JP3437570B2 - 速度決定方法 - Google Patents

速度決定方法

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JP3437570B2 JP51198491A JP51198491A JP3437570B2 JP 3437570 B2 JP3437570 B2 JP 3437570B2 JP 51198491 A JP51198491 A JP 51198491A JP 51198491 A JP51198491 A JP 51198491A JP 3437570 B2 JP3437570 B2 JP 3437570B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 従来の技術 既知のブレーキ滑り制御方法は、車輪速度をVr、自由
に回転する（ブレーキがかけられていない）車輪の車輪
周速をVfrとすると、次式によって定義されるブレーキ
（車輪）滑りＳを計算するために、
【数３】 Ｓ＝１−Vr/Vfr 通常、基準速度Vrefを使用しており、基準速度Vrefは、
車輪周速Vfrの代わりに、車輪或いは車両に関連して形
成される。
【０００２】 一般に、Vref≠Vfrであるので、次式によって、基準
速度Vrefから計算される「相対滑り」Srefは、絶対滑り
に対応しない。
【数４】 Sref＝１−Vr/Vref
【０００３】 基準速度Vrefを求める方法および希望の相対滑りに制
御する方法は、例えば、国際出願WO第89/02382号に開示
されている。
【０００４】 発明の利点 多くの適用例（例えば、車両のヨー運動または横方向
の運動の制御、およびヨー運動または横方向の運動のモ
ニタ）においては、絶対滑りをできるかぎり正確に知る
ことが必要である。
【０００５】 本発明の目的は、絶対滑りおよび関連の値を正確に決
定できるように、自由に回転している車輪の実際の車輪
周速と、車両の走行速度とを推定するすることを可能に
することである。
【０００６】 実施例 本発明による方法に対する前提は、（少なくとも）一
つの車輪が時々ブレーキのかけ方に不足（アンダーブレ
ーキ状態）を生じるということである。「適応フェーズ
（適応状態）」と呼ばれるこのようなフェーズにおい
て、滑りＳは、ブレーキ力−滑り（FB−Ｓ）特性曲線
（図2a）のほぼ直線の範囲内になければならない。これ
を達成するために、通常の（滑り）制御状態において発
生するブレーキ力レベルから出発して、ΔFBだけブレー
キ力を低下することが行われる。これは、車輪のブレー
キシリンダ圧力における対応する低下によって得られ
る。結果として得られるブレーキ力の低下をできるだけ
小さくするように、多くの車輪が同時に適応状態に存在
しないようにすべきである。
【０００７】 基準速度を計算する既知の方法とは異なり、本発明に
よる車両の走行速度の推定により、物理的な絶対滑りの
計算が可能になる。
【０００８】 この値を知ることが、車両の横方向運動を推定するため
の前提である。走行方向のタイヤ力を最適化する場合
に、一般には、基準速度に基づく滑り値が適している
が、将来の車両制御装置は、絶対ブレーキ滑り値と斜行
角との双方を必要とする。
【０００９】 本発明の方法は、車輪周速信号に加えて、車両制御装置
内に存在している、車両運動パラメータおよびブレーキ
力の推定値のみを使用しており、従って、測定のための
更なる費用も装置も必要としない。
【００１０】 まず最初のステップとして、車両の走行方向の運動に対
して、以下のフィルタ方程式が与えられる。
【数５】
【００１１】 ここで、次式
【数６】 は車両加速度であり、この加速度は、車両質量mfと、ブ
レーキ力FBの総和とから推定され、即ち計算される。
尚、ｉは、左右前後の各車輪を示す。このようにして計
算された車両加速度は、例えば、斜面下降力のような外
乱の影響により、エラーを伴うので、エラー項も同時に
推定される。二つの補正係数K1（ｔ）およびK2（ｔ）
は、いずれの車輪も適応状態にないときには０とされ、
その他の場合には正である。これらの補正係数は、例え
ば、特定の一定値を有することができる。しかしなが
ら、一般に補正係数が時間と共に変動するカルマン（Ka
lman）フィルタを使用することも可能である。
【００１２】式（１）で使用された補正値Vf'は、一つ
の車輪の適応状態において形成される。このために、ま
ず、適応状態における車輪ｉの自由に回転する車輪の車
輪周速Vfri'が、この車輪ｉの車輪周速Vriとブレーキ力
FBiとから、次式によって決定される。
【数７】 式（３）における、項（FBi/ci）は、ブレーキ滑りＳに
対応する。尚、式（３）において、ciはタイヤの走行方
向剛性であり、この走行方向剛性は、近似的に既知のタ
イヤ定数である。
【００１３】 第２のステップにおいて、自由に回転する車輪の車輪
周速Vfri'は、車両の固定点に関して、例えば、図１に
示されたように後軸の中心に関して、再度計算される。
かじ取り角δと、車両の垂直軸の周りのヨー角速度ψと
に対して図１に示された方向を示す符号を用いて、また
車軸間隔Ｌおよび半車輪間隔Ｂを用いて、以下の換算式
が選られる。
【数８】
【００１４】 式（４）を使用するためには、かじ取り角δと、ヨー
角速度ψと、後軸における斜行角αＨとが、既知でなけ
ればならない。
【００１５】 この車両走行速度が、例えば、車両制御装置に関し
て、車両の横方向運動のためのモニタ装置と共に使用さ
れる場合に、一般に、測定信号が、かじ取り角δおよび
ヨー角速度ψに対して利用可能である。モニタ装置にお
いて形成された、後車輪の斜行角に対する推定値は、後
軸における斜行角αＨに対して使用できる。一つの車軸
の車輪に対する斜行角は、一般にはほぼ同一である。
【００１６】 式（１）ないし（４）を用いて、車両走行速度の推定
値Vf＊および加速度エラーの推定値b0＊が得られる。自
由に回転する車輪の車輪速度に対する推定値Vfri＊は、
式（４）の換算式の逆変換を用いて、車両速度の推定値
Vf＊から任意の時間において以下のように形成可能であ
る。
【数９】
【００１７】 このとき、絶対ブレーキ滑り値に対する推定値Si＊は
以下の通りとなる。
【数１０】 Si＊＝１−Vri/Vfri＊ ｉ＝１…４ （６）
【００１８】 式（２）から車両加速度を計算し、式（３）から自由
に回転する車輪の車輪速度を計算し、さらにブレーキ不
足の適応状態を実現するために、ブレーキ力FBの（概
略）値を知ることが必要である。これらの力を決定する
ための初期式は、車輪ｉに対する簡単化された以下の角
運動式である。
【数１１】 ここで、車輪ｉに対して Piは車輪ブレーキ圧力、 riは車輪半径、 Jiは車輪および駆動部の質量慣性モーメント cpiはブレーキ・トルク係数 である。
【００１９】 システム・パラメータri、Ji、cpiの既知の（概略）
値に対して、ブレーキ力FBiは、車輪ブレーキ圧力Piか
ら次式により決定できる。
【数１２】
【００２０】 車輪ブレーキ圧力Piが測定されない場合に、Piの代わ
りに、車輪ブレーキ圧力に対する推定値も使用すること
ができる。目標の滑り値Ｓ＊への正常な制御によるフェ
ーズにおいて、瞬間的なブレーキ力は、例えば、次式の
関係を使用して、式（８）に従ってフィルタリング処理
される。
【数１３】 ここで、K3は定数である。
【００２１】 正常なブレーキ力レベルに対する推定値FBOiは、適応
状態の間ではブレーキ力に対する基準パラメータとして
使用される。この適応状態においては、次式で与えられ
る、低減されたブレーキ力
【数１４】 FBai＝FBOi−ΔFBi （10） が使用されるべきである。これは、車輪ブレーキ圧力ま
たはその推定値を、次式で与えられる値Paiになるまで
低下されることによって行われ、
【数１５】 その後、Vri（ｔ）曲線が一定になるまで待機すること
によって行われる。
【００２２】 式（10）におけるブレーキ力の低下ΔFBiは、適応状
態の車輪ｉに生じる斜行角αｉの関数として決定され
る。これは、例えば、車両モニタ・ユニットにより推定
される。斜行角が大きい場合に、滑りが（FB−Ｓ）特性
曲線のほぼ直線の範囲内にあるようにするために、小さ
い斜行角で必要とされるよりも大きなブレーキ力の低下
ΔFBiが必要とされる（図2aおよび図2bを参照）。経験
によれば、ブレーキ力が大きい場合には、ブレーキ力が
小さい場合よりも、（例えば、車輪負荷変動と、タイヤ
および車輪懸架装置における弾性振動とにより）FBiの
より大きな変動が発生するので、変動に対して安全であ
るために、ΔFBiを更に、以下のようにFBOiの関数とし
て形成することが有効である。
【数１６】 ΔFBi＝ｆ（FBOi,αｉ） （12） ここで、FBOiは、ブレーキ圧力レベルである。
【００２３】 関数ｆとしては、例えば、次式が適している。
【数１７】 ｆ（FBOi,αｉ）＝F0＋FBOi・F1＋｜αi|・F2 （13） ここで、F0、F1、F2は、予め与えられた定数である。
【００２４】 FBOiは、常に０より大きいかまたは０に等しくあるべ
きなので、ΔFBiは以下のように制限されなければなら
ない。
【数１８】 ΔFBi≦FBOi （14）
【００２５】 図３は、推定値Vf＊、後輪の車輪速度Ｖr,HL、後輪の
ブレーキ圧力PHL、後輪の斜行角αＨ、並びに比較のた
めの実際の、即ち測定された車両速度Vfに対する一実施
例を示している。この実施例において、Vfの推定のため
には、両方の後輪のみが使用され、またこのために、両
方の後輪において交互にブレーキ不足が形成される。
【００２６】図４の実施例において、コンピュータ１
は、電磁弁２を介して、車輪へのブレーキ圧力を時々低
下させる。このフェーズにおける車輪速度Vriはセンサ
３によって測定され、また当該車輪のブレーキ圧力Piは
センサ４によって測定される。更に、かじ取り角δはセ
ンサ５によって測定され、またヨー角速度ψはセンサ６
によって測定される。モニタ・ユニット７は斜行角αを
決定する。
【００２６】 コンピュータ１は、上述した計算を実行し、その計算
結果を、自由に回転する車輪の車輪速度の推定値Vfri＊
と、車両速度の推定値Vf＊と、絶対滑りとにそれぞれ対
応する信号を端子８に与える。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 図１は、本発明の方法を説明するのに必要な種々の幾
何学的な関係を示す四輪車両の概略平面図である。
【図２】 図2aおよび図2bは、２つの異なる斜行角に対して、滑
りの関数としてブレーキを示すグラフであり、本発明の
方法により使用される、それぞれのブレーキ力の相対的
な低減を説明するために使用される。
【図３】 図３は、本発明により得られる車両速度の推定値の時
間による変化を示すグラフであり、関連する後輪の車輪
速度、関連する後輪のブレーキ圧力、関連する後輪の斜
行角、並びに対応する実際の、即ち測定された車両速度
と共に示す図である。
【図４】 図４は、本発明による方法を実施するためのブロック
回路図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コスト，フリードリッヒ ドイツ連邦共和国 デー―7014 コルン ベストハイム，ヨハネス―ブラームス― シュトラーセ １

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ブレーキをかけられた車両の車両速度と、
    少なくとも一つの自由に回転する車輪の車輪周速とを決
    定する速度決定方法において、 ｉが左右前後の車輪のいずれかを示す場合に、 少なくとも一つの車輪ｉの瞬間的な車輪速度Vriを測定
    するステップと、 少なくとも一つの車輪ｉの滑りがブレーキ力対車輪滑り
    特性のほぼ直線の範囲にあるという適応状態を規定する
    ために、時々少なくとも一つの車輪ｉのブレーキ圧力を
    低減するステップと、 少なくとも一つ車輪ｉにおける、瞬間的な車輪速度Vri
    とブレーキ力FBiとから、前記適応状態において自由に
    回転する少なくとも一つの車輪ｉの車輪周速Vfriを決定
    するステップと、 かじ取り角δと、車両の垂直軸の周りのヨー角速度ψ
    と、車輪の斜行角αｉとを測定するステップと、 車輪周速Vfriと、測定されたパラメータである、かじ取
    り角δ、車両の垂直軸の周りのヨー角速度ψ、車輪の斜
    行角αｉと、車両の寸法とから、車両上の一点に対する
    車両速度Vf'を計算するステップと、 車両速度の推定値Vf＊と、加速度エラーb0＊とを、以下
    のフィルタ方程式を使用して決定するステップと、 【数１】 前記車両速度の推定値Vf＊と、測定されたパラメータで
    ある、かじ取り角δ、車両の垂直軸の周りのヨー角速度
    ψ、車輪の斜行角αｉと、車両上の一点に対する車両の
    寸法とを使用して、自由に回転する少なくとも一つの車
    輪の車輪周速に対する少なくとも一つの推定値Vfri＊を
    得るステップと、 を含み、但し、ｂ（ｔ）は車両の質量mfとブレーキ力F
    Biとから推定される加速度であり、以下の式によって計
    算され、 【数２】 ここで、K1およびK2は、前記適応状態においては正であ
    りまたこの適応状態以外においては０である補正係数で
    あること、 を特徴とする速度決定方法。
  2. 【請求項２】測定された瞬間的な車輪速度Vriと、自由
    に回転する車輪の車輪周速の推定値Vfri＊とから、車輪
    滑りSi＊を決定するステップを更に含むことを特徴とす
    る請求項１の速度決定方法。
  3. 【請求項３】斜行角αｉが、モニタ・ユニットによって
    推定されることを特徴とする請求項１または２の速度決
    定方法。
  4. 【請求項４】ブレーキ力FBiが、ブレーキ圧力から決定
    されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの
    速度決定方法。
  5. 【請求項５】前記ブレーキ圧力が測定されることを特徴
    とする請求項４の速度決定方法。
  6. 【請求項６】前記ブレーキ圧力が推定されることを特徴
    とする請求項４の速度決定方法。
  7. 【請求項７】目標の滑りＳ＊に向けて制御されるブレー
    キ圧力制御フェーズにおいて、ブレーキ力FBiがフィル
    タ処理されることを特徴とする請求項１ないし６のいず
    れかの速度決定方法。
  8. 【請求項８】前記ブレーキ圧力を低減するステップが、
    前記斜行角に依存して前記ブレーキ力を低減することを
    特徴とする請求項１ないし７のいずれかの速度決定方
    法。
  9. 【請求項９】前記ブレーキ圧力を低減するステップが、
    実際に存在するブレーキ力のレベルに依存して前記ブレ
    ーキ力を低減することを特徴とする請求項１ないし７の
    いずれかの速度決定方法。
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