JP4953507B2 - エンジンブレーキ作用を維持する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、少なくとも１個の車輪のブレーキ介入を能動的に電子制御することによって、下り坂走行中の車両のエンジンブレーキ作用を維持するための方法に関する。
【０００２】
公知の道路走行車両の場合には、運転者に左右されないで、個々の車輪ブレーキの設定可能な圧力によっておよび駆動トルクのエンジン管理に介入することによって、車両の走行状態に影響を与えることができる装置が設けられている。その際、この装置は、ブレーキング中個々の車輪のロックを防止するブレーキスリップコントロールシステム（ＡＢＳ）、駆動される車輪の空回りを防止するトラクションスリップコントロールシステム（ＴＣＳ）、車両の前車軸と後車軸の間の制動力の比を制御する電子式制動力配分システム（ＥＢＤ）およびカーブを通過する際に安定した走行状態を生じる電子式ドライビングスタビリティコントロールシステム（ＥＳＰ）である。
【０００３】
すなわち、これに関連して、車両は、液圧ブレーキ装置を装備した４個の車輪を有する自動車に関する。この車両に設けられている、電子装置、車輪回転速度センサ、加速度センサ、ソレノイド制御弁等のようなアセンブリ装置は、下り坂走行中の車両の走行速度を制御する方法のために必要である場合には、この方法を実施するために一緒に使用される。勿論、この公知のアセンブリ装置は、下り坂走行中の車両ノエンジンブレーキ作用を維持する方法のためにのみ使用することもできる。
【０００４】
ＷＯ９６／１１８２６Ａ１により、いわゆるヒル下降コントロールシステム（ＨＤＣ）を備えた車両が知られている。運転者はスイッチによってこのヒル下降コントロールシステムを作動開始することができる。このコントロールシステムは、運転者がブレーキを操作しないで、能動的なブレーキング制御によって、急な坂道で車両を一定の低い速度に保つことができる。このシステムは特に、低いギヤでもエンジンブレーキが車両を減速するのに充分でないほど急な坂道を走行するオフロード車両のために設けられる。速度コントローラは目標速度を実際速度と比較し、いろいろな限界条件を考慮して、４輪すべてについてブレーキ圧力を計算する。
【０００５】
更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８１７２１２号公報により、センターディファレンシャルギヤを備えた４輪駆動車両のためのシステムが知られている。このシステムはブレーキ制御のための装置を備え、この装置によって、制動力が、道路に力を伝達しない自由回転車輪または両前輪に加えられる。それによって、パーマネント式４輪駆動車両の場合には、自由回転車輪に基づく不意の加速が回避される。というのは、この条件の下では、センターディファレンシャルギヤがセンターディファレンシャルロック機構によってロックされないときに、エンジンブレーキトルクが伝達されないからである。
【０００６】
本発明の根底をなす課題は、走行方向と反対向きの車輪の回転と車両の加速を確実に防止する、坂道走行中の車両のエンジンブレーキ作用を維持する方法を提供することである。
【０００７】
この課題は請求項１の特徴によって解決される。
【０００８】
有利な実施形は従属請求項に記載されている。
【０００９】
少なくとも１個の車輪のブレーキ介入を能動的に電子制御することによって、下り坂走行中の車両のエンジンブレーキ作用を維持するための方法において、車輪の状態を“安定した車輪”と“不安定な車輪”に分けて決定し、少なくとも１個の車輪が不安定である場合、安定したすべての車輪を制動し、車輪が不安定である場合次の条件
特にＡ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＜−０．４ｈおよび
Ｖ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＜Ｋ_ｉ×Ｖ_ｒｅｆ
が発生し、ここで、Ｖ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＝不安定な車輪の速度、Ｖ_ｒｅｆ＝安定した車輪のろ波された中間車輪速度、Ｋ_ｉ＝補正係数（Ｋ_ｉ＜１）、Ａ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＝不安定な車輪の加速度であることにより、エンジン駆動トルクはディファレンシャルギヤを介して不安定な車輪に伝達され、それによって不安定な車輪の逆転が防止される。なぜなら、エンジン駆動トルクが不安定な車輪に作用しないときにのみ、不安定な車輪が安定した車輪と反対方向に回転し得るからである。本発明は、エンジン回転数が同じでディファレンシャルギヤの変速比が一定であることにより、４つの車輪速度の合計が同じであるので、摩擦係数の大きな車輪が加速され、摩擦係数の小さな車輪が減速、停止および逆転するという認識に基づいている。μ−分割（スプリット）−坂道の場合、μの低い車輪は両方共逆転する。
【００１０】
車輪の状態は次式
Ｖ_ｒｅｆ−Ｋｂ＜Ｖ_{ｓｔａｂｉｌ}＜Ｖ_ｒｅｆ＋Ｋｂ
に従って決定され、ここで、Ｖ_ｒｅｆ＝安定した車輪のろ波された中間車輪速度、Ｋｂ＝補正係数、Ｖ_{ｓｔａｂｉｌ}＝安定した車輪である。
【００１１】
その際、車輪速度が中間車輪速度の周りの帯域内にあるとき、すなわち中間車輪速度の上方または下方の２．５ｋｍ／ｈ、特に１．３ｋｍ／ｈの帯域内にある補正係数Ｋｂによって決定される帯域内にあるときに、車輪は安定している。車輪速度が上記の帯域の外にあるときに、車輪は不安定である。
【００１２】
その際、中間車輪速度Ｖ_ｒｅｆは２番目に速い車輪のろ波された最大値と車速とから求められる。すなわち、２番目に速い車輪の低域ろ波した波形の最大値と車速またはＡＢＳ基準速度が求められる。中間車輪速度車輪速度の低域ろ波は２．５Ｈｚで行われる。
【００１３】
補正係数Ｋ_ｉはＫ_ｉ＜１／２である。不安定な車輪の状態が、中間車輪速度の５０％よりも小さいことによって、不安定な車輪の検出時に直ちに、安定した車輪が制動される。不安定な車輪は状態決定にとって標準的な条件下では逆転しない。というのは、中間車輪速度の５０％よりも遅い不安定な車輪の車輪速度の場合には、逆転する前に、エンジン駆動トルクが不安定な車輪に加えられるからである。
【００１４】
不安定な車輪の車輪加速度が−０．４ｇ未満であることにより、不安定な車輪が回転方向を変える危険が検出される。
【００１５】
安定した車輪を制動するために車輪ブレーキのブレーキシリンダに加えられる圧力は、次式
reg_p ＝Ｋ×（ｖ_ref −Ｖ_{ref nom} ）＋Offset
に従って決定され、ここで、 reg_p ＝安定した車輪の要求圧力、Ｋ＝７バール／（ｋｍ／ｈ）、Ｖ_{ref nom} ＝不安定な車輪の検出前のすべての車輪の平均速度、Offset＝５バールである。
【００１６】
その際、安定した車輪の要求圧力は補正係数やオフセット係数と共に、不安定な車輪を検出する前のすべての車輪の平均速度と安定した車輪の平均速度との差によって計算される。
【００１７】
状態決定がｎ個の時間ステップにわたって分割され、少なくとも最後の状態決定の値が記憶されると有利である。実施形によれば、先行する状態決定の要求圧力が、現在の状態決定の要求圧力と比較され、現在の状態決定の要求圧力の値が先行する状態決定の要求圧力に対して、ｐＫ_p より小さい値だけ異なっているときに、現在の要求圧力が無効となる。その際、基準係数のＰＫ_p は１バール未満である。この手段により、制御快適性を高め、騒音レベルを低下させるために、液圧弁の作動が阻止される。
【００１８】
他の実施形では、先行する状態決定の不安定な車輪が現在の状態決定の車輪と比較され、先行する不安定な車輪の制動時に、この車輪の圧力上昇が遅らせられる。先行する不安定な車輪における現在の圧力上昇の遅延は、１〜２秒、特に１．５秒の時間内に行われる。車速が３０ｋｍ／ｈ未満、特に２０ｋｍ／ｈ未満であり、そして車輪ブレーキが作用していないときにのみ、車速の制御が機能を発揮する。
【００１９】
本発明の実施の形態が図に示してある。以下、この実施の形態について詳しく説明する。
【００２０】
図１に示すように、車両１０は４個の車輪１１，１２，１３，１４を備えている。各車輪には車輪センサ１５，１６，１７，１８が付設されている。この車輪センサによって車輪速度が検出される。車輪センサによって検出された値は電子制御ユニットＥに供給される。この電子制御ユニットは入力され計算された状態変数に相応して、液圧ユニットＨを介して、各車輪１１〜１４に付設された車輪ブレーキ１９，２０，２１，２２を制御する。電子制御ユニットＥには更に、ブレーキペダルとアクセルペダルのセンサ２３，２４によって検出された値が供給される。それによって、センサ２３，２４はブレーキペダルまたはアクセルペダルの位置または角度に依存するアナログ信号を電子制御ユニットＥに供給する。
【００２１】
図１に更に示すように、車両１０はパーマネント式全輪駆動車両である。この全輪駆動車両はエンジン変速機ユニットＭとセンターディファレンシャル２５と前車軸ディファレンシャル２６と後車軸ディファレンシャル２７を介して駆動される。
【００２２】
制御可能な電磁弁を備えた液圧式ブレーキシステムはそれ自体知られており、従って詳しく説明する必要はない。すべての車輪ブレーキ１９〜２２が液圧ユニットＨを介して電子制御ユニットＥによって別個に制御可能であるという要求だけを満たさなければならない。車両の通常の運転では、運転者がブレーキペダルを操作するときに、車輪１１〜１４のロックを防止するために、電子制御ユニットＥはアンチロック機能によって液圧ユニットＥを制御する。更に、トラクションスリップコントロールシステムが設けられている。両機能は公知のごとく、各車輪１１〜１４の速度と加速度と、車輪の速度から計算された車速を検出して実施される。車速はロックまたはスリップしている車輪の速度を考慮しない車輪速度の平均値から計算される。
【００２３】
エンジンドラグトルク支援モード（ＤＴＳ─ドラグトルクサポート）に入ることができるようにするために、電子制御ユニットは基本的には、ＤＴＳシステムが使用可能であるかどうか、ヨートルクコントロールが作用していないかどうかおよび運転者によるブレーキ要求圧力設定が安定した車輪を制動するために決定された要求圧力よりも小さいかどうかをチェックする。上記の条件が満たされ、車速が３０ｋｍ／ｈ、特に２０ｋｍ／ｈよりも遅いと、ＤＴＳシステムが作動する。スタート条件の１つが満たされないと、すなわち車速が３０ｋｍ／ｈ以上であるかまたはシステムエラーが存在するかまたはヨートルクコントロールが作用しているかまたは運転者によるブレーキ要求圧力設定が安定した車輪を制動するために決定された要求圧力よりも大きいと、ＤＴＳシステムのアルゴリズムは終了する。
【００２４】
状態変数である車速と車両ブレーキ操作の初期検査は、センサ２３，２４から電子制御ユニットＥに供給される信号から求められる。このセンサはアクセルペダルとブレーキ押圧ペダルの位置または角度を検出する。
【００２５】
勿論、車速は、前述のように、車輪センサ１５〜１８の信号から求めてもよい。初期条件を満足すると、車輪１１〜１４の状態が決定される。その際、車輪１１〜１４が“安定した車輪”と“不安定な車輪”に分けられる。
【００２６】
そのために、車輪、例えば１１〜１３の状態がＶ_ref −Ｋ_b ＜Ｖ_stabil＜Ｖ_ref ＋Ｋ_b に従って決定される。ここで、Ｖ_ref ＝車輪速度、Ｋ_b ＝補正係数、Ｖ_stabil＝安定した車輪である。車輪速度が上記の帯域の外にあると、車輪は不安定である。
【００２７】
補正係数Ｋ_ｂが特に１．３ｋｍ／ｈであるので、車輪速度が特に１．３ｋｍ／ｈの中間車輪速度の周りの帯域内にあるときに、車輪は安定している。その際、中間車輪速度Ｖ_ｒｅｆは２番目に速い車輪の２．５Ｈｚによって低域ろ波された最大値と、車速またはＡＢＳコントローラで決定されるそれ自体知られているＡＢＳ基準速度から求められる。高速で回転する不安定な車輪を確実に閉め出すために、２番目に速い車輪の最大値は中間車輪速度車輪速度を求めるために考慮される。
【００２８】
従って、条件Ｖ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＜Ｋ_ｉ×Ｖ_ｒｅｆとＡ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＜−０．４ｇが生じるときに、安定した車輪の車輪ブレーキが作動する。ここで、Ｖ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＝不安定な車輪の速度、Ａ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＝不安定な車輪の加速度、Ｖ_ｒｅｆ安定した車輪のろ波された中間車輪速度、Ｋ_ｉ＝補正係数である。
【００２９】
不安定な車輪の車輪速度が平均車輪速度の５０％よりも小さく、すなわち補正係数Ｋ_i ＜１／２であり、そして不安定な車輪の車輪加速度が−０．４ｇよりも小さいときに、要求圧力が計算される。この要求圧力によって、安定したすべての車輪が計算された要求圧力に対応してブレーキ圧力を車輪ブレーキ１９およびまたは２１およびまたは２２の車輪ブレーキシリンダに供給することによって制動される。
【００３０】
安定した車輪のための要求圧力は次式
reg_p ＝Ｋ×（ｖ_ref −Ｖ_{ref nom} ）＋Offset
に従って決定される。ここで、reg _p ＝安定した車輪の要求圧力、Ｋ＝７バール／ｋｍ／ｈ、Ｖ_{ref nom} ＝不安定な車輪の検出前のすべての車輪の平均速度、Offset＝５バールである。
【００３１】
要求圧力は、不安定な車輪を検出する前のすべての車輪の平均速度に対する安定した車輪の平均速度の差から計算される。安定した車輪の要求圧力が計算されると、ブレーキ圧力は計算された要求圧力に対応して安定した車輪、例えば１１〜１３に供給され、それによってエンジン駆動トルクが不安定な車輪に伝達される。安定した車輪、すなわち大きな摩擦係数を有する車輪の圧力を積極的に上昇させることによって、不安定な車輪、例えば１４のエンジンドラグトルク損失を補償することにより、車両１０の加速と、不安定な車輪、例えば１４の逆回転が確実に防止される。圧力上昇は液圧ユニットＨに付設された戻しポンプによってあるいはブレーキ倍力装置（ブースタ）を積極的に作動させることによって選択的に行われる。
【００３２】
本発明の実施の形態では、状態の決定がｎ個の時間ステップにわたって分割される。この場合、少なくとも最後の状態決定の値が記憶される。その際、先行する状態決定の要求圧力は、現在の状態決定の要求圧力と比較される。この場合、現在の状態決定の要求圧力の値が先行する状態決定の要求圧力に対して、ＰＫ_p より小さな値だけ異なっているときに、現在の要求圧力が無効となる。その際、基準係数Ｋ_p は１バール未満である。この手段によって、制御快適性を高めるため、および騒音レベルを低下させるために、液圧弁の作動が中断される。
【００３３】
従って、計算された要求圧力が運転者ブレーキ要求圧力よりも低いときには、安定した車輪の積極的な制動は行われない。
【００３４】
不安定な車輪の安定化が達成された後で、新たに不安定にならないようにするために、先行する状態決定の不安定な車輪が現在の状態決定の車輪と比較され、先行する不安定な車輪の制動時に、この車輪の圧力上昇が１〜２秒、特に１．５秒の時間内に行われる。
【００３５】
すべての車輪１１〜１４が少なくとも１秒、特に１．５秒の間安定した状態で回転するとき、すなわちすべての車輪において車輪速度が中間車輪速度の周りの帯域内にあるかまたは車速＜２．５ｋｍ／ｈであるときに、ＤＴＳモードが作用しなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置を簡略化して示す図である。
【図２】 下り坂走行中の車両のエンジンブレーキ作用を制御するための方法のフローチャートである。

Claims (12)

1. 少なくとも１個の車輪のブレーキ介入を能動的に電子制御することによって、下り坂走行中のパーマネント式全輪駆動車両のエンジンブレーキ作用を維持するための方法において、
   ａ）次の条件が満たされた場合に、“安定した車輪”であるとし、満たされない場合に、“不安定な車輪”として、車輪（１１，１２，１３，１４）の状態を“安定した車輪”と“不安定な車輪”に分けて判定する工程と、
   Ｖ_ｒｅｆ−Ｋｂ＜Ｖ_{ｓｔａｂｉｌ}＜Ｖ_ｒｅｆ＋Ｋｂ
   ここで、Ｖ_ｒｅｆは安定した車輪の中間車輪速度、Ｋｂは補正係数、Ｖ_{ｓｔａｂｉｌ}は安定した車輪の車輪速度である、
   ｂ）“不安定な車輪”に対して、次の条件が満たされるか否かを調べる工程と、
   Ｖ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＜Ｋ_ｉ×Ｖ_ｒｅｆ
   ここで、Ｖ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}は不安定な車輪の車輪速度、Ｖ_ｒｅｆは安定した車輪の中間車輪速度、Ｋ_ｉは補正係数であり、Ｋ_ｉ＜１である、
   ｃ）少なくとも１個の不安定な車輪が上記の条件Ｖ_{ｉｎｓｔａｂｉｌ}＜Ｋ_ｉ×Ｖ_ｒｅｆを満たす場合に、安定したすべての車輪（１１，１２，１３，１４の中の一つ以上）を制動する工程と、
   を特徴とする方法。
2. 補正係数ＫｂがＫｂ＝２．５ｋｍ／ｈ又はＫｂ＝１．３ｋｍ／ｈであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 安定した車輪の中間車輪速度Ｖｒｅｆが２番目に速い車輪の車輪速度を低域ろ波した波形における最大値とロックまたはスリップしている車輪を除いた車輪速度の平均値として計算した車速との中の大きい方として求められることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 車速の代わりに、ＡＢＳコントローラで求めたＡＢＳ基準速度が使用されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 少なくとも１個の不安定な車輪が、補正係数Ｋ _ｉ ＜１／２として、Ｖ _{ｉｎｓｔａｂｉｌ} ＜Ｋ _ｉ ×Ｖ _ｒｅｆ という条件と車輪加速度が−０．４ｇ未満であるという条件を満たす場合に、安定したすべての車輪（１１，１２，１３，１４の中の一つ以上）が制動されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 安定した車輪のための要求圧力が次式
   ｒｅｇ_ｐ＝Ｋ×（Ｖ_ｒｅｆ−Ｖ_{ｒｅｆ ｎｏｍ}）＋Ｏｆｆｓｅｔ
   に従って決定され、ここで、ｒｅｇ_ｐ＝安定した車輪の要求圧力、Ｖ_{ｒｅｆ ｎｏｍ}＝不安定な車輪の検出前のすべての車輪の平均速度、Ｋ＝７バール／（ｋｍ／ｈ）、Ｏｆｆｓｅｔ＝５バールであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
7. 当該の車輪（１１，１２，１３，１４）の状態を“安定した車輪”と“不安定な車輪”に分けて判定することが、本方法の一つの実行サイクルをｎ個に分割した時間スロット毎に行われ、各時間スロットにおいて、少なくとも判定した車輪の状態と安定した車輪のための要求圧力の値が記憶されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 一つの時間スロットで決定された要求圧力が、その前の時間スロットで決定された要求圧力と比較され、その一つの時間スロットで決定された要求圧力の値がその前の時間スロットで決定された要求圧力の値に対して、ＰＫ_ｐより小さい値だけ異なっているときに、その一つの時間スロットで決定された要求圧力が無効となることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 基準係数のＰＫ_ｐが１バール未満であることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 一つの時間スロットで不安定な車輪と判定された車輪の状態が、その車輪の次の時間スロットで判定された状態と比較され、その一つの時間スロットで不安定な車輪と判定された車輪が次の時間スロットで安定した車輪と判定されて、制動される時に、その車輪の圧力上昇を遅らせることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一つに記載の方法。
11. 当該の車輪の圧力上昇の遅れが、１〜２秒の時間であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 車速が３０ｋｍ／ｈ未満であり、エンジンドラグトルク支援システムが作動可能な状態にあり、ヨートルクコントロールが作用しておらず、そして運転者によるブレーキ圧力設定値が安定した車輪を制動するために決定された要求圧力よりも低いときに、エンジンブレーキ作用を支持する方法が機能することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。

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