JPS6143640Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、スキツドサイクル毎に、路面との摩
擦係数が比較的小さい値に設定した一定値に達し
たときの車輪速を検出し、この検出値を順次結ぶ
ようにして制動目標直線を設定するようにしたア
ンチスキツド制御装置に関する。

本願考案者等は、制動中に最大ブレーキ効率が
得られるように制動目標車輪速を得る方式とし
て、第１図に示すように、制動中に路面とのあい
だの摩擦係数μを求め、各スキツドサイクルでそ
のピーク値μ_naxが得られたときの車輪速Ｖ_w1，
Ｖ_w2，Ｖ_w3…を検出し、Ｖ_w1とＶ_w2、Ｖ_w2とＶ_w
３，…とを順次結ぶようにして車速Vcに追従し
て最大ブレーキ効率となる制動目標直線Ｖ_wp1，
Ｖ_wp2，…を設定する方式を提案している（特願
昭54−129374〔特開昭56−53943〕）。

このような摩擦係数のピーク値μ_naxを検出し
て制動目標直線を得る方式は、第２図のμ−Ｓ特
性曲線Ａに示すように、通常、最大ブレーキ効率
が得られる摩擦係数の最大値μ_naxが、スリツプ
15〜20％付近で得られることに着目したもので、
スリツプ率15％付近に制動目標直線を設定する。

ところで、第２図の曲線Ａに示すμ−Ｓ特性が
得られるのは、直線路での走行中に制動を行なつ
た場合であり、曲線路での走行中、所謂コーナリ
ング中の制動時には、車両の進行方向と直角な方
向に遠心力が作用することになり、このため、コ
ーナリングフオースが減少するから車輪の横すべ
り現象が生じ、その結果、第２図の曲線Ｂに示す
ようにスリツプ率Ｓの増加に対して横方向のμが
変化し、この影響を受けて曲線路でのμ−Ｓ特性
は程度の差こそあつても全ての車輪について曲線
Ｃのように変化し、最大ブレーキ効率となる摩擦
係数μの最大値μ_naxはスリツプ率50％付近で生
ずるようになる。

このように、摩擦係数のピーク値μ_naxが生ず
るスリツプ率Ｓが大きくなるコーナリング中の制
動では、第１図に示した制動目標直線の設定方式
によると、例えば第３図に示すように、制動目標
直線Ｖ_wpを、スリツプ率50％付近（車速Vcの半
分）に設定するようになり、最大ブレーキ効率は
得られるものの、目標直線としてはスリツプ率が
大きすぎるため、この制動目標直線となるように
車輪速をスキツド制御すると、制動中にロツクし
易くなるという問題がある。そして仮に前輪（操
舵輪）がロツクすると操舵性、後輪がロツクする
と安定性が各々失われる。

一方、スキツド制御を行なつているときには、
第２図の曲線Ａを例にとると、摩擦係数μは必ず
ゼロから出発してスリツプ率Ｓと共に増加し、μ
_naxを越えてから、再びゼロに戻つてくる変化
を、車輪速のスキツドサイクル毎に生じさせてお
り、曲線Ｃについても、同じスリツプ率の範囲で
スキツドサイクルを出じさせるとμ_naxまでは至
らないものの、必ずゼロから出発して再びゼロに
戻つてくる。このため、コーナリング中において
μ−Ｓ特性がどのように変つても、目標直線を設
定するために検出する車輪速を摩擦係数μが比較
的小さい値に設定した一定値に到達したときの摩
擦係数μの値により検出するようにすれば、最大
ブレーキ効率を得られないが（換言すれば、直線
路、曲線路の双方で停止距離が延びるが曲線路で
のコーナリングフオースが減少しない。）、大きな
スリツプ率の変化は起きない。従つて、ロツクす
ることはなく操舵性、安定性が失われることはな
い。本考案はこの点に着目したものである。

本考案は上記に鑑みてなされたもので、スキツ
ドサイクル毎に制動目標直線を順次設定する方式
において、直線路、曲線路の双方において、最大
ブレーキ効率が得られなくとも安定した制動が行
なえるようにするため、スキツド制御する車輪
と、路面とのあいだの摩擦係数を検出し、スキツ
ドサイクルごとに上記摩擦係数が比較的小さい値
に設定した一定値に到達したときの車輪速に基づ
いて上記制動目標直線を順次設定するようにした
ものである。

以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第４図は本考案の一実施例を示したブロツク図
である。まず構成を説明すると、１は制動中に路
面との摩擦係数μを検出する摩擦係数検出装置、
２は検出された摩擦係数μを設定値μ_sと比較
し、μ＜μ_sのときサンプリング信号ｅ_sを出力す
る比較器、３は制動目標値の設定に用いる制動
輪、例えば非駆動輪の車輪速Ｖ_wを検出する車輪
速検出器、４はサンプリング信号ｅ_sにより車輪
速をスキツドサイクル毎に検出して目標値の傾き
を求め、スキツドサイクル毎に制動目標値Ｖ_wpを
次々と発生する目標値発生装置である。

上記の摩擦係数検出装置１としては、例えば、
本願考案者等により提案されている特願昭54−
112794号、同54−129374に開示した装置を用いる
もので、非駆動輪の角加速度ｄω／dt、接地荷重
Ｗ、及び制動トルクＴ_Bのそれぞれを検出し、 μ＝１／ＷＲ（Ｉｄω／ｄｔ＋Ｔ） を解いて摩擦係数μを出力する。但し、Ｒは車輪
動半径、Ｉは車輪のイナーシヤで、それぞれ定数
となる。更に、ωは車輪の角速度である。

また、上記の目標値発生装置４としては、第５
図に示す回路が用いられ、この回路は本願考案者
等により提案されている特願昭54−129374のアン
チスキツド制御装置に開示している目標車輪速発
生装置と同じものである。

ここで、第５図に示す目標値発生装置４の回路
構成及びその作用を簡単に説明すると、入力端５
ａからは車輪速信号Ｖ_wが、また入力端５ｂから
は、μ_s1を判定した時刻を表すサンプリング信号
ｅ_sが入力している。

６は減速状態検出回路で、車輪速Ｖ_wを微分し
て負となつたとき減速状態を表す信号e₁を出力す
る。７はタイミング信号発生回路で、点線で示す
タイミング信号S₁〜S₄を出力する。９及び１０は
サンプルホールド回路で、タイミング信号S₁によ
つて、サンプリング動作とホールド動作が切り換
えられ、サンプリング状態からホールド状態に切
り換るときの車輪速Ｖ_wを交互に保持して出力す
る。図示の状態では、サンプルホールド回路９が
車輪速Ｖ_wをそのままＶ_w2として出力しており、
サンプルホールド回路１０はサンプリングした一
定値となる車輪速Ｖ_w1を出力している。１１は転
極回路で、一対のスイツチＳ_w1，Ｓ_w2を備え、次
段の減算器１２の入力極性を入れ換える。すなわ
ち、図示の状態で減算器１２は（Ｖ_w1−Ｖ_w2）の
減算を行なうものであるが、タイミング信号S₂に
よりスイツチＳ_w1，Ｓ_w2が切り終わると、（Ｖ_w2
−Ｖ_w1）の減算を行なう。機能的にみると、減算
器１２は、時間的に早いＶ_wから次の時点でのＶ
_wを引いて、ΔＶを出力するものである。

１３はタイマー回路で、μ_sの発生時間間隔Δ
ｔに比例した信号を出力するもので、タイミング
信号S₃により制御される。１４は割算器で、（Δ
Ｖ／Δｔ）の演算を行ない目標車輪速Ｖ_wpの減速
勾配を出力する。１５はホールド回路で、割算器
１４からの（ΔＶ／Δｔ）を保持出力し、タイミ
ング信号S₄により（ΔＶ／Δｔ）を更新する。１
６は目標車輪速Ｖ_wpの設定器で、最初に路面摩擦
係数μの設定値μ_sが検出された時から次に設定
値μ_sが検出されるまで、上記の回路部は（Δ
Ｖ／Δｔ）を求めることができないので、この
間、予め設定した（ΔＶ／Δｔ）を出力し、その
切り換えは、タイミング信号S₄によるスイツチ回
路１７で行なう。１８は積分回路で、保持回路１
５又は設定器１６で設定された勾配（ΔＶ／Δ
ｔ）となるランプ信号ｅ_lを発生する。１９は減
算器で、積分回路１８のランプ信号ｅ_lをサンプ
ルホールド回路９又は１０のホールド出力から引
いて、車輪速Ｖ_w1又はＶ_w2から勾配（ΔＶ／Δ
ｔ）で減衰する目標車輪速Ｖ_wpを出力する。

再び第４図を参照するに、比較器２の比較基準
となる設定値μ_sとしては、第６図のμ−Ｓ特性
グラフに示すように、摩擦係数μが最も低くなる
氷結路面でのμ−Ｓ特性を示す曲線A′より低い
値に設定する。このようにμ_sを設定すれば、あ
らゆる路面状況のもとで、スリツプ率Ｓが０％に
近づいたとき、摩擦係数μのμ_sへの到達を検出
することができる。

次に、第７図のグラフを参照して、その作用を
説明する。

いま時刻t₀で急制動を開始したとすると、制動
開始までゼロになつていた摩擦係数μは、車輪速
Ｖ_wの減速によるスリツプ率の増加に応じて、そ
の値が上昇し、時刻t₁で検出している摩擦係数μ
が設定値μ_sを上回るようになるので、このとき
比較器２の出力がＬレベルからＨレベルに転じ、
サンプリン信号ｅ_sを発生する。このサンプリン
グ信号ｅ_sを受けた目標値発生装置４は、ｅ_s信号
の立上りに同期して、そのときの車輪速Ｖ_w1を検
出して保持する。しかしながら、第１サイクル目
のＶ_w1のみでは制動目標値を発生することができ
ないので、目標値発生装置４は、まず予め設定し
た傾きの設定目標値Ｖ_Gを出力して、車輪速Ｖ_w
をスキツド制御する。このスキツド制御によるブ
レーキ油圧の増圧から減圧への切換えにより、車
輪速Ｖ_wは車速Vcに向つて回復を始め、スリツプ
率Ｓが低下するようになるので、再びμがμ_sを
下回り、このとき比較器２の出力はＬレベルに戻
る。

車輪速Ｖ_wが車速Vcに達する前のタイミング
で、ブレーキ油圧は再び増圧モードとなり、再び
スリツプ率Ｓが増加して、時刻t₂で再びμがμ_s
を上回り、サプリング信号ｅ_sを生ずる。このた
め、車輪速Ｖ_w2が検出され、目標値発生装置４
は、前サイクルで検出している車輪速Ｖ_w1及びサ
ンプリング信号ｅ_sの発生時間の長さ（t₂−t₁）と
により、（Δｖ／Δｔ）＝（Ｖ_w1−Ｖ_w2）／（t₂−
t₁）なる傾きを演算し、車輪速Ｖ_w2を起点に上記
の演算勾配で減少する制動目標値Ｖ_wp1を発生す
る。

以下、同様に、サンプリング信号ｅ_sの立上り
に同期して車輪速Ｖ_w3，Ｖ_w4…を検出して、制動
目標値Ｖ_wp2，Ｖ_wp3…を発生する。

尚、本考案により得られる制動目標値Ｖ_wpは、
第７図のグラフから明らかなように、スリツプ率
がゼロに近い値となつているので、そのままスキ
ツド制御に適用すると、十分に高いブレーキ効率
が得られないので、目標値発生装置４で得た制動
目標値Ｖ_wpに、所定の係数、例えば0.85を乗ずる
ようにして、スリツプ率15％付近となる制動目標
値を求めるようにする。なお、上記した実施例
は、直線路、曲線路の双方とも摩擦係数μが設定
値μ_sに到達した時に制動目標直線を設定する方
式を示したが、直線路に於いては、μの最大値μ
_nax検出時に設定して、曲線路は設定値μ_sに到達
した時に設定する方式としても差し支えない。更
に、設定値μ_sの値は、カーブの走行状況に応じ
て変えるようにしても差し支えない。

以上説明してきたように、本考案によれば、そ
の構成をスキツドサイクルごとに、摩擦係数μの
設定値μ_sへの到達を検出し、この設定値μ_sごと
の車輪速Ｖ_wから順次スキツド制御する車輪の制
動目標値Ｖ_wpを設定するようにしたため、車輪速
をＶ_w検出するタイミングを決める設定値μ_sをス
リツプ率ゼロの付近に定めることにより、コーナ
リング中のようにμ−Ｓ特性が直進時と大きく異
なるようになつても、スキツドサイクル毎に、車
速の変化に応じた制動目標値Ｖ_wpを車速Vcの近
くに設定することができ、制動目標値Ｖ_wpが車速
Vcに対し低すぎることがないので、曲線路を走
行中にスキツド制御を行なつても車輪のロツクを
確実に防止できるという効果が得られる。従つ
て、制動中において車両の操舵性、安定性を確保
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願考案者等が提案しているピーク
値μ_naxの検出による制動目標値の設定を示した
グラフ図、第２図は直進制動とコーナリング制動
とにおけるμ−Ｓ特性を示したグラフ図、第３図
は曲線路での制動における問題点を示したグラフ
図、第４図は本考案の一実施例を示したブロツク
図、第５図は第４図の実施例で用いる目標値発生
装置の一実施例を示した回路ブロツク図、第６図
は第４図の実施例における設定値μ_sの決め方を
示したμ−Ｓ特性グラフ図、第７図は本考案によ
る制動目標値の設定を示したグラフ図である。 １……摩擦係数検出装置、２……比較器、３…
…車輪速検出器、４……目標値発生装置、５ａ，
５ｂ……入力端子、６……減速状態検出回路、７
……タイミング信号発生回路、８，１７……スイ
ツチ回路、９，１０……サンプル／ホールド回
路、１１……転極回路、１２……減算器、１３…
…タイマー回路、１４……割算器、１５……保持
回路、１６……設定器、１８……積分回路、１９
……減算器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スキツド制御する車輪と、路面とのあいだの摩
   擦係数を検出する検出手段と、スキツドサイクル
   毎に、該検出手段で検出した摩擦係数が比較的小
   さい値に設定した一定値に到達したときの車輪速
   を検出する車輪速検出手段と、該車輪速検出手段
   の検出値に基づいて順次制動目標直線を設定する
   設定手段とを有することを特徴とするアンチスキ
   ツド制御装置。