JPS6397457A

JPS6397457A - ロック防止ブレ−キ装置

Info

Publication number: JPS6397457A
Application number: JP62135000A
Authority: JP
Inventors: ダニエル　ダブリュ．ローパー; デニス　エー．クラマー; マーク　マリノウスキー
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1988-04-28
Also published as: EP0263236A3; DE263236T1; AU597056B2; EP0263236A2; US4724935A; BR8705333A; AU7229587A

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】イ０発明の分野本発明は、車両の車輪のある程度の転勤運動を維持して
、種々の摩擦特性をもつ路面上での車両の方向制御した
減速を最大化するように、ブレーキ装置が車両、特にト
ラックの車輪又は車輪の組をロックするのを信頼性よく
防ぐための装置に関する。

口、関連技術の説廚機械的安定性と長使用券命のために、ロック防止ブレー
キ装置用のセンサを、例えは差動歯車ケースのように、
車両の車輪から離して取付けることが望ましい。この差
動歯車ケースに取付けたセンサは、汚染への暴露、振動
、この駆動システムの速度の揺１ｉ１Ｊ　、入力速度比
の変動等のような種々の不利に５１１！感である。しか
し、速い位盾に取付けたセンサより車輪の回転速度の変
化に鈍感である。

従来のロック防止信号処理装置は道路状態の変化に応答
するのが比較的遅いので、センサ感度の高いことが要求
された。例えば、アナログ装置は、典型的には電荷蓄積
コンデンサに蓄積した電荷によって車両の速度を表し、
このコンデンサから電荷が移動する速さで車両の減速度
を測定した。それらの応答時間は、抵抗を介してこの蓄
積コンデンサを放電するに要する時間によって制限され
た。

ディジタル信号処理装置は、一般にアナログ装置より道
路状態の変化に応答するのが速い。このディジタル信号
処理装置、舶にマイクロプロセッサの感度増加は、速度
センサを車両の車幅につける必要性を減じる。この速度
センサのより良い機械的記憶を得るために妥協しなけれ
ばならない程度が、もしあるとすれば、それに探究され
ていす、最適配ｆｆＨｆ、が開示されてもいない。更に
、従来技術は、トラック車軸、特にタンデム車ｉＱＩ！
翫列に対するｒ［’ｉｉは１センサの取付けについての
解決を示唆し）」シな（・。

発明の要約本発明は、１個の車輪速度センサを使って主差動歯車で
車輪速度を検知するロック防止制御システムを取付ける
ための好ましい記憶を意図する。

この車輪速度センサは、このようにして、特にトラック
車両用の、−組の車輪の平均回転速度を検知する。この
センサは、ソフトウェアのプログラミングの際に異なる
車軸比に適応させる必要をなくするように、歯車比の最
終減速の後に置かれている。センサ　リード線の長さ、
従ってこのロック防止制御装置の電磁干渉への感度を最
小にするように、マイクロプロセッサ制御装置をこの車
輪速度センサに近接して取付ける。ソレノイド弁広車輪
に加えるブレーキ力の批を制御する四つのブレーキ室を
制御する。その代りに、各車軸にロック防止制御装置を
使用し、その車軸のブレーキだけを制御して車両の車軸
毎の制御を与えてもよい。

このロック防止制御装置が車悔速度の変化に応答するた
めに要する時間は、２０ミリセコンドはどに小さい。本
発明の好ましい記憶は、支持体の振動を容易に検知しな
いので、より正確であることがわかっている。更に、四
つではなく、二つの車輪だけを検知し、それが瞬間車輪
速度のより正確な測定を生ずる。

二、実施例第１図を参照すると、車両車輪Ｗｌ　＋　”２のだめの
代表的ロック防止ブレーキ制御システムは、適当なり−
ｒ線を通じて普通の磁気抵抗速度センサ３から、磁気要
素２の通過を示す信号を受けるマイクロプロセッサ制御
装置１の形をしたロック防止制御装置を含む。この磁気
要素は、回転を測定するための歯車上に特に設けられた
１００〜１２０の等間隔の要素を含む。これらの要素は
、差動歯車上にボルト止めするか、又はそれと一体に作
ってもよい。この主差動歯車は、車軸５ａ及び５ｂの平
均回転速度を示す速度で回転する。ブレーキ６ａ及び６
ｂは、ソレノイド弁７の作動状態によって、車輪Ｗｌ及
びＷ２に加えるブレーキ力を制御する。このブレーキシ
ステムは、勿論、ペダル１１及びこのペダル１１の連動
をブレーキ力に変換するための適当な制御弁又はマスク
シリンダ１２のような、運転者が制御するブレーキ適用
要素を含む。フェイルセーフ指示ランプ９は、このシス
テムの車両運転者に見える点に設けられ、且つマイクロ
プロセッサ１が制御してこのロック防止システムの故障
を表示する。

ロック防止センサの位置第２図に示すように１速度センサ３は、マイクロプロセ
ッサ１に密接して記憶され、漂遊高周波電磁干渉の影響
を減するように、このセンサとマイクロプロセッサを結
ぶリード線の長さを減する。

センサ３は、磁気要素２の通過を検知する。第２図は、
主差動歯車８の支持体１３にボルト４で取付けられた磁
気要素を示す。しかし、これらの要素の正確な記憶はか
なり変わるかもしれず、又これらの要素は、支持体か差
動歯車と一体に作ってもよい。第２図に示す差動線車は
、この技術分野ではよく知られ、且つこれもこの技術分
野ではよく知られている種類のトラック用のタンデム１
麩動車軸のための差動歯車を含むことも有利である。

マイクロプロセッサ１と速度センサ３の両方は、この主
差動ケース１４０車軸ハウジングに直接取伺けられ、こ
のロック防止システムを大ていの道路衝撃並びにこの車
両の車輪がまきあげるほこり及び塩堆積物のような一般
の環境上の危険から隔離する。本発明によるロック防止
システムの記憶は、主差動歯車の回転速度は常に車軸５
ａ及び５ｂの平均回転速度に対応するので、車軸速度比
の変動が車輪速度信号を変えないという利点を有する。

更に、この主差動歯車で車輪速度センサが発生する速度
信号は、このセンサを例えば入力駆動軸のような駆動列
上の他の場所に記憶して得られる信号より、車両速度の
偽変動に敏感でないことがわかっている。

本発明による速度センサの好ましい記憶は、いくつかの
利点を有する。この速度センサの好ましい記憶は、この
ロック防止制御装置が四つ又はそれ以上の車輪ではなく
二つだけの車輪の平均速度を検知するようにする。この
二つだけの車輪の回転速度の測定は、測定した車輪速度
の粘度を空す。

この検知点は、車輪速度センサが車輪駆動車軸に結合さ
れた車輪の回転速度を直接測定するように、歯車比の最
終減速点の後にある。それで、同じロック１（７Ｊ止シ
ステムを異なるｊｔｉ軸に使ってもよい。

最後ニ、このロック防止システムの好ましい記憶は、で
こほご道を運転するとき普通に遭遇する車両の高ＩＭ波
機械振動に感じにくい。この高尚波振動は、車輪速度セ
ンサによって車＠連変の変化として拾われ、且つデジタ
ル　ロック防止システムの精成への主たる制限となる。

この機械的揺動を減することは、このディジタル　ロッ
ク防止システムの粘度を増す。

本発明のロック防止制御装置は、タンデム車軸の主差動
歯車若しくは後差動歯車に、又は単一駆動車軸車両の主
差動歯車に置いてもよい。それで、本発明の好ましい実
施例は、同じシステムを異なる車両に使うことができる
ので、ロック防止システムの設計を単純化する。平均す
る車輪の組の洪択゛は、本発明を使用する車両の種類に
よる。それで、トラック運転室を制御するために一つだ
けのロック防止制御装置を使わなければならない。普通
の１８車輪トラクタ・トレーラの運転室のためのセンサ
の好ましい配ＩＦ″Ｌは、タンデム駆動車軸の差動歯車
の一つに一つのセンサを含む。この制御装置は、センサ
と同じ車軸上に取付けられている。

単一ンレノイＰ弁が適当なリード線によってこの制御装
置に接続されてこの運転室の全ての車輪からブレーキ力
を解放する。加えて、又はその代りに、本発明のロック
防止制御システムは、車軸毎のブレーキ制御を与えるよ
うに、車両の一つを超える車軸に設置されてもよい。

ロック防止制御システム本発明のより十分にｍＪ能にする開示を与えるように、
以下に示すのは、本発明に使用するのに適したロック防
止制御システムの詳細な説明である。

第６ａ図を径ＩＫｉすると、車両速反対峙間の理想的グ
ラフが曲線９８として示され、この車両車輛に最大ブレ
ーキ力を加えたときのｊｊ！、両の線形速度減衰を示す
。曲線９９は、典型的ロック口止システムを使った理想
的車輌速度信号対時間を示す。

本発明のロック防止システムで、ブレーキ力の適用及び
解放、又は調節は、それぞれ車輪速度信号の周期的減少
及び増大を生ずる。このロック防止システムは、車輪が
常にこの車両の速度に対応する速度より遅い速度で回転
するようにブレーキ力を調節することを試み、それによ
ってブレーキが常に車輪に少なくともあるブレーキ力を
加えることを保証する。ロック防止システムは、例えは
空気ブレーキがロックする最初のときのように、全ての
場合にこの理想を得られないかもしれない。

しかし、極端な場合でも、このロック防止システムは、
両極端の間の車輪の実際の速度の変動を制御し、車輪が
道路に作用する躊捺力を最大にするようにブレーキ力の
調節を最祠化する試みができる。単純化のために車両の
速度の減衰がこのロック防止システムの作動範囲内で線
形であると仮定して、この車両の最短停止距離を達成す
るためのｊｌｊ慣回転の最大速度と車両速度の間の相関
を与える種々の公式（１このｆ、を術分野では知られ、
この技術に習熟した者は利用することができる。

さて、第３ｂ図を参照すると、ロック防止システムの作
動原理を説明するため一連の曲線が図示されている。縦
軸はディジタル化した入力車輪速度信号の値に対応し、
一方横軸はこのディジタル化した速度信号の発生に相応
する時間間隔に対応する。曲線１００は、車輪と係合す
る接触面が車輪の摩擦すべり運動に抗することができな
いことによる初期車輪ロックの条件の下でのブレーキを
かけた車１ζｍＷの回転速度に対応するディジタル速度
入力信号の実際の値のプロットを表す。時間Ｔ１の左で
、車輪速度信号は一定か又は許容できる減少割合で減速
していることが観察できるだろう。しかし、車輪が動い
ている面に対してそれが耐えられる以上のブレーキ力を
車輪に加えると、車輪の速度は、１０１で示すように増
加した割合で減少し始める。ロック状態がまさに起ころ
うとしているとすると、車輪速度信号は、曲線１００の
部分１０３に沿って示すように、非常に急な減少割合で
急速に減少する。

ディジタル化した入力車・嶋信号１００はマイクロプロ
セッサ制御装置１への入力として供給され、そこでそれ
らは頻繁に定期的にサンプリングされてその値とその変
化割合を検出される。このマイクロプロセッサの中で、
入力速度信号１００の一単位より小さい所定の分数に対
応するデイゾタル化した基準信号１０２を発生する。こ
の基準信号１０２は、速度信号１００の入力９常に発生
され且つ速度信号が変わるとその値が適当に調整される
。

もし、車輪速度信号１００の減少が急速すきると、この
車輪速度信号は、曲線１００の１０１で示すように、速
度減少の所定の許容２，１１合を超える。

時間Ｔ１で始まり、常に速度信号１００をサンプリング
しているマイクロプロセッサは、この基準信号１０２の
値を簡整して、それが１０４で示すように一定の第１最
大減少割合で減少を始めるようにする。この基準信号１
０２の第１最大減少割合は、約０．７　ｇ又は６８６　
ｃｒｎ／　５ｅｃ２（但しｇは重力の加速度）の減速割
合に対応するように選ばれている所定の減速度に対応す
る。

もし、この車輪信号の減少割合が基準信号の第１　ＡＺ
大減少割合１０４を超えつづけるなら、それは結局時間
Ｔ２で基準信号の値と一致しその下に落ちるだろう。マ
イクロプロセッサは、常にこの速度の値と基準信号を比
較して、時間Ｔ２でのこの発生を検知し且つこの点で車
輪Ｗの初期ロックが進行していることを決定する。交差
点を示す二度の反覆の後に、マイクロプロセッサ制御装
置は、ンレノイげ７にブレーキ解放信号を発生し、ロッ
ク状態を生じようとするブレーキ力を解放させる。

時間Ｔ２で、このマイクロプロセッサは更に基準信号１
０２を調整シ、曲、ｖｊ１１０２上の１０５で示すよう
に、第２の、より大きな、基準信号の最大減少割合で減
少させる。このより急な減少割合は、例えば１．０　’
！　（９８０ｃｍ／５ｅｃ２）の最大減速度に対応する
。この減少せお１合は、スキッド状態中の車両の減速度
を仮想的に近似するものと考えてもよい。スキッド状態
の車両により大きな減速ｋを仮定することは、明らかに
現実的仮定ではない。

しかし、車両のブレーキはロック防止システムの命令に
すぐは応答しない。それで、このロック防止制御システ
ムは、ブレーキ力制御命令が適当な時期にブレーキに達
するのに必要な程度に、将来の状態を予測しなければな
らない。より大きな信号の減少割合は、スキッドサイク
ル中の車両の予測速度を、ブレーキ解放命令がソレノイ
ド弁からブレーキまで伝わるに要する時間並びにこのソ
レノイド弁及びブレーキの作動に固有の遅延時間の組合
せに相当する期間より少ない、車両がスキッドサイクル
中にある実際の時間に対応する時間によって割ることに
よって得られると考えてもよい。

基準信号のより大きな減少割合が、このロック防止シス
テムの制御機能を計算する際に生ずる遅延を補償すると
いうことは評価されるべきである。

仮想減少割合は、主としてこのブレーキシステムがロッ
ク防止制御信号に応答するために要する遅延時間である
、このシステムの機械的遅延だけを補償し、このロック
防止システムが制御信号を計算するために要する時間を
補償しない。又、図示した基準速度の第２減少割合の大
きさは、このロック防止システムを空気デレーキシステ
ムに適用した際に生ずる。空気ブレーキシステムは、圧
力波が空気ブレーキ管路に存在する圧縮性流体の中を伝
わるにはより長時間要するので、ブレーキ解放及び命令
の再適用に応答するにはより長時間を要する。もし、こ
の空気ブレーキシステムを油圧ブレーキシステムで置き
換えると、ブレーキへの命令は油圧管路に存在する非圧
縮性流体の中をより速く伝わることができるので、信号
の第２減少割合はより小さい、即ち車両の実際の減速度
により近いだろう。車両の応答もブレーキ力解放手段の
種類及びこの車両に使用したブレーキの種類に依るかも
しれない。それで、曲線１０２０減少割合は、ブレーキ
システムの種類、及びより少ない程度で、車両の柚ｉ又
は等級に従って選ぶ。

速度信号１００の値が曲線１０２の部分１０５で示す基
準信号の第２減少割合の値の下にある間、マイクロプロ
セッサは、この速度と基準信号の間の関係を連紗的に比
較し、一方点Ｔ２からの時間の経過を監視する。結局、
車輪負荷と車輪がその上を動いている面の摩擦特性によ
って、車輪速度信号は、ブレーキ力を解放するとマイク
ロプロセッサの制御の下で時間Ｔ６まで増加し始め、速
度信号の値は再び基準信号１０２の値と一致し、１０６
で示すように基準信号の上を行き始める。

ブレーキ解放信号の解除は、車輌速度信号が基準速度曲
線と交差する２度目のときに起こるが、基準速度信号は
、基準曲線の値が速度信号の値の一単位より小さい所定
の分数に等しいような値に車輪速度信号が達する時間Ｔ
５の後の時間まで、速度信号に対するその元の関係を取
り戻さない、即ちマイクロプロセッサは、基準（ｇ号１
０２が今度は曲線１００の部分１０６として描かれてい
る速度信号を速度信号の一単位より小さな前の分数で再
び追跡するように時間Ｔ１の前に存在した元の基準信号
対速度信号の関係を取り戻す。しかし、どの場合も速度
信号は第６ｂ図に点１０で示す第２最小速度限界１１０
の下を行くことはない。

ブレーキ力が回転している車輪によってそれが動く面に
対して吸収されるものを超えつづけるとすると、車輪速
度信号は時間Ｔ１′で再び減少し、始め、時間Ｔ１で前
に起きた状態が再びマイクロプロセッサによって検出さ
れるだろう。そこでマイクロプロセッサは、車輪速度信
号がロック状態の方に減衰し紗けると、再び基準信号を
曲線１０２の部分１０４で描いたのと同じ方法で調整す
るだろう。従って、上述の全過程は、車輪速度信号が所
定の限界、例えば制御装置がソレノイドを付勢しないよ
うにプログラムされている速度である３ｍ／ｓｅｃ以下
に落ちるまで繰返される。

基準信号１０２の値は、通′帛時間Ｔ１．Ｔ１’・・・
の状態が検出されるまで、速度信号１００の値の０．９
に維持される。この関係を第６ｂ図に時間Ｔ１の左に図
示し、且つ曲線１０２　ａで時間Ｔ６の右に時間Ｔ１／
まで図示する。

このマイクロプロセッサは、もし実際の車輪速度が第１
の所定最小限界速度、例えば３ｒｙＬ／ｓｅｃ以下に落
ちれば、ロック防止ブレーキ解放信号を生じないだろう
。これに、車両停止距朧を延ばす、低車輪速度でのロッ
ク防止システムの作動を回避する。しかし、このマイク
ロプロセッサは、もしブレーキが硝剰なブレーキ力を車
輪に加える結果として車輪速度信号が第２最小限界速度
以下に落ちるならば、このロック防止ブレーキ解放信号
を取消してはならない。従って、このマイクロプロセッ
サ制御装置は、車輪速度信号１００が実際の車輪速度が
最小限界速度より小さいことを示す、該第２の所定限界
以下にある間、ブレーキ解放信号を取消さない。基準曲
線１０２の値は、第２限界１１０に相当する値より小さ
くなることはない。

この制御アルゴリズムは、車輪速度信号が最小限界１１
０以下に落ちるときンレノイＰ弁の解放を禁することに
加えて、車輪速度信号の値が第１最小限界１２０を超え
なければこのソレノイド弁を係合しない。経験によれば
、車両のブレーキ特性は低車両速度で大きく変わること
が判っている。

本システムは、車両の運転者による制御で車両速度を第
２限界１２０によって表わされる約３ｒｒＬ／ｓｅｃ以
下に維持すること（（よって得られる結果以上の実質的
改善を提供するものではない。従って、このロック防止
制御装ｇ′は、これらの低速状態でのブレーキ力の適用
を調節しようとはしない。

もし、車輪速度信号がブレーキ制御サイクル中に最小限
界速度１１０以下に落ちるなら、ある条件で、車輪速度
信号が基準信号１０２をその値のグラフの部分１０５に
沿って交差しないとき、マイクロプロセッサがブレーキ
力解放信号を発生するかもしれないということが可能で
ある。マイクロプロセッサは、それが時間Ｔ６又はＴ４
の状態、即ち速度信号が基準信号と一致し、それによっ
てこの速度信号が基準信号を超えるように交差すること
が起こるのを待っているので、この事態テ適応しないか
もしれない。そのような状態でブレーキ力解放信号を維
持することは有害であり、車両の停止距離を延ばすかも
しれない。従って、この制御システムは、もし時間Ｔ２
から経過した期間Ｐ１が所定の最大経過時間を超えるな
らば、ブレーキ力解放信号を取消して全ブレーキ制御を
この車両の運転者に戻すというプログラムをこのマイク
ロプロセッサの中に含む。例えば、２．５秒の最大経過
時間が適当であることがわかつＣいる。しかし、もしこ
のソフトウェアがンレノイドを消勢しないなら、バーｒ
ウェアが、例えば４秒のような長い経過時間の後に全ロ
ック防止システムを無力にするだろう。

この制御アルゴリズムは、穐々の道路面摩擦特性を、車
輪速度信号１００及び、特に、車輪速度信号が曲線１０
２の部分１０５に沿って基準信号の値に相当するように
ブレーキ力を解放した車輪の実際の回転速度がその回転
速度を増すために要する時間の関数として補償する。も
し、車輪に低摩擦面上でブレーキをかけると、車輪速度
信号が時間Ｔ２から経過した期間中に部分１０７に沿っ
た車輪速度信号の増加として基準信号１０２に一致する
ためにはより長期間を要する。このマイクロプロセッサ
は、車輪速度信号が経過時間Ｔ５で最初に最小限界速度
１２０以下に減少する時から車輪速度信号が、例えば、
時間Ｔ４で基準信号１０２と一致するまで期間Ｐ２を測
定する。このマイクロプロセッサの制御アルゴリズムは
、車輪速度信号が曲、％１１０５に沿って基準曲線１０
２の値と一致するに要する時間に相当する時定数Ｋに対
する値に接近する。Ｋの値は、経験的に引き出された実
験的結果である。Ｋに対する値は、車輪速度信号が最初
に基準信号１０２の値以下に落ちた時間Ｔ２での車輪の
速度から決めた車両の速度に関係する。時間Ｔ２での初
期車輪速度に依存するＫの値は次の通りである。

＞　１３．４　　　　　　　　０．７０６．７から１３
．４　　　　　　０．５０〈６．７　　　　　　　　　
　　　　０．６０もし、期間Ｐ２が適用できる期間Ｋを
超えるなら、マイクロプロセッサは、車輪での低摩擦／
低負荷を検出し、期間Ｐ３が満了するまでブレーキ解放
信号を延ばす。Ｐ３は、Ｐ２がＫを超える組の２倍だけ
Ｐ２を超える。

上記の一般的議論ハ、このシステム・アルゴリズムの一
つのソフトウェア実施例を示す第４ａ図、第４ｂ図、及
び第４Ｃ図を参照するとより深く理解できるかもしれな
い。このシステム・アルゴリズムは、このシステムが最
初に電力を受けるときに始まる。マイクロプロセッサ制
御装置１は、一連の自己チェックを行い、プログラム変
数とカウンタを初期化する。このシステム・アルゴリズ
ムは、最初に中断源を決める。第４ａ図は、運転者がこ
の車両の点火を起こすときである点２００に始まるのを
示す。この制御装置は、初期化ルーチンを実行し、次に
このシステム・アルゴリズムを待ループ２０２の中に入
れる。このシステム・アルゴリズムは、２０４での中断
信号の受領に対応する周期的間隔でこの待ループを出、
入力センサ３からの信号の下降縁に応じて制御装置が発
生する中断信号を受けたときだけ制御アルゴリズムと結
合する。もし、ブレーキをかけた車輪の（ロ）転が遅す
きると、入力センサパルスに要求される期間中に発生す
るクロックパルスの数は、マイクロプロセッサが計数す
る能力を超え、センサパルスがマイクロプロセッサに到
達するに要する期間の不正確な測定をするかもしれない
。車両速度が遅すぎるために、マイクロプロセッサへ不
正確なデータを発生するのを防ぐため、このアルゴリズ
ムは、車両が、例えば５Ｋｍ／ｈのような所定の低速以
下で移動していることを示す底流中断を生ずる。この制
御装置は、底流中断に応じて底流サブルーチン２０６を
発生する。この底流ルーチンは、この制御装置に最後の
信号カウントを現在の車輪速度信号の値として蓄積する
ことを合図する底流フラッグを初期化する。

車両が移動する速度とは無関係に、このマイクロプロセ
ッサは、第４ａ図の中断サブルーチン２０８に対応して
、例えば１０ミリセコンド毎へ周期的中断を発生子る。

このマイクロプロセッサに含まれるシステム・アルゴリ
ズムは、入力速度セン゛すが発生するセンサ入力パルス
を受けるまで、この制御アルゴリズムが使用する車輪速
度信号を更新しない。しかし、一旦このシステム・アル
プリズムが車輪速度信号を更新すると、この制御アルゴ
リズムは、例えば第６（Ｃ）図に示す波パケット５００
又は５０１の下降縁によって生ずるような、次のセンサ
中断パルスの提供を遅らせる。もし、この車輪速度信号
の更新した値の提供が遅らせられなかったら、システム
・アルゴリズムが更新した車輪速度信号をその記憶場所
に入れるのと、制御アルゴリズムがその記憶場所を読む
のとの同時の試みの間の衝突によって、制御アルゴリズ
ムの精度は落ちるかもしれない。

サブルーチン２１０Ｌｔ、このロック防止システムのた
めの制御プログラムを実行する。２１２で、このプログ
ラムは、ゼロ速度カウンタが２中断期間中オンであった
かどうかを決める。もしそうなら、現在の速度信号の値
を０．８ｍ／ＳｅＣのような低い、ゼロでない値に等し
いと任意に設定して、このプログラムが初期化されない
変数のためにゼロで割るのを防ぐ。又、底流フラッグを
立℃、最後の有効値を現在値として維持する。底流カウ
ントのすぐ後のカウントは、次のカウントもこの底流状
態の一部と考えられるので、無視する。そうしないと、
この制御装置が屯−センサから測定ｊ、−た（ｉ／ｊを
ｍ１１度値として蓄積する。底流状態というのは、ブレ
ーキ解放手段の状態が制御アルゴリズムによって変えら
れないことを意味する。

第４ｂ図を参照すると、判断２１６は、ンレノイｒ７が
活性化されているかどうかを決定する。

もし、ソレノイドがオンでないなら（即ち、ブレーキが
力を加えているなら）、この制御システＡは、前述のよ
うに車輪の検知した速度に応じた車輪信号速度１００と
基準信号１０２を計算する。

現在の速度用のビン番号を決めてから、この４□１］御
装置は、次のように基準曲線１０２が曲線１００の値の
０．９に相当すべきか、信号１０２が０．７９の減速度
と一致する第１最大減少割合に相当すべきかを決める。

最初に基準信号が速度信号１００の０．９に相当すると
仮定して、この制御装置がは、前の値から現在の値を引
くことによって、前の反覆から車輪速度の変化を計算す
る。この制御装置は、次に点２２０で車輪の速度が増し
ているかどうかを決める判断をする。もしそうなら、制
御装置は、基準信号を０．９値に保つ。しかし、もし車
輪の速度が減少していると、制御装置は２２２で速度の
減少が０．７９を超える減速度に相当するかどうかを決
める。もしそうでなければ、このプログラムは、基準信
号を信号１００の値の０．９に維持する。しかし、もし
減速度が０．７１より大きければ、このプログラムは信
号１０２に０．７ｇの減速度に相当する線形減少値を取
らせる。

この制御装置は、第４ｂ図の２２４で基準信号１０２の
現在値が最小限界値１１０（例えば、ｉ、５ｍ／５ｅｃ
）以下に落ちているかどうかを決める。もしそうなら、
この制御装置は、基準信号１０２の値を最小限界速度に
相当する値に等しく設定する。しかし、もし、曲線１０
２の値が限界水準を超えるなら、基準曲線１０２の値は
変えられない。

第４ｃ４の点２２６で、制御装ｆｒｔ、は、再びソレノ
イドが活性化されているか（ブレーキ解放信号が出て（
・るか）を決める判断をする。もしそうでないなら、制
御装置は点２２８で信号１００の値が基準信号１０２の
値を超えるかどうかを決める。

もし超えるなら、制御装置は、まだブレーキ解放信号が
オフになっていないならそれを切る。しかし、もし基準
速度信号１０２が信号１００を超えるなら、制御装置は
、２３０で速度信号１００のイ１４が第２限界最小速度
（例えば、３ｍ／５ｅｃ）より大きな沖度に相当するか
どうかを決める判断をする。もし、車輪速度信号の値が
第１限界より小さければ、ブレーキ解放１４号は抑止さ
れ、ブレーキの全制御をこの車両の運転者が保持する。

もし、信号１０２が判…［２２８でイご号１００より大
きく、且つもし判断２３０で信号１００の値が第２最小
限界（３ｍ１ｓｅｃ　）より大きい速度に相当するなら
、制御装置は、２３２でソレノイド付勢インジケータが
？ｔｒｌＪ御サブルーチンの少なくとも二つの連紗する
反覆に対して命令されていたかどうかを決める。もしそ
うでなければ、このルーチンは、ソレノイドを活性化す
ることなく待ちループ２０２に戻る。

第４ｂ図を参照１−て、もしンレノイｒ７が活性化して
、ブレーキから圧力を解放すると、制御サブルーチンの
プログラムは２１６から直接２２４へ分岐し、例えば１
．０ｇの第２最大線形減速度に相当する基準信号を計算
する。制御装置は、上述のようにビン・ルックアップ・
ルーチンによって、速度値と基準信号に対する値との両
方を計算する。

第４Ｃ図の点２２６で、プログラムは２３４へ分岐し、
ソレノイド信号が予め設定した期間、例えば少なくとも
２秒間、オンであったかどうかを決める。もしそうであ
ったなら、ソレノイド信号はオフにされ、基準信号１０
２は信号１００の値の０．９に相当する曲線に戻り、こ
のプログラムは待ちループ２０２に戻る。しかし、もし
ソレノイドが２秒間オンになっていなかったなら、プロ
グラムは２３６へ逸み、車輪が低牽引力面上にあるかど
うかを決める（上記の低摩擦修整の議論参照）。

そうでないとすると、プログラムは判断２３８へ進み、
信号１００の値が基準速度信号１０２と一致するか又は
それと交差して上になるかどうかを決める。

もし、速度イパ号１００の値が基準速度信号１０２の上
を行くと、この制御装ｆｉ’ｉは、車輪が初期ロック状
郭外にあるとする。このプログラムは、２４０でソレノ
イド信号がオンであった時間Ｐ２が所定の時間数にの期
間を超えるかどうかを決定する判断をする。もしそうで
ないなら、制御装置はソレノイド信号をオフにし、待ち
ループに戻る。しかし、もしソレノイド信号かに秒より
長く活性化されていたなら、制御装置は、車輪が低牽引
力面上で作動していると結論し、Ｐ３まで別のソレノイ
ド解放信号の発生を遅延するためにフラッグを増加する
。それからこのプログラムは待ちループに戻る。しかし
、もし信号１００の値が２３８で基準信号１０２の下の
ままであると、制御装置は、２４２へ飛び、信号１００
が最初に基準（ｅ４号１０２の下へ交差してからの期間
Ｐ１を示すカウンタ並びに速度信号が限界１２０に達し
てからソレノイドがオンであった期間Ｐ２を示す別のカ
ウンタを増加する。それで、次の反覆中に、点２３６で
この制御装置は点２４４へ分岐する。もし、信号１００
の値が基準信号１０２の上にあるなら、ソレノイドは消
勢される（ブレーキが復帰する）。

しかし、信号１００の値が２４６で第１最小限界１２０
以下の速度に相当するなら、このプログラムは雨期間Ｐ
１及びＰ２からのカウンタを増加する。このプログラム
はそれから待ちループ２０２へ戻る。しかし、信号１０
０の値が限界１１０の値以上であるなら、このプログラ
ムは、ソレノイ−７が活性化されている期間Ｐ１のカウ
ンタだけを増加する。

この制御装置は、プログラムがこの車両の速度の変化を
予測する必要がないように、リアルタイムで作動する。

この制御装置は、鰻後の一つ又は二つの反覆又はサンプ
リングで測定した車両の速度に応答する。制御装置が車
輪の回転速度の変化に適応する急速な早さは、この制御
装置が動作している状態とこの車両の四時の作動状態と
の間の差が車両を制御するためのこのシステムの能力に
悪影響しないことを保証する。このロック防止システム
は、制御装置が予測した道路状態ではなく実際の、多分
急速に変化す乞状態に応答するので、予測しない牽引状
様に適応するかもしれない。

制御装置が計算を行う一つの方法は、各反覆中にプログ
ラムした公式からこのロック防止システムに対する反応
を計算するため、サインした浮動小数点倍精度乗算及び
除算ルーチンを使うことだろう。しかし、現在のマイク
ロプロセッサでは、制御プログラムの各反稠は多くの時
間がかかりすぎるので、このロック防止システムの各反
覆のプログラムを実行することは好ましくない。その代
りに、追加の処理ハードウェアを処理速度を増すために
加えてもよく、又は最適期間内で処理を完了できるより
強力なマイクロプロセッサを使うことができる。追加の
又はより高価なハードウェアを要するアルゴリズムを処
理するための解決は、相当する利益を生むことなくこの
ロック防止システムのコストをいわれなく増す。

速度及び基準の両信号は、ビン・ルックアップ・ルーチ
ンで決定又は計算してもよい。各入力速度周波数信号は
、記ｔは装置に蓄積された対応する連度値を有する。こ
の制御装置は、最後に記録された速度に相当するビンの
番号を現在のビン番号として使用し、最も新しく測定し
た回転速度に相当するビン番号を発見する。このルック
アップ・ルーチンは、制御装置が計算を行うために要す
る時間を減少する。この引算ルーチンは、次のビンの位
ｆ？ｌが前のビンの位置から通常２〜３ビン離れている
にすきないほど十分速く行うことができることがわかっ
ている。

このプログラムを実行するために選はれた制御装置は、
例えはカリフォルニア州ニューボートビーチのロック１
クエル　インタナショナル社の半導体グループが作った
６５０１にＬのような、普通の８ビツトマイクロプロセ
ツサであるのが好よしい。

プログラムは、ＲＯＭ記憶％ｆｋ又は外部ＥＰＲＯＭに
永久的に蓄積する。８ビットＮＭＯＳマイクロプロセッ
サを使うことｓｉ、１９２バイト内部ＲＡＭと外部ＥＰ
ＲＯＭの４にバ・１°ト　プログラム記憶装置を提供す
る。このマイクロプロセッサは、二つの内部プログラマ
ブル　タイマーカウンタ及び３２までの入力／出力ボー
ト並びにプログラマブル・シリアル・データ　ボートを
含む。入力車輪速度信号は、６５０１ＱのＰＡＯボート
に接続し、ＰＡ４ライン上に見られるｊ１ｆ輪速度信号
に対する「カウント」ウィンドウを提供する。

上に例示したように、このマイクロプロセッサに利用で
きるルックアップテーブルは、このル両のブレーキ特性
についてのｆＹ７　報を含む。このルックアップ　テー
ブルは、各エントリが２バイトを含む１２８Ｘ４のテー
ブルで、ＲＯＭに全部で１０２４バイトであるのが好ま
しい。別のプログラムは、このテーブルのための２値を
作ってもよい。ブレーキ関数を計算するためのプログラ
ムは、約１２ピツトの精度を要する。それで、８ビツト
のマイクロプロセッサ＆ま、このプログラムのｆｒ！＋
　Ｌｆ要求を満すため上及び下バイトの比１ｆｆｉをし
なければならない。

再び第３ｂ図を参照して、もしこの制御装置が二つの連
続する反懺に対して、ンレノイｒを活性化（ブレーキを
解放）すべきたと決定すると、制御装置はブレーキ解放
信号を発生して、ソレノイドを活性化し且つブレーキ力
を解放する。このンレノイＰを活性化してから、この制
御装置は、速度信号１００の値が信号１０２の下に落ち
る時に車輪の速度に対する値を決定し、且つ上記の低摩
擦修整についての節で議論したように、測定した車輪速
度信号に相当する時定数Ｋに対する値を計算する。この
制御装置は、それからプログラムを、この制御装置が別
の中断信号を発生するまで待ちループ２０２に戻す。

車輪速度信号１００が基準速度信号１０２と一致したこ
とを示す制御アルゴリズムの最初の反覆ではブレーキ力
を解放しないということＧユ有意義である。過渡、高周
波機械振動は、この制御アルゴリズムが反位する速度に
高い限度を定める。この制御アルゴリズムの各及〜は、
通宕各測定に対し２〜ろビン以下の飛越しを要する。こ
の制御アルゴリズムがより速いサンブリング速度でより
少しのビンしか飛越さないことを期待するかもしれない
。しかし、２０ミリセコン１から１０ミリセコンドに制
御アルゴリズムの反勾速度を２倍にしてから、この制御
アルゴリズムの引き絞く反覆で選ばれたビンは、しばし
ば低速の反覆と同様に広く離れたままだった。この効果
は、明らかに、入力車輪速度信号のカウント・ウィンド
ウの持続時間を歪める、支持体の過渡、高周波共振撮動
から生ずる。このロック防止システムの精度に対する過
渡機械振動の悪影響を除くだめの他の方法を容易に思い
つくかもしれない。一つの方法は、一つの測定と前の測
定との距離を決める別の制御アルゴリズムを設け、もし
その測定が過度の飛越しを要求するならそれを割引くこ
とである。しかし、本発明のマイクロプロセッサ制御装
置は、制御アルゴリズムの処理速度を犠牲にすることな
く追加の特別目的の制御アルゴリズムを処理することは
できない。

本発明の原理、好ましい実施例及び動作の態様を上記の
明細書に説明した。しかし、ここに作製されることを意
図した本発明は、謳１明した特定の形は限定ではなく例
示と考えられるべきであるから、それらに限定されると
解釈すべきではない。

当該技術に習熟した者には、本発明の精神から逸脱する
ことなく、変形や変更をなすことができるかもしれない
。従って、上記の詳細な説明は、模範としての性質をも
ち、上記の特許請求の範囲に示す本発明の範囲及び精神
を限定しないと考えるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるロック防止車輪ブレーキｆｉｔ
ｌＪ　＆システムを示す。第２図は、本発明の車輪速度センサの好ましい配鈑を示
す。第３ａ図及び第３ｂ図は、それぞれ、本発明が使うこと
ができるロック防止制御装置の動作原理を線図的に示す
ことを意図した、代表的車暢速度信号曲ｉを示す。第４ａ図、第４ｂ図及び第４０図は、検出した車輪ロッ
ク状態に従ってブレーキ解放信号を発生するため、本発
明に使われるロック防止制御装置に蓄積されたプログラ
ムの流れ図を含む。２・・・磁気要素３・・・センサ５ａ、５ｂ・・・車軸６・・・ブレーキ８・・・主差動歯車１００・・・車輪速度入力信号Ｗ工、Ｗ２・・・車輪

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車両用のロック防止ブレーキ装置であつて、エン
ジンから該車両の車輪（Ｗ）に動力を伝達するための差
動歯車組立体で、該差動歯車組立体を囲うハウジングを
有し、少なくとも一つの歯車を含む組立体、該少なくとも一つの歯車が該差動歯車組立体の歯車比の
最終減速の後にあり、該一つの歯車の回転速度を測定す
るため該差動ハウジングに取付けられた車輪速度センサ
（３）、該少なくとも一つの歯車の回転速度を検出するための手
段、該差動歯車の回転速度を示す車輪速度入力信号（１００
）を発生するための手段、該車輪速度入力信号を基に初期車輪ロック状態を決め且
つブレーキ力解放信号を発生するためのデイジタル制御
手段、該車両の車輪にブレーキ力を加えるためのブレーキ（６
）、及び該ブレーキ解放信号に応じてブレーキを解放するための
手段、を含むブレーキ装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載のロック防止ブレーキ
装置に於いて、該一つの歯車が該差動歯車組立体の主差動歯車（８）で
あり、且つ該センサが該車両の少なくとも二つの車輪（Ｗ＿１、Ｗ
＿２）の平均車輪速度を測定する、ブレーキ装置。
（３）特許請求の範囲第２項記載のロック防止ブレーキ
装置に於いて、更に、該主差動歯車に取付けられた磁気
要素（２）を含むブレーキ装置。
（４）特許請求の範囲第３項記載のロック防止ブレーキ
装置に於いて、該磁気要素が該主差動歯車と一体に作ら
れているブレーキ装置。
（５）特許請求の範囲第３項記載のロック防止ブレーキ
装置に於いて、該磁気要素が該主差動歯車にボルトどめ
された別の材料片に作られているブレーキ装置。
（６）特許請求の範囲第２項記載のロック防止ブレーキ
装置に於いて、該差動歯車組立体がタンデム車軸組立体
の一部であるブレーキ装置。
（７）特許請求の範囲第６項記載のロック防止ブレーキ
装置に於いて、該差動歯車組立体がタンデム車軸組立体
のエンジンによつて駆動される差動装置に結合されてい
るブレーキ装置。
（８）特許請求の範囲第６項記載のロック防止ブレーキ
装置に於いて、該差動歯車組立体がタンデム車軸組立体
の歯車によつて駆動される差動装置に結合されているブ
レーキ装置。
（９）特許請求の範囲第２項記載のロック防止ブレーキ
装置に於いて、該デイジタル制御手段が該センサと同じ
差動ハウジングに記憶されているブレーキ装置。
（１０）特許請求の範囲第９項記載のロック防止ブレー
キ装置に於いて、該ブレーキ解放手段が、該差動歯車組
立体から延びる被駆動単軸（５ａ、５ｂ）に結合された
車輪（Ｗ＿１、Ｗ＿２）からブレーキ力を解放するブレ
ーキ装置。
（１１）特許請求の範囲第９項記載のロック防止ブレー
キ装置に於いて、該ブレーキ解放手段が付加的車輪から
ブレーキ力を解放するブレーキ装置。
（１２）特許請求の範囲第１項記載のロック防止ブレー
キ装置に於いて、該車両がトラックであるブレーキ装置
。
（１３）車両用のロック防止ブレーキ装置を作動する方
法であつて、主差動歯車組立体（８）の回転速度を検知する工程、該主差動歯車の該回転速度を示し、該車両の少なくとも
二つの車輪（Ｗ＿１、Ｗ＿２）の平均回転速度を含む車
輪速度信号を発生する工程、該車輪速度信号から初期車輪ロックの状態を計算する工
程、該初期車輪ロックに応じてブレーキ力解放信号を発生す
る工程、及び該ブレーキ力解放信号に応じてブレーキを解放する工程
、を含む方法。
（１４）特許請求の範囲第２項記載のロック防止ブレー
キ装置に於いて、該デイジタル制御手段が支持体上に置
かれているブレーキ装置。