を示す。但し、矢印６１．６２．６
３は、それぞれ車輪６４の上下方向、進行方向及び車軸
方向を示す。車Ｉｆｉｒ６４と一端が車体５８に固定さ
れるリヤースプリング６５との間のりャーアクスルハウ
ス６６の表面に８枚の歪ゲージ４１〜４４；　５１〜５
４を貼付する。

後部車輪６４に加わる垂直荷重を検出するための４枚１
組の歪ゲージ４１．４２．４３．４４、及びこの車輪６
４に加わる路面摩擦力を検出するための、同じく４枚１
組の歪ゲージ５１．５２．５３．５４を第１２図に示さ
れるように、それぞれブリッジ回路に組み、各ブリッジ
回路の出力を増幅器４５．５５に印加する。

１組の歪ゲージ４１．４２．４３．４４は第１０図に示
すように、リヤーアクスルハウス６６の中心軸を含む水
平面とこのリヤーアクスルハウス６６の表面との交線上
に於て、この交線と４５゜の角度をなす方向の圧縮歪及
び引張り歪を測定するように貼付する。但し、歪ゲージ
４１と４２とが近接し、かつ４３と４４とが近接すると
ともに、４１と４４とが、また４２と４３とがそれぞれ
中心軸に対して対称の位置になるように貼付する。

他の１組の歪ゲージ５１．５２．５３．５４は、第１１
図に示すように、リヤーアクスルハウス６６の中心軸を
含む垂直面と、このリヤーアクスルハウス６６の表面と
の交線上に於て、この交線と４５°の角度をなす方向の
圧縮歪及び引張り歪を測定するように貼付する。但し、
歪ゲージ５１と５２とが近接し、かつ５３と５４とが近
接するとともに、５１と５４とが、また５２と５３とが
それぞれ中心軸に対して、対称の位置になるように貼付
する。

車輪６４に加わる垂直荷重により、リヤーアクスルハウ
ス６６には、中心軸を含む垂直面上に於て、中心軸が曲
がる曲げ変形が加わる。同時に、リヤーアクスルハウス
６６の中心軸に対して、垂直な断面に、垂直荷重に等し
い大きさのせん断力が垂直方向に加わる。このぜん断力
に比例して、リヤーアクスルハウス６６にせん断歪が生
じる。

歪ゲージ４１．４２．４３．４４の組からなるブリッジ
回路は、このせん断歪を検出する。仮に上記曲げ変形に
よって、各歪ゲージが圧縮又は伸張を受けたとしても、
前記のように、１組の歪ゲージ４１．４２．４３．４４
でブリッジ回路を構成しているから、この曲げ変形の影
響が相殺される。

すなわち、増幅器４５の電圧出力は車輪に加わる垂直荷
重のみに比例し、垂直荷重にょろりャースプリング６５
の周りのモーメントの影響は現われない。

車軸６４に加わる路面摩擦力により、リャーアクスルハ
ウス６６には、中心軸を含む水平面上に中心軸が曲がる
曲げ変形が加わる。同時に、リヤーアクスルハウス６６
の中心軸に垂直な断面に、路面摩擦力に等しい大きさの
せん断力が、水平方向に加わる。このせん断力に比例し
て、リヤーアクスルハウス６６にせん断歪が生じる。歪
ゲージ５１．５２．５３．５４の組からなるブリッジ回
路は、このせん断歪を検出する。但し、前述と同様にブ
リッジ＠路を構成することにより、曲げ変形の影響は相
殺される。従って、増幅器５５の電圧出力は、車輪６４
に加わる路面摩擦力のみに比例し、路面摩擦力にょろり
ャースプリング６５の周りのモーメントの影響は現われ
ない。

更に、垂直荷重によるリヤーアクスルハウスの曲げ変形
及びせん断歪は、１組の歪ゲージ５１〜５４からなるブ
リッジ回路の出力電圧に影響を与えず、路面摩擦力によ
る曲げ変形及びせん断歪は、他の組の歪ゲージ４１〜４
４からなるブリッジ回路の出力電圧に影響を与えない。

車輪６４に加わるコーナリング力（横抗力）により、リ
ヤーアクスルハウス６６に中心軸方向の圧縮歪又は引張
り歪が加わるけれども、これらの歪は、歪ゲージ４１〜
４４の組からなるブリッジ回路の出力電圧にも、また他
の組の歪ゲージ５１〜５４からなるブリッジ回路の出力
電圧にも影響を与えない。

また、車軸６４のブレーキが作動する時に、制動トルク
（制動力による車軸の中心軸回りのモーメント）により
、リヤー−アクスルハウス６６に中心軸回りのねじれ変
形が加わる。しかしながら、このねじれ変形は、歪ゲー
ジの組４１〜４４及び５１〜５４からなるブリッジ回路
の出力電圧のいずれにも影響を与えない。

更に、リヤーアクスルハウス６６が熱伝導率の高い鋼材
からなることを考えれば、歪ゲージの組４１〜４４の相
互間及び歪ゲージの組５１〜５４の相互間の温度差は小
さく、気温の変化があっても各増幅器４５．５５の出力
電圧への影響は小さい。すなわち、垂直荷重、及び路面
摩擦力の各検出値への気温変化の影響は小さい。リヤー
アクスルハウス６６を一部鋼材で表面処理して、その表
面に８枚の歪ゲージを貼付すれば、ゲージ間の温度差を
更に小さくすることができ、従って気温変化の影響を更
に小さくすることができる。

後部車輪６４に加わる垂直荷重及び路面摩擦力によるリ
ヤーアクスルハウス６６に作用するリヤースプリング６
５の周りのモーメントは、垂直荷重又は路面摩擦力が一
定であっても、タイヤ表面上に於ける接地点の車軸方向
の移動により変化する。従って、これらのモーメントを
検出せずに、垂直荷重又は路面摩擦力そのものを検出す
る必要がある。本実施例はこの要請に沿うものである。

第１２図に示すように、本実施例に係る路面摩擦係数検
出装置１０１では、増幅器４５の出力として得られる垂
直荷重に比例した電圧信号と、増幅器５５の出力として
得られる路面摩擦力に比例した電圧信号とを、それぞれ
演算回路５６に入力している。この演算回路５６は、路
面摩擦力と垂直荷重との商を演算して、路面摩擦係数μ
に対応した電圧信号を出力する。

なお、２枚の歪ゲージを直交させ、直交する２軸方向の
引張り又は、圧縮歪を測定し得る歪ゲージ（仮にクロス
ゲージと呼ぶ）が市販されている。

第１３図に示すように、歪ゲージ４１と４２．４３と４
４．５１と５２．５３と５４の対を各々１つずつのクロ
スゲージに置き換えて、同じく第１２図に示すようなブ
リッジ回路を構成すると、目的がより効果的に達せられ
る。クロスゲージを用いると、対を構成する歪ゲージ（
例えば、４１と４２）相互の間隔がゼロとなり、同一場
所での直交する２方向の引張り又は圧縮歪を測定するこ
とができるため、垂直荷重及び路面摩擦力の測定が、よ
り精度良く行ない得る。

第１４〜第１６図に、前部車輪５７の車軸近傍に於ける
歪ゲージの貼付位置を、いわゆる「ウィツシュボーン型
」をなす前輪サスペンション構造について例示する。但
し、矢印６１．４７．４８は、それぞれ車＃５７の上下
方向、進行方向及び車軸方向を示す。また、矢印４６は
、矢印４８と平行で、矢の向きが車輪の置かれる側を示
している。車輪５７に加わる力を車体５８に接続された
サスペンション機構５９に伝達する上下２つの車軸支持
部材６０及び６９の側面に、各々歪ゲージ７１〜７４及
び８１〜８４を、上下両面に７５〜７８及び８５〜８８
を貼付するのが良い。これらの図には、前述のクロスゲ
ージを用いた例を示している。

第１５図に示すように、４枚１組の歪ゲージ７１．７２
．７３．７４を下方車輪支持部材６０の両側面に、７１
と７２の対と、７３と７４の対が互いに各側面上の対称
の位置になるよう貼付する。

これらのゲージは上下方向６１及び車軸方向４８に４５
°の角度をなす方向に貼付される。全く同様に、歪ゲー
ジ８１．８２．８３．８４の組を、上方車輪支持部材６
９の両側面に貼付する。貼付する位置及び方向は、第１
５図に於て、支持部材６０を６９とし、更に歪ゲージ７
１．７２．７３．７４を、各々８１．８２．８３．８４
に置き換えた図で表現される。

第１６図に示すように、４枚１組の歪ゲージ７５．７６
．７７．７８を下方車輪支持部材６０の上下両面に、７
５．７６の対と、７７と７８の対が互いに各側面上の対
称の位置になるよう貼付する。これらのゲージは進行方
向４７及び車軸方向４８に４５°の角度をなす方向に貼
付される。全く同様に、歪ゲージ８５．８６．８７．８
８の組を、上方車輪支持部材６９の上下両面に貼付する
。

貼付する位置及び方向は、第１６図に於て、支持部材６
０を６９とし、更に歪ゲージ７５．７６．７７．７８を
、各々８５．８６．８７．８８に置き換えた図で表現さ
れる。

これら歪ゲージ７１〜７４；８１〜８４；　７５〜７８
；　８５〜８８の各組は、後部車輪６４の場合と同様に
、第１７図に示されるようにそれぞれブリッジ回路を構
成して、各増幅器９１．９２．９３．９４に接続される
。

車輪５７に加わる垂直荷重により、車輪支持部材６０及
び６９各々の車軸方向４８に垂直な断面内に、上下両支
持部材６０及び６９併せて、垂直荷重に等しい大きさの
せん断力が、垂直方向６１に作用する。支持部材６ｏ及
び６９に作用する各々のせん断力に比例しだせん断歪が
、車軸支持部材６０及び６９の各々に生じる。歪ゲージ
７１．７２．７３．７４の組、及び８１．８２．８３．
８４の組からなるブリッジ回路は、各々このせん断歪を
検出する。これら２つのせん断歪の検出値である増幅器
９１及び９２の再出力を、第１７図に示す演算回路９５
に於て所定の適当な比率で加算し、結果を出力する。こ
のことにより、演算回路９５の出力として、車輪５７に
加わる垂直荷重に比例した電圧信号が得られる。

同様に、車軸５７に加わる路面摩擦力により、車輪支持
部材６０及び６９各々の車軸方向４８に垂直な断面内に
、上下両支持部材６０及び６９併せて、路面ａ！擦力に
等しい大きさのせん断力が進行方向４７に作用する。支
持部材６０及び６９に作用する各々のせん断力に比例し
だせん断歪が、車輪支持部材６０及び６９の各々に生じ
る。歪ゲージ７５．７６．７７．７８の組及び８５．８
６．８７．８８の組からなるブリッジ回路は、各々この
せん断歪を検出する。これら２つのせん断歪の検出値で
ある、増幅器９３及び９４の再出力を、第１７図に示す
演算回路９６に於て所定の適当な比率で加算し、結果を
出力する。このことにより、演算回路９６の出力として
、車輪５７に加わる路面摩擦力に比例した電圧信号が得
られる。再演算回路９５及び９６の出力を、演算回路９
７に入力する。この演算回路９７は、第１２図に於ける
演算回路５６と同様に、路面摩擦力と垂直荷重との商を
演算して、路面摩擦係数μに対応した電圧信号を出力す
る。

後部車＠６４におけると同様に、車輪に加わるコーナリ
ング力は、垂直荷重及び路面摩擦力の検出値へ影響を与
えない。また、垂直荷重は路面摩擦力の検出値に影響し
ないし、その逆も同様に成り立つ。更に、気温変化の影
響も、後部車輪６４の場合と同様の理由で小さい。また
同様に、車輪支持部材６０及び６９の表面の一部を鋼材
で処理して、その方面に歪ゲージを貼付すれば、気温の
影響を更に刀＼さくすることができる。車輪５７に作用
する垂直荷重により、車輪支持部材６０及び６９には、
前述のせん断力だけでなく、各々車軸方向４８に圧縮力
並びに引張りカが加わる。しかしながら、コーナリング
力の作用の場合と同様の理由により、路面ｌＩ！擦カの
検出値、垂直荷重の検呂値共に影響を受けない。また、
車軸５７のブレーキが作動する時の制動トルクにより、
車輪支持部材６０及び６９各々の車軸方向４８に垂直な
断面内にせん断力が、進行方向４７に作用する。このた
め、支持部材６ｏ及び６９に作用する各々のせん断力に
比例しだせん断食が、車輪支持部材６０及び６９の各々
に生じる。歪ゲージ７５．７６．７７．７８の組及び８
５．８６．８７．８８の組からなるブリッジ回路は、各
々このせん断食を検出する。しかしながら、増幅器９３
及び９４の両出力は、前述のように演算回路９６におい
て所定の適当な比率で加算される。このことにより、演
Ｘ回路９６の出力においては、前記トルクに起因するせ
ん断力の影響は相殺し、車輪５７に加わる路面摩擦力に
比例した電圧信号のみが得られる。

第１４図に示す構造から明らかなように、上方の支持部
材は、車輪の垂直荷重を殆ど支持しない。

従って、歪ゲニジ８１〜８４の組と増幅回路９２と演算
回＃ｒ９５とを省いて、増幅器９１の出力を垂直荷重の
検出値として直接演算回路９７へ入力しても誤差はわず
かである。

サスペンション機構が、いわゆる「ストラット型」であ
る場合の前部車輪５７の車軸近傍における歪ゲージの貼
付位置を、第１８図及び第１９図に例示する。車輪５７
に加わる力をストラット９８に伝達する支持部材９９の
側面に、歪ゲージ４１〜４４を、上下両面に５１〜５４
をそれぞれ貼付するのが良い。これらの図には、前述の
りにスゲージを用いた例を示している。歪ゲージ４１〜
４４は、前述の歪ゲージ７１〜７４又は、８１〜８４と
同様に、上下方向６１に対して４５°の角度をなす方向
に、かつ４１と４２の対及び、４３と４４の対が支持部
材９９の両側面上の対称の位置になるように貼付される
。同様に、歪ゲージ５１〜５４は、車軸方向４８に対し
て、４５°の角度をなす方向に、かっ５１と５２の対及
び５３と５４の対が支持部材９９の上下両面上の対称の
位置になるように貼付される。これら歪ゲージ４１〜４
４及び５１〜５４の組は、第１２図に示すように、それ
ぞれブリッジ回路を構成し、増幅器４５．５５に接続さ
れる。各増幅器４５．５５は、各々車輪５７に作用する
垂直荷重及び路面摩擦力に比例した電圧信号を出力する
。更に、これらの電圧信号は演算回路５６に入力される
。後部車輪６４における場合と同様に、路面摩擦係数μ
に対応する電圧信号が、演算回路５６から出方される。

本実施例に於ても、前述の後部車輪６４及びウィツシュ
ボーン型のサスペンション機構を有する前部車輪５７に
おけると同様に、車輪に加わるコーナリング力は、垂直
荷重及び路面摩擦力の検出値に影響を与えない。また、
垂直荷重は路面摩擦力の検出値に影響しないし、その逆
も同様に成り立つ。更に、気温変化の影響も乃＼さい。

支持部材９９の表面の一部を鋼材で処理して、その表面
に歪ゲージを貼付すれば、気温の影響を更にｔＪ＼さく
することができる。また、後部車輪６４の場合と同様に
、車輪５７に加わる垂直荷重により、支持部材９９にせ
ん断食だけでなく、曲げ変形がカ汀ゎる。更に、車＠５
７のブレーキが作動するときには、制動トルクにより、
支持部材９９にねじれ変形が加わる。しかしながら、歪
ゲージの組４１〜４４及び５１〜５４からなるブリッジ
回路の出方電圧のいずれにも、こ九らの曲げ変形及びね
じれ変形は影響を及ぼさない。従って、増幅器４５．５
５は、各々車軸５７に作用する垂直荷重、路面摩擦力の
みに比例した電圧信号を出方する。

なお、後部車輪及びストラット型のサスペンション機構
に連結されている前部車輪に対しては、第２図中の路面
摩擦力検出装置１は、第１２図に示す１組の歪ゲージ５
二〜５４からなるブリッジ回路と増幅器５５とで構成可
能であって、増幅器５５の出力として得られる路面＃擦
カに比例した電圧信号を、直接制御装置３に入力す九ば
良い。

ウィツシュボーン型のサスペンション機構に連結されて
いる前部車輪に対しては、第１７図に示す２組の歪ゲー
ジ７５〜７７；　８５〜８７からなるブリッジ回路と、
増幅器９３．９４と演算回路９６とで構成可能であって
、増幅器９６の出力として得られる路面ｌＸＸ方力比例
した電圧信号を直接制御装置３に入力すれば良い。

第２０図に示すように、矢印６７の方向の車体進行中に
、車＠５７が制動を受けると、この車輪５７のタイヤ側
面に沿った中心線ＡＢは、路面６８から受ける摩擦力の
大きさに応じて、ＡＢ’のように変位する。また、垂直
方向の荷重によってタイヤが変形して、ＡＢ間の距離が
変化する。そこで、タイヤ側面の一部に予めマーキング
を施しておき、車輪５７の近傍に配置した撮像素子等の
光学的手段で、マーキングの変形を測定し、この測定を
通してタイヤ自体の歪を計測することができる。この計
測結果に基づいて、路面摩擦力と、垂直荷重とを算出す
る。そして、両算出値から演算を通して得た路面！！擦
係数μを用いて、第５〜第８図に示すアンチロックブレ
ーキ動作を行わせる。但し、路面摩擦力のみを算出し、
これに基づいて第３図に示すアンチロックブレーキ動作
を行なわせても良い。

〔効果〕

本発明の装置により、路面の状況に関わりなく、制動距
離の可能な限りの短縮化を図ることができ、併せて、ア
ンチロックの目的をも達することができる。しかも、車
体速度を測定する複雑な装置を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スリップ比と路面摩擦係数及びコーナリング
力との関係を示すグラフ、 第２図は、本発明の実施例に係る、アンチロックブレー
キ装置のブロック図、 第３図は、前図のアンチロックブレーキ装置内の制御装
置の処理を示すフローチャート、第４図は、本発明の他
の実施例に係るアンチロックブレーキ装置のブロック図
、 第５図は、前図のアンチロックブレーキ装置内の制御装
置のメインルーチン処理を示すフローチャート、 第６図は、前図中のブレーキ液減圧処理ルーチンの詳細
を示すフローチャート、 第７図は、第５図中のブレーキ液再加圧処理ルーチンの
詳細を示すフローチャート、 第８図は、第５図のメインルーチン処理に対する割込み
処理を示すフローチャート、 第９図は、本発明の実施例に係る路面！ｆ！擦係数検出
装置の自動車の後部の１車輪分を構成する歪ゲージの、
後部車輪近傍への取付位置を示す正面図、第１０図は、
前図の歪ゲージ取付位置の拡大正面図、 第１１図は、第１２図の歪ゲージ取付位置の拡大平面図
、 第１２図は、本発明の実施例に係る路面摩擦係数検出装
置の、自動車の後部の１車輪分のブロック図、 第１３図は、自動車の後部車輪近傍への歪ゲージの取付
位置の、もう一つの例を示す正面図、第１４図は、本発
明の実施例に係る路面摩擦係数検出装置の自動車の前部
１車輪分を構成する、歪ゲージの前部車輪近傍への取付
位置を示す正面図、第１５図は、前図の歪ゲージ取付位
置の拡大斜視図、 第１６図は、前回同様、第１４図の歪ゲージ取付位置の
拡大斜視図、 第１７図は、本発明の実施例に係る路面摩擦係数検出装
置の自動車の前部の１車輪分のブロック図、第１８図は
、自動車の前部車輪近傍への歪ゲージ取付位置の、もう
１つの例を示す正面図、第１９図は、前図の歪ゲージ取
付位置の拡大斜視図、 第２０図は、制動時におけるタイヤの変位を模式的に表
わす側面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両のタイヤの歪又は車輪周りの歪を測定する手段
   を備えた、路面摩擦力検出装置。２、路面摩擦力を検出
   し、ブレーキ液圧の上昇にともなって路面摩擦力が増大
   する間は、ブレーキ液圧を上昇させ、ブレーキ液圧の上
   昇にも拘らず路面摩擦力が減少するときに、ブレーキ液
   圧を減少させ、ブレーキ液圧の減少にともなつて、路面
   摩擦力が減少すれば再度ブレーキ液圧を上昇させ、以上
   の動作を反復するブレーキ制御手段を備える、車両のア
   ンチロックブレーキ装置。 ３、請求項１記載の装置で路面摩擦力を検出する、請求
   項２記載の車両のアンチロックブレーキ装置。 ４、車両のタイヤの歪又は車輪周りの歪を測定する手段
   を備える路面摩擦力検出装置及び垂直荷重検出装置を備
   え、これらの装置の出力信号を演算処理して路面摩擦係
   数を与える手段を有する、路面摩擦係数検出装置。 ５、路面摩擦係数を検出し、ブレーキ液圧の上昇に伴っ
   て路面摩擦係数が増大する間は、ブレーキ液圧を上昇さ
   せ、路面摩擦係数の上昇速度が設定速度以下になったと
   きにブレーキ液圧を緩和又は解放し、路面摩擦係数が設
   定値以下に減衰した後にブレーキ液圧を再上昇させ、以
   上の動作を反復するブレーキ制御手段を備える、車両の
   アンチロックブレーキ装置。 ６、請求項４記載の装置で路面摩擦係数を検出する、請
   求項５記載の車両のアンチロックブレーキ装置。