JPH06234317A - シャシ制御方法及び装置 - Google Patents
シャシ制御方法及び装置Info
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- JPH06234317A JPH06234317A JP4350203A JP35020392A JPH06234317A JP H06234317 A JPH06234317 A JP H06234317A JP 4350203 A JP4350203 A JP 4350203A JP 35020392 A JP35020392 A JP 35020392A JP H06234317 A JPH06234317 A JP H06234317A
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- wheel
- signal
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- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
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- B60G2800/18—Starting, accelerating
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- B60G2800/22—Braking, stopping
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 制動及び/又は加速プロセスを最適制御可能
なシャシ制御方法及び装置を提供する。 【構成】 本発明方法は、制動及び/又は加速操作の間
に、各車輪ユニットにおいて、タイヤと路面との間の瞬
間的な垂直方向の力、すなわち車輪負荷がその値が最大
となる方向へ調節されるように、サスペンションシステ
ムが操作されることを特徴としている。そのために車輪
負荷の推移、特に動的成分が車輪ユニットと車体間で検
出された運動及び/又は検出された車輪ユニットの運動
に基づいて決定される。車輪負荷の周波数分析の結果と
時間的推移、特に車輪負荷の時間的微分がサスペンショ
ンシステムを上述のように調節するのに使用される。本
発明のシャシ制御システムにおいては、車体と車輪間の
サスペンションシステムは制動及び/又は加速操作の間
に、車体と車輪ユニット間の平均的な距離が制動及び/
又は加速操作の間に時間的に徐々に小さくなるように駆
動される。
なシャシ制御方法及び装置を提供する。 【構成】 本発明方法は、制動及び/又は加速操作の間
に、各車輪ユニットにおいて、タイヤと路面との間の瞬
間的な垂直方向の力、すなわち車輪負荷がその値が最大
となる方向へ調節されるように、サスペンションシステ
ムが操作されることを特徴としている。そのために車輪
負荷の推移、特に動的成分が車輪ユニットと車体間で検
出された運動及び/又は検出された車輪ユニットの運動
に基づいて決定される。車輪負荷の周波数分析の結果と
時間的推移、特に車輪負荷の時間的微分がサスペンショ
ンシステムを上述のように調節するのに使用される。本
発明のシャシ制御システムにおいては、車体と車輪間の
サスペンションシステムは制動及び/又は加速操作の間
に、車体と車輪ユニット間の平均的な距離が制動及び/
又は加速操作の間に時間的に徐々に小さくなるように駆
動される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車輪ユニットと車体の
間に取り付けられ、車体と車輪ユニット間の運動を調節
可能なサスペンションシステムを用いたシャシ制御方法
及び装置に関する。
間に取り付けられ、車体と車輪ユニット間の運動を調節
可能なサスペンションシステムを用いたシャシ制御方法
及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、最適な減速又は加速と同時に
充分な走行安定性が保証されるように、車両の制動又は
加速動作を開ループ又は閉ループ制御する自動車用の制
御システムが知られている。
充分な走行安定性が保証されるように、車両の制動又は
加速動作を開ループ又は閉ループ制御する自動車用の制
御システムが知られている。
【0003】車体と車輪間のサスペンションシステム
は、現在まだ大部分がそうであるようにパッシブすなわ
ち固定の減衰及び/又はばね特性で設計することがで
き、又はアクティブすなわち可変の減衰及び/又はばね
特性で設計することもできる。パッシブなサスペンショ
ンシステムにおいては、走行快適性と走行安全性に関し
て妥協を受け入れなければならないが、アクティブなシ
ステムは車両のそれぞれの走行状況に広範に適合させる
ことができるので、走行安全上重大でない状況において
は大きな走行快適性が得られ、走行安全上重大な状況に
おいては大きな走行安全性が得られる。
は、現在まだ大部分がそうであるようにパッシブすなわ
ち固定の減衰及び/又はばね特性で設計することがで
き、又はアクティブすなわち可変の減衰及び/又はばね
特性で設計することもできる。パッシブなサスペンショ
ンシステムにおいては、走行快適性と走行安全性に関し
て妥協を受け入れなければならないが、アクティブなシ
ステムは車両のそれぞれの走行状況に広範に適合させる
ことができるので、走行安全上重大でない状況において
は大きな走行快適性が得られ、走行安全上重大な状況に
おいては大きな走行安全性が得られる。
【0004】論文「多機能内蔵型PKW−ABV制動シ
ステム(PKW-ABV-Bremssysteme mitweiteren integrier
ten Funktionen)」(自動車産業(Automobil-Industri
e)5/89、第659〜673頁)及び「制動及びサ
スペンションシステムの複合制御(Compound Control o
f Braking and Suspension Systems)」(SAE報告
(SAE−Paper) 905144 第199〜2
11頁)には、制動又は推進システムとサスペンション
システムの駆動とを相互に関連づける方法が開示されて
いる。この相互関連づけは、特に、制動又は推進制御シ
ステムが従来の方法で車輪の回転数を評価することによ
り行われる。しかし、センサで検出された車輪回転数
は、特に制動プロセスの間は著しいノイズ変調を有す
る。その重要な理由としては、垂直方向応答による車輪
反発力の変動が考えられる。さらに論文においては、引
っ張り及び圧縮段階に応じて異なるように設定された緩
衝減衰特性によって、緩衝装置が時間平均的に引張力を
発生し、それが車体と車軸を互いに接近させ、すなわち
車体を沈下させ、それに伴って載荷重量の増加をシミュ
レーションする方法が開示されている。
ステム(PKW-ABV-Bremssysteme mitweiteren integrier
ten Funktionen)」(自動車産業(Automobil-Industri
e)5/89、第659〜673頁)及び「制動及びサ
スペンションシステムの複合制御(Compound Control o
f Braking and Suspension Systems)」(SAE報告
(SAE−Paper) 905144 第199〜2
11頁)には、制動又は推進システムとサスペンション
システムの駆動とを相互に関連づける方法が開示されて
いる。この相互関連づけは、特に、制動又は推進制御シ
ステムが従来の方法で車輪の回転数を評価することによ
り行われる。しかし、センサで検出された車輪回転数
は、特に制動プロセスの間は著しいノイズ変調を有す
る。その重要な理由としては、垂直方向応答による車輪
反発力の変動が考えられる。さらに論文においては、引
っ張り及び圧縮段階に応じて異なるように設定された緩
衝減衰特性によって、緩衝装置が時間平均的に引張力を
発生し、それが車体と車軸を互いに接近させ、すなわち
車体を沈下させ、それに伴って載荷重量の増加をシミュ
レーションする方法が開示されている。
【0005】DE−OS3939292には、共通のセ
ンサと評価又は制御切り替え回路を有するアクティブ又
はセミアクティブなシャシ制御とアンチロックシステム
(ABS)及び/又はトラクション制御(ASR)成分
からなる自動車の複合制御システムが提案されている。
そのために、評価スイッチング回路は安全水準を検出
し、制御スイッチング回路はこの安全水準の評価に従っ
て、制御信号をABS/ASR成分とシャシ制御装置へ
出力する。特にここでは、ABS又はASR制御モード
時に、減衰力の調節を常に、最小の車輪負荷変動が発生
するように行うことが記載されている。
ンサと評価又は制御切り替え回路を有するアクティブ又
はセミアクティブなシャシ制御とアンチロックシステム
(ABS)及び/又はトラクション制御(ASR)成分
からなる自動車の複合制御システムが提案されている。
そのために、評価スイッチング回路は安全水準を検出
し、制御スイッチング回路はこの安全水準の評価に従っ
て、制御信号をABS/ASR成分とシャシ制御装置へ
出力する。特にここでは、ABS又はASR制御モード
時に、減衰力の調節を常に、最小の車輪負荷変動が発生
するように行うことが記載されている。
【0006】さらにDE−PS3837863には車両
のばねシステムが記載されており、同システムにおいて
は、緩衝装置の調節は、引っ張り行程に関する減衰係数
と圧縮行程に関する減衰係数の差を変化させることによ
り行われる。道路の凹凸によって、車輪が短い行程で常
に変動するので、各緩衝装置が、車体に対して前記減衰
係数の差に応じて作用する力を発生する。引っ張り及び
圧縮方向に減衰係数が異なるので、その緩衝装置が引っ
張り及び圧縮方向に交互に急速に移動された場合には、
結果的に発生する力は1方向を向くことになる。
のばねシステムが記載されており、同システムにおいて
は、緩衝装置の調節は、引っ張り行程に関する減衰係数
と圧縮行程に関する減衰係数の差を変化させることによ
り行われる。道路の凹凸によって、車輪が短い行程で常
に変動するので、各緩衝装置が、車体に対して前記減衰
係数の差に応じて作用する力を発生する。引っ張り及び
圧縮方向に減衰係数が異なるので、その緩衝装置が引っ
張り及び圧縮方向に交互に急速に移動された場合には、
結果的に発生する力は1方向を向くことになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、上記のような
従来技術の有する問題点に鑑み、本発明の目的とすると
ころは、制動及び/又は加速操作の間にサスペンション
システムを駆動することによって制動及び/又は加速プ
ロセスを最適にすることが可能な新規かつ改良されたシ
ャシ制御方法及び装置を提供することである。
従来技術の有する問題点に鑑み、本発明の目的とすると
ころは、制動及び/又は加速操作の間にサスペンション
システムを駆動することによって制動及び/又は加速プ
ロセスを最適にすることが可能な新規かつ改良されたシ
ャシ制御方法及び装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の観点によれば、車輪ユニットと車体
の間に取り付けられ、車体と車輪ユニット間の運動を調
節可能なサスペンションシステムを用いたシャシ制御方
法であって、制動及び/又は加速操作の間に、各車輪ユ
ニットにおいて、タイヤと道路の間の瞬間的な垂直方向
の力、すなわち車輪負荷が、その値が最大となる方向へ
調節されるように、上記サスペンションシステムが操作
されることを特徴とするシャシ制御方法が提供される。
に、本発明の第1の観点によれば、車輪ユニットと車体
の間に取り付けられ、車体と車輪ユニット間の運動を調
節可能なサスペンションシステムを用いたシャシ制御方
法であって、制動及び/又は加速操作の間に、各車輪ユ
ニットにおいて、タイヤと道路の間の瞬間的な垂直方向
の力、すなわち車輪負荷が、その値が最大となる方向へ
調節されるように、上記サスペンションシステムが操作
されることを特徴とするシャシ制御方法が提供される。
【0009】また、本発明の別の観点によれば、車体と
車輪ユニット間の運動を調整可能なサスペンションシス
テム(24ij)が車輪ユニットと車体間に取り付けら
れており、かつ制動及び/又は加速操作の間に、各車輪
ユニットにおいて、タイヤと路面間の瞬間的な垂直方向
の力、すなわち車両負荷が、その値が最大となる方向へ
調節されるように、上記サスペンションシステムを操作
する手段(21ij、22ij、23ij)が設けられ
ていることを特徴とするシャシ制御装置が提供される。
車輪ユニット間の運動を調整可能なサスペンションシス
テム(24ij)が車輪ユニットと車体間に取り付けら
れており、かつ制動及び/又は加速操作の間に、各車輪
ユニットにおいて、タイヤと路面間の瞬間的な垂直方向
の力、すなわち車両負荷が、その値が最大となる方向へ
調節されるように、上記サスペンションシステムを操作
する手段(21ij、22ij、23ij)が設けられ
ていることを特徴とするシャシ制御装置が提供される。
【0010】さらにまた、本発明の別の観点によれば、
車輪ユニットと車体間に取り付けられ、車体と車輪ユニ
ット間の運動を調節可能なサスペンションシステムを用
いたシャシ制御システムであって、制動及び/又は加速
操作の間に、車体と車輪ユニット間の平均距離が、制動
及び/又は加速操作の間に、時間経過と共に徐々に小さ
くなるように、上記サスペンションシステムが操作され
ることを特徴とする、シャシ制御システムが提供され
る。
車輪ユニットと車体間に取り付けられ、車体と車輪ユニ
ット間の運動を調節可能なサスペンションシステムを用
いたシャシ制御システムであって、制動及び/又は加速
操作の間に、車体と車輪ユニット間の平均距離が、制動
及び/又は加速操作の間に、時間経過と共に徐々に小さ
くなるように、上記サスペンションシステムが操作され
ることを特徴とする、シャシ制御システムが提供され
る。
【0011】
【作用】以上のように本発明方法は、特に、制動及び/
又は加速操作の間に、各車輪ユニットにおいて、タイヤ
と道路との間の瞬間的な垂直方向の力、すなわち車輪負
荷の値が最大となる方向へ調節されるように、上記サス
ペンションシステムが操作されるように構成されてい
る。
又は加速操作の間に、各車輪ユニットにおいて、タイヤ
と道路との間の瞬間的な垂直方向の力、すなわち車輪負
荷の値が最大となる方向へ調節されるように、上記サス
ペンションシステムが操作されるように構成されてい
る。
【0012】そのために、車輪負荷の推移、特にその動
的成分が車輪ユニットと車体間で検出された運動、及び
/又は検出された車輪ユニットの運動から決定される。
車輪負荷の周波数分析の結果と時間的な推移、特に車輪
負荷の時間的な微分が上述のようにサスペンションシス
テムを調節するのに用いられる。
的成分が車輪ユニットと車体間で検出された運動、及び
/又は検出された車輪ユニットの運動から決定される。
車輪負荷の周波数分析の結果と時間的な推移、特に車輪
負荷の時間的な微分が上述のようにサスペンションシス
テムを調節するのに用いられる。
【0013】本発明によるシャシ制御システムにおいて
は、車体と車輪の間のサスペンションシステムは、制動
及び/又は加速操作の間に、車体と車輪ユニット間の平
均距離が、制動及び/又は加速操作の間に、時間経過と
共に徐々に小さくなるように駆動される。
は、車体と車輪の間のサスペンションシステムは、制動
及び/又は加速操作の間に、車体と車輪ユニット間の平
均距離が、制動及び/又は加速操作の間に、時間経過と
共に徐々に小さくなるように駆動される。
【0014】本発明はさらに、車輪ユニットと車体間に
取り付けられ、車輪ユニットと車体間の運動を調節可能
なサスペンションシステムを用いて上述の方法を遂行す
る装置であって、制動及び/又は加速操作の間に、各車
輪ユニットにおいて、タイヤと道路の間の瞬間的な垂直
方向の力、すなわち車輪負荷の値が最大となる方向に調
節されるように、上記サスペンションシステムを操作す
る手段に関するものである。本発明の好ましい実施例が
従属請求項に記載されている。
取り付けられ、車輪ユニットと車体間の運動を調節可能
なサスペンションシステムを用いて上述の方法を遂行す
る装置であって、制動及び/又は加速操作の間に、各車
輪ユニットにおいて、タイヤと道路の間の瞬間的な垂直
方向の力、すなわち車輪負荷の値が最大となる方向に調
節されるように、上記サスペンションシステムを操作す
る手段に関するものである。本発明の好ましい実施例が
従属請求項に記載されている。
【0015】
【実施例】以下、図面に示す実施例を用いて本発明を説
明する。簡略化された仮定のもとで、制動プロセスの際
に伝達される制動力(Fbrems)について、 Fbrems=mue*N、 が成立し、その場合に、mueは摩擦係数、Nは制動さ
れるタイヤと道路の間の垂直方向の力、すなわち車輪負
荷を示す。車輪負荷は、車両重量に起因する静的成分F
statと、道路の凹凸及び走行操作によって励起され
る車両振動に起因する動的成分Fdynから次のように
構成される。 N=Fstat+Fdyn
明する。簡略化された仮定のもとで、制動プロセスの際
に伝達される制動力(Fbrems)について、 Fbrems=mue*N、 が成立し、その場合に、mueは摩擦係数、Nは制動さ
れるタイヤと道路の間の垂直方向の力、すなわち車輪負
荷を示す。車輪負荷は、車両重量に起因する静的成分F
statと、道路の凹凸及び走行操作によって励起され
る車両振動に起因する動的成分Fdynから次のように
構成される。 N=Fstat+Fdyn
【0016】アクティブ又は部分アクティブ又はセミア
クティブなシャシ制御によって高い周波数領域において
動的車輪負荷を変化させることができる。それについ
て、図1には、種々の設計のシャシの場合の、動的車輪
負荷(Fdyn)と道路励起周波数との関係が示されて
いる。
クティブなシャシ制御によって高い周波数領域において
動的車輪負荷を変化させることができる。それについ
て、図1には、種々の設計のシャシの場合の、動的車輪
負荷(Fdyn)と道路励起周波数との関係が示されて
いる。
【0017】参照符号2で示す曲線はサスペンションシ
ステムのソフトモードのシャシ調節にほぼ相当し、参照
符号1で示す曲線はサスペンションシステムのハードモ
ードのシャシ調節に相当する。参照符号3で示す曲線は
例えば従来のパッシブに設計されたシャシ調節に相当す
る。
ステムのソフトモードのシャシ調節にほぼ相当し、参照
符号1で示す曲線はサスペンションシステムのハードモ
ードのシャシ調節に相当する。参照符号3で示す曲線は
例えば従来のパッシブに設計されたシャシ調節に相当す
る。
【0018】図1の振幅曲線において、ダンパのセミア
クティブ制御によって広い領域で振幅曲線を変化させる
ことが理解できる。図1において振幅の周波数対数曲線
は5つの特徴的な領域に細分されている。
クティブ制御によって広い領域で振幅曲線を変化させる
ことが理解できる。図1において振幅の周波数対数曲線
は5つの特徴的な領域に細分されている。
【0019】領域AとE:この領域においては、動的車
輪負荷は、道路凹凸による励起を受けた場合には、ダン
パのセミアクティブ制御により調節されない。
輪負荷は、道路凹凸による励起を受けた場合には、ダン
パのセミアクティブ制御により調節されない。
【0020】領域BとD:一般に車体と車輪の共振周波
数に相当するこの領域においては従来の「ハードモー
ド」のダンパ調整によって動的車輪負荷変動の減少がも
たらされる(図1の曲線1)。ダンパ調整を「ソフトモ
ード」にすると(図1の曲線2)この領域では動的車輪
負荷変動が増大する。
数に相当するこの領域においては従来の「ハードモー
ド」のダンパ調整によって動的車輪負荷変動の減少がも
たらされる(図1の曲線1)。ダンパ調整を「ソフトモ
ード」にすると(図1の曲線2)この領域では動的車輪
負荷変動が増大する。
【0021】領域C:この領域においては領域BとDの
逆の特性が見られる。すなわち領域Cにおいては「ハー
ドモード」のダンパ調整は動的車輪負荷変動の増大をも
たらす(図1の曲線1)。それに対して「ソフトモー
ド」のダンパ調整(図1の曲線2)によって動的車輪負
荷変動は減少する。
逆の特性が見られる。すなわち領域Cにおいては「ハー
ドモード」のダンパ調整は動的車輪負荷変動の増大をも
たらす(図1の曲線1)。それに対して「ソフトモー
ド」のダンパ調整(図1の曲線2)によって動的車輪負
荷変動は減少する。
【0022】図1に示す振幅曲線1と2は、現在一般的
なシャシのパッシブ制御システムにおいては、車輪負荷
変化を減少させるためには、常にハード調整とソフト調
整の間で妥協しなければならないことを示している。こ
の種の曲線は例えば図1に参照符号3で示されている。
なシャシのパッシブ制御システムにおいては、車輪負荷
変化を減少させるためには、常にハード調整とソフト調
整の間で妥協しなければならないことを示している。こ
の種の曲線は例えば図1に参照符号3で示されている。
【0023】図2は、道路の励起周波数が一定な場合に
おける、静的車輪負荷(Fstat)と動的車輪負荷
(Fdyn)の時間的な推移を示している。車両重量に
関係する静的車輪負荷(Fstat)は時間が経過して
も一定であるが、動的成分(Fdyn)はそれぞれのシ
ャシ調節に応じて曲線I又はIIを示す。
おける、静的車輪負荷(Fstat)と動的車輪負荷
(Fdyn)の時間的な推移を示している。車両重量に
関係する静的車輪負荷(Fstat)は時間が経過して
も一定であるが、動的成分(Fdyn)はそれぞれのシ
ャシ調節に応じて曲線I又はIIを示す。
【0024】領域BとDにおいては、曲線Iにはソフト
モードのダンパ調整が対応し、曲線IIにはハードモー
ドのダンパ調整が対応することになる。周波数領域Cに
おいては、曲線Iはハードモードのダンパ調整に相当
し、曲線IIはソフトモードのダンパ調整に相当する。
モードのダンパ調整が対応し、曲線IIにはハードモー
ドのダンパ調整が対応することになる。周波数領域Cに
おいては、曲線Iはハードモードのダンパ調整に相当
し、曲線IIはソフトモードのダンパ調整に相当する。
【0025】DE−OS3939292に記載されてい
るような従来技術においては、車両の制動及び/又は加
速操作の間、図2に示す車輪負荷変動を減少させること
が提案されている。それぞれの道路励起周波数に従っ
て、例えば周波数領域BとDにおいては、よりハードモ
ードのシャシ調節が選択され、周波数領域Cにおいては
よりソフトモードのシャシ調節が選択される。このよう
にして周波数領域とはほぼ無関係に、大体において図2
に概略図示する信号曲線IIが得られる。
るような従来技術においては、車両の制動及び/又は加
速操作の間、図2に示す車輪負荷変動を減少させること
が提案されている。それぞれの道路励起周波数に従っ
て、例えば周波数領域BとDにおいては、よりハードモ
ードのシャシ調節が選択され、周波数領域Cにおいては
よりソフトモードのシャシ調節が選択される。このよう
にして周波数領域とはほぼ無関係に、大体において図2
に概略図示する信号曲線IIが得られる。
【0026】それに対して本発明の基礎となっている考
え方は、所定の走行状態(路面凹凸、走行操作)におい
て、制動距離をできるだけ短くするためには、できるだ
け大きな動的車輪負荷を保証することが必要であるとい
うことである。例えば微分された走行速度信号を評価す
ることによって車両の制動又は車両の加速が検出された
場合には、動的車輪負荷の測定によって、及び/又は適
当な測定量、例えばばね変位量及び/又はばね変位速度
及び/又は車体加速度及び/又は車輪加速度などから動
的車輪負荷を計算することによって、シャシ制御システ
ムの制御パラメータが、それぞれの走行状態について垂
直方向の力が値ができるだけ大きくなる方向に調節され
るように適合される。それによってそれぞれの走行条件
の元で最適な制動距離が得られる。
え方は、所定の走行状態(路面凹凸、走行操作)におい
て、制動距離をできるだけ短くするためには、できるだ
け大きな動的車輪負荷を保証することが必要であるとい
うことである。例えば微分された走行速度信号を評価す
ることによって車両の制動又は車両の加速が検出された
場合には、動的車輪負荷の測定によって、及び/又は適
当な測定量、例えばばね変位量及び/又はばね変位速度
及び/又は車体加速度及び/又は車輪加速度などから動
的車輪負荷を計算することによって、シャシ制御システ
ムの制御パラメータが、それぞれの走行状態について垂
直方向の力が値ができるだけ大きくなる方向に調節され
るように適合される。それによってそれぞれの走行条件
の元で最適な制動距離が得られる。
【0027】図2において、時間範囲aにおける動的車
輪負荷(Fdyn)の推移を見ると、曲線Iに示すシャ
シ調節ができるだけ大きな値になる方向に車輪負荷を変
化させていることが示されている。しかし、時間範囲b
においては、車輪負荷の動的成分と、それに伴って車輪
負荷全体が減少してしまう。この減少の割合はシャシ調
節Iにおける方が調節IIにおけるよりも大きい。従っ
て、値ができるだけ大きくなる方向へ車輪負荷を変化さ
せることは、時間範囲bにおいては、動的車輪負荷が再
び上昇するまでシャシ調節IIを選択することを意味す
る。動的車輪負荷がまた上昇し始めた場合には、特性曲
線Iへ切り替えられる。というのはここでは、動的車輪
負荷の上昇は特性曲線IIが存在する場合よりも大きい
からである。このようにして図3に概略的に図示する動
的負荷の曲線が得られる。
輪負荷(Fdyn)の推移を見ると、曲線Iに示すシャ
シ調節ができるだけ大きな値になる方向に車輪負荷を変
化させていることが示されている。しかし、時間範囲b
においては、車輪負荷の動的成分と、それに伴って車輪
負荷全体が減少してしまう。この減少の割合はシャシ調
節Iにおける方が調節IIにおけるよりも大きい。従っ
て、値ができるだけ大きくなる方向へ車輪負荷を変化さ
せることは、時間範囲bにおいては、動的車輪負荷が再
び上昇するまでシャシ調節IIを選択することを意味す
る。動的車輪負荷がまた上昇し始めた場合には、特性曲
線Iへ切り替えられる。というのはここでは、動的車輪
負荷の上昇は特性曲線IIが存在する場合よりも大きい
からである。このようにして図3に概略的に図示する動
的負荷の曲線が得られる。
【0028】制動及び/又は加速プロセスの間にサスペ
ンション装置を上述のように駆動することによって、時
間平均において車輪負荷全体をだんだんと増加させるこ
とができる。このことは、本発明によれば制動及び/又
は加速操作の間にサスペンションシステムを、車体と車
輪ユニット間の平均距離がこの操作の間に時間的にだん
だんと小さくなるように操作されることを意味してい
る。従って、このように駆動することによって、車体は
車輪に対してどんどんと沈下し、それによって制動距離
を減少させることができる。
ンション装置を上述のように駆動することによって、時
間平均において車輪負荷全体をだんだんと増加させるこ
とができる。このことは、本発明によれば制動及び/又
は加速操作の間にサスペンションシステムを、車体と車
輪ユニット間の平均距離がこの操作の間に時間的にだん
だんと小さくなるように操作されることを意味してい
る。従って、このように駆動することによって、車体は
車輪に対してどんどんと沈下し、それによって制動距離
を減少させることができる。
【0029】本発明に基づいて、図3に示す車輪負荷の
所望の曲線を得るための詳細な実施例を、以下で説明す
る。
所望の曲線を得るための詳細な実施例を、以下で説明す
る。
【0030】図4において、符号21vr、21vl、
21hr及び21hlで示すものは、車輪ユニットと車
体間の運動及び/又は車輪ユニットの運動を検出する第
1の手段である。符号22vr、22vl、22hr、
22hlで示すものは、車輪負荷を検出する第2の手段
である。符号23vr、23vl、23hr、23hl
は第3の手段であって、その出力信号によってサスペン
ションシステム24vr、24vl、24hr、24h
lが加速されるように構成される。
21hr及び21hlで示すものは、車輪ユニットと車
体間の運動及び/又は車輪ユニットの運動を検出する第
1の手段である。符号22vr、22vl、22hr、
22hlで示すものは、車輪負荷を検出する第2の手段
である。符号23vr、23vl、23hr、23hl
は第3の手段であって、その出力信号によってサスペン
ションシステム24vr、24vl、24hr、24h
lが加速されるように構成される。
【0031】以下を通じて、インデックスiは値領域v
(前)とh(後ろ)示し、インデックスjは値領域r
(右)とl(左)を示す。第1の手段21ijによって
車輪ユニットと車体間の運動及び/又は車輪ユニットの
運動が検出される。これらの運動値は、ばね変位量及び
/又はばね変位速度及び/又は車輪加速度を測定するセ
ンサによって検出される。従って、第1の手段21ij
の出力側には、例えばばね変位量及び/又はばね変位速
度などの車輪ユニットと車体間の運動、及び/又は車輪
ユニットの運動を表す第2の信号(Xarij)が出力
される。この第2の信号(Xarij)が第2の手段2
2ijへ供給される。第2の手段22ijは、その出力
側に車輪負荷の動的成分を表す信号(Fdynij)が
出力されるような伝達特性を有する。
(前)とh(後ろ)示し、インデックスjは値領域r
(右)とl(左)を示す。第1の手段21ijによって
車輪ユニットと車体間の運動及び/又は車輪ユニットの
運動が検出される。これらの運動値は、ばね変位量及び
/又はばね変位速度及び/又は車輪加速度を測定するセ
ンサによって検出される。従って、第1の手段21ij
の出力側には、例えばばね変位量及び/又はばね変位速
度などの車輪ユニットと車体間の運動、及び/又は車輪
ユニットの運動を表す第2の信号(Xarij)が出力
される。この第2の信号(Xarij)が第2の手段2
2ijへ供給される。第2の手段22ijは、その出力
側に車輪負荷の動的成分を表す信号(Fdynij)が
出力されるような伝達特性を有する。
【0032】第2の手段22ijの伝達特性は、図6に
示す車体と車輪ユニットの2体モデルを用いて導き出す
ことができる。
示す車体と車輪ユニットの2体モデルを用いて導き出す
ことができる。
【0033】図6はサスペンションシステムを示すブロ
ック図である。符号41で示すものは、関連する質量M
aijを有する車体を示す。符号42は車輪質量Mri
を有する車輪であり、符号45はばね定数Crを有する
ばねである。道路は符号43で示されている。減衰定数
dを有するダンパ44は並列に配置されたばね40(ば
ね定数C)と共に開/閉ループ制御すべきサスペンショ
ンシステムを示す。ダンパ44はその減衰特性を調節す
ることができるように設定されている。
ック図である。符号41で示すものは、関連する質量M
aijを有する車体を示す。符号42は車輪質量Mri
を有する車輪であり、符号45はばね定数Crを有する
ばねである。道路は符号43で示されている。減衰定数
dを有するダンパ44は並列に配置されたばね40(ば
ね定数C)と共に開/閉ループ制御すべきサスペンショ
ンシステムを示す。ダンパ44はその減衰特性を調節す
ることができるように設定されている。
【0034】図6において、符号40、41、42、4
3、44及び45は2体モデルを示している。車輪は道
路43と接触している。その場合に車輪又はタイヤの剛
性はばね定数Crを有するばね45として模式的に記述
されている。本実施例においてはダンパ44は調節可能
であると仮定され、ばね40の特性は一定の値Cによっ
て記述される。さらにばね40を調節可能に設定するこ
とができる。従って、ばね40と減衰特性を調節可能な
ダンパ44は開/閉ループ制御すべきサスペンションシ
ステムを示している。Xa又はXrは車体の移動又は車
輪の移動を示しており、特に車両の静止状態(積荷のな
い状態)における釣合位置からの移動を示している。X
eは路面凹凸を記述する。
3、44及び45は2体モデルを示している。車輪は道
路43と接触している。その場合に車輪又はタイヤの剛
性はばね定数Crを有するばね45として模式的に記述
されている。本実施例においてはダンパ44は調節可能
であると仮定され、ばね40の特性は一定の値Cによっ
て記述される。さらにばね40を調節可能に設定するこ
とができる。従って、ばね40と減衰特性を調節可能な
ダンパ44は開/閉ループ制御すべきサスペンションシ
ステムを示している。Xa又はXrは車体の移動又は車
輪の移動を示しており、特に車両の静止状態(積荷のな
い状態)における釣合位置からの移動を示している。X
eは路面凹凸を記述する。
【0035】ij番目の車輪ユニットにおけるばね変位
量Xarijと動的車輪負荷Fdynij間の関係は、 Fdynij=[(1 + Mr/Ma)*C +(1 + Mr/Ma)*d*s + Mr*s2]* Xarij (1) なお、sはラプラス変数であり、他の量は図6又はその
説明から明かである。符号Xarijで示すものはいわ
ゆる「脱平均(entmittelte)」のばね距離を示し、こ
のばね距離は、測定量(Xa−Xr)のばね距離から現
在の平均値
量Xarijと動的車輪負荷Fdynij間の関係は、 Fdynij=[(1 + Mr/Ma)*C +(1 + Mr/Ma)*d*s + Mr*s2]* Xarij (1) なお、sはラプラス変数であり、他の量は図6又はその
説明から明かである。符号Xarijで示すものはいわ
ゆる「脱平均(entmittelte)」のばね距離を示し、こ
のばね距離は、測定量(Xa−Xr)のばね距離から現
在の平均値
【数1】 が得られる。その場合にTmは同調パラメータであり、
tは実際の時点である。ばね距離(Xa−Xr)ijを
このように「脱平均」することによって、車両の載荷の
影響、すなわち静的なばね距離の変化と、非対称(圧力
及び引っ張り領域に関して)のばね及び/又は減衰特性
曲線(平均的な動的ばね距離の変化)が車輪負荷変動の
計算に与える影響が除去される。
tは実際の時点である。ばね距離(Xa−Xr)ijを
このように「脱平均」することによって、車両の載荷の
影響、すなわち静的なばね距離の変化と、非対称(圧力
及び引っ張り領域に関して)のばね及び/又は減衰特性
曲線(平均的な動的ばね距離の変化)が車輪負荷変動の
計算に与える影響が除去される。
【0036】本実施例においては、第1の手段21ij
によって、それぞれの車輪ユニット又はばね及び/又は
減衰システムが、ばね変位運動を検出する。このこと
は、例えば、相対的なばね変位量及び/又はばね変位速
度及び/又はそれに関連する例えば減衰システムにおけ
る圧力差などの量を検出する適当なセンサによって行わ
れる。ここでは、各サスペンションシステムについて、
第1の手段21ijによって、ばね距離(Xa−Xr)
が検出される。さらに第1の手段21ijにおいて、検
出されたばね距離(Xa−Xr)から上記の式(3)に
従って「脱平均された」ばね距離が求められる。第1の
手段21ijの出力側に出力される第2の信号(Xar
ij)が「脱平均」されたばね変位距離を表す。
によって、それぞれの車輪ユニット又はばね及び/又は
減衰システムが、ばね変位運動を検出する。このこと
は、例えば、相対的なばね変位量及び/又はばね変位速
度及び/又はそれに関連する例えば減衰システムにおけ
る圧力差などの量を検出する適当なセンサによって行わ
れる。ここでは、各サスペンションシステムについて、
第1の手段21ijによって、ばね距離(Xa−Xr)
が検出される。さらに第1の手段21ijにおいて、検
出されたばね距離(Xa−Xr)から上記の式(3)に
従って「脱平均された」ばね距離が求められる。第1の
手段21ijの出力側に出力される第2の信号(Xar
ij)が「脱平均」されたばね変位距離を表す。
【0037】本発明の好ましい実施例は、ばね距離信号
をさらに処理するものである。式(1)に示す量Fdy
nijとXarij間の伝達関数は微分特性を示すの
で、例えば20Hzより大きいばね距離信号の測定値に
おける高周波のノイズが増幅されないことが保証されな
ければならない。これは例えばローパスフィルタのタイ
プのフィルタによって、又はコンピュータユニットにお
けるデジタル処理の場合には付加的なアルゴリズムによ
って達成することができる。従って第2の手段22ij
は、入力側に印加される第2の信号(Xarij)に基
づいて、車輪負荷変動のその時の値Fdynijを式
(1)に従って形成するように構成されている。従って
第3の手段23ijは伝達特性 -[(1+Mr/Ma)*C +(1 + Mr/Ma)*d*s + Mr*s2] によって特徴付られる。モデルパラメータ(Ma、M
r、C、Cr及びd)は既知であり、又は開/閉ループ
制御すべきシャシを有する所定の車両について,例えば
パラメータ同定法によって求めることができる。
をさらに処理するものである。式(1)に示す量Fdy
nijとXarij間の伝達関数は微分特性を示すの
で、例えば20Hzより大きいばね距離信号の測定値に
おける高周波のノイズが増幅されないことが保証されな
ければならない。これは例えばローパスフィルタのタイ
プのフィルタによって、又はコンピュータユニットにお
けるデジタル処理の場合には付加的なアルゴリズムによ
って達成することができる。従って第2の手段22ij
は、入力側に印加される第2の信号(Xarij)に基
づいて、車輪負荷変動のその時の値Fdynijを式
(1)に従って形成するように構成されている。従って
第3の手段23ijは伝達特性 -[(1+Mr/Ma)*C +(1 + Mr/Ma)*d*s + Mr*s2] によって特徴付られる。モデルパラメータ(Ma、M
r、C、Cr及びd)は既知であり、又は開/閉ループ
制御すべきシャシを有する所定の車両について,例えば
パラメータ同定法によって求めることができる。
【0038】車輪負荷の動的成分を表す第1の信号(F
dyn)は、第3の手段23ijへ供給される。第3の
手段23ijの出力側にはサスペンションシステム24
ijを駆動する駆動信号が出力される。第3の手段23
ijの機能方法を以下に図5を用いて説明する。
dyn)は、第3の手段23ijへ供給される。第3の
手段23ijの出力側にはサスペンションシステム24
ijを駆動する駆動信号が出力される。第3の手段23
ijの機能方法を以下に図5を用いて説明する。
【0039】第3の手段23ijにおいては、第1の信
号(Fdynij)が第4の手段31においてバンドパ
ス的処理によって処理される。この処理によって第1の
信号(Fdynij)の図1の周波数領域Cにある成分
がフィルタリングされる。第4の手段31の出力側には
第3の信号(beta)が出力される。
号(Fdynij)が第4の手段31においてバンドパ
ス的処理によって処理される。この処理によって第1の
信号(Fdynij)の図1の周波数領域Cにある成分
がフィルタリングされる。第4の手段31の出力側には
第3の信号(beta)が出力される。
【0040】従って、第3の信号の大きさは第1の信号
(Fdynij)の周波数に依存する。動的車輪負荷が
図1の領域Cにある周波数を有する場合には、第3の信
号(beta)は動的負荷が図1の領域B又はDにある
場合よりも大きい。従って、第6の手段33において第
3の信号(beta)を第1のしきい値Kiと比較する
ことにより、それぞれ第1のしきい値を下回った又は上
回った後に、図1に示す動的車輪負荷が周波数領域C
(比較結果Y1)又は周波数領域B又はD(比較結果N
1)にあるかを決定することができる。このようにし
て、第1の比較結果Y1又はN1を得ることができる。
(Fdynij)の周波数に依存する。動的車輪負荷が
図1の領域Cにある周波数を有する場合には、第3の信
号(beta)は動的負荷が図1の領域B又はDにある
場合よりも大きい。従って、第6の手段33において第
3の信号(beta)を第1のしきい値Kiと比較する
ことにより、それぞれ第1のしきい値を下回った又は上
回った後に、図1に示す動的車輪負荷が周波数領域C
(比較結果Y1)又は周波数領域B又はD(比較結果N
1)にあるかを決定することができる。このようにし
て、第1の比較結果Y1又はN1を得ることができる。
【0041】手段23ijの他の処理分岐において、第
1の信号(Fdynij)は、微分伝達特性を有する第
5の手段32へ供給される。従って、手段32の出力側
には動的車輪負荷の時間的な微分を表す第4の信号(F
dynij’)が出力される。この第4の信号(Fdy
nij’)は第7の手段34において、第2のしきい値
Siと比較される。手段34の出力側には、信号(Fd
ynij’)がしきい値Siより大きい場合には、第2
の比較結果としてY2が出力され、信号(Fdyni
j’)が第2のしきい値Siより小さい場合には、第2
の比較結果として信号N2が出力される。第1と第2の
比較結果はユニット35において互いに論理結合され
る。
1の信号(Fdynij)は、微分伝達特性を有する第
5の手段32へ供給される。従って、手段32の出力側
には動的車輪負荷の時間的な微分を表す第4の信号(F
dynij’)が出力される。この第4の信号(Fdy
nij’)は第7の手段34において、第2のしきい値
Siと比較される。手段34の出力側には、信号(Fd
ynij’)がしきい値Siより大きい場合には、第2
の比較結果としてY2が出力され、信号(Fdyni
j’)が第2のしきい値Siより小さい場合には、第2
の比較結果として信号N2が出力される。第1と第2の
比較結果はユニット35において互いに論理結合され
る。
【0042】手段33と34の出力側に同時に信号N1
とN2が出力された場合には、サスペンションシステム
24ijは、よりハードな特性をとるように駆動され
る。これは図5ではブロック351と36で概略図示さ
れている。手段33の出力側に比較結果N1が出力さ
れ、手段34の出力側に信号Y2が出力された場合に
は、サスペンションシステム24ijは、ソフトな特性
をとるように駆動される。論理結合結果として、Y1と
N2が同時に存在する場合には、サスペンションシステ
ム24ijはソフトな方向へ調節され、論理結合結果と
してY1とY2が同時に発生した場合にはよりハードな
特性に調節される。
とN2が出力された場合には、サスペンションシステム
24ijは、よりハードな特性をとるように駆動され
る。これは図5ではブロック351と36で概略図示さ
れている。手段33の出力側に比較結果N1が出力さ
れ、手段34の出力側に信号Y2が出力された場合に
は、サスペンションシステム24ijは、ソフトな特性
をとるように駆動される。論理結合結果として、Y1と
N2が同時に存在する場合には、サスペンションシステ
ム24ijはソフトな方向へ調節され、論理結合結果と
してY1とY2が同時に発生した場合にはよりハードな
特性に調節される。
【0043】しきい値KiとSiは一定であってもよい
し、又は車両の走行状態に関係する、又はそれを表す量
に従って選択することもできる。特にしきい値Siは例
えば0に等しく設定することができる。
し、又は車両の走行状態に関係する、又はそれを表す量
に従って選択することもできる。特にしきい値Siは例
えば0に等しく設定することができる。
【0044】第1の手段23ijにおいて実施される制
御規則によって、図3に示す上述の所望の車輪負荷特性
が得られる。
御規則によって、図3に示す上述の所望の車輪負荷特性
が得られる。
【0045】特に好ましくは、本発明方法はアンチロッ
クシステム(ABS)及び/又はトラクション制御シス
テム(ASR)を有する車両に使用される。その場合に
本発明によるサスペンションシステムの駆動は、例えば
制動プロセスにおいてアンチロックシステムが、又は加
速プロセスにおいてトラクション制御システムが、開ル
ープ又は閉ループ制御的に作用する制動及び/又は加速
プロセスにおいて行われる。
クシステム(ABS)及び/又はトラクション制御シス
テム(ASR)を有する車両に使用される。その場合に
本発明によるサスペンションシステムの駆動は、例えば
制動プロセスにおいてアンチロックシステムが、又は加
速プロセスにおいてトラクション制御システムが、開ル
ープ又は閉ループ制御的に作用する制動及び/又は加速
プロセスにおいて行われる。
【0046】さらに好ましくは第1の信号(Fdyni
j)をさらに周波数分析することによって、その時の車
輪負荷変動の周波数が図1の領域B、D、Aにあるか又
はEにあるかが決定される。それによって車輪負荷変動
周波数が領域A又はEにあることが明らかになった場合
には、例えばサスペンションシステムの調節は行われな
い。
j)をさらに周波数分析することによって、その時の車
輪負荷変動の周波数が図1の領域B、D、Aにあるか又
はEにあるかが決定される。それによって車輪負荷変動
周波数が領域A又はEにあることが明らかになった場合
には、例えばサスペンションシステムの調節は行われな
い。
【0047】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、制動及び/又は加速操作の間にサスペンショ
ンシステムを駆動することによって制動及び/又は加速
プロセスを最適にすることが可能な新規かつ改良された
シャシ制御方法及び装置を提供することが可能である。
によれば、制動及び/又は加速操作の間にサスペンショ
ンシステムを駆動することによって制動及び/又は加速
プロセスを最適にすることが可能な新規かつ改良された
シャシ制御方法及び装置を提供することが可能である。
【図1】車輪負荷を表す信号特性を示す線図である。
【図2】車輪負荷を表す信号特性を示す線図である。
【図3】車輪負荷を表す信号特性を示す線図である。
【図4】本発明方法のブロック回路図である。
【図5】本発明方法の詳細なシーケンスを示すブロック
図である。
図である。
【図6】2体モデルを示す説明図である。
【符号の説明】 21 車輪ユニットと車体間の運動検出手 22 車輪負荷検出手段 23 第3の信号処理手段 24 サスペンションシステム
Claims (11)
- 【請求項1】車輪ユニットと車体の間に取り付けられ、
車体と車輪ユニット間の運動を調節可能なサスペンショ
ンシステムを用いたシャシ制御方法であって、制動及び
/又は加速操作の間に、各車輪ユニットにおいて、タイ
ヤと道路の間の瞬間的な垂直方向の力、すなわち車輪負
荷がその値が最大となる方向へ調節されるように、上記
サスペンションシステムが操作されることを特徴とす
る、シャシ制御方法。 - 【請求項2】上記車輪負荷の周波数と時間的推移に応じ
て上記サスペンションシステムの調節が行われることを
特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】上記車輪負荷の少なくとも動的な成分を表
す第1の信号(Fdyn)が決定されることを特徴とす
る、請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】上記第1の信号(Fdyn)を決定するた
めに、上記車輪ユニットと上記車体間の運動及び/又は
上記車輪ユニットの運動を表す第2の信号(Xari
j)が用いられることを特徴とする、請求項1、2又は
3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】上記方法が、加速度が選択可能なしきい値
を越えた場合の走行操作において、例えば車両に設置さ
れているアンチロック及び/又はトラクション制御シス
テムが制動又は加速操作時に開又は閉ループ制御を行う
場合に、用いられることを特徴とする、請求項1、2、
3又は4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】上記第1の信号(Fdyn)を周波数選択
的に評価して第3の信号(beta)を形成し、その第
3の信号(beta)と第1のしきい値(Ki)とを比
較して第1の比較結果(Y1、N1)を形成し、その第
1の比較結果(Y1、N1)を使用して上記サスペンシ
ョンシステムを駆動し、及び/又は上記第1の信号(F
dyn)を微分して第4の信号(Fdyn’)を形成
し、その第4の信号(Fdyn’)と第2のしきい値
(Si)とを比較して第2の比較結果(Y2、N2)を
形成し、その第2の比較結果(Y2、N2)を使用して
上記サスペンションシステムを駆動することを特徴とす
る、請求項1、2、3、4又は5のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項7】上記第1及び上記第2の比較結果を論理的
に結合して、上記サスペンションシステムを駆動するこ
とを特徴とする、請求項1、2、3、4、5又は6のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項8】請求項1に記載の方法を実施する装置にお
いて、 車体と車輪ユニット間の運動を調整可能なサスペンショ
ンシステム(24ij)が車輪ユニットと車体間に取り
付けられており、かつ制動及び/又は加速操作の間に、
各車輪ユニットにおいて、タイヤと路面間の瞬間的な垂
直方向の力、すなわち車両負荷が、その値が最大となる
方向へ調節されるように、上記サスペンションシステム
を操作する手段(21ij、22ij、23ij)が設
けられていることを特徴とする、請求項1に記載の方法
を実施する装置。 - 【請求項9】車輪ユニットと車体間の運動及び/又は車
輪ユニットの運動を検出する第1の手段(21ij)
と、車輪負荷、特に車輪負荷の動的成分を検出する第2
の手段(22ij)が設けられていることを特徴とす
る、請求項8に記載の装置。 - 【請求項10】周波数分析を行う第4の手段(31)
と、上記第2の手段(22ij)の出力信号を微分する
第5の手段(32)と、上記第4及び上記第5の手段の
出力信号をしきい値と比較する第6の手段(33、3
4)が設けられていることを特徴とする、請求項8又は
9に記載の装置。 - 【請求項11】車輪ユニットと車体間に取り付けられ、
車体と車輪ユニット間の運動を調節可能なサスペンショ
ンシステムを用いたシャシ制御システムであって、制動
及び/又は加速操作の間に、車体と車輪ユニット間の平
均距離が、制動及び/又は加速操作の間に、時間経過と
共に徐々に小さくなるように、上記サスペンションシス
テムが操作されることを特徴とする、シャシ制御システ
ム。
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