JP3516954B2 - 車両安定性の制御方法 - Google Patents

車両安定性の制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明の従来の技術は、ドイツ特許出願第4229504.1
号（特開平６−183288号）に記載され、本発明の課題は
同様にドイツ特許公開第3731756号に基づいている。
発明の利点 以下に記載の本発明における車両安定性の制御方法の
特徴は、方向変化のみでなく走行の減速または加速に対
するドライバの希望が評価されかつ重み付けされること
にある。目標値は、車両がかじ取角の変化に迅速に反応
し、またこのとき姿勢角がさらに増大しないように、道
路の摩擦係数に依存する安定状態に維持するように計算
される。
本発明において、次の利点が得られる。
利用可能な全てのタイヤの力を縦力および横力に分配
するときに、Ｖ、δ、Pvor、Fgesを用いてドライバの希
望が考慮される。
車両安定性を確保するために、aQおよびVFを用いて目
標ヨー速度のための限界値が計算される。
車両の固有動特性に適合させたりまたは車両動特性を
変化させたりするために、ヨー速度目標値がフィルタリ
ングされる。
かじ取角を増大するとき、横力を迅速に形成すること
により車両の進入運動を支持する。
車両運動制御装置において車両の操縦性を改善するた
めに、制御すべき変数が確定され、かつこれらの変数に
対し、このとき適切な目標値が決定されなければならな
い。
車両運動が三次元ではなく平面（走行路盤）内で考慮
されるとき、車両は３つの自由度、すなわち縦方向速
度、横方向速度および垂直軸の周りの回転速度（ヨー速
度）を有している。ヨー速度はとくに適切な制御変数と
みなされ、その理由は、それがセンサで直接測定可能で
あり、また車輪滑り値または横滑り角の変化により、し
たがってヨーモーメントの適用により良好に制御可能で
あるからである。車両の横方向速度は測定がきわめてむ
ずかしい。しかしながら、ヨー速度がわかっていると
き、計算アルゴリズム（観測者）により横方向速度を評
価することができる。
ωsollの目標値計算のために次の計算が行われる。
まず、かじ取角δおよび車両縦方向速度VFの関数であ
る定常状態での目標ヨー速度が計算される。
ここで、ｋは定数であり、Vchは車両の特性速度であ
り、Ｌは軸距であり、これを用いて、場合により車両状
態（駆動状態、自由走行状態、ブレーキ作動状態）に応
じてアンダーステアリング傾向の大きさを決定すること
ができる。
定常状態のカーブ走行に対しては、このとき、定常状
態の目標ヨー速度ωsolloから希望の横力ＦS,Wが計算さ
れる。
ＦS,W＝ｍ・VF・ωsoll0 ここで、ｍは車両質量である。
希望の縦力ＦL,Wは、アクセレータペダル位置または
ブレーキペダル位置のそれぞれに応じて、供給圧力Pvor
または絞り弁角αDKの測定値から計算される。この場
合、ブレーキ作動希望値または駆動希望値は、高い摩擦
係数のもとでの外乱のない直進走行におけるこれらの希
望値に対応するものと仮定される。
ＦL,W＝ｆ（Pvor,αDK） したがって、ドライバにより希望される全ての力は、
ベクトル和として計算可能である。
Ｆges,W＝（ＦS,W ２＋ＦL,W ２）1/2 この希望力は、利用可能な最大力に対してのみ関係づ
けられる。
第１の方法 タイヤの合力Friは、個々の車輪において既知である
（たとえばドイツ特許公開第4030704号参照）。このと
き、全てのタイヤの力の和から利用可能な全ての最大力
を評価することが可能である。これは力の方向がすべて
平行であるときに達成される。
第２の方法 タイヤを介して車両に作用する全ての縦力FLおよび全
ての横力FQは、たとえば縦方向加速度、横方向加速度お
よび車両質量を知ることにより既知である。このとき、
全ての力は次のように計算することができる。
Fges＝（FL 2＋FQ 2）1/2 したがって、利用可能な全ての力のＦges,Wの希望す
る全ての力Fgesに対する比は次のとおりとなる。
ここで、比ｘは１に制限される。
ｘ≦１ このとき、ヨー速度ωに対する目標値ωsollは、最初
の定常状態での目標ヨー速度ωsoll0に係数ｘを掛けて
求められる。
ωsoll＝ｘ・ωsoll0 すなわち、ドライバが希望するヨー運動が利用可能な
全ての力を超えないとき（車両が安定な場合）、この目
標ヨー速度ωsolloは、そのまま車両運動制御システム
のための目標値ωsollとして採用される。
しかしながら、利用可能な力が希望する運動変化を縦
方向および横方向に同時に実現するのに十分でないとき
（車両が不安定な場合）、目標ヨー速度ωsoll0はそれ
に応じて低減される。もし目標ヨー速度が低減されない
ならば、定常的に増大する姿勢角のために車両はスリッ
プしはじめるであろう。
ドライバによる横力の希望値は、それが縦力（ブレー
キ力）に比較して相対的に小さい場合には低減する必要
があるが、係数ｘによって横力を低減すると、車両の操
縦性が悪くなることがある。この場合、横力の希望値を
増加すること、即ち係数ｘを上昇させることがよい。
上記の目標値の計算方法は、たとえばフルブレーキ作
動（ABSブレーキ作動）においてタイヤが飽和状態にあ
るときに、特に適している。
特に、減速希望が存在しないときにヨー速度目標値を
決定する他の方法は、生の値ωsoll0を、瞬間的な車両
の横方向加速度の関数である、ある値に制限することで
ある。このために目標値の制限値ωＢが計算される。
ωＢ＝aQ/VF ここで、aQは横方向加速度である。
ωＢは、一定車両速度でのカーブ走行の場合に姿勢角
の値が一定であり、したがって車両が安定している場合
のヨー速度に対する値である。
かじ取角を戻した場合、車両の固有動特性により、ヨ
ー速度は、すぐにはかじ取角に追従しないで、ある程度
遅れて追従することになる。このような類似の状況（ス
ラローム）において、車両運動制御装置が不必要に介入
するのを回避するために、ヨー速度目標値の適切な低域
フィルタにより、実際値と目標値との間の位相の一致が
達成される。フィルタのパラメータは走行状況の関数で
あり、これは、たとえばモデルを用いて求めることがで
きる。
時間分散モデルにおける一実施例を以下に説明する。
ωsoll k＝Ｆ・ωsoll k＋（１−Ｆ）・ωsoll k-1 ここで、フィルタ係数Ｆは、０＜Ｆ＜１の範囲にある。
しかしながら、このようなフィルタリングにより、車
両運動制御装置が車輪に適切に係合してヨー速度をそれ
に応じて変化させながら、不満足な車両運動を希望の挙
動に適合させることができる。
多くの状況において、特に、かじ取角を増大する場合
において、車両の進入運動をある程度達成するために、
車両の反応をできるだけ迅速に行わせかつ定常状態の目
標値を超えてヨー速度を増大することが望ましい場合が
ある。この姿勢角の増大は、希望の横力に必要な滑り角
をタイヤに設定するために必要である。これは、かじ取
角を増大する場合に目標ヨー速度が微分フィルタ（DTフ
ィルタ）を通され、かつ適切な増幅度を有するこのフィ
ルタの出力が最初の目標値に加えられることにより達成
可能である。
実施例（時間分散） ωsoll k＝ωsoll k＋ωAnstell k ここで、ωAnstell k＝Ｖ・（ωAnstell k-1＋ωsoll k−
ωsoll k-1）であり、係数はＶ＜１である。
次に、本発明の実施例を、ブロック線図で示された図
を参照して説明する。本発明は、このブロック線図に対
応してプログラムされたマイクロプロセッサを用いて実
現することももちろん可能である。
かじ取角センサ１の信号δ、および車両速度測定器３
の信号VFが、ブロック８に供給されてωsoll0が計算さ
れる。このブロック８にはさらに、定数Ｌ、Vch、ｋが
供給される。ωsoll0信号は、次に制限器（Bzg）12に供
給され、制限器12は、ωsoll0信号を、ブロック９内で
形成された制限値ωＢ＝aQ/vF（ブロック２および３か
ら求める）に制限する。制限器12の出力信号は、次に低
域フィルタ（TP）14に到達して位相を一致させる。通
常、この出力信号はブロック18に到達し、ブロック18に
おいてωsollが形成される。しかしながら、ブロック22
が測定するかじ取角の値が増大すると、微分フィルタ
（DF）16が作動し、微分フィルタ16は進入角信号ωＡを
形成し、この進入角信号ωＡは、加算段17においてω
soll0の値に重ねられる。ωsollを形成するためにｘが
必要となる。その形成のために、ブロック10において、
αDKまたはPvorの関数として希望の縦力ＦL,Wが得ら
れ、ブロック11において、ωsoll0から希望の横力ＦS,W
が得られ、またブロック13において、横力ＦS,Wおよび
縦力ＦL,Wから、希望の全ての力Ｆges,Wが得られる。ブ
ロック６において既知のように実際の全ての力Fgesが得
られる。次に、ブロツク15において、力FgesおよびＦ
ges,Wから、その比ｘが形成され、この比ｘが掛算器18
においてωsoll0に掛けられる。得られたヨー速度目標
値ωsollおよびセンサ７において測定されたヨー速度値
ωが制御器19に供給され、制御器19は、実際値を目標値
に一致させるように、ブレーキ圧力制御弁20および21を
追加のヨーモーメントを発生する方向に制御する。
フロントページの続き (72)発明者 コスト，フリードリヒ ドイツ連邦共和国 70806 コルンヴェ ストハイム，ヨハネス―ブラームス―シ ュトラーセ １ (72)発明者 ルフ，ヴォルフ−ディーター ドイツ連邦共和国 73550 ヴァルトシ ュテッテン，シュラットホエルツレスヴ ェーク 17 (72)発明者 ハルトマン，ウーヴェ ドイツ連邦共和国 70182 シュトゥッ トガルト，オルガシュトラーセ 79 (72)発明者 エーレト，トーマス ドイツ連邦共和国 77960 ゼールバッ ハ，ヒンデンブルクシュトラーセ 33 (56)参考文献 特開 平３−70663（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−224860（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−266560（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−112754（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−171373（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60T 8/32 B60T 8/58

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】かじ取角δ、ヨー速度ω、車両速度VFが求
    められ、 かじ取角δおよび車両速度VFから定常状態の目標ヨー速
    度ωsoll0が次式によって求められ、 ここで、ｋは定数であり、Vchは車両の特性速度であ
    り、Ｌは軸距であり、 目標ヨー速度ωsollが、測定されたヨー速度ωと比較さ
    れ、その偏差Δωを用いてヨー速度を目標ヨー速度に近
    づける方向に調整する車両安定性の制御方法において、 係数ｘを求めて、係数ｘと定常状態の目標ヨー速度ω
    soll0を掛けることによって、目標ヨー速度ωsollが求
    められること、 係数ｘが次式によって求められ、 ここで、Fgesはタイヤと道路との間で利用可能な全ての
    力であり、Ｆges,Wはドライバが希望する全ての力であ
    ること、 Ｆges,Wが次式によって求められ、 Ｆges,W＝（ＦS,W ２＋ＦL,W ２）1/2 ここで、ＦS,Wは希望の横力であり、ＦL,Wは希望の縦力
    であること、 希望の横力ＦS,Wが次式によって求められ、 ＦS,W＝ｍ・VF・ωsoll0 ここで、ｍは車両質量であり、希望の縦力ＦL,Wは絞り
    弁の位置αDKまたは作動されたブレーキ圧力Pvorから与
    えられること、 係数ｘが１に制限されること、 を特徴とする車両安定性の制御方法。
  2. 【請求項２】個々の車輪におけるタイヤの合力が求めら
    れ、且つタイヤの力の和が全ての力Fgesを得るために形
    成されることを特徴とする請求項１の制御方法。
  3. 【請求項３】全ての力Fgesが次式によって求められ、 Fges＝（FL 2＋FQ 2）1/2 ここで、FLは全ての縦力であり、FQは全ての横力である
    ことを特徴とする請求項１の制御方法。
  4. 【請求項４】全ての縦力FLおよび全ての横力FQが、車両
    質量を使用して、縦方向加速度および横方向加速度から
    得られることを特徴とする請求項３の制御方法。
  5. 【請求項５】前記利用可能な力が運動を希望どおりに変
    化させるのに十分でないときに、前記目標ヨー速度が低
    減されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
    の制御方法。
  6. 【請求項６】前記希望の横力が低減されるが、横力が縦
    力に対して小さいときに、係数ｘが増大されることを特
    徴とする請求項５の制御方法。
  7. 【請求項７】定常状態の目標ヨー速度ωsoll0が、次式 ωＢ＝aQ/VF に従って、ヨー速度ωＢに制限され、ここで、aQは横方
    向速度であることを特徴とする請求項１ないし６のいず
    れかの制御方法。
  8. 【請求項８】目標ヨー速度ωsollが、ヨー速度ωと目標
    ヨー速度ωsollとの位相を一致させるように低域フィル
    タ処理されることを特徴とする請求項１ないし７のいず
    れかの制御方法。
  9. 【請求項９】かじ取角が増大したときに、前記目標ヨー
    速度を示す信号が微分フィルタで処理され、増幅された
    フィルタ処理出力信号ωＡが目標ヨー速度ωsollに重ね
    られることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの
    制御方法。
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DE4243717A DE4243717A1 (de) 1992-12-23 1992-12-23 Verfahren zur Regelung der Fahrzeugstabilität
DE4243717.2 1992-12-23
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JPH07504141A JPH07504141A (ja) 1995-05-11
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