(57)【要約】【課題】路面と車輪接地面との間に作用するそれぞれの車輪の車輪抗力により自動車の積載状態を判定するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】車両重量に比例した変数を検出し、該変数を表わす信号（Ｓｉ、Ｓａ）を出力する少なくとも１つのセンサ装置（１０）と、検出された変数を表わす信号（Ｓｉ、Ｓａ）を処理し、処理結果に基づいて車両の積載状態を判定する判定装置（１４）とを備えた、少なくとも１つの車輪（１２）を有する自動車の積載状態を判定するためのシステムにおいて、センサ装置（１０）は、前記少なくとも１つの車輪に配設された車輪力センサ装置（１０）であって、該センサ装置は、基本的に路面と車輪接地面との間に作用するそれぞれの車輪（１２）の車輪抗力を車両重量に比例した変数として検出する。さらに本発明は、対応する方法にも関する。【選択図】図１
2004516983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両重量に比例した変数を検出し、該変数を表わす信号（Ｓｉ、Ｓａ）を出力する少なくとも１つのセンサ装置（１０）と、
前記検出された変数を表わす信号（Ｓｉ、Ｓａ）を処理し、処理結果に基づいて車両の積載状態を判定する判定装置（１４）と、
を備えた、少なくとも１つの車輪（１２）を有する自動車の積載状態を判定するためのシステムにおいて、
前記センサ装置（１０）は、前記少なくとも１つの車輪に配設された車輪力センサ装置（１０）であって、該センサ装置は、基本的に路面と車輪接地面との間に作用するそれぞれの前記車輪（１２）の車輪抗力を車両重量に比例した変数として検出すること、
を特徴とする自動車の積載状態を判定するためのシステム。
【請求項２】
車両横方向において互いに対向した少なくとも２つの前記車輪（１２）、好ましくは車両の各車輪（１２）にそれぞれ車輪力センサ装置（１０）が配設されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの車輪力センサ装置（１０）は、タイヤセンサ装置（２０、２２、２４、２６、２８、３０）および／または車輪軸受センサ装置であることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
記憶装置（１５）を備え、該記憶装置には検出された少なくとも１車輪抗力および／または検出された少なくとも１車輪回転数および／または検出された操舵角および／またはステアリング角および／または前記検出値に対応した検出時点が記憶されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記判定装置（１４）は、前記少なくとも１車輪抗力の時間的変化と、ステアリング速度の時間的変化とを算出し、該算出結果に基づいて積載状態を判定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記判定装置（１４）は、路面上の車両重心高さを算定し、該算定結果に基づいて積載状態を判定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記判定装置（１４）は、前記判定された積載状態に基づいて調節制御信号を出力すること、および
前記システムは、さらに前記調節制御信号に基づいて自動車の運行状態に影響を及ぼす調節制御装置（１６）を有すること、
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
前記調節制御信号は、横方向加速度および／またはコーナリング速度を適切な最大値に制限することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記判定装置（１４）および／または前記調節制御装置（１６）の１つまたは複数は、自動車走行性を制御および／または調節するための１つまたは複数の装置、たとえばアンチブロックシステム、ＡＳＲシステム、またはＥＳＰシステムに配設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システム。
【請求項１０】
少なくとも１つのタイヤおよび／または１つの車輪（１２）を有した自動車の走行性を制御および／または調節するためのシステムであって、前記タイヤおよび／または前記車輪（１２）、特に車輪軸受に力センサ（２０、２２）が取付けられ、該力センサ（２０、２２）の出力信号に応じて前記車両のコーナリング速度および／または横方向加速度が制限されるシステム。
【請求項１１】
前記力センサ（２０、２２）の前記出力信号（Ｓｉ、Ｓａ）に応じて、車両質量または車両質量分布を表わす質量値を算出し、該質量値に応じて前記車両のコーナリング速度および／または横方向加速度を制限することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
車両重量に比例した変数を検出するステップ（Ｓ０１、Ｓ０２；Ｓ０１’、Ｓ０２’）と、
該検出した変数を処理するステップ（Ｓ０３、Ｓ０４；Ｓ１４’〜Ｓ１９’）と、
該処理結果に基づいて自動車の積載状態を判定するステップ（Ｓ０５、Ｓ０７；Ｓ２０’）と、
を含む、少なくとも１つの車輪（１２）を有する自動車の積載状態を判定するための方法において、
前記検出ステップ（Ｓ０１、Ｓ０２；Ｓ０１’、Ｓ０２’）において、基本的に路面と車輪接地面との間に作用する前記少なくとも１つの車輪（１２）の車輪抗力が車両重量に比例した変数として検出されることを特徴とする自動車の積載状態を判定するための方法。
【請求項１３】
前記検出された少なくとも１車輪抗力の時間的変化を検出するステップ（Ｓ１７’）と、
ステアリング速度の時間的変化を検出するステップ（Ｓ１８’）と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
路面上の車両重心高さを算出するステップ（Ｓ１９’）をさらに含み、該算出結果に基づいて積載状態の判定が行われる（Ｓ２０’）ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
車両の横方向加速度を算出するステップ（Ｓ０９、Ｓ１０；Ｓ０９’、Ｓ１０’）をさらに含むことを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
車両走行中の曲線路の曲線半径を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
好ましくは前記曲線半径を考慮した積載状態の判定結果に基づいて自動車の運行状態に対する影響力を行使する（Ｓ１２、Ｓ１３；Ｓ１２’、Ｓ１３’）ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記影響力行使ステップは、前記横方向加速度および／またはコーナリング速度を適切な最大値に制限すること（Ｓ１２；Ｓ１２’）を含むことを特徴とする請求項１２ないし１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記影響力行使ステップは、車両に自動車の走行性を制御および／または調節するための装置、たとえばアンチブロックシステム、ＡＳＲシステム、またはＥＳＰシステムが設けられていることを特徴とする請求項１２ないし１８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、少なくとも１つの車輪を有する自動車の積載状態を判定するためのシステムであって、車両重量に比例した変数を検出し、該変数を表わす信号を出力する少なくとも１つのセンサ装置と、検出された変数を表わす信号を処理し、処理結果に基づいて車両の積載状態を判定する判定装置とを備えたシステムに関する。
【０００２】
本発明はさらに、少なくとも１つの車輪を有する自動車の積載状態を判定するための方法であって、以下のステップ、すなわち車両重量に比例した変数の検出、検出された該変数の処理、および処理結果に基づいて車両の積載状態を判定する各ステップを含む方法を、好ましくは本発明によるシステムによって実施するための方法に関する。
【０００３】
［従来の技術］
自動車には通例、それを超過すると車両運行許可が失効することとなる最大積載量ないし最大総重量が指定されている。これは、許可を超える積載が行われると運行上重要な車両装置に支障が生ずる恐れがあることから、車両の交通安全性を保障するためのものである。さらに積載量に応じて車両の走行性は変化する。許可される積載量以下の積載状態にあってはまったく問題なくコントロールし得る走行状態は、不許可の積載が行われた車両にあってはすでに危険な状態となる。
【０００４】
この場合、許容総重量の超過が危険であるだけでなく、許容総重量を超過していなくとも不許可の屋根積載も危険である。こうした屋根積載により、車両全体の重心が路面レベルから大きく離間変位する結果、こうした車両はたとえば左右交互のコーナリング走行のような機動的な走行操作を行う場合に転倒し得ることとなる。
【０００５】
したがって積載状態を把握することは、交通安全性の保障にとって大きな意義を有している。そもそも車両に積載を行わない車両ドライバーは積載状態を思い煩う必要はないとはいえ、たとえば一般に実用車両の場合あるいはまた乗用車で輸送を行う場合にも車両ドライバーが車両積載状態をもはや的確に推定し得ない状況がしばしば発生する。
【０００６】
従来の技術から、実用車両については、実用車両用空気圧縮ばねシステムの圧力センサによってその都度の実用車両重量を測定するシステムが既知である。
この装置の欠点は、その使用が空気圧縮ばねシステムを備えた車両に限定されていることであり、これによって大半の乗用車の場合にその使用は不可能である。さらに、ガス圧から車両重量が算定されるため、たとえばガスに対する温度の影響または老化に起因する影響などにより、かなりの不正確性が生じ得る。
【０００７】
好適に使用し得るセンサに関連して、さらに、さまざまなタイヤ製造業者が今後いわゆるインテリジェントタイヤの使用を計画していることが知られている。この場合、新たなセンサと解析評価回路はタイヤに直接取付けることが可能である。この種のタイヤを使用することにより付加的な機能、たとえば走行方向に対して横方向および縦方向にタイヤに生ずるトルク、タイヤ空気圧あるいはタイヤ温度の測定などを行うことができる。この点で、たとえば、好ましくは円周方向に磁力線の延びた磁気領域ないし磁気ストライプを各タイヤに組込んだタイヤを設けることが可能である。磁化は区域毎に常に同一方向に、ただし配向を反対にして、すなわち極性を交互に変えて行われる。磁気ストライプはリムフランジ近傍およびタイヤ接触近傍まで延びているのが好ましい。このトランスデューサはしたがって車輪回転速度で回転する。対応するレシーバは回転方向の異なる２個所またはそれ以上の個所で車体に固定取付けされ、さらに回転軸からの半径方向間隔が互いに相異しているのが好ましい。これにより内側測定信号と外側測定信号とを得ることができる。こうして円周方向における一つもしくは複数の測定信号の極性変化を経てタイヤの回転を認識することが可能である。内側測定信号と外側測定信号との回転円周と時間的変化から、たとえば車輪回転速度を算出することが可能である。さらにこれらの測定信号からタイヤの歪みと共に、タイヤと路面との間に作用する力を推定することができる。
【０００８】
センサを車輪軸受に配置することも同じく既に提案されたが、この場合、車輪軸受の回転部ならびに静止部の双方にセンサを配置することができる。センサは、たとえばマイクロスイッチ・アレイの形のマイクロセンサとして実現することができる。車輪軸受可動部に配置されたセンサにより、たとえば車輪力、加速度ならびに回転数が測定される。これらのデータは、電子的に記憶された基本パターンと比較されるか、または車輪軸受固定部に取付けられた同種もしくは類似のマイクロセンサのデータと比較される。
［発明の利点］
本発明は、センサ装置が少なくとも１つの車輪に配設された車輪力センサ装置であって、該センサ装置が基本的に路面と車輪接地面との間に作用するそれぞれの車輪の車輪抗力（車輪接触力）を車両重量に比例した変数として検出することにより、前記の類のシステムを基礎として構成されている。車輪接地面に対して垂直に作用する力の成分である車輪抗力を検出することにより車両重量を直接に、すなわちガス圧からのさらなる換算を要することなく、正確に算定することが可能である。この場合、一方で許容総重量の超過を検出することができると共に、他方で車両空重量の大幅な超過から、路面レベルからの車両重心の離間変位およびそれと共に不許可の屋根積載を推定することができる。
【０００９】
本発明のさらなる好適な構成により、所定の車両重量しきい値が超えられている場合には、積載がたとえばトランクルームではなく屋根に行われていることが判定されると、出力装置、たとえば車載コンピュータを介してドライバーに対して運行が不許可である旨の情報を出力することができる。これに加えて本発明のさらなる好適な構成によると、ドライバーは入力装置を介して車両の積載が行われている場所を入力することができ、これによってシステムは、検出された車両重量から所定の第一の車両重量しきい値との比較により、積載状態判定結果として車両総重量の超過を推定することができると共に、ドライバーの入力を顧慮して、場合により、第二の車両重量しきい値との比較により許容屋根積載量の超過を推定することができる。
【００１０】
本発明によるシステムにあっては、各車輪接地点への車両総重量の分布は車両の構造によって概ね所与であることから、１つの車輪に車輪力センサ装置が備えられているだけで基本的には十分である。ただし、車両横方向において互いに対向した少なくとも２つの車輪、好ましくは車両の各車輪にそれぞれ車輪力センサ装置が配設されていれば、車両重量を遥かに正確に算定することが可能である。
【００１１】
車両の各車輪にそれぞれセンサ装置が配設されている場合には、積載場所が相違していれば積載量が同じであっても車輪抗力の変化に相違が生ずることから、たとえば無積載状態を基準にして検出された各車輪の車輪抗力の変化から、積載が屋根に行われているかもしくはたとえばトランクルームに行われているかを判定することができる。
【００１２】
車輪力センサ装置としては、タイヤセンサ装置および／または車輪軸受センサ装置が好適であると考えられる。これらのセンサ装置は一方で、検出個所が検出される力の作用個所のごく近傍に位置していることから、特段の外乱なしに車輪抗力を非常に正確に検出し得るという利点を有している。他方でこれらのセンサ装置によって車輪抗力に加えて、さらに車輪回転数およびそれと共に車両速度を算出することが可能である。全車輪、すなわち駆動輪ならびに非駆動輪にそれぞれこの種のセンサ装置が配設されていれば、さらに好適なことに、走行状態を特徴づけるその他の変数、たとえば車輪スリップまたは左右車輪間の回転数差を算出することもできる。
【００１３】
すでに左右の車輪の車輪回転数を検出することによってコーナリング走行を推定することが可能であるが、本システムは、別法として、または精度の向上のためにさらに、ステアリングホイールの操作、好ましくは操舵角および／またはステアリング角を検出し得るステアリングセンサ装置を有することができる。
【００１４】
変数の時間的変化をより正確に検出し得るようにするには、システムが計時装置を含んでいるのが好適である。専門家には、計時装置は時計であれば好ましいとはいえ必ずしも時計である必要はないとのことは明らかであろう。このためには、時間経過を推定することができればいかなる装置も有用である。たとえば車両速度と走行距離からも時間を算出することが可能である。
【００１５】
変数の時間的変化の算出には、システムが記憶装置を備えているのが好適である。該装置には検出された少なくとも１車輪抗力および／または検出された少なくとも１車輪回転数および／または検出された操舵角および／またはステアリング角および／または前記検出値に対応した検出時点が記憶される。
【００１６】
たとえば判定装置は、少なくとも１車輪抗力の時間的変化とステアリング速度の時間的変化とを算出し、算出結果に基づいて積載状態を判定することができる。これは車両の走行動特性に基づいた積載状態の判定を表わしており、非常に正確な重量判定を可能とするだけでなく、走行動特性が路面上方の車両重心の位置によって影響されることから、積載場所に関する判定も可能とする。
【００１７】
したがって判定装置は本発明の好適な構成により、走行動特性から少なくとも近似的に車両質量分布、好ましくは車両慣性モーメントを算定することが可能である。
【００１８】
さらに判定装置は本発明により、好ましくは非駆動輪の車輪回転数とヨー速度とから車両の横加速度も算定することができる。こうして横方向加速度と、判定された車両積載量とから車両の傾倒傾向を推定することが可能である。
【００１９】
この傾倒傾向は、判定装置が路面上の車両重心高さを算定し、該算定結果に基づいて積載状態を判定する場合に、特に正確に評価することができる。車両重心の高さは、たとえば記憶装置に記憶され、算出された少なくとも１つの車輪の車輪抗力の時間的変化と、ステアリング速度の時間的変化と、路面上の車両重心の高さとの間の関連を表わす特性マップを経て算定することができる。
【００２０】
さらに判定装置は、それが得ているデータから車両が目下走行している曲線路の曲線半径も算定することができる。加速度と曲線半径の算定法の一例は、さらに後段で説明する。
【００２１】
車両の交通安全性は、判定された積載状態に基づいて判定装置が調節制御信号を出力し、システムがさらに調節制御信号に基づいて自動車の運行状態に影響を及ぼす調節制御装置を有することにより、単なる積載状態判定のレベルを超えて大幅に向上させることができる。
【００２２】
たとえば調節制御信号は、積載状態から算出し得る最高許容横方向加速度および／または最高許容コーナリング速度を含むことができる。これにより調節制御信号は、横方向加速度および／またはコーナリング速度を適切な最大値に制限すると共に、それによってたとえば車両の転倒を確実に防止することができる。自動車運行状態に対する調節制御操作として考えられるのは、たとえばエンジン出力の調節および／または自動車の少なくとも１つの車輪の車輪制動圧力の調節である。エンジン出力は本発明の構成によると、点火時期調整および／またはスロットルバルブポジション調整および／または燃料噴射量調整によって行うことができる。システムはその際、前記の判定装置および／または調節制御装置を、自動車走行性を制御および／または調節するための装置、たとえばアンチブロックシステム、ＡＳＲシステム、またはＥＳＰシステムに配設することにより、可能な限り少数のコンポーネントで実現することが可能である。これは特に、前記の装置が前記システムの一部を成しているケースを含んでいる。
【００２３】
換言すれば、本発明は少なくとも１つのタイヤおよび／または１つの車輪を有した自動車の走行性を制御および／または調節するためのシステムであって、タイヤおよび／または車輪、特に車輪軸受に力センサが取付けられ、力センサの出力信号に応じて車両のコーナリング速度および／または横加速度が制限されるシステムに関する。この場合、力センサの出力信号に応じて車両質量または車両質量分布を表わす質量値を算出し、質量値に応じて車両のコーナリング速度および／または横方向加速度を制限することができる。
【００２４】
本発明は、検出ステップにおいて基本的に路面と車輪接地面との間に作用する少なくとも１つの車輪の車輪抗力が車両重量に比例した変数として検出されることにより、本発明による方法を基礎としている。本発明によるシステムでの実施に特に適した本発明による方法によって、本発明によるシステムの利点も実現されることから、本方法の補充的説明については前記のシステムの説明を参照されたい。
【００２５】
すでに前述したように、少なくとも１つの車輪について検出された車輪抗力から車両重量を算定し、対応するしきい値と比較することが可能である。車輪抗力は、好ましくは全車輪について検出される。これにより車両の積載場所と、続いて積載場所に応じた（屋根またはトランクルーム）許容積載量の超過の有無を判定することができる。
【００２６】
本発明のさらなる好適な構成により、検出ステップは、少なくとも１つの車輪の車輪回転数の検出および／またはステアリングホイールの操作、好ましくは操舵角および／またはステアリング角の検出および／または時点または時点と関連した変数の検出を包括している。積載状態の判定は、検出された少なくとも１車輪抗力の時間的変化とステアリング速度の時間的変化との算出結果に基づいて好適に行うことができる。
【００２７】
このようにして算出し得る車両動特性から、さらに、車両質量分布、好ましくは車両の慣性モーメントを算出することができる。
不許可の屋根積載の検知に関しては、方法がさらに路面上の車両重心高さの算出を含み、積載状態の判定がこの算出結果に基づいて行われるのが好適である。
【００２８】
車両重心高さの算出は、たとえば前述したように適切な特性マップに基づいて行うことができる。
路面上の車両重心高さはさらに横方向加速度と少なくとも１車輪抗力の時間的変化とから算出することもできるため、方法は横方向加速度の算出を含んでいるのが好適である。この場合、車両重心高さはこの法則によって容易に算出することができる。
【００２９】
転倒の危険ないしコーナリング時の遠心力を表わすもう一つの尺度として、走行中の曲線路の曲線半径を利用し得ることから、方法は曲線半径の算出を含んでいるのが好適である。交通安全性を向上させるため、方法は別途もしくは付加的に、好ましくは曲線半径を考慮した積載状態の判定結果に基づいて自動車の運行状態に対する影響力を行使することを含むことができる。
【００３０】
前記の影響力行使ステップの枠内で、横方向加速度および／またはコーナリング速度を適切な最大値に制限し、こうして車両の転倒を防止することができる。
車両に自動車の走行性を制御および／または調節するための装置、たとえばアンチブロックシステム、ＡＳＲシステム、またはＥＳＰシステムが設けられている場合には、車両に付加的なコンポーネントおよびモジュールを搭載することを回避するため、前記の影響力行使ステップが前記の１つもしくは複数のシステムによって実施されるのが好適である。
【００３１】
以下、添付図面に基づいて、本発明をなお詳細に説明する。
【００３２】
【実施例の説明】
図１は、本発明によるシステムのブロック図を示したものである。センサ装置１０は車輪１２に配設されており、同図において図示された車輪１２は、車両の複数の車輪を代表するものとして表わされている。センサ装置１０は、センサ装置１０の信号を処理する判定（評価）装置１４と連結されている。判定装置１４は検出値を記憶するための記憶装置１５を備えている。判定装置１４はさらに調節制御装置１６と連結されている。この調節制御装置１６もまた車輪１２に対応している。
【００３３】
ここに図示した例においてセンサ装置１０は、車輪１２の車輪抗力と車輪回転数とを検出する。これから結果する検出結果はさらなる処理のために判定装置１４に引き渡される。たとえば判定装置１４では、検出されたタイヤの歪みから前述した車輪力が算出される。これは記憶装置に記憶されている特性曲線を利用して行うことができる。
【００３４】
判定装置１４では、個々の車輪の車輪抗力から車両重量しきい値との比較によって車両の積載状態を判定することができる。
判定された積載状態に応じて、判定装置１４は最高コーナリング速度および／または最高横方向加速度を算出する。瞬時のコーナリング速度および／または最高横方向加速度を、最高コーナリング速度および／または最高横方向加速度と比較することにより、判定装置１４は適宜の調節制御信号を発生する。
【００３５】
この信号は調節制御装置１６に伝達される結果、信号に応じて車両運行状態、特に車輪１２に影響を及ぼすことができる。こうした影響力の行使は、個々の車輪に対するブレーキ調節操作、エンジンのスロットルバルブポジションの変更、燃料噴射量、噴射時点および／または噴射時間の調整、噴射フェードアウトおよび／または点火時点調整によって行うことができる。
【００３６】
図２は、本発明の枠内での本発明による方法の実施形態のフローチャートを示したものであり、ここで車両積載状態は過積載の点から見て判定され、判定結果に応じて本発明によるシステムにより車両運行状態に対する安定化調節操作が実施される。先ず各ステップの意義を説明する。
【００３７】
Ｓ０１：  各タイヤの歪みを検出する。
Ｓ０２：  検出された歪みから路面上の各タイヤの抗力を算出する。
Ｓ０３：  全車輪の車輪抗力の和から車両の積載重量を算定する。
【００３８】
Ｓ０４：  車両の積載場所を判定する。
Ｓ０５：  ステップＳ０３で算定された積載重量を所定のトランクルーム積しきい値と比較する。
Ｓ０６：  ドライバーに対して警告信号を出力する。
【００３９】
Ｓ０７：  ステップＳ０３で算定された積載重量を所定の屋根積載しきい値と比較する。
Ｓ０８：  ドライバーに対して警告信号を出力する。
Ｓ０９：  最高許容横方向加速度を算出する。
【００４０】
Ｓ１０：  瞬時実横方向加速度を算出する。
Ｓ１１：  瞬時実横方向加速度をステップＳ０９で算出された最高許容横方向加速度と比較する。
Ｓ１２：  瞬時実横方向加速度を最高許容横方向加速度に制限するための車両運行状態調節制御に適した操作と、場合により、当該操作が実施されるべき車輪を決定する。
Ｓ１３：  前記操作を実施する。
【００４１】
図２に示した方法フローは、リアドライブ（後輪駆動）車両またはフロントドライブ（全輪駆動）車両についても同様に行うことができる。ステップＳ０１では、各タイヤの歪みが検出される。
【００４２】
この歪みから、ステップＳ０２で各車輪につき車輪抗力が算出される。これは記憶装置に格納されているタイヤ歪みと車輪抗力との間の関連を示す特性曲線を利用して行われる。さらに各車輪の車輪回転数が算出される。
【００４３】
ステップＳ０３では算出された各車輪の車輪抗力の和から車両の積載重量が決定され、ステップＳ０４で積載場所が判定される。
ステップＳ０４で積載がトランクルームに行われていることが判定されると、ステップＳ０５において、ステップＳ０３で算定された積載重量がトランクルーム積載しきい値と比較される。所定のトランクルーム積載しきい値とは、たとえば車両の最大許容総重量かそれに近い値、または実験的に決定された値であってよく、これらの値に際して車両の走行動特性は変化し、車両はかなり容易に危険な走行状態に陥る場合がある。こうして車両の過積載の有無が判定される。トランクルーム積載しきい値が超えられると、ステップＳ０６でドライバーに対して適宜の警告信号が出力される。
【００４４】
他方、ステップＳ０４で積載が屋根に行われていることが判定されると、ステップＳ０７において、ステップＳ０３で算定された積載重量が屋根積載しきい値と比較される。所定の屋根積載しきい値は、車両製造業者が安定性または走行動特性基準に基づいてこれを定めることができる。こうして車両の屋根過積載の有無が判定される。屋根積載しきい値が超えられると、ステップＳ０８でドライバーに対して適宜の警告信号が出力される。
【００４５】
続いてのステップＳ０９では算出された積載重量を考慮して、車両をなお確実にコントロールし得る最高許容横方向加速度が算出される。ここで、本発明によれば最高許容横方向加速度の代わりにまたはそれに加えて、最高許容コーナリング速度も算出し得る旨を明確に指摘しておくこととする。この最高値ないしこれらの最高値は続いて走行動特性制御のために利用される。
【００４６】
ステップＳ１０では車両の実横方向加速度が算出される。ここで実横方向加速度は、たとえば検出された車両の車輪回転数とヨー速度とによって決定することができる。これはたとえば以下の式によって得られる。
ＡＹ＿Ｂ＝ω・ＶＭＮＡ
前記式中、ＡＹ＿Ｂは実横方向加速度、ωはヨー速度、ＶＭＮＡは非駆動輪の平均回転速度である。車両のヨー速度ωは、たとえば車両固有寸法と平均車両速度から以下のようにして算出することができる。
ａ）リアドライブ車両の場合：
【００４７】
【数１】
2004516983.tif 000003
ｂ）フロントドライブ車両の場合：
【００４８】
【数２】
2004516983.tif 000004
前記式中、ｃ１およびｃ２は定数、ＤＶ＿Ｇは適宜の車輪回転数から算出される非駆動輪の速度差、＃ＲＡＤＳＴＡＮＤは車両の軸距、＃ＳＰＵＲＷは輪距である。
【００４９】
ステップＳ１１では、実横方向加速度とステップＳ０９で算出された最高許容横方向加速度との間の比較が実施される。
比較の結果、実横方向加速度が最高許容横方向加速度を上回っていることが判明すれば、引き続いての方法ステップにおいて車両運行状態に対する安定化調節操作が行われる。
【００５０】
ステップＳ１２では、実横方向加速度を最高許容横方向加速度に制限するための適切な調節操作が決定される。この調節操作は減速によって行うことができ、そのためたとえば制動力が加えられるべき車輪がまず選択され、次いで加えられた量が算定される。
【００５１】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で決定された調節操作が最終的に、たとえば油圧調整弁の適切な調節操作によって実施される。
図３は、危険な車両屋根積載を検知し、それに応じて実施される車両運行状態に対する調節制御操作を決定するための方法のフローチャートを示したものである。各方法ステップは、図２の方法ステップと異なり符号にアポストロフィを付して表わされている。この場合、同一の符号は同一の方法ステップを表わしている。各方法ステップの意義は以下の通りである。
【００５２】
Ｓ０１’：  各タイヤの歪みを検出する。
Ｓ０２’：  検出された歪みから路面上の各タイヤの抗力を算出する。
Ｓ１４’：  ステップＳ０２’で算出された実車輪抗力を対応する検出時点と共に記憶する。
【００５３】
Ｓ１５’：  操舵角を検出する。
Ｓ１６’：  ステップＳ１５’で検出された実操舵角を対応する検出時点と共に記憶する。
【００５４】
Ｓ１７’：  全車輪の車輪抗力の時間的変化を算定する。
Ｓ１８’：  操舵角の時間的変化を算定する。
Ｓ１９’：  全車輪の車輪抗力の時間的変化と操舵角の時間的変化とに応じた特性マップに基づいて路面上の車両重心高さを算定する。
【００５５】
Ｓ２０’：  ステップＳ１９’で決定された車両重心高さを所定の重心高さしきい値と比較する。
Ｓ２１’：  ドライバーに対して警告信号を出力する。
【００５６】
Ｓ０９’：  最高許容横方向加速度を算出する。
Ｓ１０’：  瞬時実横方向加速度を算出する。
Ｓ１１’：  瞬時実横方向加速度をステップＳ０９’で算出された最高許容横方向加速度と比較する。
【００５７】
Ｓ１２’：  瞬時実横方向加速度を最高許容横方向加速度に制限するための車両運行状態調節制御に適した操作と、場合により、当該操作が実施さるべき車輪とを決定する。
【００５８】
Ｓ１３’：  前記操作を実施する。
以下、図２に示した方法と相違する方法ステップのみを説明する。その他の方法ステップについては、図２の説明を参照されたい。
【００５９】
ステップＳ１４’では、ステップＳ０２’で算出された実車輪抗力が対応する検出時点と共に記憶される結果、これらを後の時間的変化の算定に利用することができることとなる。
【００６０】
ステップＳ１５’では、ステアリング速度に関する情報、すなわち操舵角の時間的変化に関する情報を得るために、実操舵角が検出される。操舵角の代わりにステアリング角が検出されてもよい。車輪抗力とステアリングとの間の良好な関連性を得るために、操舵角はできるだけ車輪抗力と同時に検出される必要があろう。
【００６１】
ステップＳ１６’では、ステップＳ１４’での車輪抗力と同様に、ステップＳ０２’で検出された操舵角が対応する検出時点と共に記憶される。場合により、記憶装置の負担を軽減するため、もはや不要な陳腐化した値は抹消されてよい。
【００６２】
続いてステップＳ１７’において、全車輪の車輪抗力の時間的変化が算定される。個々の車輪に関する時間的変化は、後の処理を簡便化するため単一の変化量にまとめられてよい。
【００６３】
同じくステップＳ１８’では、操舵角の時間的変化が算定される。
続いてステップＳ１９’では、全車輪の車輪抗力の時間的変化と操舵角の時間的変化とに応じた特性マップに基づいて、路面上の車両重心高さが算定される。ステップＳ２０’において、ステップＳ１９’で算定された車両重心高さが所定の重心高さしきい値と比較されることにより、危険な屋根積載に関わる車両の積載状態を判定することができる。所定の重心高さしきい値が超えられている場合にはステップＳ２１’でドライバーに対して適切な警告信号が出力される。
【００６４】
ステップＳ０９’では、図２に示した方法のステップＳ０９と同様に、ただしこの場合にはステップＳ１９’で算定された車両重心高さを考慮して、最高許容横方向加速度が算出される。
【００６５】
図４は、車輪１２に取付けられた、いわゆるタイヤセンサ装置／サイドウォールセンサ装置２０、２２、２４、２６、２８、３０を有したタイヤ３２をタイヤ３２の回転軸Ｄの方向から見た一部を示したものである。このタイヤセンサ装置／サイドウォールセンサ装置２０は、回転方向の異なる２個所で車体に固定取付けされている２つのセンサ装置２０、２２を有している。さらにこれらのセンサ装置２０、２２の各々と車輪３２の回転軸との間の半径方向間隔は異なっている。タイヤ３２のサイドウォールには、車輪回転軸に対して概ね半径方向に延びる多数の磁気領域が好ましくは円周方向に延びる磁力線を有したトランスデューサ２４、２６、２８、３０（ストライプ）として設けられている。これらの磁気領域は交互に変化する極性を有している。
【００６６】
図５は内側、つまり車輪１２の回転軸Ｄにより近く配置された図４のセンサ装置２０の信号Ｓｉの経路と、外側、つまり車輪１２の回転軸からさらに引き離して配置された図４のセンサ装置２２の信号Ｓａの経路とを示したものである。タイヤ３２の回転は、測定信号ＳｉとＳａとの極性変化を介して認識される。信号ＳｉとＳａとの回転円周と時間的変化からたとえば車輪回転速度を算定することができる。信号間の位相ずれによりタイヤ３２の捩れを算出することができ、したがってたとえば車輪力を直接に測定することができる。本発明の範囲内において、図４に示した路面３４上のタイヤ３２の抗力を算出することができれば、この抗力から本発明による方法で自動車車輪の浮上がり傾向を直接に推定することができるため、特に好適である。この抗力はタイヤが静止している場合にすでにタイヤ歪みから算出することができる。
【００６７】
本発明に基づく前記の実施例の説明は、例示のみを目的としたものであり、本発明を制限するものではない。本発明の枠内で、本発明の範囲ならびにその均等性を変えることなくさまざまな変更および修正を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるシステムのブロック図である。
【図２】
車両過積載を検知するための本発明による方法のフローチャートを示した図である。
【図３】
危険な車両屋根積載を検知するための本発明による代替的または補助的な方法のフローチャートを示した図である。
【図４】
タイヤサイドウォールセンサを備えたタイヤの一部を示す図である。
【図５】
図３に示したタイヤサイドウォールセンサの信号経路の例を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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