(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ制動時に車両の各車輪のロック状態を回避する車両用アンチロックブレーキシステムを制御するアンチロックブレーキシステム制御装置であって、
前記各車輪の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段で検出された前記各車輪の回転速度に基づいて、前記車両の車速Ｖを演算する車速演算手段と、
この車速演算手段により演算された車速Ｖに基づいて、各車輪の制動制御を行う制動制御手段とを備え、
前記車速演算手段は、
前記回転速度検出手段から出力される回転速度信号にフィルタ処理を行って、フィルタ処理された各車輪の回転速度信号に基づいて、車輪の回転速度ωの微分値dω／dtを算出
する回転速度微分値算出部と、
この回転速度微分値算出部で算出された回転速度ωの微分値dω／dt、及び最適な制動
力を発現できるとして予め設定されたスリップ率λに基づいて、前記車両の減速度dＶ／dtを算出する減速度算出部と、
この減速度算出部により算出された減速度dＶ／dtに基づいて、前記車両の車速Ｖを予
測する車速予測部とを備えていることを特徴とするアンチロックブレーキシステム制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンチロックブレーキシステム制御装置において、
前記減速度算出部は、前記車両の車輪の半径をrとすると、
【数１】
0004669759.tif 000011
に基づいて、前記車両の減速度dＶ／dtを算出することを特徴とするアンチロックブレ
ーキシステム制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアンチロックブレーキシステム制御装置において、
前記車速予測部は、時刻t1における車速をＶt1、時刻t2における車速をＶt2（t1＜t2）としたときに、
【数２】
0004669759.tif 000012
によって車速Ｖt2を予測することを特徴とするアンチロックブレーキシステム制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンチロックブレーキシステム制御装置において、
前記車速予測部は、各車輪について車速を予測し、これら車速の平均値から前記車両の車速Ｖを予測することを特徴とするアンチロックブレーキシステム制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ制動時に車両の各車輪のロック状態を回避する車両用アンチロックブレーキシステムを制御するアンチロックブレーキシステム制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）は、急ブレーキ制動時に各車輪のロック状態を回避して適性な走行安定性を確保するために、ＡＢＳ制御装置によって制御が行われている。
具体的には、車両の各車輪に車輪速センサを設け、電子制御装置によってこの車輪速センサからの出力を処理してＡＢＳを制御するにあたり、車輪速センサの出力値の最小のもの、最大のものを車速として選択したり、平均値を車速として選択したりして、車速と各車輪の車輪速からスリップ率を算出し、いずれかの車輪でスリップが生じていると判定されたら、ＡＢＳによる制御を開始する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、車体速の検出に際して、別途Ｇセンサを設け、これに基づいてスリップ率を算出する方法や、スリップのない状態、つまりブレーキを緩めて車輪がほぼスリップしていない状態で検出される車輪速から車両の車速を算出する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】実開平７−１４１８０号公報（〔００１９〕、〔００２０〕）
【特許文献２】特開平９−９９８２８号公報（〔００１１〕、〔００１２〕、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示される技術では、単に車輪速センサからの出力値の大小平均によって車速を算出しているため、四輪がロック状態となってしまうと、全ての車輪速がゼロとなってしまい、車速を算出できず、スリップ率を算出することができないため、ＡＢＳによる適切な制動力制御を行うことができないという問題がある。
また、前記特許文献２に開示される技術では、ブレーキを緩めた状態で車輪速を検出し、これに基づいてスリップ状態の判定を行うため、ＡＢＳによる適切な制動を発現させるまでに時間を要してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、車輪のスリップ状態によらず、車輪速から車速を予測して、ＡＢＳによる適切な制御を実現することのできるアンチロックブレーキシステム制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係るアンチロックブレーキシステム制御装置は、
ブレーキ制動時に車両の各車輪のロック状態を回避する車両用アンチロックブレーキシステムを制御するアンチロックブレーキシステム制御装置であって、
前記各車輪の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段で検出された前記各車輪の回転独度に基づいて、前記車両の車速Ｖを演算する車速演算手段と、
この車速演算手段により演算された車速Ｖに基づいて、各車輪の制動制御を行う制動制御手段とを備え、
前記車速演算手段は、
前記回転速度検出手段から出力される回転速度信号にフィルタ処理を行って、フィルタ処理された各車輪の回転速度信号に基づいて、車輪の回転速度ωの微分値dω／dtを算出する回転速度微分値算出部と、
この回転速度微分値算出部で算出された回転速度ωの微分値dω／dｔ、及び最適な制動力を発現できるとして予め設定されたスリップ率λに基づいて、前記車両の減速度dＶ／dｔを算出する減速度算出部と、
この減速度算出部により算出された減速度dＶ／dｔに基づいて、前記車両の車速を予測する車速予測部とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、スリップ率λは、車両の車速と車輪の接地面での接線速度に基づいて定められるものであり、最適な制動力を発現できるスリップ率λとしては、１５％〜２０％が考えられる。スリップ率λを横軸に、スリップ率λに応じた制動力Ｆ（λ）を縦軸に取ったグラフを想定すると、スリップ率λが１５〜２０％のときに制動力Ｆ（λ）が最大となるからである。
また、フィルタ処理は、検出値の高周波成分を除去するＬＰＦ（Low Pass Filter）によって行うのが好ましい。
【０００８】
第２発明に係るアンチロックブレーキシステム制御装置は、第１発明において、
前記減速度算出部は、前記車両の車輪の半径をｒとすると、
【０００９】
【数１】
0004669759.tif 000002
【００１０】
に基づいて、前記車両の減速度dＶ／dtを算出することを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係るアンチロックブレーキシステム制御装置は、第２発明において、
前記車速予測部は、時刻t1における車速をＶt1、時刻t2における車速をＶt2（t1＜t2)としたときに、
【００１２】
【数２】
0004669759.tif 000003
【００１３】
によって車速Ｖt2を予測することを特徴とする。
第４発明に係るアンチロックブレーキシステム制御装置は、第１発明から第３発明のいずれかの発明において、前記車速予測部は、各車輪について車速を予測し、これら車速の平均値から前記車両の車速Ｖを予測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、減速度算出部により、回転速度ωの微分値dω／dtから減速度dＶ／dtを算出し、車速予測部により、この減速度dＶ／dtに基づいて車両の車速Ｖを予測しているため、回転速度検出手段で検出される車輪の回転速度によらず、車速Ｖを予測することができ、各車輪のロック状態等によらず、適切なＡＢＳによる制御を行うことができる。また、回転速度信号にＬＰＦ等によるフィルタ処理を行うことにより、外乱の影響を除外して一層高精度のＡＢＳ制御を行うことができる。
【００１５】
第２発明によれば、前記式（１）により減速度dＶ／dtを算出することにより、アンチロックブレーキ制御装置における処理を簡単化することができるため、アンチブロックシステム制御装置を構成する演算処理手段等に大きな負荷をかけることがない。
第３発明によれば、前記式（２）により車速Ｖの予測を行うことにより、簡単な処理で車速Ｖを予測することができる上、前回算出された車速Ｖt1に基づいて、車速Ｖt2を予測しているため、車速Ｖt2の予測時に四輪全てがロックしていても、アンチロックブレーキシステムによる制動制御を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
■１．ブレーキ装置１の全体構成
図１には、本発明の実施形態に係るブレーキ装置１が示されている。このブレーキ装置１は、作業車両としてのダンプトラックに装備されるものであり、図示を略したが、ダンプトラックを構成する車両本体は、エンジン、変速機、駆動軸、差動機を備え、エンジンの出力回転は、変速機で変速され、駆動軸が回転し、差動機を経て車輪１０を回転させ、路面に伝達される。このような車両本体の車輪１０の部分には、フロントブレーキ１１及びリアブレーキ１２が設けられている。
フロントブレーキ１１は、前輪用単板ブレーキ１１１を備えて構成される。リアブレーキ１２は、油冷多板ディスクブレーキとして構成され、後輪用多板ブレーキ１２１、スラックアジャスタ１２２、及びパーキングブレーキ１２３を備えて構成される。
また、詳しくは後述するが、各車輪１０には、車輪１０の回転速度を検出するための回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲが設けられ、各回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲで検出された回転速度信号は、ブレーキ装置１を制御するコントローラに電気信号として出力される。
【００１７】
■２．ブレーキ油圧回路２の構造
フロントブレーキ１１及びリアブレーキ１２は、全て油圧によって制御され、制御を行うブレーキ油圧回路２から圧油が出力されると、ＡＢＳ制御用油圧回路３を介してフロントブレーキ１１及びリアブレーキ１２の各部位に圧油が供給され、各部位は油圧によって動作する。このブレーキ油圧回路２は、油圧供給系２１、フート式ブレーキ弁２２、駐車ブレーキ弁２３、緊急ブレーキ弁２４、リレー弁２５、フロントブレーキカット弁２６、電磁式比例減圧弁２７を備えて構成される。
また、詳しくは後述するが、ＡＢＳ制御用油圧回路３は、前輪用油圧回路３１及び後輪用油圧回路３２を備えて構成される。
【００１８】
油圧供給系２１は、油圧源として複数の油圧アキュムレータ２１１、２１２、２１３、油圧ポンプ２１４、及びタンク２１５を備え、これら油圧アキュムレータ２１１、２１２、２１３の圧油がフート式ブレーキ弁２２を経て、フロントブレーキ１１およびリアブレーキ１２に送られてそれぞれ車輪１０を制動している。
油圧アキュムレータ２１１、２１２、２１３は、駆動源となるエンジンによって駆動される油圧ポンプ２１４でタンク２１５内の作動油を昇圧し、この油圧ポンプ２１４の圧油を受けて所定の圧力で蓄圧し、かつ所定の圧力に到達すると、油圧ポンプ２１４及び油圧アキュムレータ２１３の間に設けられるアンロード装置２１６で油圧ポンプ２１４の圧油をアンロードする。
【００１９】
フート式ブレーキ弁２２は、前輪用ブレーキ弁２２１と後輪用ブレーキ弁２２２で構成され、ペダル２２３が操作されると、前輪用ブレーキ弁２２１がフロントブレーキ１１に、後輪用ブレーキ弁２２２がリアブレーキ１２に、それぞれ油圧アキュムレータ２１１、２１２の圧油を送って制動している。
具体的には、ペダル２２３が操作されて前輪用ブレーキ弁２２１のスプールのポジションが変更され、油圧アキュムレータ２１１の圧油が前輪用ブレーキ弁２２１から出力されると、この圧油は、フロントブレーキカット弁２６、シャトル弁２２５、及びＡＢＳ制御用油圧回路３の前輪用油圧回路３１を介してフロントブレーキ１１に供給され、フロントブレーキ１１による制動が行われる。
この際、後輪用ブレーキ弁２２２のスプールのポジションも同時に変更され、油圧アキュムレータ２１２の圧油が後輪用ブレーキ弁２２２から出力され、圧油は、シャトル弁２２６及び後輪用油圧回路３２を介してリアブレーキ１２のスラックアジャスタ１２２に供給され、リアブレーキ１２による制動が行われる。
【００２０】
駐車ブレーキ弁２３は、前述したリアブレーキ１２のパーキングブレーキ１２３を操作する弁であり、ソレノイド２３１及びばね部２３２を備えて構成される。この駐車ブレーキ弁２３は、図示を略した運転室内の駐車用スイッチが駐車位置に切換えられると、油圧アキュムレータ２１３からの圧油を遮断するポジションに移動し、パーキングブレーキ１２３内の後輪用シリンダ室１２３Ａの圧油を、油圧供給系２１のタンク２１５に戻して駐車制動圧を零にしている。
これにより駐車時には、リアブレーキ１２の後輪用多板ブレーキ１２１が、パーキングブレーキ１２３の後輪用ばねで押圧されて圧着し制動状態を保持させる。
【００２１】
走行時、この駐車ブレーキ弁２３は、図示しない駐車用スイッチが走行位置に切換えられることにより、ソレノイド２３１によってポジションが切換えられ、油圧アキュムレータ２１３の圧油を、パーキングブレーキ１２３の後輪用シリンダ室１２３Ａに供給し、駐車制動圧を高くしている。
これにより走行時には、後輪用シリンダ室１２３Ａ内の駐車制動圧は、パーキングブレーキ１２３の後輪用ばねを押し戻して、後輪用多板ブレーキ１２１を離間して開放し、車両は走行可能な状態となる。
【００２２】
緊急ブレーキ弁２４は、後輪用シリンダ室１２３Ａの緊急制動圧を制御して車両を緊急制動されるものであり、フート式ペダル２４１、ばね部２４２、及びパイロット圧室２４３を備えて構成される。
この緊急ブレーキ弁２４は、走行時、油圧アキュムレータ２１３からの圧油をパーキングブレーキ１２３の後輪用シリンダ室１２３Ａに供給するポジションとされ、後輪用シリンダ室１２３Ａに圧油を供給して後輪用多板ブレーキ１２１を離間して開放している。
オペレータがフート式ペダル２４１を操作すると、緊急ブレーキ弁２４がタンク２１５と連通するポジションとされ、油圧アキュムレータ２１３の圧油を減圧して緊急制動圧としてパーキングブレーキ１２３の後輪用シリンダ室１２３Ａに供給する。
これによりパーキングブレーキ１２３のばねで押圧されてリアブレーキ１２による制動が開始される。
【００２３】
リレー弁２５は、緊急ブレーキ弁２４を操作したときに、フロントブレーキ１１にも制動力を与え、緊急ブレーキ時の制動力を向上させるために設けられ、このリレー弁２５は、第１パイロット圧室２５１、第２パイロット圧室２５２、及びばね部２５３を備えて構成される。
第１パイロット圧室２５１には、走行時の緊急ブレーキ弁２４の出力圧が入力され、この状態でリレー弁２５は、タンク２１５と連通するポジションとされ、フロントブレーキ１１への供給ラインを減圧状態としてフロントブレーキ１１による制動を開放している。
【００２４】
緊急ブレーキ弁２４のフート式ペダル２４１が操作されると、緊急ブレーキ弁２４の出力圧が減圧され、これに応じて第１パイロット圧室２５１に供給される圧力が減圧され、ばね部２５３の付勢力によってリレー弁２５のポジションが変更され、油圧アキュムレータ２１１から圧油が供給されるようになり、フロントブレーキ１１に圧油が供給されてフロントブレーキ１１の制動が開始される。これにより、緊急ブレーキ弁２４の操作が行われると、リアブレーキ１２による制動に加えてフロントブレーキ１１による制動が開始されることとなる。
【００２５】
電磁式比例減圧弁２７は、作業車両が重量物を積載した状態で長い坂を降りる際、エンジンのオーバランを防止するために、ブレーキ装置１をリターダとして機能させるための制御弁であり、油圧アキュムレータ２１３からシャトル弁２２６に至る配管途中に設けられている。
この電磁式比例減圧弁２７は、前述した図１では不図示のコントローラによって制御され、作業車両が走行している坂道の勾配、積載重量、操縦者の設定車速等の情報がコントローラに入力され、コントローラは、これらの条件に基づいて、電磁式比例減圧弁２７のソレノイド２７１に電気信号を出力し、電磁式比例減圧弁２７の開度を調整して油圧アキュムレータ２１３からの圧油をシャトル弁２２６に出力する。
【００２６】
シャトル弁２２６では、後輪用ブレーキ弁２２２からの出力された圧油と電磁式比例減圧弁２７から出力された圧油のうち、高い圧力の圧油がリアブレーキ１２のスラックアジャスタ１２２に供給され、リアブレーキ１２による制動が実行される。
このようなリターダにより、操縦者がフート式ブレーキ弁２２のペダル２２３を操作することなく、作業車両に与えられた種々の負荷を考慮して、電磁式比例減圧弁２７の開度を調整し、エンジンのオーバラン防止を実現してエンジンへの負荷を軽減することが可能となる。
後輪用ブレーキ弁２２２からシャトル弁２２６に至る配管途中には、圧力スイッチ２２４が設けられ、フート式ブレーキ弁２２のオン、オフを検出している。また、リターダ２７からシャトル弁２２６に至る配管途中にも、圧力スイッチ２７２が設けられ、リターダ２７のオン、オフを検出している。
【００２７】
■３．ＡＢＳ制御用油圧回路３の構造
図１に示されるように、ブレーキ油圧回路２からフロントブレーキ１１及びリアブレーキ１２に至る油圧回路途中には、ＡＢＳ制御用油圧回路３が設けられており、このＡＢＳ制御用油圧回路３は、前述したように、前輪用油圧回路３１及び後輪用油圧回路３２を備えて構成される。
前輪用油圧回路３１は、フロントブレーキ１１のＡＢＳ制御を行う油圧回路として構成され、２つの電磁式比例減圧弁３１１、３１２、２つのシャトル弁３１３、３１４、圧力センサ３１５、３１６、及び圧力スイッチ３１７を備えて構成される。
【００２８】
電磁式比例減圧弁３１１、３１２は、基端がフロントブレーキカット弁２６の出力側に接続される配管ライン途中で分岐した配管ラインにそれぞれ設けられ、ＡＢＳを制御する制御弁である。尚、電磁式比例減圧弁３１１は、フロントブレーキ１１の左側への圧油供給の制御を行う弁であり、電磁式比例減圧弁３１２は、フロントブレーキ１１の右側への圧油供給の制御を行う弁である。
各電磁式比例減圧弁３１１、３１２は、ソレノイド３１１Ａ、３１２Ａによって開度調整され、減圧されて排出された作動油の一部は、前述した油圧供給系２１のタンク２１５に戻される。尚、本実施形態では、フロントブレーキカット弁２６は、ＡＢＳを作動させるか否かを切り替えるＡＢＳカット弁としても機能し、フロントブレーキカット弁２６を構成するソレノイド２６１に、コントローラからの電気信号を出力することにより、フロントブレーキ１１側のＡＢＳを作動させるか否かを切り替えることができる。
【００２９】
シャトル弁３１３、３１４は、電磁式比例減圧弁３１１、３１２の出力側に設けられ、一方の入力は、電磁式比例減圧弁３１１、３１２の出力に接続されているが、他方の入力は、お互いのシャトル弁３１３、３１４の入力同士を連絡する配管で接続され、この配管途中には、前輪用ブレーキ弁２２１の出力途中に設けられるシャトル弁２２５の出力配管が接続されている。
圧力センサ３１５、３１６は、電磁式比例減圧弁３１１、３１２の出力側にそれぞれ設けられ、電磁式比例減圧弁３１１、３１２の出力側の圧力を検出し、検出された圧力信号を電気信号として図１では不図示のコントローラに出力する。
圧力スイッチ３１７は、シャトル弁２２５からの出力配管途中に設けられ、シャトル弁２２５から出力された圧油の油圧に応じてオンオフ動作する。
【００３０】
後輪用油圧回路３２は、リアブレーキ１２のＡＢＳ制御を行う油圧回路として構成され、前輪用油圧回路３１と同様に、２つの電磁式比例減圧弁３２１、３２２、２つのシャトル弁３２３、３２４、圧力センサ３２５、３２６、及び圧力スイッチ３２７を備えている他、入力側配管中に設けられるＡＢＳカット弁３２８を備えている。
電磁式比例減圧弁３２１、３２２には、ソレノイド３２１Ａ、３２２Ａが設けられ、各電磁式比例減圧弁３２１、３２２は、コントローラから出力された電気信号に基づいて開度が調整される。
また、ＡＢＳカット弁３２８にもソレノイド３２８Ａが設けられており、ＡＢＳカット弁３２８は、同様にコントローラから出力された電気信号に基づいて、リアブレーキ１２側のＡＢＳの動作可否が切り替えられる。
そして、シャトル弁３２３の出力は、リアブレーキ１２の左側のスラックアジャスタ１２２に接続され、シャトル弁３２４の出力は、右側のスラックアジャスタ１２２に接続され、これにより左右のスラックアジャスタ１２２のそれぞれに圧油が供給される。
【００３１】
このようなＡＢＳ制御用油圧回路３は、前述した前輪用油圧回路３１、後輪用油圧回路３２を構成する各弁のポジションを変更することにより、ＡＢＳとして機能する。
図１において、前輪側のフロントブレーキカット弁２６のスプールが下側のポジションにある場合、及び、後輪側のＡＢＳカット弁３２８のスプールが下側のポジションにある場合には、ＡＢＳ機能は遮断されている。
この場合、フロント側では、フート式ブレーキ弁２２のペダル２２３操作により、前輪用ブレーキ弁２２１から出力された圧油は、シャトル弁２２５、３１３、３１４を経て、フロントブレーキ１１に供給され、ペダル２２３の踏み込み量に応じて制動力が増す通常のブレーキとして動作する。リア側も、後輪用ブレーキ弁２２２から出力された圧油が、シャトル弁２２６、３２３、３２４を経てリアブレーキ１２に供給され、同様に通常のブレーキとして機能する。
【００３２】
次に、図１において、前輪側のフロントブレーキカット弁２６のスプールが上側のポジションにある場合、及び、後輪側のＡＢＳカット弁３２８のスプールが上側のポジションにある場合には、ＡＢＳ機能が有効に作動する。
この場合、前輪用油圧回路３１では、操縦者がフート式ブレーキ弁２２のペダル２２３を操作すると、前輪用ブレーキ弁２２１から出力された圧油は、電磁式比例減圧弁３１１、３１２に供給され、コントローラからの電気信号に応じて電磁式比例減圧弁３１１、３１２の開度が調整され、電磁式比例減圧弁３１１、３１２から出力された圧油は、シャトル弁３１３、３１４を経由してフロントブレーキ１１に供給される。
【００３３】
一方、後輪用油圧回路３２では、操縦者のペダル２２３の操作により、後輪用ブレーキ弁２２２から出力された圧油は、電磁式比例減圧弁３２１、３２２に供給され、電磁式比例減圧弁３２１、３２２から出力された圧油は、シャトル弁３２３、３２４を経由してリアブレーキ１２に供給される。
この際、詳しくは後述するが、コントローラでは、回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲで検出される車輪１０の回転速度を監視し、各車輪１０のロック状態に応じて、ソレノイド３１１Ａ、３１２Ａ、３２１Ａ、３２２Ａへの電気信号を出力して、各電磁式比例減圧弁３１１、３１２、３２１、３２２の開度を調整し、フロントブレーキ１１及びリアブレーキ１２の制動力を調整し、制動距離が短く、かつ作業車両がスピンしないような制御を実行する。
【００３４】
■４．コントローラ４の構成
図２には、前述したブレーキ装置１の制御を行うコントローラ４の構成が示されている。
コントローラ４は、演算処理装置４１及びメモリ４２を備え、演算処理装置４１の入力側には、ＬＰＦ（Low Pass Filter）４３が設けられ、演算処理装置４１の出力側には、ＡＢＳ制御用油圧回路３に設けられた電磁式比例減圧弁３１１、３１２、３２１、３２２の開度調整用のソレノイド３１１Ａ、３１２Ａ、３２１Ａ、３２２Ａが接続されている。
ＬＰＦ４３は、入力された電気信号の外乱等による高周波成分をフィルタ処理によって除去する部分であり、このＬＰＦ４３には、各車輪１０に設けられた回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲから出力される各車輪１０の回転速度信号が入力され、フィルタ処理後の各車輪１０の回転速度信号を演算処理装置４１に出力する。
【００３５】
演算処理装置４１は、ＬＰＦ４３を介して入力された各車輪１０の回転速度に基づいて、車速を予測し、これに基づいて制動制御信号を生成し、ソレノイド３１１Ａ、３１２Ａ、３２１Ａ、３２２Ａに生成した制動制御信号を出力する部分であり、車速演算手段４４及び制動制御手段４５を備えて構成される。
車速演算手段４４は、回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲで検出された各車輪１０の回転速度に基づいて、作業車両の車速を予測演算する部分であり、回転速度微分値算出部４４１、減速度算出部４４２、車速予測部４４３、ブレーキトルク算出部４４４、ブレーキ力予測部４４５、スリップ率算出部４４６、及びＡＢＳ判定部４４７を備えて構成される。
【００３６】
回転速度微分値算出部４４１は、回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲから出力された回転速度信号を、一定の時間間隔で計測し、その変化量を算出することにより、各車輪１０の回転速度の変化量を算出する部分である。具体的には、時刻taにおける回転速度がωa、時刻tbにおける回転速度がωbと検出された場合、回転速度の変化量である微分値dω／dtは、次の式（３）で算出される。
【００３７】
【数３】
0004669759.tif 000004
【００３８】
減速度算出部４４２は、回転速度微分値算出部４４１で算出された回転速度の微分値dω／dtに基づいて、各車輪１０の減速度dＶ／dtを算出する部分である。具体的には、車輪１０の外周接地面の接線速度をＶ、車輪１０の回転速度をω、車輪１０の半径をrとすると、スリップ率λは次の式（４）で与えられる。
【００３９】
【数４】
0004669759.tif 000005
【００４０】
この式（４）を整理して、接線速度Ｖ及び回転速度ωを時間tで微分すると、式（５）が得られ、スリップ率λ、回転速度微分値算出部４４１で求められた微分値dω／dt、車輪１０の半径rから減速度dＶ／dtを算出することができる。
この際、減速度算出部４４２は、メモリ４２内のスリップ率λ格納部４２１に格納されたスリップ率λの値を読み出して減速度dＶ／dtの算出を行う。格納されるスリップ率λは、予め実験等により計測された最も制動力を発現することのできるスリップ率λを採用するのが好ましく、１５〜２０％の範囲のスリップ率λを設定するのが好ましい。
【００４１】
【数５】
0004669759.tif 000006
【００４２】
車速予測部４４３は、減速度算出部４４２で算出された減速度dＶ／dtに基づいて、ブレーキ制動中の任意の時刻における車速Ｖを予測する部分であり、具体的には、ある時刻t1において、各車輪１０の回転速度を検出した際の車速をＶt1、次の時刻t2において、車輪１０の回転速度を検出した際の車速をＶt2とすると、次の式（６）によって求められる。
【００４３】
【数６】
0004669759.tif 000007
【００４４】
車速予測部４４３は、各車輪１０の回転速度に基づいて予測した車速の平均値をとって、車両の車速Ｖとして制動制御手段４５、スリップ率算出部４４６、及びＡＢＳ判定部４４７に出力する。
ブレーキトルク算出部４４４は、ＡＢＳ制御用油圧回路３に設けられた圧力センサ３１５、３１６、３２５、３２６で検出されるブレーキ圧に基づいて、ブレーキトルクを換算する部分である。具体的には、ブレーキトルクＴbがブレーキ圧Ｐに比例する点に着目して、以下の式（７）に基づいてブレーキトルクを算出している。
【００４５】
【数７】
0004669759.tif 000008
【００４６】
ブレーキ力予測部４４５は、換算されたブレーキトルクに基づいて、ブレーキ力の予測を行う。このブレーキ力予測部４４５によるブレーキ力の予測は、最小二乗法により求めており、具体的には、ブレーキ力をＦｘ、ホイールイナーシャをＪ、角速度変化率をdω／dt、車輪１０のタイヤ半径をrとすると、ブレーキ力予測部４４５は、以下の式（８）に基づいて、ブレーキ力の予測を行う。
【００４７】
【数８】
0004669759.tif 000009
【００４８】
スリップ率算出部４４６は、車速予測部４４３で予測された車速Ｖに基づいて、以下の式（９）によりスリップ率λを算出する。
【００４９】
【数９】
0004669759.tif 000010
【００５０】
ＡＢＳ判定部４４７は、車速予測部４４３で予測された車速Ｖ及びスリップ率算出部４４６で算出されたスリップ率λから、ＡＢＳを開始させるか、解除するかを判定する部分である。具体的には、本実施形態では、ＡＢＳ作動開始条件としては、dω／dt＜−０．６g、ＡＢＳ解除条件としては、λ≦５％又はＶ≒０（例えば、３ｋｍ／ｈ以下）と設定されている。
【００５１】
制動制御手段４５は、ＡＢＳ制御用油圧回路３を構成する電磁式比例減圧弁３１１、３１２、３２１、３２２の開度調整制御を行う部分であり、左前輪制動量生成部４５１、右前輪制動量生成部４５２、左後輪制動量生成部４５３、及び右後輪制動量生成部４５４を備えて構成され、本実施形態では、各車輪１０独立してＡＢＳ制御が実行される。
各制動量生成部４５１〜４５４は、前述した車速予測部４４３で予測された車速Ｖ、各車輪１０の回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲで検出された各車輪１０の回転速度ωに基づいて、周知のスライディングコントロール制御により、各車輪１０に与えるべき制動量を生成し、これに応じた電気信号を、電磁式比例減圧弁３１１、３１２、３２１、３２２のソレノイド３１１Ａ、３１２Ａ、３２１Ａ、３２２Ａに出力する。
【００５２】
■５．コントローラの作用
次に、前述した構成のコントローラ４の作用を、図３に示されるフローチャートに基づいて説明する。
(1)車両走行中、回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲは、予め設定された時間間隔で各車輪１０の回転速度を検出し、回転速度信号をコントローラ４に定期的に出力する（処理Ｓ１）。
(2)回転速度微分値算出部４４１は、回転速度センサ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲから出力された回転速度信号に基づいて、式（３）により単位時間当たりの回転速度の変化量を演算し、各車輪１０の回転速度微分値dω／dtを算出する（処理Ｓ２）。
(3)減速度算出部４４２は、前回算出された速度Ｖt1と、回転速度微分値算出部４４１で算出された回転速度微分値dω／dtとに基づいて、式（５）により各車輪１０の減速度dＶ／dtを算出する（処理Ｓ３）。
【００５３】
(4)ブレーキトルク算出部４４４は、ＡＢＳ制御用油圧回路３内に設けられた圧力センサ３１５、３１６、３２５、３２６が検出した油圧回路内の圧力信号に基づいて、ブレーキ圧を検出し（処理Ｓ４）、検出されたブレーキ圧を式（７）に代入して、ブレーキトルクＴｂを算出する（処理Ｓ５）。
(5)コントローラ４の車速予測部４４３は、圧力スイッチ２２４からの信号を監視し、操縦者がフート式ブレーキ弁２２のペダル２２３を踏み込んだか否かを監視し（処理Ｓ６）、ペダル２２３操作があったと判定されたら、車速予測部４４３は、減速度dＶ／dtに基づいて、式（６）により各車輪１０から得られる車速Ｖt2を算出し、各車輪１０から算出された車速Ｖt2の平均値をとって車両の車速を予測する（処理Ｓ７）。
(6)次に、スリップ率算出部４４６は、前述した式（９）によってスリップ率λを算出し（処理Ｓ８）、続けて、ブレーキ力予測部４４５は、ブレーキトルク算出部４４４で算出されたブレーキトルクＴｂから、式（８）を用いて予測されるブレーキ力Ｆｘを算出する（処理Ｓ９）。
【００５４】
(7)ＡＢＳ判定部４４７は、算出されたスリップ率λ、車速Ｖ、及び角速度変化率dω／dtに基づいて、ＡＢＳ制御を開始するか否かを判定し（処理Ｓ１０）、ＡＢＳ制御を開始しない場合には、処理Ｓ１〜処理Ｓ９を繰り返す。
(8)一方、ＡＢＳ判定部４４７がＡＢＳ制御を開始すると判定したら、車速予測部４４３は、予測された車速Ｖを制動制御手段４５に出力し、制動制御手段４５の左前輪制動量生成部４５１、右前輪制動量生成部４５２、左後輪制動量生成部４５３、及び右後輪制動量生成部４５４は、予測された車速Ｖ及び角速度ωに基づいて、各車輪１０の制動量を生成し（処理Ｓ１１）、ソレノイド３１１Ａ、３１２Ａ、３２１Ａ、３２２Ａに電気信号として出力し、各電磁式比例減圧弁３１１、３１２、３２１、３２２の開度調整を行って、ＡＢＳによる制動制御を実施する（処理Ｓ１２）。
(9)ＡＢＳ判定部４４７は、上述した一連の処理を予測される車速Ｖ≒０となるか、又はスリップ率λ≦５％になるまで繰り返し、いずれかの条件が満たされたらＡＢＳによる制御を終了する（処理Ｓ１３）。
【００５５】
このようなコントローラ４による処理を実行することにより、車速センサ等の特別な部品を用いることなく、車速に応じた制動制御を行うことができ、例えば、いずれかの車輪１０がロックした場合、すなわち、該車輪１０で検出される回転速度がゼロとなった場合でも、ＡＢＳによる確実な制動制御を行うことができる。
また、予め設定された最適な制動力を発現するスリップ率λに基づいて、車速を予測しているため、ＡＢＳによる制動制御において最も制動力の大きい状態で制動をかけることができ、ペダル２２３踏み込み後の車両停止までの距離を短くすることが可能となる。
【００５６】
■６．実施形態の変形
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、４輪独立に制動制御を行うＡＢＳ制御用油圧回路３に本発明を採用したが、これに限らず、前後輪独立、４輪一体型のＡＢＳ制御用油圧回路に本発明を採用してもよい。
また、前記実施形態では、ダンプトラック等の作業車両に本発明を用いていたが、これに限らず、通常の乗用車等に本発明を採用してもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、ダンプトラック等の作業車両に利用できる他、乗用車等にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る作業車両のブレーキ装置の構成を表す模式図。
【図２】本実施形態におけるコントローラの構成を表すブロック図。
【図３】本実施形態における作用を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００５９】
１０…車輪、１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ、１３ＲＲ…回転速度センサ（回転速度検出手段）、４４…車速演算手段、４５…制動制御手段、４４１…回転速度微分値算出部、４４２…減速度算出部、４４３…車速予測部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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