JPS62283050A - アンチスキツド制御装置 - 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】 ３、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性な制御が必
要とされている。

すなわち、車両の車体速度を■、　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謳うにしたアンチスキッド制御装
置には、次の上うな１１題がある。

すなわち、減速度の大きな模擬車速か設定されたときに
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
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■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Ｍｒｏ（なおぐは
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　＋＜ＩｒｏＸｔ　　・・・（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．　１〜０３）と
から、 Ｖ　ｓ　−Ｖ　ｒ　Ｘ　（１−Ｓ　）−−（３）式の演
算により目標車速ｖ８を得て、この目標車速■８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
ｔ１縦軸に速度を取り、車体速度を■、低μ路側の車輪
速度をＲｖＬ、高μ路側の車輪速度をＲｗＨ１低μ路側
が推定した模擬車速をＶｒｅｆＬ１高μ路側が推定した
模擬車速をＶ　ｒｅｆｔ、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ＶＳ
ＩＨとする。

＝４− 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Ｖ　ｒｅｆおよび目標車輪速Ｖｓ（い
ずれも図示路）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Ｖａ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Ｖ８と各車輪速測定値Ｒ
ｗとの間にＶ　ｓ　＞　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ザイクル中における
車輪加速度昇降比α、すなわちα−Ｗ　ｕｐ／　ＶＶ　
ｄｏｗｎ・・・・・・・・・・・（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）ＶｒｅｒＬ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＜ＶＳＩ、
ならばブレーキ液圧を減圧し、ＲｗＬ＞　Ｖ　ＳＬ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）Ｖｒｅｆｌｌおよび目標車輪速
ＶＳＨを設定して、その車輪速度Ｒｗｌｌを前記目標車
輪速■ＳＨに近付けるように制御が行なわれる。

しｒこかつて、いずれの場合にも、 Ｒｗ）ｌ　＜　Ｖ　Ｓｌ＋ならばブレーキ液圧を減圧し
Ｒｗｌｌ　＞　Ｖ　Ｓ）ｌ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■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■に対し
て過度に低い値となり、また、低μ側の目標車輪速ＶＳ
Ｌが車体速度■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
ＶＳＩ、が車速速度■をオーバーしてＶ　ＳＬ＞　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■ＳＬ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ＶＳＩ−に
近付くように制御されるが、実際の車輪速Ｒｗが車体速
■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＜Ｒｗ’ｌ−のような応答をすることと
なって、はぼ無制動に通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。

７一 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ｊ 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詳細な説明する。

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ｌは各車輪を示し、これらの車輪ｌ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っている。

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ら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ｌについての車輪速度Ｒｗに換算する
ととも１こ、予め記憶されている演算式にしたがって目
標車輪速度Ｖ８を演算し、前記車輪速度Ｒｗを目標車輪
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Ｖ　ｒｅｆ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Ｖｇに車輪速Ｒ１１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Ｖｒｅｆｏおよび目標車輪速Ｖａｏ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Ｑ
／ｄｏｕｎと増速時の車輪速加速度Ｗｕｐとの比、（α
−Ｗ　ｕｐ／　Ｍ／　ｄｏｕｎ）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
、〜α４に対応してそれぞれ路面摩擦係数μ、〜μ４が
推定され、これらの摩擦係数μ。

〜μ４に対して下記の式に従って平均路面摩擦係数μが
求められる。

μ−（μｍ＋μ、十μ３＋μ４）／４・・・・・・（５
）式そして、この上うにして演算されたμは、重力−１
２＝ 加速度を単位として基準化されｔこ車体減速度Ｍ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ワは、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
度ぐに基づいて模＠車速Ｖ　ｒｅｆ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ＲＷ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Ｒ
ｗ　ＯＮ　ｔ　ｏ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。

Ｖ　ｒｅｒ＝　ＲＷｏ−ｖ（ｔ　−ｔｏ’）−−（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■６と車輪速度Ｒ
ｗ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８己（３°）式におけるＳの（直は、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ｔこ場合に、良好な制動効果お
１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ザ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μｍ〜μ４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μｍ〜μ４
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μを求め、このμの値を模
擬車速の傾斜Ｖｒｅｆ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、 Ｖ　ｒｅｆ　＝　Ｒｗｏ　−ｖｒｅｆ（ｔ　−ｔｏ）・
・・・（２”）を各車輪について１テい、さらに、各車
輪について求められた模擬車速Ｖｒｅｒ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、それぞれが独立番こ推
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Ｖｒｅｒとから、それぞれ、前貫己（３
°）式の演算を行って各車輪についての目標車輪速度■
６を算出し、この目標車輪速度■６に車輪速度測定値Ｒ
ｗ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Ｖ　ｒｅ４’　Ｈに
代えて、現実の車体速■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Ｒ
ｗＨが制御さ些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チヤンネル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てあっでも、
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図はアンデスキッド動
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。 ｌ・・・・・・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、Ｖ
　ｒｅｒ　・・・模擬車速、Ｖｓ・・・・・目標車輪周
速、Ｒｗ・・・・・・車輪周速、Ｖ　ｒｅｒ　・・・車
輪減速度、α・・・・車輪速昇降比、μ・・−・路面摩
擦係数。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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。