JP2004511392A

JP2004511392A - トラクションスリップコントロールシステムの制御特性を改善する方法

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Publication number: JP2004511392A
Application number: JP2002535934A
Authority: JP
Inventors: グローナウ・ラルフ; ザッポク・ブルクハルト; シュナイダー・ゲーロルト; カスパリ・ローラント
Original assignee: 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
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: US6854550B2; US20040059492A1; WO2002032732A1; EP1328427B1; EP1328427A1; JP4109542B2

Abstract

本発明は、下り坂走行のような危険な状況においてＴＣＳコントロールシステムの誤制御開始を防止する、トラクションスリップコントロールシステムの制御特性を改善するための方法に関する。この方法では、車輪の回転状態から車両基準速度（Ｖ_ＲＥＦ）と車両減速度信号（ｂ_ＦＺ）が求められ、縦方向減速度センサによって車両減速度信号（ｂ_ＬＳ）が得られる。両減速度信号（ｂ_ＦＺ，ｂ_ＬＳ）の変化が比較され、安定した車輪回転状態または不安定な車輪回転状態を検出するために分析される。両減速度信号の差を示す差分信号が求められると有利である。差分信号は多段式ろ波装置によって評価される。

Description

【０００１】
本発明は、例えば下り坂走行の場合のような誤制御開始にとって危険な状況において、誤制御または誤制御開始を防止または低減することによって、トラクションスリップコントロールシステムの制御特性を改善するための方法に関する。この方法は特に全輪駆動車両のための方法であるがしかし、この全輪駆動車両に限定されない。この方法の場合、個々の車輪の回転状態から車両基準速度と車両減速度信号が求められ、縦方向減速度センサによって車両減速度信号が得られる。
【０００２】
スリップコントロールシステムの車輪センサ信号から車両減速度または車両加速度を求めるための方法は、ＷＯ９８／１６８３８によって既に公知である。
【０００３】
車両基準速度を求めることは、公知のごとく全輪駆動車両の場合に特に問題がある。というのは、全輪が駆動トルクを受けてトラクションスリップにさらされるので、車輪から導き出される現在の車速に関する信頼性のある確実な情報が提供されないからである。この事実により、エンジントルクから導き出される信号（変速段情報）のような二次信号もしくは加速度センサを、車両加速度の決定のために使用する必要がある。しかし、このようにして得られた信号は、傾斜面の下降力または下り勾配の影響を考慮することができないので、実際に生じる状態または実際に生じる走行状況を適正に示さない。この事実により、実際には、不当に低い車両基準速度が生じることになる。これは、車輪が安定して回転しているにもかかわらず、ＴＣＳシステムの誤制御開始、すなわちＴＣＳコントローラの使用を生じることになる。
【０００４】
そこで、本発明の根底をなす課題は、前述の状況において誤制御開始を確実に阻止することができる、トラクションスリップコントロールシステムの制御特性を改善するための方法を提供することである。
【０００５】
この課題は、個々の車輪の回転状態から車両基準速度と車両減速度信号が求められ、縦方向減速度センサによって車両減速度信号が得られる、トラクションスリップコントロールシステムの制御特性を改善するための方法であって、両減速度信号、すなわち車輪回転状態から求められた減速度信号と縦方向減速度センサによって得られた減速度信号の変化を比較し、安定した車輪回転状態または不安定な車輪回転状態を検出するために分析することを特徴とする方法によって解決されることが判った。安定した車輪回転状態を検出する際、上記の状況では、コントロールシステムの不当な使用、すなわちトラクションスリップコントロールが回避される。なぜなら、低すぎる車両基準速度が高めされるまたは実際の車輪回転速度に近づけられるからである。
【０００６】
従来のコントロールシステムの場合、下り坂走行時の誤制御開始が起こり得る原因は、下り勾配のために、縦方向減速度センサ（Ｂセンサ）から来る信号の錯誤にある。すなわち、縦方向減速度信号は下り勾配に相当する値だけ低減される。
【０００７】
エンジントルクと変速段から導き出される理論的に最大の車両加速度（平面内の）は、下り走行時に、もはや上限値を示さない。なぜなら、傾斜面を下降する力に相当する加速度を加算しなければならないからである。傾斜面を下降する力によって生じるこの付加的な加速度は、適当なオフセットによって考慮することができない。なぜなら、そうでない場合、低い摩擦係数の道路での不安定な車輪回転状態を適時に検出することができないからである。
【０００８】
本発明による方法の有利な実施形では、減速度信号を比較および分析するために、車輪回転状態から求められた減速度信号と縦方向減速度センサによって得られた減速度信号との差を示す信号を求める。差分信号の時間的な変化は安定した車輪回転状態または不安定な車輪回転状態を検出するために評価可能である。
【０００９】
本発明の他の実施形では、両減速度信号の間の差分信号が多段式ろ波装置によって得られる。このろ波装置は、限界周波数が１〜３Ｈｚのオーダーである第１の低域フィルタ（以下低速フィルタと呼ぶ）を備えている。ろ波装置は更に、限界周波数が４〜１０Ｈｚのオーダーである第２の低域フィルタ（高速フィルタまたは比較的に高速のフィルタと呼ぶ）を備えている。両低域フィルタの出力信号の変化と振幅が比較され、かつ安定した車輪回転状態または不安定な車輪回転状態を検出するために評価される。この場合、所定の許容誤差範囲内にある、第１のフィルタによって得られた信号に対する、第２のフィルタによって得られた信号の偏差が、車輪の安定した回転状態を示すものとして評価され、許容誤差範囲の超過が不安定な車輪回転を示すものとして解釈されると有利であることが判った。
【００１０】
安定した車輪回転状態を示すこの許容誤差範囲は本発明に従って、許容誤差帯域を設定することによって形成される。許容誤差の限界は正と負の偏差において、約±０．０２〜０．１ｇ、特に±０．０５ｇのオーダーの間隔の平行線によって示され、ここで“ｇ”は重力加速度である。
【００１１】
添付の図に基づく、実施の形態の次の説明から、本発明の他の詳細が明らかになる。
【００１２】
図１には、数秒の短い時間の間の数個の信号の変化が示してある。この信号の変化は誤制御開始にとって危険な状況を示し、本発明による方法の作用と処理手順を説明するために特に適している。
【００１３】
ここで考察される状況における個々の車輪の速度の変化を示す車輪センサ信号は、Ｖ_ＶＬ，Ｖ_ＨＬ，Ｖ_ＶＲ，Ｖ_ＨＲで示してある。更に、車両基準速度Ｖ_ＲＥＦが示してある。この車両基準速度は公知のごとく個々の車輪の回転速度に基づいて求めることができ、制御基準変量としての働きをする。
【００１４】
従って、本発明による方法は、いろいろな方法で得られる減速度信号の比較および分析に基づいている。図１には、Ｂセンサ信号、すなわち車両縦方向減速度センサ（Ｂセンサ）の出力信号の変化と、個々の車輪の回転状態から求められた車両減速度信号の変化が示してある。
【００１５】
Ｂセンサから供給され、車輪センサ信号から求められた両減速度信号ｂ_ＬＳ，ｂ_ＦＺが互いに比較される。差分信号（差動信号）Ｓが求められる。この差分信号は本発明に従って、ろ波装置を通過した後で、安定した車輪回転と不安定な車輪回転を検出するために評価される。
【００１６】
ろ波装置は本実施の形態では、第１と第２の低域フィルタからなっている。以下において“低速フィルタ”と呼ぶ第１の低域フィルタの限界周波数は、本実施の形態では１〜３Ｈｚのオーダーであり、“高速フィルタ”と呼ぶ第２の低域ルタの限界周波数は４〜１０Ｈｚのオーダーである。これにより、比較的にゆっくり変化する差分信号Ｓ_ＬＦと、速い変化を示す信号Ｓ_ＳＦが生じる。Ｓ_ＳＦは図１において点線で示してあり、Ｓ_ＬＦは実線で示してある。
【００１７】
低速フィルタによって得られる信号Ｓ_ＬＦに対する、高速フィルタによって得られる信号Ｓ_ＳＦの偏差は、車輪の安定性を表す。図１の実施の形態において、第１の低域フィルタによって得られる差分信号Ｓ_ＬＦを中心とした許容誤差帯域は、例えば±０．０５ｇのオフセットによって生じる。この許容誤差帯域は“低速信号”Ｓ_ＬＦに関する“高速信号”Ｓ_ＳＦの上側の限界Ｇ_Ｏと下側の限界Ｇ_Ｕを形成する。図２，３に基づいて後述するように、本発明では、“高速信号”Ｓ_ＳＦが許容誤差限界Ｇ_Ｏ，Ｇ_Ｕ内にあるときにのみ、“安定した車輪回転”であると仮定される。“高速の”差分信号Ｓ_ＳＦが許容誤差限界Ｇ_Ｏ，Ｇ_Ｕを上回ると、これは不安定性、すなわち“不安定な”車輪回転を示すので、ＴＣＳコントロールが許容される（基準速度の補正は行われない）。
【００１８】
図１の実施の形態では、高速フィルタによって得られる差分信号Ｓ_ＳＦは、時点ｔ_０で上側の限界値Ｇ_Ｏを超えて上昇する。その前は、車輪速度Ｖ_ＶＬ，Ｖ_ＨＬ，Ｖ_ＶＲ，Ｖ_ＨＲの変化と、車両基準速度Ｖ_ＲＥＦの変化が最大でも少しだけしか互いに異なっていないので、車輪回転状態は安定している。時点ｔ_０で許容誤差範囲の上側の限界値Ｇ_Ｏを上回る差分信号Ｓ_ＳＦは、不安定な車輪回転または不安定な車輪回転状態を示す。ｔ_０に続いて、図１の下側部分の車輪速度特性曲線が示すように、車両基準速度Ｖ_ＲＥＦが補正されないので、ほぼ時点ｔ_１で、車輪スリップ、車輪加速度等が大きすぎることにより、トラクションスリップコントロール（ＴＣＳコントロール）が開始される。信号、特に高速フィルタから供給された差分信号Ｓ_ＳＦが不安定な車輪回転状態を示すので、ＴＣＳコントロールの開始は“誤った”制御開始ではない。
【００１９】
減速信号と差分信号の更なる変化から、車輪回転の安定性が先ず最初にＴＣＳコントロールによって高められることが判る。これに続いて、ほぼ時点ｔ_２，ｔ_３で、新たに不安定な相が生じ、これにより、高速フィルタによって得られる差分信号Ｓ_ＳＦが新たに許容誤差帯域Ｇ_Ｏ／Ｇ_Ｕを逸脱することになる。
【００２０】
図２，３には、異なる状況で得られる測定曲線を描くことによって、制御作用の経過の他の区間が示してある。
【００２１】
図２は、安定した車輪回転時の全輪駆動車両による下り坂走行に関する。下側の曲線で示した車輪速度Ｖ_ＶＬ，Ｖ_ＨＬとＶ_ＶＲ，Ｖ_ＨＲはほとんど異なっていない。車両基準速度Ｖ_ＲＥＦは図２の実施の形態では時点ｔ_４で比較的に大きく上昇し、それによって車輪速度Ｖ_ＶＬ，Ｖ_ＨＬ，Ｖ_ＶＲ，Ｖ_ＨＲに近づく。車輪回転状態から求められた車両減速度信号である減速度信号ｂ_ＦＺと、縦方向減速度センサによって得られた減速度信号ｂ_ＬＳは、所定の間隔をおいて比較的に“類似して”変化する。両減速度信号ｂ_ＦＺ，ｂ_ＬＳの差は下り坂走行または下り勾配によって生じた付加的な減速によるものである。この減速度は縦方向力センサによって得られた信号を、下り勾配に一致するほぼ一定の値だけ低下させる。低速フィルタによって得られた差分信号Ｓ_ＬＦと、差分信号Ｓ_ＬＦに対する平行線Ｇ_Ｏ，Ｇ_Ｕによって設定される許容誤差帯域または許容誤差範囲とは、図２の上側部分に示してある。高速フィルタによって得られる信号Ｓ_ＳＦは実質的に許容誤差帯域内にある。従って、この状況の表示は全輪の“安定した”回転を示している。
【００２２】
図２には更に、信号“ＡＳＲ−ｅｉｎ（ＴＣＳオン）”が示してある。この信号は図示した状況では誤制御開始を生じることになる。この場合、ＴＣＳ制御開始は、それが本発明による方法によって誤制御開始にとって危険であると認識されず、阻止されないときに、時点ｔ_{ＡＳＲ−ｅｉｎ} における車輪速度に対する車両基準速度の偏差によって行われる。
【００２３】
図３に示す状況では、不安定な車輪回転状態が生じている。これは、車輪速度Ｖ_ＶＬ，Ｖ_ＨＬ，Ｖ_ＶＲ，Ｖ_ＨＲの変化の分析によって検出できないかあるいは少なくとも明確に識別できない。車両縦方向減速度ｂ_ＬＳと、車輪回転状態から求められる車両減速度ｂ_ＦＺの変化は、図２の状況におけるこの両減速度と異なり、決して“類似”していない。関連する許容誤差範囲限界Ｇ_Ｏ，Ｇ_Ｕを有する“低速の”差分信号Ｓ_ＬＦはところどころ、高速フィルタによって得られた差分信号Ｓ_ＳＦの経過に対して大きく異なっている。これは不安定な車輪回転または不安定な車輪回転状態を明確に示している。図３から更に明らかなように、差分信号Ｓ_ＬＦの勾配は考察時間内で比較的に大きく変化する。これは同様に不安定な車輪回転状態を示している。図３の状況では、車両基準速度の補正は行われない。この状況では、トラクションスリップコントロール過程の開始は本発明の方法によって影響を受けないかまたは阻止されない。
【００２４】
本発明の方法は、トラクションコントロールシステムにとって危険な状況において、特に下り坂走行時に、不安定な車輪回転状態と安定した車輪回転状態を区別することができる一つの方法を示す。このような状況において、本発明の方法により誤制御開始が回避され、それによって全駆動トルクを車輪に伝達することができる。このような状況における誤制御開始は不所望で、不快で、そして或るケースの場合には危険である駆動力低下を生じることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による方法に関連する状況における、車両状態または走行状態と制御経過とを示す若干の変量を概略的に示す図である。
【図２】
車輪回転状態が安定した状況における、同じ信号を図１と同様に示す図である。
【図３】
車輪回転状態が不安定な状況における、図１，２と同じ変量を同様に示す図である。

Claims

下り坂走行のような誤制御開始にとって危険な状況において、誤制御または誤制御開始を防止または低減することによって、トラクションスリップコントロールシステム（ＴＣＳシステム）の制御特性を改善するための方法、特に全輪駆動車両のための方法であって、個々の車輪の回転状態から車両基準速度と車両減速度信号が求められ、縦方向減速度センサ（Ｂセンサ）によって車両減速度信号が得られる、方法において、両減速度信号、すなわち車輪回転状態から求められた減速度信号と縦方向減速度センサ（Ｂセンサ）によって得られた減速度信号の変化を比較し、安定した車輪回転状態または不安定な車輪回転状態を検出するために分析することを特徴とする方法。
減速度信号を比較および分析するために、車輪回転状態から求められた減速度信号と縦方向減速度センサ（Ｂセンサ）によって得られた減速度信号との差を示す信号を求めることを特徴とする請求項１記載の方法。
安定した車輪回転状態または不安定な車輪回転状態を検出するために差分信号の時間的な変化が評価されることを特徴とする請求項２記載の方法。
差分信号が多段式ろ波装置によって評価されることを特徴とする請求項２または３記載の方法。
限界周波数が１〜３Ｈｚのオーダーである第１の低域フィルタと、限界周波数が４〜１０Ｈｚのオーダーである少なくとも１つの第２の低域フィルタとを備えたろ波装置が使用されることと、低域フィルタによって得られた信号の変化および／または振幅が互いに比較され、かつ安定した車輪回転状態または不安定な車輪回転状態を検出するために評価されることを特徴とする請求項４記載の方法。
所定の許容誤差範囲内にある、第１のフィルタによって得られた信号に対する、第２のフィルタによって得られた信号の偏差が、車輪の安定した回転状態を示すものとして評価され、許容誤差範囲の超過が不安定な車輪回転を示すものとして解釈されることを特徴とする請求項５記載の方法。
許容誤差範囲の維持が安定した車輪回転状態を示すものとして評価され、この許容誤差範囲が、第１のフィルタによって得られる信号に関して、０．０２〜０．１ｇ、特に０．０５ｇのオーダーの許容誤差帯域を設定することによって形成され、ここで“ｇ”は重力加速度であることを特徴とする請求項６記載の方法。
安定した車輪回転状態の検出時に、車両基準速度が補正されるかまたは高められ、それによって車輪の回転速度に近づけられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つまたは複数に記載の方法。