JPH08512264A - 駆動スリップ制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車の駆動車輪の空転を防止する方法が次のことを企図している。すなわち、自動車の１つの車軸の２つの駆動車輪の一方が前記車軸の他方の車輪よりも路面に対する摩擦係数が低く、かつ、該一方の車輪が空転傾向を示している場合に、該一方の車輪において制動圧力が形成されるとともに、前記他方の車輪の回転速度が測定され、自動車の基準速度に関連して該回転速度が、予め定められた値を越えているときには、前記一方の車輪の制動圧力が低減されるか、または一定に維持される。

Description

【発明の詳細な説明】 駆動スリップ制御 発明の背景 本発明は、所謂駆動スリップ制御（ＡＳＲ、すなわちAntriebsschlupfregelun g）に関し、すなわち自動車の駆動車輪の空転を防止する方法に関する。 また、このようなＡＳＲ制御は、ＴＣ（トラクションコントロール）とも称さ れる。 自動車のエンジンによって発生させられ車輪に伝えられた駆動トルクが、車輪 の瞬間摩擦係数に基づいて車輪を介して道路に伝達できるトルクより高くなった 時は常に、自動車の駆動車輪は空転する傾向がある。 アンチロック制動（いわゆるＡＢＳ、すなわちblockiergeschuetzte Bremsung ）におけると同様に、車輪から路面に駆動方向に伝達される駆動トルクが、最大 値を越えた後で牽引スリップ（Antriebsschlupf）の増大につれて低減するばか りでなく、車輪のコーナリングフォースが、最大値を越えた後で非常に低い値へ と低減する。 従来の技術の状況から、一方では、車輪が空転する傾向がある場合にエンジン の駆動力を低減することにより駆動車輪の空転を防止する牽引スリップコントロ ーラが知られている。他方では、駆動車輪が空転する傾向がある場合に同車輪の 牽引力を向上させるためにその車輪のブレーキを自動的に作動させる牽引スリッ プコントローラが知られている。従来の技術では一般に、１本の車軸の両方の駆 動車輪の、牽引に関する個々の回転上の振舞いに基づいて該両方の駆動車輪を制 御するようになっている。 例えば、車軸における、１方の車輪が明らかに他方の車輪に先んじて空転傾向 を示している場合（すなわち、この１方の車輪が、より滑らかな道路面上を走行 している場合）、最初に空転傾向を示した車輪のブレーキに制動圧力が供給され る。差動歯車装置を当該車軸に使用した場合、結果として、他方の駆動車輪（ま だ空転傾向を示していない）が、より高い駆動トルクを路面に伝達する。 この周知の駆動スリップ制御では、最初に不安定になった車輪（すなわち、最 初に空転傾向を示した車輪）は、同車輪の回転速度によって要求される間は制動 され続ける。すなわち、車輪の回転速度が所与のしきい値を越えている間は、空 転を防止するために車輪は制動される。 また、最初に安定していた他方の車輪が空転傾向を示した場合には、この車輪 もまたそれに応じて制動される。 DE 40 22 471 A1 は、走行安定性を増大する駆動スリップ制御を開示している 。このシステムでは、より高い摩擦係数を瞬間的に示している駆動車輪が判定さ れ、この車輪の回転速度が監視され、制動効果によって安定化される。同じ車軸 の第２の駆動車輪のブレーキに存在する制動圧力は軽減される。従って、制御は 、安定している車輪の回転上の振舞いに全く基づいて行われる。この安定してい る車輪の制動圧力はその回転速度の関数として制御される。 本発明は、簡単な制御アルゴリズムで機能し、自動車部品に対する負荷をでき るだけ小さくし、かつ、ドライバをできる限り苛立たせない（快適な）駆動スリ ップ制御を提供する目的に基づいている。 まず、本発明は、次に示す認識に基づいている： 従来の駆動スリップ制御では、特に車輪と路面との間の摩擦係数が急速に変化 する場合、１つの車軸の両車輪における制動トルクに大きな変動が発生し、この ことは、特に所謂差動歯車装置を有する車軸の場合、ギア、ベアリングおよびト ランスミッションに極端な負荷が作用することに至る。このことは自動車の駆動 系の耐久性および寿命を大いに減じる。 従来の駆動スリップ制御では、部品に対するこのような負荷は、特に駆動車軸 の両車輪が差動歯車装置を介して連結されている場合に発生した。同車軸の１つ の車輪が不安定な領域に入った場合、すなわち空転傾向を示した場合には、車輪 ブレーキの作動により、同車輪は、より低い回転速度へと制動される。差動歯車 装置の存在ゆえに、このことは、より高い摩擦係数を持ち、従って安定している 他方の車輪が、より高い駆動トルクを発生させ、従って自身が空転する危険な状 態に至る。この空転傾向は非常に強くあり得て、コーナリングの安定性（Seiten fuehrungsstabilitaet）がかなり影響をうけるほどである。後から不安定になっ た、 この第２の車輪がまた制動される場合には、上述した高い負荷が発生し、制動シ ステム、クラッチおよびトランスミッションの摩耗を招く。 上述した目的は、自動車の１つの車軸の２つの駆動車輪の一方が前記車軸の他 方の車輪よりも路面に対する摩擦係数が低く、かつ、該一方の車輪が空転傾向を 示している場合に、該一方の車輪において制動圧力が形成されるとともに、前記 他方の車輪の回転速度が測定され、自動車の基準速度に関連して該回転速度が、 予め定められた値を越えているときには、前記一方の車輪の制動圧力が低減され るか、または一定に維持されるということによって、２トラック自動車（zweisp uriges Kraftfahrzeug）の駆動スリップ制御において本発明によって達成される 。 従って、本発明による駆動スリップ制御の主な特徴は、１つの車軸における２ つの駆動車輪の摩擦係数にかなりの差が発生した場合、２つの車輪の一方、すな わち最初に不安定になる方の車輪における制動圧力がまず第一に自動的に増大さ せられ、まだ安定している車輪の回転上の振舞いが測定され、前記最初に不安定 になる方の車輪の車輪ブレーキの制動圧力が同まだ安定している車輪の回転速度 に応じて時間の経過にわたって制御されることにある。従って、全体の制御は１ つの車輪、すなわち、より滑らかな路面を走行している最初に不安定になった車 輪へと本質的に帰着し、最初に不安定になったこの車輪における制動圧力の制御 のための本質的なパラメータは、まだ安定している車輪の回転特性である。 本発明によれば、最初に不安定になった車輪の空転を防止することは、それが 当該技術において従来一般的なやり方であったようには企図されず、むしろ本発 明は、スリップ曲線の最適な範囲内に、（高い摩擦係数を有する）良好な路面上 の車輪走行を維持するという考えに基づいており、従って、最大の牽引力および 最も高い可能なコーナリングフォースを保証する。 本発明は、２輪駆動自動車および４輪駆動自動車の両方に有利に適用すること ができ、後者の場合は、特に、連結された固定ドライブスルー（starrer Durcht rieb）がない場合、すなわち、何れかの差動装置が機能している場合である。こ の場合、特にセンターディファレンシャルロックの解放に注意されたい。 次に、本発明の実施例について図面を参照して更に詳細に説明する。 図１は、自動車の、同じ車軸の２つの駆動車輪の時間上の回転速度、および、 ＡＢＳ技術およびＡＳＲ技術から知られている、時間上の所謂自動車の基準速度 （Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit）を示している。 図２は、第１の車輪のブレーキにおける、時間上の制動圧力の推移を示し、同 車輪の回転速度が図１にＶ₁として示されている。 図３は、自動車の、同じ車軸における第２の車輪のブレーキにおける時間上の 制動圧力の推移を示し、同車輪の回転速度が図１にＶ₂として示されている。 図面に示されているように、図１、２および３は、それぞれ同じ時間軸を有す る。 図１は、均質でない路面における進行開始プロセスの間の、自動車の駆動車軸 の２つの駆動車輪の回転速度の典型的な曲線を示している。車軸の一方の車輪が 比較的滑らかな路面上を走行している、すなわちその回転速度が図１においてｖ₁ で示されているのに対して、他方の車輪は比較的滑らない路面上を走行してい る、すなわちその回転速度が図１においてｖ₂として示されているものと想定さ れている。 本発明によるＡＳＲ制御アルゴリズムは、２つの駆動車輪の摩擦係数に顕著な 差が検出された場合に適用されるのみである。摩擦係数におけるこのような差は 、例えば所与の期間にわたって一方の車輪の回転速度が、同じ車軸の他方の駆動 車輪の回転速度よりもかなり大きく増したということにより検出することができ る。図１を参照されたい。 図１において回転速度ｖ₁およびｖ₂の曲線は、進行開始の試みが時刻ｔ₀で開 始する、すなわちドライバがクラッチを係合して加速するという前提に基づいて いる。第１の車輪の回転速度ｖ₁が急激に増大しているのに対して、第２の車輪 の回転速度ｖ₂（破線）はあまり急激でなく増大し、時刻ｔ₁ではしきい値ｖ⁺ _ref 以下に低下している。図１によれば、しきい値ｖ⁺ _refは、そのようなものとして 知られている自動車基準速度ｖ_refと、一定値だけ異なっている。時刻ｔ₁におい て２つの駆動車輪の回転速度ｖ₁とｖ₂との差が予め与えられている値以上あると いう、図１に示されている事実、或は、第１の車輪の高い回転速度ｖ₁の場合に は第２の車輪の回転速度ｖ₂がしきい値ｖ⁺ _ref以下に低下しているという状態は 、一方の車輪（ｖ₁）が他方の車輪（ｖ₂）よりもかなり滑らかな路面 上を走行していることを示している。これが、以下に記載されているＡＳＲ制御 アルゴリズムが用いられる理由である。 時刻ｔ₁では、第１の車輪の回転速度ｖ₁は更に増大するが、第２の車輪の回転 速度ｖ₂は、しきい値ｖ⁺ _ref以下に低下する。この、あとの方の事実は第２の車 輪（ｖ₂）が安定して走行していることを示している。 図２によれば、第１の車輪の車輪ブレーキの制動圧力ｐ₁は時刻ｔ₁で高められ る。図３からわかるように、第２の車輪（ｖ₂）の車輪ブレーキの制動圧力ｐ₂は 時刻ｔ₁とｔ₇の間の全期間にわたって、高められない。 しかしながら、第２の車輪の回転速度ｖ₂の経過（図１中の破線）を正確に監 視すると、第１の車輪の車輪ブレーキにおける制動圧力ｐ₁はしきい値ｖ⁺ _refに 対する回転速度ｖ₂の関係に応じて図２のように制御されている。 時刻ｔ₁に続いて空転（ｖ₁）が最初に発生する車輪の制動時に、車軸ディファ レンシャルギアの、第１の車輪が設けられている側において反力が増すので、よ り高い駆動トルクが、車軸ディファレンシャルの反対側に設けられている第２の 車輪に伝達される。すなわち、第２の車輪は摩擦係数／スリップ曲線の最適範囲 に達する。 図２によれば、第１の車輪の車輪ブレーキにおける制動圧力ｐ₁は最大値に高 められて、時刻ｔ₂まで一定に維持される。時刻ｔ₂において、第２の車輪の回転 速度ｖ₂は再度しきい値ｖ⁺ _refに達する（を越える）。従って、時刻ｔ₂に続く期 間では、制動圧力ｐ₁は図２に従って低められ、予め定められた値に達すると、 時刻ｔ₃まで一定に維持される。時刻ｔ₃では、第２の車輪の回転速度ｖ₂はしき い値ｖ⁺ _ref以下に再度低下し、上述したプロセスと同様に、第１の車輪における ブレーキの制動圧力ｐ₁は再度高められる。 時刻ｔ₄では、第２の車輪の回転速度ｖ₂は再度しきい値ｖ⁺ _refを超え、これに 応じて第１の車輪の車輪ブレーキにおける制動圧力ｐ₁は再度低められ、それか ら一定に維持される（図２参照）。第１の車輪のブレーキにおける制動圧力ｐ₁ の各低減毎にディファレンシャルギアゆえに、第２の車輪に駆動によって及ぼさ れるトルクも低減し、従って、第２の車輪の回転速度は、図１に従って再度しき い値ｖ⁺ _refを中心とした最適範囲に達する。 制動圧力ｐ₁のこのような低下のゆえにｔ₄からｔ₅までの期間、第１の車輪の 回転が更に高まるが、上述したように、第２の車輪は常に最適スリップ範囲に戻 る。上述した条件のもとで、第２の車輪はｔ₀ないしｔ₇の期間、図３に示すよう に、全く制動されない。この期間の間、制動圧力ｐ₂は第２の車輪の車輪ブレー キに供給されない。 また、図１、２および３は、最初非常に滑らかな路面を走行していた第１の車 輪（ｖ₁）が時刻ｔ₅で非常に滑らない路面に達し、最初非常に滑らない路面を走 行していた第２の車輪が、非常に滑らかな路面に直後の時刻ｔ₆において達する というように急激に変化する道路状態の場合をも示している。このような、車輪 間における摩擦係数の「交錯した」変化は、駆動スリップ制御に対する最も困難 で極端な場合である。 図１に示すように、第１の車輪の回転速度ｖ₁が時刻ｔ₅の後に、かなり低下し ているのに対して、第２の車輪の回転速度ｖ₂は時刻ｔ₆の後に、かなり増してい る。これは、上述した、摩擦係数の関係から直接説明することができる。回転速 度ｖ₁およびｖ₂の急激な反転的変化から、ＡＳＲ装置のコンピュータは、自動車 と路面との間の摩擦係数が劇的に変化したことを検出する。このような状況にお いては、図２と図３との比較からわかるように、制動圧力は一方の車輪から他方 の車輪の車輪ブレーキに、すなわち、ここでは第１の車輪から第２の車輪に、で きる限り迅速に移されなければならない。一方の車輪から他方の車輪への摩擦係 数の、このような極端な、交錯した変化は、本発明による制御アルゴリズムが両 車輪のブレーキに圧力を受け入れるのに適切である唯一の状況である。これは図 ２および３に示すようにｔ₇とｔ₈との間の期間の場合である。上述した、第１の 車輪の圧力低減と第２の車輪の圧力形成との同時処理は、移行を円滑に行い、加 速度の降下を最小にすることができるという点においては有利である。また、材 料を保存するという見地（部品の寿命）からは、両側に同時に制御を行うｔ₇か らｔ₈までの短い期間は不利益ではない。なぜなら、先に制動された第１の車輪 においては低下する圧力は非常に小さなものであり、この期間において第２の車 輪において形成される圧力は非常に高い値には達していないからである。時刻ｔ₇ からは、第２の車輪は前述の記載とは逆に不安定になり、従って、第２ の車輪の車輪ブレーキにおける制動圧力ｐ₂は、しきい値ｖ⁺ _refに対する第１の 車輪の回転速度ｖ₁の関係に応じて図３に従って制御される。この制御は、車輪 が替っていること以外は、上述したものと全く同様に行われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クネヒトゲス，ヨーゼフ ドイツ連邦共和国、56727 マイエン、ア ルベルト‐シュヴァイツァー‐シュトラー セ 25 (72)発明者 シュミット，フーベルト ドイツ連邦共和国、56299 オクテンドゥ ンク、モーレンヴェーク 40

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 車軸ディファレンシャルギアを備えた自動車車軸の２つの駆動車輪のうち の第１の車輪が前記車軸の他方の車輪よりも路面に対する摩擦係数が低く、かつ 、前記第１の車輪が空転傾向を示しているが他方の車輪は空転傾向を示していな い場合には、制動圧力が前記第１の車輪において形成され、かつ、空転傾向を示 していない前記他方の車輪の回転上の振舞いがこれに続いて測定評価されること によって、前記他方の車輪の回転速度がしきい値（ｖ⁺ _ref）を越えたときには前 記第１の車輪の制動圧力が一時的に低減し、前記他方の車輪の回転速度がしきい 値（Ｖ⁺ _ref）よりも低減したときには前記第１の車輪の制動圧力が一時的に形成 されるようにしたことを特徴とする、自動車の駆動車輪の空転を防止する方法。