JP2008120292A - ブレーキ制御方法およびブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪への制動力を制御する際に、高周波成分を抽出するなどの周波数分析をすることなく制御できるブレーキ制御方法およびブレーキ制御装置を提供する。
【解決手段】本発明のブレーキ制御装置は、タイヤが装着されている車輪に設けられ、この車輪に制動力を付加して制動させるとともに、この制動力を調整する機能を有するブレーキと、タイヤにかかるタイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に検出する加速度センサと、加速度信号が入力され、加速度信号に対して所定の検知範囲を設定し、検知範囲における加速度に対して閾値を設定する検知範囲設定部を備え、検知範囲における加速度を検出し、検出された加速度と閾値とを比較し、加速度が閾値よりも大きい場合、ブレーキに制動力を調整させる制御信号を出力する制御部とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両などに設けられ、タイヤが装着された車輪に制動力を付加して制動させるとともに、制動力を調整する機能を有するブレーキのブレーキ制御方法およびブレーキ制御装置に関し、特に、周波数分析することなく車輪への制動力を制御できるブレーキ制御方法およびブレーキ制御装置に関する。

車両の旋回時、スリップ角度の付いたタイヤのトレッド部は、路面に対して部分的に滑る。すなわち、スリップ角度の付いたタイヤのトレッド部の接地領域には、トレッド部が路面と凝着する領域（凝着領域）とトレッド部が路面に対して滑る領域(滑り領域)が混在する。そして、スリップ角度が大きくなるに従い、凝着領域は狭く上記滑り領域は広くなり、最終的にタイヤの接地領域全体が滑り領域となってタイヤ全体が路面に対して横滑りを行う挙動（横滑り挙動）を呈する。

一般に、横滑り挙動は、車両のドライバにとって感知が難しく、しかも横滑り挙動が一旦生じると横滑り挙動を抑制して操舵を制御可能に復帰させることは難しい。このため、車両は操舵制御不能に陥り、最終的に衝突事故を起こす場合が多い。
このような問題に対して、従来からアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）等の車両制御装置が車両に搭載されており、ＡＢＳにより車両の制動制御が行われ、横滑り等を未然に防止することが行われている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１においては、制駆動や操舵といった動作が加わらない一定速走行時に、タイヤの接地している路面状態やタイヤの走行状態を精度良く推定して、車両の走行安全性を向上させることを目的とした車両制御装置が開示されている。
この特許文献１の車両制御装置は、ホイールのホイールリムに取り付けられた加速度センサで検出したホイールの振動情報信号を、周波数分析手段で周波数分析し、その振動スペクトルの加速度を検出し、路面状態及びタイヤ走行状態推定手段により、この検出された加速度と、加速度記憶手段に記憶された路面摩擦係数μと加速度との関係を示すＧ−テーブルとを比較して、路面摩擦係数μを推定するようにした路面状態及びタイヤ走行状態推定装置と、路面状態及び／または走行中のタイヤの状態に基づいて車両の走行状態を制御する車両制御手段とを有するものである。

また、特許文献２には、加速度センサで検出された振動波形の情報から高周波成分を抽出するとともに、この高周波成分の蹴り出し時の振幅を検出し、振幅の大きさと予め設定された閾値とを比較して路面摩擦係数の大小を推定するようにし、振動波形のデータを周波数分析することなく、路面摩擦係数を正確に推定する方法を用いた車両制御装置が開示されている。

特開２００３−１８２４７６号公報 特開２００５−３０６１６０号公報

しかしながら、特許文献１の車両制御装置、および特許文献２の車両制御装置のいずれにおいても、加速度センサで検出された信号について、周波数分析手段で周波数分析するか、または高周波成分を抽出するなどの周波数分析がなされるものである。このため、車両の制御開始までの時間がかかり、周波数分析の処理速度を早くしなければ、実用的ではないという問題点がある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、車輪への制動力を制御する際に、高周波成分を抽出するなどの周波数分析をすることなく制御できるブレーキ制御方法およびブレーキ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、タイヤが装着された車輪に制動力を付加して制動させるとともに、前記制動力を調整する機能を有するブレーキのブレーキ制御方法であって、前記タイヤにかかる前記タイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に取得する工程と、前記加速度信号に対して所定の検知範囲を設定し、前記検知範囲における加速度に対して閾値を設定する工程と、前記検知範囲における加速度を検出する工程と、前記検出された加速度が前記閾値よりも大きい場合、前記制動力を制御する工程とを有することを特徴とするブレーキ制御方法を提供するものである。

本発明において、前記検知範囲を設定する工程は、前記加速度信号において前記タイヤの踏み込みピークが生じるタイミングを求め、第１タイミングとし、蹴り出しピークが生じるタイミングを求め、第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの中間のタイミングを基準タイミングとしたとき、前記基準タイミングを中心として前記第１タイミングと前記第２タイミングの区間の１０〜１００％の範囲に設定することが好ましい。

また、本発明において、前記検知範囲を設定する工程は、前記加速度信号において前記タイヤの踏み込みピークが生じるタイミングを求め、第１タイミングとし、蹴り出しピークが生じるタイミングを求め、第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの中間のタイミングを基準タイミングとしたとき、前記基準タイミングを中心として前記第１タイミングと前記第２タイミングの区間の１０〜１００％の範囲に設定する工程であり、さらに、前記車輪の１回転当り所定の数の出力信号が出力されるように設定されているとき、前記検知範囲の始期のタイミングから終期のタイミングまでが前記出力信号に対応付けられていることが好ましい。

さらに、本発明において、前記閾値は、前記車輪に制動力が付加されていない状態での前記加速度信号における前記踏み込みピークの値、または前記蹴り出しピークの値の１０〜１００％の値であることが好ましい。

また、本発明の第２の態様は、タイヤが装着されている車輪に設けられ、前記車輪に制動力を付加して制動させるとともに、前記制動力を調整する機能を有するブレーキと、前記タイヤにかかる前記タイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に検出する加速度センサと、前記加速度信号が入力され、前記加速度信号に対して所定の検知範囲を設定し、前記検知範囲における加速度に対して閾値を設定する検知範囲設定部を備え、前記検知範囲における加速度を検出し、前記検出された加速度と前記閾値とを比較し、前記加速度が前記閾値よりも大きい場合、前記ブレーキに前記制動力を調整させる制御信号を出力する制御部とを有することを特徴とするブレーキ制御装置を提供するものである。

本発明において、前記検知範囲は、前記加速度信号において前記タイヤの踏み込みピークが生じるタイミングを第１タイミングとし、蹴り出しピークが生じるタイミングを第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの中間のタイミングを基準タイミングとしたとき、前記基準タイミングを中心として前記第１タイミングと前記第２タイミングの区間の１０〜１００％の範囲で、前記検知範囲設定部に設定されていることが好ましい。

また、本発明において、前記検知範囲は、前記加速度信号において前記タイヤの踏み込みピークが生じるタイミングを第１タイミングとし、蹴り出しピークが生じるタイミングを第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの中間のタイミングを基準タイミングとしたとき、前記基準タイミングを中心として前記第１タイミングと前記第２タイミングの区間の１０〜１００％の範囲で、前記検知範囲設定部に設定されており、さらに、前記車輪の１回転当り所定の数の出力信号が設定され、前記出力信号をカウントすることにより、前記車輪の速度を測定する車速センサが前記車輪に設けられており、前記検知範囲の始期のタイミングから終期のタイミングまでが前記出力信号に対応付けられていることが好ましい。

さらに、本発明において、前記閾値は、前記車輪に制動力が付加されていない状態での前記加速度信号における前記踏み込みピークの値、または前記蹴り出しピークの値の１０〜１００％の値であることが好ましい。

本発明の第１の態様のブレーキ制御方法によれば、タイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に取得する工程と、加速度信号に対して所定の検知範囲を設定し、検知範囲における加速度に対して閾値を設定する工程と、この検知範囲における加速度を検出する工程と、この検出された加速度が閾値よりも大きい場合、制動力を制御する工程とを有することにより、検知範囲および閾値を設定した後は、検知範囲についてだけ、加速度を検出し、これを閾値を比較すれば良いものとなる。これにより、ブレーキの制動力の制御動作を高速化することができ、車両の制動を制御することができるとともに、周波数分析が不要であるため、構成を簡素化することができる。このように、本発明においては、高周波成分を抽出するなどの周波数分析をすることなく、ブレーキの制動力を制御することができる。

本発明の第２の態様のブレーキ制御装置によれば、タイヤが装着されている車輪を制動力を付加して制動させるとともに、制動力を調整する機能を有するブレーキと、タイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に検出する加速度センサと、加速度信号に対して所定の検知範囲を設定し、この検知範囲における加速度に対して閾値を設定する検知範囲設定部を備え、検知範囲における加速度を検出し、検出された加速度と閾値とを比較し、加速度が閾値よりも大きい場合、ブレーキに制動力を調整させる制御信号を出力する制御部とを設けることにより、検知範囲と、閾値とを設定した後は、検知範囲についてだけ、加速度と閾値を比較すれば良いものとなる。これにより、ブレーキの制動力の制御動作を高速化することができ、車両の制動を制御することができるとともに、周波数分析が不要であるため、構成を簡素化することができる。このように、本発明においては、高周波成分を抽出するなどの周波数分析をすることなく、ブレーキの制動力を制御することができる。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のブレーキ制御方法およびブレーキ制御装置を詳細に説明する。
図１（ａ）および（ｂ）に示す各グラフは、１００ｋｍ／時の状態で制動をかけた場合におけるタイヤの半径方向の加速度と、スリップ率との関係を示すものである。
図１（ａ）は、縦軸に加速度をとり、横軸に時間をとって、タイヤの半径方向の加速度を示すグラフであり、（ｂ）は、図１（ａ）に対応するものであり、縦軸にスリップ率をとり、横軸に時間をとって、タイヤのスリップ率を示すグラフである。

１００ｋｍ／時の状態で制動をかけた場合、図１（ｂ）に示すように、スリップ率が大きい領域αでは、図１（ａ）に示すように、タイヤの半径方向の加速度の時系列的なデータにおいて、高周波振動βが現れることを知見した。ここで、スリップ率が大きい状態とは、タイヤが滑っている状態のことを示す。
このように、タイヤの半径方向の加速度信号の時系列的なデータに高周波振動が現れているときは、タイヤが滑っている状態である。このため、タイヤの半径方向の加速度信号において現れる高周波振動が小さくなるように、制動力を調整することにより、タイヤの制動を制御することができ、タイヤの性能を最大限に引き出し、安定したＡＢＳ制御などのブレーキ制動制御ができることを見出した。本発明は、以上の知見に基づいてなされたものである。

ここで、図２は、本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置を示すブロック図である。
図２に示すブレーキ制御装置１０は、一般的に自動車などの車両に設けられるものであり、加速度センサ２４によるタイヤ２０の半径方向の加速度信号、および車輪１２の車輪速センサ２６からの回転検出信号を用いて、タイヤ２０が滑らない状態にブレーキ１４の制動力を調整する装置である。
このブレーキ制御装置１０は、基本的に、車輪１２と、この車輪１２に制動力を付与するとともに、制動力を調整する機能を有するブレーキ１４と、運転者がブレーキをかけたことを検出するブレーキセンサ１６と、ブレーキ１４の制動力を制御する制御部１８とを有する。

車輪１２は、空気入りタイヤ２０と、このタイヤ２０が装着されるホイール２２とを有するものであり、車輪１２には、これ以外にも一般的な自動車の車輪と同様の構成を有するものである。

本実施形態においては、例えば、タイヤ２０の空洞領域におけるインナーライナー部２０ａ表面に加速度センサ２４が取り付けられている。
加速度センサ２４により、タイヤ２０のトレッド部２０ｂの半径方向（ラジアル方向）Ｒにおける加速度が時系列的に検出される。また、この加速度センサ２４は、送信機（図示せず）を備え、この送信機を介して制御部１８に接続されている。

本実施形態において、加速度センサ２４は、半径方向Ｒにおける加速度を検出するものであり、例えば、半導体加速度センサが用いられる。
半導体加速度センサは、具体的には、Ｓｉウエハ外周枠部内にダイアフラムが形成されたＳｉウエハと、このウエハ外周枠部を固定する台座とを有し、ダイアフラムの一方の面の中央部に重錘が設けられ、ダイアフラムには複数のピエゾ抵抗体が形成されている。この半導体加速度センサに加速度が作用した場合、ダイアフラムは変形し、この変形によりピエゾ抵抗体の抵抗値は変化する。この変化を加速度の情報として検出できるようにブリッジ回路が形成されている。
加速度センサ２４は、半導体加速度センサに限定されるものではなく、タイヤ２０の半径方向Ｒの加速度が検出可能な加速度センサであればよい。

また、車軸（図示せず）、ハブ（図示せず）などの車体側または車輪１２付近に、車輪速度を検出する車輪速センサ２６が設けられている。
この車輪速センサ２６は、図４（ａ）に示すように、ホイールに取り付けられたギアパルサー３０と、このギアパルサー３０に対向して設けられたセンサ部３２と、このセンサ部３２の回転検出信号を送信する送信機３４とを有する。

ギアパルサー３０は、円板部材の外縁の全周にわたり、所定数の歯３０ａが所定のピッチで隙間３０ｂをあけて形成されたものである。このギアパルサー３０は、車輪と共に回転するものであり、例えば、車輪がｒ方向に回転すると、ギアパルサー３０もｒ方向に回転する。

センサ部３２は、高透磁率の磁心、この磁心に直列的に配置された永久磁石、および磁心の周囲に設けられたコイルを有するものである。この磁心がギアパルサー３０に向けてセンサ部３２が配置されている。
車輪が回転すると、歯３０ａと、隙間３０ｂとが交互にセンサ部３２に対向することになり、センサ部３２における磁界が変化する。この磁界の変化により、コイルに電圧が発生する。この場合、車輪速センサ２６（センサ部３２）においては、例えば、図４（ｂ）に示すように、車輪の回転に応じて正弦波交流状の回転検出信号３６が出力される。ギアパルサー３０の歯３０ａの数は変わるものではない。このため、車輪速センサ２６（センサ部３２）においては、車輪速度によらず、車輪１回転あたりの回転検出信号３６における波数は同じである。すなわち、車輪速センサ２６（センサ部３２）から出力される出力信号の数は、車輪速度によらず同じである。このため、本実施形態においては、加速度信号の時系列データと、車輪の回転位置を示すデータとを対応付けることができる。これにより、車輪が１回転する場合、車輪の各回転位置における加速度を特定することができる。

図２に示すブレーキ１４は、車輪１２に制動力を付加して制動させるとともに、制動力を調整する機能を有するものであり、車輪１２に制動力を付与して車両を制動する際、車体速度（車輪速度）を調整するものである。このブレーキ１４の構成としては、一般的な自動車に用いられるブレーキおよびブレーキの制動力を調整する機能を有するものと同様の構成である。

ブレーキセンサ１６は、運転者がブレーキペダルを踏み、ブレーキをかけたことを検知するものである。このブレーキセンサ１６は、制御部１８（コントローラ３８（図５参照））に接続されており、ブレーキをかけたことを示す信号（以下、ブレーキ信号という）が制御部１８（コントローラ３８（図５参照））に出力される。

制御部１８は、ブレーキセンサ１６からブレーキ信号が入力されない場合、車輪１２に設けられた加速度センサ２４によるタイヤ２０の半径方向の加速度信号、および車輪速センサ２６からの回転検出信号に基づいて、制動力を調整する制御信号を出力するための閾値などの条件を設定するものである。
また、制御部１８は、ブレーキセンサ１６からブレーキ信号が入力された場合、車輪１２に設けられた加速度センサ２４および車輪速センサ２６からの回転検出信号に基づいて、制動力を調整する制御信号をブレーキ１４に出力するものである。
ここで、図５は、本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置の制御部を示すブロック図である。
図５に示すように、制御部１８は、コントローラ３８、受信機４０、アンプ４２、条件設定部４４、車輪速度算出部４６、メモリ４８、および判定部５０を有するものである。

コントローラ３８は、ブレーキセンサ１６に接続されており、このブレーキセンサ１６からブレーキ信号が入力された場合、判定部５０に、ブレーキ信号が入力されたことを示す信号を出力するものである。また、コントローラ３８は、ブレーキセンサ１６からブレーキ信号が入力されない場合、条件設定部４４（データ取得部６０）に、ブレーキ信号が入力されていないことを示す信号を出力するものである。
また、コントローラ３８は、後述するように、判定部５０からの出力信号（パルス信号）の有無に応じて、ブレーキ１４に、その制動力を調整する制御信号を出力するか、またはブレーキ１４に、その制動力を調整しない制御信号を出力するものである。
なお、コントローラ３８は、処理部１８の各構成部を制御するものでもある。

受信機４０は、加速度センサ２４によるタイヤ２０の半径方向の加速度信号、および車輪速センサ２６からの回転検出信号を受信するものである。
アンプ４２は、加速度センサ２４によるタイヤ２０の半径方向の加速度信号、および車輪速センサ２６からの回転検出信号を増幅するものである。

条件設定部４４は、ブレーキの制動の制御のための判定条件を設定するものであり、データ取得部６０と、データ処理部６２と、ピーク検出部６４と、検知範囲設定部６６と、判定条件設定部６８とを有する。
この条件設定部４４は、後述するように、データ取得部６０に、ブレーキ信号が入力されていないことを示す信号が入力されると、検知範囲および判定条件を設定するものであり、検知範囲および判定条件は、随時更新される。さらに検知範囲および判定条件は、逐次メモリ４８に記憶される。

車輪速度算出部４６は、車輪速センサ２６からの回転検出信号に基づいて、車輪速度を算出するものである。本実施形態においては、車輪１回転当りの波数（出力信号）が分かっているため、１回転に相当する波数（出力信号）をカウントし、このカウントに要する時間により、車輪速度を求めることができる。
また、車輪速度算出部４６は、車輪速度の情報を判定部５０に出力するものである。

メモリ４８は、後述するように、条件設定部４４で設定された各種の設定値（検知範囲、および判定条件など）を記憶するものである。

次に、条件設定部４４について詳細に説明する。
データ取得部６０は、例えば、図６（ａ）に示すように、アンプ４２で増幅された加速度センサ２４による半径方向Ｒの加速度の時系列データ７０（以下、単に加速度データという）を取得するものである。
さらに、データ取得部６０においては、アンプ４２から供給される加速度データは、アナログデータであり、この加速度データを所定のサンプリング周波数でサンプリングしてデジタルデータに変換するものである。このデジタルデータに変換された加速度データは、データ処理部６２に供給される。また、データ取得部６０は、加速度データを判定部５０にも出力する。
また、データ取得部６０は、コントローラ３８からブレーキ信号が入力されていないことを示す信号が入力されるものである。
図６（ａ）に示すように、加速度データ７０は、ノイズ成分が多い。なお、図６（ａ）は、３回転（回転角度１０８０°）分の加速度データ７０を示している。

データ処理部６２は、データ取得部６０から供給された加速度データに、フィルタを用いた平滑化処理により、図６（ｂ）に示すようにノイズ成分を取り除き、滑らかに変化する加速度データ７６とするものである。
フィルタとしては、例えば、所定の周波数をカットオフ周波数とするデジタルフィルタが用いられる。カットオフ周波数は、転動速度またはノイズ成分によって変化するが、例えば、車輪速度が６０（ｋｍ/時）の場合、カットオフ周波数は、０．５〜２（ｋＨｚ）とされる。この他に、デジタルフィルタの替わりに、移動平均処理またはトレンドモデル等を用いて平滑化処理を行ってもよい。

ここで、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、車輪の１回転する間（回転角度３６０°）、すなわち、１つの区間７２において、タイヤの接地変形により加速度が大きく変化する領域７４ａ、７４ｂが生じる。これは、トレッド部が回転して接地領域に進入するとき、タイヤの回転による遠心力加速度成分が急激に変化し、また接地領域から出るとき、タイヤの回転による遠心力加速度成分が急激に変化するからである。このため、加速度データ７０において、急激に大きく変化する領域７４ａを接地前端領域と定め、急激に大きく変化する領域７４ｂを接地後端領域と定めることができる。

図７（ａ）に示すように、領域７４ａではタイヤが接地する接地前端領域において、変形する際に生じる踏み込みピークＰ_１が生じ、領域７４ｂではタイヤが接地領域から出る接地後端領域において、接地した状態から離れる際に生じる蹴り出しピークＰ_２が生じる。
ピーク検出部６４は、この加速度が大きく変化する領域において、踏み込みピークＰ_１の値および、その位置（タイミング）、ならびに蹴り出しピークＰ_２の値および、その位置（タイミング）を検出するものである。
踏み込みピークＰ_１の位置とは、タイヤが１回転する間で踏み込みピークＰ_１が生じるタイミング（第１タイミング）のことである。
また、蹴り出しピークＰ_２の位置とは、タイヤが１回転する間で蹴り出しピークＰ_２が生じるタイミング（第２タイミング）のことである。

本実施形態においては、車輪の１回転する間（区間７２）で、最初に最も加速度が大きくなるところを踏み込みピークＰ_１とする。そして、この最初に最も加速度が大きいところの値を踏み込みピークＰ_１の値とする。さらに、この踏み込みピークＰ_１が発生するタイミングを第１タイミングＴ_１とする。

また、踏み込みピークＰ_１後、一端加速度の値が小さくなった以降において、再度加速度が最も大きくなるところを、蹴り出しピークＰ_２とし、再度加速度が最も大きくなるところの値を蹴り出しピークＰ_２の値とする。この蹴り出しピークＰ_２が発生するタイミングを第２タイミングＴ_２とする。
このように、ピーク検出部６４においては、車輪の１回転する間の加速度を値の変化を調べ、踏み込みピークＰ_１および蹴り出しピークＰ_２に該当するピークの値をそれぞれ、踏み込みピーク値Ｖ_１および蹴り出しピーク値Ｖ_２として、その値を記録する。さらに、踏み込みピークＰ_１の第１タイミングＴ_１と、蹴り出しピークＰ_２の第２タイミングＴ_２とも記録する。
これらの踏み込みピーク値Ｖ_１の情報および蹴り出しピーク値Ｖ_２の情報、ならびに踏み込みピークＰ_１の第１タイミングＴ_１と、蹴り出しピークＰ_２の第２タイミングＴ_２は、メモリ４８に出力され、メモリ４８に記憶される。

検知範囲設定部６６は、ブレーキ１４の制動力を調整するための加速度情報を取得する検知範囲Ｌを設定するものである。この検知範囲Ｌは、タイヤの踏み込みピークＰ_１が生じる第１タイミングＴ_１と、蹴り出しピークＰ_２が生じる第２タイミングＴ_２との中間のタイミングを基準タイミングＴｂとしたとき、基準タイミングＴｂを中心として第１タイミングＴ_１と第２タイミングＴ_２との間の区間δの１０〜１００％の範囲、好ましくは、３０〜８０％の範囲に設定されたものである。

条件設定部４４の検知範囲設定部６６における検知範囲Ｌの設定方法においては、踏み込みピークＰ_１の第１タイミングＴ_１を求め、さらに、蹴り出しピークＰ_２の第２タイミングＴ_２を求め、第１タイミングＴ_１と第２タイミングＴ_２との中間のタイミングである基準タイミングＴｂを算出する。そして、区間δの１０〜１００％の範囲、好ましくは、３０〜８０％の範囲を求め、これを基準タイミングＴｂを中心にして当てはめる。次に、検知範囲Ｌの始期タイミングＴｓ、および終期タイミングＴｆを求める。このようにして、検知範囲Ｌが設定される。

また、検知範囲設定部６６は、加速度データ７６と、車輪の１回転の波数（正弦波交流状の回転検出信号３６（図７（ｂ）参照））との対応付けをするものでもある。ここで、回転検出信号３６は、正弦波交流状であるため、ピークが生じる。
また、検知範囲設定部６６において、上記対応付けは、例えば、加速度データ７６と、回転検出信号３６とを同一時間軸上に並べて、加速度データの踏み込みピークＰ_１の第１タイミングＴ_１、蹴り出しピークＰ_２の第２タイミングＴ_２、ならびに検知範囲Ｌの始期タイミングＴｓ、および終期タイミングＴｆなどの各タイミングと、回転検出信号３６におけるピーク値が生じるタイミングとを対応させることによりなされる。
回転検出信号３６におけるピーク値とは、値が大きい方または小さい方のいずれでもよい。

本実施形態においては、例えば、図７（ｂ）に示すように、踏み込みピークＰ_１の第１タイミングＴ_１と、回転検出信号３６のピーク値Ｑ_１とを対応付け、蹴り出しピークＰ_２が生じる第２タイミングＴ_２と、回転検出信号３６のピーク値Ｑ_２とを対応付け、検知区間Ｌに対しては、始期タイミングＴｓにピーク値Ｑｓを対応付け、終期タイミングＴｆにピーク値Ｑｆを対応付けられる。これにより、ピーク値Ｑｓ〜Ｑｆの間が検知範囲Ｌとなる。このため、回転検出信号においてピーク値Ｑｓ〜Ｑｆ間について、加速度を検出することにより、ブレーキの制動力の制御の有無を判定することができる。
また、検知範囲設定部６６により設定された検知範囲Ｌの情報（始期タイミングＴｓ、終期タイミングＴｆ）は、回転検出信号３６におけるピーク値Ｑ_１、Ｑ_２、ＱｓおよびＱｆの情報とともにメモリ４８に出力され、メモリ４８に記憶される。

判定条件設定部６８は、制動力の調整が必要であるか否かの判定に用いられる閾値Ｔｈおよび閾値Ｔｈを超えた回数を、判定条件として設定するものである。判定条件設定部６８においては、例えば、踏み込みピーク値Ｖ_１または蹴り出しピーク値Ｖ_２に対して１０〜１００％の値を閾値Ｔｈと設定する。この閾値Ｔｈを超えた回数を設定する。

本実施形態において、閾値Ｔｈは、好ましくは、踏み込みピーク値Ｖ_１または蹴り出しピーク値Ｖ_２に対して４０〜８０％の値とする。
判定条件において、閾値Ｔｈが踏み込みピーク値Ｖ_１または蹴り出しピーク値Ｖ_２に対して５０％程度と、低い場合には、閾値Ｔｈを超えた回数を、例えば、３回と多く設定する。
また、閾値Ｔｈが踏み込みピーク値Ｖ_１または蹴り出しピーク値Ｖ_２に対して８０％程度と、高い場合には、閾値Ｔｈを超えた回数を、例えば、１回と少なく設定する。
判定条件設定部６８により設定された判定条件（閾値Ｔｈ、および閾値Ｔｈを超えた回数）の情報は、メモリ４８に出力され、メモリ４８に記憶される。

さらに、判定条件設定部６８においては、判定条件として、速度域毎に閾値Ｔｈを設定してもよく、例えば、１０ｋｍ／時毎に、閾値Ｔｈを設定してもよい。この場合、ブレーキ制御をする際、走行速度（車輪速度）と同じ速度域の閾値Ｔｈを用いる。例えば、６９ｋｍ／時で走行しているときに、ブレーキ制御をする際には、と同じ速度域（６０〜６９ｋｍ／時）である６０ｋｍ／時で得られた閾値Ｔｈを用いる。
また、判定条件として、閾値Ｔｈおよび閾値Ｔｈを超えた回数を設定しているが、閾値Ｔｈを超えた回数を１回とすれば、判定条件は、閾値Ｔｈのみ設定すればよいことになる。この場合、判定条件は、閾値Ｔｈとなり、この閾値Ｔｈに基づいて、制動力の調整が必要であるか否かの判定される。

判定部５０は、コントローラ３８、車輪速度算出部４６、メモリ４８、およびデータ取得部６０に接続されており、さらに回転検出信号３６が入力される。この判定部５０には、データ取得部６０からタイヤの加速度情報が出力されている。
また、判定部５０は、車輪速度算出部４６から入力される車輪速度の情報に基づいて、車輪１２の回転の有無を判定するものである。

また、判定部５０は、コントローラ３８からブレーキ信号が入力されたことを示す信号が入力された場合、データ取得部６０からのタイヤの加速度と閾値Ｔｈとを、検知範囲Ｌ内で比較し、タイヤの加速度が閾値Ｔｈよりも大きい場合、”１”を判定信号として出力し、一方、タイヤの加速度が閾値よりも小さい場合、”０”を判定信号として出力するものである。判定部５０は、さらに、判定条件に基づいて、判定信号に応じてパルス信号を作成し、このパルス信号をコントローラ３８に出力するものである。

判定部５０において、例えば、判定条件が、所定の閾値Ｔｈで、閾値Ｔｈを超えた回数が３回である場合におけるブレーキ制御方法について説明する。
判定部５０において、ブレーキ信号が入力されたことを示す信号が入力された場合、判定条件をメモリ４８から読出し、そして、図８（ａ）に示すように、２区間７２ａ、７２ｂの加速度データ７０について、回転検出信号において、検知範囲Ｌのピーク値ＱｓからＱｆまでの区間のタイヤの加速度を読み取る。そして、タイヤの各加速度と閾値Ｔｈとを比較する。
このとき、区間７２ａにおいては、タイヤの各加速度が、いずれも閾値Ｔｈよりも小さく、図８（ｂ）に示すように、判定信号として”０”が出力される。これは、判定条件を満足しないため、区間７２ａにおいては、パルス信号は作成されない。
また、区間７２ｂにおいては、タイヤの加速度が閾値Ｔｈを３回超えており、図８（ｃ）に示すように、判定信号７８として”１”が３個出力される。これは、判定条件を満足するため、区間７２ｂにおいてパルス信号が作成される。

また、コントローラ３８は、判定部５０からパルス信号が出力されると、ブレーキ１４に制動力を調整する制御信号を出力する。
一方、コントローラ３８は、判定部５０からパルス信号が出力されないと、ブレーキ１４に制動力を調整する制御信号を出力しない。

このように、本実施形態においては、検知範囲Ｌと車輪の回転とを対応付けた後は、車輪速センサの回転検出信号のピークをカウントし、コントローラ３８からブレーキ信号が入力されたことを示す信号が入力された場合、検知範囲Ｌについてだけ、タイヤの加速度と閾値Ｔｈとを比較すればよい。このため、本実施形態においては、高周波成分を抽出するなどの周波数分析をすることなく、ブレーキ１４の制動力を制御することができる。これにより、ブレーキ１４の制動力の制御動作を高速化することができる。これにより、車両の制動を更に一層制御することができる。また、本実施形態においては、周波数分析が不要であるため、構成を簡素化することができる。

なお、アンプ４２で増幅されたタイヤの加速度データが供給されるブレーキ制御装置１０においては、各構成部が、コンピュータ上で機能するサブルーチンまたはサブプログラムが実行することで機能するように構成されている。すなわち、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータ上でソフトウェアを実行し、上記各構成部が機能することによってブレーキ制御装置１０が構成される。また、ブレーキ制御装置１０は、コンピュータの替わりに各構成部の機能を専用回路によって構成した専用装置であってもよい。

次に、本実施形態のブレーキ制御装置１０によるブレーキ制御方法について説明する。
図９は、本実施形態のブレーキ制御装置によるブレーキ制御方法を示すフローチャートであり、図１０は、図９に示すフローチャートのステップＳ１４を詳細に示すフローチャートであり、図１１は、図９に示すフローチャートのステップＳ２４を詳細に示すを詳細に示すフローチャートである。

本実施形態のブレーキ制御装置１０によるブレーキ制御方法においては、先ず、車輪速センサ２６で得られ、アンプ４２で増幅された回転検出信号が車輪速度検出部４６に供給される。この車輪速度検出部４６により、車輪速度が算出され、判定部５０に出力される。判定部５０において、車輪の回転の有無を検出する（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０において、車輪が回転していないと判定された場合、再度車輪の回転を検出する。

一方、ステップＳ１０において、車輪が回転していると判定された場合、ブレーキセンサ１６からのブレーキ信号の出力の有無により、コントローラ３８において、ブレーキがかけられたか否かが判定される（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２において、ブレーキがかけられていない場合、条件設定部４４（検知範囲設定部６６）において、上述のように、検知範囲Ｌが設定される（ステップＳ１４）。このステップＳ１４においては、図１０に示すように、タイヤの加速度信号（加速度データ）から、タイヤの１回転（１区間）における踏み込みピーク値Ｖ_１（図７（ａ）参照）とその第１タイミングＴ_１（図７（ａ）参照）と、および蹴り出しピーク値Ｖ_２（図７（ａ）参照）とその第２タイミングＴ_２（図７（ａ）参照）とを検出する。さらに、踏み込みピーク値Ｖ_１とその第１タイミングＴ_１、および蹴り出しピーク値Ｖ_２とその第２タイミングＴ_２とを求める。そして、第１タイミングＴ_１と第２タイミングＴ_２（区間δ）から基準タイミングＴｂを算出する。そして、区間δの１０〜１００％を求め、これを基準タイミングＴｂを中心にして当てはめる。次に、検知範囲Ｌの始期タイミングＴｓ、および終期タイミングＴｆを求める。このようにして、検知範囲Ｌ（図７（ａ）参照）を設定する（ステップＳ１４ａ）。

次に、検知範囲Ｌと、車輪速センサ２６からの回転検出信号による回転検出信号３６（図７（ｂ）参照）のピーク値Ｑｓ、Ｑｆ（図７（ｂ）参照）とを対応付ける（ステップＳ１４ｂ）。そして、検知範囲Ｌの情報をメモリ４８に記憶する。

次に、踏み込みピーク値Ｖ_１および蹴り出しピーク値Ｖ_２に基づいて、閾値Ｔｈを設定し、更に閾値Ｔｈを超える回数を設定して判定条件を設定する（ステップＳ１６）。そして、判定条件（閾値Ｔｈおよび閾値Ｔｈを超える回数）の情報をメモリ４８に記憶する。

このように、本実施形態においては、ブレーキがかけられていないときには、条件設定部４４において、タイヤの加速度データから、検知範囲Ｌおよび判定条件（閾値Ｔｈおよび閾値Ｔｈを超える回数）が逐次求められ、随時更新されることになり、メモリ４８には、常に新しい検知範囲Ｌおよび判定条件（閾値Ｔｈおよび閾値Ｔｈを超える回数）が記憶される。これにより、現状のタイヤの状態に応じた検知範囲Ｌおよび判定条件（閾値Ｔｈおよび閾値Ｔｈを超える回数）がメモリ４８に記憶されることになる。
このため、本実施形態においては、車体に依存せず、乾燥、雨、雪などの走行路面の状態、磨耗などのタイヤの状態およびグリップが高いまたは低いなどのタイヤの性能を考慮して、検知範囲Ｌおよび判定条件（閾値Ｔｈおよび閾値Ｔｈを超える回数）が設定されることになり、安定したブレーキ制動制御ができる。

一方、ステップＳ１２において、ブレーキがかけられた場合、車輪速度検出部４６から車体速度（車輪速度）を取得する（ステップＳ１８）。
次に、設定された判定条件（閾値Ｔｈおよび閾値Ｔｈを超える回数）をメモリ４８から読み出す。なお、判定条件は、車輪速度に応じて設定されていてもよい。
また、データ取得部６０からの加速度データから検知範囲Ｌにおける加速度情報を得る（ステップＳ２２）。このステップＳ２２においては、回転検出信号についてピーク値をカウントして、ピーク値Ｑｓ〜Ｑｆ間について、データ取得部６０からの加速度データから加速度情報を得る。

次に、図１１に示すように、ピーク値Ｑｓ〜Ｑｆ間の各加速度と閾値Ｔｈとを比較し、閾値が各加速度よりも大きいか否かを比較する（ステップＳ２４ａ）。
ステップＳ２４ａにおいて、タイヤの加速度が閾値Ｔｈよりも大きい場合、”１”を判定信号として出力する（ステップＳ２４ｂ）。
一方、タイヤの加速度が閾値Ｔｈよりも小さい場合、”０”を判定信号として出力する（ステップＳ２４ｃ）。

次に、図９に示すように、”１”または”０”の判定信号に対して、判定条件に基づいて、信号変換を行い、判定条件に適合する場合、パルス信号を作成する（ステップＳ２４ｄ）。
そして、図９に示すように、パルス信号をコントローラ３８に出力する（ステップＳ２６）。
なお、判定条件が、閾値Ｔｈだけである場合、”１”の判定信号が出力されると、パルス信号を作成し、また”０”の判定信号が出力されると、パルス信号が作成されない。

ステップＳ２６において、パルス信号が作成された場合、コントローラ３８は、ブレーキ１４の制動力を調整する制御信号を出力する。そして、再度ステップＳ１８、ステップＳ２２に戻り、加速度と閾値とを比較し、閾値が加速度よりも大きいか否かを比較する（ステップＳ２４ａ）。

一方、ステップＳ２６において、パルス信号が作成されない場合、ブレーキ１４の制動力を調整する必要がなく、コントローラ３８から制動力を調整する制御信号が出力されない（ステップＳ３０）。

次に、車輪速度検出部４６により検出された車輪速度に基づいて、判定部５０において車輪が停止しているか否かが判定される（ステップＳ３２）。
このステップＳ３２において、車輪が停止している場合、ブレーキ制御動作を停止する。

一方、ステップＳ３２において、車輪が停止していない場合、再度ブレーキがかけられているか否かが判定される（ステップＳ１２）。そして、再度上記工程（ステップＳ１８〜ステップＳ３２）が繰り返し行なわれる。

以上のようにして、本実施形態のブレーキ制御装置１０によるブレーキ制御方法がなされ、車両の制動を制御することができる。
本実施形態においては、車輪１２に対するブレーキ１４の制動力を制御する際、高周波成分を抽出するなどの周波数分析をすることなく制御できる。これにより、ブレーキ１４の制動力の制御動作を高速化することができる。このため、車両の制動を更に一層制御することができる。また、本実施形態においては、周波数分析が不要であるため、構成を簡素化することができる。

また、本実施形態においては、加速度センサ２４をタイヤトレッド部の内周面（インナーライナー部の表面）に設けたが、加速度センサ２４はトレッド部の中に埋め込んでもよい。また、加速度センサ２４のタイヤ幅方向位置は、タイヤトレッド部のセンター領域のほか、ショルダー領域であってもよく、特に配置位置は制限されない。
さらに、加速度センサ２４を１つのタイヤに１つ用いる場合のほか、１つのタイヤに複数個の加速度センサ２４を設けてもよい。この場合、タイヤの内周上に２個以上等間隔で取り付けることが好ましい。さらには、加速度センサを、４個等間隔で取り付けることが好ましい。このように、複数個の加速度センサを設けることにより、タイヤが１回転する間に、複数の検知範囲が現れることになり、ブレーキ制御の制御機会が増えるため、より高い精度で、ブレーキの制動力を調整することができる。これにより、車両の制動を更に一層制御することができる。

以上、本発明のブレーキ制御方法およびブレーキ制御装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更をしてもよいのはもちろんである。

（ａ）は、縦軸に加速度をとり、横軸に時間をとって、タイヤの半径方向の加速度を示すグラフであり、（ｂ）は、図１（ａ）に対応するものであり、縦軸にスリップ率をとり、横軸に時間をとって、タイヤのスリップ率を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態におけるタイヤセンサの取り付け位置を示す模式的断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態における車輪速センサの構成を示す模式図であり、（ｂ）は、縦軸に出力電圧をとり、横軸に時間をとって、車輪速センサによる車輪の回転によって得られた回転検出信号を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るブレーキ制御装置の制御部を示すブロック図である。 （ａ）は、縦軸に加速度をとり、横軸に回転角度をとって、本発明の実施形態における加速度センサによる車輪の回転によって得られた加速度信号を時系列的に示すグラフであり、（ｂ）は、図６（ａ）に平滑化処理を施したものを示すグラフである。 （ａ）は、縦軸に加速度をとり、横軸に回転角度をとって、加速度信号における踏み込みピーク値およびその位置、蹴り出しピーク値およびその位置、ならびに検知範囲を示すグラフであり、（ｂ）は、縦軸に出力電圧をとり、横軸に時間をとって、車輪速センサによる車輪の回転によって得られた回転検出信号を示すグラフである。 （ａ）は、縦軸に加速度をとり、横軸に回転角度をとって、２区間の加速度信号を時系列的に示すグラフであり、（ｂ）は、縦軸に判定信号をとり、横軸に検知範囲をとって、１つ区間における判定結果を示すグラフであり、（ｃ）は、縦軸に判定信号をとり、横軸に検知範囲をとって、他の区間における判定結果を示すグラフである。 本実施形態のブレーキ制御装置によるブレーキ制御方法を示すフローチャートである。 図９に示すフローチャートのステップＳ１４を詳細に示すフローチャートである。 図９に示すフローチャートのステップＳ２４を詳細に示すを詳細に示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ブレーキ制御装置
１２ 車輪
１４ ブレーキ
１６ ブレーキセンサ
１８ 制御部
２０ タイヤ
２２ 車輪
２４ 加速度センサ
２６ 車輪速センサ
３８ コントローラ
４０ 受信機
４２ アンプ
４４ 条件設定部
４６ 車輪速度算出部
４８ メモリ
５０ 判定部
６０ データ取得部
６２ データ処理部
６４ ピーク検出部
６６ 検知範囲設定部
６８ 判定条件設定部
７０ 加速度の時系列データ（加速度データ）
７２、７２ａ、７２ｂ、δ 区間
Ｌ 検知範囲

Claims (8)

1. タイヤが装着された車輪に制動力を付加して制動させるとともに、前記制動力を調整する機能を有するブレーキのブレーキ制御方法であって、
   前記タイヤにかかる前記タイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に取得する工程と、
   前記加速度信号に対して所定の検知範囲を設定し、前記検知範囲における加速度に対して閾値を設定する工程と、
   前記検知範囲における加速度を検出する工程と、
   前記検出された加速度が前記閾値よりも大きい場合、前記制動力を制御する工程とを有することを特徴とするブレーキ制御方法。
2. 前記検知範囲を設定する工程は、前記加速度信号において前記タイヤの踏み込みピークが生じるタイミングを求め、第１タイミングとし、蹴り出しピークが生じるタイミングを求め、第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの中間のタイミングを基準タイミングとしたとき、前記基準タイミングを中心として前記第１タイミングと前記第２タイミングの区間の１０〜１００％の範囲に設定する請求項１に記載のブレーキ制御方法。
3. 前記検知範囲を設定する工程は、前記加速度信号において前記タイヤの踏み込みピークが生じるタイミングを求め、第１タイミングとし、蹴り出しピークが生じるタイミングを求め、第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの中間のタイミングを基準タイミングとしたとき、前記基準タイミングを中心として前記第１タイミングと前記第２タイミングの区間の１０〜１００％の範囲に設定する工程であり、
   さらに、前記車輪の１回転当り所定の数の出力信号が出力されるように設定されているとき、前記検知範囲の始期のタイミングから終期のタイミングまでが前記出力信号に対応付けられている請求項１に記載のブレーキ制御方法。
4. 前記閾値は、前記車輪に制動力が付加されていない状態での前記加速度信号における前記踏み込みピークの値、または前記蹴り出しピークの値の１０〜１００％の値である請求項１〜３のいずれか１項に記載のブレーキ制御方法。
5. タイヤが装着されている車輪に設けられ、前記車輪に制動力を付加して制動させるとともに、前記制動力を調整する機能を有するブレーキと、
   前記タイヤにかかる前記タイヤの半径方向の加速度信号を時系列的に検出する加速度センサと、
   前記加速度信号が入力され、前記加速度信号に対して所定の検知範囲を設定し、前記検知範囲における加速度に対して閾値を設定する検知範囲設定部を備え、前記検知範囲における加速度を検出し、前記検出された加速度と前記閾値とを比較し、前記加速度が前記閾値よりも大きい場合、前記ブレーキに前記制動力を調整させる制御信号を出力する制御部とを有することを特徴とするブレーキ制御装置。
6. 前記検知範囲は、前記加速度信号において前記タイヤの踏み込みピークが生じるタイミングを第１タイミングとし、蹴り出しピークが生じるタイミングを第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの中間のタイミングを基準タイミングとしたとき、前記基準タイミングを中心として前記第１タイミングと前記第２タイミングの区間の１０〜１００％の範囲で、前記検知範囲設定部に設定されている請求項５に記載のブレーキ制御装置。
7. 前記検知範囲は、前記加速度信号において前記タイヤの踏み込みピークが生じるタイミングを第１タイミングとし、蹴り出しピークが生じるタイミングを第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの中間のタイミングを基準タイミングとしたとき、前記基準タイミングを中心として前記第１タイミングと前記第２タイミングの区間の１０〜１００％の範囲で、前記検知範囲設定部に設定されており、
   さらに、前記車輪の１回転当り所定の数の出力信号が設定され、前記出力信号をカウントすることにより、前記車輪の速度を測定する車速センサが前記車輪に設けられており、
   前記検知範囲の始期のタイミングから終期のタイミングまでが前記出力信号に対応付けられている請求項５に記載のブレーキ制御装置。
8. 前記閾値は、前記車輪に制動力が付加されていない状態での前記加速度信号における前記踏み込みピークの値、または前記蹴り出しピークの値の１０〜１００％の値である請求項５〜７のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。

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