JPH07329750A - 車輪の目標滑りに対する実際滑りの偏差に関係して制動圧力を制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常のロツク防止装置に比較して、付加的な
検出装置及び多額の計算費用なしに、安定又は中立な走
行性能が保証されるように、目標滑り規定により制動圧
力制御を行う方法を提供する。 【構成】 車輪の所定の目標滑りに対する実際滑りの偏
差に関係して制動圧力を制御する方法において、車輪回
転数から目標滑りを求める。特定の目標滑り値及び車輪
と道路との間に存在する摩擦状態において与えられる旋
回力が安定な走行性能を保証するように、目標滑り値を
決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の車輪の回転数を
検出し、検出される回転数から車両速度を求め、回転数
及び車両速度から実際滑りを求め、求められる車両速度
及び車輪の検出される回転数から滑り目標値を求める、
車輪の目標滑りに対する実際滑りの偏差に関係して制動
圧力を制御する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０３
０７２４号明細書による制動圧力制御では、所定の目標
滑りからの実際滑りの偏差に関係して制動圧力が制御さ
れる。その際目標滑りは車両速度に関係するのみなら
ず、旋回力（コーナリングフオース）にも関係して求め
られる。滑り規定値は、車輪における求められる縦力と
横力（サイドフオース）とから求められる。このため車
輪回転数のほかに、片揺れ（ヨー）速度及びかじ取り角
が付加的な測定量として必要になる。車両の片揺れ動作
は、測定されるかじ取り角から誘導される所望の片揺れ
率（ヨーレート）及び実際に測定される片揺れ角速度に
基いて制御される。目標滑りと実際滑りとの間の制御偏
差から、各車輪に対して制動圧力規定値が求められ、制
動圧力が制御される。ドイツ連邦共和国特許出願公開第
４０３０７０４号明細書に示す方法により、測定される
量即ちかじ取り角、片揺れ角速度、車輪速度及び制動圧
力から、車両モデルを使用して、目標滑りの値が求めら
れる。車両モデル及び付属する制御装置による目標滑り
の計算は、多くの計算を必要とし、同様に検出装置に高
い費用を必要とする。

【０００３】両方の方法では、車輪の片揺れ動作又は横
滑り角は、車両に対する進路曲線の規定値が既知である
ことを必要とする。進路曲線はかじ取り角と片揺れ率と
から求められる。旋回力は、車両モデルから求められ、
車輪と道路との間の状態からは求められない。片揺れ動
作は、生ずる走行状態に基いて、片揺れ角速度がかじ取
り角から誘導される目標片揺れ率から公差限界を越えて
外れる時に、制御される。車両の片揺れ動作を制御する
ため、従つて走行状態を安定化するため、車輪制動機の
目標滑り規定値が車両の安定化に応じて影響を受ける。

【０００４】これに対し通常のロツク防止装置では、例
えば目標滑りの規定により車輪と道路との間の最大制動
力が求められるように、制動圧力の制御が行われる。こ
の場合車輪回転数の評価を介して目標滑りの規定が行わ
れる。しかしこのような方法は、車輪の横力を考慮して
いない。曲線走行の際、最大制動力においてタイヤに充
分な横力を必ずしも充分に生ずることができないので、
安定な走行状態は保証されない。車両の状態に応じて、
これがアンダステア又はオーバステアの走行性能の原因
となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、安定
又は中立な走行性能が保証されるように、目標滑り規定
により制動圧力制御を行うことである。しかもこれを、
通常のロツク防止装置とは異なり、付加的な検出装置な
しにかつ多額の計算費なしに行う。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、目標滑りにおいて与えられる旋回力が
安定な走行性能を保証するように、車輪回転数から目標
滑りを求める。

【０００７】目標滑りは車輪回転数から求められる。そ
の際特定の目標滑り値及び車輪と道路との間に存在する
摩擦状態において与えられる旋回力が安定な走行性能を
保証するように、目標滑りの値が決定される。

【０００８】本発明の構成によれば、旋回力に対する要
求により与えられる可能性の範囲内で目標滑りが最大に
される。本発明の好ましい他の構成は従属請求項からわ
かる。

【０００９】

【実施例】図面に示されている実施例について本発朋を
以下に説明する。図１は、後車軸を駆動される２車軸乗
用車の制動圧力制御の流れ図を示し、求められる目標滑
りと与えられる実際滑りとの間の偏差から制動圧力が発
生される。制動圧力制御は周期的に行われ、ここでは１
つの制御サイクルの経過が示されている。

【００１０】以下の式及び符号では、添え字について次
の取りきめがなされている。 ｖ 前車軸 ｈ 後車軸 ｌ 左車輪 ｒ 右車輪 ｉ 前車軸又は後車軸 ｊ 左車輪又は右車輪 ｆ 濾波される量 ｇ 勾配を限定さ
れる量

【００１１】車両の各車輪には回転数センサが設けられ
ている。制動過程の存在に関係なく測定される回転数ω
_ｉｊは段階１００において車輪速度ｖ_ｉｊに換算され、
リーゾナブルネスについて検査される。逸脱値は除去さ
れる。車輪回転数ω_ｉｊの特定回数の順次に続く測定が
一致していると、“零論理”が車輪の停止を確認する。
これは４つの車輪すべてについて同時に成立するので、
車両の停止が確認される。駆動滑り制御装置が存在する
と、制動機が操作されない限り、後車軸の車輪速度ｖ
_ｈｊが、前車軸の車輪速度の最大値ｍａｘ（ｆ_ｖｊ）よ
り上にある特定の値例えば０．５ｍ／ｓに限定される。
制動機操作は、例えば制動灯の開閉位置を介して検出す
ることができる。

【００１２】段階１０１において、車輪速度ｖ_ｉｊから
補助量が誘導され、後の計算において種々の場所で異な
る時点に、これらの補助量へのアクセスが行われる。

【００１３】車輪速度ｖ_ｉｊが微分され、車輪加速度ａ
_ｉｊが得られる。フイルタ例えば５Ｈｚ又は１Ｈｚの周
波数を持つベツセルフイルタにより、濾波される車輪速
度ｖ_ｆｉｊ及び濾波される車輪加速度ａ_ｆｉｊが求めら
れる。基準車輪減速度ａ_ｒｅｆは式 ａ_ｒｅｆ＝ｍａｘ（ａ_ｆｉｊ＜０） により形成される。制動機操作中に基準減速度ａ_ｒｅｆ
がシフトレジスタに起憶される。平均基準減速度ａ
_ｒｅｆｍは、シフトレジスタに起憶されている基準減速
度ａ_ｒｅｆの値の平均値である。これから限定された最
大加速度ａ_ｍａｘが式 ａ_ｍａｘ＝ｍａｘ（ｋｌ＊ａ_ｒｅｆｍ；−１５ｍ／
ｓ^２） により求められ、ここでｋ１は固定的に規定される数値
である。これから、濾波される各車輪速度に対して、勾
配を限定される車輪速度ｖ_ｇｉｊが求められ、 ここでｖ_ｇｉｊ，ａｌｔは先のサイクルにおいて求めら
れる勾配を限定される車輪速度、ｔ_ｚｙｋはサイクルの
持続時間である。更に平均の縦減速度ａ_ｆｍが、濾波さ
れる車輪減速度ａ_ｆｉｊの算術平均値から形成される。
濾波は、例えば１次のフイルタで低いフイルタ周波数
（１Ｈｚ以下）で行うことができる。

【００１４】車両が制動される時、滑りを伴う基準速度
ｖ_ｒｅｆは、段階１０２において ｖ_ｒｅｆ＝ｍａｘ（ｖ_ｇｉｊ；０） に従つて求められ、他の場合 ｖ_ｒｅｆ＝ｍａｘ（ｖ_ｇｖｊ；０） に従つて求められる。この滑りを伴う基準速度ｖ_ｒｅｆ
から、滑りλ_ｒｅｆの評価により車両の転動速度ｖ
_ｒｏｌｌが式 λ_ｒｅｆ＝ｋ_ｒｏｌｌ＊ａ_ｒｅｆｍ に従つて誘導され、ここでｋ_ｒｏｌｌは固定数値例えば
−０．００５である。それから転動速度ｖ_ｒｏｌｌが ｖ_ｒｏｌｌ＝ｖ_ｒｅｆ（１＋λ_ｒｅｆ） に従つて得られ、車輪における滑りが求められ、この転
動速度ｖ_ｒｏｌｌに基いて制動圧力制御が行われる。

【００１５】 転動すると、車輪はアツカーマン条件に従う。従つて曲
線の曲率ｋと車両の幾何学的状態から、個々の車輪の間
に精確に規定される関係が生ずる。段階１０４において
車輪速度から曲線の曲率ｋが推論される。測定されかつ
勾配を限定され続いて再び濾波される車輪速度ｖ
_ｇｆｉｊから、曲線の曲率ｋ_ｒｏｌｌが次式により求め
られ、

【数１】 ここでｓ_ｉは前車軸又は後車軸の輪距を表す。差速度Δ
υは２つの車輪の速度の差から求められる。車輪の選択
は特性曲線図を介して行うことができ、選択基準とし
て、例えば濾波される車輪速度と勾配を規定される車輪
速度との差Δυ_ｉｊ Δυ_ｉｊ＝υ_ｆｉｊ−υ_ｇｉｊ を利用することができる。車両の横加速度ａ_ｙは式

【数２】 から求めることができる。リーゾナブルネスの理由か
ら、曲線の曲率ｋは最大横加速度ａ_{ａｙｍａｘ}に限定さ
れ、従つて

【数３】 が成立する。約１００ｋｍ／ｈの車両速度以上では、曲
線の曲率ｋを零に設定することができる。なぜならば、
その時滑りの計算の際生ずる誤差は最大１．８％の所に
あるからである。

【００１６】このように求められる曲線の曲率ｋから、
各車輪に対して、車両の転動速度ｖ_ｒｏｌｌに乗算され
て車輪の転動速度ｖ_{ｒｏｌｌ，ｉｊ}を生ずる比例係数Ｆ
_ｉｊを求めることができる。

【数４】 が成立すると、式

【数５】 により比例係数が計算され、ここでかじ取り角δは

【数６】 から求めることができる。計算される係数は、更に間隔
に、例えば前車軸に対しては〔０，７；１〕の間の値
に、後車軸に対しては〔０，５；１〕の間の値に限定し
て、逸脱値、誤差及び大きい偏差を打消すことができ
る。車輪の転動速度ｖ_{ｒｏｌｌ，ｉｊ}の値は段階１０５
において計算され、例えば滑りを求めるのに利用され
る。

【００１７】求められる曲線の曲率ｋ、計算される補助
量、及び各車輪に対してｎ個の起憶場所を持つシフトレ
ジスタ１０６に起憶されている過去の制御偏差ｖａｒｉ
_ｉｊに基いて、今や段階１０７において、各車輪に対し
て目標滑りλ_{ｓｏｌｌ，ｉｊ}が式 に従つて求められ、ここでｋ_λ，ｉは、タイヤ調節に関
係して規定される所定の値で、例えば前車軸に対して１
１％滑りの値、また後車軸に対して８％滑りの値を持つ
ことができる。

【００１８】 から求められる。この係数は、間隔、例えば最小に必要
な滑り及び最大に許容される滑り及びその際可能な車両
減速度から求められる 〔−１；−０，２５〕 に限定される。

【００１９】 ２０％だけ、制御偏差Δλ_ｔの分散に関係して、移動せ
しめられる。ここでｖａ

【数７】 である。その時係数Ｆ_{ｖａｒｉｉｊ}は式 Ｆ_{ｖａｒｉ，ｖｊ}＝−１０＊ｖａｒｉ，ｖｊ＋１．３ Ｆ_{ｖａｒｉ，ｋｊ}＝−１０＊ｖａｒｉ，ｈｊ＋１．１ に限定される。これらの値は、制御品質を滑りの最大値
に微細調節する際得られ、詳細には例えば走行実験によ
り制御装置に合わせることができる。従つて値は標準量
を示すだけであり、異なる制御装置に個々に合わされね
ばならない。

【００２０】係数Ｆ_κにより、曲線路において横加速度
が生ずる際、横滑りが考慮される。この係数により、所
望の曲線路操縦特性を設定することができる。所定の値
ｋ_κは式

【数８】 により求められる係数の最大値を決定し、ここで

【数９】 であり、ａ_ｙ，４は、求められる曲線の曲率から得られ
かつ

【数１０】 により計算することができる横加速度である。従つて係
数Ｆ_κは常に１より大きいか又は１に等しい。この値が
小さいほど、曲線走行のため許される滑りの差が小さ
い。

【００２１】これらの係数の値は、特性曲線図からそれ
ぞれ得ることができる。これらの特性曲線図が図２ない
し４に示されている。

【００２２】段階１０９において、各車輪に対して個々
に、求められる目標滑りλ_{ｓｏｌｌ，ｉｊ}及び段階１０
８において求められる実際滑りλ_{ｉｓｔ，ｉｊ}から、制
御偏差Δλ_ｉｊが求められる。段階１０９において、制
御偏差Δλ_ｉｊから、導入すべき制動圧力勾配ＰＢ_ｉｊ
が求められ、制動圧力制御の始動基準が満たされる限
り、二次制御装置により対応する車輪制動シリンダに設
定される。始動基準として、例えば実際滑り又は実際滑
りの時間的導関数を利用することができる。

【００２３】図２は、加速度値ａ_ｆｍａｘに関係して係
数Ｆ_ａｆｍｘの特性曲線を示している。例えば水上の走
行におけるように、得られる減速度が小さいと、許容滑
りは最小にするが、車両の減速は可能にする。従つてａ
_ｆｍｘ＜−１ｍ／ｓ^２の値では係数が０．２５に設定さ
れる。車両のもつと大きい減速度が得られると、できる
だけ大きい車両減速度を得るために、許容滑りを最大許
容滑りに等しくする。従つてａ_ｆｍｘ＞−８ｍ／ｓ^２の
減速度では、係数Ｆ_ａｆｍｘは値１をとる。これら両方
の終端値の間で直線的な補間が行われる。

【００２４】 前車軸ｉ＝ｖの特性曲線は相違している。後車軸におい
ては、走行安定性を一層多く得るため、僅かな制御偏差
ｖａｒｉ_ｉｊしか許されないようにする。

【００２５】後車軸に対しては、０ないし２％の制御偏
差ｖａｒｉ_ｉｊにおいて、特性曲線 に合わされている。従つてここに示す値は例示的である
にすぎない。前車軸に対

【００２６】図４の（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、曲線
走行に関係する係数Ｆ_κを求めるための特性曲線を示し
ている。（Ａ）は加速度ａ_ｆｍｘに関係して求められる
補助量Ｆ１の特性曲線の推移を示している。−８ｍ／ｓ
^２の加速度以下では、Ｆ１は値２をとり、−３ｍ／ｓ^２
の加速度以上では値１をとり、その間で直線的補間によ
り求められる値をとる。

【００２７】補助量Ｆ２の値範囲が（Ｂ）に示され、Ｆ
１及び曲線の曲率の係数ｋ_κにより限定されている。Ｆ
２の値は、２０ｍ／ｓの所でＦ１に達するため、車両速
度ｖの上昇につれて直線的に減少し、それから一定にな
る。

【００２８】曲線により修正される目標滑り修正Ｆ_κの
値が、パラメータとしての係数Ｆ_２と共に（Ｃ）に示さ
れている。曲線の曲率から求められる横加速度ａ_ｙ，４
に関係して、Ｆ_κの値が求められる。横加速度ａ_ｙ，４
の値が３ｍ／ｓ^２より小さいと、Ｆ_κは１にセツトされ
る。横加速度の値が更に増大すると値Ｆ_κは直線的に増
大し、７ｍ／ｓ^２で値Ｆ_２に達し、それから一定にな
る。

【００２９】特性曲線の推移特に値の範囲は例として示
されている。これらの値は、例えば走行実験により制御
装置に、場合によつては車両にも合わされねばならな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による制動圧力制御の流れ図である。

【図２】目標滑り規定を求めるための加速度値に関係す
る係数の特性曲線図である。

【図３】制御偏差に関係する係数の特性曲線図である。

【図４】加速度、車両速度及び横加速度に関係する係数
の特性曲線図である。

【符号の説明】

１０１〜１１０ 段階

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オイゲン・ラウバツヘル ドイツ連邦共和国ケーンゲン・ボンツエン グラーベンシユトラーセ23／１ (72)発明者 デイーテル・アモン ドイツ連邦共和国シユトウツトガルト・リ ンデンシユプールシユトラーセ27 (72)発明者 マンフレート・シユタイネル ドイツ連邦共和国ヴイネンデン・リーリエ ンシユトラーセ20

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の目標滑りの回転数を検出し、検出
   される回転数から車両速度を求め、回転数及び車両速度
   から実際滑りを求め、求められる車両速度及び車輪の検
   出される回転数から滑り目標値を求める制動圧力制御方
   法において、目標滑りにおいて与えられる旋回力が安定
   な走行性能を保証するように、車輪回転数から目標滑り
   を求めることを特徴とする、車輪の目標滑りに対する実
   際滑りの偏差に関係して制動圧力を制御する方法。
2. 【請求項２】 安定な走行性能のため最大に可能な目標
   滑りを求めることを特徴とする、請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】 目標滑りを求めるため、車輪の検出され
   る回転数及びそれから誘導される量のみを利用すること
   を特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 目標滑りを求めるため、測定される車輪
   回転数から求められる車両減速度を利用することを特徴
   とする、請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 目標滑りを求めるため、車輪回転数から
   曲線の曲率を求めることを特徴とする、請求項１又は４
   に記載の方法。
6. 【請求項６】 曲線の曲率を求めるためアツカーマン条
   件を利用することを特徴とする、請求項４に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 目標滑りから、各車輪に対して、この車
   輪の先行する少なくとも１つの制御サイクルにおいて実
   際滑り及び車輪目標滑りから求められる制御偏差に基い
   て、車輪目標滑りを求めることを特徴とする、請求項１
   又は５に記載の方法。
8. 【請求項８】 すぐ先行する多数の制御サイクルの制御
   偏差分散に関係して車輪目標滑りを求めることを特徴と
   する、請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 車輪目標滑りと目標滑りとの比を所定の
   間隔特に０．８と１．２との間の値に限定することを特
   徴とする、請求項７に記載の方法。
10. 【請求項１０】 制動過程が存在し、始動基準が満たさ
    れる時にのみ、制動圧力の制御を行うことを特徴とす
    る、請求項１に記載の方法。
11. 【請求項１１】 始動基準として車輪滑りの限界値を規
    定することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 車輪の各々の制動圧力の制御を互いに
    無関係に行うことを特徴とする、請求項１又は３に記載
    の方法。
13. 【請求項１３】 動的運転条件に関係する状態量（ａ
    _ｙ，４，ａ_ｘ，ｋ）を求めることを特徴とする、請求項
    １に記載の方法。
14. 【請求項１４】 動的運転条件に関係して求められる状
    態量を別の制御装置へ伝達することを特徴とする、請求
    項１３に記載の方法。