JPH08301095A - アンチスキッド制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車輪速度の変化から車輪加速度を適正に算出
し、路面状態に対応する有効なアンチスキッド制御を行
う。 【構成】 時刻ｔ１１から時刻ｔ２０までの一つのブレ
ーキ油圧減圧および増圧サイクルの間で、時刻ｔ１２で
は車輪速度の最低値ｖ１２が検出され、時刻ｔ１５では
車輪速度の最大値ｖ１５が検出される。時刻ｔ１３で車
輪速度がｖ１３となるロードノイズなどが発生しても、
車輪加速度を車輪と路面との間の摩擦係数μに対応して
適正に算出することができる。算出された車輪加速度を
用いて、次の時刻ｔ２０からｔ２１までのブレーキ油圧
減圧期間における減圧量と、時刻ｔ２１からｔ３０まで
における増圧期間における増圧勾配とを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の急制動時に、車
輪がロックしないようにブレーキ油圧を制御するアンチ
スキッド制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動車などの車両が走行する
路面と車輪との間の摩擦係数μが大きくなるように車輪
の制動力を制御して、車輪がロックしない範囲で車輪を
有効に制動するような、アンチロックブレーキシステム
とも呼ばれるアンチスキッド制御のための装置が種々提
案されている。車両を制動する場合、図６に示すよう
に、実線で示す車輪速度は破線で示す車体速度に対して
偏差の増減を繰返しながら、路面と車輪との間で制動が
行われる。自動車の車輪には一般に油圧によって作動す
るホイールシリンダが設けられる。走行中の自動車に急
制動をかけるために、ホイールシリンダの油圧を急に増
大させると、車輪と路面とのスリップが大きくなり、車
輪速度が急激に低下する。時刻ｔ０で車輪加速度が最小
値となる。このままホイールシリンダの制動を続ける
と、車輪がロックしてしまい、路面と車輪との間のスリ
ップが大きくなって有効な制動を行うことができなくな
る。アンチスキッド制御においては、ある程度までホイ
ールシリンダを制動すると、ブレーキ油圧を減圧して車
輪速度を回復させ、車輪速度と車体速度との偏差を小さ
くする。車輪加速度は、車体速度回復の途中の時刻ｔ２
で最大となり、時刻ｔ３で再びブレーキ油圧を上昇させ
る。このようなブレーキ油圧の増減を繰返しながら最終
的に最短時間で制動を行うことがアンチスキッド制御の
目的である。

【０００３】車輪速度が回復する際には、路面の摩擦係
数μによって回復状態が変化する。路面の摩擦係数μ
は、路面の表面状態が車両の走行にとって良好であると
きには大きくなり、路面がいわゆる悪路であったり濡れ
ていたりさらには凍結していたりすると、摩擦係数μは
小さくなる。車輪加速度を検出して、次にブレーキ油圧
を減圧したり増圧したりするときの制御状態を調整する
先行技術は、たとえば特開平３−１５３４５４などに開
示されている。この先行技術では、車輪加速度が予め設
定される基準を越えるときには走行路面が悪路状態であ
ると判断する。また特開平２−３１０１６５には、車輪
の加減速度を検出し、ブレーキ油圧を減速してから車輪
速度が最大値に達するまでの時間を計測し、車輪速度が
最大値に達してからブレーキ油圧の減速を停止するまで
の時間も計測し、これらの計測時間に基づいてブレーキ
油圧の制御量の増大を行う先行技術が開始されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】車輪加速度を検出して
アンチスキッド制御を行う先行技術では、図７に示すよ
うな時刻ｔ５から時刻ｔ７までの車輪速度の回復期に、
たとえば時刻ｔ６において、ロードノイズや悪路で車体
が浮くためなどによって、瞬間的なピークが生じやす
い。このような時刻ｔ６のピークが生じると、車輪速度
の微分値である二点鎖線で示す加速度は、本来の時刻ｔ
５とｔ７との間の車輪速度の変化に基づく加速度に比較
して大きな値として検出される。このように回復時に微
分値を利用した場合には、ロードノイズや悪路等の影響
によって生じる瞬間的な大きな加速度を使用してアンチ
スキッド制御を行うこととなり、実際の路面の摩擦係数
μを正確に反映することができず、適正なブレーキ油圧
の制御を行うことができない。

【０００５】本発明の目的は、車輪速度の変化から適正
な車輪加速度を算出し、有効な制動を行うことができる
アンチスキッド制御装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、急制動時に、
車両の方向安定性と操縦性とを確保しつつ最大限の制動
力を引き出すために、車輪を制動するブレーキ油圧を適
正な範囲内で増減を繰り返すように制御するに際し、車
輪加速度を検出してブレーキ油圧変化時の変化量や勾配
を変化させるアンチスキッド制御装置において、ブレー
キ油圧の減圧後に、車輪速度の極小値を検出する極小速
度検出手段と、車輪速度が極小値となった後で、車輪速
度の極大値を検出する極大速度検出手段と、極小速度検
出手段および極大速度検出手段からの出力に応答して、
車輪速度の極小値と極大値とに基づいて車輪加速度を算
出する演算手段とを含むことを特徴とするアンチスキッ
ド制御装置である。また本発明は、前記極小値および極
大値が複数存在するとき、前記演算手段は、各極小値に
対してその直後の極大値を用いて加速度を算出し、算出
された加速度のうちの最小値を車輪加速度としてブレー
キ油圧増圧時の勾配制御に用いることを特徴とする。ま
た本発明は、前記極小値および極大値が複数存在すると
き、前記演算手段は、各極小値に対してその直後の極大
値を用いて加速度を算出し、算出された加速度のうちの
最大値を車輪加速度としてブレーキ油圧減圧時の減圧量
の制御に用いることを特徴とする。また本発明は、前記
極小値および極大値が複数存在するとき、前記演算手段
は、各極小値に対してその直後の極大値を用いて加速度
を算出し、算出された各加速度の平均値を車輪加速度と
してブレーキ油圧変化時の変化量や勾配の制御に用いる
ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明に従えば、車輪速度を微分して車輪加速
度を求めるのではなく、車輪速度変化の極小値と極大値
とに基づいて演算手段によって算出するので、ロードノ
イズや悪路における浮上がりなどの影響が軽減され、適
切な車輪加速度を用いて有効なアンチスキッド制御を行
うことができる。

【０００８】また本発明に従えば、車輪速度の回復期に
極小値および極大値が複数存在しても、極小値と直後の
極大値との間で加速度を算出し、算出された加速度のう
ちの最小値を車輪加速度としてブレーキ油圧増圧時の勾
配制御に用いるので、過大な摩擦係数μを想定して車輪
がロックしてしまうことを防ぐことができる。

【０００９】また本発明に従えば、車輪速度の回復期
に、複数の極小値および極大値が存在するとき、極小値
およびその直後の極大値によって算出される加速度のう
ち最大値を車輪加速度としてブレーキ油圧減圧量の制御
に用いるので、減圧量を確実に確保して車輪のロックを
防止することができる。

【００１０】また本発明に従えば、複数の極小値および
極大値から求める加速度のうちの平均値を車輪加速度と
するので、ロードノイズなどが多い悪路などであって
も、車輪と路面との間の摩擦係数を精度良く算出して有
効なアンチスキッド制御を行うことができる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の概略的な構成を
示す。車輪速センサ１ａ〜１ｄ（以下総称するときは参
照符「１」で示す）は、４つの車輪２ａ〜２ｄ（以下総
称するときは参照符「２」で示す）の回転速度、すなわ
ち車輪速度を検出する。一般に、車輪速センサ１は電磁
ピックアップ型が多く用いられる。車輪２ａ〜２ｄに
は、ブレーキを作動させるためのホイールシリンダ３ａ
〜３ｄがそれぞれ設けられる。各車輪速センサ１ａ〜１
ｄからの検出信号は、アンチスキッド制御装置４に入力
信号として与えられる。アンチスキッド制御装置４は、
運転者がブレーキペダル５を踏込んで急ブレーキをかけ
た時に、マスタシリンダ６を介して各ホイールシリンダ
３ａ〜３ｄにブレーキ油を供給するブレーキ油圧回路７
ａ〜７ｄ（以下総称するときは参照符「７」で示す）を
制御する。ブレーキ油はモータ８によって駆動されるポ
ンプから供給される。

【００１２】アンチスキッド制御装置４内には加速度演
算回路１０、極小値検出回路１１、極大値検出回路１２
および制御回路１３などが含まれる。これらの各部分
は、予め設定されるプログラムに従って各回路に対応す
る動作をソフトウエア的に実現する。すなわち、加速度
演算回路１０では、各車輪速センサ１ａ〜１ｄからの車
輪速検出値から、極小値検出回路１１によって極小値を
検出し、極大値検出回路１２によって極大値を検出した
検出値が入力される。加速度演算回路１０は、加速度の
大きさに対応して車輪２と路面との間の摩擦係数μを推
定する。次の表１は、摩擦係数μの値と、ブレーキ油圧
の増圧時のデューティまたは減圧時の減圧量との関係を
示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】本実施例では、ブレーキ油圧の増圧時に
は、一定の割合でパルス的な増圧と圧力保持とを繰返す
ことによって、見掛けの増圧勾配を制御する。路面と車
輪との間の摩擦係数μは、「高」、「中」および「低」
の３段階に分けられ、各段階に応じて増圧デューティＤ
ｈ，Ｄｍ，Ｄｌがそれぞれ設定される。また減圧量も、
Ｐｈ，Ｐｍ，Ｐｌがそれぞれ設定される。

【００１５】図２は、図１のブレーキ油圧回路７の構成
を示す。各車輪ごとに設けられるブレーキパッド１５
は、ホイールシリンダ３にブレーキ油を供給することに
よって車輪２を制動し、ホイールシリンダ３からブレー
キ油を抜出すことによって制動を解除する。ホイールシ
リンダ３へのブレーキ油の供給は、インレットバルブ１
６をＯＮ状態とし、アウトレットバルブ１７をＯＦＦ状
態とすることによって行う。ホイールシリンダ３からの
ブレーキ油の抜出しは、アウトレットバルブ１７をＯＮ
状態とし、インレットバルブ１６をＯＦＦ状態とするこ
とによって行う。インレットバルブ１６およびアウトレ
ットバルブ１７を両方ともＯＦＦ状態とすると、ホイー
ルシリンダ３は保持状態となる。ホイールシリンダ３の
減圧時には、ホイールシリンダ３内のブレーキ油はアウ
トレットバルブ１７を介してリザーバ１８に戻る。ホイ
ールシリンダ３の増圧時は、アウトレットバルブ１７は
ＯＦＦ状態となり、マスタシリンダ６からＯＮ状態のイ
ンレットバルブ１６を介してホイールシリンダ３にブレ
ーキ油が供給される。マスタシリンダ６へは、リザーバ
１８から図１のモータ７によって駆動されるポンプ１９
を介してブレーキ油が供給される。

【００１６】図３は、図１の実施例を用いる車輪速度お
よびブレーキ油圧の変化の一例を示す。図１のブレーキ
ペダル５を踏込んで急制動をかけた状態で、時刻ｔ１１
での車輪速度ｖ１１は破線で示す車体速度とほぼ一致し
ているけれども、ブレーキ油圧を増大しているので、車
輪速度は車体速度の経過よりも大きな割合で低下する。
時刻ｔ１２では車輪速度がｖ１２となり、最低値とな
る。この時点ではブレーキ油圧の減圧が開始されてお
り、時刻ｔ１２からは車輪速度の回復期間に入る。時刻
ｔ１３でロードノイズや悪路での浮上がりなどのために
車輪速度がｖ１３になるピークが一つの極大値として生
じる。このピークは一過性であり、時刻ｔ１４において
すぐ極小値の車輪速度ｖ１４となる。回復期間には、車
輪速度と車体速度との差が接近するので、ブレーキ油圧
は再び増圧され、時刻ｔ１５でもう一つのピークである
車輪速度ｖ１５となる。本実施例では、これらの検出値
を用いて次のブレーキ油圧の制御サイクルである時刻ｔ
２０からｔ３０までの期間の油圧の減少量や増圧勾配を
調整する。このうち時刻ｔ２０からｔ２１までは、ブレ
ーキ油圧をｐ２０からｐ２１まで減圧する期間であり、
減圧量であるｐ２０−ｐ２１の量は時刻ｔ１２の車輪速
度の最小値ｖ１２と時刻ｔ１５における車輪速度の最大
値ｖ１５から算出する。これによって時刻ｔ１３におけ
る小さなピークの影響を受けずに路面の摩擦係数μを反
映した車輪加速度を算出することができる。この場合の
車輪加速度ａ１は、次の第１式によって表される。

【００１７】

【数１】

【００１８】図４はブレーキ油圧の減圧制御時の減圧量
および増圧制御時の増圧勾配の制御方法を示す。ブレー
キ油圧の減圧量は、減圧がＯＮ状態である時間ｗ０によ
って制御される。すなわち減圧時には一定の負の勾配で
ブレーキ油圧が変化するので、表１の減圧量Ｐｈ，Ｐ
ｍ，Ｐｌに応じて時間ｗ０を調整する。増圧時には、時
間ｗ１だけＯＮ状態とし、ｗ２だけＯＦＦ状態とするこ
とを繰返す。ｗ１とｗ２との比が表１に示す増圧デュー
ティＤｈ，Ｄｍ，Ｄｌとなるように制御することによっ
て、図４に二点鎖線で示す増圧勾配を変化させることが
できる。

【００１９】以上の実施例では、一つの車輪速度変化サ
イクル中の最小値と最大値とを用いて車輪加速度を算出
しているけれども、時刻ｔ１２およびｔ１４ではそれぞ
れ極小値ｖ１２，ｖ１４が検出され、時刻ｔ１３および
ｔ１５では極大値ｖ１３，ｖ１５がそれぞれ検出される
ので、時刻ｔ１２とｔ１３との間および時刻ｔ１４とｔ
１５との間でそれぞれ最低値と最大値とに基づいて、次
の第２式および第３式のように加速度ａ２，ａ３をそれ
ぞれ算出することができる。

【００２０】

【数２】

【００２１】本発明の他の実施例では、第２式および第
３式によって算出される加速度ａ２，ａ３のうちの最小
値を用いて次の時刻ｔ２１からｔ３０までの間の増圧勾
配を制御する。またさらに他の実施例では、加速度ａ２
および加速度ａ３のうちの最大値を用いて、時刻ｔ２０
からｔ２１までの時間におけるブレーキ油圧の減少量を
制御する。またさらに他の実施例では、加速度ａ２およ
び加速度ａ３の平均値を用いて、次のサイクルのブレー
キ油圧の減少量および増圧勾配を制御する。

【００２２】図５は、本発明のさらに他の実施例による
ブレーキ油圧回路の構成を示す。本構成は図２の構成に
類似し、対応する部分には同一の参照符を付して説明を
省略する。注目すべきは、図２の構成では２つの２位置
切換弁、すなわちインレットバルブ１６およびアウトレ
ットバルブ１７を用いているけれども、本構成では１つ
の３位置切換弁２０を用いてブレーキ油圧の切換えを行
っていることがある。

【００２３】以上の各実施例では、ブレーキ油圧の増圧
勾配の制御を、パルス増圧法によって行っているけれど
も、絞り弁を用いて制御するようにしてもよい。また車
体速度は、各車輪の速度の最小値または最大値を基準と
して推定することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ノイズに
よって車輪加速度を大きく算出してしまうことがなく加
速度を適正に算出して有効なアンチスキッド制御を行う
ことができる。

【００２５】また本発明によれば、車輪速度の回復期に
ロードノイズなどがあると加速度を大きく算出してしま
うので、複数の極小値および極大値から算出される加速
度のうちの最小値を選ぶことによって、ノイズの影響を
軽減することができる。

【００２６】また本発明によれば、複数の極小値および
極大値から算出される加速度のうちの最大値を用いてブ
レーキ油圧の減圧量を制御するので、ロードノイズ等が
含まれていても適正な減圧量を確保することができる。

【００２７】また本発明によれば、回復期の車輪速度の
極大値および極小値から算出される加速度の平均値を用
いて、ブレーキ油圧の減圧量またはブレーキ油圧の増圧
勾配を制御するので、ロードノイズなどの影響を軽減し
て適正なアンチスキッド制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の実施例のブレーキ油圧回路の簡略化した
構成を示す系統図である。

【図３】図１の実施例による制御状態を示すタイムチャ
ートである。

【図４】図１の実施例によるブレーキ油圧の制御方法を
示すタイムチャートである。

【図５】本発明の他の実施例によるブレーキ油圧回路の
構成を示す簡略化した系統図である。

【図６】従来のアンチスキッド制御の基本的な考え方を
示すタイムチャートである。

【図７】従来の加速度検出型のアンチスキッド制御の問
題点を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１，１ａ〜１ｄ 車輪速センサ ２，２ａ〜２ｄ 車輪 ３，３ａ〜３ｄ ホイールシリンダ ４ アンチスキッド制御装置 ５ ブレーキペダル ６ マスタシリンダ ７ ブレーキ油圧回路 １０ 加速度演算回路 １１ 極小値検出回路 １２ 極大値検出回路 １３ 制御回路 １６ インレットバルブ １７ アウトレットバルブ ２０ ３位置切換弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 急制動時に、車両の方向安定性と操縦性
   とを確保しつつ最大限の制動力を引出すために、車輪を
   制動するブレーキ油圧を適正な範囲内で増減を繰り返す
   ように制御するに際し、車輪加速度を検出してブレーキ
   油圧変化時の変化量や勾配を変化させるアンチスキッド
   制御装置において、 ブレーキ油圧の減圧後に、車輪速度の極小値を検出する
   極小速度検出手段と、車輪速度が極小値となった後で、
   車輪速度の極大値を検出する極大速度検出手段と、 極小速度検出手段および極大速度検出手段からの出力に
   応答して、車輪速度の極小値と極大値とに基づいて車輪
   加速度を算出する演算手段とを含むことを特徴とするア
   ンチスキッド制御装置。
2. 【請求項２】 前記極小値および極大値が複数存在する
   とき、前記演算手段は、各極小値に対してその直後の極
   大値を用いて加速度を算出し、算出された加速度のうち
   の最小値を車輪加速度としてブレーキ油圧増圧時の勾配
   制御に用い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。
3. 【請求項３】 前記極小値および極大値が複数存在する
   とき、前記演算手段は、各極小値に対してその直後の極
   大値を用いて加速度を算出し、算出された加速度のうち
   の最大値を車輪加速度としてブレーキ油圧減圧時の減圧
   量の制御に用い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。
4. 【請求項４】 前記極小値および極大値が複数存在する
   とき、前記演算手段は、各極小値に対してその直後の極
   大値を用いて加速度を算出し、算出された各加速度の平
   均値を車輪加速度としてブレーキ油圧変化時の変化量や
   勾配の制御に用い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。