JP4474413B2 - 少なくとも一時的に四輪稼動される自動車用の制御システム - Google Patents

Description

本発明は、特許請求項１の前提部に記載した、少なくとも一時的に四輪稼動される自動車（原動機付き車両；モータビークル）用の制御システムに関する。

この種の制御システムは例えば特許文献１に記載されている。それによると、前後方向ロックとして摩擦クラッチ（伝達クラッチ）を適切に制御することにより、前軸（フロントアクスル）の車輪と後軸（リヤアクスル）の車輪との間のトルク配分比を変更させるトルク配分装置が知られている。トルク配分比を固定することにより車両の走行特性が多大に影響され得る。その際、特許文献１の対象は特にカーブ走行時の走行動性に従事している。ここで一時的に四輪稼動される自動車とは、伝達クラッチを介して連結可能な後輪駆動部（リヤホイールドライブ）を備えた基本的に前輪駆動される自動車、又は、伝達クラッチを介して連結可能な前輪駆動部（フロントホイールドライブ）を備えた基本的に後輪駆動される自動車、又は、前軸と後軸との間のトルク配分を変更する調整可能な伝達クラッチを備えたフルタイム全輪駆動車両であり得る。

以下、これに関して一般化し、持続的に駆動ユニットと接続されている車輪を第一の駆動輪と称し、伝達クラッチを介して要求に応じて駆動ユニットと接続可能な車輪を第二の駆動輪と称するものとする。

更にこの種の周知の制御システムは、多くの場合、第一の駆動軸（第一のドライブアクスル）の回転数と第二の駆動軸（第二のドライブアクスル）の回転数との間の回転数差に依存した伝達クラッチの制御を有する（例えば、特許文献２、特許文献３）。この際、駆動軸の回転数は例えばセンサ機構を用いて検知される。

ＤＥ１００５４０２３Ａ１ ＤＥ３７４１００９Ａ１ ＤＥ６９３０４４４９Ｔ２

本発明の課題は、冒頭に掲げた形式の制御システムを調整の観点で改善することである。

前記の課題は、特許請求項１に記載した構成により解決される。

本発明の基礎を成す認識は、先ず第一に駆動軸における追加的な回転数センサが高価であること、及び、走行動性調整の観点から駆動シャフト間の滑り（スリップ）を訂正することが不正確すぎるということである。滑り調整プロセスが、４つの全車輪に関する個別車輪滑りに依存して、又は、各々の車両（縦方向）側の個々の車輪の間の車輪滑りに依存して行われると、滑り調整プロセスの精度が倍増され得る。

従って本発明に従い、少なくとも一時的に四輪稼動される自動車用の制御システムにおいて、制御ユニットであって、全車輪の車輪速度に比例する値と、車両速度とを検知又は検出し、持続的に駆動ユニットと接続されている第一の駆動輪に対し及び要求に応じて駆動ユニットと接続可能である第二の駆動輪に対し、駆動ユニットの駆動モーメントを可変に配分可能とする制御ユニットを用い、駆動ユニットと第二の駆動輪との間に配設されている伝達クラッチの位置調整ユニットが次のように制御される、即ち、１つの車輪の車輪速度と車両速度との間に差が検知される場合、及び／又は、少なくとも１つの車両（縦方向）側（走行方向で左側、右側）の車輪の両方の車輪速度の間に差が検知される場合、クラッチモーメント、従って第二の駆動輪に対する駆動モーメントが増加されるようにである。

駆動モーメントは駆動ユニットの出力トルクであり、この駆動ユニットは、好ましくは内燃機関とこの内燃機関に後置された変速機とから構成される。それに加え、制御ユニットは、クラッチモーメント増加のために、車輪滑りに依存する目標・クラッチモーメントを設定し、この目標・クラッチモーメントは、１つの車輪の車輪速度と車両速度との間の差の絶対値、及び／又は、少なくとも１つの車両側の車輪の両方の車輪速度の間の差の絶対値に依存して決定される。

１つの車輪の車輪速度に比例する値（パラメータ）は、好ましくはいずれにせよ検知されている車輪回転数であり、この車輪回転数は、周知のごとく、車両速度と直接的に比較可能な車両速度にメートル／秒（ｖ）で換算され得る。

車輪滑りに依存する目標・クラッチモーメントは、好ましくは、制御ユニット内で、少なくとも以下のように３つの目標・クラッチモーメントからの最大値選択により検出される；１つの車輪の車輪速度と車両速度との間の差の絶対値に依存して決定される第１目標・クラッチモーメントと、左側の車両側の車輪の両方の車輪速度の間の差の絶対値に依存して決定される第２目標・クラッチモーメントと、右側の車両側の車輪の両方の車輪速度の間の差の絶対値に依存して決定される第３目標・クラッチモーメントである。

本発明により考慮された個別車輪滑りの長所は従来技術に比べて倍増された感度にあり、この感度によりトルク配分が調整され得る。このことは特にカーブ走行時に有利であり、その理由は、多くの場合、カーブで内側の車輪だけがスピンする傾向にあるためである。つまり本発明により車両のトラクション特性及びスタビリティ特性の向上も達成される。

図面には本発明の実施形態が描かれている。

図１には、要求に応じて伝達クラッチ１を介して連結可能な前輪駆動部を備えた基本的に後輪駆動される自動車（原動機付き車両；モータビークル）の形式の一時的に四輪稼動される車両が描かれている。伝達クラッチ１は制御ユニット８を介して調節可能である。制御ユニット８はその外部に備えられた補助制御装置１０を含み得て、補助制御装置１０は、例えば、設定された目標・クラッチモーメントを、伝達クラッチ１の位置調整ユニット（ここで特には描かれていない）をコントロールするための電流に変換する。

図１による車両では、伝達クラッチ１が開いていると、好ましくは内燃機関と変速機と少なくとも１つの駆動制御装置とから成る駆動ユニット９の全トルク（駆動モーメント）が後軸３の車輪６及び７に伝達される。ここで後輪６及び７は第一の駆動輪であり、その理由は、それらが持続的に駆動ユニット９と接続されているためである。伝達クラッチ１においてクラッチモーメントが増加すると駆動ユニット９は前軸２の車輪４及び５も駆動する。従って前輪４及び５は第二の駆動輪である。

制御ユニット８は、他の入力信号に加え、特に全車輪４、５、６、７の車輪回転数ｎ_VL、ｎ_VR、ｎ_HL、ｎ_HR（VL;前輪左側、VR;前輪右側、HL;後輪左側、HR;後輪右側）を認識する。これらの車輪回転数ｎ_VL、ｎ_VR、ｎ_HL、ｎ_HRから、例えばタイヤの大きさのような制御ユニット８内にある他の情報と関連し、全車輪４、５、６、７の車輪速度ｖ_VL、ｖ_VR、ｖ_HL、ｖ_HR並びに車両速度ｖ_Fzg（Fzg;車両）が検出される（図２も参照）。

図２には、本発明を実現するために必要である制御ユニット８の他の詳細が示されている。

駆動ユニット９の駆動モーメントを配分するために、駆動ユニット９或いは第一の駆動輪６及び７と第二の駆動輪４及び５との間に配設されている伝達クラッチ１に対し、調節すべきクラッチモーメントＭ_{Ksoll_Schlupf}（K;クラッチ、soll;目標、Schlupf;滑り）が設定される。車輪４又は５又は６又は７の車輪速度ｖ_VL又はｖ_VR又はｖ_HL又はｖ_HRと車両速度ｖ_Fzgとの間に差が検知されると基本的にクラッチモーメントは増加される。選択的に又は追加的に、少なくとも１つの車両側４及び６又は５及び７の車輪の両方の車輪速度ｖ_VL及びｖ_HL又はｖ_VR及びｖ_HRの間に差が検知されるとクラッチモーメントが増加される。

数学的な処理を簡素化するためにそれらの差はパーセントによる相対値として例えば図２に示されている計算ブロック１１〜１３に対応して検出される：計算ブロック１１内では、車両速度ｖ_Fzgに対し、車輪の個々の車輪速度ｖ_i（：＝ｖ_VL、ｖ_VR、ｖ_HL、ｖ_HR）と車両速度ｖ_Fzgとの間の相対的な差の絶対値が決定される。計算ブロック１２内では、車両速度ｖ_Fzgに対し、左側の車両側の車輪４及び６の両方の車輪速度ｖ_VL及びｖ_HLの間の相対的な差の絶対値が決定される。計算ブロック１３内では、車両速度ｖ_Fzgに対し、右側の車両側の車輪５及び７の両方の車輪速度ｖ_VR及びｖ_HRの間の相対的な差の絶対値が決定される。

クラッチモーメント増加のための、車輪滑り（ホイールスリップ）に依存する目標・クラッチモーメントＭ_{Ksoll_Schlupf}は、計算ブロック１４内で、３つの目標・クラッチモーメントＭ_{Ksoll_Schlupf_1}、Ｍ_{Ksoll_Schlupf_2}、Ｍ_{Ksoll_Schlupf_3}からの最大値選択（ＭＡＸ）により得られる。第１目標・クラッチモーメントＭ_{Ksoll_Schlupf_1}は、計算ブロック１１内で検出された相対的な差・絶対値に依存して決定される。第２目標・クラッチモーメントＭ_{Ksoll_Schlupf_2}は、計算ブロック１２内で検出された相対的な差・絶対値に依存して決定される。第３目標・クラッチモーメントＭ_{Ksoll_Schlupf_3}は、計算ブロック１３内で検出された相対的な差・絶対値に依存して決定される。

伝達クラッチを介して連結可能な前輪駆動部を備えた基本的に後輪駆動される自動車を例にした、制御ユニットを介して調節可能な伝達クラッチを備えた一時的に四輪稼動される車両の概要を示す図である。 車輪滑りに依存する目標・クラッチモーメントを検出するために制御ユニット内に含まれている可能なアルゴリズムから一部分を示す図である。

符号の説明

１ 伝達クラッチ
２ 前軸
３ 後軸
４ 車輪（前輪）
５ 車輪（前輪）
６ 車輪（後輪）
７ 車輪（後輪）
８ 制御ユニット
９ 駆動ユニット
１０ 補助制御装置
１１〜１４ 計算ブロック

Claims (1)

1. 少なくとも一時的に四輪稼動される自動車用の制御システムであって、制御ユニットを備え、この制御ユニットが、全車輪の車輪速度に比例する値と、車両速度とを検知又は検出し、この制御ユニットを用い、持続的に駆動ユニットと接続されている第一の駆動輪に対し及び要求に応じて駆動ユニットと接続可能である第二の駆動輪に対し、駆動ユニットの駆動モーメントが可変に配分可能であり、駆動モーメントの配分のために、駆動ユニット（９）と第二の駆動輪（４、５）との間に配設されている伝達クラッチ（１）のクラッチモーメント（Ｍ_Ksoll）が制御ユニット（８；８、１０）を用いて調整される、前記制御システムにおいて、
   制御ユニット（８；８、１０）が次のように構成されている、即ち、１つの車輪（４、５、６、７）の車輪速度（ｖ_VL、ｖ_VR、ｖ_HL、ｖ_HR）と車両速度（ｖ_Fzg）との間に規定の差が検知される場合、及び／又は、少なくとも１つの車両側（４、６；５、７）の車輪の両方の車輪速度（ｖ_VL、ｖ_HL；ｖ_VR、ｖ_HR）の間に規定の差が検知される場合、クラッチモーメント（Ｍ_Ksoll）が増加されるようにであり、
   制御ユニット（８；８、１０）が、クラッチモーメント増加のために、車輪滑りに依存する目標・クラッチモーメント（Ｍ _{Ksoll_Schlupf} ）を設定し、この目標・クラッチモーメントが、少なくとも３つの目標・クラッチモーメント（Ｍ _{Ksoll_Schlupf_1} 、Ｍ _{Ksoll_Schlupf_2} 、Ｍ _{Ksoll_Schlupf_3} ）、即ち、１つの車輪の車輪速度（ｖ _VL 、ｖ _HL 、ｖ _VR 、ｖ _HR ）と車両速度（ｖ _Fzg ）との間の差の絶対値に依存して決定される第１目標・クラッチモーメント（Ｍ _{Ksoll_Schlupf_1} ）と、左側の車両側の車輪（４、６）の両方の車輪速度（ｖ _VL 、ｖ _HL ）の間の差の絶対値に依存して決定される第２目標・クラッチモーメント（Ｍ _{Ksoll_Schlupf_2} ）と、右側の車両側の車輪（５、７）の両方の車輪速度（ｖ _VR 、ｖ _HR ）の間の差の絶対値に依存して決定される第３目標・クラッチモーメント（Ｍ _{Ksoll_Schlupf_3} ）とからの最大値選択により得られることを特徴とする制御システム。

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