JP4101870B2 - 応急用車輪の迅速認識方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、電子制御系を備え、この電子制御系において車輪の回転状態が車輪センサによって検出され、タイヤ回転円周値の差が補正係数によって決定される、車両のための応急用車輪を迅速に認識する方法に関する。
【０００２】
アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロールシステム（ＡＳＲ）、制動力分配の電子制御系（ＥＢＶ）等のような自動車用電子制御系は、入力値として、もっぱらまたは特に、個々の車輪の回転状態に関する情報を必要とする。製作誤差や不等な摩耗等によってタイヤ回転円周値に少しでも違いがあると、制御に影響を与える。これは、勿論、普通の車輪よりも小さいかまたは大きいいわゆる応急用車輪（エマージェンシー車輪）を取り付ける場合に、特に当て嵌まる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９１５８７９号公報により、車両の各々の車輪について補正係数を算出することが既に知られている。異なるタイヤ回転円周値を補償するために、測定された車輪速度が、補正係数を乗算して制御系の他の信号処理の基礎とされる。
【０００４】
国際出願ＷＯ８９／０４７８３により、車輪スリップのない時間インターバル中に車速を測定する方法が既に知られている。この場合、この車速からの車輪速度の偏差から補正値が決定され、次に個々の車輪の車輪速度がこの補正値によって補正される。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０３６７４２号公報により、ブレーキ管理またはエンジン管理を行うトラクションコントロールシステムのための回路が知られている。この回路は、駆動される普通の車輪の代わりに小さなスペア車輪を取り付けた場合に制御機能を改善する働きがある。この文献によれば、スペア車輪で測定された回転速度は、安定した車輪回転状態で検出した補正係数によって評価され、それによって小さなスペア車輪のために普通の車輪と同じスリップコントロール閾値が当て嵌まるように、同じ軸の駆動される第２の車輪の速度測定値に適合される。
【０００６】
この補正係数を制御の開始時にコントローラによって検出し、徐々に“学習”し、確認することが基本的に必要である。すなわち、短時間の速度変化は、カーブ走行、駆動トルクまたは制動トルク、振動、外乱等のような特別な走行状況に起因する。従って、このような制御が応急用車輪、すなわち非常に異なるタイヤ回転円周値を有する車輪を認識し、適当な補正値を算出するまでに、比較的に時間がかかる。
【０００７】
本発明の根底をなす課題は、応急用車輪を比較的迅速に認識し、この状況への制御の適切な適合を行うことができる方法を開発することである。
【０００８】
この課題は請求項１記載の方法によって解決されることが判った。本発明による方法の特徴は、各々の車輪について短時間補正係数と長時間補正係数が求められること、短時間補正係数は、３０〜３００ｍｓのオーダーの時間インターバルにわたって、作業サイクルで測定された瞬時の補正係数の平均値を求めることによって決定され、この場合、補正係数を計算するための入力値として、最も遅い車輪速度がそれぞれの車輪の車輪速度によって割られること、長時間補正係数は、５〜３０秒のオーダーの時間インターバルにわたって、それぞれの車輪の短時間補正係数と長時間補正係数との差の平均値を求めることによって、およびこの平均値を評価することによって求められ、この場合、その都度平均値の部分値が、長時間補正係数を適応させるために評価され、この場合、部分値を評価するために、残りの車輪の長時間平均値を考慮して求められる重み付け係数が考慮されること、車両エンジンを始動させた後その都度、個々の車輪の短時間補正係数が互いに比較され、同時に、最も遅い速度の車輪の短時間補正係数に対する他の２個の車輪の短時間補正係数の偏差が１．５％よりも小さく、最も遅い速度の車輪の短時間補正係数に対する最高速度の第４の車輪の短時間補正係数の偏差が、所定の最短時間インターバルで、８％よりも多く２０％よりも少なく、そして第４の車輪の短時間補正係数がこの最短時間インターバルの間最大で±１．５％だけ変化するときに、第４の車輪が応急用車輪として認識され、長時間補正係数を制御するための初期値として、長時間補正係数がそれぞれの車輪の短時間補正係数と同一視されるかまたは近似されることにある。
【０００９】
本発明の特に有利な若干の実施形は従属請求項に記載してある。
【００１０】
すなわち、本発明では、個々の車輪の短時間係数が、請求項１で定めた値をとり、この状態が所定の時間インターバルの間維持されると、さもなければ長い時間インターバルにわたってしか学習可能でない長時間補正係数の直接的な補正が達成される。エンジンの始動後１回だけでよいこの迅速な学習ステップの後、学習プロセスは入念に続けられる。
【００１１】
添付の図に基づく次の説明から本発明の他の詳細が明らかになる。
【００１２】
本発明は、異なるタイヤ回転円周値を検出および補償する補正係数（補正率）を決定するために、短時間補正係数と長時間補正係数が異なっている方法から出発している。長時間補正係数と短時間補正係数との差から、差を評価し、重みをつけそして平均値を求めることにより、長時間補正係数が導き出される。これは、図１に基づいて次に説明するように行われる。
【００１３】
入力値として、瞬時の（そのときの）最も遅い車輪速度Ｖminとそれぞれの車輪（図１は車輪Ｒ１のための分岐部を示している）の速度との商が求められる。デジタル式のろ波器またはデジタル式の低域ろ波器１（ＴＰ１）によって、クロック１の作業サイクル（ここでは約１００ｍｓである）で、短時間補正係数ＫＺR1である平均値が求められる。この短時間補正係数は、本例では次式によって求められる。
【数２】

ここで、
ＫＺRn＝車輪ｎ（ｎ＝１〜４；図１ではｎ＝１である）の短時間補正係数、
Ｎ＝平均値を求めるループまたはサイクルの数
Ｖmin＝瞬時の最も遅い車輪速度
ＶRn＝車輪ｎの瞬時の速度
Ｃ＝定数
である。
【００１４】
比較器と減算器２において、長時間補正係数ＬＺR1と短時間補正係数ＫＺR1との差ＤR1が求められる。この差ＤR1から、ろ波器と整合回路（適応回路）３において長時間補正係数ＬＺR1を整合させるための補正値が得られる。
【００１５】
車輪１の長時間補正係数と短時間補正係数との差を表す信号ＤR1は、図示した実施の形態では、先ず最初に、帯域ろ波器４によって評価されるかまたは走行速度に依存して重みを付けられる。帯域ろ波器４は、６０〜１２０ｋｍ／ｈの平均速度領域で、差信号ＤR1全体を通過させる。一方、２０ｋｍ／ｈの下側の速度閾値の下方と２００ｋｍ／ｈの上側の速度閾値の上方で、差信号は非常に強く減衰される。帯域ろ波器４において象徴的に示すように、信号減衰は、２０〜６０ｋｍ／ｈの範囲において線形に減少し、１２０〜２００ｋｍ／ｈの範囲において線形に増大する。
【００１６】
帯域ろ波器４の出力信号Ｄ′R1、すなわち重みを付けた差信号ＤR1は、デジタル式低域ろ波器５（ＴＰ２）で更に処理される。長時間平均値が、次式
【数３】

によって求められる。ここで、
ＬＭR1＝車輪１の長時間平均値
＝車輪１の長時間補正係数からの短時間補正係数の重み付き偏差（Ｄ′R1）の平均値
Ｍ＝加算インターバルＮの数
である。
【００１７】
本実施の形態では、約１０〜２０秒のインターバルでその都度長時間平均値ＬＭR1が求められる。
【００１８】
減衰回路６は、長時間平均値ＬＭR1の一部だけを更に案内する。この部分の大きさは、特にいわゆるカーブ重み付け係数ＧＫに依存する。このカーブ重み付け係数は、残りの車輪Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の長時間平均値を考慮しながら減衰回路６で決定され、評価される。個々の車輪の長時間平均値を対角線に、横方向におよび軸方向に比較することにより、重み付け係数ＧＫの合目的な大きさを決定することができる。
【００１９】
最後に、次の帯域ろ波器７では、車輪個々について減衰回路６の出力信号の中継が長時間補正係数ＬＺR1に限定される。長時間補正係数への車輪のオーバーレブの作用を弱めるために、減衰回路６の出力信号は、重み付け係数ＧＫの値が０〜１０％のときに全部が中継され、１０〜２０％のときに１０％に制限され、２０〜３０％のときに１０〜０％だけ中継される。中継を示すこの曲線の推移は、帯域ろ波器７において象徴的に示してある。
【００２０】
帯域ろ波器７の出力信号は、長時間補正係数ＬＺR1の補正のために整合回路８で考慮される。この長時間補正係数は、最後に、回路８の出力部から比較器および減算器２に戻される。長時間補正係数は、車輪１に適用される上記の演算モードで各々の車輪について求められる。
【００２１】
図２，３は、本発明による方法の特徴を示している。回路９〜１２は、デジタル式入力ろ波器または低域ろ波器（図１におけるＴＰ１）を示している。このろ波器の出力部では、短時間補正係数ＫＺRnが使用される。入力信号Ｅminは、瞬時の最も遅い速度の車輪から生じ、入力信号Ｅmaxは、最高速度の車輪から生じる。他の二つの車輪の入力信号はＥ２，Ｅ３と呼ばれる。クロック１は、個々の車輪の短時間補正係数を発生するための平均値を求める作業サイクルを表す。クロック１は、ここでは約１００ｍｓである。
【００２２】
閾値ステップ１３，１４は、次のようなときに実行信号（Ｈ）を供給する。すなわち、短時間係数ＫＺvminに対する短時間係数ＫＺ2，ＫＺ3の偏差が１．５％よりも少ないとき、同時に第４の車輪、すなわち（小さな）応急用車輪が短時間補正係数ＫＺvminに対して８％よりも多く２０％よりも少ない偏差を有する短時間補正係数ＫＺvmaxを示すときである。この状況では、ＡＮＤゲート１７の入力部でのＡＮＤ条件が満たされる。この場合、他のＡＮＤゲート１８を経て作業サイクル（クロック１；例えば１００ｍｓ）でカウンタが起動される。このカウンタは、インバータ２０とリセット入力を介してリセットされる。
【００２３】
更に、この帯域（＞８％，＜２０％）内で、スリップは一定でなければならない。すなわち、スリップは、最大で±１．５％だけ変化してもよい。“応急用車輪”カウンタ１９は、作業サイクル（クロック１）でカウントアップされる。動作パルス列の割り込みの度に、カウンタは、インバータ２０とリセット入力を介してリセットされる。カウントアップが１．５秒の時間インターバルを超えるや否や、比較器２１が出力信号を発生し、それによってこの作業サイクルで個々の車輪の長時間補正係数ＬＺnが短時間補正係数ＫＺnと同一視される。これは駆動エンジンの始動後１回だけ行われる。次の作業サイクルでは、長時間補正係数の整合または補正が図１に基づいて説明したように続けられる。
【００２４】
図３は、図２に基づいて説明した手続きをきわめて簡単に示すフローチャートである。ステップ２２で３個の車輪の短時間補正係数ＫＺが＜１．５％であることが認識されると、次のステップ２３で、第４の車輪に適用される前記の条件が同様に満たされているかどうかチェックされる。この条件が満たされ（これは、第４の車輪が比較的速い一定の速度で回転していることを意味する）、この状態が１．５秒以上の時間インターバルの間維持されているときには（ステップ２４）、最後に、プログラムステップ２５で長時間補正係数が短時間補正係数と同一視される。
【００２５】
勿論、図２，３に基づいて説明した手続きは他の条件に結び付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】車輪の短時間補正計数および長時間補正係数を決定するための分岐回路の概略図
【図２】本発明による方法を実施するための回路またはプログラム実行の実施例の概略図
【図３】図２の実施の形態を説明するためのフローチャート

Claims (5)

1. 電子制御系を備え、この電子制御系において車輪の回転状態が車輪センサによって検出され、タイヤ回転円周値の差が補正係数によって決定される、車両のための応急用車輪を迅速に認識する方法において、
   −各々の車輪について短時間補正係数（ＫＺRn）と長時間補正係数（ＬＺRn）が求められること、
   −短時間補正係数（ＫＺRn）は、３０〜３００ｍｓのオーダーの時間インターバルにわたって、作業サイクル（クロック１）で測定された瞬時の補正係数の平均値を求めることによって決定され、この場合、補正係数を計算するための入力値として、最も遅い車輪速度（Ｖmin）がそれぞれの車輪の車輪速度によって割られること、
   −長時間補正係数（ＬＺRn）は、５〜３０秒（クロック２）のオーダーの時間インターバルにわたって、それぞれの車輪の短時間補正係数と長時間補正係数との差（ＤRn）の平均値（ＬＭRn）を求めることによって、およびこの平均値を評価することによって求められ、この場合、その都度平均値の部分値が、長時間補正係数（ＬＺRn）を適応させるために評価され、この場合、部分値を評価するために、残りの車輪の長時間平均値を考慮して求められる重み付け係数が考慮されること、
   −車両エンジンを始動させた後その都度、個々の車輪の短時間補正係数（ＫＺRn）が互いに比較され、同時に、最も遅い速度の車輪の短時間補正係数（ＫＺvmin）に対する他の２個の車輪の短時間補正係数（ＫＺ2，ＫＺ3）の偏差が１．５％よりも小さく、最も遅い速度の車輪の短時間補正係数（ＫＺvmin）に対する最高速度の第４の車輪の短時間補正係数（ＫＺvmax）の偏差が、所定の最短時間インターバル（ｔ）で、８％よりも多く２０％よりも少なく、そして第４の車輪の短時間補正係数（ＫＺvmax）がこの最短時間インターバルの間最大で±１．５％だけ変化するときに、第４の車輪が応急用車輪として認識され、長時間補正係数を制御するための初期値として、長時間補正係数（ＬＺRn）がそれぞれの車輪の短時間補正係数（ＫＺRn）と同一視されるかまたは近似されることを特徴とする方法。
2. 所定の最短時間インターバル（ｔ）が、１〜３秒であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 短時間補正係数（ＫＺRn）が、５０〜２００ｍｓのオーダーの時間インターバル（クロック１）にわたって平均値を求めることによって決定されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 短時間補正係数が、次式
   

   

   によって求められ、
   ここで、
   ＫＺRn＝車輪ｎ（ｎ＝１〜４）の短時間補正係数、
   Ｎ ＝平均値を求めるループまたはサイクルの数
   Ｖmin ＝瞬時の最も遅い車輪速度
   ＶRn ＝車輪ｎの瞬時の速度
   Ｃ ＝定数
   であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 長時間補正係数（ＬＺRn）が、１０〜２０秒のオーダーの時間インターバル（クロック２）にわたって平均値を求めることによって決定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。

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