JPH03500634A - アンチロツク制御システムおよび／または駆動装置スリツプ制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アンチロック制御システムおよび／または駆動装置スリップ制御システム 本発明は、請求項１の上位概念の構成を有するアンチロック制御システムまたは 駆動装置スリップ制御システムに関する。

問題点の説明 公知の車輪制御アルゴリズムはすべて、直接制御されているタイヤのスリップを スリップ特性曲線の最大値付近のできるかぎり狭い範囲内に維持するという明確 な目標を有する。ボッシュのシステムＡＢＳ２（７）場合、原則的にタイヤのス リップは、このシステムの車輪のタイヤが不安定になるまで高められる。その後 タイヤのスリップは、このシステムの車輪のタイヤが再びスリップ特性曲線上の 安定点に行きつくまで低下される。この点に到達するとスリップは再び高められ 、さらにこの制御サイクルを繰り返す。不安定性の検出がアンチロックシステム の主要な機能である。

スリップ特性曲線が最大値をすぎてから急速に下降する場合、ブレーキモーメン トがスリップ特性曲線の最大値に相応する値を上回るか上回らないか位の大きさ におかれていても、車輪は最大値を趨えると急造に減速する。そのため不安定性 の確英な検出は問題ない。しかしこの場合、車輪の急速な減速によりタイヤのス リップが非常に大きくなる可能性があり、それにより制動力および何方案内力の 著しい損失が生じるおそれがある。

反対に、スリップ特性曲線が最大値をすぎてもほとんど下降しない場合、例えば 氷上の場合には、ブレーキモーメントがスリップ特性曲線の最大値に相応する値 を上回るか上回らない大きさにおかれていると、車輪は非常に緩慢に減速する。

そのため不安定性の検出は非常に難しくなる。場合によっては、大きなブレーキ スリップの際に初めて不安定性が検出される可能性もあり、それにより再び側方 案内力の著しい損失が生じるおそれがある。

良好なブレーキ作用のために、さらにできる限り大きな側方案内力のために、ス リップ特性曲線の最大値を越えるべきではない。側方案内力に対するいちだんと 高度な要求のために、タイヤのスリップをλ＊以下に維持できるようにすべきで あって、この場合λ＊は、スリップ特性曲線の最大値が維持されるようなスリッ プを表わす。２本より小さいスリップ値の場合、システムの車輪のタイヤは安定 してるので、不安定性の検出はλ＊より小さいスリップ値における制御に対して は行なえない。

２本よりも小さいスリップ値における制御は、スリップ特性曲線および瞬時のス リップがわかっていれば可能であろう。それらを検出するには、車両速度のよう に測定するのが困難な補助信号が必要であるので、経済的な解決のためにこれに 代わるべき別の手段を模索しなければならない。１つの実行可能な代案は、スリ ップ特性曲線の傾きである。

通常、スリップ特性曲線の傾きはスリップが増加するにしたがい単調に減少する 。したがってタイヤのスリップとスリップ特性曲線の傾きとの関係は明確である 。そのため所定のスリップ値における制御に対する要求は、スリップ特性曲線の 所定の傾きにおける制御に対する要求により補うことができる。動作点における スリップ特性曲線の傾きが太きくなるにつれて、動作点はいっそう安定する。動 作点におけるスリップ特性曲線の傾きが小さくなるにつれて、動作点の安定性は 小さくなる。傾きが負であと動作点は不安定である。つまり傾きは動作点の安定 度マージンに対する尺度である。

先行の出願においてすでに、スリップ特性曲線の傾きを車輪の跳躍特性の応答か ら推定することが提案されている。この場合、ブレーキ圧は跳躍的に上昇し、そ のあとで車輪速度が分析される。この方法の場合、２つの問題点がある： １、＊輪速度信号の不正確さにより、とりわけ摩擦係数が小さい場合に車輪速度 の分析が困難になる。氷上では例えばλ＊−４％であり、そのため非常ｌ；小さ いであろう圧力の跳躍的変化により、はんの僅かなスリップの変化が生じるだけ であり、このように僅かなスリップの変化では前述の不正確さに起因して確実に 分析することができない。

２、圧力の跳躍的変化の後の車輪の特性は、車道の摩擦係数における障害およ接 地力の変動のような様々な障害により変化する。圧力の跳躍的変化が小さい場合 １．＝１１らの全体的変化により、圧力の跳躍的変化に基づく過渡的な車輪特性 が吸収される。そのためスリップ特性曲線の傾きに関連のある車輪速度の確実な 分析は、もはや不可能である。圧力の跳躍的変化の増大は改善をもたらすであろ うが、スリップ目標値からの偏差も、制動力、側方案内力ないしコーナリングフ ォースおよび快適性の損失が生じるという欠点をともないながら、大きくなって しまう。

課題および解決手段 したがって本発明の課題は、既述の問題点の解決手段を得ることにある。

この課題は請求項１記載の特徴により解決される。

不安定性の確実な検出は、車輪速度のはつきりした変動を測定できる場合にのみ 可能となる。しかしながらこれは、車輪のブレーキシリンダ圧力の跳躍的変化が 比較的小さいと達成することができないので、不発明によれば、圧力を跳躍的に ではなくパルス形状で変化させることが提案されている。このパルスは短期間の 相次ぐ圧力形成および圧力低減により発生すル（第１図）、この場合、インレフ トバルブ時間およびアウトレットバルブ時間は、車輪のブレーキシリンダ圧力が パルスの前と後とで等しい大きさであるように相互に調整されていると理想的で ある。さらにこれら２つの時間を、前記パルスによって（いずれにせよ短期間） タイヤのスリップが明確に変化するように、選定すべきである。大きな跳躍的変 化により圧力が形成されてから即座に圧力を減衰することにより、タイヤがすで にスリップ特性曲線の最大値近傍に達している際に、パルスの後で即ち分析期間 中にタイヤのスリップが過度に急速に大きくなることが回避される。

これ以降、パルスの後の圧力は、パルスよりｎの圧力と正確に同じ値を有するこ とを前提とする。圧力パルスより前のタイヤのスリップがスリップ特性曲線の安 定した側にあると、パルス後のタイヤのスリップは再び急速に小さくなる。圧力 パルスより前のタイヤのスリ・７プがスリップ特性曲線の”水平な”部分にある と、圧力パルス後のスリップはもはや小さくならない。圧力パルスより前のタイ ヤのスリップがスリップ特性曲線の不安定な側にあると、圧力バシス後のタイヤ のスリップはさらに増加する。

圧力バルスより前のタイヤのスリップがスリップ特性曲線の安定した側にあると 、圧力パルスより前の出力最終係数と圧力バルス直後の出力最終係数の差により 、どの程度の速さでタイヤが再びスリップ特性曲線の安定点に戻るかがめられる 。圧力パルス直後の出力最終係数がスリップ特性曲線の最大値に相応する場合、 タイヤのスリップがスリップ特性曲線の安定点へ。

移行する速度は、安定点がスリップ特性曲線の最大値より下のどの程度のところ にあるかということに対する基準となる。

そのため圧力バシス後にタイヤが再びスリップ特性曲線の安定点へ戻った速度は 、動作点の安定度マージンに対する基準となる。

新たに考え得る安定度マージンの定義は、であって、この場合、ＶＲは車輪の加 速度平均値であり、■　は基準速度あるいは車両速度の圧力バルｅｆ ス後の加速度平均値である。

圧力バシス後の車＃１特性の分析Ｉ＝対するその他の等価の定義も可能である。

第４図には、さらに別の手段による安定度マージンの定義が示されている。

ただし安定度マージンを算出する場合、種々異なるむだ時間および遅延時間によ り圧力パルスに関連する車輪速度信号が時間的に遅延して現われることを考慮し なければならない。さらに通常、測定された車輪速度信号を、分析のために利用 する前蓼；濾波することが必要である。

既に述べたようにこのようにして、パルス後の車輪ブレーキシリンダ内の圧力を パルスより前の圧力に比べて変化させることなく、車輪速度の短期間の明確な変 動を得ることができる。これにより“原則的Ｉこ圧力を変化させることなく”、 タイヤのスリップがどの程度安定しているかに関する情報を得ることができ、さ らにそれ故タイヤのスリップがスリップ特性曲線の不安定な側にあるか否かに関 する情報も得ることができる。これにより基準速度の喪失が回避される。

さらに正の安定度マージンへの制御により、２本よりも小さいタイヤスリップに 制御することができる。

既に述べたようノこ、圧力パルス後のタイヤ特性はタイヤの安定度マージンに対 する尺度である。本発明によればこのタイヤ特性が検出される。

図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は圧力パルスおよびそのために必要なバルブ制御信号ＥＶおよびＡＶを示 す図、第２図は本発明の着想を実施するためのブロック図、第３図は圧力バルス 特性およびそれにより生じる車輪速度変動特性のダイアダラム図、第４図は安定 度マージンの択一的取得をブロックの形状で示す図である。

第２図では、車輪速度に対する２つの測定値発生器がｌＯおよび１１により示さ れている。これらの発生器の信号は基準速度■　形成のためにブロックｌｅｆ ２に導かれる。因示されている例の場合、測定値発生器１ｏはこの目的のために のみ必要である。なお、測定値発生器１１の信号だけは、所属の車輪におけるブ レーキ圧力を制御するために利用される。

測定値発生器１１の基準速度信号および車輪速度信号Ｉ′ｉ、ブレーキ圧制御の ためのスリップ信号を形成するために評価回路１３へ導かれる。ブレーキ圧を制 御するために、公知のようにインレフトバルブ１４およびアウトレットバルブ１ ５が設けられている。

第２図の回路において、さらにバルブ１４および１５に対する付加的な制征回路 １６、差分形成器１７、閾値段１８、櫂分器１９、最大値形成器２０および除算 器２１が設けられている。

アウトレットバルブ１５を同時に制御せずに評価回路１３によりインレットバル ブ１４を制御する場合、アンド−ゲート２２を介して制御回路１６が作動し、こ の制御回路により第１図のようにバルブ１４．１５が制御されて圧力パルスが生 成される。同時にブロック１２が制御され、そこにおいて目下の車輪速度に等し い基準速Ｋ　（ｉｔ　’ｉｊｒ　Ｖ　がセットされる。さらに別ｅｆ のアンド−ゲート２３を介して積分器１９８よび最大値形成器２０が作動し、（ Ｖ　−Ｖ　）が（１８Ｒｅｆ　Ｒ において）予め設定された比較値を趣えている場合には、作動解除が行なわれる 。

第３図には車輪速度Ｖ　Ｒ１基準速度Ｖ　Ｂ　ｅ（４）よび車輪ブレーキ圧ＰＢ が示されている。時点ｔｐから車輪ブレーキ圧のパルス形状の変化が行なわれる 。この時点において一既述のとおり一車輪速度に等しい基準速度がセットされる ので、差（ＶＲｅｆ−ＶＲａ　ｃｌ）ｔ＝ｔｐ＝’Ｑである。この場合、基準速 度の傾きは周知であることを前提とする６時点ｔｐから期間Ｔ１の間、ブロック １７にて形成される差（Ｖ　Ｒｅｆ−Ｖ　Ｒ，ａｄ）が検出されて積分され（１ ７および１９）、さらに同時に期間Ｔ１における差の最大値が検出される。

Ｔ１（ミリ秒）後−この場合Ｔ１は自由に選択可能であり、例えば１．００ミリ 秒とする一積分ならびに最大差の探索が中止される。そのあと積分値は除算器２ １に８いてＴＩ８よび最大差ｌ二より尿算される。定義により商ＳＲは安定度マ ージンである。

安定度マージンが大きい場合、差（Ｖ　Ｒｅｒ　Ｖ　Ｒａ　ｄ　）は再び急速に 減少する。この場合ＴＩを小さく、例えば５０　ｍ　ｓ　ｅ　ｋに選定すること ができる。

これに対して安定度マージンが小さい場合、差（ＶＲｅｆ−ＶＲａｄ）は非常に 緩慢に減少する。スリップ曲線の最大値にほとんど到達している場合には、Ｔ、 はより人きく、例えばｌ　５０　ｍ　ｓ　ｅ　ｋまたはＶＲ≦０まで選定するこ とができる。そのためブレーキ圧の調整はスリップ曲線の最大値まで迅速に行な われ、さらにこの最大値近傍で長い間保持される。期間Ｔ１の変更は、この実施 例の場合、差（Ｖ　−ＶＲ）Ｒｅｆ を小さくすることにより行なわれ、これは閾Ｍ発生器１８により監視される。次 の圧力バルスが送出るまでは、スリップはＡ＊より小さくなければならない。基 準としてＶＲ≦０をとることができる。

パルス後の圧力はパルス前の圧力と再び等しくすべきである、という冒頭で述べ た前提は、必ずしも必要ではない。しかしパルスの後および分析時間の後はじめ て、パルス後の圧力が上昇したか減衰したか、あるいは一定に保持されているか がわかるので、パルス後の圧力はパルスよりも前の圧力と等しい大きさに保持す ることは有用であると思われる。

さらに負のパルス（即ちまず圧力が減衰されそれに続いて短期間再び圧力が形成 される）を利用できることも言及しておく。これはスリップ曲線の最大値に到達 している場合には非常に有利である。

最適な動作点において制御が行なわれているか否かの解明は、車輪の慣性モーメ ントが上昇していると困難になるので、提案された方式を（エンジンと連結され た状態および連結されていない状態で）駆動されている車輪に対して、および全 輪駆動の場合に適用すると非常に有利である。

除算器２１の出力側における信号ＳＲは、制御偏差をめるために利用される。こ のために信号ＳＲは目漂値５Ｒｓｏｌ＋と比較される。その後、制御偏差（ＳＲ ｓｏ　Ｉ　ｌ−５Ｒ）はさらに増幅係数にと乗算される。にの負の値＊（ＳＲｓ ｏスｌ−３Ｒ）１１バルブ開放時間ΔＴｖであり、この場合、負の値１＝圧力低 下を意味し、正の値は圧力形成を意味する：ΔＴｖ　＝　−Ｋ　＊　（ＳＲ５ｏ ｉｌ　−ＳＲ）　（７）値５Ｒｓｏｌｌは側方案内力に対する要求に応じて選定 すべきであり、その際、何方案内力に対する特３りな要求がない場合、例えば均 質な車道上の直線的制動の場合には、５Ｒｓｏ　ｌ　＋−０に選定される。０よ りも大きい５Ｒｓｏｌｌの値は、側方案内力に対する要求が高められ、λ＊より 小さなスリップに制御することを意味する。５Ｒｓｏｌｌの値の設定は付加的な 制御装置において行なわれ、その際、この制御装置は車両運動を監視し、さらに ＡＢＶ−制動の際に車両の制御（操縦性および安定性）を改善するように、値５ Ｒｓａｌ＋を介して作用する。

通常、圧力形成および圧力低下の傾きは異なる。そのｔ；め式（１）より算出さ れたバルブ開放時間を修正しなければならない。

圧力形成：ΔＴｖ、　ｋ　−−Ｋ　＊　Ｋ　ａｕｆ　＊　（ＳＲ５ｏｌｌ　−５ Ｒ）圧力低減：ΔＴｖ、に＝　Ｋ＊Ｋａ’ｏ　本（ＳＲ５ｏｌｌ　−５Ｒ）さら に圧力の傾きは、車輪ブレーキシリンダの圧力によっても変化するとされている 。そのため修正係数Ｋａｕ　ｆおよびＫａｂも車輪ブレーキシリンダの圧力によ り変更しなければならない： Ｈａｕｆ　＝　Ｋ　Ｏ，ａｕｆ　＋　Ｊ、ａｕｆ　＊　ＰＲＢＺＩＩ　ａｂ　＝ 　ＫＯ−ａｂ　−Ｋｌ、ａｂ　＊　ＰＲＢＺこの場合、Ｋ□、ａｕｆおよびＫ（ １，ａｂは固定値であり、Ｋ１．ａｕｆ＄よびＫＩｔ　ａ　ｂは固定的な比例因 数であり・ざらにＰＲＢＺは車輪ブレーキシリンダの圧力である。圧力バルスを 発生させるために、圧力形成オヨヒ圧力低下を以下のように選定することができ る。即ち、 １、圧力パルスは常に固定的に設定されたレベルを有２、車輪基準速度差の最大 値は常に所定の値を有するように選定できる。

１、の利点は、圧力パルスは過度に大きくならず、しかもスリップ特性曲線の最 大値近傍でＳＲの算出を確実に実施するのに充分な大きさで選定することができ ることである。１．０欠点は、ＳＲの値が大きいと確実には算出不可能であるこ とである。

２、の利点は、必要な速度差の最大値に常に到達するので、ＳＲの値が大きくて も確実Ｌ：算出することができることである。２．の欠点は、ＳＲの値が大きい と、圧力バルスが非常に大きくなる可能性があることである。

ＳＲの値が大きすぎると確実には算出できない。そのため５Ｒｓｏ　ｌ　Ｉは所 定の最大値により制限しなければならない。何故ならばさもないと常にひき続き 圧力が形成されてしまうからである。

第４図の場合、安定度マージンＳＲは式、ＳＲ＝　１−１１　／　＋２ の形成に、よりブロック４０において得られ、この場合であり、これはブロック ４１で得られ、一方、＋２　＝　（Ｖ　−Ｖ　）ｎａｘ−Ｔ。

Ｒｅｌ　Ｒ はブロック４２において得られる。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰεε００８ε３

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．車輪速度を検出するための測定値発生器と評価回路とブレーキ圧制御装置と を有するアンチロック制御システムおよび／または駆動装置スリップ制御システ ムであって、この場合、 前記測定値発生器の信号は前記評価回路に導かれ、さらに該評価回路は、その過 程で車両速度曲線に近似した基準速度と、ブレーキ圧を制御するためのスリッブ 信号とを発生し、 さらに前記ブレーキ圧制御装置は前記スリップ信号により制御され、かつ車輪の スリップに依存してブレーキ圧の変化を生じさせ、その際、該ブレーキ圧制御装 置は、圧力形成と圧力低下のほかにブレーキ圧の一定保持も行えるようにした、 アンチロック制御システムおよび／または駆動装置スリップ制御システムにおい て、 制御システムにより圧力が一定保持されている制御段階で、短期間のブレーキ圧 変化の制御を行い、それにより生じた基準速度と車輪速度との特性から安定度マ ージンＳＲが算出され、 さらにμ−スリップ特性曲線の安定したカーブ上のスリップ値を調整するように ブレーキ圧に作用を及ぼすための信号が、前記安定度マージンからスリッブ特性 曲線の最大値近傍で導出されることを特徴とするアンチロック制御システムおよ び／または駆動装置スリッブ制御装置。
2. ２．短い期間ＴＩに対する圧力変化が開始されて、基準速度と車輪速度との差（ ＶＲｅｆ−ＶＲａｄ）の積分値Ｊが形成され、さらに前記期間中に前記差の最大 値（ＶＲｅｆ−ＶＲ）ｍａｘが検出され、さらに検出された値から安定度マージ ン ＳＲ＝（Ｊ／（ＶＲｅｆ−ＶＲ）ｍａｘ）が形成されるようにした請求項１記載 のアンチロック制御システム。
3. ３．期間ＴＩは変更可能であり、かつ差の減少に依存して行なわれるようにした 請求項２記載のアンチロック制御システム。
4. ４．積分段階の始めに、考察下の車輪の速度に等しい基準速度ＶＲｅｆがセット されるようにした請求項２または３記載のアンチロック制御システム。
5. ５．安定度マージンＳＲは、分母において期間ＴＩを付加的に考慮することによ り形成されるようにした請求項２または３記載のアンチロック制御システム。
6. ６．安定度マージンＳＲは、 ＳＲ＝（ＶＲｅｆ−ＶＲ）／ＶＲｅｆ の商を形成することにより得られ、その際、ＶＲは車輪の加速度平均値であり、 さらにＶＲｅｆは基準速度の加速度平均値である、請求項１記載のアンチロック 制御システム。
7. ７．安定度マージンは、 ＳＲ＝（Ｉ−ＩＩ）／Ｉ２ の関係にしたがって算出され、その際、ＩＩは短い期間ＴＩ中の差Δ＝（ＶＲｅ ｆ−ＶＲ）の時間積分であり、さらにＩ２は差Δと期間ＴＩの積である、請求項 １記載のアンチロック制御システム。
8. ８．期間ＴＩは圧力が変化してからスタートするようにした請求項７記載のアン チロック制御システム。
9. ９．前記期間は差の最大値からスタートするようにした請求項７記載のアンチロ ック制御システム。