JP2000516703A - 自動車の運転状態を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両の取り扱いを制御する方法を提供し、その方法はタイヤセンサの信号から決定される少なくとも車両の重量(Ｇ)と重心(ＳＰ)の瞬間的位置が必要である。他の実施例において、本発明は、基本的データとして車両の基本的重量分配、すなわち、負荷が異なる場合においても常に等しい分配を有する重量分配モデルの使用が必要である。さらに、乗客、荷物等のような変更可能な重量およびその位置は、タイヤセンサ信号によって決定され、変更可能な重量分配として重量分配モデルと協働する。そのようなデータをすべて知って、車両の運動の工学的変数の特徴は決定することができ、そして、ヨーイング率センサまたは横方向の加速センサからの信号によらないで適切な計算によって決定される車両のヨーイング率と滑り角度を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車の運転状態を制御するための方法 本発明は、請求項１の前段に記載されたタイプの自動車の運転状態を制御する ための方法に関する。 上述のタイプの方法は、たとえば、ＥＰ０４４４１０９Ｂ１に開示されている 。従来の方法が用いられている自動車は、タイヤに作用する力とモーメントを検 知するためのタイヤセンサに加えて、重心の加速を決定するセンサと、各車輸の 周面速度を検出する車輸センサと、車輸のサスペンションの状態を決定する高さ センサとを有している。重心において加速を決定するセンサを使用するには、自 動車の重心が知られている必要がある。しかしながら、自動車は常に異なった応 力と負荷にさらされているので、重心は、一方においてダイビングやウエービン グ運動のような車両の固有の運動のために、他方において異なった負荷のために 変化する。従って、自動車の静的重心に基づく車両工学の計算はあまり正確でな い値が得られる。 本発明の目的は、車両工学のより信頼性のある決定が可能で、付加的センサの ごく僅かの工夫のみによって上述のタイプの方法を提供することである。 本発明におけるこの問題は、請求項１の特徴部分の態様によって解決される。 本発明の原理は、タイヤセンサによって発生した信号から自動車の実際の重心を 決定し、少なくとも車両の質量を検知することである。この方法は、自動車の実 際の運転状態をより正確に示す時間との関係で変更可能な実際の参照値を提供す る。 このタイプの方法の制御品質は、仮に自動車が的を絞った質量（ｐｏｉｎｔｅ ｄ ｍａｓｓ）としてではなく、むしろ車体の限られた膨張（ｂｏｄｙ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）として静的に決定される場合においてより 改良される。そのような質量分配モデルに集められたものは、例えば、エンジン 、ギヤボックス、車体および空間的に分配された対象物のような自動車が有する 質量である。例えば、車両は、４つのスプリングによって支持された静的な車体 と して記述することが出来る。 実際の質量分配を決定するために、付加的な変更可能な質量がタイヤセンサの 信号を通して基本的な質量の分配に追加することが出来、模範的には、簡単にす る目的で、付加的な質量を負荷の典型的なポイントにのみ設けることが出来る。 負荷の典型的なポイントは、例えば、車両の座席、荷物室および選択的には車両 の屋根である。 計算は、もし付加的な質量が典型的な負荷位置の重心に位置する質量ポイント として規定されるならば特に簡単である。これらは、例えば、平均的な運転者の 身体の重心の質量、荷物室の下部の中心またはそのようなところである。 予め定めた質量分配の静的な車体を推量するのは、屋根用負荷において、負荷 の高さに応じて自動車の空気力学的抗力の増加を伴って、車両の重心が幾分上方 へ偏倚するような、少なくとも屋根のラックの負荷に関する実際の状態を比較的 良く反映するであろう。 タイヤセンサシステムに考慮するものとして各車輸の負荷が知られていて、さ らに、質量の重心が決定され、予め定めた条件における車両の状態が容易に再現 できる。例えば、特別なカーブを通って運転する場合の予め定めた車輸によって 発生されることが出来る横方向の案内力を計算することが可能である。 しかしながら、質量分配モデルによって、必要な名目的な値の正確な計算を余 分にすることなく、瞬間的運転条件を決定することもまた可能であるので、直線 状の１トラックモデル（ｏｎｅ ｔｒａｃｋ ｍｏｄｅｌ）又は類似のものが是 非とも使用することが出来る。 本発明を、添付した２つの図面を参照してより詳細に述べると、 図１は、本発明の方法を適用できる車両の概略を示す図； 図２は、自動車のヨーイングモーメントを制御するための、本発明の方法の実 施例の形態を示す図。 図１は、図１ａと図１ｂとに分割されている。図１ａは、車両の概略的平面図 を示していて、車輪支持面の幾何学的位置を示している。各タイヤに作用する重 力は、力Ｇ₁、Ｇ₂、Ｇ₃およびＧ₄によって表される。それ故、タイヤの座標はｘ₁ 、ｙ₁からｘ₄、ｙ₄である。 図１ｂは、同じ車両の概略的側面を示している。さらに、想像上の重心ＳＰの 位置がそこに記されている。全体の重力Ｇは、上記重心に作用する。 車両の質量は、簡単な方法で、車輸に作用する各重力を合計しその合計を重力 加速ｇで割ることによって決められる： 車輪支持面の重心の座標は、従って、次の方程式によって決められる： 車輪支持面に直角に延びた重心の座標は、たとえば、カーブを通る規定された 運転に適用されろ横方向の力を測定することによって決定できる。 公知の一般的質量分配は、エンジン、ギヤボックス、車体および他のアクセサ リが想定された与えられた車両のために、質量分配モデルに基礎を置くことがで きる。 上述の基本的な質量分配に基づいて、車両に適用される可変の質量を考慮して 、各車輪に作用し重力に限定されない力から可変の質量分配を計算することが可 能である。各タイヤの付加的な負荷は、次いで、質量分配モデルにおいて、シー ト、荷物室および／またはルーフラックに適用される質量に変換される。可変の 付加的負荷のための典型的な位置でのこれらの付加的な質量は、物理的に限られ た拡張または質量点の両方を形成できる。もし、付加的な質量が車両の外側の輪 郭内に設けられると、的を絞られた質量による概算は、車両全体が的を絞ら れた質量の慣性とは異なっていないのと比較して、限られた車体の慣性の作用と して役立つ。もし可能であれば、物理的に限られた拡張によって概算されなけれ ばならないのは車両の外側の輸郭の外に位置する質量のみであるが、それは、自 動車および他の車両の空気力学的抗力が、質量の増加する拡張と共にまた変るこ とができるからである。たとえば、ルーフラックの負荷を非常に多くすると車両 の重心は上方へ偏倚する。 図２によれば、このタイプの質量分配モデル１は、ヨーイングモーメントの意 味する運転の安定性を制御するためのプロセスに協働される。制御プロセスの制 御距離は、タイヤセンサが設けられた車両２によって形成される。上記タイヤセ ンサシステム３は、各タイヤに適用される横方向の力およびねじれの力と共に各 車輸の負荷を検出する。さらに、各車輸の速度ｖ₁からｖ₄が検出される。これら は、また適切なタイヤセンサシステムによって、または適切な車輸センサによっ て検出できる。各車輸の車輸負荷のような測定された力、交差する力および長手 方向の力と同様に、各車輸の速度ｖ₁からｖ₄は、質量分配モデル１に統合されて いる。自動車のヨーイング角度の加速と横滑り角度の速度は、付加的なヨーイン グ率センサ又は交差する加速信号に頼ることなしで、そのような質量分配パター ンによって決定できるので、自動車のセンサシステムは簡単になり経済的になる 。 時間との関係での積分によって、車両のヨーイング率Ψおよび横滑り角度βは 、ヨーイング角度の加速および横滑り角度の速度から計算される。それらは実際 の条件としてそれ自体知られたヨーイングモーメント制御フォーミュラ４に積分 される。 制御のための名目的なプリセット値は別の方法で計算される。速度モニタ５内 の各車輸の速度は、車両に関連する速度ｖに変換される。線形のワントラックモ ニタ８は、横滑り角度の速度とヨーイング角加速のための前輪の目的値の上述の 関連する速度ｖおよびステアリングロック角度δから計算する。同様に、これら の値は、ヨーイング率Ψおよび横滑り角度βのために車両のプリセットの名目的 値に積分される。 あるいは、各ヨーイング角加速と横滑り角度の速度は、直接互いに比較されて も、ヨーイングモーメント制御フォーミュラ４にしたがって処理されるようにし てもよい。 しかしながら、本実施例において、横滑り角度とヨーイング率は、互いに比較 され、適用されるための名目的なヨーイングモーメントＭ_Gに変換する。この適 用されるための名目的なヨーイングモーメントＭ_Gは、車輪の力分配装置６にお いて各車輸に適用される車輸力Ｆに変換される。これらの力は、名目的な力であ る。実際の力は、タイヤセンサ３によって検知された測定力Ｆ_messに対応する。 名目的な力Ｆと実際の力Ｆ_messの間に差を形成することによって、各力の差はた とえば、車輸の力レギュレータ７でブレーキ圧力に計算され、続いて、各タイヤ の新しく変更された力条件と車輪速度の結果として車両２に作用する。 本発明の特別な態様は、各タイヤの力とモーメントの検知の助けにより、高価 な検知システムを除去することができ、車両の慣性条件を迅速に検知することが できることにある。従って、測定力Ｆ_messは、それ以上の処理を必要とせずに、 通常の力Ｆを越えて差を形成するために直接計算に参入され、それによって、車 輪の力レギュレータ７の迅速な応答を可能にする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｇ 19/03 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ， ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ (72)発明者 ラターニク、ミヒャエル ドイツ連邦共和国、デー―61381 フリー ドリヒスドルフ、レーマーシュトラーセ ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 車両のタイヤに適用される力(ｆ_mess)を検知するためのタイヤセンサ（３ ）を有し、 少なくとも実際の車両の質量と車両の重力の質量点の慣性位置がタイヤカ（Ｇ₁ からＧ₄）から計算されることを特徴とする自動車の運転状態を制御するための 方法。 ２． 車両の基本的な質量分配を有し、測定されたタイヤ力ｆ_messから車両力学 (Ψ、β)の値を決定する質量分配モデル(１)が貯蔵されることを特徴とする請求 項１記載のプロセス。 ３． タイヤセンサによって発生された信号から質量分配モデルが変更可能な質 量分配を決定することを特徴とする請求項２記載のプロセス。 ４． 基本的な質量分配用の変更可能な質量分配が典型的な負荷位置に質量を加 えることを特徴とする請求項３記載のプロセス。 ５． 質量分配モデルの典型的な負荷位置の質量が質量のポイントとして近接し ていることを特徴とする請求項４記載のプロセス。 ６． 質量のポイントが、運転者、乗客、荷物室の負荷および／または屋根の負 荷の重心の典型的な位置に設けられていることを特徴とする請求項５記載のプロ セス。 ７． 少なくとも一つの質量が車体の限られた膨張として適用されることを特徴 とする請求項４ないし６いずれか１項記載のプロセス。 ８． ヨーイング速度Ψまたは横滑り角度βまたはそれらの時間に関連した派生 物が質量分配モデル(１)から計算されることを特徴とする請求項２ないし７いず れが１項記載のプロセス。 ９． 正常な運転状態が直線状の１トラックモデルから計算されるのに対し、自 動車(２)の実際の運転状態のみが質量分配モデル(１)から決定されろことを特徴 とする請求項８記載のプロセス。