JP2003523865A - 自動車のトラクション制御（ａｓｒ）方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 道路の曲率半径と、横方向加速度に依存する自動車のトラクション制御（ＡＳＲ）方法及び装置を提供する。 【解決手段】 自動車のトラクション（駆動スリップ）制御方法及び装置において、自動車のカーブの内側の駆動車輪のスリップ率が、予め設定されているスリップ閾値をオーバーした時に、初めて当該車輪のスリップ値が調節される。この予め設定されているスリップ閾値は、関数として、発生する横方向加速度に依存する重み付け係数を用いて重みを付けられる。この重み付け係数は、道路の曲率半径に反比例し、前もって方程式によって与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術の現状 本発明は、請求項に記載の類概念に基づく自動車のトラクション制御（ＡＳＲ
：駆動スリップ制御）のための方法または装置に由来している。ＤＥ ３５ ４５
７１６ Ａ１ から、既に自動車に搭載される推進力制御装置が知られており、
この装置では、自動車の駆動車輪の望ましくない空転（スリップ）を阻止すると
いう意味から、スリップのために予め設定された閾値（スリップ閾値）がオーバ
ーされると、当該車輪にブレーキが掛けられるか、或いは車輪の駆動トルクが引
き下げられる。その際には、予め複数のスリップ閾値が与えられており、それ等
の複数の閾値が、横方向加速度と車両速度に依存して効果的に作用する。そこで
、車輪が一輪だけ空転した時、又は横方向加速度が低くて車速が高いか或いは横
方向加速度が高くて車速が低い場合には、例えば、カーブ走行検知装置を通じて
横方向加速度が測定され、且つこの横方向加速度から出力トルクを低減するため
の値が求められる。

【０００２】 しかしながら、予め固定値として与えられているスリップ閾値による制約を受
けて、確かに粗い尺度での駆動スリップ制御は行なわれるものの、道路の実際の
カーブの流れに対する適応及び最適化は限られた範囲でしか可能ではない。

【０００３】 発明の利点 これに対して、請求項に記載の本発明による方法或いは装置は、自動車に対し
て横方向のスリップのための閾値が道路の曲率半径に依存して定められるという
利点を持っている。カーブ走行の際に、駆動車軸のカーブの内側の車輪が比較的
強く荷重を軽減されるので、カーブの外側の車輪よりもより大きなスリップ値を
持つ。予め固定値として与えられている閾値は、この場合、カーブの内側の車輪
が、望ましい時よりも早く、カーブの外側の車輪よりも早く固定値のスリップ閾
値に到達してしまうという欠点を持つ。かくして、この欠点は、カーブの内側の
車輪がスリップに関して安全限界に達していないにも係わらず、その駆動トルク
が時期尚早に引き下げられてしまうという結果をもたらす。従って、スリップ閾
値が予め固定的に与えられておらず、曲率半径に依存して道路のカーブの流れに
適合されるということは利点であると見なされる。

【０００４】 諸請求項に述べられている特徴によって、自動車のためのトラクション制御（
ＡＳＲ）方法或いは装置の有利な拡張と改良が与えられている。特に有利なのは
、スリップ閾値に加えて更に車両の横方向加速度、場合によっては“中間車軸”
の横方向加速度、が考慮されるということである。何故なら、横方向加速度も曲
率半径と共にトラクション・リザーブのための尺度となるからである。

【０００５】 追加の車速の測定によって、簡単な方法で個々の車輪のスリップ値を大きなコ
ストを掛けること無しに有利に決定することができる。 スリップ閾値がカーブの方向に依存して定められるということも有利である。
何故なら、これによって横方向加速度を対応するカーブの内側の車輪と関係付け
ることが可能となるからである。

【０００６】 制御装置がスリップ値を求めるために重み付け係数を定めるということは、特
別な利点であると見なされる。これによって、道路の状態、例えば様々な等級を
持つ道路（国道、州道、県道）や、それぞれの異なる特性を持つアウトバーン、
を走行性に関してより良く考慮することができる。

【０００７】 直線の関数としての重み付け係数の依存性は、ソフトウェア・プログラムを用
いて簡単に実現することができ、しかも有利な方法によれば、大きなメモリの装
備も何ら必要としない。

【０００８】 エンジンによって駆動されている、カーブの内側の車輪のためのスリップ閾値
を引き上げることによって、車両を不安定にしたり或いは安全上の限界状態に陥
ること無しに、より高い走行速度が得られる。その際、重み付け係数による重み
付けは、スリップ閾値を曲率半径に対して直線的に適合させるための、簡単な手
段となる。

【０００９】 非常に大きな曲率半径を持つなだらかなカーブの場合には、リスキーな運転操
作がなされる危険性は比較的少ないから、スリップ閾値は最小値に限定すれば十
分である。

【００１０】 実施例の説明 図１のブロック図には制御装置４が示されており、この制御装置において、本
質的に、スリップ値のための閾値が曲率半径に依存して、また場合によってはそ
の他の幾つかのパラメータに依存して、計算される。制御装置４にはメモリ５が
接続されており、個々の車輪のための実際のスリップ閾値、重み付け係数Ｇ、及
びその他のパラメータや値、等の計算値が記憶されている。制御装置４には更に
、複数のセンサ類、例えば、角度センサ１、速度計２、及び／又は、横方向加速
度検知するための加速度センサ３、が接続されている。これ等のセンサ類は、そ
れ等の測定データを制御装置４に送り、これ等のデータから、原則としてヨーレ
ートと横方向加速度とが計算される。一つの出力端では、各々の車輪のための、
計算されたスリップ閾値が車両に既に備えられているトラクション制御（ＡＳＲ
）装置６に送られる。トラクション制御装置６は更に、ブレーキのために、対応
するアクチュエータに対して作用するか或いはトルクの引き下げのために働く。

【００１１】 別の実施態様では、制御装置４はトラクション制御装置（ＡＳＲ装置）の構成
要素となっている。その際、制御装置４は、好ましくはソフトウェア・プログラ
ムの形態に作られ、且つトラクション制御装置６のための制御プログラムに組み
込まれている。トラクション制御装置６は、フィルタ、マイコン、比較器、メモ
リ、等の個別構成グループによってそれ自体既知であるから、これ以上詳しく説
明する必要は無い。

【００１２】 トラクション制御装置６は、計算されたスリップ閾値と比較した、発生したス
リップ値に応じて、別々に制御することのできる個々のブレーキ・シリンダの操
作のための、或いは駆動エンジンのトルクの抑制のための、対応する制御信号を
送り出す。その際の目的は、車両がカーブ走行の際にも安定した軌道を保ち、車
両のフロント部分やリヤ部分がコースから逸れたり、車両がヨー軸周りの回転に
よってドライバーにとって制御不能になったりしないということである。

【００１３】 以下に、本発明の方法或いは装置の機能の仕方が、図２を参考にしながら詳し
く説明される。このトラクション制御（ＡＳＲ）では、空転しようとする駆動車
輪にブレーキを掛け、空転が抑制されることによってそれだけスリップが少なく
なった車輪によって、より大きな駆動トルクを道路に対して伝える、という課題
が達成される。トラクション制御が無ければ、例えばカーブ走行の際に、車両の
横滑り（スピンやスキッド）を引き起こす様な典型的な状況が発生することがあ
る。その様な状況の下では、自動車のドライバーはしばしば過大な要求をされる
ので、車を最早制御下に置くことができなくなる。これに対して、本発明に基づ
くトラクション制御を使用すれば、車両の横方向加速度の力が大きくなって既定
のスリップ閾値がオーバーされた時に、危険な状況が検知され、カーブの内側の
駆動車輪にブレーキが掛けられるか、或いは場合によってはエンジンの駆動トル
クの引き下げによってトラクションが制限される。これによって車両は、ドライ
バーの介入を必要とせずに、自動的に既定の前提条件の下に安定化される。

【００１４】 カーブ走行の際にはカーブの内側の車輪が横方向加速度によって大きく荷重を
軽減されるので、カーブの内側の車輪ではカーブの外側の車輪よりも大きなスリ
ップが発生する。しかしながら、カーブの内側の車輪のスリップは、この車輪が
コーナリング・フォースを全く或いは僅かしか引受けないので、安全性には関与
しない。この理由から、駆動トルクを常に引き下げる必要は無い。従って、本発
明によれば、カーブの内側の駆動車輪については、スリップ閾値が横方向加速度
に依存して、次の式に従って引き上げられている。

【００１５】 （ＬＡＭＢ ＡＹ）＝（ＯＦＦ ＡＹ）＋（ＡＹ ＦＡＫ）・（ＡＹ Ｂ） この様にして得られた新しいスリップ閾値ＬＡＭＢ ＡＹ（該スリップ閾値は
、横方向加速度ＡＹ Ｂを介して拡張されている）は、次いで、決定された曲率
半径に依存して、重み付け係数Ｇで重みを付けられる。図２は、道路のカーブの
半径Ｒに依存した重み付け係数Ｇのための重み付け関数を示している。重み付け
係数Ｇのための重み付け関数は、マイナスの勾配を持つ直線であり、次の式によ
って形成される。

【００１６】 （ＬＡＭＢ ＡＹ ＲＡＤ）＝（ＬＡＭＢ ＡＹ）・Ｇ この式は、カーブの内側の駆動車輪のための重みを付けられたスリップ値を示
している。その際、重み付け係数は、次の式に基づいて求められる。

【００１７】 Ｇ＝（ＯＦＦ ＲＡＤ）−（ＳＴＥＩ ＲＡＤ）・Ｒ ここで、個々の因子はそれぞれ次の意味を有している。 ＡＹは、横方向加速度であり、 ＬＡＭＢ ＡＹは、横方向加速度ＡＹの関数としての、車輪のスリップ閾値
オフセットであり、 ＯＦＦ ＡＹは、オフセット値（Ｙ軸切片）であり、 ＡＹ ＦＡＫは、直線方程式の勾配であり、好ましくは実験的に求められ、 ＬＡＭＢ ＡＹ ＲＡＤ は、曲率半径を介して重みを付けられたスリップ
閾値のオフセットであり、 Ｇは、重み付け係数であり、 ＯＦＦ ＲＡＤは、半径に依存しているオフセット値（Ｙ軸切片）であり、 ＳＴＥＩ ＲＡＤは、半径に依存している直線の勾配であり、 Ｒは曲率半径である。

【００１８】 半径に依存しているスリップ値ＬＡＭＢ ＡＹ ＲＡＤに基づいて、スリップ
閾値は常に、車両の実際の横方向加速度或いは車速、及び道路のカーブの流れに
適合される。これによって、車両がコースから逸脱する危険無しに、最大のトル
クを路面に伝えることができる。

【００１９】 本発明の別の実施態様では、制御装置４が、全体的な走行動特性の考え方をで
きるだけ簡単に且つコスト的に有利に実現するために、トラクション制御装置６
或いはアンチブロック・ブレーキ装置ＡＢＳと一つに結合することが考えられて
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく装置のブロック接続図を示す。

【図２】 重み付け係数Ｇを求めるためのグラフを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ツェーベレ，アンドレアス ドイツ連邦共和国 71706 マルクグレー ニンゲン，イム・ビッシンガー・プファー ト 13 Ｆターム(参考） 3D037 FA14 3D046 BB28 BB29 HH22 HH25 JJ02 JJ06 3G093 AA05 BA01 CB07 CB09 DB00 DB05 EA02 EB04

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つのセンサ（１、２、３）が横軸方向の加速度、
   車両の走行速度、車輪及び／又は道路の曲率半径を測定し、測定された値から車
   輪のスリップ値が決定され、且つ該スリップ値が予め設定されたスリップ閾値（
   ＬＡＭＢ ＡＹ Ｂ）と比較され、該スリップ閾値をオーバーしたときに、カー
   ブの内側の車輪のための閾値が変更される、自動車のトラクション制御（ＡＳＲ
   ）方法において、 スリップ閾値（ＬＡＭＢ ＡＹ）が、横方向加速度（ＡＹ）に依存して、次の
   直線方程式、即ち （ＬＡＭＢ ＡＹ）＝（ＯＦＦ ＡＹ）＋（ＡＹ ＦＡＫ）・ＡＹ に従って決定され、ここで、ＯＦＦ ＡＹは、一定のオフセット値であり、また
   ＡＹ ＦＡＫは、前記直線方程式の勾配パラメータであること、 を特徴とする自動車のトラクション制御（ＡＳＲ）方法。
2. 【請求項２】 オフセット値（ＯＦＦ ＡＹ）が、車両の型式に合わせて経験
   的に求められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 勾配パラメータ（ＡＹ ＦＡＫ）が、車両の型式に合わせて経
   験的に求められることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 走行道路の曲率半径（ＲＡＤ）に依存して、スリップ閾値が次
   の方程式、即ち （ＬＡＭＢ ＡＹ ＲＡＤ）＝（ＬＡＭＢ ＡＹ）・Ｇ に基づいて計算され、ここで、ＬＡＭＢ ＡＹ ＲＡＤは、曲率半径ＲＡＤを考
   慮したスリップ閾値であり、またＧは重み付け係数であること、 を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】 重み付け係数（Ｇ）が、次の直線方程式、即ち Ｇ＝（ＯＦＦ ＲＡＤ）−（ＳＴＥＩ ＲＡＤ）・ＲＡＤ に基づいて計算され、ここで、ＯＦＦ ＲＡＤは、曲率半径（ＲＡＤ）に対する
   固定のオフセット値であり、ＳＴＥＩ ＲＡＤは、前記曲率半径を考慮した直線
   方程式の勾配の尺度であり、またＲＡＤは、曲率半径であること、 を特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記道路のカーブの方向が決定されることを特徴とする請求項
   １ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】 前記スリップ閾値が最小値に制限されることを特徴とする請求
   項１ないし６のいずれかに記載の方法。
8. 【請求項８】 自動車の横軸方向の加速度、走行速度、車輪のスリップ値を測
   定するための少なくとも一つのセンサ（１、２、３）と、スリップ閾値をプリセ
   ットするための制御装置（４）と、カーブの内側の車輪のスリップ値を調節する
   ための装置とを備えた、請求項１ないし７のいずれかに記載の方法を実施する、
   自動車のためのトラクション制御（ＡＳＲ）装置において、 制御装置（４）が、スリップ閾値（ＬＡＭＢ ＡＹ）を、横方向の加速度（Ａ
   Ｙ）に依存して引き上げ、また重みを付けられた曲率半径（ＲＡＤ）に依存して
   引き下げる手段を備えていること、 を特徴とする自動車のためのトラクション制御装置。
9. 【請求項９】 スリップ閾値（ＬＡＭＢ ＡＹ）を決定するための手段が、ソ
   フトウェア・プログラムを含んでいることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 上位に配置された車両制御装置、特に、ビークル動特性の制
    御のための装置、或いはアンチブロック・システムの構成部分であることを特徴
    とする請求項８又は９に記載の装置。