(57)【要約】本発明は、複数の入力値に基づいて車両の走行速度が限界速度に制御される、車両の走行安定性を制御するための方法に関する。不安定な走行状態を予制御回避するために、検出装置によって検出され現在の操舵角と現在の横方向加速度を示す測定値に基づいて、車両および／または走行状態の他の値を取り入れて、モデルに基づく車両の安定した限界速度が決定され、モデルに基づく車両の安定した限界速度と走行速度との比較が行われ、走行速度が限界速度を上回っているときに、比較結果に応じて走行速度が限界速度に導かれる。
2004533957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力値に基づいて車両の走行速度が限界速度に制御される、車両の走行安定性を制御するための方法において、検出装置によって検出され現在の操舵角と現在の横方向加速度を示す測定値に基づいて、車両および／または走行状態の他の値を取り入れて、モデルに基づく車両の安定した限界速度が決定され、モデルに基づく車両の安定した限界速度と走行速度との比較が行われ、走行速度が限界速度を上回っているときに、比較結果に応じて走行速度が限界速度に導かれることを特徴とする方法。
【請求項２】
モデルに基づく安定した限界速度が次の帰納的な関係
【数１】
2004533957.tif 000009
に従って決定され、ここで
δは車輪の操舵角、
Δδtol は直線の場合に対する許容操舵角偏差、
ｌは車軸の間隔（ホイールベース）、
ｖlimit は安定した限界速度、
ＥＧは車両の自己操舵勾配、
αq は車両横方向加速度である
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ブレーキ介入および／またはエンジン介入が走行速度と限界速度の差に応じて行われることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
許容操舵角偏差が横方向加速度と走行速度に応じて決定されることを特徴とする、請求項１〜３の少なくとも一つに記載の方法。
【請求項５】
モデルに基づく安定した限界速度以下の、運転者の所望される走行速度が検出されるときに、限界速度への走行速度の制御が終了することを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも一つに記載の方法。
【請求項６】
水平面に対する車両または道路の横方向傾斜が検出され、許容操舵角偏差がこの検出された横方向傾斜に依存して計算されることを特徴とする、請求項１〜５の少なくとも一つに記載の方法。
【請求項７】
トラクションの要求が増大した走行状況において、許容操舵角偏差が増大させられることを特徴とする、請求項１〜６の少なくとも一つに記載の方法。
【請求項８】
車速を限界速度に制御するための制御装置を備えた車両用走行安定性コントロールシステムにおいて、操舵角を検出するための操舵角検出装置と、横方向加速度を検出するための横方向加速度検出装置と、操舵角と横方向加速度の検出値から安定した限界速度を計算するための計算装置と、現在の車速を検出するための速度検出装置と、車速が安定した限界速度を上回る傾向を示すや否や、車速を計算された安定した限界速度に制御する速度制御装置とを備えていることを特徴とする走行安定性コントロールシステム。
【請求項９】
計算装置が安定した限界速度を次の帰納的な関係
【数２】
2004533957.tif 000010
に従って決定し、ここで
δは車輪の操舵角、
ｖは車速、
ｌはホイールベース、
ＥＧは車両の自己操舵勾配、
αq は車両横方向加速度である
ｖlimit は安定した限界速度、
Δδtol は直線の場合に対する許容操舵角偏差、
ことを特徴とする請求項８記載の走行安定性コントロールシステム。
【請求項１０】
速度制御装置が、ブレーキ介入および／またはエンジン駆動トルク介入によって、車速を、計算された安定した限界速度に制御することを特徴とする、請求項８または９記載の走行安定性コントロールシステム。
【請求項１１】
運転者によって所望される車速が計算された安定した限界速度を下回るや否や、ブレーキ介入および／またはエンジン介入が終了することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一つに記載の走行安定性コントロールシステム。
【請求項１２】
横方向傾斜検出装置が道路の横方向傾斜を検出し、検出された横方向傾斜に依存して許容操舵角偏差を増大させることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一つに記載の走行安定性コントロールシステム。
【請求項１３】
検出ユニットが車両のトラクションを検出し、検出ユニットが走行状態を検出し、増大した要求トラクションを有する走行状態で許容操舵角偏差が高められることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか一つに記載の走行安定性コントロールシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の入力値に基づいて車両の走行速度が限界速度に制御される、車両の走行安定性（ドライビングスタビリティ）を制御するための方法と、走行安定性コントロールシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車速が要求に適合していないときに、所定の走行状態では車両が不安定になり得る。車両不安定性を自動的になくすために、いろいろな走行安定性コントロールシステムが知られている。
【０００３】
基本的には５つの原理がある。この原理は、個々の車輪ブレーキの設定可能な圧力またはブレーキ力によっておよび駆動エンジンのエンジン管理に介入することによって、車両の走行状態に影響を与える。その際、５つの原理は、ブレーキング中個々の車輪のロックを防止するブレーキスリップコントロール（ＡＢＳ）と、駆動車輪の空転を防止するトラクションスリップコントロール（ＴＣＳ）と、車両の前車軸と後車軸の間のブレーキ力の比を制御する電子式ブレーキ力配分（ＥＢＰ）と、縦軸線回りの車両の傾動を防止するアンチロールオーバーブレーキング（ＡＲＢ）と、上下軸線回りの車両のヨーイングの際に安定した走行状態を生じるヨートルクコントロール（ＥＳＰ＝電子式スタビリティプログラム）である。
【０００４】
これに関連して、車両は４個の車輪を有する自動車を意味する。この自動車は油圧式ブレーキ装置、電気油圧式ブレーキ装置または電気機械式ブレーキ装置を備えている。油圧式ブレーキ装置では、ペダル操作されるマスターシリンダを用いて運転者によってブレーキ圧力を上昇させることができる。電気油圧式ブレーキ装置と電気機械式ブレーキ装置は、感知した運転者ブレーキング要求に依存してブレーキ力を上昇させる。
【０００５】
車両は更に、運転者の要求に依存して駆動トルクをパワートレーンを経て少なくとも１個の車輪に加える熱力学的または電気的な駆動装置を備えている。
【０００６】
走行ダイナミック状態を検出するために、４個の回転速度センサ（車輪あたり１個ずつ）と、ヨーレイトセンサと、横方向加速度センサと、ブレーキペダルによって発生したブレーキ圧力のための少なくとも１個の圧力センサが設けられている。その際、運転者によって高められるブレーキ圧力と補助圧力源の圧力を区別することができないように、補助圧力源が配置されている場合には、圧力センサの代わりに、ペダルストロークセンサまたはペダル力センサを使用することができる。更に、駆動装置によって発生した現在の駆動トルクと、運転者が要求するトルクが決定される。その際、このトルクは、例えばエンジン特性マップから導き出された間接的に決定される値である。
【０００７】
走行安定性コントロールの場合、運転者が危険な状況で車両の走行状態を良好に支配できるように、車両の走行状態に影響が及ぼされる。この場合、危険な状況は、極端な場合車両が運転者の設定に追従しない不安定な走行状態である。すなわち、走行安定性コントロールの機能は、このような状況において物理的な限界内で、運転者によって要求される車両状態を車両に付与することにある。ブレーキスリップコントロールとトラクションスリップコントロールと電子式ブレーキ力配分にとっては、道路上でのタイヤの縦方向スリップが最も重要であるが、ヨートルクコントロール（ＹＴＣ）では、例えばヨー速度や横滑り角速度のような他の値が考慮される。
【０００８】
危険な状況の原因はほとんどが、所定の走行状況に適合しない、一般的に高すぎる走行速度であるこの場合、所定の走行状況は予め定められた所望なカーブ半径と、タイヤと道路の摩擦係数によって表される。
【０００９】
運転者によってしばしば支配できない不安定な走行状況を最初から回避し、それによって危険な走行状況が発生しないようにすることが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の根底をなす課題は、差し迫った車両不安定性を高すぎる走行速度によって検出し、不安定な走行状態を予制御回避するためにこの不安定な走行状態を発生させないように、方法とドライビングダイナミクスコントロールシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
欧州特許出願公開第０９４５３２０号公報には、アンダーステアリングの場合に車両の速度を低下させる方法が記載されている。この場合、計算された操舵角に対する測定された操舵角の偏差から、縦方向減速度の調節値が計算される。操舵角の計算時に、他の値のほかに、リアルタイムで推定された横方向加速度の最大値（飽和値）が考慮される。
【００１２】
本発明では、この課題は、検出装置によって検出され現在の操舵角と現在の横方向加速度を示す測定値に基づいて、車両および／または走行状態の他の値を取り入れて、モデルに基づく車両の安定した限界速度が決定され、モデルに基づく車両の安定した限界速度と走行速度との比較が行われ、走行速度が限界速度を上回っているときに、比較結果に応じて走行速度が限界速度に案内されることによって解決される。
【００１３】
このような方法により、特にカーブ走行時に不安定な走行状態を予制御回避するために、走行速度がモデルに基づく安定した限界速度に適合させられ、それにより大きすぎる車両加速度によって車両速度が走行状態から導き出される最高速度を上回ることが防止される。そのために、所定の走行状況において、この走行状況を安定性限度で通過することができる最高速度が検出される。更に、この最高速度を上回る傾向、ひいては後続の不安定な走行状態を生じる傾向があるかどうかが検出され、この場合車両は安定した走行状態で既に、エンジン介入またはブレーキ介入によって最高速度の超過を防止される。これによって、危険が走行状況が発生時には既に回避されるかあるいは不安定性を低下させて運転者によって状況を支配できるようにする。それによって、既に差し迫った車両不安定性が発生時には既に防止されるので、カーブ走行時に、例えばヨートルクコントローラ（ＥＳＰ）を介入させなければならないような不安定な走行状態が回避される。その際、車両状態値および／または走行状況または走行状態に関する情報に依存して、許容操舵偏差を変更することによって安定した限界速度をモデル化する方法が決定される。
【００１４】
本発明は更に、車速を限界速度に制御するための制御装置を備えた車両用走行安定性コントロールシステムに関し、この車両用走行安定性コントロールシステムは、操舵角を検出するための操舵角検出装置と、横方向加速度を検出するための横方向加速度検出装置と、操舵角と横方向加速度の検出値から安定した限界速度を計算するための計算装置と、現在の車速を検出するための速度検出装置と、車速が安定した限界速度を上回る傾向を示すや否や、車速を計算された安定した限界速度に制御する速度制御装置とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
走行安定性を高めるために、安定した限界速度が、ＥＳＰコントロールされる車両に存在する値から直接検出されると合目的である。限界速度が次の帰納的な関係
【００１６】
【数１】
2004533957.tif 000003
に従って決定され、ここで
δは車輪の操舵角、
Δδtol は直線の場合に対する許容操舵角偏差、
ｌは車軸の間隔（ホイールベース）、
ｖlimit は安定した限界速度、
ＥＧは車両の自己操舵勾配、
αq は車両横方向加速度である。
【００１７】
ブレーキ介入および／またはエンジン介入によって走行速度と限界速度の速度差が低減されると有利である。この場合、車両状態値および／または走行状態または走行条項に関する情報に依存して、介入の強さを決定することができる。
【００１８】
安定した限界速度以下の、運転者の所望される走行速度が検出されるときに、限界速度への走行速度の制御が終了すると有利である。
【００１９】
他の有利な実施形に従い、水平面に対する車両または道路の横方向傾斜が検出され、許容操舵角偏差がこの検出された横方向傾斜に依存して計算される。
【００２０】
トラクションの要求が増大した走行状況において、許容操舵角偏差が増大させられると合目的である。
【００２１】
本発明の有利な実施形は従属請求項に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図には、ＥＳＰコントロールシステム、ブレーキ装置、センサ装置および通信手段を備えた車両が示してある。４個の車輪は１５，１６，２０，２１によって示してある。各々の車輪１５，１６，２０，２１には車輪センサ２２〜２５が１個ずつ設けられている。信号は電子制御ユニット２８に供給される。この電子制御ユニットは設定された判断基準に基づいて車輪速度から車速ＶRef を算出する。更に、ヨーレイトセンサ２６、横方向加速度センサ２７および操舵角センサ２９が電子制御ユニット２８に接続されている。各々の車輪は更に、個別制御可能な車輪ブレーキ３０〜３３を備えている。このブレーキは液圧で運転され、液圧管路３４〜３７を経て圧液を受ける。ブレーキ圧力は弁ブロック３８によって調節される。この場合、弁ブロックは、電子制御ユニット２８内で発生する電気信号によって運転者に依存しないで制御される。運転者は、ブレーキペダルによって操作されるマスターシリンダを介して液圧管路にブレーキ圧力を加えることができる。マスターシリンダまたは液圧管路には圧力センサＰが設けられている。この圧力センサによって運転者ブレーキング要求を検出することができる。電子制御ユニットはインターフェース（ＣＡＮ）を経てエンジン制御装置に接続されている。
【００２３】
ブレーキ装置、センサ装置および通信手段を備えたＥＳＰコンロールシステムは、構成要素として
・４個の車輪速度センサ、
・圧力センサ（Ｐ）、
・横方向加速度センサ（ＬＡ）、
・ヨーレイトセンサ（ＹＲ）、
・操舵角センサ（ＳＷＡ）、
・個別制御可能な車輪ブレーキ、
・液圧ユニット（ＨＣＵ）および
・電子制御ユニット（ＥＣＵ）
を含んでいる。このＥＳＰコンロールシステムによって、付加的なセンサを用いずに、危険な走行状態の予想と、特にその回避を実現することができる。その際、直線の単一トラックモデル（二輪モデル）の定常的な円走行に関する次式
【００２４】
【数２】
2004533957.tif 000004
と次の関係
【００２５】
【数３】
2004533957.tif 000005
とから出発して、走行状態で安定した車速を次式
【００２６】
【数４】
2004533957.tif 000006
によって計算することができる。ここで、
【００２７】
【数５】
2004533957.tif 000007
は車両のヨーレイト、
δは前輪の操舵角、
ｖは車速、
ｌはホイールベース、
ＥＧは車両の自己操舵勾配、
αq は車両横方向加速度である。
【００２８】
安定性限界に達すると、これは直線範囲からの逸脱によって通知される。従って、走行状態の安定した限界速度は、直線の状態に対する許容操舵角偏差を考慮することによって決定可能である。
【００２９】
【数６】
2004533957.tif 000008
ここで、
ｖlimit は安定した限界速度、
Δδtol は直線の場合に対する許容操舵角偏差である。
【００３０】
その際、操舵角許容偏差が大きく選定されればされるほど、計算される限界速度は高くなり、かつ安定性リザーブ（用意された安定性）が多く利用される。
【００３１】
限界速度が連続的に計算されると合目的である。この場合、限界速度は無限大に設定される。現在の入力変数にとって上記の式の真の解が存在しない。安定した走行の場合、限界速度は常に実際の車速よりも高い。安定性限界に近づく際に初めて、限界速度に達するかまたはこの限界速度を上回る。これは例えば内側への強すぎる操舵によって、車両加速度によってあるいはタイヤと道路の間の摩擦係数の低下、ひいては横方向加速度の低下によって引き起こされる。その際、安定性限界を超えるときに、車両がアンダーステアリング、オーバーステアリングまたは側方へのドリフトをするかどうかは重要ではない。
【００３２】
本発明に従い、測定された車速が上記の式によって計算された限界速度を超える傾向を示すや否や、ブレーキ介入および／またはエンジン介入することにより、安定性限界を超えないようにする。ブレーキ介入および／またはエンジン介入は、車速が限界速度に制御されるように行われる。それによって、車両は安定した限界範囲内にとどまる。運転者は車両を容易に支配することができる。更に、安定性限界を上回る際にヨートルクコントロールによって生じるような急激で不調和の制御介入が回避される。
【００３３】
運転者が望む車速が計算された限界速度よりもはっきりと低くなるや否や、ブレーキ介入および／またはエンジン介入が終了する。これは例えばカーブから出るときの外側への操舵によって、車両減速によってあるいはタイヤと道路の間の摩擦係数の上昇ひいては横方向加速度の増大によって生じる。
【００３４】
道路が横方向に傾斜している場合、安定した限界速度を計算するために使用される横方向加速度は低すぎる値に決定することができる。限界速度が低すぎる値に計算されないようにするために、道路の横方向傾斜を適切に決定し、横方向傾斜に依存して許容操舵角偏差を増大させることが望ましい。
【００３５】
トラクションを増大させる必要がある走行状態、すなわち砂または深雪での走行時には、車両が安定性限界で運動しないで、大きな操舵角が一時的に発生する。この状態では更に、駆動トルク低下が非常に邪魔になる。というのは、駆動トルク低下によって車両がぬかるみにはまって動けなくなるからである。この状態は例えば駆動トルクが正で車輪ブレーキの制動トルクが不足している少なくとも１個の前輪の車輪ブレーキスリップによって表される。この状態が検出されると、同様に、許容操舵角偏差を増大させることが合目的である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ＥＳＰコントロールシステム、ブレーキ装置、センサ装置および通信手段を備えた車両が示してある。
【図１】
2004533957.tif 000011
【国際公開パンフレット】
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2004533957.tif 000019
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2004533957.tif 000023
2004533957.tif 000024
2004533957.tif 000025
2004533957.tif 000026
2004533957.tif 000027
2004533957.tif 000028
【国際調査報告】
2004533957.tif 000029
2004533957.tif 000030
2004533957.tif 000031
2004533957.tif 000032