JP2730583B2 - ブレーキスリツプ調整器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、少なくとも１つの車輪について速度を求
め、車両速度経過特性に近似する基準量たとえば基準速
度を求め、該基準量の算出に少なくとも１つの車輪の速
度を算入し、少なくとも１つの車輪について求められた
速度と基準量とに基づき、前記の少なくとも１つの車輪
についてスリップ値を求め、前記の少なくとも１つの車
輪に対する基準量に少なくとも基づき設定値スリップを
求め、前記のスリップ値と設定値スリップから偏差Δλ
を求め、該偏差Δλをブレーキ圧制御に用いる、車両に
おける少なくとも１つの車輪に対しスリップ調整を行う
ブレーキスリップ調整器に関する。

従来の技術 自動車のための公知のスリップ調整器においては、１
つ又は複数の自動車車輪の速度から、自動車速度の変化
に近似している基準量を得る。この基準量の１つ又は複
数の百分率が形成され、車輪の速度信号と比較される。
閾値として用いられる（例えば95％及び80％の）百分率
を車輪速度信号が下回り折り返して上回ると、それに基
づいて調整信号が算出され、ブレーキ圧制御ユニットが
圧力変化に制御される（ドイツ連邦共和国特許第206394
4号）。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、既存のスリップ調整器たとえばブレ
ーキスリップ調整器においてその調整特性を改善するこ
とにある。

課題を解決するための手段 本発明によればこの課題は、偏差Δλを、リセット可
能な積分成分をもつ比例微分伝達特性の調整増幅器を介
して導き、該調整増幅器の出力信号±Ｕをブレーキ圧制
御ユニットの制御に利用して、該信号の大きさとその極
性符号により、圧力増加時間と圧力減少時間と圧力一定
保持時間を定め、短期間にわたり一時的に調整動作を中
断して該期間中に基準量およびその勾配を更新すること
ことにより解決される。

発明の利点 本発明のブレーキスリップ調整器は、通常動作におけ
る自動車車輪の調整ブレーキ動作の間に、長手方向にお
ける車輪の最大粘着係数に相応するブレーキスリップ値
を調整する。自動車操縦性を改善するために車輪を外部
の介入を介して意図的に過少制動することができる。調
整器は非常にわずかなブレーキ圧振幅を発生し、これは
快適性及び所要の効率の面で有利である。評価がスリッ
プ対応で動作するので、この調整器は、例えば車輪加速
度対応調整器に比して故障しにくく堅固である。整然と
した構成、僅かなスペース、少数のパラメータ数はマイ
クロコンピュータによる実現の面で利点となる。

調整器の別の実施例及び利点は、その他の請求項及び
図面に示された説明に記載されているところから明らか
である。

実施例 次に本発明を実施例に基づき図を用いて説明する。

第１図は調整器の調整回路のブロック回路図、第２図
〜第５図は説明のための線図である。

第１図には１により車輪ブレーキが示され、車輪ブレ
ーキ１は、車輪及びタイヤ及び道路から成る系を含む調
整区間２に作用する。調整区間２は、入力量であるプレ
ーキモーメントMb及び車両速度V_Fと、出力量である車輪
速度V_Rとを有する。測定された車輪速度V_Rはスリップ形
成器３に供給され、スリップ形成器３には基準量V_refも
ブロック５から供給される。この基準量は設定値スリッ
プ形成器４にも供給され、設定値スリップ形成器４は例
えば５％の許容スリップ値を固定設定する。設定値スリ
ップ形成器４は端子６を介して制御され、（例えばカー
ブにおいて）別の値に切換えることができる。

スリップ形成器３において式 λ＝１−V_R/V_ref により形成されたスリップλは比較器７において設定値
スリップλ^＊と比較され、偏差Δλは調整増幅器８に供
給される。

調整増幅器８は主に、調整偏差Δλとその出力量Ｕと
の間の比例微分伝達特性と、リセット可能な積分成分
（即ちＩ成分はU₂（Ｋ−１）Tminの場合にはリセット
される）と、基準速度V_refに対するその増幅率の依存性
と、ΔλとｄΔλ/dtとの正負符号に依存して異なる調
整規則を有効にする論理質問機能とを有する。

調整偏差 Δλ＝λ^＊−λ により調整増幅器８においては次の関係が成立する。

制御量Ｕは式 に従って個々の成分から形成される。

但し、Umemは Umem（Ｋ）＝Umem（Ｋ−１）＋Ki＊Δλ（Ｋ−１） （|U₂（Ｋ−１）｜＜Tminの場合） Umem（Ｋ）＝０（|U₂（Ｋ−１）｜Tminの場合） から計算されるＩ成分である。文字Ｋはここでは標本化
時間ステップ（Abtastzeitschritt）の添数である。Ｉ
成分Umemは更に、調整が例えばスイッチ９により中断さ
れると０にセットされる。

係数 は調整区間パラメータの車両速度依存正を考慮してい
る。KuはV_refの関数であり、例えばKu＝a₀＋a₁＊V_refで
ある（但しa₀,a₁＝一定）。

第２図において調整増幅器の特性が、Δλ及びｄΔλ
/dtの値が特定の場合にそして積分成分なしに示されて
いる。Ｐは比例、Ｄは微分の意味である。

ブロック５は、標本化時点から標本化時点への間隔
（Ta）にわたり基準速度V_refを式 V_ref（Ｋ）＝V_ref（Ｋ−１）−B_x＊Ta に従って補外し、更に、予測される車両減速度B_X（基準
速度の勾配）と基準速度自体とを更新するために、適当
な時間間隔（整合フェーズ）でスリップ調整を中断す
る。基準速度はこの場合に、安定した車輪特性が見られ
る車輪速度に対応する。

整合フェーズは、次のすべての条件が満足されると開
始する。

１） 最後の整合フェーズ以来、設定値スリップλ^＊を
少なくとも１度越えた。

２） 最後の整合フェーズ以来、少なくともT_Aminの時
間が経過した。

３） 調整偏差に対してΔλ＞０と、 ４） ｄΔλ/dt＞０とが成立する。

V_refとB_Xとの整合は次のように行われる。

上記条件が満足されると、持続時間T_MEANの圧力保持
フェーズが導入される、即ち調整はスイッチ９の開放に
より中断される。この期間にわたりλが求められる。平
均化されたスリップは、V_ref及びB_Xを更新するために
用いられる。

Ｖ_ref,neu＝Ｖ_ref,alt＊（１−） Ｂ_X,neu＝（T0＊Ｂ_X,alt＋V_A−V_refneu）／［１−）・（T_A＋T0）］ 但し、 Ｖ_ref,neu′Ｂ_X,neuは更新された量、Ｖ_ref,alt′Ｂ
_X,altは更新前の量、V_Aは最後の整合の後の基準速度、T
_Aは最後の整合以来経過した時間、T0は前もって与えら
れる定数である。

第３図においてこの動作ははっきりと分かる。持続時
間T_MEANは有利には、車輪−タイヤ−系の中で発生する
最低の固有周波数の振動持続時間に等しくセットされる
（例えば80ms）。整合フェーズはこの場合に終了され、
スイッチ９は再び閉じることができる。整合フェーズ
は、障害により調整偏差が強く増加する場合には、T
_MEANの終了の前に既に終了することができる。

自動車の多くの車輪が本発明により調整される場合、
基準速度は、自動車の運動に関する、冗長性を有する情
報を含む。従って、すべての車輪により共通のB_Xを求め
る、即ち各車輪が前述の整合規則により、予測された車
両減速度B_Xを更新することができると好適である。基準
速度自身はしかし各車輪に対して個々に形成される。基
準速度の許容できない低下に対する付加的な保護保証
は、最大基準速度Ｖ_ref,maxから出発して、他の車輪の
基準速度が下回ってならない下限 V_refu＝α・Ｖ_ref,max （ただし Ｖ_ref,iV_refuの場合にはＶ_ref,iは、そのままであ
り、 Ｖ_ref,i＜V_refuの場合にはＶ_ref,i＝V_refuである。

ｉ＝1,…,4） が計算されることにより実現することができる。但し添
数ｉは車輪の番号を示し、量αは例えば0.8の値をとる
ことができる。

調整増幅器８の出力信号Ｕは、スイッチ９が閉じてい
る場合には補正素子10の入力信号に等しい。補正素子10
は入力信号Ｕを出力信号U₂に、種々の圧力勾配が考慮さ
れるように補正する。

弁のうちの１つを開くと生ずる圧力勾配は、弁に作用
する圧力差、即ち車輪ブレーキシリンダの中に作用する
圧力自身に依存する。この圧力を予測するために車両減
速度又はこれに対応している置換量例えばB_Xを用いるこ
とができる。この量Ｂは、調整器出力量U_XをU₂に変換し
従って良好な近似で式 ΔＰ＝ｂ＊U,b一定 が成立するように、補正素子10で用いられる。但しΔＰ
は、量Ｕから発生する車輪ブレーキ圧変化であり、ｂ
は、大部分の作動状態に対してほぼ一定である比例係数
である。

補正は例えば式 U₂＝Ｕ＊（a₁＋a₂＊B_X ²）（Ｕ＞０の場合） U₂＝Ｕ＊（a₂−（a₄−a₅＊B_X）＊B_X） （Ｕ＜０の場合） に従って行うことができる。但し、a₁,a₂,a₃,a₄,a₅は、
試運転において求めることができる定数である。

U₂はＵに比例してB_Xを用いて、同一の値のＵに対して
圧力が種々である場合にほぼ同一の圧力変化ΔＰが発生
するように補正される。

車輪ブレーキ圧Ｐは油圧弁12により調整される。例え
ば３ポート３位置弁を用いるこもできる。

弁の作動は、弁開放時間ΔＴのプリセットにより行わ
れ、その際に次の取決めが成立する。

ΔＴ＞0:入口弁は時間｜ΔT|にわたり開放されてお
り、次いで再び閉じる。出口弁は閉成されたままである
（圧力増加）。

ΔＴ＜0:出口弁は時間｜ΔT|にわたり開放されてお
り、次いで再び閉成される。入口弁は閉成されたままで
ある（圧力減少）。

ΔＴ＝0:入口弁と出口弁が閉成されたままである。

開放時間ΔＴは|U₂|が小さい場合に弁が作動されない
ように作用する非線形特性曲線を有するブロック11によ
り、補正された調整器出力信号U₂から形成される。この
場合に弁の応動特性において遅延時間T_t ⁺,T_t ^-を考慮す
ることもできる。この特性曲線の変化の１つの可能性が
第４図に示されている。

第５図には、求められた車輪スリップに依存したブレ
ーキ圧Ｐが示されている。この図に基づいて調整動作を
説明する。時点t₁において、丁度得られたばかりの（整
合）、V_ref及びB_Xの予測値が依存する。スイッチ９は閉
じ、設定値スリップλ^＊が調整される。これは正確には
達成することができず、従って僅かな調整偏差が残る。
調整動作の間にすべての４つの整合条件が満足される
と、スイッチ９は開き、スリップは減少する。この調整
された状態から出発して新しい基準量が決まり、従っ
て、これから計算されるスリップ値が０であり、ここ
から再びλ^＊が調整され、これが繰返される。λ^＊はこ
こでは固定定数（例えば５％）と仮定されている。

用いられた記号 V_R 車輪速度 V_F 車両速度 V_ref 基準速度 V_refu 基準速度の下限 Ｖ_ref,max 最大基準速度 V_A 先行の整合の後の基準速度 B_X 予測された車両減速度 λ ブレーキスリップ λ^＊ 設定値スリップ 平均スリップ Δλ^＊ スリップ変化のための設定値（定数） Δλ スリップにおける調整偏差 λext 外部の介入 Ta 標本化時間間隔 ΔＴ 弁開放時間 ΔTmin 最小の弁開放時間 T_t ⁺,T_t ^- 補正定数 T_A 最後の整合以来経過した時間 T_Amin ２つの整合の間の最小時間 T_MEAN 平均持続期間 T0 前もって与えられた定数 U₁,U₂,U 調整信号 U_P,Ud,U_P4,Umem Ｕの成分 K_P,Kd,K_P4,Ki,Ku 増幅率 a₁〜a₅ 前もって与えられた定数 Ｐ 車輪ブレーキ圧 ΔＰ 車輪ブレーキ圧変化 Mb ブレーキモーメント α 比例係数 ｂ 比例係数 Ｋ 時間ステップの添数 ｉ 車輪に対する添数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルーフ，ヴオルフ‐デイーター ドイツ連邦共和国 Ｄ‐7076 ヴアルト シユテツテン シユラツトヘルツレスヴ エーク 17 (72)発明者 コスト，フリードリヒ ドイツ連邦共和国 Ｄ‐7000 シユツツ トガルト 50 ハインリヒ‐エープナ ー‐シユトラーセ 24 (72)発明者 クライセルマイアー，ゲルハルト ドイツ連邦共和国 Ｄ‐3501 アーナタ ール ブラン ダウシユトラーセ 10

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つの車輪について速度を求
   め、車両速度経過特性に近似する基準量を求め、該基準
   量の算出に少なくとも１つの車輪の速度を算入し、少な
   くとも１つの車輪について求められた速度と基準量とに
   基づき、前記の少なくとも１つの車輪についてスリップ
   値（λ）を求め、 前記の少なくとも１つの車輪に対する基準量に少なくと
   も基づき設定値スリップ（λ^＊）を求め、 前記のスリップ値（λ）と設定値スリップ（λ^＊）から
   偏差Δλを求め、該偏差Δλをブレーキ圧制御に用い
   る、 車両における少なくとも１つの車輪に対しスリップ調整
   を行うブレーキスリップ調整器において、 前記偏差Δλを、リセット可能な積分成分をもつ比例微
   分伝達特性の調整増幅器を介して導き、 該調整増幅器の出力信号±Ｕをブレーキ圧制御ユニット
   の制御に利用して、該信号の大きさとその極性符号によ
   り、圧力増加時間と圧力減少時間と圧力一定保持時間を
   定め、 短期間にわたり一時的に調整動作を中断して該期間中に
   基準量およびその勾配を更新することを特徴とする、 車両における少なくとも１つの車輪に対しスリップ調整
   を行うブレーキスリップ調整器。
2. 【請求項２】最後の更新から所定の時間T_Aminが経過
   し、前記偏差Δλが少なくとも１度だけ０より小さくな
   り、前記偏差がΔλ＞０であり、ｄΔλ/dt＞０である
   場合に更新を開始する、請求項１記載のブレーキスリッ
   プ調整器。
3. 【請求項３】更新の開始とともに所定の持続時間T_MEAN
   の圧力保持フェーズを開始し、このフェーズにおいて車
   両の車輪のスリップλを平均化し（）、新しい基準量
   Ｖ_ref,neuとその新しい勾配Ｂ_x,neuとを次式 Ｖ_ref,neuＶ_ref,alt・（１−） により求め、ここでT₀は定数、V_Aは最後の整合後の基準
   量、T_A最後の整合以来の時間である、請求項１または２
   記載のブレーキスリップ調整器。
4. 【請求項４】複数の車輪の調整の際にすべての車輪に対
   して共通の勾配B_Xを求める、請求項３記載のブレーキス
   リップ調整器。
5. 【請求項５】複数の車輪の調整の際に最大基準速度を求
   め、その他の基準速度を、この最大基準速度における前
   もって与えられている成分を越えないように監視する、
   請求項３記載のブレーキスリップ調整器。
6. 【請求項６】外部から入力される信号によって設定値ス
   リップを変化させる、請求項１〜５のいずれか１項記載
   のブレーキスリップ調整器。
7. 【請求項７】調整増幅器の出力信号Ｕを式 Ｕ＝（U_p＋U_d＋U_P4,＋U_mem）K_U（V_ref） に従って形成し、U_P,U_d,U_P4を次式 により計算し、積分成分U_memを次式 U_mem（Ｋ）＝U_mem（Ｋ−１）＋K_i＊Δλ_ref（Ｋ−１） （|U₂（Ｋ−１）｜＜T_minの場合） U_mem（Ｋ）＝０ （|U₂（Ｋ−１）｜T_minの場合） から求め、ここでT_minは圧力減少と圧力増加のための最
   小制御時間、Ｋは標本化時間ステップの添数、K_iは定
   数、K_uは調整区間パラメータの車両速度依存度を表す量
   である、請求項１〜６のいずれか１項記載のブレーキス
   リップ調整器。
8. 【請求項８】成分U_mem（Ｋ）を調整の中断の際にも０に
   セットする、請求項７記載のブレーキスリップ調整器。
9. 【請求項９】調整増幅器の出力信号Ｕを、基準速度の勾
   配又はこれに等価の量を考慮して、ブレーキ圧制御ユニ
   ットの制御時間を決める信号U₂に補正する、請求項１〜
   ８のいずれか１項記載のブレーキスリップ調整器。
10. 【請求項１０】補正を次式 U₂＝Ｕ＊（a₁＋a₂＊Bx²） （U₁＞０の場合） U₂＝Ｕ＊（a₂−（a₄−a₅＊B_x）＊B_x）（U₁＜０の場合） により与える、請求項９記載のブレーキスリップ調整
    器。
11. 【請求項１１】ブレーキ圧制御ユニットのための制御信
    号の持続時間を決めるために、所定の量を越えない信号
    （ＵまたはU₂）を考慮しない、請求項１〜10のいずれか
    １項記載のブレーキスリップ調整器。
12. 【請求項１２】外部から入力される信号によりカーブが
    指示される、請求項６記載のブレーキスリップ調整器。
13. 【請求項１３】通常動作において車輪の制御調整中、長
    手方向における車輪の最大粘着係数に対応するスリップ
    値を調整する、請求項６記載のブレーキスリップ調整
    器。
14. 【請求項１４】車両の操作性を改善するため、外部から
    の介入を介して車輪を意図的に過少制動可能である、請
    求項１記載のブレーキスリップ調整器。