(57)【要約】【課題】 【解決手段】  自動二輪車（１）のクリティカルな走行状況を認識する方法および制御装置（３）が記載される。この方法は次の各ステップを含み、すなわち、前輪（７）および／または後輪（９）の最新のスリップ角（α１）および最新の微分されたスリップ角（ｄα１）が判定され、最新のローリング角（Φ）が判定され、判定されたスリップ角および微分されたスリップ角（α１，α２，ｄα１，ｄα２）が最大限許容されるスリップ角の、ないしは最大限許容される微分されたスリップ角の、対応する事前設定された値（α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘ，ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘ）とそれぞれ比較され、最新のローリング角（Φ）が最大限許容されるローリング角の事前設定された値（Φｍａｘ）と比較され、最新のスリップ角（α１，α２）のうち少なくとも１つが最大限許容されるスリップ角の対応する事前設定された値（α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘ）よりも大きく、かつ、最新の微分されたスリップ角（ｄα１，ｄα２）のうち少なくとも１つが最大限許容される微分されたスリップ角の対応する事前設定された値（ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘ）よりも大きく、かつ、最新のローリング角（Φ）が最大限許容されるローリング角の事前設定された値（Φｍａｘ）よりも大きいときに、クリティカル性信号が生起される。クリティカルな走行状況を本方法によって高い信頼度で認識し、場合により自動二輪車を安定化させるための方策、または安全性を高めるその他の方策を講じることができる。low-μ-patchesの通過やカーブ走行中のブレーキなどの特別な走行状況も、適切に考慮することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪（７）と後輪（９）を有する自動二輪車（１）のクリティカルな走行状況を認識する方法において、前記方法は次の各ステップを含み、
前輪（７）の最新のスリップ角（α１）および最新の微分されたスリップ角（ｄα１）ならびに／または後輪（９）の最新のスリップ角（α２）および最新の微分されたスリップ角（ｄα２）が判定され、
自動二輪車（１）の最新のローリング角（Φ）が判定され、
判定された最新のスリップ角および微分されたスリップ角（α１，α２，ｄα１，ｄα２）が最大限許容されるスリップ角の、ないしは最大限許容される微分されたスリップ角の、対応する事前設定された値（α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘ，ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘ）とそれぞれ比較され、
最新のローリング角（Φ）が最大限許容されるローリング角の事前設定された値（Φｍａｘ）と比較され、
最新のスリップ角（α１，α２）のうち少なくとも１つが最大限許容されるスリップ角の対応する事前設定された値（α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘ）よりも大きく、かつ、最新の微分されたスリップ角（ｄα１，ｄα２）のうち少なくとも１つが最大限許容される微分されたスリップ角の対応する事前設定された値（ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘ）よりも大きく、かつ、最新のローリング角（Φ）が最大限許容されるローリング角の事前設定された値（Φｍａｘ）よりも大きいときに、クリティカル性信号が生起される方法。
【請求項２】
最新のスリップ角（α１，α２）および最新の微分されたスリップ角（ｄα１，ｄα２）が前輪（７）についても後輪（９）についても判定され、最大限許容される前輪（７）のスリップ角の事前設定される値（α１，ｍａｘ）が前輪（７）の最大限許容されるスリップ角の増加された値（ｄα１，ｍａｘ，ｉｎｃｒ）へと引き上げられ、それは、後輪（９）の判定された最新のスリップ角（α２）が後輪（９）の最大限許容されるスリップ角の低減された事前設定される値（α２，ｍａｘ，ｄｅｃｒ）よりも低い限りにおいてである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
自動二輪車（１）のブレーキが操作されているか否かがさらに判定され、ブレーキの操作が認識されると最大限許容されるローリング角の事前設定された値（Φｍａｘ）が最大限許容されるローリング角の低減された値（Φｍａｘ，ｄｅｃｒ）へと引き下げられる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前輪（７）および／または後輪（９）の最新のスリップ角（α１，α２）が自動二輪車（１）の最新のフロート角（β）の測定をベースとして判定される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前輪（７）の最新のスリップ角（α１）が自動二輪車（１）の最新のフロート角（β）の測定をベースとして、自動二輪車（１）の判定された最新のステアリング角（δ）を考慮したうえで判定される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法を実施するためにコンフィグレーションされた、自動二輪車（１）のための制御装置（３）。
【請求項７】
請求項６に記載の制御装置（３）を有する自動二輪車（１）。
【請求項８】
前輪（７）および／または後輪（９）の最新のスリップ角（α１，α２）、前輪（７）および／または後輪（９）の最新の微分されたスリップ角（ｄα１，ｄα２）、ならびに自動二輪車（１）の最新のローリング角（Φ）を判定するためのセンサ装置（５）と、
最大限許容されるスリップ角の事前設定される値（α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘ）、最大限許容される微分されたスリップ角の事前設定される値（ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘ）、および最大限許容されるローリング角の事前設定される値（Φｍａｘ）を記憶するためのデータ記憶装置（１３）と、
最新のスリップ角（α１，α２）を最大限許容されるスリップ角の対応する事前設定された値（α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘ）と比較するため、最新の微分されたスリップ角（ｄα１，ｄα２）を最大限許容される微分されたスリップ角の対応する事前設定された値（ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘ）と比較するため、および最新のローリング角（Φ）を最大限許容されるローリング角の事前設定された値（Φｍａｘ）と比較するためのデータ処理ユニット（６）と、
判定された最新のスリップ角（α１，α２）のうちの少なくとも１つが最大限許容されるスリップ角の対応する事前設定された値（α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘ）よりも大きく、かつ、判定された最新の微分されたスリップ角（ｄα１，ｄα２）のうちの少なくとも１つが最大限許容される微分されたスリップ角の対応する事前設定された値（ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘ）よりも大きく、かつ、判定された最新のローリング角（Φ）が最大限許容されるローリング角の事前設定された値（Φｍａｘ）よりも大きいときにクリティカル性信号を生起するための信号生成ユニット（１９）とを有する、請求項７に記載の自動二輪車。
【請求項９】
前記センサ装置（５）は、自動二輪車（１）の前輪（７）の最新のステアリング角（δ）を判定するためのステアリング角センサ（１１）と、自動二輪車の最新のフロート角（β）を判定するためのフロート角センサ（２１）とをさらに有しており、前記データ処理ユニット（６）は、前記フロート角センサ（２１）により判定されるフロート角（β）から、前記ステアリング角センサ（１１）により判定されるステアリング角（δ）を考慮したうえで、最新のスリップ角（α１，α２）と最新の微分されたスリップ角（ｄα１，ｄα２）とを導き出すためにコンフィグレーションされている、請求項８に記載の自動二輪車。
【請求項１０】
アンチスリップコントロール、アンチロックコントロール、安定化をさせる追加の横方向力を生成する装置、接地力を増大させる装置、警告信号を出力する装置、安全性デバイスを作動化する装置、および電子式の救助呼び出しを出力する装置を含む群から選択される安全性装置（２３）をさらに有しており、制御部は生起されたクリティカル性信号によって前記安全性装置を作動化させるためにコンフィグレーションされる、請求項７から９までのいずれか１項に記載の自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のクリティカルな走行状況を認識する方法に関する。さらに本発明は、このような方法を実施するためにコンフィグレーションされた制御装置に関し、ならびに、このような制御装置を装備する自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
しばしばオートバイとも呼ばれる自動二輪車は、前輪と後輪が相前後して配置され、したがって単軌道である原動機付きの車両を意味する。このような単軌道の車両は、走行方向に対して横向きに側方へ転倒し得るという可能性に基づき、特別に事故の危険性がある。したがって、二輪車の転倒およびこれに伴う危険な事故を引き起こし得るクリティカルな走行状況を早期に認識し、可能な限り回避し、ないしはこれに対処し、もしくはその帰結を軽減しようとする尽力がなされている。
【０００３】
他の車両の外部関与のない原動機付き二輪車によるカーブ事故に多くみられる原因の１つは、一方または両方のホイールの側方への逸脱を伴う、車両の過度のオーバーステアやアンダーステアである。このような状況は、主として高すぎるカーブ速度、傾斜姿勢での強すぎる加速または減速、タイヤと道路の間の摩擦係数の低い車道区域、すなわちいわゆるlow-μ-patchなどによって誘発される。特に最後に挙げたケースは、熟練したオートバイ運転者にも恐れられている。
【０００４】
二軌道の車両では、たとえばＥＳＰ（登録商標）（エレクトロニックスタビリティプログラム）のようなビークルダイナミックダコントロールなど、過度のオーバーステアやアンダーステアを防止するためのきわめて効果的なシステムが市場に広く普及している。その場合、不安定性の認識は、運転者の希望（目標ヨーレート、ステアリングアングルから計算）と実際の車両リアクション（実際ヨーレート）の観察を通じて行われる。これに類似する戦略は、見積もられたフロート角βと、そこから算出されるスリップ角αの観察によっても成り立つ。目標値と実際値の間に明らかな差異があるとき、エンジンやブレーキへの介入を通じて修正をするように介入をすることができる。
【０００５】
単軌道の自動二輪車では、二軌道の乗用車よりも走行ダイナミクスの難度が明らかに高い。たとえばローリング角Φは典型的には±５０°の範囲内であるのに対し、現代の二軌道の車両では一般に±７°の比較的小さいローリング角しか生じない。難度の高い走行ダイナミクスに加えて、物理的限界を超えることの帰結もしばしばいっそう深刻である。自動二輪車ではたとえばlow-μ-patchによるわずかな不安定性ですら、部分的に重大な事故につながる。乗用車であれば少し滑るか、横に若干ずれるだけですむはずである。
【０００６】
したがって、比較的高い事故件数という背景のもとで、自動二輪車についても、改善されたセンサ装置と見積りアルゴリズムによって、減速と加速のための既存の走行ダイナミクス機能をカーブ対応性のあるものにする尽力がなされてきた。現時点で、自動二輪車の前輪と後輪でオートバイ・フロート角を判定するための見積りアルゴリズムと、それによって可能なスリップ角の計算が量産段階に入る途上にある。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、自動二輪車のクリティカルな走行状況を高い信頼度で認識して、たとえば事故を回避するための方策や事故の深刻度を低減するための方策を適時に開始できるようにし、他の交通関与者に警告することができ、および／または場合により救助を求めることができるようにすることを可能にできるという利点がある。
【０００８】
本発明の第１の態様では、自動二輪車のクリティカルな走行状況を認識する方法が提案される。この方法は少なくとも次の各ステップを含む。まず最初に、前輪の最新のスリップ角α１および最新の微分されたスリップ角ｄα１ならびに／または後輪の最新のスリップ角α２および最新の微分されたスリップ角ｄα２が判定される。さらに、自動二輪車の最新のローリング角Φも判定される。そして、判定された最新のスリップ角α１，α２および微分されたスリップ角ｄα１，ｄα２が最大限許容されるスリップ角の、ないしは最大限許容される微分されたスリップ角の、対応する事前設定された値α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘ，ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘとそれぞれ比較される。補足として、最新のローリング角Φが、最大限許容されるローリング角の事前設定された値Φｍａｘと比較される。最新のスリップ角α１，α２のうち少なくとも１つが最大限許容されるスリップ角の対応する事前設定された値α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘよりも大きく、かつ、最新の微分されたスリップ角ｄα１，ｄα２のうち少なくとも１つが最大限許容される微分されたスリップ角の対応する事前設定された値ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘよりも大きく、かつ、最新のローリング角Φが最大限許容されるローリング角の事前設定された値Φｍａｘよりも大きいときに、いわゆるクリティカル性信号が生起される。このクリティカル性信号は電子信号であってよく、たとえば自動二輪車の他のコンポーネントに伝送することができ、それにより、たとえば車両の安定化のために適切な方策を開始するよう当該コンポーネントに指示する。
【０００９】
本発明の第２の態様では、本発明の第１の態様の実施形態に基づく方法を実施するためにコンフィグレーションされた、自動二輪車のための制御装置が記載される。
【００１０】
本発明の第３の態様では、本発明の第２の態様の実施形態に基づく制御装置を有する自動二輪車が記載される。
【００１１】
本発明の各実施形態に関わる思想は、特に、以下に説明する考察と知見に依拠するとみなすことができる。
【００１２】
本発明の各実施形態は、特に、自動二輪車における不安定性を認識するための解決を、スリップ角、スリップ角変化、ロール角などの走行ダイナミクス的に重要な量の改善された見積りを基礎として行うことができる。このとき自動二輪車のホイールのスリップ角は、ホイール接地点における速度ベクトルと、ホイール中心平面と車道平面の間の交線との間の角度であると理解することができる。このとき時間依存的なスリップ角変化は、微分されたスリップ角すなわちスリップ角の時間導関数と呼ぶこともできる。自動二輪車のロール角はここではローリング角とも呼ばれ、長軸の周りに傾いた自動二輪車の姿勢変化に関わるものである。さらにはステアリング角、すなわち車両長軸と操舵されるホイールの操舵方向との間の角度などの必要な入力情報、および車両速度をセンサを通じて適切に測定することができる。
【００１３】
ここで見出されたのは、自動二輪車でクリティカルな走行状況を検知するために、一般に、車両ホイールのうちの少なくとも１つの最新のスリップ角、当該スリップ角の最新の時間的変化、すなわち微分されたスリップ角、ならびに最新のローリング角を判定し、これらの量を特定の事前定義された限界値ないし最大限許容される値と比較すれば十分であり得るということである。少なくとも、判定された３つすべての値が同時にそれぞれの限界値よりも大きければ、クリティカルな走行状況の、特に不安定な走行状況の発生または少なくとも直接的な切迫性があると考えることができ、クリティカル性信号の出力によって適切な方策を開始することができる。
【００１４】
不安定性が認識されると、たとえば自動二輪車を安定化するための方策を発動することができる。たとえば、周知のスリップベースのＡＳＲ（アンチスリップコントロール）やＡＢＳコントロール（アンチロックシステム）への介入、安定化をする追加の横方向力の生成、または接地力の増大などが考えられる。追加の力の生成は、たとえば空気力学式のスポイラーやフラップ、着火式の反動力、圧力タンクに蓄えられた流体の吐出などの利用によって、またはジャイロスタビライザの利用によって行うことができる。あるいは、たとえば他の車両に平滑な車道を警告したり（いわゆるBike-to-X情報）、事故が起きた場合にエアバッグを作動させ、および／または救助を呼ぶ機能も考えられる（eCall）。
【００１５】
１つの実施形態では、最新のスリップ角α１，α２および最新の微分されたスリップ角ｄα１,ｄα２は、前輪についても後輪についても判定することができる。このとき、最大限許容される前輪のスリップ角の事前設定される値α１，ｍａｘは、前輪の最大限許容されるスリップ角の増加された値α１，ｍａｘ，ｉｎｃｒへと引き上げられ、それは、後輪の判定された最新のスリップ角α２が、最大限許容される後輪のスリップ角の低減された事前設定される値α２，ｍａｘ，ｄｅｃｒよりも低い限りにおいてである。
【００１６】
換言すると、α２は多くの状況において安定した範囲内に保つことができ、すなわちα２，ｍａｘ，ｄｅｃｒを下回っている。こうした状況では、増加された値α１，ｍａｘ，ｉｎｃｒが閾値として利用される。そして、傾斜姿勢が大きくなってリアアクスルが不安定になると、ただちに、すなわちフィルタ時間なしに、閾値がα１，ｍａｘへと引き下げられるのが好ましい。
【００１７】
その根底にある知見は、カーブを通過する自動二輪車は、通常、走行する車道が摩擦係数の低い個所すなわちlow-μ-patchesを有している場合に、走行する車道が均質な摩擦係数を有している場合とは異なる挙動をとるというものである。局所的に限られた摩擦係数の低い領域では、通常、まず前輪が当該領域を横切り、ないしは当該領域に入り、その後で初めて後輪が続く。
【００１８】
特に、摩擦係数が低い比較的狭い領域を通過する場合、前輪では、ステアリング運動力学に起因して、中程度から強度の操舵角とスリップ角が生じるのに対して、後輪では、摩擦差の大きい長いlow-μ-patchesの場合にしか不安定性を有さない。前輪での中程度の大きさのスリップ角は、必ずしも転倒につながるとは限らないことが観察されている。前輪は、再びグリップ性の高い車道舗装にすぐ達しさえすれば、しばしば自ら再び安定化することができるからである。
【００１９】
ところが、短くしか続かない不安定性であっても、クリティカルな走行状況であるという認識を惹起する可能性があり、これをうけて車両の走行ダイナミクスへの相応の介入が作動してしまうことになる。そのような誤認識をできる限り回避するために、最大限許容される前輪のスリップ角の限界値α１，ｍａｘを増加された値α１，ｍａｘ，ｉｎｃｒへと少なくとも一時的に引き上げることができ、それは、後輪が小さいスリップ角を有している限りにおいてであり、特に後輪のスリップ角が、最大限許容されるスリップ角の低減された事前設定された値α２，ｍａｘ，ｄｅｃｒよりも小さく保たれている限りにおいてである。α１，ｍａｘ，ｉｎｃｒは、たとえばα１，ｍａｘより少なくとも２〜６％だけ高くなっていてよい。α２，ｍａｘ，ｄｅｃｒは、たとえばα２，ｍａｘより０．１〜１．５％だけ低くなっていてよい。
【００２０】
このようにして、クリティカルな走行状況とクリティカルでない走行状況との間の区別を、特に摩擦係数が低くなっている短い車道領域の上を走行するケースで改善することができる。
【００２１】
１つの実施形態では、本方法において、自動二輪車のブレーキが操作されているか否かがさらに判定され、ブレーキの操作が認識されると、最大限許容されるローリング角の事前設定された値Φｍａｘが、最大限許容されるローリング角の低減された値Φｍａｘ，ｄｅｃｒへと引き下げられる。
【００２２】
その根底にある観察は、カーブを通過し、そのようにして傾斜姿勢にある自動二輪車は、ブレーキの操作時に一般に非常に迅速に起き直るというものである。このことは場合により、第３の基準すなわち最大限許容されるローリング角Φｍａｘの超過が突然満たされなくなり、そのため、誤って、クリティカルな走行状況が発生していると判断されなくなることを惹起する。これを回避するために、車両ブレーキが操作されたことが認識されると、最大限許容されるローリング角の事前設定された値を、低減された値Φｍａｘ，ｄｅｃｒへと自動的に引き下げることができる。低減された値Φｍａｘ，ｄｅｃｒは、たとえば値Φｍａｘより少なくとも３０〜５０％だけ低くなっていてよく、たとえば１００ｍｓ〜１０００ｍｓの限られた時間のあいだ、またはブレーキ操作が確認されている時間のあいだ、設定することができる。
【００２３】
このようにして、カーブ走行中にブレーキをかけたときでもクリティカルな走行状況の認識を改善することができる。
【００２４】
１つの実施形態では、前輪および／または後輪の最新のスリップ角α１，α２は自動二輪車の最新のフロート角βの測定をベースとして判定される。
【００２５】
ここでフロート角とは、重心における車両の運動方向と車両長軸との間の角度であると理解することができる。横方向加速度が高いとき、しばしばフロート角は車両の制御可能性を表す目安であるとみなされる。自動二輪車について最近利用可能になったセンサ装置、特に慣性センサを装備するセンサ装置は、車両の最新のフロート角の正確な測定または少なくとも見積りを可能にする。特に、部分的に新たに開発された特定のアルゴリズムは、ホイールの最新のスリップ角を、自動二輪車全体の判定されたフロート角から導き出し、もしくは少なくとも見積もることを可能にする。このことは特に後輪について当てはまる。
【００２６】
１つの実施形態では、自動二輪車の前輪の最新のスリップ角α１は自動二輪車の最新のフロート角βの測定をベースとして、自動二輪車の判定された最新のステアリング角δを考慮したうえで判定することができる。
【００２７】
ステアリング角、すなわち自動二輪車の前輪が車両長軸に対して相対的に操舵されている角度は、これまで自動二輪車においては一般に、能動的なステアリングダンパがコントロールされながら制御されるべき場合を除いて監視がなされていない。しかしながら、特にクリティカルな走行状況の認識のためには、前輪の最新のスリップ角ないし最新の微分されたスリップ角の正確な判定が、自動二輪車全体のフロート角の測定によってだけでなく、最新のステアリング角を考慮したうえでも必要であり、ないしは好ましいことが見出されている。ステアリング角はたとえばステアリング角センサによって監視することができ、それにより、ステアリング角センサのデータから、フロート角を表すセンサ装置のデータと合わせて、前輪の最新のスリップ角を正確に計算し、ないしは少なくとも見積もることができる。
【００２８】
したがって１つの実施形態では、ここで提案される自動二輪車はセンサ装置と、データ記憶装置と、データ処理ユニットと、信号生成ユニットとを有することができるのが好ましい。このときセンサ装置は、前輪および／または後輪の最新のスリップ角α１，α２を判定するため、前輪および／または後輪の最新の微分されたスリップ角ｄα１，ｄα２を判定するため、ならびに自動二輪車の最新のローリング角Φを判定するために設計される。データ記憶装置は、最大限許容されるスリップ角の事前設定される値α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘを記憶するため、最大限許容される微分されたスリップ角の事前設定される値ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘを記憶するため、および最大限許容されるローリング角の事前設定される値Φｍａｘを記憶するために設計される。これらに相当する値は、たとえば実験やシミュレーションによって事前に判定され、好ましくは制御装置の作動開始前からすでにデータ記憶装置に、可能な限り不揮発性の形で保存しておくことができる。データ処理ユニットは、最新のスリップ角α１，α２を、最大限許容されるスリップ角の対応する事前設定された値α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘと比較するため、最新の微分されたスリップ角ｄα１，ｄα２を最大限許容される微分されたスリップ角の対応する事前設定された値ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘと比較するため、および最新のローリング角Φを最大限許容されるローリング角の事前設定された値Φｍａｘと比較するために設計される。信号生成ユニットは、判定された最新のスリップ角α１，α２のうちの少なくとも１つが最大限許容されるスリップ角の対応する事前設定された値α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘよりも大きく、判定された最新の微分されたスリップ角ｄα１，ｄα２のうちの少なくとも１つが最大限許容される微分されたスリップ角の対応する事前設定された値ｄα１，ｍａｘ，ｄα２，ｍａｘよりも大きく、判定された最新のローリング角Φが最大限許容されるローリング角の事前設定された値Φｍａｘよりも大きいときに、クリティカル性信号を生起するために設計される。
【００２９】
このときセンサ装置は、最新の走行状況に関する推定を可能にするデータまたはセンサ信号を集めることができるのが好ましく、そしてこれらのデータまたはセンサ信号を、データ記憶装置に以前に保存された最大限許容される限界値を考慮したうえで、ないしはこれから導き出される一時的に改変された限界値を考慮したうえで、クリティカルな走行状況の発生についての基準をデータ処理ユニットによって判定し、場合により、信号生成ユニットを通じて相応のクリティカル性信号を出力して、たとえば他の車両コンポーネントに伝送することができる。
【００３０】
１つの実施形態では、センサ装置は、自動二輪車の前輪の最新のステアリング角δを判定するためのステアリング角センサと、自動二輪車の最新のフロート角βを判定するためのフロート角センサとをさらに有する。ステアリング角センサとフロート角センサは別々のセンサとして構成されていてよく、または、共通の車両センサ装置の一部として具体化されていてよい。そしてデータ処理ユニットは、フロート角センサにより判定されるフロート角から、ステアリング角センサにより判定されるステアリング角を考慮したうえで、最新のスリップ角α１，α２と最新の微分されたスリップ角ｄα１，ｄα２を導き出すためにコンフィグレーションされる。このとき最新に判定されたステアリング角の考慮は、特別に正確な、ないしは信頼度の高い、クリティカルな走行状況の認識を可能にすることができる。
【００３１】
１つの実施形態では、自動二輪車はいわゆる安全性装置ををさらに有する。安全性装置は、その作動化によって自動二輪車ないし運転者の安全性を改善するために設計されていてよい。たとえば安全性装置はアンチスリップコントロール、アンチロックコントロール、安定化をさせる追加の横方向力を生成する装置、接地力を増大させる装置、警告信号を出力する装置、安全性デバイスを作動化する装置、および／または電子式の救助呼び出しを出力する装置であってよい。このようなケースにおいて制御部は、生起されたクリティカル性信号によって安全性装置を作動化させるためにコンフィグレーションされていてよい。このようにして、クリティカルな走行状況が認識されたとき、安全性装置の作動化によってたとえば自動二輪車の走行ダイナミクスに能動的に介入することができ、それによってこれを安定化させ、または、安全性を向上させるその他の方策を講じることができる。
【００３２】
付言しておくと、本発明の考えられる構成要件や利点のうちのいくつかは、ここでは異なる実施形態に関して、特に部分的にはクリティカルな走行状況を認識する方法に関して記載されるとともに、部分的にはこれに応じてコンフィグレーションされた制御装置ないし自動二輪車に関して記載されている。当業者にはわかるとおり、これらの構成要件を適切な形で組み合わせ、適合化し、または入れ替えて、本発明の新たな実施形態に至ることができる。
【００３３】
次に、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明するが、図面もその説明も本発明を限定するものと解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の１つの実施形態に基づく自動二輪車である。
【図２】ステアリング角とフロート角を図解するために自動二輪車を上から示す模式的な図である。
【図３】ローリング角を図解するために自動二輪車を前から示す模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図面は模式的なものにすぎず、縮尺に忠実ではない。同じ符号は各図面において同じ構成要件もしくは同じ作用をする構成要件を表す。
【００３６】
図１は、クリティカルな走行状況を認識するためのここで提案される方法を実施するために特別に装備された制御装置３によってコンフィグレーションされた自動二輪車１を示している。自動二輪車１は、特に慣性センサ装置の形態で装備されていてよいセンサ装置５を備えており、これを用いて制御装置３のデータ処理ユニット６が、自動二輪車１の前輪７または後輪９の最新のスリップ角、およびこれらのスリップ角の時間的な変化、ならびに自動二輪車１の最新のローリング角を判定できるようにする。特にセンサ装置は、自動二輪車１の最新のフロート角を測定ないし決定し、そのようにしてフロート角センサ２１として作用するために設計されていてよい。図示した例では、センサ装置５は別個のコンポーネントとして図示されているが、制御装置３に組み込まれていてもよい。さらに自動二輪車１はステアリング角センサ１１を備えており、これを用いて、前輪７が操舵されている最新のステアリング角を決定することができる。さらに制御装置３に組み込まれて、または別個のコンポーネントとしてデータ記憶装置１３が設けられており、この中に、最大限許容されるスリップ角について事前設定された値、微分されたスリップ角について最大限許容される値、ならびにローリング角について最大限許容される値が保存されていてよい。さらに前輪７および後輪９について、それぞれホイール回転数検知器１５，１７が設けられている。さらに、クリティカルな走行状況が認識されたときにクリティカル性信号を出力するために、信号生成ユニット１９が制御装置３に設けられている。クリティカル性信号は、たとえば走行状況を安定化させるために、自動二輪車の安全性装置２３を作動化させることができる。
【００３７】
図２に示す自動二輪車１を上から見た模式的な平面図には、車両長軸１９と、前輪７が最新に操舵されている方向との間のステアリング角δが示されており、ならびに、車両長軸１９と、自動二輪車１の重心における運動方向２１との間のフロート角βが示されている。ホイール接地点における速度ベクトルと、ホイール中心平面と車道平面の間の交線との間のスリップ角αは、最新のステアリング角δおよび最新のフロート角βがわかったときに判定することができ、ないしは見積もることができる。
【００３８】
付言しておくと、これらの相応の角度は表現可能性を簡略化するために直立した自動二輪車１について示されており、特に、カーブ走行をしている自動二輪車１では別の様相を呈することがあり得る。
【００３９】
図３に示す自動二輪車１の模式的な正面図には、自動二輪車１と鉛直方向２３との間のローリング角Φが示されている。
【００４０】
確実に安定した走行状態を、不安定な走行状態から区別することができる方法ないし認識アルゴリズムが開発された。そのために、ホイールのうちの少なくとも１つのスリップ角αと微分されたスリップ角ｄα、ならびにローリング角Φが連続的または周期的に監視され、対応する最大限許容される値と比較され、３つすべての量についての限界値を同時に超過すると不安定性の存在があると判断されて、クリティカル性信号が出力される。
【００４１】
不安定性がある場合、さらに、均一な摩擦係数を有する車道が存在しているか、それとも車道が摩擦係数の低い個所（lowμ-patches）を有しているかが区別される。このことが重要であり得る理由は、前輪７と後輪９が不安定になる順番がこれに依存して決まるからである。摩擦係数が均一な車道では、一般に、まず後輪９で不安定性が発生する。その直後に前輪７が不安定になり、ステアリング運動力学に起因してカーブ内側の方向へと急速に巻き込まれる。
【００４２】
low-μ-patchesを有する車道での走行では、まず前輪７、次いで後輪９が平滑な個所を横切る。low-μ-patchesの長さや、グリップ性の高い車道舗装と平滑な車道舗装との間の摩擦係数差に依存して、前輪７では、同じくステアリング運動力学に起因して中程度から強度のステアリング角とスリップ角が生じ、それに対して後輪９は、摩擦係数差の大きいlow-μ-patchesが長い場合にのみ不安定性を有する。中程度に高い前輪スリップ角α１は必ずしも転倒につながるわけではない。平滑な車道舗装からグリップ性の高い車道舗装への移行時に、前輪７がしばしば自ら再び安定化することができるからである。しかし、短い不安定性が誤認識を引き起こし、そのために介入ないし安全性方策の不必要な発動を引き起こすことがあり得る。誤認識を回避するために、介入閾値α１，ｍａｘが少なくとも一時的に増加した値α１，ｍａｘ，ｉｎｃｒへと引き上げられ、それはリアアクスルが、低減された値α２，ｍａｘ，ｄｅｃｒよりも小さい低いスリップ角α２を有している限りにおいてである。
【００４３】
強い摩擦係数差を有する比較的長いlow-μ-patchesのケースでは、後輪９も不安定になる。その場合には、介入閾値α１，ｍａｘを再び標準値へと低減するのが好ましいことがあり得る。
【００４４】
適切なパラメータ選択により、短い不安定性の場合に誤介入が防止され、一方、不安定性が長い場合には必要な介入が作動する。このように前輪７での不安定性認識を、後輪９の走行ダイナミクス量にも依存して行うことができる。
【００４５】
不安定な走行状態を安定した走行状態と区別するために、さらに、フロントアクスルおよび／またはリアアクスル７，９のスリップ角α１，α２がどの程度急速に増加しているかを観察するのが好ましい場合がある。シミュレーションが示すところでは、増加の速度が低い限りにおいて、スリップ角α１，α２が危険なく最大値α１，ｍａｘ，α２，ｍａｘに達し、さらには若干上回ることさえできる。この理由から、ここで説明している不安定性認識ロジックでは、スリップ角α１，α２と微分されたスリップ角ｄα１，ｄα２との組み合わせが具体化される。
【００４６】
しかし車のわだちによって、あるいは砂利道や悪路区間を走行するときに、直線走行の場合であっても明らかなスリップ角α１，α２が発生することがあり得る。オートバイローリング角Φの補足的な照会は、高い横方向ダイナミクスも存在している場合にのみ状態「不安定」を認識することを可能にする。したがって誤認識が回避される。
【００４７】
フロントアクスルおよび／またはリアアクスル７，９の傾斜姿勢が大きいときのブレーキプロセスは、一般に、自動二輪車１が比較的迅速に起き直ることにつながる。このようなケースでは、ローリング角Φの閾値が引き下げられる。したがって、ブレーキプロセスをたとえばブレーキランプスイッチの照会によって、または存在する場合にはブレーキ圧センサによって認識し、これをうけて値Φｍａｘを少なくとも一時的に低減された値Φｍａｘ，ｄｅｃｒへと引き下げるのが好ましいことがあり得る。そうしないと、必要な介入がなされないことになるからである。
【００４８】
したがって、ソフトウェアおよび／またはハードウェアとして制御装置で具体化することができる、ここに説明している方法ないし不安定性認識ロジックの実施形態は、式で表すと次のように記述することができる。
次のときに後輪の不安定性：｜α２｜＞α２，ｍａｘ  AND  ｜ｄα２｜＞ｄα２，ｍａｘ  AND  ｜Φ｜＞Φｍａｘ
次のときに前輪の不安定性：｜α１｜＞α１，ｍａｘ  AND  ｜ｄα１｜＞ｄα１，ｍａｘ  AND  ｜Φ｜＞Φｍａｘ
low-μ-patch状況について変更されるパラメータ：
if ｜α２｜＜α２，ｍａｘ，ｄｅｃｒ then α１，ｍａｘ is increased to α１，ｍａｘ，ｉｎｃｒ
前および／または後のブレーキが操作されているとき：
Φｍａｘ is decreased to Φｍａｘ，ｄｅｃｒ
変数：
｜Φ｜＝オートバイローリング角の値
α１＝前輪スリップ角
α２＝後輪スリップ角
ｄα１＝微分されたα１
ｄα２＝微分されたα２
パラメータ：
Φｍａｘ  ［ｒａｄ］  ブレーキをかけていない走行操作について該当する値
Φｍａｘ，ｄｅｃｒ  ［ｒａｄ］  ブレーキをかけられた走行操作についての低減された値
α１，ｍａｘ  ［ｒａｄ］  最大限許容されるフロントアクスルスリップ角
α２，ｍａｘ  ［ｒａｄ］  最大限許容されるリアアクスルスリップ角
α１，ｍａｘ，ｉｎｃｒ  ［ｒａｄ］  low-μ-patch状況について前輪で引き上げられる値
α２，ｍａｘ，ｄｅｃｒ  ［ｒａｄ］  low-μ-patch状況について後輪で引き下げられる値
ｄα１，ｍａｘ  ［ｒａｄ／ｓ］  最大限許容される微分されたフロントアクスルスリップ角
ｄα２，ｍａｘ  ［ｒａｄ／ｓ］  最大限許容される微分されたリアアクスルスリップ角
【００４９】
最後に付言しておくと、「有する」、「含む」などの表現はそれ以外の部材やステップを排除するものではなく、また、不定冠詞「ｅｉｎｅ」や「ｅｉｎ」などの用語は複数を排除するものではない。特許請求の範囲における符号は限定とみなされるべきものではない。
【符号の説明】
【００５０】
１  自動二輪車
３  制御装置
５  センサ装置
６  データ処理ユニット
７  前輪
９  後輪
１１  ステアリング角センサ
１３  データ記憶装置
１９  信号生成ユニット
２１  フロート角センサ
２３  安全性装置
【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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