(57)【要約】  カーブ走行時に二輪車を安定させる方法において、実際の操舵角を含む測定値に基づいて後輪のドリフトもしくは前輪のアンダステアを推測し、前輪および／または後輪におけるトルクを変更することにより二輪車が安定化される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーブ走行時に二輪車を安定させる方法であって、実際の車両状態を検出し、車両状態に応じて少なくとも１つの車輪を制動または加速する方法において、
実際操舵角（φａ）を含む測定値に基づいて、後輪（２）のドリフトもしくは前輪（１）のアンダステアを推測し、前輪（１）および／または後輪（２）におけるトルクを変更することにより二輪車を安定させることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
加速度値を検出し、該加速度値から危険な走行状態を推測する方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
目標‐操舵角（φｄ）を検出し、実際操舵角（φａ）と目標‐操舵角（φｄ）との差から前記後輪（２）のドリフトもしくは前記前輪（１）のアンダステアを推測する方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
斜度（β）および走行速度（ｖ）から前記目標‐操舵角（φｄ）を決定する方法。
【請求項５】
請求項２から４までのいずれか一項に記載の方法において、
測定された加速度値から斜度（β）を決定する方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法において、
ドリフト角の許可される最大値をあらかじめ設定する方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、
スポーツ的な走行形式または快適な走行形式のための走行モードをあらかじめ設定する方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法において、
前輪（１）および／または後輪（２）におけるブレーキトルクを変更する方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
後輪（２）に作用するエンジントルクを変更する方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法を実施するための閉ループもしくは開ループ制御器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の閉ループもしくは開ループ制御器を備える二輪車のドライバアシストシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載のカーブ走行時に二輪車を安定させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車によりカーブを安定的に通過することができるためには、自動二輪車の速度、斜度、および操舵角が実際のカーブ半径に適合されている必要がある。適合されていない速度や誤った操舵角により、自動二輪車がオーバステアまたはアンダステアする危険な走行状態が生じる場合がある。すなわち、後輪がドリフトし始めるか、もしくは前輪がカーブを超えて押し出されてしまう。このような状況は高い危険性を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、カーブ走行時に二輪車を自動的に安定させるという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１に記載の特徴により解決される。従属請求項には好ましいさらなる実施形態が記載されている。
【０００５】
本発明による方法によれば、カーブ走行にさしかかり、危険な走行状態に近付いている二輪車、特に自動二輪車またはエンジン駆動式のその他の二輪車を安定させることができる。このような危険な走行状態は、カーブ走行時に、二輪車の実際の走行速度、操舵角および／または斜度がカーブ半径に適合していない場合に生じる。特に実際の操舵角と目標‐操舵角とが異なる場合、二輪車のアンダステアまたはオーバステアが生じることがある。オーバステアの場合には二輪車の後輪がドリフトし、半径方向成分を有する理想線から外側方向に移動し始め、これに対してアンダステアの場合には前輪の半径方向成分が外側方向に移動する。
【０００６】
本発明による方法では、二輪車に設けられたセンサ装置を用いて、差し迫る、または既に生じている危険な走行状態を検出することができ、センサ装置によって実際の車両状態変数が測定される。センサ装置によって実際操舵角も決定され、実際操舵角は、後輪のドリフトと前輪のアンダステアとを識別するために使用される。これにより、実際操舵角を考慮して、差し迫る、もしくは既に生じている車両の不安定状態の種類を推測することが可能であり、さらに車両を安定させるための適宜な手段を講じることができる。これらの手段は、前輪および／または後輪に加えられるトルクの変更であり、後輪ではエンジントルクおよび／またはブレーキトルクを、前輪ではブレーキトルクを調節もしくは変更することができる。調節は車両の閉ループもしくは開ループ制御器の制御信号によって自動的に行われ、制御信号によって、所望のトルクを得るためにエンジンもしくはホイールブレーキのアクチュエータが調節される。
【０００７】
センサ装置によって、実際操舵角に加えて、好ましくは二輪車の加速度値が検出され、少なくとも並進的な加速度が全ての３空間方向に決定され、必要に応じて付加的に全ての３空間軸線を中心とした回転加速度が検出される。このようなセンサ装置は、場合によっては車両に既に提供されているトラクションコントロールシステムもしくはその他のドライバアシストシステムの構成部材であり、したがって、このようなセンサ装置を本発明による方法のために補足的に使用することもできる。操舵角は、同様に車両に提供されたセンサ装置によって検出される。
【０００８】
測定された状態変数、特に加速度値から、例えば数秒間の予備時間をもって、起こりつつある危険な走行状態を適切に検出することができ、これにより危険な状態が生じるよりも前に制御信号を生成し、安定化手段もしくは危険状態を防止するための手段を講じることができる。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、二輪車が最適な条件下で、すなわち安定した走行状態でカーブを通過する目標‐操舵角が検出される。実際操舵角と目標‐操舵角との比較により、前輪または後輪における危険な走行状態を推測することができる。実際操舵角が目標‐操舵角から正方向に外れているのか、または負方向に外れているのかに応じて、危険な走行状態は後輪または前輪に生じており、これに応じて前輪および／または後輪のトルクに影響を及ぼすために相応しい適宜な安定化手段が講じられる。通常、安定化手段は、後輪がドリフトしているのか、または前輪がアンダステア状態であるのかに応じて異なる。
【００１０】
目標‐操舵角は、例えば二輪車の実際の斜度および実際の車両速度から決定される。車両速度はセンサのデータにより既知であり、斜度は、例えば測定された加速度値から計算することができる。
【００１１】
後輪もしくは二輪車全体がドリフトした場合、二輪車縦軸線は実際の接線からカーブ軌道にそれる。安定化手段により、すなわち、後輪および／または前輪におけるトルクに影響を及ぼすことにより、ドリフトを許容範囲に抑えることができる。正負方向に許可される角度差の形式で最大限に許可されるドリフト角度許容差を許可することが適切な場合もあり、このドリフト角度許容差は工場側で調節することができ、必要に応じてドライバが調節することもできる。ドリフト角度許容差により二輪車の走行特性に影響が及ぼされ、より大きいドリフト角度許容差は、スポーツ的な走行特性に対応している。
【００１２】
前輪および／または後輪におけるトルクに影響を及ぼすことにより、好ましくは車両を安定させるために車両速度が減じられる。しかしながら、基本的には、実際に加えられているブレーキトルクを取り消すかまたはエンジントルクを増大することにより、速度を高めることも可能である。
【００１３】
この方法は、センサ装置の測定信号を評価する閉ループもしくは開ループ制御器で実施され、保存されたロジックにしたがって、カーブ走行時に危険な走行状態が生じているか、もしくは起こりそうであるのかが確認される。この場合、上述のように前輪および／または後輪に実際に加えられるトルクを変更する制御信号が生成される。閉ループもしくは開ループ制御器は、好ましくはエレクトロニック・スタビリティコントロールのためのドライバアシストシステムの構成部材である。
【００１４】
他の利点および好ましい実施形態が、さらに請求項、以下の詳細な説明および図面により明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】カーブ走行時に前輪がアンダステア状態にある自動二輪車を示す概略図である。
【図２】後輪がドリフト状態にある図１に対応した概略図である。
【図３】カーブ走行時に二輪車を安定させる場合のブロック図である。
【図４】カーブ走行時に二輪車を安定させるために使用されるトルク制御器の入力値および出力値を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１および図２には、カーブ走行時の二輪車が概略的に示されている。二輪車は前輪１および後輪２を備え、前輪１は操舵軸３を中心として実際操舵角Δφａだけ変位される。図１では、車両はアンダステアしており、したがって実際操舵角Δφａは正である。図２では、車両はオーバステアしており、実際操舵角Δφａは負である。図１および図２では、カーブ軌道４における前輪の理想的な位置を示す目標‐操舵角がφｄにより示されている。前輪の理想的な目標位置は点線で示されており、符号１′によって示されている。操舵角差Δφは実際操舵角φａと目標‐操舵角φｄとの差から得られる。図１に示したアンダステアの場合には操舵角差Δφは正であり、図２に示したオーバステアの場合には負である。
【００１７】
二輪車はカーブ軌道４を移動するので、二輪車は斜度も有する。理想的には、所与のカーブ半径および所定の車両速度に対して、斜度ならびに操舵角のための規定値がある。実際操舵角φａと目標‐操舵角φｄとが異なる場合には、二輪車はアンダステア状態もしくはオーバステア状態となり、ゼロに等しくない操舵角差Δφが生じる。アンダステアもしくはオーバステアを補正するために、前輪１および／または後輪２では、実際に加えられるトルクを自動的に制御することができる。前輪領域では、実際に加えられたブレーキトルクを変更することができ、後輪領域では、トルク管理に影響を及ぼすことにより駆動トルクを変更し、後輪ブレーキに影響を及ぼすことよりブレーキトルクを変更することができる。トルクの変更は、二輪車に装備された閉ループもしくは開ループ制御器により行われる。この制御器では入力信号から制御信号が生成され、これらの制御信号によりエンジン用アクチュエータもしくは前輪または後輪のホイールブレーキ用アクチュエータを調節することができる。
【００１８】
図３は、カーブ走行時に二輪車を安定させるための制御の基本的な経過を示すブロック回路図である。第１ブロック１０は車両のセンサ装置を示す。センサ装置は、例えば二輪車に組み込まれたトラクションコントロールシステムの構成部材であってもよく、このセンサ装置によって、車両状態変数として並進的な加速度および回転加速度を全ての３空間方向に検出可能である。さらに、車両速度ならびに前輪および後輪におけるホイール速度を検出することができる。さらに、車両は実際の操舵角φａを検出するためのセンサ装置を備える。
【００１９】
さらなるブロック１１は監視装置を示す。監視装置は出力側に目標‐操舵角φｄを供給し、目標‐操舵角φｄは、操舵角差Δφを得るために実際の操舵角Δφａから引き算される。操舵角差Δφは入力変数として、車両モデルを表すブロック１２に供給され、ブロック１２にはさらに入力変数として、例えば、車両速度ｖ、加速度ａ、特に車両の縦方向加速度および横方向加速度、ならびに斜度βなどの測定信号を付加的に供給することもできる。斜度βは、好ましくは測定されるのではなく、測定値から決定することができる。
【００２０】
車両モデル１２では、後輪におけるドリフトもしくは前輪におけるアンダステアを推測することができる操舵角差の符号を含めた操舵角差Δφから操舵角制御値φｋを生成することができ、操舵角制御値φｋは、図４に示すように、入力値としてトルク制御器に供給される。車両モデル１２では、さらに出力値として目標値が生成され、目標値は、ブロック１０の対応する実際値から引き算される。差は入力値として監視装置１１に供給される。目標値および実際値は、特に車両速度、斜度、および操舵角である。
【００２１】
さらに監視装置１１には、目標‐操舵角φｄを計算する場合に考慮されるドリフト角許容差γを入力値として供給することができる。ドリフト角許容差γによって、ドリフト角、すなわち、理想線からの車両縦軸のずれ、例えば両方向に絶対数１°または３°のずれを許可することができる。ドリフト角許容差γによって走行特性に影響を及ぼすことができ、ドリフト角許容差の増大に伴い、よりスポーツ的な特性が設定される。
【００２２】
図４は、前輪もしくは後輪におけるトルクＭを調節するためのトルク制御器１３を示す。トルク制御器１３には、ブロック１２（図３）で計算された操舵角‐補正値φｋが入力値として供給される。他の入力値として、斜度、ドリフト角許容差、加速度および速度のための補正値、さらに必要に応じてドライバによって調節される走行モード、例えばスポーツ的な走行形式または快適な走行形式などを考慮することができる。さらに、許可されるドリフト角をあらかじめ選択することができ、このドリフト角は同様に入力値として考慮される。
【００２３】
出力値Ｍは、二輪車の駆動エンジン用アクチュエータまたは前輪もしく後輪のいずれか一方のホイールブレーキ用アクチュエータに調節のために供給される制御信号である。トルク制御器１３は、図３の監視装置１１および車両モデル１２を含んでいてもよい閉ループもしくは開ループ制御器で適切に実現される。
【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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