JPS62283051A - 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Ｖ、　車輪周速をＶｗとす
ると、この車両のスリップ率Ｓはｓ　＝　　Ｖ　　Ｖ　
ｗ　　　・・・・・・・・・・・・（１）式と定義され
、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、概ね第１θ図に示すような関係が
ある。

この第１０図の曲線ａは、乾燥状態のコンクリート路面
の如くμが大きい場合におけるＳとμとの関係を示し、
曲線すは、雪路面のようにμが小さい場合におけるＳと
μとの関係を示し、さらに、曲線Ｃは、車輪の横方向、
すなわち進行方向と直交する方向でのスリップ率Ｓと横
方向摩擦係数μＬとの関係を示している。

この図面から明らかなように、摩擦係数μは、スリップ
率Ｓ＝０．２付近で最大となり、例えば、急制動により
車輪がロックして無回転状態となりてスリップ率Ｓが大
きくなった場合には減少し、また、横方向摩擦係数μＬ
はスリップ率Ｓの増大とともに急激に減少することが分
かる。

したがって、車両を最小距離にて停止させようとすると
、制動中の摩擦係数μが常に最大値（図示例では０．２
）となるように車輪を制動することが望ましく、また、
このように、進行方向への摩擦係数μが最大の場合、横
方向への摩擦係数μＬのも較的大きな値となって車体の
横すべりを防止することができるから、極めて安全に車
両を停止させることができるという利点がある。

そして、このような背景のもとに、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」 すなわち、制動によって順次低下して行く車体速度を実
験的にあるいはシミュレーション等によって予め求めて
なるいわゆる模擬車体速度を設定し、この模擬車体速度
の特性を基準として、スリップ率が適性値となるように
車輪の周速を制御する方３一 式が採用されている。

しかしながら、単に模擬車体速度に従って目標車輪周速
を設定して、実際の車輪の周速度がこの目標車輪周速に
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体速度が設定されたと
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体速度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、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
加圧時の車輪周速を測定してその昇降比から路面の摩擦
係数を推定し、この推定された摩擦係数に基づいて油圧
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。

本発明は上記アンチスキッド装置の改良を目的とするも
のであって、特に、乾燥したアスファルト舗装路などの
ような高μの条件における制動に際して車軸系にねじり
トルクが発生する現象に着目し、このねじりトルクが前
記アンチスキッド動作に与える影響を排除して適切なア
ンチスキッド制御を行わせ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、車輪周速検出手段
と、路面摩擦係数推定手段と、該推定手段により推定さ
れた路面摩擦係数から目標車輪周速を演算する目標車輪
周速演算手段と、目標車輪周速の演算値と車輪周速の測
定値とを比較して車輪周速が目標車輪周速を下回ったと
きに前記油圧系の油圧を低下させるべく前記電磁弁を操
作する信号を出力する電磁弁操作手段と、前記摩擦係数
推定手段が所定値以上の路面摩擦係数を推定した場合に
電磁弁による制動油圧低下動作を所定時間に亙って無効
とする規制手段とを設けろようにしたものである。

「作用」 前記規制手段により、電磁弁の動作が一定時間に亙って
無効にされると、制動動作の初期段階、すなわち車軸系
に大きなねじりモーメントが発生ずることにより車輪周
速が変動して目標車輪周速を下回った場合であっても、
制動油圧を低下させるような方向への電磁弁の動作が行
なイっれることがない。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

図中符号ｌは制動中の車体の走行系を示し、この走行系
ｌにあっては、ブレーキの踏力によりマスターンリンダ
２で油圧を発生させ、この油圧によりホイールシリンダ
３から車輪４にブレーキ力ｒｂを発生させる。そして、
路面５からの摩擦力ｒｒとブレーキ力ｒｂとの差が車輪
路面摩擦力ｆｒとの差が車輪４に作用して、車輪周速Ｖ
ｗを変化させる。

そして、このようにして規定された車輪周速Ｖｗと車速
Ｖとの関係によりスリップ率Ｓが決まり、このスリップ
率Ｓに対応する摩擦係数μが定まる。

さらに、この摩擦係数μにより、路面と車輪との間の路
面摩擦力ｆｒが規定される。

次いで、図中鎖線７で示すアンチスキッド制御装置につ
いて説明する。

前記車輪４には車輪周速センサ８が設けられており、こ
の車輪周速センサ８は、車輪の回転に対応して発生させ
られた電磁的あるいは光学的パルスを計数することによ
り前記車輪４の回転数を計測し、この回転数から車輪４
の周速Ｖｗを演算するようになっている。また車輪周速
センサ８の出力は図中鎖線９で示す演算部に入力されて
おり、この演算部９において所定の処理を受けて、電磁
弁ＩＯの制御信号に変換され、この電磁弁１０により、
ポンプ、アキュームレータ、圧力調整弁などからなる油
圧源１１から前記ホイールシリンダ３に至る配管系の油
圧Ｐが制御されるようになっている。すなわち、前記ホ
イールシリンダ３に加わる油圧Ｐを調整することにより
ブレーキノコを変化させて車輪周速Ｖｗを目標車輪周速
Ｖｓに合致させるよう制御が行なわれる。

次いで、上記演算部９の詳細な構成を説明する。

符号１２は目標車輪周速設定部であり、模擬車速Ｖｒと
最適スリップ率Ｓとから車輪周速の目標値ｖ８を計算し
設定する。この演算結果は偏差検出点１２ａにおいて前
記車輪周速Ｖｓとの差が求められ、さらに、その結果に
応じてリレー１３から判定信号、すなわち、車輪周速度
が目標車輪周速度より大きい場合（Ｖ　ｗ＞　Ｖ　ｓ）
にはブレーキ力を弱めるべくゆるめ信号１を出力し、そ
の反対にＶｗ＜Ｖｓの場合には、ブレーキ力を強めるべ
くゆるめ解除信号面を出力し、これらの判定信号■もし
くは箕によって前記電磁弁ｌＯが開閉操作されるように
なっている。

また、前記車輪周速センサ８の検出信号Ｖｗは微分器１
４に入力され、この微分器１４は前記車輪周速の検出値
Ｖｗを微分して車輪加減速度Ｖｗを求め、この演算結果
をα計算部１５に入力するようになっている。

そして、このα計算部１５は、前記リレー１３からゆる
め信号■が出力されている場合には、前記加減速度！Ｗ
を車輪周速度の降下率（減速度）！ｗｄとして記憶し、
一方、ゆるめ解除信号面が出力された場合には前記加減
速度Ｖｗを車輪周速度の上昇率（加速度）９ｗｕとして
読み取るとともに、これらの値から下記の式に従ってα
値を演算する。

α＝ｌ”Ｇ’ｗｕ／ｖｗｄｌ　・、、、、−・（２）式
そして、上記α計算部１５にはタイマ１６から時刻デー
タが入力され、さらに、α計算部１５の出力はμ推定部
１７に入力されて、このαに対応する摩擦係数μが推定
されるようになっている。

なおαとμとの相関関係の推定には、実験あるいはシミ
ュレーション等により予め求められたデータが使用され
る。そして、前記α推定部１７の出力は目標周速設定部
１２にフィードバックされ、この目標周速設定部Ｉ２は
、入力されたμに応じて模擬車速Ｖｒおよび目標車輪周
速Ｖｓを適応修正する。

一方、前記タイマ１６の出力信号は制御用リレー閉判定
部Ｉ８に入力され、この判定部１８は、前記ゆるめ信号
和か入力されたときの時刻を示す信号ｔを記憶するとと
もに、この信号ｔを変動対策処理部１９に出力し、さら
に、この変動対策処理部１９は、前記時刻ｔの信号が出
力されたことを条件として、前記μ推定部１７で推定さ
れたμのデータにより処理を行うか否かを判定を行い、
判定結果に応じて、前記目標車輪周速設定部Ｉ２から出
力された目標車輪周速Ｖｓの絶対値を時間ΔＴに亙って
ΔＶだけ下げるべく偏差検出点１２ｂに補正信号を供給
するようになっている。

次いで、第２図および第３図を参照して、上記実施例の
演算部における処理を説明する。

Ｓｏ：　ブレーキが操作されることにより処理が開始さ
れる。

ＳＩ；模擬車速減衰率およびスリップ率の初期値Ｖｒｏ
およびＳｒｏをそれぞれセットする。なお、これらの値
は、安全のため、高μ路の場合の最適値（例えば、Ｖｒ
ｏ＝−Ｉ　Ｇ、５ｒｏ＝０．２５）が設定される。

Ｓ　、：車輪周速Ｖｗを計測するとともに、この車輪周
速Ｖｍを微分しって減速度！Ｗを計算する。

Ｓ３：車輪減速度ＶＷが設定減速率ｖｒｏ以上であ・る
か否か（Ｉ９ｗｌ　＞１９ｒｏｌとなるか否か）を判断
し、減衰率が所定値より大きい場合にはスリップが発生
したとの判断を行って、アンチスキッド制御２を実行す
べく次のステップ（Ｓ４）に進む。また、Ｎｏの場合に
は前記Ｓ２に戻って判断を繰り返す。

Ｓ４＝模擬車速の初期値Ｖｏおよび前記Ｓ３にてＹＥＳ
と判定された時刻Ｔｏを初期値としてセットする。

Ｓ　　５：　Ｓ　　Ｉにおいてセットされた模擬車速減
衰率＜Ｉ　ｒｏ、スリップ率Ｓｒｏ、およびＳ４におい
てセットされた模擬車速初期値ＶＯを用いて、下記（３
）式に示すように時刻ｔにおける目標車輪周速Ｖ６を演
算する。

Ｖ　ｓ＝　（Ｖｏ＋　Ｖ　ｒｏ（ｔ　−Ｔｏ））（１−
Ｓ　ｒｏ）−−（３）（なお模擬車速Ｖｒは、上記（２
）式の一部をなすＶ　ｒ　＝　Ｖｏ　＋　Ｖ　ｒｏ（ｔ
　−Ｔｏ）なる式により求められる） Ｓ６：新たに車輪周速Ｖｗを測定する。

Ｓ７：測定された車輪周速Ｖｗが目標値Ｖｓよりも低く
なったか否か（Ｖ　ｗ＜　Ｖ　ｓ）を判断し、ＹＥＳを
条件として次のＳ　。に進む。ＮＯの場合には前記Ｓ　
５に戻ってＳ７までのステップを繰り返す。

Ｓ、：ＹＥＳという判断が下された場合には過度に減速
されていることになるから、リレー１３を作動させて電
磁弁１０を開き、ブレーキ油圧Ｐを減少させる。（Ｔ、
） Ｓ８：この時刻Ｔ、における車輪減速度を計算し、車輪
速降下率９ｗｄとして記憶する。

ＳＩＯ：（３）式により再度目標車輪周速Ｖｓを計算す
る。

Ｓ　ＩＩ：再度車輪周速Ｖｗを測定する。

Ｓ　ｌ＊：測定された車輪周速Ｖｗが目標車輪周速■８
より大きいか否か（Ｖ　ｗ＞　Ｖ　ｓ）を判断し、ＹＥ
Ｓを条件として次のＳ　＋３に進む。ＮＯの場合には前
記Ｓ１ｏに戻る。

Ｓ　１３：電磁弁１０を閉じてブレーキ油圧Ｐを上昇さ
せる。（Ｔ、） Ｓ　＋４：この時刻Ｔ、における車輪加速度を計算し、
車輪速上昇率９ｗｕとして記憶する。

Ｓ、ｆｉ：（２）式により再度αを計算する。

Ｓ１６：　　得られたαからμを求める。

Ｓｌ？：上記Ｓ　ｒｅにおいて求められたμが設定値よ
り大きいか否か（この実施例ではμｍ０．３を境界とし
てこれ以上の場合を高μ、これ以下の場合を低μと判断
している）を判断し、ＹＥＳ（高μ）の場合には５ＩＩ
ｌへ、ＮＯの場合にはＳＫＩへ進む。

Ｓ、８：変動対策処理部１９から、目標車輪周速の修正
値ΔＶｓを偏差検出点１２ｂに供給して、リレー１３に
供給される目標周速値Ｖｓの値を一律にΔＶだけ下げる
　（第３図破線で示すＶｓがら鎖線で示すＶｓ’へ下方
に水平移動させる）。さらに、ＶｓがΔＶ下げられた時
刻すなわちμが測定された時刻Ｔ、を記憶する。

Ｓ　１９・記憶された時刻Ｔ、と現時刻りとの差として
の時間Ｔｖを演算する。

Ｓ、。：Ｔｖが設定値を上回ったか否か、ずなゎち、Ｔ
ｖ＞ΔＴが成立したが否かを判断し、ＹＥＳを条件とし
てＳｔｌに進む（Ｔ５）。Ｎｏの場合には前記Ｓ　１９
に戻る。

Ｓ、１：　目標スリップ率Ｓｒをｖｒに対応して修正し
た後、前記Ｓ、に戻って制御を繰り返す。なお、この実
施例では、最初に設定されたＶｓの演算と同一の減速度
ｖｒを使用してＶｓが演算されており、したがって、目
標車輪周速Ｖｓの傾斜が第１回目の場合と同一になる。

さらに、前記Ｓ　２１おいて目標車輪周速Ｖｓが修正さ
れた後、車輪周速ＶＷが目標車速Ｖｓと一致すると、電
磁弁１ｏが開かれて油圧Ｐが降下する。　　（’Ｉ”、
）ところで、高μ路において制動動作が行なわれた場合
、制動トルク変動などの要因により車軸系にねじり振動
が発し、この振動が車輪周速に影響を与えることがあり
、このねじり振動は、車輪作用する各種トルクの絶対値
のレベルが小さな条件（スリップ率がゼロに近い条件）
において、特に車輪周速に大きな影響を与える。そして
、上記ねじり振動の影響により、時刻Ｔ、以降で第３図
実線の如く車輪周速Ｖｗが細かい増減を繰り返すが、目
標車輪周速がＶｓからＶｓ’に下げられているため、車
輪周速Ｖｗが目標車輪周速Ｖｓ’（鎖線で示す）を下回
ることがなく、シたがって、第３図破線で示すように時
刻Ｔ３以降にも油圧が回復し続けることとなって車輪が
適正に制動される。なお、上記目標車輪周速の修正を行
わない場合、Ｔ３において車輪周速Ｖｗが目標車輪周速
Ｖｓ（実線で示す）を下回るため電磁弁１０が開放され
、図中実線で示すように、Ｔ３〜Ｔ４の区間で油圧が低
下して車輪周速Ｖｖが一旦上昇し、Ｔ４において目標車
輪周速Ｖｓを越えた後に再度電磁弁１０が閉じられて油
圧が上昇し、さらに、ＴａにおいてＶｓを下回った後、
電磁弁ｌＯが開放されるといった経過をたどることにな
る。

なお、上記速度修正値ΔＶ（ｋｍ／ｈ）および修正１５
一 時間ΔＴ　（ｓｅｃ）は、実験的に下記の如き最適値を
得ることができた。

すなわち、μ〉０．３のような高μ路（例えば乾燥した
アスファルト路面）の場合には、ΔＶ　＝　５〜１０　
（ｋｍ／ｈ） ΔＴ＝０．１〜０．２（ｓｅｅ） の如く両者が設定されて目標車輪周速Ｖｓの修正が実行
され、 一方、μ〈０．３のような低μ路（例えば凍結路）の場
合には、 Δｖ＝０ ΔＴ＝０ の如く両者が設定されるから、目標車輪周速の修正が実
行されることはない。

次いで、本発明を適用した他のアンチスキッド制御の動
作例を第４図（ａ）〜（ｄ）により比較説明する。

第４図（ａ） 第３図と同じく、前記一実施例のアンチスキッド制御を
示すタイミングチャートであって、速度ΔＶなる調整を
ΔＴに亙って実行した場合である。

第４図（ｂ） 車輪周速Ｖｗがピークに達して模擬車速Ｖｒより小さく
なった時刻から、すなわち、第４図（ａ）よりΔＴ゛の
時間遅れをもってΔＶｒの目標車輪周速修正をΔＴに亙
って実行する。

第４図（ｃ） 上記第４図（ｂ）におけるΔＴに亙る車輪周速調整の途
中で、模擬車速Ｖｒの傾斜とは異なる独自の関数、例え
ば実験的に求められた車輪周速変化などに従ってΔ■を
調整する。

第４図（ｄ） 上記第４図（ａ）と同様の修正をΔＴ′に亙って実行し
た後、前記（ｂ）で行ったような修正を短時間ずつ繰り
返して階段状に修正を行う。

「発明の変形実施例」 （１）制御系の具体的構成は上記一実施例に限定される
ものではなく、前記一実施例の演算部に代えて第２図に
示す如き処理を実行するマイクロコンピュータを用いて
も同様の制御を行うことができる。

（１１）上記一実施例では、目標車輪周速の演算値を操
作して電磁弁の作動条件を変更するようにしたが、例え
ば、高μが推定された際に電磁弁への駆動信号を一定時
間に亙って遮断するなど、電磁弁の作動条件を直接操作
する方式を採用してもよい。

（ｉｉｉ）　　前記一実施例においては一つの車輪系の
制御について説明したが、例えば、４輪車の各車輪につ
いて個別に同様の制御をするいわゆる４チャンネル４セ
ンサ方式、左右２輪ずつを同系統で制御する２チャンネ
ル２センサ方式、あるいは、駆動輪のみ左右側々に制御
する３チャンネル４センサ方式にも適用することができ
る。

（ｉｖ）本方式による制御は、必ずしもアンチスキッド
動作の全工程について行う必要はなく、車軸系に大きな
ねじりトルクが加わる初期の１サイクルないし数ザイク
ルのみに実施するようにしてもよい。

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明は、車輪周速検出
手段と、路面摩擦係数推定手段と、該推定手段により推
定された路面摩擦係数から目標車輪周速を演算する目標
車輪周速演算手段と、目標車輪周速の演算値と車輪周速
の測定値とを比較して車輪周速が目標車輪周速を下回っ
たときに前記油圧系の油圧を低下させるべく前記電磁弁
を操作する信号を出力する電磁弁操作手段と、前記摩擦
係数推定手段が所定値以上の路面摩擦係数を推定した場
合に電磁弁による制動油圧低下動作を所定時間に亙って
無効とする規制手段とを設けるようにしたものであるか
ら、高μ路において制動が行なわれた場合に、電磁弁が
油圧回路の油圧を低下させるような動作をすることを防
止することができ、したがって、高μ路上の制動動作時
に車輪系作用するねじりモーメントの影響によりアンチ
スキッドが過剰に作用して制動距離が長くなる現象を有
効に防止す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図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は制御系のブロック図、第２図は制御装置の動作
を示すブロック図、第３図はアンチスキッド制御におけ
る各速度の変化を示すタイミングチャート、第４図（ａ
）〜（ｄ）は、それぞれ、上記一実施例およびその他の
実施例におけるアンチスキッド制御のタイミングチャー
トである。 ７・・・・・・アンチスキッド制御装置、８・・・・・
・車輪周速センサ（車輪周速検出手段）、９・・・・・
・演算部、ＩＯ・・・・・電磁弁、１１・・・・・・油
圧源、１２・・・・・目標車輪周速設定部（目標車輪周
速演算手段）、１３・・・・・リレー（電磁弁操作手段
）、１４・・・・・・微分器、１５・・・・・・α計算
部、１６・・・・・・タイマ、１７・・・・・μ推定部
、１８・・・・・・制御用リレーＯＦＦ判定部、１９・
・・・・・変動対策処理部（規制手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両用ブレーキを操作する油圧系に設けられて開
   閉動作することにより制動油圧を制御する電磁弁と、該
   電磁弁を操作する制御回路とから構成されたアンチスキ
   ッド制御装置において、前記制御回路は、車輪周速検出
   手段と、路面摩擦係数推定手段と、該推定手段により推
   定された路面摩擦係数から目標車輪周速を演算する目標
   車輪周速演算手段と、目標車輪周速の演算値と車輪周速
   の測定値とを比較して車輪周速が目標車輪周速を下回っ
   たときに前記油圧系の油圧を低下させるべく前記電磁弁
   を操作する信号を出力する電磁弁操作手段と、前記摩擦
   係数推定手段が所定値以上の路面摩擦係数を推定した場
   合に前記電磁弁による油圧低下動作を所定時間に亙って
   無効とする規制手段とからなることを特徴とするアンチ
   スキッド制御装置。
2. （２）前記規制手段は、前記目標車輪周速演算手段の演
   算値を一律に低下させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のアンチスキッド制御装置。
3. （３）前記規制手段は、前記電磁弁操作手段の出力信号
   を遮断することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のアンチスキッド制御装置。