JPH0550914A

JPH0550914A - 車両用ブレーキ装置

Info

Publication number: JPH0550914A
Application number: JP3240600A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shirai; 健次白井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-02
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: JP3673284B2

Abstract

(57)【要約】【目的】４個の車輪の回転が各車輪の接地荷重に応じ
た比率の制動力で抑制される車両用ブレーキ装置を提供
する。【構成】摩擦係数μは、実減速度Ｇが目標減速度Ｇ_T
の９５％より大きく１０５％より小さい場合には変更さ
れず（Ｓ５）、９５％以下の場合には小さくされ、１０
５％以上の場合には大きくされる。前後加速度および横
方向加速度に基づいて算出される４個の車輪の各接地荷
重（Ｓ８），摩擦係数μ，目標減速度Ｇ_Tおよびブレー
キファクタｂに基づいて各車輪の制動液圧が算出され、
ホイールシリンダに供給されて車輪の回転が抑制される
（Ｓ９）。車両全体に必要な制動力が各車輪に、その接
地荷重に応じた比率で配分され、各車輪の制動能力が最
大限に引き出され、制動距離が短縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用ブレーキ装置に関
するものであり、特に、車輪の接地荷重に基づく車輪回
転の抑制制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブレーキ装置によって車輪の回転を抑制
し、車両を減速，停止させる場合、車両に設けられた４
個の車輪の接地荷重はそれぞれ異なるのが普通である。
車両の構造や慣性に基づく荷重移動等によって異なるの
であり、車輪の回転を抑制する場合、その接地荷重の大
きさによって発生し得る最大制動力が異なり、接地荷重
に基づいて制動力を決定すれば車両の制動距離を短縮す
ることができる。そのため、特開平３−３８４５８号公
報に記載のブレーキ装置においては、左右前輪を支持す
る前軸にかかる荷重と、左右後輪を支持する後軸にかか
る荷重との比率により、車両全体として必要な制動力を
前軸と後軸とに配分し、左右前輪の回転と左右後輪の回
転とがそれぞれ、前軸と後軸との荷重に応じた制動力で
抑制されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載のブレーキ装置における制動力の配分には、前輪の荷
重と後輪の荷重との違いは考慮されているものの、左車
輪の荷重と右車輪の荷重との違いは考慮されておらず、
車両を最も短い距離で停止させるためには不十分であ
る。本発明は、制動距離を従来より更に短くすることが
できる車両用ブレーキ装置を提供することを課題として
為されたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両用ブレ
ーキ装置は、上記の課題を解決するために、（ａ）４個
の車輪の各回転をそれぞれ抑制する車輪回転抑制手段
と、（ｂ）車両全体として必要な制動力を、４個の車輪
の各々に、それら車輪の各々の接地荷重に応じた比率で
配分する制動力配分決定手段と、（ｃ）少なくとも制動
力配分決定手段により決定された制動力比率に基づいて
車輪回転抑制手段の各々を制御する制御手段とを含むよ
うに構成される。

【０００５】

【作用】本発明に係るブレーキ装置においては、基本的
には、４個の車輪各々の回転抑制手段が、各車輪の接地
荷重に応じた大きさの力で作動させられる。これによっ
て、路面の摩擦係数が大きい場合でも小さい場合でも、
４個の車輪すべてが殆ど同時にロック状態に陥ることと
なる。４個の車輪の制動能力が最も有効に引き出される
こととなるのである。ただし、制御手段は必ずしも制動
力配分決定手段により決定された制動力比率そのままで
車輪回転抑制手段を制御するものである必要はなく、車
両の走行安定性等、別の観点から制動力比率に修正を加
えた上で、車輪回転抑制手段を制御するものであっても
よい。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように４個の車
輪の制動能力が最も有効に引き出されることとなり、制
動距離を従来より短縮することができる。また、４個の
車輪すべてについてスリップ率ができる限り小さく抑え
られることとなるため、コーナリングフォースが確保さ
れ、車両の走行安定性が増す効果も得られる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図２において１０はブレーキ操作部材とし
てのブレーキペダル１０である。ブレーキぺダル１０は
マスタシリンダ１２に接続されており、マスタシリンダ
１２の２個の加圧室にそれぞれ、ブレーキペダル１０の
踏力に対応する液圧が発生させられる。マスタシリンダ
１２の一方の加圧室は、液通路１４，１６および分岐通
路１８，２０により、左右前輪２２，２４にそれぞれ設
けられたブレーキのフロントホイールシリンダ２６，２
８に接続されており、他方の加圧室は、液通路３０，３
２および分岐通路３４，３６により、左右後輪３８，４
０にそれぞれ設けられたブレーキのリヤホイールシリン
ダ４２，４４に接続されている。４６は後輪３８，４０
用の液通路３２に設けられたプロポーショニングバルブ
である。

【０００８】上記分岐通路１８，２０，３４，３６には
それぞれ、電磁方向切換弁５０，５２，５４，５６が設
けられ、液圧制御弁５８，６０，６２，６４が接続され
ている。電磁方向切換弁５０〜５６のソレノイドは常に
は消磁されて図に示す原位置にあり、ホイールシリンダ
２６，２８，４２，４４を液圧制御弁５８〜６４に連通
させているが、ソレノイドが励磁されれば反対側の位置
に切り換えられ、ホイールシリンダ２６，２８，４２，
４４をマスタシリンダ１２に連通させる。

【０００９】液圧制御弁５８〜６４はそれぞれ、アキュ
ムレータ７０とリザーバ７２とに液通路７４，７６によ
り接続されており、アキュムレータ７０にはリザーバ７
２の液がポンプ８０によって汲み上げられ、一定の範囲
で蓄えられる。液圧制御弁５８〜６４は、ソレノイドの
励磁電流の制御により、アキュムレータ７０の液圧を車
輪の回転を抑制するために必要な高さに制御してホイー
ルシリンダ２６，２８，４２，４４に供給し、その液圧
に基づいてブレーキが作動し、車輪の回転が抑制され
る。本実施例においては、ホイールシリンダ２６，２
８，４２，４４で作動する図示しないブレーキと、ポン
プ８０，アキュムレータ７０，液圧制御弁５８〜６４等
とが車輪回転抑制手段を構成しているのである。

【００１０】前記マスタシリンダ１２とフロントホイー
ルシリンダ２６，２８とを接続する液通路１４と１６と
の間、およびマスタシリンダ１２とホイールシリンダ４
２，４４とを接続する液通路３０と３２との間にはそれ
ぞれ電磁方向切換弁８４，８６が設けられ、ストローク
シュミレータ８８，９０が接続されている。ストローク
シュミレータ８８，９０は、マスタシリンダ１２から排
出されるブレーキ液を収容してブレーキペダル１０の踏
込みを許容するとともに、踏込みストロークに応じた反
力をブレーキペダル１０に与えるものである。車輪の回
転が液圧制御弁５８〜６４によって制御された液圧に基
づいて抑制される状態においては、電磁方向切換弁８
４，８６のソレノイドが消磁されてマスタシリンダ１２
がストロークシュミレータ８８，９０に連通させられ、
運転者にあたかもホイールシリンダ２６，２８，４２，
４４に接続されているかのような操作フィーリングを与
えるようにされているのである。

【００１１】本ブレーキ装置は制御装置１００によって
制御される。制御装置１００はＣＰＵ１０２，ＲＯＭ１
０４，ＲＡＭ１０６，入力部１０８，出力部１１０およ
びバスを含んでいる。制御装置１００の入力部１０８に
は、ブレーキぺダル１０の踏込みを検出するブレーキス
イッチ１１２、ブレーキぺダル１０の踏込み力を検出す
る操作量検出手段としての踏力検出装置１１４、アキュ
ムレータ７０の液圧を検出する液圧センサ１１６、ホイ
ールシリンダ２６，２８，４２，４４の液圧を検出する
液圧センサ１１８，１２０，１２２，１２４，左右の前
輪２２，２４および後輪３８，４０の各回転速度を検出
する車輪速センサ１２６，１２８，１３０，１３２，各
輪における車体の高さを検出する車高センサ１３４，１
３６，１３８，１４０および車体の前後方向の減速度を
検出する前後Ｇセンサ１４４が接続されている。

【００１２】前後Ｇセンサ１４４は、軸受により車両の
左右方向の軸線まわりに回動可能に支持された扇形の錘
を有する。この錘には、その回動軸線を中心とする円弧
上に微小間隔を隔てて多数のスリットが形成されるとと
もに、比較的大きい間隔を隔てた２個の切欠が形成され
ており、これらスリットおよび切欠が光電的に検出され
ることによって、錘の原点，回動方向および回動角度を
検出し、前後方向の加速度が検出される。

【００１３】出力部１１０には、液圧制御弁５８〜６４
および電磁方向切換弁５０，５２，５４，５６，８４，
８６が接続されている。また、ＲＯＭ１０４には、図３
にグラフで示すブレーキぺダル１０の踏込み力と目標減
速度Ｇ_Tとの関係を規定するマップおよび図１にフロー
チャートで示す車輪回転抑制ルーチンが格納されてい
る。以下、このフローチャートに基づいて車輪回転の抑
制について説明する。

【００１４】本液圧ブレーキ装置による制動は、通常は
液圧制御弁５８〜６４により制御された液圧に基づいて
行われるのであって、電磁方向切換弁５０〜５６，８
４，８６は常には消磁され、ホイールシリンダ２６，２
８，４２，４４は液圧制御弁５８〜６４に連通させら
れ、マスタシリンダ１２はストロークシュミレータ８
８，９０に連通させられている。そして、イグニッショ
ンスイッチがＯＮにされると同時に図示しないメインル
ーチンが実行され、その初期設定においてブレーキの摩
擦材の摩擦係数μが基本値μ_Bに設定されてＲＡＭ１０
６に設けられた摩擦係数記憶エリアに格納される。基本
値μ_Bは設計上定められ、あるいは乾燥状態の摩擦材の
常温における実測値である。

【００１５】ブレーキぺダル１０が踏み込まれれば、ま
ず、ステップＳ１（以下、Ｓ１と略記する）が実行さ
れ、ブレーキぺダル１０の踏込み力，車体の減速度Ｇお
よび車高が読み込まれた後、Ｓ２において目標減速度Ｇ
_Tが演算される。ブレーキぺダル１０の踏込み力と目標
減速度Ｇ_Tとの関係を規定する前記マップから目標減速
度Ｇ_Tが演算されるのである。

【００１６】次いでＳ３〜Ｓ７が実行され、実減速度Ｇ
の目標減速度Ｇ_Tに対する割合に応じて摩擦材の摩擦係
数μが決定される。Ｓ３においては実減速度Ｇが目標減
速度Ｇ_Tの９５％以下であるか否かの判定が行われ、９
５％以下であればＳ３の判定結果がＹＥＳとなってＳ６
が実行され、摩擦係数μが０．９９μに決定されて、そ
れまで摩擦係数記憶エリアに格納されていた摩擦係数μ
と置き換えられる。また、実減速度Ｇが目標減速度Ｇ_T
の９５％より大きい場合にはＳ４が実行され、実減速度
Ｇが目標減速度Ｇ_Tの１０５％以上であるか否かの判定
が行われる。目標減速度Ｇ_Tの１０５％以上であればＳ
４の判定がＹＥＳとなってＳ７が実行され、摩擦係数μ
が１．０１μに決定される。さらに、実減速度Ｇが目標
減速度Ｇ_Tの９５％より大きく、１０５％より小さい場
合にはＳ５が実行され、摩擦係数μはそれまで通りの値
に決定される。これによって、実減速度Ｇが目標減速度
Ｇ_Tの９５％以下である間は、車輪回転抑制ルーチンの
１実行サイクル毎に摩擦係数μが１％ずつ減じられ、１
０５％以上である間は１％ずつ増やされ、９５％と１０
５％との間では変更されないこととなる。

【００１７】次いで、Ｓ８において左右の前輪２２，２
４および後輪３８，４０の各車輪荷重が決定される。４
輪の各荷重の大きさは車両の構造や制動時に生ずる車両
後方から前方への荷重移動によって異なり、同じ制動力
では４輪が同時にロックするように車輪の回転を抑制す
ることができないため、各輪毎に適切な制動力が得られ
るように車輪荷重を決定するのである。左前輪２２の荷
重Ｆ_FLは次式に従って決定される。Ｆ_FL＝Ｗ_FL＋｛（Ｈ・Ｇ_X）／２Ｌ−（Ｈ・Ｒ_F・
Ｇ_Y）／Ｔ｝・Ｍただし、Ｗ_FL：停車状態において左前輪２２にかかる車両重量Ｈ：車両の重心高さＧ_X：前後加速度Ｌ：ホイールベースＲ_F：前輪のロール剛性配分Ｇ_Y：横加速度Ｔ：トレッドＭ：車両の質量

【００１８】制動時には、前後加速度Ｇ_Xに車両の重心
の高さＨおよび車両の質量Ｍを掛けた大きさのモーメン
ト（Ｍ・Ｈ・Ｇ_X）が生じ、このモーメントは前輪に地
面から加えられる反力ＦにホイールベースＬを掛けたモ
ーメント（Ｆ・Ｌ）と釣り合うことからＦ＝（Ｍ・Ｈ・
Ｇ_X）／Ｌが得られ、さらに、この反力Ｆは左右の前輪
２２，２４に加えられるのであるから、左前輪２２の荷
重は（Ｍ・Ｈ・Ｇ_X）／２Ｌだけ増大することとなる。

【００１９】また、車両旋回時には車両の左右方向に荷
重移動が生ずる。車両旋回時には横加速度Ｇ_Yに重心高
さＨを掛けた大きさのモーメント（Ｍ・Ｈ・Ｇ_Y）が生
じ、トレッドＴに左の前後輪に地面から加えられる反力
Ｆを掛けたモーメント（Ｆ・Ｔ）と釣り合うことからＦ
＝（Ｍ・Ｈ・Ｇ_Y）／Ｔが得られる。この力Ｆは前輪と
後輪とがそのロール剛性配分Ｒ_F，Ｒ_Rの大きさに応
じて分担する。ロール剛性配分は、車両が前後方向の軸
線まわりに回動する際に、懸架装置からばね上重量に伝
えられる復元モーメントの前輪と後輪との配分比率であ
り、（Ｍ・Ｈ・Ｇ_Y）／Ｔに前輪２２，２４のロール剛
性配分Ｒ_Fを掛けた値が旋回に伴う左前輪２２の荷重の
変化量である。左旋回時における横加速度Ｇ_Yを正で表
すとすれば、左前輪２２の場合、車両の左旋回時には荷
重移動により荷重が減少するため、上記式において（Ｍ
・Ｈ・Ｒ_F・Ｇ_Y）／Ｔが引かれ、右旋回時にはＧ_Yが
負の値となり、荷重が増大することとなる。

【００２０】また、右前輪２４の荷重Ｆ_FRは次式によっ
て求められる。Ｆ_FR＝Ｗ_FR＋｛（Ｈ・Ｇ_X）／２Ｌ＋（Ｈ・Ｒ_F・
Ｇ_Y）／Ｔ｝・Ｍただし、Ｗ_FR＝停車状態において右前輪２４にかかる車両重量右前輪２４の場合、車両の左旋回時には横方向の荷重移
動により荷重が大きくなり、これを加えることにより荷
重Ｆ_FRが求められ、右旋回時にはＧ_Yの値が負になるた
め、荷重が減少する。

【００２１】さらに、左後輪３８および右後輪４０の各
荷重Ｆ_RL，Ｆ_RRは次式によって求められる。Ｆ_RL＝Ｗ_RL−｛（Ｈ・Ｇ_X）／２Ｌ＋（Ｈ・Ｒ_R・
Ｇ_Y）／Ｔ｝ＭＦ_RR＝Ｗ_RR−｛（Ｈ・Ｇ_X）／２Ｌ−（Ｈ・Ｒ_R・
Ｇ_Y）／Ｔ｝Ｍただし、Ｗ_RL：停車状態において左後輪３８にかかる車両重量Ｒ_R：後輪のロール剛性配分Ｗ_RR：停車状態において右後輪４０にかかる車両重量制動に伴う前後方向の荷重移動により後輪の荷重は減少
するため、（Ｍ・Ｈ・Ｇ_X）／２Ｌを引くのである。ま
た、左右方向の移動荷重は（Ｍ・Ｈ・Ｇ_Y）／Ｔに後輪
のロール剛性の分担率Ｒ_Rを掛けることにより求めら
れ、この値を左後輪３８の場合には引き、右後輪４０の
場合には加えることとなる。

【００２２】このように左右の前輪２２，２４および後
輪３８，４０の接地荷重が求められたならばＳ９が実行
され、接地荷重の大きさに応じた制動力が得られるよう
に、各輪のホイールシリンダ２６，２８，４２，４４に
供給される制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FR，Ｐ_RL，Ｐ_RRが次式によ
り算出される。Ｐ_FL＝（Ｆ_FL・Ｇ_T）／（μ・ｂ_F）Ｐ_FR＝（Ｆ_FR・Ｇ_T）／（μ・ｂ_F）Ｐ_RL＝（Ｆ_RL・Ｇ_T）／（μ・ｂ_R）Ｐ_RR＝（Ｆ_RR・Ｇ_T）／（μ・ｂ_R）ただし、ｂ_Fは前輪のブレーキファクタ、ｂ_Rは後輪の
ブレーキファクタであり、それぞれ次式によって表され
る。ｂ_F＝２・Ａ_F・（ｒ／Ｒ）ｂ_R＝２・Ａ_R・（ｒ／Ｒ）ただし、Ａ_F：左右前輪２２，２４のブレーキのピストン断面積Ａ_R：左右後輪３８，４０のブレーキのピストン断面積ｒ：ディスクロータ有効半径Ｒ：タイヤ有効半径

【００２３】このように制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FR，Ｐ_RL，Ｐ
_RRは車輪２２，２４，３８，４０の各接地荷重に基づい
て決定され、これら制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FR，Ｐ_RL，Ｐ_RRを
ホイールシリンダ２６，２８，４２，４４に供給するこ
とにより、車輪２２，２４，３８，４０にそれぞれ得ら
れる制動力は、車両全体として必要な制動力を４個の車
輪２２，２４，３８，４０の接地荷重に応じた比率で配
分した制動力であることとなる。

【００２４】上記式によって制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FR，
Ｐ_RL，Ｐ_RRが求められることにより、実減速度Ｇが目標
減速度Ｇ_Tの９５％以下であって摩擦係数μが減少させ
られれば、制動液圧Ｐが高められることとなる。この場
合には車輪回転の抑制量が不足しているため、制動液圧
Ｐが高く決定され、車輪回転の抑制量が大きくなるよう
にされるのである。また、実減速度Ｇが目標減速度Ｇ_T
の１０５％以上の場合には、車輪回転の抑制が過大なの
であるから、摩擦係数が増大させられて制動液圧Ｐが低
く決定され、車輪回転の抑制量が小さくされる。

【００２５】そして、Ｓ９において、算出された制動液
圧が各ホイールシリンダ２６，２８，４２，４４に供給
されるように液圧制御弁５８〜６４のソレノイドの励磁
電流の大きさが制御される。液圧センサ１１８〜１２４
によって検出されるホイールシリンダ２６，２８，４
２，４４に供給される液圧と設定された制動液圧Ｐとが
比較され、制動液圧Ｐが得られるように電流がフィード
バック制御されるのであり、４個の車輪２２，２４，３
８，４０の各接地荷重に基づいて設定された制動液圧Ｐ
が供給されることにより、各車輪毎に最大限の制動力が
得られ、制動距離が短縮される。

【００２６】このようにブレーキぺダル１０の踏込み力
に対応する目標減速度Ｇ_Tを得るために、実減速度Ｇの
目標減速度Ｇ_Tに対する割合によって制動液圧Ｐの高さ
が変えられる。実減速度Ｇが目標減速度Ｇ_Tの９５％以
下である間はＳ６が実行される毎に摩擦係数μが１％ず
つ小さくされ、制動液圧Ｐが増大させられるのであり、
実減速度Ｇが目標減速度Ｇ_Tの１０５％以上である間は
Ｓ７が実行される毎に摩擦係数μが１％ずつ大きくさ
れ、制動液圧Ｐが減少させられる。そして、実減速度Ｇ
が目標減速度Ｇ_Tの９５％より大きく、１０５％より小
さくなれば摩擦係数μは一定値に保たれ、実減速度Ｇが
目標減速度Ｇ_Tと正確に一致しなくても、その範囲内で
は制動液圧Ｐが一定に保たれる。そのため、電磁液圧制
御弁５８〜６４が増圧状態と減圧状態に頻繁に切り換え
られることがなく、振動を生ずることなく車輪の回転が
抑制される。

【００２７】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、ＲＯＭ１０４のＳ９の制動液圧Ｐの決定を
行う部分を記憶する部分ならびにＣＰＵ１０２のその部
分を実行する部分が制動力配分決定手段を構成し、ＲＯ
Ｍ１０４のＳ９の制動液圧Ｐのフィードバック制御を行
う部分を記憶する部分ならびにＣＰＵ１０２のその部分
を実行する部分が制御手段を構成しているのである。

【００２８】本発明の別の実施例を図４〜図６に示す。
本実施例は、前後Ｇセンサ１４４により検出された実減
速度Ｇを車体の路面に対する傾斜および路面の勾配に基
づいて補正するようにしたものである。前後Ｇセンサ１
４４は、車両の左右方向の軸線まわりに回動する錘の回
動角度および方向を検出することにより減速度を検出す
るセンサであるため、減速度が生じた場合の他、車体が
路面に対して傾斜している場合および路面が傾斜してい
る場合にも回動し、出力が得られる。そのため、前後Ｇ
センサ１４４の出力値には減速度，路面の勾配角度およ
び車体の傾斜角度が含まれ、車体や路面に傾斜がある場
合には実際の減速度とは異なる値となり、この出力値を
そのまま目標減速度Ｇ_Tと比較して制動液圧を決定すれ
ば、ブレーキぺダル１０の踏込み力に対応する減速度が
得られないため、補正するのである。

【００２９】路面の勾配角度θは、図４に示す路面勾配
角度演算用コンピュータ１５０によって演算される。こ
のコンピュータ１５０には、車輪速センサ１２６〜１３
２，車高センサ１３４〜１４０，前後Ｇセンサ１４４お
よびピッチレイトセンサ１５２が接続され、各検出値が
入力されるようになっている。ピッチレイトセンサ１５
２は、コリオリ力を利用して車両の垂直軸線まわりの回
動角速度を検出するヨーレイトセンサ（トヨタソアラ新
型車解説書１９９１年５月３−１２６〜３−１２７頁に
記載されている）と同様のセンサを、センサ軸が車体の
左右方向の軸に平行となる姿勢で使用し、ピッチレイ
ト、すなわち車体のその左右方向の軸線まわりの回動角
速度ωを検出するものである。また、コンピュータ１５
０のＲＯＭには図６に示す路面勾配角度演算ルーチンが
格納されており、このルーチンに基づいて路面勾配角度
θが演算され、車輪回転抑制用の前記制御装置１００に
供給される。

【００３０】路面勾配角度θの演算時には、まず、Ｓ１
２１において車輪速，前後Ｇ，車高およびピッチレイト
の各センサ１２６〜１３２，１４４，１３４〜１４０，
１５２の出力値がそれぞれ読み込まれる。次いでＳ１２
２が実行され、車体速度が一定であるか否かの判定が行
われる。前回Ｓ１２２の判定が行われたときの車体速度
と、今回Ｓ１２２の判定が行われるときの車体速度とが
比較され、今回の車体速度が前回の車体速度に対して設
定範囲内にあれば一定であると判定されるのである。

【００３１】車体速度が一定の場合にはＳ１２２の判定
がＹＥＳとなり、Ｓ１２３においてカウンタのカウント
値Ｃが１増加させられた後、Ｓ１２４においてカウント
値Ｃが設定値Ｃ₀以上であるか否かにより、車速が設定
時間以上一定であったか否かが判定される。Ｓ１２４の
判定は当初はＮＯであり、Ｓ１２９が実行され、ピッチ
レイトセンサ１５２の出力値に基づいて車体の前後方向
の回動角度の変化量Δθが演算される。ピッチレイトセ
ンサ１５２が検出するのは回動角速度ωであり、路面勾
配角度演算ルーチンの１回の実行サイクルタイムΔｔを
掛けることにより変化量Δθが算出され、Ｓ１３０にお
いて路面勾配角度θにΔθが加えられる。このθについ
ては後に説明する。

【００３２】車体速度がＣ₀時間一定であればＳ１２４
の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１２５において前後Ｇセンサ
１４４の出力値から車体の前後方向の傾斜角度θ_Aが算
出される。車体速度が一定の場合には減速度は０であ
り、前後Ｇセンサ１４４の出力値は車体の前後方向の傾
斜角度θ_Aに対応した値となるため、前後方向傾斜角度
θ_Aを算出することができるのであり、この前後方向傾
斜角度θ_Aは車体の路面に対する傾斜角度と路面の勾配
角度との和である。したがって、次いでＳ１２６におい
て車高センサ１３４〜１４０の出力に基づいて路面に対
する車体の相対傾斜角度θ_Bが算出された後、Ｓ１２７
において車体の前後方向傾斜角度θ_Aから車体の相対傾
斜角度θ_Bを引くことにより、路面勾配角度θが求めら
れる。

【００３３】車体速度が一定の間はＳ１２２〜Ｓ１２７
が繰り返し実行され、路面勾配角度θが更新される。車
体速度が一定でなくなればＳ１２２の判定がＮＯとな
り、Ｓ１２８においてカウント値Ｃがリセットされた
後、Ｓ１２９において車体の前後方向角度の変化量Δθ
が演算され、Ｓ１３０において路面勾配角度θに加えら
れ、この値が路面勾配角度θとされる。減速度が生じ、
車体速度が一定でなくなれば、前後Ｇセンサ１４４の出
力値には減速度が含まれることとなるため、Ｓ１２５〜
Ｓ１２７の実行によっては路面勾配角度θを演算するこ
とはできない。したがって、車体速度が一定でない間
は、ピッチレイトセンサ１５２の検出値に基づいて得ら
れる車体の前後方向の回動角度の変化量Δθが求めら
れ、先に求められている路面勾配角度θに加えられるこ
とにより、現在の路面勾配角度θが求められるのであ
る。

【００３４】車体速度が一定でも、一定でなくても、ピ
ッチレイトセンサ１５２が検出する車体の前後方向の回
動角速度ωにより、車体の前後方向の回動角度の変化量
Δθを求め、路面勾配角度θを求めることはできるので
あるが、ピッチレイトセンサ１５２の出力値のみに基づ
いて路面勾配角度θを求めれば、ピッチレイトセンサ１
５２の出力値の誤差が累積して路面勾配角度θに含まれ
ることとなる。それに対し、本実施例におけるように車
体速度が一定の間は前後Ｇセンサ１４４の出力値と車体
傾斜角度とに基づいて路面勾配角度θを求め、車体速度
が一定でなくなったときにピッチレイトセンサ１５２の
出力値に基づいて路面勾配角度θを求めるようにすれ
ば、ピッチレイトセンサ１５２の検出誤差の累積が車体
速度が一定になる毎に解消されることとなり、路面勾配
角度を精度良く求めることができる。

【００３５】このように路面勾配角度演算ルーチンにお
いては、車体速度が一定の間はＳ１２５〜Ｓ１２７の実
行により、一定でない間はＳ１２９およびＳ１３０の実
行により路面勾配角度θが演算されるのであり、その演
算結果は制御装置１００のコンピュータに出力される。
制御装置１００のコンピュータのＲＯＭには図５に示す
車輪回転抑制ルーチンが格納されており、Ｓ１０１にお
いてブレーキぺダルの踏込み力，車体の実減速度Ｇ，路
面勾配角度θおよび車高が読み込まれ、Ｓ１０２におい
て目標減速度Ｇ_Tが演算された後、Ｓ１０３において実
減速度Ｇが路面勾配角度θおよび車体傾斜角度θ_Bに基
づいて補正される。路面の勾配および車体の路面に対す
る傾斜の影響が除去されるのであり、Ｓ１０４〜Ｓ１１
０においては真の実減速度Ｇに基づいてホイールシリン
ダの制動液圧Ｐが決定されることとなり、車両は正確に
ブレーキぺダル１０の踏力に応じた減速度で制動される
こととなる。

【００３６】本発明の更に別の実施例を説明する。本実
施例は、左右の前輪２２，２４の各ホイールシリンダ２
６，２８に供給される制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FRを、実際のヨ
ーレイト（以下、実ヨーレイトと称する）γが目標ヨー
レイトγ_Mに追従するように修正するものである。本実
施例においても、制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FRは前輪２２，２４
の接地荷重に応じて決定されるのであるが、その決定さ
れた制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FRが、実ヨーレイトγと目標ヨー
レイトγ_Mとの差を小さくするように修正されるのであ
る。目標ヨーレイトγ_Mは運転者の操舵操作によって決
まるが、左右路面の摩擦係数の差等、何らかの事情によ
り実ヨーレイトγが目標ヨーレイトγ_Mから外れること
があり、操縦性が低下する。そのため、実ヨーレイトγ
が目標ヨーレイトγ_Mに追従し、できる限り運転者の意
図通りに車両が走行するようにされるのである。

【００３７】本実施例においては、図７に示すように、
制御装置１００に、前記ブレーキスイッチ１１２，踏力
検出装置１１４，アキュムレータ７０の液圧を検出する
液圧センサ１１６，ホイールシリンダ２６，２８，４
２，４４の液圧を検出する液圧センサ１１８〜１２４，
車輪速センサ１２６〜１３２，車高センサ１３４〜１４
０および前後Ｇセンサ１４４の他、ヨーレイトセンサ１
６０が接続されている。ヨーレイトセンサ１６０は、前
記トヨタソアラ新型車解説書１９９１年５月３−１２６
〜３−１２７頁に記載されているように、コリオリ力を
利用して車両の垂直軸線まわりの回動角速度を検出する
ものである。また、車輪回転の抑制は、前記図１に示す
車輪回転抑制ルーチンと同様のルーチンに従って行われ
るが、本実施例においてはＳ９の制動液圧の決定ステッ
プが図１〜図３に示す実施例とは異なっている。以下、
この制動液圧の決定ステップについて説明する。

【００３８】左右の前輪２２，２４の各ホイールシリン
ダ２６，２８に供給される制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FRの制御に
よって、実ヨーレイトγを目標ヨーレイトγ_Mに追従さ
せるためには、左前輪２２の制動力と右前輪２４の制動
力とに、目標ヨーレイトγ_Mと実ヨーレイトγとの差に
対応する差ΔＢ_Yを生じさせればよい。左右車輪のうち
少なくとも一方の制動力を変えれば、実ヨーレイトγを
変えることができるが、そのヨーレイトの変化量は制動
力の変更量にほぼ比例するため、制動力差ΔＢ_Yは次式
に従って求められる。 ΔＢ_Y＝Ｋ_Y（γ_M−γ）ただし、Ｋ_Yは係数である。

【００３９】また、目標ヨーレイトγ_Mは次式に従って
求められる。 γ_M＝｛１／（１＋Ｔ・ｓ）｝・｛１／（１＋Ｋ_h・Ｖ
²）｝・θ／Ｎ_G・Ｖ／Ｌただし、Ｔ：時定数ｓ：ラプラス演算子Ｋ_h：スタビリティファクタＮ_G：ステアリングギヤ比 θ：操舵角Ｖ：車速Ｌ：ホイールベース

【００４０】前輪２２，２４がステアリングホイールの
操舵角θに対して舵角α₀回動するとき、車両の回動角
速度βは、β＝（Ｖ・α₀）／Ｌで表される。前輪２
２，２４が操舵輪であり、後輪３８，４０が非操舵輪で
あって、車両が速度Ｖで走行する際に前輪２２，２４が
舵角α₀だけ回動した場合、車両の進行方向と直角な方
向に生ずる速度成分はほぼＶ・α₀であり、後輪３８，
４０には車両の進行方向と直角な方向の成分は生じない
ため、Ｌ・β＝Ｖ・α₀となって、β＝（Ｖ・α₀）／
Ｌが得られる。また、車両を旋回させるべくステアリン
グホイールが操舵されるとき、その操舵角θはギヤ列に
よって減速されて前輪２２，２４に伝達される。そのた
め、ギヤ比をＮ_Gとすれば、α₀＝θ／Ｎ_Gとなる。

【００４１】車両がごく低速で旋回する場合には、旋回
半径は舵角α₀で決まるが、速度Ｖで旋回する場合には
スタビリティファクタＫ_hの影響を受ける。スタビリテ
ィファクタＫ_hは車両の設計仕様によって決まるもので
あり、車両が速度Ｖで旋回する場合にごく低速で走行す
る場合と同じ旋回半径となるようにするために必要な舵
角をαとすれば、α，α₀の関係は次式で表される。 α／α₀＝１＋Ｋ_h・Ｖ² 換言すれば、現実の舵角がα₀である場合に、実質的な
舵角αは、α₀／（１＋Ｋ_h・Ｖ²）であることとなる
のである。

【００４２】β＝（Ｖ・α₀）／Ｌであることから、α
₀をα₀／（１＋Ｋ_h・Ｖ²）に置き換えるとともに、
α₀にθ／Ｎ_Gを代入すれば、β＝Ｖ／Ｌ・θ／Ｎ_G・
｛１／（１＋Ｋ_h・Ｖ²）｝が得られる。そして、ステ
アリングホイールの操舵角θを入力とし、車両の回動角
速度βを出力とする系は一次遅れ系と見做すことができ
るため、β＝｛１／（１＋Ｔ・ｓ）｝・｛１／（１＋Ｋ
_h・Ｖ²）｝・θ／Ｎ_G・Ｖ／Ｌが得られる。本実施例
においては、この回動角速度βが目標ヨーレイトγ_Mと
されており、目標ヨーレイトγ_Mが前記式で求められる
のである。

【００４３】このように目標ヨーレイトγ_Mが求めら
れ、その目標ヨーレイトγ_Mと実ヨーレイトγとから左
右の制動力差ΔＢ_Yが求められたならば、制動力差ΔＢ
_Yを設けるために必要な左右の液圧差ΔＰ_Yが次式に従
って求められる。 ΔＰ_Y＝ΔＢ_Y／（μ_F・ｂ_F）そして、制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FRは次式に従って求められ、
Ｐ_RL，Ｐ_RR は前記実施例の場合と同様の式によって求
められる。Ｐ_FL＝Ｆ_FL・Ｇ_T／μ・ｂ_F＋ΔＰ_Y／２Ｐ_FR＝Ｆ_FR・Ｇ_T／μ・ｂ_F−ΔＰ_Y／２Ｐ_RL＝Ｆ_RL・Ｇ_T／μ・ｂ_R Ｐ_RR＝Ｆ_RR・Ｇ_T／μ・ｂ_R 前輪２２，２４の制動液圧Ｐ_FL，Ｐ_FRについては、図１
〜図３の実施例と同様に車輪の接地荷重に応じて決まる
制御液圧に、実ヨーレイトγを目標ヨーレイトγ_Mに追
従させるための修正が施されるのである。なお、ΔＰの
符号は、反時計方向のヨーレイトを正とした場合に＋Δ
Ｐが正の値となるように定められる。

【００４４】このように決定された制動液圧に従って車
輪の回転が抑制されれば、左前輪２２の制動力と右前輪
２４の制動力とに、実ヨーレイトγを目標ヨーレイトγ
_Mに追従させるための差が生じ、車両は目標ヨーレイト
γ_Mが得られるように旋回することとなる。

【００４５】なお、車輪のスリップ率と摩擦力との間に
は、スリップ率がある範囲のときに最大の摩擦力が得ら
れ、その範囲に到達するまではスリップ率の増大に対し
て摩擦力が比較的急速に増大し、その範囲を越えた後は
スリップ率の増大に対して摩擦力が緩やかに減少する関
係がある。したがって、スリップ率の増大に対して摩擦
力が比較的急速に増大する領域においては、液圧差ΔＰ
_Yを左車輪と右車輪とに１／２ずつ配分して目的とする
ヨーレイトを生じさせることができるのであるが、スリ
ップ率の増大に対して摩擦力が殆ど変化しない領域や、
摩擦力が緩やかに減少する領域では、制動液圧を増大さ
せても制動力は殆ど増大せず、あるいは逆に減少してし
まうこととなる。

【００４６】そして、スリップ率の増大に対して摩擦力
が比較的急速に増大する領域においては、ブレーキ操作
力を大きくすれば制動距離を短縮し得るため、各車輪の
接地荷重に応じて制動液圧を決定することによるメリッ
トは、制動距離を短縮し得るということよりも、できる
限り各車輪のスリップ率を低くしてコーナリングフォー
スを確保し得るということである。その上で、実ヨーレ
イトが目標ヨーレイトに追従するように制動液圧が制御
されるのであるから、本実施例のブレーキ装置は、制動
液圧に対して路面の摩擦係数が高い領域で使用される場
合には、走行安定性を向上させ得るブレーキ装置という
ことになる。

【００４７】本実施例のブレーキ装置において真に制動
距離短縮効果が得られるのは、スリップ率の増大に対し
て摩擦力が殆ど変化せず、あるいは緩やかに低下する領
域においてであるが、この領域においては制動液圧を増
大させても制動力を増大させることはできない。この観
点からすれば、実ヨーレイトγを目標ヨーレイトγ_Mに
追従させるための液圧差ΔＰ_Yの左車輪と右車輪への配
分を１／２ずつとはせず、一方を−３ΔＰ_Y／４、他方
を＋ΔＰ_Y／４とし、あるいは一方を−ΔＰ_Y、他方を
０とする等、他の配分比率とすることが推奨される。

【００４８】また、上記実施例においては、左右前輪２
２，２４について、実ヨーレイトが目標ヨーレイトに追
従するように左右の制動力差が設けられるようになって
いたが、左右後輪３８，４０について制動力差を設けて
もよく、４輪全部について左右の制動力差を設けてもよ
い。

【００４９】さらにまた、上記実施例において、図４〜
図６に示す実施例と同様に、実減速度を路面勾配角度お
よび車体の路面に対する傾斜に基づいて修正するように
してもよい。

【００５０】また、上記各実施例においてはそれぞれ、
車輪の接地荷重が前後加速度Ｇ_Xおよび横加速度Ｇ_Yに
基づいて算出されるようになっていたが、各車輪毎に荷
重検出装置を設けて検出してもよい。

【００５１】さらに、上記各実施例ではそれぞれ、電気
・マニュアル２系統式のブレーキ装置に本発明を適用し
た場合を例に取って説明したが、本発明は、電気制御系
統のみのブレーキ装置等、他のブレーキ装置にも適用す
ることができる。

【００５２】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した
態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である車両用液圧ブレーキ装
置の制御装置の主体を成すコンピュータのＲＯＭに格納
された車輪回転抑制ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図２】上記液圧ブレーキ装置の系統図である。

【図３】上記ＲＯＭに格納されたブレーキぺダルの踏込
み力と目標減速度との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の別の実施例である車両用液圧ブレーキ
装置の路面勾配角度演算用コンピュータを車輪回転抑制
用の制御装置と共に示す図である。

【図５】図４に示す制御装置の主体を成すコンピュータ
のＲＯＭに格納された車輪回転抑制ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図６】上記路面勾配角度演算用コンピュータのＲＯＭ
に格納された路面勾配角度演算ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図７】本発明の更に別の実施例である車両用液圧ブレ
ーキ装置の制御装置を、その制御装置に検出信号を供給
する各種センサと共に示す図である。

【符号の説明】

１０ブレーキペダル２２左前輪２４右前輪２６フロントホイールシリンダ２８フロントホイールシリンダ３８左後輪４０右後輪４２リヤホイールシリンダ４４リヤホイールシリンダ５８液圧制御弁６０液圧制御弁６２液圧制御弁６４液圧制御弁７０アキュムレータ７２リザーバ８０ポンプ１００制御装置１５０路面勾配角度演算用コンピュータ１６０ヨーレイトセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】４個の車輪の各回転をそれぞれ抑制する
車輪回転抑制手段と、車両全体として必要な制動力を、前記４個の車輪の各々
に、それら車輪の各々の接地荷重に応じた比率で配分す
る制動力配分決定手段と、少なくとも制動力配分決定手段により決定された制動力
比率に基づいて前記車輪回転抑制手段の各々を制御する
制御手段とを含むことを特徴とする車両用ブレーキ装
置。