JP4685219B2 - 車両車輪滑り制御方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両車輪滑りの制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両車輪滑りの制御方法および装置は、ドイツ特許公開第４４３０１０８号から既知である。そこに記載の滑り制御装置は、少なくとも１つの駆動車輪に滑り回転が発生したときに、車両駆動ユニットの駆動トルクを所定の大きさだけ低減する。駆動トルク低減の大きさを決定する場合に、走行路面の摩擦係数のほかに、走行状況、例えば車両が直線走中であるか、カーブ内にあるかまたはカーブに進入しつつあるかが共に考慮される。ここで、摩擦係数が同じである場合、低減の大きさは、直線走行中において最小であり且つカーブ走行中においては最大であり、一方、カーブ進入における低減の大きさは、これらの両方の値の中間であるように、駆動トルク低減の大きさが与えられる。さらに、摩擦係数が小さくなればなるほど、駆動トルク低減はそれだけ大きく与えられる。この手段により、車両の安定性の改善は、カーブ状態の関数として、並びにカーブ進入において、およびカーブ走行の間に達成される。この場合、駆動トルク低減の大きさのみに注目され、一方、駆動滑り制御装置の応答特性は、走行状況とは無関係である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、車輪滑り制御装置を種々の走行状況に適合させる手段を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
少なくとも１つの駆動車輪に滑り回転傾向が発生した場合に、車両駆動ユニットの少なくとも１つの出力変数が低減され、この出力変数への係合は、車両がカーブ内にあるかまたは直線走行中であるかの少なくとも関数である、車両車輪滑り制御方法および装置において、車両がカーブ出口領域内にあるかどうかが決定され、且つ車両がカーブ出口領域内にあるときに、出力変数への係合が車両のトラクションを改善する方向に変化される。
【０００５】
カーブ出口を検出し且つ制御においてそれを考慮することにより、カーブ出口においてトラクションを改善する方向に滑り制御装置を調節することが可能となる。ドライバにより不快と感じられるカーブ出口におけるトラクションの空白はこれにより有効に回避される。全カーブ走行中の車両特性は改善される。その理由は、制御装置はカーブ進入時およびカーブ走行中には安定性に関して最適化され、カーブ脱出時にはトラクションが改善されるように最適化されているからである。
【０００６】
滑りしきい値を変化させることにより制御装置の調節が行われることが特に有利であり、この場合、安定性を改善するために、カーブ入口における滑りしきい値が直線走行中の滑りしきい値よりも明らかに減少され、カーブ走行中は上昇され、またカーブ出口においては、さらに直線走行中の滑りしきい値の方向に上昇される。これにより、不安定になりやすいカーブ区間においては、車両の安定性を改善する感度の高い応答特性が保証される。
【０００７】
さらに、カーブ状態の関数として駆動ユニットの駆動トルクの調節が行われた場合、全カーブ領域にわたる調和のとれた制御特性および安定性およびトラクションの最適化が達成される。滑りしきい値を変化させるほかにまたはその代わりに、駆動トルク制御の調節がカーブ領域の関数として行われることが特に有利である。この場合、駆動トルクに対する（低減方向または上昇方向における）補正幅および／または制御動特性はカーブ入口またはカーブ出口の関数として調節され、例えば、カーブ入口においてはトルクを低減させる補正幅がより大きく且つ低減がより迅速に行われ、一方、トルクの上昇はより緩やかに、ないし補正幅がより小さくされ、これに対して、カーブ出口においては、低減はより緩やかにされ、補正幅の値は小さくされ、またトルク上昇の場合は補正幅が大きくされ、したがってトルク上昇がより迅速となるように調節される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は制御装置１０を示し、制御装置１０は、少なくとも１つの入力回路１２、少なくとも１つのマイクロコンピュータ１４、および少なくとも１つの出力回路１６を含む。これらの要素は、通信系統１８を介して相互間のデータ交換のために相互に結合される。入力回路１２に入力ラインが供給され、入力ラインを介して、車両の運転変数を表わす信号、またはそれからこのような運転変数を導くことが可能な信号が供給される。図を見やすくするために、図１においては、車輪速度を表わす信号を供給する入力ライン２０ないし２４のみが示されている。これらの信号は測定装置２６ないし３０において決定される。実施態様に応じてそれぞれ、図１には示されていない他の値が供給される。これらは、例えば、車両速度を表わす信号並びにそれぞれの車輪に作用するブレーキ力、ブレーキ・トルクまたはブレーキ圧力を表わす信号である。出力回路１６およびそれに接続されている出力ラインを介して、制御装置１０は、制御装置１０により実行される制御の範囲内で操作量を出力する。少なくとも１つの出力ライン３２は車両駆動ユニットの出力変数（出力、トルク、回転速度）を調節するための少なくとも１つの調節要素３４に供給される。この調節要素３４は機関制御装置であり、内燃機関の実施態様においては、例えば電気操作式絞り弁を操作するための制御装置である。さらに、少なくとも１つの出力ライン３６を介して、車両のブレーキ装置３８が操作される。実施態様に応じてそれぞれ、ブレーキ装置は、油圧式ブレーキ装置、空圧式ブレーキ装置、または電動式ブレーキ締付装置を備えたブレーキ装置である。駆動滑り制御を実行するために、ブレーキ装置はスイッチ手段を有し、スイッチ手段は、車輪におけるブレーキ力を、ドライバがブレーキ・ペダルを操作することにより設定されるブレーキ力以上に上昇させることを可能にする。実施態様に応じてそれぞれ、それに補足して、対応の測定装置により、車両の横方向加速度および／または車両のヨー速度および／またはかじ取り角が決定される。他の実施態様においては、これらの値は他の運転変数から導かれ、例えば、横方向加速度は車両速度および車輪速度から導かれる。
【０００９】
少なくとも１つの駆動車輪に滑り回転傾向がある場合、車輪滑り制御の範囲内で駆動滑り制御装置により、車両駆動ユニットの１つの出力変数（例えば駆動トルク）が、ほぼ伝達可能トルクに対応する値に低減される。これにより滑り回転傾向の低下が達成された後、駆動トルクは、所定の勾配で再びドライバにより希望された値に上昇される。ある実施態様においては、この駆動係合のほかに、滑り回転をしている車輪におけるブレーキ係合が行われ、このブレーキ係合は駆動滑り制御装置の作用を支援する。冒頭記載の従来技術に示されているように、カーブ走行中に走行路面の摩擦係数が同時に考慮される。これにより、低い摩擦係数におけるカーブ走行中には、高い摩擦係数におけるカーブ走行中とは異なる出力変数の調節が行われる。低減の大きさは、低いμカーブにおいては高いμカーブにおいてよりも大きく、一方、出力変数の上昇の迅速性に関しては、一般に逆の特性となる。他の実施態様においては、このカーブ状態は、冒頭記載の従来技術において行われる摩擦係数の評価のほかに、車両速度に基づき、および車両速度、非駆動車軸の車輪速度およびこれらから計算された横方向加速度に基づいて決定される。例えば、小さい車両速度および高い横方向加速度の場合には、低いμカーブが推測され、一方、所定の車両速度および所定の速度差で且つ比較的小さい横方向加速度の場合には、高いμカーブが推測される。
【００１０】
このようにカーブ状態を検出し且つこれを駆動滑り制御において考慮することに加えてまたはその代わりに、カーブ進入およびカーブ出口が決定される。これは、横方向加速度の微分により、ないしは非駆動車軸の車輪の車輪速度差、ヨー速度値またはかじ取り角値のような、カーブ走行において変化する類似の値の微分により行われる。この値が限界値を超えたときに、カーブ走行が存在する。この値の変化が所定の限界値を超えたときに、カーブ進入が検出される。このようなカーブ進入の後に、値の限界値を再び下回り且つ同時に値それ自身がある限界値より大きい場合、カーブ頂点におけるカーブ走行が推測される。値の変化が所定の限界値を下回った場合、カーブ脱出が推測される。この場合、カーブ進入を検出するための値の変化に対する限界値は正であり、カーブ脱出を検出するための値の変化に対する限界値は負である。好ましい実施態様においては、両方の値は絶対値が等しく、他の実施態様においては、絶対値が異なっている。実施態様に応じてそれぞれ、値として、横方向加速度、速度差、ヨー速度またはかじ取り角が評価される。
【００１１】
カーブ走行のそれぞれの過程に関する情報は、駆動制御の調節のために使用される。この場合、実施態様に応じてそれぞれ個々にまたは任意の組み合わせで使用可能な種々の方法が利用可能である。
【００１２】
手段の第１のグループは、駆動滑り制御装置の作動の感度ないし車両の操作特性の感度に関するものである。１つの駆動車輪に滑り回転傾向がある場合、駆動トルクの低減が早めに行われるほど、それだけ車両特性の安定性はより高くなる。したがって、駆動車輪滑りが滑りしきい値を超えた場合にトルク低減が行われる、駆動滑り制御装置の作動を開始させるこの滑りしきい値を、カーブにおいては直線走行において適用される滑りしきい値よりも低下させるように設計されている。この低下された値に比較して、カーブ入口においては、車両特性の安定性をさらに上昇させるために、滑りしきい値はこの低下された値よりもさらに低下される。これに対して、カーブ出口においては、逆の方法がとられる。この場合には、トラクションを改善するために、滑りしきい値は、カーブ走行中に与えられた滑りしきい値よりも上昇される。カーブ走行中に与えられた値と直線走行中に与えられた値との中間に存在する滑りしきい値が選択されることが好ましい。
【００１３】
手段の第２のグループは、トルク制御それ自身に関するものである。この場合には、所定のトルク変化値および／または制御動特性がカーブ走行領域の関数として変化される。特に、カーブ入口においては、トルク補正幅を、直線走行中およびカーブ走行中のトルク補正幅よりも低減方向により大きく、上昇方向により小さくとるように設計されている。動特性に関しては（例えば制御定数の異なる選択により）、カーブ入口においては、直線走行およびカーブ走行よりもより迅速な低減およびより緩やかなトルク上昇が行われるように調節が行われる。安定性に余裕を見込むことを断念して車両のトラクションを改善することが望まれるカーブ出口においては、滑り回転傾向が発生した場合、カーブ走行中の低下よりもより少ない機関トルクの低下が行われ、一方、トルク上昇においてはトルク変化はより大きくされる。それに対応して、カーブ出口において滑り回転がある場合、上記の方法は機関トルクのより緩やかな低減を示し、一方、滑り回転傾向が消滅した場合には、それぞれカーブ走行中の通常の値に対して、機関トルクのより迅速な上昇が行われる。
【００１４】
一般に、上記のパラメータは、低いμを有するカーブにおいては安定性を改善する方向に（より小さい滑りしきい値等）、高いμを有するカーブにおいてはトラクションを改善する方向に（より大きな滑りしきい値）変化される。
【００１５】
好ましい実施態様においては、上記の方法がコンピュータ１４のプログラムとして形成される。このようなプログラムが図２および図３に流れ図で示されている。
【００１６】
カーブ状況の決定のために使用される図２のプログラムは、所定の時点において実行される。第１のステップ１００において、車両の横方向加速度ａｙが読み込まれ、横方向加速度ａｙは、測定されるか、または車両速度および非駆動車軸の車輪の車輪速度差に基づいて計算される。さらに、ステップ１００において、横方向加速度の変化ｄ ａｙ、測定または評価された車両速度ｖｆｚ並びに非駆動車軸の車輪の速度差ｄｖｎａが読み込まれる。オプションとして存在するステップ１０２において、カーブ状態が、横方向加速度、車両速度および車輪速度差に基づいて上記のように決定される。それに続いてステップ１０４において、横方向加速度の変化ｄ ａｙが所定の限界値ｄ ａｙ０より大きいかどうかが検査される。これが肯定の場合、ステップ１０６により、車両がカーブ入口に存在することが推測される。それに対応してマークＥが１にセットされ、一方、カーブ走行ないしカーブ出口領域を示すその他のマークＫおよびＡは０にセットされたままである。その後プログラムは終了され且つ次の時点において反復される。横方向加速度の変化ｄ ａｙが限界値ｄ ａｙ０を超えていないことをステップ１０４が与えた場合、ステップ１０８において、マークＥが１にセットされているかどうか、即ち車両がその前にカーブ入口領域内にあったかどうかが検査される。これが肯定の場合、ステップ１１０において、ステップ１０４における否定回答の場合において当然のことではあるが、横方向加速度の変化ｄ ａｙがステップ１０４において検査された限界値ｄ ａｙ０より小さいかどうか、および横方向加速度ａｙが所定の限界値ａｙ０より大きいかどうかが検査される。これが肯定の場合、車両がカーブ走行中であることが推測される。それに対応して、マークＥおよびＡが０にセットされ、一方、カーブ走行を示すマークＫが値１にセットされる。ステップ１１２の後、プログラムは終了され且つ次の時点において反復される。ステップ１０８またはステップ１１０が否定回答を与えた場合、ステップ１１４において、横方向加速度の変化ｄ ａｙが所定の限界値ｄ ａｙ０、好ましくはステップ１０４から既知の負の限界値を下回っているかどうかが検査される。これが肯定の場合、車両はカーブ出口領域内にあり、したがってステップ１１６によりマークＥおよびＫが０にセットされ、カーブ出口領域を表わすマークＡが値１にセットされる。限界値を下回っていない場合、ステップ１１８により、車両が直線走行中であることが推測され、したがってすべてのマークは値０を有している。
【００１７】
同様に所定の時点に実行される図３に示したプログラムは、図２のプログラムにより得られた情報の利用方法を記載している。プログラムがスタートしたのち、ステップ１２０において、マークＥ、ＫおよびＡが読み込まれ、さらに場合により、ステップ１０２において決定されたカーブ状態が読み込まれる。それに続いてステップ１２２において、マークＥが値１にセットされているかどうか、即ち車両がカーブ入口領域内にあるかどうかが検査される。これが肯定の場合、ステップ１２４により、滑りしきい値λｓｏｌｌおよび／または駆動トルク制御ＡＭＲが、上記のようにカーブ領域および場合によりカーブ状態の関数として調節される。マークＥがセットされていない場合、ステップ１２６において、マークＫが値１にセットされているかどうかが検査される。これが肯定の場合、ステップ１２８により、滑りしきい値λｓｏｌｌ並びにトルク制御ＡＭＲが、存在するカーブ領域および場合によりカーブ状態に対応して上記のように変化される。ステップ１２６における回答が否定の場合、ステップ１３０において、マークＡが値１にセットされているかどうかが検査される。これが肯定の場合、ステップ１３２において、滑りしきい値および／またはトルク制御ＡＭＲが、カーブ領域および場合によりカーブ状態に対応して上記のように調節される。ステップ１３０における回答が否定の場合、車両は直線走行中である。滑り値および／またはトルク制御は再び直線走行に対する値に対応する。
【００１８】
図４は、典型的なカーブ走行における上記の方法を時間線図で示している。図４ａは横方向加速度ａｙの時間経過を示し、図４ｂは微分された横方向加速度ｄ ａｙを示す。図４ｃないし図４ｅには、マークＥ、ＫおよびＡの時間経過が目盛られ、一方、図４ｆには、滑りしきい値の時間経過が示されている。時点ｔ₀において（図４ａ参照）車両がカーブに進入し、したがって横方向加速度をａｙが上昇したとする。この領域において、滑りしきい値は直線走行に対して適用されるλ₀を有している。時点ｔ₁において横方向加速度の変化が所定の限界値ｄ ａｙ０を超えたので（図４ｂ参照）、マークＥがセットされる。車両はカーブ入口内にあるので、時点ｔ₁以降、滑りしきい値は、この領域に対して設定された値λ_Eに低減される。時点ｔ₂において図４ｂに示すように横方向加速度の変化が限界値ｄ ａｙ０を再び下回ったので、マークＥはリセットされ、および横方向加速度それ自身は限界値を超えているので、マークＫがセットされる。これは、時点ｔ₂以降、車両がカーブ走行中であり、したがって、時点ｔ₂以降、滑りしきい値はカーブ走行に対して適用される値λ_Kにセットされる。時点ｔ₃において横方向加速度の変化が負の限界値−ｄ ａｙ０を下回り（図４ｂ参照）、この負の限界値が時点ｔ₄において再び超えられたとする。これは、車両がカーブ出口領域内にあることを意味し、したがってマークＫがリセットされ且つマークＡがｔ₃とｔ₄との時間範囲においてセットされている。それに対応して、この時間範囲内に、図４ｆに示すように、滑り目標値は、カーブ出口に対して適用される値λ_Aにセットされる。時点ｔ₄以降、横方向加速度は限界値以下に低下され、これにより直線走行が検出される。したがって、時点ｔ₄以降、すべてのマークは０にセットされ、したがって滑りしきい値目標値として再び直線走行に対して適用される値λ₀が設定される。
【００１９】
他の実施態様においては、横方向加速度を評価するほかに、それに対応して、例えば非駆動車輪の速度差の値、ヨー速度値またはかじ取り角値のようなカーブ走行を示す他の値が評価される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の車両車輪滑りの制御のための制御装置の全体回路図である。
【図２】図２は、イクロコンピュータのプログラムとして表わした、本発明の制御装置の好ましい実施態様（カーブ状況の決定）の流れ図である。
【図３】図３は、マイクロコンピュータのプログラムとして表わした、本発明の制御装置の好ましい実施態様（カーブ状況の情報の利用）の流れ図である。
【図４】図４ａないし図４ｆは、典型的なカーブ走行における本発明による方法を表わした時間線図である。
【符号の説明】
１０ 制御装置
１２ 入力回路
１４ マイクロ・コンピュータ
１６ 出力回路
１８ 通信系統
２０…２４ 入力ライン
３２，３６ 出力ライン
２６…３０ 測定装置（車輪速度）
３４ 調節要素
３８ ブレーキ装置
ＡＭＲ 駆動トルク制御
ａｙ 横方向加速度
ａｙ０ 限界値（横方向加速度）
ｄ ａｙ 横方向加速度変化
ｄ ａｙ０ 限界値（横方向加速度変化）
ｄｖｎａ 非駆動車軸車輪の速度差
Ａ マーク（カーブ出口領域）
Ｅ マーク（カーブ入口領域）
Ｋ マーク（カーブ走行）
ｖｆｚ 車両速度
λ_A 滑りしきい値（カーブ出口）
λ_E 滑りしきい値（カーブ入口）
λ_K 滑りしきい値（カーブ走行）
λｓｏｌｌ 滑りしきい値
λ₀ 滑りしきい値（直線走行）

Claims (7)

1. 少なくとも１つの駆動車輪に滑り回転傾向が発生した場合に、車両駆動ユニットの少なくとも１つの出力変数が低減され、前記出力変数の変化は、車両がカーブ内にあるかまたは直線走行中であるかの少なくとも関数である、車両車輪滑り制御方法において、
   前記出力変数の変化を生じさせるための滑りしきい値が、カーブ走行中においては直線走行中においてよりも低減され、カーブ入口領域内においては正常なカーブ走行中においてよりも低減され、またカーブ出口領域内においては正常なカーブ走行中においてよりも上昇され、
   車両がカーブ入口領域内にあるかどうかが決定され、且つ車両がカーブ入口領域内にあるときに、前記出力変数の変化が車両の安定性を改善する方向に行われ、
   車両がカーブ出口領域内にあるかどうかが決定され、且つ車両がカーブ出口領域内にあるときに、前記出力変数の変化が車両のトラクションを改善する方向に変化され、
   車両がカーブ走行中であるかどうかの関数として、前記出力変数の低減の大きさおよび迅速性、および前記出力変数の上昇の大きさおよび迅速性の少なくともいずれかが変化されること、
   を特徴とする車両車輪滑り制御方法。
2. カーブ走行を指示する信号が測定され、且つこの信号の変化の関数として、車両が、カーブ入口領域内、カーブ出口領域内、またはカーブ走行中であるかが検出されることを特徴とする請求項１の車両車輪滑り制御方法。
3. 前記信号が、車両の横方向加速度、かじ取り角、ヨー速度または非駆動車軸の車輪の速度差であることを特徴とする請求項２の車両車輪滑り制御方法。
4. カーブ内の摩擦係数が評価され、且つ前記出力変数が、評価された前記摩擦係数の関数であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの車両車輪滑り制御方法。
5. カーブ入口領域において、滑り回転傾向がある場合には、前記出力変数のより迅速な低減およびより大きな補正の少なくともいずれかが行われ、滑り回転傾向が消滅した場合には、前記出力変数のより緩やかな上昇およびより小さい補正の少なくともいずれかが行われ、
   カーブ出口領域において、少なくとも１つの駆動車輪に滑り回転傾向がある場合には、前記出力変数のより緩やかな低減およびより小さな補正の少なくともいずれかが行われ、滑り回転傾向が消滅した場合には、前記出力変数のより迅速な上昇およびより大きな補正の少なくともいずれかが行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの車両車輪滑り制御方法。
6. 前記カーブ走行を指示する信号の変化が所定の限界値を下回ったときに、カーブ入口領域が検出され、前記限界値を下回ってカーブ進入が検出された後に、前記信号が前記所定の限界値を超えた場合に、カーブ走行が検出され、また前記信号の変化が前記所定の限界値を下回った場合に、カーブ出口領域が検出されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの車両車輪滑りの制御方法。
7. 制御装置（１０）が少なくとも１つのマイクロ・コンピュータ（１４）を含み、マイクロ・コンピュータ（１４）が入力変数を受け取り且つ車両駆動ユニットの出力変数を制御するための出力変数を出力し、前記マイクロ・コンピュータが少なくとも１つの駆動滑り制御装置を有し、前記駆動滑り制御装置が、少なくとも１つの駆動車輪に滑り回転傾向がある場合に、前記出力変数を調節する、制御装置（１０）を備えた車両車輪滑り制御装置において、
   駆動滑り制御装置が検出手段を有し、この検出手段が、カーブ状態を検出し、それにより前記駆動滑り制御装置を作動させる滑りしきい値が、カーブ走行中においては直線走行中においてよりも低減され、カーブ入口領域内においては正常なカーブ走行中においてよりも低減され、またカーブ出口領域内においては正常なカーブ走行中においてよりも上昇され、
   前記駆動滑り制御装置が、カーブ入口領域内が検出された場合、前記駆動ユニットの出力変数の変化を車両の安定性を改善する方向に生じさせ、カーブ出口領域が検出された場合に、前記駆動ユニットの出力変数の変化を車両のトラクションを改善する方向に生じさせ、車両がカーブ走行中であるかどうかの関数として、前記出力変数の低減の大きさおよび迅速性、および前記出力変数の上昇の大きさおよび迅速性の少なくともいずれかを変化させること、
   を特徴とする車両車輪滑り制御装置。

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