(57)【要約】【課題】重心が高く、ホイールベースが短く、また極端な走行操作の際にも、車両の横転を防止することができる、車両の安定化方法および装置を提供する。【解決手段】車両の走行状態を表している特性の実際値を求めるステップと、少なくとも部分的に前記実際値に割り当てられている目標値を確定するステップと、前記実際値と前記目標値とを比較するステップと、比較の結果に基づいて前記実際値に影響を与えるステップとを含む車両の安定化方法において、求められた実際値の一つが車両のロール状態に関する特性値であり、また前記目標値の一つが、車両のロール状態に関する特性値である、求められた実際値に割り当てられる。【選択図】図１
2004519372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行状態を表している特性の実際値を求めるステップと、
少なくとも部分的に前記実際値に割り当てられている目標値を確定するステップと、
前記実際値と前記目標値とを比較するステップと、
比較の結果に基づいて前記実際値に影響を与えるステップと、
を含む車両の安定化方法において、
求められた実際値の一つが車両のロール状態に関する特性値であること、及び  前記目標値の一つが、車両のロール状態に関する特性値である、求められた実際値に割り当てられること、
を特徴とする車両の安定化方法。
【請求項２】
求められた実際値の一つがヨーレートであること、及び
前記目標値の一つが前記ヨーレートに割り当てられること、
を特徴とする請求項１に記載の安定化方法。
【請求項３】
求められた実際値が、フロート角度であること、及び
前記目標値の一つが前記フロート角度に割り当てられること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の安定化方法。
【請求項４】
車両のロール状態に関する特性の実際値が、ロール角度であ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安定化方法。
【請求項５】
車両のロール角度に関する特性の実際値が、車両のエアスプリングの中の圧力変化であ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安定化方法。
【請求項６】
前記目標値が、車両速度と操舵角度の入力値から確定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安定化方法。
【請求項７】
前記実際値が、ブレーキに対する介入及びエンジンに対する介入の少なくともいずれかによって影響を受け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安定化方法。
【請求項８】
前記ロール角度が、アクチュエータによって影響を受け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安定化方法。
【請求項９】
連結車両の場合に、牽引車および、トレーラーまたはセミトレーラーのロール制御のために実行され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安定化方法。
【請求項１０】
車両の走行状態を表している特性の実際値を求めるための手段と、
少なくとも部分的に前記実際値に割り当てられる目標値を確定するための手段（１０）と、
前記実際値と前記目標値とを比較するための手段（１２）と、
比較の結果に基づいて、前記実際値に対して介入するための手段（１６）と、を備えた車両の安定化装置において、
求められた実際値の一つが、車両のロール状態に関する特性値であること、及び
前記目標値の一つが、車両のロール状態に関する特性値である、求められた実際値に割り当てられること、
を特徴とする車両の安定化装置。
【請求項１１】
求められた実際値の一つがヨーレートであること、及び
前記目標値の一つが前記ヨーレートに割り当てられること、
を特徴とする請求項１０に記載の安定化装置。
【請求項１２】
求められた実際値がフロート角度であること、及び
前記目標値の一つがフロート角度に割り当てられること、
を特徴とする請求項１０又は１１に記載の安定化装置。
【請求項１３】
ロール角度を測定するための手段を備えていること、及び
車両のロール状態に関して特徴的な実際値がロール角度であること、
を特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載の安定化装置。
【請求項１４】
車両のエアスプリングの中の圧力を測定するための手段を備えていること、及び
車両のロール状態に関して特徴的な実際値が圧力の変化であること、
を特徴とする請求項１０ないし１３のいずれかに記載の安定化装置。
【請求項１５】
車両速度を測定するための手段を備えていること、
操舵角度を測定するための手段を備えていること、及び
前記目標値が車両速度と操舵角度の入力値から確定されること、
を特徴とする請求項１０ないし１４のいずれかに記載の安定化装置。
【請求項１６】
ブレーキシステム及びエンジンの少なくともいずれかに対して影響を与えるための手段を備えていること、及び
前記実際値が、ブレーキに対する介入及びエンジンに対する介入の少なくともいずれかによって影響を受けること、
を特徴とする請求項１０ないし１５のいずれかに記載の安定化装置。
【請求項１７】
アクチュエータを備えていること、及び
ロール角度が前記アクチュエータによって影響を受けること、
を特徴とする請求項１０ないし１６のいずれかに記載の安定化装置。
【請求項１８】
連結車両の場合に、牽引車及び、トレーラー又はセミトレーラーのために複数のロール制御装置を備えていることを特徴とする請求項１０ないし１７のいずれかに記載の安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、車両の走行状態を表している実際の特性値を求めるステップと、少なくとも部分的に実際値に割り当てられている目標値を確定するステップと、実際値と目標値を比較するステップと、比較の結果に基づいて実際値へ介入するステップとを備えた車両の安定化方法に関している。本発明は更に、車両の走行状態を表している実際の特性値を求めるための手段と、少なくとも部分的に実際値に割り当てられている目標値を確定するための手段と、実際値と目標値を比較するための手段と、比較の結果に基づいて実際値へ介入するための手段とを備えた車両の安定化装置に関している。
【０００２】
〔従来の技術〕
上記の類概念に基づく方法と上記の類概念に基づく装置は、走行安定性をビークルダイナミクスに基づいて引き上げるシステムの中で用いられる。例えばＶＤＣ（ビークルダイナミクスコントロール、“ＦＤＲ”）は、車両のドライバーにアンチロックシステム（ＡＢＳ）及びトラクションコントロール（ＡＳＲ；アンチスリップコントロール）に関して改善された基本機能を与えるが、その際これ等のシステムは、主として車両の縦方向のダイナミクスに関して危険な状況の際に働く。その例として、フルブレーキングや急激な加速がある。ビークルダイナミクスコントロールＶＤＣは、横方向のダイナミクスに関して危険な状況の際にもドライバーを支援する。このシステムはあらゆる運転状態の際、即ちフルブレーキング、部分制動、惰走、駆動、スリップ、及び荷重変動の際に、ビークルダイナミクスの限界領域が到達されるや否や、走行安定性を改善する。極端な操舵操作の場合にも、ビークルダイナミクスコントロールＶＤＣは、横滑りの危険性を劇的に低下させ、また危険な走行状況の下でも自動車の確実なコントロール（統御）を可能にする。
【０００３】
ビークルダイナミクスの制御のためには、車両のフロート角度と車両のヨーレートを制御値として使用することが知られている。これ等の制御値を考慮することによって、横滑りの危険性を大幅に排除することを可能にする。
【０００４】
しかしながら、横滑りの危険性の他にも、車両が極端な走行操作のために横転する危険性もある。横転の危険性は、乗用車の分野でも、比較的ホイールベースが短く且つ重心の高い車両がますます多く販売される様になっているので、ますます高まっている。商用車の分野では横転の危険性という問題はいずれにせよ存在している。
【０００５】
〔発明の利点〕
本発明は、求めた実際の特性値の一つが車両のロール状態に関する特性値であるということ、及び目標値の一つが、車両のロール状態に関する特性値である、求めた実際値に割り当てられることによって、上記の類概念に基づく方法に基づいている。この様にすることによって、既知のビークルダイナミクスコントロールの枠組みの中で、追加として車両のロール状態が考慮されるので、重心が高く、ホイールベースが短く、また極端な走行操作の際にも、車両の横転を防止することが出来る。
【０００６】
好ましくは、求めた実際値の一つはヨーレートとし、また目標値の一つは該ヨーレートに割り当てられているものとする。そうすれば、本発明に基づくロール状態の制御を、既にビークルダイナミクスコントロールＶＤＣの枠組みの中で知られているヨーレートの制御と有利なやり方で組み合わせることが可能となる。
【０００７】
また、求めた実際値の一つがフロート角度であれば、また目標値の一つが該フロート角度に割り当てられていれば有利である。これによって、本発明に基づくロール状態の制御がフロート角度の制御と組み合わせられるが、その際フロート角度の制御は、ビークルダイナミクスコントロールＶＤＣから知られている。ヨーレートの制御、フロート角度の制御、及びロール状態の制御が一つのシステムに統合されれば、特に有利である。
【０００８】
車両のロール状態に関する実際の特性値がロール角度であるということが有利である。これによって、ロール角度を直接測定し、またこの様にすることによって、車両のロール状態を求めることが可能となる。
【０００９】
しかしながら、車両のロール状態に関する特性値が、車両のエアスプリングの中の圧力変化であることも有用となり得る。特に、商用車の場合には、しばしばエアスプリングが使われているので、その圧力変化は有利なやり方でロール状態を求めるために利用することが出来る。
【００１０】
好ましくは、目標値は車両速度と操舵角度の入力値から確定されるものとする。車両速度と操舵角度の入力値はまた、既に既知のビークルダイナミクスコントロールＶＤＣの場合にも利用されているので、本発明の枠組みの中で、車両のロール状態に関する特性値である目標値を求めるためにもこれ等の値を入力値として利用することは、特に有利である。
【００１１】
好ましくは、実際値は、ブレーキに対する介入及び／又はエンジンに対する介入によって影響を受けるものとする。このこともまた、例えばヨーレートの制御のための、ビークルダイナミクスコントロールＶＤＣの場合に知られている。車両のロール状態に関して特徴的な実際値に対する影響は、ブレーキに対する介入及び／又はエンジンに対する介入によって有利なやり方で与えられることが出来る。
【００１２】
好ましくは、ロール角度はアクチュエータによって影響されるものとする。この影響は、ブレーキシステム及び／又はエンジンからの影響に加えて、或いはその代わりとして与えることが出来るので、横転防止に関しては本発明に係わりのある多数の措置が知られている。
【００１３】
本発明に基づく方法が、連結車両の場合に、牽引車と、トレーラー或いはセミトレーラのロール制御のために実行されることは有用である。これによって、例えば連結車両の個々の部分とは関係なく転倒を防止することが出来、このことは、特に、トラックの牽引車、或いは、乗用車によって牽引されたキャンピングカーの不安定な動揺に関して有用である。
【００１４】
本発明は、求めた実際の特性値の一つが車両のロール状態に関する特性値であること、及び目標値の一つが、車両のロール状態に関する特性値である、求めた実際値に割り当てられることによって、上記の類概念に基づく装置に基づいている。この様にすることによって、既知のビークルダイナミクスコントロールの枠組みの中で、追加として車両のロール状態が考慮されるので、重心が高く、ホイールベースが短く、また極端な走行操作の際にも、車両の横転を防止することが出来る。
【００１５】
好ましくは、求めた実際値の一つはヨーレートとし、また目標値の一つは該ヨーレートに割り当てられているものとする。そうすれば、本発明に基づくロール状態の制御を、既にビークルダイナミクスコントロールＶＤＣの枠組みの中で知られているヨーレートの制御と有利なやり方で組み合わせることが可能となる。
【００１６】
同じく、本発明に基づく実際値の一つがフロート角度であれば、また目標値の一つが該フロート角度に割り当てられていれば有用である。これによって、本発明に基づくロール状態の制御がフロート角度の制御と組み合わせられるが、その際フロート角度の制御は、ビークルダイナミクスコントロールＶＤＣから知られている。ヨーレートの制御、フロート角度の制御、及びロール状態の制御が一つのシステムに統合されれば、特に有利である。
【００１７】
ロール角度を測定するための手段が備えられていること、及び車両のロール状態に関する実際の特性値がロール角度であることが有用である。これによって、ロール角度を直接測定し、またこの様にすることによって、車両のロール状態を求めることが可能となる。
【００１８】
しかしながら、車両のエアスプリングの中の圧力変化を測定するための手段が備えられていること、及び車両のロール状態に関する特性値が圧力変化であることも有利となり得る。特に、商用車の場合にはしばしばエアスプリングが使われているので、その圧力変化は有利なやり方でロール状態を求めるために利用することが出来る。
【００１９】
車両速度を測定するための手段が備えられていること、操舵角度を測定するための手段が備えられていること、及び目標値が車両速度と操舵角度の入力値から確定されることが特に有利である。車両速度と操舵角度の入力値はまた、既知のビークルダイナミクスコントロールＶＤＣの場合にも利用されているので、本発明の枠組みの中で、車両のロール状態に関する特性値である目標値を求めるためにもこれ等の値を入力値として利用することは、特に有利である。
【００２０】
有利なやり方によれば、ブレーキシステム及び／又はエンジンに影響を与えるための手段が備えられており、且つ実際値がブレーキに対する介入及び／又はエンジンに対する介入によって影響を受ける。このこともまた、例えばヨーレートの制御のための、ビークルダイナミクスコントロールＶＤＣの場合に知られている。車両のロール状態に関して特徴的な実際値に対する影響も又有利なやり方によればブレーキに対する介入及び／又はエンジンに対する介入によって与えられることが出来る。
【００２１】
同じくアクチュエータが備えられていること及びロール角度がアクチュエータによって影響されることも有用となり得る。この影響は、ブレーキシステム及び／又はエンジンからの影響に加えて或いはその代わりとして与えられることが出来るので、横転防止に関しては、本発明に係わりのある多数の措置が知られている。
【００２２】
連結車両の場合には、牽引車のために、及びトレーラー或いはセミトレーラのために、複数のロール制御装置が備えられていることが特に有利である。これによって、例えば連結車両の個々の部分とは係わり無く横転を防止することが出来、このことは特にトラックの牽引車、或いは乗用車によって牽引されたキャンピングカーの不安定な動揺に関して有用である。
【００２３】
本発明は、既知のビークルダイナミクスコントロールの中で、追加としてロール状態を制御することによって特に高い走行安全性を達成することが出来るという知見を基礎としている。
【００２４】
〔実施例〕
次に、本発明は、付属の図面を参照しながら、好ましい実施例に基づいて例示として説明される。
【００２５】
図１には、本発明の第一の実施例の説明のためのブロック図が示されている。車両速度ｖと操舵角度δの入力値が目標値を確定するための手段１０に送り込まれる。目標値を確定するための手段１０は、特に車両のロール角度を考慮した基準モデルに基づいている。この基準モデルの詳細については後で更に論じられる。この基準モデルは、出力値として目標ロール角度φｓｏｌｌを持っている。この目標ロール角度φｓｏｌｌは、コントロール回路の入力値の一つである。別の入力値は目標ロール角度φｉｓｔである。手段１２の中でのφｓｏｌｌとφｉｓｔとの比較或いは差の形成によって、比較の結果がロールコントローラ１４に送り込まれる。ロールコントローラ１４は，出力値を実際値に影響を与えるための手段１６へ送る。この手段１６は，例えばブレーキシステム、エンジンに対して或いはロール角度制御装置に対して、影響を与えることが出来る。コントロール回路（該回路は、この例ではロール角度φを直接制御する）の出力値は、次いでφｉｓｔとして、実際値と目標値との比較のための手段１２へフィードバックされる。この実施例に基づいて簡略化して示されているこのロール角度の制御は、他の値、例えばヨーレート或いはフロート角度の制御に対応して拡張される。過渡的な過程を考慮するために、１次或いは２次の低域フィルタの拡張を行うことが出来る。
【００２６】
上で説明された様に、基準モデルの目標値を確定するための手段が用いられるが、該モデルでは、好ましくはフロート角度とヨーレートの他に、更にロール角度も考慮されている。この基準モデルは、下の式（１）に示されている微分方程式の系に基づいて作られている。
【００２７】
【数１】
2004519372.tif 000003
その際、更に次の関係が適用される。
【００２８】
【数２】
2004519372.tif 000004
上記の式中に用いられている記号の意味は、それぞれ次の通りである。
Ｎφ：  ロール操舵影響、
Ｌφ：  ロール剛性、
ＬΨ：  ロール減衰、
β：    フロート角度、
Ψ：    ヨー角度、
φ：    ロール角度、
δ：    車輪操舵角度、
ａ、ｂ：車両の重心から前車軸或いは後車軸までの距離、
ｈ：    重心の高さ、
ｍ：    車両重量（ｓ：シャーシに対して可動のボディー重量）、
Ｉ：  慣性モーメント（ｚ：垂直軸、ｘ：ロール軸、ｘｙ：偏差モーメント）、
ｖ：  車両速度、
ｃ：  タイヤの横剛性（ｆ：フロント、ｒ：リヤ）。
【００２９】
上記の式の定常解から車両ヨーレートとロール防止度に関する次の基準モデルが得られる。
【００３０】
【数３】
2004519372.tif 000005
これによって、目標ヨーレートが、以下のように操舵角度と車両速度の関数として得られる。
【００３１】
【数４】
2004519372.tif 000006
その際、ｖｆは速度の値であり、この値は縦方向（車両の長軸方向）の速度を表している。同様にして、目標ロール角度が以下のように得られる。
【００３２】
【数５】
2004519372.tif 000007
これもまた、操舵角度δと速度の値ｖｆの関数である。
【００３３】
ロール角度の明示的測定が得られない場合でも、車両のロール運動に係わる他の特性値を測定することによって、間接的なロール角度の制御を実現することが出来る。しかしながら、その場合には基準モデルをその時々に援用される測定値にしかるべく適応させることが必要である。
【００３４】
図２は、間接的なロール制御の一つの例を示している。変更された基準モデルが目標値を確定するための手段１０の中で用いられるが、該基準モデルについては、以下で更に詳しく説明される。制御値としては、この例では圧力変化Δｐが用いられており、例えば、商用車のエアスプリング装置の中で測定される圧力値が援用される。基準モデルとしては、圧力変化の型を考慮した、変更基準モデルが用いられる。該変更基準モデルについては、以下で更に詳しく説明される。ロールコントローラ１４には差形成装置１２の出力信号が送り込まれ、その際、手段１０の出力値である値Δｐｓｏｌｌとコントロール回路の出力値である測定値Δｐｉｓｔとの差が形成される。ロールコントローラは、出力信号を実際値に影響を与えるための手段１６に対して出力する。この手段は更に、ブレーキシステム、エンジン制御装置、或いはロール角度に影響を与えるための特別なアクチュエータを含むことが出来る。
【００３５】
基準モデルは、次の微分方程式の系に基づいて作られている。
【００３６】
【数６】
2004519372.tif 000008
この微分方程式の系は、次の定常解を有する。
【００３７】
【数７】
2004519372.tif 000009
値Ｑ、Ｑ＊、及びＡ＊は線形化係数であり、流れ係数やピストン断面積等の空力学的値に係わっている。上記の線形化係数は、エアスプリングの中の圧力変化の型に関する高度に非線形の微分方程式を解く際の線形近似に役立つ。
【００３８】
かくして、目標圧力変化Δｐ＝ｆ（δ，ｖｆ）は、操舵角度δと、縦方向の速度の特性値ｖｆとの関数として与えられる。これによって、ロール防止度に対して間接的に作用する圧力制御が組み立てられる。
【００３９】
本発明に基づく実施例についての以上の説明は、単に例示の目的のために役立つものであり、本発明を制限する目的のために役立つものではない。本発明の枠組みの中で、本発明及びその均等物の範囲を越えること無しに、様々な変更及び修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の第一の実施例の説明のためのブロック図である。
【図２】
図２は、本発明の第二の実施例（間接的ロール制御）の説明のためのブロック図である。
【国際公開パンフレット】
2004519372.tif 000010
2004519372.tif 000011
2004519372.tif 000012
2004519372.tif 000013
2004519372.tif 000014
2004519372.tif 000015
2004519372.tif 000016
2004519372.tif 000017
2004519372.tif 000018
2004519372.tif 000019
2004519372.tif 000020
2004519372.tif 000021
2004519372.tif 000022
2004519372.tif 000023
2004519372.tif 000024
2004519372.tif 000025
2004519372.tif 000026
2004519372.tif 000027
2004519372.tif 000028
2004519372.tif 000029
2004519372.tif 000030
【国際調査報告】
2004519372.tif 000031
2004519372.tif 000032
2004519372.tif 000033
2004519372.tif 000034