JP4159602B2 - アンチロック制御システムの制御特性を改良する方法 - Google Patents

Description

本発明はアンチロック制御システムの制御特性、特に車の操舵性及び操縦性を改良する方法に関し、このシステムでは車輪の回転運動が測定及び処理され、ホイール滑りの確認及びブレーキ圧変調の際に参照値として用いるための車の参照速度が判断され、コーナリングを認識するため及びコーナリングの方向を認識するための評価基準が各ホイールのホイール滑りから得られる。
ドイツ特許Ｎｏ．３４．１３．７３８（Ｐ ５５４７）は、ホイール滑りの測定にも基づくコーナリング認識回路を含むアンチロック制御システム（ＡＢＳ）を開示している。コーナリングを認識するために、車の片側両輪でのスリップ値が加算され、車の他方の側の両輪の滑り加算値と比較される。この滑り加算値の差が所定制限値を超えると、コーナリング認識信号が発生される。コーナリングが認識されると、ブレーキシステムの各ブレーキ圧制御チャンネルにおける圧力変化を制御するための”選択ロー（select-low）”又は”選択ハイ（select-high）”のような選択基準、及びこの選択基準を活性化するための制限値が変化する。その目的は、制御を直進及びコーナリング中に異なる条件に適合されることである。
更に以前のドイツ特許出願Ｎｏ．２１ １９ ５９０は、例えば水銀スイッチのような横方向加速測定装置を用いてコーナリング認識信号を発生することについて説明している。
本発明の目的は、制御を直進及びコーナリング中の異なる条件に適合させることにより、アンチロック制御システム（ＡＢＳ）又はブレーキ滑り制御システムの制御を改良することである。特にコーナリング中の車の操舵性及び操縦安定性を改良することを目的とする。
この目的は上記した形式の方法により達成され、その方法の特徴は、コーナリングが認識されると、後輪の選択ロー制御に結びついた全ホイールの各制御又は両前輪の各制御のために直進を意図して構成されたノーマル制御モードが、コーナリング制御モードに変化する。ここで、前記ノーマル制御モードに比べ、カーブ内側の前輪の平均圧力レベルは所定値だけ減少され、カーブ外側の前輪の平均圧力レベルは所定値だけ増加する。一般に（全ての場合ではないが）、カーブ内側車輪での減少量はこの車軸の第２車輪上の増加量に対応するのが望ましい。
本発明の基礎となる概念は、高レベルの操舵性及び操縦性と、高レベルの制動性すなわち最小制動距離の実現とを同様に保証する制御特性の向上が、全ホイールの長手方向の力及びコーナリング力の相互作用を計算に入れることにより達成できることである。各車輪の長手方向の力及びコーナリング力を計算に入れても良い結果は得られない。その代わり、本発明によれば、各車輪の横方向の力及びコーナリング力に影響を与えることが行われ、コーナリングにより生じた車のオーバステア（oversteering）に反作用するアンダーステアのヨーイングトルク（understeering yawing torque）を増加させる。オーバーステアは、遠心力が（不十分な車軸負荷すなわち駆動の影響及びブレーキ滑りのために）、全横方向の力の和によって保持できないということにより発生する。従って本発明によれば、コーナリングが認識されたとき、特定制御モードが活性化され、カーブ内側及び外側車輪（又は前輪のみ）での平均圧力レベルを前述したように校正する。
本発明の好適特徴によれば、カーブ内側車輪での平均圧力レベルの減少量及び／又はカーブ外側前輪での平均圧力レベルの増加量が変化、すなわち両後輪間の回転速度差つまり滑りの差の関数としてあらかじめ決められる。
後輪の選択ロー制御での車はコーナリング制御モードにおいて、概略、平均圧力レベルはカーブ内側後輪で減少し、カーブ外側後輪で増加する。この場合、後輪は前輪と同様にオーバーステアを補償するヨーイングトルクを発展させるために役立つ。
コーナリングを認識するための特に好適な方法において、各車輪のホイール滑り値は濾波され、濾波された値が比較される。コーナリング制御モードへの切り替わりは、同時に、両前輪での濾波されたホイール滑りが前輪に関する所定の最大滑り値（瞬時車速又は車参照速度に応答する）を超え、及び一方の後輪の濾波されたホイール滑りが所定最大滑り値（車速すなわち参照速度に応答する）を超え、及び他方の後輪の濾波されたホイール滑りが所定最小滑り値（車参照速度に応答する）より小さくなったとき行われ、低い滑り値又は高い速度を有する後輪がカーブ外側のホイールとして判定されコーナリングの方向が判断される。
マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ等のプログラムされた回路、及びローパス特性を有するフィルタが用いられた場合、濾波されたホイール滑り信号が次の関係に従って発生される。
ｆｗｓ_neu＝ｆｗｓ_alt＋（ｆｗｓ_alt−ｆｗｓ_neu）／Ｔ
ここで、”ｆｗｓ_neu”は濾波されたホイール滑りを示し、ワーキングサイクル（working cycle）中の現在に最も近い時間に確認されたものである。”ｆｗｓ_alt”は以前確認された濾波されたホイール滑りを示す。”Ｔ”は所定の時定数を示し、これは約３０〜２００ｍｓｅｃの範囲で、更に詳細には５０〜１００ｍｓｅｃの範囲である。
更に本発明によれば、両後輪の濾波された滑り値の差がコーナリング制御モードにおいて判断され、平均圧力レベルを定義するカーブ内側前輪の制御閾値は次の関係に従って増加し、カーブ外側車輪については減少する。
ΔＲＳ＝ｋ１・Δｆｗｓ_HA＋ｋ２ １／ａ_FZ
ここで、”ΔＲＳ”は閾値変化の量を示し、”Δｆｗｓ_HA”は両後輪間の滑り値の差を示し、”ａ_FZ”は車の加速度を示し、及び”ｋ１、ｋ２”は定数である。
本発明による方法は部分的ブレーキ領域すなわち車輪ロック閾値以下の動作での滑り制御、及びアンチロック制御ブレーキ動作での圧力変化に効力を生ずる。上記関係における制御閾値に適用される定数ｋ１、ｋ２は、部分的ブレーキ領域及びＡＢＳ領域において異なる値を採用する。
本発明の他の特徴、効果及び用途は添付図面を参照して説明される実施例により示される。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の方法を実施する回路の主な電子部品の概略構成を示すブロック図。
図２は図１の回路の動作又はプログラムされた回路が用いられた場合のプログラム動作を示すフローチャート。
アンチロックすなわちブレーキ滑り制御に適用される回路の基本動作が図１に示されている。各車輪の回転運動は測定データ発生器すなわち車輪と共に回転する歯付きディスク１〜４、及びトランスデューサすなわちホイールセンサＳ１〜Ｓ４によって測定される。交流電圧本実施例では発生され、この電圧は車輪速度に対応する。
車輪速度信号ｖ１〜ｖ４はセンサ信号を回路５で調整することにより生成される。車参照速度Ｖ_Refは結合回路６内で回路５の出力信号すなわち速度信号ｖ１〜ｖ４を論理的に結合する周知の方法ことによって生成される。他の要素において、車参照速度が各車輪のホイール滑りλ１〜λ４を判断するための参照値、すなわちブレーキ圧変調用の参照値として用いられる。
回路ブロック７は、車参照速度と各ホイール速度ｖ１〜ｖ４を比較することによってホイール滑りλ１…λ４を各々判断するための回路を含む。ホイール滑りは次に示す差の結果として生じる。
λ１＝Ｖ_Ref−ｖ_i
ｉ＝１…４
マイクロコンピュータ等のプログラムされた回路が用いられた場合、ブロック７は、各車輪の滑りλ_i（ｉ＝１…４）を計算するためのプログラムステップを有する。
各滑り信号はフィルタを介して回路８を通る。このフィルタは５０〜２００ｍｓｅｃの範囲、例えば約７０ｍｓｅｃのフィルタ時定数のローパス特性を有する。濾波されたホイール滑り信号ｆｗｓ_iが生成される。一般に次の関係が濾波された信号ｆｗｓ_iに適用される。
ｆｗｓ_i＝λ_i（１−ｅ^t/T）
ｗｉｔｈ＝１…４
ここで、”Ｔ”はフィルタの時定数である。
本発明に従ってデジタルフィルタが用いられる場合、濾波されたホイール滑り信号ｆｗｓ_iは次の関係に従って計算される。
ｆｗｓ_neu＝ｆｗｓ_alt＋（ｆｗｓ_alt−ｆｗｓ_neu）／Ｔ
勿論、濾波されたホイール滑りは各ホイールについて別々に確認される。
濾波されたホイール滑り値ｆｗｓ_iは処理回路９に送られ、そこでこれら信号は分析及び処理される。定性的及び定量的の評価基準に関するコーナリング認識が回路９内で行われる。コーナリングの方向もこの滑り信号と滑りの差を評価及び論理的に結合することによって判断される。回路９を用いたこの滑り査定の結果は、制御ロジック１１用の追加回路１０を介して標準のＡＢＳ制御ロジック１１に送られ、アンチロックすなわち滑り制御がコーナリングにより生じた特定条件に適合される。
制御ロジック１１の出力は（図示されない調整及び評価回路を介して）、最終的にアクチュエータつまり変調器１２伝送され、そこでブレーキシステムのブレーキ圧が周知のように影響される。一般に最近のアンチロックシステムは電磁的に動作するマルチウエイバルブ等の油圧バルブを油圧ブレーキシステムのホイールブレーキ内のブレーキ圧制御又は変調に使用している。
適切なＡＢＳ制御ロジックは、車参照速度Ｖ_Refを考慮して調整されたホイール速度信号の評価に基づいている。
図１の回路の前述した動作は、上記マイクロコンピュータ等のプログラムされた回路により実現できる。この種の制御技術が今日では好適に用いられる。図２の実施例は、本発明による方法の各ステップ結合を示すフローチャートすなわちプログラムの一部を示す。このプログラムセクションの”ＳＴＡＲＴ”（参照番号１３で示す）の後、その時点でＡＢＳモードであるか否か、又は部分的ブレーキ動作（非ＡＢＳモード）が行われているか確認される（ひし形１４により示される）。
ＡＢＳモードであった場合、コーナリングが認識されているかの判断（１５）に基づいてプログラムは更に移行する。コーナリングが認識されている場合、図２に示す実施例では、両後輪の滑り差又は速度差が次の関係に従ってプログラム要素１６により計算される。
Δｆｗｓ_HA＝｜ｆｗｓ_HL−ｆｗｓ_HR｜
次に、プログラム要素１７においては、次の関係に従ってカーブ外側前輪での制御閾値は増加し、カーブ内側前輪での閾値は減少する。
ΔＲＳ＝ｋ１・Δｆｗｓ_HA＋ｋ２ １／ａ_FZ
ΔＲＳは制御閾値の変化分、ａ_FZは車の加速度、ｋ１、ｋ２は係数である。圧力レベルはこの閾値の分だけカーブ内側前輪で減少し、カーブ外側前輪でこの閾値の分だけ増加する。両後輪の減少又は増加の量は、回転速度差又は滑り差によって予め決められ、プログラム要素１６により確認される。
本発明の方法は、部分的制動動作すなわちホイールロックの兆候又は不安定なホイール動作のない通常の制動動作でも効果を有している。
システムがＡＢＳ制御モードではないとき、プログラムは分岐点１４を右に分岐する。車がカーブを曲がっているとき、その運動は制御により認識され（１８）、両後輪の滑り差Δｆｗｓ_HAがプログラム要素１８により再び判断される。この滑り差は車の横方向加速についての情報を含んでいる。
ブレーキが動作しているとき、すなわち部分的ブレーキ動作のとき、そのことが（２０で）確認される。正に前述のＡＢＳモードのときのように、制御閾値変化ΔＲＳ’がプログラム要素２１において次の関係に従って決定される。
ΔＲＳ’＝ｋ１’・Δｆｗｓ_HA＋ｋ２’ １／ａ_FZ
しかしこの場合、つまりＡＢＳ制御が行われていないとき、ＡＢＳモードとは異なる他の値が定数ｋ１’、ｋ２に適用される。
閾値増加が終了した後、判断点１５、１８、及び２０の”Ｎｏ”出力が出力信号としてプログラム要素１７及び２１を介して示されるプログラムループのＳｔａｒｔに戻される。従って、このポールアンドアクション（polls and actions）がコントローラのワーキングサイクル中に繰り返される。
本発明の方法の簡単な介入により、コーナリング中又はブレーキがかかっているコーナリング中に、ＡＢＳモード及び部分的ブレーキ動作中の車を安定させることができる。コーナリングを認識するための評価基準が存在するとき、ヨーイングを安定させるトルクが制御閾値の変化すなわちカーブ内側両輪での平均圧力レベル又はカーブ内側前輪圧力レベルの減少、及びカーブ外側両輪（又は前輪）の圧力レベルの増加によって発生する。コーナリング中に高いストレスを受けているカーブ外側ホイール又はカーブ外側両輪でのブレーキ圧はこの目的のために増加するので（すなわちブレーキ圧の変化傾向が”適切”であるから）、安定性の増加に加えて、制動効果が増加され制動距離が短縮される。長い制動距離を許容して安定性を向上させる必要は決してない。
横方向加速を生じるコーナリング状態は、本発明にしたがって各ホイールの滑り値を論理的に結合及び評価することによって確認される。定性的及び定量的的なコーナリング認識に用いられる高価な横方向加速度センサ等の構成要素は必要ない。
後輪駆動、ブラックアンドホワイト（black-and-white）ブレーキ回路構成及び３チャンネルＡＢＳシステムを有する車においては、一般に１つのバルブペア（インレット及びアウトレットバルブ）のみが後輪ブレーキ圧の制御に提供される。本発明によれば、従来のＡＢＳシステムに比べ、両前輪のブレーキ圧のみ又は両前輪ブレーキの平均ブレーキ圧レベルのみが、前述したように変化する。カーブ内側前輪はより正確に（即ちより高い精度で）制御される。すなわち平均圧力レベルは減少し、カーブ外側前輪の制御の精度は低くされる。
減少及び増加の程度は前述したように両後輪速度の差によって決まる。この差が大きいほど、本発明の方法により生じたヨーイングトルクは、コーナリング中の車の安定性を向上するために又は車のオーバーステアを補償するために大きくなければならない。
前輪軸上の長手方向力の異なる量が、前述ブレーキ圧変調によって生じる。長手方向力の増加に加え、カーブ外側車輪は又、減少したコーナリングフォースを有している。これら２つの力成分により発生するヨーイングトルク（垂直軸についてのトルク）は、車のオーバーステアに反作用し、従って車の安定性向上に貢献する。
対角線状ブレーキ回路構成及び３チャンネルＡＢＳシステムを有する前輪駆動車の場合、両後輪ブレーキは別々のバルブペアを介して接続されている。この場合、本発明による方法に従ったブレーキ圧変化は、両前輪及び両後輪がコーナリング中の車の安定性の向上、すなわちオーバーステア特性の補償に貢献するように、後輪に拡張できる。選択ローの基準に従う後輪圧力の一般に提供される制御が、少なくとも部分的に取り除かれ、平均圧力レベルはカーブ内側後輪で減少し、カーブ外側後輪で増加するので、上記改良は好適に達成される。
前輪駆動及び対角線状ブレーキ回路構成を有する車の場合、前輪ブレーキの圧力レベルの変化による安定化の導入の可能性は、駆動による影響のために僅かに減少される。これらの車では、コーナリング中の車を安定化するために、すなわちオーバーステアを補償するために、後輪ブレーキ内の圧力レベルの前述した変化がより重要なものとなる。

Claims (7)

1. 車輪の回転速度が測定及び処理され、それによりホイール滑りの確認及びブレーキ圧変調の参照値として用いられる車参照速度が判断され、コーナリングの認識及びコーナリング方向の認識のための評価基準を各ホイールのホイール滑りから抽出するアンチロック制御システム（ＡＢＳ）の制御特性におけるコーナリング中の車の操舵性及び操縦性を改良する方法であって、
   コーナリングが認識されると、直進を意図しており、そして全ホイールの個々の制御のために、又は後輪の選択ロー制御に結びついた前輪の個々の制御のために構成されたノーマル制御モードが、コーナリング制御モードに変化し、ノーマル制御モードに比べ、カーブ内側前輪の平均ホイールシリンダー圧レベルは制御閾値の変化分によって減少しこの車輪はより高い精度で制御され、そしてカーブ外側前輪の平均ホイールシリンダー圧レベルは制御閾値の変化分によって増加しこの車輪は低い精度で制御されることを特徴とする方法。
2. 前記カーブ内側前輪の平均ホイールシリンダー圧レベルの減少量又は前記カーブ外側前輪の増加量が、両後輪の回転速度差の関数として変化し又は予め決められることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 後輪軸の選択ロー制御を有する車において、コーナリング制御モード中にカーブ内側後輪の平均ホイールシリンダー圧レベルは減少し、カーブ外側後輪の平均ホイールシリンダー圧レベルは増加することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. コーナリングを認識するために、各ホイールのホイール滑り値（λ１…λ４）が濾波され、濾波された値（ｆｗｓ１…ｆｗｓ４）は比較され、
   コーナリング制御モードへの切り替わりは、両前輪での濾波されたホイール滑り（ｆｗｓ１、ｆｗｓ２）が共に前輪に関する所定の最大滑り値（Ｓ_{max VA}）（瞬時車速又は車参照速度に応答する）を超えそして一方の後輪の濾波されたホイール滑りが所定最大滑り値（Ｓ_{max HA}）（車速すなわち参照速度に応答する）を超え、及び他方の後輪の濾波されたホイール滑りが所定最小滑り値（Ｓ_{min HA}）（車参照速度に応答する）より小さくなったときに行われ、低い滑り値又は高い速度を有する後輪がカーブ外側のホイールとしてそれぞれ判定されコーナリングの方向が判断されることを特徴とする請求項１〜３のうち１項記載の方法。
5. 前記車（参照）速度（Ｖ_Ref）の３〜１０％の値が前輪に関係する前記最大滑り値（Ｓ_{max VA}）に予め設定され、前記車（参照）速度（Ｖ_Ref）の２〜５％の値が前記後輪に関係する前記最大滑り値（Ｓ_{max HA}）に予め設定され、前記車（参照）速度（Ｖ_Ref）の０．５〜２％の値が前記後輪に関係する前記最小滑り値（Ｓ_{min HA}）に予め設定されることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記両後輪の濾波された滑り値の差（Δｆｗｓ）がコーナリング制御モード中に判断され、平均ホイールシリンダー圧レベルを定義するカーブ内側前輪の制御閾値（ＲＳ）は次の関係に従って増加し、
   ΔＲＳ＝ｋ₁・Δｆｗｓ_HA＋ｋ₂ １／ａ_FZ
   そしてカーブ外側車輪については減少し、
   ここで”ΔＲＳ”は閾値変化の量を示し、”Δｆｗｓ_HA”は両後輪間の滑り値の差を示し、”ａ_FZ”は車の加速度を示し、及び”ｋ１、ｋ２”は定数であることを特徴とする請求項１〜５のうち１項に記載の方法。
7. 前記定数（ｋ１、ｋ２）は、部分的ブレーキ領域及びＡＢＳ制御領域において異なる所定値を採用することを特徴とする請求項６記載の方法。

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