JP2732873B2 - アンチスキツド制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ブレーキ操作時に車輪がロツク状態となる
のを防止するアンチスキツド制御装置に関する。

従来の技術 ブレーキペダルを強く踏込むと、各車輪に設けられ、
車輪の回転を制動する油圧制動手段へ供給する制動油圧
が上昇し、車輪がロツク状態（車輪速度がほぼ０となる
状態）に陥る場合がある。このロツク状態となると、車
輪の路面に対する制動能力が低下するとともに、ハンド
ルによる操舵性が失われる。そこで、アンチスキツド制
御装置は車輪の路面に対する摩擦制動力が最も高いスリ
ツプ率となるように各車輪を油圧制御する。これによ
り、ブレーキ操作時にハンドルの操舵能力を高く維持し
つつ制動距離を短くすることができる。ここに、スリツ
プ率Ｓは自動車の走行速度（以下「車体速度」とい
う。）をVSとし、車輪の回転速度（以下「車輪速度」と
いう。）をVWとすると、第１式によつて定義される。

ブレーキペダルを強く踏込むと、油圧制動手段へ供給
する制動油圧が上昇し、車輪速度はそれに伴い低下し、
さらに低下するとロツク状態となる。アンチスキツド制
御装置は、車輪がロツク状態となるのを防止するため
に、油圧制動手段へ供給する油圧を減圧制御し、車輪速
度を最も高い摩擦制動力が発揮するスリツプ率（10％〜
20％）となるように油圧制御する。

第８図は、上述した従来のアンチスキツド制御装置に
おける制御状態を説明するためのタイムチヤートであ
る。第８図において、ブレーキペダルが強く踏込まれ、
ラインl3で示される車体速度が低下するとともにライン
l4で示される車輪速度が低下し、車輪加速度が予め定め
る値以下となる時刻t11になると、減圧制御信号が出力
される。その結果、制動油圧は減圧制御信号が出力され
ている期間低下する。減圧制御信号の出力により、車輪
速度が回復方向へ向かい、車輪速度が十分回復した時刻
t12において車輪の摩擦制動力を増加させるための増圧
制御信号が出力される。

増圧制御信号の出力時期として、車輪速度が完全に回
復した時点に出力されるのではなく、車輪加速度が予め
定める加速度に達した時点で増圧制御信号が出力される
場合もある。

発明が解決しようとする課題 上述したように、従来のアンチスキツド制御装置で
は、車輪のロツクを防止する減圧制御信号の出力後にお
ける増圧制御信号の出力時期として、車輪速度が完全に
回復した時点に出力される場合と、車輪加速度が予め定
める加速度に達した時点で出力される場合がある。前者
の場合は、車輪速度が完全に回復した後に増圧制御信号
を出力されるので、増圧制御信号が出力されてから摩擦
制動力が発生するまでの時間的遅れにより、制動タイミ
ングが遅れ、制動距離が長くなるという欠点を有する。
また、後者の車輪加速度が予め定める値に達した時点で
増圧制御信号が出力される場合は、スリツプ率が十分回
復しておらず、摩擦係数μが十分高くなつていないの
で、増圧しすぎるとき、自動車の旋回性能が低下すると
いう欠点を有する。

本発明の目的は、上述した欠点を解決するためになさ
れたもので、減圧制御信号の出力後、増圧制御信号を２
回に分けて出力するアンチスキツド制御装置を提供する
ことである。

課題を解決するための手段 本発明は、自動車の各車輪に設けられた車輪速センサ
からの車輪速信号に応答して、車輪と路面との間の摩擦
係数が最も大きくなるスリツプ率となるように各車輪に
設けられた油圧制動手段によつて車輪速度を制御するア
ンチスキツド制御装置において、 前記油圧制動手段へ供給する油圧を減圧させる減圧制
御を行つた後、車輪加速度が第１の所定加速度を越えた
車輪速度回復途中に、予め定める時間だけ増圧制御を行
う第１増圧手段と、車輪加速度が前記第１の所定加速度
を越えた後、車輪加速度が第２の所定加速度を下回つた
車輪速度回復直後に、予め定める時間だけ増圧制御を行
う第２増圧手段とを含むことを特徴とするアンチスキツ
ド制御装置である。

作 用 本発明において、アンチスキツド制御装置は、自動車
の各車輪に設けられている車輪速センサから出力される
車輪速信号に基づいて車輪速度が求められる。自動車の
各車輪には、また油圧制動手段が設けられ、車輪の回転
を油圧制御する。アンチスキツド制御装置は車輪と路面
との間の摩擦係数が最も大きくなるスリツプ率となるよ
うに油圧制動手段によつて車輪速度を制御する。第１増
圧手段は油圧制動手段へ供給される油圧が減圧された
後、車輪加速度が第１の所定加速度を越えた車輪速度回
復途中に、予め定める時間だけ油圧制動手段へ供給する
油圧を増圧する増圧制御を行う。そして、この増圧制御
が行われた後、第２増圧手段は車輪加速度が前記第１の
所定加速度を越えた後、車輪加速度が第２の所定加速度
を下回つた車輪速度回復直後に、予め定める時間だけ油
圧制動手段へ供給する油圧を増圧する増圧制御を行う。

実施例 第１図は、本発明の一実施例であるアンチスキツド制
御装置の油圧経路を説明するためのブロツク図である。
ブレーキペダル30が踏込まれるとマスターシリンダ31内
に制動油圧が発生し、該制動油圧は管路p1〜p4を経由し
て三位置電磁制御弁13a〜13dに供給され、さらに管路p5
〜p8を介してホイールシリンダ33a〜33dに供給される。
その結果、車輪34a〜34dは制動を開始し、自動車の速度
は低下する。

車輪34a〜34dの回転速度は車輪速センサ1a〜1dによつ
て検出される。

アンチスキツド制御回路４は、アンチスキツドの制御
開始条件を満たしていると判断すると、モータ17によつ
て発生した制動油圧を管路p9を介してマスターシリンダ
31に与えるとともに、三位置電磁制御弁32a〜32dを増
圧、減圧または保持のいずれかに制御し、ホイールシリ
ンダ33a〜33dの制動油圧を制御する。この制御によつ
て、車輪34a〜34dのスリツプ率Ｓは摩擦制動力が路面に
対し最も高い値に制御される。

第２図は、本発明の一実施例であるアンチスキツド制
御装置の電気結線を説明するためのブロツク図である。
各車輪に設けられている車輪速センサ1a〜1dは、車輪の
回転速度を検出し、その検出信号が波形整形回路5a〜5d
に与えられる。車輪速センサ1a〜1dは、たとえば車輪軸
に固定された強磁性材料の検出板の周方向に、等間隔の
多数の切欠きと突起を設け、その検出板の周近傍に設け
られた電磁ピツクアツプまたは光センサによつて車輪速
度に比例した周波数の車輪速信号を出力するセンサであ
る。

車輪速信号は波形整形回路5a〜5dに与えられ、パルス
信号に波形整形された後、処理回路２に送出される。

スイツチ７は、たとえばブレーキペダル30が踏込まれ
たか否かを検出するブレーキスイツチなどであり、その
出力はレベル変換回路８によつてアンチスキツド制御回
路４内において適合する電圧に変換された後、処理回路
２に送出される。

電源回路９は、電源スイツチ10を介してバツテリ11か
ら供給される電圧をアンチスキツド制御回路４内におい
て使用される電圧に変換する。

処理回路２から出力されるアンチスキツド制御信号
は、ソレノイド駆動回路12a〜12dに与えられ、電力増幅
された後、三位置電磁制御弁13a〜13dに送出され、増
圧、減圧または保持のいずれかの状態に制御される。

アンチスキツド制御を行う場合に、処理回路２は三位
置電磁制御弁13a〜13dを制御可能の状態にするために、
ソレノイドリレー駆動回路14にソレノイドリレー15を励
磁するための信号を送出する。ソレノイドリレー15のコ
イル15aに励磁電流が流れると、接点15bは導通し、三位
置電流制御弁13a〜13dのソレノイドコイルにバツテリ11
からの電力が供給される。

モータリレー16は、制御油圧を発生するためのモータ
17の駆動用リレーで、モータリレー駆動回路18によつて
電力増幅されたモータリレー駆動信号がコイル16aを励
磁すると、接点16bは導通し、モータ17が回転する。

ランプ19は、アンチスキツド制御回路４が異常動作を
行つた場合に点灯するランプで、処理回路２から出力さ
れる警報信号はランプ駆動回路20によつて電力増幅され
た後、ランプ19に与えられる。

第３図は、本発明に係わる制御を説明するためのタイ
ムチヤートである。ラインl1の車体速度の低下とともに
ラインl2で示される車輪速度が低下を始め、車輪速度の
時間的変化率である車輪加速度が予め定める減速度（負
の加速度）を越える時刻t1において、アンチスキツド制
御回路４は車輪がロツク状態となるのを回避するために
制動油圧を低下させる減圧制御信号を出力する。減圧制
御信号は車輪加速度が予め定める減速度に回復するまで
の時間T_Dの期間出力される。

制動油圧が低下し、車輪速度が回復を始め、車輪加速
度が予め定める第１の所定加速度G_Aを越えた車輪速度回
復途中の時刻t2で、処理回路２における第１増圧手段は
予め定める時間T_I1の期間、第１増圧制御信号を出力す
る。この第１増圧制御信号が出力されることにより、制
動油圧が増加し、路面に対する車輪の摩擦制動力の低下
を抑える。そして、車輪加速度が最大車輪加速度G_maxに
達した後、車輪加速度が低下を始め、予め定める第２の
所定加速度G_Bを下回つた車輪速度回復直後の時刻t3に達
すると、第２増圧手段は予め定める時間T_I2の期間、第
２増圧制御信号を出力する。第１および第２増圧制御信
号が出力されることにより、車輪速度は車体速に対し、
最も高い制動力を発揮するスリツプ率を維持して制動さ
れる。

次に上述した本発明に係わる制御をフローチヤートに
よりさらに詳しく説明する。第４図は、処理回路２にお
いて実行されるアンチスキツド制御処理の概略フローチ
ヤート、第５図〜第７図は本発明に係わる制御を実行す
るためのフローチヤートである。まず、第４図におい
て、処理回路２が処理を開始すると、ステツプg1におい
て、メモリエリアのクリヤ、フラグのリセツトなどのイ
ニシヤライズ処理が行われる。イニシヤライズ処理が完
了すると、ステツプg2へ進み、各車輪に設けられている
車輪速センサからの車輪速信号に基づき、各車輪の車輪
速度が算出される。そして、ステツプg3に進み、車輪速
度の時間変化率から車輪加速度が算出される。ステツプ
g4では、自動車の実際の走行速度に相当する車体速度が
求められる。この車体速度は、各車輪の車輪速度のうち
最大の車輪速度を車体速度として推定して求められる。

ステツプg2〜ステツプg4の処理により車輪速度、車輪
加速度および車体速度が算出されると、ステツプg5へ進
み、アンチスキツド制御の実行の有無が判定される。ア
ンチスキツド制御を実行していない場合は、ステツプg6
へ進み、ブレーキペダル30の踏込みにより発生する制動
油圧がそのままホイールシリンダ33a〜33dへ供給され
る。アンチスキツド制御中は、ステツプg7へ進み、後述
するアンチスキツド制御処理が実行される。以上の処理
が予め定める時間毎に処理される。

第５図に示すフローチヤートを実行する実施例は第１
増圧制御信号が出力された後の最大車輪加速度を検出
し、その最大車輪加速度を基礎として求められる全増圧
時間から第１増圧制御信号の出力時間を引いた残余の時
間を第２増圧制御信号の出力時間として制御する。

まず、ステツプs1では、アンチスキツド制御が現在実
行されているか否かが判断され、制御中である場合は、
アンチスキツド制御開始の判断をする必要がないので、
ステツプs4へ進む。ステツプs1においてアンチスキツド
制御が行われていない場合は、ステツプs2へ進み、アン
チスキツド制御の開始条件を満足しているか否かが判断
される。アンチスキツド制御の開始条件として、たとえ
ば車輪がロツクした場合あるいは車輪速度が予め定める
回転速度より低くなり、さらに車輪減速度が予め定める
減速度より大きいとき、アンチスキツド制御の開始条件
を満足していると判断する。そして、アンチスキツド制
御の開始条件を満足している場合は、ステツプs3へ進
み、処理回路４の予め定めるメモリ領域にホイールシリ
ンダへ減圧制御を行わせるための減圧フラグが設定され
る。

ステツプs2において、アンチスキツド制御の開始条件
を満たしていないと判断すると、ステツプs5へ進み、ブ
レーキペダルの踏込みによつてマスターシリンダ31内に
生じた制動油圧がホイールシリンダ33a〜33dに伝達され
るようにするために、三位置電磁制御弁13a〜13dが増圧
位置に設定される。

ステツプs4では、アンチスキツド制御の制動条件が判
断され、たとえばブレーキペダルから足が離された場
合、あるいは車速が5km/H以下になつた場合にはアンチ
スキツド制御が解除される。ステツプs4において、アン
チスキツド制御の終了条件を満たしていない場合は、ス
テツプs6へ進み、ホイールシリンダ33a〜33dの油圧の増
減を制御するフラグの判定が行われる。

アンチスキツド制御が開始すると、ステツプs3におい
て減圧フラグが設定されているので、ステツプs7からス
テツプs8へ進み、ホイールシリンダ33a〜33dの制動油圧
が減圧される。ステツプs7において、減圧制御の終了条
件、すなわち車輪速度が回復する兆しを見せ始めた時点
でステツプs9へ進み、ホイールシリンダ33a〜33dの油圧
を一定に維持するための保持フラグが設定される。保持
フラグの設定が完了すると、ステツプs20へ進み、保持
終了条件が判断される。

保持終了条件は車輪加速度が第３図に示す予め定める
加速度G_Bを越え、その後その加速度G_Bを下回ることによ
り満足する。保持終了条件を満たしていない場合は、ス
テツプs21へ進み、保持制御が開始してから現在までの
最大車輪加速度が記憶される。ステツプs22において、
車輪加速度が予め定める第１の所定加速度G_Aを越えたこ
とが判断されると、ステツプs23およびステツプs24から
ステツプs11へ進み、第１増圧制御信号が出力される。
この第１増圧制御信号が出力されると、ステツプs24に
おいて増圧時間T_I1のカウントが開始される。そして、
ステツプs22において車輪加速度が第１の所定加速度G_A
以下となるかまたは増圧時間T_I1が所定時間を経過する
と、ステツプs10へ進み、増圧制御から保持制御へ切換
えられる。

その後、上述した保持終了条件が満足しているか否か
がステツプs20において判断され、満足するとステツプs
25へ進み、増圧制御のための増圧フラグがセツトされ
る。ステツプs26では、ステツプs21において求められた
最大車輪加速度G_maxに基づく全増圧時間T_Iが決定され
る。全増圧時間T_Iが求められるとステツプs27において
残余の増圧時間T_I2が第２式によつて算出される。

T_I2＝T_I−T_I1 …（２） 増圧時間T_I2が算出されると、ステツプs12からステツ
プs13へ進み、第２増圧制御信号が出力される。ステツ
プs12において、増圧時間T_I2が経過すると、ステツプs1
4へ進み、緩やかに制動油圧を上昇させるパルス増圧の
ためのパルス増圧フラグがセットされる。

パルス増圧制御が開始すると、ステツプs15からステ
ツプs16へ進み、予め定めた時間幅を有する増圧パルス
が出力され、制動油圧を緩やかに上昇させる。そして、
ステツプs15においてパルス増圧終了条件、たとえば車
輪速度が予め定める回転数より低くなり、さらに車輪減
速度が予め定める減速度より大きくなつたときパルス増
圧制御を終了し、ステツプs17へ進む。ステツプs17にお
いては、減圧制御を行うための減圧フラグがセットさ
れ、ステツプs8へ進み減圧制御信号が出力される。

次に、本発明の他の実施例について説明する。以下述
べる他の実施例は第５図に示すフローチヤートのうちス
テツプ群Ｆのみ変更することにより実現されるので、第
６図は、第５図のフローチヤートのうちステツプ群Ｆの
み示し、他の処理については同様であるので省略する。

第５図のステツプs9において保持フラグがセツトされ
ると、第６図に示すフローチヤートのステツプs30へ進
む。ステツプs30の処理はステツプs20と同様の保持終了
条件が判断される。保持終了条件を満たしていない場合
は、ステツプs31へ進み、保持制御が開始してからの最
大車輪加速度が記憶される。そして、ステツプs32にお
いて車輪加速度が予め定める第１の所定加速度G_Aを越え
るとステツプs33からステツプs11へ進み、増圧制御信号
が出力され、第１増圧制御が行われる。そして、車輪加
速度が第１の所定加速度G_A以下となるか、あるいは第１
増圧制御が所定時間経過した場合には、ステツプs10へ
進み、保持制御信号が出力され、第１増圧制御が終了す
る。

その後、ステツプs30において、保持終了条件を満足
していると判断すると、ステツプs34へ進み、増圧フラ
グがセツトされるとともに、ステツプs35において、ス
テツプs31において記憶された最大車輪加速度G_maxに基
づいて定まる増圧時間が設定される。増圧時間の設定が
完了すると、ステツプs12からステツプs13へ進み、第２
増圧制御信号が出力される。そして、ステツプs35にお
いて設定された増圧時間を経過ると、ステツプs12にお
いて増圧制御の終了が判断される。

以上のように、本実施例では、最大車輪加速度G_maxに
基づいて第２増圧時間が設定される。この最大車輪加速
度G_maxは制動油圧の不足量を示していると考えられるの
で、その最大車輪加速度G_maxに基づいて第２増圧時間を
設定することにより、不足している制動油圧に応じた増
圧時間を設定することができる。

次に、本発明のさらに他の実施例について説明する。
上述の場合と同様に以下説明する実施例はステツプ群Ｆ
についてのみ説明し、他の処理については省略する。上
述の実施例においては、最大車輪加速度G_maxに基づいて
第２増圧時間が設定されるが、本実施例においては第１
増圧制御の直前に出力された減圧制御の減圧時間に基づ
いて全増圧時間が決定される。

ステツプs40は減圧時間T_Dを計時する処理である。減
圧制御が終了すると、ステツプs41へ進み、上述の実施
例と同様の保持終了条件が判断される。保持終了条件を
満足していない場合は、ステツプs42へ進む。ステツプs
42〜ステツプs44は上述したステツプs22〜ステツプs24
と全く同様の処理である。

ステツプs41において保持終了条件を満たしたと判断
すると、ステツプs45へ進み、増圧制御のための油圧フ
ラグがセツトされる。増圧フラグのセツトが完了する
と、ステツプs46へ進み、ステツプs40において計時され
た減圧時間T_Dに基づいて全増圧時間T_Iが決定される。そ
して、ステツプs47において全増圧時間T_Iから第１の増
圧時間T_I1を引いた第２増圧時間T_I2が第３式に基づいて
算出される。

T_I2＝T_I−T_I1 …（３） この第２増圧時間T_I2が算出されると、ステツプs12か
らステツプs13へ進み、第２増圧制御信号が出力され
る。

本実施例では、減圧制御時間に基づいて増圧制御時間
を決定するので、路面の摩擦係数が変化した場合であつ
ても、最適な増圧時間を設定することができる。

なお、以上の実施例では、第２図に示す１つの処理回
路２によつてアンチスキツド制御処理が行われるとして
説明したが、これに限られるものではなく、２つの処理
回路、たとえば右前輪と左後輪を１つの処理回路によつ
てアンチスキツド制御演算を行い、また左前輪および右
後輪を他の処理回路によつてアンチスキツド制御演算を
行うように構成してもよく、各処理回路は上述の１つの
処理回路の場合と同様の処理が行われる。この場合、ア
ンチスキツド制御演算の基礎となる車輪速度、車輪加速
度および車体速度の算出にあたつては各処理回路相互間
で車輪速度等が転送される。

発明の効果 以上のように本発明に従えば、減圧制御の後に行う増
圧制御において、増圧制御を２回に分けて出力し、車輪
速度の回復中に第１の増圧を行うことによりある程度制
動油圧を上昇させることができるので、自動車の旋回特
性を低下させることなく、停止距離の短縮を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるアンチスキツド制御装
置の油圧経路を説明するためのブロツク図、第２図は本
発明の一実施例であるアンチスキツド制御装置の電気結
線を説明するためのブロツク図、第３図は本発明に係わ
る制御を説明するためのタイミムチヤート、第４図は処
理回路２において実行されるアンチスキツド制御処理の
概略フローチヤート、第５図〜第７図は本発明に係わる
制御を説明するためのフローチヤート、第８図は従来の
アンチスキツド制御を説明するためのタイミムチヤート
である。 1a〜1d……車輪速センサ、２……処理回路、４……アン
チスキツド制御回路、13a〜13d……三位置電磁制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−158153（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−44195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−116540（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−197160（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−83061（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の各車輪に設けられた車輪速センサ
   からの車輪速信号に応答して、車輪と路面との間の摩擦
   係数が最も大きくなるスリツプ率となるように各車輪に
   設けられた油圧制動手段によつて車輪速度を制御するア
   ンチスキツド制御装置において、 前記油圧制動手段へ供給する油圧を減圧させる減圧制御
   を行つた後、車輪加速度が第１の所定加速度を越えた車
   輪速度回復途中に、予め定める時間だけ増圧制御を行う
   第１増圧手段と、車輪加速度が前記第１の所定加速度を
   越えた後、車輪加速度が第２の所定加速度を下回つた車
   輪速度回復直後に、予め定める時間だけ増圧制御を行う
   第２増圧手段とを含むことを特徴とするアンチスキツド
   制御装置。