(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のサンプル時間τ毎に車輪速度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された車輪速度を、車輪の加速度の定常成分が除去されるように、処理する処理手段と、
以下の関係式と前記処理手段により処理された車輪速度の時系列データωhiとに基づいて、トルクのスリップ速度に対する勾配であるトルク勾配ｋiを推定する推定手段と、
を備えたトルク勾配推定装置。
ｋi（τ/Ｊ）[ωhi[k-1]−ωhi[k-2]]＝−ωhi[k]＋２ωhi[k-1]−ωhi[k-2]
ただし、Ｊは車輪慣性、iは車輪を識別する識別情報、ｋはサンプル時間τを単位とするサンプル時刻をそれぞれ表す。
【請求項２】
前記処理手段は、１次以上のハイパスフィルタで構成した請求項１記載のトルク勾配推定装置。
【請求項３】
前記処理手段は、車輪の加速度の定常的な値がオフセット値とみなすことの可能なハイパスフィルタで構成した請求項２記載のトルク勾配推定装置。
【請求項４】
所定のサンプル時間τ毎に車輪速度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された車輪速度を、車輪の加速度の定常成分が除去されるように、処理する処理手段と、
以下の関係式と前記処理手段により処理された車輪速度の時系列データωhiとに基づいて、制動トルクのスリップ速度に対する勾配である制動トルク勾配ｋiを推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された制動トルク勾配が基準値を含む所定範囲の値となるように車輪に作用するブレーキ力を制御する制御手段と、
を備えたアンチロックブレーキ制御装置。
ｋi（τ/Ｊ）[ωhi[k-1]−ωhi[k-2]]＝−ωhi[k]＋２ωhi[k-1]−ωhi[k-2]
ただし、Ｊは車輪慣性、iは車輪を識別する識別情報、ｋはサンプル時間τを単位とするサンプル時刻をそれぞれ表す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルク勾配推定装置及びアンチロックブレーキ制御装置に係り、詳細には、車輪速の時系列データからスリップ速度に対するトルクの勾配を推定するトルク勾配推定装置及び制動トルクの勾配に基づいて車輪に作用するブレーキ力を制御するアンチロックブレーキ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定のサンプリング周期毎に車輪速度の時系列データを検出し、検出した車輪速度の時系列データに基づいて、車輪速度の変化の履歴及び車輪加速度の変化の履歴を演算し、これらの演算値に基づいて制動トルク勾配（制動トルクのスリップ速度に対する勾配）を推定し、推定した制動トルク勾配に基づいて車輪に作用するブレーキ力を制御するアンチロックブレーキ制御装置が提案されている（特願平８−２１８８２８号公報）。
【０００３】
ところで、このアンチロックブレーキ制御装置は、制動トルクをスリップ速度の一次関数で近似した車輪及び車体運動方程式に基づいて、制動トルク勾配を推定するものである。上記一次関数は、２つの未知係数の内の１つが制動トルク勾配となっている。
【０００４】
しかしながら、上記一次関数は２つの未知係数を含んでいるので、制動トルク勾配の推定のための演算量が多く必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、演算量を少なくしてトルク勾配を推定することの可能なトルク勾配推定装置及びアンチロックブレーキ制御装置を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため第１の発明は、所定のサンプル時間毎に車輪速度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された車輪速度を、車輪の加速度の定常成分が除去されるように、処理する処理手段と、車輪及び車体各々の運動方程式から得られかつ車輪の加速度を用いた運動方程式から車輪加速度の定常項を省略して得られるトルク勾配を未知数として含む関係式と前記処理手段により処理された車輪速度の時系列データとに基づいて、トルクの勾配を推定する推定手段と、を備えている。
【０００７】
第２の発明は、所定のサンプル時間毎に車輪速度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された車輪速度を、車輪の加速度の定常成分が除去されるように、処理する処理手段と、車輪及び車体各々の運動方程式から得られかつ車輪の加速度を用いた運動方程式から車輪加速度の定常項を省略して得られるトルク勾配を未知数として含む関係式と前記処理手段により処理された車輪速度の時系列データとに基づいて、制動トルクの勾配を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された制動トルク勾配が基準値を含む所定範囲の値となるように車輪に作用するブレーキ力を制御する制御手段と、を備えている。
【０００８】
なお、上記第１の発明又は第２の発明において、前記処理手段は、１次以上のハイパスフィルタで構成することができる。更に、該処理手段は、例えば、車輪の加速度の定常的な値がオフセット値とみなすことの可能なハイパスフィルタで構成することができる。
【０００９】
（第１の発明のトルク勾配の推定原理）
各車輪の車輪運動及び車体運動は次式の運動方程式によって記述される。
【００１０】
【数１】
0003690138.tif 000002
ただし、Ｆi ’は、第ｉ輪に発生した制動力、Ｔbiは踏力に対応して第ｉ輪に加えられたブレーキトルク、Ｍは車両質量、Ｒc は車輪の有効半径、Ｊは車輪慣性、ｖは車体速度である（図８参照）。なお、・は時間に関する微分を示す。(1) 式、(2) 式において、Ｆi ’はスリップ速度（ｖ／Ｒc −ωi ）の関数として示されている。
【００１１】
ここで、車体速度を等価的な車体の角速度ωv で表すと共に、制動トルクＲc Ｆi ’をスリップ速度の１次関数（傾きｋi 、ｙ切片Ｔi ）として記述する。
【００１２】
ｖ  ＝  Ｒc ωv                                            (3)
Ｒc Ｆi ’（ωv −ωi ）＝ｋi ×（ωv −ωi ）＋Ｔi        (4)
さらに、(3) 、(4) 式を(1) 、(2) 式へ代入し、車輪速度ωi 及び車体速度ωv をサンプル時間τ毎に離散化された時系列データωi [k] 、ωv [k] （ｋはサンプル時間τを単位とするサンプル時刻、ｋ＝1,2,.....)として表すと次式を得る。
【００１３】
【数２】
0003690138.tif 000003
ここで、(5) 、(6) 式を連立し、車体の等価角速度ωv を消去すると、
【００１４】
【数３】
0003690138.tif 000004
を得る。
【００１５】
ところで、スリップ速度３rad/s という条件下でＲc Ｍｇ／４（ｇは重力加速度）の最大制動トルクの発生を仮定すると、
【００１６】
【数４】
0003690138.tif 000005
を得る。ここで、具体的な定数として、τ＝0.005 (sec) 、Ｒc ＝0.3 (m) 、Ｍ＝1000(kg)を考慮すると、max(ｋi ) ＝245 となる。従って、
【００１７】
【数５】
0003690138.tif 000006
となり、(7) 式は(8) 式のように近似することができる。
【００１８】
【数６】
0003690138.tif 000007
このように整理することにより、(8) 式は未知係数ｋi 、ｆi に関し、線形の形で記述することが可能となる。即ち、(8) 式は、制動トルクをスリップ速度の一次関数で近似した車輪及び車体運動方程式となる。そして、(8) 式にオンラインのパラメータ同定手法を適用することにより、スリップ速度に対する制動トルク勾配ｋi を推定することもできる。
【００１９】
ところで、上記(8) 式を、車輪の加速度に着目して整理すると、
【００２０】
【数７】
0003690138.tif 000008
となる。(9) 式からｋi とｆi の同定は、車輪加速度の特性根−ｋi ／ｊとオフセット−ｆi ／τを推定すると解釈することもできる。
【００２１】
ところで、車輪速信号を、車輪の加速度の定常成分が除去されるように処理すると、即ち、車輪速信号をハイパスフィルタに入れる（ハイパスフィルタ処理）と、オフセット項（−ｆi ／τ）を０にすることができる。例えば、減速度一定で制動しているときには一次以上のハイパスフィルタ（車輪の加速度の定常的な値がオフセット値とみなすことの可能なハイパスフィルタ）を入れることによりオフセット項を省略することができる。従って、車輪速信号をハイパスフィルタに入れることによりｆi ＝０と仮定することが可能となる。よって、車輪速信号をハイパスフィルタに入れて、トルク勾配を推定する場合には、(8) 式は、次のように変形することができる。即ち、車輪及び車体各々の運動方程式から得られかつ車輪の加速度を用いた運動方程式から車輪加速度の定常項を省略して得られるトルク勾配を未知数として含む関係式に変形することができる。
【００２２】
【数８】
0003690138.tif 000009
ただし、ωhi[k] はハイパスフィルタ処理後の車輪速度である。
【００２３】
そして、以下のステップ１及びステップ２を繰り返すことにより、検出された車輪速度の時系列データωi [k] から制動トルク勾配の時系列データを推定することができる。
【００２４】
【数９】
0003690138.tif 000010
とおく。なお、(10)式のφi [k] は、１サンプル時間での車輪速度の変化に関する物理量であり、(12)式は、１サンプル時間の車輪速度の変化の１サンプル時間での変化に関する物理量である。
【００２５】
【数１０】
0003690138.tif 000011
という漸化式からθの推定値
【００２６】
【数１１】
0003690138.tif 000012
即ち、制動トルクの勾配を推定する。ただし、λは過去のデータを取り除く度合いを示す忘却係数（例えばλ＝０．９８）であり、”T ”は行列の転置を示す。
【００２７】
なお、(13)式の左辺は、車輪速度の変化に関する物理量の履歴及び車輪速度の変化の変化に関する物理量の履歴を表す物理量である。
【００２８】
以上のように、制動トルク勾配を推定ために従来必要であった未知係数ｆi を省略することができるので、制動トルク勾配の推定のための演算量を少なくすることができる。よって、制動トルク勾配の推定精度が向上することが期待できる。なお、制動トルクに代えて駆動トルクを適用することもできる。ここに示した推定法は最小自乗法を適用したものであるが、補助変数法など他のオンライン同定法を用いることも可能である。
【００２９】
（第２の発明のＡＢＳ制御の原理）
ブレーキ力は、路面と接するタイヤのトレッドの表面を介して路面に作用するが、実際には、このブレーキ力は路面と車輪との間の摩擦力を媒介として路面からの反力（制動トルク）として車体に作用する。車体がある速度で走行している時、ブレーキ力をかけていくと車輪と路面との間にスリップが生じるが、このときに路面からの反力として作用する制動トルクは、次式で表されるスリップ速度ωs （角速度換算）に対して図２のように変化する。
【００３０】
ωs   ＝  ωv   −  ωi 
ただし、ωv は車体速度（等価的に角速度で表現したもの）、ωi は第ｉ輪（ｉは車輪番号、ｉ＝1,2,3,4 ・・・（４輪車であれば、ｉ＝1,2,3,4 （以下、４輪車を例にとる））の角速度に換算した車輪速度である。
【００３１】
図２に示すように、制動トルクは、最初はスリップ速度の増大と共に増加し、スリップ速度ω0 時に最大値ｆi0に達し、ω0 より大きいスリップ速度ではスリップ速度の増大と共に減少する。なお、スリップ速度ω0 は車輪と路面との間の摩擦係数が最大値の時のスリップ速度に相当する。
【００３２】
従って、図２から明らかなように、スリップ速度に対する制動トルクの勾配（以下「制動トルク勾配」という）は、ωs ＜ω0 で正（＞０）、ωs ＝ω0 で０、ωs ＞ω0 で負（＜０）となる。すなわち、制動トルク勾配が正の時は車輪が路面にグリップしている状態、制動トルク勾配が０の時はピークμの状態、制動トルク勾配が負の時は車輪がロックされている状態、というように制動トルク勾配に応じて車輪運動の動特性が変化する。
【００３３】
そして、第２のの発明では、車体速度を推定せず、車輪速度の時系列データのみから現時点の制動トルク勾配を上記のように推定し、推定した制動トルク勾配が基準値を含む所定範囲の値となるように車輪に作用するブレーキ力を制御する。これによって、基準値を含む所定範囲の制動トルク勾配に対応した車輪運動の状態を保持できる。また、基準値をピークμに対応する０に設定すれば、車両の走行する路面状態によりピークμとなるスリップ速度が変化したとしても、ピークμで制動トルク勾配が０となることは変わらないので、制動トルク勾配を０にするように制御すれば完全にピークμ追従が可能となる。また、車体速度推定部が不要となるのでブレーキ力の増減を繰り返す必要がなく安定な走行が可能となる。
【００３４】
制御トルク勾配をフィードバック制御する制御系は、ＰＩＤ制御等により各車輪ごとに設計してもよいが、現代制御理論の適用により全輪の統合系としてシステマティックに設計することも可能である。この場合、全輪の干渉等も設計に考慮されるためよりきめ細かい制御が実現できる。
【００３５】
ところで、ＡＢＳ制御系はタイヤの特性の強い非線形特性を有するシステムであり、単純に現代制御理論を適用することはできない。そこで、この非線形特性は見かけ上等価的なプラント変動としてみなすことができる点に着眼し、このプラント変動を許容するような制御系設計を現代制御理論の一つであるロバスト制御理論の適用により達成し、４輪の干渉等も設計に考慮したきめ細かな制御系設計を行った。以下に制御系設計の詳細を記す。
【００３６】
各車輪の車輪運動および車体運動は次式の運動方程式によって記述される。
【００３７】
【数１２】
0003690138.tif 000013
ただし、Ｆi は第ｉ輪に発生した制動トルクでスリップ速度（ωv −ωi ）の関数として示されている。また、Ｔbi’はブレーキペダルを車輪ロック直前まで踏み込んだ場合の踏力に対応したブレーキトルク、ｕbiは該ブレーキトルクが作用した状態で車輪がロック状態に陥らずにピークμ追従を行うように車輪に作用されるブレーキトルク（操作量）である。また、Ｍは車両質量、Ｒｃは車輪の有効半径、ωv は車体速度（等価的に角速度で表現したもの）である。そして、(16)式は各車輪の制動トルク勾配ｋi は、スリップ速度の関数であることを示す出力方程式である。
【００３８】
ところで、Ｆi 、Ｇi は図３（ａ）、図３（ｂ）に各々示すようにωοでそれぞれピークおよび０となるスリップ速度の非線形関数であり、これらは実線によって示した直線２０、２３と所定範囲以内の変動という形式によって表すことができる。ここで、スリップ速度のωοからの擾乱をｘi とすると
Ｆi ＝（ｆi ＋Ｗfi△fi）ｘi ＋ｆi0                            (17)
Ｇi ＝（ｇi ＋Ｗgi△gi）ｘi                                   (18)
と表すことができる。
【００３９】
ここで、ｆi は図３（ａ）の直線２０の傾き、ｇi は図３（ｂ）の直線２３の傾きを示す。また、Ｗfi、Ｗgiは変動を基準化するための重み係数であり、図３（ａ）の破線２１、破線２２及び図３（ｂ）の破線２４、２５は非線形変動の上下限を各々表しており、△fi、△giを±１とすることに対応している。
【００４０】
すなわち、(17)式は平衡点ω0 周りの攪乱ｘi に対する各車輪の制動トルクの非線形変動を、図３（ａ）の直線２０を含む破線２１から破線２２の範囲以内の変動で表した線形モデルである。また、(18)式は平衡点ω0 周りの攪乱ｘi に対する各車輪の制動トルク勾配の非線形変動を、図３（ｂ）の直線２３を含む破線２４から破線２５の範囲以内の変動で表した線形モデルである。
【００４１】
さらに、(17)、(18)式を(14)、(15)、(16)式に代入し、平衡点（ωο）周りの状態方程式として記述すると、次式を得る。
【００４２】
【数１３】
0003690138.tif 000014
ただし、
【００４３】
【数１４】
0003690138.tif 000015
また、
【００４４】
【数１５】
0003690138.tif 000016
である。ここで、ｘはω0 周りの各車輪のスリップ速度攪乱、ｙはω0 周りの各車輪の制動トルク勾配、ｕはω0 周りの各車輪の操作量（(14)式のｕbiに相当）を表している。
【００４５】
ここで、(21)式の構造をもつ任意の△（−１≦△fi、△gi≦１）を許容する制御系設計を行うことにより、４輪の干渉を考慮に入れたＡＢＳ制御系の設計ができる。この設計は、ロバスト制御の一手法であるμ設計法の適用により容易に行うことが可能である。
【００４６】
すなわち、(21)式の構造を持つ任意のΔ（−１≦△fi、△gi≦１）を許容する制御系をいわゆるμ設計法を用いて設計することにより、以下のコントローラを導出する。
【００４７】
【数１６】
0003690138.tif 000017
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るＡＢＳ制御装置を詳細に説明する。
【００４９】
本実施の形態に係るＡＢＳ制御装置の構成を図１に示す。
【００５０】
図１に示すように、本実施の形態に係るＡＢＳ制御装置は、所定のサンプル時間τ毎に車輪速度を検出する車輪速検出手段１０と、該車輪速検出手段１０により検出された車輪速度を、車輪の加速度との定常成分が除去されるように処理（ハイパスフィルタ処理）する処理手段（１次以上（本実施の形態では１次）のハイパスフィルタ）１１と、処理手段１１によりハイパスフィルタ処理された車輪速度の時系列データから制動トルク勾配を推定するトルク勾配推定手段１２と、該トルク勾配推定手段１２で推定された制動トルク勾配に基づいてＡＢＳ制御のための各車輪毎の操作信号を演算するＡＢＳ制御手段１４と、該ＡＢＳ制御手段１４により演算された操作信号に基づいて各車輪毎にブレーキ圧を操作することによりＡＢＳ制御を行うＡＢＳ制御弁１６と、から構成される。
【００５１】
図１の車輪速検出手段１０は、例えば、図４（ａ）の構成により実現できる。図４（ａ）に示すように、車輪速検出手段１０は、所定数の歯が等間隔に切られかつ車輪と共に回転するように取り付けられたシグナルロータ３０と、車体に固定されたピックアップコイル３２と、該ピックアップコイル３２の内部に磁束を貫通させるように配置された永久磁石３４と、ピックアップコイル３２に接続されると共にサンプル時間τ毎に該ピックアップコイル３２に発生した交流電圧の周波数を検出して出力する周波数検出器３６と、から構成される。
【００５２】
車輪の回転と共にシグナルロータ３０が回転すると、シグナルロータ３０とピックアップコイル３２の間のエアギャップが回転速度に応じた周期で変化する。このため、ピックアップコイル３２を貫通する永久磁石３４の磁束が変化しピックアップコイル３２に交流電圧が発生する。ここで、ピックアップコイル３２に発生した交流電圧の時間的変化を図４（ｂ）に示す。
【００５３】
図４（ｂ）に示すように、ピックアップコイル３２に発生した交流電圧は、シグナルロータ３０の回転速度が低速時には周波数が低くなりシグナルロータ３０の回転速度が高速時には周波数が高くなる。この交流電圧の周波数はシグナルロータ３０の回転速度、すなわち車輪速度に比例するため、周波数検出器３６の出力信号は、サンプル時間τ毎の車輪速度に比例する。
【００５４】
なお、図４（ａ）の車輪速検出手段１０は第１輪〜第４輪のすべてに取り付けられ、各車輪毎に周波数検出器３６の出力信号から第ｉ輪（ｉは車輪番号、ｉ＝1,2,3,4 ）の車輪速度の時系列データωi [k] （ｋはサンプル時刻；ｋ＝1 、2 、..... ) が検出される。
【００５５】
次に、ＡＢＳ制御弁１６の構成を図５を用いて説明する。
【００５６】
図５に示すように、ＡＢＳ制御弁１６は、右前輪用の制御ソレノイドバルブ１３２（以下、「バルブＳＦＲ」）と、左前輪用の制御ソレノイドバルブ１３４（以下、「バルブＳＦＬ」）と、右後輪用の制御ソレノイドバルブ１４０（以下、「バルブＳＲＲ」）と、左後輪用の制御ソレノイドバルブ１４２（以下、「バルブＳＲＬ」）と、を含んで構成される。
【００５７】
バルブＳＦＲ、バルブＳＦＬ、バルブＳＲＲ、バルブＳＲＬは、各々、増圧側バルブ１３２ａ、１３４ａ、１４０ａ、１４２ａ及び減圧側バルブ１３２ｂ、１３４ｂ、１４０ｂ、１４２ｂを備えると共に、それぞれフロントホイールシリンダ１４４、１４６、及びリヤホイールシリンダ１４８、１５０に接続されている。
【００５８】
増圧側バルブ１３２ａ、１３４ａ、１４０ａ、１４２ａ及び減圧側バルブ１３２ｂ、１３４ｂ、１４０ｂ、１４２ｂは、それぞれバルブの開閉を制御するＳＦＲコントローラ１３１、ＳＦＬコントローラ１３３、ＳＲＲコントローラ１３９、ＳＲＬコントローラ１４１に接続されている。
【００５９】
ＳＦＲコントローラ１３１、ＳＦＬコントローラ１３３、ＳＲＲコントローラ１３９、ＳＲＬコントローラ１４１は、ＡＢＳ制御手段１４から送られてきた各車輪毎の操作信号に基づいて、各制御ソレノイドバルブの増圧側バルブと減圧側バルブの開閉を制御する。
【００６０】
ここで、ＡＢＳ制御弁１６を含むシステム油圧回路の構成を図６を用いて詳細に説明する。
【００６１】
図６に示すように、システム油圧回路には、マスターシリンダー系及びパワーサプライ系のブレーキフルードを蓄えるリザーバー１００が設けられている。このリザーバー１００には、内部に蓄えられたブレーキフルードの液面低下を検出するレベルウォーニングスイッチ１０２と、パワーサプライ系の異常高圧時にブレーキフルードをリザーバー１００へリリーフするためのリリーフバルブ１０４が設けられている。
【００６２】
また、リザーバー１００のリリーフバルブ１０４側から配設された配管には、リザーバー１００からブレーキフルードを汲み上げ、高油圧のフルードを吐出するポンプ１０６が設けられ、さらにフルード吐出側には、該ポンプで発生させた油圧（パワーサプライ系）を蓄圧するアキュームレーター１０８と該アキュームレータ１０８の油圧を検出する圧力センサー１１０とが設けられている。この圧力センサー１１０は、アキュームレーター１１０の油圧に基づいてポンプ１０６の制御信号を出力し、低圧時にはウォーニング信号（ＡＢＳ、ＴＲＣ制御の禁止信号）を出力する。
【００６３】
また、アキュームレータ１０８の高油圧側の配管には、アキュームレーター１１０の油圧低圧時にポンプ１０６の制御信号を出力すると共に油圧低圧時のウォーニング信号（ＡＢＳ、ＴＲＣ制御の禁止信号）を出力する圧力スイッチ１１２が設けられている。
【００６４】
また、リザーバー１００から延設された他の配管には、ブレーキペダル１１８にかかった踏力に応じた油圧を発生させるマスターシリンダー１１４が接続されている。このマスターシリンダー１１４とブレーキペダル１１８との間には、アキュームレーター１１０の高油圧を踏力に応じた油圧に調圧・導入しブレーキの助勢力を発生させるブレーキブースター１１６が配置されている。
【００６５】
このブレーキブースター１１６には、アキュームレーターの高油圧側の配管とリザーバー１００から直接延設された配管とが接続されており、ブレーキペダル１１８の踏み込み量が一定値以下の場合、リザーバー１００からの通常の油圧が導入され、踏み込み量が一定値を越えるとアキュームレーター１０８からの高油圧が導入される。
【００６６】
また、マスターシリンダー１１４からは該マスターシリンダーの油圧（マスタ圧）を前後輪に各々供給するためのフロント用マスタ圧配管１６４及びリヤ用マスタ圧配管１６６が設けられている。そして、フロント用マスタ圧配管１６４及びリヤ用マスタ圧配管１６６には、前後輪で適正な制動力の配分となるようにリヤ系統のブレーキ油圧を調圧するＰ＆Ｂバルブ１２０が介在されている。なお、Ｐ＆Ｂバルブ１２０は、フロント系統欠損時にはリヤ系統の調圧を中止する。
【００６７】
また、Ｐ＆Ｂバルブ１２０から延びたフロント用マスタ圧配管１６４には、パワーサプライ系の油圧が低下した場合にフロントホイールシリンダー油圧を増圧して高い制動力を確保するための増圧装置１２２が設けられている。この増圧装置１２２には、ブレーキブースター１１６のブースター室に接続されたブースター配管１６８が接続されており、このブースター配管１６８と増圧装置１２２との間には、圧力リミッター１２４及び差圧スイッチ１２６が介在されている。
【００６８】
圧力リミッター１２４は、システム正常時にブレーキブースター１１６の助勢力限界以上の入力付加に対し、増圧装置１２２及び差圧スイッチ１２６を作動させないようにブースター室との経路を閉じる。また、差圧スイッチ１２６はマスターシリンダー１１４とブースター室との油圧差を検出する。
【００６９】
このブースター配管１６８には、上述した右前輪用の制御ソレノイドバルブ１３２（「バルブＳＦＲ」）の増圧側バルブ１３２ａと、左前輪用の制御ソレノイドバルブ１３４（「バルブＳＦＬ」）の増圧側バルブ１３４ａが接続されている。さらにバルブＳＦＲの減圧側バルブ１３２ｂ及びバルブＳＦＬの減圧側バルブ１３４ｂには、リザーバー１００から直接延設された低圧配管１６２が接続されている。
【００７０】
バルブＳＦＲ及びバルブＳＦＬの圧力供給側の配管には、切り換えソレノイドバルブ１３６（以下、「バルブＳＡ１」）及び切り換えソレノイドバルブ１３８（以下、「バルブＳＡ２」）が各々接続されており、このバルブＳＡ１及びバルブＳＡ２には、さらに増圧装置１２２の増圧側配管が接続されている。そして、バルブＳＡ１の圧力供給側の配管は、左前輪のブレーキディスク１５２にブレーキ圧を加えるフロントホイールシリンダー１４４に接続されており、バルブＳＡ２は、右前輪のブレーキディスク１５４にブレーキ圧を加えるフロントホイールシリンダー１４６に接続されている。
【００７１】
バルブＳＡ１及びバルブＳＡ２は、通常のブレーキモード時には、増圧装置１２２からの圧力が、各々フロントホイールシリンダー１４４、１４６にかかるように弁を切り換え、ＡＢＳ制御モード時には、バルブＳＦＲ及びバルブＳＦＬからの圧力が各々フロントホイールシリンダー１４４、１４６にかかるように弁を切り換える。すなわち、前輪では、通常ブレーキモードとＡＢＳ制御モードとの切り換えは左右輪毎に独立して行うことが可能となっている。
【００７２】
また、ブースター配管１６８には、切り換えソレノイドバルブ１３０（以下、「ＳＡ３」）を介して、上述した右後輪用の制御ソレノイドバルブ１４０（「バルブＳＲＲ」）の増圧側バルブ１４０ａと、左後輪用の制御ソレノイドバルブ１４２（「バルブＳＲＬ」）の増圧側バルブ１４０ｂが接続されている。さらにバルブＳＲＲの減圧側バルブ１４０ｂ及びバルブＳＲＬの減圧側バルブ１４２ｂには、リザーバー１００から直接延設された低圧配管１６２が接続されている。
【００７３】
バルブＳＲＲの圧力供給側の配管は、右後輪のブレーキディスク１５６にブレーキ圧を加えるリヤホイールシリンダー１４８に接続されており、バルブＳＲＬは、左後輪のブレーキディスク１５８にブレーキ圧を加えるリヤホイールシリンダー１５０に接続されている。
【００７４】
バルブＳＡ３は、通常のブレーキモード時には、リヤ用マスタ圧配管１６６からのマスタ圧が、バルブＳＲＬ及びバルブＳＲＲにかかるように弁を切り換え、ＡＢＳ制御モード時には、ブースター配管１６８の高油圧がバルブＳＲＬ及びバルブＳＲＲにかかるように弁を切り換える。すなわち、後輪では、通常ブレーキモードとＡＢＳ制御モードとの切り換えは左右まとめて行われる。
【００７５】
次に、本実施の形態の作用を説明する。なお、ＡＢＳモード時には、図６のバルブＳＡ１及びバルブＳＡ２が増圧装置１２２側の弁を閉じバルブＳＦＲ及びバルブＳＦＬ側の弁を開ける。また、バルブＳＡ３がリヤ用マスタ圧配管１６６側の弁を閉じブースター配管１６８側の弁を開ける。
【００７６】
まず、車輪速検出手段１０が、各輪各々についてサンプル時間τ毎に車輪速を検出し、各車輪毎の車輪速度の時系列データωi [k] を出力する。処理手段１１は、各車輪毎の車輪速度の時系列データωi [k] をハイパスフィルタ処理する。
【００７７】
次に、トルク勾配推定手段１２が、上記ステップ１において、ハイパスフィルタ処理された車輪速度の時系列データωhi [k]に基づき(10)式、(12)式を計算し、次に上記ステップ２において(13)式の漸化式から制動トルク勾配を推定する。このステップ１及びステップ２を順次繰り返すことにより、推定された制動トルク勾配の時系列データを得る。
【００７８】
そして、ＡＢＳ制御手段１４が図７のフローチャートの流れで処理を行う。
【００７９】
図７に示すように、ＡＢＳ制御手段１４は、トルク勾配推定手段１２が推定した各サンプル時刻の制動トルク勾配を用いて各サンプル時刻における各車輪の操作量ｕ（ｕi ：ｉ＝１、２、３、４）を演算する（ステップ２００）。
【００８０】
すなわち、(14)式〜(18)式から(19)式、(20)式の状態方程式を導出し、(19)式、(20)式で現れる(21)式の構造を持つ任意のΔ（−１≦△fi、△gi≦１）を許容する制御系をいわゆるμ設計法を用いて設計することにより、(23)式、(24)式のコントローラを導出する。そして、(24)式のｘc にコントローラの状態値を、同式のｙにトルク勾配推定手段１２が推定した制動トルク勾配の値を代入することによりＡＢＳ制御弁１６の操作量ｕを得る。
【００８１】
次に、車輪番号ｉを１に設定し（ステップ２０２）、第ｉ輪の操作量ｕi が正の基準値＋ｅより大きいか否かを判定する（ステップ２０４）。操作量ｕi が正の基準値＋ｅより大きい場合（ステップ２０４肯定判定）、第ｉ輪のＡＢＳ制御弁の操作信号を、増圧信号に設定する（ステップ２０６）。
【００８２】
操作量ｕi が正の基準値＋ｅより大きくない場合（ステップ２０４否定判定）、操作量ｕi が負の基準値−ｅより小さいか否かを判定する（ステップ２０８）。操作量ｕi が負の基準値−ｅより小さい場合（ステップ２０８肯定判定）、第ｉ輪のＡＢＳ制御弁の操作信号を、減圧信号に設定する（ステップ２１０）。
【００８３】
操作量ｕi が負の基準値−ｅより小さくない場合（ステップ２０８否定判定）、すなわち、操作量ｕi が負の基準値−ｅ以上であってかつ正の基準値＋ｅ以下の場合には、第ｉ輪のＡＢＳ制御弁の操作信号を、保持信号に設定する（ステップ２１２）。
【００８４】
このように第１輪の操作量ｕ1 についての操作信号を設定すると、車輪番号ｉを１だけインクリメントし（ステップ２１４）、次にｉが４を越えているか否かを判定する（ステップ２１６）。ｉが４を越えていない場合（ステップ２１６否定判定）、ステップ２０４に戻り、同様にしてインクリメントした車輪番号ｉの操作量ｕi について操作信号の設定を行う。
【００８５】
車輪番号ｉが４を越えた場合（ステップ２１６肯定判定）、すなわち、第１輪〜第４輪すべてのＡＢＳ制御弁の操作信号が設定されると、設定された操作信号をＡＢＳ制御弁１６へ送出する（ステップ２１８）。なお、以上のような操作信号の設定及び操作信号の送出は、各サンプル時刻毎に行われる。
【００８６】
このように各車輪毎の操作信号が送出されると、ＡＢＳ制御弁１６では、図５のＳＦＲコントローラ１３１、ＳＦＬコントローラ１３３、ＳＲＲコントローラ１３９、ＳＲＬコントローラ１４１が、各操作信号に応じてバルブＳＦＲ、バルブＳＦＬ、バルブＳＲＲ、バルブＳＲＬの開閉の制御を行う。
【００８７】
すなわち、増圧信号のときは増圧側バルブを開き、減圧側バルブを閉じる。これによって、図６のブースター配管１６８の高油圧が対応するホイールシリンダに加えられて制動力が増加する。逆に、減圧信号のときは増圧側バルブを閉じ、減圧側バルブを開く。これによって、図６の低圧配管１６２の低油圧が対応するホイールシリンダに加えられて制動力が減少する。また、保持信号のときは増圧側バルブ及び減圧側バルブを同時に閉じる。これによって、対応するホイールシリンダに加えられた油圧が保持されて制動力が保持される。
【００８８】
以上説明したように本実施の形態では、制動トルク勾配を推定ために従来必要であった未知係数ｆi を省略することができるので、制動トルク勾配の推定のための演算量を少なくすることができる。よって、制動トルク勾配の推定精度が向上することが期待できる。
【００８９】
即ち、図９（Ｂ）に示すように、タイヤ発生力特性に余裕がある制動の時、即ち、ホイールシリンダ油圧が０．５Ｐｂ以下の非常に弱い制動の時、図９（Ａ）に示すように、車輪速度及び車体速度が徐々に減少する。そして、本実施の形態における新推定法及び従来推定法ともにμ勾配推定値５０Ｎｍｓ／ｒａｄ付近となっており、新推定法及び従来推定法ともにタイヤ発生力に余裕が残されていることを示している。
【００９０】
また、図１０（Ｂ）に示すように、タイヤ発生力限界付近の制動の時、即ち、車輪がロックするぎりぎりの時、図１０（Ａ）に示すように、車輪速度及び車体速度が徐々に減少する。そして、本実施の形態における新推定法及び従来推定法ともにμ勾配推定値２０Ｎｍｓ／ｒａｄ付近となっており、新推定法及び従来推定法ともにタイヤ発生力に余裕がなくタイヤ発生力限界に近いことを示している。
【００９１】
また、上記のように推定した制動トルク勾配に基づいて、車輪に作用するブレーキ力を制御するので、精度のよいアンチロックブレーキ制御を期待できる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、車輪速の時系列データのみから制動トルク勾配を推定し、この制動トルク勾配が０となるようにＡＢＳ制御を行うので、車両の走行する路面状態によりピークμとなるスリップ速度が変化したとしても、安定にＡＢＳ制御を行うことができる。
【００９３】
また、本実施の形態では、車体速度を推定する必要が無いので、従来のように、車体速度の推定のために車輪速度から求めた速度ｖw と実車体速度ｖv*とが一致もしくは近い値になるまでブレーキ力の増圧減圧を比較的低周波で繰り返したり、基準速度と比較する車体速度が実際の車体速度と大きく異なる場合等で、車輪が長時間ロック状態に陥るとか復帰のためブレーキ力を極端に減少させてしまうなどの問題を回避でき、快適なＡＢＳ制御を実現できる。
【００９４】
さらに、本実施の形態では、タイヤの特性の強い非線形特性を有するシステムに対し単純に現代制御理論を適用するのでなく、この非線形特性を見かけ上等価的なプラント変動としてみなすことができる点に着眼し、このプラント変動を許容するようなＡＢＳ制御系設計をロバスト制御理論の適用により達成したので、４輪の干渉等も考慮されたきめ細かなＡＢＳ制御を実現できる。
【００９５】
以上が、本発明の実施の形態であるが、上記例にのみ限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、制動トルク勾配を０又は０に近い値とするようにピークμ追随するように設計したが、制動トルク勾配を０以外の基準値に制御するように設計することも可能である。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、トルク勾配を推定ために従来必要であった未知係数（オフセット項）を省略することができるので、トルク勾配の推定のための演算量を少なくすることができ、トルク勾配の推定精度が向上することが期待できる、という効果を有する。
【００９７】
また、本発明は、上記のように推定した制動トルク勾配に基づいて、車輪に作用するブレーキ力を制御するので、精度のよいアンチロックブレーキ制御を期待できる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るアンチロックブレーキ制御装置の構成を示す図である。
【図２】スリップ速度と、制動トルク及び制動トルク勾配との関係を示す図である。
【図３】スリップ速度の関数としての制動トルクＦi 及び制動トルク勾配Ｇi の変化を示す図であって、（ａ）は制動トルクＦi の変動の上限下限を、（ｂ）は制動トルク勾配Ｇi の変動の上限下限を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る車輪速検出手段の構成を説明するための図であって、（ａ）は車輪速検出手段の構成図、（ｂ）はピックアップコイルに発生する交流電圧の時間的変化を示す図である。
【図５】本実施の形態に係るＡＢＳ制御弁の構成を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るＡＢＳ制御弁を含むシステム油圧回路の構成を示す図である。
【図７】本実施の形態に係るＡＢＳ制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】本実施の形態に係るＡＢＳ制御が適用される車両の力学モデルを示す図である。
【図９】本実施の形態及び従来の推定方法における余裕のある制動時の実験結果を示したグラフである。
【図１０】本実施の形態及び従来の推定方法におけるタイヤ発生力限界付近の制動時の実験結果を示したグラフである。
【符号の説明】
１０    車輪速検出手段
１１    処理手段
１２    トルク勾配推定手段
１４    ＡＢＳ制御手段
１６    ＡＢＳ制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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