JP3694036B2

JP3694036B2 - 車輪接地荷重調整方法および装置

Info

Publication number: JP3694036B2
Application number: JP24216391A
Authority: JP
Inventors: 淳朗大田; 善昭塚田; 健桜井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-09-21
Filing date: 1991-09-21
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JPH0577700A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車輪接地荷重調整方法および装置に関し、一層詳細には、例えば、二輪車の前輪および後輪に配設されたブレーキ制御装置に供給されるブレーキ油の液圧からブレーキ力を算出し、前記算出されたブレーキ力から前後輪の接地荷重比を算定し、該ブレーキ制御装置に対するブレーキ油の供給を適性に制御して車輪の接地荷重を調整する車輪接地荷重調整方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、二輪車のブレーキ制御装置では、前輪および後輪に付設されたディスクブレーキ装置を夫々個別に制御している。若しくは、前記ディスクブレーキ装置を前後輪の両方に付設し、該前輪、後輪の両者が連動してブレーキングされる場合には、前輪、後輪のキャリパ液圧を分圧して前記前輪および後輪を制御している。または、車輪のブレーキング状態を好適に調整する、所謂アンチロックブレーキ装置を付設した二輪車においては、前後輪の車輪速度をエンコーダ等を介して検知し、これらのデータを用いて夫々の車輪を独立に制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来技術においては、前後輪を特に関連させて制御していないため、あるいは、前輪をブレーキングした際のキャリパ分圧比が予め固定されているため、ブレーキングの程度に応じたきめ細かい油圧分布とはならない。
【０００４】
本発明は、この点を克服するためになされたものであって、前記アンチロックブレーキ装置によるアンチロックブレーキ制御中において車両の各車輪のブレーキ力のバランスを調整し、良好な走行感覚を得ることのできる車輪接地荷重調整方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、アンチロックブレーキ制御中に、少なくとも２つの車輪を有する車両の車輪接地荷重を調整する方法であって、
各車輪のそれぞれに対してブレーキ力が同時に働いている時の前記各車輪の回転加速度を求める第１の過程と、
前記第１の過程において求められた車輪制動時の回転加速度が各車輪同時に０の時の各車輪のブレーキ力を予め得られた実験データに基づいて求める第２の過程と、
前記第２の過程において求められた各車輪のブレーキ力の比から各車輪の接地荷重比を求める第３の過程と、
前記第３の過程において求められた各車輪の接地荷重比に基づき各車輪のブレーキ力を調整する第４の過程と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
さらに、本発明は、各車輪に独立したブレーキ制御装置を備え、アンチロックブレーキ制御中に車両の車輪接地荷重を調整する車輪接地荷重調整装置であって、
各車輪に設けられ、各車輪のそれぞれに対してブレーキ力が同時に働いている時の当該車輪の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
各ブレーキ制御装置に供給されるブレーキ圧を検出するブレーキ圧検出手段と、
車輪制動時における前記回転速度の時間的変化が各車輪同時に０の時の前記ブレーキ圧に基づき各車輪のブレーキ力を予め得られた実験データに基づいて算出し、これらのブレーキ力の比から各車輪の接地荷重比を求める接地荷重比算出手段と、
前記接地荷重比に基づき各車輪のブレーキ圧を調整するブレーキ圧調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明の車輪接地荷重調整方法および装置では、アンチロックブレーキ制御中において、各車輪のそれぞれに対してブレーキ力が同時に働いている時の各車輪の回転加速度を求め、この回転加速度が各車輪同時に０の時の各車輪のブレーキ力を予め得られた実験データに基づいて求める。この場合、前記ブレーキ力は、当該車両が走行中の路面の摩擦力と等しい。従って、前記ブレーキ力の比に基づき各車輪の接地荷重比を求めることができる。そして、この接地荷重比に従って各車輪のブレーキ力を調整することで、アンチロックブレーキ制御中の車輪制動時における各車輪の接地荷重を所望の値に制御することができる。
【０００８】
【実施例】
次に、本発明に係る車輪接地荷重調整方法および装置について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係る車輪接地荷重調整装置として機能するブレーキ制御装置を搭載した自動二輪車Ｂの概略側面図であり、図２は、該ブレーキ制御装置の構成図である。
【００１０】
ブレーキ制御装置１０は、図１に示すように、フロントフォーク１２の上部および車体の後下部に夫々設けられた本体部１４、１５と、前記本体部１４、１５に結合された直流モータ１６を駆動制御するためのモータコントロール部１８に電気的に接続され、本体部１４、１５を制御するコントロールユニット２４とから構成されている。ここで、本体部１４、１５の構成は同一であり、従って、以下同一の参照符号で説明する。
【００１１】
コントロールユニット２４は、前輪Ｗｆ、後輪Ｗｒの近傍に設けられた車輪速センサ２２、２３を介して車輪角速度ωを検出し、前記車輪角速度ωのパルス信号から車輪角加速度ｄω／ｄｔ（以下、ｄω／ｄｔ＝αとする）を演算して前記モータコントロール部１８に信号を導出する。また、キャリパシリンダ３４、３７には、キャリパ液圧を測定するための圧力センサ２５、２６が設けられ、前記圧力センサ２５、２６により検知されたキャリパ液圧がコントロールユニット２４に導入される。
【００１２】
前輪ブレーキ装置２７は、ハンドル２８に設けられたブレーキレバー３０によって駆動されるマスタシリンダ３２と前輪Ｗｆを制動するキャリパシリンダ３４を備え、マスタシリンダ３２とキャリパシリンダ３４はフロントフォーク１２の上部に装着した本体部１４を介して相互に接続されている。このマスタシリンダ３２は、ブレーキレバー３０の作用下に油圧の調節を行い、後述するカットバルブ５６に伝達するものであり、一方、キャリパシリンダ３４は、前記カットバルブ５６によって制御された油圧に基づいてディスクプレート２０を制動する作用をなすものである。
【００１３】
後輪ブレーキ装置３３は、自動二輪車Ｂの車体の後下部に設けられたブレーキペダル３５によって駆動されるマスタシリンダ３１と後輪Ｗｒを制御するキャリパシリンダ３７、およびマスタシリンダ３１とキャリパシリンダ３７間に配設される本体部１５を備えている。後輪Ｗｒと前輪Ｗｆの本体部１４、１５は、夫々略同一の構造を備えており、夫々の本体部１４、１５に結合されたモータコントロール部１８を介してコントロールユニット２４に接続されている。従って、以下前輪Ｗｆ側の本体部１４について説明し、後輪Ｗｒ側については省略する。
【００１４】
ブレーキ制御装置１０は、詳細には、図２に示すように、駆動源としての直流モータ１６を有し、前記直流モータ１６の駆動軸にはピニオン３６が連結され、前記ピニオン３６に噛合してギヤ３８が設けられている。前記ギヤ３８の中心には、クランク軸４０が固定されており、このクランク軸４０にはクランク腕４２を介してクランクピン４４の一端部が連結される。なお、クランクピン４４の他端部には、クランク腕４６が連結され、このクランク腕４６にクランクピン４４の偏位角度を検出するポテンショメータ４８が連結される。前記クランクピン４４の外周には、カムベアリング５０が回転自在に装着される。該カムベアリング５０はリターンスプリング５２を介して上方向に押圧されている。前記カムベアリング５０には、該カムベアリング５０の偏位作用のもとに上下方向に変位するエキスパンダピストン５４が当接し、前記エキスパンダピストン５４の上下運動の作用下にカットバルブ５６が弁開閉を行う。カットバルブ５６は、カットバルブ収納部５８に上下方向に変位自在に配置されている。該カットバルブ５６の上面には、マスタシリンダ３２に連通する入力ポート６０が設けられており、また、カットバルブ収納部５８とエキスパンダピストン５４の連設部位には、キャリパシリンダ３４に連通する出力ポート６２が設けられている。前記入力ポート６０と出力ポート６２は、カットバルブ５６の外周面に画成された連通孔６４によって連通している。
【００１５】
本実施例に係るブレーキ制御装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作を説明する。
【００１６】
先ず、ブレーキ装置２７、３３の制動力を制御するに先立って、各車輪のそれぞれに対して制動力（ブレーキ力）が同時に働いている時の前後輪の接地荷重を検出する場合について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
【００１７】
例えば、自動二輪車Ｂの走行中において、運転者がブレーキ装置２７、３３をそれぞれ付勢し前後輪のそれぞれに対して制動力を同時に働かせた際、各車輪の近傍に設けられた車輪速センサ２２、２３を介して車輪角速度ωを検出し（ステップＳ１）、コントロールユニット２４に導入する。前記導入された車輪角速度ωは、コントロールユニット２４において微分され、車輪角加速度αが演算される（ステップＳ２）。この場合、図４に示すように、前記車輪角加速度αが０の時のキャリパ液圧を圧力センサ２５、２６によって検知する（ステップＳ３）。車輪角加速度αが０の時は、ブレーキ装置２７、３３の制動力ＦＢと路面摩擦力μＷ０とが一致するからである。なお、μは摩擦係数であり、Ｗ０は各車輪Ｗｆ、Ｗｒの接地荷重である。
【００１８】
図４（ａ）は、車輪角速度ωが増減を繰り返す場合の角速度曲線を示し、図４（ｂ）は、前記車輪角速度ωに対応するキャリパシリンダ３４、３７のキャリパ液圧を示している。図４（ａ）に示す角速度曲線において、▲１▼および▲２▼の位置は、車輪角加速度αが０の時を示している。
【００１９】
そこで、前記車輪角加速度αが０の時のキャリパ液圧をＰ₀とし、予め実験データから設定されたキャリパ液圧に対する前輪ブレーキ制動力の関数値ｆ^FR（Ｐ_FR）に基づいて、このキャリパ液圧Ｐ₀に対応するブレーキ装置２７の制動力Ｆ_BFRを求める。すなわち、前輪Ｗｆのブレーキ装置２７の制動力Ｆ_BFRは、次式（１）より、
Ｆ_BFR＝ｆ^FR（Ｐ_FR） …（１）
同様にして後輪ブレーキ装置３３の制動力Ｆ_BRRは、後輪ブレーキ制動力の関数値ｆ^RR（Ｐ_RR）に基づいて、次式（２）より、
Ｆ_BRR＝ｆ^RR（Ｐ_RR） …（２）
として求めることができる（ステップＳ４）。
【００２０】
そこで、次式（３）により、前後輪のブレーキ装置２７、３３の制動力Ｆ_BFRおよびＦ_BRRを接地荷重に変換し（ステップＳ５）、前後輪の接地荷重の比を求める（ステップＳ６）。
Ｆ_BFR＝μＷ_FR
Ｆ_BRR＝μＷ_RR …（３）
ここで、Ｗ_FR、Ｗ_RRは、夫々前輪Ｗｆ、後輪Ｗｒの接地荷重を示す。
【００２１】
従って、Ｗ_FR：Ｗ_RR＝Ｆ_BFR ：Ｆ_BRR ＝ｆ^FR（Ｐ_FR）：ｆ^RR（Ｐ_RR）が成り立ち、且つ、Ｗ_FR＋Ｗ_RR＝一定であるから、このことにより、制動力が同時に働いている時における前後輪の接地荷重をそれぞれ求めることが可能となる。
【００２２】
この結果、例えば、前輪Ｗｆのブレーキング中において、以上のような前後輪の接地荷重比あるいは各接地荷重から、一定値以下に後輪Ｗｒの接地荷重が低下しているとコントロールユニット２４で判断された場合には、コントロールユニット２４からモータコントロール部１８に信号を導出し、前輪Ｗｆのキャリパシリンダ３４における液圧を減圧することにより、前記後輪Ｗｒの接地荷重の低下を適切に緩和することができる（ステップＳ７）。
【００２３】
以下、本体部１４、１５の作動中において、後輪Ｗｒの接地荷重の低下を緩和する場合の動作について説明する。
【００２４】
本ブレーキ制御装置１０は、通常制動時において、リターンスプリング５２の弾発力によってクランクピン４４に装着されたカムベアリング５０が上死点に保持され、エキスパンダピストン５４を押し上げた状態を形成している（図２の状態）。これにより、カットバルブ５６がエキスパンダピストン５４によって押し上げられ、入力ポート６０、出力ポート６２間が連通している。そこで、例えば、前輪Ｗｆの制動を行う場合、ブレーキレバー３０を把持することによりマスタシリンダ３２において発生したブレーキ油圧は、通路６６を介して入力ポート６０、連通孔６４、出力ポート６２、通路６８を通じてキャリパシリンダ３４に伝達される。このとき、出力ポート６２側のブレーキ油圧がエキスパンダピストン５４を押し下げるように作用するが、このエキスパンダピストン５４の背面に当接するカムベアリング５０がリターンスプリング５２の押圧力によって上死点に保持されているため、前記エキスパンダピストン５４が変位することはない。なお、後輪Ｗｒの制動を行う場合も同様である。
【００２５】
ここで、コントロールユニット２４は、車輪速センサ２２、２３からの前輪Ｗｆおよび後輪Ｗｒの各車輪角加速度αを検知し、これらの車輪角加速度より前後輪の路面に対する推定スリップ率を算出する。そして、この推定スリップ率が所定のスリップ率以上となると、コントロールユニット２４は、過剰なブレーキング状態と判断し、当該本体部１４、１５のモータコントロール部１８に対して動作指令を行う。
【００２６】
次に、本体部１４、１５の作動中において、例えば、後輪Ｗｒの接地荷重が一定値より低下していると判断された場合、コントロールユニット２４は、モータコントロール部１８を介して、直流モータ１６を付勢する制御を行う。直流モータ１６を付勢した場合、直流モータ１６の回転軸（図示せず）が回転駆動し、同軸に連結されたピニオン３６が回転する。前記ピニオン３６の回転に伴って、ピニオン３６と噛合するギヤ３８および該ギヤ３８に固着されたクランク軸４０、クランク腕４２を介してクランクピン４４が偏位する。このクランクピン４４の偏位作用により、カムベアリング５０が上死点から移動し、エキスパンダピストン５４に作用するブレーキ油圧が直流モータ１６のトルクに加算されるように働くため、エキスパンダピストン５４はカムベアリング５０を押圧して速やかに下降する。エキスパンダピストン５４が所定量下降すると、カットバルブ５６が連通孔６４を閉塞し、これによって、入力ポート６０、出力ポート６２間が遮断される。エキスパンダピストン５４がさらに下降すると、出力ポート６２側の体積が増大してキャリパシリンダ３４に付与される油圧が減少し、前輪Ｗｆの制動力が減少する。なお、エキスパンダピストン５４の位置は、ポテンショメータ４８によってクランク角度として検出され、モータコントロール部１８に導入されて、直流モータ１６の制御が行われる。
【００２７】
この結果、前輪Ｗｆの制動が増大しても必要な後輪Ｗｒの接地荷重を保持することができる。次いで、前輪Ｗｆのブレーキ状態が好適に調整された後、直流モータ１６に対する給電が停止され、クランクピン４４がリターンスプリング５２の弾発力で原位置に復帰してブレーキ油圧は再び増加する。以上のように、直流モータ１６の付勢、滅勢が繰り返されることによりブレーキ油圧が制御され、必要な後輪Ｗｒの接地荷重を保持することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る車輪接地荷重調整方法および装置によれば、以下の効果が得られる。
【００２９】
すなわち、アンチロックブレーキ制御中において、各車輪に対してブレーキ力が同時に働いている時の各車輪の回転加速度を求め、この回転加速度が各車輪同時に０の時の各車輪のブレーキ力を予め得られた実験データに基づいて求め、さらに、各車輪の前記ブレーキ力の比に基づいて各車輪の接地荷重比を求めることができる。この結果、アンチロックブレーキ制御中において、例えば、ブレーキングによる車輪の接地荷重が低下したことを前記接地荷重比から検出することが可能となり、これに基づいて、車輪制動時における各車輪の接地荷重を適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車輪接地荷重調整装置を搭載した自動二輪車の概略側面図である。
【図２】本発明に係る車輪接地荷重調整装置の構成図である。
【図３】本発明に係る車輪接地荷重調整方法の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る車輪接地荷重調整装置の動作を示す関係説明図である。
【符号の説明】
１０…ブレーキ制御装置
１４、１５…本体部
１６…直流モータ
１８…モータコントロール部
２２、２３…車輪速センサ
２４…コントロールユニット
２５、２６…圧力センサ
２７、３３…ブレーキ装置
３１、３２…マスタシリンダ
３４、３７…キャリパシリンダ
５４…エキスパンダピストン

Claims

アンチロックブレーキ制御中に、少なくとも２つの車輪を有する車両の車輪接地荷重を調整する方法であって、
各車輪のそれぞれに対してブレーキ力が同時に働いている時の前記各車輪の回転加速度を求める第１の過程と、
前記第１の過程において求められた車輪制動時の回転加速度が各車輪同時に０の時の各車輪のブレーキ力を予め得られた実験データに基づいて求める第２の過程と、
前記第２の過程において求められた各車輪のブレーキ力の比から各車輪の接地荷重比を求める第３の過程と、
前記第３の過程において求められた各車輪の接地荷重比に基づき各車輪のブレーキ力を調整する第４の過程と、
を備えることを特徴とする車輪接地荷重調整方法。
各車輪に独立したブレーキ制御装置を備え、アンチロックブレーキ制御中に車両の車輪接地荷重を調整する車輪接地荷重調整装置であって、
各車輪に設けられ、各車輪のそれぞれに対してブレーキ力が同時に働いている時の当該車輪の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
各ブレーキ制御装置に供給されるブレーキ圧を検出するブレーキ圧検出手段と、
車輪制動時における前記回転速度の時間的変化が各車輪同時に０の時の前記ブレーキ圧に基づき各車輪のブレーキ力を予め得られた実験データに基づいて算出し、これらのブレーキ力の比から各車輪の接地荷重比を求める接地荷重比算出手段と、
前記接地荷重比に基づき各車輪のブレーキ圧を調整するブレーキ圧調整手段と、
を備えることを特徴とする車輪接地荷重調整装置。