(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの駆動車輪において滑り回転傾向が発生したとき、駆動ユニットの回転トルクが低減され、
このとき最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）が車両および車両の駆動ユニットの運転変数を考慮して計算され、
この場合、駆動滑り制御が使用されているときに、トルク（ＭＡ）が最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）に低減される、自動車における駆動滑り制御方法において、
最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）がカーブ走行における車両の旋回特性を示す変数の関数であり、
前記のカーブ走行における車両の旋回特性を示す変数が、車両の横方向加速度（Ａｙ）である、
ことを特徴とする自動車における駆動滑り制御方法。
【請求項２】
前記のカーブ走行における車両の旋回特性を示す変数から、カーブ抵抗トルク（ＭＷＫ）が決定され、最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）を形成するときにカーブ抵抗トルク（ＭＷＫ）が考慮されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）が、空気抵抗トルク、転がり抵抗トルク（ＭＷＲ）、加速度抵抗トルク（ＭＷＢ）、およびカーブ抵抗トルク（ＭＷＫ）から求められ、
転がり抵抗および加速度抵抗トルク内に含まれる車両質量が、外乱変数の前記最大伝達可能トルクへの影響を含む補償質量（ＭＥＲＳ）により置き換えられることを特徴とする請求項１または２の方法。
【請求項４】
前記補償質量を決定するときに、前記カーブ抵抗トルクが考慮されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの方法。
【請求項５】
最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）が、前記横方向加速度の増加と共に上昇することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの方法。
【請求項６】
不安定状態の場合、すなわち少なくとも１つの駆動車輪が許容できない滑りを有するとき、駆動列内の変速比を考慮して、最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）が機関トルク（Ｍｍｏｔ）に変換され、
当該機関トルク（Ｍｍｏｔ）は、機関トルク（Ｍｍｏｔ）を調節するための設定要素（６）に伝送される、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの方法。
【請求項７】
滑り回転傾向が発生したときに前記機関トルクが低減し、
自動車および自動車の駆動ユニットの運転変数を考慮して駆動のための最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）を求め、
不安定状態が発生したときに前記駆動ユニットの駆動トルク（ＭＡ、Ｍｍｏｔ）を前記最大伝達可能トルクに低減する評価ユニット（５）を備えた、自動車における駆動滑り制御装置において、
前記評価ユニットが、前記最大伝達可能トルクをカーブ走行における車両の旋回特性を示す変数の関数として決定する手段を含み、
前記のカーブ走行における車両の旋回特性を示す変数が、車両の横方向加速度（Ａｙ）である、
ことを特徴とする自動車における駆動滑り制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車における駆動滑り制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ特許公開第４３４４６３４号から、自動車および自動車の駆動ユニットの運転変数に基づいて、安定な走行特性のために最大に伝達可能な駆動ユニットの駆動トルクを示す必要トルクが常に求められる、機関調節装置を備えた駆動滑り制御装置が既知である。不安定状態が発生したとき、すなわち少なくとも１つの駆動車輪において許容できない滑りが発生したとき、駆動ユニットの駆動トルクは計算された必要トルクに低減される。既知の駆動滑り制御装置においては、補助変数として、未知の変数がいわゆる補償質量に変換され、補償質量は外乱トルクが発生したときに増大または減少される。坂道、積載重量またはトレーラ重量のほかに、カーブ走行中に発生する抵抗力もまた既知の駆動滑り制御装置において完全に考慮されていない外乱変数である。したがって、このカーブ走行中に発生する抵抗力は補償質量の一部でもある。補償質量は、上昇速度が制限されかつＰＴ１フィルタでフィルタリングされるので、動的状態においては発生する外乱トルクに対する近似値にすぎない。静的状態は完全に測定されるが、動的状態においては部分的に測定されるにすぎない。したがって、カーブ走行中に計算される必要トルクはカーブ抵抗力を考慮した評価値にすぎない。さらに、確実性の理由から補償質量信号は時間でフィルタリングされるので、カーブ走行においては必要トルクの適合は時間的に遅れて行われるにすぎない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自動車におけるカーブ走行中の駆動滑り制御を改善することが本発明の課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
自動車における駆動滑り制御方法において、少なくとも１つの駆動車輪において滑り回転傾向が発生したとき、駆動ユニットの回転トルクが低減され、このとき最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）が車両および車両の駆動ユニットの運転変数を考慮して計算され、この場合、駆動滑り制御が使用されているときに、トルク（ＭＡ）が最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）に低減される。
【０００５】
最大伝達可能トルク（ＭＡＲ）はカーブ走行における車両の旋回特性を示す変数の関数である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、機関調節装置を備えた駆動滑り制御装置をブロック回路図として示し、このブロック回路図は実質的に冒頭記載の従来技術から既知の駆動滑り制御装置に対応している。符号１および２により駆動車輪の車輪速度センサが示され、符号３および４により非駆動車輪の車輪速度センサが示されている。符号５は評価回路を示し、好ましい実施態様においては電子式制御ユニットのマイクロコンピュータを示し、評価回路５は、車輪速度センサ１ないし４の信号Ｖ１ないしＶ４を用いて、片方または両方の車輪が許容できない車輪滑りを発生しているか否かを判定する。これは、従来技術から既知のように、駆動車輪の車輪速度を非駆動車輪の車輪速度から形成された基準速度と比較することにより行われる。このように形成された車輪の車輪滑りが所定のしきい値を超えた場合、許容できない車輪滑り、したがって車両の不安定状態が検出される。この場合、評価回路５は設定要素６を操作し、設定要素６は更に内燃機関の絞り弁７を制御する。絞り弁を調節するほかに、またはその代替態様として、他の実施態様においては、点火角の調節および／または内燃機関への燃料供給量の調節が行われている。電気駆動装置においては、同様に設定要素６により電動機の駆動出力が調節される。
【０００７】
必要トルクＭＡＲ（最大伝達可能トルク、低減トルク）の決定方法を評価回路５の一部として詳細に説明する。
【０００８】
図１に示す方法は、実質的に従来技術から既知の方法に対応する。車両のカーブ走行および駆動滑り制御を改善するために、またカーブ走行において不安定状態が発生した場合に駆動トルクを最大伝達可能トルクに低減するために、カーブ走行において発生する抵抗トルクに対する尺度が求められるように設計されている。この場合、最大伝達可能トルクを決定するときに、車両の横方向加速度を考慮することが適切であることがわかった。最大伝達可能駆動トルクは、車両の横方向加速度の関数として決定される。従来技術から既知の駆動滑り制御装置に適合させるとき、このためにカーブ抵抗トルクＭＷＫが計算される。
【０００９】
この場合、カーブ抵抗力および横滑り角に対する既知の関係から出発して、駆動滑り制御のために十分な精度でカーブ抵抗トルクを計算する、カーブ抵抗トルクに対する近似式が展開されている。
【００１０】
カーブ抵抗力は次式から求められる。
【００１１】
【数１】
0004190620.tif 000002
ここで、
Ｆｒｋ  カーブ抵抗力
Ｍｆｚ  車両質量
Ｖ  車両速度
Ｒ  カーブ半径
ｌH  後車軸と車両重心との間の距離
ｌ  軸間距離
ｌV  前車軸と車両重心との間の距離
αv  前車軸における横滑り角
αh  後車軸における横滑り角
横滑り角は次式により計算される。
【００１２】
【数２】
0004190620.tif 000003
ここで、
ｃV  前車軸の横滑り剛性
ｃH  後車軸の横滑り剛性
式を簡単にするために、車両重心が車両の中心に存在すると仮定する。これにより、カーブ抵抗に対する式は次のように簡単になる。
【００１３】
【数３】
0004190620.tif 000004
ｃV＝ｃH＝ｃH、V；αV＝αh＝α；ｌH＝ｌV＝１／２と置き換え可能であるからである。
【００１４】
したがって、次式が得られる。
【００１５】
【数４】
0004190620.tif 000005
上記の使用例においてほとんどの場合にみられる約２０°以下の角度においては、ｓｉｎ表現は弧度（ラジアン）で表わした角度に対応するので、カーブ抵抗に対する式は次のようにさらに簡単になる。
【００１６】
【数５】
0004190620.tif 000006
次にこの式から、車輪半径を考慮して、次の関係に基づいてカーブ抵抗トルクＭＷＫが計算される。
【００１７】
【数６】
0004190620.tif 000007
ここでＲｄｙｎは車輪半径である。
【００１８】
従って、カーブ抵抗トルクは、横方向加速度に基づいて、場合により所定の定数に基づいて計算される。カーブ抵抗トルクＭＷＫは最大伝達可能駆動トルクＭＡＲの決定に使用されるので、車両の不安定状態が発生したときに設定される機関トルクは車両の横方向加速度の関数である。
【００１９】
最大伝達可能駆動トルクを決定するために、計算されたカーブ抵抗トルクを既知の駆動滑り制御装置に算入する方法を、図１に示す従来技術から既知のブロック回路図により説明する。
【００２０】
既知の従来技術に記載されているように、駆動トルクＭＡは、絞り弁位置ａまたは空気質量流量信号ＨＦＭ、機関回転速度Ｎｍｏｔおよび出力回転速度ｎＡに基づき、ならびに駆動列の総括変速比ｉｇｅｓおよび効率ηを考慮して、計算される（８ａ、８ｂ、８ｃ、９、１０、１１、１２参照）。このために必要な、絞り弁位置ａ、機関回転速度Ｎｍｏｔ、出力回転速度ｎＡのような運転変数は、駆動滑り制御装置（＝評価回路５）から対応する測定信号を読み込むことにより測定される。好ましい実施態様においては、これらの変数は、他の制御ユニットから、たとえば機関制御ユニットおよび／または変速機制御ユニットから、通信系統を介して供給され、他の有利な実施態様においては、これらの制御ユニットは駆動滑り制御装置に対しあらかじめ機関トルク、変速比ｉｇｅｓおよび効率ηを提供し、とくに有利な実施態様においてはあらかじめ駆動トルクＭＡを提供する。
【００２１】
駆動トルクＭＡは、特性曲線群から機関回転速度および絞り弁位置（または空気質量流量）の関数として決定された機関トルクＭｍｏｔ、変速機の総括変速比ｉｇｅｓ、および効率ηから計算される。効率ηは総括変速比ｉｇｅｓの関数である（１回転に係合する歯数が多ければ多いほど効率は低下する）。さらに、他の変数として、自動変速機においてはコンバータ変速比μが使用され、コンバータ変速比μは入力回転速度および出力回転速度から決定することができる。
【００２２】
【数７】
0004190620.tif 000008
さらに、評価回路５は、供給される車輪回転速度、とくに非駆動車輪の車輪回転速度に基づき、車両速度Ｖおよび車両加速度Ａｆｚを計算する。除算／減算ブロック１３に、駆動トルクＭＡに対する値のほかに、車両加速度Ａｆｚと、ブロック１８からの計算値Ｋ１＊Ｖ2と、車輪半径Ｒｄｙｎ、変速比ｉｇｅｓおよび駆動車輪の平均加速度ＤＶＭＡＮに基づいて決定された加速度抵抗トルクＭＷＢＲ（ブロック１４）と、所定の定数Ｋ２およびＫ３と、が供給される。さらに、除算／減算ブロック１３にカーブ抵抗トルクＭＷＫを示す信号が伝送される。この信号ＭＷＫは、ブロック２４において、車両質量Ｍｆｚ、前車軸および後車軸の横滑り剛性Ｃv/H、車輪半径Ｒｄｙｎ、ならびに測定装置２３により決定された横方向加速度Ａｙに基づいて上記の数式により計算される。
【００２３】
好ましい実施態様においては、横方向加速度Ａｙは、ヨー速度、かじ取角および／または車輪回転速度のような他の運転変数に基づいて（たとえば非駆動車輪の速度差から）計算され、したがって一般的に最大伝達可能駆動トルクは、カーブ走行における車両の旋回特性を示す変数の関数である。他の実施態様においては、横方向加速度は適切な測定装置により測定される。
【００２４】
減算および除算ブロック１３は、供給された変数から、従来技術から既知の数式に基づいて補償質量ＭＥＲＳを計算する。この場合、カーブ抵抗トルクＭＷＫは、数式の分子における減算により考慮される。
【００２５】
【数８】
0004190620.tif 000009
従来技術において既知のように、補償質量ＭＥＲＳは次に、ブロック１６において定数Ｋ２と乗算され、またはブロック１７において定数Ｋ３、車両加速度Ａｆｚならびに係数Ｆと乗算され、両方の乗算値が加算段１９に供給される。加算段１９にはさらに計算値Ｋ１＊Ｖ2ならびにカーブ抵抗トルクＭＷＫを示す値が供給される。供給された値はブロック１９において加算されて最大伝達可能駆動トルクＭＡＲが計算される。
【００２６】
【数９】
0004190620.tif 000010
不安定状態の場合、すなわち少なくとも１つの駆動車輪が許容できない滑りを有するとき、最大伝達可能駆動トルクＭＡＲは、（ブロック２２において）駆動列の変速比ｉｇｅｓおよび効率ηを考慮して、機関トルクＭｍｏｔとして評価回路５に伝送され、また機関トルクを調節するための設定要素６に伝送される。
【００２７】
直線走行においては、計算されたカーブ抵抗トルクは作用しない。このとき、最大伝達可能駆動トルクＭＡＲは既知のように決定される。カーブ走行においては、カーブ抵抗トルクは、横方向加速度の関数として計算され、かつ最大伝達可能トルクの計算のときに考慮される。この最大伝達可能トルク、したがって最終的に不安定状態において調節される機関トルクは横方向加速度の関数であり、この場合、横方向加速度の増大と共に最大伝達可能トルクも同様に増加する。
【００２８】
上記の処理方法は、自動車のための制御ユニットのマイクロコンピュータのプログラムとして実行されることが好ましい。このようなプログラムが図２の流れ図の例で示されている。このプログラムは自動車の運転中常に所定の時点において実行される。
【００２９】
最初のステップ１００において、運転変数として、車輪速度Ｖｉ、変速比ｉｇｅｓ、伝動効率η、横方向加速度Ａｙ、および機関トルクＭｍｏｔ（または駆動トルクＭＡ）が読み込まれる。それに続くステップ１０２において、車両速度Ｖ、車両加速度Ａｆｚ、個々の駆動車輪の滑りλｉ、ならびに駆動車輪の平均加速度ＤＶＭＡＮが、対応する車輪速度Ｖｉに基づいて決定される。さらに、ステップ１００において他のユニットからこれらの変数が供給されない場合に対して、駆動トルクＭＡが、機関トルクＭｍｏｔ、変速比ｉｇｅｓ、および、場合により効率ηに基づいて決定される。それに続くステップ１０４において、既知の数式により、加速度抵抗トルクＭＷＢＲ、カーブ抵抗トルクＭＷＫ、空気抵抗トルクＫ１＊Ｖ2が計算される。それに続くステップ１０６において、所定の数式により補償質量ＭＥＲＳが決定され、ステップ１０８において、計算された値から最大伝達可能駆動トルクＭＡＲが上記の数式により計算される。それに続く問い合わせステップ１１０において、車輪速度Ｖｉに基づき、不安定状態が存在するか否か、すなわち少なくとも１つの駆動車輪が許容できない滑りを有しているか否かが検査される。これが否定の場合、プログラム部分は終了されかつ所定の時点に反復され、一方、不安定状態が存在する場合、最大伝達可能駆動トルクＭＡＲから駆動列における変速比（ｉｇｅｓ、η）を考慮して計算された機関トルクＭｍｏｔ（より正確には、機関低減トルクＭｍｏｔｒ）が出力される。ステップ１１２の後、プログラムは、同様に終了されかつ次の時点に実行される。
【００３０】
図３は、ある実施態様において計算されたカーブ抵抗トルクの値ＭＷＫの経過が横方向加速度Ａｙに対して目盛られた線図を示す。この場合、横方向加速度は０ないし１０ｍ／ｓｅｃ2の値を有している。車両質量として２０００ｋｇが仮定されたとき、横滑り剛性として５００００Ｎ／ラジアンが求められる。これは通常の車輪半径において、０ないし１２００Ｎｍの抵抗トルク値を与える。横方向加速度の増加と共にカーブ抵抗トルクＭＫＷは上昇し、したがってそれに応じて、不安定状態の場合における最大伝達可能駆動トルクＭＡＲないし機関トルクＭｍｏｔは、横方向加速度の増加と共に上昇する。したがって、駆動滑り制御装置は、機関調節に関して、カーブ走行においては車両の安定限界に近い点で作動する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、自動車のカーブ走行中の必要トルクの決定精度が改善された駆動滑り制御装置が示されている。これにより、必要トルクがより正確に計算されかつ必要トルクを安定限界状態により近づけることができる。したがって、駆動滑り制御がカーブ走行において著しく改善される。
【００３２】
必要トルクのカーブ走行への適合がきわめて迅速に行われるので、カーブ走行に入った直後に既にカーブ走行に対する正確な必要トルクが存在する。したがって、不安定状態が発生したとき、カーブに入ったときに既に、駆動ユニットの駆動トルクを、安定限界を形成するトルクにきわめて正確に調節することができる。
【００３３】
駆動滑り制御装置を種々の車両タイプに適合（適用）するときに他の利点がみられる。これは、カーブ抵抗トルクを考慮することにより、ハイμ（高摩擦係数）カーブにおけるカーブ走行に対する制御装置の適用が駆動滑り制御装置の通常の適用から切り離されるという理由からである。さらに、ハイμ（高摩擦係数）カーブへの正確な適用において、駆動滑り制御装置はローμ（低摩擦係数）カーブにおいても十分な特性を確実に示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カーブ走行における改善手段を示した駆動滑り制御装置のブロック回路図である。
【図２】制御装置の好ましい実施態様をマイクロコンピュータのプログラムとして示した流れ図である。
【図３】カーブ抵抗トルクと車両横方向加速度との間の関数関係の一例を示す線図である。
【符号の説明】
１、２  駆動車輪の車輪速度センサ
３、４  非駆動車輪の車輪速度センサ
５  評価回路（評価ユニット）
６  設定要素
７  絞り弁
８ａ  機関回転速度センサ
８ｂ  絞り弁位置センサ
８ｃ  機関トルク計算ブロック
９  出力回転速度センサ
１０  総括変速比形成ブロック
１１、１２、１６、１７、２２  乗算ブロック
１３  補償質量計算ブロック（除算／減算ブロック）
１４  加速度抵抗トルク計算ブロック
１５、２１  ライン
１８  Ｋ１＊Ｖ2形成ブロック
１９  加算段（最大伝達可能駆動トルク形成ブロック）
２０  ゲートブロック
２３  測定装置（横方向加速度）
２４  カーブ抵抗トルク計算ブロック
Ａｆｚ  車両加速度
Ａｙ  横方向加速度
ｃH  後車軸の横滑り剛性
ｃV  前車軸の横滑り剛性
ＣH／V  前車軸／後車軸の横滑り剛性
ＤＶＭＡＮ  平均加速度
Ｆ  係数
Ｆｒｋ  カーブ抵抗力
ＨＦＭ  空気質量流量信号
ａ  絞り弁位置
ｉｇｅｓ  変速比
Ｉｎｓｔ  不安定状態信号
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３  定数
ｌ  軸距
ｌH  後車軸と車両重心との間の距離
ｌV  前車軸と車両重心との間の距離
ＭＡ  駆動トルク
ＭＡＲ  最大伝達可能駆動トルク（必要トルク）
ＭＥＲＳ  補償質量
Ｍｆｚ  車両質量
Ｎｍｏｔ  機関回転速度
Ｍｍｏｔ  機関トルク
Ｍｍｏｔｒ  機関低減トルク
ＭＷＢＲ  加速度抵抗トルク
ＭＷＫ  カーブ抵抗トルク
ｎＡ  出力回転速度
Ｒ  カーブ半径
Ｒｄｙｎ  車輪半径
Ｖ  車両速度
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖｉ  車輪速度センサ信号
αh  後車軸における横滑り角
αv  前車軸における横滑り角
η  伝動効率
λｉ  駆動車輪の滑り
μ  コンバータ変速比
【図１】
0004190620.tif 000011
【図２】
0004190620.tif 000012
【図３】
0004190620.tif 000013