JP4381481B2 - カーブでのａｂｓの制御状態を改善する方法 - Google Patents

Description

本発明は、車輪の回転状態から、車両基準速度が導き出され、かつカーブ走行状況とカーブ方向を識別するための判断基準が得られ、カーブ識別の際に標準制御モードの代わりに特殊制御モード又はカーブ制御モードが働き、この特殊制御モード又はカーブ制御モードが、カーブ内側の前輪及び／又はカーブ内側の後輪のブレーキ圧力の低下を生じる、ＡＢＳの制御状態を改善するための方法、特にカーブ走行中の車両の操舵可能性及び走行安定性を改善するための方法に関する。
上記種類の制御方法の場合、カーブ走行が認識されると、カーブ内側の車輪の圧力逃がしによって、カーブ走行をつり合わせて安定化させるヨーモーメントが、車両の垂直軸線回りに発生する。パーシャルブレーキング中にコントロールが開始される時に、カーブ外側の車輪のブレーキ圧力は一定に保たれるか又はカーブ内側の車輪のそれ以上のブレーキ圧力上昇を阻止することによって自動的に高まる。
ドイツ連邦共和国特許第３４１３７３８号公報（Ｐ５５４７）によって、同様に車輪スリップ測定に基づくカーブ走行識別回路を備えたアンチロックコントロールシステム（ＡＢＳ）が既に知られている。カーブ走行識別のために、車両の一方の側の車輪のスリップ値が加算される。車両の他方の側の車輪のスリップ合計が一方の側のスリップ合計と比較され、このスリップ合計の差が所定の限界値を上回るや否や、カーブ走行識別信号が発生させられる。カーブ走行識別の際、このブレーキ装置の個々のブレーキ圧力制御チャンネルの圧力経過を制御する“セレクト−ロー”又は“セレクト−ハイ”のような選択判断基準と、この選択判断基準の作用ための限界値が変更させられる。これにより、直線走行中及びカーブ走行中に制御が異なる条件に適合させられる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２１１９５９０号公報により、水銀スイッチのような横方向加速度測定装置によってカーブ走行識別信号を得ることが知られている。
さらに、カーブでの走行安定性又はブレーキ安定性を改善するためにアンチロックコントロールシステムを使用することにより、ＡＢＳの機能を拡張することが既に知られている。そのために、カーブ走行中及びパーシャルブレーキング中に、すなわちＡＢＳ応答閾値にまだ達していないブレーキングの際に、カーブ外側の車輪のブレーキ圧力と比較してカーブ内側の車輪のブレーキ圧力上昇を適当に遅らせることにより、車両の上下軸線回りの安定作用モーメントが生じる（“ＢＭＷの新しい７シリーズのブレーキ装置及びスリップコントロールシステム”、ＡＴＺ ９７（１９９５）第８〜１５頁及び“ＢＭＷの新しい５シリーズのブレーキ装置及びスリップコントロールシステム”、ＡＴＺ ９８（１９９６）第１８８〜１９４頁）。操舵角センサが使用されない場合、実際の操舵角に関する情報は、車輪センサ信号から演算される横方向加速度から導き出される。
本発明の課題は、カーブ走行を確実に認識し、この状況に応答することによって、車両の走行状態を大幅に改善するため又は車両を安定化させるために役立つ、冒頭に述べた種類の方法を改良することにある。
この課題は、請求項１に記載した方法によって解決される。この方法の特徴は、パーシャルブレーキング範囲内で、車両の一方の側の前輪及び後輪の速度から求めた側方車輪速度合計とこの車両の他方の側の前輪及び後輪の速度から求めた側方車輪速度合計との差を示す車輪速度差ＳＤが、閾値ｔｈ；ｔｈ₁,ｔｈ₂,ｔｈ₃を上回る時に、カーブ内側の前輪及び／又はカーブ内側の後輪のブレーキ圧力が、前記閾値ｔｈ；ｔｈ₁,ｔｈ₂,ｔｈ₃及びヒステリシス帯域Ｈを下回るまで低下され、前記車輪速度差ＳＤの前記閾値ｔｈ；ｔｈ ₁ ,ｔｈ ₂ ,ｔｈ ₃ が、車速ｖ _FZ に依存して変えられ、この場合、前記閾値ｔｈ；ｔｈ ₁ ,ｔｈ ₂ ,ｔｈ ₃ が、下側範囲内で車速ｖ _FZ に依存して車速ｆ（ｔｈ ₁ ）と共に低下し、中間速度範囲内で車速と共にほぼ直線的に増大しｆ（ｔｈ ₂ ）、上側速度範囲内でほぼ一定に延びるｆ（ｔｈ ₃ ）ことにある。
すなわち、本発明では、カーブ走行中に所望の安定化が、カーブ内側の車輪、すなわち前輪及び／又は後輪の大きなブレーキ圧力低下によって達成される。このブレーキ圧力低下は、スリップ差の上記の閾値を上回る時に開始され、閾値とさらに誤差帯域又はヒステリシス帯域を下回るまで続けられる。
車輪速度差の閾値が車両（基準）速度に依存して変えられると、特に有利であることが判った。有利な実施形では、閾値が車速の下側範囲（低車速域）内で車速と共にほぼ直線的に低下し、中間速度範囲内で車速と共に直線的に増大し、最後にほぼ一定の値に移行する。
ヒステリシス帯域としては、約２〜６ｋｍ／ｈ、特に３〜４ｋｍ／ｈのオーダーの値が望ましいことが判った。
本発明の他の詳細及び用途は、添付の図に基づく実施の形態の形態の次の説明から明らかになる。
図１は、本発明による方法を実施するために拡張されたＡＢＳの重要な電子部品又は機能ブロックを示すブロック線図である。
図２は、本発明による方法のプログラム経過又は論理結合の個々の段階を示すフローチャートである。
図３は、車両（基準）速度に依存して差閾値を示すグラフである。
ブロック線図，フローチャート及びグラフは、本発明の本質を明らかにするために簡略化されている。
図１には、カーブ走行中の制御状態を改善するための構成要素によって拡張されたアンチロックコントロール回路装置の原理的な作用が示されている。
制御系の入力情報は車輪センサＳ１〜Ｓ４によって得られる。そのために個々の（図示していない）車輪はトランスミッタ又は歯付きディスク１〜４を備えている。このトランスミッタ又は歯付きディスクは車輪と一緒に回転し、センサＳ１〜Ｓ４の定置された部分であるトランスデューサ内で出力信号を発生する。この出力信号は公知のごとく、個々の車輪の回転状態を表す。
回路５内でセンサ出力信号を処理した後で、車輪速度信号ｖ₁〜ｖ₄が供される。回路５の出力信号、すなわち速度信号ｖ₁〜ｖ₄を論理結合回路６内で論理結合することにより、車両基準速度ｖ_Refが求められる。この車両基準速度は特に、個々の車輪の車輪スリップλ₁〜λ₄を決定するための基準量として、ひいてはブレーキ圧力調節のための基準量として役立つ。
回路ブロック７は、車両基準速度をそれぞれの車輪速度ｖ₁〜ｖ₄と比較することによって車輪スリップλ₁〜λ₄を決定するための個々の個々の回路を含んでいる。車輪スリップは公知のごとく、
λ_iｖ_Ref−ｖ_i ここで、ｉ＝１．．．４
の差から生じる。
マイクロコンピュータ又はマイクロコントローラのようなプログラム制御される回路を使用する場合、ブロック７は個々の車輪のスリップλ_iを演算するためのプログラムステップを示している。
各々のスリップ信号は、回路ブロック８内で低域特性を有するフィルタを通過する。このフィルタのフィルタ時定数は５０〜２００ｍｓのオーダーである。本例では時定数は約７０ｍｓである。回路ブロック８はろ波された車輪スリップ信号ｆｗｓ_iを発するか又はこの出力信号をカーブ識別回路９に送る。
カーブ識別回路９又はカーブ走行識別回路では、現在の車輪スリップ信号とろ波された車輪スリップ信号が分析及び評価される。その際、カーブ走行識別は質的及び量的な判断基準にしたがって行われる。カーブ方向は同様に、スリップ信号とスリップ差信号の評価及び論理結合によって決定される。回路９によるこのスリップ評価の結果は、カーブ走行の特別な条件にアンチロックコントロールを適合させる適合部に案内される。これは追加回路１０、すなわち本来の標準ＡＢＳ制御ロジック１１に対する追加回路を経て行われる。今や、標準コントロールの代わりに、特殊コントロール又はカーブコントロールが行われる。
制御ロジック１１の出力部は図示していない処理及び評価回路を経て、アクチュエータ又はモジュレータ１２に案内される。このアクチュエータ又はモジュレータにより、ブレーキ装置のブレーキ圧力が必要なように調整される。今日のアンチロックコントロールシステムの場合、個々の車輪ブレーキのブレーキ圧力を調節及び制御するために、主に、電磁操作可能な液圧弁がアクチュエータ１２として使用される。
本来のＡＢＳ制御ロジックは勿論、車両基準速度ｖ_Refを考慮して、処理された車輪速度ｖ₁〜ｖ₄を評価することに基づいている。
図１の回路装置の機能は、既に述べたように、プログラム制御される回路によって又はプログラム実行によって実施可能である。今日では、このようなコントローラ技術が好ましい。したがって、図２には、本発明による方法をコントロールステップに変換するプログラム実行がフローチャートの形で示されている。この機能、ステップ及び論理結合は主として、カーブ識別回路９で行われる。
図２は、ＡＢＳコントロールプログラムの一部を示す。
本発明による特殊プログラムは、パーシャルブレーキング範囲内で、すなわち本来のアンチロックコントロールの外で行われる。したがって、ステップ１３で先ず最初に、ＡＢＳコントロールが行われているかどうかが確かめられる。１３で答が「イエス」（Ｊ）であると、標準コントロールが行われる。答が「ノー」（Ｎ）であると、ＡＢＳコントロールは機能せず、分岐個所１４にしたがって実際に制動される（パーシャルブレーキング：イエス）。他の決定プロセスは、カーブ走行状況の存在が識別（認識）されている（１５：イエス）かどうかに左右される。今や、予め定めた車輪速度−差−閾値ＳＤ（分岐個所１６）を上回っているかどうかを確かめなければならない。続いて、図３に基づいて、この過程又はこの閾値を詳しく説明する。
閾値を上回ると、カーブ内側の車輪又はカーブ内側の前輪だけの大きなブレーキ圧力低下が、決定個所１６の「イエス」出力部を経てもたらされる。この操作は、図２では１７によって示されている。
閾値を上回らないと（１６：ノー）、その先のプログラム実行は決定個所１８にしたがって、特殊制御モードによってブレーキ圧力低下が既に行われたかどうかに依存する。「ノー」（分岐部１８の出力Ｎ）であると、プログラム実行は出発点に戻る。「イエス」であり、かつ「閾値−ヒステリシス」（分岐部１９）の大きさを再び下回ると（出力：イエス）、操作２０で示すように、特殊制御モードが終了する。なぜなら、カーブ走行によって生じる特殊制御の必要性が実質的に終了するからである。
質問１９での答えが「ノー」であると、機能ブロック２１のブレーキ圧力操作はステップ１７（オペレータ１７）と同様に行われる。カーブ内側の前輪のブレーキ圧力又はカーブ内側の両車輪のブレーキ圧力が低下する。走行安定性を改善するための特殊制御は続けられる。
すなわち、カーブ内側の車輪の本発明によるブレーキ圧力操作は、図２のフローチャートに基づいて説明したように、ＡＢＳコントロールの外側のパーシャルブレーキングを前提条件として必要とする。図３にしたがって車速又は車両基準速度に依存して変化する差−閾値が重要である。この差の値ＳＤは、車両の片側の両車輪の速度の加算によって求められた側方車輪速度合計、短く言うと“側方合計”の差を示す。式で表現すると、これは次のことを意味する。
ＳＤ＝｜（ｖ_VL＋ｖ_HL）−（ｖ_VR＋ｖ_HR）｜
この式では、指標ＶＬ，ＶＲは左側と右側の前輪を示し、指標ＨＬ，ＨＲは左側と右側の後輪を示す。したがって、（ｖ_VL＋ｖ_HL）は左側の車輪の速度合計であり、（ｖ_VR＋ｖ_HR）は右側の車輪の速度合計である。この両合計から求められた差の絶対値は、差の値ＳＤを生じる。
図３は、車両（基準）速度に対する差−閾値ｔｈ＝ｆ（ｖ_FZ）の経過を示している。閾値の経過は車速に依存する。この場合、図示した例は、前輪駆動又は後輪駆動の上級又は中級の最新の乗用車に関する。走行装置構造に応じて、他の経過、特性曲線の移動又は車速の他の依存性が有利である。
本実施の形態の場合、差閾値ｔｈ＝ｆ（ｖ_FZ）は、例えば約５０ｋｍ／ｈの車速以下の下側の速度範囲内でほぼ直線的に（ｔｈ₁）を低下する。操舵性と車両安定性又は走行安定性にとって特に重要である５０〜１３０ｋｍ／ｈの中間の速度範囲では、閾値は勾配ｔｈ₂でほぼ直線的に増大する。１３０ｋｍ／ｈの上側の速度閾値の上方では、ほぼ一定の閾値経過が接続する。
差が特性曲線ｔｈ＝ｆ（ｖ_FZ）の下方にある限り、アンチロックコントロールは、パーシャルブレーキング範囲内では、すなわち本来のＡＢＳ応答閾値に達しない場合はカーブ内側の車輪のブレーキ圧力経過に影響を与えない。しかし、スリップ差ＳＤが閾値ｔｈ；ｔｈ₁,ｔｈ₂,ｔｈ₃を上回ると、既に図２のフローチャートに基づいて既に説明したように、カーブ内側の前輪及び／又は後輪の圧力低下が直ちに開始される。この圧力低下は、観察される車輪の差の値ＳＤが閾値ｔｈ；ｔｈ₁,ｔｈ₂,ｔｈ₃を再び下回り、さらにヒステリシス帯域Ｈを通過して下回るまで続けられる。ヒステリシス帯域又は図３中で破線で示した特性曲線ｔｈ_Hを下回った後で、本発明による特殊制御は再び終了し、安定化モードから出る。多くの場合、２０〜５０ｍｓ、特に３０ｍｓの１つの圧力低下パルスによって必要な圧力低下をもたらすことで充分であり、かつ目的に合っている。新たな圧力上昇を意味する強すぎる圧力低下は基本的には避けるべきである。
図３に示した差−閾値ｔｈ＝ｆ（ｖ_FZ）の経過は、次の一次関数によって数学的に示すことができる。
ｔｈ₁＝−ｋ₁（ｖ₁−ｖ_FZ）＋Ｔ₀
ｔｈ₂＝ｋ₂（ｖ_FZ−ｖ₁）＋Ｔ₁
ｔｈ₃＝ｋ₃
ここで、例えば、ｖ₁＝４０〜６０ｋｍ／ｈ
Ｔ₁＝８〜１０ｋｍ／ｈである。
閾値曲線は、実際には経験的な方法によって所望した経過にさらに正確に適合され得る。

Claims (3)

1. 車輪の回転状態から、車両基準速度が導き出され、かつカーブ走行状況とカーブ方向を識別するための判断基準が得られ、カーブ識別の際に標準制御モードの代わりに特殊制御モード又はカーブ制御モードが働き、この特殊制御モード又はカーブ制御モードが、カーブ内側の前輪及び／又はカーブ内側の後輪のブレーキ圧力の低下を生じる、ＡＢＳの制御状態を改善するための方法、すなわちカーブ走行中の車両の操舵可能性及び走行安定性を改善するための方法にあって、パーシャルブレーキング範囲内で、車両の一方の側の前輪及び後輪の速度から求めた側方車輪速度合計とこの車両の他方の側の前輪及び後輪の速度から求めた側方車輪速度合計との差を示す車輪速度差（ＳＤ）が、閾値（ｔｈ；ｔｈ₁,ｔｈ₂,ｔｈ₃）を上回る時に、カーブ内側の前輪及び／又はカーブ内側の後輪のブレーキ圧力が、前記閾値（ｔｈ；ｔｈ₁,ｔｈ₂,ｔｈ₃）及びヒステリシス帯域（Ｈ）を下回るまで低下される方法において、
   前記車輪速度差（ＳＤ）の前記閾値（ｔｈ；ｔｈ ₁ ,ｔｈ ₂ ,ｔｈ ₃ ）が、車速（ｖ _FZ ）に依存して変えられ、この場合、
   前記閾値（ｔｈ；ｔｈ ₁ ,ｔｈ ₂ ,ｔｈ ₃ ）が、下側範囲内で車速（ｖ _FZ ）に依存して車速（ｆ（ｔｈ ₁ ））と共に低下し、中間速度範囲内で車速と共にほぼ直線的に増大し（ｆ（ｔｈ ₂ ））、上側速度範囲内でほぼ一定に延びる（ｆ（ｔｈ ₃ ））ことを特徴とする方法。
2. 下側の速度範囲（ｆ（ｔｈ₁））が、約４０〜６０ｋｍ／ｈの車速値まで達し、中間速度範囲（ｆ（ｔｈ₂））が、約１１０〜１５０ｋｍ／ｈの値まで達し、次いで上側の速度範囲（ｆ（ｔｈ₃））が、前記中間速度範囲につながることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ヒステリシス帯域（Ｈ）が、約２〜６ｋｍ／ｈの範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。

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