JP2677024B2 - 車輪スリップ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の車輪を有する車両
における車輪スリップの制御装置に関するものであり、
特に制御精度の向上に関するものである。

【０００２】車輪スリップ制御装置は既に知られてい
る。車両の制動時に車輪のスリップが過大となることを
防止するアンチスキッド制御装置や車両の駆動時に駆動
輪のスリップが過大となることを防止するトラクション
制御装置がその例である。従来、この種の車輪スリップ
制御装置においては、例えば実開平２−１２９９６１号
公報に記載されているように、車輪の回転速度に基づい
て車体の移動速度が推定され、その推定移動速度と目標
スリップ率とから車輪の目標回転速度が決定されて、回
転センサにより検出される車輪の回転速度が目標回転速
度に近づくように、ブレーキの作用あるいはエンジン出
力の制御などにより車輪のトルクを制御することが行わ
れていた。

【０００３】また、実開昭６０−８０３５２号公報，実
開平２−３５０８４号公報等には、ライツ・コレヴィッ
ト車速計，ドップラーレーダ等を用いて車体の対地移動
速度を検出し、その検出結果に基づいてアンチスキッド
制御を行うことが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、従来
は複数の車輪に共通の目標回転速度が設定され、各車輪
の回転速度がその目標回転速度に近づくように車輪トル
クが制御されていたのであり、そのために十分なスリッ
プ制御精度が得られないことがあった。例えば、アンチ
スキッド制御装置において車輪の回転速度に基づいて車
体移動速度が推定される場合には、複数の車輪の回転速
度のうち最大のものが車両の移動速度を表すとされるこ
とが多く、車両旋回時には移動軌跡の長い外側車輪の回
転速度に基づいて車体の移動速度が推定されることとな
り、あたかも内側車輪のスリップが大きいかのような結
果となって、内側車輪のトルクが小さく抑えられ過ぎ
る。また、車体の各車輪に対応する部分の横すべりが大
きい状態で十分な制御精度が得られないこともある。車
輪の基準速度（スリップがない場合の周速度）は本来、
車輪の回転軸に直角な方向の速度であるべきであるが、
車体の各車輪に対応する部分の横すべりが大きい状態で
はこの方向の速度が車輪ごとに相当異なる。したがっ
て、目標回転速度は車輪ごとに異なる値に設定されるべ
きであるのに、複数の車輪に対して共通の目標回転速度
が設定されればその目標回転速度は適正なものとは言え
ず、結局スリップも適正には制御されなくなるのであ
る。これはトラクション制御においても同様である。本
発明は、以上の事情を背景として、複数の車輪のスリッ
プをそれぞれ適正に制御し得る車輪スリップ制御装置を
得ることを課題としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、車輪スリップ制御装置を、車体の対地移動速度と、
複数の車輪の各々の舵角と、車体の各車輪に対応する部
分の横すべり量とに基づき、車体の各車輪に対応する部
分の、それら車輪の回転軸に直角な方向の対地移動速度
を検出する車輪対応部分対地移動速度検出手段と、前記
車輪の各々の回転速度を検出する車輪回転速度検出手段
と、その車輪回転速度検出手段により検出された車輪回
転速度と前記車輪対応部分対地移動速度検出手段により
検出された対地移動速度との関係が前記各車輪のスリッ
プが適正となる関係となるように各車輪のトルクを制御
する車輪トルク制御手段とを含むように構成することに
ある。

【０００６】

【作用】本発明に係る車輪スリップ制御装置において
は、車輪回転速度検出手段により検出された各車輪の回
転速度と、車輪対応部分対地移動速度検出手段により検
出された車体の各車輪に対応する部分の、それら車輪の
回転軸に直角な方向の対地移動速度（以下、車輪対応部
分対地移動速度という）との関係が各車輪のスリップが
適正となる関係となるように、各車輪のトルクが車輪ト
ルク制御手段により制御される。例えば、各車輪の回転
速度がそれら車輪の周速度で検出される場合には、回転
速度と車輪対応部分対地移動速度との差がスリップ量で
あり、そのスリップ量を回転速度あるいは車輪対応部分
対地移動速度で割ったものがスリップ率であって、それ
らスリップ量またはスリップ率が適正値となるように、
回転速度と車輪対応部分対地移動速度との関係を定めて
おけばよいこととなる。回転速度が角速度で検出される
場合でも、角速度と車輪対応部分対地移動速度との関係
が周速度と車輪対応部分対地移動速度との関係と同等に
なるように定めておけば、各車輪のスリップが適正に制
御される。

【０００７】

【発明の効果】したがって、前述のように車両旋回時や
車体の各車輪に対応する部分の横すべりが大きい場合等
にも各車輪のスリップが適正に制御されることとなり、
従来に比較して車輪スリップの制御精度が向上する効果
が得られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例であるアンチスキッ
ド制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。図３にお
いて１０は４輪自動車のブレーキペダルであり、ブレー
キペダル１０の踏込みによりタンデム式のマスタシリン
ダ１２が作動させられ、２つの加圧室にペダル踏力に対
応した液圧が発生する。一方の加圧室に発生した液圧は
プロポーショニング／バイパスバルブ１４を経て左前輪
１６と右前輪１８とのホイールシリンダ２０，２２に供
給される。もう一方の加圧室に発生した液圧はプロポー
ショニング／バイパスバルブ１４を経て左後輪２６と右
後輪２８とのホイールシリンダ３０，３２に供給され
る。プロポーショニング／バイパスバルブ１４は前輪系
統の正常時にはマスタシリンダ１２の液圧を一定の比率
で減圧してホイールシリンダ３０，３２に伝達するが、
前輪系統の失陥時には減圧しないで伝達するものであ
る。

【０００９】本装置においては各車輪１６，１８，２
６，２８はそれぞれ独立してアンチスキッド制御される
ようになっている。マスタシリンダ１２とホイールシリ
ンダ２０，２２とを接続する主液通路の途中には電磁液
圧制御弁３４，３６が設けられており、それにより主液
通路はマスタシリンダ側通路３８，３９とホイールシリ
ンダ側通路４０，４２とに分かれている。マスタシリン
ダ側通路３８，３９とホイールシリンダ側通路４０，４
２との間にはそれぞれ戻り通路４４，４６が電磁液圧制
御弁３４，３６をバイパスして設けられており、それら
戻り通路４４，４６にはそれぞれ、ホイールシリンダ側
通路４０，４２からマスタシリンダ側通路３８，３９へ
のブレーキ液の流れは許容するが、逆向きの流れは阻止
する逆止弁４８，５０が設けられている。

【００１０】電磁液圧制御弁３４，３６にはリザーバ通
路５４，５６を経てリザーバ５８が接続されており、電
磁液圧制御弁３４，３６は、マスタシリンダ１２からの
ブレーキ液の供給により各ホイールシリンダ２０，２２
の液圧を増大させる増圧状態と、各ホイールシリンダ２
０，２２からリザーバ５８へのブレーキ液の排出により
その液圧を減少させる減圧状態と、各ホイールシリンダ
２０，２２をいずれにも連通させず、液圧を一定に保つ
保持状態とに切り換え可能である。ホイールシリンダ２
０，２２から排出されてリザーバ５８に貯えられたブレ
ーキ液は、逆止弁６０を備えたポンプ６２により汲み上
げられ、ポンプ通路６４を経てマスタシリンダ側通路３
８に戻されるようになっている。ポンプ通路６４には、
マスタシリンダ側通路３８からポンプ６２へブレーキ液
が逆流することを防止する逆止弁６８が設けられてい
る。

【００１１】以上、前輪系統について説明したが、後輪
系統も同様に構成されており、２個の電磁液圧制御弁７
０，７２，マスタシリンダ側通路７４，７５，ホイール
シリンダ側通路７６，７８，戻り通路８０，８２，逆止
弁８４，８６，リザーバ通路８８，９０，リザーバ９
２，ポンプ９４，逆止弁９８，１００を備えている。上
記各構成要素により各車輪のトルク（制動トルク）を制
御する液圧ブレーキ装置１０１が構成されている。

【００１２】各車輪１６，１８，２６，２８の回転速度
はそれぞれ回転センサ１０２，１０４，１０６，１０８
によって検出され、制御装置１１０に供給される。ま
た、車体の重心点近傍には前後速度センサ１１２，横速
度センサ１１４およびヨーレイトセンサ１１６が設けら
れており、制御装置１１０に接続されている。前後速度
センサ１１２，横速度センサ１１４はそれぞれドップラ
ー効果等を利用して車体の路面に対する前後方向および
横方向の移動速度を検出するものであり、ヨーレイトセ
ンサ１１６は車体のヨーレイトを検出するものである。
制御装置１１０にはさらにステアリングホイールの回転
操作角度を検出する操舵角センサ１１８とブレーキペダ
ル１０の踏込みを検出するブレーキスイッチ１２０とが
接続されている。

【００１３】制御装置１１０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ
等から成るコンピュータを主体とするものであり、各車
輪１６，１８，２６，２８のスリップが過大となったと
き、上記各センサからの信号に基づいて電磁液圧制御弁
３４，３６，７０，７２を制御することにより、各車輪
の制動トルクを制御し、それらのスリップ率を適正値付
近に維持する。そのために、制御装置１１０のＲＯＭに
は図１に示す目標回転速度算出ルーチンと図２に示す液
圧制御ルーチンとが格納されている。目標回転速度算出
ルーチンはブレーキペダル１０が踏み込まれ、ブレーキ
スイッチ１２０がＯＮとなっている間繰り返し実行さ
れ、液圧制御ルーチンは一定時間ごとに割込みで実行さ
れる。以下、これらルーチンのフローチャートを参照し
つつ本アンチスキッド制御装置の作動を説明する。

【００１４】まず、目標回転速度の算出であるが、ステ
ップ１（以下、Ｓ１で表す。他のステップについても同
様）において車体の重心点位置における前後速度Ｖｘと
横速度Ｖｙとが前後速度センサ１１２および横速度セン
サ１１４から読み込まれ、Ｓ２においてヨーレイトωお
よび操舵角δがヨーレイトセンサ１１６および操舵角セ
ンサ１１８から読み込まれる。そして、Ｓ３において操
舵角δから左右前輪１６，１８の舵角δfl，δfrが図４
に示すそれらの関係に基づいて求められる。

【００１５】続いて、Ｓ４において車体の左右前輪１
６，１８および左右後輪２６，２８に対応する部分の、
それら各車輪の回転軸に直角な方向の移動速度Ｖsfl ，
Ｖsfr ，Ｖsrl ，Ｖsrr がそれぞれ式 Ｖsfl ＝（Ｖy ＋ω×Ａ）×sin δfl＋（Ｖx ＋ω×Ｌ）cos δfl Ｖsfr ＝（Ｖy ＋ω×Ａ）×sin δfr＋（Ｖx −ω×Ｒ）cos δfr Ｖsrl ＝（Ｖx ＋ω×Ｌ） Ｖsrr ＝（Ｖx −ω×Ｒ） により演算される。ここにおいて、Ａ，ＬおよびＲはそ
れぞれ図５に示す車体重心点Ｏから各車輪までの距離で
ある。なお、上式において左右の舵角δfl，δfrの代わ
りに両者の平均値を用いることも可能である。

【００１６】この演算された移動速度Ｖsfl ，Ｖsfr ，
Ｖsrl ，Ｖsrr （車輪対応部分対地移動速度）は各車輪
に周方向のスリップが全くない場合における各車輪の周
速度、すなわち各車輪の基準回転速度でもある。したが
って、Ｓ５においてこれら基準回転速度Ｖsfl ，Ｖsfr
，Ｖsrl ，Ｖsrr と予め定められている目標スリップ
率αとから各車輪の目標回転速度Ｖfltarget，Ｖfrtarg
et，Ｖrltarget，Ｖrrtargetが式 により演算される。

【００１７】このようにして決定された目標回転速度Ｖ
fltarget等に基づいて各車輪のホイールシリンダの液圧
制御が図２の液圧制御ルーチンの実行により行われる。
このルーチンは各ホイールシリンダに対してそれぞれ実
行されるため、図にはfl，fr，rl，rr等がxxで表されて
いる。以下、左前輪１６の液圧制御についてのみ代表的
に説明する。

【００１８】まず、Ｓ１１において、アンチスキッド制
御（ＡＢＳ制御と略記する）中であるか否かがアンチス
キッド制御フラグがセットされているか否かにより判定
されるが、当初は判定がＮＯであり、Ｓ１２においてＡ
ＢＳ開始条件が成立したか否かが判定される。このＡＢ
Ｓ開始条件は、例えば、回転センサ１０２から読み込ま
れる左前輪１６の回転速度Ｖfl(i) が目標回転速度Ｖfl
targetより設定値以上小さくなることとすることができ
る。Ｓ１２の判定がＮＯであればＳ１３以下は実行され
ず液圧制御ルーチンの１回の実行が終了するのである
が、判定がＹＥＳであった場合にはＳ１３においてＡＢ
Ｓ終了条件が成立しているか否かが判定される。ＡＢＳ
終了条件は、例えば、前後速度Ｖｘの２乗と横速度Ｖｙ
の２乗との和の平方根として算出される車体の重心点位
置の移動速度が設定値以下となることと、ブレーキペダ
ル１０の踏込みが解除されてブレーキスイッチがＯＦＦ
となることとのいずれか一方が満たされることとするこ
とができる。

【００１９】Ｓ１３の判定は当初ＮＯであり、Ｓ１４に
おいて増減圧時間Ａtが式 Ａt ＝Ｇp × (Ｖfltarget−Ｖfl(i))＋Ｇd ×（Ｖfl(i) −Ｖfl(i−1)) により演算される。Ｖfl(i) は今回読み込まれた車輪回
転速度であり、Ｖfl(i−1)は前回読み込まれた車輪回転
速度である。演算された増減圧時間Ａt が正の一定値よ
り大きければ増減圧時間Ａt だけ減圧が行われ、負の一
定値より小さければ増減圧時間Ａt だけ増圧が行われ、
その他の場合には保持が行われる。そのように制御され
れば、車輪のスリップ率が適正値に保たれるように比例
ゲインＧp と微分ゲインＧd とが定められているのであ
る。なお、両ゲインを増圧時間と減圧時間の両方を決定
するのに適した値に設定することが困難な場合には、値
Ａt に増圧時間決定係数と減圧時間決定係数とを掛けて
増圧時間と減圧時間とを決定し、あるいは値Ａt と増圧
時間，減圧時間との関係を定めたテーブルを用いて決定
すればよい。Ｓ１４の実行後、Ｓ１５において、決定さ
れた増圧，保持あるいは減圧が実行されるとともにアン
チスキッド制御フラグがセットされ、液圧制御ルーチン
の１回の実行が終了する。

【００２０】ＡＢＳ終了条件が成立してＳ１３の判定が
ＹＥＳとなるまで以上のステップが繰返し実行され、Ｓ
１３の判定がＹＥＳとなったとき、Ｓ１６においてＡＢ
Ｓ制御フラグのリセット等の終了処理が実行されて一連
の液圧制御が終了する。

【００２１】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、制御装置１１０のＳ１〜Ｓ４を実行する部
分が前後速度センサ１１２，横速度センサ１１４，ヨー
レイトセンサ１１６，操舵角センサ１１８等と共に車輪
対応部分対地移動速度検出手段を構成し、回転センサ１
０２〜１０８が車輪回転速度検出手段を構成している。
また、制御装置１１０のＳ５およびＳ１１〜Ｓ１６を実
行する部分が液圧ブレーキ装置と共に車輪トルク制御手
段を構成している。

【００２２】本実施例においては車体の各車輪に対応す
る部分の、各車輪の回転軸に直角な方向の対地移動速度
を検出するために前後速度センサ１１２および横速度セ
ンサ１１４と共にヨーレイトセンサ１１６が使用されて
いるが、前後速度Ｖx と横速度Ｖy とから式 β＝arctan( Ｖx ／Ｖy ） により車体の重心点位置におけるスリップ角βを演算
し、それの一定時間当たりの変化量をヨーレイトとして
使用することも可能であり、その場合にはヨーレイトセ
ンサ１１６を省略することができる。また、前後速度セ
ンサと横速度センサとを車体の２箇所にそれぞれ１組づ
つ設け、それらの検出結果と操舵角δとに基づいて車体
の各車輪に対応する部分の、各車輪の回転軸に直角な方
向の対地移動速度を算出すること等も可能である。

【００２３】さらに、本実施例においては各車輪の回転
速度が目標回転速度と等しくなるように車輪トルク（制
動トルク）が制御されるようになっているが、スリップ
率あるいはスリップ量が目標値と等しくなるように車輪
トルクを制御してもよい。見かけ上は異なるものの実質
は同じ制御なのである。

【００２４】また、ブレーキ装置の構成や制御プログラ
ムを変更すること、トラクション制御装置に本発明を適
用すること、ブレーキ装置の制御と共にあるいはそれに
代えて、エンジン等車両駆動装置の駆動トルクの制御を
行うことにより車輪トルクを制御すること等も可能であ
り、その他、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良
を施した態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるアンチスキッド制御装
置の目標回転速度算出ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図２】上記アンチスキッド制御装置の液圧制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図３】上記アンチスキッド制御装置の系統図である。

【図４】上記アンチスキッド制御装置における舵角の決
定を説明するための図である。

【図５】上記アンチスキッド制御装置における車輪対応
部分対地移動速度の検出を説明するための図である。

【符号の説明】

１６ 左前輪 １８ 右前輪 ２６ 左後輪 ２８ 右後輪 １０１ 液圧ブレーキ装置 １０２ 回転センサ １０４ 回転センサ １０６ 回転センサ １０８ 回転センサ １１０ 制御装置 １１２ 前後速度センサ １１４ 横速度センサ １１６ ヨーレイトセンサ １１８ 操舵角センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の複数の車輪のスリップを制御する装
   置であって、車体の対地移動速度と、前記車輪の各々の舵角と、車体
   の各車輪に対応する部分の横すべり量とに基づき、車体
   の各車輪に対応する部分の、 それら車輪の回転軸に直角
   な方向の対地移動速度を検出する車輪対応部分対地移動
   速度検出手段と、 前記車輪の各々の回転速度を検出する車輪回転速度検出
   手段と、その車輪回転速度検出手段により検出された車輪回転速
   度と前記車輪対応部分対地移動速度検出手段により検出
   された対地移動速度との関係が前記各車輪のスリップが
   適正となる 関係となるように各車輪のトルクを制御する
   車輪トルク制御手段とを含むことを特徴とする車輪スリ
   ップ制御装置。