(57)【要約】  本発明は、２つの駆動輪と少なくとも１つの電子中央処理ユニットとを備えた自動車の長手方向の速度を推定する方法に関し、本方法では、２つの駆動輪を含む４つの車輪の回転速度に基づいて、それら回転速度を降順に順位付けした後、加速段階において、車両の長手方向速度と３番目に速い車輪の速度とを比較し、且つその加速度を最も遅い車輪の加速度以下に抑え、減速段階において、上記長手方向速度と、最も速い車輪の速度とを比較し、且つその加速度の絶対値を２番目に速い車輪の同値以下に抑え、長手方向速度が３番目に速い車輪の速度と最も速い車輪の速度の間に位置するとき、その値を一定に維持する。
2009523650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの被駆動車輪と少なくとも１つの電子中央処理ユニットとを備えた自動車の長手方向の速度を推定する方法であって、前記少なくとも１つの電子中央処理ユニットのコントローラが、２つの被駆動車輪を含む４つの車輪の回転速度に基づいて本方法を実行するもので、回転速度を降順に順位付けした後で、
−加速段階において、車両の長手方向速度を３番目に速い車輪の速度と比較し、その加速度を最も遅い車輪の加速度以下に抑え、
−減速下で、長手方向速度を最も速い車輪の速度と比較し、その加速度の絶対値を２番目に速い車輪の同値以下に抑え、
−長手方向速度が３番目に速い車輪の速度と最も速い車輪の速度の間に位置するとき、その値を一定に維持する
ことを特徴とする推定方法。
【請求項２】
加速段階において、２つの連続する時点（ｔ−１）と（ｔ）の間の速度勾配を、最も遅い車輪の速度（Ｖｍａｘ４）の時間に関する導関数に計算周期の長さ（Ｔｅ）を乗じた積に、安全措置として決定された付加的加速度に等しい項（Ｖｓ）を加算したものから導出し（次式）、
2009523650.tif 000007
前記速度勾配を、ゼロ値である最小しきい値と、車両のエンジン性能に応じて車両が耐え得る最大の加速度に対応する最大しきい値の間で変化させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の推定方法。
【請求項３】
減速段階において、２つの連続する時点（ｔ−１）と（ｔ）の間の速度勾配を、２番目に速い車輪の速度（Ｖｍａｘ２）の時間に関する導関数に計算周期の長さ（Ｔｅ）を乗じた積から、安全措置として決定された付加的加速度に等しい項（Ｖｓ）を差し引いたものから導出し（次式）、
2009523650.tif 000008
前記速度勾配を、ゼロ値である最大しきい値と、車両に装着されているタイヤに応じて車両が耐え得る最大の減速度に対応する最小しきい値の間で変化させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の推定方法。
【請求項４】
加速段階と減速段階との間において、車両の速度の値が３番目に速い車輪の速度と最も速い車輪の速度との間に位置する場合、その値を各計算周期について一定に維持すること
を特徴とする、請求項１に記載の推定方法。
【請求項５】
車両の速度（Ｖｒｅｆ）が３番目に速い車輪の値（Ｖｍａｘ３）を採るとき、始動時点における初期状態（Ｅ０）からの車両の走行の関数として車両の速度を計算する種々の段階が、
−次の周期において、直前の時点（ｔ−１）における値に等しく、時点（ｔ）における車両の速度の値を計算することによって定義される状態（Ｅ２）への移行を即時に行い、速度勾配（ｇｒａｄ０）がゼロである段階、
−速度（Ｖｒｅｆ）が３番目に速い車輪の速度以下である場合、状態（Ｅ２）から、時点（ｔ）における車両の速度が直前の時点（ｔ−１）における値に等しい状態（Ｅ３）へ切り替え、それに加速のために決定された速度勾配（ｇｒａｄ＋）が付加される段階、
−速度（Ｖｒｅｆ）が、最も速い車輪の速度（Ｖｍａｘ）よりも大きい場合、状態（Ｅ２）又は状態（Ｅ３）から、時点（ｔ）における車両の速度が直前の時点（ｔ−１）における同値に等しい状態（Ｅ１）への切り替えが行われ、それから減速のために決定された速度勾配（ｇｒａｄ−）が差し引かれる段階、並びに
−速度（Ｖｒｅｆ）が、３番目に速い車輪の速度（Ｖｍａｘ３）よりも大きいが最も速い車輪の速度（Ｖｍａｘ）よりも小さい場合、状態（Ｅ１）又は状態（Ｅ３）から、速度が一定に維持される状態（Ｅ２）へと戻り、勾配がゼロとなる段階
であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、２つの被駆動車輪を有する自動車の長手方向の速度を、この自動車の４つの車輪の回転速度に基づいて推定する方法に関する。
【０００２】
制動システム、電動補助式操舵システム、及び四輪操舵の場合のこれら四輪の制御システムのような、自動車の制御対象システムの多くは、自動車の長手方向の速度に関する情報を必要とする。この情報は通常、センサによって測定される４つの車輪の回転速度から推定される。
この推定の技術的問題の１つは、非現実的な「ジャンプ」、即ち、公称状況下であるか、又は１つ以上の車輪回転速度センサに検出されていない故障が存在している場合であるかに関わらず、速度勾配が大きすぎて自動車の速度の実際の変化に対応できない状況から生じる。
大きな速度勾配を生じさせることができない現行の推定方法は、例えば米国特許第６７９２８０３号（ＣＯＮＴＩＮＥＮＴＡＬ  ＴＥＶＥＳ  Ｉｎｃ．）に記載のような自動車の長手方向加速度を感知するセンサを用いる。しかし、このような解決法は自動車にセンサを追加することになるので高価である。
【０００３】
本発明は、４つの車輪の速度センサによって与えられる情報に基づいて推定することを提案するもので、ＡＢＳ（アンチロック制動システム）、ＥＳＰ（電子式安定プログラム）、又はＴＣＳ（牽引制御システム）が動作中である場合、カーブを走行中である場合、１つ以上の車輪に有意な滑りがあるとき、車輪速度センサに検出されていない故障がある場合、或いは、１つ以上の車輪がロックしているか又はスピンしているとき等の状況下にあってさえも、車両の実際の速度からの不一致のダイナミックレンジが小さいという利点がある。加えて、本発明による方法は、例えば制動を制御するユニットのような、車両の電子中央処理ユニットに簡単に実施することができる。
【０００４】
２つの被駆動車輪と少なくとも１つの電子中央処理ユニットとを備えた自動車の長手方向の速度を推定する本方法では、上記少なくとも１つの電子中央処理ユニットのコントローラが、２つの被駆動車輪を含む４つの車輪の回転速度に基づいて本方法を実行し、本定方法は、
−  加速下で、長手方向速度を３番目に速い車輪の速度と比較し、その加速度を最も遅い車輪の加速度以下に抑えること、
−  減速下で、長手方向速度を最も速い車輪の速度と比較し、その加速度の絶対値を２番目に速い車輪の同値以下に抑えること、及び
−  長手方向速度が３番目に速い車輪の速度と最も速い車輪の速度の間に位置するとき、その値を一定に維持すること
を特徴とする。
【０００５】
本発明による推定方法の別の態様によれば、加速段階では、２つの連続する時点ｔ−１とｔの間の車両の速度勾配を、最も遅い車輪の速度Ｖｍａｘ４の時間に関する導関数に計算周期の長さＴｅを乗じた積に、安全措置として決定された付加的加速度に等しい項Ｖｓを加えたものから得る（次式）。
2009523650.tif 000003
このとき、上記速度勾配は、ゼロ値である最小しきい値と、車両のエンジン性能に応じて車両が耐え得る最大加速度に対応する最大しきい値の間でのみ変化する。
【０００６】
本発明による推定方法の別の態様によれば、減速段階では、２つの連続する時点ｔ−１とｔの間の車両の速度勾配を、２番目に速い車輪の速度Ｖｍａｘ２の時間に関する導関数に計算周期の長さＴｅを乗じた積から、安全措置として決定された付加的加速度に等しい項Ｖｓを差し引いたものから得る（次式）。
2009523650.tif 000004
このとき、上記速度勾配は、ゼロ値である最大しきい値と、車両に装着されているタイヤに応じて車両が耐え得る最大減速度に対応する最小しきい値との間でのみ変化する。
【０００７】
本発明による推定方法の別の態様によれば、連続する加速段階と減速段階の間において、車両の速度の値が、３番目に速い車輪の速度と最も速い車輪の速度の間に位置する場合、その値は各計算周期の間一定にとどまる。
【０００８】
本発明の他の態様及び利点は、添付図面によって図示される後述の説明により明らかになる。
【実施例】
【０００９】
本発明による車両の長手方向速度の推定方法は、直線速度Ｖｉに変換された、車両の４つの車輪の回転速度ωｉに関する情報に基づいている。これら４つの回転速度は、特に、制御対象の制動システム又は電子安定システムのために車両に通常取り付けられる車輪速度センサによって供給される。
これら４つの直線車輪速度は、約１０秒ごとに実行される各計算周期において降順に順位付けされ、最も速い車輪速度Ｖｍａｘから４番目に速い車輪速度、即ち最も遅い車輪速度Ｖｍａｘ４まで列記される。この方法は、２つの被駆動車輪を有する車両に適用される。
【００１０】
加速段階では、車両の速度Ｖｒｅｆを、時間Ｔｅだけ持続する計算周期の度に更新される３番目に速い車輪の速度、即ちＶｍａｘ３と比較し、その加速度を、４つの車輪のうちの最も遅い車輪の加速度を超えないように計算する。そのために、この最も遅い車輪の速度Ｖｍａｘ４は微分され、時点ｔ−１と時点ｔの間の車両の速度Ｖｒｅｆの勾配は、最も遅い車輪の速度Ｖｍａｘ４のこの導関数に、計算周期の長さＴｅを乗じた積に、安全措置として０．２ｇの付加的加速度に等しい項Ｖｓを加えたものに等しい。これは、４つの被操舵車輪を有するシステムの場合、０．２ｇに等しい長手方向速度のずれは危険だからである。よって、基準速度の勾配は、次式を用いてｋｍ／ｈで表わすことができる。
2009523650.tif 000005
【００１１】
車両のエンジン性能に応じて車両が物理的に耐え得る最大の加速度は０．６５ｇに等しいので、速度勾配は、０に等しい下方しきい値と０．６５ｇ×Ｔｅに等しい上方しきい値の間に制限される。したがって、勾配が最大しきい値よりも小さい場合、その値を、直前の計算周期において推定された速度値Ｖｒｅｆ（ｔ−１）に付加し、新たな速度値Ｖｒｅｆ（ｔ）を決定する。勾配がこの最大しきい値よりも大きい場合には、新たな速度値の決定に、この最後の値を用いる。
Ｖｒｅｆ（ｔ）＝Ｖｒｅｆ（ｔ−１）＋  ｇｒａｄ＋
【００１２】
車両の４つの車輪の最大速度Ｖｍａｘ、Ｖｍａｘ２、Ｖｍａｘ３、及びＶｍａｘ４の、時間に関する変化を示す図２曲線において、時点ｔ０とｔ１の間で、車両の推定速度Ｖｒｅｆは遅い方から２つの速度の変化に従うこと、及びその加速度が、最も遅い車輪の加速度に０．２ｇの付加加速度を加えた値を超えないこととが分かる。これら遅い方から２つの車輪に関するセンサの一方に破壊又は故障が生じた場合、時点ｔ３において車両の推定速度はジャンプしない。即ち、推定速度は最も遅い車輪の加速度に従うので、高すぎる勾配を示すことはない。車両の推定速度の曲線は破線で示されており、３番目に速い車輪に関するセンサの故障は測定速度Ｖｍａｘ３の階段状の部分で示されている。
【００１３】
図１の概略図において、本方法は、車輪速度を降順に順位付けするステップｅ１）によって決定される最も遅い車輪の速度Ｖｍａｘ４を考慮し、ディジタル微分によって生成されるノイズを減衰させるために例えば１Ｈｚで微分するフィルタ処理ステップｅ２）において時間に関するずれを考慮することによりこの車輪の加速度γ４を得る。ステップｅ３）では、この車輪の加速度γ４に、計算周期長さＴｅを乗じる。こうして得られたこの乗算の積に、ステップｅ４）で０．２ｇの加速度を加え、こうして得られた速度勾配を、ステップｅ５）においてゼロ値の最小しきい値と０．６５ｇの加速度に相当する最大しきい値の間でのみ変化させることにより速度勾配ｇｒａｄ＋を求める。この速度勾配ｇｒａｄ＋により、ステップｅ６）において加速段階における車両速度の計算が可能になる。
減速段階では、車両の加速度は２番目に速い車輪速度Ｖｍａｘ２から推定され、車両の速度Ｖｒｅｆを、最も速い車輪速度Ｖｍａｘと比較する。図１の略図に示すように、２番目に速い車輪の速度Ｖｍａｘ２を、ステップｅ２０）において、例えば１Ｈｚでフィルタ処理及び微分を行うことによって微分し、よってこの車輪の加速度γ２を得る。次いでステップｅ３０）において、この車輪の加速度γ２に計算周期長さＴｅを乗じる。ステップｅ４０）において、この同じ計算周期長さＴｅについて付加的加速度０．２ｇを差し引き、よって速度勾配を得る。この速度勾配は、ステップｅ５０）において、２つのしきい値、即ち０に等しい上方しきい値と車両に装着されているタイヤに応じて車両が物理的に耐え得る最大減速度、即ち−１．２５ｇに対応する下方しきい値の間でのみ変化させる。車両の速度Ｖｒｅｆは、ステップｅ６）において計算する。
【００１４】
車両の４つの車輪の最も速い速度Ｖｍａｘ、Ｖｍａｘ２、Ｖｍａｘ３、及びＶｍａｘ４の時間に関する変化を示す図２の曲線において、時点ｔ２とｔ３との間で車両の推定速度Ｖｒｅｆが速い方から２つの車輪の変化に従うこと、及びその減速度が、２番目に速い車輪の減速度に０．２ｇの付加的加速度を加えたものより小さいことが分かる。
回転速度の速い２つの車輪の一方に関するセンサが、例えば時点ｔ４において故障した場合、車両の加速度は、車両の２番目に速い車輪の変化に従うので、そのセンサが動作している最も速い車輪の加速度よりも小さくはなり得ない。
【００１５】
減速下での車両の速度の勾配は、ｋｍ／ｈで次のように表わすことができる。
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この勾配の絶対値が上記の最小しきい値よりも大きい場合、−１．２５ｇに等しいこの値を減速下の車両の速度の勾配ｇｒａｄ−として用いる（次式）。
Ｖｒｅｆ（ｔ）＝Ｖｒｅｆ（ｔ−１）＋  ｇｒａｄ−
【００１６】
車両の４つの車輪の最大速度Ｖｍａｘ、Ｖｍａｘ２、Ｖｍａｘ３、及びＶｍａｘ４の、時間に関する変化を示す図２の曲線において、時点ｔ２とｔ３の間では車両の推定速度Ｖｒｅｆが速い方から２つの車輪の変化に従うこと、及びその減速度が、２番目に速い車輪の加速度に０．２ｇの付加加速度を加えた値よりも小さいことが分かる。
車両の速度が一定のとき、連続する加速段階と減速段階の間で、車両の速度を、３番目に速い車輪の速度Ｖｍａｘ３と、最も速い車輪の速度Ｖｍａｘと比較する。図２に示すように時点ｔ１とｔ２の間では車両の速度勾配がゼロなので、速度の値は各計算周期長さＴｅについて同じに維持される。
Ｖｒｅｆ（ｔ）＝Ｖｒｅｆ（ｔ−１）
【００１７】
図３のフローチャートは、車両が始動する時点ｔ０における初期状態Ｅ０からの車両の走行の関数として車両の速度を計算する種々の段階について説明している。この初期状態は、車両の電子中央処理ユニット内で本方法を実行するコントローラの入力状態である。車両の速度Ｖｒｅｆは、３番目に速い車輪の値Ｖｍａｘ３を採る。次の周期において、直前の時点ｔ−１における車両の速度の値に等しく時点ｔにおける車両の速度の値を計算することによって定義される状態Ｅ２へ即時に移行し、速度勾配ｇｒａｄ０はゼロである。
車両の速度Ｖｒｅｆが、３番目に速い車輪の速度Ｖｍａｘ３以下である場合、本方法は、状態（Ｅ２）から、時点ｔにおける車両の速度が直前の時点ｔ−１における同値に等しい状態Ｅ３へ切り替わり、当該値に加速のために決定された速度勾配（ｇｒａｄ＋）が付加される。
【００１８】
速度Ｖｒｅｆが３番目に速い車輪の速度Ｖｍａｘ３よりも大きいが、最も速い車輪の速度Ｖｍａｘ以下である場合、本方法は、車両の速度が一定でなければならない状態Ｅ２へ戻り、その速度勾配はゼロとなる。
車両の速度Ｖｒｅｆが最も速い車輪の速度Ｖｍａｘよりも大きい場合、本方法は、状態Ｅ２又は状態Ｅ３から、時点ｔにおける車両の速度が直前の時点ｔ−１における同値に等しい状態Ｅ１へ切り替わり、当該値に減速のために決定された速度勾配ｇｒａｄ−が付加される。
【００１９】
このようにして、Ｖｒｅｆ＞Ｖｍａｘのとき、車両は２つの状態Ｅ２及びＥ３から状態Ｅ１に到達する。この状態Ｅ１において、その長手方向の速度は、計算周期長さＴｅ毎にｇｒａｄ−の値だけ減値される。
Ｖｒｅｆ（ｔ）＝Ｖｒｅｆ（ｔ−１）＋  ｇｒａｄ−
Ｖｍａｘ３＜Ｖｒｅｆ＝Ｖｍａｘのとき、車両は、初期状態Ｅ０、或いは状態Ｅ１又はＥ３から状態Ｅ２に到達し、その速度の値は一定にとどまり、即ちＶｒｅｆ＝Ｖｍａｘ３である。
【００２０】
Ｖｒｅｆ≦Ｖｍａｘ３のとき、車両は、状態Ｅ１及びＥ２から状態Ｅ３に到達し、その長手方向の速度は計算周期長さＴｅ毎にｇｒａｄ＋だけ増値される。
Ｖｒｅｆ（ｔ）＝Ｖｒｅｆ（ｔ−１）＋ｇｒａｄ＋
【００２１】
本発明は、追加のセンサ、特に車両の長手方向の加速度を感知するセンサを用いないこと、及び非現実的な速度勾配を回避することを含む、多数の利点を有する。本発明は、車両の四輪操舵の制御システムの制御法則への入力として有利に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による推定方法のブロック図である。
【図２】車両の長手方向の速度及び車輪の速度の時間の経過に伴う変化である。
【図３】本発明により車両の動きの関数として速度を計算する種々の段階のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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