JP2003182554A - ブレーキの挙動を改善する方法及び装置 - Google Patents
ブレーキの挙動を改善する方法及び装置Info
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Abstract
キの挙動を改善するための方法及び装置を提供する。 【解決手段】 一つのアクスルの両方の車輪の上のブレ
ーキ圧の間の最大許容ブレーキ圧差がオーバーされては
ならない車両、及び一つのアクスルの両方の車輪の間の
最大許容ブレーキ圧差がビークルダイナミクスを表す値
の中の少なくとも一つに依存している車両のブレーキの
挙動を改善するための方法に関する。車両の不安定な挙
動が認知された時に、それ等の車輪の間の最大許容ブレ
ーキ圧差が一定に保持されるか或いは引き下げられる。
Description
挙動を改善するための方法および装置に関する。
を持つ路面(この状況は、以下“μスプリット”路面と
呼ばれる)の上での制動の際には、車両の両側の間で大
きく異なるブレーキ力が発揮されることがある。これが
車両の垂直軸を中心としたヨーモーメントをもたらし、
このことが横滑り(スピン)をもたらすことがある。
よってヨーモーメントに対抗しなければならない。一般
にヨーモーメントは非常に急速に立ち上がるので、ドラ
イバーには反応するための十分な時間が残されていな
い。そこで、ABS(“アンチロックブレーキシステ
ム”)或いは又ESP(“電子的走行安定プログラ
ム”)等のビークルダイナミクスコントロールシステム
は、μスプリットの状況を認知すると、車両のμが高い
方の側のブレーキ圧をμが低い方の側に応じて制限する
(高いμ側というのは、タイヤと路面との間の静止摩擦
係数が高い方の車両或いは路面の側である)。この制限
は最大許容ブレーキ圧差によって行われる。
によって生成されるヨーモーメントを引き下げるため
に、少なくとも一つの車輪の上のブレーキ圧の立ち上が
りが影響を受けるという、車両の車輪を制動するための
方法が知られている。その際、一つのアクスルの上の
(複数の)車輪の上のブレーキ圧は、一つのアクスルの
ブレーキ圧の差が最大許容値をオーバーしない様に影響
を受ける。この最大許容値は車両速度と横方向加速度に
依存して作られる。
は、DE 42 25 983 A1 から取られている。
認知した時に、ブレーキの挙動を改善するための方法及
び装置を提供することが、本発明の課題である。
ルの両方の車輪の上のブレーキ圧の間の最大許容ブレー
キ圧差がオーバーされてはならない車両、及び一つのア
クスルの両方の車輪の上のブレーキ圧の間の最大許容ブ
レーキ圧差がビークルダイナミクスを表す大きさの中の
少なくとも一つに依存している車両、のブレーキの挙動
を改善するための方法から出発している。
知した時に、それ等の車輪の間の最大許容ブレーキ圧差
が一定に保持されるか或いは引き下げられるということ
にある。
は、車両の走行安定性と短い制動距離という目標の間の
対立が生じる。
れ、これによって一つのアクスルの(複数の)車輪に加
えられるブレーキ力がほぼ等しく保たれるということに
よって達成される。しかしながら、このことは制動距離
の延長をもたらす。何故なら最大可能ブレーキ力は引き
下げられないからである。これに対して、最適な制動距
離のために、差圧は、各々の車輪の上で最大可能ブレー
キ圧に調節することが出来る様に、制限されるべきでは
ないであろう。しかしながら、μスプリット路面の上で
の制動の際には、垂直軸を中心としてヨーモーメントが
発生し、これが横滑り(スピン)を起こさせることがあ
る。車両の軽度の不安定な挙動を認知した時(特に、未
だスピンが発生していない時)に、それ等の車輪の間の
最大許容ブレーキ圧差が一定に保持され又/或いは引き
下げられるということによって、車両を再び安定化させ
ることが可能となる。
圧差の引き下げが、事前に行われる最大許容ブレーキ圧
差の一定保持が車両の何らの安定化ももたらさない時に
のみ実行されるということを特徴としている。最大許容
ブレーキ圧差を一定に保持することによって、ドライバ
ーにカウンターステア操作を行うための時間が与えられ
るであろう。この操作が十分でないか或いは操作の開始
が遅れた時にのみ、最大許容ブレーキ圧差の引き下げが
実行される。
した時に、最大許容ブレーキ圧差が一定に保持されると
いうこと、及び不安定な挙動の第二の段階を認知した時
に、最大許容ブレーキ圧差が引き下げられるというこ
と、が有利である。
第一の段階が、車両の基準ヨーレートからの車両の実際
ヨーレートの偏差の評価によって認知され、且つ上記の
不安定な挙動の第二の段階が、ヨー加速度の評価によっ
て認知される。
というパラメータは、ビークルダイナミクスコントロー
ルを備えた車両では既に入手可能であるから、本発明の
ために何らの本質的な追加費用も必要ではない。これ等
の二つのヨーレートの差は、ビークルダイナミクス的に
不安定な状態のための簡単な指標となる。ヨー加速度
は、ヨー速度(或いはヨーレート。“ヨー速度”と“ヨ
ーレート”は同じものを指している)から、簡単な時間
積分によって得ることが出来る。それ故、ヨー加速度
は、有利なことに、μスプリット路面の上での制動の際
の不安定性に関する簡単な指標と看做すことが出来ると
いう理由で選ばれる。ヨー加速度は、本質的にニュート
ンの運動方程式を介してヨーモーメントと結び付けられ
ている。
両について求められた基準ヨーレートからの実際ヨーレ
ートの偏差の値が、前もって与えておくことの出来る閾
値をオーバーした時に、不安定な挙動の第一の段階であ
るということが認知されることによって成り立ってい
る。閾値によるチェックは、とりわけ実現が簡単であ
る。
の出来る閾値をオーバーした時に、不安定な挙動の第一
の段階が認知されるということが有利である。このこと
は、ハンドルが既に非常に大きく切られている時には、
ヨーモーメントもそれ以上高められるべきではないとい
うことと関連している。これによって、路面とタイヤと
の間の摩擦関係の交替の際に、車両が突然大きく別の方
向へ回転してしまうということが防止される。
時、即ちヨー加速度が前もって与えておくことの出来る
閾値をオーバーしている時、及び一つのアクスルの上の
(複数の)車輪の上のブレーキ圧の間のブレーキ圧差が
前もって与えておくことの出来る閾値をオーバーしてい
る時、及び車両の横方向加速度が前もって与えておくこ
との出来る閾値を下回っている時、に不安定な挙動の第
二の段階であるということが認知されることによって成
り立っている。上記の三つの条件は、不安定な挙動の第
二段階が存在するための必要条件を示している。論理回
路の誤った起動を避けるために、差圧力の調整は、横方
向加速度ayが限界値よりも小さい時にのみ行うことが
出来る。
が前もって与えておくことの出来る閾値をオーバーした
時、及び一つのアクスルの両方の車輪の上のブレーキ圧
の間のブレーキ圧差が前もって与えておくことの出来る
閾値をオーバーした時、及び車両の横方向加速度が前も
って与えておくことの出来る閾値を下回った時、及びよ
り高いブレーキ圧が掛かっている方の側の垂直軸を中心
とした車両の回転運動が確認された時、に上記の不安定
な挙動の第二の段階であるということが認知されると有
利である。
いてブレーキ圧差に起因しているか否かが調べられる。
また、少なくとも次の時、即ちヨー加速度が前もって与
えておくことの出来る閾値をオーバーした時、及び一つ
のアクスルの両方の車輪の上のブレーキ圧の間のブレー
キ圧差が前もって与えておくことの出来る閾値をオーバ
ーした時、及び車両の横方向加速度が前もって与えてお
くことの出来る閾値を下回った時、及びより高いブレー
キ圧が掛かっている方の側の垂直軸を中心とした車両の
回転運動が確認された時、及びμスプリット路面の上で
の制動過程の存在が認知された時、に上記の不安定な挙
動の第二の段階であるということが認知されることも有
利である。
本発明に基づく装置はブレーキ圧制御手段を含んでお
り、該手段によって、一つのアクスルの両方の車輪の上
のブレーキ圧の間の最大許容ブレーキ圧差がオーバーさ
れてはならないということ、その際一つのアクスルの両
方の車輪の上のブレーキ圧の間の最大許容ブレーキ圧差
がビークルダイナミクスを表す大きさの中の少なくとも
一つに依存しているということ、が保証され、且つ車両
のブレーキの挙動を改善するための装置において、ブレ
ーキ圧制御手段が、車両の不安定な挙動を認知した時に
それ等の車輪の間の最大許容ブレーキ圧差を一定に保持
するか或いは引き下げるということを特徴としている。
は、車両の走行安定性と短い制動距離という目標の間の
対立が生じる。
れ、これによって一つのアクスルの(複数の)車輪に加
えられるブレーキ圧がほぼ等しく保たれるということに
よって達成される。しかしながらこのことは制動距離の
延長をもたらす。何故なら最大可能ブレーキ力は引き下
げられないからである。これに対して、最適な制動距離
のためには、差圧は、各々の車輪の上で最大可能ブレー
キ力に調節することが出来る様に、制限されるべきでは
ないであろう。しかしながらμスプリット路面の上での
制動の際には、垂直軸を中心としてヨーモーメントが発
生し、これが横滑り(スピン)を起こさせることがあ
る。
方法が図1に示されている。図1では、横軸方向に時間
t、縦軸方向に最大許容差圧dP、が取られている。
上での制動(図1の時点t0)の認知の後に、許容差圧
が小さなスタート値(図1のP0)に制限される。この
値は次いで、時間に依存しながら最大値(図1のP1)
へ引き上げられる。最大値P1は、状況によっては更に
速度に依存していることもあり得る。高いμの車輪の上
での圧力の立ち上がりを制限することによって、ドライ
バーはカウンターステアによってヨーモーメントを引き
下げるための十分な時間を持つことが出来る。
イバーや突然遭遇したμスプリットの状況に驚いたドラ
イバーの場合でも、スピンが起きない様に調整されなけ
ればならない。それ故圧力上昇勾配δp(図1参照)は
むしろ小さく選ばれる。
考慮される。制御された圧力差上昇の基礎として、ヨー
加速度、ヨー速度(ヨーレート)及び操舵角度のコント
ロール偏差に依存して、許容差圧に影響を与えるコント
ロールが用いられる。その結果として、殆どの走行状態
について制動と走行安定性との間により良い妥協が実現
される。
の勾配δpをより大きく選ぶことが出来るので、制動距
離がより短くなるということにある。それにもかかわら
ず万一車両の垂直軸を中心とするヨーモーメントが過大
になっても、本発明は車両がスピン状態に入るのを防止
する。これによって、車両のブレーキの挙動の改善は、
一つのアクスルの両方の車両の間の最大許容ブレーキ圧
力差或いはブレーキ力差が車両の挙動によって影響を受
けるということによって行われる。
のために決定的なことは、最適な差圧上昇勾配を見つけ
ることである。しかしながら、このことは走行路面の状
況とドライバーの反応挙動に依存している。従って、本
発明はブレーキの制御或いはブレーキのコントロールの
基礎として用いられるコントロールから成り立ってお
り、該コントロールは、再び次の二つの部分から構成さ
れている: a) 圧力差のそれ以上の上昇を防止する事前制御、及
び b) 圧力差を低下させることの出来るコントロール。
された時に起動される。ビークルダイナミクスシステム
では、一般に先ず、操舵角度Lwと車両の縦方向(長軸
方向)の加速度vxとから、特性速度vch(これは車
両の定数である)を使用して基準ヨー速度vGiAck
が求められる。次いで、該基準ヨー速度から、車両の横
方向加速度ay、車両の縦方向加速度vx、及び場合に
よってはその他の補助パラメータを使用して、基準ヨー
速度vGiSoが決定される。
ー速度のコントロール偏差evGiを次の様に決定する
ことが出来る。 evGi = vGiSo − vGi (1) μスプリット路面の上での制動の際にevGiが過大と
なると、このことは車両が不安定になるということの徴
候である。一般にドライバーは、カウンターステアによ
ってヨーモーメントを引き下げることに成功していな
い。ドライバーにカウンターステア操作を行うのための
時間を与えるために、ヨーモーメントはそれ以上上昇し
てはならない。そのために、圧力上昇勾配は一定の時間
の間ゼロに設定されなければならない。更に、ハンドル
が既に非常に大きくきられている時には、摩擦係数の状
態が変わった時に車両が突然大きく別の方向へ逸脱して
しまわない様にするために、ヨーモーメントもそれ以上
上昇するべきではない。
る。分かりやすくするために、図2のブロックでは、
“Yes”側の出力だけしか書かれていない。勿論ブロ
ック200、202、204、及び205には、“N
o”側の出力もある。これ等のブロックの中でチェック
された条件が満たされていないと(即ち、“No”側の
出力が起動されると)、当該のプロセスは中断されるか
或いはブロック200へ向けて送り返され、プロセスが
改めてスタートされる。
いう状況が存在しているか否かがチェックされる。この
ことは、ブロック200の中の記号“μ”によって示さ
れている。
ると、ブロック202で、ヨー速度のコントロール偏差
の大きさ |evGi| が定められている閾値(Lim
1)をオーバーしているか否かがチェックされる(|e
vGi|>Lim1)。この閾値Lim1は、車両の縦
方向(長軸方向)速度vxに依存している。Lim1
は、ブロック201で求められる。そのためにはブロッ
ク201のための入力パラメータとして、車両の縦方向
速度vxが用いられる。コントロール偏差evGiは、
減算段203で、以下の式を用いて求められる。
wが前もって与えておくことの出来る閾値Lm2をオー
バーしているか否か、即ち、Lw>Lim2 であるかど
うかがチェックされる。そのためにブロック205は、
入力信号として、例えば操舵角度センサから操舵角度を
受け取る。
m1?)及び205(Lw>Lim2?)の出力信号
は、ブロック204に供給される。少なくとも次の条
件、即ち |evGi| > Lim1 或いは Lw > Lim
2 が満たされていれば、ブロック205で差圧勾配δp
(図1参照)がゼロに設定され、満たされていない場合
には、δpは最初の値に留められる。コントロール偏差
が再び閾値Lim1を下回わり、且つ操舵角度が再び閾
値Lim2を下回った時には、差圧は再び上昇すること
が出来る。
とが認知された時に起動される。万一上述の事前制御が
十分でないか或いは遅過ぎた場合には、ヨーモーメント
が積極的に、即ちドライバーの何らの助力を必要とせず
に、再び引き下げられなければならない。ヨー加速度D
vGiを、高過ぎるヨーモーメントの指標として考える
ことが出来る。ヨー加速度は、ヨー速度を時間で微分す
ることによって計算される、即ち DvGi = d(vGi)/dt 差圧の引き下げは、車両がμスプリット制動の際に、高
いμ側へ過度に早く回転する時にのみ行われるべきであ
る。論理回路の誤った起動を防止するために、差圧の調
整は、横方向加速度ayが限界値(Lim3)よりも小
さい時にのみ行うことが出来る。
に認知するために前車輪の上でのブレーキ圧が次の様に
援用される。例えば、高いμ側を車両の左側と仮定す
る。高いμ側には、もう一方の側のブレーキ圧pvR
(pVR=右前車輪のブレーキ圧)よりも一定の大きさ
(Off1)だけ高いブレーキ圧pvL(pVL=左前
車輪のブレーキ圧)が掛かっている。車両が同時にこの
方向(DvGi > Lim4)へ回転されると、許容差
圧dPは次のコントロールの法則に従って調整される。
引き下げによって、高いμの車輪のブレーキ圧が低下
し、その結果として垂直軸を中心としたヨーモーメント
が減少する。車両が安定化された後、差圧は再び上昇す
ることが出来る。
に示されている、即ちチェックブロック300では、μ
スプリット制動という状況が存在しているかどうか(ブ
ロック300の中の記号“μ”によって示されてい
る)、又同時に横方向加速度ayが閾値Lim3を下回
っているか否かが確認される。もしそうである場合に
は、次の二つのチェックが並行して実行される。
る。このブロックでは、左前車輪のブレーキ圧pvLが
右前車輪のブレーキ圧pvRを値Off1を超えるだけ
上回っているか否か(pvL > pvR + Off
1)、又同時にDvGi > Lim4であるか否かがチ
ェックされる。
る。このブロックでは、左前車輪のブレーキ圧pvRが
左前車輪のブレーキ圧pvLを値Off1を超えるだけ
上回っているか否か(pvR > pvL + Off
1)、又同時に DvGi < −Lim4であるか否か
がチェックされる。
を持つ二つの可能なケース、即ちヨー運動が車両の垂直
軸を中心として右へ向かって或いは左へ向かって行われ
るか、ということが測定される。二つの結節チェックブ
ロック301及び302の“Yes”出力は、それぞれ
ORチェックブロック303へ送られる。これ等の二つ
の条件301及び302の中の何れかが満たされていれ
ば、同時にORチェックブロック303も満たされてい
る。それ故、ORチェックブロック303の“Yes”
出力はブロック304へ送られる。ブロック304で
は、積 C・|DvGi| が形成される。このブロック
の結果は結節ブロック305へ送られる。同時にブロッ
ク305には最大許容差圧(=差圧)dPが送り込まれ
る。これ等の二つのパラメータ(即ち、パラメータ C
・|DvGi| と(前の旧い)パラメータdP)か
ら、ブロック305の中で新しいパラメータ dP = dP − C・|DvGi| が形成される。即ち、dPは、値 C・|DvGi| だ
け引き下げられる。上記の等式の左側には新しいパラメ
ータdPがあり、等式の右側には前の旧いパラメータd
Pが使われている。即ち、この等式は反復規則という意
味合いで理解されるべきである。
形で表されている。ブロック400でスタートした後、
ブロック402で、μスプリット制動という状況が存在
しているか否かがチェックされる。この状況が存在して
いない場合には、ブロック400へ戻される。上記の状
況が存在している場合には、ブロック404で、条件 |
evGi| > Lim1 が満たされているか否かがチ
ェックされる。この条件が満たされていない場合には、
ブロック406で、Lw > Lim2 が満たされてい
るか否かがチェックされる。条件404が満たされてい
る場合には、ブロック408へ送られる。条件406が
満たされている場合にも、同じくブロック408へ送ら
れる。条件406が満たされていない場合には、ブロッ
ク400へ戻される。ブロック408では最大許容ブレ
ーキ圧差の一定保持、即ち、δp=0 が行われる。
るための方法が流れ図の形で表されている。ブロック5
00でスタートした後、ブロック501で、μスプリッ
ト制動という状況が存在しているか否か、又同時に a
y < Lim3 であるか否かがチェックされる。この
条件が満たされていない場合には、ブロック500へ戻
される。ブロック501の条件が満たされている場合に
は、ブロック502の中で、(pVL > pVR + O
ff1)と(DvGi > Lim4)とが同時に満たさ
れているか否か、或いは(pVR > pVL + Of
f1)と(DvGi < −Lim4)とが同時に満たさ
れているか否かがチェックされる。そうでない場合、即
ち、上記の両方の条件が満たされていない場合には、ブ
ロック500へ戻される。これに対してブロック502
でのチェックがYesとなった場合には、ブロック50
3で、値 C・|DvGi| が形成され、最大許容圧力
差dPがこの大きさだけ引き下げられる。
えられるブレーキ圧の差圧の制御及び/又は調整の際の
基本的な方法を示している。
一段階のブロック図である。
二段階のブロック図である。
段階の形式的な流れ図である。
の形式的な流れ図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 一つのアクスルの両方の車輪の上のブレ
ーキ圧の間の最大許容ブレーキ圧差(dP)がオーバー
されてはならない車両、 一つのアクスルの両方の車輪の上のブレーキ圧の間の最
大許容ブレーキ圧差(dP)がビークルダイナミクスを
表す値(evGi、Lw、DvGi)の中の少なくとも
一つに依存している車両、のごとき車両のブレーキの挙
動を改善する方法において、 車両の不安定な挙動を認知した時に、それ等の車輪の間
の最大許容ブレーキ圧差(dP)が一定に保持されるか
或いは引き下げられること、を特徴とするブレーキの挙
動を改善する方法。 - 【請求項2】 最大許容ブレーキ圧差(dP)の引き下
げが、事前に行われる最大許容ブレーキ圧差(dP)の
一定保持が車両の何らの安定化ももたらさない時にのみ
実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 不安定な挙動の第一の段階を認知した時
に、最大許容ブレーキ圧差(dP)が一定に保持される
こと、及び不安定な挙動の第二の段階を認知した時に最
大許容ブレーキ圧差(dP)が引き下げられること、を
特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 上記の不安定な挙動の第一の段階が、車
両の基準ヨーレート(vGiSo)からの車両の実際ヨ
ーレート(vGi)の偏差の評価によって認知されるこ
と、及び上記の不安定な挙動の第二の段階が、ヨー加速
度(DvGi)の評価によって認知されること、を特徴
とする請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 当該の車両について求められた、車両の
基準ヨーレート(vGiSo)からの車両の実際ヨーレ
ート(vGi)の偏差(evGi)の値が、前もって定
めておくことの出来る閾値(Liml)をオーバーした
時に、上記の不安定な挙動の第一の段階であることが認
知されることを特徴とする請求項3又は4に記載の方
法。 - 【請求項6】 操舵角度(Lw)が前もって定めておく
ことの出来る閾値(Lim2)をオーバーした時に、上
記の不安定な挙動の第一の段階であることが認知される
ことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 【請求項7】 少なくとも、 ヨー加速度(DvGi)が前もって定めておくことの出
来る閾値(Lim4)をオーバーした時、及び一つのア
クスルの両方の車輪の上のブレーキ圧の間の最大許容ブ
レーキ圧差(dP)が前もって定めておくことの出来る
閾値(Off1)をオーバーした時、及び車両の横方向
加速度(ay)が前もって定めておくことの出来る閾値
(Lim3)をオーバーした時、に上記の不安定な挙動
の第二の段階であることが認知されることを特徴とする
請求項3又は4に記載の方法。 - 【請求項8】 少なくとも、 ヨー加速度(DvGi)が前もって定めておくことの出
来る閾値(Lim4)をオーバーした時、及び一つのア
クスルの両方の車輪の上のブレーキ圧の間の最大許容ブ
レーキ圧差(dP)が前もって定めておくことの出来る
閾値(Off1)をオーバーした時、及び車両の横方向
加速度(ay)が前もって定めておくことの出来る閾値
(Lim3)を下回った時、及びより高いブレーキ圧が
掛かっている方の側の垂直軸を中心とした車両の回転運
動が確認される時、に上記の不安定な挙動の第二の段階
であることが認知されることを特徴とする請求項3又は
4に記載の方法。 - 【請求項9】 少なくとも、 ヨー加速度(DvGi)が前もって定めておくことの出
来る閾値(Lim4)をオーバーした時、及び一つのア
クスルの両方の車輪の上のブレーキ圧の間の最大許容ブ
レーキ圧差(dP)が前もって定めておくことの出来る
閾値(Off1)をオーバーした時、及び車両の横方向
加速度(ay)が前もって定めておくことの出来る閾値
(Lim3)を下回った時、及びより高いブレーキ圧が
掛かっている方の側の垂直軸を中心とした車両の回転運
動が確認される時、及びμスプリット路面の上での制動
過程の存在が認知される時、に上記の不安定な挙動の第
二の段階であることが認知されることを特徴とする請求
項3又は4に記載の方法。 - 【請求項10】 ブレーキ圧制御手段を含み、該制御手
段によって、 一つのアクスルの両方の車輪の上のブレーキ圧の間の最
大許容ブレーキ圧差(dP)がオーバーされてはならな
いこと、 その際一つのアクスルの両方の車輪の上のブレーキ圧の
間の最大許容ブレーキ圧差(dP)がビークルダイナミ
クスを表す値(evGi、Lw、DvGi)の中の少な
くとも一つに依存していること、が保証される、車両の
ブレーキの挙動を改善する装置において、 上記のブレーキ圧制御手段が、車両の不安定な挙動を認
知した時にそれ等の車輪の間の最大許容ブレーキ圧差
(dP)を一定に保持するか或いは引き下げることを特
徴とするブレーキの挙動を改善する装置。
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