JP7289185B2

JP7289185B2 - 自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする方法、および自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする駆動スリップコントロール装置

Info

Publication number: JP7289185B2
Application number: JP2017211664A
Authority: JP
Inventors: クレーマン，ラルフ; ラウシャー，マティアス
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2017-11-01
Publication date: 2023-06-09
Anticipated expiration: 2037-11-01
Also published as: JP2018114967A; DE102016223066A1; CN108099898A

Description

本発明は、自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする方法、および自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする駆動スリップコントロール装置に関する。

自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする数多くの方法が知られている。図２は、従来技術に基づく自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする方法を示す。左右方向ダイナミックコントローラ５’に由来する参照量が、目標値決定のために目標値決定装置１０’で利用される。次いで、動作状態決定装置２０’で駆動輪ないし自動車の動作状態が決定されて、参照量５’をベースとしたうえで、ＰＩＤホイール速度コントローラ３０’ならびにＰＩ左右方向ロックコントローラ４０’で目標値がそれぞれ決定される。これらの目標値がトルク分配装置５０’で２つの値に分割され、その１つは自動車のそれぞれの駆動輪６０’におけるブレーキトルク介入であり、それによってそれぞれの駆動輪ないし個々の駆動輪が制動され、もう１つは、目指されるべきエンジンの出力トルクを表すエンジン目標トルク設定８０’である。これらの値がブレーキのコントロールのために、およびエンジンの出力トルクのコントロールのために利用される。

上述した方法によって、特に加速をするときや発進をするときに駆動輪が空転しないように、駆動輪が制御される。駆動輪の空転は車両安定性の低下、特に方向安定性の低下をもたらすことになる。駆動輪におけるブレーキ介入は、典型的にはホイール個別的に具体化される。

変速比の限定されたコントロール範囲を有する無段変速機では、加速のケースにおいて、または発進をするときに、不都合な事情のもとではエンジンの質量慣性に基づき、各ホイールで印加されるトルクを十分に迅速に引き下げるためにはエンジンコントロールが遅すぎるという状況が起こる可能性がある。そのため不都合な事情のもとでは、駆動輪におけるトルクの低減ないし適合化が行われるのが遅すぎるという状況が生じる可能性があり、このことは、非常に不都合な事情のもとでは、ホイールの空転および車両安定性の低下につながりかねない。

本発明の実施形態は、目指されるトルクに合わせて、自動車の駆動輪に印加されるトルクの迅速な適合化を行うことを可能にできるという利点があり、それによって駆動輪の空転が基本的に防止される。

本発明の第１の態様では、自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする方法が提案され、自動車は、自動車の駆動輪を駆動するためのエンジンと、
変速比の限定されたコントロール範囲を有する無段変速機（ＣＶＴ）とを含んでおり、変速機の入力部がエンジンと結合されており、および駆動輪を含んでおり、駆動輪は変速機の出力部と結合されており、変速機の変速比は、１つまたは複数の駆動輪の空転が防止されるように、１つまたは複数の駆動輪におけるトルクを低減するために変更される。

その１つの利点は、エンジンと駆動輪との間に介在する、変速比の限定されたコントロール範囲を有する無段変速機を有する自動車において、典型的な場合、トルク目標設定に合わせた、駆動輪に印加されるトルクの非常に迅速な適合化が可能となることにある。特に、通常、駆動輪に印加されるトルクを非常に迅速に低減することができる。それにより駆動輪の空転が基本的に防止される。したがって、通常、いっそう高いトラクションといっそう高い車両安定性、特にいっそう高い方向安定性が得られる。さらに通常、自動車のいっそう迅速な加速が可能である。

本発明の第２の態様では、自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする駆動スリップコントロール装置が提案され、自動車は、自動車の駆動輪を駆動するためのエンジンと、変速比の限定されたコントロール範囲を有する無段変速機（ＣＶＴ）とを含んでおり、変速機の入力部がエンジンと結合されており、および駆動輪を含んでおり、駆動輪は変速機の出力部と結合されており、駆動スリップコントロール装置は、１つまたは複数の駆動輪の空転が防止されるように、１つまたは複数の駆動輪におけるトルクを低減するために変速機の変速比を変更するために構成されている。

本発明の実施形態に関する理念は、特に、以下に説明する思想と知見に依拠するものとみなすことができる。

１つの実施形態では、本方法はさらに次の各ステップを有している：トルク目標設定が決定され、トルク目標設定は１つまたは複数の駆動輪で目指されるトルクであり；トルク目標設定がエンジン目標トルク設定と変速機目標トルク設定とに分割され、エンジン目標トルク設定はエンジンの目指される出力トルクであり、変速機目標トルク設定は変速機の目指される出力トルクであり；エンジン目標トルク設定を実現するためにエンジンの出力トルクがコントロールされ；変速機目標トルク設定を実現するために変速機の変速比がコントロールされる。その１つの利点は、通常は技術的に容易に、複数の駆動輪ないし１つの駆動輪で生じているトルクをトルク目標設定に合わせて迅速に適合化できることにある。トルク目標設定がエンジン目標トルク設定と変速機目標トルク設定に分割ないし分離されることで、通常、トルクを非常に迅速に低減することができる。変速機の質量慣性は、エンジンの質量慣性よりも小さいからである。これに加えて、それによって通常はエンジンの出力トルクをさほど大幅に低減しなくてよくなる。このことは通常、エンジンないしエンジン出力のいっそう効率的な活用につながる。また、その場合には燃料が節約されるのが普通である。

さらに１つの実施形態では、さまざまに異なるエンジンの回転数についてエンジンの出力トルクが低減されたときの変速機の質量慣性モーメントが見積られ、エンジン目標トルク設定と変速機目標トルク設定へのトルク目標設定の分割にあたって質量慣性モーメントが考慮される。それにより、トルク目標設定を典型的にはいっそう迅速に実現することができる。したがって、駆動輪におけるトルクを、通常、いっそう迅速に低減することができる。

１つの実施形態では、変速機の変速比は駆動輪におけるトルクの低減のために、エンジンの回転数が上昇するように低減される。それにより、通常、駆動輪におけるトルクのいっそう迅速な低減が実現される。

１つの実施形態では、エンジンの出力トルクのコントロールおよび／または変速機の変速比のコントロールにあたってＰＩＤコントローラが利用される。それにより典型的には、複数の駆動輪ないし１つの駆動輪に印加されるトルクのトルク目標設定に合わせた特別に迅速な適合化ないしコントロールを行うことができる。このことは通常、いっそう改善された方向安定性およびいっそう迅速な自動車の加速につながる。

１つの実施形態では、本方法はさらに次の各ステップを含んでいる：１つまたは複数の駆動輪の空転を防止するためにブレーキによって１つまたは複数の駆動輪の回転速度が低減される。１つの駆動輪または複数の駆動輪の回転の能動的な制動により、通常、１つまたは複数の駆動輪の空転をいっそう効果的に防止することができる。このことは一般に自動車の車両安定性を、特に方向安定性を向上させる。

１つの実施形態では、さらに駆動スリップコントロール装置はトルク目標設定装置をトルク目標設定の決定のために含んでおり、トルク目標設定は駆動輪における目指されるトルクであり、およびエンジン目標トルク設定と変速機目標トルク設定へのトルク目標設定の分割のために含んでおり、エンジン目標トルク設定は目指されるエンジンの出力トルクであり、変速機目標トルク設定は目指される変速機の出力トルクである。その１つの利点は、通常は技術的に容易に、複数の駆動輪ないし１つの駆動輪で生じているトルクをトルク目標設定に合わせて迅速に適合化できることにある。トルク目標設定がエンジン目標トルク設定と変速機目標トルク設定に分割ないし分離されることで、通常、トルクを非常に迅速に低減することができる。変速機の質量慣性は、エンジンの質量慣性よりも小さいからである。これに加えて、それによって通常はエンジンの出力トルクをさほど大幅に低減しなくてよくなる。このことは通常、エンジンないしエンジン出力のいっそう効率的な活用につながる。

１つの実施形態では、さらに駆動スリップコントロール装置は、エンジン目標トルク設定を実現するためにエンジンの出力トルクをコントロールするために、および／または変速機目標トルク設定を実現するために変速機の変速比をコントロールするために、少なくとも１つのＰＩＤコントローラを含んでいる。それにより典型的には、複数の駆動輪ないし１つの駆動輪に印加されるトルクのトルク目標設定に合わせた特別に迅速な適合化ないしコントロールを行うことができる。このことは、通常、いっそう改善された方向安定性およびいっそう迅速な自動車の加速につながる。

１つの実施形態では、さらに駆動スリップコントロール装置は、エンジンのさまざまに異なる回転数についてエンジンの出力トルクが低減されたときの変速比の質量慣性モーメントを見積るための質量慣性モーメント見積り装置を含んでおり、トルク目標設定装置によるエンジン目標トルク設定と変速機目標トルク設定へのトルク目標設定の分割にあたって質量慣性モーメントが考慮される。それにより、トルク目標設定を典型的にはいっそう正確に決定することができる。したがって、駆動輪におけるトルクを、通常、いっそう迅速に低減することができる。

付言しておくと、本発明の考えられる構成要件や利点のうちのいくつかが、ここではそれぞれ異なる実施形態との関連で説明されている。当業者であればわかるように、本発明のさらに別の実施形態へと至るために、各構成要件を適切な仕方で組み合わせ、適合化し、または入れ替えることができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明するが、図面もその説明も本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

本発明による駆動スリップコントロール装置の実施形態である。従来技術に基づく駆動スリップコントロール装置である。

各図面は模式的なものにすぎず、縮尺に忠実ではない。同じ符号は、各図面において同一または同じ作用をする構成要件を表す。

図１は、自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをするための本発明の駆動スリップコントロール装置の実施形態を示している。

自動車は、自動車の駆動輪を駆動するためのエンジンを有している。駆動輪の数は２つ、３つ、４つ、５つ、または５つ以上であってよい。エンジンないしエンジンの出力部は、変速比の限定されたコントロール範囲を有する無段変速機と結合されている。すなわち変速機の変速比は、限定された範囲内でのみコントロール可能ないし変更可能である。

無段変速機はいわゆるContinuously Variable Transmission（ＣＶＴ）である。変速機の出力部は駆動輪と結合されている。

自動車は、加速および／または発進のときに、ホイールないし駆動輪が実質的に空転しないように作用する駆動スリップコントロール装置を有している。ホイールの空転が防止されるのは、およそ１０％から２０％のホイールスリップが生じている場合である。このような値のとき、乾いた車道上でのグリップ係数が最大値になる。すなわち、駆動輪によって伝達される円周方向力が、このようなホイールスリップの値のときに最大値に達する。

本方法では、左右方向ダイナミクスコントローラに由来する参照値５が目標値決定部ないし目標値決定装置１０へ入力される。目標値決定部ないし目標値決定装置１０は左右方向ダイナミクスの目標値を決定する。さらに動作状態決定装置２０で、駆動輪ないし自動車の動作状態の決定が実行される。そこから得られた値が、ＰＩＤホイール速度コントローラ３０ないしＰＩ左右方向ロックコントローラ４０に供給され、ないしはこれに入力される。

ＰＩＤホイール速度コントローラ３０とＰＩ左右方向ロックコントローラ４０の両方の結果ないし出力がトルク分配装置５０に入力され、これが１つまたは複数の駆動輪におけるブレーキトルク介入６０へのトルクへの分配ないし分割を行って、エンジンにより駆動輪に印加されるべきトルクに分割する。エンジンにより駆動輪に印加される、ないしは印加されるべきトルクが、トルク目標設定７５である。

トルク目標設定７５は、コーディネータ装置７０によって２つの値に分離ないし分割される。コーディネータ装置７０はトルク目標設定７５を、エンジン目標トルク設定８０と変速機目標トルク設定９０とに分割する。エンジン目標トルク設定８０は、エンジンの出力部で、すなわち変速機の入力部で、目指されるトルク（目標トルク）である。変速機目標トルク設定９０は、変速機の目指される出力トルク（目標トルク）であり、すなわち、ホイールに印加されるトルクである。そして、エンジン目標トルク設定８０とトルク目標設定７５に応じてエンジンの回転速度がコントロールされ、特に低減され、無段変速機の変速比が変更される。

このように従来技術とは異なり、本発明によるこの方法では、駆動輪におけるトルクを変更するためにエンジンのトルクないし出力トルクが変更されるだけでなく、それと同時に無段変速機の変速比も変更される。

エンジンは、比較的高い質量慣性ないし比較的高い質量慣性モーメントを有している。そのため、エンジンの出力トルクはゆっくりとしか変更することができない。無段変速機の変速比を変更することで（およびそれと同時にエンジンの出力トルクを変更することで）、変速機の出力トルクが迅速に低減される。したがって、複数の駆動輪ないし１つの駆動輪に印加されるトルクが迅速に低減され、それによって各ホイールに印加されるトルクを、希望される値（トルク目標設定７５）に合わせて迅速に適合化することができ、ないしはコントロールすることができる。

それにより駆動輪の空転が基本的に減少し、ないしは防止される。

駆動スリップコントロール装置は、エンジンのさまざまに異なる回転数についてエンジンの出力トルクが低減されたときの変速比の質量慣性モーメントを見積るための質量慣性モーメント見積り装置を含むことができる。トルク目標設定装置によるエンジン目標トルク設定８０と変速機目標トルク設定９０へのトルク目標設定７５の分割にあたって、質量慣性モーメントが考慮される。質量慣性モーメント見積り装置は、エンジンのさまざまに異なる回転数でのエンジンの出力トルクの低減に応じて変速機の質量慣性モーメントを見積ることができ、もしくは算出することができる。この見積りは、変速機目標トルク設定９０の大きさについてのベースとしての役目を果たす。

トルク目標設定装置は、トルク分配装置５０とコーディネータ装置７０とを含むことができる。トルク分配装置５０とコーディネータ装置７０がトルク目標設定装置を形成することができる。

変速機の変速比が迅速に変更されると、エンジンと変速機の連続的な機械的結合により、１つの駆動輪ないし複数の駆動輪に印加されるトルクが迅速に低減される。それと同時に、このことはエンジンの回転数の上昇につながる。少ない負荷しかエンジンに印加されなくなるからである。

変速機の変速比が変更されるとき、変速機の減速がいっそう小さく／低くされ、ないしはいっそう低減される。

エンジン目標トルク設定８０と変速機目標トルク設定９０とに依存して、変速機の変速比が変更される。

エンジンと変速機への駆動スリップコントロールの介入は、すなわち、エンジン目標トルク設定８０と変速機目標トルク設定９０へのトルク目標設定７５の分割は、それぞれの車両ないしそれぞれのエンジンに左右される。このことは、計算ないし制御にあたって相応に考慮される。

エンジン目標トルク設定８０と変速機目標トルク設定９０へのトルク目標設定７５の分割は、駆動スリップコントロール装置のトルク目標設定装置によって実行することができる。駆動スリップコントロール装置は、１つまたは複数のＰＩＤコントローラを含むことができる。ＰＩＤコントローラは、エンジンの出力トルクをコントロールするために、および／または変速機の変速比をコントロールするために構成される。

最後に指摘しておくと、「有している」、「含んでいる」などの概念は、それ以外の部材やステップを排除するものではなく、また、不定冠詞の「ｅｉｎｅ」や「ｅｉｎ」などの概念は複数を排除するものではない。特許請求の範囲における符号は限定とみなされるべきものではない。

７５トルク目標設定
８０エンジン目標トルク設定
９０変速機目標トルク設定

Claims

自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする方法であって、自動車は、
自動車の駆動輪を駆動するためのエンジンと、
変速比の限定されたコントロール範囲を有する無段変速機（ＣＶＴ）とを含んでおり、前記変速機の入力部が前記エンジンと結合されており、
および駆動輪を含んでおり、駆動輪は前記変速機の出力部と結合されている、そのような方法において、
前記変速機の変速比は、駆動スリップコントロール装置によって、１つまたは複数の駆動輪の空転が防止されるように、１つまたは複数の駆動輪におけるトルクを低減するために変更され、
さらに次の各ステップを有しており、すなわち、
トルク目標設定（７５）がトルク目標設定装置によって決定され、トルク目標設定（７５）は１つまたは複数の駆動輪で目指されるトルクであり、
トルク目標設定（７５）がトルク目標設定装置によってエンジン目標トルク設定（８０）と変速機目標トルク設定（９０）とから計算され、エンジン目標トルク設定（８０）は前記エンジンの目指される出力トルクであり、変速機目標トルク設定（９０）は前記エンジンの出力トルクを考慮して前記変速機の出力部で目指される出力トルクであり、
エンジン目標トルク設定（８０）を実現するために前記エンジンの出力トルクがエンジン制御器によってコントロールされ、
変速機目標トルク設定（９０）を実現するために前記変速機の変速比が変速機制御器によってコントロールされる、方法。
さまざまに異なる前記エンジンの回転数について前記エンジンの出力トルクが低減されたときの前記変速機の質量慣性モーメントがさらに見積られ、
エンジン目標トルク設定（８０）と変速機目標トルク設定（９０）からトルク目標設定（７５）を計算するにあたって質量慣性モーメントが考慮される、請求項１に記載の方法。
前記変速機の変速比は変速機制御器によって駆動輪におけるトルクの低減のために、前記エンジンの回転数が上昇するように低減される、請求項１または２に記載の方法。
前記エンジンの出力トルクのコントロールおよび／または前記変速機の変速比のコントロールにあたってＰＩＤコントローラが利用される、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の方法。
さらに次のステップを含んでおり、すなわち、
１つまたは複数の駆動輪の空転を防止するためにブレーキによって１つまたは複数の駆動輪の回転速度が低減される、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の方法。
自動車の駆動輪の駆動スリップコントロールをする駆動スリップコントロール装置において、自動車は、自動車の駆動輪を駆動するためのエンジンと、変速比の限定されたコントロール範囲を有する無段変速機（ＣＶＴ）とを含んでおり、前記変速機の入力部がエンジンと結合されており、
および駆動輪を含んでおり、駆動輪は前記変速機の出力部と結合されており、
前記駆動スリップコントロール装置は、１つまたは複数の駆動輪の空転が防止されるように、１つまたは複数の駆動輪におけるトルクを低減するために前記変速機の変速比を変更するために構成されており、
さらにトルク目標設定装置を、
トルク目標設定（７５）の決定のために含んでおり、トルク目標設定（７５）は駆動輪における目指されるトルクであり、および、
エンジン目標トルク設定（８０）と変速機目標トルク設定（９０）からトルク目標設定（７５）が計算されるために含んでおり、エンジン目標トルク設定（８０）は目指される前記エンジンの出力トルクであり、変速機目標トルク設定（９０）は前記エンジンの出力トルクを考慮して前記変速機の出力部で目指される出力トルクである、駆動スリップコントロール装置。
エンジン目標トルク設定（８０）を実現するために前記エンジンの出力トルクをコントロールするために、および／または変速機目標トルク設定（９０）を実現するために前記変速機の変速比をコントロールするために、少なくとも１つのＰＩＤコントローラをさらに含んでいる、請求項６に記載の駆動スリップコントロール装置。
前記エンジンのさまざまに異なる回転数について前記エンジンの出力トルクが低減されたときの前記変速比の質量慣性モーメントを見積るための質量慣性モーメント見積り装置をさらに含んでおり、
前記トルク目標設定装置によるエンジン目標トルク設定（８０）と変速機目標トルク設定（９０）からトルク目標設定（７５）を計算するにあたって質量慣性モーメントが考慮される、請求項６または７に記載の駆動スリップコントロール装置。