(57)【要約】【課題】二輪車の制動距離を短縮するが可能な、ブレーキ圧力を調整する方法を提供する。【解決手段】前輪のブレーキ装置内のブレーキ力が車両状態量に応じて調整される、二輪車においてブレーキ圧力を調整する方法において、加速度センサによって車両縦方向（ｘ）及び法線力方向（ｚ）における実際の減速度（ａｘ、ａｚ）を測定する。これらの減速度ベクトルがベクトル的に加算され、１つの合成減速度ベクトルが得られ、この合成減速度ベクトルと縦方向減速度ベクトルとの間の角度が求められる。前輪ブレーキ装置内のブレーキ圧力は、この角度が所定の限界値を超えないように調整される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪のブレーキ装置内のブレーキ力が車両状態量に応じて調整される、二輪車においてブレーキ圧力を調整する方法において、
車両縦方向（ｘ）及び法線力方向（ｚ）における実際の減速度（ａｘ、ａｚ）を求めること、および
車両縦方向（ｘ）及び法線力方向（ｚ）における実際の減速度（ａｘ、ａｚ）に応じて前記前輪のブレーキ装置内の前記ブレーキ圧力を調整すること、
を特徴とする二輪車においてブレーキ圧力を調整する方法。
【請求項２】
前記求められた減速度（ａｘ、ａｚ）の減速度ベクトルをベクトル的に加算して、１つの合成減速度ベクトル（ａｓ）を得ること、
合成減速度ベクトル（ａｓ）と、縦方向の減速度ベクトル（ａｘ）との間の角度（β）を求めること、及び
前記前輪のブレーキ装置内の前記ブレーキ圧力が、角度（β）が所定の限界値（βＧｒｅｎｚ）を超えないように調整されること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
加速度センサ（６）によって、車両縦方向（ｘ）及び法線力方向（ｚ）における実際の減速度（ａｘ、ａｚ）を測定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
後輪（３）の浮き上がりは、縦方向の減速度ベクトル（ａｘ）に対する、合成減速度ベクトル（ａｓ）の向きに基づいて確定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
角度（β）は、所定の値範囲（βＦｅｌｄ）に調節されることを特徴とする請求項２又は４に記載の方法。
【請求項６】
縦方向の減速度（ａｘ）及び法線力方向（ｚ）における減速度（ａｚ）によって形成される座標系内で調整範囲（ＣＦｅｌｄ）が確定され、該調整範囲は、角度（β）の前記調節される値範囲（βＦｅｌｄ）と相関することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
実際の減速度（ａｘ、ａｚ）は、重心に対して距離をおいて測定されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記二輪車（１）の縦方向（ｘ）における減速度（ａｘ）は、後輪（３）の高さにおいて観察されて測定されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
路面の起伏は、法線力方向（ｚ）における外乱として算出されて除去されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記路面の起伏は、前輪（２）において法線力方向（ｚ）における減速度（ａｚ）として前記加速度センサによって測定され、車両速度と車両の幾何学的配置とを考慮するときに後輪（３）において外乱として除去されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
縦方向の減速度ベクトル（ａｘ）に対する合成減速度ベクトル（ａｓ）の向きは、前記路面の起伏を確認するのに用いられることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記車両の縦方向における外乱が算出されて除去されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
後輪（３）の浮き上がりは、合成減速度ベクトル（ａｓ）の値が限界値（ａｓ，Ｇｒｅｎｚ）を超える、すなわち
【数１】
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である場合にのみ存在し、その結果、前記前輪ブレーキ圧力が変更されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の方法を実施する制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二輪車においてブレーキ圧力を調整する方法に関し、この方法では、前輪におけるブレーキ装置内のブレーキ力が実際の車両状態量に応じて調整される。
【背景技術】
【０００２】
車両にブレーキをかけるときに転倒を回避するように意図されている、二輪車におけるＡＢＳブレーキシステムが既知である。この危険は、特に、重心が高くブレーキ装置の性能が非常に良いオートバイにおいて存在する。これは、重心において作用する減速力が、前輪における車輪接触点を中心とした復原モーメントをもたらすためである。前輪及び後輪における車輪回転数を算出すること、並びにこれらの車輪回転数を比較することによって、後輪が浮き上がる傾向を認識することができ、これに基づいて、後輪が浮き上がるのを回避する対策を導入することができる。この対策は、前輪におけるブレーキ力を低減することにある。確かにこの対策によって後輪が浮き上がることが回避されるが、これによって制動距離が伸びてしまう。起伏のある路面及び跳ねる後輪によるエンジンドラッグトルクによって同様にブレーキ圧力の低減が引き起こされ得るという副次的効果が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、この技術水準に基づいて、二輪車の制動距離を短縮するという課題を達成する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、この課題は独立請求項の特徴によって解決される。従属請求項は、この目的に適ったさらなる構成を提示する。
本発明は、二輪車においてブレーキ圧力を調整する方法に関し、この方法では、前輪におけるブレーキ装置内のブレーキ力は車両状態量に応じて調整され、この方法は、
車両の縦方向及び法線力方向における実際の減速度を求めること、並びに
車両の縦方向及び法線力方向における実際の減速度に応じて前輪ブレーキ装置内のブレーキ圧力を調整すること、
を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、法線力方向における減速度を考慮することによって、二輪車のブレーキ挙動を改善することができる。
本発明による方法の一実施の形態では、加速度センサによって、車両の縦方向、また法線力方向、すなわち車両の縦方向に対して垂直な方向においても実際の減速度が測定される。これらの測定された減速度値から減速度ベクトルを形成することができ、これらの減速度ベクトルはベクトル的に加算されて、１つの合成減速度ベクトルが得られ、この減速度ベクトルは、縦方向の減速度ベクトルに対して或る角度を成し、この角度は以下では減速上昇角度（Verzoegerungs-Aufstellwinkel: deceleration-setting up angle：減速に関する上昇角度）と呼ばれる。減速上昇角度が計算される。これは、車両の縦方向ｘ及び法線力方向ｚにおける減速度値が分かっている場合に、既知の三角関数の関係式から行うことが可能である。これに基づいて、二輪車内の調整装置又は制御装置内で、前輪ブレーキ装置に影響を与える調整信号が生成され、前輪ブレーキ装置内のブレーキ圧力が、減速上昇角度が所定の限界値を超えないように調整される。
【０００６】
この手法では、後輪が浮き上がることは、最大許容角度に達成するまで明白に許容されており、これによって、より大きい減速度値、ひいてはより短い制動距離が可能になる。後輪がわずかに浮き上がることも、運転の動的態様下では問題がないものとして分類することができる。これを上回ると転倒の危険を伴う危機的な運転状態になる最大許容値を明らかに下回る減速上昇角度をこの最大許容値に制限することに起因して、転倒の回避に関する安全性の範囲が十分に広くなる。
【０００７】
記載されている方法は、比較的低い追加費用で且つ市販の部品を用いて、二輪車の大規模な構成上の変更を伴わずに実現することができ、ＡＢＳ制御システム内で利用することができる。
【０００８】
ブレーキをかけたときに後輪が浮き上がっているか否かを確認することは、縦方向及び法線力方向における両方の測定された減速度をベクトル的に加算して成る合成減速度ベクトルの、縦方向減速度ベクトルに対する向きに基づいて有効に行われる。浮き上がっている場合、合成減速度ベクトルは、ｘ方向及びｚ方向における減速度ベクトルによって形成される領域内にある。この場合、加速度センサは、ｘ方向及びｚ方向のそれぞれにおいて重要な減速度値を提供する。実際に浮き上がりが生じており、且つ、法線力方向における測定された減速が路面の起伏のみに由来するのではないことを確定するために、さらに、合成減速度ベクトルの値を基準として活用することができる。したがって、合成減速度ベクトルの値が限界値を超える場合にのみ浮き上がりは生じており、一方、合成減速度ベクトルの値が限界値を下回る場合は、後輪が浮き上がっているということに基づくことはなく、むしろ跳ね上がりのような路面の刺激に対する応答としての後輪の調整反応が生じているに過ぎない。記載されている調整アルゴリズムを含む本発明による方法は、有利には、合成減速度ベクトルの向き、及びまたこのベクトルの値がそれぞれ、所定の領域及び値範囲内にある場合にのみ実施される。
【０００９】
有利な実施の形態によれば、縦方向の減速度と法線力方向における減速度とが座標系を形成し、この座標系内に、加速度センサによって測定される減速度値がその中で移動してもよい調整範囲が確定されることが意図されている。この調整範囲は、減速上昇角度の許容値範囲と相関する。
【００１０】
さらなる有利な実施の形態によれば、路面の起伏、すなわち法線力方向における外乱、また有利には車両の縦方向における外乱も算出され、本発明による方法の実施において除去される。
【００１１】
路面の起伏は、まず前輪において作用するが、これは、既に前輪で起伏を通過しているときに、加速度センサが縦方向及び高さにおいて前輪から隔たっており、特に後輪の上方に配置されていても、当該加速度センサ内で記録することができる。例えば路面における小さな突起を通過しているとき前輪がわずかに浮き上がり、これによって、路面に対するオートバイ全体の相対位置が変化する。オートバイの相対位置のこの変化は、後輪の上方の加速度センサによって記録することができる。前輪が浮き上がると、後輪が浮き上がっている場合以外では、ｘ方向及びｚ方向における個々の減速度ベクトルを加算して成る合成減速度ベクトルは、ｘ方向における減速度ベクトルに対して逆の相対的な向きを有するようになる。このようにして、合成減速度ベクトルの、縦方向減速度ベクトルに対する向きを、路面の起伏を確認するために活用することができる。このような外乱の除去は調整方法の質を向上させる。
【００１２】
後輪の上方における、すなわち二輪車の重心に対して縦方向及び高さにおいて隔たっている加速度センサの配列は、本方法の実施に必要な、ｘ方向及びｚ方向における信頼できる減速度値を提供する。
【００１３】
さらなる利点、及び目的に適った実施形態を、さらなる請求項、図面に基づく説明、及び図面から読み取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示されている二輪車１は、特にオートバイである。ここで、本発明は原理的に、エンジン駆動の二輪車に限定されない。路面（車道）９に対する前方車輪接触点７を有する前輪２と、後方車輪接触点８を有する後輪３とは、フレーム４によって互いに接続している。二輪車の重心は符号５を付されている。加速度センサ６が二輪車のフレームに堅固に接続しており、この加速度センサを介して、車両の縦方向ｘのみでなく法線力方向ｚにおいても加速又は減速の測定が可能である。加速度値、又はこの加速度値から形成される加速度ベクトルは、ａｘ及びａｚによって示されている。二輪車内の加速度センサ６の位置は、後輪の直上に、したがって重心５に対して垂直及び水平において距離をおいて存在している。
【００１５】
路面の起伏がなく且つ路面９が平坦に延在する限り、運転動作においては、車両の縦方向ｘにおける加速力及び減速力のみが二輪車１に作用する。路面の起伏が存在する場合、これらの加速力及び減速力は、法線力方向ｚにおける追加の加速度値及び減速度値をもたらす。
【００１６】
ｘ方向及びｚ方向における測定された減速度値から、対応する減速度ベクトル、すなわち縦方向減速度ベクトルａｘ、及び法線力方向における減速度ベクトルａｚを形成することができる。これらの減速度ベクトルａｘ、ａｚをベクトル的に加算して、１つの合成減速度ベクトルａｓを得ることができる。路面９に対する二輪車１の相対的な角度位置が変わらないままである場合、この合成減速度ベクトルａｓは縦方向減速度ベクトルａｘに一致する。路面の起伏は単に、法線力方向におけるわずかな減速度値をもたらすだけであり得る。
【００１７】
図２には、後輪３が浮き上がっている二輪車１が示されており、その結果、前方車輪接触点７を介して前輪２によってのみ路面９との接触が行われており、これに対して後方の仮想的な車輪接触点８は空中に存在する。幾何学的上昇角度はαで示されており、この角度αは、路面９と、前方車輪接触点７を通る接続線１０及び仮想的な後方車輪接触点８を通る後輪３に接する接線との間の角度を画定する。
【００１８】
幾何学的上昇角度αは、合成減速度ベクトルａｓと縦方向減速度ベクトルａｘとの間の角度を示す減速上昇角度βと相関する。角度βは、ａｘ及びａｚの減速度値が分かっている場合、以下の関係式から算出することができる。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
角度βは確かに幾何学的角度αに関係するが、これらの両方の角度は通常同一ではない。これは、減速上昇角度βが純粋な幾何学的角度ではなく、むしろ減速によって引き起こされる、二輪車の幾何学的配置の相対的変化、特に、前輪・ばね・ダンパーシステムが沈むこと、及びタイヤのばね・減衰特性が考慮されるためである。
【００２１】
減速上昇角度βが分かっている場合、前輪ブレーキ装置内のブレーキ圧力調整のためのアルゴリズムを実施することができ、詳細には、前輪ブレーキ装置内のブレーキ圧力を最大許容値まで高め、それによって、制動距離の可能な限り最大の短縮を達成する目的で実施することができる。減速上昇角度βの許容最大値への調整が、二輪車の転倒を回避するために必要である。
【００２２】
図３には、縦方向における減速度ベクトル又は加速度ベクトルａｘと、法線力方向における対応する加速度ベクトル又は減速度ベクトルａｚとによって形成される座標系が示されている。ａｘ及びａｚの正の値は加速度を示し、負の値は減速度を示す。符号１１及び１２は、比較的小さい加速度値ａｚによって特徴付けられると共に境界線１５及び１６のそれぞれの下方にある外乱範囲を示す。外乱範囲１１は、正の縦方向加速度値の軸と、法線力方向ｚにおける同様に正の加速度の領域内の関連付けられる境界線１５との間に存在する。外乱範囲１２は、縦方向減速度の軸と、法線力方向における正の加速度の軸との間の領域内にある。
【００２３】
最後に述べた領域内には調整範囲１３も描かれており、この調整範囲１３は、境界線１６及び１７によって制限されており、原点の方向に三角形で延在している。調整範囲１３の上方境界線１７と、法線力方向における正の加速度ａｚの軸との間には、許容不可能な程大きい減速度値に関連付けられる境界範囲１４が存在しており、当該減速度値においては転倒の危険が差し迫る。これに対して、境界線１６と１７との間の調整範囲１３は許容可能な減速度範囲を示し、この減速度範囲では、減速上昇角度βが値範囲βＦｅｌｄ内にあり、この値範囲は所定の最大限界値βＧｒｅｎｚによって境界を定められている。減速上昇角度βの値範囲βＦｅｌｄは減速度値又は加速度値ａｘ及びａｚの調整範囲１３と相関する。
【００２４】
調整範囲１３の原点のすぐ近くの部分では、調整範囲が破線で描かれており、これによって、この範囲内では主に路面の起伏が外乱として用いられるが、当該外乱は、本発明による意味における前輪ブレーキ圧力の調整をまだもたらさないように意図されていることが表現されるように意図されている。このような外乱は、方法の質を向上させて、後輪が浮き上がるのを明確に検出することができるようにするために除去される。この原点に近い範囲の確認のために、合成減速度ベクトルａｓの値が観察され、以下の関係式に従って、この値が関連付けられる限界値ａｓ，Ｇｒｅｎｚを超えるか否かが調べられる。
【００２５】
【数２】
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【００２６】
この限界値を超える場合にのみ、後輪が浮き上がっているということに十分確実に基づくことができ、前輪ブレーキ装置におけるブレーキ圧力に影響を与える、本発明による調整方法が効果を発揮する。
【００２７】
図４には、調整方法を実施する手順が概略的に示されている。第１の方法ステップ１８において、まず車両の縦方向における減速度ａｘ及び法線力方向における減速度ａｚが測定される。続く方法ステップ１９において、測定された減速度値が処理され、縦方向減速度ベクトルと法線力方向における減速度ベクトルとをベクトル的に加算することによって、合成ベクトルａｓが計算される。さらに、縦方向の減速度ベクトルａｘと法線力方向における減速度ベクトルａｚとの間の三角関数の関係式から減速上昇角度βが算出される。
【００２８】
次の方法ステップ２０において、減速上昇角度βがゼロよりも大きいか否かが問われる。この問いによって、後輪が実際に路面から浮き上がっているか否かが確認される。これに対して、この角度の値がゼロよりも小さい場合では、後輪は、例えば窪み又はそのような路面の起伏を通過しているときに沈んでいる。方法ステップ２０による問いによって、角度βがゼロよりも大きくないことが明らかになると、対応して「ｎｏ」の分岐が再び第１の方法ステップ１８に戻り、周期的な間隔で全手順が新たに実行される。
【００２９】
減速上昇角度がゼロよりも大きいことが確認された場合、次いで「ｙｅｓ」の分岐が次の方法ステップ２１へと進む。この方法ステップ２１において、合成ベクトルａｓの値が、関連付けられる限界値ａｓ，Ｇｒｅｎｚよりも大きいか否かが問われる。この問いによって、路面における小さな突起又は他の路面の起伏によって後輪が加速されて上方にわずかに動いてごくわずかに浮き上がっているだけでなく、反対に、調整される運転状態が、後輪が明白に浮き上がっている状態にあることが確認される。方法ステップ２１における条件が満たされない場合、次いで「ｎｏ」の分岐が再び第１の方法ステップ１８に戻る。満たされる場合は、「ｙｅｓ」の分岐に従って次の方法ステップ２２に続き、この方法ステップに従って前輪ブレーキ圧力が許容値に調整される。この調整において、減速上昇角度βが、かろうじて許容可能な限界値を超えないことが確認される。ブレーキ圧力調整の終了後、再び第１の方法ステップに戻る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】縦方向及び法線力方向における減速度を算出する加速度センサを後輪の上方に備えるオートバイの極めて概略的な図である。
【図２】後輪が上昇しているオートバイを示す図であり、これによって、ｘ方向及びｚ方向における減速度ベクトルをベクトル的に加算して成る１つの合成減速度ベクトルが得られる。
【図３】縦方向における減速度ベクトルと法線力方向における減速度ベクトルとによって形成される座標系を示す図であり、後輪が浮き上がっている場合の前輪におけるブレーキ圧力の調整のための調整範囲を含めて、減速度領域及び加速度領域内で様々な範囲が描かれており、これらの範囲内に、外乱を有する部分領域が描かれている。
【図４】後輪が浮き上がっている場合にブレーキ圧力を調整する方法を実施するための流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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