JPS6325169A - 車輪ロックアップ直前の状態の検出方法およびブレ−キ圧力制御装置 - Google Patents

車輪ロックアップ直前の状態の検出方法およびブレ−キ圧力制御装置

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JPS6325169A
JPS6325169A JP62169613A JP16961387A JPS6325169A JP S6325169 A JPS6325169 A JP S6325169A JP 62169613 A JP62169613 A JP 62169613A JP 16961387 A JP16961387 A JP 16961387A JP S6325169 A JPS6325169 A JP S6325169A
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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】 0)産業上の利用分野 本発明は、自動車の車輪ブレーキのアンティロツタ制御
装置、および車輪ロックアツプ直前の状態の検出方法に
関する。
(ロ)従来技術 自動車のブレーキをかけると、路面の状態および車輪と
路面間のスリップ口等といった各種のパラメータ如何に
よるブレーキ力が車輪と路面間に作用する。所定の路面
状態時、車輪と路面間のブレーキ力は、スリップ量の増
加に伴って増大し、スリップ量が臨界値に達すると、同
様にピーク値となる。車輪のスリップ量が臨界値以上大
きくなると、車輪と路面間のブレーキ力は低下する。車
輪のスリップ量が臨界値以下の場合、安定したブレーキ
力が得られる。しかし、スリップ量が臨界値よりも大き
くなると、ブレーキ力は不安定となり、突然車輪がロッ
クアツプし、自動車の停止距離が長くなり、自動車の横
方向の安定性が損われる。
同一出願人による日本特許出願昭81−248538号
は、ブレーキ作動中、自動車の車輪がロックアツプする
のを防止する車輪ロック制御装置を開示している。この
制御装置において、車輪のスリップ量を臨界値とし、タ
イヤと路面間のブレーキ力が最大となる車輪ブレーキ圧
力を判別する。車輪ロックアツプ直前の状態が検出され
ると、上記の如く判別した圧力が車輪のブレーキに作用
し、車輪と路面間の車輪スリップ量をほぼ連続的に臨界
値に保ち、可能な最大のブレーキ力を作用させる。
上記装置において、車輪のスリップ量を臨界値とし、従
って最大のブレーキ力を作用させるブレーキ圧力は、ブ
レーキ中、車輪、タイヤおよびブレーキから成る自由物
体の運動を規定する方程式に基づき車輪と路面間のブレ
ーキ力を反復的に計算することにより判別することがで
きる。この方程式は、測定値、および例えば、ブレーキ
ライニングの摩擦係数、面積、車輪の半径等に基づく装
置の定数を利用するものである。計算ピーク値と時間的
に対応したブレーキ圧力をストアする。
車輪と路面間のブレーキ力がピーク値となる車輪スリッ
プ量の臨界値に達したことを示す車輪ロックアツプ直前
の状態が検出されると、ストアしたブレーキ圧力がピー
クブレーキ力を生じさせる圧力として作用する。車輪ロ
ックアツプ直前の状態が検出されると、ピークブレーキ
力を作用させる圧力の判別手順は終了し、ブレーキ圧力
は釈放され、車輪がロックアツプ直前の状態から復帰す
る。
この復帰が検出されると、ピークブレーキ力を作用させ
たストアブレーキ圧力を再設定して、現下の路面−タイ
ヤ間の状態時、車輪のスリップ量が略臨界値となるブレ
ーキ状態とする。
上記日本特許出願における制御装置において、車輪のロ
ックアツプ状態は、車輪の減速度または車輪のスリップ
量が設定値を上廻ることから検出している。
米国特許第4.094,555号は、タイヤと路面間の
摩擦力の計算、およびロックアツプ検出時における摩擦
力に対する車輪の減速度を基にしてロックアツプ状態を
検出した後のブレーキ圧力の制御方法を開示している。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 本発明の主な目的は、ブレーキ圧力が誤まって釈放され
るのを防止する車輪ロックアツプ直前の状態を検出する
改良した方法を提供することである。
(ニ)問題点を解決するための手段 この目的のため、本発明に依る方法およびこの方法を実
施する装置は、それぞれ特許請求の範囲第1項および第
5項に記載した特徴を備えている。
本発明に依れば、アンティロックブレーキ制御装置にお
ける車輪ロックアツプ直前の状態を測定する基準の1つ
は、ブレーキ中、車輪のスリップ量の増加に伴なって、
計算上のブレーキ力が設定ブレーキ力から低下すること
に基づく。本発明の好適実施態様において、車輪ロック
アツプを防止する状態のブレーキ中、圧力を車輪ブレー
キに作用させる間、制御装置は、車輪と路面間のブレー
キ力を反復的に計算し、計算したピーク値をストアする
。車輪のスリップ量が車輪と路面間のブレーキ力が最大
となる臨界値を上廻った場合、計算したブレーキ力は、
ストアしたピーク値よりも低下する。計算したブレーキ
力が所定量だけピーク値から低下すると、車輪ロックア
ツプ直前の状態が検出され、その結果、ブレーキ圧力が
釈放される。車輪の減速度ではなく、車輪ロックアツプ
直前の状態を判断するこの基準を利用することにより、
例えば、ノイズまたはブレーキ圧力の急激な上昇に伴な
って車輪ブレーキ圧力が誤まって釈放されることが防止
される。
(ホ)実施例 以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適実施態様
について詳細に説明する。
制動状態の車輪は、ブレーキトルクおよびタイヤトルク
という2つの主なトルクを受ける。ブレーキトルクは、
ブレーキ機構を介してブレーキ圧ノコを作用させること
に起因し、また、タイヤトルクは、車輪のスリップ時に
おけるタイヤと路面間の摩擦に起因する。
ブレーキトルクTbは、既知のブレーキ利得K のブレ
ーキ圧力Pbに比例するものと考えられ、次式で表わす
ことができる。
Tb=PbK5     ・・・・・・・・・(1)一
方、タイヤトルクTtは、タイヤと路面間のブレーキ摩
擦係数μ、タイヤの上下方向の荷重Nおよび車輪の回転
半径Rに関係し、次式で表わすことができる。
T、=μNR・・・・・・・・・(2)ブレーキ、車輪
、およびタイヤから成る自由物体の場合、運動方程式は
次のようになる。
I ゐ+T b  T t=0  ・・・・・・・・・
(3)ここにおいて、■ は車輪の慣性モーメント、ゐ
は車輪の角加速度である。タイヤトルクとブレーキトル
ク間の差が正であれば、車輪は加速し、負であれば車輪
は減速する。
方程式(1)と(3)を組合せると、 T  =I  ゐ+PbKb  ・・・・・・・・・(
4)w となる。
予知し得るように、タイヤトルクは既知または測定値か
ら計算することができる。車輪の慣性モーメントI お
よびブレーキ利得Kbは既知の値であり、ブレーキ圧力
P5は測定し、また、ゐは測定可能な車輪速度を微分す
ることにより求めることができる。
タイヤトルクTtのブレーキ摩擦係数μは、ブレーキ中
の車輪と路面間のスリップ量の非線形関数であり、路面
の状態如何による値である。第1図は、2種類の路面状
態時における車輪スリップ量の%関数としてのブレーキ
摩擦係数μを示す。
所定の路面状態時、車輪のスリップがブレーキトルクT
bの増大に伴って増加するに従い、ブレーキ摩擦係数μ
、従って、タイヤトルクTtは、ブレーキ摩擦係数とタ
イヤトルクが最大となる車輪スリップ量臨界値まで増加
する。車輪のスリップ量がさらに大きくなると、ブレー
キ摩擦係数が低下するため、タイヤトルクは小さくなり
、車輪の減速度は増加する。ブレーキトルクTbにより
車輪のスリップ量が臨界値になると、タイヤトルクは最
大となり所定の路面状態に対する最大のブレーキ力が得
られる。ブレーキ力により車輪のスリップ量が臨界値を
上形る場合、ブレーキ作用は不安定となり、一般に、突
然車輪のロックアツプが生じ、これにより停止距離が長
くなり、自動車のかじ取りおよび横方向の安定性が損わ
れる。
一般的に、ブレーキ制御装置は、タイヤトルクT が最
大となるブレーキ圧力Pb値の判別を行なう。これは、
ブレーキ中、方程式(4)のタイヤトルクT、を不断に
計算することにより可能である。計算値が以前の計算値
より大きい場合には、タイヤトルクおよびブレーキ圧力
Pbの値をストアし、最大のタイヤトルクおよびこれを
生じさせるブレーキ圧力は既知となる。車輪ロックアツ
プ直前の状態が検出されたならば、ブレーキ圧力を解放
して車輪速度を復帰させ、その後、ブレーキ圧力をスト
ア値に再び作用させて現下の路面状態時、車輪のスリッ
プ量がほぼその臨界値となるブレーキ状態とする。その
結果、その路面状態時におけるタイヤトルクTtはほぼ
最大となり、停止距離はほぼ最小となる。
本発明に依ると、車輪ロックアツプ直前の状態を検出す
る1パラメータとして、タイヤトルクの計算値のストア
したピーク値に対する所定の低下差を採用した。タイヤ
トルクの計算値は、方程式(4)に示すようにブレーキ
圧力に基づく部分および車輪の減速度に基づく部分を備
え、車輪の減速度のみでなく、この計算値を用いて車輪
ロックアツプ直前の状態を測定する。これにより、ノイ
ズの影響を受ける程度の少ない、車輪ロックアツプ直前
の状態を知ることができる。さらに、作用ブレーキ圧力
が急激に増大するため、車輪の減速度が大きい結果、ブ
レーキ圧力を誤まって解放させることはない。
アンティロックブレーキ制御装置の全体図は、第2図に
示しである。単一の車輪のブレーキ制御状態が図示しで
あるが、自動車の残る車輪のブレーキ制御状態も同様で
ある。車輪11用の標準的車輪ブレーキ10は、2つの
油圧源の一方から供給される制御油圧により起動される
。主たる油圧源は、モータ駆動のアクチュエータ12で
あり、二次的油圧源は自動車のブレーキペダル16によ
って直接制御される標準的なマスク・シリンダ14であ
る。
アクチュエータ12を作動させ、車輪ブレーキ10に対
する油圧を制御するときは、通常は開放している電磁弁
18が励磁され、マスク・シリンダ14およびブレーキ
ペダル16をアクチュエータ12の油圧出力から切離す
。このため、アクチュエータ12によるブレーキ圧力の
制御中、自動車運転手に圧力が戻ることはない。電磁弁
18を非励磁状態にすれば、車輪ブレーキ10に対する
油圧をブレーキペダル16およびマスタ・シリンダ14
によって直接調整することができる。
電磁弁18は低速運転時、または主たる油圧源の故障状
態時といった特定の運転状態時にのみ非励磁状態となり
、マスク・シリンダ14によるブレーキ圧力の調整が可
能となる。その他の場合、電磁弁18は励磁されて、マ
スク・シリンダ14とブレーキ装置を切離す作用をする
電子コントローラ20は、運転者が作用させたブレーキ
ペダル力Fの測定値である信号を発するブレーキペダル
力センサ22、車輪速度ωを示す信号を発する車輪速度
センサ24、およびマスク・シリンダ14またはアクチ
ュエータ12から車輪ブレーキ10に作用させた(油圧
ブレーキ)圧力P、を示す信号を発する圧力センサ26
の出力に応答する。
電子コントローラ20は、(a)車輪速度ωが4.8k
ph(3!nph)のような低速に対応した値以上とな
ると、電磁弁18を励磁し、(b)アクチュエータ12
を制御して車輪ブレーキ10に対して、ブレーキペダル
力Fの利得定数G倍に比例するブレーキ圧力Pbを作用
させ、通常のブレーキ状態時、支援パワーを提供し、お
よび(e)路面状態に対して最大のタイヤトルクTtと
なる値にまで車輪ブレーキ10に作用するブレーキ圧力
Pbを制限し、車輪ロックアップを阻止し、停止距離を
可能な限り短かくし、自動車の横方向安定性およびかじ
取り特性を向上させ得るようにする。
第3図を参照すると、好適実施態様のアクチュエータ1
2は、入力歯車30を駆動する出力軸を有するDCトル
クモータ28を備え、この入力歯車30は出力歯車32
を駆動回転させる。ボールねじアクチュエータの駆動部
材34が出力歯車32と共に回転可能なように固着され
ている。この駆動部材34は、ボールねじアクチュエー
タの被駆動部材36と係合し且つこの部材36を軸方向
に位置決めする。被駆動部材36は、ピストン38を駆
動してアクチュエータ12の油圧出力を制御する。DC
トルクモータ28のトルク出力は、車輪ブレーキ10に
作用されたアクチュエータ12の直接関係する油圧ブレ
ーキ圧力Pb出力に転換される。
DCトルクモータ28のトルク出力、従って、ブレーキ
圧力Pbは、モータ電流に関係しているため、圧力セン
サ26に代えて、ブレーキ圧力Pbの測定手段としてD
Cトルクモータ28電流を利用することかできる。
特に第4図に示すように、電子コントローラ20は、デ
ジタルコンピュータ40およびモータ制御回路41の形
態を備えている。デジタルコンピュータ40は、標準的
形態であり、中央処理装置(CP U)を備えている。
この処理装置は、車輪ブレーキ10に対する油圧ブレー
キ圧力の入力制御に利用する表および定数をもストアし
た読出し専用記憶装置(ROM)内に恒久的にストアさ
れた演算プログラムを実行する。従来のカウンタ、レジ
スタ、アキュムレータ、フラグフリップラロツプ等が、
高周波数の時計信号を発するクロックと共に、CPU内
に内蔵されている。
デジタルコンピュータ40は、また、ランダムアクセス
記憶装置(RAM)を備え、ROM内にストアしたプロ
グラムに従って定めた幾多のアドレス位置にてこのRA
Mにデータを、−時的にストアし、また、このRAMか
らデータを読出すことができる。電源制御装置(PCU
)は、バッテリ電圧に基づき電子コントローラ20の各
種の演算回路に調整電圧を供給する。
デジタルコンピュータ40は、さらに、入力/出力回路
(I 10)を備え、この回路は、CPUによって制御
され、電磁弁18に制御信号を発する分離した制御部分
を備えている。車輪ブレーキ10の制御時、デジタルコ
ンピュータ40は、■10を介して、モータ制御回路4
1に対し、油圧ブレーキ圧力の希望値を示すデジタル信
号を出力する。モータ制御回路41は、希望の圧力値を
示すデジタル信号をアナログ信号に転換し、このアナロ
グ信号は、ブレーキ圧力P5の実際の測定値と比較され
る。
比例および積分項を存する標準的な閉ループ調整手段に
よって、DCトルクモータ28電流は、実際の測定ブレ
ーキ圧力P5が希望の圧力に等しくなるように制御され
る。
Iloは、車輪速度ωを示す周波数を有する車輪速度セ
ンサ24からのパルス出力を受信する入力カウンタ分を
備えている。車輪速度ωは車輪速度パルス間のクロック
パルスを計数することによって求めることができる。ア
ナログ信号の測定値を出すアナログ・デジタル装置(A
DU)が内蔵されている。車輪ブレーキ10に対する油
圧ブレーキ圧力の基準となる状態を示すアナログ信号が
ADUに供給される。この実施態様において、これら信
号は、圧力センサ26からのブレーキ圧力値Pbおよび
、ブレーキペダル力Fの測定値を提供するブレーキペダ
ル力センサ20の出力を包含している。CPUの制御の
下、アナログ信号を標本抽出して、これを変換し、RO
M指定のRAM記憶装置の位置にストアする。
車輪ブレーキ10に対する油圧ブレーキ圧力Pbを制御
する電子コントローラ20の作用は、第5図乃至第8図
に示しである。先ず、第5図を参照すると、自動車の点
火スイッチをr onJ位置にする等により、先ず装置
に通電すると、コンピュータプログラムは、測定点42
から開始し、段階44まで進み、ここでデジタルコンピ
ュータ40が装置の初期値設定を行なう。例えば、この
段階44にて、ROM内にストアした初期値は、ROM
指定のRAM記憶装置の位置に入力され、カウンタ、フ
ラッグおよびタイマーの初期値設定が行われる。
初期値設定段階44の後、プログラムは、段階46に進
み、ここでプログラムは、電子コントローラ20の条件
設定を行ない、割込みを行わせる。次いで、プログラム
は、段階48にて背景部ループに進む。これが連続的に
反復される。この背景部ループは、例えば、診断ルーチ
ンを含むことができる。本発明の好適実施態様において
、割込みは、CPUによって5ミリ秒の間隔にて行われ
る。各側込み後、背景部ループの実行が妨害され、油圧
ブレーキ圧力pbの設定ルーチンを実行する。
第6図を参照すると、車輪ブレーキ10を制御する5ミ
リ秒間隔の割込みルーチンが示しである。
この割込みルーチンは、段階50にて開始され、段階5
2に進む。この段階52にて、最後に測定した車輪速度
ωをストアし、車輪速度ω、ブレーキペダル力Fおよび
ブレーキ圧力Pbの新しい値を読出し、ROM指定のR
AM記憶装置の位置にストアする。次に、プログラムは
、測定点54に進み、ここにおいて、運転者がブレーキ
の作動を命令しているか否か判別する。ブレーキペダル
力Fの値が0以上であれば車輪ブレーキ10は作用して
いるとみなされる。車輪ブレーキ10が作用していない
ならば、プログラムは、段階56に進み、ここでブレー
キ圧力命令値P は0設定される。また、この段階56
では、非制動状態の仮想的な車輪の速度ω によって示
すように、自動車の速度は、段階52にて測定した車輪
速度に等しく設定される。
車輪ブレーキ10が作用していないため、車輪のスリッ
プ量は略0となり、実際の車輪速度と仮想の車輪速度と
は等しくなる。
段階56から、プログラムは、段階58に進み、ここで
Dフラッグ(フリップフロップの状態またはRAM記憶
装置の位置によって示される)が再設定されて、プログ
ラムに条件設定をし、判別ルーチンを実行する(第7図
に図示)。この判別ルーチンは、車輪スリップ量が臨界
値に達するブレーキ圧力、従って、最大のブレーキ力を
判別するものであり、車輪ロックアツプ直前の状態の検
出後、その判別したブレーキ圧力に設定するルーチンで
ある。以下に説明するように、Dフラッグは、本発明に
従って車輪のロックアツプ直前の状態を検出した後設定
され、プログラムに条件設定をし、圧力釈放ルーチンを
実行しく第8図に図示)、ブレーキ圧力を釈放して、車
輪速度を復帰させる。
また、段階58にて、許容可能な最高ブレーキ圧力P 
は、10342kpa (1500psi)のような較
正定数K に等しく設定し、タイヤトルクの最高計算値
TtmをストアするRAM記憶装置の位置を0設定する
。その後、プログラムは、5ミリ秒の割込みルーチンを
出て、第5図の段階48の背景部ループに復帰する。
上述の段階/測定点52乃至58は、自動車の運転者が
ブレーキ作動を命令しない限り、5ミリ秒の間隔にて連
続的に反復される。しかし、ブレーキペダル16にブレ
ーキペダル力Fを作用させた場合、プログラムは、判別
点54から、非制動状態の仮想の車輪速度等によって自
動車の速度ω を推定する1連の段階に進む。初期値ω
 はブレーキ圧力■ ル16の作動前、段階56にて実際の車輪速度ωに等し
く設定しである。この1連の段階は、段階59にて開始
し、この場合、車輪速度(車輪の角加速度)の変化率ゐ
は、段階52にてストアした前の車輪速度の値および、
段階52にてストアした新しい値に基づいて求められる
。次いで、この車輪速度の変化率は、測定点60にて一
定の減速度1gと比較される。この減速度1gは、自動
車に可能な最大の減速度である、車輪の減速度が1g以
下の場合、自動車と車輪11は同一率にて減速している
とみなす。しかし、車輪の減速度が1g以上となっても
、自動車の減速度は、最高値1gに止まっているとみな
す。
車輪の減速度が1g以下の場合、プログラムは、測定点
60から判別点62に進み、この測定点62にてゐは0
と比較される。比較の結果、車輪は減速していることが
分かると、プログラムは、段階64に進み、ここで自動
車速度の変化率ゐ が車輪速度■ の変化率の実際の測定値と等しく設定される。しかし、
測定点62での比較の結果、車輪速度または車輪加速度
は何等変化していないことが明らかになった場合、プロ
グラムは、段階6Bに進み、ここで、車輪速度の変化率
ゐ は0設定される。
■ 測定点60に戻り、車輪の減速度が1g以上であると判
断された場合、プログラムは、段階68に進み、ここで
自動車速度の変化率ゐ は自動車に可■ 能な最大減速度1gに等しく設定される。
各段階64.68または68から、プログラムは、段階
70に進み、ここで自動車速度ω が推定される。
この推定は、前の割込みルーチンの実行中に求めた自動
車速度の初期値ωv−1および段階64.86または6
8にて測定した割込み期間中の5ミリ秒間隔Δ1を上廻
る自動車速度の変化率を基にして行なわれる。
段階70から、プログラムは、測定点72に進み、ここ
で段階52にて測定した実際の自動車速度のは、段階5
2にて測定した自動車速度ω と比較される。
■ 車輪速度が自動車速度を上廻る場合(車輪のブレーキ中
には生じない)、段階74にて、自動車速度ω を車輪
速度ωと等しく設定することによっ■ て自動車速度値を補正し、割込みルーチンの次の実行中
に段階70にて使用される自動車速度の初期値ωv−1
を車輪速度ωに等しく設定する。測定点72にて、車輪
速度ωが自動車速度ω 以下である■ と測定された場合、プログラムは、段階76に進み、こ
こで割込みルーチンの次の実行時、段階76にて使用さ
れる自動車速度の初期値へ−1を段階70にて測定した
自動車速度値と等しく設定する。
段階74または76の後、プログラムは、測定点78に
進み、ここで自動車速度は4.8kph(3mph)の
ような較正定数と比較する。自動車速度が4.8kph
(3mph)以下の場合、プログラムは、段階42に進
み、ここでブレーキ圧力命令信号P は、利得定数Gの
数倍のブレーキペダル力F値に等しく設定され、パワー
支援のブレーキ力が得られる。その後、プログラムは、
段階82に進み、ここで第2図の電磁弁18は非励起状
態となり、前述の段階58に進む。
自動車速度が4.8kph (3mph)以上の場合、
プログラムは、測定点78から段階84に進み、ここで
電磁弁18が励起されて、マスク・シリンダー4とアク
チュエータ12を切離す。その後、電子コントローラ2
0の制御通りに、アクチュエータ12のみを介して、ブ
レーキ力を作用させる。段階84から、プログラムは、
測定点86に進み、ここでDフラッグの状態が標本抽出
される。Dフラッグを再設定して、プログラムの条件再
設定を行ない、判別ルーチンを実行させる場合、プログ
ラムは段階88に進み、ここで判別ルーチンを実行する
測定点86がDフラッグの設定を測定した場合、プログ
ラムは、圧力釈放ルーチンを実行するように条件設定さ
れ、プログラムは、段階90に進み、ここで圧力釈放ル
ーチンを実行する。このルーチン時、車輪ブレーキ10
に対する圧力を釈放して、車輪11の速度をロックアツ
プ直前の状態から復帰させる。段階88または90の後
、プログラムは、第6図の5ミリ秒の割込みルーチンを
出て、第5図の段階48の背景部ループに復帰する。
第7図を参照すると、第6図の段階88の判別ルーチン
が示しである。このルーチンは、(A)パワー支援のブ
レーキ力を作用させ7、(B)タイヤと路面間の可能な
最大のブレーキ力に対応して、ブレーキスリップ量を臨
界値とするブレーキ圧ツノを判別し、(C)車輪ロック
アツプ直前の状態を検出し、プログラムに圧力釈放ルー
チン実行の条件設定を行ない、車輪がロックアツプ直前
の状態から復帰し得るようにし、および(D)ブレーキ
圧力を車輪のスリップ量が臨界値となる略判別圧力に再
設定する。
判別ルーチンは、測定点92にて開始し、段階94に進
み、ここでタイヤトルク値Ttは、段階59にて測定し
た車輪の角加速度ゐ、段階52にて測定したブレーキ圧
力P、および車輪の慣性モーメントの既知値I および
ブレーキ利得Kbに基づき、方程式(4)を用いて計算
する。段階94は、ブレーキ圧力P5の作用中、車輪1
1を加速させる傾向のタイヤトルクTtを監視する監視
手段を画成する。
段階94から、プログラムは、測定点96および段階9
8に進み、これらは、タイヤトルクを最大値とするブレ
ーキ圧力を判別し、車輪ロックアツプ直前の状態を示す
ピーク値からタイヤトルクが低下する値を測定する作用
をする。測定点96にて、段階94で計算したタイヤト
ルクTtは、記憶装置にストアした前の最大計算値T□
と比較される。段階94の計算値がストア値Ttl!l
より大きい場合、プログラムは段階98に進み、ここで
ストア値Ttfflは、段階94の大きい方の計算値に
設定され、タイヤトルクのストアした最大計算値と時間
的に対応するブレーキ圧力を示すブレーキ圧力のストア
値Pbmは、段階52にて測定したブレーキ圧力Pbに
等しく設定され、および車輪ロックアツプ直前の状態を
示す、タイヤトルクTDELとストアした最大計算値と
の差のストア値は、更新される。この実施態様において
、TDELは、タイヤトルクTtIllの最大計算値の
所定の%に相当する。従って、段階98にてストアした
値TDELは、TtIIl/KDELに等しく設定され
る(ここで、KDELは、車輪のスリップ量がその臨界
値を上廻り、車輪ロックアツプ直前の状態にあることを
示すとき、タイヤトルクが低下する%を設定する較正定
数である)。説明の目的上のみ、KDELは、4.0と
し、タイヤトルクT1は25%低下し得るようにする。
段階98は、タイヤトルクT□の最大計算値および時間
的にこれに対応するブレーキ圧力Pb−のストア手段を
画成する。
測定点96および段階98の前述の作用順序を反復し、
タイヤトルクが増加する限り、各々、判別ルーチンを実
行することができる。測定点96がタイヤトルクTtの
計算値はストアした最大計算値T1−下であると測定し
た場合、段階98はバイパスされる。これは、ブレーキ
圧力Pbにより車輪のスリップ量がその臨界値を上廻り
、タイヤトルクが低下する場合に生じる。このとき、ブ
レーキ圧力Pbmのストア値は、車輪のスリップ量が臨
界値となり、従ってブレーキ力が最大となるブレーキ圧
力を示し、TDELのストア値は、車輪ロックアツプ直
前の状態を意味するタイヤトルクの低下に相当する値で
ある。
次にプログラムは、車輪ロックアツプi 前の状態が存
在するか否か判断する。測定点99にて、ω/ω、比は
、それ以上になるとブレーキ作用が安定する基準値SL
と比較される。1実施態様において、St、は0.92
とし、車輪のスリップ量が8%となるようにする。上記
ω/ω、がSL以下である場合には、ブレーキ作用は不
安定になる虞れがある。特に、車輪のスリップ量がSL
で示した値を上廻り、車輪が減速する場合、車輪が減速
してロックアツプ状態に近づくのに伴ない車輪のスリッ
プ量が臨界値を上廻る結果、” DELに相当する量だ
け、タイヤトルクTtは、ストアしたタイヤトルクの最
大計算値Ttfl、以下の値にまで低下する。
測定点99がブレーキ作用は不安定となる虞れがあると
判断した場合、プログラムは、タイヤトルクがピーク値
より低下する程度(車輪11の減速時)または車輪スリ
ップ量を基にして車輪ロックアツプ直前の状態にあるか
否か測定する。測定点100は、車輪の加速度が負であ
るか否か判断する。負であれば、プログラムは、測定点
101に進み、段階94にて計算したタイヤトルクTt
が段階98にてストアしたタイヤトルクの最大計算値T
、。よりも値” DEL相当分以上低下しているか否か
判断する。
トルク値T が値” DEL相当分以上ピーク値より低
下せず、このパラメータからブレーキ作用が安定してい
ることを示す場合、または、測定点100にて判断した
車輪の加速度が0以下でない場合、プログラムは測定点
102に進み、ここでω/ω。
比は、いかなる路面状態に対しても可能な最大の臨界値
を上廻る車輪スリップ量を示す基準値(0,7のような
)と比較される。ω/ω 比がSm 以下の場合、ブレーキ作用は不安定となり、車輪ロック
アツプ直前の状態にあることを意味する。
測定点99.102共ブレーキ作用が安定していること
を示す場合、プログラムは、測定点104に進み、ここ
でパワー支援ブレーキの利得定数Gの数倍の作用ブレー
キペダル力Fに等しい運転者要求のブレーキ圧力を許容
可能な最大ブレーキ圧PI11と比較する。その結果、
最大値以下である場合には、プログラムは段階106に
進み、ここでブレーキ圧力命令値P は第1順位の遅れ
フィルタ方程式に従って運転者の要求圧力に調整され、
パワー支援ブレーキ作用が提供される。その後、プログ
ラムは、判別ルーチンを出て、段階48の背景部ループ
に復帰する。
測定点104にて、運転者の要求ブレーキ圧力が許容可
能な最大ブレーキ圧力P を上廻ると測定部 された場合、プログラムは、圧力ランブルーチンに進み
、ここで判別ルーチンを反復して実行することにより、
許容可能な最大ブレーキ圧力P およびブレーキ圧力命
令値P は、タイヤと路面間の状態如何による率にてラ
ンプ状に増加し、測定点104が許容可能な最大ブレー
キ圧力P は運転者の要求ブレーキ圧力以上に達したこ
とを検出するまで続き、または、運転者の要求ブレーキ
圧力の結果、不安定なブレーキ状態となる場合には、命
令したブレーキ圧力により車輪ロックアツプの直前の状
態となるまで続く。この車輪ロックアツプ直前の状態時
、車輪スリップ量の臨界値を設定するブレーキ圧力は、
測定点96および段階98によって判別され、また測定
点101にて車輪ロックアツプ直前の状態にあるか否か
判断するのに使用する値” DELの判別も行なう。判
別されたブレーキ圧力を利用して、車輪がロックアツプ
直前の状態から復帰した後命令ブレーキ圧力の再設定を
行なう。ブレーキ圧力がランプ状に増加する結果、車輪
のスリップ量を臨界値とするブレーキ圧力は低い頻度に
て定期的に再判別すれば済むことになる。
ブレーキ圧力のランプ状増加ルーチンは、測定点108
にて開始し、ここで、RAMタイミングレジスタの時刻
t を0と比較する。時刻t1の初期値はブレーキ圧力
命令値P のランプ状の増加に遅れを生じさせる。その
後、時刻t1は、ランプ状増加率を設定する作用をする
。時刻t1が0以上である場合、プログラムは段階11
0に進み、ここで時刻t1が遅くなる。その後、段階1
12にて、プログラムは、次の第1順位の遅れフィルタ
方等式に従って、許容可能な最大ブレーキ圧力P の所
定の圧力FRACに向けてブレーキ圧力口 命令値P を調整する。
P c =(Z p・Po0)+ (P2・PffI−FRAC)  ・・・・・・・・・
(5)ここで、Z およびZ はブレーキ圧力PbrI
iのスZ ドア値に基づいて設定した前述の値であり、このため、
P は路面とタイヤ間の摩擦係数如何により る率にてランプ状に増加する。P は、P の以COC 前の値である。この方等式の時間定数は、一般に小さい
ため、ブレーキ圧力Pbは、許容可能な最大ブレーキ圧
力P に向けて急速にランプ状に増加する。車輪ロック
アツプの直前状態の検出(以下の説明するように)後、
許容可能な最大ブレーキ圧力P をブレーキ圧力P 6
.(7)ストア値に設定することにより、段階112を
反復して実行して設定した命令ブレーキ圧力は、車輪ス
リップ量を臨界値とする圧力の所定の一部圧力FRAC
である。
1実施態様において、FRACは0.9とし、その結果
のブレーキ圧力は車輪スリップ量の略臨界値となる。
車輪ロックアツプ直前の状態が検出されず、運転者の要
求するブレーキ圧力が許容可能なブレーキ圧力P より
大きい限り、測定点/段階108乃至112は、tlが
0に減少するまで、5ミリ秒の割込み間隔にて反復され
る。時間t1が0にまで減少すると、プログラムは、測
定点108から測定点114に進み、ここでRAMタイ
ミングレジスタ内の時間t2が0と比較される。時間t
2が0以上の場合、プログラムは段階116に進み、こ
こで時間t2が遅れる。
段階116または測定点114の後、プログラムは段階
118に進み、ここで許容可能な最大ブレーキ圧力P 
は増分され、時間t1は、Kn (t2+1)に等しく
設定される(ここでK は較正定数である)。その後、
測定点/段階114乃至118は判別ルーチンを反復し
て実行したとき、時間t1が再び遅れてOとなるまでバ
イパスされる。このことから、許容可能な最大ブレーキ
圧力P は、K およびt2にて測定した間隔にて定期
的に増分される。時間t2が遅れて0となる場合、許容
可能な最大ブレーキ圧力P は判別ルーチンの実■ 行毎K に増分されることが分かる。時間t2のn この初期値は、以下に説明するようにブレーキ圧力Pb
mのストア値を基にしており、Pm1従ってP はタイ
ヤと路面間の摩擦係数如何による率にてランプ状に増加
する。
段階118の後、プログラムは、段階112に進み、こ
こでブレーキ圧力命令値P は、前述のように再設定さ
れる。上記段階を回復して実行することによりブレーキ
圧力Δ値P は指数関数的に増加する。(A)車輪ロッ
クアツプ直前の状態を現出させ、測定点96.98を介
してブレーキ圧力を再判別し、車輪スリップ量がその臨
界値となるまで、または(B)運転者の要求するブレー
キ圧力が許容可能な最大のブレーキ圧力P 以下となる
まで、上記ブレーキ圧力命令値P は増加を続ける。
車輪スリップ量が臨界値以上となる程度にまでブレーキ
圧力命令値P が増加した場合、車輪11は、急速にロ
ックアツプ状態に近づく。この車輪ロックアツプ直前の
状態は測定点101または102にて検出される。前述
のように、車輪のスリップ量が臨界値S、を上辺り、ま
た、車輪が測定点99゜100にて判断したように減速
することは、測定点101にて測定した値T99.に相
当する量だけ、タイヤトルクがタイヤトルクの最大計算
値Ttfflよりも低下し、またこのことは、車輪のス
リップ回均(臨界値を上辺り、車輪ロックアツプ直前の
状態にあることを意味することが分かる。測定点99乃
至101は、車輪ロックアツプ直前の状態にあることを
表示する表示手段を画成する。測定点99および100
の条件と異なる条件を採用し、測定点101にて測定し
た値” DELだけ、タイヤトルクが低下するのは、車
輪のスリップ量が臨界値を上辺る結果であることを明ら
かにすることもできる。例えば、プログラムは、タイヤ
トルクが値TDELだけタイヤトルクの最大計算値より
も低下したとき、車輪のスリップ量が増加しつつあるか
否か測定することができる。タイヤトルクの低下に伴な
って車輪のスリップ量が増加することは、車輪のスリッ
プ量が臨界値より大きい値であることを意味する。
また、車輪のスリップ量が測定点102にて測定した基
準値S を上辺る場合にも、車輪ロックアラ■ プ直前の状態にあることを意味する。車輪ロックアツプ
直前の状態が検出されると、その時点にて記憶装置にス
トアされたブレーキ圧力Pbt値は、車輪のスリップ量
を臨界値とする、従って、可能な最大のタイヤトルクと
するブレーキ圧力である。
車輪ロックアツプ状態の検出後、プログラムは測定点1
20に進み、ここで時間t は時間tK1と比較される
。了知し得るように、車輪ロックアツプ直前の状態から
復旧し、ブレーキ圧力が再設定可能となった後、所定の
時間間隔t K2(500ms)内に車輪ロックアツプ
状態を検出した場合に限り、上記2つの値は等しくなる
。ブレーキ圧力を再作用させた後の期間内に車輪ロック
アツプ状態が生じたことは、不安定なブレーキ圧力が作
用し、車輪ロックアツプ直前の状態となったことを意味
する。この状態が存在すればプログラムは測定点122
に進み、ここで段階98にてストアされ、車輪スリップ
量を臨界値に設定する圧力として判別されたブレーキ圧
力Pbmは、車輪ロックアツプ直前の状態に基づくブレ
ーキ圧力命令値P。と比較される。ブレーキ圧力Pb1
.lが圧力命令値P。より大きい場合には、プログラム
は、段階124に進み、ここでブレーキ圧力Pb−スト
ア値は補正されてブレーキ圧力命令値P となる。この
状態は、ブレーキ摩擦係数の変化、またはタイヤトルク
Ttの計算に使用する各種定数の誤差前れかに起因して
、タイヤトルクの計算に誤差が生じたことを意味する。
車輪のスリップ量を臨界値とするブレーキ圧力は、車輪
ロックアツプ直前の状態に起因するブレーキ圧力命令値
P より大きくなることは給体になく、このため、値P
bmは、値P。まで低下し、車輪ロックアツプ直前の状
態となる。
時間t2がtklに等しくない場合には測定点120か
ら、またPb[l、がP。以下の場合には測定点122
から、もしくは段階124から、プログラムは、段階1
25に進み、ここで値t は、K−(1−kl    
tl Pb0/Kp)に等しく設定される(ここにおいて、段
階58に関して説明したようにKtlは較正定数、K 
はブレーキ圧力の限界値である)。上記式かp ら、Ktlは、最大のブレーキ力を生じるブレーキ圧力
Pbll1のストア値に反比例して変化することが分か
る。この結果、測定点114、段階116および118
を介して行われるブレーキ圧力の増加率が段階98にて
ストアしたタイヤトルクの最大計算値Ttmに比例して
変化する。
次に、段階126にて、段階112でフィルタ方程式(
5)に使用する値Z およびZ2が設定される。
Zpは、方程式(K2− P、[、l/に、)K2と等
しく設定される(ここにおいて、K は較正定数である
)。1実施態様において、K2は、5.0とし、摩擦係
数の大きい路面にてブレーキをかけたとき、Z が約0
.8となるようにする。Z2は、1−Z に等しく設定
する。了知し得るように、値Z およびZ は、タイヤ
トルクの最大計算値z T となるブレーキ圧力P、−判別したストア値m 如何による。このため、フィルタ方程式(5)は、値P
b−増加に伴なって減少する時間定数を有する。この結
果、摩擦係数の大きい路面に対してブレーキ圧力をより
迅速に作用させることができる。
次に、段階127にて、Dフラッグは、圧力釈放ルーチ
ンを実行し得るようにプログラムを条件設定するよう設
定し、ブレーキ圧力を再作用させる一定の初期条件が設
定される。この初期条件には、ブレーキ圧力PbIII
のストア値(車輪スリップ量が臨界値になると判別され
たブレーキ圧力)と等しく許容可能な最大ブレーキ圧力
P、を設定すること、時間t を所定の時間間隔tK2
に等しく設置 定すること、および時間t2を前述の値tKlに等しく
設定することが含まれる。なお、上記値tKlは、値P
bII如何によって、上述のように、路面状態の関数と
して、値P の増加率を制御する初期 、値t2を設定
する。
次に、プログラムは、段階128に進み、ここで圧力釈
放ルーチンを実行する。その後、第5図の5ミリ秒間隔
の割込みルーチンを実行する間、識別ルーチンは、測定
点86を介してバイパスされ、段階90の圧力釈放ルー
チンは、再度D−フラッグが設定されるまで実行される
。測定点/段階120乃至128は、車輪ロックアツプ
直前の状態を検出した後、ブレーキ圧力の略最後にスト
アした値に対しブレーキ圧力を再作用させる再作用手段
を画成する。
第7図の判別ルーチンの段階128、および第6図の割
込みルーチンの段階90にて実行した圧力釈放ルーチン
は、第8図に示しである。このルーチンは測定点130
にて入り、測定点131に進み、ここで車輪速度ωと非
制動状態の仮想上の車輪速度ω の比で示した車輪のス
リップ量が自動車■ 速度に近づく車輪速度を示す定数SKと比較される。定
数SKは、例えば、0.92とし、8%の車輪スリップ
量とすることができる。上記比が定数SK以下の場合、
プログラムは測定点132に進み、ここで車輪の角加速
度ゐは、1gといった低い値のめ、と比較される。車輪
速度がロックアツプ直前の状態から復帰するこの時点に
て加速し始めない場合、プログラムは、段階134に進
み、ここでブレーキ圧力命令値P は0設定され、車輪
速度は車輪ロックアツプ直前の状態から自動車速度に復
帰することができる。段階134から、プログラムは測
定点136に゛て、ロックアツプ状態からの復帰が検出
されなかった場合であっても、それ以上ブレーキ圧力が
再作用される許容可能な最大時間K とブレーキ圧力を
釈放した時間tRを比較する。この許容可能な最大時間
KRを越えなかった場合、時間tRは段階138にて増
分され、プログラムは、第5図の段階48の背景部ルー
プに復帰する。
測定点132に戻ると、車輪の角加速度ゐがぁ。
を上廻らない場合、ブレーキ圧力命令値P。はそのとき
に段階140に存在するブレーキ圧力Pbに等しく設定
され、車輪速度の復旧が検出されるまでブレーキ圧力は
保持される。
次に、測定点142にて、この車輪の角加速度ゐ は、
前の車輪の角加速度ゐ、−1と比較される。
を 車輪の加速度が増大し、車輪のスリップ量は臨界値に向
けて低下しつつあることを示すと、プログラムは前述の
段階136に進む。
測定点131が車輪のスリップ量は、定数SKで示した
値以下まで低下した、ことから車輪速度の復旧を検出し
た場合、または測定点142が車輪のスリップ量は車輪
の加速度の低下によって示した臨界値以下であることを
検出した場合、もしくは測定点136がブレーキ圧力釈
放持続時間は許容可能な最大時間KRを越えると検出し
た場合、プログラムは、段階144に進み、ここでDフ
ラッグを再設定し、プログラムが第7図の判別ルーチン
を実行し得るよう条件設定する。また、この段階にて、
タイヤトルクの最大計算値”tmは、0設定され、判別
ルーチンは車輪のスリップ量の臨界値を設定するブレー
キ圧力を再判別し得るように条件設定する。また、非制
動状態の仮想的車輪の速度(自動車速度)ω は自動車
速度の最後の測定値ωに■ 等しく設定され、時間tRも再設定される。次いでプロ
グラムは、第8図の圧力釈放ルーチンを出て、段階48
の背景部ループに復帰する。
第6図の5ミリ秒間隔の割込みルーチンの実行後、プロ
グラムは、段階88にて判別ルーチンを実行し、車輪ロ
ックアツプ直前の状態を検出した後、段階127にて再
びDフラッグの設定が為されるまで継続する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2種類の路面状態時における車輪と路面間の
スリップ回の%関数として、車輪と路面間のブレーキ力
係数を示す線図、 第2図は、本発明に依って車輪ブレーキを制御するブレ
ーキ装置の全体的線図、 第3図は、車輪ロックアツプを防止し得るようブレーキ
圧力を調整する第2図のアクチュエータの縦断面図、 第4図は、本発明に依りブレーキ装置のパラメータに応
答してブレーキ圧力を制御し、車輪ロックアツプを防止
する第2図の電子コントローラの線図、および 第5図乃至第8図は、第4図の電子コントローラの作用
を示す線図である。 (主要符号の説明) 10・・・車輪ブレーキ   11・・・車 輪12・
・・アクチュエータ  14・・・マスク・シリンダ1
6・・・ブレーキペダル  18・・・電磁弁20・・
・電子コントローラ 22・・・ブレーキペダルセンサ 24・・・車輪速度センサ  26・・・圧力センサ2
8・・・DCトルクモータ 30・・・入力歯車32・
・・出力歯車     34・・・駆動部材36・・・
被駆動部材 40・・・デジタルコンピュータ 41・・・モータ制御回路 ・Zf  点

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、a)ブレーキ作動中、車輪を加速させる傾向のタイ
    ヤトルク値を測定する段階(94)と、b)車輪にブレ
    ーキをかける毎に測定したタイヤトルクの最大計算値(
    T_t_m)をストアする段階(98)と、 c)車輪と路面間のスリップ量を測定する段階(99)
    と、および d)車輪と路面間のスリップ量が所定の状態の時、タイ
    ヤトルクの測定値が所定の量(T_D_E_L)だけス
    トアした最大計算値より低下するとき、車輪ロックアッ
    プ直前の状態を表示する段階(100、101)とを備
    えることを特徴とする、路面上を走行する自動車の制動
    車輪(11)のロックアップ直前の状態の検出方法。 2、タイヤトルクの所定の低下量がタイヤトルクのスト
    アした最大計算値(T_t_m)の所定の%に相当する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載した検出
    方法。 3、所定の状態のスリップ量が所定の量を上廻る値であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載した検
    出方法。 4、所定の状態のスリップ量が増加する値であることを
    特徴とする特許請求の範囲第2項に記載した検出方法。 5、車輪と路面間のスリップ量が臨界値以上まで増加す
    ると、ロックアップする傾向の車輪(11)のブレーキ
    に作用されるブレーキ圧力(P_b)を制御する装置に
    おいて、 a)ブレーキ圧力(P_b)の作用中、車輪を加速させ
    る傾向のブレーキ力を監視する監視手段(94)と、 b)ブレーキ圧力を作用させる毎に監視した最大ブレー
    キ力およびこれと時間的に対応するブレーキ圧力(P_
    b_m)をストアするストア手段と、 c)監視したブレーキ力が、車輪のスリップ量が臨界値
    よりも増加したとき監視した最大ブレーキ力のストア値
    より所定の量だけ低下する場合に、車輪ロックアップ直
    前の状態を表示する表示手段(99−101)と、およ
    びd)検出された車輪ロックアップ直前の状態後、ブレ
    ーキ圧力(P_b_m)のほぼ最後のストア値までブレ
    ーキ圧力を再び作用させる再作用手段とを備えることを
    特徴とするブレーキ圧力の制御装置。 6、前記監視手段が、次式に従い、車輪(11)を加速
    させる傾向のタイヤトルク(T_t)を測定する測定手
    段(94)を備え、ストア手段(98)がブレーキ圧力
    を作用させる毎にタイヤトルクの最大計算値(T_t_
    m)をストアし、および表示手段(99−101)が車
    輪のスリップ量が臨界値よりも低下したとき、推定した
    タイヤトルク(T_t)がT_t_m/K_D_E_L
    に相当する量だけストアしたタイヤトルクの最大計算値
    (T_t_m)より低下する場合に車輪ロックアップ直
    前の状態を表示することを特徴とする特許請求の範囲第
    5項に記載したブレーキ圧力の制御装置。 T_t=I_w■+P_bK_b ここで、■は車輪の角加速度、I_wは車輪の慣性モー
    メント、およびK_bは定数である。
JP62169613A 1986-07-07 1987-07-07 車輪ロックアップ直前の状態の検出方法およびブレ−キ圧力制御装置 Expired - Lifetime JPH0729597B2 (ja)

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