(57)【要約】【課題】走行路面の特性について信頼性の高い認知を行う、車両の走行挙動を監視するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】車両の少なくとも一つの車輪（１２）の車輪力を求めるための、車輪力を測定するセンサ装置（１０）、及び求められた車輪力を処理する手段（１４）、を備えた、車両の走行挙動の監視システムにおいて、その処理の結果から、走行路面の状態が認知される。本発明はまた、車両の走行挙動を監視するための方法に関している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の少なくとも一つの車輪（１２）の車輪力を求めるための、車輪力を測定するセンサ装置（１０）、及び
求められた車輪力を処理する手段（１４）、
を備えた、車両の走行挙動の監視システムにおいて、
その処理の結果から、走行路面の状態が認知されることを特徴とする監視システム。
【請求項２】
悪路、μスプリット、砂利、ウェット、氷結、及び／又は深雪の状態を認知することができることを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
車輪力を測定するセンサ装置（１０）が、タイヤセンサを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の監視システム。
【請求項４】
車輪力を測定するセンサ装置（１０）が、車輪軸受けセンサを備えてい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監視システム。
【請求項５】
タイヤの円周方向の力を、接線方向の変形とタイヤセンサによる接線方向の変形の測定から得られた円周方向の力との間の特性曲線を用いて求めることができること、及び
前記円周方向の力からブレーキ圧を求めることができること、
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の監視システム。
【請求項６】
トラクションコントロール（ＡＳＲ）を使用した場合に、片側コントロールで且つコントロールされた側とコントロールされていない側との間のブレーキ圧差が凡そ４０バールよりも大きい時に、μスプリットが認知され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監視システム。
【請求項７】
エンジントルクが本質的に一定の場合、変化しつつある車輪接地力の動特性から、且つ同時に車輪速度と車輪加速度とを考慮することから、正確に悪路が認知され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監視システム。
【請求項８】
認知された走行路面の状態が、走行路面状態信号へ変換されること、及び
前記走行路面状態信号が、車両の走行挙動に影響を与えるための制御装置（１６）によって援用されること、
を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の監視システム。
【請求項９】
車輪力測定センサ装置を用いて車両の少なくとも一つの車輪（１２）の上の車輪力を求めるステップ、及び
求められた車輪力を処理するステップ、
を含む、車両の走行挙動の監視方法において、
その処理の結果から、走行路面の状態が認知されることを特徴とする監視方法。
【請求項１０】
悪路、μスプリット、砂利、ウェット、氷結、及び／又は深雪の状態が認知されることを特徴とする請求項９に記載の監視方法
【請求項１１】
車輪力を測定するセンサ装置（１０）が、タイヤセンサを使用していることを特徴とする請求項９又は１０に記載の監視方法。
【請求項１２】
車輪力を測定するセンサ装置（１０）が、車輪軸受けセンサを使用しているということを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の監視方法。
【請求項１３】
タイヤの円周方向の力が、接線方向の変形とタイヤセンサによる接線方向の変形の測定から得られた円周方向の力との間の特性曲線を用いて求められること、及び
前記円周方向の力から、ブレーキ圧が求められること、
を特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の監視方法。
【請求項１４】
トラクションコントロール（ＡＳＲ）を使用した場合に、片側コントロールで且つコントロールされた側とコントロールされていない側との間のブレーキ圧差が凡そ４０バールよりも大きい時に、μスプリットが認知されることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の監視方法。
【請求項１５】
エンジントルクが本質的に一定の場合、変化しつつある車輪接地力の動特性から、且つ同時に車輪速度と車輪加速度とを考慮することから、正確に悪路が認知されることを特徴とする請求項９ないし１４のいずれかに記載の監視方法。
【請求項１６】
認知された走行路面の状態が、走行路面状態信号へ変換されること、及び
前記走行路面状態信号が、車両の走行挙動に影響を与えるための制御装置によって援用されること、
を特徴とする請求項９ないし１５のいずれかに記載の監視方法。
【請求項１７】
少なくとも一つのタイヤ及び／又は車輪を有する自動車の走行挙動の制御ステムであって、タイヤの中及び／又は車輪の上、特に車輪軸受けの上に力センサが取り付けられており、該力センサの出力信号に応じて走行路面の状態を表す走行路面状態信号が求められ、該走行路面状態信号が走行挙動の制御のために援用される、自動車の走行挙動のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、車両の少なくとも一つの車輪の上で車輪力を求めるための、車輪力を測定するセンサ装置と、求められた車輪力を処理する手段とを備えた、車両の走行状態を監視するためのシステムに関する。本発明は更に、車輪力を測定するセンサ装置を用いて車両の少なくとも一つの車輪の上で車輪力を求めるステップと、求められた車輪力を処理するステップとを含む、車両の走行状態を監視するための方法に関する。
【０００２】
従来の技術
上記の類概念に基づくシステムと上記の類概念に基づく方法は、ビークルダイナミクスコントロールの範囲で利用される。例えば、それ等のシステム及び方法は、アンチロックシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロール（ＡＳＲ）、及び電子式走行安定プログラム（ＥＳＰ）に関連して使用される。その際、自動車の個々の車輪の車輪速度をセンサを介して測定し、測定された車輪速度を自動車の走行挙動の制御及び／又は調整の際に考慮するということが知られている。既知の方法及びシステムによっても既に良好な結果が達成されてはいるが、特に走行の安全性に関して、上記の類概念に基づく方法及びシステムを更に改良することに関心が寄せられている。
【０００３】
上記の類概念に基づいて備えられたセンサに関しては更に、いくつかのタイヤメーカーがいわゆるインテリジェントタイヤを将来採用することを計画しているということが知られている。その際には、新しいセンサと評価回路が直接タイヤの上に取り付けられるかも知れない。その様なタイヤの採用は、例えば、タイヤの上に走行方向に対して横方向と縦方向に発生するモーメント、タイヤ圧、或いはタイヤ温度の測定等の追加機能を可能にする。この点に関して、例えば各々のタイヤの中に、好ましくは円周方向に伸びる力線を持つ磁化された面或いはストライプを取り付けたタイヤが備えられるかも知れない。磁化は、例えば部分毎に同じ方向に、しかし反対の配向で、即ち極性を交替させながら行われる。磁化されたストライプは、好ましくはリムの先端へ又タイヤの接地面近くへ伸びている。従って、測定値発生器は車輪速度で回転する。対応する測定値変換器は、好ましくは、ボディーの上の回転方向に対して異なる二箇所又はそれ以上のポイントに、且つ更に回転軸からラジアル方向に、異なる距離を置いて取り付けられている。これによって、内部の測定信号と外部の測定信号とが得られる。かくして、タイヤの回転を、円周方向の一つ或いは複数の測定信号の変化する極性を通じて認知することができる。回転円周と内部と外部の測定信号の時間的変化とから、例えば車輪速度を計算することができる。
【０００４】
同じく、センサを車輪軸受けの中に配置し、その際この配置を車輪軸受けの回転部分の中にも固定部分の中にも行うことができるということが既に提案されている。例えば、それ等のセンサは、マイクロスイッチアレイの形態のマイクロセンサとして実現することができる。車輪軸受けの運動部分の上に配置されたセンサによって、例えば車輪の力及び加速度並びに回転数を測定することができる。これ等のデータは、電子的に記憶された基本モデルと、或いは車輪軸受けの固定部分の上に取り付けられている、同じ種類の或いは類似のマイクロセンサのデータと比較される。
【０００５】
上に述べられた既知のコントロールシステムの範囲内で更に、定められた測定変数の評価によって、走行路面の特性を逆に推理することが知られている。この目的のために、現在は、例えば車輪速度と車輪加速度が測定される。更に、例えば車両の型式を援用しながら、車輪の上のブレーキ圧が見積もられる。
【０００６】
発明の利点
本発明は、処理の結果から走行路面の状態が認知されることによって、上記の類概念に基づくシステムに関している。これによって、走行路面の状態は、センサ装置によって求められた車輪力から直接確定される。これによって、走行路面の特性についてのより信頼性のある認知が行われ、これを既知のコントロールシステムの範囲で有利な方法で利用することができる。
【０００７】
本発明に基づくシステムは、特に、悪路、μスプリット、砂利、ウェット、氷結、及び／又は深雪の状態を認知することができることによって有利である。これ等の全ての状況の下で、車両は異なる走行挙動を示し、このことは更に実際の走行状態に依存している。従って、走行路面状態についての知識は、走行状態に対して影響を与えるために有利な方法で利用される。
【０００８】
本発明に基づくシステムの一つの好ましい実施例において、このシステムは、車輪力を測定するセンサ装置がタイヤセンサを備えているということによって拡張されている。従来の技術に関連して説明されたタイヤセンサは、例えば特に車輪接地力の測定のために適しているので、走行安定性を高度に改善することができる。
【０００９】
しかしながら、車輪力を測定するセンサ装置が車輪軸受けセンサを備えているということも有利となり得る。その様な車輪軸受けセンサによっても例えば車輪接地力を測定することができるので、この方法によっても本発明に基づくシステムを実現することが可能である。この点に関連して、車輪力を測定する非常に様々なセンサ装置を本発明の考え方に沿って変更することができるということは、特に有利である。
【００１０】
本発明に基づくシステムのもう一つの好ましい実施例において、このシステムは、タイヤの円周力が接線方向の変形と円周力との間の特性曲線を利用してタイヤセンサによる接線方向の変形の測定から求めることができるということ、及び該円周力からブレーキ圧を求めることができるということによって拡張されている。タイヤの接地力と円周力は、走行路面の性質によって変わってくる。これ等の力に応じてタイヤは変形するので、結局これ等の力は車輪力を測定するセンサ装置の信号から確定される。タイヤセンサを備えたタイヤの接線方向の変形の測定によって、その時々のタイヤの円周力が確定される。円周力の確定は、記憶装置に納められている、変形と円周力との間の関係を表している特性曲線によって行われる。ついで、この円周力からブレーキ圧が確定される。
【００１１】
トラクションコントロール（ＡＳＲ）が用いられている場合に、片側コントロールで且つコントロールされている側とコントロールされていない側との間のブレーキ圧差が４０バールを越えている時に、μスプリットが認知されるという様にすると有利となり得る。上記の様な圧力差は、後輪駆動車でブレーキトルクコントロールのブレーキコントロール記憶装置だけがセットされているという前提の下で、正確にμスプリットを認知するための基準として利用することができる。
【００１２】
同じく、本発明に基づくシステムの枠内で、変化しつつある接地力の動特性（Ｄｙｎａｍｉｋ）から、又同時に車輪速度と車輪加速度とを考慮することから、正確に悪路を認知する様にすることができる。悪路の認知或いは凹凸のある路面は、これによってほぼ一定のエンジントルクの際に確定することができる。
【００１３】
本発明に基づくシステムの特に好ましい拡張例において、このシステムは、認知された走行路面の状態が走行路面状態信号へ変換され、又この走行路面状態信号が制御装置によって車両の走行挙動に影響を与えるために援用されるという様に作られる。この様にすることによって、例えばＡＳＲ或いはＡＢＳのアルゴリズムが改良される。この改良は、例えばアルゴリズムの中の特定のプログラム部分、例えば悪路の上でのＡＳＲでは圧力保持機能に狙いを定めて起動することによって、或いは悪路の上で振動減衰のために逆位相の圧力立ち上げ或いは圧力引き下げをすることによって、達成することができる。
【００１４】
本発明は、処理の結果から走行路面の状態が認知されるということによって、上記の類概念に基づく方法に関している。これによって、走行路面の状態は、センサ装置によって求められた車輪力から直接確定される。これによって走行路面特性の信頼性のある認知が行われ、これを既知のコントロールシステムの範囲で有利な方法で利用することができる。
【００１５】
本発明に基づく方法は、特に、悪路、μスプリット、砂利、ウェット、氷結、及び／又は深雪の状態が認知されることによって有利である。これらの全ての状況の下で、車両は異なる走行挙動を示し、その走行挙動は更に実際の走行状態に依存している。かくして、走行路面状態の知識は、有利な方法で走行状態に影響を与えるために利用される。
【００１６】
本発明に基づく方法の一つの好ましい実施例において、この方法は、車輪力を測定するセンサ装置がタイヤセンサを使用していることによって拡張されている。従来の技術に関連して説明されたタイヤセンサは、例えばタイヤ接地力の測定のために特に適しているので、走行安定性を高度に改良することができる。
【００１７】
しかしながら、車輪力を測定するセンサ装置に車輪軸受けセンサを用いることも有効となり得る。その様な車輪軸受けセンサによっても例えば車輪接地力を測定することができるので、これによっても本発明に基づく方法を実現することが可能である。この点に関連して、車輪力を測定する非常に様々なセンサ装置を本発明の意図に沿って変更することができるということは特に有利である。
【００１８】
本発明に基づく方法のもう一つの好ましい実施例において、この方法は、タイヤの円周力が接線方向の変形と円周力との間の特性曲線を利用してタイヤセンサによる接線方向の変形の測定から求められること、及び該円周力からブレーキ圧が求められること、によって拡張されている。タイヤの接地力と円周力は、走行路面の性質によって変わってくる。これ等の力に応じてタイヤは変形するので、結局これ等の力は車輪力を測定するセンサ装置の信号から確定される。タイヤセンサを備えたタイヤの接線方向の変形を測定することによって、その時々のタイヤの円周力が確定される。円周力の確定は、記憶装置に納められている、変形と円周力との間の関係を表している特性曲線によって行われる。ついで、この円周力からブレーキ圧が確定される。
【００１９】
トラクションコントロール（ＡＳＲ）が用いられている場合に、片側コントロールで且つコントロールされている側とコントロールされていない側との間のブレーキ圧差が４０バールを越えている時に、μスプリットが認知されるという様にすると有利となり得る。上記の様な圧力差は、後輪駆動車でブレーキトルクコントロールのブレーキコントロール記憶装置だけがセットされているという前提の下で、正確にμスプリットを認知するための基準として利用することができる。
【００２０】
同じく、本発明に基づく方法の範囲で、変化しつつある接地力の動特性から、又同時に車輪速度と車輪加速度とを考慮することから、正確に悪路が認知される様にすることができる。悪路の認知或いは凹凸のある路面は、これによってほぼ一定のエンジントルクの際に確定することができる。
【００２１】
本発明に基づく方法の特に好ましい拡張例において、この方法は、認知された走行路面の状態が走行路面状態信号へ変換され、又この走行路面状態信号が制御装置によって車両の走行挙動に影響を与えるために援用されるという様に作られる。この様にすることによって、例えばＡＳＲ或いはＡＢＳのアルゴリズムが改良される。この改良は、例えばアルゴリズムの中の特定のプログラム部分に、例えば悪路の上でのＡＳＲでは圧力保持機能に狙いを定めて起動することによって、或いは悪路の上で振動減衰のために逆位相の圧力立ち上げ或いは圧力引き下げをすることによって、達成することができる。
【００２２】
本発明はタイヤ力の測定を基礎として、その瞬間の走行路面に関する信頼性のある情報を得ることが可能であるという認識に基づいている。この情報に基づいて、既知のコントロールシステム、例えばＡＢＳ、ＡＳＲ、及びＥＳＰのコントロールを有利な方法で改良することができる。
【００２３】
本発明が、以下に添付の図面を参照して、好ましい実施例について例示として説明される。
実施例の説明
図１は、本発明に基づくシステムのブロック図を示している。センサ装置１０は車輪１２に割り当てられており、図示されている車輪１２は、車両の複数の車輪の代表として示されている。センサ装置１０は、信号を処理する装置１４と結合されている。装置１４は制御装置１６と結合されている。制御装置１６もまた、車輪１２に割当てられている。
【００２４】
センサ装置１０は、車輪１２の車輪力を測定する。センサ装置１０から得られた測定結果は、測定結果を処理する装置１４に伝えられる。例えば、装置１４のでは、測定された接線方向の変形から円周力が求められる。これは、記憶装置に納められている特性曲線を用いることによって行うことができる。円周力から更にブレーキ圧を求めることができる。次いで、装置１４の中で更に信号が生成されるが、この信号は、測定された値に応じた、走行路面の特定の状態を表している。次いで、この信号は制御装置１６に伝えられ、この信号に応じて、車輪１２に対して影響を与えることができる。
【００２５】
図２は、本発明の範囲での方法の流れ図を示しており、特にμスプリットの認知が示されている。以下に、先ず個々のステップの意味を示しておく。
Ｓ０１：タイヤの接線方向の変形の測定。
【００２６】
Ｓ０２：タイヤの円周力を求める。
Ｓ０３：タイヤに割当てられたブレーキ圧を求める。
Ｓ０４：車両のコントロールされた側と車両のコントロールされていない側のブレーキ圧差 ＞ ４０バール？
Ｓ０５：μスプリットの認知。
【００２７】
図２に示されているプロセスの流れは、その様にして或いは類似の方法で、後輪駆動の車両で実施することができ、その際、μスプリットは、片側のコントロールが行われている時に、即ちブレーキトルクコントロールの一つのブレーキコントロール記憶装置だけがセットされている時に、認知される。
【００２８】
ステップＳ０１では、接線方向のタイヤの変形が測定される。
この変形から、ステップＳ０２で円周力が求められる。これは、記憶装置に納められている、接線方向の変形と円周力との間の関係を示している特性曲線によって行われる。
【００２９】
ステップＳ０３では、円周力からブレーキ圧が確定される。
ステップＳ０４では、車両のコントロールされた側と車両のコントロールされていない側との間のブレーキ圧差が４０バールよりも大きいか否かがチェックされる。４０バールよりも大きくない場合には、μスプリットではないと認知される。
【００３０】
しかしながら、ステップＳ０４でチェックされたブレーキ圧差が４０バールよりも大きい場合には、ステップＳ０５で、μスプリットが認知される。
図３には、タイヤ／サイドウォールセンサ装置２０、２２、２４、２６、２８、３０を備えたタイヤ３２の一部が示されている。このセンサ装置は、ボディーの上の、回転方向に異なる二つの箇所に固定された二つのセンサ２０、２２を含んでいる。更に、センサ２０、２２は、車輪の回転軸からラジアル方向に異なる距離を持っている。タイヤ３２のサイドウォールには、多数の測定値発生器２４、２６、２８、３０が備えられており、これ等の測定値発生器の磁極は、交番して並べられている。
【００３１】
図４は、図３に基づく内側に配置されたセンサ２０と外側に配置されたセンサ２２との信号の変化Ｓｉ及びＳａを示している。タイヤの回転は、測定信号の交番する極性を介して認知される。信号Ｓｉ及びＳａの時間的変化の回転円周から、例えば車輪速度を計算することができる。信号間の位相変位によってタイヤのねじれを求めることができ、またこれを用いて、例えば車輪力を直接測定することができる。本発明の範囲で、路面３４の上でのタイヤ３２の接地力を図３に従って求めることができれば、特に有利である。何故なら、この接地力からショックアブソーバの機能を本発明に基づく方法で逆に推理することができるからである。
【００３２】
本発明に基づく実施例についての以上の説明は、単に例示の目的にのみ役立つものであり、本発明を限定ものではない。本発明並びにその均等物の範囲を越えること無しに、本発明の範囲で様々な変更及び修正例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に基づくシステムのブロック図である。
【図２】
本発明に基づく方法の流れ図である。
【図３】
タイヤサイドウォ−ルセンサを備えたタイヤの一部である。
【図４】
図３に示されたタイヤ／サイドウォールセンサの信号の変化の例を示す。
【国際公開パンフレット】
2004516985.tif 000003
2004516985.tif 000004
2004516985.tif 000005
2004516985.tif 000006
2004516985.tif 000007
2004516985.tif 000008
2004516985.tif 000009
2004516985.tif 000010
2004516985.tif 000011
2004516985.tif 000012
2004516985.tif 000013
2004516985.tif 000014
2004516985.tif 000015
2004516985.tif 000016
2004516985.tif 000017
2004516985.tif 000018
2004516985.tif 000019
2004516985.tif 000020
2004516985.tif 000021
2004516985.tif 000022
2004516985.tif 000023
2004516985.tif 000024
【国際調査報告】
2004516985.tif 000025
2004516985.tif 000026
2004516985.tif 000027
2004516985.tif 000028
2004516985.tif 000029
2004516985.tif 000030