JP3521605B2 - アンチスキッド制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】 この発明は、アンチスキッ
ド制御装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】 従来のアンチスキッド制御装置にあっ
ては、ＯＮ／ＯＦＦ弁タイプＡＢＳの多くは、アンチス
キッド制御から算出された目標増減圧量を達成するため
に、弁の開閉時間をどれだけにすれば良いかを決定する
液圧サーボ系を持っている。上記液圧サーボは、ハード
システムの持つ増減圧特性を例えばマップの形で持って
おり、ある時点でのマスターシリンダ圧（以下Ｍ／Ｃ圧
と記す）とホイールシリンダ圧（以下、Ｗ／Ｃ圧と記
す）を入力として弁の開閉時間をまたその逆に弁の開閉
時間から達成されるであろうＷ／Ｃ圧変化量を演算する
ためのものである。従って、この対応を高い精度でとる
ためには、入力となるＭ／Ｃ圧とＷ／Ｃ圧を正確に与え
る必要がある。そのためには圧力ピックアップセンサを
用いた検出を行なえば最も正確な値を得ることが可能だ
が、アンチスキッド制御装置の普及に伴いより安価なシ
ステムが望まれる中コスト的に非常に不利なものとなっ
てしまうため、Ｍ／Ｃ圧のみセンサを用い他の圧力は上
記液圧サーボから推定演算値を算出し使用するなどして
いる。一方、センサから取り込まれるＭ／Ｃ圧入力値に
は、ノイズ、ＡＢＳ作動時のポンプモータの脈圧振動、
弁が開閉することによって発生するの脈圧やリザーバか
ら油が還流されることによって生じるＭ／Ｃ圧液圧振動
などさまざまな液圧の変動があり、センサ出力値にはフ
ィルタをかける必要性がある。 【０００３】これらの変動を抑えることを目的に用いら
れるフィルタに、移動平均がある。例えば１０ｍｓ×４
の移動平均を取る場合、４０ｍｓ前から現在にいたるま
でに入力されたセンサ出力値の平均値をフィルタ値とす
る。図７に示す例では、時刻ｔｄでの移動平均値＝（Ａ
＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）／４、時刻ｔｃでの移動平均値＝（Ｂ＋
Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）／４となるのである。この方法は図７のよ
うに変動の大きな入力に対して用いた場合は、本来の値
から大きく離れたものが除外されることになり、各点の
平均的な値が連続的に得られることから、ノイズ等の高
周波の波形整形を行なうために用いられる。しかし、過
去の情報から現在の値を算出しているため、その値には
遅れが含まれることになってしまう。特に図８のように
変化量が一定方向の入力に対しては、その遅れが大きく
現れる結果となる。 【０００４】次にＷ／Ｃ圧の推定方法について簡単に説
明すると、通常ブレーキ時Ｗ／Ｃ圧はＭ／Ｃ圧と等しい
ためその推定圧も推定Ｗ／Ｃ圧＝Ｍ／Ｃ圧として与える
ことが出来るが、アンチスキッド制御が開始するとＷ／
Ｃには制御圧が送られＭ／Ｃ圧≧Ｗ／Ｃ圧の関係を持つ
ようになる。よって制御中の推定Ｗ／Ｃ圧の算出方法
は、通常ブレーキから制御に移行する時点でのＷ／Ｃ圧
（＝Ｍ／Ｃ圧）を初期値として、アンチスキッド制御か
ら算出した目標増減圧量を上記液圧サーボを用いて算出
した弁の開閉時間により実際に達成出来ているとして、
制御周期ごとに相対的に加減して求めていくのである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、移動
平均を用いたフィルタをかけると、そこから算出された
値には必ず遅れが生じてしまうため、Ｍ／Ｃ圧に常時こ
のフィルタをかけた場合、通常ブレーキから制御に移行
する時点ｔ２では推定Ｗ／Ｃ圧の初期値に誤差Ｅが出て
しまう。また上記推定Ｗ／Ｃ圧の算出方法に従い相対的
に演算を行っていくと、この誤差Ｅは随時付加されたま
まとなり不正確な推定圧を持ち続けることになる（図
６）という問題がでてくる。 【０００６】 【課題を解決するための手段】 この発明は、このよう
な従来の問題点に着目してなされたもので、本発明のア
ンチスキッド制御装置は、上記目的を達成するために、
その人出力基本概念図は、図１に示すようになってい
る。車輪速センサからの出力より車輪速Ｖｗを演算し、
更に車輪加速度と推定車体速を演算し、それらから増減
圧量を演算するアンチスキッド制御手段ａや、駆動パル
スを出力する駆動パルス出力手段ｂや、マスタシリンダ
圧センサｇや、電磁弁駆動パルスのオン／オフに応じた
減圧時の減圧量推定または増圧時の増圧量推定を行うこ
とで、各周期ごとの液圧を推定しながら電磁弁駆動パル
スのデューティ比を演算する液圧サーボｃなどを備えた
アンチスキッド装置において、マスタシリンダ圧センサ
ｇからの生波形値とノイズやポンプモータによる液圧振
動をカットするための高周波用液圧フィルタｄと、制御
周期に従って行われる電磁弁の開閉によって発生する液
圧変動を滑らかにするための低周波用液圧フィルタｅと
を、アンチスキッド作動状況、または電磁弁の開閉に応
じて切り換えるマスタシリンダ圧用フィルタ切り換え判
断手段ｆを設けた。以上の構成により、通常ブレーキか
らアンチスキッド制御への切り換え時の液圧推定におい
て、実Ｗ／Ｃ圧と推定Ｗ／Ｃ圧との誤差を生ずることな
く、またその後のソレノイドバルブ駆動パルス・デユー
ティ比演算も、より正確にＷ／Ｃ圧を推定しながら任意
の液圧への制御を行うことが可能となる。 【０００７】 【発明の実施の形態】 以下、この発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。図２は、この発明の一実施の
形態の構成を示す図である。簡単化のためシステムの１
ｃｈ分の構成のみを示してある。図中の１０は車輪であ
り、そこにはホイルシリンダ１１が備えられている。１
はブレーキペダル、２はブースタ、３はリザーバで、４
はマスタシリンダである。マスタシリンダ４にはその出
力圧を検出するマスタシリンダ圧センサ２２が設けられ
ている。マスタシリンダ４と各ホイルシリンダ１１の間
にはアンチスキット装置ＡＢＳが備わっている。このア
ンチスキット装置ＡＢＳにおいて、１２はインレットバ
ルブ、１３はアウトレットバルブで、各バルブ１２，１
３は電磁弁であり、増圧時には上記インレットバルブ１
２が、減圧時には上記アウトレットバルブ１３が制御さ
れて駆動する。減圧によってリサーバ８に溜まったブレ
ーキ液はモータ６によって駆動されるポンプ７によって
インレットバルブ１２の上流に戻される。 【０００８】アンチスキット装置ＡＢＳの各バルブ１
２，１３はコントローラ２０の出力信号によって制御さ
れる。コントローラ２０には車輪速センサ２１からの信
号Ｖｗが入力される。ブレーキスイッチ２３の信号やマ
スタシリンダ圧センサ２２からのセンサ出力値もコント
ローラ２０に入力される。 【０００９】次に、実施の形態の作用を説明する。図１
がコントローラ２０によって実行される制御プログラ
ム、すなわち本発明の入出力概念図であり、その１例と
なる制御フローチャートを図３に示す。この処理は制御
時間５０ｍｓに対し、例えば１ループ５ｍｓごとに計算
されて遂行される。まず、ステップｓ１００にて、車輪
速センサ２１からの信号である車輪速Ｖｗｉ（ｉ＝１〜
４）を読み込む。次に、ステップｓ１０１において、車
輪速Ｖｗｉより車輪加速度Ｖｗｄを算出する。本実施の
形態では、例えば３０ｍｓｅｃ間の速度差から求めるこ
とにする。 【００１０】次に、ステップｓ１０２にて、擬似車体速
Ｖｉを算出する。本実施の形態では、通常のＡＢＳで用
いられる方法で擬似車体速Ｖｉを算出することにする。
すなわち、各輪１０の車輪速Ｖｗにフィルタをかけ、よ
り車体速度に近いＶｗｆｉ（ｉ＝１一４）を各輪１０で
算出し、制動時／非制動時などの条件により、各Ｖｗｆ
ｉから最も大きいものを選択するなどして最も車体速度
に近いＶｗｆ（車体速中間値と呼ぶ）を算出し、さらに
この車体速中間値Ｖｗｆをもとに擬似車体速度Ｖｉを求
めている。 【００１１】次に、ステップｓ１０３にて目標増減圧量
△Ｐ＊を算出する。本実施の形態では、アンチスキッド
制御は、ＰＤ制御とする。簡単に説明すると、各輪の車
輪速Ｖｗと擬似車体速Ｖｉと車輪加速度Ｖｗｄより、次
式にしたがって目標増減圧量△Ｐ＊を算出する。 △Ｐ＊＝ｋｐ＊（Ｖｗ＊−Ｖｗ）＋ｋｄ＊（Ｖｗｄ＊−
Ｖｗｄ） ここでｋｐ，ｋｄは制御ゲインであり、走行状態に応じ
て変更される。また、Ｖｗ＊は車輪速の目標値であり、
例えば、Ｖｗ＊＝Ｖｉ＊α（αは目標スリップ率）など
で求める。また、Ｖｗｄ＊は車輪加速度の目標値であ
り、例えばＶｗｄ＊＝１．２ｇ＋β（βは路面μ判断に
より変更される）などとして求める。達成Ｗ／Ｃ圧＝現
在のＷ／Ｃ圧十△Ｐ＊として求めた達成Ｗ／Ｃ圧は、実
Ｗ／Ｃ圧が必ず零または正値をとることから、もしこれ
が負値となる場合は△Ｐ＊＝０と補正する。 【００１２】次に、ステップｓ１０４にてＡＢＳの開始
判断を行なう。例えば、算出した上記目標増減圧量△P
＊または車輪のスリップ率（１−V ｗ／Ｖｉ）が設定し
たしきい値を越えることを条件に、通常ブレーキからＡ
ＢＳ制御に切り換えを行なう。 【００１３】ステップｓ１０５では、制御周期カウンタ
が零か否か、つまり、現在の演算ループが制御周期上に
あるか否かを判断する。制御周期上にないのならば、ス
テップｓ１０８で制御周期カウンタをインクリメントし
て再びこのループの上流に戻す。制御周期上にある場合
は、ステップｓ１０７で、ソレノイドバルブ駆動パルス
デューティ比演算を行う。 【００１４】液圧サーボであるソレノイドバルブ駆動パ
ルスーデューティ比演算ルーティンを説明したものが図
４である。まず、ステップｓ２００にて後述する方法で
算出されたマスタシリンダ圧を入力する。 【００１５】次に、ステップｓ１０７にてＷ／Ｃ圧の推
定を行う。本実施の形態では、後述する方法で算出され
た前回のパルスデューティ比よりＷ／Ｃ圧を推定するも
のとする。（次のステップ以降参照）そして、ステップ
ｓ２０１以降でソレノイドバルブ駆動パルスーデューテ
ィ比を算出する。 【００１６】詳しく説明すると、まず、ステップｓ２０
１でパルス・デューティ比ＤＴの初期値を設定する。本
実施の形態では、ＤＴ＝０とする。（ＤＴはパルス出力
周期Ｔ、例えば５０ｍｓｅｃ中のバルブを開いている時
間。例えばＤＴ＝１０ｍｓｅｃなどとして定義する。） 次に、ステップｓ２０２では目標増減圧量△Ｐ＊の正負
を判断し、△Ｐ＊＞０の場合は増圧なので、ステップｓ
２０３に進み、増圧特性アクチュエータモデルによりＭ
／Ｃ圧と現在のＷ／Ｃ圧とデューティ比ＤＴより増圧量
△Ｐｉｎｃを算出する。本実施の形態では、例えばＤＴ
＝５ｍｓｅｃの時の特性を基本として、そのアクチュエ
ータモデル（特性）を持ち、Ｍ／Ｃ圧と現在のＷ／Ｃ圧
よりＤＴ＝５ｍｓｃｃの時の減圧量△Ｐｉｎｃを算出
し、例えば、ＤＴ＝１０ｍｓｃｃの時は、その２倍とす
るなどしてモデルの簡略化を行っている。また△Ｐ＊＜
０の場合は、ステップｓ２０４に進み、減圧特性アクチ
ュエータモデルにより、Ｍ／Ｃ圧と現在のＷ／Ｃ圧とデ
ューティ比ＤＴより増圧量△Ｐｄｅｃを算出する。減圧
時も増圧時と同様にモデルの簡略化を行って算出してい
る。また△Ｐ＊＝０の場合は、保持を行うため、この時
点でインレットバルブ１２及びアウトレットバルブ１３
の開弁時問ＤＴはそれぞれ０ｍｓと決定される。 【００１７】次に、ステップｓ２０５以降では、現在の
デューティ比が適切がどうかを判断する。まず、ステッ
プｓ２０５では、目標増減圧量△ｐ＊と上記ステップで
算出した△Ｐｄｅｃまたは△Ｐｉｎｃとの差である△Ｐ
ｎを計算する。増圧時は△Ｐｎ＝△Ｐ＊−△Ｐｉｎｃ、
減圧時は△Ｐｎ＝△Ｐｄｅｃ−△Ｐ＊と設定する。 【００１８】ステップｓ２０６では、この△Ｐｎの正負
を判断する。つまり、△Ｐｎが正の場合は、現在のデュ
ーティ比では目標の増減圧量まで増減圧されていないこ
とになるため、ステップｓ２０７に進み、ＤＴ＜Ｔ、つ
まり、増減圧時間がパルス出力周期に達しておらず、ま
だ増減圧分を増やせる状態ならば、ステップｓ２０８に
進み、デューティ比をインクリメントしてステップｓ２
０２の上流に戻し、もう一度推定し直す。（ここで１だ
けインクリメントしているが、アクチュエータモデルの
基本をＤＴ＝５ｍｓｅｃとした場合には５インクリメン
トするようにする。ステップｓ２１０のデクリメントも
同様）ＤＴ＝Ｔならば、これ以上ＤＴは大きくできない
ので、ＤＴ＝Ｔに決定される。 【００１９】逆に△Ｐｎが負となった場合は、現在のデ
ューティで十分に目標の増減圧量が可能であると判断で
きるために、ステップｓ２０９に進み一つ前の△Ｐｎ−
１と現在の△Ｐｎの絶対値を比較して、小さいほうを選
択する。 【００２０】つまり、｜△Ｐｎ｜≧｜△Ｐｎ−１｜の場
合は、前回のデューティ比を選択するようにステップｓ
２１０にてＤＴをデクリメントする。目標増圧量△Ｐ＊
に対し、｜△Ｐｎ｜≧｜△Ｐｎ−１｜となるために一つ
前のデューティ比が選択したほうが目標増圧量△Ｐ＊に
近い値に制御できるからである。逆に｜△Ｐｎ｜＜｜△
Ｐｎ−１｜の場合は今回のデューティ比を選択するため
にデクリメントは行わずに、ステップｓ１０７に進む。
次に、ステップｓ１０７では、算出されたデューティ比
より、実際にバルブを駆動させた場合Ｗ／Ｃ圧がどれだ
け変化するかを上記ソレノイドバルブ駆動パルス・デュ
ーティ比演算ルーティンと同様、アクチュエータモデル
を用いて算出する。基本的にはステップｓ２０３からス
テップｓ２０５で行ったものと同様に増圧量△Ｐｉｎ
ｃ．と減圧量△Ｐｄｅｃ．を算出したデューティ比に応
じた割合で足し合わせ、それを現在の推定Ｗ／Ｃ圧に加
算することで次の（制御周期５０ｍｓ後の）推定Ｗ／Ｃ
圧が相対的に求められる。 【００２１】次に、ステップｓ１０８で制御周期カウン
タをインクリメントしてこのルーチンの上流にもどす。 【００２２】次に、ステップｓ２００におけるマスタシ
リンダ圧センサ入力値演算ルーティンを説明したものが
図５である。まず、ステップｓ３００では、ＡＢＳ制御
中であるかどうかを判断する。これは前記ステップｓ１
０４で行った判断をそのまま用いて行なう。通常ブレー
キ時の場合はステップｓ３０１に進み、ＡＢＳ制御中で
あればステップｓ３０２に進む。 【００２３】次に、ステップｓ３０１では、フィルタを
用いずにセンサ出力値をそのまま使用することとする。
この場合、ノイズ等が液圧に乗ったままとなるが、フィ
ルタをかけることによって発生してしまう遅れを最大の
懸念としており、ノイズよりも遅れが出ないことを最優
先に考えている。 【００２４】次に、ステップｓ３０２では、ＡＢＳ制御
において第１回目の増圧以降であるか否かを判断する。
ＡＢＳ制御が開始されると油を還流させるためのポンプ
７のモータ６が回り始めるため、Ｍ／Ｃ圧にもその高周
波の振動が乗ってしまう。またそれとは別にＭ／Ｃ圧は
Ｗ／Ｃ圧の増減圧にあわせて低周波で振幅の大きな液圧
変動を発生する。よって、通常ブレーキから制御に入っ
て第１回目の増圧が行われるまでは、Ｍ／Ｃ圧に乗る振
動はノイズとモータ６の高周波なものであり、第１回目
の増圧以降はその後の制御によってＷ／Ｃ圧が大きく振
動したり、またバルブ１２，１３の機械的な開閉によっ
て生じる脈圧のため、その時の液圧振動は上記高周波振
動に加えて低周波で振幅の大きなものとなる。まだ第１
回目の増圧を行っていなければステップｓ３０３に行
き、第１回目の増圧以降であればステップｓ３０４に行
く。 【００２５】次にステッブｓ３０３では、ノイズとモー
タ６のによる振動を消すために高周波フィルタを用い
る。前記移動平均を用いた場合、変動の小さい高周波が
対象である方が遅れも小さいため、この領域で発生する
Ｍ／Ｃ圧の遅れは小さく前記液圧サーボによる開弁時問
の演算も正確に行なうことが出来る。 【００２６】次にステップｓ３０４では、ＡＢＳ制御に
よってＷ／Ｃ圧の大きな増減圧が開始されるため、Ｍ／
Ｃ圧に乗る振動は上記高周波振動に加えて低周波で振幅
の大きなものとなる。よってこの領域では、遅れよりも
その大きな圧変動を抑えることを最大の目的として低周
波用フィルタを用いる。制御開始時の１回目の減圧量は
それ以降に比べて液圧変動が大きく、その問はずっとＭ
／Ｃ圧が昇圧し続けることになるため、上記移動平均値
の特性から誤差が大きく発生してしまう。よって、この
遅れが大きく出る低周波用フィルタはここから使用する
ことにする。 【００２７】図６に上記フローチャートに記述したフィ
ルタの切り換え行程を改めて時系列で説明する。時刻ｔ
１から時刻ｔ２までの通常ブレーキ領域では、時刻ｔ２
での誤差発生が起こらないようにマスタシリンダ圧セン
サ２２入力値をそのまま使用する。次に時刻ｔ２から時
刻ｔ３の、ＡＢＳ制御には入ったがＭ／Ｃ圧がまだ上昇
し続けている間では、電気的ノイズに加えてポンプモー
タの振動が乗るだけなので遅れの小さな高周波用フィル
タをかける。時刻ｔ３以降の制御による液圧変動の影響
がＭ／Ｃ圧にも発生する領域では、低周波用フィルタを
使用して電磁弁の作動による脈圧や、更には弁の開閉か
ら油の還流によって生じる液圧変動を抑える。 【００２８】以上の通り、フィルタの必要性や種類をＡ
ＢＳの作動状況、または弁の開閉に応じてフィルタを使
い分けることにより、実Ｗ／Ｃ圧と推定Ｗ／Ｃ圧との間
に誤差が生じることなく、また液圧サーボにおいてより
適切なデューティ比を選択することが可能となる。 【００２９】このように、マスタシリンダ圧センサ２２
からの生波形値と、ノイズやモータ６による液圧振動を
カットするための高周波用液圧フィルタと、制御周期に
従って行われる各バルブ１２，１３の開閉によって発生
する液圧変動を滑らかにするための低周波用液圧フィル
タとを、ＡＢＳの作動状況、またはバルブ１２，１３の
開閉に応じて切り換えるマスタシリンダ圧用フィルタ切
り換え判断手段を備えることで、通常ブレーキからＡＢ
Ｓ制御への切り換え時の液圧推定において、実Ｗ／Ｃ圧
と推定Ｗ／Ｃ圧との誤差を生ずることなく、またその後
のソレノイドバルブ駆動パルス・デユーティ比演算も、
より正確に液圧を推定しながら任意の液圧への制御を行
うことが可能となる。 【００３０】以上、本考案の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更等があっても、本考案に含まれる。 【００３１】 【発明の効果】 以上説明してきたように、この発明に
よれば、マスタシリンダ圧センサからの生波形値とノイ
ズやポンプモータによる液圧振動をカットするための高
周波用液圧フィルタと、制御周期に従って行われる電磁
弁の開閉によって発生する液圧変動を滑らかにするため
の低周波用液圧フィルタとを、ＡＢＳの作動状況、また
は電磁弁の開閉に応じて切り換えるマスタシリンダ圧用
フィルタ切り換え判断手段を設けた構成としたため、通
常ブレーキからアンチスキッド制御に移行した際に、実
ホイールシリンダ圧と推定ホイールシリンダ圧との誤差
を生じることが無く、また、その後においても正確にホ
イールシリンダ圧を推定しながら電磁弁によるブレーキ
液圧制御を的確に行うことができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の入出力基本概念を示す図である。 【図２】本発明の一実施の形態の構成を示す図である。 【図３】本発明の一実施の形態の作用を示すフローチャ
ートである。 【図４】本発明の一実施の形態の作用を示すフローチャ
ートである。 【図５】本発明の一実施の形態の作用を示すフローチャ
ートである。 【図６】本発明の実施の形態の作用を説明する特性図で
ある。 【図７】従来の問題点を説明する図である。 【図８】従来の問題点を説明する図である。 【符号の説明】 ａ アンチスキッド制御手段 ｂ 駆動パルス出力手段 ｃ 液圧サーボ ｄ 高周波用液圧フィルタ ｅ 低周波用液圧フィルタ ｆ フィルタ切り換え判断手段 ｇ マスタシリンダ圧センサ １ ブレーキペダル ２ ブースタ ３ リザーバ ４ マスタシリンダ ６ モータ ７ ポンプ １０ 車輪 １１ ホイールシリンダ １２ インレットバルブ（電磁弁） １３ アウトレットバルブ（電磁弁） ２０ コントローラ ２１ 車輪速センサ ２２ マスタシリンダ圧センサ ２３ ブレーキスイッチ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 マスタシリンダ圧センサと、前記センサ
   入力値のノイズ除去や液圧変動の整形を行なうためのフ
   ィルタ手段と、電磁弁駆動パルスのオン／オフに応じた
   減圧時の減圧量推定または増圧時の増圧量推定を行うこ
   とで、各周期ごとの液圧を推定しながら電磁弁駆動パル
   スのデューティ比を演算しそれに応じて制御を行う液圧
   制御手段とを備えたアンチスキッド装置において、マス
   タシリンダ圧入力値に使用する値として、マスタシリン
   ダ圧センサから入力した生波形と、ノイズやポンプモー
   タによる液圧振動をカットして波形整形を行うための高
   周波用液圧フィルタによって算出されたフィルタ値と、
   制御周期に従って行われる電磁弁の開閉によって発生す
   る液圧変動を滑らかにするための低周波用液圧フィルタ
   によって算出されたフィルタ値とをアンチスキッド作動
   状況、または電磁弁の開閉に応じて使い分けを行うマス
   タシリンダ圧用フィルタ切り換え判断手段を設けたこと
   を特徴とするアンチスキッド制御装置。