(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各車輪の車輪速ｖwi（ｔ）を検出する車輪速検出手段と、車体速Ｖx（ｔ）を検出する車体速検出手段と、車体の前後方向の車体加速度Ａx（ｔ）を検出する車体加速度検出手段と、各車輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）を検出する軸荷重検出手段と、前記車体速Ｖx（ｔ）、前記車輪速ｖwi（ｔ）から各車輪の切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）を下記の式（１），（３），（４）に基づいて演算する切換ブレーキトルク目標値演算手段と、前記軸荷重Ｆvi（ｔ）、前記車体加速度Ａx（ｔ）、前記車体速Ｖx（ｔ）、前記車輪速ｖwi（ｔ）から、各車輪の等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを下記の式（５ａ），（５ｂ）に基づいて演算する等価ブレーキトルク目標値演算手段と、前記切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）と前記等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを加算して、各車輪のブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を演算するブレーキトルク目標値演算手段と、このブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）に一致するように各車輪のブレーキトルクＵi（ｔ）を調整するブレーキトルク調整手段と、を備えたことを特徴とするアンチロックブレーキ装置。
【数１】
0003856246.tif 000010
【請求項２】
各車輪の車輪速ｖwi（ｔ）を検出する車輪速検出手段と、車体速Ｖx（ｔ）を検出する車体速検出手段と、車体の前後方向の車体加速度Ａx（ｔ）を検出する車体加速度検出手段と、車体のロール角加速度Ａφ（ｔ）を検出するロール角加速度検出手段と、車体のピッチ角加速度Ａζ（ｔ）を検出するピッチ角加速度検出手段と、車体の横加速度Ａy（ｔ）を検出する横加速度検出手段と、前記車体加速度Ａx（ｔ）、前記ロール角加速度Ａφ（ｔ）、前記ピッチ角加速度Ａζ（ｔ）および前記車体の横加速度Ａy（ｔ）から各車輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）を演算する軸荷重演算手段と、前記車体速Ｖx（ｔ）、前記車輪速ｖwi（ｔ）から各車輪の切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）を下記の式（１），（３），（４）に基づいて演算する切換ブレーキトルク目標値演算手段と、前記軸荷重Ｆvi（ｔ）、前記車体加速度Ａx（ｔ）、前記車体速Ｖx（ｔ）、前記車輪速ｖwi（ｔ）から、各車輪の等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを下記の式（５ａ），（５ｂ）に基づいて演算する等価ブレーキトルク目標値演算手段と、前記切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）と前記等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを加算して、各車輪のブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を演算するブレーキトルク目標値演算手段と、このブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）に一致するように各車輪のブレーキトルクＵi（ｔ）を調整するブレーキトルク調整手段と、を備えたことを特徴とするアンチロックブレーキ装置。
【数２】
0003856246.tif 000011
【請求項３】
前記軸荷重演算手段は、前記車体のロール角加速度Ａφ（ｔ）、前記車体のピッチ角加速度Ａζ（ｔ）、前記車体加速度Ａx（ｔ）、前記車体の横加速度Ａy（ｔ）から各車輪の軸荷重Ｆvi（ｉ＝１は右前輪、ｉ＝２は左前輪、ｉ＝３は右後輪、ｉ＝４は左後輪）を下記の式（２４）に基づいて演算することを特徴とする請求項２に記載のアンチロックブレーキ装置。
記
Ｆv1＝Ｆ01＋Ｆφ−Ｆζ  Ｆv2＝Ｆ02−Ｆφ−Ｆζ  Ｆv3＝Ｆ03＋Ｆφ＋Ｆζ  Ｆv4＝Ｆ04−Ｆφ＋Ｆζ…（２４）
ここで、
Ｆφ＝［ＩφＡφ＋ｈgＡx］／［Ｔf＋Ｔr］
Ｆζ＝［ＩζＡζ＋ｈgＡy］／［Ｌf＋Ｌr］
Ｉφ：ロール軸回り慣性モーメント
Ｉζ：ピッチ軸回り慣性モーメント
Ｔf：前輪トレッド
Ｔr：後輪トレッド
Ｌf：車両の重心点から前車軸までの距離
Ｌr：車両の重心点から後車軸までの距離
ｈg：車両の重心高さ
と定義する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のブレーキによる減速時に、路面状態に応じて望ましいブレーキトルクで減速するためのブレーキトルク制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブレーキトルクを望ましい値に制御するための装置については、例えば以下の文献に開示されている。
【０００３】
参考文献１…Ｔａｎ  ａｎｄ  Ｃｈｉｎ：Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｓｔｒａｃｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ．Ｔｒａｎｓ．ｏｆ  ＡＳＭＥ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，１１３  ２２３／２３０（１９９１）
参考文献２…Ｃｈｉｎ，Ｗｉｌｌｉａｍ．Ｓｉｄｉｏｓｋｙ，Ｒｕｌｅ  ａｎｄＳｐａｒｓｃｈｕ：Ｓｌｉｄｉｎｇ−Ｍｏｄｅ  ＡＢＳ  Ｗｈｅｅｌ−Ｓｌｉｐ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｐｒｏｃ．ｏｆ  Ａｍ．Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｎｆ．１／５（１９９２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの参考文献に開示される装置は、車体速、車輪速を引数とする関数を設定し、この関数の正負に応じてブレーキトルクを切り換えることで、路面とタイヤのスリップ率を目標値へと制御するものであるが、ブレーキトルクを発生させるアクチュエータの制御に応答遅れが発生し、ブレーキトルクやスリップ率がハンチングを起こしやすいという問題がある。
【０００５】
ハンチングを抑制するには、ブレーキトルクの切り換えを急激に行わず、ブレーキトルクが最大値から最小値まで滑らかに変化するように関数値の特性を設定すればよいが、このようにブレーキトルクを漸変的に変化させると制御誤差が大きくなり、スリップ率の目標値を実際値とが正確に一致しない場合がある。
【０００６】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、簡単な制御アルゴリズムで路面とタイヤのスリップ率を正確に制御することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図１０に示すように各車輪の車輪速ｖwi（ｔ）を検出する車輪速検出手段と、車体速Ｖx（ｔ）を検出する車体速検出手段と、車体の前後方向の車体加速度Ａx（ｔ）を検出する車体加速度検出手段と、各車輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）を検出する軸荷重検出手段と、前記車体速Ｖx（ｔ）、前記車輪速ｖwi（ｔ）から各車輪の切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）を［請求項１］に記載の式（１），（３），（４）に基づいて演算する切換ブレーキトルク目標値演算手段と、前記軸荷重Ｆvi（ｔ）、前記車体加速度Ａx（ｔ）、前記車体速Ｖx（ｔ）、前記車輪速ｖwi（ｔ）から、各車輪の等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを［請求項１］に記載の式（５ａ），（５ｂ）に基づいて演算する等価ブレーキトルク目標値演算手段と、前記切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）と前記等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを加算して、各車輪のブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を演算するブレーキトルク目標値演算手段と、このブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）に一致するように各車輪のブレーキトルクＵi（ｔ）を調整するブレーキトルク調整手段と、を備えたことを特徴とするアンチロックブレーキ装置。
【０００８】
第２の発明は、図１１に示すように各車輪の車輪速ｖwi（ｔ）を検出する車輪速検出手段と、車体速Ｖx（ｔ）を検出する車体速検出手段と、車体の前後方向の車体加速度Ａx（ｔ）を検出する車体加速度検出手段と、車体のロール角加速度Ａφ（ｔ）を検出するロール角加速度検出手段と、車体のピッチ角加速度Ａζ（ｔ）を検出するピッチ角加速度検出手段と、車体の横加速度Ａy（ｔ）を検出する横加速度検出手段と、前記車体加速度Ａx（ｔ）、前記ロール角加速度Ａφ（ｔ）、前記ピッチ角加速度Ａζ（ｔ）および前記車体の横加速度Ａy（ｔ）から各車輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）を演算する軸荷重演算手段と、前記車体速Ｖx（ｔ）、前記車輪速ｖwi（ｔ）から各車輪の切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）を［請求項２］に記載の式（１），（３），（４）に基づいて演算する切換ブレーキトルク目標値演算手段と、前記軸荷重Ｆvi（ｔ）、前記車体加速度Ａx（ｔ）、前記車体速Ｖx（ｔ）、前記車輪速ｖwi（ｔ）から、各車輪の等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを［請求項２］に記載の式（５ａ），（５ｂ）に基づいて演算する等価ブレーキトルク目標値演算手段と、前記切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）と前記等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを加算して、各車輪のブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を演算するブレーキトルク目標値演算手段と、このブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）に一致するように各車輪のブレーキトルクＵi（ｔ）を調整するブレーキトルク調整手段と、を備えたことを特徴とするアンチロックブレーキ装置。
【０００９】
第３の発明は、前記軸荷重演算手段は、前記車体のロール角加速度Ａφ（ｔ）、前記車体のピッチ角加速度Ａζ（ｔ）、前記車体加速度Ａx（ｔ）、前記車体の横加速度Ａy（ｔ）から各車輪の軸荷重Ｆvi（ｉ＝１は右前輪、ｉ＝２は左前輪、ｉ＝３は右後輪、ｉ＝４は左後輪）を下記の式（２４）に基づいて演算することを特徴とする請求項２に記載のアンチロックブレーキ装置。
記
Ｆv1＝Ｆ01＋Ｆφ−Ｆζ  Ｆv2＝Ｆ02−Ｆφ−Ｆζ  Ｆv3＝Ｆ03＋Ｆφ＋Ｆζ  Ｆv4＝Ｆ04−Ｆφ＋Ｆζ…（２４）
ここで、
Ｆφ＝［ＩφＡφ＋ｈgＡx］／［Ｔf＋Ｔr］
Ｆζ＝［ＩζＡζ＋ｈgＡy］／［Ｌf＋Ｌr］
Ｉφ：ロール軸回り慣性モーメント
Ｉζ：ピッチ軸回り慣性モーメント
Ｔf：前輪トレッド
Ｔr：後輪トレッド
Ｌf：車両の重心点から前車軸までの距離
Ｌr：車両の重心点から後車軸までの距離
ｈg：車両の重心高さ
と定義する。
【００１３】
【作用】
第１の発明では、ブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）は切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）と等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiを加算したものとして求められ、実際のブレーキトルクＵi（ｔ）がこのブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）と一致するように、ブレーキ圧調整手段に信号が出力され、ブレーキ圧調整手段はこの信号に比例した圧力をブレーキに供給するが、等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiの存在により、スリップ率λiは、λ0へと収束し、このλ0を保つように制御されるので、制動時の停止距離は短くなり、また、制動時の車両の挙動が安定し、滑らかに停止へと至ることができる。等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiについては、測定容易な軸荷重Ｆvi（ｔ）を用いて、式（５ｂ）で定義されるＺi（ｔ）から容易に決定することができる。
【００１４】
第２の発明では、検出容易なロール角加速度Ａφ（ｔ）、ピッチ角加速度Ａζ（ｔ）、車体加速度Ａx（ｔ）、横加速度Ａy（ｔ）の検出値を用いて、各車輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）が演算され、これら軸荷重Ｆvi（ｔ）の演算値から等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiの決定が可能となるので、適切なアンチロック制御が行われる。
【００１５】
第３の発明では、検出容易なロール角加速度Ａφ（ｔ）、ピッチ角加速度Ａζ（ｔ）、車体加速度Ａx（ｔ）、横加速度Ａy（ｔ）の検出値から、各車輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）が式（２４）を用いて演算され、これら軸荷重Ｆvi（ｔ）の演算値から等価ブレーキトルク目標値Ｕeqiの決定が可能となるので、適切なアンチロック制御が行われる。
【００１６】
第４の発明にでは、検出容易なロール角加速度、ピッチ角加速度、車体加速度、横加速度の検出値を用いて、軸荷重が推定され、この軸荷重の推定値から等価ブレーキトルク目標値の決定が可能となるので、適切なアンチロック制御が行われる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態を示すものであり、図に示すように、ブレーキ１は、ブレーキ圧調整機構２を介して供給される圧油により、車輪１０を制動する。ブレーキ圧調整機構２は例えば圧油ポンプとサーボバルブなどで構成され、コントロールユニット３が出力する信号に比例した圧力をブレーキ１に供給する。
【００１９】
コントロールユニット３には、ブレーキペダル１１の踏み込み角θ（ｔ）を検出するブレーキペダル踏み込み角センサ４、各車輪１２の回転速度ｖw（ｔ）を検出する車輪速センサ５、自動車の車体速度Ｖx（ｔ）（および回転角換算車体速度ｖx（ｔ））を検出する車速センサ６、自動車の車体の前後方向の車体加速度Ａx（ｔ）（および回転角換算車体加速度αx（ｔ））を検出する車体加速度センサ７、各車輪１２の軸荷重Ｆv（ｔ）を検出する軸荷重センサ８からの信号が入力される。なお、車速センサ６は、例えば、車体加速度センサ７とこの出力を積分する積分器によって構成される。
【００２０】
ここで、回転角換算車体速度ｖx（ｔ）および回転角換算車体加速度αx（ｔ）とは、それぞれ、自動車の車体速度Ｖx（ｔ）、車体加速度Ａx（ｔ）および車輪半径Ｒwから、
ｖx（ｔ）＝Ｖx（ｔ）／Ｒw
αx（ｔ）＝Ａx（ｔ）／Ｒw
で定義される量である。
【００２１】
コントロールユニット３は例えばマイクロコンピュータで構成され、入力されるブレーキペダル踏み込み角θ（ｔ）、車輪速ｖw（ｔ）、車体速Ｖx（ｔ）の各信号を用いて、以下に示す式（１）〜（４）により切換ブレーキトルク目標値Ｕsw（ｔ）を、また、回転角換算車体加速度αx（ｔ）、軸荷重Ｆv（ｔ）の各信号から、以下に示す式（５ａ）、（５ｂ）により等価ブレーキトルク目標値Ｕeq（ｔ）を、それぞれ算出し、これらを加算することによってブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を求め、実際のブレーキトルクがこのブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）と一致するように、ブレーキ圧調整機構２に信号を出力する。なお、ブレーキ１と車輪速センサ５、軸荷重センサ８は、車輪１２ごとに設けられ、ブレーキ圧信号も車輪１２ごとに出力される。
【００２２】
さて、コントロールユニット３によるブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）の演算は、以下のように行われる。
【００２３】
なお、以下の説明で添字ｉ（＝１、２、…、ｎw）は車輪番号を示す。特に本実施の形態では４輪を扱うため、車輪数ｎw＝４であり、添字１は右前輪についての値、添字２は左前輪についての値、添字３は右後輪についての値、添字４は左後輪についての値をそれぞれ示す。
【００２４】
まず、各車輪の車輪速度ｖwi（ｔ）、回転角換算車体速度ｖx（ｔ）および所定値ηから、各車輪に対する判定関数σiを次式（１）のように演算する。
【００２５】
σi（ｔ）＝ηｖx（ｔ）＋ｖwi（ｔ）  …（１）
ここで、ηは路面とタイヤのスリップ率の目標値λ0から、
η＝λ0−１
と決められる。
【００２６】
なお、路面とタイヤのスリップ率λiは次式（２）で定義する。
【００２７】
λi（ｔ）＝［ｖx（ｔ）−ｖwi（ｔ）］／ｖx（ｔ）  …（２）
この定義から、σi（ｔ）＝０はスリップ率λiが目標値λ0に一致したことを意味する。また、σi（ｔ）＞０はスリップ率が目標値より小さく、σi（ｔ）＜０はスリップ率が目標値より大きすぎることを意味する。
【００２８】
つぎに、切換関数ｓi（ｔ）を次式（３）にしたがって演算する。
【００２９】
【数３】
0003856246.tif 000002
【００３０】
ここで、ｔ0はブレーキペダル踏み込み角θ（ｔ）が所定値θ0を超えブレーキ制御ルーチンの実行が始められた時刻、ｔは現在時刻、τはあらかじめ定められた正の定数である。
【００３１】
つづいて、切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）を次式（４）にしたがって演算する。
【００３２】
Ｕswi（ｔ）＝Ｋi・ｓi／｜ｓi｜  …（４）
ここで、Ｋiは適当な正の定数である。
【００３３】
一方、等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）は、次式（５ａ）、（５ｂ）により算出される。
【００３４】
Ｕeqi（ｔ）＝τＪwiσi（ｔ）＋ＲwiＺi（ｔ）＋ηＪwiαx（ｔ）  …（５ａ）
【００３５】
【数４】
0003856246.tif 000003
【００３６】
ここで、
Ｍ：車両質量
Ｊw：車輪慣性モーメント
Ｆvi：第ｉ輪軸荷重
である。
【００３７】
これらから、ブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）は、
Ｕcmd（ｔ）＝Ｕswi（ｔ）＋Ｕeqi（ｔ）  …（６）
と決定される。このブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）となるようにブレーキトルクを与えることにより、自動車を目標のスリップ率λ0で制動するアンチロック制御がなされるが、以下、これについて説明する。
【００３８】
自動車の運動方程式は、
【００３９】
【数５】
0003856246.tif 000004
【００４０】
Ｊwiαwi（ｔ）＝Ｒw・［ｆμi（ｔ）−ｆri（ｔ）］−Ｕi（ｔ）  …（８）
で与えられる。ここで、
Ｕi：第ｉ輪ブレーキトルク
Ｂri：第ｉ輪転がり抵抗
Ｒw：車輪半径
λi：第ｉ輪スリップ率
Ｂv：空気抵抗係数
μi（λi）：第ｉ輪と路面間の摩擦係数
Θ：路面傾斜
であり、
ｆμi（ｔ）＝Ｆvi（ｔ）・μi（λi）
ｆri（ｔ）＝Ｆvi（ｔ）・Ｂri
ｆaero（ｔ）＝Ｂv・ｖx（ｔ）2
である。
【００４１】
簡略化のためにΘ＝０、ｆaero＝０とすれば（これらの影響をΣｆriの中に含めたと考えればよい）、運動方程式（７）、（８）は、次式（９）、（１０）のように書き直せる。
【００４２】
【数６】
0003856246.tif 000005
【００４３】
αwi（ｔ）＝［Ｒw／Ｊwi］・［ｆμi（ｔ）−ｆri（ｔ）］−Ｕi（ｔ）／Ｊwi
…（１０）
制御の目的は各輪のスリップ率λiを目標スリップ率λ0に一致させることで、これはｓi≡定数＝０とすることで達成される。なぜなら、
ｓi＝σi＋τ∫σiｄｔ≡０
⇒（ｄ／ｄｔ）σi＋τσi≡０
⇒σiは時定数τで０に収束（σi→０）
⇒λi→λ0
となるからである。
【００４４】
ｓi≡０とするためには、ｓi2が時間とともに単調に減少し、有限時間で０に停留するようにすればよい。そのためには、ｓi2の時間微分が常に負の数になる必要があり、時間微分を（ｄ／ｄｔ）で表せば、
（ｄ／ｄｔ）ｓi2＝２ｓi・（ｄ／ｄｔ）ｓi
であるから、
ｓi＞０のとき（ｄ／ｄｔ）ｓi＜０  …（１１）
ｓi＜０のとき（ｄ／ｄｔ）ｓi＞０  …（１２）
であればよい。いま、（ｄ／ｄｔ）ｓiを計算すると、
（ｄ／ｄｔ）ｓi
＝（ｄ／ｄｔ）σi＋τσi
＝ηαx＋αw＋τσi
＝ηαx＋［Ｒwi／Ｊwi］・［ｆμi−ｆri］−Ｕi／Ｊwi＋τσi
…（１３）
であるから、ｓi＞０のとき、
Ｕi＞τＪwiσi＋Ｒwi・［ｆμi−ｆri］＋ηＪwiαx  …（１４）
また、ｓi＜０のとき、
Ｕi＜τＪwiσi＋Ｒwi・［ｆμi−ｆri］＋ηＪwiαx  …（１５）
とすればよい。
【００４５】
このため、切換ブレーキトルク目標値Ｕsw（ｔ）を式（４）のように、また、等価ブレーキトルク目標値Ｕeq（ｔ）′を
Ｕeqi（ｔ）′
＝τＪwiσi（ｔ）＋Ｒwi・［ｆμi（ｔ）−ｆri（ｔ）］＋ηＪwiαx（ｔ）
…（５ａ′）
と定義し、
Ｕi（ｔ）＝Ｕswi（ｔ）＋Ｕeqi（ｔ）′  …（１６）
とすれば式（１４）、（１５）が成り立つ。したがって、結局、ブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）′は、
Ｕcmd（ｔ）′＝Ｕswi（ｔ）＋Ｕeqi（ｔ）′  …（６′）
のように与えればよいことが分かる。これにより、ｓi2が減少して行き、Ｕi＝Ｕeqi′（すなわちｓi＝０）となったとすると、ｓi・（ｄ／ｄｔ）ｓi＝０となるので、ｓiは０に停留し、目的のブレーキトルク制御が達成される。
【００４６】
なお、以上の制御でブレーキは正のトルクしか発生できないので、実際のブレーキトルクＵi（ｔ）は、
Ｕi（ｔ）＝Ｕcmd（ｔ）  （Ｕcmd（ｔ）≧０）  …（１７）
Ｕi（ｔ）＝０          （Ｕcmd（ｔ）≦０）  …（１８）
とされる。
【００４７】
ところで、等価ブレーキトルク目標値Ｕeq（ｔ）′は、上述のように（５ａ′）により与えればよいが、このＵeq（ｔ）′の計算のためには、ｆμi（ｔ）−ｆri（ｔ）を計測する必要がある。しかしながら、この計測は困難なものである。
【００４８】
そこで、本発明では、ｆμi（ｔ）−ｆri（ｔ）を以下のように推定し、ｆμi（ｔ）−ｆri（ｔ）の推定値Ｚi（ｔ）を前述の式（５ｂ）のように与えることで、等価ブレーキトルク目標値Ｕeq（ｔ）を前述の式（５ａ）のように定義し、結局、ブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を式（６）のように与える。これについて説明すれば、以下のとおりである。
【００４９】
まず、前述の自動車の運動方程式（７）において、ｆri＝０、ｆaero＝０、Θ＝０なる近似を行うと、
【００５０】
【数７】
0003856246.tif 000006
【００５１】
が得られ、さらに、第ｉ輪と路面間の摩擦係数μi（ただし、ｉ＝１、２、…、ｎw）を、
μi＝μ
とすれば、ｆμi＝Ｆvi・μiより、
【００５２】
【数８】
0003856246.tif 000007
【００５３】
となり、したがって、
【００５４】
【数９】
0003856246.tif 000008
【００５５】
となる。この式（２１）の両辺にμをかけて、μ・Ｆvi＝ｆμiであることを考慮すれば、
【００５６】
【数１０】
0003856246.tif 000009
【００５７】
が得られる。ここで、ｆri（ｔ）＝０と仮定されているので、この式（２２）の左辺はｆμi（ｔ）−ｆri（ｔ）と等しいが、式（２２）の右辺と式（５ｂ）の右辺は等しいので、結局、ｆμi（ｔ）−ｆri（ｔ）は、測定容易な軸荷重Ｆvi（ｔ）を用いて、式（５ｂ）で定義されるＺi（ｔ）で近似され、このＺi（ｔ）により、等価ブレーキトルク目標値Ｕeq（ｔ）を容易に決定することができる。
【００５８】
つぎに、コントロールユニット３において行われる制御の具体的手順を、図２、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
図２はコントローラ３が行う基本ルーチンである。
【００６０】
まず、ステップ１において、サンプル時刻かどうかが判定される。このステップは、この基本ルーチンを一定周期で実行するために設けられたものである。
【００６１】
サンプル時刻であれば、ステップ２においてブレーキペダルの踏み込み角θ（ｔ）が所定値θ0以上であるかどうかを判定する。一般に、アンチロック制御が必要になるのはブレーキペダルがある程度以上踏み込まれたときであり、それ以外の場合はアンチロック制御の必要がないので、以降のブレーキトルク制御を行わずにルーチン終了する。
【００６２】
ブレーキペダルの踏み込み角θ（ｔ）がθ0以上である場合には、ステップ３において図３に示すブレーキトルク制御ルーチンを実行する。
【００６３】
図３のブレーキトルク制御ルーチンでは、まずステップ１１で、各車輪の車輪速ｖwi（ｔ）と車体速ｖx（ｔ）とが読み込まれる。
【００６４】
ついで、ステップ１２では、各車輪の車輪速ｖwi（ｔ）、車体速ｖx（ｔ）および所定値ηから、各車輪に対する判定関数σiを前述の式（１）のように演算する。
【００６５】
ステップ１３では、切換関数ｓi（ｔ）を式（３）にしたがって演算し、さらにこの切換関数ｓi（ｔ）から、切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）を式（４）にしたがって演算する。
【００６６】
ステップ１４では、車体加速度αx（ｔ）、各車輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）から、式（５ａ）、（５ｂ）にしたがって、等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）を決定する。
【００６７】
ステップ１５では、切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）と等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）を加算することにより、ブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を決定し、これをブレーキトルク調整機構２へと出力する。
【００６８】
つぎに全体の作用を説明する。
【００６９】
車両の制動時に、ブレーキペダルが所定の踏み込み角θ0よりも踏み込まれたならば、本発明のアンチロックブレーキ装置が作動する。コントロールユニット３は、演算によりブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を求め、ブレーキトルクがこのブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）と一致するように、ブレーキ圧調整機構２に信号を出力する。
【００７０】
この場合、ブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）は、切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）と等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）を加算したものとして求められるが、この等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）の存在により、スリップ率λは、図４のグラフ（Ａ）に示すように目標値λ0へと収束し、この目標値λ0を保つように制御されるので、制動時の停止距離は短くなり、また、制動時の車両の挙動が安定し、滑らかに停止へと至ることができる。これは以下のように示される。
【００７１】
まず、適切な等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）を用いない場合には、スリップ率λが目標のスリップ率λ0へと収束することはないことを示すために、仮に式（６）においてＵeqi（ｔ）＝０とおいた場合を考える。この場合、式（４）における定数Ｋiが、
Ｋi＞｜τＪwiσi＋Ｒwi・［ｆμi−ｆri］＋ηＪwiαx｜  …（２３）
を満たすように十分大きく選ばれていれば、スリップ率を目標値λ0とするための前述の条件式（１４）、（１５）は成り立つ。
【００７２】
しかし、このようにＫiを大きくとったＵswi（ｔ）のみによる制御では、センサーやアクチュエータ、コントローラの演算時間などに起因する遅れの影響で、ｓi（ｔ）は０を中心としてハンチングを起こし、スリップ率も図４のグラフ（Ｂ）に示すように目標値の周囲でハンチングしてしまう。
【００７３】
一方、ハンチングを防止するためにＫiを小さくしたならば、条件式（１４）、（１５）が満たされなくなり、図４のグラフ（Ｃ）に示すように、スリップ率が目標値に到達しなくなってしまう。
【００７４】
これに対して、本発明では、等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）′を導入したため、Ｕeqi（ｔ）を式（５ａ）、（５ｂ）のように与えれば、Ｋi＞０でありさえすれば、条件式（１４）、（１５）が満たされる。したがって、十分小さなＫiを採用することによってハンチングの抑制が可能となる。
【００７５】
また、このとき、等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）は、式（５ａ）、（５ｂ）のように比較的計測容易な変数のみを用いて決定できるので、適切な等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）を容易に演算することができる。
【００７６】
さて、図５は、本発明の他の実施の形態を示すものである。この実施の形態は、等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）を演算するために必要となる軸荷重Ｆviを、軸荷重センサにより直接検出するのではなく、より検出容易な変数により推定するものである。
【００７７】
図５に示すように、コントロールユニット３には、ブレーキペダル１１の踏み込み角θ（ｔ）を検出するブレーキペダル踏み込み角センサ４、車輪１２の回転速度ｖw（ｔ）を検出する車輪速センサ５、自動車の車体速度Ｖx（ｔ）（および回転角換算車体速度ｖx（ｔ））を検出する車速センサ６、自動車の前後方向の車体加速度Ａx（ｔ）（および回転角換算車体加速度αx（ｔ））を検出する前後加速度センサ７、自動車の車体のロール角加速度Ａφ（ｔ）を検出するロール角加速度センサ１３、自動車の車体のピッチ角加速度Ａζ（ｔ）を検出するピッチ角加速度センサ１４，車体の横加速度Ａy（ｔ）を検出する横加速度センサ１５からの信号が入力される。
【００７８】
ここで、ロール角加速度センサ１４およびピッチ角加速度センサ１５は、例えば、図６に示すように、車軸方向の加速度Ａ１、Ａ２を検出する一対の加速度センサＳ１、Ｓ２を垂直方向に距離Ｌ１だけ離して配設し、車体前後方向の加速度Ａ３、Ａ４を検出する一対の加速度センサＳ３、Ｓ４を車軸方向に距離Ｌ２だけ離して配設することによって構成され、ロール角加速度Ａφ（ｔ）およびピッチ角加速度Ａζ（ｔ）をそれぞれ、
Ａφ（ｔ）＝（Ａ１−Ａ２）／Ｌ１
Ａζ（ｔ）＝（Ａ３−Ａ４）／Ｌ２
として算出する。
【００７９】
コントロールユニット３は、入力されるブレーキペダル踏み込み角θ（ｔ）、車輪速ｖw（ｔ）、車体速ｖx（ｔ）の各信号を用いて、前述の式（１）〜（４）により切換ブレーキトルク目標値Ｕsw（ｔ）を、ロール角加速度Ａφ（ｔ）、ピッチ角加速度Ａζ（ｔ）、横加速度Ａy（ｔ）の各信号から以下に示す式（２４）により推定される軸荷重Ｆvを用いて、前述の式（５ａ）、（５ｂ）により等価ブレーキトルク目標値Ｕeq（ｔ）を、それぞれ算出し、これらを加算することによってブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を求め、ブレーキトルクがこのブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）と一致するように、ブレーキ圧調整機構２に信号を出力する。
【００８０】
図７から分かるように、各輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）は、
Ｆv1＝Ｆ01＋Ｆφ−Ｆζ
Ｆv2＝Ｆ02−Ｆφ−Ｆζ
Ｆv3＝Ｆ03＋Ｆφ＋Ｆζ
Ｆv4＝Ｆ04−Ｆφ＋Ｆζ
…（２４）
と表される。ここで、Ｆ0i（ｉ＝１、２、３、４）は静止状態の軸荷重である。また、車両のロールおよびピッチ運動が重心点を中心に発生し、相互に関係しないと仮定しており、Ｆφはロールに関連して発生する力、Ｆζはピッチに関連して発生する力である。
【００８１】
この式（２４）のＦφおよびＦζは、ロール角加速度Ａφ（ｔ）、ピッチ角加速度Ａζ（ｔ）、車体加速度Ａx（ｔ）、横加速度Ａy（ｔ）の各信号から以下のように推定することができる。
【００８２】
図７に示すように、ロール軸回り慣性モーメントＩφ、ピッチ軸回り慣性モーメントＩζ、前輪トレッドＴf、後輪トレッドＴr、車両の重心点から前車軸までの距離Ｌf、車両の重心点から後車軸までの距離Ｌr、車両の重心高さｈgを用いて、ロールおよびピッチ運動の運動方程式は、それぞれ次式のように書くことができる。
【００８３】
Ｉφαφ＝［Ｔf／２］・［Ｆ01＋Ｆφ−Ｆζ］−［Ｔf／２］・［Ｆ02−Ｆφ−Ｆζ］＋［Ｔr／２］・［Ｆ03＋Ｆφ＋Ｆζ］−［Ｔr／２］・［Ｆ04−Ｆφ＋Ｆζ］
…（２５）
Ｉζαζ＝−［Ｌf／２］・［Ｆ01＋Ｆφ−Ｆζ］−［Ｌr／２］・［Ｆ02−Ｆφ−Ｆζ］＋［Ｌf／２］・［Ｆ03＋Ｆφ＋Ｆζ］＋［Ｌr／２］・［Ｆ04−Ｆφ＋Ｆζ］
…（２６）
ここで、静止状態では、
０＝［Ｔf／２］・Ｆ01−［Ｔf／２］・Ｆ02＋［Ｔr／２］・Ｆ03−［Ｔr／２］・Ｆ04  …（２７）
０＝−［Ｌf／２］・Ｆ01−［Ｌr／２］・Ｆ02＋［Ｌf／２］・Ｆ03＋［Ｌr／２］・Ｆ04  …（２８）
であることを用いて、式（２６）、（２７）をＦφ、Ｆζについて解くと、Ｆφ、Ｆζはそれぞれ次式のように求められる。
【００８４】
Ｆφ＝［ＩφＡφ＋ｈgＡx］／［Ｔf＋Ｔr］  …（２９）
Ｆζ＝［ＩζＡζ＋ｈgＡy］／［Ｌf＋Ｌr］  …（３０）
この式（２９）、（３０）を式（２４）に代入すれば、軸荷重Ｆvi（ｔ）が推定が可能となる。
【００８５】
図８は、この第２の実施の形態のブレーキトルク制御ルーチンの手順を示すフローチャートである。
【００８６】
これでも図３のフローチャートのステップ１１から１３と同様に、、ステップ２１で、各車輪の車輪速ｖwi（ｔ）と車体速ｖx（ｔ）とが読み込まれ、ステップ２２で、各車輪の車輪速ｖwi（ｔ）、車体速ｖx（ｔ）および所定値ηから、各車輪に対する判定関数σiを前述の式（１）のように演算され、ステップ２３で、切換関数ｓi（ｔ）を式（３）にしたがって演算し、さらにこの切換関数ｓi（ｔ）から、切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）を式（４）にしたがって演算する。
【００８７】
つづいて、ステップ２４では、式（２４）、（２９）、（３０）にしたがって各車輪の軸荷重Ｆviが演算される。
【００８８】
その後、ステップ２５で、車体加速度αx（ｔ）、演算された各車輪の軸荷重Ｆvi（ｔ）から、式（５ａ）、（５ｂ）にしたがって、等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）を決定し、ステップ１５で、切換ブレーキトルク目標値Ｕswi（ｔ）と等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）を加算することにより、ブレーキトルク目標値Ｕcmd（ｔ）を決定し、これをブレーキトルク調整機構２へと出力する。  このように、第２の実施の形態によれば、比較的検出容易なロール角加速度Ａφ（ｔ）、ピッチ角加速度Ａζ（ｔ）、車体加速度Ａx（ｔ）、横加速度Ａy（ｔ）を用いて、軸荷重Ｆvi（ｔ）が推定され、等価ブレーキトルク目標値Ｕeqi（ｔ）の決定が可能となり、適切なアンチロック制御が行われる。
【００８９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ブレーキトルク目標値は切換ブレーキトルク目標値と等価ブレーキトルク目標値を加算したものとして求められ、実際のブレーキトルクがこのブレーキトルク目標値と一致するように、ブレーキ圧調整手段に信号が出力され、ブレーキ圧調整手段はこの信号に比例した圧力をブレーキに供給するが、等価ブレーキトルク目標値の存在により、スリップ率は、目標値へと収束し、この目標値を保つように制御されるので、制動時の停止距離は短くなり、また、制動時の車両の挙動が安定し、滑らかに停止へと至ることができる。
【００９０】
第２の発明によれば、比較的測定容易な軸荷重の検出値を用いて、等価ブレーキトルク目標値が容易に決定され、適切なアンチロック制御が行われる。
【００９１】
第３の発明によれば、比較的測定容易な軸荷重の検出値を用いて、等価ブレーキトルク目標値が容易に決定され、適切なアンチロック制御が行われる。
【００９２】
第４の発明によれば、検出容易なロール角加速度、ピッチ角加速度、車体加速度、横加速度の検出値を用いて、軸荷重が推定され、この軸荷重の推定値から等価ブレーキトルク目標値の決定が可能となるので、適切なアンチロック制御が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】同じくアンチロック制御条件の成立判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】同じくブレーキトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】同じくスリップ率λの制御の様子を示す特性図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図である。
【図６】同じく加速度センサの配置を示す構成図である。
【図７】同じく軸荷重Ｆviと、ロールに関連して発生する力Ｆφと、ピッチに関連して発生する力Ｆζの関係を示す説明図である。
【図８】同じくブレーキトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】従来例のブレーキトルクの制御特性を示す特性図である。
【図１０】請求項１に記載の発明のクレーム対応図である。
【図１１】請求項２に記載の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
１０１  ブレーキ角検出手段
１０２  車輪速検出手段
１０３  車体速検出手段
１０４  車体加速度検出手段
１０５  軸荷重検出手段
１０６  切換ブレーキトルク目標値演算手段
１０７  等価ブレーキトルク目標値演算手段
１０８  ブレーキトルク目標値演算手段
１０９  ブレーキトルク調整手段
１１０  ロール角加速度検出手段
１１１  ピッチ角加速度検出手段
１１２  横加速度検出手段
１１３  軸荷重演算手段
【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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【図１１】
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