JP2004537462A - トラクションスリップコントロールシステムの制御状態を改善する方法 - Google Patents

トラクションスリップコントロールシステムの制御状態を改善する方法 Download PDF

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シャフィヤ・シャーラド
ラウルフス・ヘニング
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コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト
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    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
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Abstract

トラクションスリップコントロール過程に入る際に、充填パルスと呼ばれる圧力値または目標圧力が設定される、ブレーキ介入(BASR)によってトラクションスリップコントロールするためのシステムの制御状態を改善するための方法において、充填パルスを決定するためにおよび/またはトラクションスリップコントロール過程の間車輪ブレーキ圧力を制御するための基準入力として、目標圧力(EPSoll)がPDコントローラに基づいて次式
【数1】
Figure 2004537462

に従って決定され、ここで
EPSoll 要求された目標圧力
EPBase 一定の基礎部分
λF ろ波された車輪スリップ
【数2】
Figure 2004537462

ろ波された車輪スリップ加速度
κP1 比例増幅係数
κD1 差動増幅係数
である。

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、トラクションスリップコントロール過程に入る際に、充填パルスと呼ばれる圧力値または目標圧力が設定される、ブレーキ介入によってトラクションスリップコントロールするためのシステムの制御状態を改善するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ブレーキ介入によるこのようなトラクションスリップコントロールは、状況に応じてブレーキが作動させられるかあるいはエンジン制御装置への介入が行われるトラクションスリップコントロールシステムの一部である。
【0003】
公知のトラクションスリップコントロールシステムの場合、コントローラによって決定され設定されたスリップ閾値は、個々の車輪の設定可能な圧力またはブレーキ力によっておよび駆動エンジンのエンジン管理への介入によって調節される。ブレーキコントロールは圧力コントローラによって調節される圧力設定値によって行われる。圧力コントローラはその機能を制御偏差に基づいて発揮する。この制御偏差は、要求される目標圧力EP(推定圧力)と、圧力センサによって測定されたまたは圧力モデルを形成することによって近似的に決定した車輪圧力MP(モデル圧力)との差である。圧力目標値と圧力実際値の制御偏差は送出ポンプと弁の制御を決定する。高い圧力ダイナミクス(車輪ブレーキ圧力の迅速な変化)は、油圧ポンプをフル駆動する際に達成され、ゆっくりした圧力変化はポンプのパルス状の駆動によって達成される。これは高圧アキュムレータを備えていないブレーキシステム、すなわち圧力が必要なときに圧力媒体ポンプのスイッチを入れるブレーキシステムに当てはまる。
【0004】
ブレーキコントロールに入るときの圧力設定値は“充填パルス”と呼ばれる。この呼び方はポンプと弁を駆動することによってブレーキングを開始するときに、圧力媒体をアキュムレータ(マスターシリンダ)から車輪ブレーキに移動させるための、従来のブレーキコントロールシステムにおける公知手段に起因している。充填パルスはブレーキパッドをディスクに当てる働きをし、経験的に決定された圧力設定値または目標圧力によって制御される。圧力設定値は一定の圧力値を有し、走行状況、車輪回転状態またはスリップに依存して初期設定される。充填パルスが終了した後で、車輪回転状態またはスリップに依存して、パルス列によって動作点が決定される。
【0005】
ブレーキシステムの圧力供給のために高圧アキュムレータを備えたブレーキ装置の場合、充填パルスまたは目標圧力は制御される車輪へのブレーキ圧力を決めるための基準入力としての働きをする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の根底をなす課題は、既にトラクションスリップコントロールに入っているときに、その都度の状況に適合した“充填パルス”または目標圧力を生じることができる、トラクションスリップコントロールシステム制御状態を改善するための方法を開発することである。必要な圧力にぴったり合いかつ車輪スリップ状態に向けられた充填パルスにより、トラクションの損失に早く対処すべきである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この課題は冒頭に述べた種類の方法において、充填パルスを決定するためにおよび/またはトラクションスリップコントロール過程の間車輪ブレーキ圧力を制御するための基準入力として、目標圧力がPDコントローラに基づいて次式
【0008】
【数1】
Figure 2004537462
に従って決定され、この式において、
EPSoll 要求された目標圧力
EPBase 一定の基礎部分
λF ろ波された車輪スリップ
【0009】
【数2】
Figure 2004537462
ろ波された車輪スリップ加速度
κP1 比例増幅係数
κD1 差動増幅係数
であることによって解決される。
【0010】
本発明による方法は、上記のPDアプローチによって充填パルスと基準入力が連続的に適応決定可能であり、その結果トラクションスリップコントロールに入る際に既に正確な圧力動作点が供されるという思想に基づいている。
【0011】
本発明の有利な実施形では、ブレーキ圧力が必要なときにスイッチを入れられる圧力媒体ポンプを備えたブレーキ装置のため、すなわち高圧アキュムレータを備えていないブレーキ装置のために、目標圧力が圧力コントローラダイナミクスを調節するために評価される。その際、圧力供給のダイナミクスは目標圧力と測定されたまたは近似的に決定された車輪ブレーキ内の実際圧力またはモデル圧力との差に依存して変化させられ、かつその都度の状況に適合させられる。
【0012】
本発明の他の実施形によれば、制御偏差の差、すなわち目標圧力とモデル圧力の差が求められて評価され、モデル圧力が設定された圧力閾値を上回るときに、充填パルスが終了させられ、この圧力閾値が次式
【0013】
【数3】
Figure 2004537462
に従って求められ、ここで、
MPSoll 停止閾値
MPBase 一定の基礎部分
λF ろ波された車輪スリップ
【0014】
【数4】
Figure 2004537462
ろ波された車輪スリップ加速度
κP2 比例増幅係数
κD2 差動増幅係数
である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の他の細部と効果と用途は、添付の図に基づく実施の形態の説明から明らかになる。
【0016】
図1に一部だけを記号を使って示した回路は、トラクションスリップコントロールシステムを運転するために役立つ。このトラクションスリップコントロールシステムでは、ブレーキ圧力が必要時に油圧モータ−ポンプ装置によって発生させられ、ブレーキ圧力制御弁を経て車輪ブレーキに供給される。弁切換え時間、ポンプ回転時間等の監視によって、公知のごとくモデル圧力を計算することができる。このモデル圧力はそれぞれの車輪ブレーキ内の実際の圧力を近似的に示す。
【0017】
図1では、公知のごとく車輪センサによって得られ、個々の車輪の回転状態を示す信号(“4つの車輪信号”)が、信号処理ユニット1で評価される。特にろ波された車輪スリップλF に関する情報と、ろ波された車輪スリップ加速度
【0018】
【数5】
Figure 2004537462
に関する情報が、車輪回転状態から導き出される。これらの値は、切換えブロック2で求められたおよび/または記憶された増幅係数κPI,κDIに掛けられ、そして加算器3において基礎部分EPBaseを考慮して次式
【0019】
【数6】
Figure 2004537462
に従って評価される。これにより、目標圧力EPSollが決定される。この目標圧力は測定された車輪圧力またはこの場合のようにモデル形成によって決定された車輪圧力近似値またはモデル圧力MPと比較して差を求めた後で、圧力コントローラ4で更に処理される。この圧力コントローラ4はシステムの圧力媒体ポンプの制御信号(“ポンプ回転速度”)と、ブレーキ圧力制御弁の制御信号(“弁”)を発生する。トラクションスリップコントロールシステムのダイナミクスはポンプの制御(連続信号またはパルス)によって影響を受ける。
【0020】
遅延時間が無視できない油圧式ブレーキ装置(トラクションスリップ制限のために必要な圧力が、必要となるや否や、ポンプの制御によって発生させられる)の場合、圧力設定値が圧力コントローラダイナミクスを調節するために役立つ。高圧アキュムレータを備えていないこのようなブレーキ装置の動作が図2に示してある。圧力コントローラは制御偏差の差ΔP=目標圧力(EP)−モデル圧力(MP)によって送出ポンプのダイナミクス、ひいては快適性を調節する。制御偏差が小さい場合、ポンプは完全に作動せず、タクト的な運転に移行する。モデル圧力がブレーキ装置特有のヒステリシスΔPmin または目標圧力対する最小差に達すると、非パルス状の圧力上昇からパルス状の圧力上昇に移行させるために、このヒステリシスが圧力設定値に供給される。
【0021】
EPSoll−MP<ΔPmin である場合、
EPSoll=MP+ΔPmin
が当てはまる。
【0022】
圧力コントローラによってコントローラサイクル時間(ループ)内で調節可能である、圧力に換算した最小容積が、ヒステリシスΔPmin に一致する。ヒステリシスは主として、ブレーキキャリパの容積吸収、すなわち圧力/容積−特性曲線に左右される。
【0023】
モデル圧力(MP)が設定された圧力閾値MPSollを上回ると、充填パルスが終了する。これは図2に示してある。圧力停止閾値(圧力終了閾値)は
【0024】
【数7】
Figure 2004537462
として定義される。ここで、
MPSoll 停止閾値
MPBase 一定の基礎部分
λF ろ波された車輪スリップ
【0025】
【数8】
Figure 2004537462
ろ波された車輪スリップ加速度
κP 比例増幅係数
κD 差動増幅係数
である。
【0026】
図2には、車輪スリップ、スリップ制御閾値、目標圧力EPSoll、モデル圧力MP(すなわち、モデル形成によって決定された車輪ブレーキ圧力)、停止閾値MPSollおよびトラクションスリップコントロール過程の間のポンプ制御信号が示してある。車輪スリップが制御閾値を上回ると、圧力媒体ポンプのスイッチが入れられる。高いダイナミクスを達成するために、ポンプは最初は非パルス状に駆動され、続いてパルス状に駆動される。ヒステリシス閾値ΔPmin に達するかまたはこのヒステリシス閾値を下回るや否や、パルス状の駆動への移行が行われる。
【0027】
電気油圧式または電気機械式ブレーキ装置の場合、目標圧力を調節する際、公知のごとく遅延時間が短い。なぜなら、圧力が高圧アキュムレータからあるいは電気的なエネルギーによって供されるからである。図3は例えば電気油圧式ブレーキシステム(EHB)における高圧アキュムレータを備えたブレーキ装置に関する。このような装置の場合、設定値または目標圧力がブレーキコントロールのための基準入力として直接使用される。その際、コントローラパラメータEPBase,κP ,κD が走行状態(カーブ、μスプリット等)の関数として、摩擦係数f(μ)または状況に依存して経験的に調整されると合目的である。
【0028】
ほとんどの車両が、前車軸と後車軸で圧力媒体容積吸収とブレーキ特性値の異なるブレーキ装置を備えているので、同じ圧力の場合、異なるブレーキトルクが前車軸と後車軸に生じる。従って、本発明の有利な実施の形態では、後車軸の圧力停止閾値と目標圧力が係数κrearで重み付けされる。
【0029】
高速時に制御状態を感じにくくするために、停止閾値は速度の関数として係数
【0030】
【数9】
Figure 2004537462
によって重み付けされる。この係数はvref >vthr の場合に、
【0031】
【数10】
Figure 2004537462
によって定義される。これに関連して、vlimit とvthr は異なる高さの速度限界値、vref は通常は車両(基準)速度である。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明による方法を実施するためのコントロールシステムの構成要素または機能ブロックの一部を概略的に示す図である。
【図2】高圧アキュムレータを備えていないブレーキ装置のために本発明を使用する場合の経過を説明するためのグラフである。
【図3】高圧アキュムレータを備えたブレーキ装置の場合の経過を説明するための、図2と同様なグラフである。

Claims (6)

  1. トラクションスリップコントロール過程に入る際に、充填パルスと呼ばれる圧力値または目標圧力が設定される、ブレーキ介入(BASR)によってトラクションスリップコントロールするためのシステムの制御状態を改善するための方法において、充填パルスを決定するためにおよび/またはトラクションスリップコントロール過程の間車輪ブレーキ圧力を制御するための基準入力として、目標圧力(EPSoll)がPDコントローラに基づいて次式
    Figure 2004537462
    に従って決定され、ここで
    EPSoll 要求された目標圧力
    EPBase 一定の基礎部分
    λF ろ波された車輪スリップ
    Figure 2004537462
    ろ波された車輪スリップ加速度
    κP1 比例増幅係数
    κD1 差動増幅係数
    であることを特徴とする方法。
  2. トラクションスリップコントロール過程の間ブレーキ圧力が必要であるときに、圧力媒体ポンプが制御される、ブレーキシステムのための請求項1記載の方法において、目標圧力(EPSoll)が圧力コントローラダイナミクスを調節するために評価されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 圧力供給または圧力媒体ポンプ制御のダイナミクスが目標圧力(EPSoll)と測定されたまたは近似的に決定された車輪ブレーキ内の実際圧力またはモデル圧力(MP)との差に依存して変更され、かつその都度の状況に適合させられることを特徴とする、請求項2記載の方法。
  4. 制御偏差の差(ΔP)、すなわち目標圧力(EPSoll)とモデル圧力(MP)の差が求められて評価されることと、モデル圧力(MP)が設定された圧力閾値(MPSoll)を上回るときに、充填パルスが終了させられ、この圧力閾値が次式
    Figure 2004537462
    に従って求められ、ここで、
    MPSoll 停止閾値
    MPBase 一定の基礎部分
    λF ろ波された車輪スリップ
    Figure 2004537462
    ろ波された車輪スリップ加速度
    κP2 比例増幅係数
    κD2 差動増幅係数
    であることを特徴とする、請求項2または3記載の方法。
  5. トラクションスリップコントロール過程の間圧力媒体が高圧アキュムレータからブレーキシステムに供給される、高圧アキュムレータを備えたブレーキシステムのための請求項1記載の方法において、充填パルスまたは目標圧力(EPSoll)が、トラクションスリップコントロール過程全体の間または初期相の間、事象または時間に依存する設定値に達するまで、車輪圧力変化を制御するための基準入力として使用されることを特徴とする方法。
  6. 事象に依存する設定値として、圧力閾値の達成あるいは圧力閾値の上回りが定義され、基準入力または目標圧力(EPSoll2 )とモデル圧力(MP)が一致していることを特徴とする、請求項5記載の方法。
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