(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックを有する総輪駆動車両におけるアンチロック・ブレーキ・システムを制御する方法において、
車輪に作用する粘性トルクが推定され、
前記粘性トルクがブレーキ力を推定するのに考慮され、
前記の推定されたブレーキ力が前記車輪に対する所望のブレーキ圧力を推定するのに考慮され、
前記所望のブレーキ圧力が前記車輪に印加される
ことを特徴とするアンチロック・ブレーキ・システムを制御する方法。
【請求項２】
粘性トルクが前車軸カルダン軸速度と後車軸カルダン軸速度との差の関数として計算されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前車軸カルダン軸速度と後車軸カルダン軸速度とが異なる場合には、カルダン軸速度の遅い車輪の所望のブレーキ圧力を計算する場合には粘性トルクが考慮されない
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
低減係数が粘性トルクを推定するのに用いられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
低減係数が前車軸カルダン軸速度と後車軸のカルダン軸との差の関数として計算されることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
低減係数は、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックが通常に機能しているとき、ほぼ１に等しいことを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
低減係数は、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックが不十分に機能しているとき、０にほぼ等しいことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ビスカス・カップリング及び／又はビスカス・ロックを備える総輪駆動車両のアンチロック・ブレーキ・システムにおいて、
車輪に作用する粘性トルクが推定され、
前記粘性トルクがブレーキ力を推定するのに考慮され、
前記の推定されたブレーキ力が前記車輪に対する所望のブレーキ圧力を推定するのに考慮され、
前記所望のブレーキ圧力が前記車輪に印加される
アンチロック・ブレーキ・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビスカス・カップリング（ｖｉｓｃｏｕｓ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）又はビスカス・ロック（ｖｉｃｏｕｓ  ｌｏｃｋ）を有する総輪駆動車両のための改良されたアンチロック・ブレーキ制御方法及びそれを用いたブレーキ・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子的アンチロック・ブレーキ・システム（「ＡＢＳ」）は、数年にわたり知られ、用いられてきた。車両の動的制御システムにおいて実現されている電子的アンチロック・ブレーキ・システムの一例が、ヨーロッパ特許出願ＥＰ  ０５０３０２５  Ｂ１に開示されている。そのブレーキ・システムは、計算された車輪トルク又は車輪ブレーキ圧力に基づいて動作するが、しかし総輪駆動車両におけるビスカス・カップリング又はビスカス・ロックからの粘性トルクに起因した車輪トルク又はブレーキ圧力の差に対処していない。
【０００３】
幾つかの総輪駆動車両は、ビスカス・カップリング（高粘性シリコン流体を有する密閉型多板ユニット）を、総輪駆動を付勢させるための手段として用いている。一旦、永久係合された車軸での牽引限界を越えると、ビスカス・カップリングは、粘性駆動応答曲線に従ってトルクを２次駆動車軸へ伝達することによりスリップの変動に応答する。ビスカス・ロックを有する車両において、センタデフ（ｃｅｎｔｅｒ  ｄｉｆｆｒｅｎｔｉａｌ）が存在するため、駆動トルクは、（設計に応じた比、例えば、前車軸に１／３そして後車軸に２／３を有して）前車軸と後車軸とに恒久的に分配される。ビスカス・カップリングのように、ビスカス・ロックは、前車軸と後車軸の間に速度差が存在するとき補助トルクを前車軸と後車軸との間で伝達することができる。
【０００４】
既知のＡＢＳ制御システムは、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックによるトルクの伝達に起因した各車輪でのトルクの変動に対して適切に対処していないので、これらのシステムは、多くの場合誤ったブレーキ圧力を車輪に印加して、最適とは言えないブレーキ性能をもたらす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、車輪に作用しつつあるビスカス・カップリング又はビスカス・ロックに起因したトルクを考慮することにより、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックを有する総輪駆動車両のための改良されたアンチロック・ブレーキ制御方法に関する。本発明はまた、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックを有する総輪駆動車両の車輪に作用するトルクに対する基準値の形成の改良に関する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
各車輪に対するビスカス・カップリング又はビスカス・ロックにより印加されたトルクをより正確に考慮することにより、ＡＢＳ制御ユニットは、必要に応じて車輪へのブレーキ圧力を増大又は低減することにより一層正確に応答することができる。
【０００７】
特に、本発明は、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックを有する総輪駆動車両におけるブレーキ・システムを制御する方法であって、車輪に作用する粘性トルクが推定され、前記粘性トルクが前記車輪に対する所望のブレーキ圧力を推定するのに考慮され、前記所望のブレーキ圧力が前記車輪に印加される方法、及びその方法を用いたブレーキ・システムに関する。
【０００８】
車輪に作用する粘性トルクが正確な程度まで知られていない場合、粘性トルクがゼロ以下であるときのみ所望のブレーキ圧力を計算するのに粘性トルクを考慮することが有利である。粘性トルクは、前車軸カルダン軸速度と後車軸カルダン軸速度との差の関数として計算され、そしてまた車輪でのブレーキ力を推定するのに考慮されることができる。低減係数は、前車軸カルダン軸速度と後車軸カルダン軸速度との高い差に対して粘性トルクの効果を調整するため導入されることができる。例えば、低減係数は、前車軸カルダン軸速度と後車軸カルダン軸速度との小さい差に対してほぼ１に等しくでき、そして大きな差に対してほぼゼロに等しくできる。小さい速度差は、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックが通常に機能しつつあることのしるしであり、一方大きい速度差は、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックがうまく機能していないことのしるしである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１の（Ａ）及び（Ｂ）における各車両は、前車軸１１、後車軸１２、前車軸カルダン軸１９、後車軸カルダン軸１８、前ユニバーサル・ジョイント１３及び後ディファレンシャル・ジョイント（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｊｏｉｎｔ）１４を有するよう示されている。図１の（Ａ）は、センタデフ（ｃｅｎｔｅｒ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）１６及びビスカス・ロック１７を有する総輪駆動車両を図示する。図１の（Ｂ）は、ビスカス・カップリング１５を有し且つセンタデフが無い総輪駆動車両を図示する。
【００１０】
図２に示される機能は、ヨーロッパ特許ＥＰ  ０５０３０２５  Ｂ１に記載された機能と類似しているが、車両の２つの車軸間のビスカス・カップリング又はビスカス・ロックにより伝達される、車輪に作用するトルク（以下「ビスカス・トルク」又はＭＤｉｆｆＫと記す。）がブロック２０で計算され、その値ＭＤｉｆｆＫがブロック６におけるブレーキ力ＦBの計算及びブロック４におけるスリップ調整器による所望の（又は設定点）圧力ＰSの設定の両方で考慮される点のみが異なる。車輪に作用する粘性トルクの計算を以下により詳細に説明する。
【００１１】
車輪９で、車輪の周速度Ｖrが、測定され、スリップ計算器１に供給される。スリップ計算器１はまた、自由転がり車輪の速度Ｖfrが供給される。なお、自由転がり車輪の速度Ｖfrは、いずれの要領で測定されてよく、又は図２に示されるように、Ｖfr観測器（Ｖfr−ｏｂｓｅｒｖｅｒ）８で計算されてよく、そしてスリップ計算器１に供給される。Ｖfrは、縦方向車両速度から求めることができる。Ｖfr観測器８は、量のヨー角速度ｄΨ／ｄｔ、かじとり角δ、横方向速度Ｖｙ、横案内力Ｆｓ、ブレーキ力ＦB、及び全ての車輪の周速度に基づいて量Ｖfrを計算する。この文脈において、ｄΨ／ｄｔ及びδは測定された量であり、一方Ｖｙ及びＦｓは推定された量である。スリップ計算器１において、スリップ値Ｓ＝（１−Ｖr／Ｖfr）は、Ｖfr及びＶrから計算され、スリップ調整器４に供給される。なお、該スリップ調整器４は更に、ブロック２で突き止められた設定点ずれＳＯ、並びに量Ｖfr、スリップ角α、ブロック２０で計算された粘性トルクＭＤｉｆｆＫ、及び平均ブレーキ力ＦB0を供給される。
【００１２】
車輪９でのブレーキ圧力Ｐを調整するための油圧ブロック１０に存在するソレノイド弁を付勢するため必要とされるトリガ時間Ｕは、逆油圧モデル（ｉｎｖｅｒｓｅ  ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｍｏｄｅｌ）の助けを用いて、且つ事前圧力Ｐvor及び横案内力Ｆｓの量を用いて、別のブロック５で計算される。Ｐは測定されることができるが、しかしながら、それはまた、油圧モデル７、事前圧力Ｐvor及び横案内力Ｆｓを用いて計算されることができる。ブレーキ力推定器６は、Ｐ、Ｖr、α及び粘性トルクＭＤｉｆｆＫから生じるブレーキ力ＦBを求める。なお、ブレーキ力ＦBは、計算のためＶfr観測器８により必要とされる。加算器３において、車両動的制御器２１から来る設定点スリップ偏差ΔSSは、ブロック２の設定点ずれ量ＳＯに重畳されることができ、その結果設定点ずれ量ＳSを生じる。
【００１３】
車両が、センタデフなしのビスカス・カップリングを有しようと、又はセンタデフ及びビスカス・ロックを有しようと、両方の場合において、伝達された粘性トルクＭＶｉｓｃｏの大きさ及び符合は、カルダン駆動軸速度差ＤｎＫａｒの大きさ及び符合の関数であり、次のように計算される。
【００１４】
【数１】
ＭＶｉｓｃｏ＝ｃＶｉｓｃｏ（ｎＫａｒＲ）＊ＤｎＫａｒ
ここで、ＤｎＫａｒは、後車軸カルダン軸の速度ｎＫａｒＲから前車軸カルダン軸の速度ｎＫａｒＦを引いたものに等しく、そしてｃＶｉｓｃｏ（ｎＫａｒＲ）は、ビスカス・カップリング１５又はビスカス・ロック１７の特性曲線である。
【００１５】
車輪での粘性トルクＭＤｉｆｆＫは、次の式により計算される。
【００１６】
【数２】
前輪に対して    ＭＤｉｆｆＫ＝ＭＶｉｓｃｏ＊ｕｅＤｉｆｆ／２
及び
【００１７】
【数３】
後輪に対して    ＭＤｉｆｆＫ＝−ＭＶｉｓｃｏ＊ｕｅＤｉｆｆ／２
ここで、ｕｅＤｉｆｆは差動伝達分配量（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒａｔｉｏｎ）である。
【００１８】
著しい粘性トルクが、短時間だけ、即ち前車軸駆動軸と後車軸駆動軸との間の短時間の駆動軸速度差の間に生じた場合、車輪に対する所望のブレーキ圧力ＰSの計算において単にこのトルクを考慮することで十分である。これは、次の式を用いて行われることができる。
【００１９】
【数４】
ＰS＝（Ｍｓ＋ＭＤｉｆｆＫ）／Ｃｐ        （１）
ここで、Ｃｐは、ブレーキ・トルクＭＢｒａｋｅを車輪でのブレーキ圧力ｐwで除算することにより計算されるブレーキ定数であり、Ｍｓは、ＡＢＳ電子制御ユニットにより要求される車輪トルクである。
【００２０】
ＭＤｉｆｆＫが全く正確に知られている場合、式（１）を用いて、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックが車輪に及ぼすいわゆる擾乱トルクを補償することができる。
【００２１】
しかしながら、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックの特性が、例えば、粘性流体の温度効果、エージング等に起因して正確に知られていないとき、ＭＤｉｆｆＫの計算は、非常に不正確となり得る。特に、ＭＤｉｆｆＫの推定値が正であり且つ実際の粘性トルク値より大きい（即ち、余りに大きく駆動トルクが推定される）場合、式（１）は、スリップ制御に対して不安定化の影響を及ぼし得る。大きすぎるＭＤｉｆｆＫの値は、大きすぎるＰSの値を結果として生じる。これは、車輪速度を低減させ、従って、計算されたＭＤｉｆｆＫは更に増大され、次いで、次々に、ＰSがより一層増大される。式（１）がＭＤｉｆｆＫ≦０に対して評価される場合のみ、この正のフィードバック効果を避けることができるが、一方、ＭＤｉｆｆＫ＞０に対して、次の式を代わりに用いる。
【００２２】
【数５】
ＰS＝Ｍｓ／Ｃｐ          （１ｂ）
例えば、転がり円周が前輪と後輪に対して異なるので、又は前輪と後輪が異なるブレーキ・スリップ値に制御されつつあるため、著しい粘性トルクが連続的に起こる場合、ＭＤｉｆｆＫがまたブレーキ力の計算において考慮されねばならない。さもなければ、制御器の動作点は正しくなく計算されるであろうし、定常状態エラーがＡＢＳ制御において生じるであろう。ブレーキ力は、次のように計算される。
【００２３】
【数６】
0004879403.tif 000002
ここで、Ｃｐはブレーキ定数であり、Ｊは車輪の慣性モーメントであり、ｒは車輪半径であり、ｄｖＷｈｅｅｌ／ｄｔは時間に対する車輪周速度変化であり、ｐwは車輪ブレーキ圧力である（それらは推定又は測定されることができる）。
【００２４】
ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックの特性曲線は、大きな変化を受け易い。影響を与える要因は次のものを含み得る。
＊  用いられる流体の粘性の温度依存性
＊  流体のエージング
＊  漏れに起因した流体損失
＊  製作に関連した許容差
これらの影響要因は、決定することは不可能でないが非常に難しい。従って、仮定された公称粘性特性曲線は、多くの場合実質的に現実の状況から外れる。２つのケース及びそれらの効果は、区別されるべきである。
【００２５】
１）ｃＶｉｓｃｏの計算値が小さすぎる。この状況においては、ＡＢＳブレーキ作用における機能は、粘性トルクを考慮することにより改善されるが、しかしその改善は、補償が不完全なので、そうあることができる程度ではない。
【００２６】
２）ｃＶｉｓｃｏの計算値が大きすぎる。この状況においては、式（１）及び（２）による補償は、過補償のケースに導く。これは、補償なしより悪い制御挙動（制動不足車輪又は過制動車輪）に導く。
【００２７】
ケース２）に示す過補償は、適切な動作により低減されることができる。即ち、ビスカス・カップリング又はビスカス・ロックが非常に小さい効果を有する場合、ＡＢＳ中の速度差は、多くの場合非常に大きい（車輪の同期化の欠如）であろう。これは、ｃＶｉｓｃｏがＭＶｉｓｃｏへの特別強い効果を有する状況に導く。この効果を低減するため、低減係数ＲｅｄＶｉｓｃｏを導入することができ、それは、駆動軸速度差ＤｎＫａｒの関数である。図３は、低減係数ＲｅｄＶｉｓｃｏと駆動軸速度差ＤｎＫａｒとの関係の例を図示する。従って、粘性トルクは、次のように計算される。
【００２８】
【数７】
0004879403.tif 000003
値ＲｅｄＶｉｓｃｏは、それが公称のビスカス・カップリング又はビスカス・ロックを有するＡＢＳ制御器で生じるＤｎＫａｒ値とほぼ同じ大きさであるように選択されるべきである。ＲｅｄＶｉｓｃｏ２は、十分には働いていないビスカス・カップリング又はビスカス・ロックによってのみ到達されるＤｎＫａｒに対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、総輪駆動車両に対する多くの異なる駆動概念のうちの２つを図示する図である。
【図２】図２は、本発明に従って改良されたＡＢＳ制御システムの全体概念を図示するブロック図である。
【図３】図３は、低減係数ＲｅｄＶｉｓｃｏと、後車軸カルダン軸速度と前車軸カルダン軸速度の差との関係を示す曲線の例である。
【符号の説明】
１  スリップ計算器
２  ブロック
４  スリップ調整器
５  ブロック
６  ブレーキ力推定器
７  油圧モデル
８  Ｖfr観測器
９  車輪
１０  油圧ブロック
１１  前車軸
１２  後車軸
１３  前ユニバーサル・ジョイント
１４  後ディファレンシャル・ジョイント
１５  ビスカス・カップリング
１６  センタデフ
１７  ビスカス・ロック
１８  後車軸カルダン軸
１９  前車軸カルダン軸
２０  ブロック
２１  車両動的制御器
【図１】
0004879403.tif 000004
【図２】
0004879403.tif 000005
【図３】
0004879403.tif 000006