JP4886848B2 - 車両制御に基づく制動減速の補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項の上位概念に記載の車両制御における制動減速の補償方法並びに車両制御器に関するものである。

例えば、カーブ走行におけるオーバステアまたはアンダステアのような限界走行状況における車両の制御性を改善するために、例えばＥＳＰまたはＡＢＳのような車両制御器が使用される。限界走行状況が検出された場合、この装置は、通常、車両を安定化させるために、車両ブレーキにより走行運転に係合する。カーブ走行において車両が、例えばアンダステアの場合、カーブ内側後車輪におけるブレーキ係合によって車両の垂直軸周りに追加ヨーモーメントが発生され、この追加ヨーモーメントがアンダステアに抵抗し且つ車両をカーブ内側方向へ戻そうとする。オーバステアの車両においては、他方の後車輪に対して同様のことが適用される。

各自動ブレーキ係合は、車両が一部明らかに減速されるという結果をもたらす。これは必ずしも望ましいことではなく、特定の走行状況においては、走行安全性に対して不利となることがある。

したがって、自動ブレーキ係合の場合に、それにより車両がそれほど強くは減速されない車両制御装置並びに対応の方法を提供することが本発明の課題である。

この課題は、本発明により、独立請求項に記載の特徴によって解決される。本発明の他の形態が従属請求項に記載されている。
本発明の本質的な態様は、車両の少なくとも１つの車輪における駆動トルクを自動的に上昇させ、これにより、ブレーキ制御によって発生された減速を少なくとも一部補償することにある。この場合、追加の駆動トルクは、自動ブレーキ係合の安定化作用を支援するヨーモーメントが発生されるように与えられることが好ましい。これは、車両がより急速に安定化され、且つこの場合、減速が明らかに弱められるという本質的な利点を有している。さらに、車輪ブレーキにおいて、走行路面に基づいて可能なかぎり明らかにより強いブレーキ・トルクが設定され、これにより車両がより急速に安定化されることが可能となる。

駆動トルクの上昇において、安全性の理由から、車両がはじめの速度以上に加速されることができるだけ阻止されなければならない。したがって、駆動トルクの大きさは、車両制御器のブレーキ作用が一部のみ補償され且つ特に補償され過ぎないように決定されていることが好ましい。

追加の駆動トルクの値が最大値に制限されることが好ましい。最大値は固定値であっても、または例えば車両速度のような走行状態変数の関数であってもよい。これにより、不当な加速による事故のリスクが制限可能である。

追加の駆動トルクの大きさは、車両がオーバステアであるかまたはアンダステアであるかに依存することもまた好ましい。前輪駆動車両においては、駆動トルクの上昇により車輪滑りを上昇させ、これにより、特に車両がアンダステアのとき、走行特性をさらに不安定にさせることがある。後輪駆動車両においてもまた、車両がオーバステアのとき、同様のことが考慮される。この場合、追加トルクは低減されるかまたは完全に抑制されるべきである。

本発明の好ましい実施形態により、車両の実際走行特性に対するインジケータ、特に車両のオーバステア特性またはアンダステア特性に対するインジケータが決定され、且つこの特性変数の関数として１つまたは複数の車輪に駆動トルクが与えられる。インジケータは、目標ヨー速度と実際ヨー速度との偏差に基づいて決定されることが好ましい。したがって、追加の駆動トルクの大きさはオーバステアないしはアンダステアの強さの関数である。

代替態様または追加態様として、駆動車輪における車輪滑りをモニタリングするセンサ装置が設けられていてもよい。車輪滑りが所定のしきい値を超えたとき、この車輪に対する追加の駆動トルクはそれに対応して低減される。

追加の駆動トルクの高さが車両速度の関数であることもまた好ましい。これにより、例えば駐車するときまたはきわめて高い走行速度のときのような、追加の駆動トルクが与えられてはならないかまたは僅かな追加の駆動トルクのみが与えられてもよい特定の走行状況において、走行安全性が損なわれないことが達成可能である。好ましい実施形態により、本発明による補償機能は平均速度範囲内においてのみ実行される。これに対して、所定のしきい値を下回る速度並びに所定のしきい値を超える速度においては、補償機能は非作動とされることが好ましい。

追加の駆動トルクは加速ペダルにおけるドライバの設定の関数であることもまた好ましい。ドライバにより希望された駆動トルクが所定のしきい値例えば１００Ｎｍより大きいとき、計算された追加駆動トルクは完全に適用される。これに対して、ドライバの希望がしきい値より小さい場合、追加の駆動トルクはますます低減される。さらにドライバがブレーキを操作した場合には、追加の駆動トルクは与えられないことが好ましい。

本発明による補償機能は、制御装置内に記憶されているソフトウェア・アルゴリズムとして形成されていることが好ましい。アルゴリズムは、車両の駆動装置から追加として与えられるべきエンジン・トルクを計算することが好ましい。

したがって、本発明による車両制御装置は、ブレーキ制御の場合にブレーキ係合をその安定化作用において支援する追加の駆動トルクを発生する制御アルゴリズムを有する少なくとも１つの制御装置を含む。

図１は、車両が、例えばオーバステアまたはアンダステアである限界走行状況の場合に、自動ブレーキ係合を実行し、且つ同時に少なくとも１つの車輪において駆動トルクを自動的に上昇させる車両制御装置の概略ブロック線図を示す。これにより、ブレーキ係合に基づく減速は、少なくとも一部補償可能である。さらに、安定化ブレーキ係合は、車両を本質的により急速に安定化させるより高いヨーモーメントが発生されるように、明らかにより強く実行されてもよい。

装置は本質的に制御装置１を含み、制御装置１内に、例えばＡＢＳのような車両制御器２が記憶されている。制御装置１はセンサ装置８と結合され、センサ装置８は実際走行状態を種々の走行状況変数に関して常にモニタリングしている。センサ装置８は、通常、車輪回転速度センサ、加速度センサ、ヨーレート・センサ等を含む。制御装置１は、さらに、個々の車輪ブレーキの操作要素３−６およびエンジン制御装置７と結合されている。

車両が、例えばオーバステアまたはアンダステアである限界走行状況に移行したとき、これがセンサ装置８により検出され、且つ車両制御器２は、個々の車輪ブレーキに対してブレーキ・トルクＭ_Ｂを発生する。これにより、車両の垂直軸周りに、車両のヨー運動に抵抗するヨーモーメントが発生される。さらに、車両制御器２は、少なくとも１つの車輪に対して、制動減速を少なくとも一部補償する追加の駆動トルクＭ_Ａを発生する。この追加の駆動トルクは、エンジン・トルクに換算され且つエンジン制御装置７に出力される。

図２は、追加の駆動トルクＭ_Ａの決定方法の本質的な方法ステップを示す。
自動ブレーキ係合は、前車軸および後車軸の少なくともいずれかにおいて差ブレーキ・トルクＭ_ＤＢを発生し、この差ブレーキ・トルクＭ_ＤＢは、結果として垂直軸周りのヨーモーメントの変化をもたらす。はじめに、次式が成立する。

ここで、指数ＶＡは前車軸を、ＨＡは後車軸を、ＶＬは左前輪を、ＶＲは右前輪を、ＨＬは左後輪を、およびＨＲは右後輪を表わす。自動ブレーキ係合により発生される全体の差ブレーキ・トルクＭ_{ＤＢ＿ｉｓｔ}は次式により得られる。

ここで、この差ブレーキ・トルクＭ_{ＤＢ＿ｉｓｔ}は、追加の駆動トルクＭ_Ａにより少なくともその一部が補償されるべきものである。追加の駆動トルクＭ_Ａに対して、はじめに、追加の駆動トルクＭ_Ａは、実際差ブレーキ・トルクＭ_{ＤＢ＿ｉｓｔ}または目標差ブレーキ・トルクＭ_{ＤＢ＿ｓｏｌｌ}を超えてはならないことが特定される。これは、実際差ブレーキ・トルクＭ_{ＤＢ＿ｉｓｔ}が目標差ブレーキ・トルクＭ_{ＤＢ＿ｓｏｌｌ}の一部のみにまたはそれに遅れて追従可能な制御過程において特に重要である。この場合、追加トルクに対して次式が成立する。

さらに、追加の駆動トルクＭ_Ａに対して最大値Ｍ_{Ａ＿ｍａｘ}が設定される。この場合、駆動トルクＭ_Ａに対して次式が成立する。

ステップ１２において、差ブレーキ・トルクＭ_{ＤＢ＿ｉｓｔ}のいかなる割合が駆動トルクＭ_Ａの上昇によって補償されるべきかが決定される。この場合、次式が成立する。

ここで、係数Ｋは、０．．．１の間の範囲内で選択され、この場合、典型的な値は、例えば０．７である。
車両が、例えば急にオーバステアまたはアンダステアとなった特定の走行状況においては、駆動車輪の力伝達を低下させないために、追加の駆動トルクはさらに低減されなければならない。この実施例において仮定されるような後輪駆動車両においては、はじめに、車両が急にオーバステア（Ｕ）となったかどうかがモニタリングされる（ステップ１３）。このために、ステップ１４において、目標差ブレーキ・トルクの実際差ブレーキ・トルクからの偏差の関数であるオーバステア・インジケータｆ_Ｏが決定される。オーバステア・インジケータｆ_Ｏは、例えば、車両がオーバステアでないときには０に等しく、車両が著しくオーバステアであるときには１に等しい。さらに、オーバステア・インジケータｆ_Ｏの関数として制御係数Ｋ_Ｏが導入される。次にステップ１５において、駆動トルクＭ_Ａに対して、次の関数関係が適用される。

前輪駆動車両においても、車両が急に著しくオーバステアとなる走行状況の場合には、同様のことが適用される。全輪駆動車両においては、前軸駆動車両の手段と後軸駆動車両の手段との組み合わせが実行される。

さらに、ステップ１６において、駆動車輪における車輪滑りλがセンサによりモニタリングされる。車輪滑りが所定のしきい値を超えているとき、追加の駆動トルクは同様に低減される。

考えられる他の障害に対する補償機能を確保するために、さらに、この手段は所定の速度範囲に制限される。これにより、特に、例えばドライバが駐車するときのような特定の走行状況において個々の車輪における駆動トルクが意図に反して上昇されることが阻止されることになる。同様のことは、例えば高速道路上できわめて高い速度で車両が走行する走行状況に対してもまた適用される。

ステップ１７において、はじめに、車両速度Ｖ_Ｆｚｇが所定の第１のしきい値ＳＷ１より小さいかまたは第２のしきい値ＳＷ２より大きいかが検査される。それらの中間に存在する速度範囲内においては、この機能が完全に作動化されたままであることが好ましい（否定（Ｎ）回答）。これに対して、車両速度Ｖ_Ｆｚｇが第１のしきい値ＳＷ１の下側に存在するか、ないしは第２のしきい値ＳＷ２の上側に存在する場合（肯定（Ｙ）回答）、この機能は完全に非作動化されることが好ましい。この場合、Ｍ_Ａ≒０が成立する。Ｍ_Ａに対するそれぞれの移行範囲内における線形上昇ないしは線形低下は、よい乗り心地を保証する。

上で計算された追加の駆動トルクＭ_Ａは、車輪レベルにおける駆動トルクを表わしている。これは、次のステップにおいて、対応の追加エンジン・トルクＭ_Ｍに換算される。追加エンジン・トルクＭ_Ｍに対しては次式が成立する。

ここで、ｉは車輪とエンジンとの間のトルク変換比（変速機、コンバータ、ディファレンシャル）である。この追加エンジン・トルクＭ_Ｍは、ステップ２０において、さらに最大値に制限される。ここで次式が成立する。

この追加エンジン・トルクＭ_Ｍは、安全上の理由から、さらに加速ペダルにおけるドライバの設定（加速ペダル位置）の関数として修正される。このために、同様に制御係数Ｋ_Ｍが計算される。この係数は、例えばドライバが加速ペダルを操作し且つここで所定のしきい値ＳＷ３、例えば１００Ｎｍより大きい駆動トルクを要求したときには、１に等しい。これに対して、ドライバの設定が最小トルクより小さいとき、０に至るまで連続低減化が行われる。ドライバが加速ペダルを操作しないかまたはブレーキを操作したとき、制御係数Ｋ_Ｍは値０にセットされることが好ましい。したがって、追加エンジン・トルクＭ_Ｍに対しては次式が成立する。

限界値を超えているとき、追加エンジン・トルクＭ_Ｍは完全に変換される。ドライバがブレーキを操作したかまたは加速ペダルを操作していない場合、または車両制御器２が非作動の場合、走行動特性に基づき、および安全上の理由から、エンジン・トルクの上昇は行われない。この場合には、Ｍ_Ｍ＝０が成立する。

次に、ステップ２２において、エンジン・トルクＭ_Ｍの上昇が絶対目標エンジン・トルクＭ_{ｓｏｍｏｔ}の形で出力される。この場合、次式が成立する。

実際エンジン・トルクはＭ_Ｍｍｏｔにより考慮される。この目標トルクＭ_{ｓｏｍｏｔ}は、さらに、必要に応じて、例えば駆動滑り制御のような外部制御により制限されてもよい。

図１は、ブレーキ制御の場合において駆動トルクを上昇させる機能を有する車両制御装置の概略ブロック線図を示す。 図２は、車両制御における追加の駆動トルク発生方法の本質的な方法ステップを示す。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの車輪ブレーキ（３−６）の自動操作により車両制御器（２）が走行運転に介入する、車両制御に基づく制動減速の補償方法において、
   前記の車輪ブレーキ（３−６）の自動操作により車両制御器（２）が走行運転に介入する自動ブレーキ介入により発生された車両減速が少なくとも一部補償されるように、少なくとも１つの駆動車輪に追加の駆動トルク（Ｍ_Ａ）が与えられること、及び
   車両の目標差ブレーキ・トルクと実際差ブレーキ・トルクとの間の偏差からオーバステア・インジケータ（ｆ _Ｏ ）が計算され、且つ前記追加の駆動トルク（Ｍ _Ａ ）が前記オーバステア・インジケータ（ｆ _Ｏ ）の関数として決定されること
   を特徴とする車両制御に基づく制動減速の補償方法。
2. 前記追加の駆動トルク（Ｍ_Ａ ）が、前記自動ブレーキ介入をその安定化作用において支援するヨーモーメントが発生されるように与えられることを特徴とする請求項１に記載の補償方法。
3. 前記追加の駆動トルク（Ｍ_Ａ）の大きさが、前記自動ブレーキ介入により発生された減速がなくなる程の補償され過ぎにならないように決定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の補償方法。
4. 前記追加の駆動トルク（Ｍ_Ａ）が最大値（Ｍ_{Ａ＿ｍａｘ}）に制限されることを特徴とする請求項１または２に記載の補償方法。
5. 前記追加の駆動トルク（Ｍ_Ａ）が、車両が前輪駆動で、後輪駆動で、または全輪駆動で駆動されるかに依存して決定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補償方法。
6. 前記追加の駆動トルク（Ｍ_Ａ）が、車両速度の関数として決定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 前記追加の駆動トルク（Ｍ_Ａ）は、平均速度範囲内においてのみ与えられるが、所定の第１のしきい値（ＳＷ１）を下回る低い速度および第２のしきい値（ＳＷ２）を超える高い速度においては与えられないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の補償方法。
8. 駆動車輪の１つの車輪滑りが測定され、且つ前記追加の駆動トルクが、測定された駆動滑りの関数として決定されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の補償方法。
9. 前記追加の駆動トルク（Ｍ_Ａ）が、エンジン・トルク（Ｍ_Ｍ）に換算され且つエンジン制御に供給されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の補償方法。
10. 車両のオーバステアのような限界走行状況内にある車両の安定化装置において、
    請求項１ないし９のいずれかに記載の補償方法を実行するように設計されている、車両制御アルゴリズム（２）を有する電子装置（１）を特徴とする車両の安定化装置。
11. 前記電子装置（１）が制御装置であることを特徴とする請求項１０に記載の安定化装置。

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