JPS6347663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、制動時に、車輪速を制動目標車輪速
に滑らかに収束するようにしたアンチスキツド制
御装置に関する。

一般に、急制動中に車輪がロツクすることによ
るスリツプを防止するためのアンチスキツド制御
装置は、スリツプ率が15％付近になるとき、路面
との摩擦係数が最大となり、最も高いブレーキ効
率が得られることから、制動中のスリツプ率が15
％付近となるように、車輪速を制御することを意
図している。

このため、従来のアンチスキツド制御装置は、
車両速度に対するスリツプ率が15％となる制動目
標車輪速を制動中に発生し、ブレーキ油圧を増圧
して車輪速が制動目標車輪速を下回つたらブレー
キ油圧を減圧に切換え、車輪速が回復して制動目
標車輪速を上回つたらブレーキ油圧を再び増圧す
ることを基本に、ブレーキ油圧の増加率および減
少率を変えたり、増圧と減圧とを繰り返す時間割
合を変えたりするなどの種々の方式をもつて、車
輪速を制動目標車輪速に収束させる油圧制御を行
なつている（例えば、特開昭50−138286号公報参
照）。このような油圧制御も、制動中における路
面との摩擦係数の変化がわずかであれば、制動目
標に対する車輪速の追従性は良いが、制動中に摩
擦係数が大きく変化したような場合には、この摩
擦係数の変化が車輪速の収束を妨げる外乱となつ
て表われ、目標値に対する車輪速の追従性が低下
するという問題があつた。

このような従来の問題点を解決するため、本願
発明者等は、スキツド制御する車輪の車輪速が制
動目標車輪速を下回つている間は、ブレーキ油圧
の減圧と減圧中止との時間割合を車輪の減速度の
大きさに応じて繰り返し変化させ、車輪速が制動
目標車輪速以上になつている間は、ブレーキ油圧
の増圧と増圧中止との時間割合を車輪の減速度に
応じて繰り返し変化させるようにしたアンチスキ
ツド制御装置を提案している。

上記の装置は、制動目標車輪速を境に、ブレー
キ油圧の減圧と減圧中止、又は増圧と増圧中止の
時間割合を車輪の減速度の大きさに応じて繰り返
し変化させるようにしたため、制動中の車輪速は
速やかに制動目標車輪速に収束する。

ところで、上記の装置によるスキツド制御で車
輪速が制動目標車輪速に近ずいた収束状態になる
と、第１図に示すように、車輪速V_wは制動目標
車輪速V_w0を中心に緩やかな振動波形を描いて追
従している。ところが、時刻t₁，t₂，t₃，…に示
すように、車輪速V_wが制動目標車輪速V_w0を横
切る時点を把えてみると、横切つた直後の制御サ
イクルにおいて、比較的大きなブレーキ油圧P_w
の変化を生ずる。このような比較的大きいブレー
キ油圧の変化は、変化の大きさに応じた車輪速
V_wの減速又は回復をもたらすので、車輪速V_wの
振動を助勢することとなり、制動目標車輪速への
追従性に大きく影響する。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、油圧の
オン、オフ制御による余分の振動の発生を抑制す
るため、制動目標車輪速に基づいて定めた所定の
変動範囲内に車輪速が収束し、且つ所定の減速度
を下回つている時には、ブレーキ油圧の制御を中
止して油圧を保持するようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は、本発明の一実施例を示した図であ
る。まず構成を説明すると、１ａ，１ｂは微分回
路、２ａ，２ｂは増幅器であり、車輪速V_wを微
分して、スキツド制御する車輪の減速度信号e₁，
e₂をそれぞれ出力する。R₁，R₂及びR₃，R₄は、
増幅器２ａ，２ｂからの減速度信号をバイアスす
るための分圧抵抗である。３は比較器で、車輪速
信号V_wと制動目標車輪速信号V_w0との大小関係
を判別し、V_w＞V_w0のとき判別出力e₃はＨレベル
となり、V_w＞V_w0のとき判別出力e₃はＬレベルと
なる。

４は三角波発振器で、増幅器４ａ，４ｂによつ
て正帰還ループを形成し、コンデンサC₀の充放
電により定まる所定周期の三角波信号e_tを出力
し、この周期がブレーキ油圧の減圧と減圧中止、
又は増圧と増圧中止との時間割合を変化させる制
御サイクルを設定する。例えば、車輪速の描くス
キツドサイクルは一般に数百ミリ秒であるが、こ
れに対し三角波信号e_tの周期は十分に短かい十ミ
リ秒程度としている。

５ａ，５ｂはパルス変調器として作動する比較
器であり、共に、e₁，e₂＞e_tのとき比較出力e₄，
e₅はＨレベルとなり、逆に、e₁，e₂＜e_tのとき比
較出力e₄，e₅はＬレベルとなる。

６，７はインバータ、８はナンドゲート、９は
アンドゲート、１０ａ，１０ｂは増幅器、１１は
油圧調整装置である。

上記の構成に加えて、まず車輪速V_wが制動目
標車輪速V_w0を中心とする予め定めた制動目標範
囲内にあるかどうかを判別する回路手段として、
１２は制動目標車輪速V_w0をβ₁倍してβ₁・V_w0と
なる制動目標範囲の上限を設定する上限設定器、
１３は制動目標車輪速V_w0をβ₂倍してβ₂・V_w0と
なる制動目標範囲の下限を設定する下限設定器で
あり、例えば、β₁＝1.05，β₂＝0.95のように、±５
％の範囲を制動目標範囲として設定する。１４は
車輪速V_wと上限設定値β₁・V_w0との大小関係を判
別する比較器で、V_w＞β₁・V_w0のとき比較出力e₆
はＬレベルとなり、V_w＜β₁・V_w0と範囲に入ると
比較出力e₆はＨレベルとなる。また、比較器１５
は車輪速V_wと下限設定値β₂・V_w0との大小関係を
判弁する比較器で、V_w＜β₂・V_w0のように下限値
を下回ると比較出力e₇はＬレベルとなり、V_w＞
β₂・V_w0のように下限値を上回ると比較出力e₇は
Ｈレベルとなる。

また、車輪の減速度±（dV_w／dt）が、予め定
めた所定値α₁と−α₂との間にあることを判別する
ための回路手段として、１ｃは微分回路、２ｃは
増幅器であり、車輪速V_wを微分することで、減
速度±（dV_w／dt）を出力し、抵抗R₅，R₆にて所
定のバイアスを受ける。１６は減速度（dV_w／
dt）と設定値α₁との大小関係を判別する比較器
で、（dV_wｔ／dt）＞α₁のように設定値α₁より大き
いとき比較出力e₈はＬレベルとなり、（dV_wｔ／
dt）＜α₁のように設定値α₁より小さいとき比較出
力e₈はＨレベルとなる。また、１７は減速度（−
dV_wｔ／dt）と設定値α₂との大小関係を判別する
比較器で、（dV_wｔ／dt）＞α₂のように設定値α₂よ
り大きいとき比較出力e₉はＬレベルとなり、
（dV_wｔ／dt）＜α₂のように設定値α₂より小さいと
き比較出力e₉はＨレベルとなる。

１８は信号e₆，e₇，e₈，e₉の４入力をもつナン
ドゲートで、入力信号e₆〜e₉の全てがＨレベルと
なるときのＬレベル出力により、上記ナンドゲー
ト８及びアンドゲート９を禁止状態とする。すな
わち、ナンドゲート１８は、車輪速V_wが、β₂・
V_w0＜V_w＜β₁・V_w0であり、且つ減速度（dV_w
ｔ／dt）が−α₂（dV_wｔ／dt）＜α₁であるとき、Ｌ
レベル出力を生じ、それ以外のときはＨレベル出
力となる。

尚、上限設定器１２および下限設定器１３によ
る制動目標車輪速V_w0を中心とする制動目標範囲
を定める他の構成として、例えば、制動時に車両
速度V_cが得られるような装置では、この車両速
度V_cに基づいて、上限β₁・V_c及び下限β₂・V_cを
定めても良く、この場合、β₁＝0.85，β₂＝0.80の
ように定めておけば良い。

また、ナンドゲート８から出力されるEV信号
は、V_w＞V_w0のときに、ブレーキ油圧の増圧と
増圧中止の時間割合を減速度の大きさに応じて繰
返し変化させるＨレベルで増圧中止、Ｌレベルで
増圧となる矩形パルス列であり、一方、アンドゲ
ート９から出力されるAV信号は、V_w＜V_w0のと
きに、ブレーキ油圧の減圧と減圧中止の時間割合
を減速度の大きさに応じて繰返し変化させるＨレ
ベルで減圧、Ｌレベルで減圧中止となる矩形パル
ス列であることから、油圧調整装置１１として
は、増圧弁（EV弁）と減圧弁（AV弁）との２
つの電磁弁を用いたアクチユエータを有し、EV
弁は、EV信号のＨレベルによる付勢でブレーキ
油圧の供給を停止し、EV信号のＬレベルによる
消勢でブレーキ油圧を供給して増圧を行なうよう
に作動し、一方、AV弁は、AV信号のＨレベル
による付勢でブレーキ油圧を減圧し、AV信号の
Ｌレベルによる消勢でブレーキ油圧の減圧を中止
するように作動する。

次に作用を説明する。

第３図は、上記の実施例による制動中の車輪速
V_w、車輪の減速度、EV及びAV信号、及びブレ
ーキ油圧P_wのそれぞれについての経時変化を示
したグラフ図である。

そこで、第３図を参照して、第２図の実施例の
動作を説明するに、制動中に発生される制動目標
車輪速V_w0の他に、本発明では、上限設定器１２
および下限設定器１３の各設定値に基づいて、制
動目標車輪速V_w0を中心に、斜線部で示すような
制動目標範囲を設定している。

ブレーキを踏んだ直後では、車輪速V_wの振幅
は大きく、車輪の減速度（dV_wｔ／dt）も大きく
変化している。

このような場合に、時刻t₁で車輪速V_wが制動
目標値V_w0を下回ると、それまでブレーキ油圧の
増圧と増圧中止を行なう時間比を制御していた
EV信号は、比較器３の出力e₃がV_w＜V_w0により
Ｌレベルとなつてナンドゲート８を禁止状態とす
るので、比較器５ａで作られていたパルス幅変調
信号e₄の出力は禁止され、EV信号はＨレベルと
なる（増圧中止）。逆に、比較器３のＬレベル出
力はインバータ７を介してアンドゲート９に加わ
るので、アンドゲート９が許容状態となり、時刻
t₁を過ぎると、比較器５ｂで作り出されたパルス
幅変調信号e₅がアンドゲート９を通つて、AV信
号として油圧調整装置１１に与えられる。AV信
号は、減速度の大きさ正の方向に向うにつれて、
ブレーキ油圧を減圧する時間幅を、減圧中止の時
間幅に対し減少する矩形パルス列となつているの
で、ブレーキ油圧P_wは時刻t₁の直後における減少
割合は大きくなるが、時間の経過と共に減圧の度
合が緩やかとなるように変化する。

時刻t₂に至ると、車輪速V_wは回復して、制動
目標値V_w0を上回るようになるので、V_w＞V_w0の
条件のもとに、比較器３の出力はＨレベルとな
り、このためアンドゲート９が禁止状態となつ
て、AV信号はＬレベルを保ち（減圧中止）、逆
に、ナンドゲート８が許容状態となつて、再び比
較器５ａで作り出されたパルス幅変調信号e₄を
EV信号として出力し、車輪の減速度が負の方向
に向うにつれて、増圧時間幅が増圧中止の時間幅
に対して順次減少するようになる矩形パルス列を
油圧調整装置１１に与え、このため、時刻t₂直後
でのブレーキ油圧の増加割合は大きいが、時間の
経過と共に増圧の度合が緩やかとなるように変化
する。

このようなEV信号又はAV信号によるブレー
キ油圧P_wの制御は、ナンドゲート１８の出力が
Ｈレベルとなる条件のもとに行なわれる。すなわ
ち、車輪速V_wが制動目標範囲内にあつても、減
速度（dV_wｔ／dt）がα₁と−α₂の間になければ、
ナンドゲート１８の出力はＨレベルであり、ナン
ドゲート８及びアンドゲート９を許容状態とす
る。逆に、車輪速V_wが制動目標範囲を外れてい
て、減速度（dV_wｔ／dt）がα₁と−α₂の間にあつ
ても、同様にナンドゲート１８の出力はＨレベル
となつて、ナンドゲート８及びアンドゲート９を
許容状態とする。

すなわち、ナンドゲート１８は、車輪速V_wが
制動目標範囲内にあり、且つ減速度（dV_wｔ／
dt）がα₁と−α₂との間にあるとき、その入力が全
てＨレベルとなつて、出力がＬレベルとなり、こ
のＬレベル出力によりナンドゲート８及びアンド
ゲート９を禁止状態として、EV信号をＨレベル
とし、またAV信号をＬレベルに固定する。

このナンドゲート１８の出力がＬレベルとなる
上記の条件は、第３図のグラフにおける時刻t₃に
て生じている。

すなわち、時刻t₃で、車輪速V_wは制動目標範
囲の上限（β₁・V_w0）を下回り、このときの減速
度（dV_wｔ／dt）は、設定減速度α₁−α₂の間にあ
るので、比較器１４，１５，１６，１７の出力
e₆，e₇，e₈，e₉のそれぞれがＨレベルとなり、そ
のためナンドゲート１８のＨレベル出力がＬレベ
ルに切り換り、時刻t₃までAV信号を出力してい
たアンドゲート９を禁止状態とし、AV信号をＬ
レベルに固定する。

従つて、時刻t₃までの時間比制御をもつて増加
していたブレーキ油圧P_wは、時刻t₃における一定
のブレーキ油圧に保持され、この一定ブレーキ油
圧をもつて、車輪の制動を行なう。

このようなブレーキ油圧の保持は、車輪速V_w
が制動目標範囲内に収つている限り継続され、こ
の制動目標範囲内における車輪速の変化では、設
定減速度α₁と−α₂で定まる範囲を外れるような大
きな減速度を生ずることもないので、車輪速V_w
は制動目標車輪速V_w0に収束した状態となる15％
付近のスリツプ率を保つたまま減速するようにな
る。

もちろん、目標制動範囲に収つた状態で、路面
の状態が変化すると、車輪速V_wは目標制動範囲
を外れる場合があるが、このような場合には、再
びナンドゲート１８の出力がＨレベルに戻つて、
時刻t₃までにおけると同様なブレーキ油圧の制御
に切り換るので、車輪速が制動目標範囲を外れて
も速やかに戻つてくるようになる。

第４図は、第２図の実施例にて微分回路１ｃ、
増幅器２ｃ、比較器１６，１７で構成される車輪
の減速度（dV_wｔ／dt）が、−α₂＜（dV_wｔ／dt）
＜α₁にあるかどうかを判別する回路部と同じ作用
を果す他の実施例を示したものである。

すなわち、第２図の実施例では、閾値α₁と−α₂
を設定するようにしているが、第４図の実施例で
は、制動目標車輪速V_w0又は車両速度V_cの減速度
と、車輪の減速度との差を求め、この差が予め定
めた値δ₁と−δ₂との間にあるかどうかを判別する
ようにしている。

まず構成を説明すると、２０は車輪速V_wを微
分して増幅器２１より車輪の減速度（dV_wｔ／
dt）＝α_wを出力させる微分回路、２２は制動目標
車輪速V_w0を微分して増幅器２３より制動目標車
輪速の減速度（dV_w0ｔ／dt）＝α_w0を出力させる
微分回路、２４は増幅器２１，２３からの減速度
の差（α_w0−α_w）を算出する差動増幅器、２５は
（α_w0−α_w）＞δ₁のときＬレベル出力を、また（α_w0
−α_w）＜δ₁のときＨレベル出力を行なう比較器、
２６は（α_w0−α_w）＜−δ₂のときＬレベル出力を、
また（α_w0−α_w）＞−δ₂のときＨレベル出力を行な
う比較器であり、比較器出力e′₈，e′₉は、第２図
におけるナンドゲート１８に与えられる。

次に作用を説明する。

まず、微分回路２０及び増幅器２１で作り出さ
れる車輪の減速度α_wは、第２図と同じ車輪速V_w
の変化を例にとると、第５図Ａに示す変化とな
る。一方、目標制動車輪速V_w0の減少率が一定で
あるとすると、微分回路２２及び増幅器２３で作
り出される減速度α_w0は負の一定値となる。

このような場合、差動増幅器２４の出力となる
（α_w0−α_w）は第５図Ｂのように、同図Ａの減速
度V_w0を原軸として、減速度α_wを反転した曲線と
なる。

この（α_w0−α_w）を示す曲線につき、比較器２
５，２６にて、閾値δ₁と−δ₂が設定され、−δ₂＜
（α_w0−α_w）＜δ₁となるとき、比較器２５，２６の
出力e′₈，e′₉は共にＨレベルとなり、第２図にお
けるナンドゲート１８の出力をＬレベルにする条
件を作り出す。

このような第４図の実施例における特徴は、第
２図の実施例では、制動目標車輪速V_w0の傾きが
変化しても、この変化と無関係に、車輪の減速度
α_wが設定値α₁と−α₂との間にあるかどうかを判
別していたが、第４図の実施例では、制動目標車
輪速V_w0の傾きの変化に応じて（α_w0−α_w）の曲
線がシフトされるようになり、車両の減速度の変
化に応じた減速度についての制動目標範囲を設定
することができるという点にある。

このため、ブレーキ油圧の増圧又は減圧を中止
して、そのときのブレーキ油圧に保つようにする
制御が、実際の路面状況に応じてより適確になさ
れる。

尚、上記の制動目標車輪速の傾きを反映させる
第３図の制御と同等の作用は、第３図のグラフに
おいて、制動目標車輪速V_w0の傾き（減速度）の
大きさに応じて、車輪の減速度α_wについて設定
した閾値α₁，−α₂のそれぞれをシフトすることに
よつても実現できる。

また、上記の実施例は、制動目標車輪速V_w0を
用いるものであつたが、V_w0の代わりに、ドツプ
ラーレーダ等で検出した車両速度V_cを用いても
同じであり、Ｇセンサー等により、直接車両の減
速度を検出して比較器２４に与えるようにしても
良い。

以上説明してきたように、本発明によれば、そ
の構成を、車輪速が制動目標車輪速を中心とする
予め定めた制動目標範囲内に収束し、且つ、収束
したときの減速度の大きさが所定値以下のとき、
ブレーキ油圧の増圧又は減圧を中止して、そのと
きのブレーキ油圧を一定に保つようにしたため、
制動目標車輪速に車輪速が収束した状態における
車輪速の振動を抑えることができ、最大ブレーキ
効率となる制動目標車輪速に実際の車輪速を一致
させた状態を保つたまま減速を行なうことができ
るようになり、制動停止距離の短縮化を実現する
と共に、制動中の車輪速の振動変化が抑えられて
いるので、乗員に対する制動フイーリングの大幅
な改善を行な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】

第１図は、時間比制御のみによるスキツド制御
を示したグラフ図、第２図は本発明の一実施例を
示したブロツク図、第３図は第２図の実施例によ
る制動中の車輪速、その減速度、油圧制御出力、
及びブレーキ油圧の経時変化を示したグラフ図、
第４図は第２図の実施例で用いる回路部の他の実
施例を示したブロツク図、第５図は第４図の実施
例による判別動作を第３図のグラフに対応して示
したグラフ図である。 １ａ，１ｂ，１ｃ，２０，２２…微分回路、２
ａ，２ｂ，２ｃ，１０ａ，１０ｂ，２１，２３…
増幅器、３，５ａ，５ｂ，１４，１５，１６，１
７，２５，２６…比較器、４…三角波発振器、
６，７…インバータ、８，１８…ナンドゲート、
９…アンドゲート、１１…油圧調整装置、１２…
上限設定器、１３…下限設定器、２４…差動増幅
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車輪速度が制動目標車輪速になるようにブレ
   ーキ油圧を増圧、減圧又は保持するブレーキ油圧
   調整手段と、 上記制動目標車輪速を基準として所定の変動範
   囲を定める制動目標範囲設定手段と、 車輪速が上記変動範囲内にあり、且つ車輪の減
   速度が所定値を下回つていることを判別して出力
   する判別手段と、 該判別手段が出力したときに、上記ブレーキ油
   圧調整手段によるブレーキ油圧の増圧及び減圧を
   中止して油圧を保持する信号を出力する保持信号
   出力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。