JPS6366703B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、曲線路を走行中に急ブレーキをかけ
たような場合には、車輪荷重の変化に応じて制動
目標値を修正するようにしたアンチスキツド制御
装置に関する。

従来、制動中の車輪速を最大ブレーキ効率（ス
リツプ率15％付近）が得られるように制御するア
ンチスキツド制御装置は、ドツプラレーダで検出
した車速とスキツド制御する車輪から検出した車
輪速とで求まるスリツプ率を、予め定めた目標ス
リツプ率となるように制御する方式と、車輪速の
みを検出し、この車輪速を予め定めた傾きの制動
目標値となるように制御する方式に大別される。

ところで、直進走行中に制動を行なつた場合に
は、両輪の荷重配分が略等しいので、タイヤと路
面との間の摩擦係数は路面状況のみに依存してお
り、上記したいずれの方式でも、目標スリツプ率
または制動目標値を路面状況に合せるようにする
ことで、最大ブレーキ効率が得られるように車輪
速を制御することができる。

一方、曲線路を走行する際には、第１図に示す
ように、遠心力Ｆの作用により、内側の車輪１Ｒ
（前輪）、２Ｒ（後輪）に懸かる荷重が減少し、外
側の車輪１Ｌ，２Ｌに懸かる荷重は増加すること
が知られている。

ところが、一般道路の曲線路を走行中に制動を
行なつたような時には、大きな遠心力を生じる場
合もあり、このような場合には、路面との摩擦係
数が一定であつても、第２図に示すように内側の
車輪の車輪速V_ioは荷重が減少しているので極端
な低μ路面と同じように、制動開始時のブレーキ
油圧の増圧により車輪速V_ioは急激に低下し、次
いで、ブレーキ油圧を減圧すると車速v_cに向つて
緩やかに回復し、一方、外側の車輪の車輪速v_put
は荷重が増加しているので極端な高μ路面と同じ
ように、ブレーキ油圧を増圧したときの車輪速
v_putの低下は緩やかであるが、ブレーキ油圧を減
圧すると、車速に向つて急速に回復するようにな
る。

このため、曲線路を走行中に制動したときに路
面状況のみに依存した直進走行時と同様な制動目
標値をそのまま用いるとブレーキ油圧を増圧から
減圧又は減圧から増圧に切換えるタイミングが、
荷重移動による制動状況の変化に追従せず、制動
性能が低下する恐れがある。

すなわち、第３図に示すように、内側の車輪
は、車輪速v_ioが制動目標値v_wpを下回る時刻t₁，
t₃，……でブレーキ油圧P_wを増圧から減圧に切り
換えても、荷重が極端に減少しているため、制動
目標値v_wpから大きく落ち込んで制動目標値への
回復が遅れ、一方、外側の車輪は、第４図に示す
ように、車輪速v_putが制動目標値を下回る時刻t₁，
t₃，……でブレーキ油圧P_wを増圧から減圧に切り
換えると、荷重が極端に増加しているため、減圧
を開始すると車輪速v_putは車速v_cに向つて急速に
回復するが、制動目標値v_wpを越える時刻t₂，t₄，
……で増圧を開始しても、ブレーキ油圧P_wが十
分に増加するまでは制動目標値v_wpへ戻るための
車輪速v_putの減速が行なわれずに、車速v_cに一致
した状態を生じ、極端な場合には、内側の車輪が
ロツクし、外側の車輪がノーブレーキとなつて、
スピンを起すようになる恐れもある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、制動目
標値となるように車輪ごとに車輪速を制御する方
式において、曲線路に於けるスキツド制御を適確
にするため、左右の車輪のいづれか一方の荷重が
増加し、他方の荷重が減少するときに、上記制動
目標値を車輪ごとに修正するようにしたものであ
る。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第５図は、本発明の一実施例を示したブロツク
図である。まず構成を説明すると、１は制動時に
車両の進行方向に懸かる重力加速度g₁を検出する
Ｇセンサー、２はコーナリング時に車両の横方向
に懸かる重力加速度g₂を検出するＧセンサー、３
はＧセンサー１，２の検出値に基づいて車輪に生
ずる荷重変化を演算する荷重演算回路、４は制御
目標値となる目標スリツプ率あるいは制動目標車
輪速を発生する目標値発生回路であり、例えば、
車速に所定係数を乗じた制動目標値を発生する方
式、各スキツドサイクルで設定減速度が得られた
とき予め定めた傾きの制動目標値を発生する方
式、所定の減速度が生じたら該減速度で減少する
制動目標値を発生する方式、あるいはスキツドサ
イクル毎に所定スリツプ率に達したときの車輪速
を検出し、この検出値を用いて演算した傾きとな
る制御目標値を順次発生する方式等、従来、直線
路でのスキツド制御で用いている全ての目標値発
生回路のいずれであつても良い。

５Ａ乃至５Ｄは荷重演算回路３の出力を用いて
目標値発生回路４で発生した目標値の修正演算を
行なう演算回路であり、この演算回路５Ａ〜５Ｄ
の各出力が、この実施例による制動目標値とな
る。

６Ａ乃至６Ｄは、公知のスキツド制御回路で、
演算回路５Ａ〜５Ｄの各制動目標値となるよう
に、対応する車輪の車輪速を制御する。

第６図は、上記の実施例で用いるＧセンサー
１，２の車両に対する取付状態を示したものであ
る。そこで、第４図を参照して、Ｇセンサー１，
２を用いたときの、各車輪１Ｌ，１Ｒ，２Ｌ，２
Ｒの荷重変化の検出原理を説明する。

今、Ｇセンサー１，２に示した矢印の方向をプ
ラス、反対側にマイナスとし、車重をＷとする
と、Ｇセンサー１，２の出力がゼロのとき、各車
輪に加わる荷重は（Ｗ／４）と一定である。

次に、Ｇセンサー１の出力がg₁、Ｇセンサー２
の出力がg₂であつたとすると、車輪１Ｒ，１Ｌ，
２Ｌ，２Ｒのそれぞれに加わる荷重W₁，W₂，
W₃，W₄は、次式のようになる。但し、Ｔはトレ
ツド長、Ｌはホイールベース長、Ｈは重心高さで
ある。

第(1)式から荷重の変化ΔW₁、ΔW₂、ΔW₃、
ΔW₄を求めると、Ｗ、Ｈ、Ｌ、Ｔ及びｍは定数
であることから、これらを省略して、次式のよう
に表すことができる。

すなわち、Ｇセンサー１，２の出力g₁，g₂によ
り第(2)式の演算を実行すれば、各車輪の荷重変化
を知ることができる。

第７図は、上記第(2)式の演算を行なう荷重演算
回路３の一実施例を示したブロツク図であり、非
反転増幅器A₁，A₂と反転増幅器A₃〜A₉をもつて
構成された加減算回路である。

そこで演算動作を説明すると、右前車輪１Ｒの
荷重変化ΔW₁は、Ａ３で取り出され、ΔW₁信号
E₁は、Ａ１の出力e₁とＡ２の出力e₂とを加算して
反転したE₁＝−（e₁＋e₂）となる。また、左前車
輪１Ｌの荷重変化ΔW₂はＡ４及びＡ５により求
められ、Ａ２の出力e₁をＡ４で反転して−e₂と
し、Ａ５で加算して反転することでΔW₂信号E₂
は、E₂＝−（e₁−e₂）となる。また、左後車輪２
Ｌの荷重変化ΔW₃は、Ａ６及びＡ７により求め
られ、Ａ１とＡ２の出力をＡ６が加算して反転し
て−（e₁＋e₂）とし、最終的にＡ７で反転するこ
とで、ΔW₃信号E₃は、E₃＝（e₁＋e₂）となる。

更に、右後車輪２Ｒの荷重変化ΔW₄は、Ａ８
及びＡ９で求められ、Ａ１の出力e₁をＡ８で反転
して−e₁とし、Ａ９でＡ２の出力e₂と加算して反
転することで、ΔW₄信号E₄は、E₄＝−（−e₁＋
e₂）となる。

これらを整理すると、次式のようになる。

ΔW₁信号E₁＝−（e₁＋e₂） ΔW₂信号E₂＝−（e₁＋e₂） ΔW₃信号E₃＝（e₁＋e₂） ΔW₄信号E₄＝−（−e₁＋e₂） (3) この第(3)式は、前記の第(2)式にマイナス符号を
付したものと内容が一致しており、第５図の回路
により各車輪の荷重変化を求められることが明ら
かである。

尚、一般の車両では、ホイールベースがトレツ
ドより長く、制動により進行方向に懸かる重力加
速度g₁よりも、横方向の重力加速度g₂による荷重
移重量の方が大きいので、実用上は、横方向のg₂
のみにより各輪の荷重変化を求めるだけでも十分
である。

この場合の各輪の荷重変化ΔW₁〜ΔW₄は、前
記第(2)式の右辺第１項を消去した形となり、第８
図に示す構成の荷重演算回路を用いれば良い。

すなわち、ΔW₁、ΔW₄については、Ａ２の出
力e₂を反転増幅器Ａ１０で反転してE₁，E₄＝−e₂
とし、ΔW₂、ΔW₃については、Ａ２の出力e₂を
そのままE₂，E₃として取り出すようにすれば良
い。

また、各輪の荷重変化を検出する他の手段とし
ては、各車輪のサスペンシヨンコイルのねじれを
測定することで検出しても良い。

第９図は、第５図の実施例で用いる演算回路５
Ａ〜５Ｄの一実施例をその１つについて示した回
路図である。右車輪１Ｒ系統を例にとつて構成を
説明すると、比較器A₁₁を有し、比較器A₁₁の一
方の入力端（マイナス側）には、右車輪１Ｒで検
出した車輪速V_1Rが印加され、他方の入力端（プ
ラス側）には、ΔW₁信号E₁と目標値発生回路４
の出力v₀が加算入力している。

比較器A₁₁は、v_w＞（V_1R＋E₁）のときＬレベル
出力を生じ、このＬレベル出力は次段のスキツド
制御回路に対し、右車輪１Ｒのブレーキ油圧を減
少させる制御を指命する。また、v_w＜（V_1R＋E₁）
のとき、比較器A₁₁はＨレベル出力を生じ、次段
のスキツド制御回路に対しブレーキ油圧の増圧制
御を指令するようになる。

上記の比較器A₁₁の出力による制動目標値の修
正動作の状況は、第１０図に示される。

すなわち、右前車輪１Ｒが内側となる右旋回中
に制動を行なつているとすると、Ｇセンサー２の
出力e₂とＧセンサー１の出力e₁（図示せず）とに
より、ΔW₁信号E₁＝−（e₁＋e₂）の演算が第５図
の回路にて行なわれ、このΔW₁信号E₁と、車速
v_cに係数Ｋ（例えばＫ＝0.85）を乗じて得た目標
値、v₀とが加算されて比較器A₁₁の一方に基準値
として入力され、車輪速V_1Rと比較されるように
なる。この基準値が、荷重変化に応じて修正した
コーナリング時の制動目標値v_wpであり、スキツ
ド制御回路は、この制動目標値v_wpとなるように
右車輪１Ｒの車輪速V_1Rを制御する。

上記の場合、右車輪１Ｒは荷重が低下し、路面
との摩擦係数が低下しているので、目標値v_pによ
るスキツド制御では、ブレーキ油圧を減圧するタ
イミングが遅くなり、車輪速は大きく沈み込む。
すなわち、従来のままの目標値v_pによるときは、
時刻t₁′でブレーキ油圧を増圧から減圧に切換え
ていたが、本発明により荷重変化に応じて求めた
制動目標値v_wpによれば、時刻t₁′以前のt₁にてブ
レーキ油圧を増圧から減圧に切り換えるようにな
るので、車輪速V_1Rの沈み込みを抑えることがで
き、ロツクを発生しないようにしている。

また、逆に荷重の増加する外側の車輪について
は、制御目標値v_wpを目標値v_pより小さくなるよ
うにし、その結果、ブレーキ油圧を増圧から減圧
に切換るタイミングを遅らせるようにし、車輪速
の回復を遅らせることで、ノーブレーキ状態の頻
発を防止するようにしている。

第１１図は、第５図の実施例で用いる演算回路
５Ａ〜５Ｄの他の実施例を示した回路図である。
この実施例では、車輪の減速度α_Wが設定減速度
＋α_Bに達したときに、ブレーキ油圧を増圧から減
圧に切り換える方式に適用したもので、第１１図
から明らかなように、設定減速度＋α_Bは、抵抗
R₁，R₂の分圧電圧により設定されており、この
設定減速度＋α_Bに、例えばΔW₁信号E₁を加算し
た値を比較基準（制動目標値）として、比較器
A₁₂で車輪の減速度α_Wとの大小関係を判別するよ
うにしたものである。

その動作は、例えば第１２図に示すように、
ΔW₁信号E₁が第１０図の場合と同様に、荷重が
減少する変化を生じていたとすると、設定減速度
＋α_Bは、ΔW₁信号E₁の大きさに応じて、＋α_Bより
小さな値＋α′_Bに変更され、＋α′_Bに減速度α_Wが達
する時刻をt₁′からt₁に早めることで、摩擦係数の
低下による車輪速V_1Rの沈み込み過ぎを防ぐよう
にしている。

勿論、荷重の増加する車輪については、設定減
速度＋α_Bは、大きい値とされ、車輪速の回復を遅
らせるようにしている。また、ブレーキ油圧を減
圧から増圧に切換えるための設定減速度−α_A（加
速度）は、荷重の減少に応じて、小さい値−α′_A
として切換えを遅らせ、一方荷重の増加に応じて
大きい値−α′_Aとして切換えを早めるようにして
いる。

尚、第９，１１図の実施例では、荷重変化に応
じ制動目標値（設定減速度に基づく場合を含む）
を直線的に比例変化させているが、第９，１１図
の比較器A₁₁，A₁₂のプラス側の加算接続点の入
力側に、非線形回路を設け、荷重変化に対し非線
形的に制動目標値（設定減速度）を可変する特性
としても良い。例えば、点線で示すように、ダイ
オードＤを介在させたとすると、ΔW₁信号E₁が
正のときのみ、すなわち、荷重変化が減少する場
合にのみ制動目標値を修正することができる。

第１３図は、第５図の実施例で用いる演算回路
５Ａ〜５Ｄの他の実施例を示したブロツク図であ
る。

この実施例は、スキツドサイクル毎の車輪速
が、設定減速度に達したとき、該減速度で減少す
る直線を各スキツドサイクル毎の制動目標値とす
る従来装置において、制動目標値を車輪の荷重変
化に応じて修正するようにしたものである。

まず構成を説明すると、４ａは、各スキツドサ
イクル毎に車輪の減速度α_Wが設定減速度＋α_Bに
達したときを検出して発生したe_b信号（負トリガ
パルス）が加わる毎に、その減速度で減少する制
動目標値v_pを発生する目標値発生回路で、第５図
における符号４のブロツクに相当する。

７はeb信号が加わる毎に正パルスを発生する
単安定マルチバイブレータ（以下、「MM」とい
う）、８はMM７の正パルスによりオンしてコン
デンサＣを放電リセツトするFETを用いたアナ
ログスイツチ、Ａ１３は検出した車輪の荷重変化
を表す信号、例えばΔW₁信号E₁の積分出力を取
り出す積分増幅器、Ａ１４は反転増幅器、Ａ１５
は加算反転増幅器、Ａ１６は後段のスキツド制御
回路に、修正した制動目標値v_wpを出力する反転
増幅器である。

次に、第１４図のタイムチヤートを参照して動
作を説明する。

eb信号は、各スキツドサイクルでブレーキ油
圧の増圧を行なつているときの車輪速V_1Rの減速
度α_Wが設定減速度＋α_Bに達する毎に発生し、目
標値発生回路４ａを起動して、減速度＋α_Bで減少
する目標値v_pを出力する。

一方、eb信号はMM７を起動し、MM７の出
力により瞬時的にアナログスイツチ８がオンし、
コンデンサＣを放電リセツトする。アナログスイ
ツチ８がオフに戻ると、積分増幅器A₁₃は、ΔW₁
信号E₁を積分し、この積分出力はＡ１４で反転
され、Ａ１５で目標値v_Oと加算増幅され、Ａ１６
で反転して修正した制動目標値v_wpとして、次段
のスキツド制御回路に対し出力される。

第１４図から明らかなように、ΔW₁信号E₁が
負のとき、すなわち車輪１Ｒの荷重が増加する変
化のとき、目標値v_pは低目となるように修正さ
れ、一方、ΔW₁信号E₁が正のとき、すわち車輪
１Ｒの荷重が低下する変化のとき、目標値v_pは高
目となるように修正されている。

従つて、荷重が減少しても車輪速の落ち込みを
抑えてることでロツクを防止し、また荷重が増加
しても、車輪速の回復を遅らせることで、ノーブ
レーキ状態の頻発を防止する。

尚、第９，１１図の実施例について述べたと同
様に、積分増幅器A₁₃に対する信号E₁の入力を、
ダイオード等の非線形回路を介して行なうこと
で、荷重変化に対する制動目標値v_wpの修正を非
線形特性となるようにしても良い。

また、ドツプラレーダで車速を検出しているよ
うな場合にも、同様にして目標スリツプ率を修正
することで、同様の作用を実現できる。

以上説明してきたように、本発明によれば、そ
の構成を、車輪ごとに車輪速が制動目標値になる
ように制御するときに、左右の車輪のそれぞれで
検出した荷重の変化に応じて各車輪の制動目標値
を変更するようにしたため、左右の車輪の荷重
が、遠心力の作用により変化するようになる曲線
路を高速走行しているときに急制動を行なつて
も、荷重変化に依存した路面との摩擦係数の変化
に応じた制動目標値が左右の車輪毎に発生される
ようになり、そのため、低μ状態となる内側の車
輪の車輪速の沈み込みは抑えられてロツク気味に
なることが防止され、また高μ状態となる外側の
車輪の車輪速の車速に対する回復を遅らせるよう
にしてノーブレーキ状態の発生を防ぎ、コーナリ
ング中といえども、直進走行時に相当するブレー
キ性能が得られる良好なアンチスキツド制御がで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コーナリング中の車両の荷重移動を
示した説明図、第２図は従来装置による曲線路で
急制動したときのスキツド制御を示した左右の車
輪の車輪速のグラフ図、第３，４図は第２図の各
車輪速とブレーキ油圧の関係を示したグラフ図、
第５図は本発明の一実施例を示したブロツク図、
第６図はＧセンサーの取付状態を示した説明図、
第７図は第５図の荷重演算回路の一実施例を示し
た回路ブロツク図、第８図は荷重演算回路の他の
実施例を示した回路ブロツク図、第９図は第５図
の演算回路の一実施例を示した回路ブロツク図、
第１０図は第９図の実施例による制動目標値の修
正動作を示したタイムチヤート図、第１１図は第
５図の演算回路の他の実施例を示した回路ブロツ
ク図、第１２図は第１１図の実施例による制動目
標値の修正動作を示したタイムチヤート図、第１
３図は第５図の演算回路の他の実施例を示した回
路ブロツク図、第１４図は第１３図の実施例によ
る制動目標値の修正動作を示したタイムチヤート
図である。 １Ｒ……右前車輪、１Ｌ……左前車輪、２Ｒ…
…右後車輪、２Ｌ……左後車輪、１，２……Ｇセ
ンサー、３……荷重演算回路、４……目標値発生
回路、５Ａ〜５Ｄ……演算回路、６Ａ〜６Ｄ……
スキツド制御回路、７……単安定マルチバイブレ
ータ（MM）、８……アナログスイツチ、A₁，A₂
……非反転増幅器、A₃〜A₁₀，A₁₄〜A₁₆……反転
増幅器、A₁₁，A₁₂……比較器、A₁₃……積分増幅
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車輪速又は車輪減速度が制動目標値となるよ
   うに左右の車輪ごとにブレーキ油圧を制御するス
   キツド制御部と、車両の横方向にかかる重力加速
   度を検出するＧセンサーを有して左右の車輪ごと
   の荷重変化を検出する検出手段と、左右の車輪の
   いずれか一方の荷重が増加し、他方の荷重が減少
   することを検出したときに、検出した左右の車輪
   の荷重変動量に対応して上記制動目標値を左右の
   車輪ごとに修正する目標値修正手段とを有するこ
   とを特徴とするアンチスキツド制御装置。