JP4241932B2

JP4241932B2 - アンチロックコントロール式ブレーキ装置の制御状態を改善する方法と装置

Info

Publication number: JP4241932B2
Application number: JP52418698A
Authority: JP
Inventors: フェンネル・ヘルムート; シュミット・ホルガー; バティスティク・イヴィカ
Original assignee: コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: DE59708785D1; US6431663B1; EP0941185A1; WO1998023472A1; EP0941185B1; JP2001505155A; DE19648909A1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の回転状態から車両基準速度が求められ、コーナーリング状況とカーブ方向を認識するための判断基準が得られる、アクティブなブレーキング介入に適したアンチロックコントロール式ブレーキ装置の制御状態を改善するための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーブでの走行安定性またはブレーキ安定性を改善するためにアンチロックコントロール装置（ＡＢＳ）を使用することにより、ＡＢＳの機能を拡張することが既に知られている。このような制御介入は、部分ブレーキング中に、すなわちＡＢＳ応答閾値に達しないブレーキング中に行われる。ブレーキ操作によって生じるカーブ内側の車輪のブレーキ圧力上昇を、カーブ外側の車輪のブレーキ圧力よりも適切に遅らせることにより、安定化作用を有する、車両の垂直軸線回りのモーメントが生じる（“ＢＭＷの新しい７シリーズのブレーキ装置とスリップコントロール装置”、ＡＴＺ９７（１９９５年）、第８〜１５頁と、“ＢＭＷの新しい５シリーズのブレーキ装置とスリップコントロール装置”、ＡＴＺ９８（１９９６年）、第１８８〜１９４頁）。操舵角度センサが使用されないときに、実際の操舵角度に関する情報は、車輪センサ信号から演算された車両の横方向加速度から求められる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第３４１３７３８号公報（Ｐ５５４７）により、コーナーリング認識回路を備えたアンチロックコントロール装置（ＡＢＳ）が知られている。このコーナーリング認識回路は同様に、車輪スリップ測定に基づいている。コーナーリング認識のために、車両の一方の側の車輪のスリップ値が合算され、車両の他方の側の車輪のスリップ合計と比較され、そしてスリップ合計の差が所定の限界値を上回るや否や、コーナーリング認識信号を発生する。そして、コーナーリング認識時に、このブレーキ装置の個々のブレーキ圧力コントロールチャンネル内の圧力変化を制御する“選択ロー”や“選択ハイ”のような選択基準と、この選択基準が有効になる限界値が変えられる。これにより、制御は直線走行中とコーナリング中とで異なる条件に従う。
【０００４】
部分ブレーキングの外で、ブレーキング介入による車両の安定化は勿論、ブレーキペダルまたはブレーキ圧力発生装置を操作しないでブレーキ圧力をブレーキ装置または車輪ブレーキに発生させることができるときにのみ可能である。トラクションスリップコントロール装置（ＴＣＳ）と走行安定性コントロール装置（ＤＳＣ，ＡＳＭＳ等）を備えた公知のブレーキ装置は、アクティブなブレーキング介入が可能である。
【０００５】
公知の走行安定性コントロール装置は、車輪速度センサに付加して必要となるヨーレートセンサ、操舵角度センサ等と、高価な処理および監視系を備えている。車両安定性を損なうヨーモーメントが認識されると、すべての測定値を評価した後で、つり合わせ作用や安定化作用を生じる、車両の垂直軸線回りのヨーモーメントを発生するために、車輪ブレーキが選択的に制御される。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の根底をなす課題は、ブレーキが操作されないときにもコーナーリング中に車両の操舵可能性と走行安定性を得るために、簡単にかつ極めて少ない追加コストで、アンチロックコントロール式ブレーキ装置の制御状態を改善し、制御機能を拡張することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は請求項１記載の方法によって非常に簡単に解決可能であることが判った。すなわち、本発明による方法の特徴は、次の条件
− コーナーリング状態、
− ブレーキが操作されなくても車両が減速する
を同時に認識または満足するときに、車両の方向変更またはカーブ限界範囲に達していることを示す臨界的なスリップ条件が満たされることにある。
【０００８】
この条件が同時に認識されると、本発明に従って特殊制御が開始される。この特殊制御は少なくともカーブ外側の前輪の車輪ブレーキへのブレーキ圧力供給を生じる。
【０００９】
場合によっては、ブレーキ圧力供給をカーブ外側の前輪だけに制限すると有利であることが判った。他の場合には、両前輪ブレーキへの非対称のブレーキ圧力供給が行われる。この場合、方向変更の傾向のある車両を安定化させるために、基本的にはカーブ外側の前輪で高いブレーキ圧力を必要とする。両前輪の制動は有利である。というのは、一般的に、差し迫る不安定性が、カーブにおける適合しない速度、すなわち高すぎる速度によって生じるからである。
【００１０】
本発明の他の有利な実施形では、カーブ外側の前輪のブレーキスリップよりも大きなカーブ外側の後輪のブレーキスリップの発生が、臨界的なスリップ条件を満たすための判断基準として評価される。このスリップ状態は高すぎる速度でのコーナーリングによる車両の“方向変更”を示すかまたはカーブ限界範囲に達することを示す。
【００１１】
スリップを検討する代わりに、瞬間に最も速く回転する車輪を測定し分析することができる。最も高速の車輪がカーブ外側の前輪であると（この比較はろ波された車輪信号に基づいて行われる）、臨界状態、すなわちカーブ外側の前輪と比較してカーブ外側の後輪が大きなブレーキスリップを有する状態が生じる。
【００１２】
カーブ外側の前輪にブレーキ圧力を供給して安定化させることあるいは両前輪に非対称にブレーキ圧力を供給して安定化させることは好ましくは、例えば２００〜３００ｍｓの１つのブレーキ圧力供給パルスによってあるいは適当なパルス列によって行われる。他方では、臨界的なスリップ条件がもはや無くなるまであるいは換言すると、カーブ外側の車輪がほぼ同じスリップを信号化するまで、特殊制御ひいては圧力供給が続けられる。
【００１３】
コーナーリングを認識するためのアルゴリズムと本発明の他の有利な若干の実施形は、本発明による方法を実施するための装置を含めて、従属請求項に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の他の詳細は、添付の図に基づく次の記載から明らかになる。
【００１５】
図１は本発明の方法を実施するためのブレーキ装置の重要な構成要素を概略的に示す図、そして図２は本発明の実施の形態による、車速に対するスリップ差閾値の依存関係を示すグラフである。
【００１６】
図１に示す有利な実施の形態において、本発明による方法を実施するための装置は実質的に、ブレーキペダル操作にかかわりなく最大倍力が得られるブレーキ倍力装置を備えた慣用のアンチロックコントロール装置と、カーブ（コーナリング）の識別と上述の判断基準の監視と特殊制御への切換えを行う電子コントローラとからなっている。図１には、個々の車輪ブレーキのブレーキ圧力を個別的に制御するデュアル回路の液圧式ブレーキ装置が象徴的に示してある。
【００１７】
各々の車輪ブレーキ１，２，３，４には、対の入口弁／出口弁５，６；７，８；９，１０；１１，１２が付設されている。このすべての弁は電気的に操作可能な２／２（２ウェイ／２位置）方向制御弁である。入口弁５，７，９，１１はその静止位置で通路を開放し、出口弁６，８，１０，１２はその静止位置で遮断されている。
【００１８】
デュアル回路のブレーキ圧力発生装置１３として、積極的に操作されるかあるいはブレーキペダル１４の操作にかかわりなく最大倍力が得られるアクティブ式のブレーキ倍力装置が設けられている。このブレーキ倍力装置は真空倍力装置２１とタンデム式マスターシリンダ２２からなっている。図示した例では、いわゆるオン／オフ倍力装置である。このオン／オフ倍力装置は電気的な信号を制御弁１５に供給することにより操作可能である。この倍力装置は２つだけの切換え位置を有し、従って慣用のパッシブ式ブレーキ倍力装置と比べて、比較的に少ない追加コストで製作可能である。オン／オフ倍力装置のオン位置では、必要な場合に液圧ポンプ１６，１７から供給された圧力媒体がブレーキ圧力発生装置のマスターシリンダを経て流出しないようにすることだけを保証しなければならない。
【００１９】
両液圧ポンプ１６，１７は公知のごとく、象徴的に示した電気駆動モータＭを介して一緒に駆動される。各々のブレーキ回路Ｉ，ＩＩは液圧ポンプ１６，１７の吸込み側に、低圧アキュムレータ１８，１９を備えている。この低圧アキュムレータは、液圧ポンプ１６，１７を始動する前に出口弁６，８，１０，１２を開放する際、迅速な圧力低下を補助する。
【００２０】
制御されるブレーキ装置は更に、車輪センサＳ１〜Ｓ４と、図１においてブラックボックスとして示した電子コントローラ２０を備えている。この車輪センサの出力信号は個々の車輪ＶＲ，ＶＬ，ＨＲ，ＨＬの回転状態を示す。コントローラ２０には特に、示唆的に示した入力Ｅ１〜Ｅ４からセンサ信号が供給される。コントローラ２０の出力信号Ａ１〜Ａｎは電気的に操作可能な個々の液圧弁５〜１２、液圧ポンプ１６，１７の駆動モータＭおよびアクティブ式倍力装置２１の入口の制御弁１５に案内される。
【００２１】
制動灯スイッチ２３（ＢＬＳ）は同様に、ブレーキ倍力装置２１と関連して図１に示してある。この制動灯スイッチは例えばペダル変位スイッチである。このペダル変位スイッチの切換え位置は、本発明による特殊制御を開始するために必要な前提条件の一つ、すなわちブレーキペダル操作を満足するかどうかを識別することができる。従って、制動灯スイッチ２３の出力信号は同様に、電子コントローラ２０に供給される。
【００２２】
この場合、入力データを処理するために複雑な回路とマイクロコンピュータを備えたコントローラ２０において、車輪センサ信号とこの信号から導き出される車両基準速度Ｖ_REFに基づいて得られるスリップ値を分析または評価することにより、コーナーリング状況の存在が認識される。更に、ブレーキが操作されていないにもかかわらず、車輪センサ信号の評価によって、車両減速が検出されると、特殊制御を開始するために臨界的な“スリップ条件”を満たすことだけが必要である。既に説明したように、カーブ外側の後輪のスリップ値がカーブ外側の前輪のスリップ値と比べて大きいと、車両の“方向変更”またはカーブ限界範囲に達したことを推測することができる。カーブ外側の前輪の車輪ブレーキ内にブレーキ圧力を供給することになる短い圧力上昇パルスにより、この特殊制御の開始時に、車両の方向変更またはこのコーナーリング状況でのオーバーステアリングが回避され、再び走行安定性が得られる。
【００２３】
両前輪の車輪ブレーキ（この場合カーブ外側の前輪に高いブレーキ圧力が発生する）への非対称的なブレーキ圧力供給は同様に、走行安定性に有利に作用する。なぜなら、基本的に、このカーブ走行状況で速すぎる車両の減速が走行安定性にとって好ましいからである。
【００２４】
一般的に、例えば２００〜３００ｍｓの１回の圧力上昇パルスで充分である。勿論、最適なまたは最も所望な圧力供給は、その都度の車両構造や走行状況に大きく依存する。
【００２５】
更に、安定性が再び得られたことをカーブ外側の車輪のスリップ状態が示すまで、圧力供給を続けることができる。
【００２６】
コーナーリング状況は速度差値ΔＶによって表される。この速度差値を上回ると、カーブが認識されたと評価され、従って本発明による特殊制御の開始のための条件が満たされたと評価される。
【００２７】
この速度差値ΔＶを判断するための閾値Ｔｈは例えば、８〜１３ｋｍ／ｈのオーダーである。図２は瞬間の車速Ｖ_FZまたは車両基準速度Ｖ_REFに依存して変化する閾値Ｔｈを示している。図２において０〜６０ｋｍ／ｈの下側の速度範囲では、閾値Ｔｈは最初の１３ｋｍ／ｈから８ｋｍ／ｈに低下する。６０〜１２０ｋｍ／ｈの中間の速度範囲では、閾値Ｔｈは直線的に増大する。高速範囲では、好ましくは、例えば９ｋｍ／ｈの（ほぼ）一定の値をとる。勿論、図示した特性曲線は所定の車両に従うものである。車両構造が異なる場合、速度範囲全体にわたって同じ閾値または完全に異なる特性曲線が考えられる。
【００２８】
すなわち、本発明では、少ないコストで実現される、アンチロックコントロール装置の比較的に簡単な拡張により、すなわちアクティブ式ブレーキ圧力発生装置を使用し、上記の判断基準を監視することにより、コーナーリング中の走行安定性と操舵可能性を高めることができる。いわゆるブレーキアシストに基づいてあるいは予圧（プリロード）ポンプ等を使用することによって、アクティブブレーキング介入のための他の実施の形態および手段は同様に、上記の状況でのコントロールを改善するために使用可能である。
【００２９】
上記の判断基準の認識と評価（スリップの分析、制動灯スイッチ信号の評価等によるコーナーリング状況と方向変更傾向の認識）は同様に、簡単で、従って低コストで実施可能である演算に基づいている。すなわち、本発明による制御の改善は全体として、非常に少ない追加コストしか必要としない。

Claims

車輪の回転状態から車両基準速度が求められ、コーナーリング状況とカーブ方向を認識するための判断基準が得られる、コーナーリング中の車両の操舵可能性と走行安定性を改善するためのアクティブなブレーキング介入に適したアンチロックコントロール式ブレーキ装置の制御状態を改善するための方法において、
コーナーリングが認識されると同時に、ブレーキ非操作時の車両の減速が認識され、更に、車両の方向変更またはカーブ限界範囲に達したことを示す臨界的なスリップ条件が満たされるときに、少なくともカーブ外側の前輪の車輪ブレーキにブレーキ圧力が供給される特殊制御が開始され、この際、このカーブ外側の前輪へのブレーキ圧力供給が、カーブ内側の前輪へのブレーキ圧力供給よりも
１）大きな圧力上昇勾配で
２）長い時間にわたって
のうち少なくともいずれかで行われることを特徴とする方法。
カーブ外側の前輪よりもカーブ外側の後輪で大きなブレーキスリップが発生するときに、臨界的なスリップ条件であると評価されることを特徴とする請求項１記載の方法。
カーブ外側の前輪よりもカーブ外側の後輪で大きなブレーキスリップが発生する状況を認識するために、車輪の瞬間の最高回転速度が、ろ波された車輪速度信号に基づいて決定されることを特徴とする請求項２記載の方法。
臨界的なスリップ条件の発生時に、カーブ外側の前輪の車輪ブレーキだけにブレーキ圧力が供給され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。
コーナーリングを認識するために、車両両側の車輪速度合計の差を示す速度差値（ΔＶ）が、次式
ΔＶ＝｜（Ｖ１＋Ｖ４）−（Ｖ２＋Ｖ３）｜＞Ｔｈ
によって求められ、ここで、
Ｖ１は左前輪の速度、
Ｖ２は右前輪の速度、
Ｖ３は右後輪の速度、
Ｖ４は左後輪の速度、
Ｔｈは速度閾値
であり、速度差値ΔＶが５〜２０ｋｍ／ｈのオーダーの設定された閾値（Ｔｈ）をとるときに、コーナーリング状況が認識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。
速度閾値（Ｔｈ）が車両基準速度（Ｖ_REF）に依存して変化することを特徴とする請求項５記載の方法。
閾値（Ｔｈ）が車速範囲６０ｋｍ／ｈ未満で、車速の上昇につれて、最初の最大値から最小値まで低下し、速度範囲６０ｋｍ／ｈ〜１２０ｋｍ／ｈにおいて車速の上昇につれて増大し、１２０ｋｍ／ｈより大きい速度範囲においてほぼ一定に保たれることを特徴とする請求項６記載の方法。
ブレーキ圧力供給が、特殊制御の結果として、１００〜５００ｍｓの時間の圧力上昇パルスによってあるいは圧力上昇パルス列によって行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
臨界的なスリップ条件がもはや満たされなくなるや否や、ブレーキ圧力供給が終了することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法を実施するための装置において、
ペダル操作にかかわりなく最大倍力が得られるブレーキ倍力装置（２１）を備えたアンチロックコントロール装置（ＡＢＳ）と、電子コントローラ（２０）とを備え、コーナーリングが認識されると同時に、ブレーキ非操作時の車両の減速が認識され、更に、予め定めたスリップ条件が満たされるときに、この電子コントローラが特殊制御を開始し、この特殊制御が、カーブ外側の前輪（ＶＲまたはＶＬ）の車輪ブレーキ（１または３）内への、車両を安定させるブレーキ圧力供給あるいは両前輪（ＶＲ，ＶＬ）の車輪ブレーキ（１，３）への非対称的なブレーキ圧力供給をもたらすことを特徴とする装置。