JP2000185658A - 前車軸かじ取りにより車両の横運動を制御する方法 - Google Patents
前車軸かじ取りにより車両の横運動を制御する方法Info
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Abstract
御に対する車両反応の構成に関する自由度をそこなうこ
となく、車両の横滑りを阻止する前車軸かじ取りにより
車両の横運動を制御する方法を提供する。 【解決手段】 車両の運動の希望特性を代理する線型車
両モデルによって、ヨー速度 (δ、vx))が検出され、この目標値が、制御部材の
操作によって制御される運転者の希望に相当し;車両の
かじ取りされない後車輪の範囲における浮動角(βh)
が制限値を越えないようにする補助条件下において、 が検出され、かつ値に応じて両方の目標値のうちの小さ
い方が、制御の基準となるヨー速度の目標値として利用
され、それにより車両の横滑りが回避される。
Description
発生されるヨー速度の目標値からのヨー速度の測定され
る実際値の偏差に依存して行なわれ、かつ実際値の追従
が、車輪かじ取り角の調節及び/又は車輪ブレーキ力の
調節によって行なわれる、前車軸かじ取りにより車両の
横運動を制御する方法に関する。
号明細書により公知のこのような方法において、車両の
前車輪のかじ取り角は、走行状況に依存して決められ、
その際 角制御による車両の横運動の影響に加えて、個々の車輪
におけるブレーキ介入も行なうことができる。公知の方
法において車両のヨー特性及び浮動角が、操作量、車輪
かじ取り角及び/又はブレーキ力を決めるために利用さ
れる。
制限に基づいて、したがって多数の走行状況における斜
め走行角の結果においても、車両の後車輪の最大側方案
内力を利用できず、かつそれによりまだ決して車両の横
滑り傾向がなく、かつ車両の制限されたドリフトが、−
後車軸における比較的大きな斜め走行角−許容できると
きでも、運転者の希望に相応する目標曲線からの車両の
走行路曲線の偏差が生じるということは、不利とみなさ
れる。
325413号明細書によれば、浮動角を検出する方法
が公知であり、かつこれに依存してかじ取り及びブレー
キ介入によって車両の横運動は、車両の横滑りがかなり
回避できるように影響を及ぼすことができるが、浮動角
に依存した横運動制御だけでは、静的に重要なすべての
状況において車両の横滑りを回避するために十分でな
い。
は、車両の走行路経過に関する運転者の希望の制御に対
する車両反応の構成に関するかなりの自由度をそこなう
ことなく、高い信頼度で車両の横滑りを阻止する、初め
に述べたような方法を提供することにある。
礎となる方法を前提として、基本思想にしたがって特許
請求の範囲第1項の特徴部分の特徴によって、かつその
有利な構成及び実施変形において従属特許請求の範囲第
2ないし6項の特徴によって解決される。
とくに運転者によってあらかじめ与えられるかじ取り角
δ及び車両縦速度vxを処理して、線形化された車両モ
デル 、この目標値が、車両の走行路運動に関して、制御部材
(かじ取りハンドル車、ジョイスティック等)の操作に
よって制御される運転者の希望に相当し;さらに車両の
かじ取りされない後車輪の範囲における浮動角βhが制
限された値を越え 標値入力として供給されるので、浮動角又は斜め走行角
に依存するヨー速度制御は、車両において横滑り傾向が
生じ、同時に車両横加速度のあまりに低い値の際にヨー
速度の非物理的に大きな実際値が生じることでこの横滑
り傾向が認識できるときに、初めて有効になる。その他
の点において、すなわち横滑り傾向が存在しないかぎ
り、横運動制御は、車両の所望の走行特性に相当する基
本的に任意の特性を有する、例えば“軽い”オーバース
テア又はアンダーステア又はニュート 。
ための目標値形成の特許請求の範囲第2項にしたがって
考慮される様式に、特許請求の範囲第3項に記載の方法
が対応し、いわば前車軸における浮動角運動からの後車
軸におけるものの連結解除が対応し、このことは、いず
れにせよその垂直軸の回りの車両の慣性モーメントJz
が良好な近似で値、Jz=m・lv・lhに相当する場
合に対応し、かつ車両の横滑りを阻止する制御モードの
とくに簡単に実行可能な様式が達成される。
いけない浮動又は斜め走行角限界値は、固定値として設
けることができ、かつこの時に目的に合うように、車両
後車輪のできるだけ大きな側方案内力伝達能力が存在す
る値に等しく選択される。
角限界値を、車両縦速度vx及び力 がある。
決めるために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第432
5413号明細書により公知のような例えばカルマンフ
ィルタの出力として得ることができる車両横速度vy及
び車両縦速度vxの評価され
した横運動制御装置の機能説明によって詳細に説明す
る。
表する道路車両11の図1に全体的 を回避することにある。
に生じる斜め走行角αhの、車両の運動の安定性に協調
する値への制限も達成できる。
性−横滑りの抑圧−に、いわば運転者の希望への車両運
動のできるだけ広い適応よりも上位の優先権が与えら
れ、その結果、車両は、制御が活性のとき、これが通常
かじ取りハンドル車として形成された制御要素によって
制御する運転者の希望にもはや“正確に”したがわない
が、なお近似的であるが運動安定に、したがって運転者
にとっていわば習慣的なように支配されている。
前車軸かじ取り装置を有し、かつ車両の後車輪がかじ取
りされていないことを仮定する。
(ステアバイワイヤ)かじ取り装置を装備しており、こ
こにおいて図2の1トラックモデルにおいて前車輪13
だけによって代表された車両の両方のかじ取り可能な前
車輪に個別的に付属した図示しない電気的に制御可能な
かじ取り角操作部材が設けられており、それにより制御
装置10のヨー速度制御器14のかじ取り角目標値信号
にしたがって、車両11の左及び右側の前車輪の曲線走
行の際に必要なかじ取り角δvl及びδvrが 運動制御ユニットの操作部材として、図示しないその車
輪ブレーキも利用され、 定義された車輪ブレーキ力を展開するために個別的に又
は複数にして自動的に活性化可能であり、かつそれによ
り同様に車両のヨー特性に影響を及ぼすために利用する
ことができる。
の車輪ブレーキとの組合わせ活性化によって行なわれ、
かつ所定の“極端な”条件において車両11の1つ又は
複数の車輪ブレーキの制御によって単独でも行なうこと
ができる。
電子計算機によって実行される線形車両基準モデル18
が設けられており、この車両基準モデルは、運転者の希
望を代表するかじ取り角入力、及び実際的な伝達関数を
与えるモデル固有のパラメータ、及び車両縦速度の評価
され又は測定された値によって、ヨー速度 操作部材及び/又はブレーキアクチュエータのための制
御信号を発生する。
の横滑り傾向の場合に、後側の−かじ取りされない−車
輪21の範囲における浮動角βhを、横滑りのない走行
の意味において運動の安定性に協調する値に制限するこ
とにあり、その際、制御装置がこの動作モードにおいて
動作するとき、浮動角βh又は斜め走行角αhの制限
に、車両11のかじ取りされる前車輪13における斜め
走行角αvの増大により車両のヨー速度を変更する前に
優先権が与えられる。
めに、まず図2による線形化された1トラックモデルに
より、車両11のヨー特性を説明する運動式について説
明し、これらの運動式は、重心(SP)を通る垂直軸2
2の回りのモーメントの釣り合いの要求から得られる次
の微分方程式:
要求から得られるもの:
によってそれに対して直角な横方向を表わす運動式
(1)及び(2)のために前提とされる車両に固定の座
標系において、車両の重心における浮動角βSPは、線
形化された式
の後の点における、すなわち重心と後車軸の間又はその
向こう側にありかつ重心SPから距離lshを有する点
における浮動角βshに対して、式
トラックモデルによる浮動角が斜め走行角αhに等しい
後車軸における浮動角βhに対して、式
重心から後車軸までの距離が示されている。
xが一定であるという条件の下に、次の式が生じる:
ーメントJzが、式
てほとんどの場合にきわめて良好な近似で満たされ、又
は容易に満たすことができるという条件において、浮動
角変
の、又はこれと同一の斜め走行角α 角が一定であることがわかる。
選択可能な増幅率が示されている。
(6)において生じる側方力は、車両11の直線化され
た1トラックモデルにおいて、式
イヤ”側方力が対応し、これらの側方力は、
おいてcv,hによってタイヤに特徴的な斜め走行強度
が示されている。
な形を代表する図3の経過曲線23から、その増加によ
り、斜め走行角の最大値αmaxまでの側方力の増大し
か可能でないことが、直接明らかである。
9は、斜め走行角αhが値αhbegrを上回ることが
ないという趣旨で構成されており、かつこれが、式
(6)にしたがって制御のための目標値として選択され
ている。
えることができ、例えばかじ取り角又は斜め走行角増大
により側方力の増大がそこまで可能な斜め走行角の上限
をマークする値αhmaxにほぼ相当するほぼ10°の
値にあらかじめ与えることが その出力が供給される限界値発生器24によって図1に
概略的に示すように、可変にあらかじめ与えることがで
きる。
的に合った様式は、式
あり、ここにおいてahmax及びαhmaxは一定の
パラメータであり、かつμはそれぞれの曲線走行状況に
おいて利用される力結合係数を表わしており、この力結
合係数は、走行路の性質及び天候条件に依存してはっき
りと変化することがある。斜め走行角の上限αhmax
に関連する固定のパラメータahmax及びαh0の目
的に合った選択は、比αhmax/αh0が値q(q<
1)を有するときに、パラメータahmaxに対して値
(q−1)αh0が選択されるので、ほぼ1の力結合係
数μの典型的な最大値の際に値αhmaxが斜め走行角
制御のための目標値として得られるという点にある。
れ、その際、車両質量m、前車軸から重心SPまでの距
離lv、軸間距離L=lv+lh、及びヨー慣性モーメ
ントJzは、車両に固有の量として一定であると仮定す
る。
iの測定された値から評価値として検出される。
は、直線化された式
度vyの評価された値、及びヨー速 速度αy、車両縦加速度αx、車輪回転速度ωi及び前
車輪かじ取り角δvのた し、かつ場合によってはαh制御器のためのay出力を
発生するこれに関して適当な評価値発生器27は、例え
ばこれをもってはっきりと引用するドイツ連邦共和国特
許出願公開第4325413号明細書において、車両の
浮動角の判定のために詳細に説明されたように、カルマ
ンフィルタの様式に形成することができる。
ことによって検出することができ、これらの垂線力は、
他方において車両重量及び車軸又は車輪負荷分布 ayの積分によって得ることができ、この時間間隔は、
曲線走行の制御の際に、横加速度ayが一定になるまで
に経過するものである。
両運動路の重要な偏差に通じること た制御モードを、車両の横滑り傾向の存在するときにだ
け、有効になるようにするために、制御装置10によっ
て実行される制御構想の際に、式(5)による斜 選択されるように考慮されている。
り、この切換え装置は、値にしたが するという前記の切換え戦略に相応して、車両基準モデ
ル18の出力及びαh制
曲線走行状況において車両が、大体においてかじ取り介
入を介して制御され、かつそれによりかなりの程度まで
運転者の希望に相応して動作し、かつ運転者の希望から
の車両の運動路の偏差に通じる斜め走行角又は浮動角制
限制御が、極端な“危険な”必要状況においてしか有効
にならないことが達成される。
するために本発明による方法にしたがって動作可能な装
置の概略的に簡単化されたブロック回路である。
1トラックモデル表示を示すである。
の目標値予備付与の品質的な説明を行なう線図である。
21)
Claims (6)
- 【請求項1】 制御が、継続的に発生されるヨー速度の
目標値からのヨー速度の測定される実際値の偏差に依存
して行なわれ、かつ実際値の追従が、車輪かじ取り角
(δi)の調節及び/又は車輪ブレーキ力(Pi)の調
節によって行なわれる、前車軸かじ取りにより車両の横
運動を制御する方法において、運動の希 して、制御部材(かじ取りハンドル車、ジョイスティッ
ク等)の操作によって制御される運転者の希望に相当
し、車両のかじ取りされない後車輪の範囲における浮動
角(βh)が制限された値を越えないようにするという
補助条件下において 値のうちの小さい方が、制御の基準となるヨー速度の目
標値として利用されることを特徴とする、前車軸かじ取
りにより車両の横運動を制御する方法。 - 【請求項2】 にしたがって形成され、ここにおいてβshによって車
両の後側範囲における重心から重要な距離にある点にお
ける浮動角が示され、ayshによってこの点における
横加速度が示され、Kによって車両定数が示され、かつ
λによって選択可能な増幅率が示されていることを特徴
とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 ヨー慣性モーメント(Jz)が、式 Jz=lh・lv・m によって少なくとも良好な近似で与えられており、ここ
ににおいてmによって車両質量が示され、lvによって
前車軸から車両の重心までの距離が示され、かつlhに
よって後車軸から重心までの距離が示されている場合、
ヨー速度制限制御のために必要な別の目標値が、式 ax)にしたがって決められ、ここにおいてLによって
車両の軸間距離が示され、かつSh(αh)によって曲
線走行の際に車両の後車軸に生じる側方力が示されてい
ることを特徴とする、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 浮動角限界値(βhmax)又は斜め走
行角限界値(αhmax)が、なるべくほぼ10°の値
によって固定的にあらかじめ与えられることを特徴とす
る、請求項1ないし3の1つに記載の方法。 - 【請求項5】 浮動角限界値(βhmax)が、車両縦
速度(vx)及び力 する、請求項1ないし4の1つに記載の方法。 - 【請求項6】 浮動角(βh)の実際値が、車両横速度
(vy)及び車両縦 項1ないし3の1つに記載の方法。
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