JP4800479B2 - 横方向で摩擦係数の異なる車道における車両のトラクションスリップコントロール方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載した、横方向で摩擦係数の異なる車道における車両のトラクションスリップをコントロールするための方法と装置に関する。
【０００２】
トラクションスリップは基本的には、車輪が車速によりも早く回転することを意味する。これはほとんどの場合、駆動トルクが、車輪と車道の間の摩擦状態に基づいて車輪と車道の間で伝達可能なトルクよりも大きいときに発生する。
【０００３】
図１は車両を上側から見た概略図である。１１は左側前輪、１２は右側前輪、１３は右側後輪、１４は左側後輪である。車両が前輪駆動であるときには、トラクションスリップは車輪１１，１２で発生する。不所望なトラクションスリップを低減するために、エンジントルクを低下させるかあるいはスピンする車輪を制動するために、ブレーキ圧力を高めることができる。このブレーキ圧力の上昇によるトラクションスリップコントロールは特に、回転数が低く、従ってエンジントルクの低下がほとんど不可能であるときに行われる。
【０００４】
望ましくない走行状況が発生する。例えば横方向で摩擦係数の異なる車道で発生し、例えば右側の車輪が小さな摩擦係数で走行し（湿った、砂状の、滑りやすい車道）、左側の車輪が大きな摩擦係数で走行する（乾燥した車道）ときに発生する。これは図１においてハッチング１７によって示してある。このハッチングは小さな摩擦係数を有する車道範囲を示している。トラクションスリップコントロールが行われないときには、摩擦係数の小さな駆動車輪（例えば１２）がスピンし、摩擦係数の大きな車輪が差動装置の作用によってほとんど駆動されない状態が発生し得る。そのとき、トラクションは悪く、安定性を低下させる。
【０００５】
車輪毎のトラクションスリップコントロールシステムが知られている（例えばＢＴＣＳ＝“ブレーキトラクションスリップコントロールシステム”）。このトラクションスリップコントロールシステムは車輪スリップを車輪毎に制御する。スタートが困難な場合には時々、大きなトラクションスリップ値が必要である。このトラクションスリップ値は、スタートを可能にするために、制御技術的に抑制する必要がない。このような不所望な状況で、例えば横方向で摩擦係数の異なる上り坂の車道場合、大きな摩擦係数の側でもトラクションスリップが増大し、ブレーキ圧力の増大が快適性を損ない、トラクションの損失を生じることになる。
【０００６】
更に、１個の車輪のトラクションスリップだけを制御するトラクションスリップコントロールシステムが知られている。この場合、事情によっては、他の車輪の車輪状態が考慮される（例えばＥＤＳ＝“電気式差動装置ロック”）。このトラクションスリップコントロールシステムは、特に摩擦係数の差が大きい場合に、エンジン出力全部をできるだけトラクションのために供することができるようにするために、小さな摩擦係数の側でのみ、ブレーキ圧力上昇させるという制御技術的な目的を達成する。このシステムは大きな摩擦係数の駆動される車輪の状態に依存して、小さな摩擦係数の側のブレーキ圧力を制御する。しかし、大きな摩擦係数の側でトラクションスリップが増大すると、小さな摩擦係数の側のトラクションスリップの増大による支持トルクの大幅な低下のためにトラクションが損なわれ、快適性が低下するという欠点がある。両側に同じ摩擦係数を有し、それによって駆動されるすべての車輪のトラクションスリップがほぼ同じである車道では、介入は行われない。
【０００７】
本発明の課題は、最大限のトラクションが可能であり、快適性ができるだけ損なわれない、横方向で摩擦係数の異なる車道における車両のトラクションスリップをコントロールするための方法と装置を提供することである。
【０００８】
この課題は独立請求項記載の特徴によって解決される。従属請求項は本発明の好ましい実施形を示している。
【０００９】
先ず最初に、横方向で異なる摩擦係数（横方向でスプリットされた摩擦係数）を有する車道での走行状況が認識される。認識は例えば駆動される車軸の車輪のスリップの比較によって行われる。スリップがはっきりと異なるときには、異なる摩擦係数での走行状況であることが推測される。スリップの代わりに、その都度の車輪速度を用いることができる（なぜなら、スリップがその都度車輪速度と車両基準速度との差として算出されるからである）。
【００１０】
駆動される車軸の両車輪でトラクションスリップが発生したときに、トラクション損失を防止するために、小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のブレーキ圧力を低下させることができる。これは小さな摩擦係数の側での大きなトラクションスリップを生じるがしかし、大きな摩擦係数の側で（差動装置に基づいて）小さなスリップを生じ、最良の場合にはこの車輪の新たなグリップを生じ、それによってトラクションが改善され、常に前進駆動力が生じ、走行快適性がほとんど損なわれない。
【００１１】
トラクションスリップコントロール装置は横方向で摩擦係数の異なる車道における走行状況を認識するための認識装置と、摩擦係数がスプリットされて両側にトラクションスリップが発生するときに、小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のブレーキ圧力を低下させるブレーキ動作制御装置を備えている。ブレーキ動作制御装置は包括的なブレーキ制御装置の一部である。このブレーキ制御装置はアンチロックコントロールまたは電子式安定性最適化のようないろいろな制御目的を有する。特に、本発明によるトラクションスリップコントロールは公知のトラクションスリップコントロールの一部であってもよい。本発明によるトラクションスリップコントロールは好ましくは、車輪毎のトラクションスリップコントロールの補足として設計される。本発明によるトラクションスリップコントロールは例えば冒頭に述べたＢＴＣＳを補足することができる。
【００１２】
図を参照して本発明の個々の実施の形態を説明する。
【００１３】
図２は、認識装置２２とブレーキ動作制御装置２４を備えたトラクションスリップコントロール装置を示している。一般的に言えば、ここで説明する構成要素は同様に説明する方法ステップを実施するために構成可能である。方法ステップは個々に説明する構成要素に対応して実施可能である。
【００１４】
認識装置では、状況を能動的に認識できるようにするため、誤認識を排除できるようにするため、および場合によっては小さな摩擦係数を有する側と大きな摩擦係数を有する側を識別するために、いろいろなチェックが行われる。
【００１５】
一般的に、トラクションスリップコントロール装置はいろいろな入力信号２１を受け取る。この入力信号は例えば車輪センサによって得られた車輪信号を含んでいる。そのほかに、他のセンサ信号または二次信号を必要に応じて受け取り、評価することができる。直接センサ信号を使用してもよいし、処理された（ろ波された）センサ信号またはデータバスからの信号を使用してもよい。このようなセンサに基づく信号は、その出所と関係なく２１によって示してある。
【００１６】
図３には認識装置２２が詳細に示してある。認識装置は決定装置３０を備えている。この決定装置は車両の大きな摩擦係数の側と小さな摩擦係数の側を認識することができる。決定装置３０は例えば比較装置３３を備えている。この比較装置は駆動される車輪のスリップを互いに比較する。両車輪の駆動トルクが同じであると仮定することができるので、大きなスリップを有する車輪は、小さな摩擦係数を有する側で回転する車輪であると見なすことができる。駆動される車輪のスリップの代わりに、この車輪の車輪速度を互いに比較してもよい。認識装置は大きな摩擦係数を有する側または小さな摩擦係数を有する側を示す出力信号を発生する。
【００１７】
更に、チェック装置３２が設けられている。このチェック装置ではいろいろなチェックが行われる。次のチェックの１つ、複数または全部を行うことができる。
− 大きな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップが第１の閾値を上回っているかどうかチェックされる、
− 小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップが第２の閾値を上回っているかどうかチェックされる、
− 大きな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップ加速度およびまたは車輪加速度が正の閾値よりも大きいかどうか、そして小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップ加速度およびまたは車輪加速度が負の閾値よりも小さいかどうかチェックされる、
− 駆動される車輪のブレーキ圧力の値がチェックされ、およびまたは互いに比較される。
【００１８】
駆動される両車輪はスリップしていなければならない。なぜなら、そのときにのみ、本発明によって解決すべき問題が生じるからである。大きな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップは、従来のトラクションスリップコントロールが作用するほど大きくはない。従って、第１の閾値は従来のトラクションスリップコントロールシステムの介入閾値よりも小さい。
【００１９】
大きな摩擦係数の車輪のスリップ加速度または車輪加速度が照会され、正の閾値であるかどうかチェックされる。値が負であると、これは大きな摩擦係数の車輪のスリップまたは車輪速度の低下を示す。そのとき介入は必要でない。なぜなら、状況の自動的な補正が予想されるからである。
【００２０】
不要な介入を防止するために、小さな摩擦係数の車輪のスリップ加速度または車輪加速度が同様に照会される。加速度が負であると、これは小さな摩擦係数の車輪の強すぎる制動を示すので、本発明による介入（小さな摩擦係数の車輪の圧力低下）によって所望な結果が期待される。
【００２１】
小さな摩擦係数の車輪のブレーキ圧力は最小値よりも大きくすべきである。これに関する最小ブレーキ圧力のための閾値はヒステリシスの意味では、走行状況以外の場合が走行状況中よりも高い。好ましくは、小さな摩擦係数の車輪のブレーキ圧力が大きな摩擦係数の車輪のブレーキ圧力よりも少なくとも所定の値だけ高いときにのみ、走行状況が認識される。
【００２２】
上記の条件が存在する場合、横方向で異なる摩擦係数を有する走行状況を認識することができる。この場合、更に考慮される判断基準の数に応じて、認識は、予定される介入が適切であるかまたは成功する望みがあるかどうかの判断を含んでいる。チェック装置３２が全体として肯定的な結果を生じると、それ自体が信号を出力する。この信号は決定装置３０の信号と共に、全体信号２３として出力可能である。図３は２本の信号ラインを例示的に示している。しかし、認識装置は一層複雑で例えば量的な設定を生じる信号２３を発生してもよい。
【００２３】
認識装置２２が認識信号２３を出力すると、ブレーキ動作制御装置２４は小さな摩擦係数の側のブレーキ圧力の低下を開始する。ブレーキ動作制御装置２４は図４に幾分詳細に示されている。ブレーキ動作制御装置は目標値設定装置４０と制御信号発生手段４４を備えている。目標値設定装置４０は目標圧力勾配のための設定部分４１と、目標圧力のための設定部分４２を備えている。例えば認識が行われるときに、小さな摩擦係数の側の車輪のブレーキ圧力について所定の負の目標勾配を生じることができる。この勾配自体は小さな摩擦係数の車輪およびまたは大きな摩擦係数の車輪の走行状況（スリップ、速度、加速度）に依存する。制御信号発生手段４４では、設定された目標値（目標圧力、目標勾配）に応じて、車輪ブレーキの弁のための制御信号が発生し、出力信号２５として出力され、特に弁ブロックに供給される。
【００２４】
認識装置２２とブレーキ動作制御装置２４は入力信号、特に車輪速度、車両基準速度、ブレーキ圧力信号等を受け取ることができる。この信号はセンサ、車両データバスまたはモデル（例えばブレーキ圧力モデル）から直接的にまたは間接的に取り出される。
【００２５】
本発明によるトラクションスリップコントロール装置の場合、大きな摩擦係数の側のトラクションスリップが比較的に短時間だけ生じるので、その都度比較的に短い時間にわたってのみ、小さな摩擦係数の側の圧力低下が行われる。それによって生じるトラクションスリップの増大は、走行快適性を低下させないほど小さい。
【００２６】
手段を講じるにもかかわらず、大きな摩擦係数の側のトラクションスリップが閾値を上回るときには、この車輪で個別的にブレーキスリップが制御または調整される。従って、例えば上り坂でのスタートの場合に摩擦係数が異なっている（スプリットされている）分配されているにもかかわらず、例えばパワートレーンの慣性トルクに基づいてあるいは大きな摩擦係数の側の比較的に小さな摩擦係数のために、大きなトラクションスリップが大きな摩擦係数の側に一時的に発生し得る。このような状況は、小さな摩擦係数の車輪の圧力を低下させるための上記の判断基準を満足しないので、この車輪の圧力低下は開始されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両の概略的な平面図である。
【図２】 トラクションスリップコントロール装置の本発明にとって重要な構成要素を概略的に示すブロック図である。
【図３】 図２の認識装置を示す。
【図４】 図２のブレーキ動作制御装置を示す。

Claims (18)

1. 横方向で摩擦係数の異なる車道における走行状況を認識し、走行状況が認識されて両車輪にトラクションスリップが発生するときに、小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のブレーキ圧力を低下させて、横方向で摩擦係数の異なる車道における車両のトラクションスリップをコントロールする方法において、
   認識のために、
   車両のどちら側が大きな摩擦係数の側であるかおよび小さな摩擦係数の側であるかを決定し、
   大きな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップが第１の閾値よりも高いかどうかをチェックし、
   小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップが第２の閾値よりも高いかどうかをチェックし、
   大きな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップ加速度と車輪加速度の少なくとも一つが正の閾値よりも高いかどうかをチェックし、小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップ加速度と車輪加速度の少なくとも一つが負の閾値よりも低いかどうかをチェックし、
   両車輪のブレーキ圧力をチェックし、または両車輪のブレーキ圧力を互いに比較し、または両車輪のブレーキ圧力のチェックとブレーキ圧力の互いの比較をすることを特徴とする、横方向で摩擦係数の異なる車道における車両のトラクションスリップをコントロールするための方法。
2. 大きな摩擦係数の側または小さな摩擦係数の側を決定する際に、駆動される車輪のスリップまたは速度が比較され、大きくスリップしている側が小さな摩擦係数の側として決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 第１の閾値が車輪毎にトラクションスリップコントロールを介入する閾値よりも低く設定されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. ブレーキ圧力をチェックする際に、小さな摩擦係数の側のブレーキ圧力が、第３の閾値よりも高いかどうかがチェックされ、大きな摩擦係数の側のブレーキ圧力が、第４の閾値よりも低いかどうかがチェックされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. ブレーキ圧力を比較する際に、大きな摩擦係数の側のブレーキ圧力が、小さな摩擦係数の側のブレーキ圧力よりも所定の値だけ低いかどうかがチェックされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 車輪スリップ値としてろ波された値が用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
7. ブレーキ圧力低下が、定めることができる勾配に応じて行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. 勾配が、大きな摩擦係数の側の車輪のスリップとスリップ加速度の少なくとも一つ、または小さな摩擦係数の側の車輪のスリップとスリップ加速度の少なくとも一つ、または大きな摩擦係数の側の車輪のスリップとスリップ加速度の少なくとも一つと小さな摩擦係数の側の車輪のスリップとスリップ加速度の少なくとも一つ、とに応じて定められることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 方法が車輪毎に作用するトラクションスリップコントロール方法に補足して実施され、この車輪毎に作用するトラクションスリップコントロール方法において、トラクションスリップが車速に依存する閾値と車輪毎に比較され、かつエンジントルク低下と車輪毎のブレーキ圧力上昇の少なくとも一つによって変化させられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
10. 請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法を実施するための、横方向で摩擦係数の異なる車道における車両のトラクションスリップをコントロールする装置において、
    横方向で摩擦係数の異なる車道における走行状況を認識するための認識装置（２２）と、走行状況が認識されて両車輪にトラクションスリップが発生するときに、小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のブレーキ圧力を低下させるブレーキ動作制御装置（２４）を備え、
    認識装置（２２）が、
    車両のどちら側が大きな摩擦係数の側であるかおよび小さな摩擦係数の側であるかを決定するための決定装置（３０）と、
    大きな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップが第１の閾値よりも高いかどうか、小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップが第２の閾値よりも高いかどうか、大きな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップ加速度と車輪加速度の少なくとも一つが正の閾値よりも高いかどうか、そして小さな摩擦係数の側の駆動される車輪のスリップ加速度と車輪加速度の少なくとも一つが負の閾値よりも低いかどうかをチェックし、両車輪のブレーキ圧力をチェックする、または両車輪のブレーキ圧力を互いに比較する、または両車輪のブレーキ圧力をチェックすると共にブレーキ圧力を互いに比較するチェック装置（３２）を備えていることを特徴とする装置。
11. 決定装置（３０）が駆動される車輪のスリップまたは速度を比較するための比較装置を備え、大きなスリップまたは高い速度を有する側が小さな摩擦係数の側として決定されることを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 第１の閾値が車輪毎にトラクションスリップコントロールを介入する閾値よりも低く設定されることを特徴とする請求項１０または１１記載の装置。
13. チェック装置（３２）が、小さな摩擦係数の側のブレーキ圧力を、第３の閾値よりも高いかどうかチェックし、大きな摩擦係数の側のブレーキ圧力を、第４の閾値よりも低いかどうかチェックすることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一つに記載の装置。
14. ブレーキ圧力を比較する際に、大きな摩擦係数の側のブレーキ圧力が、小さな摩擦係数の側のブレーキ圧力よりも所定の値だけ低いかどうかがチェックされることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一つに記載の装置。
15. 車輪スリップ値としてろ波された値が用いられることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一つに記載の装置。
16. ブレーキ動作制御装置（２４）がブレーキ圧力低下のための目標勾配を設定するための設定装置（４０，４１）を備えていることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一つに記載の装置。
17. 設定装置（４０，４１）が、大きな摩擦係数の側の車輪のスリップとスリップ加速度の少なくとも一つ、または小さな摩擦係数の側の車輪のスリップとスリップ加速度の少なくとも一つ、または大きな摩擦係数の側の車輪のスリップとスリップ加速度の少なくとも一つと小さな摩擦係数の側の車輪のスリップとスリップ加速度の少なくとも一つ、に応じて、勾配を決定することを特徴とする請求項１６記載の装置。
18. 装置が車輪毎に作用するトラクションスリップコントロール装置に補足して設けられ、この車輪毎に作用するトラクションスリップコントロール装置において、トラクションスリップが車速に依存する閾値と車輪毎に比較され、かつエンジントルク低下と車輪毎のブレーキ圧力上昇の少なくとも一つによって変化させられることを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか一つに記載の装置。

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