(57)【要約】【課題】正確で且つ費用の安い、自動車の走行動特性をモニタリングする装置及び方法を提供する。【解決手段】本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する、それぞれの車輪（１２）の少なくとも１つの車輪力成分を測定し、且つ車輪力成分を表わす信号（Ｓｉ、Ｓａ）を出力する、１つの車輪（１２）に付属の少なくとも１つの車輪力センサ装置（１０）と、車輪（１２）の車輪力成分を表わす信号（Ｓｉ、Ｓａ）を処理する評価装置（１４）と、を含む、少なくとも２つの車輪（１２）を有する自動車の走行動特性のモニタ装置において、評価装置（１４）が、その処理結果に基づいて車両のヨー・モーメントを決定する。本発明は、さらに、対応する方法に関するものである。【選択図】図１
2004516977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する、それぞれの車輪（１２）の少なくとも１つの車輪力成分を測定し、且つ車輪力成分を表わす信号（Ｓｉ、Ｓａ）を出力する、１つの車輪（１２）に付属の少なくとも１つの車輪力センサ装置（１０）と、
車輪（１２）の車輪力成分を表わす信号（Ｓｉ、Ｓａ）を処理する評価装置（１４）と、
を含む、少なくとも２つの車輪（１２）を有する自動車の走行動特性のモニタ装置において、
評価装置（１４）が、その処理結果に基づいて車両のヨー・モーメントを決定すること、
を特徴とする自動車の走行動特性のモニタ装置。
【請求項２】
車両の各車輪（１２）にそれぞれ１つの車輪力センサ装置（１０）が付属されていることを特徴とする請求項１に記載のモニタ装置。
【請求項３】
本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する車輪力成分が、車輪周方向力または車輪サイド・フォース、好ましくは車輪周方向力および車輪サイド・フォース、特に好ましくは車輪周方向力、車輪サイド・フォースおよび車輪接触力であることを特徴とする請求項１または２に記載のモニタ装置。
【請求項４】
決定されたヨー・モーメントを記憶するための記憶装置（１５）を含む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モニタ装置。
【請求項５】
評価装置（１４）が、決定されたヨー・モーメントに基づいて調節信号を出力すること、および
前記調節信号に基づいて自動車の運転状態を調節する調節装置（１６）を含むこと、
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のモニタ装置。
【請求項６】
調節装置（１６）が、評価装置（１４）の調節信号に基づいて、機関出力および／または少なくとも１つの車輪（１２）の車輪ブレーキ圧力を変化させ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モニタ装置。
【請求項７】
評価装置（１４）および／または調節装置（１６）が、例えばアンチロック制御装置、ＡＳＲ装置またはＥＳＰ装置のような、自動車の走行動特性の操作および／または制御装置に付属されてい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モニタ装置。
【請求項８】
自動車の走行動特性の操作および／または制御装置、特にアンチロック制御装置、ＡＳＲ装置またはＥＳＰ装置が、ヨー・モーメント制御回路を含み、該ヨー・モーメント制御回路は、決定されたヨー・モーメントを目標ヨー・モーメントと比較し、その比較の関数として、調節装置（１６）により少なくとも１つの車輪（１２）に与えられるべき目標車輪力を決定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モニタ装置。
【請求項９】
アンチロック制御装置における前記ヨー・モーメント制御回路が、ヨー・モーメント減衰制御回路ないしヨー・モーメント上昇遅延制御回路（７４）であ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モニタ装置。
【請求項１０】
センサ装置（１０）が、タイヤ・センサ装置（２０、２２、２４、２６、２８、３０）であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のモニタ装置。
【請求項１１】
センサ装置（１０）が、車輪軸受センサ装置であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のモニタ装置。
【請求項１２】
タイヤ内および／または車輪（１２）、特に車輪軸受に力センサ（２０、２２）が装着され、且つ力センサ（２０、２２）の出力信号の関数として、瞬間ヨー・モーメントを表わすヨー・モーメント変数が決定され、およびこのヨー・モーメント変数が走行動特性の操作および／または制御に使用される、少なくとも１つのタイヤおよび／または１つの車輪（１２）を有する自動車の走行動特性の操作および／または制御装置。
【請求項１３】
本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する、それぞれの車輪の少なくとも１つの車輪力成分を測定するステップ（Ｓ０１、Ｓ０２）と、
測定された車輪の車輪力成分を処理するステップ（Ｓ０３、Ｓ０４）と、
を含む、少なくとも２つの車輪（１２）を有する自動車の走行動特性のモニタ方法において、
処理結果に基づいて、車両のヨー・モーメントを決定するステップ（Ｓ０５）を含むこと、
を特徴とする自動車の走行動特性のモニタ方法。
【請求項１４】
車両の各車輪（１２）においてそれぞれ、走行路面と車輪接触面との間に作用する少なくとも１つの車輪力成分が測定されることを特徴とする請求項１３に記載のモニタ方法。
【請求項１５】
本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する車輪力成分として、車輪周方向力または車輪サイド・フォース、好ましくは車輪周方向力および車輪サイド・フォース、特に好ましくは車輪周方向力、車輪サイド・フォースおよび車輪接触力が測定される（Ｓ０２）ことを特徴とする請求項１３または１４に記載のモニタ方法。
【請求項１６】
決定されたヨー・モーメントが、記憶装置（１５）内に記憶されることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれかに記載のモニタ方法。
【請求項１７】
決定されたヨー・モーメントに基づいて自動車の運転状態を調節するステップ（Ｓ０７、Ｓ０８）を含むことを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれかに記載のモニタ方法。
【請求項１８】
自動車の運転状態を調節するステップが、機関出力の変化および／または少なくとも１つの車輪（１２）のブレーキ圧力の変化を含むことを特徴とする請求項１７に記載のモニタ方法。
【請求項１９】
自動車の運転状態を調節するステップが、例えばアンチロック制御装置、ＡＳＲ装置またはＥＳＰ装置のような、自動車の走行動特性の操作および／または制御装置により実行されることを特徴とする請求項１７または１８に記載のモニタ方法。
【請求項２０】
決定されたヨー・モーメントを目標ヨー・モーメントと比較するステップ（Ｓ０６）と、
その比較結果の関数として、少なくとも１つの車輪に与えられるべき目標車輪力を決定するステップ（Ｓ０７）と、
を含むことを特徴とする請求項１３ないし１９のいずれかに記載のモニタ方法。
【請求項２１】
本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する少なくとも１つの車輪力成分が、１つの車輪、特に車輪（１２）の１つのタイヤにおいて測定されることを特徴とする請求項１３ないし２０のいずれかに記載のモニタ方法。
【請求項２２】
本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する少なくとも１つの車輪力成分が、１つの車輪軸受において測定されることを特徴とする請求項１３ないし２１のいずれかに記載のモニタ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する、それぞれの車輪の少なくとも１つの車輪力成分を測定し、且つ車輪力成分を表わす信号を出力する、１つの車輪に付属の少なくとも１つの車輪力センサ装置と、車輪の車輪力成分を表わす信号を処理する評価装置とを含む、少なくとも２つの車輪を有する自動車の走行動特性のモニタ装置に関するものである。
【０００２】
本発明は、さらに、本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する、それぞれの車輪の少なくとも１つの車輪力成分を測定するステップと、測定された車輪の車輪力成分を処理するステップとを含む、少なくとも２つの車輪を有する自動車の走行動特性のモニタ方法に関するものである。
【０００３】
従来の技術
自動車の走行状態を表わす変数は、いわゆるヨーイング、即ち、車両中心軸、即ち車両縦方向と車両横方向とに垂直な軸の周りの車両の旋回である。
【０００４】
コーナリングにおいては、コーナリングにより走行面内の車両の向きそのものは変化されるべきであるので、車両ヨー軸周りの車両の旋回は望ましいことである。しかしながら、車両に作用する多数のその他の影響が存在し、これにより、車両の望ましくないヨーイングが発生することがある。
【０００５】
このような影響の可能性として、例えば、μスプリット路面上での走行、特に減速または加速が挙げられよう。μスプリット路面においては、車両の片側、例えば左側または右側の車輪が、車輪と走行路面との間の力伝達において、車両のそれぞれ反対側の車輪よりも高い摩擦係数または低い摩擦係数を利用することになる。
【０００６】
望ましくないヨーイングのこのような場合およびその他の場合において、車両のヨーイング傾向が減衰され、または望ましい限度まで低減されるように、ＥＳＰ制御により車両の運転状態を調節して安定化させることが既知である。この場合、ＥＳＰ制御の範囲内でヨー速度を測定し、且つ測定された実際ヨー速度の、望ましい目標ヨー速度からの偏差を排除するように制御すること、即ち実際状態を目標状態に導くことが既知である。ヨー速度制御の代わりに、またはそれに追加して、姿勢角制御もまた使用される。既知の制御においては、ヨー速度のできるだけ正確な測定（これは、姿勢角に対しても当然当てはまる）は、複数の異なるセンサを用いた複雑な測定技術の使用を必要とする。
【０００７】
さらに、アンチロック制御装置において、車両が、ＡＢＳ制御装置により、個々の車輪に対して設定された目標ブレーキ力に基づいて望ましくないヨーイング傾向に遭遇することを防止するために、いわゆるヨー・モーメント減衰またはヨー・モーメント上昇遅延を設けることが既知である。ヨー・モーメント減衰またはヨー・モーメント上昇遅延（ＧＭＡ）のための通常のシステム・モジュールは、単にＡＢＳ制御装置により設定された目標ブレーキ力を低減ないし制限し、これにより、ブレーキ作動時に場合により発生する車両のヨーイング傾向を低減するだけである。
【０００８】
このようなＧＭＡシステム・モジュールを用いることにより、たいていの場合に、車両のヨーイング傾向を低減できるが、設定される目標ブレーキ力を所定のアルゴリズムに従って制限することにより、ブレーキ力を、支配的な外部条件に最適に適合させることはできない。例えば、個々の車輪のブレーキ・パッドにおける異なる摩擦係数のような外部から入り込む影響は、このような目標ブレーキ力制限においては考慮することができない。
【０００９】
設けられているこの種のセンサに関して、さらに、種々のタイヤ・メーカーが将来において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既知である。この場合、タイヤに直接新しいセンサおよび評価回路が装着されてもよい。このようなタイヤの使用は、例えば、走行方向に対して横方向および縦方向にタイヤにかかるトルク、タイヤ圧力またはタイヤ温度の測定のような追加の機能を可能にする。これに関して、例えば、各タイヤ内に好ましくは周方向に走る磁力線を有する磁化された面ないしストライプ（細長面）が組み込まれているタイヤが設けられていてもよい。磁化は、例えば断続的に常に同じ方向に行われ、しかも逆の配向で、即ち交番極性で行われる。磁化ストライプは、タイヤのリム付近およびタイヤの接触面付近内で伸長していることが好ましい。したがって、測定値伝送器は車輪速度で回転する。対応する測定値受信器は、車体に固定して回転方向に２つまたは複数の異なる点に装着され且つさらに回転軸から異なる半径方向間隔を有していることが好ましい。これにより、内側測定信号および外側測定信号を得ることができる。このとき、タイヤの回転は、１つないし複数の測定信号の極性が周方向に変化することにより検出することができる。例えば、内側測定信号および外側測定信号の展開周長および時間的変化から、車輪速度を計算することができる。
【００１０】
同様に、車輪軸受内にセンサを配置することが既に開示されているが、この場合、この配置は、車輪軸受の回転部分内のみならず固定部分内にも行うことが可能である。例えば、センサはマイクロ・センサとしてマイクロ・スイッチ・アレーの形で形成可能である。車輪軸受の可動部分に配置されたセンサにより、例えば、１つの車輪の力および加速度並びに回転速度が測定される。これらのデータは、電子式に記憶されている基本パターンと比較され、または車輪軸受の固定部分に装着されている同じまたは類似のマイクロ・センサのデータと比較される。
【００１１】
発明の利点
本発明は、評価装置が、処理結果に基づいて車両のヨー・モーメントを決定することにより、この種の装置を構成している。この場合、ヨー・モーメントの測定により直接ヨーイングの原因が検出されることが有利であり、一方で、従来においては、ヨー速度のみによりこの原因の作用が検出された。これにより、従来よりも正確な車両動特性のモニタリングが予め可能である。さらに、タイヤ接触面と走行路面との間に作用する少なくとも１つの車輪力成分の測定は、従来技術によるヨー速度の測定よりもはるかにその費用が安くなる。
【００１２】
基本的に、ただ１つの車輪において測定された車輪力成分から、車両に作用するヨー・モーメントを予め推測することが可能である。しかしながら、この推測の精度は、車両の構造およびその瞬間に発生する荷重状態により著しく左右される。
【００１３】
したがって、測定されたヨー・モーメントの精度に関して、車両の複数の車輪、特に各車輪にそれぞれ１つの車輪力センサ装置が付属されているとき、それは有利である。
【００１４】
車両に作用するヨー・モーメントは、測定された車輪周方向力成分からきわめて正確に予め決定することができる。この場合、車輪周方向力は車輪周方向に作用する力である。しかしながら、同様に、測定された車輪サイド・フォースからもヨー・モーメントを決定することができる。この場合、車輪サイド・フォースは、本質的に車輪接触面内で車輪周方向力に対して直角に作用する力である。２つの力成分、即ち車輪周方向力および車輪サイド・フォースが測定されることが好ましく、その理由は、このようにヨー・モーメントに関与するすべての力成分が考慮されることは、決定された結果の精度に対して有利であるからである。
【００１５】
車輪接触面に直角に作用する車輪力成分である車輪接触力もまた測定されることが、特に好ましい。即ち、各車輪の車輪接触力を知ることにより車両の重心位置が決定され、一方で、車両の重心位置を正確に知ることは、決定されるヨー・モーメントの精度を向上させることになる。しかしながら、本発明により、同様に、車輪接触力から重心位置を計算する代わりに、車両構造および車両質量分布から、予め決定された重心位置が使用されてもよい。即ち、本発明の一実施態様により、最初に、少なくとも１つの車輪に対して、好ましくは複数の車輪に対して、特に好ましくは各車輪に対して、車輪にかかる車輪力成分の、車両の重心を通るヨー軸周りのモーメントが計算される。次に、すべての個別モーメントの和から車両のヨー・モーメントが計算される。車両車輪の一部のみにおける車輪力成分が測定された場合、測定された車輪力成分から、例えば、対応の特性曲線群により、その他の車輪に作用する測定されなかった成分を推測することができる。
【００１６】
装置がさらに記憶装置を含むとき、決定されたヨー・モーメントは記憶装置に記憶され、これにより、それが車両の走行特性または走行動特性の次の操作および／または制御に利用可能である。
【００１７】
さらに、装置は、決定されたヨー・モーメントに基づいて調節信号を出力することができ、この場合、装置は、このとき出力された調節信号に基づいて車両の運転状態を調節する調節装置を含むことが有利である。
【００１８】
本発明の一実施態様により、評価装置は、例えば、決定された実際ヨー・モーメントと、所定のまたは予め計算された目標モーメントとの差を決定し、且つこの差の値の関数として、車両の運転状態の調節をスタートさせてもよい。この場合、差の値は、本発明の設計に応じて、僅かな調節係合を回避するために、一方で、その値以下では運転状態の調節が行われることがない所定のしきい値と比較されてもよい。
【００１９】
次に、調節装置は、出力された調節信号の関数として、機関絞り弁の位置を変化させることにより、および／または点火時期を調節することにより、および／または燃料噴射量を変化させることにより、および／または自動車の少なくとも１つの車輪における車輪ブレーキ圧力を変化させることにより、簡単に、車両の走行動特性または走行状態を調節して安定化させることができる。
【００２０】
調節装置および／または評価装置が、例えばアンチロック制御装置、ＡＳＲ装置またはＥＳＰ装置のような、車両の走行動特性の操作および／または制御装置に付属されているとき、装置は僅かな数の構成要素で形成することができる。「付属されている」とは、本装置が上記装置の一部であるという好ましい場合を含む。
【００２１】
本発明の利点は、明らかに、特に、好ましくは自動車の走行動特性の操作および／または制御装置内で、特にアンチロック制御装置、ＡＳＲ装置またはＥＳＰ装置内で決定された実際ヨー・モーメントに基づいて、ヨー・モーメント制御回路を構成可能なことにある。この場合、ヨー・モーメント制御回路は、決定されたヨー・モーメントを目標ヨー・モーメントと比較し、この比較の関数として、調節装置により少なくとも１つの車輪に与えられるべき目標車輪力を決定することができる。このようなヨー・モーメント制御回路により、例えばブレーキ・パッドの異なる摩耗または異なるガラス化によって個々の車輪におけるブレーキ摩擦係数が異なるような他の影響も排除することができる。
【００２２】
このようなヨー・モーメント制御回路を冒頭記載のヨー・モーメント減衰制御回路またはヨー・モーメント上昇遅延制御回路内で使用可能であることは、特に有利である。
【００２３】
実際ヨー・モーメントをできるだけ正確に決定するために、少なくとも１つの車輪力成分のできるだけ正確な測定が必要である。この場合、タイヤ・センサ装置によりきわめて良好な結果が得られ、その理由は、ここでは、測定位置と、測定された力成分の作用位置とが相互にきわめて接近し、このことが妨害影響を低減させるからである。
【００２４】
代替態様として、または冗長性により装置を確実にするために、それに追加して、冒頭記載のような車輪軸受センサ装置が使用されてもよい。この場合もまた、作用位置および測定位置が空間的に接近しているので、測定の結果はきわめて良好である。
【００２５】
本発明は、言い換えると、少なくとも１つのタイヤおよび／または１つの車輪を有する自動車の走行動特性の操作および／または制御装置により実現され、この場合、タイヤ内および／または車輪、特に車輪軸受に力センサが装着され、且つ力センサの出力信号の関数として、瞬間ヨー・モーメントを表わすヨー・モーメント変数が決定され、このヨー・モーメント変数が走行動特性の操作および／または制御に使用される。
【００２６】
本発明は、この種の方法に対して、この方法がさらに、処理結果に基づいて車両のヨー・モーメントを決定するステップを含むことにより改善されている。本発明による方法は、特に上記の本発明による装置により実行するのに適している。
【００２７】
本発明による装置に関して記載の利点および有利な効果は本発明による方法によってもまた達成されるので、本発明による装置の説明がそのまま参照される。ヨー・モーメントを、測定された車輪力成分から直接決定することにより、車両におけるこれらの変数を決定するために、測定技術的な費用は著しく低減される。
【００２８】
上記のように、車両の複数の車輪、特に各車輪においてそれぞれ、走行路面と車輪接触面との間に作用する少なくとも１つの車輪力成分が測定されるとき、決定される実際ヨー・モーメントの精度に対して、それはきわめて有利である。基本的に、車輪周方向力または車輪サイド・フォースを決定するだけで十分であるが、上記の両方の車輪力成分が測定されたとき、決定される実際ヨー・モーメントの精度は著しく改善される。このとき、車両のヨー・モーメントに関与するあらゆる車輪力成分は既知である。
【００２９】
上記の理由から、車輪接触力もまた測定されることが好ましい。ヨー・モーメントの決定方法に関して、本発明による装置に関して与えられた説明が参照される。
【００３０】
決定された実際ヨー・モーメントを次の走行動特性制御に対して供給可能にするために、それが記憶装置内に記憶されてもよい。
それに続くこのようなステップにおいて、決定された実際ヨー・モーメントに基づいて、例えば、目標ヨー・モーメントと実際ヨー・モーメントとの比較に基づいて自動車の運転状態を調節することができる。
【００３１】
自動車の運転状態の調節が、例えばアンチロック制御装置、ＡＳＲ装置またはＥＳＰ装置のような、自動車の走行動特性の操作および／または制御装置により実行されることにより、構成要素数の低減、したがって製作費および組立費の低減もまた達成することができる。
【００３２】
この調節は、本発明の観点から、例えば、最初に、決定されたヨー・モーメントが目標ヨー・モーメントと比較され、次に、比較結果に基づいて、例えば上記のように、少なくとも１つの車輪に与えられるべき目標車輪力が決定されるように行われてもよい。本発明による方法の好ましい実施態様に関する詳細な説明は、図面の説明の中で行う。
【００３３】
少なくとも１つの車輪力成分が、それが作用する場所のできるだけ近くで測定されることが有利であり、このために、特に車輪それ自体が対象となり、即ち車輪のタイヤまたは軸受における測定が対象となる。
【００３４】
以下に本発明を添付の図面によりさらに詳細に説明する。
実施態様の説明
図１は、本発明による装置のブロック線図を示す。１つのセンサ装置１０が１つの車輪１２に付属され、この場合、図示の車輪１２は車両車輪を代表して示されている。センサ装置１０は、センサ装置１０の信号を処理するための評価装置１４と結合されている。評価装置１４は、測定された値を記憶するための記憶装置１５を含む。評価装置１４はさらに、調節装置１６と結合されている。一方、この調節装置１６は車輪１２に付属されている。
【００３５】
センサ装置１０は、ここに示した例においては、車輪１２の車輪接触力、車輪サイド・フォースおよび車輪周方向力を測定する。これから得られた測定結果は、さらに処理するために評価装置１４に伝送される。例えば、評価装置１４内で、測定されたタイヤの変形から、上記の車輪力が決定される。これは記憶ユニット内に記憶されている変形−車輪力特性曲線を使用することにより行われてもよい。
【００３６】
評価装置１４内で、個々の車輪の車輪接触力から自動車の重心位置を決定することができる。したがって、各車輪の車輪周方向力および車輪サイド・フォースから、車輪力の、車両重心周りのそれぞれのモーメントを、およびこれらのモーメントの和から最終的にその瞬間に発生する車両の実際ヨー・モーメントを決定することができる。
【００３７】
このように決定された実際ヨー・モーメントは、評価装置１４において目標ヨー・モーメントと比較される。この比較が、目標ヨー・モーメントと実際ヨー・モーメントとの間の差が最大限に許容可能なしきい値より大きいことを示す場合、評価装置１４は、例えばブレーキ係合により個々の車輪に与えられるべき目標車輪力を決定し、且つ対応の調節信号を発生する。
【００３８】
次に、この信号は調節装置１６に伝送され、これにより、この信号の関数として、車輪の運転状態に対して、特に車輪に対して調節を行うことができる。このような調節は、ブレーキ係合に追加して、またはその代わりに、例えば機関係合を介して行われてもよい。
【００３９】
図２は、本発明の範囲内における本発明による方法の一実施態様の流れ図を示し、この場合、車両運転への安定化係合は本発明による装置により行われている。最初に個々のステップの意味を挙げておく。
【００４０】
Ｓ０１：タイヤの変形の測定。
Ｓ０２：測定された変形から、走行路面上におけるタイヤの周方向力、サイド・フォースおよび接触力の決定。
【００４１】
Ｓ０３：各車輪の車輪接触力から、好ましくは車両に固定の座標系内の車両重心位置の決定。
Ｓ０４：各車輪の車輪サイド・フォースおよび車輪周方向力の、車両重心を通るヨー軸周りのモーメントの決定。
【００４２】
Ｓ０５：ステップＳ０４から得られた個々の車輪力モーメントから、実際に発生している車両の実際ヨー・モーメントの決定。
Ｓ０６：ステップＳ０５において決定された実際ヨー・モーメントと目標ヨー・モーメントとの比較。
【００４３】
Ｓ０７：実際ヨー・モーメントを目標ヨー・モーメントに近づけるための運転係合に対して適切な手段およびこれが実行されるべき車輪の決定。
Ｓ０８：手段の実行。
【００４４】
図２に示した方法の経過は、後輪駆動車両においてまたは前輪駆動車両においても、類似の方法で行うことができる。ステップＳ０１において、例えばタイヤの変形が測定される。
【００４５】
ステップＳ０２において、この変形から、各車輪に対して車輪接触力、車輪周方向力および車輪サイド・フォースが決定される。これは、タイヤの変形と上記の車輪力との間の関係を与える、記憶装置内に記憶されている特性曲線により行われる。
【００４６】
ステップＳ０３において、決定された各車輪の車輪接触力から、車両の質量重心位置が決定される。
ステップＳ０４において、車両の各車輪に対して、車輪サイド・フォースおよび車輪周方向力から、これらの力から得られる、車両重心を通るヨー軸周りのモーメントがより高い精度で決定される。
【００４７】
それに続くステップＳ０５において、各車輪に作用する、車両重心を通るヨー軸周りのモーメントから、和の形成により車両ヨー・モーメントが計算される。この車両ヨー・モーメントは、その瞬間に実際に発生する車両の実際ヨー・モーメントである。
【００４８】
その後、ステップＳ０６において、目標ヨー・モーメントと実際ヨー・モーメントとの間の比較が実行される。ここで、目標ヨー・モーメントは、例えばＥＳＰ制御装置により、測定された車両運転データおよび使用された車両モデルから得ることができる。この場合、この比較は、例えば目標ヨー・モーメントと実際ヨー・モーメントとの間の差が計算され且つこの差がしきい値と比較されるように実行されてもよい。この差がしきい値を超えていない場合、この方法はステップＳ０１に戻り、且つ車両の運転状態へのいかなる係合も行われない。これに対して、この差がしきい値を超えた場合、それに続く方法ステップにおいて、車両運転状態への安定化係合が行われる。
【００４９】
ステップＳ０７において、実際ヨー・モーメントを目標ヨー・モーメントに近づけるために適切な手段が決定される。これは、例えば、最初は、さらにブレーキ力が負荷されるべき車輪、ないしはいま負荷されているブレーキ力が解放されるべき車輪が選択されるように、２段階で行われてもよい。次の段階において、このとき負荷／解放の値が計算される。
【００５０】
ステップＳ０８において、ステップＳ０７で決定された手段が、最終的に、例えば油圧弁への対応の調節係合により実行される。
図３に、いわゆるタイヤ／側壁センサ装置２０、２２、２４、２６、２８、３０を有する、車輪１２に装着されたタイヤ３２からの、タイヤ３２の回転軸Ｄの方向に見た切取図が示されている。タイヤ／側壁センサ装置２０は２つのセンサ装置２０、２２を含み、２つのセンサ装置２０、２２は、回転方向に異なる２つの点において車体に固定装着されている。さらに、センサ装置２０、２２は、それぞれタイヤ３２の回転軸から異なる半径方向間隔を有している。タイヤ３２の側壁に、車輪回転軸に関してほぼ半径方向に伸長する多数の磁化面が、好ましくは周方向に伸長する磁力線を有する測定値伝送器２４、２６、２８、３０（ストライプ）として設けられている。磁化面は交番磁気極性を有している。
【００５１】
図４は、図３において内側、即ち車輪１２の回転軸Ｄに近いほうに配置されたセンサ装置２０の信号Ｓｉと、図３において外側、即ち車輪１２の回転軸Ｄから遠いほうに配置された他のセンサ装置２２の信号Ｓａとの経過線図を示す。タイヤ３２の回転は、測定信号ＳｉおよびＳａの変化する極性を介して検出される。信号ＳｉおよびＳａの展開周長および時間的変化から、例えば車輪速度を計算することができる。信号間の位相のずれＴにより、タイヤ３２の変形、例えばねじれを決定し、したがって、例えば車輪力を直接測定することができる。本発明の範囲内で、図３におけるタイヤ３２の道路３４への接触力が決定されるとき、それは特に有利であり、その理由は、本発明により、この接触力から直接自動車の車輪の持上がり（浮揚）傾向を逆に推測できるからである。接触力は、静止しているタイヤにおいても、タイヤ変形から決定することができる。
【００５２】
図５は、通常のＥＳＰ制御の系統図を示す。ＥＳＰ制御装置４０は、走行状態センサ４２から、車両の走行状態を表わす走行状態信号（例えば、ａｑ、ＴＲＳ、δ等）を受け取る。これらの走行状態信号から、ＥＳＰ制御装置４０は、目標ヨー・モーメントを決定し、ＥＳＰ制御装置４０は、目標ヨー・モーメントを第１のモデル・モジュール４４に伝送する。第１のモデル・モジュール内に車両モデルおよびタイヤ・モデルが記憶され、それらに基づいて、目標ヨー・モーメントから目標タイヤ力が計算され、且つそれに続く第２のモデル・モジュール４６に出力される。第２のモデル・モジュール４６内に油圧モデルが記憶され、油圧モデルは、目標タイヤ力を保持するために、車両のブレーキ油圧がどのように操作されなければならないかを決定する。次に、第２のモデル・モジュール４６は、決定された油圧操作および決定された弁制御信号を油圧装置４８に出力し、油圧装置４８は、この信号に対応して油圧を操作する。この操作は車輪ないしタイヤ５０におけるブレーキ力を調節し、一方で、これによりタイヤ力が車両５２に作用することになる。タイヤ力は車両運動を変化させる原因であり、一方で、車両運動は最終的に走行状態センサ４２により測定される。したがって、ＥＳＰ制御回路は閉じている。
【００５３】
しかしながら、このような制御回路は、油圧モデルとタイヤとの間のパラメータ変化に関する不十分な情報に基づく不正確な計算を排除するためには、ＥＳＰ制御回路の全体を経由しないと排除できないという欠点を有している。
【００５４】
したがって、図６に、本発明による装置を表わす修正されたＥＳＰ制御回路が示されている。図６のＥＳＰ制御回路は、多くの要素において図５の要素に対応しているが、記憶されている車両モデルとタイヤ・モデルとに基づいて目標ヨー・モーメントから目標タイヤ力を決定する第１のモデル・モジュール４４は存在していない。その代わりに、ヨー・モーメント制御装置６０および計算モジュール６２が制御回路内に含まれている。
【００５５】
図５および図６のＥＳＰ制御回路は、その他に関しては一致しているので、以下においては相違点のみを詳細に説明する。
ＥＳＰ制御装置４０の出力信号は、前と同様に、走行状態信号から決定された目標ヨー・モーメントである。この目標ヨー・モーメントはヨー・モーメント制御装置６０に出力される。図５のＥＳＰ制御回路とは異なり、ここでは、車輪ないしタイヤ５０のタイヤ力が計算モジュール６２により測定され且つ評価される。計算モジュール６２は、例えば車輪力センサ装置および評価装置を含んでいてもよい。個々の車輪の、車両重心ないし車両重心を通るヨー軸からの重心間隔は、選択的に、計算モジュール６２内に記憶されていても、または測定された車輪接触力に基づいて計算されてもよい。さらに、計算モジュール６２において、測定された車輪周方向力および車輪サイド・フォースに基づいて、その瞬間に車両に作用する実際ヨー・モーメントが計算される。この実際ヨー・モーメントはヨー・モーメント制御装置６０に入力される。
【００５６】
ヨー・モーメント制御装置６０は、目標ヨー・モーメントおよび実際ヨー・モーメントを処理し、これらから、車両の個々のまたはすべての車輪ないしタイヤに対する目標タイヤ力を決定し、且つ決定された目標タイヤ力を第２のモデル・モジュール４６に出力する。このとき、ＥＳＰ制御回路内のその他の処理は図５に記載の処理に対応する。
【００５７】
車両の１つまたは複数の車輪に対する、目標ヨー・モーメントおよび実際ヨー・モーメントから目標タイヤ力への処理は、本発明の観点から、例えば次のように実行されてもよい。
【００５８】
ヨー・モーメント制御装置は、目標ヨー・モーメントと実際ヨー・モーメントとの間の差を形成し、且つこのようにして得られた差を許容しきい値と比較する。しきい値を下回っている場合には車両のヨーイング状態は修正されないが、この差が許容しきい値を超えている場合には、差の値の関数としてその時点の実際ヨー・モーメントに対して反対方向に作用するヨー・モーメントが発生されるように、一方のタイヤ側における車輪ブレーキ圧力が上昇される。
【００５９】
本発明によるＥＳＰ制御の、従来技術のＥＳＰ制御に対する利点は、（例えば、不正確なモデル化に基づく）油圧モデル内の妨害影響により、（例えば、温度に基づくエラーおよび影響による）油圧装置内の妨害影響により、（例えば、ガラス化されたブレーキ・パッドおよび摩耗されたタイヤによる）車輪ないしタイヤにおける妨害影響が原因となる車輪力調節における精度不良は、車両運動のもとにおけるＥＳＰ制御により排除されるのではなく、付属のヨー・モーメント制御回路により直接排除できることにある。この結果、走行安定性は向上される。
【００６０】
図７に、従来技術によるＡＢＳ制御装置の系統図が示されている。ＡＢＳ制御装置７０は、車輪回転速度センサ７２から入力変数として車輪回転速度ないし車輪速度を受け取り、且つこれらから出力変数として目標ブレーキ力を計算し、目標ブレーキ力は、ヨー・モーメント減衰ないしヨー・モーメント上昇遅延（ＧＭＡ）のためのモジュール７４に出力される。ＧＭＡ７４は、要求された目標ブレーキ力が望ましくない高いヨー・モーメントを形成するかどうかを検査し、目標ブレーキ力により期待されるヨー・モーメントがしきい値を超えた場合、ＧＭＡ７４により１つまたは複数の目標車輪ブレーキ力が低減される。このために、ＧＭＡ７４は、記憶装置内に記憶されている、個々の車輪の、車両重心ないし車両重心を通るヨー軸からの間隔を考慮して、目標ブレーキ力から、調節されるヨー・モーメントを計算する。
【００６１】
ＧＭＡ７４によって場合により低減された目標ブレーキ力はモデル・モジュール７６に出力され、モデル・モジュール７６内には油圧モデルが記憶されている。モデル・モジュール７６は、目標ブレーキ力を形成するために必要な弁制御信号並びにその他の油圧操作を決定し、且つこれらを、油圧操作を実行する油圧装置７８に出力し、これにより、車輪ないしタイヤ８０においてブレーキ力が発生される。車輪／タイヤ８０におけるブレーキ力は車両８２に作用するタイヤ力を調節し、これにより、車両運動の変化が行われ、一方で、この車両運動の変化は車輪回転速度センサ７２により測定される。したがって、ＡＢＳ制御回路は閉じている。
【００６２】
この場合、制御経路７６−７８−８０−８２は、図５および図６の制御経路４６−４８−５０−５２に対応するので、その説明がそのまま参照される。
従来技術のＡＢＳ制御回路においては、ＧＭＡ７４がＡＢＳ制御装置７０により計算された目標ブレーキ力のみから、期待されるべきヨー・モーメントを決定することが欠点である。実際に発生した実際ヨー・モーメントとの調整は行われないので、目標ブレーキ力の低減における精度不良は避けられない。
【００６３】
したがって、図８に、本発明による装置の一実施態様を使用したＡＢＳ制御装置の系統図が示されている。図８に示したＡＢＳ制御回路は、その要素７０、７２、７６、７８、８０および８２が図７のＡＢＳ制御回路に対応するので、これらの要素に対しては、図７に関して与えられた説明が参照される。以下においては、図７および図８のＡＢＳ制御回路間の相違点のみを説明する。
【００６４】
ＧＭＡ７４の代わりに、図８のＡＢＳ制御回路は、ヨー・モーメント制御を基礎とするＧＭＡ９０を含む。ＧＭＡ９０は、入力変数として、計算モジュール９２から実際ヨー・モーメントを受け取る。計算モジュール９２は、例えば車輪力センサ装置および評価装置を含んでもよい。したがって、車輪／タイヤ８０に作用するタイヤ力が測定され、且つこれから実際に発生する車両の実際ヨー・モーメントが計算される。この場合、記憶装置内に記憶されている、タイヤの、車両重心ないし車両重心を通るヨー軸との間隔が使用されるか、またはこの間隔は、測定された車輪接触力に基づいて計算される。車輪周方向力のみならず車輪サイド・フォースが測定されることが有利であり、その理由は、これは実際ヨー・モーメントの最も正確な計算を可能にするからである。
【００６５】
実際ヨー・モーメントのほかに、ＧＭＡ９０は、入力変数として、第２の計算モジュール９４により計算される最大目標ヨー・モーメントを受け取る。
計算モジュール９４は、所定の入力信号（図示されていない）から、最大目標ヨー・モーメントを設定する。この設定は、例えば、μスプリット走行路面上でドライバに過大な要求をしないために、およびそれにもかかわらずできるだけ短い制動距離を提供するために、場合により時間の関数であってもよい。
【００６６】
次に、ＧＭＡ９０は、実際ヨー・モーメントと最大目標ヨー・モーメントとの比較により、実際ヨー・モーメントを目標ヨー・モーメントに近づけるように、要求された目標ブレーキ力を制限してもよい。
【００６７】
他の代替態様により、ＧＭＡ９０は、最初は通常のＧＭＡ７４のように作動してもよく、即ち、ＡＢＳ制御装置７０により出力された目標ブレーキ力から、期待されるべきヨー・モーメントを計算し、且つこれをしきい値と比較してもよい。目標ブレーキ力によって発生されるヨー・モーメントが許容ヨー・モーメントを超えたとき、上記のヨー・モーメント制御が使用され、このヨー・モーメント制御において、実際ヨー・モーメントおよび計算された目標ヨー・モーメントが比較され、且つそれに対応して目標ブレーキ力が制限される。
【００６８】
図８に示したＡＢＳ制御装置の利点は、第１に、ヨー・モーメント目標値の計算が、車輪ブレーキ力の制限により制御されたヨー・モーメント制限よりも簡単に実行できることである。さらに、このように形成されたヨー・モーメント制御回路により、存在するそれぞれの走行状況に適合した係合を実行できることになり、その理由は、実際に作用する実際ヨー・モーメントが決定され、また従来技術の適用とは異なり、できるだけ多数の走行状況に適合されるべき妥協が基礎となっているからである。この場合、操作よりも制御において有利性が期待される。
【００６９】
他の利点として、ヨー・モーメント目標値の設定により、ブレーキ・パッドの異なる摩擦係数、走行路面の変化する摩擦係数、タイヤおよび／または走行路面の異なる温度、かじ取り角等のような妨害影響とは無関係に、ドライバへの要求の設定が直接可能であることが挙げられ、その理由は、これらの影響はヨー・モーメントの制御により排除されるからである。
【００７０】
本発明の実施態様に関する上記の説明は単に例示することを目的とし、本発明を制限するためのものではない。本発明の範囲内で、本発明の範囲ないしそれと同等の範囲を逸脱することなく、種々の変更および修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明による装置のブロック回路図を示す。
【図２】
図２は、本発明による方法の流れ図を示す。
【図３】
図３は、タイヤ／側壁センサを有するタイヤの部分図を示す。
【図４】
図４は、図３に示したタイヤ／側壁センサの例示信号線図を示す。
【図５】
図５は、従来技術のＥＳＰ装置の系統図を示す。
【図６】
図６は、本発明によるＥＳＰ装置の系統図を示す。
【図７】
図７は、従来技術のアンチロック制御装置の系統図を示す。
【図８】
図８は、本発明によるアンチロック制御装置の系統図を示す。
【国際公開パンフレット】
2004516977.tif 000003
2004516977.tif 000004
2004516977.tif 000005
2004516977.tif 000006
2004516977.tif 000007
2004516977.tif 000008
2004516977.tif 000009
2004516977.tif 000010
2004516977.tif 000011
2004516977.tif 000012
2004516977.tif 000013
2004516977.tif 000014
2004516977.tif 000015
2004516977.tif 000016
2004516977.tif 000017
2004516977.tif 000018
2004516977.tif 000019
2004516977.tif 000020
2004516977.tif 000021
2004516977.tif 000022
2004516977.tif 000023
2004516977.tif 000024
2004516977.tif 000025
2004516977.tif 000026
2004516977.tif 000027
2004516977.tif 000028
2004516977.tif 000029
2004516977.tif 000030
2004516977.tif 000031
2004516977.tif 000032
2004516977.tif 000033
2004516977.tif 000034
2004516977.tif 000035
2004516977.tif 000036
2004516977.tif 000037
2004516977.tif 000038
2004516977.tif 000039
2004516977.tif 000040
2004516977.tif 000041
2004516977.tif 000042
2004516977.tif 000043
2004516977.tif 000044
【国際調査報告】
2004516977.tif 000045
2004516977.tif 000046
2004516977.tif 000047
2004516977.tif 000048