JPH03504706A - 車輪の非ロックおよび非スキッド制動／トラクションのための方法およびシステム - Google Patents

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】 この発明は車輪付乗物のための制動およびトラクションのための、更に特定する と、道路もしくは路面条件のいかんに関わらず最適な制動もしくはトラクション を行わしめるための、システムおよび方法に関する。

この発明に応用される原理はこの出願人にかかる先行ノルウェイ特許出願第８８ ．１５１３に一応は記載されており、この出願を引用することにより明細書の記 載に代えるものとする。

ここでトラクションと呼ぶのは車輪の強い加速のことで、制動の反対のことを意 味する。

この発明力やなされたのは、必要な制動もしくはトラクション能力を確保しつつ 、車輪と路面との間、特に空気タイヤと走路及び道路の表面との間、で得ること ができる摩擦係数を最大限利用するためである。このような摩擦係数は通常はμ で表され、天候条件に依存し、従ってその値は大いに変化する。この明細書にお いて後で詳述するように、摩擦係数μは車輪の所謂“スリップ”状態にも強い依 存性がある。最適な制動力値に正確にかつ迅速に調整することができるのは飛行 機のパイロットが出発や着陸の際等を例にとっても非常に有利なことである。即 ち、そのような調整ができることによって最適な制動力を得ることができ、かつ スキッドを防止することができる。

軌道を走行する列車にとっても加速の過程は重要である。即ち、最適トラクショ ンに調整することによって動力の有効利用が達成されると共にと材料の摩耗が最 小となるからである。これにより、不必要な損傷の原因となる車輪のスキッドが 防止され、列車を最も迅速にその巡行速度に到達せしめることができる。

更に、通常の原動機乗物、例えば自動車や、トラックや、トラクタ等でのために も、理想的な制動システム、即ち非拘束型のブレーキ装置が安全の理由から関心 を持たれている。特別の場合、例えば、スポーツ走行の場合や凹凸のある地形の 道路を走行する場合等にも性能の良いトラクション制御が有効である。

ブレーキ装置にこれまで改良が加えられてきたがそれは強力な制動作用の際に乗 物の拘束を避けようとするものであり、この種のシステムはその効果から見ると 不満足なものであり、制動時における飛行機事故の原因となったものがあり、こ れらの事故は本来は避けることができたものである。問題の根源は既存のシステ ムは知り得るのは車輪が回転しているか否かだけであり、殆どの場合飛行機の運 動状態を本当には把握できないからである。

公知の自動車用の制動システムは通常は車輪の回転状態の検出にも基礎をおいて おり、車輪が停止したときにブレーキ圧力を解放するようにしている。関連シス テム、例えば、飛行機車輪と滑走路との間等の摩擦の計測を行うシステムでは、 制動の間に計測される車輪の摩擦力が車輪があるスリップ率のとき最大となる。

スリップ率を用いて回転車輪と路面との間のすりもしくは滑べりを表現すること ができる。ここにスリップ率Ｓは、Ｓ　＝（ｎｈ　−ｎｂ）／ｌ＋ｂ によって表すことができ、ここにｎｂは地面と接触する自由回転車輪の回転数で あり、ｎ、は制動された車輪の回転数である。

上述の式でスリップ率は０から１の値を持った数であるが、スリップ率は次の式 ％式％） で表すこともでき、この場合はスリップ率はＯと１００との間の値を持った数で ある。１００ｘのスリップというのは制動された車輪のロック（パニックブレー キ）を意味し、Ｏｘのスリップというのはその車輪に制動が全熱かかっていない こと（つまり車輪は自由に回転する）を意味する。

飛行機の滑走路の場合はスリップ率が１５から１８パーセントとなるように摩擦 の計測を行うのが普通となっている。しかしながら、このような計測によっ℃得 られた摩擦係数は、とり得る最大値について、特別な路面条件のときのみ正しい 。滑走路の摩擦を最大とするスリップ率は乾燥した夏期には小さくなり、滑べり やすい冬期には大きくなることが判明している。換言すれば滑べりやすい冬期の 条件では乾燥した夏期の条件と比較してスリップ率を高く設定して使用しなけれ ばならない。

非拘束型のブレーキシステムは車輪の制動作用の改善手段を具備しており、この 改善手段は、ブレーキをかけた後スキッドを開始するように車輪がロックもしく は拘束状態の傾向を呈したとき車輪に加われる制動力を減少し、かつこの手段は 次いでブレーキ力を増加せしめ、この作動は、現実の制動の原因となったブレー キ操作（ブレーキを使用するドライバーもしくはオペレーターによるものである ）になんら変更を行うことなくなされる。このようなブレーキシステムはブロッ クされた車輪が方向を変えるおそれを小さくし、制動の間の操舵能力を維持する のに有利であり、かつ制動距離の短縮に役立つものである。

制動力が車輪の速度を減少するために車輪に加えられるたとき、ある程度の割合 のスリップは発生し、即ち、制動された車輪は、車輪がそのときの車輪速度を維 持するため持つ自由回転速度より遅くなり、これは車輪タイヤと路面との間の摩 擦力に起因するものである。制動力が増大すると、摩擦力も増大し、同時にスリ ップの割合が増大し、摩擦力はスリップの割合（スリップ率）が通常１０と３０ パーセントとの間にあるとき最大値に到達するに至る。その後摩擦力は制動力が 増大するに準じて減少し、同時にスリップ率は１００パーセントまで増大し、制 動を受けた車輪はロックする。車輪を減速する摩擦力（滑べり摩擦）は依然とし て存在するが、この値は小さく、取り得る最大の摩擦力よりは普通は小さい。

摩擦係数μは通常法の式、 μ＝Ｆ／Ｎ によって与えられ、ここにＮは地面上の物体（この場合は車輪）への地面からの 垂直方向の力であり、Ｆは摩擦力である。第１の仮定として物体の重量（自動車 の場合はその重量を車輪の数で割ったもの）に等しいもしくは直接に比例する垂 直方向力Ｆが一定に維持されたとすると、摩擦係数μは摩擦力Ｆに直接的に比例 する。したがって、摩擦力の変化に関して上述された。ことは、この場合、摩擦 係数μに関しても同じことがいえる。かくして、μはスリップ率の値に応じて変 化する（第１図）。

スエーデン公開特許３９４９８４では非ブロツク型のブレーキシステムが知られ ており、このシステムでは制動力は車輪がタイヤと路面との間に最大の摩擦力の 領域（この領域はより特定して定義することが可能であろう）内で回転維持され るように制御される。そしてこの領域では最適スリップ割合が達成されるが、現 実の最適スリップ割合についての必要情報は上記公開特許の方法では得られず、 それどころか、奇妙なことに、その力に関する情報すら得ることができない。電 子制御回路が、制動過大による車輪ブロックのおそれある車輪の回転状態を検出 するために使用され、かつブレーキ流体圧力を減少するために制御回路によって 起動される電磁弁が設けられる。もっと詳細に説明すると、従来公知の構成は基 本的には［ｌＣ信号を発生する手段を使用しており、そのＤＣ信号の大きさは車 輪の回転速度の関数であり、車輪の回転速度以外の物理的パラメータは検出され ない。したがって、この公知のシステムは自動車がどのように動くか知ることが できず、最も必要とされる場合、即ち滑べり易い条件で乗物を制動する場合、即 ち摩擦係数が小さい場合にシステムの適切な作動が得られない。低速の場合も問 題があって、それは低速では計測信号が有効でないことによる。この問題は以前 に説明したように車輪の回転の最大許容減速の基準値を使用する巧妙な電子回路 を使用しているにも関わらず、どのように乗物が現実に動いているかについての 基本的な情報が失われる。

スエーデン公開特許４１３０８２により乗物の制動のため滑べり防止装置が知ら れている。この公知技術も最大摩擦係数の領域においてスリップを制御すること を目的としている。車輪トルクの周期的な変調が行われると同時に、スリップの 関数としての最適スリップからの摩擦係数の変化の方向を決定するための車輪の 加速の計測が行われ、他方パルス変調の積分／比例制御により車輪トルク及びス リップ状態の変動を補償し、最適の摩擦力状態に到達せしめるのを可能とする。

この制御装置は制動の最中の乗物のスキッドのみでなく加速のときにも使用する ことができる。しかしながらこのシステムは、車輪の回転とその変動を検出して いるのみであることから、前述のシステムと同一の弱点を持っている。

以上の公知技術と相違してスエーデン公開特許３８２７８１の車輪の拘束防止装 置はこの出願のシステムと近い。ＳＥ　３８２７８１では車軸に加わる水平反力 を計狙し、この水平反力は車輪と地面との間の摩擦力に比例しており、計測され た路面平行力が摩擦力を最大とする方向に制動力を制御するのに使用される。こ のシステムは制動と関連してのみ使用することができ、かっこのシステムは路面 垂直力Ｎにおける変動は考慮していない。注意を要するのは、特に、制動もしく は加速作動において、反力は個々の車輪について路面垂直力Ｎの急速な変化を惹 起せしめるということである。Ｎが変化すると、路面平行力ＦはＮの変化に起因 してそれに応じた変化を受ける。公知のシステムはこのような状況の解釈に誤り があり、Ｆの変化は、瞬間的な制動力としては実際正しくても、非正確な制動力 を加えたことによると信じていた。そのため、制動力に加えなければならないそ の瞬間の方向の変化はＦがＮの変化によって影響を受けると正しく把握すること ができない。かくして、公知のシステムはこのような状況において誤作動し、正 しいスリップ値に直接スるのに最適より時間がかかることになる。

この発明の目的は上記の最も後に説明したシステムの改良ニあり、そのため車輪 付乗物のブレーキ／トラクションを最適とする方法及び装置を提供し、そのため 路面平行力及び路面垂直力の双方を計測し、制動力を最適化するのに走行中に計 算される摩擦値を使用している。この発明を採用することにより、路面状況に関 わらずいかなる場合であっても最適ブレーキもしくはトラクションに向って自動 的に追従させることができる。

この発明は請求の範囲により規定される。

かくして、この発明のシステム／方法を使用することにより最大摩擦係数を達成 するスリップ率を見つけることができる。

垂直力Ｎが一定に留まる限りは摩擦係数μを最大にすることは路面平行力もしく は摩擦力Ｆを最大にすることと正しく同じである。しかしながら、制動もしくは 加速が行われる正にその瞬間に路面垂直力が急激に変化すると、コンピュータは 路面平行力と路面垂直力との双方の計測結果に基づき、摩擦係数μ及びその変動 の演算を含めて演算を行って、その路面条件及び天候条件の下でＳＥ　３８２７ ８１に開示の公知の解決手法より迅速に正しいスリップ値状態に調整を行うもの である。

以下この発明を添付図面を参照して詳しく説明する。ここにおいて： 第１図は異なった道路条件における代表的な摩擦係数／スリップ特性、並びに最 適スリップ／最大ブレーキ効果の得られる領域を示す。

第２図は乗物の車輪との関連における信号回路の概略図。

第３図はトラクションシステムの概略的ダイヤグラム図。

第４図は自動車シャーシにおける力計測装置の取り付は例を示す図。

第５図は飛行機の着陸装置における力計測装置の取り付は例を示す図。

乗物の停止もしくは加速を行わしめる能力は路面と車輪表面との間の接触面積の 特性によって主として決定され、かつこれらの特性は摩擦係数μによって記述さ れることが普通であり、摩擦係数は二つの表面間の運動に抗する摩擦力と、これ に垂直な表面間の力との比としてこの明細書における前の部分で出てきた数式に よって定義される。−転がり表面に関してはμは更にスリップパラメータの関数 であり、これについても前に定義している。

以前から知られていることであるが、スリップに依存する摩擦係数の変動は、異 なった多くの形態の路面及び車輪表面について、第１図に示すような計測曲線に 一般的には従い、ここにμはスリップの関数として示される。これらの曲線の重 要な特徴はいづれの場合についてもμが最大値を持つということである。曲線の 特定の形状がどうなっているかは重要ではない。というのはこの形状は状態、即 ち速度に応じて広範囲で変化するからである。最大値が存在するということはス キッド防止ブレーキの作動としては、制動距離を可能な限り短縮するために制動 が摩擦係数の丁度最大値のところで行われ、乗物の最も望ましい加速を行わしめ るにはトラクションはそのような最大値のところで実施するべきであることを意 味する。

第１図において、曲線１は乾燥した固い路面に対する代表的な空気ゴム車輪に関 しており、高μ値特性、例えばμｍａｘ＝０．９を与えており、他の２−７の曲 線は次第に“悪い路面″となったとキノ同一な空気ゴム車輪に関している。曲線 ７は比較的滑べり易い代表的な冬の道路条件に関しており、最大摩擦係数μｍａ ｘ・０．１５である。最適スリップ領域は路面条件もしくは道路“条件“が変化 すると異なったところに位置する。曲線１については最適スリップは約７，５Ｘ に位置し、曲線２については最適スリップは１５％に位置し、曲線７については ３５％のスリップがこの条件で最適な減速効果を達成するために好ましい。最適 スリップ領域は第１図の鎖線で示される。

換言すれば、最短の制動距離、または最適なトラクション／加速が必要な場合は 制動力／トラクション動力の制御は車輪が車輪表面と路面との間の最大摩擦力領 域、即ち最適スリップを達成する領域内で転勤するように行われなければならな い。

注意することは、鉄の車輪が軌道上に乗っている軌道列車の場合は最適スリップ 領域は通常の条件の下で約２−５ｘに位置しており、第１図に示すダイヤグラム におけるずっと左である。アンチスキッドシステムが良好に作動するためにはこ の場合は大きな値となり手動の方法ではトラクションおよび制動の双方で制御不 能のスキッドが頻繁に今生する。伝統的な車輪回転センサは車輪回転速度が極度 に小さい列車が始動状態にあるときは正しく機能しない。この発明のシステムは トラクション及び制動のいづれのフェーズにあっても所望の制御を行うことがで きる。

第２図はこの発明の制動システムの一般的な原理を示す。表面２上の車輪は車軸 となる軸線３を有する。二つのロードセル４．５が具備せしめられ、それぞれ、 車輪面と路面との間の現在の摩擦力Ｆに主として応じた車軸における水平反力、 車輪１に対する路面２からの垂直力Ｎに主として応じた車軸における垂直反力を 計測する。注意すべきは、以下の記載では、傾斜のある地帯を走行する場合を想 定して、“水平”及び“垂直”という用語は車輪１と路面２との間の係合点で惹 起される力に関して“路面平行”と“路面垂直″に置き換えるものとする。

二つのロードセル４及び５からの計測信号はマイクロコンピュータ型ノコンピュ ータ６に送られ、このマイクロコンピュータは次の作動を行う。

（ａ）次々と短い時間間隔をもって現在の摩擦係数が次の式、μ＝Ｆ７’Ｎ によって算出され、ここにＦ及びＮはそれぞれのロードセル４及び５から得られ る信号を象徴的に表している。もし、ロードセルが非線型の場合はコンピュータ は入口の近くに修正回路を備えているか、または摩擦係数を算出するに先だって これらの信号をプログラム修正処理する。

（ｂ）現在の摩擦係数が以前の摩擦係数と比較される。

（Ｃ）次に、この明細書では詳細には説明しないプログラムによって、コンピュ ータ６は比例バルブ７を制御し、この比例バルブは液圧ポンプユニット８からデ ィスクブレーキ９への油圧を制御する。プログラムの流れは次の通りである。計 算されたμが以前の値より大きい限りは制動パワーは所定のまたは実験的に決め られた量だけインクリメントされる。μが減少を開始すると即座に制動パワーは 、同じく所定のもしくは実験的にきめられた幾分大きなインクリメントにより急 速に下げられ、そして以上説明のサイクルが繰り返しされる。このようにして、 摩擦係数／スリップ曲線における第１図に示す最適領域における頂上の急速な追 及及びそこへの迅速な到達が行われ、かつ制動効果は与えられた実験下で最適領 域に維持される。

同一のタイプの制御がトラクションのためのシステムにおいても行われる。第３ 図はこの発明によるトラクションシステムの例を示す。第３図は全ての４つの車 輪１が独立作動する４輪車輪のためのシステムを示す。１図示の場合、各車輪１ は二つのロードセル４，５もしくは複動型の一つのロードセルによって後述のよ うに監視され、かつ全てのロードセルはコンピュータもしくは電子制御ユニット ６に接続される。以前に説明したように各車輪１は自らの１０サーボモータによ り独立に作動され、サーボモータのトルクは主１２モータからの圧力のための独 立の圧力調整器１１によって制御される。この圧力調整器１１は制動の場合に前 に説明したのと同様の演算を基礎にする電子制御ユニット６からの駆動信号を受 は取る。注意することは全地形型の４輪駆動乗物に搭載したシステムではどのよ うな状況でも各車輪に独立に最適トラクションが得られることが重要である。当 然であるが、独立駆動の駆動モータ及び路面平行及び路面垂直力計測装置の数は その状況に応じて適合させることに何の問題もない。一つの車軸に二つの車輪を 連結することは勿論可能であるが、この場合は全車輪の一つについて計測が行わ れる。しかしながら、道路もしくは路面条件は車輪によって変化するから第３図 に示すようなシステムが最適である。

この明細書の始めの部分で複動型の力計測装置もしくはロードセルの利用の可能 性について言及している。直交する二つの力は同時に計測することによりその傾 斜方向を計測することが可能となる。かくして特別な場合は力検知器を一個だけ 配置し、この装置からの電子制御ユニットへの信号が二つの成分、即ち路面平行 Ｆ及び路面垂直Ｎを見つけるように処理される。この演算を実行することが可能 なために当然であるが、路面平行方向に対する計測力の角度が知られている必要 がある。もしこの角度が一定値であれば、単純を三角法を使用することによって 変換を実行することができる。ある場合はロードセルが内蔵もしくは取り付けら れるこれらの材料の変形もしくはトーションを考慮しなければならず、この場合 は同じく電子ユニットに接続される別の角度センサを使用する必要があり、これ により計算の際における正しい角度関係を考慮にいれることができる。

第３に可能な手法は、製造の過程で張力と変形の条件とを実験的に求めておき、 電子制御ユニットは力計測自体を基にした補償角度演算を実行するようにプログ ラムしておくことである。

ロードセル取り付けの例が第４図及び第５図に示されている。

第４図において自動車の代表的な前輪が示されており、この場合路面平行力を計 測するロードセル５は図面に矢印で示すように力吸収バー１３上のバーが通常車 体に取り付けられる位置等に取り付けられており、車体、即ち自動車の残りの重 量部分と、車輪のサスペンションとの間の反力を有効に計測することができる。

もちろん、成るエレメントの場合は全路面平行力の一部を取り出すことがよくあ る。この場合計測された力は求める力の値に対しである既存の関係を持っている 。そして、この関係を電子制御ユニット６によって補償することは当然可能であ る。

明白なことであるが同じことが垂直力についても当てはまり、そのような規模関 数は演算的及び実験的に設定かつプログラムされている。さらに、車輪のための 路面平行及び路面垂直力について夫々側のロードセルを使用したような状況であ っても、計測される現在の力及びトルクは実際の垂直方向に指向される力に傾斜 されるか或はこれに対し所定の関係を持つ。ロードセルの設置箇所及び設置態様 は乗物の他の部分の構成によって変化するのである。

ある場合は制動もしくはトラクションの間に個々の車輪にとって垂直力Ｎがあま り変化しなかった、ということがあり得る。

このような状況では当然であるが簡略化が可能であり、この場合路面垂直力の計 測は省かれ、電子制御ユニットの演算において路面平行力Ｆ自体を摩擦係数μに 置き換えることが可能である。

第５図において、飛行機の着陸装置における路面垂直力もしくは路面垂直力Ｎを 計算するための傾斜力の計測用ロードセルの適当な位置が図示される。傾斜バー １４はその路面垂直力に密接に関連する力を伝達する。継手１５のところにボル トが図示されるが、このボルトはロードセルを具備していて、制動システムのコ ンピュータ６に信号を伝達する。車輪の路面平行力を算出するため、力もしくは トルク計測装置を使用することができ、この装置は車軸の極（近く、参照符号１ ６で示される領域に設けられる。

適当なロードセルとしては色々な形態のものがある。これまで公知のものとして 、例えば、歪みゲージ、半導体力計測装置、もしくは圧電センサを使用すること ができる。センサの具体的構造とか形態とか取り付は方法とかはその要求に応じ て適合されるが、この点は課題に応じて解決することができる程度のことであり 、この発明の本質ではない。

明白なことであるが、大抵の場合、自動的な制動もしくはトラクションシステム を効かせすぎることは好ましくない。それは、通常の条件で制動装置が使用され た場合、ブレーキ力が強くなり、不快感を与えることになるからである。良好な 摩擦条件では０．５〜０．６Ｇの制動リターデーションが得られ、このようなブ レーキ作動はやや急に感じられよう。従って、良好な条件下で、制動距離が長い 、見通（、可能とすれば、運転者は乗物ブレーキを手動で緩慢にかつ軽く使用す るのを好むものである。

従って、制動もしくはトラクションシステムとしては、これが現実に必要な場合 にのみシステムが動作するように警告を与えるのが良い。真先にあがる解決手段 としては、当然のことであるが、よく知られた“パニックブレーキングであって 、予見できない事態が生じた場合に迅速かつ強力に乗物ブレーキを効かせるもの である。このような場合、自動ブレーキ装置が無効とされ、この目的のため運転 者もしくはオペレータの操作装置、例えば、ブレーキペダルと関連するセンサか 設けられる。ソノようなセンサは操作装置の変位もしくは操作装置の操作速度に 応答する。次に、コンピュータ６は操作装置の変位もしくは速度の記憶された限 界値を取り込み、現在値と限界値との比較演算が実行される。限界値を越えてい る場合は制動装置が起動される。他の明らかな手法として、飛行機のパイロット が予め着陸条件が悪いむねの連絡を受け、又はパイロットが着陸用の滑走路が必 要より短いと自ら判断し、そのときはボタンを押すことにより前もってブレーキ 装置を起動しておくことができる。

他のやり方として、列車や他のある種の乗物では“デッドマンズ制御（ｄｅａｄ 　ｍａｎ’ｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ）−を働かせ、一般的なブレーキ系及びこの発明 の最適制動装置を動作させる。他のやり方として、緊急事態を検出したら、この 発明に準じた最適制動装置を利用する制動過程を開始するものである。

この発明を二重に利用することにより同一の乗物においてトラクション機能と制 動機能とを兼用させることができる。同一のコンピュータ６が使用され、トラク ション及び制動システムと組み合わせて同−組の力もしくはトルク計測装置４， ５が使用される。コンピュータ６は、路面平行力Ｆの方向だけを単純に計測する ことにより把握される駆動状態に応じて、トラクションフェーズにおけるモータ のための制御装置、制動フェーズにおける制動力の制御装置を、夫々、起動する 。このような本発明の組合せバリエーションは全地帯用の乗物に大いに有利であ る。

ある場合は制動を行わしめる機構及び制御可能なモータ機構は同一のシステムに よって、即ち電動モータ／発電機を使用して構成される。この電動モータ／発電 機はモータとして作動し、ブレーキング時は、発電機として作動させることによ り、エネルギをエネルギリザーバもしくは乗物（電気化学バッテリ、もしくはフ ライホイール型等の他のタイプのリザーバ）に戻す。

このやり方は上述したトラクション／制動組合せ型の制御システムに組み合わせ ることが特に好ましい。

この発明のトラクションもしくは制動制御原理は、殆どの従来公知のシステムと の対比では力の計測に基礎をおいており、車輪の回転速度の計測に基礎をおいて いるわけではない。車輪のｒｐｍはこの発明が完全に作動するためには必ずしも 必要ではない。しかしながら、成る場合は車輪の回転速度を検出することによっ て得られる情報も利足し、別の組合せ効果を得るようにすることはこのましい場 合がある。

今日使用される通常型の“ＡＢＳ”ブレーキは以下の不都合な性質がある。

（ｆＬ）　ＡＢＳシステムは、車輪の回転速度を直接に計測しているため、正し く作動するかどうかは最低回転数に依存する。

（ｂ）　ＡＢＳシステムは正しく作動するためには、一つまたはそれ以上の他の 車輪でなされる計測に部分的ではあるが依存性がある。

（Ｃ）ブレーキが拘束状態となることは防止されるが、制動距離は長くなる。

（ｄ）　（ａ）の結果必然的にＡＢＳシステムは低速では不安定である。

（ｅ）　ＡＢＳシステムは現在の摩擦状態を乗物ドライバー、例えば、飛行機の パイロットに表示することができない。

（ｆ）　ＡＢＳシステムは摩擦係数の値が大きいときに最善に機能する。最適ス リップは走行条件中の滑りに応じて変化し、ＡＢＳシステムはそのような条件で は最適ではない。

この発明では以下の利点がある。

（ａ）車輪の回転速度を計測する必要がない。

（ｂ）必要があれば、各車輪は独立に作動させ、計測することができる。

（ｃ）制動距離は既存の全てのタイプの道路及び天候条件で減少させることがで きる。

（（１）この発明の装置は低速であっても高速の場合と同様に信頼性が高い。

（ｅ）現在の制動条件に関する情報が現実に与えられるように乗物の運転者に摩 擦係数等の現在値を表示させることが可能である。この点に関し、この発明は路 面状態の連続的な電子的な監視を現実に可能とする。

（ｆ）この発明の制動システムを使用する場合、電子制御回路は、滑り易い路面 ではよくみられる″平坦な′摩擦係数特性（第１図の曲線７）の場合に最善の結 果を得ることができる。

換言すれば、この発明のシステムは最適の制動状態を得ることが重要な場合に正 確に機能するものである。

浄書（内容に変更なし） ス　　リ　　フ　　フ。

浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 ＰＣＴ／ＮＯ８９１０００２９ 平成１年特許願第５０４２０８号 ２、　発明の名称 車輪の非ロックおよび非スキッド制動／トラクションのための方法およびシステ ム ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 氏名　　ヨーンセン、オツドバード ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号６、補正の対象 図面の翻訳文 ７、補正の内容 図面の翻訳文の浄書（内容に変更なし）８、添付書類の目録 図面の翻訳文　　　　　　　　　　　１通国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．乗物の車輪（１）の最適制動を達成する方法であって、車輪（１）の物理的 パラメータに関する制動条件を計測／記憶すると共に、その計測されるパラメー タに応じた走行中の演算に応じて制御回路（６）によって制動力もしくはパワー を制御する方法において、車軸（３）上の路面垂直力及び路面平行力を少なくと も一つの力計測装置（４，５）によって連続的に記録し、道路もしくは地面（２ ）に対する車輪摩擦係数と該摩擦係数の変動とが記録された力の値から電子制御 ユニット（６）において走行中に決定され、更に、制動力もしくはパワーは前記 摩擦係数の値及びその変化を基に、走行中に、その瞬間の最大摩擦係数値に達す るように変更することを特徴とする方法。
2. ２．請求の範囲１に記載の方法において、乗物ドライバーの手動もしくはペダル 操作を記録しておき、この記録結果と、変位もしくは速度に影響する所定のいき 値との比較を即座に行うことにより、電子制御ユニット（６）よる前記制動力も しくはパワーの制御が、最適制動効果が所望されるもしくは必要な場合にのみ行 われ、この動作は、ドライバーが最適制動効果を得るように前もって命令するこ とにより半自動的に、もしくは“デッドマン制御”を起動することにより自動的 に、または自動制動制御を起動する緊急事態の場合に行われ得ることを特徴とす る方法。
3. ３．列車や飛行機を含む車輪付乗物のための制動システムであって、運転者もし くはオペレータの操作装置と、指令もしくは力伝達手段と、必要に応じて含まれ る、力増幅手段（８）と、電子制御ユニット（６）と、車輪に取り付けられるブ レーキ作動装置とを有する制動システムにおいて、該システムは少なくとも一つ の車輪軸（３）に取り付けられて、軸（３）の路面垂直力及び路面平行力を計測 するための、電子制御ユニット（６）に信号連結された少なくとも一つの力計測 装置（４，５）を有し、該電子制御ユニット（６）は制動力もしくはパワーの制 御を、車輪（１）と道路もしくは地面（２）との間の摩擦係数の値と、この摩擦 係数の変動との走行中の演算結果に応じて、力計測装置（４，５）からの連続的 に流入する信号を基礎に、その時点の最大摩擦係数が得られるように、行うこと を特徴とするシステム。
4. ４．乗物（１）の最適トラクションを達成する方法において、前記車輪（１）の 物理的パラメータに関するトラクション条件を計測／記憶し、計測されたパラメ ータに応じた走行中の演算結果に応じて電子制御ユニット（６）によってトラク ション力もしくはパワーを制御する方法において、車輪（１）の路面垂直力及び 路面平行力が少なくとも一つの力計測装置（４，５）によって連続的に記録され 、道路もしくは地面に対する車輪摩擦係数及び該摩擦係数の変動が、力の記録値 から電子制御ユニット（６）内で走行中に決定され、トラクション力もしくはパ ワーの決定が、摩擦係数とその変動の値を基礎に、その時点の最大摩擦係数が得 られる方向に行われることを特徴とする方法。
5. ５．請求の範囲４に記載の方法において、乗物ドライバーの手動もしくはペダル 操作を記録しておき、この記録結果と、変位もしくは速度に影響する所定のいき 値との比較を即座に行うことにより、電子制御ユニット（６）による、前記制動 力もしくはパワーの制御が、最適制動効果が所望されるもしくは必要な場合にの み行われ、この動作は、ドライバーが最適制動効果を得るように前もって命令す ることにより半自動的に行われ得ることを特徴とする方法。
6. ６．列車を含む車輪付乗物のトラクションシステムであって、運転者もしくはオ ペレータの操作装置と、命令伝達手段と、電子制御ユニット（６）と、制御可能 モータ機構（１０）とを有したシステムにおいて、前記システムは、少なくとも 一つの車軸に連結されて、該車軸上の路面垂直力と、路面平行力とを計測するた めの、電子制御ユニット（６）に信号接続された、少なくとも一つの力計測装置 （４，５）を有し、前記制御ユニット（６）は、トラクション力もしくはパワー の制御を、車輪と道路もしくは地面との間の摩擦係数と、該摩擦係数の変動との 走行中の計算結果に応じて、前記計測装置（４，５）からの連続的に流入する信 号を基礎に、その時点の最大摩擦係数に到達する方向に、行うことを特徴とする システム。
7. ７．車輪（１）の最適トラクション及び最適制動の双方を達成する方法において 、車輪（１）の物理的パラメータに関するトラクション条件、制動条件をそれぞ れ計測／記録し、電子制御ユニット（６）によって計測されたパラメータを基礎 とした走行中の演算に応じて、トラクション力もしくはパワー、制動力もしくは パワーを、それぞれ、制御する方法において、車軸に加わる路面垂直力及び路面 平行力を少なくとも一つの力計測装置（４，５）によって連続的に記憶し、道路 もしくは地面（２）に対する車輪摩擦係数及び該摩擦係数の変動が記録された力 の値から電子制御ユニット（６）において走行中に決定され、トラクション力も しくはパワー、制動力もしくはパワーはそれぞれ摩擦係数の値及びその変動を基 礎に走行中に、その時点の最大摩擦係数に到達するように、それぞれ変更され、 前記電子制御ユニット（６）は道路平行力の方向もしくは符号より制動力もしく はトラクション力に対する影響を選択することを特徴とする方法。
8. ８．車輪付乗物のための制動／トラクションシステムであって、運転者もしくは オペレータの操作装置と、命令もしくは力伝達手段と、必要あれば力増幅装置（ ８）と、電子制御挿入（６）と、制御モータ機構（１０）と、車輪（１）に取り つけられるブレーキ作動機構（９）とを有したシステムにおいて、少なくとも一 つの車軸（３）に取りつけられて、該車軸（３）上の路面垂直力及び路面平行力 を計測するための、制御ユニット（６）と信号連結される少なくとも一つの力計 測装置（４，５）を有し、前記制御ユニット（６）は車輪（１）と道路もしくは 地面（２）との間の摩擦係数及び該摩擦係数の変動の走行中の演算結果に応じて 制動、トラクションパワーもしくは力を、力計測装置（４，５）からの連続的入 力計測信号を基礎に、その時点の最大摩擦係数に到達する方向に制御し、更に計 測される路面平行力の方向及び符号に応じてトラクションもしくは制動を選択す ることを特徴とするシステム。
9. ９．請求の範囲８に記載の制動／トラクションジステムにおいて、同一の傾斜作 動力計測装置がその成分としての路面垂直力と路面平行力との双方を同時に計測 し、電子制御ユニット（６）は道路もしくは地面に対する力計測装置の角度関係 に応じて成分の演算を実行し、前記角度位置は一定であるか、知られているか、 角度計測結果を電子制御ユニット（６）に伝達する独立の角度センサによって走 行中に計測されることを特徴とするシステム。
10. １０．請求の範囲８に記載の制動／トラクションステムにおいて、前記別の方計 測装置（４，５）は路面平行及び路面垂直力を計測するように配置され、前記別 の力計測装置（４，５）は路面平行及び路面垂直力において直接動作するか、ま たは前記方向に関連して個々に傾斜されることを特徴とするシステム。