JPH08119086A - 四輪駆動車のアンチスキッド制御装置 - Google Patents

四輪駆動車のアンチスキッド制御装置

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JPH08119086A
JPH08119086A JP6283014A JP28301494A JPH08119086A JP H08119086 A JPH08119086 A JP H08119086A JP 6283014 A JP6283014 A JP 6283014A JP 28301494 A JP28301494 A JP 28301494A JP H08119086 A JPH08119086 A JP H08119086A
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acceleration
wheels
wheel speed
road surface
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 四輪駆動車の制動時に全ての車輪がロック傾
向となる場合でも、車輪速度を検出するのみでブレーキ
液圧制御開始前に路面の摩擦係数を適切に推定し得るよ
うにする。 【構成】 前後輪速度差演算手段DFにて、後輪速度平
均手段RAの演算結果と前輪速度平均手段FAの演算結
果の速度差を演算し、この前後輪速度差を、所定の周波
数帯域内の振動成分の通過を許容する帯域通過フィルタ
手段BPに供給する。そして、振動判定手段VBにおい
て、帯域通過フィルタ手段BPを通過した前後輪速度差
の振動状態を判定する。平均加速度演算手段AAの演算
結果が所定の基準加速度を下回り、且つ帯域通過フィル
タ手段BPを通過した前後輪速度差が所定値以上で所定
の振動回数に達したと判定したときには、路面摩擦係数
推定手段EFにて低摩擦係数路面と推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の全ての車輪が駆
動輪の四輪駆動車において、各駆動輪に対する制動力を
制御し各駆動輪のロックを防止するアンチスキッド制御
装置に関し、特にブレーキ液圧制御開始前に走行路面の
摩擦係数を推定して制動力制御を行なう四輪駆動車のア
ンチスキッド制御装置に係る。
【0002】
【従来の技術】一般的な乗用車両の車輪は前後各二輪で
あり、前輪駆動車又は後輪駆動車では、前輪又は後輪の
何れかが内燃機関に連結され直接駆動される駆動輪とな
っており、他方が内燃機関に連結されない従動輪となっ
ている。これに対し、前後輪の全てが駆動輪の車両は四
輪駆動車(4WD)と称呼される。何れにおいても、連
結する駆動輪間の回転数の差を吸収し円滑な転がり走行
ができるように差動装置(ディファレンシャルギヤ)が
設けられている。即ち、差動装置によって両駆動輪に等
しいトルクが伝達されるように制御される。四輪駆動車
としてはパートタイム、フルタイム等種々の方式のもの
があるが、フルタイム方式においては車両前方の駆動輪
と車両後方の駆動輪も差動装置(所謂センタディファレ
ンシャル)を介して連結されている。また、駆動輪の一
方のみがスリップするような場合の不具合を防止すべ
く、差動装置内に摩擦トルクを発生する機構や機械的な
クラッチ機構を設け、差動作用の制限と駆動力の増大を
図った差動制限装置(LSD)も採用されている。
【0003】一方、路面と車輪との間の摩擦係数は車輪
の種類、走行路面の状態等により異なるものとなるが、
例えば乾いた路面と濡れた路面というように特に走行路
面の状態に応じて大きく異なる。このため、アンチスキ
ッド制御装置においては走行路面の摩擦係数(以下、μ
という)の検出が極めて重要であり、車両の安定性を確
保しつつ制動効率を高めるには路面μに応じた制動力の
制御が必要となる。もっとも、走行中の車両において路
面μを直接検出することはできないので、例えば特開昭
60−35647号公報記載の装置においては、複数の
基準速度データを基に、個々の車輪毎に、車輪速度、車
輪加速度と、基準速度、基準加速度との各種組合せによ
る大小比較に対応する処理を行ない路面μを判定するこ
ととしている。しかし、上記公報に記載の装置において
は、路面μの推定は各車輪のホイールシリンダに対する
ブレーキ液圧の減圧作動が開始した後に行なわれるもの
であり、ブレーキ液圧制御中に限られる。従って、ブレ
ーキ液圧の減圧作動の開始前においては、ブレーキ液圧
が不明かつ不定であるため、この種の路面μの推定は不
可能である。
【0004】これに対し、特開平3−208758号公
報に記載の比例制御電磁弁を用いたブレーキ液圧制御装
置において、ブレーキ液圧調整の開始時に路面μを検出
して、開始時のブレーキ液圧調整を路面状態に対応した
適切なものとするため、ブレーキ液圧調整要否を決定す
る決定手段がブレーキ液圧調整要と決定したときの基準
速度の加速度より路面μを推定することとしている。即
ち、ブレーキ液圧制御開始前の四つの車輪の車輪速度の
最大値に基づき推定車体速度Vsを算出し、この推定車
体速度Vsの加速度Vsdに基づき路面μを求め、この
路面μに応じて各ブレーキ液圧を算出することとしてい
る。
【0005】更に、上記公報においては、ブレーキ液圧
制御開始時のブレーキ液圧設定値が不明であり、推定車
体速度Vsの加速度Vsd、即ち推定車体速度Vsの一
定時間毎の変化量に基づく路面μの推定は、全ての車輪
が同時にロックした場合には不可能となることに鑑み、
本件出願人は特開平5−131912号に記載のアンチ
スキッド制御装置を提案している。この装置は、推定車
体速度の一定時間毎の変化量を演算する変化量演算手段
と、この変化量を所定値と比較し走行路面の摩擦係数を
推定する路面摩擦係数推定手段と、少くとも路面摩擦係
数推定手段の推定結果に応じて液圧制御装置を駆動しホ
イールシリンダに供給するブレーキ液圧を制御して車輪
に対する制動力を制御する制動力制御手段と、この制動
力制御手段によるブレーキ液圧制御開始前に、変化量が
所定時間内に所定値を所定回数越えたときには変化量演
算手段の演算を禁止し、推定路面摩擦係数の値を低く設
定するように調整する調整手段を備えたもので、この調
整手段によって、仮に全ての車輪が同時にロックしても
ブレーキ液圧制御開始前に路面の摩擦係数を推定するこ
とができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平5
−131912号に記載の装置においても、例えば緩や
かに制動力が加えられる所謂追い込み制動時には車輪速
度も緩やかに低下するので、車輪のロック傾向を検知す
ることが困難であり、車輪速度がかなり低下するまでロ
ック状態を検知できず、従って制御開始が遅れ、全ての
車輪が同時にロックに至るおそれが生ずる。しかも、一
般的な車両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時は高μの路面制御用に設定されて
いるので、低μの路面で追い込み制動が行なわれると全
車輪の車輪速度が急激に低下することになる。また、例
えば最高車輪速度に基づいて推定車体速度が設定され、
これに基づき制動力制御が行なわれる場合には、推定車
体速度は車輪速度と共に急激に低下し実車体速度から大
きく外れることとなる。
【0007】ところで、走行中の車両に対して制動作動
を行なう場合、荷重移動により車両の前後の軸重が異な
り、四つの車輪が同時にロックするために必要な車両前
方の車輪(前輪)に対する制動力と後方の車輪(後輪)
に対する制動力は正比例の関係にはなく、理想制動力配
分と呼ばれる関係に設定されており、この配分は積載荷
重の有無によっても異なる。これに関し、後輪に対する
制動力が前輪に対する制動力を上回ると車両の方向安定
性が損なわれることから、これより低く抑えつつ、でき
るだけ理想制動力配分に近づけるべく、後輪のホイール
シリンダとマスタシリンダとの間にプロポーショニング
バルブが介装されており、一般的に後輪に対する制動力
は前輪に対する制動力より低く抑えられている。このた
め、前輪及び後輪に同時に制動力が付与されると、前輪
側が先行してロック方向に向かうことになる。このこと
は走行路面状態とは無関係であるが、フルタイム四輪駆
動車のようにエンジンを介して後輪が前輪に連結されて
いる場合には、車輪速度は特異な変動を惹起する。
【0008】一般的に、各車輪と路面間に働く運動方程
式はタイヤの回転系の慣性モーメントをItとすると、
It×ωr=μ×W×R−Tbで表される。ここで、T
bはブレーキトルク、ωrは車輪の角加速度、Wはタイ
ヤ荷重、Rはタイヤの半径である。一方、図13に示す
ように前後輪がセンターディファレンシャルCDを介し
てエンジン及びミッションEGに連結された四輪駆動車
においては、前輪側から後輪側に駆動力を伝達するプロ
ペラシャフトPSが捩れを有するので、後輪側の(リヤ
ディファレンシャルRD)のトルクTdがセンターディ
ファレンシャルCDに伝達される場合の運動方程式(駆
動側からの伝達をみたときのシュミレーションモデル
式)は、Ip×np=Tp−Td、及びTd=Cp(n
p−nd)+Kp(θp−θd)となる。ここで、Ip
はプロペラシャフトPSの回転系の慣性モーメント、T
pはプロペラシャフトPSのトルク、npはプロペラシ
ャフトPSの回転数、ndはリヤディファレンシャルR
Dの回転数、Cpは捩れ減衰係数、Kpは捩れ剛性、θ
pはプロペラシャフトPSの回転角、θdはリヤディフ
ァレンシャルRDの回転角である。而して、プロペラシ
ャフトPSに捩れの変位が生じた状態でセンターディフ
ァレンシャルCD側にトルクが伝達される。
【0009】そして、図13に示す四輪駆動車が低摩擦
係数(以下、低μという)の路面を走行し、摩擦係数μ
がピーク値を越えて低下する状況においては、タイヤの
回転方向の慣性モーメントは、センターディファレンシ
ャルCDを含むプロペラシャフトPS系の慣性モーメン
トと比較すると小さいため、車輪加速度が大きく低下す
ることとなる。一方、プロペラシャフトPS系は慣性が
大きいためプロペラシャフトPSの回転数npとリヤデ
ィファレンシャルRDの回転数ndとの間で回転数差
(回転角度差)が生ずる。この回転角度差によってプロ
ペラシャフトPS回転系にトルクが伝達され、プロペラ
シャフトPS回転系の回転速度を低下させるように作用
することになるが、プロペラシャフトPS系は慣性が大
きいので、プロペラシャフトPS回転系の回転速度は然
程低下せず、逆に反作用として、タイヤを回転する方向
(ブレーキトルクを低下させる方向)に作用する。この
ため、一旦低下傾向にあった車輪速度が再び回復傾向を
示し振動が発生する。これに対し、高摩擦係数(以下高
μという)の路面でも制動時に振動が発生するが、反作
用の力によってブレーキトルクが同じだけ低下したとし
ても、タイヤトルクが大きいので、μ−S特性が平坦に
なるピーク付近に至るまで路面μによる影響は小さい。
而して、高μ路面と低μ路面における車輪速度差の振動
状態に基づき、高μと低μの路面状態を峻別することが
可能となる。
【0010】図14は上記の四輪駆動車における追い込
み制動時の制御状況の一例を示すもので、前方の駆動輪
(以下、前輪という)の平均車輪速度Vfaと後方の駆
動輪(以下、後輪という)の平均車輪速度(以下、単に
車輪速度という)Vraの変化を示し、図14の上段が
低μの路面を走行している場合、下段が高μの路面を走
行している場合を示している。先ず、低μの路面では、
全車輪に制動力が加えられると、破線で示すように前輪
側の車輪速度Vfaが先行して低下し、続いて実線で示
すように後輪側の車輪速度Vraが低下する際、前輪側
の車輪速度Vfaが一旦回復する。以後、前輪側と後輪
側の車輪速度Vfa,Vraが夫々変動しながら低下
し、両車輪速度の差に振動が発生する。これに対し、高
μの路面では、図14の下段に示すように前後輪の車輪
速度は略同様の状態で減少する。従って、図14の上段
と下段を対比すれば明らかなように、ブレーキ液圧制御
開始前の追い込み制動時に、前後輪の車輪速度が夫々変
動しながら減少する特性を確認できれば、少くとも走行
路面が低μであることが推定可能である。
【0011】そこで、本発明は、四輪駆動車のアンチス
キッド制御装置において、制動時に全ての車輪がロック
傾向となる場合でも、車輪速度を検出するのみでブレー
キ液圧制御開始前に路面の摩擦係数を適切に推定し得る
ようにすることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の四輪駆動車のアンチスキッド制御装置は、
図1に構成の概要を示したように、車両の前方の車輪F
R,FL、及び後方の車輪RR,RLの各々に装着し制
動力を付与するホイールシリンダWfr,Wfl,Wr
r,Wrlと、これらホイールシリンダWfr等の各々
にブレーキ液圧を供給する液圧発生装置PGと、この液
圧発生装置PGとホイールシリンダWfr等との間に介
装しホイールシリンダWfr等のブレーキ液圧を制御す
る液圧制御装置FVと、各車輪の車輪速度を検出する車
輪速度検出手段Sfr,Sfl,Srr,Srlと、こ
れら車輪速度検出手段Sfr等の検出出力に基づき各車
輪の加速度を演算する車輪加速度演算手段Afr,Af
l,Arr,Arlと、これら車輪加速度演算手段Af
r等が演算した全車輪の加速度を平均し平均加速度を演
算する平均加速度演算手段AAと、車輪速度検出手段S
fr,Sflの検出出力に基づき車両前方の車輪FR,
FLの車輪速度の平均値を演算する前輪速度平均手段F
Aと、車輪速度検出手段Srr,Srlの検出出力に基
づき車両後方の車輪RR,RLの車輪速度の平均値を演
算する後輪速度平均手段RAと、後輪速度平均手段RA
の演算結果と前輪速度平均手段FAの演算結果の速度差
を演算する前後輪速度差演算手段DFと、この前後輪速
度差演算手段DFが演算した前後輪速度差のうち所定の
周波数帯域内の振動成分の通過を許容する帯域通過フィ
ルタ手段BPと、この帯域通過フィルタ手段BPを通過
した前後輪速度差の振動状態を判定する振動判定手段V
Bと、平均加速度演算手段AAの演算結果が所定の基準
加速度を下回り、且つ振動判定手段VBが、帯域通過フ
ィルタ手段BPを通過した前後輪速度差が所定値以上で
所定の振動回数に達したと判定したときに、低摩擦係数
路面と推定する路面摩擦係数推定手段EFと、少くとも
路面摩擦係数推定手段EFの推定結果に基づき且つ車輪
速度検出手段Sfr等の検出出力に応じて液圧制御装置
FVを駆動しホイールシリンダWfr等に供給するブレ
ーキ液圧を制御して車輪FR等の各々に対する制動力を
制御する制動力制御手段BCとを備えることとしたもの
である。
【0013】また、本発明は請求項2に記載のように、
車両の前方の車輪FR,FL、及び後方の車輪RR,R
Lの各々に装着し制動力を付与するホイールシリンダW
fr,Wfl,Wrr,Wrlと、これらホイールシリ
ンダWfr等の各々にブレーキ液圧を供給する液圧発生
装置PGと、この液圧発生装置PGとホイールシリンダ
Wfr等との間に介装しホイールシリンダWfr等のブ
レーキ液圧を制御する液圧制御装置FVと、各車輪の車
輪速度を検出する車輪速度検出手段Sfr,Sfl,S
rr,Srlと、これら車輪速度検出手段Sfr等の検
出出力に基づき各車輪の加速度を演算する車輪加速度演
算手段Afr,Afl,Arr,Arlと、更に図1に
破線で示すように、車輪加速度演算手段Afr,Afl
が演算した車両前方の車輪FR,FLの加速度を平均し
前輪加速度を演算する前輪加速度平均手段AAfと、車
輪加速度演算手段Arr,Arlが演算した車両後方の
車輪RR,RLの加速度を平均し後輪加速度を演算する
後輪加速度平均手段AArと、車輪加速度演算手段Af
r等が演算した全車輪の加速度を平均し平均加速度を演
算する平均加速度演算手段AAと、前輪加速度平均手段
AAfが演算した前輪加速度のうち所定の周波数帯域内
の振動成分の通過を許容する第1の帯域通過フィルタ手
段BP1と、後輪加速度平均手段AArが演算した後輪
加速度のうち所定の周波数帯域内の振動成分の通過を許
容する第2の帯域通過フィルタ手段BP2と、第1及び
第2の帯域通過フィルタ手段BP1,BP2を通過した
前輪加速度および後輪加速度の振動状態を判定する振動
判定手段VBと、平均加速度演算手段AAの演算結果が
所定の基準加速度を下回り、且つ振動判定手段VBが、
第1及び第2の帯域通過フィルタ手段BP1,BP2を
通過した前輪加速度及び後輪加速度が夫々所定値以上で
所定の振動回数に達したと判定したときに、低摩擦係数
路面と推定する路面摩擦係数推定手段EFと、少くとも
路面摩擦係数推定手段EFの推定結果に基づき且つ車輪
速度検出手段Sfr等の検出出力に応じて液圧制御装置
FVを駆動しホイールシリンダWfr等に供給するブレ
ーキ液圧を制御して車輪FR等の各々に対する制動力を
制御する制動力制御手段BCとを備えることとしてもよ
い。
【0014】
【作用】上記の構成になる四輪駆動車のアンチスキッド
制御装置においては、液圧発生装置PGを駆動すると液
圧制御装置FVを介してホイールシリンダWfr,Wf
l,Wrr,Wrlの各々にブレーキ液圧が供給され、
車両前方の車輪FR,FL及び後方の車輪RR,RLに
対し制動力が付与される。一方、車輪速度検出手段Sf
r,Sfl,Srr,Srlによって車輪FR,FL,
RR,RLの車輪速度が検出され、これらの車輪速度に
基づき車輪加速度演算手段Afr,Afl,Arr,A
rlにて各車輪の加速度が演算される。続いて、平均加
速度演算手段AAにより全車輪の加速度が平均され平均
加速度が求められる。また、前輪速度平均手段FAにて
車輪速度検出手段Sfr,Sflの検出出力に基づき車
両前方の車輪FR,FLの車輪速度の平均値が演算され
ると共に、後輪速度平均手段RAにて車輪速度検出手段
Srr,Srlの検出出力に基づき車両後方の車輪R
R,RLの車輪速度の平均値が演算され、前後輪速度差
演算手段DFによって、後輪速度平均手段RAの演算結
果と前輪速度平均手段FAの演算結果の速度差が演算さ
れる。前後輪速度差演算手段DFにて演算された前後輪
速度差は帯域通過フィルタ手段BPに供給され、そのう
ち所定の周波数帯域内の振動成分の通過が許容され、振
動判定手段VBにおいて、帯域通過フィルタ手段BPを
通過した前後輪速度差の振動状態が判定される。そし
て、路面摩擦係数推定手段EFにおいて、平均加速度演
算手段AAの演算結果が所定の基準加速度を下回り、且
つ帯域通過フィルタ手段BPを通過した前後輪速度差が
所定値以上で所定の振動回数に達したと判定されたとき
には、低摩擦係数路面と推定される。而して、制動力制
御手段BCにより、少くとも路面摩擦係数推定手段EF
の推定結果に基づくと共に車輪速度検出手段Sfr等の
検出出力に応じて液圧制御装置FVが駆動され、ホイー
ルシリンダWfr等に供給されるブレーキ液圧が制御さ
れ車輪FR等に対する制動力が適切に制御される。
【0015】請求項2に係るアンチスキッド制御装置に
おいては、車輪加速度演算手段Afr,Aflにて演算
された車両前方の車輪FR,FLの加速度が前輪加速度
平均手段AAfによって平均されて前輪加速度が演算さ
れ、車輪加速度演算手段Arr,Arlにて演算された
車両後方の車輪RR,RLの加速度が後輪加速度平均手
段AArによって平均されて後輪加速度が演算されると
共に、車輪加速度演算手段Afr等にて演算された全車
輪の加速度が平均加速度演算手段AAによって平均され
平均加速度が演算される。前輪加速度は第1の帯域通過
フィルタ手段BP1に供給され、そのうち所定の周波数
帯域内の振動成分の通過が許容され、後輪加速度は第2
の帯域通過フィルタ手段BP2に供給され、そのうち所
定の周波数帯域内の振動成分の通過が許容される。振動
判定手段VBにて第1及び第2の帯域通過フィルタ手段
BP1,BP2を通過した前輪加速度および後輪加速度
の振動状態が判定される。そして、路面摩擦係数推定手
段EFにおいて、平均加速度演算手段AAの演算結果が
所定の基準加速度を下回り、且つ振動判定手段VBにて
前輪加速度及び後輪加速度が夫々所定値以上で所定の振
動回数に達したと判定されたときには、低摩擦係数路面
と推定される。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図2は本発明の一実施例のアンチスキッド制御装
置を示すもので、マスタシリンダ2a及びブースタ2b
から成り、ブレーキペダル3によって駆動される液圧発
生装置2と、車輪FR,FL,RR,RLに配設された
ホイールシリンダ51乃至54の各々とが接続される液
圧路に、ポンプ21,22、リザーバ23,24及び電
磁弁31乃至38が介装されている。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、本実施例では所謂センタディファレン
シャル(図示せず)で連結され、全輪が駆動輪となる四
輪駆動車が構成されている。ブレーキシステムについて
は、図2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。
【0017】液圧発生装置2とホイールシリンダ51乃
至54との間には本発明にいう液圧制御装置たるアクチ
ュエータ30が介装されている。このアクチュエータ3
0は、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電
磁弁31,32及び電磁弁33,34が介装され、これ
らとマスタシリンダ2aとの間にポンプ21が介装され
て成る。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
路に夫々電磁弁35,36及び電磁弁37,38が介装
され、これらとマスタシリンダ2aとの間にポンプ22
が介装されている。ポンプ21,22は電動モータ20
によって駆動され、これらの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。従って、これらの液圧
路が常開の電磁弁31,33,35,37に対するブレ
ーキ液圧の供給側となっている。
【0018】常閉の電磁弁32,34の排出側液圧路は
リザーバ23を介してポンプ21に接続され、同じく常
閉の電磁弁36,38の排出側液圧路はリザーバ24を
介してポンプ22に接続されている。リザーバ23,2
4は夫々ピストンとスプリングを備えており、電磁弁3
2,34,36,38から排出側液圧路を介して還流さ
れるブレーキ液を収容し、ポンプ21,22作動時にこ
れらに対しブレーキ液を供給するものである。
【0019】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2
に示す第1位置にあって、各ホイールシリンダ51乃至
54は液圧発生装置2及びポンプ21あるいは22と連
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は液圧発生装置2
及びポンプ21,22とは遮断され、リザーバ23ある
いは24と連通する。尚、図2中のチェックバルブはホ
イールシリンダ51乃至54及びリザーバ23,24側
から液圧発生装置2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。
【0020】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に液圧発生装置2及びポンプ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余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、通電、非通電の時間間
隔を調整することにより所謂パルス増圧(ステップ増
圧)又はパルス減圧を行ない、緩やかに増圧又は減圧す
るように制御することができる。
【0021】上記電磁弁31乃至38は電子制御装置1
0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1
0に接続され、これにより駆動制御される。また、車輪
FR,FL,RR,RLには夫々本発明にいう車輪速度
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。車輪速度センサ41乃至
44としては、例えば各車輪の回転に伴って回転する歯
付ロータと、このロータの歯部に対向して設けられたピ
ックアップから成る周知の電磁誘導方式のセンサであ
り、各車輪の回転速度に比例した周波数の電圧を出力す
るものが用いられるが、他の方式のものでもよい。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45が電子制御装置10に接続されてい
る。
【0022】電子制御装置10は、図3に示すように、
バスを介して相互に接続されたCPU14、ROM1
5、RAM16、タイマ17、入力ポート12及び出力
ポート13から成るマイクロコンピュータ11を備えて
いる。上記車輪速度センサ41乃至44及びブレーキス
イッチ45の出力信号は増幅回路18a乃至18eを介
して夫々入力ポート12からCPU14に入力されるよ
うに構成されている。また、出力ポート13からは駆動
回路19aを介して電動モータ20に制御信号が出力さ
れると共に、駆動回路19b乃至19iを介して夫々電
磁弁31乃至38に制御信号が出力されるように構成さ
れている。マイクロコンピュータ11においては、RO
M15は図4乃至図10に示した各フローチャートに対
応したプログラムを記憶し、CPU14は図示しないイ
グニッションスイッチが閉成されている間当該プログラ
ムを実行し、RAM16は当該プログラムの実行に必要
な変数データを一時的に記憶する。更に、マイクロコン
ピュータ11内には、本発明にいう帯域通過フィルタ手
段として機能するバイパスフィルタが構成されている。
【0023】上記のように構成された本実施例において
は、イグニッションスイッチ(図示せず)が閉成される
と図4乃至図10のフローチャートに対応したプログラ
ムの実行が開始する。プログラムの実行が開始すると、
まず図4のステップ101にてマイクロコンピュータ1
1が初期化され、各種の演算値、車速を表す推定車体速
度Vso(これについては後段にて詳述する)、各車輪
の車輪速度Vw及び車輪加速度DVw等がクリアされ
る。そして、ステップ102において車輪速度センサ4
1乃至44の出力信号から各車輪の車輪速度Vwが演算
され、ステップ103に進みこれらの値から車輪加速度
DVwが演算される。次に、ステップ104にて、後述
する制御前路面摩擦係数推定の処理が行なわれ、走行路
面の摩擦係数が高μ又は低μに特定される。
【0024】そして、ステップ105に進み各車輪につ
いてアンチスキッド制御中(図4においてはABS制御
中として表す)か否かが判定され、制御中であればステ
ップ107に進み、そうでなければステップ106にて
各車輪に関しアンチスキッド制御開始条件が成立したか
否かが判定され、開始と判定されればステップ107に
進む。アンチスキッド制御開始条件を充足していなけれ
ばそのままステップ113にジャンプする。ステップ1
07においては、上記車輪速度Vw、車輪加速度DVw
及び後述の推定車体速度Vsoに基づいて判定される制
動状況、及び路面の摩擦係数に応じて減圧、パルス増圧
及び保持の何れかの制御モードに設定される。尚、路面
の摩擦係数(μ)は制御前においては上記ステップ10
4の推定結果に基づいて設定されるが、制御開始後は例
えばスリップ率に応じて高μ、中μ及び低μの何れかに
特定される。
【0025】そして、ステップ108にて制御モードが
減圧モードか否かが判定され、減圧モードであればステ
ップ109に進み減圧信号が出力され、そうでなければ
ステップ110に進みパルス増圧モードか否かが判定さ
れる。パルス増圧モードと判定されるとステップ111
に進み、増圧と保持を交互に繰り返すパルス増圧信号が
出力され、ホイールシリンダ51乃至54のうちの制御
対象が徐々に増圧される。パルス増圧モードでなければ
ステップ112に進み保持信号が出力され、ホイールシ
リンダ液圧が保持される。上記制御モードの設定及び増
減圧信号の出力は各車輪のホイールシリンダについても
同様に行なわれ、ステップ113にて四つの車輪FR,
FL,RR,RLの全てに関し処理が行なわれたか否か
が判定され、四輪全てについて処理が完了するまで上記
ルーチンが繰り返される。これが完了するとステップ1
14にて推定車体速度Vsoが演算されステップ102
に戻る。
【0026】上記推定車体速度Vsoは図5のフローチ
ャートに従って設定される。即ち、先ずステップ201
において、制御サイクル(例えば、5ms)毎に四つの
車輪の車輪速度VwFR(n) 等の最大値が求められ、最大
車輪速度Vwo(n) とされる。尚、MAXは最大値を求
める関数を表し、FR等は車輪の種類を表す。また、(n)
はnサイクル時の値を表し、nは1以上の整数である。
次に、ステップ202において路面の摩擦係数が高μか
否かが判定され、高μであればステップ203にて減速
度αDWとして所定の値、例えば1.1G(Gは重力加速
度)が設定される。ステップ202にて高μと判定され
なければステップ204に進み中μか否かが判定され
る。ここで中μと判定された場合には、ステップ205
にて減速度αDWとして例えば0.6Gが設定され、そう
でなければ低μと判定され、ステップ206にて減速度
αDWとして例えば0.4Gが設定される。
【0027】そして、ステップ207にて加速度αUPと
して例えば0.5Gが設定された後、ステップ208に
おいて推定車体速度Vso(n) が演算される。即ち、ス
テップ201で求められた最大車輪速度Vwo(n) 、前
回の制御サイクル時の推定車体速度Vso(n-1) に加速
度αUPと制御サイクル時間Tの積を加算した値(Vso
(n-1) +αUP・T)、及び前回の制御サイクル時の推定
車体速度Vso(n-1)から減速度αDWと制御サイクル時
間Tの積を減算した値(Vso(n-1) −αDW・T)の三
つの値の中間値が求められ、推定車体速度Vso(n) と
される。尚、図5のMEDは中間値を求める関数であ
る。
【0028】図6及び図7のフローチャートは前述の制
御前路面摩擦係数推定の処理を示すもので、その制御状
況の一例を図11に示す。尚、図11において、破線の
VAは実車体速度を示し、二点鎖線のVsoは推定車体
速度を示している。先ず、ステップ301において例え
ば各車輪速度の変動に基づき悪路を走行中か否かが判定
され、悪路であればステップ302にて高μ路面として
処理され、高μ時のブレーキ液圧制御が行なわれる。悪
路でなければステップ303に進み、平均加速度DVa
(n) (この演算については図8を参照して後述する)が
所定の加速度G1(例えば−0.3G)と比較され、こ
れ以下であればステップ302に進むが、所定の加速度
G1を超えれば、ステップ304に進みアンチスキッド
制御が開始する前か否かが判定され、制御開始前である
場合にはステップ305に進む。アンチスキッド制御中
と判定された場合には、後述するステップ321乃至3
24を経てメインルーチンに戻る。
【0029】ステップ305においては、後述するフィ
ルタ通過後速度差BVd(n) の振動判定中か否かが判定
される。この振動判定の開始前であれば図7のステップ
306にて開始条件が判定され、振動判定中であればス
テップ311に進み、振動判定の開始後所定時間T1
(例えば、500ms)を経過したか否かが判定され
る。振動判定の開始条件としては、前述のステップ30
1,303,304において判定されたように、悪路で
なく、平均加速度DVa(n) が所定の加速度G1以下で
あり、且つABS制御前であることに加え、バンドパス
フィルタを経た前後輪速度差BVd(n) (以下、単にフ
ィルタ通過速度差BVd(n) という)が所定値V1(例
えば、0.5km/h)以上であることが必要であり、
図7のステップ306において判定される。
【0030】上記ステップ306等で用いられるフィル
タ通過速度差BVd(n) は、図10に示すように演算さ
れる。即ち、ステップ601,602にて今回及び前々
回の前後輪速度差Vd(n) ,Vd(n-2) が読み出される
と共に、前回及び前々回のフィルタ通過速度差BVd(n
-1) ,BVd(n-2) が読み出され、ステップ603に示
した式に従って演算される。ステップ603において、
A,B,Cは何れも定数で、例えば通過域の両端のカッ
トオフ周波数を6Hz及び7Hzとし、サンプリング周
期を6msとしたとき、A=0.085、B=1.9
2、C=0.98に設定される。このようにして演算さ
れたフィルタ通過速度差BVd(n) がステップ604に
てメモリに格納され、順次更新され次回の演算に供され
る。尚、前後輪の車輪速度Vfa,Vraと前後輪速度
差Vd(=Vfa−Vra)及びフィルタ通過速度差B
Vdとの関係は図12に示すとおりであり、フィルタ通
過速度差BVdは前後輪速度差Vdに対し若干の時間遅
れを呈している。
【0031】上記フィルタ通過速度差BVd(n) はステ
ップ306にて所定値V1と比較され、これを下回れば
そのままメインルーチンに戻るが、これ以上であれば振
動判定が開始し、ステップ307以降に進む。即ち、ス
テップ307において振動判定フラグがセット(1)さ
れると共に、ステップ308にて+振動フラグがセット
される。そして、ステップ309において振動判定タイ
マがクリア(0)されると共に、ステップ310にて振
動カウンタがクリアされる。
【0032】而して、次回以降の制御サイクルでステッ
プ305に至り、ここで振動判定中と判定されてステッ
プ311に進む。ステップ311において振動判定タイ
マが所定時間T1(500ms)に達していなければ図
7のステップ312以降に進む。即ち、ステップ312
にて振動判定タイマがインクリメント(+1)された
後、ステップ313においてフィルタ通過速度差BVd
(n) が所定値V1(例えば、0.5km/h)と比較さ
れ、この値以上であればステップ314にて+振動フラ
グはセット状態とされてメインルーチンに戻る。フィル
タ通過速度差BVd(n) が所定値V1未満と判定される
と、ステップ315に進み所定値V2(例えば、−0.
5km/h)と比較され、この値を超えておればそのま
まメインルーチンに戻るが、この値以下であるときには
ステップ316以降に進む。ステップ316では+振動
フラグがセットされているか否かが判定され、未だセッ
トされていなければそのままメインルーチンに戻るが、
セットされている場合には、ステップ317にて+振動
フラグがリセット(0)された後、ステップ318にて
振動カウンタがインクリメント(+1)され、カウント
アップされる。
【0033】図6のステップ311に戻り、振動判定タ
イマが所定時間T1(500ms)に達したと判定され
ると、ステップ319においてその間に振動カウンタが
所定回数N1(例えば、3回)をカウントしたか否かが
判定され、そうであればステップ320にて走行路面が
低μと推定される。而して、振動判定が終了し、ステッ
プ321乃至324にて振動判定フラグ及び+振動フラ
グがリセットされると共に、振動判定タイマがクリアさ
れ、更に振動カウンタがクリアされてメインルーチンに
戻る。
【0034】図8は上記図6のステップ303に供され
る平均加速度DVa(n) の演算処理を示すもので、前述
の図4のステップ103において四つの車輪FR等の各
車輪について演算された車輪加速度DVwFR(n) ,DV
wFL(n) ,DVwRR(n) ,DVwRL(n) が平均され、平
均値DVx(n) が求められる(ステップ401)。そし
て、ステップ402において例えば(n-7) 回から(n) 回
の8回分の平均値DVxが平均され、今回(n) の平均加
速度DVa(n) とされる。このように、8回分の平均値
を求めることとしているのは、車輪の振動等によって平
均値DVx(n)が変動することから、これにフィルタを
かけ振動等による影響を抑えるためである。また、図9
は前輪及び後輪の車輪速度の各々の平均値の差を演算す
るもので、演算結果は図10のステップ601に供され
る。即ち、ステップ501にて車両後方の車輪RR,R
Lの車輪速度VwRR(n) ,VwRL(n) の平均値Vra
(n)が求められると共に、ステップ502にて車両前方
の車輪FR,FLの車輪速度VwFR(n) ,VwFL(n) の
平均値Vfa(n) が求められる。そして、ステップ50
3において両平均値Vfa(n) ,Vra(n) の速度差V
d(n) が演算される。
【0035】以上のように、本実施例によれば、低μ路
面を走行中でもブレーキ液圧制御開始前から正しく推定
されるので、早期に適切なブレーキ液圧制御に移行し得
る。特に、たとえ追い込み制動作動によって全ての車輪
が同時にロック傾向となる場合にも、事前に低μ路面を
推定することができるので、これに応じた適切なブレー
キ液圧制御を行なうことができる。
【0036】本発明の他の実施例としては、前輪用及び
後輪用に夫々第1及び第2のバンドパスフィルタを構成
し、車両の前方の車輪FR,FLの平均加速度DVfを
演算すると共に、後方の車輪RR,RLの平均加速度D
Vrを演算し、第1及び第2のバンドパスフィルタ通過
後の値(フィルタ通過後加速度)BDVf,BDVrを
夫々求めることとしてもよい。図15は、図6に示した
制御前路面摩擦係数推定の処理に対応する本実施例にお
ける処理を示すもので、ステップ305以前及びステッ
プ321以降の処理は図6と同様であるので省略し、図
7に示した部分も略同様の処理であるので省略した。
【0037】而して、図6のステップ311と同様に図
15のステップ331で判定される所定時間T2(例え
ば500ms)の間に、ステップ332,333にてフ
ィルタ通過後加速度BDVf,BDVrが所定の振動回
数N2,N3(例えば、何れも3回)に達すると、ステ
ップ320に進み走行路面が低μと推定される。このよ
うに、フィルタ通過後加速度BDVf,BDVrによっ
ても低μ路面を推定することができる。
【0038】
【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、本発明の四輪駆動車のア
ンチスキッド制御装置によれば、請求項1のように、平
均加速度演算手段の演算結果が所定の基準加速度を下回
り、且つ振動判定手段が、帯域通過フィルタ手段を通過
した前後輪速度差が所定値以上で所定の振動回数に達し
たと判定したときに、もしくは請求項2のように、平均
加速度演算手段の演算結果が所定の基準加速度を下回
り、且つ振動判定手段が、第1及び第2の帯域通過フィ
ルタ手段を通過した前輪加速度及び後輪加速度が夫々所
定値以上で所定の振動回数に達したと判定したときに、
低摩擦係数路面と推定するように構成されているので、
四輪駆動車における制動時に全ての車輪がロック傾向と
なる場合でも、車輪速度を検出するのみでブレーキ液圧
制御開始前に路面の摩擦係数を適切に推定することがで
きる。而して、遅滞なくブレーキ液圧制御に移行するこ
とができ、安定した制動作動を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の四輪駆動車のアンチスキッド制御装置
の概要を示すブロック図である。
【図2】本発明に係る四輪駆動車のアンチスキッド制御
装置の実施例の全体構成図である。
【図3】図2の電子制御装置の構成を示すブロック図で
ある。
【図4】本発明の一実施例におけるアンチスキッド制御
の処理を示すフローチャートである。
【図5】本発明の一実施例における推定車体速度の演算
処理を示すフローチャートである。
【図6】本発明の一実施例における制御前路面摩擦係数
推定の処理を示すフローチャートである。
【図7】本発明の一実施例における制御前路面摩擦係数
推定の処理を示すフローチャートである。
【図8】本発明の一実施例における平均加速度の演算処
理を示すフローチャートである。
【図9】本発明の一実施例における前後輪速度差の演算
処理を示すフローチャートである。
【図10】本発明の一実施例におけるフィルタ通過速度
差の演算処理を示すフローチャートである。
【図11】本発明の一実施例における前後輪の車輪速度
の変化を示すグラフである。
【図12】本発明の一実施例における前後輪の車輪速
度、前後輪速度差及びフィルタ通過速度差の変化を示す
グラフである。
【図13】一般的な四輪駆動車の駆動伝達系の概要を示
す平面図である。
【図14】図13の四輪駆動車における前後輪の車輪速
度の変化と路面摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図15】本発明の他の実施例における制御前路面摩擦
係数推定の処理の一部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
2 液圧発生装置 2a マスタシリンダ 2b ブースタ 3 ブレーキペダル 10 電子制御装置 20 電動モータ 21,22 ポンプ 23,24 リザーバ 30 アクチュエータ(液圧制御装置) 31〜38 電磁弁 41〜44 車輪速度センサ(車輪速度検出手段) 51〜54 ホイールシリンダ FR,FL,RR,RL 車輪

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の前方及び後方の車輪の各々に装着
    し制動力を付与するホイールシリンダと、該ホイールシ
    リンダの各々にブレーキ液圧を供給する液圧発生装置
    と、該液圧発生装置と前記ホイールシリンダとの間に介
    装し前記ホイールシリンダのブレーキ液圧を制御する液
    圧制御装置と、前記車輪の各々の車輪速度を検出する車
    輪速度検出手段と、該車輪速度検出手段の検出出力に基
    づき前記車輪の各々の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全車輪の加速
    度を平均し平均加速度を演算する平均加速度演算手段
    と、前記車輪速度検出手段の検出出力に基づき前記車両
    前方の車輪の車輪速度の平均値を演算する前輪速度平均
    手段と、前記車輪速度検出手段の検出出力に基づき前記
    車両後方の車輪の車輪速度の平均値を演算する後輪速度
    平均手段と、該後輪速度平均手段の演算結果と前記前輪
    速度平均手段の演算結果の速度差を演算する前後輪速度
    差演算手段と、該前後輪速度差演算手段が演算した前後
    輪速度差のうち所定の周波数帯域内の振動成分の通過を
    許容する帯域通過フィルタ手段と、該帯域通過フィルタ
    手段を通過した前後輪速度差の振動状態を判定する振動
    判定手段と、前記平均加速度演算手段の演算結果が所定
    の基準加速度を下回り、且つ前記振動判定手段が、前記
    帯域通過フィルタ手段を通過した前後輪速度差が所定値
    以上で所定の振動回数に達したと判定したときに、低摩
    擦係数路面と推定する路面摩擦係数推定手段と、少くと
    も該路面摩擦係数推定手段の推定結果に基づき且つ前記
    車輪速度検出手段の検出出力に応じて前記液圧制御装置
    を駆動し前記ホイールシリンダに供給するブレーキ液圧
    を制御して前記車輪の各々に対する制動力を制御する制
    動力制御手段とを備えたことを特徴とする四輪駆動車の
    アンチスキッド制御装置。
  2. 【請求項2】 車両の前方及び後方の車輪の各々に装着
    し制動力を付与するホイールシリンダと、該ホイールシ
    リンダの各々にブレーキ液圧を供給する液圧発生装置
    と、該液圧発生装置と前記ホイールシリンダとの間に介
    装し前記ホイールシリンダのブレーキ液圧を制御する液
    圧制御装置と、前記車輪の各々の車輪速度を検出する車
    輪速度検出手段と、該車輪速度検出手段の検出出力に基
    づき前記車輪の各々の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前記車両前方
    の車輪の加速度を平均し前輪加速度を演算する前輪加速
    度平均手段と、前記車輪加速度演算手段が演算した前記
    車両後方の車輪の加速度を平均し後輪加速度を演算する
    後輪加速度平均手段と、前記車輪加速度演算手段が演算
    した全車輪の加速度を平均し平均加速度を演算する平均
    加速度演算手段と、前記前輪加速度平均手段が演算した
    前輪加速度のうち所定の周波数帯域内の振動成分の通過
    を許容する第1の帯域通過フィルタ手段と、前記後輪加
    速度平均手段が演算した後輪加速度のうち所定の周波数
    帯域内の振動成分の通過を許容する第2の帯域通過フィ
    ルタ手段と、前記第1及び第2の帯域通過フィルタ手段
    を通過した前輪加速度および後輪加速度の振動状態を判
    定する振動判定手段と、前記平均加速度演算手段の演算
    結果が所定の基準加速度を下回り、且つ前記振動判定手
    段が、前記第1及び第2の帯域通過フィルタ手段を通過
    した前輪加速度及び後輪加速度が夫々所定値以上で所定
    の振動回数に達したと判定したときに、低摩擦係数路面
    と推定する路面摩擦係数推定手段と、少くとも該路面摩
    擦係数推定手段の推定結果に基づき且つ前記車輪速度検
    出手段の検出出力に応じて前記液圧制御装置を駆動し前
    記ホイールシリンダに供給するブレーキ液圧を制御して
    前記車輪の各々に対する制動力を制御する制動力制御手
    段とを備えたことを特徴とする四輪駆動車のアンチスキ
    ッド制御装置。
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