JP2003513854A - 自動車における車輪空転の減少方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１本の車軸（１）の両端に舵取り可能な車輪（７、８）が回転可能に支持され、少なくとも１本の車軸（１、２）における車輪（５、６、７、８）が差動装置（３、４）を介して駆動され、駆動車軸（１、２）の片側車輪が空転したとき、それに付属されたブレーキ（１６、１７）あるいは差動ロック装置が制御状態で作動されるような、自動車における車輪空転の減少方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の自動車における車
輪空転の減少方法に関する。

【０００２】 自動車がカーブを走行するとき、旋回内側車輪は旋回外側車輪より小さな旋回
半径の軌道上を走る。その旋回内側車輪は旋回外側車輪より短い距離をたどるの
で、それに応じて、旋回内側車輪の周速および回転数は小さくなければならない
。これを可能にするために、駆動車軸の車輪は、個別車輪駆動装置は別として、
車軸の両側車輪がカーブにおいても路面に対して空転なしに転がれるように、差
動装置を介して駆動される。その車軸の両側車輪の前進駆動力は相関して路面で
支えられる。片側車輪が滑ると、路面に対する車輪の空転が生じ、それに応じて
瞬間的に、回転車輪の摩擦力から生ずる支持トルクが減少される。それに応じて
、反対側車輪の前進駆動力が減少し、これによって、車両の牽引が大きく減少さ
れる。更に、車輪空転によって、車輪の横案内が大きく害され、これによって自
動車の走行安定性が著しく害される。

【０００３】 牽引を改善するため、およびまた極めて頻繁に動的に補正するために、電子制
御される差動ロック（デフロック）装置を備えた差動装置が利用される。更に、
個々の車輪のブレーキが、自動車の牽引（トラクション）性能および安定性能に
積極的に影響を与えるために、的確に制御される。

【０００４】 この調整の際、車輪空転が制御量として利用され、即ち、片側車輪が空転した
とき、差動ロック装置あるいはブレーキが作動され、車輪空転を減少する。その
ために、車輪空転が検出されねばならない。現存の装置の場合、路面に対する自
動車の基準速度が検出される。その基準速度に関して、車輪の設定速度あるいは
回転数が計算され、車輪の実周速ないし実回転数と比較される。基準速度はでき
るだけ精確に認識されねばならない。車両基準速度の測定あるいは計算には非常
に経費がかかる。全輪駆動式車両の場合、ここでは、特殊なセンサが利用されね
ばならないか、基準速度が種々の方法で評価されねばならない。

【０００５】 本発明の課題は、自動車の基準速度を認識することなしに、自動車の牽引およ
び走行安定性を、単純な手段で改善することにある。

【０００６】 この課題は、本発明に基づいて特許請求の範囲の請求項１に記載の手段によっ
て解決される。

【０００７】 本発明に基づいて、車輪の回転数が求められる。車輪の回転数は一般に周速に
対して線形関係にあるので、これはまず、車輪の周速を近似して代理する。１本
の車軸における車両右側の車輪と車両左側の車輪の回転数から、幾何学的車両パ
ラメータ、特に車輪左右間隔を利用して、仮想旋回半径が計算される。車軸の中
心は、これが自動車に連結されておらず、また車輪が全く空転していないとすれ
ば、その仮想旋回半径のカーブ上を移動する。更に、設定半径が、車輪の平均舵
取り角から、車両パラメータ、特に車軸の車軸間距離を利用して計算される。車
輪の平均舵取り角は、１本の車軸の旋回外側車輪および旋回内側車輪の舵取り角
の平均値から生ずる。車輪が空転なしに転がるとき、車軸の中心はそのカーブ上
を移動する。

【０００８】 適切にはマイクロプロセッサを有する電子制御装置において、仮想旋回半径が
設定半径と比較される。車輪が全く空転していないとき、その設定半径および仮
想半径は一致している。仮想半径と設定半径との比較結果から、空転依存特性量
が形成され、この特性量は、その車輪に付属されたブレーキあるいは差動ロック
装置を作動あるいは調整するために利用される。

【０００９】 適切には、特性量は、設定半径と仮想旋回半径との比あるいは差を含んでいる
。詳しくは、設定半径が仮想旋回半径より大きいとき、即ち、設定半径と仮想旋
回半径との比が１より大きいときだけしか、作動が行われない。差動ロック装置
ないしブレーキを制御するための特性量に対して、時間および又は他の走行パラ
メータ、例えば自動車の偏揺速度および又は横加速度に関する比較結果の変化を
考慮に入れることが有利である。これによって、車両の牽引および走行安定性が
バランスされた状態にされる。

【００１０】 特許請求の範囲および以下の説明に、多くの特徴事項が関連づけて記載されて
いる。当該技術者において、その組み合わされた特徴事項を、本発明の課題を解
決する意味において、個々に考察することも、また意に合わせて組み合わせるこ
ともできる。

【００１１】 以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。

【００１２】 図１には、矢印方向に進行する自動車の前車軸１および後車軸２が示されてい
る。前車軸１は両端に車輪（前輪）７、８を有し、後車軸２の両端には車輪（後
輪）５、６が支持されている。全輪駆動形自動車の場合、後車軸２の車輪５、６
は差動装置４を介して、前車軸１の車輪７、８は差動装置３を介してそれぞれ駆
動される。車両が唯一の駆動車軸１ないし２しか有していないとき、一方の差動
装置３ないし４は省かれる。差動装置３、４に、電子制御可能なロック装置が一
体に組み込まれている。

【００１３】 車輪５、６、７、８にそれぞれブレーキが配置されている。ここでは分かり易
くするために、車輪５、６におけるブレーキ１６、１７しか示されていない。

【００１４】 前車軸１の車輪７、８は、舵取りハンドル１３と舵取り装置１４と舵取りアー
ム１５とを介して舵取りされる。α_ｉは旋回内側車輪８の舵取り角、α_ａは旋回
外側車輪７の舵取り角である。前車軸１の中心に関して、平均舵取り角α_ｍが生
ずる。２本より多くの車軸を有し、複数本の舵取り可能な車軸を有する車両も可
能である。

【００１５】 後輪５、６および前輪７、８は同じ車輪左右間隔ｓを有し、前車軸１は後車軸
２から軸間距離Ｉを有している。

【００１６】 車輪５、６、７、８の回転数ないし周速を検出するために、回転数センサが設
けられている。ここでは後車軸２における回転数センサ９、１０しか示されてい
ない。更に舵取り角α_ａ、α_ｉは、前車軸１に一体に組み込まれた舵取り装置１
４に収容されているセンサ（図示せず）によって測定される。その測定値から、
舵取り装置に対する所定の車両パラメータによって、平均舵取り角α_ｍが計算さ
れる。

【００１７】 測定値の信号は、信号配線１２を介して電子制御装置１１に導かれる。この電
子制御装置１１は、旋回外側車輪の周速ｖ_ａないし相応した回転数および旋回内
側車輪の周速ｖ_ｉから、次式で仮想旋回半径ｒ_ｖｉｒｔを計算する。

【００１８】 ｒ_ｖｉｒｔ＝（ｓ／２）×（ｖ_ａ／ｖ_ｉ＋１）／（ｖ_ａ／ｖ_ｉ−１） そして、次式の設定半径ｒ_ｓｏｌｌと比較する。

【００１９】 ｒ_ｓｏｌｌ＝１／ｔａｎα 設定半径ｒ_ｓｏｌｌが仮想旋回半径ｒ_ｖｉｒｔと同じであるとき、車輪空転が
存在しないことが推論される。仮想旋回半径ｒ_ｖｉｒｔが設定半径ｒ_ｓｏｌｌと
異なっているとき、設定半径ｒ_ｓｏｌｌと仮想旋回半径ｒ_ｖｉｒｔとの比ないし
偏差が、差動装置３、４のロック装置あるいはブレーキ１６、１７を制御するた
めの特性量として利用されるか、他のパラメータで適当な特性量に処理され、あ
るいはファジイ制御に対して利用される。

【００２０】 図２には、旋回内側車輪６、８の周速ｖ_ｉに関して、仮想旋回半径ｒ_ｖｉｒｔ の経過が実線で示され、設定半径ｒ_ｓｏｌｌの経過が破線で示されている。設定
半径ｒ_ｓｏｌｌは舵取り角にしか関係していないので、これは、旋回内側車輪６
、８の周速ｖ_ｉと無関係に一定している。仮想旋回半径ｒ_ｖｉｒｔは、これとは
事情が違う。旋回内側車輪６、８の周速ｖ_ｉが車輪空転によって旋回外側車輪５
、７の周速ｖ_ａに到達したとき、前記数式の項（ｖ_ａ／ｖ_ｉ−１）＝０となり、
仮想旋回半径ｒ_ｖｉｒｔが無限になる。

【００２１】 図３には、旋回外側車輪５、７が空転するときの周速ｖ_ａに関する仮想旋回半
径ｒ_ｖｉｒｔの経過が示されている。この場合、旋回外側車輪５、７の周速ｖ_ａ が常に旋回内側車輪６、８の周速ｖ_ｉより大きいので、連続曲線的な経過が生ず
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 自動車における本発明の説明にとって必要な部品の概略構成図。

【図２】 旋回内側車輪の周速に関する仮想半径および設定半径の経過を示した線図。

【図３】 旋回外側車輪の周速に関する仮想半径および設定半径の経過を示した線図。

【符号の説明】

１ 前車軸 ２ 後車軸 ３ 差動装置 ４ 差動装置 ５ 後輪（外側） ６ 後輪（内側） ７ 前輪（外側） ８ 前輪（内側） ９ 回転数センサ １０ 回転数センサ １１ 制御装置 １２ 信号配線 １３ 舵取りハンドル １４ 舵取り装置 １５ 舵取りアーム １６ ブレーキ １７ ブレーキ Ｉ 軸間距離 ｓ 車輪左右間隔 α_ａ 舵取り角（外側） α_ｉ 舵取り角（内側） α_ｍ 平均舵取り角 ｖ_ａ 周速 ｖ_ｉ 周速 ｒ_ｓｏｌｌ 設定半径 ｒ_ｖｉｒｔ 仮想（旋回）半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D042 AA01 AB01 AB17 CA01 CA18 CB02 CB03 3D043 AA01 AB01 AB17 EA11 EA43 EA44 EE07 EE12 EF02 EF09 EF24 EF26 EF27 3D046 BB29 BB32 GG07 GG10 HH08 HH36 HH41

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１本の車軸（１）の両端に舵取り可能な車輪（７、８）が回転可能
   に支持され、少なくとも１本の車軸（１、２）における車輪（５、６、７、８）
   が差動装置（３、４）を介して駆動され、駆動車軸（１、２）の片側車輪が空転
   したとき、それに付属されたブレーキ（１６、１７）あるいは差動ロック装置が
   調整して作動される、自動車における車輪空転の減少方法において、 車輪（５、６、７、８）の回転数が検出され、 車軸（１、２）の車両右側における車輪（６、８）および車両左側における車
   輪（５、７）の回転数から、車両パラメータを利用して仮想旋回半径（ｒ_{ｖｉｒ ｔ} ）が計算され、 車軸（１）における舵取り可能な車輪（７、８）の舵取り角（α_ａ、α_ｉ）が
   検出され、 車輪（７、８）の平均舵取り角（α_ｍ）ないしは舵取り装置（１４）の相応し
   た舵取り角から、車両パラメータを利用して設定半径（ｒ_ｓｏｌｌ）が計算され
   、 仮想旋回半径（ｒ_ｖｉｒｔ）が設定半径（ｒ_ｓｏｌｌ）と比較され、 その比較結果が、ブレーキ（１６、１７）あるいは差動装置（３、４）のロッ
   ク装置を作動させるための特性量を形成するのに利用される、ことを特徴とする
   車輪空転の減少方法。
2. 【請求項２】 特性量は、設定半径（ｒ_ｓｏｌｌ）と仮想旋回半径（ｒ_ｖｉｒｔ）との比ない
   し差を含む、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 設定半径（ｒ_ｓｏｌｌ）と仮想旋回半径（ｒ_ｖｉｒｔ）との比が１より大きい
   ときだけ、ブレーキ（１６、１７）ないし差動ロック装置が作動される、ことを
   特徴とする請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 特性量は、時間および／又は他の走行パラメータに関する比較結果の変化を考
   慮に入れている、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方
   法。
5. 【請求項５】 走行パラメータとして、自動車の偏揺速度および／又は横加速度が考慮されて
   いる、ことを特徴とする請求項４記載の方法。