JP4410477B2 - エンジンブレーキトルク制御装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のためのエンジンブレーキトルク制御装置（ＭＳＲ）並びにそれに対応する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
滑り易い路面でシフトダウンの際に、或いはアクセルから突然足を離した際に、車両の駆動輪がエンジンのブレーキ作用によってスリップし始めることがある。更に、車両の十分な走行安定性を保証するために、エンジンブレーキトルク制御は、駆動輪の速度が前もって与えられたスリップ閾値を下回るや否や、アクセルの軽い踏み込みによってエンジントルクを引き上げる。それによって、車輪の制動は走行安定性のために必要な程度弱められる。
【０００３】
従来のエンジンブレーキトルク制御は、直線区間での走行の場合には信頼性をもって機能するが、カーブでは大きな車輪スリップを許してしまう。滑り易い路面でのカーブ走行の際には、この車輪スリップは、よりによって、コーナリングフォースの追加の減少をもたらす。特に、後輪駆動車の場合には不足したコーナリングフォースが、例えば車両リヤ部の横滑り等の危険な走行状況に至らしめることがある。
【０００４】
図１は、駆動輪の速度１を車両の速度（曲線３）と比較して示している。駆動輪がシフトダウンのために或いはアクセルから突然足を離した際にスリップし始めると、駆動輪の速度１は車両の速度３と比べて低下する。このことは特性曲線１の動きの中で幾つもの速度降下４によって認めることができる。
【０００５】
エンジンブレーキトルク制御装置による制御は、駆動輪の速度１が前もって与えられたスリップ閾値２を下回るときに始まる。エンジンブレーキトルク制御装置は次いで、車両の駆動アクスルを本質的に基準速度（通常は車両速度）まで加速するエンジントルクを求め、エンジントルクをこの値だけ引き上げる。これによって、エンジンブレーキトルク制御装置は、トラクションスリップが軽減されて駆動輪が再びグリップを回復することができるようにする。
【０００６】
直線走行の際には、既知のエンジンブレーキトルク制御装置によって定められた引き上げトルクは、大抵の場合、車両安定性を保証するために十分である。しかしながら、滑り易い路面（低摩擦係数）でのカーブ走行の場合には、スリップの大きさと持続時間は、車両の必要なコーナリングフォースを達成するためには大き過ぎる。特に、低摩擦係数の路面でのカーブ走行の際に、ドライバーがアクセルから足を離して駆動輪がゆっくりとしかスリップしていない場合には、従来のエンジンブレーキトルク制御装置が定める引き上げトルクは低過ぎる。これによって、車両が軌道を外れてしまう危険が生まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、エンジンブレーキトルク制御を滑り易い路面でのカーブ走行のために最適化し、且つこの条件の下で車両安定性を改善することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも一つの駆動輪の速度がエンジンのブレーキ作用によってスリップ閾値を下回るときに、エンジントルクが引き上げられ、且つ、カーブを識別し且つ摩擦係数を識別するための手段を含んでいる、特に自動車のためのエンジンブレーキトルク制御装置において、摩擦係数の低い路面でのカーブ走行の際に、少なくとも一つの駆動輪のためのスリップ閾値が引き上げられる。
【０００９】
また、本発明によれば、駆動輪の速度がエンジンのブレーキ作用によってスリップ閾値を下回り、且つブレーキスリップが大きくなり過ぎるや否や、エンジントルクが引き上げられる、特に自動車のための、エンジンブレーキトルク制御方法において、車両がカーブ走行状態にあるか否かを確認するステップと、路面の摩擦係数を求めるステップと、低摩擦係数の路面でのカーブ走行が識別された場合に、少なくとも一つの駆動輪のためのスリップ閾値を引き上げるステップとを含む。
【００１０】
本発明の本質的な思想は、車両が低摩擦係数の路面上でカーブ走行をしているという走行状況を認知した後で、少なくとも一つの駆動輪（好ましくは、カーブの外側の車輪）のスリップ閾値を引き上げ、これによってエンジンブレーキトルク制御を、例えば直線走行の場合よりもより高感度に設定するということにある。これによって、エンジンブレーキトルク制御は、ブレーキスリップが非常に小さい時から既に導入されるので、車輪スリップの大きさと持続時間を顕著に引下げることができる。
【００１１】
低摩擦係数の路面でのカーブ走行の認知のためには適切な手段、例えば、しかるべきセンサ装置が備えられている。カーブ走行の認知は、例えば、非駆動輪（複数）の速度の差を通じて行われる。
【００１２】
摩擦係数の決定は、例えば横方向加速度センサを用いて行うことができる。発生する横方向加速度は、路面の静摩擦係数に関する指標となる。低い静摩擦係数（例えば、０．３５未満）は、例えば、横方向加速度が約５．５ｍ／ｓ²よりも大きい時には、除外することができる。しかしながら、支配的な静摩擦係数は、例えばカーブ外側の対の車輪で発生するスリップを通じて定性的に認知することもできる。
【００１３】
一つの好ましい実施例によれば、二つの駆動輪のスリップ閾値は均等に高められる。スリップ閾値の引き上げは、車両速度、求められた摩擦係数、および／またはカーブの半径に応じて行うことができる。
【００１４】
滑り易い路面でのカーブ走行の際には、エンジントルクがエンジンブレーキトルク制御の間に、好ましくは少なくとも一つの最小の引き上げトルクだけ引き上げられる。これはとりわけ、駆動輪が、アクセルから足を離した時に、わずかしかスリップせず又更にドライブトレーンもわずかな原動力しか持っていないので、前もって最小の引き上げトルクを与えておかないと非常に過小の引き上げトルクが計算されてしまうであろう。
【００１５】
本発明に基づくエンジンブレーキトルク制御は、好ましくは車輪スリップの次の二つの原因、即ち一つはアクセルから足を離したことによるものであり、もう一つはシフトダウンによるものを区別する。アクセルから足を離した場合には、緩やかな、振幅が比較的小さいスリップが発生する。これに対して、“ハードな”シフトダウンの際には、跳躍的に立ち上がる大きなスリップが発生する。
【００１６】
シフトダウンの際に、車輪スリップを最小化し、また特に、ハードなクラッチ接続をも調整するために、好ましくは、クラッチから足を離したときに比べて、大きな、増幅された引き上げトルクが計算される。
【００１７】
引き上げトルクＭａｅは、一般に次の式によって計算される。
Ｍａｅ＝Ｍｌａｍｂ ＋ Ｍｗｂｒ
但し、Ｍｌａｍｂは、スリップに比例した成分（＝スリップ ・ 定数）であり、Ｍｗｂｒは、いわゆる回転加速抵抗トルクである。
【００１８】
シフトダウン操作の際には、好ましくは、実際にトルク補正のために必要なトルクよりも大きな、増幅された回転加速抵抗トルクが計算される。増幅された回転加速抵抗トルクＭｗｂｒの計算は、好ましくは次の関係に従って行われる。
【００１９】
Ｍｗｂｒ＝ドライブトレーン加速度 ・ 慣性質量モーメント ・ 増幅係数
この式を、引き上げトルクＭａｅを計算するための上記の式に代入することによって、増幅された引き上げトルクが得られる。
【００２０】
本発明の一つの好ましい実施例によれば、増幅された加速抵抗トルクが誤って車両の後退りを引起してしまうことが無いように、回転加速抵抗トルクに対して前もって最大値が与えられている。
【００２１】
増幅された加速抵抗トルク或いは増幅された引き上げトルクはまた、ギヤが何速へシフトダウンされたかに応じて計算できる。低速ギヤへのシフトダウンの際には、それよりも高いギヤへのシフトダウンの際よりも、より大きな引き上げトルクが計算されるのが好ましい。
【００２２】
駆動輪の速度がスリップ閾値を再びオーバーした後、エンジンブレーキトルク制御は、好ましくは、前もって与えられた後続時間の間継続され、その間に後続の引き上げトルクが設定される。この後続の引き上げトルクは、好ましくは、駆動輪がスリップし始めないか或いは極わずかしかスリップし始めず且つエンジンが惰走時の燃料カットオフへ移行しないように定められる。
【００２３】
上記の後続時間は、好ましくは直進走行の場合よりも長く、且つ好ましくは１秒から３秒までの間とする。
駆動輪のスリップ閾値は、低摩擦値でのカーブ走行を認知した後、前輪駆動車の場合には、好ましくは１．５ｋｍ／ｈから２ｋｍ／ｈまでの間の値、また後輪駆動車の場合には、１ｋｍ／ｈから１．５ｋｍ／ｈまでの間の値（車両速度からの差）に設定される。
【００２４】
【実施例】
本発明は、以下に添付図面に基づいて、例示として詳しく説明される。
図２Ａは、車両速度３と比較した駆動輪の速度（車輪速度）１の変化を示している。時点ｔ１で、カーブの認知及び摩擦係数の認知のための装置が、車両が低い摩擦係数の路面でのカーブ走行状態にあることを認知し、これに基づいてスリップ閾値２が飛躍的に引き上げられる。これによって、エンジンブレーキトルク制御ははるかにより敏感に設定される。
【００２５】
時点ｔ２の直前で、一方或いは両方の駆動輪がトラクションスリップを始める。駆動輪の速度１は、その後車両速度３に比べて大きく低下する。時点ｔ２では、車輪速度１は、引き上げられたスリップ閾値２を下回り、エンジンブレーキトルク制御はこのスリップ閾値を用いて設定される。エンジンブレーキトルク制御は引き上げトルクＭａｅを計算するが、この引き上げトルクは、スリップに比例する成分Ｍｌａｍｂ（＝スリップ ・ 定数）と、駆動トレーン加速に対応する成分Ｍｗｂｒとから成り立っている。後者の成分は、回転加速抵抗トルクＭｗｂｒとして計算され、平均駆動トレーン加速と、該駆動トレーンの慣性質量モーメント（対応するギヤ段階での）との積に対応している。
【００２６】
かくして、エンジンブレーキトルク制御の引き上げトルクＭａｅは、次の式によって計算される。
Ｍａｅ＝Ｍｌａｍｂ ＋ Ｍｗｂｒ
伝達された引き上げトルク５は、図２Ｂに示されている。引き上げトルク５の中の、スリップに比例する成分１１も、同じく図２Ｂに示されており、回転加速抵抗トルク９又は１０は、図２Ｃに示されている。
【００２７】
アクセルから足を離したことによるトラクションスリップの場合には、加速抵抗トルク９が計算される。この加速抵抗トルクは、本質的に、駆動トレーンを基準速度（一般に、車両速度）まで加速するために必要な、実際の物理的な値（Ｍｗｂｒ＝駆動トレーン加速 ・ 慣性質量モーメント）に対応している。
【００２８】
シフトダウンによるトラクションスリップの場合には、このトルクには、シフトダウンの際、特にハードなクラッチ結合によっても、発生する大きなトラクションスリップをできるだけ迅速に調整するために、更に増幅係数が掛け合わされる。
【００２９】
増幅された加速抵抗トルク１０が誤って車両の後退りを引起してしまうことがないように、増幅された加速抵抗トルク１０に対しては、前もって最大値が与えられている。
【００３０】
本来のエンジンブレーキトルク制御段階（時点ｔ２とｔ３、及びｔ５とｔ６の間）の間は、トラクショントルク制御によって何時でも最小の引き上げトルク６が伝達される。特に、アクセルから足を離した時に発生するような緩やかなスリップ過程の際には、これによって最小の効果が達成され、十分なコーナリングフォースが保証される。
【００３１】
エンジンブレーキトルク制御は更に、後続時間（時点ｔ３からｔ４まで）を変化させる。この後続時間の間に、後続の引き上げ値トルク７が伝えられ、該トルクは、エンジンが過度に強くブレーキを掛けて駆動輪がたちまち再びスリップし始めてしまうことを防止する。この後続の引き上げトルク７は、最小トルク６よりも小さいか或いは等しくすることができる。
【００３２】
上記の後続時間は、例えばカウンタを用いて設定されるが、このカウンタの信号８が図２Ｄに示されている。後続時間は、直進走行の場合よりも長く、好ましくは１秒よりも長いものとする。
【００３３】
図３は、カーブｒの認知及び摩擦係数μの認知のための装置１４、１５と結合された中央エンジンブレーキトルク制御の制御ユニット１２を備えているエンジンブレーキトルク制御システムを示している。車両が低摩擦係数の路面でのカーブ走行状態にあるという走行状況が認知されると、スリップ閾値２が少なくとも一つの駆動輪について引き上げられる。
【００３４】
駆動輪の速度１が新しく設定されたこのスリップ閾値２を下回ると、エンジンブレーキトルク制御の制御ユニット１２が引き上げトルクＭａｅを計算し、この引き上げトルクが、エンジン制御装置１３へ送られ、これに対応して、このエンジン制御がエンジントルクを調節する。
【００３５】
図４は、低摩擦係数の路面でのカーブ走行状態の際における、スリップ閾値２の引き上げの間のプロセスステップを示している。その際、ステップ１６では先ず、車両がカーブ走行状態にあるか否か（ｒ<ｓｗ；閾値ｓｗとの比較）が確認される。次いでステップ１７では摩擦係数μが少なくとも定性的に求められ且つ、路面の摩擦係数が低いか否か（μ<ｓｗ；閾値ｓｗとの比較）が確認される。
【００３６】
ステップ１８では最後に、カーブ走行の際における車両の安定性を改善するために、駆動輪のスリップ閾値２が引き上げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の技術に基づくエンジンブレーキトルク制御の際における、駆動輪の速度変化を示す図である。
【図２】図２Ａは、本発明の一つの実施例に基づくエンジンブレーキトルク制御の際における、駆動輪の速度変化を示す図であり、図２Ｂは、エンジンブレーキトルク制御による引き上げトルクの変化を示す図であり、図２Ｃは、様々な条件の下における回転加速抵抗トルクを示す図であり、図２Ｄは、後続時間の設定のためのカウンタ信号の変化を示す図である。
【図３】図３は、本発明に基づいて作られたエンジンブレーキトルク制御装置の実施例を示す図である。
【図４】図４は、スリップ閾値の引き上げの際のプロセスステップを表すための流れ図を示す。
【符号の説明】
１…駆動輪の速度（車輪速度）
２…スリップ閾値
３…車両速度
４…スリップ状態
ｔ…時間
ｖ…速度
５…エンジンブレーキトルク制御の引き上げトルク
６…最小の引き上げトルク
７…後続の引き上げトルク
８…カウンタ信号
９…加速抵抗トルク
１０…増幅された加速抵抗トルク
１１…スリップ比例成分
１２…制御ユニット
１３…エンジン制御装置
１４…摩擦係数を認知するための手段
１５…カーブを認知するための手段
ステップ１６…車両がカーブ走行状態にあるか否かを確認する
ステップ１７…摩擦係数μを求め、路面が低μであるか否かを確認する
ステップ１８…駆動輪のスリップ閾値を引き上げる

Claims (10)

1. 少なくとも一つの駆動輪の速度が、エンジンのブレーキ作用によって、車両速度から所定速度を差し引いた駆動輪の速度として予め定めた車輪スリップのスリップ閾値（２）を下回るときに、エンジントルクを引き上げる手段と、
   車両のカーブ走行状態を識別し且つ摩擦係数を識別するための手段と、
   を備えた自動車のためのエンジンブレーキトルク制御装置において、
   摩擦係数の低い路面でのカーブ走行の際に、少なくとも一つの駆動輪のための前記スリップ閾値が引き上げられること、
   シフトダウン操作による車輪スリップの際に、エンジントルクが、スリップに比例する成分（Ｍｌａｍｂ：１１）と第１の回転加速抵抗トルク（Ｍｗｂｒ：１０）とにより算出される値（Ｍａｅ：５）に引き上げられ、アクセルから足を離したことによる車輪スリップの際に、エンジントルクが、第２の回転加速抵抗トルク（Ｍｗｂｒ：９）により与えられる値に引き上げられること、
   を特徴とするエンジンブレーキトルク制御装置。
2. シフトダウン操作による車輪スリップの際に、ドライブトレーン加速度、慣性質量モーメント、および増幅係数の関数として、第１の回転加速抵抗トルク（Ｍｗｂｒ：１０）が、計算されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンブレーキトルク制御装置。
3. 第１の回転加速抵抗トルク（１０）が最大値に限定されることを特徴とする請求項２に記載のエンジンブレーキトルク制御装置。
4. エンジンブレーキトルク制御（ＭＳＲ）の間（ｔ２〜ｔ３、ｔ５〜ｔ６）に、エンジントルクが、コーナリングフォースを保証する最小の引き上げトルク（６）だけ引き上げられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエンジンブレーキトルク制御装置。
5. エンジンブレーキトルク制御（ＭＳＲ）が、駆動輪がスリップ閾値（２）を再びオーバーした後の前もって与えられた後続時間の間、継続され、且つ、該後続時間の間に引き上げトルク（７）が生成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のエンジンブレーキトルク制御装置。
6. シフトダウン操作による車輪スリップの際に、引き上げトルクは、どのギヤへシフトダウンされたかということに依存して計算されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンブレーキトルク制御装置。
7. 少なくとも一つの駆動輪の速度が、エンジンのブレーキ作用によって、車両速度から所定速度を差し引いた駆動輪の速度として予め定めた車輪スリップのスリップ閾値（２）を下回るときに、エンジントルクを引き上げる、自動車のためのエンジンブレーキトルク制御方法において、
   車両のカーブ走行状態を識別するステップと、
   路面の摩擦係数を識別するステップと、
   摩擦係数の低い路面でのカーブ走行の際に、少なくとも一つの駆動輪のための前記スリップ閾値を引き上げるステップと、
   シフトダウン操作による車輪スリップの際に、エンジントルクを、スリップに比例する成分（Ｍｌａｍｂ：１１）と第１の回転加速抵抗トルク（Ｍｗｂｒ：１０）の関数として算出される値（Ｍａｅ：５）に引き上げ、アクセルから足を離したことによる車輪スリップの際に、エンジントルクを、第２の回転加速抵抗トルク（Ｍｗｂｒ：９）により与えられる値に引き上げるステップと、
   を含むことを特徴とするエンジンブレーキトルク制御方法。
8. シフトダウン操作による車輪スリップの際に、ドライブトレーン加速度、慣性質量モーメント、および増幅係数の関数として、第１の回転加速抵抗トルク（Ｍｗｂｒ：１０）が、計算されることを特徴とする請求項７に記載のエンジンブレーキトルク制御方法。
9. エンジンブレーキトルク制御（ＭＳＲ）の間（ｔ２〜ｔ３、ｔ５〜ｔ６）に、エンジントルクが、コーナリングフォースを保証する最小の引き上げトルク（６）だけ引き上げられていることを特徴とする請求項７または８に記載のエンジンブレーキトルク制御方法。
10. エンジンブレーキトルク制御（ＭＳＲ）が、駆動輪がスリップ閾値（２）を再びオーバーした後の前もって与えられた後続時間の間、継続され、且つ、該後続時間の間に引き上げトルク（７）が生成されることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載のエンジンブレーキトルク制御方法。

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