JPS63106168A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、左右輪の路面状態の違いに対処することがで
き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） 走行中の車両に急ブレーキをかけた場合、路面とタイヤ
との間の摩擦力に限界があるため、車輪にロック状態を
生じ、スキッド現象を招く。

このスキッド現象を肋止する手段として、路面に対する
車輪のスリップ率を制御して常に路面と車輪とのスリッ
プ率を所定値とするように制動力を制御するアンチスキ
ッド装置が知られている。

この装置を備えた車両において、片輪だけが水路面など
の低μ路を通過する場合に、左右の車輪とも同一のスリ
ップ率に制御すると、高μ路側の制動力が低μ路側より
大きくなって、車両にスピンが生じる場合がある。

これを解決する手段として、たとえば、低μ路側の車輪
にロックが生じない程度の制動油圧に合わせて、高μ路
側の制動油圧を同一に制御するものがある。

また、他の従来技術として、スリップ制御の初期には左
右輪の制動力を低い同一の値に設定し、時間の経過とと
もに、高μ路側の車輪の制動油圧だけを単調に上昇させ
る技術が知られている（特開昭５８−１６４４６０号公
報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、前者の左右輪の制動油圧を同じに設定する技術
では、低μ路の制動力に合わせて高μ路の制動力を犠牲
にするため制動距離が長くなるという問題点がある。

一方、後者の片輪の制動油圧だけを上昇させる技術では
、制動油圧差が大きくなるにしたがって、左右の制動力
に大きな相違が生じ、車両にヨーモーメント（回転力）
が作用する。このため、直進制動をするのに、ステアリ
ングを切ってコーナリングフォースを上昇させる必要が
あり、ステアリング操作が難しいという問題点がある。

（問題点を解法するための手段） 上記問題点を解決するためになされた本発明は、第１図
に示すように、 少なくとも左右の各車輪の回転速度を検出し、検出信号
を出力する車速検出手段Ａと、左輪および右輪にそれぞ
れ独立に制動力を加えるブレーキ装置Ｂと、 上記車速検出手段からの検出信号を受けて、左右車輪の
それぞれの目標スリップ率を求める目標スリップ率演算
手段Ｃと、 目標スリップ率演算手段からの目標スリップ率に基づい
て、左右車輪の目標スリップ率の差が大きくなると低摩
擦路面側の制動力を第１の設定値に定めるとと６に、高
摩擦路面側の車輪の制動力を上記第１の設定値に対して
所定の関係になる第２の設定値に制限する制動力設定手
段りと、制動力設定手段りにより設定された制動力に基
づいて左右車輪の各ブレーキ装置Ｂを個別に制御する制
御手段Ｅと を備えたアンチスキッド制御装置を要旨とする。

（作用） 本発明による構成によれば、車速検出手段Ａにて車輪の
回転速度を検出することで検出信号が出力され、この検
出信号は、目標スリップ率演算手段Ｃに入力されて、車
体速度、車輪速度が演算されて、目（県スリップ率が求
められる。目標スリップ率演算手段Ｃからの目標スリッ
プ率の結果は、制動力設定手段りに入力されて、低摩擦
路面側のブレーキ装置Ｂによる制動力と高ｒ′Ｊ擦路面
側のブレーキ装置Ｂによる制動力との差をコーナリング
フォースによる対抗力より小さくなるように両ブレーキ
装置の制動力を設定する。そして、この設定値にて制御
手段Ｅによりブレーキ装置Ｂが駆動される。

このような制御を行うことにより、低摩擦路面側の制動
力と高摩擦路面側の制動力との差により生じるヨーモメ
ントがコーナリングフォースの鯰大値より小さくなり、
車両の直進制動が可能になる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第２図は前輪駆動の車両に装備されたアンチスキッ制御
装置の全体構成を概略的に表した構成図である。

第２ＩＡにおいて、１ないし４は車両の各車輪を表し、
１は右前輪、２は左前輪、３は右後輪、４は左後輪であ
る。うないし８はそれぞれ車輪速度を検出し、検出信号
５ａ〜８ａを出力する電磁ピックアップ式あるいは光電
変換式の車輪速度センサであり、これらのうち、５は右
前輪１付近に取り付けられ、右前輪１の回転に応じて信
号を発生する右前輪速度センサ、６は左前輪２付近に取
り付けられ、左前輪２の回転に応じて信号を発生する左
前輪速度センサ、７および８は遊動輪である右後輪３お
よび左後輪に取り付けられた車輪速度センサである。９
ないし１２はそれぞれ油圧ブレーキ装置を構成するホイ
ールシリンダであり、ホイールシリンダ９は右前輪１に
、ホイールシリンダ１０は左前輪２に、ホイールシリン
ダ１１は右後輪３に、ホイールシリンダ１２は左後輪４
に各々設けられている。

１３はブレーキペダル、１４は該ブレーキペダル１３の
状態に応じて制動時、非制動時を検出するためのストッ
プスイッチ、１５はブレーキペダル１３が踏み込まれる
とブレーキ油圧を発生するマスクシリンダ、１７はマス
クシリンダ１５からの油圧を後述の電子制御回路１８か
らの出力に応じて調整し、ホイールシリンダ９〜１２に
制動油圧を送るアクチュエータである。

アクチュエータ１７は、第３図に示すように構成され、
すなわち、マスクシリンダ１５は、逆止弁１９ａ〜１９
ｄおよび管路２０ａ〜２０ｄを介してホイールシリンダ
９〜１２にそれぞれ接続されている。また、マスクシリ
ンダ１５とホイールシリンダ９〜１２間の管路２２ａ、
２２ｂには、２位置電磁切換弁２４ａ、２４ｂが設けら
れている。、さらに、ホイールシリンダ９〜１２は、モ
ータ３０により駆動される油圧ポンプ３１ａ、３１ｂか
らの油圧が逆止弁３５ａ　〜３５ｄ、２位ａｔ磁切換弁
３８ａ〜３８ｄを介して供給されるように構成されてい
る。

以下の構成の作動を分かりやすくするために、第４図に
概略構成図、および第５図の作動図を用いて説明する。

いま、運転者がブレーキ１３を踏み込むと、マスクシリ
ンダ１５の制動油圧が上昇する。この場合において、ア
ンチスキッ制御前にあるので、２位置電磁切換弁２４　
ａ、　　３８　ａ、　　３８　ｄおよびモータ３０への
駆動信号１８ａから１８ｄはロジック０、つまり電磁切
換弁２４ａ、　　３ｓａ、３８ｄは、第４図の状態に保
持されるとともに、モータ３０も停止状態にあり、油圧
ポンプ３１ｂを駆動しない、したがって、マスクシリン
ダ１５の制動油圧は直接ホイールシリンダ９，１２に加
わり、制動トルクを発生する。このとき、マスクシリン
ダ１５の油圧は、電磁弁３８　ａ、　　３８　ｄを逆流
して油圧ポンプ３１ｂに加わることはない。

ついで、車速センサ５〜８からの検出信号に基づいて電
子制御回路１８の判断にて、アンチスキッド制御が開始
されると、電子制御回路１８から駆動１８号１８ａ〜１
８ｄがロジック１に、つまり、電磁弁２４　ａ、　　３
８　ａ、　　３８　ｄを切り換えるとともに、モータ３
０を駆動して油圧ポンプ３１ｂから制動油圧が供給され
る。つまり、電磁弁２４ａの切り換えによりマスクシリ
ンダ１５とホイールシリンダ９．１２間が遮断されると
ともに、電磁弁３８　ａ、　　３８　ｄを切り換えるこ
とにより、ホイールシリンダ９．１２の油圧を減圧また
は増圧することにより制動油圧を制御する。

そして、制動油圧の増減制御は、デユーティ制御により
行なうことで、第５図に示すような、油圧変化となる。

ここで、第５図における特性線Ａは実際のホイールシリ
ンダの制動油圧値を示し、特性線Ｂはコンピュータ内部
の計算上の制動油圧値を示す、同図において、一定時間
Ｔ〈例えば、３２　ｒｎ　ｓ　ｅ　ｃ　）におけるデユ
ーティ制御で、油圧を増圧する時間ｄｏ、ｄＬ・・・を
可変制御することにより行っている。したがって、時間
ｄｉ、　ｄ２．・・・を長く設定すれば増圧側へ、短く
設定すれば、減圧側に可変制御できることになる。

この制御において、増圧は、油圧ポンプの特性によりほ
ぼ一定の勾配を示し、一方減圧はしぼりやオイル粘性に
よって決められ、指数関数的な減圧特性を示す。

同図から分かるように、初期値として油圧ポンプの鰻大
油圧値に設定されているコンピュータ内部の制動油圧値
ＰｘＯと、実際の制動油圧ｖｉＰｘｏ’との誤差が徐々
に少なくなり、コンピュータ内部の制動油圧が実際の制
動油圧値とほぼ同じ値に収束することになるから、ホイ
ールシリンダにセンサを設けることなく、制動油圧値を
検出することが可能になる。

これは次の理由による。すなわち、仮に、減圧特性がと
もに、直線的で同一の割合で減少すると、両者の差圧は
一定であり、両者の誤差は狭められず、コンピュータ内
の油圧値は実際の制動油圧値に接近しないが、指数関数
の特性から、油圧値が大きくなるにしたがって油圧値の
減少率が大きくなるから、コンピュータ内部の計算上の
油圧が大きい値に設定されていても、指数関数的に減少
し、両者の油圧値は短時間のうちに互いに接近すること
になるからである。

上記油圧装置により左右のホイールシリンダの制動油圧
が制御されるのであるが、さらに、左右両輪の制動油圧
は、路面状態μが異なる場合に、車両の横すべりを防止
するために、次の原理に基づいて制動油圧が制御される
。

ずなわぢ、第６図に示すように、左右前輪および左右後
輪の制動力をそれぞれＦＸＦＬ、　ＦＸＦＲ，ＦＸＲＬ
、　ＦＸＲＩＩとし、重心Ｇに対する角度をθとすると
、 制動力による回転モーメントＭｘは、 ＭＸ＝　（ＦＸＦＬ−ＦＸＦＲ）　Ｑｌ＋　（ＦＸＲＬ
−ＦＸＲＲ）　Ｑ　２１　ＳＩＮθ・・・（１） にて表される。

一方、左右前後輪のコーナリングフォースをＦＹＦＬ、
　ＦＹＦＲ，ＦＸＲＬ、ＦＸＲＲとすると、コーナリン
グフォースによる回転モーメントＭＹは、ＭＹ＝　（Ｆ
ＹＦＬ−Ｉ？ＶＦＲ）　Ｉ１１＋　　（ＦＸＲＬ＋　Ｆ
ＸＲＲ）　　Ｑ　２１　　ＣＯ３θ・・・（２） にて表される。

したがって、制動力による回転モーメントＭＸとコーナ
リングフォースＭ’／による回転モーメントＭＹとの差
から求められる車両を回転させる力となるヨーモメント
Ｍは、　（１）−（２）から演算され、これを前輪側と
後輪側とのモーメントに整理すると、次式（３）になる
。

Ｍ＝ＭＸ−ＭＹ ＝　　＋　　（ＦＸＦＬ−ＦＸＦＲ）　　Ｑ　　Ｉ　　
ＳＩＮθ−＋　ＦＹＦＬ−ＦＹＦＲ）　Ｑ　１１　ＣＯ
３θ＋　＋　ＦＸＲＬ−ＦＸＲＲ）　Ｑ　２　ＳＩＮθ
−（Ｆ　ＹＲＬ＋　Ｆ　ＹＲＲ）　Ｑ　２　ＣＯ５θ）
・・・（３） この式（３）から、車両を回転させないためには、制動
力によるヨーモーメントが、直進制動を可能とするステ
アリング角における最大のコーナリングフォースに以下
になるように、次式（４）の前輪側および式（５）の後
輪側の制動力を設定すればよいことになる。

Ｆ　ＸＦＬ−Ｆ　ＸＦＲ ＝　（ＦＹＦＬ＋ＦＹＦＲ）　Ｑ　Ｉ　ＣＯ３θ／ＳＩ
Ｎθ・・・（４） Ｆ　ＸＲＬ−Ｆ　ＸＲＲ ＝　（ＦＹＲＬ＋　ＦＹＲＲ）　Ｑ　２　ＣＯＳθ／Ｓ
ＩＮθ・・・（５） ここで、前輪と後輪とを分けたのは、前輪側では、ステ
アリングを切ることによりコーナリングフォースが増大
することを考慮したためである。

そして、式（４）（５）を用いた具体的な制御は、制動
力、ブレーキトルクおよび制動油圧値は、第７図に示す
ように、スリップ率Ｓａまでは、はぼ比例して増加する
関係を有している。

ＦＸ　　　ｃｔｓ　　Ｔｌｌ　　　　　　ｃｏ　　　　
Ｐ　　・−・（６）（制動力）　（ブレーキトルク）　
（油圧）また、第８図に示すように、コーナリングフォ
ースは、ステアリング角、スリップ角、路面状態μおよ
び制動力ＦＸにより異なることを考慮して、左右の制動
油圧の差圧Ｋｌ、に２は、第９図に示すような値に設定
することができ、例えば、次式（７）（８）のように設
定することができる。

ｌ　ＰＦＲ−ＰＦＬＩ＜Ｋｌ（＝４０ｋｇ／　ｃｎｆ＞
・・・（７） ｌ　ＰＲＲ−ＰＲＬＩ　　＜Ｋ２（＝５ｋｇ／　ｃ＋ｄ
）・・・（８） 次に、上記した制御を実行する第１０図のフローチャー
トを説明する。

このフローチャートは一定周期、たとえば、３２ｍ５ご
とに行われる。以下、１周期分の処理動作を順に説明す
る。

まず、ステップ１００にて、各車輪センサ５〜９から車
輪速度ＶＷを読み込み、この車輪速度Ｖｌに基づいてス
テップ１１０にて車体速度ＶＢおよび車輪の加速度ｙｗ
を演算し、さらに、次式により各車輪のパラメータＷＰ
を演算する。

ｗｐ＝Ｋｔ＊　　（Ｖｌｌ−に２本Ｖ［ｌ）＋に３　（
ＶＷ−Ｖ［ｌ）・・・　（９） （Ｋｌ、Ｋ２、Ｋ３は定数） 次に、ステップ１２０にて、この車輪パラメータＷＰお
よび次式（１１）に示ず油圧パラメータＰ阿を用いて次
式（１２）によりそれぞれ４輪について目標油圧ｐｙを
演算する。

ＰＭ＝ＰＭ＋に４　＊ＷＰ　　　　・・・（１１）Ｐｙ
＝ＰＭ＋に５ネｗｐ　　　　　　・・・（１２）（Ｋ１
．　Ｋ２は定数） 次に、ステップ１３０にて、左前輪と右前輪および左後
輪と右後輪のホイールシリンダに加えられる目標油圧の
差を演算した後に、ステップ１４０にて、目標油圧の差
が所定値以内か否かの判定を行なう、このステップ１４
０で所定以内であると判定されたときには、ステップ１
５０に進み、それぞれの目標油圧をそのまま設定する。

一方、所定値以内にないと判定されたとき、つまり、左
右輪の路面のμが異なるため、演算によって得られた目
標油圧が所定値以上になったときには、ステップ１６０
にて低μ側の目標油圧として演算値をそのまま設定し、
ステップ１７０にて高μ路側の目標油圧は低μ路側の目
標油圧に所定値を加えた値に設定する。つまり、高μ側
の目標油圧をガードにより制限する。

」−記ステ・ンプ１５０、またはステ・ツブ１６０゜１
７０で設定された目標油圧はステップ１９０以下にてデ
ユーディ制御される。

すなわち、ステップ１９０にて、現在の推定油圧値Ｐｘ
からＰＭＡＸを求める。　　ＰＭＡＸはデユーティ１０
０％、つまり、増圧指令部分のみからなる指令信号を２
位置電磁弁に出力した場合に周期終了時点で到達すると
予想される推定油圧値であり、ＰＭＩＮはデユーティ比
０％、つまり減圧指令部分のみからなる指令１８号を２
位１電磁切換弁３８ａ〜３８ｄに出力した場合に、周期
終了時点で到達すると予想される推定油圧値である。

つぎに、ステップ２００にて、目標油圧値ＰＭＡＸ、Ｐ
ＭＩＮを大小比較する。

ｐｙ≦ＰＭＩＮの場合には、ステップ２１０にてデユー
ティ比りを０％、つまり、減圧指令部分のみからなる指
令信号を作成するためのディーティ比りに設定し、ＰＭ
ＩＮをＰｘ、つまり次回の目１ｆｌ［Ｐｙとする（ステ
ップ２２０）。

一方、Ｐｙ≧ＰＨ＾Ｘの場合には、ステップ２３０にて
ディーティＤを１００％、つまり増圧指令成分のみから
なる指令信号を作成するためのディーティ比に設定し、
ＰＭＡＸをＰｘとするくステップ２４０）。

また、ＰＭＩＮ＜Ｐｙ＜ＰＭＡＸの場合には、ステップ
２５０にてディーティ比りをＰｘとＰｙとの関係を表す
第１１図のマツプ（必要に応じて補間演算を追加する。

）から求め、ステップ２６０にて設定したｐｙをＰｘと
する。

なお、ここで、マツプの代わりの演算式は次の式で表さ
れる。

Ｐｙ＝　（Ｐｘ＋０．３４４） ＊　０．５Ｅ　Ｘ　Ｐ　［−０，００２１（３２−ｄ　
）　］・・・（１２） この式において、ｄは１周期３２ｍ５における増圧時間
を表すパラメータである。

上記ステップ２２０，２４０．２６０にて設定されたデ
ユーティ比りに基づく励磁電流パルスを２位置電磁切換
弁に出力する（ステップ２７０）。

本処理を繰り返すことにより、アンチスッキド制御が行
われるが、これをタイムチャートで表すと第１２図のよ
うになる。

同図において、ブレーキを掛けた時点（１０）から減圧
（ｔｌ）を経てから、左右輪独立に制動油圧値が所定油
圧値以上の差を生じないようにデユーティ制御されてお
り、また、コンピュータ内部の油圧パラメータが制動初
期には、異なっているが時間とともに、実際の制動油圧
と一致している値を示していることが分かる。

なお、上記実施例では、スリップ率の２０％以下で、ス
リップ率に制動力が比例する領域において制御している
が、比例しない領域についても精度よく制御する手段と
して以下の処理を行なうことにより可能である。

すなわち、制動力をμＮ、ＰＢをブレーキ油圧とすると
、 μＮ＝ＫＩＰＩｌ＋ＫＶｖ で表されることから、第２項のＫＶＶにより求められる
左輪側と右輪側との加速度ＶＶ差を両輪への制動油圧の
差として補正することにより広い範囲にてスリップ制御
が可能になる。

なお、上述の実施例では、３２　＋１ｓｅｃの周期で演
算処理を実行するものを示したが、速度演算、スリップ
率演算を３　＋５ｓｅｃ周期で実行し、アクチュエータ
のデユーティ駆動制御の演算を３２−ｓｅｃ周期で実行
するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明よれば、左右の路面状態が
異なっていても、低摩擦路面側のブレーキによる制動力
と高摩擦路面側のブレーキによる制動力との制動力の差
により生じるヨーモーメントがコーナリングフォースに
よりとり得る値より小さくなり、大きな制動力により、
車両の直進制動が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１１；２１は本発明の構成を示す構成図、第２図は本
発明の一実施例によるアンチスキッド制御装置を備えた
車両の構成図、第３図はアンチスキッド制御装置の油圧
回路図、第４図は第３図の要部を示す回路ＩＡ、第５図
は同実施例の作動を説明する説明図、第６図は車両に加
わるヨーモーメントの状態を説明する説明図、第７図は
スリップ率と路面空振係数との関１系を示すグラフ、第
８図はコーナリングフォースと制動力との関係を示ずグ
ラ入第９図は左右輪の制動油圧差を示すグラフ、第１０
図は同実施例によるフローチャート、第１１図はデユー
ティ制御を行うためのグラフ、第１２図はアンチスキッ
ド制御の状態を示すタイムチャートである。 Ａ・・・車輪速度検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　少なくとも左右の各車輪の回転速度を検出し、検出信
   号を出力する車速検出手段と、 左輪および右輪にそれぞれ独立に制動力を加えるブレー
   キ装置と、 上記車速検出手段からの検出信号を受けて、左右車輪の
   それぞれの目標スリップ率を求める目標スリップ率演算
   手段と、 目標スリップ率演算手段からの目標スリップ率に基づい
   て、左右車輪の目標スリップ率の差が大きくなると低摩
   擦路面側の制動力を第１の設定値に定めるとともに、高
   摩擦路面側の車輪の制動力を上記第１の設定値に対して
   所定の関係になる第２の設定値に制限する制動力設定手
   段と、 制動力設定手段により設定された制動力に基づいて左右
   車輪の各ブレーキ装置を個別に制御する制御手段と を備えたアンチスキッド制御装置。