JPH06502365A - 車輪を制動するためのアンチロック制御方法 - 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】 車輪を制動するためのアンチロック制御方法本発明は、少なくとも１つのしきい 値に対しての被制動車輪のスリップおよび／または回転速度の変化（正または負 の減速）に依存して制動圧が増加、減少。

または一定に維持され、とりわけ車軸の振動により導入されることがある好まし くない制御動作を抑圧することを目的としてしきい値を高めるために、或いは所 定期間における制動圧の減少を阻止するために、アンチロック制御の順次の制御 周期の間に被制動車輪のその都度の再度の加速度が測定されるようにした、車輪 を制動するためのアンチロック制御方法に関する。

車両のアンチロック制御装置（ＡＢＳ）では、個々の車輪の回転が常に監視され 、車輪がロックされる傾向を探知し、それを阻止するために特に被制動車輪のス リップおよび減速がめられる。スリップおよび／または減速に間するある所定の しきい値を超えると、車輪のスリップまたは減速がロック傾向を示すとただちに 当該の車輪の制動圧のいかなるさらなる上昇も停止されるかまたは制動圧が減じ られる。当該車輪の路面との摩擦に起因して、当該車輪が再び十分な回転速度を 得るとただちに当該車輪によりさらなる制動効果を得るために制動圧が再び高め られる。

アンチロック制御の要点は、すべての制動制御周期にわたり被制動車輪を公知の 摩擦係数／スリップ曲線の最も好適な頭域内でできるだけ走行させることにある 。

アンチロック装置は、ロック傾向を示す被制動車輪を可及的最短距離で停止させ 、同時に車両を操縦可能な状態に維持するために、この車輪の回転動作のいかな る変化にもできるだけ敏感にかつ遅延なしに応動しなければならない。これを実 現するためには上記しきい値をできるだけ敏感に調整することが望ましい、換言 すれば、スキップ傾向を示唆する比較的僅かな変化でも回転動作に生じたならば 、制動圧の減少を伴う制御周期が導入されることが望ましい。

しかし、しきい値の敏感な調整は、ありえないとはいえないある条件下では被制 動車輪がまだ良好な制動可能な状態で走行しているにもかかわらず、大きい回転 減速度を指示する回転動作を行なってしまうことがある二七から、有効な手段と して採用されない。この現象はよく知られており、例えばドイツ特許出願公開第 ３３４７７２９号公報に開示されている。特に軸振動により車両速度と車輪速度 の間に比較的大きい差が生じることがあり、これは車輪が不安定な運動をしてい ると見せかけ、したがって不所望の制御動作、換言すれば、不所望の制動圧の減 少を導入することがある。

制動中に車輪が穴の中に入ったり、起伏のある路面を走行する際にも、急な旋回 加速の後に強い減速が続くことがある。

したがって、このような軸振動等には起因して、車輪がロックされる危険がない にもかかわらず、車輪回転減速度に関連して厳密に設定されている複数のしきい 値を超えてしまい、不所望の制御動作（被制動車輪における圧力減少）が導入さ れる結果を招くことがある。

本発明の方法の上位概念を定めているドイツ特許出願公開第３３４５７２９号公 報によれば、不所望の制御プロセスは、被制動車輪の再加速すなわち車輪の制動 後の再始動に応動する制御の導入のために、決定的なしきい値を変化させること により抑圧される。これを実現するために、再加速が常に監視され、制御動作の 導入すなわち車輪の制動圧の減少に決定的なしきい値が、再加速度が所定限界値 を上回ると変化される。

しきい値の変化は、再加速度の大きさに依存して行われる。これは、再加速の結 果の値にしきい値が瞬時に高められ次いで（指数または線形の）所定の時間関数 で基礎値に再び低下することを意味する。基礎しきい値とは、当該システム装置 が通常設定されているしきい値、換言すれば、車輪の再加速度が上記限界値より 小さいままである場合または制御が行われない場合のしきい値である。

制御のために決定的であるしきい値が被制動車輪の再加速度の大きさに依存して 調整されるアンチロック制御方法は、米国特許第４１４０３５３号明細書からも 公知である。

ドイツ特許出願公開第３８０５２７０号公報およびこれに対応するヨーロッパ特 許出願公開第０３２９０７１号公報は、軸振動・穴等により惹起される不所望な 制御動作を回避するために、しきい値が１つの制御周期の圧力減少または圧力増 加開始時に基礎しきい値に対して一定量だけ短時間高めらる車両アンチロック制 御装置内の制動圧を制御する方法を開示している。

この方法ではしきい値は先行制御周期内での圧力減少期間に依存して低められる 。

本発明は、軸振動現象のより深い分析を基礎とし、軸振動により惹起されるいか なる不所望のＡＢＳ制御も確実に排除することを保証するＡＢＳｉＱｌアルゴリ ズムを提供する。

自動車の軸はこれに弾性的または不動で接続されているその他のすべての構成要 素と一緒に振動可能な系（ばね−質量系）を形成し、この系はその静止位置から ずらされると大きい振幅の振動を行うことが可能である０例えば多くの車両では （例えばマクファーソン型の）前車軸ストラットは長手方向で、ゴム軸受の中に 保持されているスタビライザ（スプリングバー）のみにより案内されている。

制動トルクがこのような車輪に作用すると、軸およびそれに関係する構成要素か ら成る振動可能な系は駆動方向とは反対の方向でずらされ、したがって相対軸速 度は実際の車輪速度に重畳される。この場合に相対軸速度は負であり、したがっ てあたかも車輪が制動されているように見える。この位置で振動系はバイアス緊 張さればねの変形により位置エネルギーを有する。

ＡＢＳｌｉＩＩＩＩがこの状態で制動圧を減少させひいては制動トルクを減少さ せると車軸は走行方向で加速される。この場合、軸とこれに所属の構成要素から 成るバイアス緊張されている系は前記の極端な位置から解放されて走行方向で前 方へ振動しいわゆる（軸の静止位置に対応する）零位置を通過する。

次いでＡＢＳ！＃Ｉｍが制動圧を再び増加させると車輪は、まず初めに零位置を 越えて前方へ旋回された付加的距離だけ減速される。この減速にＡＢＳＷＶａが 圧力減少信号を出力することにより応動すると、非効率的な制動が行われるだけ でなく、当該システム装置が走行方向で再加速されることもあり、さらには非常 に不都合なことに軸が共振状態におちいることさえある。

このような軸振動の危険は、高い摩擦係数を有する道路上で特に存在する。前に 引用された従来の技術でこのような状態では車輪が大きく再加速されることがあ り、これが軸振動を示唆するものと評価されることがある。

本発明の課題は、車両用アンチロック制御システム装置において軸振動の確実な 認識を可能にしこれにより軸振動によるＡＢＳ＠Ｈのいかなる妨害も回避できる ようにすることにある。

最新の自動車軸では、共振周波数は自動車の型に依存して７〜１５Ｈｚ内にある 。この共振周波数は、例えば正常位置からずらして振動時間を測定することによ り、いかなる所定の型の自動車においても実験的に定めることが可能である。

本発明は、前に大きく再加速された車輪の回転減速度の正確な観察により、軸振 動発生に関する情報を提供することが可能であるとの知見を基礎としている。

この理由から本発明では車輪の再加速が、複数の制御周期から成るＡＢＳ＠御動 作の経過における各制御周期に対して観察される０本発明では特に大きい再加速 度（所定限界値より大きい再加速度）が１つの制御周期内で定められ、なおその 上に再加速が比較的急速に行われるとただちに別の手段がとられる。この別の手 段は、大きい再加速度に続いての当該制御周期内での車輪の回転減速に関する（ これは、軸振動が再加速から直接に推論される従来の技術と異なる）。

すなわち本発明では、 −車軸の１つの振動期間より僅かに長い所定の期間の間に減速に関する比較値を 下回る車輪減速度が測定されない場合、高められたしきい値が所定期間の間にわ たり維持されてから再びその基礎値に低められ、−所定期間の間に車輪減速度が 比較値を再び下回るまでに減少する場合には、この減少は制動圧の減少を惹起せ ず、制動中の車輪の減速度が比較値より小さい期間が測定され、 −測定された期間が所定期間より短い場合には、車軸の１つの典型的な振動期間 の長さを少なくとも有する付加期間において、なおも制動圧の減少が阻止され続 けられる。

すなわち本発明は、所定の車両での軸振動の際に被制動車輪の減速は、振動が所 定の車両の軸の特徴を有する典型的振動変化すなわちこの車両固有の軸共振に依 存する典型的振動変化を有するとの知見に基づく。

したがって本発明では、（所定の比較値より大きい）極度に強い再加速の後での 車輪減速の変化が監視され、例えば車両に固有の共振期間より僅かに大きい比較 的短い所定期間内に車両減速度が比較的急速に低まり、次いで車両減速度が再び 比較的急速に高まると軸振動が原因であると推論され、この軸振動に起因して被 制動車輪で始動された不所望の制動圧減少が阻止される。

不所望の制御動作の始動をこのように阻止することは、例えばＡＢＳ制御がより 鈍感な応動するように圧力減少の始動に決定的なしきい値を変化させることによ りまたは軸共振期間より長いが１つの典型的制御周期より短い所定期間のための 制動圧の減少を単に除外することにより達成される。

このようにして本発明の解決法では所定の自動車において軸共振に割当られてい る時間値が定められる。

この時間値は共振の際の１つの振動期間に対応し、いかなる所定の型の自動車に おいても実験的に定めることが可能である。所定の型の自動車のこの時間値はＡ ＢＳ制優システム装置のコンピュータに記憶されすべてのＡＢＳ制御動作に利用 可能である。したがって本発明では車輪の回転減速度が所定の限界値より小さい 期間が、所定の限界値を上回り特に高い再加速信号に直接続く制御周期内で測定 される、すなわち車輪の回転減速度が限界値を下回る時点と車輪の回転減速度が この限界値を再び上回る時点との間の期間がめられる。本発明はこの期間が、Ａ ＢＳ制御を妨害する振動状態に車軸があるかどうかに関する情報を提供するとい う知見を基礎にしている。この理由から、前述のように測定された期間は、軸共 振期間の１／２に対応する記憶されている時間値に比較され、このようにして所 定公差内で一致が存在する場合には軸振動状態の存在が推論される。このように して軸振動状態が一度認知されるとこれはＡＢＳ制御に多数の方法により例えば その１つの方法として軸共振期間より少な（とも僅かに長い期間にねたりＡＢＳ ＠ｍを鈍感することにより無害することが可能である。しきい値を高めるかわり に所定期間にわたりＡＢＳコンピュータが、この期間内にしきい値が上回られ本 来は制動圧が減じられるはずであるが制動圧減少を作用しないようすることも可 能である。

前述のＡＢＳ制御アルゴリズムは、プロセッサがこのアルゴリズムに対応してプ ログラミングされることにより最新技術で実現される。プロセッサ・／Ｎ／ルブ ・制御装置等の本発明を実施するのに必要なすべてのハードウェア要素はＡＢＳ 制御技術で広く知られている。

例えば圧力減少を始動するために決定的なしきい値は、スリップ・減速度・速度 のいずれかに関するしきい値であることがある０次の実施例の説明では減速度し きい値が例として利用される。

次に、本発明のアンチロック制御方法を説明する。

第１図は共通の時間軸の上に典型的な車輪速度、車輪減速度、しきい値変化、軸 振動がない場合のアンチロック制御のための関連制動圧を示し、第２図は軸振動 が発生した場合のアンチロック制御を第１図と同様に示す。

第１図には、共通のタイムスケール（時間Ｌ）を横軸として、上から下に順次に 、制動下の車輪の回転速度Ｖ１ｍ−及びいわゆる基準速度ＶＩｌｌｌｌｆ、制動 中の車輪の減速度（すなわち、上の図の時間軸の上に示されている回転速度の１ 次微分）ａ＊ａｄ及び減速度に関する比較値ｖ８、この比較値■、の変分Δ■、 対応する制動圧ｐが示されている。第１図（最上図）の車輪速度Ｖ１ｍｄの経過 は軸振動がない場合を示している。車輪速度Ｖ。、は制動により大幅に減じられ 、したがって時点ｔ、における減速度３１．４は比較値■、を下回り車輪速度ａ 。４は制動圧ｐの減少により再び”回復”しなおその上に減速から加速へ変化し 時点ｔ２で比較値■、を再び上回る。車輪のこの回復の結果として、制動圧ｐは 時点ｔ２から再び増大される。

この時点ｔ２では、第１図に示されているように、実効しきい値も高められる。

すなわち、初めに調整された比較値Ｖ、に付加量ΔＶが前記時点も！から加算さ れ、これによりＡＢＳ制御はより鈍感になる。換言すれば、第１図に示されてい るように時間に応答して”正常”の比較値Ｖ、は付加量Δ■だけ高められ、した がって高められた値Δ■が作用する期間Ｔ８の間に実効しきい値が明瞭により高 いレベルに設定され、そのため、このしきい値を上回る確率は小さくなり、その 結果、少なくとも期間Ｔ８の間は減圧は通常は起こり得ない。

しかし、実効しきい値ｖ３＋ΔＶを達成するために行われる比較値■、の増加は 、制動された車輪の再加速ａ　ｌａｄがかなり急速にすなわち時点１．後の比較 的短期間の間に行われた場合にのみ行われる。このためには、車輪の再加速が予 に定められた所定の比較値より大きいかどうか、そして時点１．とｔ：の間の時 間が軸振動の存在の可能性を示す程にこの時間が短いかどうかが確かめられる。

これは、時点ｔ、からｔ２までの時間が軸共振の振動期間のほぼ１／２の範囲内 にあることを意味する。この場合には、車両固有の軸共振時間からのずれの公差 が許容される。

時点ｔ２で本発明のＡＢＳ制御アルゴリズムは、制動中の車輪の軸が振動状態に ある確率がある程度存在するとの仮定に基づいている。軸振動により時点１゜以 後に制動圧Ｐの不所望の減少が生じることを回避するために（第１図の下部のグ ラフを参照）、実効しきい値は、まずはじめは、軸の典型的な共振期間より僅か に長い期間Ｔ、にわたり時点Ｌ！からｖｓ十Δ■に設定される（第２図も参照） 、第１図に示されている場合には、時点も、の後まで軸振動は継続しない。すな わち、制動中の車輪の回転速度ａ１ｍｄ　は、”正常”の経過をたどり、制動圧 が制動圧減少終了後に時点ｔ２から上昇すると、再び基準速度Ｖｌａｆに通常通 りに接近する。

したがって、時点ｔ２の後の期間Ｔ、の間に車輪の減速度ａ　Ｒａｄが比較値ｖ Ｓを下回るまで減じることはない、ＡＢＳＩＩｌＩｌｌアルゴリズムを実行する コンピュータは軸振動が発生しないものとこれを評価し、期間Ｔ、の終りの時点 も、にΔＶだけのしきい値の増加が再び解消され、比較値■、が”正常”のしき い値として作用する。

第２図は軸振動発生の場合を示すものである０時点ｔ８までの動作は、第１図に 関する説明と同様である。

この場合、時点ｔ、と時点ｔ２の間に車輪の急速な（すなわち比較的短い期間の 間に）再加速が行われ、なおその上にこの加速度は比較的高い極値をも上回り、 したがって実効しきい値は時点Ｌ２で量Δ■だけ高められる。しきい値のこの上 昇もまず初めは期間Ｔ、にわたり行われる。しかし、第１図の車輪速度の経過の 場合とは異なり、第２図では車輪減速度ａ　Ｒａｄは、軸振動に起因して時点ｔ ４で比較値Ｖ、を再び下回る。

これにより、ＡＢＳコンピュータは、軸振動が存在することがほぼ確実であるこ とを示すものとこれを評価する。この場合には次いで、車輪減速度ａ８．．が比 較値■ｓより低い状態の期間Ｔ、が測定される（第２図参照）。これは、時点ｔ ４とｔ、の間の期間である。

本発明の実施例の第１の変形例では、時点り、の後にＡＢＳコンピュータは、実 効しきい値が後続期間Ｔ、にわたりΔ■だけ増加されている期間を延長する。

期間Ｔ８は、前に測定された時点ｔ４とも、の間の期間すなわち期間Ｔ、に依存 する。第２図に示されているように、設定期間Ｔ、は測定期間Ｔ、より僅かに長 く設定される。

一般に、軸振動は減衰振動として生じる。このことは、第２図の場合でも想定さ れている。これは、車輪減速度ａ　ｌａｄの振幅が時間の経過とともに小さくな ることを意味する。したがって、第２図に示されているように、時点１ｔでまず 初めにΔ■だけ実効しきい値が高められた後に時点ｔ４．ｔ＊等で比較値■、を 下回る度にしきい値の増分ΔＶ段階的に低くなる。

第２図の実施例では、制動中の車輪の軸は時点ｔ５以後も振動するが、振幅は徐 々に減衰される。そのために、車輪減衰度ａ。４は期間Ｔ、の間に再び比較値ｖ ｓを下回り、ＡＢＳコンピュータは軸振動が継続しているものとこれを判定する 。かくして、期間Ｔ′アすなわち時点も、とｔ、の間の期間が測定される。そし て、時点ｔ、の後にＡＢＳコンピュータは実効しきい値■、＋Δ■を”正常値” 　（すなわちＶ、）にまだ調整せず、この場合も同様に軸共振の振動期間の１／ ２にほぼ等しく設定されている期間Ｔ・、においても実効しきい値の上昇状態が 依然として継続される。時点ｔ７になると初めて、振動している軸は再び十分に 静止し、その結果、期間Ｔ・、中に比較値■、を下回ることはなく、それ故、時 点ｔ、におけるしきい値の増分はない。

上記実施例を変形して、比較値Ｖ、を車輪減速度ａ　ｌａｄが下回る時点ｔ４と も、の間の期間Ｔアを測定し、所定の自動車の型のために予め固定記憶され所定 の自動車の軸振動に典型的である比較期間と前記期間Ｔ、を比較することも可能 である。比較により被測定期間Ｔアと比較値が十分に一致していることが示され ると、そのことからＡＢＳコンピュータは軸振動が生じていると推定して時点ｔ ４からある期間にわたり制動圧ｐの減少の阻止を図る。このある期間は、典型的 な軸減衰振動を完全にカバーする長さであるが、ＡＢＳＭ御の１つの制御周期の 典型的長さより短いように選択される。

第１図及び第２図に示されている実施例ではしきい値の増分ΔＶは、時間を変数 とするステップ関数として示されている０本発明のこの実施例の変形例として、 圧力ｐを変数としてこれを変化させて実効しきい値の増分ΔＶすなわち関数を調 整することも可能である。

しきい値の増加は圧力が増加するにつれて減じる。なぜならば、圧力増加ととも に車輪速度も車両基準速度Ｖｌ＊ｆに近づき、ＡＢＳ制御は典型的な”正常しき い値゛を再びとるからである。

フロントページの続き （７２）発明者　フォーゲス、ディータードイツ連邦共和国、デー　５４００　 コブレンツ、イム・ヴオルフザンゲル　１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）車輪の動的動作が測定されそれに基づいてスリップおよび回転速度変化が 定められ、（ｂ）このようにして得られた信号が、対応するしきい値が上回られ た場合に制動圧の減少または一定維持または再上昇に用いられ、 （ｃ）アンチロック動作の順次の制御周期のその都度の制御周期の間に車輪の再 加速が測定され、（ｄ）軸振動に起因する不所望の制御動作の始動を阻止するた めにまたは所定期間での制動圧の減少を禁止するために基本しきい値が制動圧の 再上昇の初めに高められ、 （ｅ）高められたしきい値が当該周期内に基本しきい値に戻されるようにした、 車輪を制動するためのアンチロック制御方法において、（ｆ１）車軸の１つの振 動期間より僅かに長い所定の期間（Ｔｘ）の間に減速に関する比較値（Ｖｓ）を 下回る車輪減速度（ａｘａｄ）が測定されない場合、高められたしきい値（Ｖｓ ＋ΔＶ）が所定期間（Ｔｘ）の間において維持されてから再びその基礎値（Ｖｓ ）に低められ、 （ｆ２）（ａ）所定期間（Ｔｘ）の間に車輪減速度（ａｘａｄ）が比較値（Ｖｓ ）を再び下回るまでに減少する場合にはこの減少は制動圧の減少を惹起せず、（ ｂ）制動中の車輪の減速度（ａｘａｄ）が比較値（Ｖｓ）より低い状態の期間（ Ｔｙ）が測定され、 （ｆ３）測定された期間（Ｔｙ）が所定期間（Ｔｙｍａｘ）より短い場合、車軸 の１つの振動期間の長さを少なくとも有する付加期間（Ｔｙ＋Ｔｘ）において、 なおも制動圧の減少が阻止され続けられることを特徴とする、車輪を制動するた めのアンチロック制御方法。