(57)【要約】電子制御式四輪かじ取りを備えた路上走行車において、ヨー・ダイナミックスおよび横方向ダイナミックスを制御する目的で、前車軸かじ取り角δｖおよび後車軸かじ取り角δｈの設定が相互に分離した制御ループによって実行される場合、前車軸で増加すべき横力Ｓｖに対する所望の値Ｓｖｓｏｌｌが、前車軸に割り当てられた制御ループで決定され、この所望の値Ｓｖｓｏｌｌに対して、この所望の値Ｓｖｓｏｌｌにリンクされるスリップ角の値が、所望の値αｖｓｏｌｌとして、スリップ角αｖに対する前車軸で増加すべき横力Ｓｖの依存性を表すＳｖ（αｖ）特性から、決定される。後車軸に割り当てられた制御ループでは、後車軸で増加すべき横力Ｓｈに対する所望の値Ｓｈｓｏｌｌが、【数１】2004505855.tif 000075の形のコントローラ則に従う制御プロセスで決定される。この所望の値Ｓｈｓｏｌｌに対して、所望の値Ｓｈｓｏｌｌにリンクされるスリップ角の値が、所望の値αｈｓｏｌｌとして、Ｓｈ（αｈ）特性から、決定される。これらの所望の値αｖｓｏｌｌおよびαｈｓｏｌｌを使用して、車両の重心での横滑り角βの推定値、重心の位置、ならびにヨー速度2004505855.tif 000076および車両の縦方向速度ｖｘの測定値または推定値を考慮し、かじ取り角の所望の値δｖｓｏｌｌおよびδｈｓｏｌｌが決定される。
2004505855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前車軸および後車軸用にそれぞれ１つのかじ取り装置を有し、前記車軸に個々に割り当てられ、それぞれのコントローラを介して駆動することができ、車両のヨー・ダイナミックスおよび横方向ダイナミックス挙動に特有の変数、例えばヨー速度
2004505855.tif 000065
および横滑り角βの所望の／実際の値の比較から、制御する変数を補正するために必要な駆動信号を生成する、電気的に駆動可能なδｖおよびδｈのかじ取り角アクチュエータ（１７および１８）と、かじ取り角アクチュエータごとに、互いに分離したかじ取り角δｖおよびδｈを設定するために設けられた制御ループと、かじ取り要素位置センサ（３１）からの、ドライバの要望を表す少なくとも１つの出力信号の処理、および車両の動作状態、例えば速度センサに特有のセンサ出力信号の処理から、電子計算機によって実装された基準モデル（２８）によって生成される制御パラメータに対する、２つの制御ループに対して必要な所望の値の規定信号とを有する路上走行車において、ヨー・ダイナミックスおよび横方向ダイナミックスを制御するための方法であって、
（ａ）前車軸で増加すべき横力Ｓｖに対する所望の値Ｓｖｓｏｌｌが、前車軸に割り当てられた制御ループ中の制御プロセスで決定されること、
（ｂ）この所望の値Ｓｖｓｏｌｌに対して、所望の値Ｓｖｓｏｌｌにリンクされるスリップ角の値が、所望の値αｖｓｏｌｌとして、前車輪でのスリップ角αＶに対して前車軸で増加すべき横力Ｓｖの依存性を特徴的に表すＳｖ（αｖ）から決定され、前車軸かじ取り角アクチュエータによって設定される前車軸かじ取り角の絶対値δｖｓｏｌｌが、関係
【数１】
2004505855.tif 000066
に従って決定されること、
（ｃ）後車軸で増加すべき横力Ｓｈに対する所望の値Ｓｈｓｏｌｌが、後車軸に割り当てられた制御ループ中の
【数２】
2004505855.tif 000067
の形のコントローラ則に従う制御プロセスで決定されること、
（ｄ）後車軸横力のこの所望の値Ｓｈｓｏｌｌに対して、所望の値Ｓｈｓｏｌｌにリンクされるスリップ角の値が、所望の値αｈｓｏｌｌとして、Ｓｈ（αｈ）特性から決定され、後車軸かじ取り角アクチュエータによって設定される後車軸かじ取り角の絶対値δｈｓｏｌｌが、関係
【数３】
2004505855.tif 000068
に従って決定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前車軸で増加すべき横力の所望の値Ｓｖｓｏｌｌが、
【数４】
2004505855.tif 000069
の形のコントローラ則に従う制御プロセスで決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前車軸で増加すべき横力の所望の値Ｓｖｓｏｌｌが、
【数５】
2004505855.tif 000070
の形のコントローラ則に従う制御プロセスで決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前車軸でのスリップ角αｖの所望の値αｖｓｏｌｌ、および／または後車軸でのスリップ角αｈの所望の値αｈｓｏｌｌが、
【数６】
2004505855.tif 000071
の形の線形関係から得られ、上式で、Ｃｖ，ｈが、それぞれ前輪タイヤ（添字「ｖ」）または後輪タイヤ（添字「ｈ」）のスリップ剛性の推定値、または測定によって決定される値を示すことを特徴とする、請求項１ないし３の一項に記載の方法。
【請求項５】
前車軸（２４）および後車軸（２６）用にそれぞれ１つのかじ取り装置を有し、前車軸かじ取り角δｖおよび後車軸かじ取り角δｈをそれによって設定することができる、２つの相互に分離した制御ループに対する、前記車軸に個々に割り当てられた、電気的に駆動可能なかじ取り角アクチュエータ（１７および１８）を有する路上走行車（１１）に対して、請求項１ないし４の一項に記載の方法を実施するための装置であって、それぞれの場合に、車両の定義した点、好ましくは車両の重心で、車両（１１）に対して生じる横方向加速度ａｙをそれによって検出することができる、少なくとも１つの横力加速度センサ（４７）が設けられたことを特徴とする装置。
【請求項６】
車両の縦軸方向から見て、互いに間隔を置いて配置された２つの横方向加速度センサ（４８および４９）が設けられ、一方の横方向加速度センサ（４８）を車両（１１）の前車軸（２４）の領域に配置することが好ましく、他方の横方向加速度センサ（４９）を後車軸（２６）の領域に配置することが好ましいことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前車軸での横力の所望の値Ｓｖｓｏｌｌがコントローラ則
【数７】
2004505855.tif 000072
に従って決定される制御モードと、前車軸での横力の所望の値がコントローラ則
【数８】
2004505855.tif 000073
に従って決定される制御モードとの間で切り換えることができることを特徴とする、具体的には請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
設定すべき前車軸および後車軸かじ取り角δｖおよびδｈに対する規定した所望の値を生成するために与えられる基準モデル（２８）を、これらの所望の値を生成するための様々な定義したアルゴリズムに設定することができることを特徴とする、具体的には請求項５ないし７の一項に記載の装置。
【請求項９】
横力を伝達するタイヤの能力が最大の範囲でなくなったか、仮想的になくなったとき、および／または後車軸かじ取り角アクチュエータ（１８）が故障したとき、前車軸での横力の所望の値Ｓｖｓｏｌｌが前車軸の領域中の横滑り角の制御偏差（βｖ−βｖｓｏｌｌ）に応じて決定される制御モードから、前車軸での横力の所望の値Ｓｖｓｏｌｌがヨー速度の制御偏差
2004505855.tif 000074
に応じて決定される制御モードへの自動切換えが実行されることを特徴とする、請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
外乱推定器（６６および／または６７）が、前車軸かじ取り角および後車軸かじ取り角δｖおよびδｈを設定するために設けられた制御ループのうちの少なくとも１つに対して設けられたことを特徴とする、請求項５ないし９の一項に記載の装置。
【請求項１１】
同じ制御変数に割り当てられたコントローラおよび外乱推定器が、同じ設計モデルを使用して設計されたことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、前車軸および後車軸用にそれぞれ１つのかじ取り装置を有し、前記車軸に個々に割り当てられ、それぞれコントローラを介して駆動することができ、車両のヨー・ダイナミックスおよび横方向ダイナミックス挙動に特有の変数（例えばヨー速度
2004505855.tif 000003
および横滑り角β）の所望の／実際の値の比較から、制御する変数を補正するために必要な駆動信号を生成する、電気的に駆動可能なδｖおよびδｈかじ取り角アクチュエータを有し、かじ取り角アクチュエータごとに請求項１のプリアンブルで指定されるさらに一般に限定的な特徴を有する路上走行車において、ヨー・ダイナミックスおよび横方向ダイナミックスを制御するための方法に関する。
【０００２】
前車軸かじ取りおよび後車軸かじ取りに対して互いに独立に駆動することのできるかじ取り角アクチュエータを備える車両では、前輪を介することでしかかじ取りすることのできない通常の車両の場合には行うことができない、「最大の」車両の運動を得ることが原理上は可能である。例えば、車両をヨーイングさせずに（例えば、前車軸かじ取りおよび後車軸かじ取りが車両縦軸に対して同一に設定されることによって）、車両の横滑り、すなわち車両縦軸に対して斜めの車両運動が可能である。後ですべり運動を実行せずに、ヨーイング、すなわち車両の垂直軸の周りの車両の回転運動を得ることも可能である。
【０００３】
２つの車軸かじ取りを用いることによってのみ得ることのできるこのような車両運動の使用は、ドライバがドライバの要望に対応する車両の反応をその運転状況の操作に対して「通常」期待する、統計的に支配的な運転状況に対応する車両の「通常の」操作ではなく、ドライバが意識的に不慣れな車両挙動を選ぶ運転状況、例えば非常に狭い空間で操作する運転状況用に、安全上の理由で別にしておくべきである。
【０００４】
したがって、ドライバの要望を設定するために設けられるかじ取り要素、例えばステアリング・ホイールまたはジョイスティックの始動時に、前車軸かじ取りだけを有する車両の反応とほぼ同様の車両反応が得られ、しかも２つのかじ取り角アクチュエータによって増加させることのできる横方向案内力の利用の改善を可能にする、初めに述べたタイプの方法を規定することが本発明の目的である。
【０００５】
この目的は、初めに述べたタイプの方法の場合、基本概念に関する請求項１の特徴の組み合わせ全体と、本発明による方法の特別な改善における請求項２および／または請求項３の特徴とによって達成される。
【０００６】
この場合、請求項２に従って与えられる、前輪での横力の所望の値の決定のタイプは、後車軸での横力の所望の値を決定するために一般に与えられる方式の、前車軸での横滑り角制御に対応し、前車軸での横方向案内力の所望の値の決定のタイプは、前車軸に割り当てられたかじ取り角制御ループを介するヨー速度の制御に対応する。車両の前輪および後輪のスリップ角の所望の値の、請求項４に従って与えられる近似的決定は、その状況に対して十分な車両の前輪および後輪に関するかじ取り角の決定を実施することのできる、統計的に有意な運転状況の大部分において十分である。
【０００７】
請求項３の特徴によって定義したタイプの制御を実装するのに適した請求項５による制御装置の場合、車両の重心に働く横方向加速度を直接検出する横方向加速度センサは特に適切である。
【０００８】
車両の幾何形状を考慮に入れると、請求項６に従って与えられるように、車両の縦方向から測定したその互いの間隔を可能なだけ広くすることのできる２つの横方向加速度センサを、この目的で設けることも可能である。
【０００９】
請求項７に従って与えられるように、制御装置を介して様々な定義した制御モードに切り換えられること、および請求項８に従って提供され、コンピュータで実装される車両の異なる基準モデル変形形態間で特定の選択ができることの両方の結果として、特定のドライバの要望の表現として作用する、かじ取り要素の始動に対する、対応する異なるタイプの車両の応答挙動に車両を設定することが可能である。すなわち、いわば車両の所望のドライビング挙動に対応する車両タイプ（スポーツ・カーまたは大型のリムジン）を選択することができる。後輪ブレーキを独立に駆動して、定義した制動力を発生することができ、その結果、後車軸についてのかじ取り角アクチュエータを用いずに、後輪ブレーキが後輪を介して、特に車両のヨー挙動に影響を与えることによって後車軸かじ取りが実装されるときにはいつでも、この範囲で説明した制御モードが使用できることは言うまでもない。
【００１０】
車両が横方向ダイナミックスの最大範囲で移動している場合、すなわちスリップ角を大きくすることによってはもはや横力を増加させることができない場合、請求項９に従って与えられる、制御装置の、ヨー速度を制御変数として有する制御モードへの自動切換えにより、前記最大範囲であっても、および／または後車軸かじ取りが故障した場合であっても、車両を依然として効率的に制御することができ、高い安全の指標が達成される。
【００１１】
制御変数に割り当てられる外乱推定器、好ましくは観測される制御変数に関するコントローラの設計にその設計モデルが対応する外乱推定器によって、制御の品質の著しい改善が達成される。積分動作構成要素を備えるコントローラとは対照的に、積分されるのは制御誤差ではなく、測定値と推定値との間の誤差であり、次いでそれを使用して外乱を補償することができるからである。
【００１２】
本発明による方法と、それを実施するのに適した装置のこれ以上の詳細は、図面と共に、以下の説明と、この方法を実装するのに適した制御装置の変形構成とから明らかとなる。
【００１３】
図１で全体を１０として示す四輪駆動路上走行車に関する、全体を１１として示す横方向ダイナミックス制御装置の場合に、前輪１２および１３と、後輪１４および１６のどちらもかじ取りすることができ、電気的に駆動可能なかじ取り角アクチュエータ１７または１８がそれぞれ、前輪１２および１３のかじ取り角δｖを設定し、後輪１４および１６のかじ取り角δｈを設定するために与えられる場合、目的は、ドライバが効率的に制御できるように車両を案内することを可能にするかじ取り挙動を達成することである。
【００１４】
この説明では、車両１１に関して、前車軸かじ取り角アクチュエータ１７が、台形かじ取りの方式で２つの前輪に関するかじ取り角δｖｌおよびδｖｒの「共通の」設定を実施し、同じことが後車軸かじ取り角アクチュエータ１８に関しても当てはまると仮定することができ、それによって、車両の「シングルトラック」モデルを単純にする目的で、前輪かじ取り角δｖｌおよびδｖｒを単一の前車軸かじ取り角δｖによって記述することができ、後輪かじ取り角δｈｌおよびδｈｒを共通の「平均」後車軸角δｈによって記述することができる。
【００１５】
かじ取り角アクチュエータ１７および１８は、関連する所望の値を設定するために、車両１１のシングル・トラック・モデルに見られる前車軸かじ取り角δｖおよび後車軸かじ取り角δｈの所望の値δｖｓｏｌｌおよびδｈｓｏｌｌを表す電気信号によって駆動することのできる電気油圧式アクチュエータまたは電気機械式アクチュエータとして実装することができる。
【００１６】
前車軸かじ取り角δｖおよび後車軸かじ取り角δｈに関するこの所望の値の信号は、互いに分離した制御ループで動作し、かつ、車両１１の横方向ダイナミックス挙動に特有の変数、具体的には車両１１の重心２３でのヨー角速度
2004505855.tif 000004
、車両の前車軸２４の領域での横滑り角βｖ、および車両１１の後車軸２６の領域での横滑り角βｈの所望の／実際の値の比較から、かじ取り角アクチュエータ１７および１８についての所望の値に特有の駆動信号を生成するコントローラ１９、２１、および２２によって生成される。
【００１７】
車両１１にドライバが期待し、ドライバがかじ取り要素２７、例えば図示するような「従来の」ステアリング・ホイールまたはジョイスティックを始動することによって入力することのできる横方向ダイナミックス挙動に対するドライバの要望を変換するために、基準モデル２８が与えられる。基準モデル２８は電子計算機によって実装され、この基準モデル２８に対して、ドライバが望む車両１１のかじ取り挙動に対応するかじ取り要素位置センサ３１の、δＦに特有の電子出力信号である「ドライバの要望の入力」が第１入力２９で供給され、第２入力３２では、基準モデル２８に、実車両の縦方向速度ｖｘの指標である電子状態信号である「速度入力」が供給される。
【００１８】
基準モデル２８は、重心２３を通過する垂直軸についての実車両のヨー角速度の所望の値
2004505855.tif 000005
の指標である電子出力信号を第１出力３３で出力する。
【００１９】
第２出力３４では、基準モデル２８は、コーナリングの場合に車両の前車軸２４の領域での車両の横滑り角の所望の値βｖｓｏｌｌの指標である電子出力信号を出力し、第３出力３６では、車両の後車軸２６での、実車両の１１の横滑り角の所望の値βｈｓｏｌｌの指標である電子出力信号を出力する。
【００２０】
ステアリング・ホイール２７の始動に対する車両の反応挙動−かじ取り角δＦの設定−をその入力が決定する、これらの所望の値の生成は、ドライバにとって「理解できる」−効率的に管理できる−車両１１の縦方向ダイナミックス挙動を生成するように適切に行われる。基準モデル２８は、前車軸２４および後車軸２６での同一のスリップ角αｖおよびαｈが対応する、「ニュートラルな」コーナリング挙動を生成するように設計することができる。しかし、オーバステアしやすく、スポーツ車両のコーナリング挙動を近似するコーナリング挙動を生成するように基準モデル２８を設計し、または前輪駆動車両に特有である傾向のあるオーバかじ取り挙動などのオーバステアリング挙動を達成するように基準モデル２８を設計することも可能である。
【００２１】
2004505855.tif 000006
、βｖｓｏｌｌ、およびβｈｓｏｌｌ値信号と比較するのに適した実際の値信号は、車両モデル３７によって生成される。車両モデル３７は、この場合も電子計算機によって実装され、かつ車両モデル３７は、プロセシング測定され、機能的に特徴的な変数、および車両特有のデータから、車両の垂直軸の周りの車両１１のヨー角速度の実際の値
2004505855.tif 000007
の指標である電子出力信号を第１出力３８で出力し、さらに、前車軸２４の横滑り角の実際の値βｖｉｓｔの電子出力信号を第２出力３９で出力し、実車両１１の後車軸２６での横滑り角βｈの実際の値βｈｉｓｔの指標である電子出力信号を第３出力４１で出力する。
【００２２】
車両モデル３７の前記実際の値出力信号、すなわち駆動動作中に連続的に検出しなければならない値出力信号を生成するのに適した変数データと、「車両固有のデータ」、すなわち車両によって永続的に規定され、単一の測定によって検出することができ、次いで少なくとも比較的長い時間間隔の間一定と見なすことができるデータとは、選択した例示的実施形態の場合、以下の通りである。車両の縦方向速度ｖｘの正確な判定を可能にする、車輪１２、１３、１４、および１６に個々に割り当てられたホイール速度センサ４２１〜４２４の出力信号と、前車軸かじ取り角アクチュエータ１７に割り当てられた電子式または電気機械式前車軸かじ取り角位置センサ４３、および後車軸かじ取り角アクチュエータ１８に割り当てられたかじ取り要素位置センサ４４の出力信号と、車両の重心２３を通る車両の垂直軸の周りのヨー速度
2004505855.tif 000008
の指標としての、ヨー速度
2004505855.tif 000009
センサ４６の出力信号と、車両の縦方向、ｘ方向に垂直な車両１１の重心２３に作用する横方向加速度ａｙの指標としての横方向加速度（ａｙ）センサ４７の出力信号と、適切な場合には、前車軸２４の近くに適切に配置された横方向加速度センサ４８の出力信号、および／または車両の重心２３から離れて車両に対して横方向に作用する、後車軸２６のより近くに配置された横方向加速度（ａｙｈ）センサ４９の出力信号とである。
【００２３】
車両のホイール・ベースＬ、ならびに適切な場合には、固定値としての、および断続測定または断続推定で必要な場合に補正することのできるせいぜいわずかな変化を受ける変数としての、前車軸および後車軸の車輪左右間隔と、車両質量ｍと、前車軸２４と重心２３との距離ｌｖまたは後車軸２６と重心２３との距離ｌｈと、車両１１の垂直軸の周りの車両１１の慣性ｊＩのヨー・モーメントと、タイヤ特性とが、実際の値
2004505855.tif 000010
、βｖｉｓｔ、βｈｉｓｔを決定するために、上記の変数データと共に適切な「車両特有の」データとして車両モデル３７中に格納される。前記変数は、横力ＳｖとＳｈの間の関係を再生する。横力ＳｖおよびＳｈは、スリップ角αｖおよびαｈに応じて、それぞれ前車軸および後車軸でのかじ取り始動によって増加させることができる。
【００２４】
モデル・コンピュータ３７でこれらの変数の処理を説明するために、以下では、路上走行車の単純化した線形化シングルトラック・モデルを参照する。このモデルでは、前車軸２４および後車軸２６のかじ取り角δｖおよびδｈはそれぞれ、以下の関係で与えられる。
【数９】
2004505855.tif 000011
および
【数１０】
2004505855.tif 000012
【００２５】
線形化シングル・トラック・モデル、すなわち、説明のために選択した１０°周辺の小さい値のかじ取り角δｖおよびδｈに対して考えられるモデルでは、車両１１の重心での横滑り角βは、関係
【数１１】
2004505855.tif 000013
によって良く近似される。上式でｖｙは、コーナリング中に生成される、車速ｖＦの縦方向速度成分ｖｘに垂直な車両の速度成分を示し、車速ｖＦは、これら２つの速度成分のベクトル和として生成される。
【００２６】
横方向速度成分ｖｙは、車両の重心に作用する横方向加速度ａｙの積分から少なくとも近似的に「測定」することができ、および／または、ホイール速度、かじ取り角δｖおよびδｈの組、ならびに車両の幾何学的寸法から推定することができる。
【００２７】
さらに、前車軸または後車軸の横滑り角βｖおよびβｈはそれぞれ、以下の関係によって車両の重心での横滑り角βにリンクされる。
【数１２】
2004505855.tif 000014
および
【数１３】
2004505855.tif 000015
【００２８】
前車軸かじ取り角アクチュエータ１７を駆動するために設けられるコントローラ１９は、ヨー速度コントローラとして設計される。このヨー速度コントローラは、
【数１４】
2004505855.tif 000016
の形のコントローラ則を使用して、所望の横力の値Ｓｖｓｏｌｌを決定する。これは前車軸のスリップ角αｖの関数Ｓ（αｖ）である。
【００２９】
ヨー速度制御によって決定され、かつ制御偏差
2004505855.tif 000017
が消える場合には関係
【数１５】
2004505855.tif 000018
によって決定される、この所望の値Ｓｖｓｏｌｌに対応するものが、車両の安定なコーナリングに対して当てはまる要件であり、一般に関係
【数１６】
2004505855.tif 000019
によって表される。この関係（７）は、車両１１の後車軸２６で生じる横力Ｓｈが以下の関係に従ってこの関係（７）から除かれるときに、車両１１の垂直軸の周りのモーメントの平衡を取るためのものである。
【数１７】
2004505855.tif 000020
【００３０】
【数１８】
2004505855.tif 000021
に従う、かじ取り始動によって設定されるスリップ角αに対する、関係（６’）に従っていわば数学的に決定することのできる図２によって定性的に再現される横力の依存性のために、関係（６）および（６’）にそれぞれ従う
2004505855.tif 000022
制御によってそれぞれ、操作される変数δｖに対する所望の値δｖｓｏｌｌを、スリップ角αｖの所望の値αｖｓｏｌｌとして決定する際に、関係（１）にしたがって使用されるスリップ角の所望の値αｖｓｏｌｌにリンクされる。スリップ角αに対する横力の依存性は、コンピュータとしてその一部が実装され、関係（１’）に従って前車軸かじ取り角δｖに対する所望の値δｖｓｏｌｌを決定する
2004505855.tif 000023
コントローラ１９中に表形式で格納されるか、またはコンピュータによって評価することができる制御アルゴリズムによって実装される。説明のために選択した例示的実施形態の場合、スリップ角の所望の値αｖｓｏｌｌは、
【数１９】
2004505855.tif 000024
の形の関係に従う線形近似の目的で決定される。上式で、Ｃｖはタイヤのスリップ剛性特性を示す。このスリップ剛性の値は、製造業者のデータから得ることができ、または適切な実験および／または適応する測定方法によって推定または決定することができる。関係（９）による近似は、図のＳ（α）特性曲線５１から直接推測することができるように、少なくとも小さいスリップ角（１０°まで）に対しては十分に正確な近似を構成する。
【００３１】
2004505855.tif 000025
コントローラ１９による関係（６）または（６’）の評価のために必要な
2004505855.tif 000026
の値は、−
2004505855.tif 000027
出力信号を時間について微分することによって−基準モデル１２によって生成され、
2004505855.tif 000028
信号経路５３によって概略的に示すように、コントローラ１９に直接供給される。
【００３２】
制御偏差ｅは、実車両モデル３７による
2004505855.tif 000029
値信号出力と、基準モデル２８による
2004505855.tif 000030
値信号との間の差として
2004505855.tif 000031
標準点５２で決定され、
2004505855.tif 000032
コントローラ１９の原理上自由に選択可能なコントローラ利得ｋを用いて、関係（６）に従ってコントローラで処理される。
【００３３】
2004505855.tif 000033
コントローラがさらに必要とする、変数ｌｈ・ｍ・ａｙ／Ｌ、比Ｊｚ／Ｌ、車両の重心での横滑り角β、および変数
2004505855.tif 000034
の入力が、実車両モデル３７によって生成され、コントローラ１９に「直接」供給される。この目的のために必要な信号経路は、話を簡単にするために、図１の単一の信号経路矢印５４のみによって表す。
【００３４】
後車軸かじ取り角アクチュエータ１８を駆動するために設けられるコントローラ２２は、横滑り角（βｈ）コントローラとして設計され、
【数２０】
2004505855.tif 000035
の形のコントローラ則を使用して、かじ取りを始動することによって車両１１の後車軸２６で増加すべき横力Ｓ（αｈ）についての所望の値を決定する。βｈ制御によって決定することのできるこの所望の値は、制御偏差が消える場合（βｈｉｓｔ−βｈｓｏｌｌ＝０）に、以下の関係によって与えられる。
【数２１】
2004505855.tif 000036
【００３５】
コントローラを設計するための出発点は、車両１１の後車軸２６での横滑り角の時間変化βｈが横滑り角の実際の値βｈｉｓｔと所望の値βｈｓｏｌｌとの間の差に比例するという、もっともらしい仮定である。
【００３６】
時間について微分することによって、車両の後車軸での横滑り角βｈに関する関係（５）より、関係
【数２２】
2004505855.tif 000037
を得る。この関係により、関係（３）を考慮に入れ、車両の縦方向速度成分ｖｘを一定とみなすことができると仮定して、以下の形が仮定される。
【数２３】
2004505855.tif 000038
【００３７】
【数２４】
2004505855.tif 000039
の形で表される、コーナリング中の車両での横力の平衡を取るための要件から、以下が直ちに得られる。
【数２５】
2004505855.tif 000040
【００３８】
関係（１１’）を関係（５’’）に代入することによって、以下の関係が得られる。
【数２６】
2004505855.tif 000041
【００３９】
車両の場合にモーメントの平衡を取るための要件を表す関係（７）を用いて、前車軸横力Ｓｖがこの関係（１２）から除かれる場合、後車軸２６での横滑り角の時間変化βｈに関して以下の関係が得られる。
【数２７】
2004505855.tif 000042
上式より、後車軸での横力Ｓｈ（αｈ）に関する以下の関係が直ちに得られる。
【数２８】
2004505855.tif 000043
上式は、基準モデルの後車軸での横滑り角制御に関する所望の値βｈｓｏｌｌ出力と共に、関係（１０’）に対応する。
【００４０】
関係（１０）または関係（１０’）を評価するためにβｈコントローラ２２が必要とするβｈｓｏｌｌ入力が、基準モデル２８によって生成され、βｈｓｏｌｌ信号経路５６によって概略的に示すように、コントローラ２２に「直接」供給される。
【００４１】
原理上自由に選択可能なコントローラ利得ｋｌを用いて、βｈコントローラ２２によって「乗法的に」処理される制御偏差ｅｈ（ｅｈ＝βｈｉｓｔ−βｈｓｏｌｌ）は、βｈ基準点５７で決定される。
【００４２】
変数ｌｖ・ｍ・ｖｘ／Ｌと、ヨー角速度の実際の値
2004505855.tif 000044
に関してβｈコントローラ２２がさらに必要とする入力が、車両モデル３７によって生成され、関連する信号経路５８および５９によって示すように、コントローラ２２に「直接」供給される。
【００４３】
後車軸２６での横力の、後車軸の横滑り角制御によって得られる所望の値Ｓｈｓｏｌｌから、後車軸２６でのスリップ角αｈの所望の値αｈｓｏｌｌを決定することは、
2004505855.tif 000045
コントローラ１９と同様に実行される。
【００４４】
設定すべき後車軸かじ取り角に関する所望の値δｈｓｏｌｌの決定、すなわちこの角度に対する信号の始動の形成は、関係
【数２９】
2004505855.tif 000046
に従って実行され、この目的のためにさらに追加で必要な、車両の重心２３での横滑り角βに対する入力、ならびに変数
2004505855.tif 000047
に対する入力が、実車両モデル３７によって生成され、信号経路を介してコントローラ２２に供給される。図を単純にするために、信号経路は、単一の信号の矢印６０だけによって表している。
【００４５】
２つの制御ループが「物理的に」分離していることは、概略したタイプの
2004505855.tif 000048
制御およびβｈ制御から明らかであり、このことは、特に制御の堅牢性のために利点となる。
【００４６】
横方向ダイナミックス制御装置１０の場合、セレクタ・スイッチ６１によって概略的に示すように、
2004505855.tif 000049
コントローラ１９のδｖｓｏｌｌ出力信号を用いて前車軸かじ取り角アクチュエータ１７を駆動することの代替方法として、別のコントローラ２１のδｖｓｏｌｌ出力信号を用いた、前車軸かじ取り角アクチュエータ１７の駆動ももたらされる。
【００４７】
後車軸かじ取り角アクチュエータ１８を駆動するために設けられたβｈコントローラ２２の機能的類推では、この別のコントローラ２１は、横滑り角（βｖ）コントローラとして設計され、
【数３０】
2004505855.tif 000050
の形のコントローラ則に従って、かじ取りを始動することによって車両１１の前車軸２４で増加すべき横力Ｓ（αｖ）に対する所望の値を決定する。
【００４８】
コントローラ２１が必要とするβｖｓｏｌｌ入力は基準モデル２８によって生成され、βｖｓｏｌｌ信号経路６２によって概略的に示すように、βｖコントローラ２１に「直接」供給される。この場合も自由に選択可能なコントローラ利得ｋ２を用いて、βｖコントローラ２１によって処理される制御偏差ｅｖ（ｅｖ＝βｖｉｓｔ−βｖｓｏｌｌ）が、βｖ基準点６３で決定される。
【００４９】
変数ｌｖ・ｍ・ｖｘ／Ｌと、ヨー角速度の実際の値
2004505855.tif 000051
に関してβｖコントローラ２１がさらに必要とする入力が、車両モデル３７によって生成され、関連する信号経路６４および５９’によって示すように、βｖコントローラに「直接」供給される。
【００５０】
前車軸２４でのスリップ角αｖの所望の値αｖｓｏｌｌから、前車軸の横滑り角制御によって得られる横力の所望の値Ｓｖｓｏｌｌを決定することは、設定すべき前車軸かじ取り角δｖに対する所望の値δｖｓｏｌｌの決定と類似して、
2004505855.tif 000052
コントローラ１９の説明を用いて説明したのと同様に実行される。
【００５１】
前車軸かじ取り角δｖが
2004505855.tif 000053
コントローラ１９によって実行される横方向ダイナミックス制御装置１０の動作モードでの車両１１の反応挙動が、前車軸かじ取り角δｖの設定がβｖコントローラ２１によって実行される動作モードで制御装置１０が動作するときの車両の反応挙動と著しく異なるように、
2004505855.tif 000054
コントローラ１９およびβｖコントローラ２１は設計される。したがって車両１１は、セレクタ・スイッチ６１を介して、例えば「スポーツ」、すなわち中程度のオーバステアリングと、ニュートラル・コーナリング挙動とに切り換えることによって、２つの所望の反応のモードの結果として設定することができる。
【００５２】
基準モデル２８を、その所望の値出力信号の生成の、様々な定義したタイプに選択可能に設定できることによって、別の反応のモード−「車両タイプ」−を実現することができる。
【００５３】
制御の品質を向上させるために、制御される変数に個々に割り当てられる外乱推定器が設けられる。この外乱推定器の目的は、横風、車道傾斜、および／または、車両の両側の異なる粘着係数（μ分割比）などの外乱を検出し、これらを外乱補償の目的で制御中に考慮に入れることである。さらに、この外乱推定器により、車両モデルが現実を近似的にしか考慮できないことから生じるモデル誤差を補償することも意図する。概説した、一方が前輪１２および１３に割り当てられ、他方が後輪１４および１６に割り当てられた制御ループの分離に従って、図を単純にするために、前車軸制御ループに対する１つの外乱推定器６６と、βｈ制御ループに対する１つの外乱推定器６７だけを示す。外乱推定器６６および６７は一般に、電子計算機によって実装され、同じ入力、具体的には割り当てたコントローラ１９および２２の所望の値出力信号を割り当てた制御対象として受け取り、それから、制御する変数
2004505855.tif 000055
およびβｈに対応する出力を生成し、その関連する出力と、それぞれの外乱に対する実車両推定値
2004505855.tif 000056
の車両モデル３７の対応する出力との比較から、コントローラ１９または２２に対してそのフィードバックを生成する制御対象のモデルとして設計される。コントローラ１９または２２は、制御偏差を消すことを可能にするようにそのフィードバックを変換する。
【００５４】
別の制御ループに拡張することができるこのような外乱推定器の適切な設計を、βｈ制御ループの例に関してより詳細に説明する。
【００５５】
推定器６７を設計するための出発点は、制御する変数βｈの時間変化についての関係
【数３１】
2004505855.tif 000057
である。この関係は、関係（９）に従う横力Ｓｈで関係（１３）を置換するときに得られる。この関係は、関係
【数３２】
2004505855.tif 000058
によってコントローラ２２の設計モデルにも対応し、Δｈを、とりわけ横力Ｓｈの線形化によって決定されるモデル関係（１３）からの偏差を示すために使用する。
【００５６】
推定器モデルに関して、この外乱Δｈが時間についてほぼ一定であると仮定する。すなわち、以下が成り立つと仮定する。
【数３３】
2004505855.tif 000059
【００５７】
このモデルから開始して、外乱推定器６７は、関係
【数３４】
2004505855.tif 000060
および
【数３５】
2004505855.tif 000061
に従って設計される。
【００５８】
ここで、関係（１４）中のｋは、差
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が関係（１３’）によって表される推定器モデルにフィードバックされる利得を示し、ｋ’は、前記差が関係（１３’’）によって表される外乱のモデルにフィードバックされる利得を示す。
【００５９】
利得ｋおよびｋ’は、周知の根軌跡プロットを使用して極規定（ｐｏｌｅ　ｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）によって決定することができる。実際の値βｈｉｓｔは、実車両の出力として利用可能である。
【００６０】
周知の方法、例えばオイラー法およびルンゲ−クッタ法を用いて関係（１４）および（１５）を数値積分することによって、求める外乱
2004505855.tif 000063
が得られる。この外乱は、以下の関係に従う後車軸かじ取り角δｈｓｏｌｌの所望の値を形成するときの外乱の平衡を取る目的で、考慮に入れられる。
【数３６】
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【図面の簡単な説明】
【図１】前車軸かじ取りおよび後車軸かじ取りを備える路上走行車に対する横方向ダイナミックスを制御するための、本発明による装置の概略ブロック図である。
【図２】図１による制御装置の機能を定性的に説明するための、横力／スリップ角の図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004505855.tif 000108
2004505855.tif 000109
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