(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の少なくとも１つの前車輪または前車軸の回転速度と少なくとも１つの後車輪または後車軸の回転速度との間の回転速度差を設定可能な回転速度差しきい値と比較するための手段（１０１、１０４）と、
少なくとも１つの前車輪および少なくとも１つの後車輪に対する車輪加速度を決定するための手段（１０１、１０４）と、
回転速度差しきい値に到達したときまたはそれを超えたとき、同時に少なくとも１つの前車輪に対して車輪加速度が負でありかつ少なくとも１つの後車輪に対して車輪加速度が正であるときに車両駆動装置を操作するための手段（１０５）と、
を備えること特徴とする自動車の加速過程における転倒の回避装置。
【請求項２】
車両前車軸に設けられ、車両前車軸の位置または終端位置を特定するためのセンサまたはスイッチ（１０３、８）と、
転倒の危険性に対応する車両前車軸の位置または終端位置を特定したときに車両駆動装置を操作するための手段（１０５）と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
自動車後車軸周りの自動車の旋回を特定するための少なくとも１つの旋回速度センサ（１０２）と、
所定の旋回速度に到達した場合またはそれを超えた場合に車両駆動装置を操作するための手段（１０５）と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の特徴項に記載の特徴の任意の組合せを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
自動車の少なくとも１つの前車輪（１）または前車軸の回転速度と少なくとも１つの後車輪（１）または後車軸の回転速度との間の回転速度差を設定可能な回転速度差しきい値と比較するステップと、
少なくとも１つの前車輪（１）および少なくとも１つの後車輪（１）に対する車輪加速度を決定するステップと、
回転速度差しきい値に到達したときまたはそれを超えたとき、同時に少なくとも１つの前車輪（１）に対して車輪加速度が負でありかつ少なくとも１つの後車輪（１）に対して車輪加速度が正であるときに車両駆動装置を操作するステップと、
を備えることを特徴とする自動車の加速過程における転倒の回避方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車とくにオートバイまたは乗用車のような単トラック車両または複トラック車両に対するブレーキ過程または加速過程における転倒の回避装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の自動車は、ブレーキ過程または加速過程の間の転倒を回避ないし防止するために、たとえば長い軸距、低い重心、車軸荷重の均等分配または小さいブレーキ出力または駆動出力を有している。しかしながら、最近では、短い軸距および本質的に高い重心を有する車両にますます人気が高くなっている。このような車両においては、とくに下り勾配区間において強いブレーキ操作を行ったときに前車軸周りの転倒が発生する危険性が存在する。同様に、たとえば強く加速したときまたは坂道で発進したときに後輪駆動車両が後車軸周りに後方に転倒する危険性が存在する。このような危険性はたとえばオートバイまたはレーシングカーとくにＤｒａｇｓｔｅｒレーシングカーにおいて発生する。オートバイの場合、加速過程の間の転倒の回避は完全にドライバの運転技術に任されている。
【０００３】
ドイツ特許第２１３３５４７号から、各車輪に付属された瞬間旋回特性を測定するためのセンサを備え、そのセンサ信号が評価回路内で評価され、かつ所定の旋回減速度しきい値、加速度しきい値および／または滑りしきい値と比較される自動車に対するブレーキ力制御が既知である。この場合、評価回路が、しきい値を超えたときないし下回ったときに車輪に付属の入口弁および出口弁を操作するための信号を出力し、これによりブレーキ圧力は車輪ロックを回避するために低下し、一定に保持され、または上昇する。この場合、短い軸距および高い重心を有する車両においては評価回路内にさらに追加の論理結合が設けられ、所定の待ち時間の間に後車輪の路面付着性を表わす信号が発生しなかったときに論理結合が前車輪ブレーキの圧力を低下させる。この文献は、ブレーキ力制御のみを論じ、加速過程の間の車両の安全性ないし操作性を高める装置に関しては論じていない。さらに、このようなブレーキ制御は、路面付着性が存在しないことを指示する信号を受け取ったときにはじめてブレーキ力制御が実行されるという欠点を有している。タイヤの弾性のために、これはブレーキ力制御の使用において遅延を発生させることがある。
【０００４】
ドイツ特許公開第１９６０９７１７号から、車両の転倒過程を検出するために旋回速度センサが上下軸、前後軸および左右軸の周りの車両角速度を測定する装置が既知であり、この場合、少なくとも１つの測定角速度が設定可能な限界値を超えたときに転倒過程を信号により知らせる手段が存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ブレーキ過程または加速過程における転倒を有効に回避することができる装置ないし方法を提供することが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は請求項１、２、３、４ないし５の特徴を有する装置ならびに請求項８、９、１０、１１ないし１２の特徴を有する方法により解決される。
【０００７】
請求項１の装置により、少なくとも１つの前車輪の回転速度と少なくとも１つの後車輪の回転速度との間の回転速度差（ないし前車軸と後車軸との間の回転速度差）と回転速度差しきい値との比較と、少なくとも１つの前車輪および少なくとも１つの後車輪に対する車輪加速度の決定とから簡単に転倒の危険性を示す判定基準を与えることができる。すなわち、後車輪駆動を有する車両の加速過程においては、後車軸周りの後方転倒の危険性がある場合、後車軸の回転速度の上昇および同時に前車輪の回転速度の低下が行われる。回転速度差しきい値およびそれに対応する加速度値に到達したとき、駆動出力を低下するために（とくに駆動滑り制御装置（ＡＳＲ）により）車両駆動装置の操作が行われ、これにより後方転倒の危険性を有効に回避することができる。適切な回転速度差しきい値は、たとえば試験走行または少なくとも車両形状が基礎となるモデル計算に基づいて決定することができる。しきい値は、転倒の危険性がまだ高くない状態を表わしていることが適切である。
【０００８】
請求項２の装置により、車両前車軸にセンサまたはスイッチたとえば終端位置スイッチが設けられている。このような終端位置スイッチにより、前車軸の走行路面に対するないし後車軸に対する相対位置を簡単に特定することができ、これによりこの場合もまた設定可能な条件が存在したときに機関制御の操作ないしＡＳＲ（駆動滑り制御）装置による駆動出力の低下を行うことができる。原理的に、２つのタイプの終端位置スイッチを使用することができる。終端位置スイッチの第１のタイプとして、終端位置に到達したか否かのみを判定する離散型終端位置スイッチが使用される。終端位置に到達しないかぎり、このような終端位置スイッチは信号を発生しない。終端位置に到達したときにはじめて信号が出力される。さらに、連続値信号を出力する終端位置スイッチを設けることが可能である。このような連続値信号は、ばね付勢された質量（車両車体）のばね付勢されていない質量（車輪、車軸構成部分）に対する位置ないし存在するそれぞれのばねストロークの位置に対する尺度として評価することができる。このような終端位置スイッチを使用することにより、車両車軸に付属の終端位置スイッチを使用したときにのみブレーキ作動による転倒または加速による転倒を検出することが可能である。すなわち、このタイプの終端位置スイッチにおいて、ばね付勢された質量がどの方向に運動し、ないしばねたわみ速度すなわちばねストロークの変化がどの程度の大きさかを検出することができる。ただ１つの終端位置スイッチを使用したときは、車両の動特性が考慮される。終端位置スイッチの代替形態として、たとえば照明幅制御に関して使用されるようなレベルセンサの使用もまた可能である。
【０００９】
請求項３の装置により、車両後車軸周りの車両の旋回を特定するための少なくとも１つの旋回速度センサが設けられている。転倒の危険性を検出するため旋回速度センサを使用するとき、対応する車両軸周りの旋回速度が付属のしきい値と比較される。さらに、旋回速度が時間積分され、したがって、対応する車両軸周りの旋回角が決定される。この旋回角が同様に付属のしきい値と比較される。一方で旋回速度が、他方で旋回角が、それぞれ付属のしきい値より大きいとき、転倒の危険性が、検出される。
【００１０】
特徴項に記載の上記の本発明による解決策の特徴が任意に組合せ可能であることが有利である。これにより、加速過程の間における自動車の転倒の回避に対する信頼性ないし確実性の上昇が達成可能である。
【００１１】
請求項５の装置により、ブレーキ過程における転倒の回避が簡単かつ高い信頼性で達成可能である。ブレーキ過程において、転倒開始時の車両状態は、ブレーキがきわめて強く作動されかつ車両が前車軸の周りに前方に転倒しはじめることにより表わされる。したがって、たとえばＡＢＳ／ＡＳＲ装置により圧力を加えることが可能な後車輪の回転速度は、急激な力伝達結合損失により０となる。しかしながら、タイヤの弾性によりこの力伝達結合損失は実際の転倒運動の開始に対して遅れて行われる。これに対し、ばね付勢されていない車軸構造部分の運動ないし終端位置を特定するスイッチまたはセンサにより、一部または完全にばねで緩衝されたときに既に、すなわち後車輪による力伝達結合損失の発生前に、状況に適合されたブレーキ作動の低減を開始することが可能である。このような低減を実行するために、とくにＡＢＳ／ＡＳＲ装置が使用可能である。加速過程における転倒の回避は、この場合、スイッチないしセンサにより測定される、ばね付勢されていない構造部分のばね付勢されている構造部分に対する運動方向が逆になるだけであるので、同様に実行可能である。
【００１２】
本発明による装置の有利な実施形態により、車両の少なくとも１つの後車輪または後車軸と作用結合をなす少なくとも１つの能動回転速度センサが設けられている。これにより、とくにＡＢＳまたはＡＳＲにより圧力が加えられる後車輪の力伝達結合損失を信頼性良く特定することができ、したがって、ＡＢＳまたはＡＳＲ装置を作動させるための有効な判定基準が使用可能である。このようなＡＢＳ装置は、たとえばこのような場合に、後車輪が再び回転するまでまたは制御時間の制限値が超えられるまで、前車輪の車輪ブレーキ内のブレーキ圧力ないしブレーキ力を低減することが可能であり、これにより、車両がその慣性によりもはや転倒過程に至らず、全体として停止することが確実に行われることになる。これにより、車両が「クリープするように」運動することはなく、したがって、制動距離が不利ではあるが延長されることが確実に行われる。とくに少なくとも１つのばね付勢されていない車軸構造部分の終端位置を特定するためのセンサまたはスイッチを装着する本発明による解決策との組合せにおいて、これにより自動車の転倒を回避するための確実かつ信頼性のある装置を使用することができ、これにより車両の安全性が本質的に向上される。
【００１３】
本発明によるブレーキ過程における転倒の回避装置は、旋回速度センサと、所定の旋回速度に到達した場合またはそれを超えた場合にブレーキ制御装置を作動させるための手段とを有している。
【００１４】
本発明によるブレーキ過程における転倒の回避装置は、すべてのブレーキ装置、したがって液体でない伝達媒体または気体状でない伝達媒体を用いて作動されるブレーキ装置においてもまた使用可能である。
【００１５】
後車軸に設けられた旋回速度センサはブレーキ過程における転倒の危険性の検出のためのみならず加速過程における転倒の危険性の検出のために使用可能であることが明らかであることはとくに有利である。
【００１６】
上記のように、本発明による転倒の回避装置はＡＢＳないしＡＳＲ装置と組合せて使用可能であることが有利である。このようなＡＢＳまたはＡＳＲ装置の対応する拡張が簡単に実行可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明を添付図面により詳細に説明する。
図１において、車輪１は、車軸構造部分４およびばね２を介して、ばね付勢された質量とくに車両上部構造３と結合されている。車軸構造部分４は、車軸構造部分４の車両上部構造３に対する相対運動に対応して終端位置スイッチ１０３を操作する。終端位置スイッチ１０３はラインを介して制御装置１０４と結合されている。
【００１８】
以下の図の説明に対して、車輪１は自動車の前車輪であり、同様に車軸構造部分４は自動車の前車軸の軸部材であると仮定する。さらに、（図示されていない）車両が後車輪駆動装置を有すると仮定する。この仮定は、図を見やすくするためにのみ行われかつ同様にたとえば前車輪駆動装置に対して使用可能であることに注意すべきである。
【００１９】
自動車のきわめて強い加速においては、（後輪駆動の場合）自動車前車軸の範囲は、走行路面から浮き上がろうとする。これにより、（すなわちばね付勢された質量ないし車両上部構造３の上方方向運動により）終端位置スイッチ１０３はその閉位置に移動され、したがって制御装置１０４に対応信号が供給される。このとき、制御装置１０４は、終端位置スイッチの位置により指示された車両の浮き上がりないし車両の後方転倒の危険性がある場合に適切な制御措置を開始させることができる。後車軸範囲内に設けられた終端位置スイッチにより、同様に自動車の後車軸周りの後方転倒が検出ないし回避される。
【００２０】
図２において、走行路面に対する車両上部構造の位置を特定するためのレベルセンサが符号８により略図で示されている。このようなレベルセンサはたとえば自動照明幅制御の範囲内で既知である。レベルセンサ８は、制御装置１０４と結合され、その制御装置１０４は、レベルセンサにより指示された自動車の転倒の危険性がある場合に適切な制御措置を開始させることができる。
【００２１】
図１および２の制御装置は、たとえば原理的に図３に示すようなＡＢＳ／ＡＳＲ装置の制御装置、ないしＡＢＳ／ＡＳＲ制御装置と協働する制御装置である。図３に示す装置において、自動車の各車輪に（略図で示した）回転速度センサ１０１が設けられている。それぞれの車輪にかかるブレーキ圧力の対応する制御のために、車輪回転速度センサ１０１の測定値が油圧装置１０の制御装置１０４ａに伝送可能である。さらに、自動車に（略図で示した）旋回速度センサ１０２が設けられ、この旋回速度センサ１０２はとくに車両の転倒特性（前車軸ないし後車軸周りの旋回）を検出する。センサ１０２により決定された測定値は、油圧装置１０の組込み制御装置１０４ａおよび他の機関管理制御装置１０４ｂに伝送可能である。前記制御装置の協働により、（旋回速度センサ１０２の信号により示される）きわめて強い加速ないし急激なブレーキ過程における自動車の前方転倒または後方転倒の危険性がある場合、車輪１のブレーキ圧力の調節および／またはたとえば絞り弁設定装置１４、噴射弁１５または点火モジュール１６の調節による機関管理が行われる。他のセンサ値として制御装置に加速ペダルセンサ１７の信号が供給されてもよい。加速過程における自動車の転倒は、少なくとも１つの前車輪１および少なくとも１つの後車輪１の回転速度であって車輪回転速度センサ１０１により決定されたその回転速度が設定可能な回転速度差しきい値と比較されることにより回避される。車輪回転速度センサ１０１の測定値の時間微分により、さらに少なくとも１つの前車輪および少なくとも１つの後車輪の車輪加速度の決定が行われる。ここで、車輪回転速度差しきい値に到達したときまたはそれを超えたとき、同時に少なくとも１つの前車輪に対して車輪加速度が負でありかつ少なくとも１つの後車輪に対して車輪加速度が正であるときに油圧装置１０が作動され、ないし対応補正信号ないし対応補正の発生および実行のための機関管理が作動される。
【００２２】
旋回速度センサ１０２により決定された転倒速度ないし旋回速度が、転倒の危険性が存在するか否かの特定のために、前記終端位置スイッチ１０３またはレベルセンサ８に追加してまたはそれの代わりに設けられていてもよい。それぞれのセンサ信号の対応する組合せ評価によりたとえば転倒のモニタリングのための冗長装置が使用され、これにより確実性および信頼性が向上される。同様に、自動車の転倒状態の危険性を車輪回転速度センサ１０１により発生された信号のみに基づいて検出することが可能である。このために、前車軸または後車軸の車輪回転速度が急激に低下したか否かが特定され、これにより走行路面に対する車輪の力伝達結合損失を特定することが可能である。このような力伝達結合損失から、転倒の危険性を推測することが可能である。
【００２３】
ここで、図４および図５により、本発明により提供される、自動車に対するブレーキ過程または加速過程における転倒の回避方法を一般の形で説明する。
図４において、符号１０１により車輪回転速度センサが示され、車輪回転速度センサ１０１は信号として回転速度ｎijを提供する。指数ｉは前方ないし後方を示し、指数ｊは左側ないし右側を示す。車両車軸ごとに１つの車輪回転速度センサを設けることもまた考えられよう。旋回速度センサが符号１０２で示されている。この旋回速度センサにより決定された旋回速度がωiで示され、この場合、指数ｉは前車軸ないし後車軸を表わしている。符号１０３により終端位置スイッチが示されている。それぞれの終端位置スイッチにより決定された信号はＥＬＳiで示され、この場合、指数ｉは同様に前車軸ないし後車軸を表わしている。１つの車軸に複数の終端位置スイッチ１０３を付属させること、たとえば車輪ごとに終端位置スイッチ１０３を設けることが考えられる。
【００２４】
信号ｎij、ωiおよびＥＬＳiは制御装置１０４に供給され、制御装置１０４はアクチュエータ装置１０５（たとえばＡＢＳ／ＡＳＲないし機関管理）を操作するための信号ないし値Ｓi１を出力する。この場合、自動車加速度を決定するために、制御装置１０４は決定された回転速度の時間微分ｄ／ｄｔ（ｎij）を形成する。制御装置１０４は、アクチュエータ装置１０５からフィードバックとして信号ないし値Ｓi２を受け取る。
【００２５】
転倒の危険性（後輪駆動においてたとえば車両後車軸周りの転倒の危険性）があるときの加速度低下において、アクチュエータ装置１０５により絞り弁設定装置の調節ないし点火時期の調節が行われ、これにより機関トルクが低減される。ブレーキ作動の場合、すなわちとくに前車軸周りの転倒の危険性がある場合、車輪ブレーキシリンダに付属の弁の調節が行われ、これによりブレーキ圧力を低下させることができる。
【００２６】
終端位置スイッチ１０３の代わりにないしそれをサポートして、レベルセンサを使用してもよい。レベルセンサの使用において、適用の間にレベルセンサにより測定された値であって車両の転倒の危険性を表わす値が決定される（この場合に存在する状況はたとえば終端位置スイッチ１０３がそれらのそれぞれの衝当位置に到達したかないしその直前に存在する状況に対応する）。この値は本発明によるモニタリングにおいてしきい値として使用可能である。
【００２７】
ここで、転倒の危険性のモニタリング過程を図５により詳細に説明する。
ステップ２０１によりこの方法の開始が示されている。ステップ２０２において測定値ないしセンサ値の形成が行われる。
【００２８】
たとえば、加速度による転倒の危険性がある場合に対する車輪回転速度差および車輪加速度の評価において、ステップ２０２においてｎijおよびｄ／ｄｔ（ｎij）が形成される。加速度による転倒のモニタリングないしブレーキ作動による転倒のモニタリングの場合における終端位置スイッチの評価において、ここで値ＥＬＳiの形成が行われる。同様にレベルセンサの評価においてレベルセンサ信号の形成が行われる。加速度による転倒のモニタリングないしブレーキ作動による転倒のモニタリングのために旋回速度センサが使用される場合、ステップ２０２においてωiないし上記のωiの時間積分の形成が行われる。ブレーキ作動による転倒ないし加速度による転倒の状況に対して力伝達結合損失の特定のために車輪回転速度を評価する場合、対応する車輪回転速度値の形成が行われてもよい。
【００２９】
それに続くステップ２０３において、転倒の危険性があるか否かのモニタリングが行われる。以下に説明する検査条件は、加速度による転倒の危険性ないしブレーキ作動による転倒の危険性に対してそれぞれ任意に組み合わることができる。
【００３０】
少なくとも１つの前車輪と少なくとも１つの後車輪との間の車輪回転速度差がしきい値より大きいことを特定し、ならびに（前車輪の加速度が負でありかつ後車輪の加速度が正である）対応する車輪加速度を特定したとき、ステップ２０４において対応する調節が行われる。前記しきい値および／または対応する車輪加速度に到達しなかった場合、ステップ２０５への分岐が行われ、この場合は調節が行われない。
【００３１】
たとえば信号値０，１を有する終端位置スイッチが値ＥＬＳi＝１を出力したとき、ステップ２０４への対応する分岐が行われる。連続値（値が連続的な）終端位置スイッチを使用するとき、ＥＬＳiがしきい値より大きい場合に対してステップ２０４により調節が行われる。レベルセンサにより導かれる測定値においても対応する制御が行われる。
【００３２】
旋回速度センサを使用するとき、決定された前車軸または後車軸周りの旋回速度ωiおよびωiの時間積分がしきい値より大きい場合に対してステップ２０４により調節が行われ、しきい値より小さい場合に対してはステップ２０５により調節は行われない。
【００３３】
（車輪の力伝達結合（摩擦結合）を検出するために車両前車軸ないし車両後車軸周りの転倒をモニタリングする場合に）前車軸ないし後車軸の回転速度のみを評価するとき、対応しきい値を超えたときにステップ２０４の操作が行われ、対応しきい値を下回ったときにステップ２０５が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の転倒の危険性を特定するための終端位置スイッチの使用を示した略示図である。
【図２】自動車の転倒の危険性を特定するためのレベルセンサの使用を示した略示図である。
【図３】ＡＢＳ／ＡＳＲ装置および本発明による旋回速度センサを備えた自動車の略斜視図である。
【図４】本発明による装置の原理を示すブロック回路図である。
【図５】図４に示した装置の作用および本発明による方法を示した流れ図である。
【符号の説明】
１  車輪（前車輪、後車輪）
２  ばね
３  車両上部構造
４  車軸構造部分
８  レベルセンサ
１４  絞り弁設定装置
１５  噴射弁
１６  点火モジュール
１７  加速ペダルセンサ
１０１  車輪回転速度センサ
１０２  旋回速度センサ
１０３  終端位置スイッチ
１０４  制御装置
１０４ａ  油圧装置の制御装置
１０４ｂ  機関管理制御装置
１０５  アクチュエータ装置
【図１】
0004383600.tif 000002
【図２】
0004383600.tif 000003
【図３】
0004383600.tif 000004
【図４】
0004383600.tif 000005
【図５】
0004383600.tif 000006