(57)【要約】【課題】簡単なセンサ装置で構成される車両のコーナリング動特性のモニタ装置および方法を提供する。【解決手段】少なくとも１つの車輪（１２）を有する車両のコーナリング動特性のモニタ装置は、車両のコーナリングの間に車輪（１２）の少なくとも１つの車輪変数を測定し且つ少なくとも１つの車輪変数を表わす少なくとも１つの信号（Ｓｉ、Ｓａ）を出力する、１つの車輪（１２）に付属のセンサ装置（１０）と、少なくとも１つの信号（Ｓｉ、Ｓａ）を処理する評価装置（１４）とを含む。評価装置（１４）は、処理結果に基づいて、少なくとも１つのコーナリング限界値を決定する。センサ装置（１０）は、本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する車輪（１２）の少なくとも１つの車輪力成分を測定する。本発明は、更に対応する方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のコーナリングの間に車輪（１２）の少なくとも１つの車輪変数を測定し且つ少なくとも１つの車輪変数を表わす１つの信号（Ｓｉ、Ｓａ）を出力する、１つの車輪（１２）に付属の少なくとも１つのセンサ装置（１０）と、
信号（Ｓｉ、Ｓａ）を処理し、処理結果に基づいて、少なくとも１つのコーナリング限界値を決定する評価装置（１４）と、
を含む、少なくとも１つの車輪（１２）を有する自動車のコーナリング動特性のモニタ装置において、
センサ装置（１０）が、本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する車輪（１２）の少なくとも１つの車輪力成分を測定する車輪力センサ装置（１０）であること、
を特徴とする自動車のコーナリング動特性のモニタ装置。
【請求項２】
評価装置（１４）が、少なくとも１つのセンサ信号（Ｓｉ、Ｓａ）から、それぞれの車輪（１２）の車輪回転速度も決定することを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】
評価装置（１４）が、センサ信号（Ｓｉ、Ｓａ）から決定された少なくとも１つの車輪力成分から、特に車輪サイド・フォースから、利用されたそれぞれの摩擦係数を決定することを特徴とする請求項１または２の装置。
【請求項４】
評価装置（１４）が、特に車輪好ましくはすべての車輪の車輪周方向力および／または車輪回転速度から、車両縦方向加速度を決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの装置。
【請求項５】
評価装置（１４）が、利用された摩擦係数を決定するときに、車両縦方向加速度を考慮することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの装置。
【請求項６】
評価装置（１４）が、特に少なくとも１つのカーブ内側車輪および少なくとも１つのカーブ外側車輪、好ましくは各車輪の車輪接触力から、コーナリングにおける車両の動的軸荷重移動を決定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの装置。
【請求項７】
評価装置（１４）が、利用された摩擦係数を決定するときに、車両の動的軸荷重移動を考慮することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの装置。
【請求項８】
評価装置（１４）が、少なくとも１つの決定された車輪接触力に基づいて、車両の走行状態が危険であるかまたは危険でないかを評価すること、
評価装置（１４）が、さらに、少なくとも１つのコーナリング限界値として、車両が危険であると評価された走行状態に到達したときの少なくとも１つの瞬間車輪変数値、特に車輪サイド・フォースおよび／または車輪周方向力ないし車輪トルクを決定すること、および
評価装置（１４）が、特に少なくとも１つのコーナリング限界値を、記憶のために記憶装置（１５）に伝送すること、
を特徴とする請求項１ないし７のいずれかの装置。
【請求項９】
評価装置（１４）が、特に車両の実際ヨー速度および車両の非駆動車輪の平均速度から、車両が実際に通過中のカーブ走行路のカーブ半径を決定することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの装置。
【請求項１０】
評価装置（１４）が、少なくとも１つのコーナリング限界値として、決定されたカーブ半径および決定された摩擦係数から、車両の限界カーブ加速度および／または限界カーブ速度を決定すること、および
評価装置（１４）が、少なくとも１つのコーナリング限界値を、記憶のために記憶装置に伝送すること、
を特徴とする請求項１ないし９のいずれかの装置。
【請求項１１】
評価装置（１４）が、車両の少なくとも１つの実際走行状態値または少なくとも１つの実際車輪変数値を、記憶されている対応のコーナリング限界値と比較し且つ比較結果の関数として調節信号を出力すること、および
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）を含むことと、
を特徴とする請求項１ないし１０のいずれかの装置。
【請求項１２】
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）の車輪ブレーキ力を変化させることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかの装置。
【請求項１３】
調節装置（１６）、および場合により評価装置（１４）が、例えばＥＳＰ装置および／またはＡＢＳ装置および／またはＡＳＲ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１２のいずれかの装置。
【請求項１４】
センサ装置（１０）がタイヤ・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ないし１３のいずれかの装置。
【請求項１５】
タイヤ（３２）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車輪変数が決定され、および限界カーブ速度および／または限界カーブ加速度および／または限界カーブ・トルクを決定するためにこれらの車輪変数が使用され、且つ走行動特性の操作および／または制御においてこの限界カーブ速度および／またはこの限界カーブ加速度および／またはこの限界カーブ・トルクが考慮される、少なくとも１つのタイヤ（３２）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１６】
車両のコーナリングの間に１つの車輪の少なくとも１つの車輪変数を測定するステップ（Ｓ０１、Ｓ０２；Ｓ０１′、Ｓ０２′）と、
車輪の少なくとも１つの車輪変数を処理するステップ（Ｓ０３；Ｓ０６′−Ｓ０９′）と、
処理結果に基づいて少なくとも１つのコーナリング限界値を決定するステップ（Ｓ０３；Ｓ１０′）と、
を含む、少なくとも１つの車輪（１２）を有する自動車のコーナリング動特性のモニタ方法において、
少なくとも１つの車輪変数が、本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する車輪の車輪力成分であること、
を特徴とする自動車のコーナリング動特性のモニタ方法。
【請求項１７】
前記測定するステップが、車輪回転速度の決定（Ｓ０１；Ｓ０１′）を含むことを特徴とする請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記処理するステップが、特に車輪、好ましくは各車輪の車輪サイド・フォースからの、利用された摩擦係数の決定（Ｓ０８′）を含むことを特徴とする請求項１６または１７の方法。
【請求項１９】
前記処理するステップが、特に車輪、好ましくは各車輪の車輪周方向力および／または車輪回転速度からの、車両縦方向加速度の決定（Ｓ０６′）を含むことを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかの方法。
【請求項２０】
利用された摩擦係数を決定するときに、特に車輪変数値から決定された縦方向加速度が考慮される（Ｓ０８′）ことを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれかの方法。
【請求項２１】
前記処理するステップが、特に車輪、好ましくは各車輪の車輪接触力からの、車両の動的軸荷重移動の決定（Ｓ０７′）を含むことを特徴とする請求項１６ないし２０のいずれかの方法。
【請求項２２】
利用された摩擦係数を決定するときに、車両の動的軸荷重移動が考慮される（Ｓ０８′）ことを特徴とする請求項１６ないし２１のいずれかの方法。
【請求項２３】
少なくとも１つのコーナリング限界値の決定ステップ（Ｓ０３）が、
少なくとも１つの車輪力成分に基づいて、車両の走行状態が危険であるかまたは危険でないかを評価するステップ（Ｓ０３）と、
少なくとも１つのコーナリング限界値として、車両が危険であると評価された走行状態に到達したときの少なくとも１つの車輪変数値、特に車輪サイド・フォースおよび／または車輪周方向力ないし車輪トルクを決定するステップと、
特に少なくとも１つのコーナリング限界値を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１６ないし２２のいずれかの方法。
【請求項２４】
前記処理するステップが、
特に決定された車輪回転速度から平均車両速度を決定するステップと、
特に車両の実際ヨー速度および非駆動車輪の平均速度から、車両が実際に通過中のカーブ走行路のカーブ半径を決定するステップ（Ｓ０９′）と、
を含むことを特徴とする請求項１６ないし２３のいずれかの方法。
【請求項２５】
少なくとも１つのコーナリング限界値を決定するステップが、
少なくとも１つのコーナリング限界値として、決定されたカーブ半径および決定された摩擦係数から、車両の限界カーブ加速度および／または限界カーブ速度を決定するステップ（Ｓ１０′）と、
特に少なくとも１つのコーナリング限界値を記憶するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１６ないし２４のいずれかの方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの実際走行状態値または少なくとも１つの車輪力成分を、記憶されている対応のコーナリング限界値と比較するステップ（Ｓ０３；Ｓ１１′）と、
比較結果の関数として、自動車の走行状態を調節するステップ（Ｓ０４、Ｓ０５；Ｓ０４′、Ｓ０５′）と、
を含むことを特徴とする請求項１６ないし２５のいずれかの方法。
【請求項２７】
自動車の運転状態の調節が、機関出力の変化および／または少なくとも１つの車輪（１２）の車輪ブレーキ圧力の変化を含むことを特徴とする請求項１６ないし２６のいずれかの方法。
【請求項２８】
自動車の運転状態の調節が、例えばＥＳＰ装置および／またはＡＢＳ装置および／またはＡＳＲ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１６ないし２７のいずれかの方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、車両のコーナリングの間に車輪の少なくとも１つの車輪変数を測定し且つ少なくとも１つの車輪変数を表わす１つの信号を出力する、１つの車輪に付属の少なくとも１つのセンサ装置を含み、さらに、信号を処理し、この処理結果に基づいて、少なくとも１つのコーナリング限界値を決定する評価装置を含む、少なくとも１つの車輪を有する自動車のコーナリング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、車両のコーナリングの間に１つの車輪の少なくとも１つの車輪変数を測定するステップと、車輪の少なくとも１つの車輪変数を処理するステップと、処理結果に基づいて少なくとも１つのコーナリング限界値を決定するステップとを含む、少なくとも１つの車輪を有する自動車のコーナリング動特性のモニタ方法に関するものである。
【０００３】
従来の技術
従来の技術から、コーナリングにおける車両の動特性を改善することがその目的である種々の装置および方法が既知である。例えば、車輪ごとにそれぞれの車輪速度センサと、かじ取り角センサと、縦方向加速度センサとを有する４輪車両用推進制御装置が既知である。非駆動車輪の速度信号から車両速度の近似基準速度が決定される。縦方向加速度センサにより測定された縦方向加速度から、その時点にタイヤ接触面と走行路面との間に作用する摩擦係数μが評価される。このようにして評価された摩擦係数および基準速度に基づいて、数値等式により限界かじ取り角値が計算され、それを超えたときには高い確率で走行状態における不安定性が差し迫っている。かじ取り角が限界かじ取り角を超え、同時にさらに駆動滑りが存在し且つ基準速度がしきい速度を超えている場合、基準速度は、車輪角センサから新たに計算されず、その実際値に保持される。駆動滑り制御装置の機関係合および／またはブレーキ係合により、車両速度はほぼこの速度に制御される。
【０００４】
設けられているセンサに関して、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、測定値送信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。
【０００５】
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。
【０００６】
発明の利点
本発明は、センサ装置が、本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する車輪の少なくとも１つの車輪力成分を測定する車輪力センサ装置であることにより、この種の装置を構成している。この場合、従来技術に対して特に優れている本発明による装置の利点は、装置の範囲内で使用されるセンサ装置が明らかに簡単になったことであり、このセンサ装置は、最も簡単な場合には、ただ１種類のセンサ装置だけで十分である。
【０００７】
基本的には、車両のただ１つの車輪に１つのセンサ装置を付属させるだけで十分である。一部の車両車輪においてのみ車輪力成分またはその他の車輪変数が測定される場合、このようにして得られた値から非駆動車輪の値を推測することができる。決定されたコーナリング限界値の精度に対しては、複数の車輪、特に好ましくはすべての車輪にそれぞれ少なくとも１つのセンサ装置が付属されているとき、本発明の観点から好ましいことである。
【０００８】
車輪変数は、それぞれの車輪に直接付属されているセンサ装置により測定し且つきわめて正確に決定することができる。したがって、このようにして測定された車輪変数から、比較的簡単なセンサ装置により、１つまたは複数のコーナリング限界値をきわめて正確に決定することができる。
【０００９】
センサ装置のセンサ信号の処理から得ることができる車輪力成分として、車輪接触面内で車輪の周方向に対してほぼ直角方向に作用する車輪サイド・フォースおよび／または車輪接触面において接線方向へ車輪周方向に作用する車輪周方向力および／または車輪接触面に対して直角方向に作用する車輪接触力が挙げられる。さらに、少なくとも１つのコーナリング限界値の決定において車両速度を有利に考慮するために、少なくとも１つの車輪、好ましくは少なくとも１つの駆動車輪および少なくとも１つの非駆動車輪、特に好ましくはすべての車輪の車輪回転速度が決定されてもよい。
【００１０】
上記の車輪力成分から車輪接触面と走行路面との間に作用する摩擦係数を推測することができるので、したがってこれらの車輪力成分を決定することは有利である。ここで、車輪サイド・フォースが最も正確な結果を与えるが、精度を高めるために、および／または車輪サイド・フォースにより得られた結果の妥当性を検査するために、１つまたは複数のその他の車輪力成分が使用されてもよい。
【００１１】
摩擦係数を決定するときに、車両縦方向加速度を考慮することにより摩擦係数をより正確に決定することができる。これは、特に、摩擦係数が最初に車輪サイド・フォースのみから決定されるときに特に適用される。その理由は、このとき、それに追加して、実際に車輪接触面内に作用する全摩擦力に対する、走行方向またはその逆方向に作用する力の関与が考慮されるからである。
【００１２】
車輪周方向力は車両を加速または減速する力であるので、各車輪のいずれかの車輪周方向力から車両の縦方向加速度を推測することができる。車両の縦方向加速度は１つまたは複数の車輪回転速度に基づいても決定可能であり、特に車輪回転速度の時間的変化から決定可能である。さらに、車輪の車輪周方向力のみならず、１つの車輪、または好ましくは複数の車輪、または特に好ましくはすべての車輪の車輪回転速度もまた車両の縦方向加速度を決定するために組み合わせて使用可能であり、これによりそれぞれ他の結果の妥当性を検査し、ないしは結果の精度を改善することができる。
【００１３】
タイヤないし車輪と走行路面との間で利用された摩擦係数を決定するときに、コーナリングにおける車両の動的軸荷重移動を考慮することによりさらに精度の改善を行うことができる。動的軸荷重移動は、少なくとも１つのカーブ内側車輪および少なくとも１つのカーブ外側車輪の車輪接触力から、好ましくはすべての車輪の車輪接触力から、きわめて簡単に決定することができる。
【００１４】
少なくとも１つのコーナリング限界値の決定に対して、複数のシステム構成が考えられる。
本発明の有利な実施態様により、評価装置が、それが利用可能なセンサ信号に基づいて、車両の走行状態が危険でなく即ち安定しているか、または危険即ち不安定であるかに関して、車両の走行状態を評価することができる。この場合、評価装置が車両状態の評価のために少なくとも１つの測定された車輪力成分および／または車輪回転速度を使用したとき、システム構成は簡単になることが有利である。
【００１５】
車両が危険な走行状態に到達したことを評価装置が特定したとき、即ち車輪が滑り回転を開始したとき、少なくとも１つのコーナリング限界値として、その瞬間に作用している車輪変数値、この場合特に車輪サイド・フォースおよび／または車輪周方向力ないし車輪トルクが決定される。
【００１６】
装置が、少なくとも１つの決定されたコーナリング限界値を、記憶するためにそれに伝送する記憶装置を含むことが好ましく、これによりコーナリング限界値を走行動特性制御のために利用可能となる。
【００１７】
本発明の他の有利な実施態様により、評価装置は、車両が実際に通過中のカーブ走行路のカーブ半径を決定することができる。これは、例えば車両の実際ヨー速度および車両の平均車両速度を決定することにより行うことができる。車両のヨー速度およびカーブ半径の決定に関しては、後に詳細に説明する。代替態様として、カーブ半径は、ヨー速度を予め計算しなくても、車両速度、車両の輪距および非駆動車輪の差速度ないし差回転速度から決定することができる。
【００１８】
コーナリングおよび所定の車両速度において発生する遠心力に対する尺度を表わす決定されたカーブ半径と、車輪ないしタイヤと走行路面との間で伝達可能な最大の力に対する尺度を表わす決定された摩擦係数とに基づいて、評価装置は、少なくとも１つのコーナリング限界値として、限界カーブ加速度および／または限界カーブ速度を決定することができる。
【００１９】
装置が、この構成において、上記と同じ理由から記憶装置を含むことが好ましい。
コーナリングにおける車両の走行状態の制御は、評価装置が調節信号を出力することにより、並びに装置がさらに、調節信号に基づいて自動車の運転状態を調節する少なくとも１つの調節装置を含むことにより、簡単に行うことができる。
【００２０】
このために、評価装置は、車両の少なくとも１つの実際走行状態値または少なくとも１つの実際車輪変数値即ち車輪力成分、車輪トルクまたは車輪回転速度を、記憶されている対応コーナリング限界値と比較し且つ比較結果の関数として調節信号を出力することができる。
【００２１】
調節装置は、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つの車輪の車輪ブレーキ圧力を変化させることができる。機関出力の変化として、機関絞り弁の調節および／または点火時期の調節および／または燃料噴射量の変化が挙げられる。これらのすべては、今日の機関においては一般に、既に存在する構成要素を用いて行うことができる。
【００２２】
既に存在する車両構成要素の利用、したがって本発明による装置の効率は、調節装置、および場合により評価装置が、例えばＥＳＰ装置および／またはアンチロック制御装置および／またはＡＳＲ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により向上させることもできる。この付属は、調節装置および／または評価装置が上記の装置の一部である場合も含む。
【００２３】
しかしながら、上記の車輪変数は、タイヤ・センサ装置により、特に簡単に高い精度で測定することができる。このようなセンサ装置は、それが実際に発生する場所のきわめて近くで、これらの車輪変数の測定を可能にする。代替態様として、本発明による装置を形成するために、車輪軸受センサ装置もまた適している。この場合もまた、車輪変数の測定場所は、測定結果の高い精度が保証されるように、それが発生する場所の近くに存在する。
【００２４】
本発明の上記の利点は、少なくとも１つのタイヤおよび／または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達成され、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車輪変数が決定され、および限界カーブ速度および／または限界カーブ加速度および／または限界カーブ・トルクを決定するためにこれらの車輪変数が使用され、且つ走行動特性の操作および／または制御において、この限界カーブ速度および／または限界カーブ加速度および／またはこの限界カーブ・トルクが考慮される。
【００２５】
本発明は、少なくとも１つの車輪変数が本質的に走行路面と車輪接触面との間に作用する車輪の車輪力成分であることによりこの種の方法を構成している。このとき、少なくとも１つのコーナリング限界値の決定は少なくとも１つの測定された車両の車輪変数に基づいて行われ、したがって、センサ装置に僅かな費用をかけるだけで、少なくとも１つのコーナリング限界値の正確な決定を可能にする。少なくとも１つの決定されたコーナリング限界値の精度は、車輪変数測定が行われる車輪の数と共に上昇することを再度強調しておく。
【００２６】
さらに、本発明による方法により、本発明による装置に関して記載した利点もまた達成されるので、以下の方法の変更態様の補足説明には、上記の装置の説明が参照される。
【００２７】
場合により、車両速度を考慮してコーナリング限界値をできるだけ正確に決定するために、測定ステップが車輪回転速度の決定を含むとき、それは有利である。
【００２８】
上記のように、決定された車輪の車輪力成分から、特に車輪サイド・フォースから、利用されたそれぞれの摩擦係数をきわめて正確に決定することができる。
さらに、処理ステップが、特に車輪の車輪周方向力および／または車輪回転速度からの、車両縦方向加速度の決定を含んでもよいことが有利である。このとき、利用された摩擦係数を決定するときに、この縦方向加速度が考慮され且つ摩擦係数をより正確に決定することができる。
【００２９】
同様に、少なくとも１つのカーブ内側車輪および少なくとも１つのカーブ外側車輪、好ましくは各車輪の少なくとも１つの決定された車輪力成分から、動的軸荷重移動が簡単に決定され、このとき同様に、利用された摩擦係数を決定するときに、この動的軸荷重移動が考慮され、これにより摩擦係数をより正確に決定することができる。このために、特に車輪接触力が適している。この場合、動的軸荷重移動は、車輪変数ないし車輪力から決定される方法とは別の方法で、場合により追加の横方向加速度センサにより決定されてもよい。
【００３０】
装置に対してと同様に、方法に対してもまた、少なくとも１つのコーナリング限界値を決定する複数の可能性が存在する。本発明による方法の有利な実施態様においては、少なくとも１つのコーナリング限界値の決定が、次のステップ、即ち、
少なくとも１つの車輪力成分に基づいて、車両の走行状態が危険であるかまたは危険でないかを評価するステップと、
少なくとも１つのコーナリング限界値として、車両が危険であると評価された走行状態に到達したときの少なくとも１つの車輪変数値、特に車輪サイド・フォースおよび／または車輪トルクを決定するステップと、
特に少なくとも１つのコーナリング限界値を記憶するステップと、
を含んでもよい。
【００３１】
上記の車輪トルクは、車輪周方向力および車輪半径から簡単に決定することができる。それに続く走行状態制御に対してコーナリング限界値を利用可能にするために、記憶装置が使用される。
【００３２】
本発明による方法の代替態様においては、最初に、処理ステップが、次のステップ、即ち、
特に決定された非駆動車輪の車輪回転速度から平均車両速度を決定するステップと、
特に車両の実際ヨー速度および平均車両速度から、車両が実際に通過中のカーブ走行路のカーブ半径を決定するステップと、
を含んでもよい。
【００３３】
この場合、少なくとも１つのコーナリング限界値を決定するステップが、このとき次のステップ、即ち、
少なくとも１つのコーナリング限界値として、決定されたカーブ半径および決定された摩擦係数から、車両の限界カーブ加速度および／または限界カーブ速度を決定するステップと、
特に少なくとも１つのコーナリング限界値を記憶するステップと、
を含んでもよい。
【００３４】
最後に挙げた実施態様の利点は、少なくとも１つのコーナリング限界値を決定するために、車両は必ずしも危険な走行状態に到達することを必要としないことにある。
【００３５】
少なくとも１つのコーナリング限界値を決定するための上記の２つの方法は、少なくとも１つの決定されたコーナリング限界値を相互に検査するために、および／または決定された少なくとも１つのコーナリング限界値の精度を改善するために、相互に組み合わせて使用されてもよいことを明確に指摘しておく。上記のカーブ半径の決定は、さらに、危険となった走行状態における車輪変数を記憶する上記の方法においても使用可能であり、これにより、場合により決定された限界車輪回転速度およびカーブ半径から、限界カーブ速度および／または限界カーブ加速度に到達させることができる。
【００３６】
本発明による方法が使用される車両の交通安全性は、次の走行状態制御により本質的に上昇させることができる。この走行状態制御は、次のステップ、即ち
少なくとも１つの実際走行状態値または少なくとも１つの車輪力成分を、記憶されている対応のコーナリング限界値と比較するステップと、
比較結果の関数として自動車の走行状態を調節するステップと、
を含んでもよい。
【００３７】
自動車の運転状態の調節は、機関出力の変化および／または少なくとも１つの車輪ブレーキ圧力の変化により行うことができる。自動車の運転状態の調節精度を上げるために、および本方法のできるだけ簡単な実行の観点から、自動車の運転状態の調節が、例えばＥＳＰ装置および／またはＡＢＳ装置および／またはＡＳＲ装置のような、自動車の走行状態の操作および／または制御装置により実行されるとき、それは有利である。
【００３８】
上記の説明において、走行状態値により、例えば車両速度および車両加速度のような車両の走行状態を表わす値が示されている。
以下に本発明を付属の図面によりさらに詳細に説明する。
【００３９】
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と接続されている。評価装置１４は調節装置１６と接続されている。一方、調節装置１６は車輪１２に付属されている。
【００４０】
センサ装置１０は、ここに示した例においては、車輪１２の車輪サイド・フォース、車輪接触力、車輪周方向力および車輪回転速度を測定する。これらのセンサ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、車輪力は、測定されたタイヤの変形から、例えば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、決定される。
【００４１】
評価装置１４内で、個々の車輪力成分からおよび車輪回転速度から、個々にまたは組み合わされて、それぞれの車輪の運動状態およびトラクション状態を表わす車輪変数値を決定することができる。例えば、各車輪における車輪力から、伝達可能な駆動トルクを決定することができ、個々の車輪サイド・フォースから、利用された摩擦係数を決定することができ、車輪周方向力および／または車輪回転速度から車両縦方向加速度を導くことができ、非駆動車輪の車輪回転速度から車両速度を決定することができる。車輪接触力から車両のコーナリングにおける動的軸荷重移動を決定することができ、一方、この動的軸荷重移動を知ることにより、摩擦係数の決定精度が改善される。
【００４２】
評価装置１４は、車両が安定な走行状況にあるかどうかを検査する。評価装置１４が、例えば車両または個々の車輪がコーナリングにおいてカーブの半径方向に滑りを開始したことにより不安定状態が発生したことを特定した場合、評価装置１４は、測定された実際の車輪力成分および車両速度を、限界車輪サイド・フォース、限界車輪接触力、限界車輪周方向力および限界カーブ速度として記憶する。本発明による装置ないし本発明による方法を形成ないし実行するためには、これらの限界値のただ１つだけで十分である。同様に、限界力は限界加速度に換算されて限界値として記憶されてもよい。
【００４３】
本発明による装置ないし方法に対する限界カーブ速度を決定する他の可能性は、決定された摩擦係数および通過中のカーブ走行路の実際カーブ半径から決定することを提供する。実際カーブ半径の決定は、後に説明する。
【００４４】
次に、評価装置１４は、１つまたは複数の決定された車輪変数値を、記憶されている対応の限界値と比較し、且つ車両の走行状態が不安定となることが差し迫っているときに調節信号を出力する。
【００４５】
このとき、この調節信号は調節装置１６に伝送され、これにより、この信号の関数として、車両の運転状態、特に車輪１２に対してそれを安定化させる調節を行うことができる。このような調節は、例えば機関係合を介して、即ち機関絞り弁および／または点火時期および／または燃料噴射量の調節を介して、および／またはブレーキ係合を介して行うことができる。
【００４６】
図２は、本発明の範囲内における本発明による方法の第１の実施態様の流れ図を示し、この場合、カーブにおける車両の走行動特性の評価が示されている。図１に示した装置は、特に本発明による方法を実行するのに適している。最初に個々のステップの意味を挙げておく。
【００４７】
Ｓ０１：センサ装置によるタイヤの変形および回転速度の測定。
Ｓ０２：測定された変形から、走行路面上におけるタイヤのサイド・フォース、周方向力および接触力の決定。
【００４８】
Ｓ０３：決定されたタイヤのサイド・フォース、周方向力および接触力と、不安定な走行状態において予め決定され且つ記憶されたそれぞれの限界サイド・フォース値、限界周方向力値および限界接触力値との比較；車輪回転速度と、不安定な走行状態において予め決定され且つ記憶された限界車輪回転速度値との比較。
【００４９】
Ｓ０４：危険な走行状態の検出、適切な調節信号の発生。
Ｓ０５：ブレーキ係合および／または機関係合による走行状態の調節。
図２に示した方法経過は、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。Ｓ０１において、タイヤの変形が測定される。さらに、ステップＳ０１において、タイヤの車輪回転速度ないし車輪速度が決定される。
【００５０】
ステップＳ０２において、変形から、車輪サイド・フォース、車輪周方向力および車輪接触力が決定される。これは、例えば、変形とそれぞれの車輪力成分との間の関係を与える、記憶ユニット内に記憶されている特性曲線により行われる。
【００５１】
ステップＳ０３において、決定された車輪力および決定された車輪回転速度が、記憶されている限界値と比較される。限界値は、不安定な走行状態に到達したときに記憶装置内に記憶された車輪力および／または車輪回転速度である。例えば、ステップＳ０３において限界値のいずれかが超えられた場合、ステップＳ０４において、危険な走行状態が検出され、且つ検出された危険な走行状態から出発して適切な調節信号が決定される。これに対して限界値のいずれも超えられなかった場合、この方法はステップＳ０１に戻る。
【００５２】
次に、ステップＳ０５において、ステップＳ０４からの調節信号に基づいて車両の走行状態が調節される。
図３には、代替方法の流れ図が示されている。この方法ステップは、図２のそれとは対照的に、アポストロフィー（′）が付けられた符号で表わされている。ここで、同じ符号は同じ方法ステップを表わしている。この場合、この方法ステップは個々に次の意味を有している。
【００５３】
Ｓ０１′：センサ装置によるタイヤの変形および回転速度の測定。
Ｓ０２′：測定された変形から、走行路面上におけるタイヤのサイド・フォース、周方向力および接触力の決定。
【００５４】
Ｓ０６′：測定された車輪回転速度から、好ましくは車輪周方向力を考慮して、車両の縦方向加速度の決定。
Ｓ０７′：測定された車輪接触力から、動的軸荷重移動の決定。
【００５５】
Ｓ０８′：測定された車輪力成分から、縦方向加速度および動的軸荷重移動を考慮して、摩擦係数の決定。
Ｓ０９′：実際に通過中のカーブ走行路のカーブ半径の決定。
【００５６】
Ｓ１０′：決定されたカーブ半径および決定された摩擦係数から、限界カーブ加速度および／または限界カーブ速度の決定。
Ｓ１１′：実際カーブ加速度および／または実際車両速度と、限界カーブ加速度および／または限界カーブ速度との比較。
【００５７】
Ｓ０４′：危険な走行状態の検出、適切な調節信号の発生。
Ｓ０５′：ブレーキ係合および／または機関係合による走行状態の調節。
ステップＳ０６′およびＳ０７′は必ずしも必要ではないが、これらのステップは、カーブ内での車両の縦方向加速度並びに車両の動的軸荷重移動の決定を可能にし、またステップＳ０８′における摩擦係数のきわめて正確な決定を可能にする。これらの決定は、主として、決定された車輪サイド・フォースに基づいているが、走行路面とタイヤ接触面との間に作用するその他の車輪力成分並びに直前に挙げた値が考慮されてもよい。
【００５８】
ステップＳ０９′において、例えば車両のヨー速度から、車両が通過中のカーブ走行路のカーブ半径が計算される。車両のヨー速度は、例えば固有の車両寸法および非駆動車輪の平均速度から、次のように計算することができる。
【００５９】
ａ．）後輪駆動車両に対して、
【００６０】
【数１】
2004516980.tif 000003
ｂ．）前輪駆動車両に対して、
【００６１】
【数２】
2004516980.tif 000004
ここで、ｃ１およびｃ２は定数であり、ＤＶ＿Ｇは非駆動車輪間の差速度であり、＃ＲＡＤＳＴＡＮＤは車両の軸距であり、＃ＳＰＵＲＷは輪距であり、およびＶＭＮＡは非駆動車輪の平均速度である。
【００６２】
次に、実際に通過中のカーブ走行路のカーブ半径ＫＵＲＶ＿ＲＡＤは、ＫＵＲＶ＿ＲＡＤ＝ＶＭＮＡ／ω から決定することができる。
ステップＳ１０′において、ある速度において発生する横方向加速度に対する尺度であるこのように決定されたカーブ半径から、およびタイヤないし車輪と道路との間で伝達可能な最大の力に対する尺度であるステップＳ０８′において決定された摩擦係数から、限界カーブ加速度および／または限界カーブ速度が計算される。
【００６３】
ステップＳ１１′、Ｓ０４′およびＳ０５′において、車両は、車両の実際カーブ加速度および／または実際カーブ速度と限界カーブ加速度および／または限界カーブ速度との比較により、且つ場合によっては適切な調節信号の発生により、機関および／またはブレーキの対応調節と組み合わせて、それぞれ限界カーブ加速度または限界カーブ速度に制御される。
【００６４】
図４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の装着されたタイヤ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、それぞれ車輪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送信器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。
【００６５】
図５は、図４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４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、したがって車輪力を直接測定することができる。
【００６６】
本発明の実施態様に関するこ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、本発明による代替方法の流れ図を示す。
【図４】
図４は、タイヤ／側壁センサを有するタイヤの部分図を示す。
【図５】
図５は、図４に示したタイヤ／側壁センサの例示信号線図を示す。
【国際公開パンフレット】
2004516980.tif 000005
2004516980.tif 000006
2004516980.tif 000007
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2004516980.tif 000009
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【国際調査報告】
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2004516980.tif 000047
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