(57)【要約】車両のアンチロール方法及びシステム、並びに対応する車両を提供する。車両１のロールの制御装置１０は、ロールに作用することができる少なくとも１つのアクチュエータ２１と、前輪の旋回角、車両に加えられるアンチロールトルク、及び速度からロール状態を推定するモジュールと、ロールに作用する外乱の漸近除去設定値を求めるモジュールとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪の旋回角と、車両に加えられるアンチロールトルクと、速度とからロール状態を推定し、ロールに作用する外乱の漸近除去設定値を求めることを特徴とする、ロールに作用することができる少なくとも１つのアクチュエータ（２１）を備える車両（１）のロールの制御方法。
【請求項２】
アクチュエータの設定値及び旋回角に応じてロール角を計算することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アクチュエータの動力性に応じてロール角を計算することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
外乱に応じてロール角の進行を計算す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】
センサ（１４）を使用してロール角の進行を測定す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６】
車両の速度に応じて設定値を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ロールに作用することができる少なくとも１つのアクチュエータ（２１）と、前輪の旋回角、車両に加えられるアンチロールトルク、及び速度からロール状態を推定するモジュール（２４）と、ロールに作用する外乱の漸近除去設定値を求めるモジュール（２５）とを備える、車両のロールの制御装置。
【請求項８】
モジュールが閉ループに配置されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
アクチュエータが、制御可能なアンチロールバーに結合されることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
アクチュエータが、アクティブサスペンションに結合されることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
【請求項１１】
シャーシと、シャーシに連結された少なくとも３つの車輪と、車両のロールの制御装置とを備える車両であって、前記装置が、ロールに作用することができる少なくとも１つのアクチュエータと、前輪の旋回角、車両に加えられるアンチロールトルク、及び速度からロール状態を推定するモジュールと、ロールに作用する外乱の漸近除去設定値を求めるモジュールとを備える前記車両。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、陸上車両、特に車輪により走行する自動車の制御システムの分野に関する。
【０００２】
通常、自動車は、シャーシ、車内、サスペンションシステムによりシャーシに連結される車輪を備える。車輪について、前輪は車内の運転手が使用できるハンドルにより制御される操舵輪であり、後輪は操舵輪である場合と非操舵輪である場合とがある。
【０００３】
特許文献１は、横方向加速度センサ、ロールセンサ、旋回角センサ、及びヨー安定性の制御ユニットに情報を供給する少なくとも１つの速度センサを備えるヨー安定性制御システムについて記載しており、ロール安定性制御ユニット並びに優先度機能ユニットにより、アクティブサスペンションシステム、およびアクティブアンチロールバーシステムを制御することができる。
【０００４】
特許文献２は、導関数および二次導関数比例型の補正、および制動制御システムまたは旋回制御システムに送信される制御信号を用いる、車両のロールの制限方法について記載している。
【０００５】
しかしながら、これらのシステムは多数のセンサを必要とし、運転者の指示内容によっては、あるいは車道の状態によっては、安定性が不充分な挙動を車両にもたらす。例えば１つまたは２つの障害物の回避時など、状況によっては車両の制御が効かなくなることがある。この場合の制御の喪失は、車の応答が激し過ぎる、衝撃吸収が充分に行われていない、あるいはほとんど予測できないなど、車両の応答が不適当なことによる場合が多い。
【特許文献１】ＵＳ  ２００４／０１１７０８５
【特許文献２】ＵＳ  ２００４／０１１７０７１
【０００６】
本発明は、安全性、安心感、快適性、および高いドライビングプレジャーをもたらすアンチロール制御システムを提供することを目的とする。
【０００７】
ロールに作用することができる少なくとも１つのアクチュエータを備える車両のロールに係る本制御方法は、前輪の旋回角と、車両に加えられるアンチロールトルクと、速度とからロール状態を推定する段階と、ロールに作用する外乱の漸近除去設定値を求める段階とを含む。こうすることにより、外乱を効果的に除去することができ、その結果、車両の安定性が向上する。
【０００８】
好適には、アクチュエータの設定値および旋回角に応じてロール状態を計算する。
【０００９】
好適には、アクチュエータの動力性に応じてロール状態を計算する。
【００１０】
好適には、外乱に応じてロール状態の進行を計算する。
【００１１】
一実施形態によれば、センサを使用してロール状態の進行を測定する。
【００１２】
一実施形態によれば、車両の速度に応じて設定値を決定する。
【００１３】
車両のロールの制御装置は、ロールに作用することができる少なくとも１つのアクチュエータと、前輪の旋回角、車両に加えられるアンチロールトルク、及び速度からロール状態を推定するモジュールと、ロールに作用する外乱の漸近除去設定値を求めるモジュールとを備える。
【００１４】
一実施形態によれば、モジュールは閉ループに配置される。
【００１５】
一実施形態によれば、アクチュエータは、制御可能なアンチロールバーに結合される。
【００１６】
一実施形態によれば、アクチュエータは、アクティブサスペンションに結合される。
【００１７】
車両は、シャーシと、シャーシに連結された少なくとも３つの車輪と、車両のロールの制御装置とを備える。前記装置は、ロールに作用することができる少なくとも１つのアクチュエータと、前輪の旋回角、車両に加えられるアンチロールトルク、及び速度からロール状態を推定するモジュールと、ロールに作用する外乱の漸近除去設定値を求めるモジュールとを備える。
【００１８】
本発明は、少なくとも操舵輪が２つある、前輪が２つで後輪が２つの４輪車、３輪車、さらには６輪以上の車両に適用される。
【００１９】
本発明により、車両は、運転者の指令内容及び車道の状態の如何にかかわらず、可能な限り安定した挙動をとることができる。例えば１つまたは２つの障害物の回避時など車両の制御が効かなくなる状況を考慮に入れることができる。本発明により、車の応答が激し過ぎる、衝撃吸収が充分に行われていない、あるいはほとんど予測できないなど、応答が不適当なことによるこの種の制御の喪失のリスクを軽減することが可能である。
【００２０】
また、本発明により、安心感、快適性、及びドライビングプレジャーの向上を実現することができる。
【００２１】
アクティブアンチロールシステムにより、車両の速度を考慮しながら、運転者のハンドル操作に対する車両の横方向応答を最小化することが可能である。そして、安全性、快適性、及びドライビングプレジャーの基準に従って最適化が行われる。
【００２２】
本発明は、非限定的な例として提示され添付の図面により示されるいくつかの実施形態についての詳細な説明を読むことにより、よりよく理解されよう。
【００２３】
図１でわかるように、車両１は、シャーシ２、２つの操舵前輪３及び４、２つの後輪５及び６を備え、車輪は、図示されないサスペンション機構によりシャーシ２に連結される。
【００２４】
車両１を補完するものとして、前輪３及び４の間に配設されたラック８、車両の運転者に提供される図示されないハンドルから機械的にまたは電気的に受け取った命令に応じて、ラック８を介して前輪３及び４の方向を決めることができるラックアクチュエータ９を備える操舵システム７がある。
【００２５】
アンチロール制御システム１０は、制御ユニット１１と、例えばアクチュエータ９上に配置される前輪３及び４の旋回位置センサ１２と、車両の速度Ｖを判定することが可能な、例えば前輪の回転速度センサ１３と、車両のロール角θ、すなわち前後方向における重心を中心とする車両の傾きを検出するセンサ１４とを備える。
【００２６】
システム１０はさらに、後輪５及び６の旋回角センサ１７及び１８と、前記後輪５及び６の向きを決めることができるアクチュエータ１９及び２０とを備えることもできる。しかしながら、旋回角並びに後輪５及び６の向きを検出するために、ただ１つのセンサ１７とただ１つのアクチュエータ１９とのみを用いることも可能である。後輪５及び６は、非操舵輪であってもよい。位置センサおよび速度センサは、可動部分に固設されたエンコーダと協働する、光学方式あるいは例えばホール効果による磁気方式のものとすることができるが、センサは回転しない。
【００２７】
車両１は、前輪３及び４を連結するアンチロールバー１５と、後輪５及び６を連結するアンチロールバー１６とを備える。アンチロール制御システム１０は、少なくとも１つのアクチュエータとして、フロントアンチロールバー１５及びリアアンチロールバー１６にそれぞれ組み合わされ、制御ユニット１１からの制御命令の受信時にアクティブアンチロールバーとなるように、前記アンチロールバー１５及び１６にそれぞれ作用することができる２つのアクチュエータ２１及び２２を備える。アクチュエータ２１及び２２は、例えば、制御ユニット１１から受信した設定値に応じて、アンチロールバー１５及び１６の剛性を変えることができる。
【００２８】
制御ユニット１１は、ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＣＰＵと、センサからの情報を受信して特にアンチロールアクチュエータ２１及び２２に指示を送信することが可能な入出力インタフェースを備えるマイクロプロセッサの形態で作製することができる。
【００２９】
より詳細には、制御ユニット１１は、図２でわかるように、センサ１２ないし１４からの信号、特に車両速度Ｖ、ロール角θ、及び前輪角α１を受信する入力ブロック２３を備える。車両速度Ｖは、車輪のアンチブロックシステムのセンサにより測定される、前輪または後輪の速度の平均値を求めることにより得られる。この場合、１車輪あたり１つのセンサ１３が設けられ、車輪のアンチブロックシステムは、車両速度についての情報を供給するために制御ユニット１１の入力部に接続された出力部を備える。代替例としては、各センサ１３が制御ユニット１１の入力部に接続され、制御ユニット１１が車輪の速度の平均値を算出する。
【００３０】
制御ユニット１１は、測定されないが制御には必要な情報、特に、車両に影響を及ぼす外乱を推定することが可能な状態観測装置２４をも含む。入力ブロック２３は、車両の速度Ｖ、ロール角θ、前輪角α１を状態観測装置２４に供給する。状態観測装置２４は、例えば、前輪旋回角α１と車体のロール角θとの間、並びにアクチュエータによって加えられるトルクμｆと車体のロール角θとの間の伝達を表す単純式に応じるモデルに基づいて構築することができる。この式はたとえば以下のように表すことができる：
2008544925.tif 000003
【００３１】
さらに、アクチュエータによって実際に加えられるトルクμｆと指令トルクμｃとを区別することにより、アクチュエータの動力性を導入することができる。これは以下のように表すことができる。
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【００３２】
このモデルに関する状態式は以下のとおりである：
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さらに：
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【００３３】
ｙは想定出力であり、Ｘ２，ｃは、想定出力をｙとした時、Ｘ２，ｃ＝２ξωｎθｃ＋θＹｃ−Ｇατα１によって定義されるロール時の車両の第２状態であり、Ｍは車両の合計質量であり、ＩＸＸは、車体のロール軸、すなわち地上より高いところに設定され前方に向かって若干傾斜していてもよい前後軸を中心とする車体の慣性であり、Ｌは車両のホイールベースであり、ｈ０は車体のロール軸を基準とする重心の高さであり、Ｅ１は前車軸のトレッドであり、Ｅ２は後車軸のトレッドであり、α１は前輪の旋回角であり、θは車体のロール角であり、θｃはモデルから算出された車体のロール角であり、θＹは車体のロール速度であり、θＹｃはモデルから算出された車体のロール速度であり、μｃは設定ロールトルクであり、μｆはアクチュエータの動力性によりろ波されたロールトルク、すなわち実際に加えられたトルクであり、τａはアンチロールアクチュエータの応答時間である。
【００３４】
次に、同じモデルに基づくが、モデルに外乱を付加することにより、観測装置を構築する。外乱は、たとえば式ｄＹ＝０によって特徴付けられるステップ外乱としてモデル化することができる。
【００３５】
すると観測装置の発展方程式は以下のようになる：
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2008544925.tif 000011
ここで＾は値が推定値であることを意味する。
【００３６】
なお観測装置は速度に依存することに留意されたい。また、Ｋｏｂｓは観測装置の設定パラメータであることにも留意すべきである。複数の車両速度についてパラメータを計算し、次にこれを外挿してＫｏｂｓ（Ｖ）および車両の速度の変化にともなう挙動の違いを得ることができる。
【００３７】
４つの推定値
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は制御ユニット１１のその他の要素が使用できるような、車両の状態の推定値である。
【００３８】
さらに制御ユニット１１は、漸近的外乱除去ブロック２５も備える。漸近的外乱除去ブロック２５により、想定出力、一般的には車両１のロール角θに対し、外乱
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を見えないようにすることが可能である。状態観測装置２４により、推定外乱
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に対しルーピングが行われる。その場合の制御式は以下のようになる。
2008544925.tif 000015
ここで、以下の関係が成立することに注意のこと。
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【００３９】
利得Ｇαの計算は、線形システムの解像度についての従来の数学的概念を使用して求めることができる。
【００４０】
制御ユニット１１を補完するものとして出力部２７があるが、これは制御ユニットの総合的出力部を形成するもので、トルク設定値μｃを出力し、アンチロールアクチュエータ２１及び２２に送信する。
【００４１】
本発明により、特に車両がカーブに差しかかった時、所望のタイミングで、アンチロールバー１５及び１６のアンチロール作用の変動を利用することができるようになるので、車両の接地性、並びに運転者が感じる運転快適性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施態様による制御システムを具備する車両の略図である。
【図２】図１のシステムのロジックダイアグラムである。
【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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