JP4953503B2

JP4953503B2 - 車両の曲線走行を検知するための方法および装置

Info

Publication number: JP4953503B2
Application number: JP2000368609A
Authority: JP
Inventors: リューディガー・ポッゲンブルク; ウーヴェ・プルース; シュテファン・ディーレ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP2001201512A; KR20010070329A; FR2803039B1; US20010020209A1; US6445994B2; DE19962328A1; FR2803039A1; KR100681960B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の曲線走行（コーナリング）を検知するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の方法或いはこの種の装置は、曲線走行を表示する信号を調べている。この種の、曲線走行を表示する信号は、例えば曲率半径、横方向加速度、或いはそれ等と類似の情報内容を持つ信号とすることが出来る。曲線を検知するための方法は、例えば、ＥＰ０３７７６４５Ｂ１およびＥＰ０３７６９８４Ｂ１に開示されている。これ等の方法では、特定の前提条件の下で曲線走行を十分とはいえない精度で表示することが示されている。このことは、特に、アンチブロックシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロールシステム（アンチスリップ制御装置）（ＡＳＲ）、或いはビークルダイナミックスコントロールシステム（ＶＤＣ）を装備した車両の場合に当てはまる。ＡＢＳ、ＡＳＲ、およびＶＤＣの詳細については、例えばＡ．ｖａｎＺａｎｔｅｎ、Ｒ．Ｅｒｈａｒｄｔ、およびＧ．Ｐｆａｆｆ著、“ＦＤＲ−ｄｉｅＦａｈｒｄｙｎａｍｉｋｒｅｇｌｕｎｇｖｏｎＢｏｓｃｈ（＝ＶＤＣ−ボッシュ社のビークルダイナミクスコントロール）”、ＡＴＺ（ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ＝自動車技術雑誌）誌、第９６巻、（１９９４年）１１号、６７４〜６８９頁、に説明されている。
【０００３】
曲線走行を検知するための既知の方法においては、例えば車輪又は車軸に対して、車の走行力学に影響を与える措置に関して、例えばブレーキ介入、ＡＢＳの制御介入、ＡＳＲの制御介入、或いはＶＤＣによる制御介入等は、しばしば十分とはいえない精度で確定される。この様なことは、いわゆるμスプリット路面、即ち車の左右の車輪の間で摩擦値対が異なる路面、の上でのブレーキングの際にも見られる。この様なブレーキングは、既知の方法では曲線走行時のブレーキングから明確に区別することは出来ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、曲線走行（コーナリング）を検知するための改良された方法或いは改良された装置を提示することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
車両の曲線走行を検知するための或いは車両の横方向加速度（ａ_ｙ）を求めるための方法および装置において、車両の曲線走行、曲率半径或いは車両の横方向加速度（ａ_ｙ）を表示する信号が、車両の少なくとも片側の車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）を用いて求められ、車両の片側の車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）が、車両の前記片側の少なくとも一つの車輪の減速の関数として決定される。
【０００６】
車両の曲線走行を表示する信号は、例えば曲率半径、車両の横方向加速度、或いは車両の両側の車輪の基準速度間の差とすることが出来る。これによって、曲線走行の明らかにより精度の高い検知が、特に曲線走行のより確実な検知が達成される。
【０００７】
本発明の一つの有利な実施例では車輪の速度が、例えば測定によって求められ、また車輪の減速が車輪の速度の時間微分によって求められる。
本発明の更に別の有利な実施例では、車輪の減速が重み付けの値（加重値）によって乗算された車両の減速よりも小さいか或いは（本質的に）等しい場合には、車両の車輪の基準速度が車輪の速度値に等しく設定される。
【０００８】
本発明の更に別の有利な実施例では、車輪の減速が加重値によって増加された車両の減速よりも大きい場合には、車輪の基準速度が補間法によって求められる。
【０００９】
本発明の更に別の有利な実施例では、車輪の基準速度が、次式
Ｖ_{Ｓ，ｎｅｕ}＝Ｖ_{Ｓ，ａｌｔ}−α・ａ_ｆｚ・Δｔ
によって補間され、ここで、
Ｖ_{Ｓ，ｎｅｕ} は補間法で求められた車輪の基準速度の値、
Ｖ_{Ｓ，ａｌｔ} は補間法を適用する前の車輪の基準速度の値、
α は定数、好ましくは加重値、
ａ_ｆｚは車両の減速、および
Δｔは補間法を適用する際のサイクル時間、
とする。
【００１０】
本発明の更に別の有利な実施例では、車両の減速に加重値が乗じられる。
本発明の更に別の有利な実施例では、上記の加重値が走行状況に依存して形成される。
【００１１】
本発明の更に別の有利な実施例では、上記の加重値は、車両の減速が大きい場合には、１．３と１．５の間の値、また車両の減速が小さい場合には、１．０と１．２の間の値を取る。
【００１２】
本発明の更に別の有利な実施例では、車輪の速度が補間法によって得られた車輪の基準速度よりも大きいか本質的に等しい時には、車輪の基準速度が車輪の速度に等しく設定される。
【００１３】
本発明の更に別の有利な実施例では、車両の少なくとも二つの車輪の速度が、例えば測定によって求められること、また車両の各々の片側の車輪の基準速度が求められ、その際一つの車輪の基準速度は前記片側の早い方の車輪の減速の関数として定められる。
【００１４】
【実施例】
図１は、車両の片側における車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ）を計算するための実施例を示している。ステップ１では、車両の片側の車輪（一つ又は複数）の実際の速度が読込まれる。ここで一つの車輪の速度だけしか読込まれない場合には、この速度は記号（Ｖ_Ｒ）で表される。しかしながら有利な実施例では車両の片側の全ての或いは両方の車輪（前輪と後輪）の速度が読込まれる。この場合にはステップ１で更に、片側のこれ等の車輪のうちのいずれが最も高速であるかが求められる。この最高の速度が値（Ｖ_Ｒ）とされる。それ故、図１についての以下の説明では、この最高速度は車輪速度とも呼ばれる。
【００１５】
次のステップ２では、車輪の減速（ａ_Ｒ）が定められる。そのために（Ｖ_Ｒ）が微分される。その際に、微分は単にＤ項を用いてではなく、ＤＴ_１項或いはＤＴ_２項を用いて確定されることが有利である。
【００１６】
ステップ１では、更に車両の減速（ａ_ｆｚ）が読込まれる。車両の減速に関するこの値は例えば、低域フィルタでフィルタリング処理され且つ微分された車両の速度値から或いは低域フィルタでフィルタリング処理され且つ微分されたタコ（速度）信号から得ることが出来る。好ましくは、車両の減速（ａ_ｆｚ）は、Ａ．ｖａｎＺａｎｔｅｎ、Ｒ．Ｅｒｈａｒｄｔ、およびＧ．Ｐｆａｆｆ著、“ＦＤＲ−ｄｉｅＦａｈｒｄｙｎａｍｉｋｒｅｇｌｕｎｇｖｏｎＢｏｓｃｈ（＝ＶＤＣ−ボッシュ社のビークルダイナミクスコントロール）”、ＡＴＺ（ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ＝自動車技術雑誌）誌、第９６巻、（１９９４年）１１号、６７４〜６８９頁、に開示されている様な、ビークルダイナミクスコントロールを用いて計算される。車両に例えば、上記の記事に開示されている様なビークルダイナミクスコントロールが装備されていると、有利な実施例では、車輪の速度（Ｖ_Ｒ）に関する値並びに車両の減速（ａ_ｆｚ）に関する値がビークルダイナミクスコントロールによって用意される。
【００１７】
判断のブロック３によって
｜ａ_Ｒ｜＞ｋ｜ａ_ｆｚ｜
であるか否かが質問される。但し、ｋは加重値とする。この加重値ｋは好ましい実施例では走行状況に依存して形成される。この加重値は、好ましい実施例では、車両の減速（ａ_ｆｚ）が大きい場合には、１．３と１．５の間の値、また車両の減速（ａ_ｆｚ）が小さい場合には、１．０と１．２の間の値を取る。加重値ｋが走行状況に依存して形成されると、加重値ｋの形成は、好ましくはステップ２で行なわれる。
【００１８】
条件
｜ａ_Ｒ｜＞ｋ｜ａ_ｆｚ｜
が満たされていないか或いは代替的実施例で本質的に満たされていない場合には、ステップ４で車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ）が車輪の速度（Ｖ_Ｒ）に等しく設定される。
【００１９】
これに対して、条件
｜ａ_Ｒ｜＞ｋ｜ａ_ｆｚ｜
が満たされているか或いは代替的実施例で本質的に満たされている場合には、車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ）が補間法によって求められる。その際、車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ）は、好ましい実施例では、次式
Ｖ_{Ｓ，ｎｅｕ}＝Ｖ_{Ｓ，ａｌｔ}−α・ａ_ｆｚ・Δｔ
によって補間され、ここで、
Ｖ_{Ｓ，ｎｅｕ} は補間法で求められた車輪の基準速度の値、
Ｖ_{Ｓ，ａｌｔ} は補間法を適用する前の車輪の基準速度の値、
α は定数、好ましくは加重値ｋ、
ａ_ｆｚは車両の減速、および
Δｔは補間法を適用する際のサイクル時間、
とする。
【００２０】
この補間法によれば車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ）の値は、Ｖ_{Ｓ，ｎｅｕ}に等しい。ステップ５にはステップ６が続いており、ステップ６には、ステップ１および２が包含されている。即ち、ステップ６では、ステップ１およびステップ２と同じことが行なわれる。
【００２１】
ステップ６には判断のブロック７が続いており、ここでは
Ｖ_Ｒ≧ Ｖ_Ｓ
か否かが質問される。
【００２２】
この条件が満たされていないか或いは代替実施例の中で本質的に満たされていない場合には、ステップ５および６が改めて実行される。これに対して、上記の条件が満たされているか或いは代替実施例の中で本質的に満たされている場合には、ステップ４が行なわれる。
【００２３】
図２は、異なる速度Ｖと動程Ｘとの関係を示した、速度／動程のグラフを示している。図２の速度／動程のグラフには、右カーブを通る車両の走行が示されており、図において、
Ｖ_ＲＶＬは左前車輪の（周）速度、
Ｖ_ＲＨＬは左後車輪の（周）速度、
Ｖ_ＲＶＲは右前車輪の（周）速度、
Ｖ_ＲＨＲは右後車輪の（周）速度、
Ｖ_ＳＬは車両の左側の車輪の基準速度、
Ｖ_ＳＲは車両の右側の車輪の基準速度、
Ｖ_ＷＬは車両の左側の実際の車輪速度、
Ｖ_ＷＲは車両の右側の実際の車輪速度、
を示している。
【００２４】
図２は、図１に示された実施例の方法を明らかにしている。即ち、例えば区間２０内における車両の右側の車輪の基準速度（Ｖ_ＳＲ）は、右前車輪の速度（Ｖ_ＲＶＲ）によって支えられている、即ち、（Ｖ_ＳＲ）＝（Ｖ_ＲＶＲ）である。これに対して、区間２１内における車両の右側の車輪の基準速度（Ｖ_ＳＲ）は補間法によって求められる。区間２２内における右後車輪の速度（Ｖ_ＲＨＲ）は、補間法によって得られた車両の右側の車輪の基準速度（Ｖ_ＳＲ）よりも大きくなる程、上昇する。かくして、（Ｖ_ＳＲ）＝（Ｖ_ＲＨＲ）が成り立つ。区間２３内における速度（Ｖ_ＲＶＲ）は再び、車両の右側の車輪の基準速度（Ｖ_ＳＲ）が補間法によって求められる程、大きく低下する。
【００２５】
図３の速度／動程のグラフには、車両の左側の車輪の基準速度（Ｖ_ＳＬ）、車両の右側の車輪の基準速度（Ｖ_ＳＲ）、車両の左側の実際の車輪速度（Ｖ_ＷＬ）、および車両の右側の実際の車輪速度（Ｖ_ＷＲ）が再度示されている。ここで、図３は、車両の個々の車輪が大きく減速している場合にも、車輪の基準速度（Ｖ_ＳＬ）および（Ｖ_ＳＲ）が実際の車輪速度（Ｖ_ＷＬ）および（Ｖ_ＷＲ）から僅かしか違っていないということを明らかにしている。特に、車輪の基準速度（Ｖ_ＳＬ）と（Ｖ_ＳＲ）との差、要するに当該のカーブに関する尺度は、実際の車輪速度（Ｖ_ＷＬ）と（Ｖ_ＷＲ）との差にほとんど等しい。このことは、本発明に基づく方法、特にここで取り上げられている有利な実施例の場合は、車両の個々の車輪が大きく減速した場合であっても、曲線走行の極めて精確な検知を可能にするということを明らかにしている。
【００２６】
図４は、車両の曲線走行を示している信号を求めるための信号形成手段１４を示している。図４に示されている実施例において、車両の曲線走行を示している信号は車両の横方向加速度（ａ_ｙ）である。車両の曲線走行を示している信号を求めるための信号形成手段１４は、二つの基準速度計算器１０および１１、並びに曲線計算器１２を含んでいる。基準速度計算器１０は、車両の減速（ａ_ｆｚ）、左前車輪の速度（Ｖ_ＲＶＬ）および左後車輪の速度（Ｖ_ＲＨＬ）の関数として、車両の左側の車輪の基準速度（Ｖ_ＳＬ）を求める。基準速度計算器１１は、車両の減速（ａ_ｆｚ）、右前車輪の速度（Ｖ_ＲＶＲ）および右後車輪の速度（Ｖ_ＲＨＲ）の関数として、車両の右側の車輪の基準速度（Ｖ_ＳＲ）を求める。この基準速度計算器１０および１１では更に、それぞれ図１に基づく車輪の基準速度の計算のための実施例が適用されている。曲線計算器１２は、車両の横方向加速度（ａ_ｙ）を次式、即ち
ａ_ｙ＝ω・Ｖ_ｆｚ
に基づいて計算し、ここで、Ｖ_ｆｚは車両の速度、ω は車両のヨー速度とする。車両のヨー速度ωは、次式、即ち
ω＝［（Ｖ_ＳＲ−Ｖ_ＳＬ）／Ｒ_Ａ］／（１＋Ｖ_ｆｚ ^２・Ｆ_ＫＯＲＲ）
に基づいて計算され、ここで、Ｒ_Ａは輪距、Ｆ_ＫＯＲＲは補正係数である。補正係数Ｆ_ＫＯＲＲは、例えば可能な斜め走行（ｓｋｅｗｒｕｎ）を補正する、経験値である。
【００２７】
図４による実施例では、車両の減速（ａ_ｆｚ）、左前車輪の速度（Ｖ_ＲＶＬ）、左後車輪の速度（Ｖ_ＲＨＬ）、右前車輪の速度（Ｖ_ＲＶＬ）および右後車輪の速度（Ｖ_ＲＨＲ）は、ビークルダイナミクスコントロール１３によって用意される。この様なビークルダイナミクスコントロールの詳細は、Ａ．ｖａｎＺａｎｔｅｎ、Ｒ．Ｅｒｈａｒｄｔ、およびＧ．Ｐｆａｆｆ著、“ＦＤＲ−ｄｉｅＦａｈｒｄｙｎａｍｉｋｒｅｇｌｕｎｇｖｏｎＢｏｓｃｈ（＝ＶＤＣ−ボッシュ社のビークルダイナミクスコントロール）”、ＡＴＺ（ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ＝自動車技術雑誌）誌、第９６巻、（１９９４年）１１号、６７４〜６８９頁、から理解することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、車両の片側における車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ）を計算するための実施例を示す流れ図である。
【図２】異なる速度Ｖと動程Ｘとの関係を示した、速度／動程のグラフである。
【図３】異なる速度Ｖと動程Ｘとの関係を示した、速度／動程のグラフである。
【図４】曲線走行を表示している信号を求めるための信号形成手段の具体的な構成を示している。

Claims

車両の曲線走行を検知するための或いは車両の横方向加速度（ａ_ｙ）を求めるための方法において、
車両の曲線走行、曲率半径、或いは車両の横方向加速度（ａ_ｙ）を表示する信号が、車両の少なくとも片側の車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）を用いて求められ、車両の片側の車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）が、車両の前記片側の少なくとも一つの車輪の減速の関数として決定されること、
車両の減速が第一の減速値の時に、第一の加重値が予め定められ、前記車両の減速が第一の減速値より小さい第二の減速値の時に、第一の加重値より小さい第二の加重値が予め定められること、
前記車輪の減速が、前記第一の加重値または前記第二の加重値によって増加された車両の減速（ａ_ｆｚ）よりも小さいか或いは等しい時には、車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）が車輪の速度（Ｖ_Ｒ、Ｖ_ＲＶＬ、Ｖ_ＲＶＲ、Ｖ_ＲＨＬ、Ｖ_ＲＨＲ）に等しく設定されること、
を特徴とする方法。
車輪の速度（Ｖ_Ｒ、Ｖ_ＲＶＬ、Ｖ_ＲＶＲ、Ｖ_ＲＨＬ、Ｖ_ＲＨＲ）が求められ、且つ車輪の減速が車輪の速度（Ｖ_Ｒ、Ｖ_ＲＶＬ、Ｖ_ＲＶＲ、Ｖ_ＲＨＬ、Ｖ_ＲＨＲ）の時間微分によって求められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
車輪の減速が、加重値（ｋ）によって増幅された車両の減速（ａ_ｆｚ）よりも大きい時には、車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）が補間法によって求められることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）が、次式
Ｖ_{Ｓ，ｎｅｕ}＝Ｖ_{Ｓ，ａｌｔ}−α・ａ_ｆｚ・Δｔ
によって補間され、ここで、
Ｖ_{Ｓ，ｎｅｕ} は補間法で求められた車輪の基準速度の値、
Ｖ_{Ｓ，ａｌｔ} は補間法を適用する前の車輪の基準速度の値、
α は定数、
ａ_ｆｚは車両の減速、および
Δｔは補間法を適用する際のサイクル時間、であること、
を特徴とする請求項３に記載の方法。
車両の減速（ａ_ｆｚ）に加重値（ｋ）が乗算され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方法。
加重値（ｋ）が走行状況に依存して形成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方法。
車両の減速（ａ _ｆｚ）が前記第一の減速値の時には、加重値（ｋ）が、１．３と１．５の間の値、また車両の減速（ａ_ｆｚ）が前記第二の減速値の時には、加重値（ｋ）が、１．０と１．２の間の値を取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方法。
車輪の速度（Ｖ_Ｒ、Ｖ_ＲＶＬ、Ｖ_ＲＶＲ、Ｖ_ＲＨＬ、Ｖ_ＲＨＲ）が、補間法によって得られた車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）よりも大きいかまたは等しい時には、車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）が、車輪の速度（Ｖ_Ｒ、Ｖ_ＲＶＬ、Ｖ_ＲＶＲ、Ｖ_ＲＨＬ、Ｖ_ＲＨＲ）に等しく設定されることを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載の方法。
車両の少なくとも二つの車輪の速度が求められること、また車両の片側に対して車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）が求められ、一つの車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）が前記片側の早い方の車輪の減速の関数として定めら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方法。
請求項１ないし９のいずれかに記載の方法によって車両の曲線走行を検知するための或いは車両の横方向加速度（ａ_ｙ）を求めるための装置において、
車両の少なくとも片側に対する車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）の関数として、車両の曲線走行、曲率半径、または車両の横方向加速度（ａ_ｙ）を表示する信号を求めるための曲線計算器（１２）と、
車両の少なくとも片側に対する少なくとも一つの車輪の減速の関数として、車両の少なくとも片側に対する一つの車輪の基準速度（Ｖ_Ｓ、Ｖ_ＳＬ、Ｖ_ＳＲ）を決定するための少なくとも二つの基準速度計算器（１０、１１）と、
を備えることを特徴とする装置。