JP2667238B2 - ロツク防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は請求項１の上位概念の要件を備えたロック防
止装置に関する。

従来の技術 このような要件を備えたロック防止装置は西独特許第
2063944号明細書から公知である。そこではスリップ信
号の外に、減速度および加速度信号（−ｂ、＋ｂ信号）
が形成され、ANDおよびORゲートにてブレーキ圧制御信
号と結合される。

課題および解決手段 本発明の課題はこの種の装置を更に改善し、例えば圧
力がロック圧から大きく離れているときは高い圧力形成
周波数を獲得し、さほど離れていないときは低い圧力形
成周波数を獲得するように構成することである。

この課題は請求項１記載の要件により解決される。

この解決手段の発展形態および改善は従属請求項およ
び以下の記述から明らかとなる。

本発明の目的は、車両の車輪ブレーキシリンダ圧を次
のように調整することである。すなわち、一方で可能な
限り高い粘着係数μをタイヤ長手方向で、他方で高い粘
着係数をタイヤ横方向で使用できるように調整すること
である。

これはμ−スリップ曲線の最大値近傍にあるが、しか
し最大値を越えないブレーキスリップ値を調整する場合
である。

この領域ではμ−スリップ曲線の傾きは小さな正の値
を有し、スリップのダイナミック特性は前兆を示さずに
安定している。スリップ曲線の傾きを検出し、スリップ
曲線の傾きが小さな正の値をとるようにスリップを調整
する方法は西独出願公開第3618691号公報から公知であ
る。

本発明では第１に、制御された車輪の車輪速度V_Rが測
定量として使用される。後に述べる実施例では、基準と
なる車両基準速度を使用しようとする場合、車両減速度
も測定される。

ブレーキ圧は流体圧によって調整される。流体弁の制
御ロジックは例えば動作状態として、圧力形成、所定の
パルス長によるパルス状の形成、圧力保持、圧力減少を
行うことができる。

車輪速度のサンプリングおよびディジタル信号への評
価は、例えば3msの間隔で行われる。制御は限界周期
（サイクル）で経過する。この限界周期は事象に依存す
るパルス状の圧力形成、圧力減少、およびスリップ曲線
の安定領域へ至る保持フェーズからなる。

形成パルスに続く圧力保持フェーズ内で、以下の安定
性基準が制御される各車輪に対し個別に監視される。

ここで、α、β、b₁、Δλ_１は定数、 Δλ＝λ−λ_Ｓ、 λ＝１−V_R/V_Ref・・・瞬時スリップ λ_Ｓ…保持フェーズ開始時のスリップ ＝_Ｒ−b_{x Ｒ} …車輪周加速度 b_X…車両加速度 値P_y＝０に対して車輪は確実に安定した特性を示す。
従って形成パルスを生起し得る。

０＜P_y＜例えば0.5から車輪がダイナミック移行状態
にあることがわかる。従って圧力は保持される。P_y＞0.
5ならば、不安定性または安定性限界が推測され、従っ
て車輪ブレーキ圧は減少される。妨害を受けていない車
輪特性の場合、上記の安定性基準は、（−）およびΔ
λにより展開された相平面で概観される（第１図）。

車輪速度V_Rおよびスリップλは次式に従う。

ここでθは車輪慣性トルク、 R_dはダイナミックな車輪半径、 M_Bneuは当該保持フェーズの制動トルク、 M_Aはスリップに依存する駆動トルクである。

先行する保持フェーズの終了時には、車輪はほとんど
（安定）定常状態にある、_Ｓ＝０によるλ_Ｓ。

があてはまる。ここで_RS ＝（１−λ_Ｓ）・b_x＝一定 λ≪１であるから、簡略化すると 式（３）を式（２）から減算し、λ_Ｓについて直線化
すると、 が得られる。定義に従い、_Ｒ −b_x＝ およびλ−λ_Ｓ＝Δλ である。

項M_Bneu−M_Baltは当該保持フェーズ開始時の瞬時跳躍
ΔM_Bに相応する。そこから が得られる。

時間を除去すると式（４）に対し、相平面内に第１図
に示した特性（定性的）が得られる。測定の遅延および
デッドタイムを算入し、弁切換時間の影響を考慮するた
めに、安定性検査を行う前に、各パルス形成後に短い最
小保持時間を守らなければならない。

以下図面に基づき本発明の実施例を説明する。

第１図は−とΔλにより展開された相平面内での安
定性基準の定性的表示を示し、第２図はロック防止制御
器のブロック回路図、第３図〜第５図は種々の圧力制御
に対するフローチャート図である。

第１図では−がΔλに関し、順次連続する圧力形成
パルスに対してプロットされている。展開された平面
は、圧力形成領域（０＜−＜−b₁および０＜Δλ＜Δ
λ_１）、減少領域（P_y＝例えば0.5を超えた領域）およ
びそれらの間にある保持領域に分割される。第１のパル
スは、確実に安定している領域（P_y＝０）外には引き出
されず、第２、第３および第４のパルスには増加的に長
くなる保持フェーズ（０＜P_y＜0.5）の続くことがわか
る。第５のパルスは不安定性、すなわち圧力減少（P_y≧
0.5）につながる。

第２図には１チャネル（１つの車輪に対する制御のみ
図示）のロック防止制御器が示されている。車輪速度検
出のための測定値発生器は１で、計算器の形の評価回路
は２で、入口弁は３で、出口弁は４で示されている。

制御アルゴリズムは相互に状態“安定性検査”（第３
図）、“圧力減少”（第４図）、“車輪の再加速”（第
５図）で経過する。

計算器２は、“安定性検査”の状態で本発明により車
輪の不安定性を識別する。これは２つの圧力形成パルス
の間の保持フェーズ中で、第３図によるプログラム経過
に従い、先行する圧力減少の後である。瞬時のスリップ
値と、最後に安定であると識別されたスリップ値から
（11にて）差Δλを形成した後、P_yが式（１）に従い形
成される。P_yが比較量ａ（0.5）より大きければ、（比
較は13で）、弁は圧力減少に制御される（18）。19に
て、この圧力減少に続いて圧力保持フェーズがどれくら
いの長さ持続すべきかが確定され、これは“車輪の再加
速”状態で実現される。以降の走査サイクルではアルゴ
リズムは“圧力減少”状態におかれる。

P_y＜0.5であれば、14にてP_y＝０かどちらかが検査さ
れる。この場合15にて、経過中の保持フェーズが最小時
間T_HMIN持続したかが検査される。経過した場合も、16
を介して弁の制御が圧力形成位置にあるパルスにより行
われる。17にて（安定であると識別された）瞬時スリッ
プ値λ_Ｓが記憶され、さらに制御サイクルI_puls内の形
成パルスの数が１つ増分計数される。アルゴリズムはさ
らに状態“安定性検査”に留まる。

これに対してP_yが０でないか、またはT_HがT_HMINより
も大きくなければ、２つの場合とも圧力保持信号が出力
側20に送出される。アルゴリズムはさらに状態“安定性
検査”に留まる。

時間T_HMAは経過中のパルスによる形成フェーズ中のパ
ルス関数とすることができる（例えばT_HMA＝T₁−Ｉ・Δ
T₁、ここでT₁とΔT₁は定数であり、Ｉはパルス数であ
る）。

第４図には、圧力減少を制御するためのフローチャー
トが示されている。この論理シーケンスは、“不安定性
検査”の状態にある、先行する走査インターバルで不安
定性が識別されたとき経過する。出力側31の圧力減少信
号は、が値b₃０を上回らないか、またはλ≦λ_Ｓ＋
Δλ_３が満たされない限り（33）形成される。すなわ
ち、瞬時スリップλがΔλ_３だけ、最後に安定と識別さ
れたスリップ値λ_Ｓよりも長い場合に形成される。さら
にλ_Ｓを下回ってはならない（34）。これに対し条件32
〜34が肯定的に満たされると、圧力保持（35）が制御さ
れる。圧力減少の終了時には35にて、信号Ｓがセットさ
れる。次いでアルゴリズムは以降の走査段階の状態“車
輪の再加速”となる。別の経過で初めて再び負のが測
定されると、基準加速度b_xと基準速度V_Refが更新され
る。

第５図に基づき、圧力減少後の第１の保持フェーズの
形成を説明する。この保持フェーズは次のような役目を
有する。すなわち、スリップを、安定よりもさらに確実
であると識別された最後のスリップ値に低減し、さらに
基準速度の“急降下”、すなわち許容されない低下を阻
止するという役目を有する。μ−跳躍（42）後の非常に
高いスリップ値および途中で発生したμ−変化による別
の差減速度＜b₁（41）により、別の圧力減少が行われ
る（44）。弁デッドタイムにより発生し得る過度に高い
正の車輪加速度（43）が挿入された形成パルスにより低
減される（45）。

上記の場合が発生しなければ、λ_Ｓにほぼ達するまで
待機される（46）。付加的に“急降下する”基準速度を
補正するために所要の待ち時間T_HMAを保持する（47）。
この待ち時間は既に述べたように形成パルスの数に依存
することができる。

35で車輪の信号Ｓがセットされると、その後に初めて
当該車輪に対する値＜０が発生し、大きさb_XとV_Refを
補正することができる。これらは以下のようにして算出
される。

b_xneu＝（１−S_Bref）＊b_xalt＋S_Bref＊（V_anp(k)−V
_anp(k-1)/t_anp （５） V_Refneu＝（１−S_Vref）＊V_refalt＋S_Vref＊V
_anpk （６） ここでｂ_xneu/altは補正された、ないし以前の車両加
速度、 Ｖ_Refneu/altは補正された、ないし以前の車両速度、 Ｖ_{anp（ｋ）／（ｋ−１）}は瞬時ないし以前の適合時
点での速度、 t_anpは最後の適合時点からの経過時間、 S_Bref,S_Vrefは定数である。

値Ｂ_xneu/altおよびＶ_Refneu/altはすべての被制御車
輪に共通してあてはまる。大きさＶ
_{anp（ｋ）／（ｋ−１）},t_an(p)は個々の車輪に対し個別
に検出される。

式（５）から検出された車両減速度b_Xは引き続き、例
えば ［−9m/s²,0m/s²］ の数値領域に制限される。

b_Xが直接測定される場合、式（５）は省略することが
できる。車輪速度が基準速度を上回ると、基準速度はこ
の車輪速度に引き上げられる。適合時点の間でV_Refを継
続するため、次式 V_Refneu＝V_Refalt＋b_xΔｔ （７） により補外計算される。Δｔはサンプリング間隔の長さ
である。

符号 θ 車輪慣性モーメント R_d ダイナミックな車輪半径 V_R 車輪速度 λ 車輪制御スリップ（λ＝１−V_R/V_Ref） b_X 車両基準加速度 Δλ 保持フェーズ内のスリップ変化 差加速度（＝_Ｒ−b_x） λ_Ｓ 保持フェーズ終了時の安定スリップ Δλ_ｉ スリップ変化閾値 b₁ 差加速度閾値 M_B 制動トルク M_A 路面による車輪への駆動トルク ΔM_B 制動トルク跳躍 V_Ref 車両基準速度 μ 長手方向の力摩擦係数 P_y ΔλおよびＢからの非線型関数 α，β 定数 LANP 基準形成に対する論理変数 T_H 圧力保持時間 T_HMA 待機時間 T_HMIN 最小待機時間 S_Bref,S_Vref 定数 t_anp ２つの適合時点間の時間 V_anp 適合時点での車輪速度 I_Puls 制御サイクルでの形成パルスの数 Δｔ サンプリング間隔の長さ

フロントページの続き (72)発明者 コスト，フリードリツヒ ドイツ連邦共和国 Ｄ‐7000 シユツツ トガルト ハインリツヒ‐エプナー‐シ ユトラーセ 24 (72)発明者 ルフ，ヴオルフ‐デイーター ドイツ連邦共和国 Ｄ‐7076 ヴアルト シユテツテン シユラツトヒユルツレス ヴエーク 17

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪速度V_Rを検出するための測定値発生器
   と、該車輪速度V_Rに相応する信号の供給される評価回路
   を有するロック防止制御装置であって、 前記評価回路は、供給された信号から車輪加速度に相応
   する信号_Ｒを形成し、かつ車両速度の経過に近似する
   基準速度信号V_Refによりスリップ信号λを形成し、これ
   らの信号を用いてブレーキ圧制御信号を形成し、該ブレ
   ーキ圧制御信号はブレーキ圧変化のためにブレーキ圧制
   御ユニットに供給され、 該ブレーキ圧制御ユニットは当該制御信号に依存してブ
   レーキ圧を減少、一定保持および増加させ、 圧力減少に引続いて圧力保持フェーズおよびこれに続い
   て通常、パルス状に圧力形成継起するものであるロック
   防止装置において、 圧力形成パルスに続く圧力保持フェーズにて、少なくと
   も車輪スリップ変化または車輪の加速度差に依存して形
   成される非線形の判定基準によって車輪の安定性が監視
   され、前記車輪の加速度差は少なくとも車両加速度に依
   存して形成され、 前記非線形の判定基準が第１の値をとれば、さらに圧力
   形成パルスが生成され、 前記非線形の判定基準が前記第１の値と第２の値の間に
   ある値をとれば、圧力が一定に保持され、 前記非線形の判定基準が前記第２の値よりも大きけれ
   ば、圧力が減少されることを特徴とする、 ロック防止装置。
2. 【請求項２】非線形の判定基準として式、 ｛Δλ＜Δλ_１であれば０｝ P_y＝｛＞b₁であれば０｝ ｛それ以外α（b₁−）（Δλ−Δλ_１） ＋β（Δλ−Δλ_１｝ が用いられ、 ここでα，β,b₁,Δλ_１は正の定数であり、ΔλはΔλ
   ＝λ−λ_Ｓとして定義され、λ_Ｓは保持フェーズ開始時
   のスリップ信号であり、は＝_Ｒ−b_xとして定義さ
   れ、b_xは車両加速度信号であり、 Δλ＜Δλ_１および／または＞b₁であればさらに圧力
   形成パルスが生成され、 P_yが値０と第２の値ａの間にあれば圧力は引続き一定に
   保持され、 P_yが前記第２の値ａよりも大きければ圧力が低減され
   る、 請求項１記載のロック防止装置。
3. 【請求項３】保持時間は少なくとも所定の最小保持時間
   （T_HMIN）と等しい請求項２記載のロック防止装置。
4. 【請求項４】が正の加速度値b₃を上回り、検出された
   スリップ信号λが小さな値Δλ_３以上スリップ値λ_３を
   もはや上回らない場合、P_y＝ａにより開始された圧力減
   少は終了される請求項２記載のロック防止装置。
5. 【請求項５】検出されたスリップλがスリップ値λ_Ｓよ
   りも小さい場合、圧力減少は終了され、圧力は一定保持
   される請求項２項記載のロック防止装置。
6. 【請求項６】検出したスリップがスリップ値λ_Ｓに（小
   さな値Δλ_１を別として）十分に近似した場合、第１の
   保持フェーズでは圧力減少後、続いて圧力形成パルスが
   トリガされる請求項２項記載のロック防止装置。
7. 【請求項７】圧力形成パルスは最小保持時間の後初めて
   生起せしめられる請求項６記載のロック防止装置。
8. 【請求項８】保持フェーズにて＜b₁および／またはλ
   ＞λ_Ｓ＋Δλ_３の場合が発生する際、圧力減少に切り換
   えられる請求項６記載のロック防止装置。
9. 【請求項９】非常に高い加速（＞b₅）が保持フェーズ
   にて発生する際、圧力形成パルスが形成される請求項６
   記載のロック防止装置。
10. 【請求項１０】圧力減少を行った後、車輪減速（＜
    ０）が初めて発生した際、車両減速度b_neuおよび基準速
    度V_Refneuが、古い値b_xaltおよび最後の適合時点での車
    輪速度から、瞬時に新たに算出される請求項４項記載の
    ロック防止装置。
11. 【請求項１１】車両減速度b_Xの測定の際、基準速度を車
    両減速度b_Xにより連続的に補正する請求項１記載のロッ
    ク防止装置。