JPH0747383B2

JPH0747383B2 - アンチスキツド制御装置

Info

Publication number: JPH0747383B2
Application number: JP12549986A
Authority: JP
Inventors: 賢佐久間; 進沢野; 秀明永井
Original assignee: トキコ株式会社
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPS62283050A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は車両の制動装置に用いられるアンチスキッド制
御装置に関するものである。

「従来の技術」一般にアンチスキッド装置は、ブレーキ操作によって車
輪がスキッド状態となったことを検知した場合に、制動
力を一時的に減少させてスキッド状態を解消する動作
と、スキッド解消後に制動力を回復させる動作とを行い
ながら制動を行うもので、このアンチスキッド装置の制
御にあっては、車輪のスリップ率に応じた適正な制御が
必要とされている。

すなわち、車両の車体速度をＶ、車輪周速をVwとする
と、この車両のスリップ率Ｓはと定義され、また、車輪とこの車輪に接触する路面との
間における走行方向への摩擦係数をμとすると、スリッ
プ率Ｓとの摩擦係数μとの間には一定の関係が成立する
から、前記スリップ率Ｓが好ましい値となるように制動
力を自動制御することにより路面摩擦係数の変化に対応
するようにした機構が従来から提案されている。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、上記アンチスキッド制御装置においては、ブ
レーキ作動時の車速の減速率からいわゆる模擬車速を設
定し、この模擬車速の特性を基準として、スリップ率が
設定値に一致するように制動力を調整して車輪の周速を
制御する方式が採用されている。

しかしながら、単に模擬車速に従って目標車輪周速を設
定して、車輪の周速度を目標車輪周速に沿うように車輪
への制動力を制御するようにしたアンチスキッド制御装
置には、次のような問題がある。

すなわち、減速度の大きな模擬車速が設定されたときに
路面の現実の摩擦係数μが低い場合、車輪周速度が急激
に低下して車輪がロック状態となるため制動距離が長く
なるとともに、車輪が横すべりし易い状態となる。ま
た、減速度の小さな模擬車速が設定されたときに路面の
現実の摩擦係数μが大きい場合、ロック防止の面で有利
ではあるが、無制動状態となる時間が必要以上に長くな
って制動距離が長くなるという問題がある。

出願人は上記事情に鑑み、特願昭60−69285号に（特開
昭61−229658号）おいて「アンチスキッド制御装置」を
提案した。

この装置は、制動液圧減圧信号発生時および制動液圧再
加圧時の各車輪周速を測定し、その昇降比αから、αに
対して一定の相関関係を有する路面摩擦係数μを推定
し、この推定された摩擦係数μに基づいて各車輪の模擬
速度を推定してブレーキ操作油圧制御用の弁を開閉する
ようにしたもので、路面摩擦係数μの変化に応じて的確
に制動力を制御することができるという特徴を有してい
る。

すなわち、車体速度Ｖの初期値をVo、車速の検出データ
を微分して得られた減速度初期値をro（なおは一般
に負の数値となる）ブレーキ操作時からの経過時間をｔ
とすると、 Vr＝Vo＋ro×ｔ ……（２）式の演算により模擬車速Vrが得られ、さらに、この模擬車
速Vrと、スリップ率Ｓ（一般に0.1〜0.3）とから、 Vs＝Vr×（１−Ｓ） ……（３）式の演算により目標車速Vsを得て、この目標車速Vsに各車
輪の速度を一致させるべく制御を行うのである。

しかしながら上記装置においては、各車輪毎に路面摩擦
係数μを設定しているから、各車輪が摩擦係数μの異な
る路面にそれぞれ接している場合に制動距離を最短にす
ることが難しいという不具合があった。

以下この現象を第５図により説明する。

なお、このタイミングチャートにおいては、横軸に時間
ｔ、縦軸に速度を取り、車体速度をＶ、低μ路側の車輪
速度をRwL、高μ路側の車輪速度をRwH、低μ路側が推定
した模擬車速をVrefL、高μ路側が推定した模擬車速をV
refH、低μ路側で演算された目標車輪速をＶSL、高μ路
側で演算された目標車輪速をＶSHとする。

図中Ａ点においてブレーキペダルが踏み込まれてブレー
キ液圧が最大となると車輪が減速を開始し、車体速に近
似させた模擬車速Vrefおよび目標車輪速Vs（いずれも図
示略）をアンチスキッド装置が発生させて第１サイクル
のアンチスキッド制御が行なわれる。この第１サイクル
においては、路面摩擦係数μがまだ検出されていないに
もかかわらず模擬車速Vref、および目標車輪速Vsを仮定
することが必要であるから、ここでは、システムの安全
性を考慮して高μ路を想定した値が設定されている。

そして、演算された目標車輪速Vsと各車輪速測定値Rwと
の間にVs＞Rwの関係が成立するようにブレーキ液圧を減
圧させて車輪速Rwの回復を図ることにより、アンチスキ
ッドの第１サイクルが終了する。

次いで、Ｂ点においては、前記第１サイクル中における
車輪加速度昇降比α、すなわち α＝Wup/Wdown ……（４）のように定義されるαから、各車輪毎に独立して前記α
を演算して路面摩擦係数μを推定する。すなわち、αが
小さい場合には低μであると判断して、低μ側の制御回
路において傾斜の緩やかな模擬車速（緩やかに舷側され
る特性の模擬車速）VrefLおよび目標車輪速ＶSLを設定
する。

そして、低μ側においては、その車輪速度RwLを前記目
標車輪速ＶSLに近付けるように、RwL＜ＶSLならばブレ
ーキ液圧を減圧し、RwL＞ＶSLならばブレーキ液圧を増
圧するよう制御が実行される。

一方、高μ側においては、傾斜の急な模擬車速（急減速
される特性の模擬車速）VrefHおよび目標車輪速ＶSHを
設定して、その車輪速度RwHを前記目標車輪速ＶSHに近
付けるように制御が行なわれる。

したがって、いずれの場合にも、 RwH＜ＶSHならばブレーキ液圧を減圧し RwH＞ＶSHならばブレーキ液圧を増圧するという条件にしたがってそれぞれブレーキ液圧制御が実
行される。

ところで、現実の車体の速度Ｖは、高μ側の制御力と低
μ側の制動力との総和によって減速されて行くものであ
るから、高μ側の目標車輪速ＶSHが車体速度Ｖに対して
過度に低い値となり、また、低μ側の目標車輪速ＶSLが
車体速度Ｖに対して過度に高い速度となる傾向がある。
したがって、時刻Ｃ以降では、低μ側の目標車輪速ＶSL
が車速速度ＶをオーバーしてＶSL＞Ｖとなってしまい、
このようにして高めに設定されている目標車輪速ＶSLを
基準としてブレーキ液圧が制御されると、高μ側の車輪
がロック気味になる傾向が避けられない。

一方、低μ側の車輪速RwLは、目標車輪速ＶSLに近付く
ように制御されるが、実際の車輪速Rwが車体速Ｖより大
きくならないため、車輪の周速RwLが、図中破線で示す
如くRw′Ｌのような応答をすることとなって、ほぼ無制
動に近い状態となる傾向があるため、結果的に高μ側、
低μ側の両方で適性なブレーキ液圧制御が行なわれなく
なるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、各車輪が
異なる路面摩擦係数を検知した場合に的確なアンチスキ
ッド制御を実行して最短距離で車体を減速させ得る制御
装置を提供することを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」上記目的を達成するため、本発明は、複数の車輪の周速
を測定する検出器と、前記車速の制動用油圧を操作する
アクチュエータと、前記複数の車輪がそれぞれ接する路
面の摩擦係数を演算するとともに、該路面摩擦係数から
目標車輪速度を演算して該目標車輪速度と車輪周速とが
一致するように前記アクチュエータを操作する電気回路
とを備えたアンチスキッド制御装置において、複数の路
面摩擦係数の平均値から平均車体減速度を算出するとと
もに、算出された車体減速度と前記複数の車輪毎のスリ
ップ率とから該複数の車輪の模擬車輪周速車速減速度を
設定する電気回路を設けるようにしたものである。

「作用」上記路面摩擦係数の平均値をもとにして設定された車体
減速度を基準として、各車輪について、実際の車体速度
の減速状態に近似した目標車輪周速が設定され、この目
標車輪周速と実際の車輪周速とを一致させるべく制御が
行なわれる。

「実施例」以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は制御系の一実施例を示すブロック図である。こ
のブロック図において、実線は油圧管路系の接続を示
し、鎖線は電気信号系の接続を示している。

図中符号１は各車輪を示し、これらの車輪１は、ブレー
キキャリパ２をブレーキ液圧制御アクチュエータ３に操
作させることによってそれぞれ制動されるようになって
いる。また、各車輪速Rwは各車輪速センサ４により各々
測定されるようになつている。

前記車輪速センサ４は、例えば、車輪の回転と連動し発
信される磁気的あるいは光学的パルスを検出するように
したセンサであって、その速度検出信号は各制御回路５
にそれぞれ入力されるようになっている。また、各制御
回路５は車体減速度演算回路６に接続されるとともに、
前記ブレーキ液圧制御アクチュエータ３に接続されてこ
れらに操作信号を供給するようになっている。

次いで、上記構成の制御機構の動作を説明すると、車輪
１はブレーキキャリパ２の制動トルクと路面から与えら
れるトルクとの差によってその速度が変化するものであ
って、その回転速の絶対値は、車輪速センサ４によって
検出されて車輪速パルス信号として制御回路５に入力さ
れる。

前記制御回路５は車輪速センサ４のパルス信号を各々カ
ウントして各車輪１についての車輪速度Rwに換算すると
ともに、予め記憶されている演算式にしたがって目標車
輪速度Vsを演算し、前記車輪速度Rwを目標自車輪速度Vs
に近付けるようにアクチュエータ制御信号を出力する。
さらに、このアクチュエータ制御信号はアクチュエータ
３に供給され、このアクチュエータ３をそれぞれ操作し
てブレーキキャリパ２の液圧を制御することによりアン
チスキッド動作を実行する。

すなわち、ブレーキ液圧の制御によって１サイクルのア
ンチスキッド動作（ブレーキ圧の増減）が行なわれるた
びに各車輪制御回路５が車輪速の昇降比αを計算し、こ
の昇降比αに対して一定の相関関係を有する路面摩擦係
数μが各々求められる。

次いで、車輪制御回路５は、推定した路面摩擦係数μを
車体減速度演算回路６に出力し、この車体減速度演算回
路６は、入力信号を演算処理して車体減速度信号として
各車輪制御回路５に出力する。そして、各車輪制御回路
５は、この車体減速度信号を積分して模擬車速Vrefの信
号を発生するとともに、この模擬車速Vrefとスリップ率
Ｓとから、前記（３）式にしたがって目標車輪速Vsを演
算して出力信号を発生する。そして、この目標車輪速Vs
に車輪速rwが近付くように各制御回路５が前述の動作を
繰り返す。

なお、ブレーキペダルが踏み込まれた直後の第１番目の
アンチスキッドサイクルにおいては、処理すべき車速デ
ータが存在しないため前記μを演算することができない
から、μの初期値として、高μに相当する模擬車速初期
値Vref₀および目標車輪速Vs₀が設定されるようになって
いる。

次いで、上記車輪制御回路５と車体減速度演算回路６と
の間で行なわれる信号処理動作の内容について説明す
る。

すなわち加減速度昇降比αは、減速時の車輪速加速度Wd
ounと増速時の車輪速加速度Wupとの比、（α＝Wup/Wdou
n）として定義される変数であって、路面摩擦係数μと
の間に第２図に示すような一定の相関関係を持ってい
る。そして、各車輪速制御部５においては、第２図に示
す相関関係に従い、測定値α_１〜α_４に対応してそれぞ
れ路面摩擦係数μ_１〜μ_４が推定され、これらの摩擦係
数μ_１〜μ_４に対して下記の式に従って平均路面摩擦係
数が求められる。

＝（μ_１＋μ_２＋μ_３＋μ_４）/4 ……（５）式そして、このようにして演算されたは、重力加速度を
単位として基準化された車体減速度とほぼ等しい値と
して模擬車速の演算に適用することができる。

このようにして演算された車体減速度は、ふたたび各
車輪の制御回路５に送られ、制御回路５は前記車体減速
度に基づいて模擬車速Vrefを演算する。

すなわち、制御回路５の内部の微分器により演算された
車輪速微分値Ｒが前述の車体減速度と一致した時点
を原点として、その時の車輪速および時刻をそれぞれRw
o、t₀とすると、現時刻ｔにおける模擬車速Vrefは下記
の式に従って演算される。

Vref＝Rw₀−（ｔ−t₀） ……（２′）式さらに、目標車輪速Vsは、 Vs＝Vref（１−Ｓ） ……（３′）式により与えられる。そして、この目標車輪周速Vsと車輪
速度Rwとを一致させるべくアクチュエータ３に制御信号
が供給されてブレーキ液圧が制御される。

なお、前記（３′）式におけるＳの値は、例えば0.1〜
0.3の範囲内の一定値としてもよいが、検出されたμに
応じて、高μでは大きく、低μでは小さく設定変更する
ことが望ましい。なぜならば、低μ路の場合の方がより
ロックし易いからであり、実験的によれば、低μではＳ
＝0.1〜0.15、高μではＳ＝0.15〜0.25の範囲に設定し
た場合に、良好な制動効果およびアンチスキッド効果を
得ることができた。

次いで、第３図は本発明の他の実施例を示すものであっ
て、この実施例の制御装置は、前記車体減速度演算回路
６に代えて模擬車速演算回路７を設けるようにしたもの
である。

すなわちこの実施例においては、各時刻における車輪速
Rwと、１サイクルのアンチスキッド制御が終了したとき
の各路面摩擦係数μ_１〜μ_４との信号が各車輪制御回路
5Aから前記模擬車速演算回路７に供給され、該模擬車速
演算回路７は、入力された路面摩擦係数μ_１〜μ_４に対
して、前記一実施例と同様に（５）式に従って平均化処
理を施して平均摩擦係数を求め、このの値を模擬車
速の傾斜refとして、前記一実施例において各車輪制
御回路５が行っていた模擬車速演算、すなわち、 Vref＝Rw₀−ref（ｔ−t₀） ……（２″）を各車輪について行い、さらに、各車輪について求めら
れた模擬車速Vrefの内、最も絶対値の大きいものを選択
して各車輪制御回路5Aに出力する。

そして、各車輪制御回路5Aは、それぞれが独立に推定し
たμに対応するスリップ率Ｓと、前記（２″）で得られ
た模擬車速Vrefとから、それぞれ、前記（３′）式の演
算を行って各車輪についての目標車輪速度Vsを算出し、
この目標車輪速度Vsに車輪速度測定値Rwが近付くように
ブレーキ液圧を増減させてアンチスキッド制御を行う。

この実施例においては、左右の車輪が異なる摩擦係数μ
の路面に接している場合に、第４図に示すような制御が
行なわれる。

すなわち、従来の制御において設定されていた模擬車速
（破線で示す）Vref′ＬおよびVref′Ｈに代えて、現実
の車体速Ｖに近似した模擬車速Vrefが設定され、この模
擬車速を基準としてRwLおよびRwHが制御されることとな
って理想的なアンチスキッドを行うことができる。

「発明の変形実施例」（ａ）本発明の制御装置は上記実施例の如き演算機能を
持つ電子回路のみならず、同等の処理をデジタル的に実
施するマイクロコンピュータによっても実現することが
できる。

（ｂ）上記実施例では、各車輪のそれぞれについて車輪
速センサを設けて個々に制御するようにしたいわゆる４
チャンネル４センサ方式を採用したが、対角線上に位置
する一対の車輪毎に制御するいわゆるＸ配管方式におい
ては、２チャンネル４センサ方式、および２チャンネル
２センサ方式のいずれの方式を採用しても良く、２チャ
ンネル２センサ方式の場合には、２つの車速センサの検
出値からそれぞれ得られた摩擦係数の平均値を利用すれ
ばよい。さらに、３チャンネル４センサ（例えば駆動輪
のみ左右別々の油圧系統を利用する方式）の場合であっ
ても、前記各実施例の場合と同様に路面摩擦係数の平均
値を求めてこれを利用すればよい。

（ｃ）路面摩擦係数μの推定方式は、車輪速昇降比αに
よるものに限定されるものではなく、例えば、ブレーキ
液圧の減圧時間が長い場合には低μ、短い場合には高μ
と推定してμを決定して制御を行う方式であってもよ
い。

「発明の効果」以上の説明で明らかなように、本発明は、各車輪毎に測
定された速度データに基づいて算出された路面摩擦係数
の平均値を求めるとともに、この路面摩擦係数の平均値
を基準として車体減速度を設定し、この車体減速度に基
づいて各車輪の目標周速を決定するようにしたから、各
車輪について、実際の車体速度に近似した目標周速が設
定されるとともに、この目標周速を基準として車輪周速
を近付けるべく制御が行なわれることになり、各車輪が
接する路面の摩擦係数が異なっている場合であっても、
スキッドを防止して操舵性を良好に保ちつつ制動距離を
減少させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はブレーキ油圧系とこれを制御する電気回路のブ
ロック図、第２図は車輪の加減速比と路面摩擦係数の相
関を示す図表、第３図および第４図は本発明の他の実施
例を示すもので、第３図はブレーキ油圧系とこれを制御
する電気回路のブロック図、第４図はアンチスキッド動
作時の車体速度、各車輪毎の目標車速および車輪周速な
どアンチスキッド制御に関連する各速度の変化を時間の
経過にしたがって示した図表、第５図は従来のアンチス
キッド制御について前記第４図と同様に各速度の変化を
時間の経過にしたがって示した図表である。１……車輪、２……キャリパ、３……アクチュエータ、
４……車輪速センサ、５・5A……ブレーキ制御回路、６
……模擬車速演算回路、７……車体減速度演算回路、Vr
ef……模擬車速、Vs……目標車輪周速、Rw……車輪周
速、ref……車輪減速度、α……車輪速昇降比、μ…
…路面摩擦係数。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の車輪の周速を測定する検出器と、前
記車輪の制動用油圧を操作するアクチュエータと、前記
複数の検出器の測定値から、前記車輪がそれぞれ接する
路面の摩擦係数を演算するとともに、該路面摩擦係数か
ら目標車輪速度を演算して該目標車輪速度と車輪周速と
が一致するように前記アクチュエータを操作する電気回
路とを備えたアンチスキッド制御装置において、前記電
気回路は、複数の車輪それぞれが接する路面の摩擦係数
の平均値から算出された車体減速度と前記複数の車輪毎
のスリップ率とから前記複数の車輪の個々の目標車輪速
度を設定して前記アクチュエータを操作することを特徴
とするアンチスキッド制御装置。