(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサと、
前記第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段と、
前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じてそれより絶対値の小さい値に決定される第１の閾値とを用いて前記ブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを有するＡＢＳ装置であって、
前記車両に作用する加速度Ｇに応じた加速度情報を得ることができる任意数の第２のセンサと、
前記第２のセンサからの加速度情報の傾きを演算する加速度変化率演算手段と、
前記加速度変化率演算手段により演算された加速度情報の傾きに応じて前記第１の閾値を変化させる第１の閾値可変手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置。
【請求項２】
車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサと、
前記第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段と、
前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じてそれより絶対値の小さい値に決定される第１の閾値とを用いて前記ブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを有するＡＢＳ装置であって、
前回の第１の閾値を用いた今回の減圧開始予定時点における路面摩擦力情報の今回値と、前回の第１の閾値を用いた前回の減圧開始時点における路面摩擦力情報の前回値との差を演算する路面摩擦力変化量演算手段と、
前記路面摩擦力変化量演算手段により演算された路面摩擦力情報の変化量に応じて、前記路面摩擦力情報の前記今回値が前記路面摩擦力情報の前記前回値より大である場合には、前記前回の第１の閾値を、それより絶対値が大となる今回の第１の閾値に変化させる第１の閾値可変手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置。
【請求項３】
車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサと、
前記第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段と、
前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じてそれより絶対値の小さい値に決定される第１の閾値とを用いて前記ブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを有するＡＢＳ装置であって、
前記車両に作用する加速度Ｇに応じた加速度情報を得ることができる任意数の第２のセンサと、
前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、前記第２のセンサからの加速度情報との差を積分することにより、車輪速度パラメータＭωを演算する車輪速度パラメータ演算手段と、
前記車輪速度パラメータ演算手段により演算された所定時間毎の車輪速度パラメータＭωの差を演算する二点差分演算手段と、
前記二点差分演算手段により演算された車輪速度パラメータＭωの差に応じて前記第１の閾値を変化させる第１の閾値可変手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置。
【請求項４】
車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサと、
前記第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段と、
前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じてそれより絶対値の小さい値に決定される第１の閾値とを用いて前記ブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを有するＡＢＳ装置であって、
前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、前記第１の閾値に比例した値との差を積分することにより、車輪速度パラメータＭωを得る車輪速度パラメータ演算手段と、
前記車輪速度パラメータ演算手段により演算された所定時間毎の車輪速度パラメータＭωの差を演算する二点差分演算手段と、
前記二点差分演算手段により演算された車輪速度パラメータＭωの差に応じて前記第１の閾値を変化させる第１の閾値可変手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置。
【請求項５】
前記第１の閾値可変手段は、第１の閾値を連続的に変化させる、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＡＢＳ装置。
【請求項６】
前記第１の閾値可変手段は、第１の閾値を段階的に変化させる、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＡＢＳ装置。
【請求項７】
前記ブレーキ液圧制御手段は、前記ブレーキ装置の作動中に、ブレーキ液圧の減圧を開始した後、前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭが、前記第１の閾値と等しいかあるいはそれよりも所定量絶対値の小さい第２の閾値に達した時点で前記減圧を終了させる、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のＡＢＳ装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のＡＢＳ装置であって、
前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭの変化率ΔＭを演算する差分パラメータ変化率演算手段と、
前記ブレーキ装置の作動中に、前記差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭが第３の閾値を越えたときに、前記車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断して、前記ブレーキ装置の液圧を減圧させるオーバースリップ制御手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置。
【請求項９】
前記オーバースリップ制御手段は、前記ブレーキ装置の液圧を減圧させた後に、前記差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭの振幅が所定値以下になったときに、前記車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、前記ブレーキ装置の液圧の減圧を終了させる、請求項８に記載のＡＢＳ装置。
【請求項１０】
前記オーバースリップ制御手段は、前記ブレーキ装置の液圧を減圧させた後に、前記差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭの振幅が複数回連続して所定値以下になったときに、前記車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、前記ブレーキ装置の液圧の減圧を終了させる、請求項８に記載のＡＢＳ装置。
【請求項１１】
前記オーバースリップ制御手段は、前記ブレーキ装置の液圧を減圧させた後に、前記差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭの振幅が所定値以下になったときに、前記差分パラメータ演算手段により演算されたＭが所定値以上であれば、前記車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、前記ブレーキ装置の液圧の減圧を終了させる、請求項８に記載のＡＢＳ装置。
【請求項１２】
前記オーバースリップ制御手段は、前記ブレーキ装置の液圧を減圧させた後に、前記差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭの振幅が複数回連続して所定値以下になったときに、前記差分パラメータ演算手段により演算されたＭが所定値以上であれば、前記車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、前記ブレーキ装置の液圧の減圧を終了させる、請求項８に記載のＡＢＳ装置。
【請求項１３】
前記オーバースリップ制御手段により前記車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、前記差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭが前記第３の閾値よりも十分に大きい第４の閾値を越えた場合、走行路面の摩擦係数が急激に低下したと判断して、前記第１の閾値を予め決められた所定の値にする第１の閾値リセット手段を有する、請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載のＡＢＳ装置。
【請求項１４】
前記オーバースリップ制御手段により前記車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭの値に応じて前記第１の閾値を可変させるオーバースリップ用第１の閾値可変手段を有する、請求項８ないし請求項１３のいずれかに記載のＡＢＳ装置。
【請求項１５】
前記第１の閾値の絶対値は、走行路面の摩擦係数に応じて高μ用、中μ用、および低μ用の３種類の値が予め決められており、
前記オーバースリップ用第１の閾値可変手段は、前記オーバースリップ制御手段により前記車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭの絶対値が、前記低μ用の第１の閾値の絶対値よりも所定量大きな値以下であれば、前記第１の閾値の絶対値を低μ用の値に変更し、前記低μ用の第１の閾値の絶対値よりも所定量大きな前記の値よりも大きくかつ前記中μ用の第１の閾値の絶対値以下であれば、前記第１の閾値の絶対値を現状の値と前記低μ用の値との平均値に変更し、前記中μ用の第１の閾値の絶対値よりも大きければ、前記第１の閾値の絶対値を現状の値と前記中μ用の値との平均値に変更する、請求項１４に記載のＡＢＳ装置。
【請求項１６】
前記差分パラメータ演算手段は、前記第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報とに基づいて、路面摩擦力Ｆからブレーキトルク力Ｔを減算した値Ｆ−Ｔを差分パラメータＭとして求める、請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載のＡＢＳ装置。
【請求項１７】
前記差分パラメータ演算手段は、前記車輪の半径をＲ、前記車輪の回転中心と前記ブレーキ装置のブレーキキャリパとの距離をｒとしたときに、前記第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報とに基づいて、前記半径Ｒと前記距離ｒとの比Ｒ／ｒと路面摩擦力Ｆとの積（Ｒ／ｒ）Ｆからブレーキトルク力Ｔを減算した値（Ｒ／ｒ）Ｆ−Ｔを差分パラメータＭとして求める、請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載のＡＢＳ装置。
【請求項１８】
車両の旋回時に、路面摩擦力Ｆの代わりに、車両の進行方向と直交する方向に車輪に作用するコーナリングフォースＦS を用い、このコーナリングフォースＦS に応じた路面摩擦力情報とブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とに基づいて差分パラメータＭを求める構成とした、請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載のＡＢＳ装置。
【請求項１９】
車輪の操舵角を検出する操舵角センサを設け、この操舵角センサからの検出信号に基づいて車輪の回転軸芯に直交する方向と車両の進行方向との偏差である横滑り角βを求め、この横滑り角βに基づいて前記コーナリングフォースＦS を求める構成とした、請求項１８に記載のＡＢＳ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、車両の急制動時に車輪のロックを防止するＡＢＳ（antilock brake system ）装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＢＳ装置においては、歯車を有するハブを車輪に取り付け、その歯車の回転を電磁ピックアップにより検出し、その検出信号に基づいて車輪速度を演算し、その車輪速度と加速度センサからの検出信号とに基づいて車体速度を演算して、車輪速度と車体速度からスリップ率を演算することにより、スリップ率を用いて制御を行っていた。
【０００３】
しかし、車体速度を直接求めることは困難であることから、車輪速度と加速度センサからの検出信号とに基づいて車体速度を推測していたので、正確な車体速度を求めることができず、制御が不正確であった。
【０００４】
しかも、車体速度が低速になるに従って電磁ピックアップからの検出信号の周期が長くなり、制御の精度が低下していくので、ブレーキペダルを踏み込むことにより車体速度が低下し始めてから車両が停止するまで動作する必要のあるＡＢＳ装置にとって、極めて不都合である。
【０００５】
このような問題を解消するため、本願発明の出願人は、路面摩擦力ＦとブレーキトルクＴとの差に応じた差分パラメータＭを用いて、ブレーキ作動中に、差分パラメータＭが所定の閾値まで小さくなった時点でブレーキ装置の減圧を開始するＡＢＳ装置を提案した（特開平９−２２４０号公報参照）。
【０００６】
しかし、上記特開平９−２２４０号公報に記載されたＡＢＳ装置では、ブレーキ装置の減圧終了時点の制御に関しての提案はなされていない。また、車体速度の高低や路面状況の変化などにリアルタイムに対処すべく、減圧開始あるいは減圧終了のための閾値をリアルタイムに可変させる制御についての詳細も提案されていない。さらには、減圧開始あるいは減圧終了のための閾値が理想値からずれることにより発生するオーバースリップの検出および対処についても提案されていない。
【０００７】
【発明の開示】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、車体速度の高低や路面状況の変化などに係わらず常に正確な制御を行えるＡＢＳ装置を提供することを、その課題とする。
【０００８】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本願発明の第１の側面によれば、車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサと、前記第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段と、前記差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じてそれより絶対値の小さい値に決定される第１の閾値とを用いて前記ブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを有するＡＢＳ装置であって、前記車両に作用する加速度Ｇに応じた加速度情報を得ることができる任意数の第２のセンサと、前記第２のセンサからの加速度情報の傾きを演算する加速度変化率演算手段と、前記加速度変化率演算手段により演算された加速度情報の傾きに応じて前記第１の閾値を変化させる第１の閾値可変手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置が提供される。
【００１０】
路面摩擦力情報やブレーキトルク情報は、各々１個のセンサから直接得てもよいし、センサからの検出信号を演算することにより得てもよい。たとえば路面摩擦力情報は、１個のセンサから直接得ることもできるし、路面摩擦係数μに応じた路面摩擦係数情報を出力するセンサからの検出信号に、車両の重量に応じた定数を乗算して得ることもできる。さらには、複数のセンサからの検出信号を演算することにより得てもよい。
【００１１】
センサとしては、たとえば車両の車軸に作用する各方向の剪断力を検出する、歪ゲージからなる応力センサを用いることができるが、これに限るものではない。
【００１２】
差分パラメータ演算手段は、路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、ブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とから、Ｍ＝α3 （α1 Ｆ−α2 Ｔ）を演算する。ここで、α1 ，α2 ，α3 は、予め決められた０以外の定数であり、たとえばα1 ＝α2 ＝α3 ＝１の場合には、Ｍ＝Ｆ−Ｔになる。
【００１３】
ブレーキ液圧の減圧開始時点は、差分パラメータＭを用いて判断することができるが、これに限るものではない。
【００１４】
ブレーキ液圧制御手段は、たとえばブレーキ装置の油圧配管に組み込まれた電磁弁を制御する。
【００１５】
【００１６】
また、加速度情報は、１個のセンサから直接得てもよいし、センサからの検出信号を演算することにより得てもよい。さらには、複数のセンサからの検出信号を演算することにより得てもよい。
【００１７】
加速度情報の傾きは、加速度情報をディジタルデータとして処理する場合、たとえば所定時間毎に加速度情報を記憶しておき、所定時間前の加速度情報と現在の加速度情報との差を演算することにより求められる。
【００１８】
【００１９】
本願発明の第２の側面によれば、車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサと、第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段と、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じてそれより絶対値の小さい値に決定される第１の閾値とを用いてブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを有するＡＢＳ装置であって、前回の第１の閾値を用いた今回の減圧開始予定時点における路面摩擦力情報の今回値と、前回の第１の閾値を用いた前回の減圧開始時点における路面摩擦力情報の前回値との差を演算する路面摩擦力変化量演算手段と、路面摩擦力変化量演算手段により演算された路面摩擦力情報の変化量に応じて、路面摩擦力情報の今回値が路面摩擦力情報の前回値より大である場合には、前回の第１の閾値を、それより絶対値が大となる今回の第１の閾値に変化させる第１の閾値可変手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置が提供される。
【００２０】
路面摩擦力情報を用いた第１の閾値の変更は、単独で行ってもよいし、加速度情報あるいは車輪速度パラメータＭωを用いた第１の閾値の変更と併用してもよい。
【００２１】
本願発明の第３の側面によれば、車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサと、第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段と、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じてそれより絶対値の小さい値に決定される第１の閾値とを用いてブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを有するＡＢＳ装置であって、車両に作用する加速度Ｇに応じた加速度情報を得ることができる任意数の第２のセンサと、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、第２のセンサからの加速度情報との差を積分することにより、車輪速度パラメータＭωを演算する車輪速度パラメータ演算手段と、車輪速度パラメータ演算手段により演算された所定時間毎の車輪速度パラメータＭωの差を演算する二点差分演算手段と、二点差分演算手段により演算された車輪速度パラメータＭωの差に応じて第１の閾値を変化させる第１の閾値可変手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置が提供される。
【００２２】
差分パラメータＭと加速度情報との差の積分は、差分パラメータＭと加速度情報とをディジタルデータとして処理する場合、たとえば所定時間毎に差分パラメータＭと加速度情報との差を演算し、それらを累積加算することにより実現できる。
【００２３】
本願発明の第４の側面によれば、車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサと、第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段と、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じてそれより絶対値の小さい値に決定される第１の閾値とを用いてブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段とを有するＡＢＳ装置であって、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、第１の閾値に比例した値との差を積分することにより、車輪速度パラメータＭωを得る車輪速度パラメータ演算手段と、車輪速度パラメータ演算手段により演算された所定時間毎の車輪速度パラメータＭωの差を演算する二点差分演算手段と、二点差分演算手段により演算された車輪速度パラメータＭωの差に応じて第１の閾値を変化させる第１の閾値可変手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置が提供される。
【００２４】
好ましい実施の形態によれば、第１の閾値可変手段は、第１の閾値を連続的に変化させる。
【００２５】
連続的に変化させるとは、アナログ的に変化させる場合だけではなく、加速度情報の傾き、車輪速度パラメータＭωの差、あるいは路面摩擦力情報の差が、所定時間毎に変化した場合に、その変化に応じて必ず第１の閾値を変化させる場合も含む。
【００２６】
他の好ましい実施の形態によれば、第１の閾値可変手段は、第１の閾値を段階的に変化させる。
【００２７】
段階的に変化させるとは、加速度情報の傾き、車輪速度パラメータＭωの差、あるいは路面摩擦力情報の差が、所定時間毎に変化した場合、その変化量が所定値以上のときに、その変化量に応じて第１の閾値を変化させる場合をいう。
【００２８】
他の好ましい実施の形態によれば、ブレーキ液圧制御手段は、ブレーキ装置の作動中に、ブレーキ液圧の減圧を開始した後、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭが、第１の閾値と等しいかあるいはそれよりも所定量絶対値の小さい第２の閾値に達した時点で減圧を終了させる。
【００２９】
本願発明の第５の側面によれば、前記本願発明の第１ないし第４の側面に係るＡＢＳ装置であって、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭの変化率ΔＭを演算する差分パラメータ変化率演算手段と、ブレーキ装置の作動中に、差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭが第３の閾値を越えたときに、車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断して、ブレーキ装置の液圧を減圧させるオーバースリップ制御手段とを備えたことを特徴とする、ＡＢＳ装置が提供される。
【００３０】
好ましい実施の形態によれば、オーバースリップ制御手段は、ブレーキ装置の液圧を減圧させた後に、差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭの振幅が所定値以下になったときに、車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、ブレーキ装置の液圧の減圧を終了させる。
【００３１】
他の好ましい実施の形態によれば、オーバースリップ制御手段は、ブレーキ装置の液圧を減圧させた後に、差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭの振幅が複数回連続して所定値以下になったときに、車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、ブレーキ装置の液圧の減圧を終了させる。
【００３２】
他の好ましい実施の形態によれば、オーバースリップ制御手段は、ブレーキ装置の液圧を減圧させた後に、差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭの振幅が所定値以下になったときに、差分パラメータ演算手段により演算されたＭが所定値以上であれば、車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、ブレーキ装置の液圧の減圧を終了させる。
【００３３】
他の好ましい実施の形態によれば、オーバースリップ制御手段は、ブレーキ装置の液圧を減圧させた後に、差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭの振幅が複数回連続して所定値以下になったときに、差分パラメータ演算手段により演算されたＭが所定値以上であれば、車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、ブレーキ装置の液圧の減圧を終了させる。
【００３４】
他の好ましい実施の形態によれば、第１の閾値を可変させる第１の閾値可変手段と、オーバースリップ制御手段により車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭが第３の閾値よりも十分に大きい第４の閾値を越えた場合、走行路面の摩擦係数が急激に低下したと判断して、第１の閾値を予め決められた所定の値にする第１の閾値リセット手段とを有する。
【００３５】
他の好ましい実施の形態によれば、オーバースリップ制御手段により車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭの値に応じて第１の閾値を可変させるオーバースリップ用第１の閾値可変手段を有する。
【００３６】
第１の閾値の具体的な可変方法としては、たとえば、路面の摩擦係数に応じて予め複数種類の第１の閾値を決定しておき、差分パラメータＭの値とそれら複数の第１の閾値との大小関係を判断して、その判断結果に基づいて第１の閾値を変更すればよい。
【００３７】
他の好ましい実施の形態によれば、第１の閾値の絶対値は、走行路面の摩擦係数に応じて高μ用、中μ用、および低μ用の３種類の値が予め決められており、オーバースリップ用第１の閾値可変手段は、オーバースリップ制御手段により車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭの絶対値が、低μ用の第１の閾値の絶対値よりも所定量大きな値以下であれば、第１の閾値の絶対値を低μ用の値に変更し、低μ用の第１の閾値の絶対値よりも所定量大きな値よりも大きくかつ中μ用の第１の閾値の絶対値以下であれば、第１の閾値の絶対値を現状の値と低μ用の値との平均値に変更し、中μ用の第１の閾値の絶対値よりも大きければ、第１の閾値の絶対値を現状の値と中μ用の値との平均値に変更する。
【００３８】
他の好ましい実施の形態によれば、差分パラメータ演算手段は、第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報とに基づいて、路面摩擦力Ｆからブレーキトルク力Ｔを減算した値Ｆ−Ｔを差分パラメータＭとして求める。
【００３９】
他の好ましい実施の形態によれば、差分パラメータ演算手段は、車輪の半径をＲ、車輪の回転中心とブレーキ装置のブレーキキャリパとの距離をｒとしたときに、第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報とに基づいて、半径Ｒと距離ｒとの比Ｒ／ｒと路面摩擦力Ｆとの積（Ｒ／ｒ）ＦからブレーキトルクＴを減算した値（Ｒ／ｒ）Ｆ−Ｔを差分パラメータＭとして求める。
【００４０】
他の好ましい実施の形態によれば、車両の旋回時に、路面摩擦力Ｆの代わりに、車両の進行方向と直交する方向に車輪に作用するコーナリングフォースＦS を用い、このコーナリングフォースＦS に応じた路面摩擦力情報とブレーキトルクＴに応じたブレーキトルク情報とに基づいて差分パラメータＭを求める。
【００４１】
他の好ましい実施の形態によれば、車輪の操舵角を検出する操舵角センサを設け、この操舵角センサからの検出信号に基づいて車輪の回転軸芯に直交する方向と車両の進行方向との偏差である横滑り角βを求め、この横滑り角βに基づいてコーナリングフォースＦS を求める。
【００４２】
このように本願発明によれば、路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報とブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とに基づいて得られる差分パラメータＭを用いて減圧終了時点を判断するので、従来のように車輪と共に回転する歯車を用いる制御と比較して、車体速度の高低などに係わらず常に正確な制御を行える。しかも、差分パラメータＭは、路面摩擦力Ｆに含まれるブレーキトルク力Ｔのクロストーク成分が除去されたパラメータであることからも、減圧終了制御の精度が向上する。
【００４３】
また、加速度Ｇに応じた加速度情報の傾き、あるいは車輪速度パラメータＭωの二点差分に応じて第１の閾値を変化させるので、走行路面の状況変化に迅速かつ正確に対応でき、このことからも制御の精度を一層向上させることができる。
【００４４】
さらに、今回の減圧開始時点における路面摩擦力情報と前回の減圧開始時点における路面摩擦力情報との差に応じて第１の閾値を変化させるので、車体速度の変遷による慣性モーメントの変化に迅速かつ正確に対応でき、このことからも制御の精度を一層向上させることができる。
【００４５】
さらに、差分パラメータＭの変化率ΔＭの値によってオーバースリップの発生を判断し、ブレーキ液圧を減少させるので、路面状況の急変などによるオーバースリップに良好に対処でき、車輪のロッキングを確実に防止できる。
【００４６】
さらに、差分パラメータＭの変化率ΔＭの振幅値によってオーバースリップの解消を判断し、ブレーキ液圧の減少を終了させるので、オーバースリップ解消後の無駄なブレーキ液圧の減少を良好に防止でき、制動距離を短縮できる。
【００４７】
また、オーバースリップやジャンプダウンの発生時に第１の閾値を変更して理想値に近づけるので、路面状況の急激な変化などにも良好に対応できる。
【００４８】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００５０】
図１は、本願発明に係るＡＢＳ装置に設けられたセンサブロックの配置説明図であって、センサブロック１は、車両車軸２に形成された孔３に装着されている。なお孔３は、必ずしも車両車軸２自体に形成する必要はなく、車両車軸２の近傍に形成してもよい。
【００５１】
図２は、センサブロック１の外観斜視図であって、このセンサブロック１は、たとえば金属あるいはシリコン系の材料からなる立方体形状の基板５の各表面に、４個の金属抵抗箔からなる応力歪みゲージ６をクロス状に貼着したものである。なお基板５は、必ずしも立方体形状である必要はなく、板状の基板の表裏に応力歪みゲージ６をそれぞれクロス状に設け、それら板状の基板を孔３の内部にたとえば３個設置してもよい。
【００５２】
図３は、本願発明に係るＡＢＳ装置の回路ブロック図であって、このＡＢＳ装置は、ＡＢＳ装置全体を制御するＣＰＵ（central processing unit ）１１、ＣＰＵ１１のワークメモリとして用いられるＲＡＭ（random access memory）１２、各種のプログラムやデータなどが格納されたＲＯＭ（read only memory）１３、およびＣＰＵ１１とセンサや電磁弁などの入出力機器との間の信号授受を制御するインターフェイス１４を備えている。インターフェイス１４は、入力されるアナログ信号をディジタル信号に変換する機能や、出力するディジタル信号をアナログ信号に変換する機能などを有しており、インターフェイス１４には、車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに比例した電圧を出力する路面摩擦力センサ１５と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに比例した電圧を出力するブレーキトルクセンサ１６と、車両に作用する加速度（減速度）Ｇに比例した電圧を出力する加速度センサ１７と、ブレーキ装置の油圧を制御するための電磁弁１８とが接続されている。路面摩擦力センサ１５、ブレーキトルクセンサ１６、および加速度センサ１７は、センサブロック１の応力歪みゲージ６により実現されている。なお、路面摩擦力センサ１５、ブレーキトルクセンサ１６、加速度センサ１７、および電磁弁１８は、各車輪毎に各別に設置されており、各車輪毎にブレーキ油圧が各別に制御される。
【００５３】
図４は、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１３に格納されたプログラムに基づいて動作することにより実現される仮想的な回路ブロック図であって、ＣＰＵ１１は、Ｍ演算手段２１、−ａ演算手段２２、および電磁弁制御手段２３を実現している。これらの回路は、車両のブレーキペダルが踏み込まれることにより、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１３に格納されているＡＢＳ制御プログラムを実行することによって実現される。ブレーキペダルの踏み込みは、図示していないが、ブレーキペダル自体に取り付けられたセンサ、あるいはブレーキ装置の油圧を監視するセンサなどからの検出信号に基づいて、ＣＰＵ１１が判断する。
【００５４】
Ｍ演算手段２１は、路面摩擦力センサ１５およびブレーキトルクセンサ１６からインターフェイス１４を介して入力された路面摩擦力Ｆとブレーキトルク力Ｔとに基づいて、差分パラメータＭ＝Ｆ−Ｔを演算する。
【００５５】
−ａ演算手段２２は、路面摩擦力センサ１５および加速度センサ１７からインターフェイス１４を介して入力される路面摩擦力Ｆおよび加速度Ｇに基づいて、第１の閾値としての−ａを演算する。具体的には、加速度Ｇを所定時間毎に監視し、今回の加速度Ｇと前回の加速度Ｇとの差に基づいて加速度Ｇの傾きを演算して、その傾きに応じて−ａを連続的あるいは段階的に変化させる。さらに−ａ演算手段２２は、今回の減圧開始時点における路面摩擦力Ｆの値と、前回の減圧開始時点における路面摩擦力Ｆの値との差に応じて、−ａを連続的あるいは段階的に変化させる。なお、ブレーキペダルの踏み込み時における初回の−ａは、標準的な差分パラメータＭのマイナス方向のピーク値に応じて予め決定され、ＲＯＭ１３に記憶されている。
【００５６】
さらに−ａ演算手段２２は、電磁弁制御手段２３からオーバースリップ発生信号が入力されることにより、第１の閾値としての−ａを変更する。具体的には、電磁弁制御手段２３により車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、Ｍ演算手段２１により演算された差分パラメータＭの絶対値が、低μ用の−ａの絶対値よりも所定量大きな値以下であれば、−ａの絶対値を低μ用の値に変更し、低μ用の−ａの絶対値よりも所定量大きな値よりも大きくかつ中μ用の−ａの絶対値以下であれば、−ａの絶対値を現状の値と低μ用の値との平均値に変更し、中μ用の−ａの絶対値よりも大きければ、−ａの絶対値を現状の値と中μ用の値との平均値に変更する。もちろん、−ａの正負は差分パラメータＭの正負に応じて決定する。なお−ａの絶対値は、走行路面の摩擦係数に応じて高μ用、中μ用、および低μ用の３種類の値が予め決められており、ＲＯＭ１３に格納されている。また、高μ用の−ａの絶対値は中μ用の−ａの絶対値よりも大きく、中μ用の−ａの絶対値は低μ用の−ａの絶対値よりも大きい。
【００５７】
さらに−ａ演算手段２２は、電磁弁制御手段２３からジャンプダウン発生信号が入力されることにより、第１の閾値としての−ａを変更する。具体的には、電磁弁制御手段２３によりジャンプダウン状態が発生したと判断されたときに、−ａを低μ用の−ａの値に変更する。
【００５８】
電磁弁制御手段２３は、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭと−ａ演算手段２２からの−ａとに基づいて、電磁弁１８のソレノイドへの通電状態を切り換える。具体的には、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭが−ａ演算手段２２からの−ａまで小さくなった時点でブレーキ油圧の減圧を開始させ、さらに、−ａ演算手段２２からの−ａと等しいかあるいはそれよりも所定量絶対値の小さい第２の閾値である＋ａを演算し、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭが＋ａまで大きくなった時点でブレーキ油圧の減圧を終了させる。そして、ブレーキ油圧の減圧終了後は、たとえば１０ｍｍｓｅｃ間の増圧と４０ｍｍｓｅｃ間の油圧保持とを交互に繰り返すことにより、ブレーキ油圧を徐々に増加させる。
【００５９】
さらに電磁弁制御手段２３は、オーバースリップ状態の発生を判断し、ブレーキ油圧の減圧を開始させる。具体的には、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭの変化率ΔＭが第３の閾値を越えたときに、車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断して、ブレーキ油圧を減圧させるとともに、オーバースリップ発生信号を−ａ演算手段２２に出力する。
【００６０】
さらに電磁弁制御手段２３は、ジャンプダウン状態の発生を判断し、−ａ演算手段２２にジャンプダウン発生信号を出力する。具体的には、車輪のオーバースリップ状態が発生したときに、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭの変化率ΔＭが第３の閾値よりも十分に大きい第４の閾値を越えた場合、走行路面の摩擦係数が急激に低下したと判断して、ジャンプダウン発生信号を−ａ演算手段２２に出力する。
【００６１】
すなわち、路面摩擦力センサ１５およびブレーキトルクセンサ１６は、車両の車輪と走行路面との間に作用する路面摩擦力Ｆに応じた路面摩擦力情報と、車両の車輪とブレーキ装置との間に作用するブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とを得ることができる任意数の第１のセンサを構成している。Ｍ演算手段２１は、第１のセンサからの路面摩擦力情報とブレーキトルク情報との差に応じた差分パラメータＭを演算する差分パラメータ演算手段を構成している。電磁弁制御手段２３は、ブレーキ装置の作動中に、ブレーキ液圧の減圧を開始した後、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭが、差分パラメータＭのピーク値に応じた第１の閾値と等しいかあるいはそれよりも所定量絶対値の小さい第２の閾値に達した時点で減圧を終了させるブレーキ液圧制御手段を構成している。さらに電磁弁制御手段２３は、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、差分パラメータＭのピーク値に応じた第１の閾値とを用いてブレーキ装置の液圧を制御するブレーキ液圧制御手段を構成している。加速度センサ１７は、車両に作用する加速度Ｇに応じた加速度情報を得ることができる任意数の第２のセンサを構成している。
【００６２】
−ａ演算手段２２は、第２のセンサからの加速度情報の傾きを演算する加速度変化率演算手段を構成している。さらに−ａ演算手段２２は、加速度変化率演算手段により演算された加速度情報の傾きに応じて第１の閾値を変化させる第１の閾値可変手段を構成している。電磁弁制御手段２３は、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭの変化率ΔＭを演算する差分パラメータ変化率演算手段を構成している。さらに電磁弁制御手段２３は、ブレーキ装置の作動中に、差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭが第３の閾値を越えたときに、車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断して、ブレーキ装置の液圧を減圧させるオーバースリップ制御手段を構成している。−ａ演算手段２２は、オーバースリップ制御手段により車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、差分パラメータ変化率演算手段により演算された変化率ΔＭが第３の閾値よりも十分に大きい第４の閾値を越えた場合、走行路面の摩擦係数が急激に低下したと判断して、第１の閾値を予め決められた所定の値にする第１の閾値リセット手段を構成している。さらに−ａ演算手段２２は、オーバースリップ制御手段により車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断されたときに、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭの値に応じて第１の閾値を可変させるオーバースリップ用第１の閾値可変手段を構成している。
【００６３】
次に上記ＡＢＳ装置の動作を説明する。ブレーキペダルが踏み込まれると、電磁弁制御手段２３が、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭと−ａ演算手段２２からの−ａとを監視し、差分パラメータＭが−ａまで減少した時点で、電磁弁１８を制御してブレーキ油圧を減圧させる。そして電磁弁制御手段２３が、−ａ演算手段２２からの−ａに基づいて、第１の閾値である−ａと等しいかあるいはそれよりも若干絶対値の小さい第２の閾値＋ａを演算し、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭを監視して、差分パラメータＭが＋ａまで増加した時点で、電磁弁１８を制御してブレーキ油圧の減圧を終了させ、たとえば１０ｍｓｅｃ間の増圧と４０ｍｓｅｃ間の油圧保持とを交互に繰り返すことにより、ブレーキ油圧を徐々に増加させる。
【００６４】
以後、上記のようなブレーキ油圧の減圧制御と増圧制御とが、車両の停止時まで繰り返される。
【００６５】
このとき、−ａ演算手段２２により、加速度センサ１７からの加速度Ｇの傾きに応じて、−ａが更新される。すなわち、路面摩擦係数μの大きな路面の場合には車両の減速度が大きくなるから加速度Ｇの傾きが大きくなり、路面摩擦係数μの小さな路面の場合には上記とは逆に加速度Ｇの傾きが小さくなるので、路面の状況に応じて第１の閾値である−ａを変化させることにより、ブレーキ油圧の減圧開始および減圧終了のタイミングを変化させている。なお、第２の閾値である＋ａは、第１の閾値である−ａと等しいかあるいはそれよりも若干絶対値の小さい値であるので、第１の閾値−ａの変化に従って変化する。したがって、第１の閾値である−ａを変化させることにより、ブレーキ油圧の減圧開始ばかりでなく減圧終了のタイミングも変化するのである。
【００６６】
さらに、−ａ演算手段２２により、減圧制御のサイクル毎の路面摩擦力Ｆの差に応じて、−ａが更新される。具体的には、今回の減圧開始時点における路面摩擦力Ｆと前回の減圧開始時点における路面摩擦力Ｆとの差に所定の係数を乗算し、その値と前回の−ａの値との積を前回の−ａの値から引いた値を今回の−ａの値とする。換言すれば、今回の減圧開始時点における路面摩擦力Ｆと前回の減圧開始時点における路面摩擦力Ｆとの差に所定の係数を乗算し、その値に前回の−ａの値を乗算した値が、前回の−ａの値と今回の−ａの値との差になる。すなわち、車体速度の変遷による慣性モーメントの変化に応じて、−ａの値を変化させているのである。
【００６７】
ところで、上記のように路面状況などに応じて−ａが変更制御されるのであるが、路面状況の急な変化や制御系の応答遅れなどに起因して−ａが理想値から外れ、差分パラメータＭが−ａまで低下する以前にオーバースリップ状態に陥る場合がある。オーバースリップ状態とは、ロッキング直前の状態であって、車輪は回転するものの、その回転速度が急速に減少を始める状態である。そこで、電磁弁制御手段２３が、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭの変化率ΔＭを演算し、ブレーキ装置の作動中に変化率ΔＭが第３の閾値を越えたときに、車輪のオーバースリップ状態が発生したと判断して、ブレーキ油圧を減圧させるとともに、−ａ演算手段２２にオーバースリップ発生信号を出力する。そして電磁弁制御手段２３が、ブレーキ油圧を減圧させた後に、差分パラメータＭの変化率ΔＭの振幅が所定値以下になったときに、車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、ブレーキ油圧の減圧を終了させる。
【００６８】
このようなオーバースリップ状態が発生するということは、−ａが理想値から外れているということなので、−ａ演算手段２２が、電磁弁制御手段２３からオーバースリップ発生信号を受け取ることにより、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭの値に応じて−ａを変更する。すなわち、差分パラメータＭの絶対値が、低μ用の−ａの絶対値よりも若干大きな所定の値以下であれば、−ａの絶対値を低μ用の値に変更し、低μ用の−ａの絶対値よりも若干大きな所定の値よりも大きくかつ中μ用の−ａの絶対値以下であれば、−ａの絶対値を現状の値と低μ用の値との平均値に変更し、中μ用の−ａの絶対値よりも大きければ、−ａの絶対値を現状の値と中μ用の値との平均値に変更する。
【００６９】
また、路面状況がたとえば乾燥したアスファルト路面から濡れた鉄板に変化した場合のように、走行路面の摩擦係数が急激に低下した場合（以下、このような状況を「ジャンプダウン」という）、オーバースリップからロッキングに至る変化が急峻であり、ロッキングを防止するためには、−ａの値を急激に理想値に戻す必要がある。そこで、オーバースリップ状態の発生時に、電磁弁制御手段２３が、差分パラメータＭの変化率ΔＭが第３の閾値よりも十分に大きい第４の閾値を越えた場合、走行路面の摩擦係数が急激に低下したと判断して、ジャンプダウン発生信号を−ａ演算手段２２に出力する。これにより−ａ演算手段２２が、−ａを低μ用の値にする。
【００７０】
以下、上記の動作により優れたＡＢＳ制御を行える理由について、理論的に考察する。
【００７１】
図５は、走行中の車両に急ブレーキが作用したことにより車輪がロッキングに至るときの各種パラメータの変化を説明するための波形図であって、図５より明らかなように、ブレーキ制動開始の立ち上がり時、路面と車輪との間に十分な摩擦力が残存している期間（０〜ｔ1 ）は、ブレーキ油圧Ｐの上昇に伴って路面摩擦力Ｆおよびブレーキトルク力Ｔがブレーキ油圧Ｐに追随するようにほぼ直線的に増加する。この期間の差分パラメータＭの傾きはほぼ一定値である。
【００７２】
ところが、路面から車輪に作用する摩擦力が限界点に近づくと、ブレーキトルク力Ｔがブレーキ油圧Ｐに従って上昇するにも係わらず、路面摩擦力Ｆの上昇度は減少を始め、やがてブレーキ油圧Ｐが路面から得られる摩擦力の限界値に対応した一定圧力に達すると、急速に下降線を描いて減少していく。またブレーキトルク力Ｔは車輪がロッキングに至るに従って、路面摩擦力Ｆと同様に急速に減少を始める。このため、この期間（ｔ1 〜ｔ2 ）において差分パラメータＭは、路面摩擦力Ｆの上昇度の減少に伴い急速に降下を始め、ブレーキトルク力Ｔのピーク点において最下点に達する。その後ブレーキトルクＴの下降と反比例して上昇し、やがて一定値となる（ｔ3 以降）。
【００７３】
一般に、ブレーキトルク力Ｔは路面摩擦力Ｆに比して非常に大きなこともあり、通常検出される路面摩擦力Ｆには相当量のブレーキトルク力Ｔのクロストーク成分が含まれている。よって純粋な路面摩擦力を検出することは非常に困難である。ところで、下記数式１に示す近似の運動方程式において、Ｆpureは純粋な路面摩擦力、ｔは路面摩擦力センサ１５により検出された路面摩擦力Ｆに混入したクロストーク成分であり、このクロストーク成分ｔはブレーキトルク力Ｔに比例している。したがって、ｔ／Ｔは定数として定義することができる。よって差分パラメータＭ＝Ｆ−Ｔを用いて制御を行うことにより、ブレーキトルク力Ｔによるクロストーク成分を排除した制御が可能となり、差分パラメータＭの変動は車輪の回転角加速度ｄω／ｄｔの挙動に近似できると判断できる。なお、下記数式１において、Ｉは車輪の慣性モーメント、ωは車輪の回転角速度、Ｋ1 ，Ｋ2 は比例定数である。
【００７４】
【数１】
0003840601.tif 000002
【００７５】
そこで、ブレーキ制動開始直後から、路面摩擦力センサ１５からの路面摩擦力Ｆとブレーキトルクセンサ１６からのブレーキトルク力Ｔとに基づいて、Ｍ演算手段２１により差分パラメータＭを逐次演算して、その結果を電磁弁制御手段２３に送る。電磁弁制御手段２３では、ブレーキ制動開始直後から差分パラメータＭを監視し、差分パラメータＭの値が−ａ演算手段２２からの−ａの値まで小さくなった時点で車輪がロッキングに向かっていると判断し、この時点をＡＢＳ制御の減圧制御開始タイミングとして、ブレーキ油圧Ｐを減少させることで車輪のロッキングを回避する。図５における−ａは、第１の閾値に相当し、ブレーキ制御における制動力の限界境界線を意味する。
【００７６】
ところで、限界境界線は路面摩擦係数μの限界境界に相当するものであり、路面摩擦係数μは路面の状況や車両速度の変化に伴ってリアルタイムに変化する。すなわち限界境界線たる−ａもリアルタイムに変化させる必要がある。この−ａの変更制御については後述する。また、差分パラメータＭの値が常に−ａ近傍になるようにブレーキ油圧を制御することにより、最大のブレーキ制動力を得ることができる。
【００７７】
ブレーキ油圧Ｐを増加させると、ブレーキ系の伝達遅れを介してブレーキトルク力Ｔが増加し、更に伝達遅れを介して路面摩擦力Ｆが増加する。一般に図５の路面摩擦力Ｆのピーク値から左側は安定領域、右側は不安定領域と呼ばれているが、この不安定領域には、ロッキングの直前の状況、すなわち車輪は回転しているもののその回転速度が急速に減少を始める、いわゆるオーバースリップ現象が存在し、このオーバースリップ現象が顕著に表れるまでにブレーキ油圧Ｐを減少させることによって、車輪のロッキングは確実に防がれる。なお、路面状況の急な変化などによりオーバースリップ現象が顕著に表れた場合の制御に関しては、後述する。
【００７８】
一方、ブレーキ油圧Ｐの増圧もしくは保持中に、差分パラメータＭは負の領域方向に大きく移行する。ここで、不安定領域に達する時点で差分パラメータＭに境界線たる減圧しきい値基準線として−ａを与え、その−ａを差分パラメータＭと比較すると、図６に示すようにブレーキ油圧減少信号Ａが得られ、このブレーキ油圧減少信号Ａが得られた時点（ｔ4 ）を減圧制御開始タイミングと判断する。この−ａは、車輪の安定領域におけるブレーキ油圧Ｐの不要な減圧を防止するために、現存する最大の路面摩擦係数μによる差分パラメータＭより僅かにマイナスの方向に大きな値でなければならない。
【００７９】
ブレーキ油圧Ｐの減圧中は、不安定領域の方向に行き過ぎて差分パラメータＭが−ａより下方向すなわち負の領域側に大きくなっているときであり、差分パラメータＭの挙動はブレーキ油圧Ｐの減圧の進行に伴って上昇傾向に向かう。これを利用して差分パラメータＭが加圧しきい値基準線としての＋ａすなわち第２の閾値にまで回復してきた時点（ｔ5 ）で、ブレーキ油圧Ｐの減圧量が十分であり車輪が再加速をし始めたと判断し、減圧制御を終了して緩加圧制御もしくはパルスステップ技術による段階的なブレーキ油圧Ｐの増加への移行を行う。この時点での＋ａは−ａとほぼ同等もしくはやや上方に位置しなければならず、−ａによって支配される。＋ａを越える減圧制御は、それ自体が無駄な減圧であり、制動距離の損失を招く。
【００８０】
一般に路面摩擦力Ｆや路面摩擦係数μは、制御中の路面の種類、例えば乾燥アスファルト路から濡れたアスファルト路への変化や、車体速度の変遷やギヤ位置による慣性モーメントの大小に対応して変化する。従来のＡＢＳ制御装置は、主とする制御パラメータをスリップ率や車輪減速度に置き換え、その設定値すなわち車輪の安定限界を検出するための値を変化させる方式を採用している。しかしながら、従来のＡＢＳ装置に使用されている歯車状の車輪速度センサは、低速になる程そのセンシングが悪くなるという応答性上の問題や、スリップ率を算出するのに必要な車体速度を車輪速度による推定値に頼っているため、その信頼性に欠けるという問題が残存する。
【００８１】
そこで図７に示すように、差分パラメータＭが−ａと交差する点αと前回の制御サイクル時の交点である点βとにおける路面摩擦力Ｆの値の比較を行い、その差だけ−ａを深くする。すなわち、車輪の安定限界の底を下方へ引き下げる。これをブレーキ制動開始直後から常に監視し、連続的に実施することで、−ａを段階的もしくは連続的に変化させることにより、車体速度の変遷による慣性モーメントの変化に対応した−ａの制御を実現できる。
【００８２】
さらに、加速度Ｇの傾きに応じて−ａを段階的もしくは連続的に変化させることにより、路面状況の変化に対応した−ａの制御を実現できる。
【００８３】
すなわち、第１の閾値−ａをリアルタイムに変化させるということは、第２の閾値＋ａもリアルタイムに変化させるということであり、従来のＡＢＳ装置に採用されている歯車状の車輪速センサの欠点を排除したリアルタイムセンシング可能な、かつ路面状況や車両のギヤ位置による慣性モーメントの大小に適応した、減圧開始制御および減圧終了制御が実現する。
【００８４】
ところで、オーバースリップ現象については既に述べたが、このようなオーバースリップ現象が発生することにより車輪に作用する力がどのように変化するかというと、ブレーキ油圧や路面とタイヤとの間に現存する摩擦力による力から動摩擦係数による力、すなわち慣性的な力に変化する。したがって車輪はブレーキトルク力Ｔや路面摩擦力Ｆの支配から解き放たれていくと考えられる。故にブレーキ油圧が増加傾向にあるにも係わらず、ブレーキトルク力Ｔと路面摩擦力Ｆとがともに急激に減少する。この時点でパラメータＭの挙動は従来のマイナス方向の進行から一転して急激な増加傾向を示し、やがて車輪のロック状態とともに一定値に収束する。
【００８５】
そこでパラメータＭの急激な増加傾向が発生するタイミングを車輪が安定して制御できる操舵限界であるとし、これ以上Ｍの増加傾向が進行すると車輪が操舵制御不可能なオーバースリップ状態にあると判断し、差分パラメータＭの微分値すなわち変化率ΔＭを用いて操舵限界ポイントを検知する。具体的には、図５に示すように、変化率ΔＭの波形のプラス領域側に第３の閾値を設定し、差分パラメータＭの傾きすなわち変化率ΔＭの値が第３の閾値を越えた時点を操舵制御限界タイミングとして検知し、現在の制御を終了して油圧減圧制御の指示を出す。
【００８６】
ブレーキ油圧減圧期間中においては、車輪速度が不安定領域から安定領域へと回復に至る期間であり、不安定領域においては差分パラメータＭの微分値である変化率ΔＭは振幅が大きく乱れ、安定領域に向かうに従って振幅が減少し、やがて一定値に収束する。
【００８７】
そこで減圧開始時点から変化率ΔＭ値を随時監視し、その振幅値をリアルタイムに演算することによって、変化率ΔＭの振幅値が予め設定された規定値以下に達した時点を、車輪がオーバースリップ状態から回復し十分に安定領域にまで達した、すなわち減圧終了判定タイミングとして検出してやればよい。
【００８８】
また、オーバースリップ現象が発生した時点の差分パラメータＭの値によって、大まかな路面μもしくは路面状況の判定が可能である。以下にオーバースリップ発生直後の差分パラメータＭを用いた路面判定手法に関して詳述する。
【００８９】
通常、路面とタイヤとの間に現存する路面摩擦係数μは、車両の進行状況に対して一定値ではなく、リアルタイムに変動しているのは言うまでもない。特に車両の進行状況に対する路面状況の変化は路面摩擦係数μの変動の最大の要因と言える。
【００９０】
いま、車両の進行状況に相まって路面状況が乾燥したアスファルト路面から極めて滑りやすい路面（濡れた鉄板や低μ路面など）に移行した場合、すなわちジャンプダウン状態では、オーバースリップからロッキングへの移行が極めて急激であり、同時に不安定領域への進行が迅速であることから、結果として差分パラメータＭの微分値である変化率ΔＭの振幅値が通常時よりもはるかに大きくなる。そこでオーバースリップ発生直後の変化率ΔＭの振幅初期値が第３の閾値よりもはるかに大きい第４の閾値にまで達したときに、ジャンプダウン状態が発生したものと判断して、第１の閾値−ａを予め路面状況に応じて設定されている最適な閾値、具体的には低μ路面用に設定された値にまで戻してやればよい。
【００９１】
また、ジャンプダウンのような特別な状態を除いては、オーバースリップ発生直後の差分パラメータＭの値を見てやれば路面状況の推定は容易に可能となる。具体的にはオーバースリップ発生直後の差分パラメータＭの絶対値を検知し、これがある規定値、すなわち低μ路面用に設定された−ａの絶対値よりも僅かに大きな値と比較し、それ以下の場合の路面状況を低μ路面に近い状態、またそれ以上の場合の路面状況を中μ路面に近い状態と推定できる。これはパラメータＭがブレーキトルク力Ｔと路面摩擦力Ｆとによって構成されていることからも明らかである。
【００９２】
オーバースリップが発生する要因を制御側の観点から考察すると、第１の閾値−ａがフローティング手法などによって路面とタイヤとの間に現存する路面摩擦係数μに対応した値との間にずれが生じた場合、すなわち上記の路面摩擦係数μに対応した最適な値よりも深くなった場合に発生する。
【００９３】
第１の閾値−ａは、ブレーキ制動における制動力の限界境界であり、路面摩擦係数μの境界限界を意味する。よって第１の閾値−ａを路面摩擦係数μに準じた最適な値近傍にまで戻してやればよい。本実施形態では、内部設定パラメータとして路面状況に応じて、高μ路面用、中μ路面用、低μ路面用の経験値的に求められた３種類の第１の閾値−ａの絶対値を予めＲＯＭ１３に記憶している。高μ路面とは、乾燥したアスファルト路面を、中μ路面とは、濡れたアスファルト路面を、低μ路面とは、濡れた鉄板やリノリウムシートのような表面がつるつるした滑りやすい路面を意味している。
【００９４】
オーバースリップ直後の差分パラメータＭの絶対値がある規定値、すなわち低μ路面用の−ａの絶対値よりも僅かに大きな値以下の場合、−ａの絶対値として低μ路面用の値を採用してやればよい。逆にそれ以上であった場合は更に中μ路面用の値と比較し、中μ路面用の値以下の場合は現状の値と低μ路面用の値との平均値を、それ以上の場合は現状の値と中μ路面用の値との平均値をオーバースリップ回復後の第１の閾値−ａの絶対値として採用してやればよい。もちろん、第１の閾値−ａの正負は差分パラメータＭの正負と同じにするのであるが、Ｍ＝Ｆ−Ｔの場合、通常は差分パラメータＭは負の値であり、第１の閾値−ａも負の値と考えてよい。
【００９５】
図８は、本願発明の別の実施形態におけるＣＰＵ１１により実現される仮想的な回路ブロック図であって、この実施形態においては、−ａ演算手段３１が、加速度Ｇの傾きに応じて−ａを変化させる代わりに、所定時間毎の車輪速度パラメータＭωの差に応じて−ａを変化させる。なお、路面摩擦力Ｆの変化量に応じて−ａを変化させる点については、図４に示す回路ブロックの場合と同様である。また、この実施形態ではＭω演算手段３２を設けており、このＭω演算手段３２は、Ｍ演算手段２１からの差分パラメータＭと、−ａ演算手段３１からの−ａに比例した値との差を積分することにより、車輪速度パラメータＭωを演算する。他の動作は図４に示す回路ブロックの場合と同様である。このようにすれば、加速度センサ１７を省略できる。
【００９６】
すなわち、Ｍω演算手段３２は、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと、第１の閾値に比例した値との差を積分することにより、車輪速度パラメータＭωを得る車輪速度パラメータ演算手段を構成している。−ａ演算手段３１は、車輪速度パラメータ演算手段により演算された所定時間毎の車輪速度パラメータＭωの差を演算する二点差分演算手段を構成している。さらに−ａ演算手段３１は、二点差分演算手段により演算された車輪速度パラメータＭωの差に応じて第１の閾値を変化させる第１の閾値可変手段を構成している。
【００９７】
以下、上記の動作により優れたＡＢＳ制御を行える理由について、理論的に考察する。
【００９８】
差分パラメータＭは、上記数式１により車輪の回転角加速度ｄω／ｄｔの挙動に近似できることは既述のとおりである。そこで、下記数式２より、差分パラメータＭの積分値Ｍωは車輪速度ＶW の挙動に近似的に表現できると判断できる。なお下記数式２において、Ｒは車輪有効半径である。また、下記数式３に差分パラメータＭの積分値Ｍωと車輪速度ＶW との関係式を示す。下記数式３において、ｋ，Ｃは定数である。また、図９にブレーキ制御による車輪速度ＶW に近似した積分値Ｍωの挙動を示す。
【００９９】
【数２】
0003840601.tif 000003
【０１００】
【数３】
0003840601.tif 000004
【０１０１】
図９に示すように、Ｍ＝Ｆ−Ｔの式により演算された差分パラメータＭは、車輪のロッキング時において車輪速度ＶW が０の値に帰するに対し、常に負の領域に存在するため、積分値Ｍωを車輪速度ＶW に近似できるように補正しなければならないという問題が残存する。またこの期間における車両の相対的な減速度は、車輪に作用する力が静摩擦係数による力から動摩擦係数による力に変化することにより慣性的な力になるため、減速度は一定となる。
【０１０２】
そこで、車輪速度パラメータＭωの演算に際して、図１０に示すように、差分パラメータＭが車輪ロック状態において減速度と同様に一定値に達することを利用し、車輪ロック期間における差分パラメータＭの値Ｍ0 と同等なゼロドリフトラインすなわち−ａに比例した値を有する直線を基準線として用いることで補正する。このゼロドリフトラインを基準線と想定する、すなわち原点をゼロドリフトラインにまで移動させることによって、実際の制御における車輪速度ＶW と同等な挙動を有する車輪速度パラメータＭωが得られる。
【０１０３】
ブレーキ制御開始直後から車輪ロックに至るまでの間に、差分パラメータＭが、ゼロドリフトラインよりも正の方向に位置する期間が存在する。この期間における車輪の回転角加速度の変化量は微少であり、実際のＡＢＳ制御において無視してもよい期間、すなわち安定領域であると判断できる。従ってブレーキ制御開始直後から差分パラメータＭがゼロドリフトラインに達するまでの期間は、ＡＢＳ制御をする必要がないと判定する要因になり得る。
【０１０４】
ブレーキ制御中の路面状況の変移に関しては、車輪速度Ｖw の挙動に近似できる車輪速度パラメータＭωの二点差分式より導出される値により推定可能である。二点差分とはある規定時間における車輪速度パラメータＭωの変化量をリアルタイムに求めたもので、車輪速度Ｖw の変化量に相当する。
【０１０５】
たとえば、ブレーキ制動制御中の車両が通過する路面の状況が、濡れたアスファルト路面から乾燥したアスファルト路面に変化した場合、前半部の濡れたアスファルト路面走行時は、路面に現存する摩擦係数μは低く、−ａを相対的に小さくしなければならない。当然ながら差分パラメータＭも小さくなり、その積分値に対応する車輪速度パラメータＭωの変化量も小さくなる。しかしながら、車両が乾燥したアスファルト路面に突入すると、路面に現存する摩擦係数μが大きくなって、−ａを深くすることができ、結果として車輪速度パラメータＭωの変化量が増大する。この車輪速度パラメータＭωの変異点が、路面状況の変化により路面摩擦係数μが大きく変わる変移点に相当し、各々の路面状況に則した−ａの設定が可能となる。
【０１０６】
図１１は、本願発明のさらに別の実施形態におけるＣＰＵ１１により実現される仮想的な回路ブロック図であって、この実施形態においては、Ｍω演算手段４１が、Ｍ演算手段２１により演算された差分パラメータＭと、加速度センサ１７からインターフェイス１４を介して入力された加速度Ｇとの差を積分することにより、車輪速度パラメータＭωを演算する。他の動作は図８に示す回路ブロックの場合と同様である。
【０１０７】
すなわち、Ｍω演算手段４１は、差分パラメータ演算手段により演算された差分パラメータＭと加速度情報との差を積分することにより車輪速度パラメータＭωを演算する車輪速度パラメータ演算手段を構成している。
【０１０８】
以下、上記の動作により優れたＡＢＳ制御を行える理由について、理論的に考察する。
【０１０９】
図１２に示すように、加速度センサ１７からの加速度Ｇを用いて、Ｍ−Ｇを積分することにより、車輪速度パラメータＭωを演算する。このように、加速度Ｇをゼロドリフトラインとして用いることによって差分パラメータＭを補正した後に積分することにより、実際の制御における車輪速度ＶW と同等な挙動を有する車輪速度パラメータＭωが得られる。したがって、走行路面の状況変化に応じて第１の閾値である−ａを適正に変化させることができる。
【０１１０】
なお上記各実施形態においては、Ｍ演算手段２１が、路面摩擦力情報とブレーキトルク情報とに基づいて、路面摩擦力Ｆからブレーキトルク力Ｔを減算した値Ｆ−Ｔを差分パラメータＭとして求めるように構成したが、必ずしもこのようにする必要はない。たとえば、車輪の半径をＲ、車輪の回転中心とブレーキ装置のブレーキキャリパとの距離をｒとしたときに、路面摩擦力情報とブレーキトルク情報とに基づいて、半径Ｒと距離ｒとの比Ｒ／ｒと路面摩擦力Ｆとの積（Ｒ／ｒ）Ｆからブレーキトルク力Ｔを減算した値（Ｒ／ｒ）Ｆ−Ｔを差分パラメータＭとして求めてもよい。半径Ｒおよび距離ｒは、ＡＢＳ装置が搭載される車両に応じて予め決まっているので、定数Ｒ／ｒの値も既知であり、その定数Ｒ／ｒはたとえばＲＯＭ１３に記憶させておく。
【０１１１】
すなわち、車輪の半径をＲ、車輪の回転中心とブレーキ装置のブレーキキャリパとの距離をｒとすれば、タイヤトルクはＲＦ、ブレーキトルクはｒＴであり、上記数式１は下記数式４のように表されるので、（Ｒ／ｒ）Ｆ−Ｔを差分パラメータＭとして用い得ることは明らかである。
【０１１２】
【数４】
0003840601.tif 000005
【０１１３】
このようにすれば、車両が停止したときの差分パラメータＭが０になり、制御が容易になる。また、ブレーキ装置の作動時における差分パラメータＭのピーク値が時間的に早く表れるので、第１の閾値である−ａに到達するのも早いことから、オーバースリップの発生が起こり難くなる。
【０１１４】
またこのようにした場合、図１３に示すように差分パラメータＭの値がプラス側に移行することがあるが、このときには、第２の閾値＋ａを第１の閾値−ａよりも小さな値にすればよい。すなわち、差分パラメータＭの値がマイナス側であってもプラス側であっても、第２の閾値＋ａの絶対値が第１の閾値−ａの絶対値よりも小さくなるようにすればよい。もちろん、第２の閾値＋ａを第１の閾値−ａと等しくしてもよく、その場合には差分パラメータＭの値がマイナス側であるかプラス側であるかを考慮する必要がない。
【０１１５】
また上記各実施形態においては、電磁弁制御手段２３が、ブレーキ装置の油圧を減圧させた後に、差分パラメータＭの変化率ΔＭの振幅が所定値以下になったときに、車輪のオーバースリップ状態が十分に解消したと判断して、ブレーキ装置の油圧の減圧を終了させたが、変化率ΔＭの振幅が複数回連続して所定値以下になったときに油圧の減圧を終了させるようにしてもよい。
【０１１６】
このようにすれば、車輪のオーバースリップ状態の解消についての誤検出を減少させることができる。
【０１１７】
さらに図１４に示すように、変化率ΔＭの振幅が所定値以下になったときに、差分パラメータＭが所定値以上であれば、油圧の減圧を終了させるようにしてもよい。
【０１１８】
このようにすれば、車輪のオーバースリップ状態の解消についての誤検出をさらに減少させることができる。すなわち、走行路面の摩擦係数μの変化が比較的小さい場合、変化率ΔＭの振幅も比較的小さいので、変化率ΔＭの振幅だけでオーバースリップ状態の解消を判断すると、誤検出の可能性があるので、差分パラメータＭの値を併せて考慮しているのである。
【０１１９】
さらに、変化率ΔＭの振幅が複数回連続して所定値以下になったときに、差分パラメータＭが所定値以上であれば、油圧の減圧を終了させるようにしてもよい。
【０１２０】
このようにすれば、車輪のオーバースリップ状態の解消についての誤検出をより一層減少させることができる。
【０１２１】
また、車両の旋回時に、路面摩擦力Ｆの代わりに、車両の進行方向と直交する方向に車輪に作用するコーナリングフォースＦS を用い、このコーナリングフォースＦS に応じた路面摩擦力情報とブレーキトルク力Ｔに応じたブレーキトルク情報とに基づいて差分パラメータＭを求めるようにしてもよい。もちろん、ブレーキ制御は各車輪毎に各別に実行する。すなわち、車両の旋回時においては、内輪側と外輪側とで車輪に作用する力が異なり、内輪側の車輪がロッキングを起こし易いが、コーナリングフォースＦS を用いてブレーキ制御を実行することにより、このような問題が解消され、適切な制御を行えるものと考えられる。
【０１２２】
ところで、タイヤのコーナリング特性に関するFiala の理論を用いてコーナリングフォースＦS を導出すると、コーナリングフォースＦS は近似的にコーナリングパワーＫと横滑り角βとの積Ｋβで表せることが公知の事実として知られている。ここで、コーナリングパワーＫはタイヤのトレッド形状および材質によって決定される定数であり、横滑り角βは車輪の回転軸芯に直交する方向と車両の進行方向との偏差である。また、一般的には、横滑り角βは車輪の操舵角に基づいて求められる。したがって、車輪の操舵角を検出する操舵角センサを設けることにより、車両の旋回時に、操舵角センサからの検出信号に基づいて横滑り角βを求め、この横滑り角βとコーナリングパワーＫとによりコーナリングフォースＦS を求めて、このコーナリングフォースＦS を路面摩擦力情報として用いて差分パラメータＭを演算し、この差分パラメータＭに基づいてブレーキ制御を行うようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明に係るＡＢＳ装置に設けられたセンサブロックの配置説明図である。
【図２】  本願発明に係るＡＢＳ装置に設けられたセンサブロックの外観斜視図である。
【図３】  本願発明に係るＡＢＳ装置の回路ブロック図である。
【図４】  本願発明に係るＡＢＳ装置に備えられたＣＰＵにより実現される仮想的な回路ブロック図である。
【図５】  本願発明に係るＡＢＳ装置における各部信号波形図である。
【図６】  本願発明に係るＡＢＳ装置における各部信号波形図である。
【図７】  本願発明に係るＡＢＳ装置における各部信号波形図である。
【図８】  別の実施形態におけるＡＢＳ装置に備えられたＣＰＵにより実現される仮想的な回路ブロック図である。
【図９】  別の実施形態におけるＡＢＳ装置の各部信号波形図である。
【図１０】  別の実施形態におけるＡＢＳ装置の各部信号波形図である。
【図１１】  さらに別の実施形態におけるＡＢＳ装置に備えられたＣＰＵにより実現される仮想的な回路ブロック図である。
【図１２】  図１１に示す実施形態におけるＡＢＳ装置の各部信号波形図である。
【図１３】  プラス側に移行した差分パラメータの波形図である。
【図１４】  オーバースリップ発生直後の差分パラメータおよびその変化率の波形図である。
【符号の説明】
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＡＭ
１３  ＲＯＭ
１４  インターフェイス
１５  路面摩擦力センサ
１６  ブレーキトルクセンサ
１７  加速度センサ
１８  電磁弁
２１  Ｍ演算手段
２２  −ａ演算手段
２３  電磁弁制御手段
３１  −ａ演算手段
３２  Ｍω演算手段
４１  Ｍω演算手段
【図１】
0003840601.tif 000006
【図２】
0003840601.tif 000007
【図３】
0003840601.tif 000008
【図４】
0003840601.tif 000009
【図５】
0003840601.tif 000010
【図６】
0003840601.tif 000011
【図７】
0003840601.tif 000012
【図８】
0003840601.tif 000013
【図９】
0003840601.tif 000014
【図１０】
0003840601.tif 000015
【図１１】
0003840601.tif 000016
【図１２】
0003840601.tif 000017
【図１３】
0003840601.tif 000018
【図１４】
0003840601.tif 000019