JPH05502197A - アンチスキッド制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アンチスキッド制御装置 従来の技術 車両の被駆動車輪の間に、差動歯車装置を介した結合によってトルクが伝達され る。このことを図１ａが示している。ここで駆動車輪が１および２で、差動歯車 装置が３でまた伝動装置が４で示されている。車輪の回転速度がＧ１およびＧ２ で、ブレーキトルクがＭ□およびＭｓ２でまた駆動トルクがＭｓ、およびＭｇ２ で示されている。Ｊは慣性モーメントである。図１ｂは図１ａの装置を制御技術 的説明で示したものである。変数Ｖ１およびｖ２は増幅率である。（５における ）トルクの差は付属の車輪のみでなく他の増幅により他方の車輪にも到達しかつ ここでそれぞれの車輪の差動トルクに重ねられる（６において）。増幅率は数式 の形で与えられる。積分器７はトルクを車輪回転速度ω１およびＧ２に変換する 。滑り制御装置８は駆動トルクＭｓ　１およびＭｓ、に影響を与える。

従来のＡＢＳ制御概念においては１図２が示すようにこの結合トルクが考慮され なかった。ここには個々の車輪の制御装置９および調節要素１０が示されている 。ここでブロック１１は両方の車輪トルクの（内部）結合器のみでなく駆動車輪 のための回転速度センサをも含む。と（に制御された走行段階においてはこの結 合器は顕著な影響を受けかつＡＢＳ制動の際には制御挙動に影響を与える。

発明の利点 この欠点は本発明により、被駆動車輪を独立な個々の制御系としてではなく多変 数系とみなし、したがってこの制御のために多変数制御装置を設計することによ り回避される。これにより制御性が改善されるばかりでなく制御ループの安定性 も向上する。記載すべき概念は１通常のＡＢＳ制御アルゴリズムが十分に使用可 能なように設計されている。

以下に記載の概念は１通常の個々の車輪の制御装置を減結合装置により多変数制 御装置への変換を補完するものである。最初に記載する概念は直列減結合に関す るものである。ここでの基本概念は、車輪結合器を少なくとも部分的に補償する ために個々の車輪の制御装置の後方に減結合装置を設けることである。図３がこ れを原理的に示し、この図はその他の点では図２に一致している（符号にダッシ ュ付けられている）０追加して示されている減結合装置１２は個々の車輪の制御 装置９′と共に２変数制御装！１３を形成する。

個々の車輪の制御装置９′の出力変数はブレーキトルクまたはブレーキトルクの 変化に比例する信号である。減結合装置１２は図４に示すように、線形２変数装 置１２ａと、およびそれの後方に置かれた増幅率Ｃｎを有する増幅要素１２ｂと 、から構成することが可能である。線形２変数装置は、特定の作動点の周りに線 形化された系を減結合することを目的とする。

周波数範囲（Ｚ変換のイメージ範囲）では、これはｕ’　（ｚ）＝Ｇ　（ｚ）＊ ａ　（ｚ）によって表わされる。ここで Ｇｌ　（ｚ）　Ｇ２　（ｚ） Ｇ　（ｚ）　＝　・・・・・・　伝達マトリックス出力信号のベクトル 有理関数Ｇｌ　（ｚ）およびＧ２　（ｚ）は、制御の代表的な作動点に対して案 内伝達挙動において良好な減結合が構成されるように選択される。これらの関数 の決定は実験的に行ってもよい。この場合たとえば、一方の車輪に対して一定の 設定値を与えまた他方の車輪に対してはステップ変化設定値を与えるようにして もよい◇Ｇｌ　（ｚ）およびＧ２　（ｚ）は、一定の設定値を有する車輪が他方 の車輪から受ける外乱ができるだけ小さくなるように設計すべきである。正確な 系モデルが存在する場合には、Ｇｌ　（ｚ）およびＧ２　（ｚ）は、案内伝達関 数内の結合器が消去されるように決定することができる。重要な特殊ケースの場 合、伝達マトリックスは静的減結合マトリックスである。

ｇｌ　ｇ２ Ｇ　（ｚ）＝　、ｇｌ、ｇ２＝定数 ２　ｇｌ ｇｌおよびｇ２を適切に選ぶと１両方の車輪がμ−滑り曲線（図５）の最大にお いて制御されるときに系は良好に減結合される。このときは次のようになる。

旦’＋＝（ｇ＋＊旦１＋ｇ２＊旦２） ないし 旦’＋＝（ｇｚ＊旦、十ｇ、＊旦、） 後方に設けられた増幅率Ｃｎを有する増幅要素１２ｂは、可能性のある調節要素 の非線形性（調節変数限界）を考慮している。個々の制御装置としてたとえばド イツ特許公開第３７３１０７５号および国際特許出願ＷＯ第８６１０７３２１号 から既知のようなアルゴリズムが使用されるならば、調節要素に供給される信号 ｕｌ　（ｋＴ）、Ｇ２　（ｋＴ）は弁開放時間である。これは、走査サイクルの 期間によって制限される。この制限によって減結合が妨害されるのを防止するた めに。

増幅要素は次の基準に従ってあらかじめ制限を設けている。

ｕ　（ｋＴ）＝Ｃｎ　（ｕ’　（ｋＴ））＊ｕ’　（ｋＴ）ここで Ｔ　・・・・・・　走査周期 Ｕ′・・・・・・　増幅要素１２ｂへの入力ベクトルＵ　・・・・・・　調節信 号 Ｃｎにおいては設定変数の制限の影響のほかに車輪ブレーキシリンダ内の（たと えば異なる車輪ブレーキ圧力の結果による）種々の圧力変化速度の影響もまた考 慮することができる。

駆動軸の車輪の減結合のための他の可能な方法は並列に設けられた２つの制御装 置からなるものである・ この概念の場合においてもまた通常の個々の車輪の制御装置を補完することによ り、差動歯車装置を介しての２つの駆動車輪の結合を考慮すべきである。

このためにここで、多変数制御すなわち制御系の変換が用いられる。これにより 、制御変数の数に応じて、独立な個々の制御装置を設計することが可能であり。

これはまた制御装置の設計を簡単にする。このような概念が図６に示されている 。

２つの被駆動車輪の制御の場合は次の変換が適切である。

この変換は車輪回転速度の和および差の別々の制御に対応する。このような制御 装置を図７が示す。

両方の車輪をμ−滑り曲線（図５）の同一勾配を有する作動点の周りで制御する とき、変換された制御変数は減結合される。加算器１４において回転速度の和（ ω、＋ω２）が形成される（＝２×カルダン軸の回転速度）。除算器１５はこれ らからカルダン軸の回転速度を計算し、これによりカルダン軸において（ω汁ω ２）／２もまた直接測定可能である。それに続いて個々の車輪の制御装置１６（ ３チヤネルＡＢＳにおけるセレクトロー制御装置に対応）が存在し、該制御装置 １６はと（に出力変数としてブレーキトルクに対応する信号を発生する。

減算器１７において差（ω１−ω２）が計！され、この差は同様に半分にされて （ブロック１８）制御装置１９に供給され、該制御装置１９はＰＩ制御装置であ ってもよいがさらにむだ時間などを考慮してもよい。制御装置１６および１９の 出力は加算器２０または減算器２１に供給される。出力信号は設定変数制限を行 う増幅率Ｃｎを有する増幅率２２を介して供給される（作動方法は上記参照）。

その出力信号は再び弁開放時間Ｕ、およびｕ２となる。これらは設定要素（両方 の車輪のブレーキ用弁）に作用してブレーキ圧力を変化し、これによりブレーキ トルクＭ、ないしＭ、を変化する。これにより制御装置（ブロック２５）を介し て車輪速度ω１およびω２が変化され；ブロック２５に含まれているセンサが新 しい回転速度を計測する。

最後に記載の概念はロック作用を有する差動歯車装置にも利用可能である。

多変数制御のための両方の概念は全車輪駆動を有する車両にも適用しても有意義 である。

用語の説明 Ｊ６　・・・・・・　差動歯車装置までの駆動装置列の車輪速度に関する慣性モ ーメント Ｊ　・・・・・・　車輪の質量慣性モーメントω　・・・・・・　車輪の回転速 度 Ｍ、　・・・・・・　駆動中の道路摩擦トルクＭＢ　・・・・・・　ブレーキト ルク ω１　・・・・・・　自由回転車輪の回転速度γ　・・・・・・　動的車輪半径 θ　・・・・・・　変換マトリックス θ−１・・・・・・　逆変換マトリックスＳ　（ｚ）　・・・・・・　系の伝達 マトリックスＳ＊　（Ｚ）・・・・・・　変換された系の伝達マトリックス（対 角マトリックス）Ｒ（ｚ）　・・・・・・　多変数制御装置（一般に非対角）Ｒ ＊　（ｚ）・・・・・・　設計すべき制御装置（対角上に独立な単一変数を有す る対角マトリックス） １勺、２ Ｆζ３ Ｆ＋ｇ５ ＦＩ’９．７ 要約書 １つの車軸の被駆動車輪用の２チヤネルアンチスキ・ソド制御装置力＜記載され ており、該制御装置においてチャネルの後方に電子式減結合装置力（設↓すられ る力Ａまたはチャネルに車輪の速度信号の和（チャネル１）また１よ差（チャネ ル２）力（供給されるかのいずれかであり、後者の場合和および差のために特定 の佃［御装置力（使用されまたこれらの制御装置の出力が一旦第１のチャネル用 の調節信号のために加算されかつ第２のチャネル用の調節信号のためＩこ減算さ れる。両方の方法１こより、２つの駆動車輪の間に存在する差動歯車装置の条件 を受番する結合装置（ま。

少なくとも部分的に補償されることになる。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　４年　６月１６日口利

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．車輪速度を決定するためのセンサと，それに車輪速度信号が供給されかつブ レーキ圧力制御信号を発生する２チャネル評価回路と，および車輪のブロッキン グを防止する方向にブレーキ圧力を変化させるためのブレーキ圧力制御装置とを 含む１つの車軸の被駆動車輪用アンチスキッド制御装置において：車輪結合を少 なくとも部分的に補償するために両方のチャネルの後方に多変数制御装置への形 の減結合装置が設けられていることを特徴とするアンチスキッド制御装置。
2. ２．この減結合装置が伝達マトリックスＧ（ｚ）を含み，その要素Ｇ１（ｚ）お よびＧ２（ｚ）がその出力変数 ｕ′１（ｚ）＝Ｇ１（ｚ）＊ｕ■１（ｚ）＋Ｇ２（ｚ）＊ｕ■２（ｚ）ないし ｕ′２（ｚ）＝Ｇ２（ｚ）＊ｕ■１（ｚ）＋Ｇ１（ｚ）ｕ■２（ｚ）を決定する ことを特徴とするアンチスキッド制御装置。
3. ３．マトリックスの要素か定数であることを特徴とする請求項２のアンチスキッ ド制御装置。
4. ４．マトリックスの要素が実験で求められることを特徴とする請求項２または３ のアンチスキッド制御装置。
5. ５．減結合装置の後方に両方の出力信号に同程度の影響を与える増幅器が設けら れ，その増幅率が出力信号の１つの増加と共に小さくなるように該減結合装置の 出力信号の大きさに依存することを特徴とする請求項１−４のいずれかのアンチ スキッド制御装置。
6. ６．車輪速度を決定するためのセンサと，それに車輪速度信号が供給されかつブ レーキ圧力制御信号を発生する２チャネル評価回路と，および車輪のブロッキン グを防止する方向にブレーキ圧力を変化させるためのブレーキ圧力制御装置と， を含むアンチスキッド制御装置において：入力変数として一方のチャネルに両方 の速度信号の和に対応する変数がまた他方のチャネルに両方の速度信号の差に対 応する変数が供給されることと：第１のチャネルの制御装置が個々の車輪の制御 装置（たとえば滑り制御装置）でありまた第２のチャネルの制御装置が制御特性 曲線を備えており，該特性曲線が少なくとも比例部分および積分部分を備えてい ることと；および第１のチャネルの調節要素のための調節信号が両方の制御装置 の出力信号の和により形成されまた第２のチャネルの調節要素のための調節信号 が両方の制御装置の出力信号の差により形成されることと；を特徴とするアンチ スキッド制御装置。
7. ７．調節要素の前に両方の調節信号に同程度に影響を与える増幅器が設けられて おり，この増幅器の増幅率Ｃｎが，それが出力信号の一方の増加と共に小さくな るように出力信号の大きさに依存していることを特徴とする請求項６のアンチス キッド制御装置。
8. ８．第２のチャネルの制御装置が非線形ＰＩ走査調節装置であることを特徴とす る請求項５または６または７のアンチスキッド制御装置。