JP2002053058A - 車両の運転および動的パラメータの決定装置および方法 - Google Patents

車両の運転および動的パラメータの決定装置および方法

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JP2002053058A
JP2002053058A JP2001118366A JP2001118366A JP2002053058A JP 2002053058 A JP2002053058 A JP 2002053058A JP 2001118366 A JP2001118366 A JP 2001118366A JP 2001118366 A JP2001118366 A JP 2001118366A JP 2002053058 A JP2002053058 A JP 2002053058A
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acceleration
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brake
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Reinhard Weiberle
ラインハルト・ヴァイベルレ
Matthias Schanzenbach
マティアス・シャンツェンバハ
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    • B60G2800/93—Skid or slide control [ASR]

Abstract

(57)【要約】 【課題】少なくとも１つの車両制御システムに使用する
ために、車両の少なくとも１つのホィールスリップと、
縦揺れ角、道路角、横揺れ角の少なくとも１つとを決定
するための装置および方法を提供する． 【解決手段】長手方向加速度、横方向加速度および垂直
方向加速度を決定してから、長手方向加速度、横方向加
速度および垂直方向加速度に基づいて、車両の少なくと
も１つのホィールスリップと、車両の縦揺れ角、道路
角、横揺れ角の少なくとも１つとを決定する。車両のホ
ィールスリップと、車両の縦揺れ角、道路角および横揺
れ角の少なくとも１つとは、少なくとも１つの車両制御
システムに送られるか、他の方法で使用可能にすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の運転および
動的パラメータの決定装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願と共通の譲受人に譲渡されたドイ
ツ特許第４０ ３９ ６２９Ｃ２号（ＰＣＴ第ＷＯ９２
／１０３７７号に対応）およびドイツ特許第４２ ２８
４１４Ａ１号の各々は、車両の動力または移動の調整
の分野の装置および方法に関する。ドイツ特許第４０
３９ ６２９Ｃ２号は、その要約によれば、車体の調整
または制御を行う信号を発生するシステムに関する。車
両の一定の移動を減少させるために、速度センサ信号お
よびサスペンションたわみセンサ信号が、車速と長手
（縦）方向および横方向車両加速度との決定に必要とさ
れる。車両の前後の「適当な」旋回(swinging)、縦揺れ
または横揺れ移動と「適当な」垂直方向変位とを含むこ
とができる車両移動が、車両サスペンションシステムの
補償または制御に必要とされる。また、ドイツ特許公開
第４２ ２８ ４１４Ａ１号の要約によれば、信号処理
システムが、固定基準システムに対する車両の移動を表
す第１組の信号を検出し、これらの信号を使用して車両
の移動路用の対応組の補正信号を与える。特に、センサ
信号が、車両の横方向速度と、長手方向、横方向および
垂直方向加速度とを表すことができる。要約に記載され
ているように、システムを使用して、能動車両サスペン
ションシステムの制御または調整を行うことができ、測
定信号の重力加速度成分に関連すると思われる傾斜路に
対する一定の車両移動を補正することができる。
【０００３】たとえば、電気機械式ブレーキシステムま
たは電気油圧式ブレーキシステムなどの車両ブレーキ・
バイ・ワイヤシステム(brake-by-wire systems)は、ホ
ィールブレーキ力制御、ホィールブレーキトルク制御ま
たは他のアンチロックブレーキ制御システムを搭載する
ことができ、また、減速度制御システムを備えることが
できる。ブレーキ・バイ・ワイヤシステムの減速度制御
システムでは、ドライバの経験または経験的基準枠と一
致する特定レベルのブレーキペダル移動量またはブレー
キペダル力と関連または相関させることができるホィー
ル減速度の固定設定値がないであろう。したがって、減
速度制御システムでは、「ドライバ」または「ブレーキ
ペダル作動」特性曲線上の特定点に対して予想または設
定減速値を決定または取得するのに一定の問題が生じる
であろう。これは、そのような減速度制御システムまた
は「減速ペダル」ブレーキシステムでは、踏み込んでい
ないブレーキペダルがホィール減速度ゼロ（０）に対応
し、作動すなわち踏み込んだブレーキペダルがゼロ
（０）未満のホィール加速度に対応するためであると考
えられる。特に、発生する１つの問題は、たとえば、ド
ライバが下り勾配を走行中の時である。そのような場
合、ドライバがブレーキペダルを踏み込んでいる間で
も、ホィールが加速するであろう。もちろん、そのよう
なホィール加速度なら、ドライバがブレーキペダルを作
動させない、すなわち踏み込まなかった場合に生じるホ
ィール加速度より小さいはずである。すなわち、下り勾
配を走行する時、ブレーキペダルを作動させない、すな
わち踏み込まなければ、車両はもっと加速するであろ
う。ドライバがブレーキペダルに加える力を増加させれ
ば、ホィール加速度がゼロ（０）まで減少し、最終的に
負の値になるため、ホィール加速ではなく、ホィール減
速が生じる。
【０００４】瞬間ブレーキ不作動時ホィール加速度を決
定し、それを定常偏差としてドライバの「ブレーキペダ
ル作動」の特性曲線に加えることによって、このブレー
キ挙動をシミュレートすることができる。しかし、実際
のブレーキ作動状態中にブレーキ不作動時ホィール加速
度定常偏差が決定されない場合、「ブレーキペダル作
動」の特性曲線が、ドライバの経験または経験的基準枠
から（おそらくは危険な状態で）逸脱するであろう。た
とえば、車両運搬車ランプから降りるか、他の傾斜を下
るように走行する時、ドライバはランプまたは他の傾斜
面上でブレーキをかけることによって、減速度をゼロ
（０）に調整するであろう。しかし、決定または取得さ
れる定常偏差は、加速中の車両のものである場合もあ
る。したがって、車両が比較的平坦な表面へ移動した後
にブレーキペダルの同一作動を使用して減速度をゼロ
（０）に調整した場合、ブレーキが開く(open)か、他の
状態で無効となるであろう。平坦な道路上ではドライバ
はブレーキペダルを踏み込むことによって減速しなくて
もよいので、この結果はドライバの経験的基準枠と一致
しないであろう。
【０００５】ホィール減速度制御システムおよび／また
はアンチロックブレーキ制御システムの実施についてさ
らに説明すると、ホィール減速度が比較的高いためにホ
ィール速度が比較的急激に低下する時、ホィールの制御
減速は、ホィール速度センサがホィール速度を測定する
ことができないようにするので、そのような実施は問題
をはらむであろう。これに関して、図１は、低摩擦値
（μ）でのホィール減速度制御のグラフを示し、Ｖ
Fahrzeugは車速ＶVehicleに対応し、ＶRad sollは所望
ホィール速度Ｖwheel desiredに対応し、ＶRad istは実
際ホィール速度ＶWhee l actualに対応する。特に、図１
は、実際ホィール速度が所望ホィール速度に一致し、ま
た、ホィール速度がゼロ（０）でない時、ホィールがロ
ックするまでホィールスリップが漸増する、低摩擦値
（μ）での減速度制御を示している。
【０００６】一定のアンチロックブレーキ制御システム
では、車速をホィール速度と比較することによってホィ
ールロックを検出することができる。しかし、実際問題
として、ホィールスリップおよび他の要素が実際の車速
の検出または決定処理を複雑にするであろう。したがっ
て、一定のアンチロックブレーキ制御システムでは、車
速が各ホィール速度に基づいて概算的に決定されるであ
ろう。このため、たとえば、各ホィールのホィール速度
センサの出力をアンチロックブレーキ制御システム用の
プロセッサに送り、そこでホィール速度を比較して、予
想車速を決定することができる。もちろん、予想車速を
微分することによって、車両の加速度または減速度を決
定することができる。いずれかのホィール（またはホィ
ール組）が所定速度比および／または加速度比を越える
か、下回る場合、補正制御信号をブレーキシステムに加
えて、ホィールのロックまたはスリップを補償すること
ができる。したがって、ホィールスリップに基づいてよ
り正確な車速を決定することができる場合、より正確
か、効率的なアンチロックブレーキ制御システムを提供
できると考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の幾つかの説明
的な実施形態の方法および装置は、長手方向加速度、横
方向加速度および垂直方向加速度を決定してから、長手
方向加速度、横方向加速度および垂直方向加速度に基づ
いて、車両の少なくとも１つのホィールスリップと、車
両の縦揺れ角、道路角、横揺れ角の少なくとも１つとを
決定することを特徴とする。また、車両の少なくとも１
つのホィールスリップと、車両の縦揺れ角、道路角、横
揺れ角の少なくとも１つとは、少なくとも１つの車両制
御システムに送られるか、他の方法で使用可能にするこ
とができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記必要および問題の観
点から、本発明の１つの実施形態は、少なくとも１つの
車両制御システムで使用するために、車両の少なくとも
１つのホィールスリップと、車両の縦揺れ（ピッチ）
角、道路角および横揺れ（ロール）角の少なくとも１つ
とを決定するための装置において、長手方向加速度に対
応する第１パラメータ、横方向加速度に対応する第２パ
ラメータ、および垂直方向加速度に対応する第３パラメ
ータを感知することができる少なくとも３つの感知装置
と、長手方向加速度、横方向加速度および垂直方向加速
度に基づいて、車両の少なくとも１つのホィールスリッ
プと、縦揺れ角、道路角および横揺れ角の少なくとも１
つとを決定するプロセッサとを含むことを特徴とする装
置に向けられている。車両の少なくとも１つのホィール
スリップと、車両の縦揺れ角、道路角および横揺れ角の
少なくとも１つとは、少なくとも１つの車両制御システ
ムに送ることができる。
【０００９】本発明の別の実施形態は、少なくとも１つ
の車両制御システムで使用するために、車両の少なくと
も１つのホィールスリップと、縦揺れ角、道路角および
横揺れ角の少なくとも１つとを決定するための方法にお
いて、長手方向加速度を決定する段階と、横方向加速度
を決定する段階と、垂直方向加速度を決定する段階と、
長手方向加速度、横方向加速度および垂直方向加速度に
基づいて、車両の少なくとも１つのホィールスリップ
と、車両の縦揺れ角、道路角および横揺れ角の少なくと
も１つとを決定する段階とを含むことを特徴とする方法
に向けられている。車両の少なくとも１つのホィールス
リップと、縦揺れ角、道路角および横揺れ角の少なくと
も１つとは、少なくとも１つの車両制御システムに送る
ことができる。
【００１０】本発明のさらに別の実施形態は、ブレーキ
特性曲線を有し、ブレーキ特性曲線およびブレーキ不作
動時ホィール加速度の少なくとも１つに基づいてブレー
キシステムを制御する減速度制御システムを含む少なく
とも１つの車両制御システムで使用するために、車両の
少なくとも１つのホィールスリップと、車両の縦揺れ
角、道路角および横揺れ角の少なくとも１つとを決定す
るための装置において、長手方向加速度に対応する第１
パラメータ、横方向加速度に対応する第２パラメータ、
および垂直方向加速度に対応する第３パラメータを感知
する手段と、長手方向加速度、横方向加速度および垂直
方向加速度の少なくとも１つに基づいて、少なくとも１
つのホィールスリップを決定する手段と、長手方向加速
度、横方向加速度および垂直方向加速度の少なくとも１
つに基づいて、道路角と、縦揺れ角および横揺れ角の少
なくとも１つとを決定する手段と、ブレーキ作動中にブ
レーキ不作動時ホィール加速度を決定して、ブレーキ不
作動時ホィール加速度を定常偏差としてブレーキ特徴曲
線に加える手段とを含むことを特徴とする装置に向けら
れている。
【００１１】本発明のさらに別の実施形態は、少なくと
も１つの車両制御システムで使用するために、車両の少
なくとも１つのホィールスリップと、車両の縦揺れ角、
道路角および横揺れ角の少なくとも１つとを決定するた
めの装置において、第１たわみ変位量に対応する第１パ
ラメータ、第２たわみ変位量に対応する第２パラメー
タ、および第３たわみ変位量に対応する少なくとも１つ
の第３パラメータを感知することができる少なくとも３
つのたわみ変位感知装置と、第１たわみ変位量、第２た
わみ変位量および第３たわみ変位量に基づいて、車両の
少なくとも１つのホィールスリップと、車両の縦揺れ
角、道路角および横揺れ角の少なくとも１つとを決定す
るプロセッサとを含むことを特徴とする装置に向けられ
ている。車両の少なくとも１つのホィールスリップと、
車両の縦揺れ角、道路角および横揺れ角の少なくとも１
つとは、少なくとも１つの車両制御システムに送ること
ができる。
【００１２】本発明のさらに別の実施形態は、少なくと
も１つの車両制御システムで使用するために、車両の少
なくとも１つのホィールスリップと、縦揺れ角、道路角
および横揺れ角の少なくとも１つとを決定するための方
法において、第１たわみ変位量を決定する段階と、第２
たわみ変位量を決定する段階と、第３たわみ変位量を決
定する段階と、第１たわみ変位量、第２たわみ変位量お
よび第３たわみ変位量に基づいて、車両の少なくとも１
つのホィールスリップと、縦揺れ角、道路角および横揺
れ角の少なくとも１つとを決定する段階とを含むことを
特徴とする方法に向けられている。車両の少なくとも１
つのホィールスリップと、車両の縦揺れ角、道路角およ
び横揺れ角の少なくとも１つとは、少なくとも１つの車
両制御システムに送ることができる。
【００１３】本発明のさらに別の実施形態は、ブレーキ
特性曲線を有し、ブレーキ特性曲線およびブレーキ不作
動時ホィール加速度の少なくとも１つに基づいてブレー
キシステムを制御する減速度制御システムを含む少なく
とも１つの車両制御システムに使用するために、車両の
少なくとも１つのホィールスリップと、車両の縦揺れ
角、道路角および横揺れ角の少なくとも１つとを決定す
るための装置において、第１たわみ変位量に対応する第
１パラメータ、第２たわみ変位量に対応する第２パラメ
ータ、および少なくとも１つの第３たわみ変位量に対応
する少なくとも１つの第３パラメータを感知する手段
と、第１たわみ変位量、第２たわみ変位量および第３た
わみ変位量の少なくとも１つに基づいて、少なくとも１
つのホィールスリップを決定する手段と、第１たわみ変
位量、第２たわみ変位量および第３たわみ変位量の少な
くとも１つに基づいて、道路角と、縦揺れ角および横揺
れ角の少なくとも１つとを決定する手段と、ブレーキ作
動中にブレーキ不作動時ホィール加速度を決定して、ブ
レーキ不作動時ホィール加速度を定常偏差としてブレー
キ特性曲線に加える手段とを含むことを特徴とする装置
に向けられている。
【００１４】本発明のさらなる利点は、従属請求項を含
む請求項と、添付図面を含む本明細書とによって明らか
になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、例示の実施形態および添付
図面を参照しながら、本発明を詳細に記載して説明す
る。
【００１６】本発明の装置および方法を説明するため
に、使用する定義およびパラメータの一部を以下に示
す。 ｌ ＝ ホィールベース長さ Ｓspur ＝ トラック幅 ｈ ＝ 重心の高さ ｍ ＝ 車両質量 ａlaengs（ａlaengs’） ＝ 長手方向加速度（調整さ
れた長手方向加速度） ａquer ＝ 横方向加速度 ａvert ＝ 垂直方向加速度 ｇ ＝ 重力加速度 γ ＝ 重力加速度が作用する方向に対する垂直軸
の角 αlaengs ＝ 車両長手方向の道路角（上りが負の値、
下りが正の値に対応する） αquer ＝ 車両横方向の道路角 χ ＝ 横揺れ（ロール）角 ψ ＝ 縦揺れ（ピッチ）角 Ψ ＝ 片揺れ（ヨー）角 δlenkung（δ１）＝ ステアリング角 β ＝ 姿勢角
【００１７】また、さらなる幾つかの定義およびパラメ
ータを以下に示す。 ａzentripetal ＝ 向心加速度 ａstoer ＝ 空気抵抗に関連した干渉加速度（ｖfzgの
方向で負） ｌv ＝ 前車軸から車両の重心までの距離 ｌh ＝ 後車軸から車両の重心までの距離 ＦNk ＝ ホィール垂直力（第ｋホィールに加わる垂
直力） ｖfzg ＝ 車両の相対速度 χf ＝ 車両のホィールスプリングに関するたわみ
変位量 Δχf nick ＝ 車両の前後車軸のホィールスプリング
のたわみ変位量の差 Δχf wank ＝ 車両の左右側のホィールスプリングの
たわみ変位量の差
【００１８】１つの方法では、互いに垂直に取り付けら
れた少なくとも３つの加速度センサを使用して、各車両
ホィールでのブレーキスリップ、道路角および他の動的
パラメータ、たとえば、縦揺れ角および道路角を決定す
ることができる。好ましくは、一定の動的加速度効果を
減少させるか、少なくとも制限するために、加速度セン
サは車両の重心にできる限り接近させて配置する必要が
ある。これに関して、図２は、重心「ＳＰ」と共に、前
ホィール２０、後ホィール３０および後ホィールスプリ
ング３１（前ホィールスプリングは図示せず）を有する
車両１０の二次元概略図を示している。
【００１９】後述するように、横方向加速度センサを有
する電子安定（プログラム）制御システム（ＥＳＰ、Ｆ
ＤＲまたは他の適当な車両制御システム）と共に使用す
る場合、２つの加速度センサを追加するだけでよい。後
述の装置および方法はもちろん、２つの加速度センサを
追加するだけでよいように、（事前制御圧力センサを除
くことができる）一定の電子安定（プログラム）制御
（ＥＳＰ、ＦＤＲまたは他の適当な車両制御システム）
センサ信号を利用することができるが、もちろん少なく
とも３つの加速度センサか、他の適当なセンサ装置を提
供することによって、そのようなシステムを使用しない
で装置および方法を実行することもできる。
【００２０】車両の長手方向に向けられた、すなわち配
置された長手方向加速度センサの場合、
【数１】
【００２１】このため、長手方向加速度センサ信号は、
車両の横揺れ角χではなく、縦揺れ角ψおよび道路角α
によって決まる。これは、横揺れ移動が長手方向加速度
ａla engsの感知方向に垂直な平面上に発生するからであ
る。
【００２２】車両の横方向に向けられた、すなわち配置
された横方向加速度センサの場合、
【数２】
【００２３】最後になるが、車両の垂直軸の方向に向け
られた、すなわち配置された垂直方向加速度センサの場
合、
【数３】 但し、δ1は走行面の法線に対する車両垂直軸の角度を
表し、γは重力加速度「ｇ」が作用する方向に対する垂
直軸の角度を表す。長手方向加速度ａlaengsは以下のよ
うに決定することができる。
【数４】
【００２４】ａlaengsは車両の長手方向軸の方向である
ので、調整された長手方向加速度ａ laengs’および横方
向加速度ａquerを以下のように決定することができる。
【数５】
【００２５】たとえば、電子安定プログラム制御システ
ム（ＥＳＰ、ＦＤＲまたは他の適当な車両制御システム
など）に本方法を使用した場合、たとえば、ヴァンＡ．
ザンテン(Zanten)、Ｒ．エアハールト(Erhardt)、Ｇ．
プファフ(Pfaff)、Ｆ．コスト(Kost)、Ｔ．エーレット
(Ehret)、Ｕ．ハートマン(Hartmann)、ボッシュ(Bosch)
−ＶＤＣの制御態様(Control Aspects)、１９９６年の
アーヘン工業大学(AachenUniversity of Technology)で
の高性能車両制御に関する国際シンポジウムであるＡＶ
ＥＣ’９６(AVEC'96, International Symposium)（「Ａ
ＶＣ参考文献」）から周知のようにして姿勢角βを決定
することができ、したがってこれ以上の説明を行わな
い。
【００２６】角度γの決定に関して言うと、それは以下
のように決定することができる。縦揺れ角ψと長手方向
道路角αlaengsとの合計が、ｘ−ｚ面上のセンサ位置の
投影(projection)を表し、横揺れ角χおよび横方向道路
角αquerの合計が、ｙ−ｚ面上へのセンサ位置の投影を
表す。したがって、結果として生じるセンサの位置は、
２つの面の交差によって得られるであろう。第１平面Ｅ
１がｙ軸に平行に延在し、ｘ−ｚ面上への投影勾配を有
し、第２平面Ｅ２がｘ軸に平行に延在し、ｙ−ｚ面上の
投影勾配を有する。その結果、垂直方向センサに作用す
る方向と、重力加速度が作用する方向に対する垂直軸の
角γ(resulting angle γ）とを示す線が生じる。
【００２７】第１平面Ｅ１は、以下のように２方向と１
点Ｐ１とで構成されている。
【数６】
【００２８】第２平面Ｅ２も、以下のように２方向と１
点Ｐ２とで構成されている。
【数７】
【００２９】２平面、すなわち平面Ｅ１およびＥ２の交
差によって以下が得られる。
【数８】
【００３０】したがって、ｔ1＝Ｓ1・ｚ・ｔａｎ（α
quer＋χ）となり、平面方程式に代入すると、以下のよ
うになる。
【数９】
【００３１】また、重力加速度が作用する方向と、セン
サに作用する方向との間の角度（「winkel」）を以下の
ように決定することができる。
【数１０】
【００３２】このため、角γを以下のように決定するこ
とができる。
【数１１】
【００３３】ステアリング角δ1も同様にして以下のよ
うに決定される。
【数１２】
【００３４】さらに、瞬時速度および移動した曲率半径
に基づいて、向心加速度を以下のように決定することが
できる。
【数１３】
【００３５】ホィール速度およびホィールスリップに基
づいて、ホィールハブ速度を以下のように決定すること
ができる。
【数１４】
【００３６】車速は、ホィール速度、ブレーキスリップ
および偏揺れ速度に基づいて決定することができる。し
たがって、車両の重心での車速を以下のように決定する
ことができる。
【数１５】
【００３７】曲率半径は、車速ｖfzg、ステアリング角
δlenkung、ホィールベースｌ、ステアリング比ｉL、お
よび特性速度ｖcharに基づいて（ミットシュク(Mitschk
e)，M.Dynamik der Kraftfahrzeuge（「自動車動力
学」）vol.C：Fahrverhalten（「運転挙動(driving beh
avior)」）、Springer-Verlag、第２版（１９９０）
（「ミットシュク参考文献」）の第３４頁の方程式９．
５および９．６を参照されたい）、以下のように決定す
ることができる。
【数１６】
【００３８】横揺れ角について言うと、それは、非対称
荷重によって発生するか、少なくともそれに関連した静
的横揺れ角と、横方向加速度によって発生するか、少な
くともそれに関連した動的横揺れ角と、横方向道路角と
を含む。スタビライザが車両を比較的水平向きに維持す
るのを助けることができるので、特定の用途によって
は、許容できない誤差を伴わないで、静的横揺れ角をゼ
ロと見なすことができる。動的横揺れ角は、トラック幅
と車両のたわみ変位量に基づいて決定することができ、
このたわみ変位量は、前後車軸に位置するたわみ変位セ
ンサを使用して測定することができ、以下のように決定
することができる。
【数１７】 但し、ΔＸfederは車両の１つの車軸の２ホィール間の
たわみ変位量の差を表す。車両は、一方側のホィール荷
重の増加によって「圧縮され」、他方側のホィール荷重
の減少によって「伸張」することができるので、全体的
な「収縮および伸張」は以下のようにして決定すること
ができる。
【数１８】 但し、ΔＦNはホィールに関する荷重変化を表す。上記
方程式で、Ｃf wankは、（スタビライザのねじり剛性を
含む）横揺れ移動の方向に作用するばね定数を表すか、
それに対応する。横力Ｆquerに関する追加の、または示
差的(differential)ホィール荷重を以下のように決定す
ることができる。
【数１９】
【００３９】また、横力Ｆquerは、横方向加速度および
車両質量に基づいて以下のように決定することができ
る。
【数２０】
【００４０】横方向道路角に基づいて、以下のようにな
る。
【数２１】
【００４１】上記方程式〔数１７〕、〔数１８〕、〔数
１９〕、〔数２０〕、〔数２１〕に適当に代入すること
によって、合計横揺れ角χを以下のように決定すること
ができる。
【数２２】
【００４２】縦揺れ角ψは、以下のように静的成分ψ
statおよび動的成分ψdを含む。
【数２３】
【００４３】特に、縦揺れ角ψの静的成分ψstatは、荷
重の性質を表すか、それに対応しており、縦揺れ角ψの
動的成分ψdは、長手方向加速度および道路角を表す
か、それに対応している。横揺れ角に使用される手順と
同様に、動的縦揺れ角成分は、前車軸に関連したたわみ
（または圧縮）変位量、後車軸に関連した伸張移動量お
よびホィールベース長さｌである。したがって、動的縦
揺れ角ψdを以下のように決定することができる。
【数２４】
【００４４】風がまったくない場合、車両の空気抵抗に
関連した減速度ａstoerを以下のように決定することが
できる。
【数２５】 （ミットシュク参考文献の方程式２５．６を参照された
い）、但し、「Ａ」は車両の断面積に対応し、Ｃwは抗
力係数に対応し、ρは空気密度に対応する。
【００４５】ブレーキ減速度ａbremsを以下のように決
定することができる。
【数２６】
【００４６】タイヤ特性曲線の線形作動範囲では、摩擦
係数μkが、ホィールスリップλkとタイヤのスリップ剛
度ｋReifenとによって決まり、このタイヤのスリップ剛
度ｋ Reifenは、スリップ角αkおよびホィール垂直力Ｆ
Nkによって決まるか、それに伴って変化するタイヤ固有
の特性値である。タイヤがタイヤ特性曲線の線形作動範
囲にある部分線形ブレーキ作動中、ブレーキ減速度は以
下のように決定される。
【数２７】 但し、スリップ角αkは、ｖfzgおよびγkurveによって
決まる、すなわち、それらの関数である（ミットシュク
参考文献の第３７頁の方程式９．２０および９．２１を
参照されたい）。また、λkは第ｋホィールのスリップ
であり、ＦNkは関連のホィール荷重であり、これは、静
的ホィール荷重分布成分と加速度依存成分とを含む。ホ
ィールのホィール荷重の動的変化は以下のように決定す
ることができる。
【数２８】
【００４７】図３は、図２の車両１０のホィール荷重分
布の概略図である。これに関して言うと、車両の横車軸
の方向に延びた法線(a normal line running in the di
rection of the vehicle's transverse axle)を有する
平面上に車両１０を描いた場合、静的ホィール荷重分布
成分を以下のように決定することができる。
【数２９】
【００４８】各ホィールに対して、車両を車両の移動方
向の平面上に投射することによって、静的ホィール荷重
を決定することができる。方程式〔数２９〕を簡単にす
るために、車両の中央に重心が位置すると仮定すること
ができ、それによって次式が得られる。
【数３０】
【００４９】従って、次のようになる。
【数３１】
【００５０】ブレーキスリップλは以下のように決定す
ることができる。
【数３２】 ここで、関連のホィールハブの長手方向加速度を積分す
ることによって、ホィールハブ速度Ｖnabeを決定するこ
とができる。積分は誤差を積み重ねるので、（ホィール
速度を用いて決定できる）一定減速度でのブレーキまた
はホィールスリップを以下のように決定することができ
る。
【数３３】 但し、加速度は以下のように決定することができる。
【数３４】
【００５１】また、パラメータａfzg’を以下のように
決定することができる。
【数３５】 但し、ａfzg’は、ａfzgとａbremsとの差を表す。
【００５２】このため、上記のように、方程式〔数３
３〕を用いて各ホィールに決定された減速度に基づい
て、各ホィールのホィールスリップλkを決定すること
ができる。
【００５３】このように、長手方向道路角αlaengs、縦
揺れ角ψ、長手方向加速度ａlaengs、垂直方向加速度ａ
vert、横揺れ角χ、横方向道路角αquer、横方向加速度
ａqu er、向心加速度ａzentripetal、重力加速度が作用
する方向に対する車両垂直軸の角γ、走行面の法線に対
する車両垂直軸の角δｌ、曲率半径γkurve、車速
νf zg、静的縦揺れ角ψstat、動的縦揺れ角ψd、ブレー
キ減速度ａbrems、ホィール垂直力ＦNk、ブレーキスリ
ップλkおよび干渉加速度ａstoerを含む１８個の未知パ
ラメータを合計で１７個の方程式で得ることができる。
確定すべき未知数を１７個だけにするために、走行中の
静的縦揺れ角ψstatを定数と見なすことができ、長手方
向減速度ａlaengsがゼロ（０）の時に決定される（すな
わち、ブレーキ不作動の場合、ホィール回転速度が定数
とみなされ、ブレーキ作動中の（たとえば、荷重シフト
による）重心のシフトが考慮されない）。
【００５４】この方法を使用すれば、ホィールスリッ
プ、道路角、縦揺れ角および横揺れ角が３つの加速度セ
ンサを用いて決定されるため、たとえば（圧力センサを
除いた）ＥＳＰ（ＦＤＲ）センサ技術を用いることがで
きる減速度制御システム、特に、ブレーキ・バイ・ワイ
ヤシステム用のホィール減速度制御システムまたはブレ
ーキ制御システムを実行することができる。
【００５５】別の方法では、ホィール垂直力を決定する
ために、横方向加速度センサと、長手方向および垂直方
向加速度センサではなく複数のたわみ変位センサ（たと
えば３〜４個のスプリングたわみ変位センサなど）とが
使用される。この場合、車両質量（上記のように一定で
あると仮定しない）、ホィールスリップ、道路角、縦揺
れ角および横揺れ角が、ホィール垂直力に基づいて決定
される。車両が、たとえば、横方向加速度センサを有す
る車両制御システム（ＥＳＰ、ＦＤＲまたは他の車両制
御システム）と、垂直方向目標制御装置(vertical aim
control)および２つの対応のスプリングたわみ変位セン
サを含む車両ヘッドライト制御システムとの両方または
いずれか一方を有する場合、横方向加速度センサを追加
する必要はなく、２つのたわみ変位センサを追加するだ
けでよいであろう。また、たとえば、３つのたわみ変位
センサだけで４個のホィールすべてに関するたわみ変位
量を決定しようとする場合、（２つではなく）１つのス
プリングたわみ変位センサを追加するだけでよいであろ
う。このため、４つのホィールすべてに、実用的には、
３つのホィールだけに、たわみ変位センサを横方向加速
度センサと共に使用することによって、各車両ホィール
のブレーキまたはホィールスリップと道路角とを、横揺
れ角および縦揺れ角などの他の動的パラメータと共に決
定することができる。
【００５６】特に、この「たわみ変位センサ」方法で
は、３つまたは４つのスプリングたわみ変位センサを含
むことができる適当なたわみ変位センサ装置を用いて、
各ホィールに関するたわみ変位量χf,i（ｉはｖｌ（左
前）、ｖｒ（右前）、ｈｌ（左後）およびｈｒ（右後）
に対応する）の決定または測定を行うことができる。た
わみ変位値χf,iを使用して、ホィール垂直力ＦN,iを以
下のように決定することができる。
【数３６】 但し、ｃf,iは各ホィールのサスペンションの剛度に対
応する、すなわちそれを表す。しかし、実際的には、た
わみ変位値χfとホィール垂直力ＦN,iとの関係は線形で
はない（すなわち、作動範囲によってはｃfが一定であ
るが、別の作動範囲ではχfによって決まる）。そのよ
うな場合、各車両タイプに対してたわみ変位値とホィー
ル垂直力との関係を実験的に決定する必要があるであろ
う。そして、この情報を適当な特性曲線として記憶する
ことができる。上記数学的関係は定常状態システムに当
てはまることに注意されたい。
【００５７】前述したように、車体のねじれ耐性が十分
であると仮定すると、４つの車両ホィールの各々のたわ
み変位量を決定するために、（４つではなく）３つのた
わみ変位センサで十分であろう。特に、ねじれ耐性があ
る車体では、左右ホィール間のたわみ変位量の差が、両
車軸でほぼ同一である（すなわち、Δχf wank,v〜Δχ
f wank,h）。したがって、３つのホィール、すなわち、
ｖｌ（左前）、ｖｒ（右前）およびｈｌ（左後）の各々
についてたわみ変位量を決定または測定すれば、ｈｒ
（右後）のたわみ変位量を以下のように決定することが
できる。
【数３７】
【００５８】この場合、車両質量は、上記のように定数
であると仮定されないで、たわみ変位測定量に基づいた
ホィール垂直力の合計に基づいて決定される。
【数３８】
【００５９】縦揺れ角ψおよび横揺れ角χは、たわみ変
位値に基づいて以下のように決定することができる。
【数３９】 但し、
【数４０】
【数４１】 但し、
【数４２】
【００６０】前と同様に、車両の横方向に向けられた横
方向加速度センサの場合、
【数４３】
【００６１】この方程式を並べ替えて簡単にすることに
よって、横方向加速度ａquerを以下のように決定するこ
とができる。
【数４４】
【００６２】加速度ａlaengs’およびａquerは以下のよ
うに決定することができる。
【数４５】
【００６３】姿勢角βは、前述したように決定すること
ができる。
【００６４】また、前述したように、瞬時速度および移
動した曲率半径に基づいて、向心加速度を以下のように
決定することができる。
【数４６】
【００６５】上記のように、ホィール速度およびホィー
ルスリップに基づいて、ホィールハブ速度を以下のよう
に決定することができる。
【数４７】
【００６６】車速は、ホィール速度、ブレーキスリップ
および片揺れ速度に基づいて決定することができる。し
たがって、車両の重心での車速を以下のように決定する
ことができる。
【数４８】
【００６７】前と同様に、曲率半径は、前述したように
（ミットシュク参考文献の第３４頁の方程式９．５およ
び９．６を参照されたい）車速ｖfzg、ステアリング角
δl、ホィールベースｌ、ステアリング比ｉL、および特
性速度ｖcharに基づいて以下のように決定することがで
きる。
【数４９】
【００６８】また、前と同様に、ブレーキ減速度ａ
bremsは以下のように決定することができる。
【数５０】
【００６９】前述したように、タイヤ特性曲線の線形範
囲では、摩擦係数μが、ホィールスリップλkとタイヤ
のスリップ剛度ｋReifenとによって決まり、このタイヤ
のスリップ剛度ｋReifenは、スリップ角αおよびホィー
ル垂直力ＦNに基づいて変化することができるタイヤ固
有の特性値である。したがって、タイヤがタイヤ特性曲
線の線形作動範囲にある部分線形ブレーキ作動中、ブレ
ーキ減速度ａbremsは以下のように決定される。
【数５１】 但し、スリップ角αkは、ｖfzgおよびγkurveによって
決まり（ミットシュク参考文献の第３７頁（方程式９．
２０および９．２１）を参照されたい）、λkは第ｋホ
ィールのスリップであり、ＦNkは関連のホィール荷重で
ある。車両の横方向のたわみ変位量の差Δχf wank＝χ
f,l−χf,rは、一方側の荷重に関連した静的成分Δχf
wank statと、横方向道路角αquerおよび車両の重心
「ＳＰ」に加わる横方向加速度ａquerに関連した動的成
分Δχf wank dとに分離することができる。
【数５２】
【００７０】静的成分Δχf wank statは比較的小さい
ので、それをゼロと仮定して、方程式を簡単にすること
ができ、次式が得られる。
【数５３】
【００７１】変数Ｃf wankは、（車両スタビライザのね
じれ剛度を含む）横揺れ移動で作用するばね力定数に対
応するか、それを表す。実際問題として、Ｃf wankが本
質的に定数でない場合、それを実験的に決定して、特性
曲線として記憶する必要があるであろう。
【００７２】横方向加速度に関連したホィール荷重ΔＦ
N,querの変化を以下のように決定することができる。
【数５４】
【００７３】横方向道路角を、以下のように決定するこ
とができるホィール荷重ΔＦN,querの変化と関連させる
ことができる。
【数５５】
【００７４】したがって、車両の横方向のたわみ変位量
ΔＦN,wankの差を以下のように決定することができる。
【数５６】
【００７５】この方程式を並べ替えることによって、横
方向道路角αquerを以下のように決定することができ
る。
【数５７】
【００７６】静的成分Δχf nick statおよび動的成分
Δχf nick dを含む車両長手方向のたわみ変位量の差Δ
χf nickを以下のように決定することができる。
【数５８】
【００７７】車両長手方向のたわみ変位量の動的差Δχ
f nick dは、長手方向加速度ａlaen gs’および長手方向
道路角αlaengsに関連している。
【００７８】車両の横方向のたわみ変位量の差を決定す
るために使用された方法と同様にして、車両の長手方向
のたわみ変位量の差の動的成分Δχf nick dも同様に以
下のように決定することができる。
【数５９】
【００７９】この方程式を並べ替えることによって、長
手方向道路角αlaengsを以下のように決定することがで
きる。
【数６０】
【００８０】方程式〔数４８〕を時間に関して微分する
と共に、当該時間にわたってホィールスリップλkが一
定であると仮定することによって、車両加速度ａfzgを
以下のように決定することができる。
【数６１】 また、車両減速度ａfzgを以下のように決定することが
できる。
【数６２】
【００８１】したがって、車両減速度は既知であるの
で、方程式〔数６１〕を並べ替えることによって、各ホ
ィールのホィールスリップλkを以下のように決定する
ことができる。
【数６３】
【００８２】このように、合計１５個の方程式から、車
両垂直力ＦN、車両質量ｍ、縦揺れ角ψ、横揺れ角χ、
長手方向加速度ａlaengs’、横方向加速度ａquer、干渉
加速度ａstoer、向心加速度ａzentripetal、曲率半径ｒ
kurve、車速ｖfzg、横方向道路角αquer、長手方向道路
角αlaengs、たわみ変位量の静的差Δχf nick stat、
たわみ変位量の動的差Δχf nick d、ブレーキ減速度ａ
bremsおよびブレーキまたはホィールスリップλkが得ら
れる。決定すべき未知数を１５個にするために、ブレー
キ作動中のたわみ変位量の静的差Δχf nick statを定
数と見なすことができる。特に、たわみ変位量の静的差
Δχff nick statは、長手方向減速度ａlaengs’がゼロ
（０）である時に決定される（すなわち、ブレーキ不作
動の場合、ホィール回転速度が定数であり、ブレーキ作
動中の（たとえば、車両荷重シフトによる）重心のシフ
トが考慮されない）。
【００８３】この方法を使用すれば、ホィール垂直力、
車両質量、ホィールスリップ、道路角、縦揺れ角および
横揺れ角が横方向加速度センサと３〜４個のたわみ変位
センサとを用いて決定されるため、たとえば（圧力セン
サを除いた）ＥＳＰ（ＦＤＲ）センサ技術を用いること
ができる減速度制御システム、特に、ブレーキ・バイ・
ワイヤシステム用のホィール減速度制御システムを実行
することができる。そのような場合、車両質量が一定で
あると仮定されるのではなく、たわみ変位センサを用い
て決定されるため、ホィール垂直力は一定車両質量に基
づいて予想されるのではなく、たわみ変位測定量に基づ
いて決定される。これによってより正確なシステムにな
ると考えられる。
【００８４】上記の「加速度センサ」方法および「たわ
み変位センサ」方法に関して言うと、これらの方法を使
用してホィールスリップ、道路角および他の動的パラメ
ータまたはそのいずれかを決定することができる全体的
車両制御システム１の１つの実施形態が図４に示されて
いる。特に図４は、多数の車両制御サブシステムまたは
システムＶＣＳA、ＶＣＳB、・・・、ＶＣＳH、・・・
ＶＣＳR、・・・ＶＣＳ Z（１００ａ、１００ｂ、・・・
１００ｈ、・・・１００ｒ、・・・１００ｚ）を含むこ
とができる全体的車両制御システム１を示している。車
両制御システムＶＣＳA（１００ａ）はたとえば、能動
（ａｃｔｉｖｅ）車両制御システムに対応し、これは、
車両安定プログラム制御システム（ＥＳＰ、ＦＤＲまた
は他の車両制御システム）と、たとえば加速度、ブレー
キ、サスペンションおよびステアリングシステムを含む
ことができる一定の車両走行システム５０を制御するこ
とによって一定の走行状態での車両の安定性を維持する
ための横方向加速度センサを含む様々なセンサとを含む
ことができる。車両制御システムＶＣＳH（１００ｈ）
はたとえば、車両ヘッドライトシステム６０を制御する
車両ヘッドランプ制御システムに対応し、これが垂直方
向目標制御装置を含む場合、それは、たとえば２つのた
わみ変位センサによって測定して車両の前後の変位量を
決定することができる。車両制御システムＶＣＳR（１
００ｒ）はたとえば、一定の走行状態で車両の横揺れ安
定性を維持するための車両横揺れ安定制御システム（Ｅ
ＡＳなど）に対応し、このシステムはまた、車両の横揺
れ安定性に影響する一定の車両作動５０を制御するため
の様々な制御信号を発生する。車両制御システムＶＣＳ
Z（１００ｚ）は、他の車両制御システム、たとえば、
能動ハンドリング制御システム、電子駆動機構制御シス
テム（ＡＣＣなど）、トラクション制御システム、また
は加速度、ブレーキ、ステアリング、サスペンションお
よび他の車両走行システム５０を制御するための様々な
制御信号を発生することができる他の車両制御システム
でもよい。最後になるが、車両制御システムＶＣＳ
B（１００ｂ）は、たとえば、ブレーキ・バイ・ワイヤ
システム７０を制御するために使用することができるブ
レーキ力またはトルク制御システムＶＣＳB1（１００ｂ
１）および減速度制御システムＶＣＳB2（１００ｂ２）
を含むブレーキ制御システムにすることができる。ブレ
ーキ・バイ・ワイヤシステム７０は、たとえば電気機械
式ブレーキシステムか、電気油圧式ブレーキシステムに
することができる。
【００８５】また、車両制御システムＶＣＳA、ＶＣ
ＳB、・・・ＶＣＳH、・・・ＶＣＳR、・・・ＶＣＳ
Z（１００ａ、１００ｂ、・・・１００ｈ、・・・１０
０ｒ、・・・１００ｚ）の各々は専用プロセッサを有し
てもよいが、プロセッサを他の車両制御システムの１つ
と共有してもよい。プロセッサは適当なプロセッサでよ
く、たとえば、マイクロコントローラ、マイクロプロセ
ッサ、ＡＳＩＣプロセッサまたは他のプロセッサにする
ことができる。プロセッサＰA、ＰB、・・・ＰH、・・
・ＰR、・・・ＰZ（１１０ａ、１１０ｂ、・・・１１０
ｈ、・・・１１０ｒ、・・・１１０ｚ）が、車両制御シ
ステムＶＣＳA、ＶＣＳB、・・・ＶＣＳH、・・・ＶＣ
ＳR、・・・ＶＣＳZ（１００ａ、１００ｂ、・・・１０
０ｈ、・・・１００ｒ、・・・１００ｚ）の各々の内部
に示されている。特に、図４に示されているように、プ
ロセッサＰBは、プロセッサＰB1（１１０ｂ１）および
プロセッサＰB2（１１０ｂ２）にすることができる。特
に、プロセッサＰBは、上記の「加速度センサ」実施形
態または「たわみ変位センサ」実施形態のいずれかのた
めにそれぞれスリップ制御方法および後述の減速度制御
方法の両方またはいずれか一方を実施またはプログラム
するために使用されるプロセッサＰB１（１１０ｂ１）
およびプロセッサＰB２（１１０ｂ２）にすることがで
きる。
【００８６】また、車両制御システムＶＣＳA、ＶＣ
ＳB、・・・ＶＣＳH、・・・ＶＣＳR、・・・ＶＣＳ
Z（１００ａ、１００ｂ、・・・１００ｈ、・・・１０
０ｒ、・・・１００ｚ）の各々は、対応のセンサ装置を
含むことができる。これらのセンサ装置は、たとえば、
センサＳA1、ＳA2、・・・ＳAn（１２０ａ１、１２０ａ
２、・・・１２０ａｎ）を有するセンサ装置ＳＡ（１２
０ａ）と、センサＳB1、ＳB2、・・・ＳBn（１２０ｂ
１、１２０ｂ２、・・・１２０ｂｎ）を有するセンサ装
置ＳB（１２０ｂ）と、センサＳH1、ＳH2、・・・ＳHn
（１２０ｈ１、１２０ｈ２、・・・１２０ｈｎ）を有す
るセンサ装置ＳH（１２０ｈ）と、センサＳZ1、ＳZ2、
・・・ＳZ（１２０ｚ１、１２０ｚ２、・・・１２０ｚ
ｎ）を有するセンサ装置ＳZ（１２０ｚ）とを含むこと
ができる。また、個々の用途に応じて、また、車両制御
システムの様々なコストおよび構造を考慮して、一部の
センサを共有することによって、異なった車両制御シス
テム用の同一パラメータの測定に使用されるセンサの不
必要な重複をなくしてもよい。このため、たとえば、セ
ンサＳA1（１２０ａ１）がセンサＳB1（１２０ｂ１）に
対応するか、それと同一のセンサでもよい。また、たと
えば、能動車両制御システムＶＣＳA（１００ａ）は、
車両ブレーキ制御システムＶＣＳB（１００ｂ）の減速
度制御システムＶＣＳB 2（１００ｂ２）（または後述す
るホィールスリップブレーキ制御システム）によっても
使用することができるＳA1（１２０ａ１）などの横方向
加速度センサを含むセンサセットＳA（１２０ａ）を有
することができる。また、前述したように、車両ヘッド
ランプ制御システムＶＣＳH（１００ｈ）は、車両ブレ
ーキ制御システムＶＣＳB（１００ｂ）の減速度制御シ
ステムＶＣＳB2（１００ｂ２）によっても使用すること
ができるスプリングたわみ変位センサなどの２つのたわ
み変位センサＳH1（１２０ｈ１）およびＳH2（１２０ｈ
２）を含むセンサセットＳ H（１２０ｈ）を有すること
ができる。
【００８７】図５の論理フローチャートには、車両ホィ
ールスリップと、道路角を含む他の車両動的パラメータ
とを決定するための「加速度センサ」方法２００が示さ
れている。図５の加速度センサ方法２００の場合、ブレ
ーキシステムセンサＳB1（１２０ｂ１）、ＳB2（１２０
ｂ２）およびＳB3（１２０ｂ３）は、車両制御ブレーキ
システムＶＣＳB（１００ｂ）内でスリップ制御ブレー
キ方法および減速度制御方法の両方またはいずれか一方
を実行するための長手方向加速度センサ、横方向加速度
センサおよび垂直方向加速度センサ、または他の適当な
加速度センサ装置にすることができる。
【００８８】図５に関して説明すると、プロセッサＰB
（１１０ｂ）（プロセッサＰB1（１１０ｂ１）およびＰ
B2（１１０ｂ２）の両方またはいずれか一方でよい）を
使用して、図５の加速度センサ実施形態または方法２０
０を実行またはプログラムすることができ、これは、た
とえば、図７の減速度制御方法４００および（後述す
る）図８のスリップ制御方法５００の両方またはいずれ
か一方に使用することができる。最初に、ステップ２１
０において、プロセッサは長手方向加速度を決定する。
ステップ２２０において、プロセッサは横方向加速度を
決定する。ステップ２３０において、プロセッサは垂直
方向加速度を決定する。ステップ２１０〜２３０は、も
ちろん同時に実行される。次に、ステップ２４０におい
て、プロセッサは、ホィールスリップ、縦揺れ角、道路
角および横揺れ角と共に、上記の他の車両動的パラメー
タを決定する。最後に、ステップ２５０において、プロ
セッサは決定パラメータを１つまたは複数の車両制御シ
ステムＶＣＳA、ＶＣＳB、・・・ＶＣＳH、・・・ＶＣ
ＳR、・・・ＶＣＳZ（１００ａ、１００ｂ、・・・１０
０ｈ、・・・１００ｒ、・・・１００ｚ）に送るか、他
の方法で使用可能にする（たとえば、メモリに情報を送
る）。
【００８９】図６の論理フローチャートには、車両ホィ
ールスリップと、ホィール垂直力および車両質量を含む
他の車両動的パラメータとを決定するための「たわみ変
位」センサ方法３００が示されている。図６のたわみ変
位センサ方法３００の場合、ブレーキシステムセンサＳ
B1（１２０ｂ１）、ＳB2（１２０ｂ２）、ＳB3（１２０
ｂ３）およびＳB4（１２０ｂ４）は、車両制御ブレーキ
システムＶＣＳB（１００ｂ）内でスリップ制御ブレー
キ方法および減速度制御方法の両方またはいずれか一方
を実行するための上記のような各車両ホィール用の１つ
または複数（少なくとも４つまで）のスプリングたわみ
変位センサか、他の適当なたわみ変位センサ装置にする
ことができる。
【００９０】図６に関して説明すると、プロセッサＰB
（プロセッサＰB1（１１０ｂ１）およびＰB2（１１０ｂ
２）の両方またはいずれか一方でよい）を使用して、図
６のたわみ変位センサの実施形態または方法３００を実
行またはプログラムすることができ、これは、たとえ
ば、図７の減速度制御方法４００および（後述する）図
８のスリップ制御方法５００の両方またはいずれか一方
に使用することができる。最初に、ステップ３１０にお
いて、プロセッサは横方向加速度を決定する。ステップ
３２０において、プロセッサは複数の車両たわみ変位量
を決定する。次に、ステップ３３０において、プロセッ
サは上記のようにホィール垂直力および車両質量を決定
する。ステップ３４０において、プロセッサはホィール
スリップ、縦揺れ角、道路角および横揺れ角と共に、上
記の他の車両動的パラメータを決定する。最後に、ステ
ップ３５０において、プロセッサは、決定パラメータを
１つまたは複数の車両制御システムＶＣＳA、ＶＣＳB、
・・・ＶＣＳH、・・・ＶＣＳR、・・・ＶＣＳZ（１０
０ａ、１００ｂ、・・・１００ｈ、・・・１００ｒ、・
・・１００ｚ）に送るか、他の方法で使用可能にする
（たとえば、メモリに情報を送る）。
【００９１】このように、上記装置、方法およびシステ
ムを使用して、（それぞれが加速度に対応したパラメー
タを感知する）３つ（または２つ）の追加の加速度セン
サにすることができる適当な加速度センサ装置か、４つ
（または、例えばそれより少なく、３つ、２つまたは１
つ）の追加のたわみ変位センサにすることができる適当
なたわみ変位センサ装置のいずれかを使用することによ
って、ブレーキスリップ値または係数および道路角と共
に、縦揺れ角、横揺れ角および他の車両動的パラメータ
を決定することができる。いずれの場合も、（加速度セ
ンサか、たわみ変位センサかに関係なく）使用されるセ
ンサの実際の数または必要な追加センサの数は、上記の
ようにそのようなセンサを共有することができる個々の
車両制御システムによって決まる。
【００９２】前述したように、電気機械式ブレーキシス
テムか、電気油圧式ブレーキシステムかに関係なく、ブ
レーキ・バイ・ワイヤシステム用の減速度制御システム
と共に作動する時、ホィール減速度設定点に対応する固
定値が、ドライバの実験的または経験的基準枠と一致す
る特定レベルのブレーキペダル移動量またはブレーキペ
ダル力に対応しないと考えられる。たとえば、ドライバ
が下り勾配を走行している時、ドライバがブレーキペダ
ルを踏み込んでいる間でも、ホィールが加速するであろ
う。もちろん、そのようなホィール加速度は、ブレーキ
ペダルを作動させない、すなわち、踏み込まなかった場
合に生じるホィール加速度より小さいままである。ブレ
ーキペダルに加える力を増加させることによって、ホィ
ール加速度がゼロ（０）まで減少し、最終的に負の値に
なるため、ホィール加速ではなく、ホィール減速が生じ
る。上記装置、方法およびシステムまたはそのいずれか
を使用することによって、ブレーキ作動中にブレーキ不
作動時のホィール加速度を決定し、それを定常偏差とし
てブレーキ作動中を含むドライバのブレーキペダルの特
性曲線に加えることによって、このブレーキ挙動をシミ
ュレートすることができる。特に、ブレーキ作動中、プ
ロセッサＰB2（１１０ｂ２）を使用して、ホィールスリ
ップおよび水平面に対する道路角と共に、上記のように
決定できる他の動的パラメータに基づいてブレーキ不作
動時のホィール加速度を決定することができる。たとえ
ば、プロセッサＰB2（１１０ｂ２）を使用して、ホィー
ル速度および（上で決定された）決定ホィールスリップ
に基づいて車速を決定することができる。
【００９３】図７の論理フローチャートでは、（図５お
よび図６の方法またはシステムのいずれか１つに基づく
ことができるブレーキ不作動時のホィール減速度を決定
するブレーキ減速度方法４００が示されている。特に、
たとえばプロセッサＰB2（１１０ｂ２）を使用して、図
７の減速度制御方法４００を実行またはプログラムする
ことができる。最初に、ステップ４１０において、プロ
セッサはブレーキ減速度を決定する。ステップ４２０に
おいて、プロセッサは干渉加速度を決定する。ステップ
４４０において、プロセッサは、ステップ４１０〜４３
０に基づいてブレーキ不作動時ホィール加速度を決定す
る。ステップ４５０において、プロセッサは、ブレーキ
不作動時ホィール加速度を定常偏差として「減速ペダ
ル」すなわちブレーキペダル特性曲線に加えるか、ブレ
ーキ不作動時ホィール減速度定常偏差を含む決定パラメ
ータを車両制御システムＶＣＳB2（１００ｂ２）に送る
か、他の方法で使用可能にする（たとえば、メモリに情
報を送る）ことによって、ステップ４６０において、調
整「減速ペダル」特性曲線およびブレーキ不作動時ホィ
ール減速度の両方またはいずれか一方に基づいて車両減
速度および車両ブレーキシステム７０を制御することが
できる。
【００９４】また、プロセッサＰB1（１１０ｂ１）を使
用して、ホィールロックまたはスリップが適当に制御さ
れるようにブレーキまたはホィールスリップを決定する
アンチロックブレーキ装置またはシステムを実行するこ
とができ、それは、上記方法に基づいてプロセッサが決
定した決定車速および決定ホィール速度を比較すること
によってこれを行うことができる。前述したように、決
定車速を微分することによって、車両加速度または減速
度を得ることができ、いずれかのホィールが所定速度比
および加速度比の両方またはいずれか一方を越えるか、
それを下回る場合、プロセッサＰB1（１１０ｂ１）は補
正制御信号をブレーキシステム７０に加えてホィールロ
ックまたはスリップを補償する。したがって、本装置、
方法またはシステムを使用することによって、より正確
な車速をホィールスリップに基づいて決定することがで
き、これがより正確もしくは効率的なアンチロックブレ
ーキ制御システムを提供すると考えられる。もちろん、
加速度センサは、前述したような部分線形ブレーキ範囲
内で上記スリップ制御方法を実行できるように十分に正
確であるように選択されなければならない。
【００９５】図８の論理フローチャートでは、上記のよ
うに、図５および図６の方法またはシステムのいずれか
１つに基づくことができるホィールスリップおよびホィ
ール速度を決定することによって車両ブレーキシステム
７０を制御するホィールスリップブレーキ制御方法５０
０が示されている。特に、たとえば、プロセッサＰ
B1（１１０ｂ1）を使用して、図８のスリップ制御方法
５００を実行またはプログラムすることができる。最初
に、ステップ５２０において、プロセッサは、図５およ
び図６の方法もしくはシステムのいずれかからホィール
スリップを決定するか、他の方法で取得する。ステップ
５４０において、プロセッサは、ホィールスリップおよ
びホィール速度に基づいて車速を決定する。ステップ５
６０において、プロセッサは、車速およびホィールスリ
ップの両方またはいずれか一方を「ＡＢＳ」プロセッサ
またはシステム、たとえば、ＶＣＳB1（１００ｂ1）に
送り、次にこれを使用して、ステップ５８０において、
車速およびホィールスリップの両方またはいずれか一方
に基づいてホィールブレーキロックおよびホィールスリ
ップの両方またはいずれか一方を制御することができ
る。
【００９６】また、もちろん、縦揺れ角、横揺れ角、長
手方向加速度、横方向加速度、水平面に対する道路角な
どの追加情報を他の車両制御システム、たとえば、能動
ハンドリング制御システム、電子駆動機構制御システム
（ＡＣＣなど）、横揺れ安定制御システム（ＥＡＳな
ど）、トラクション制御システムまたは他の車両動力制
御システム（ＥＳＰまたはＦＤＲなど）に送るか、他の
方法で使用可能にすることができる。
【００９７】要約すると、横方向（片揺れ）加速度（ま
たは速度）と、長手方向および垂直方向加速度、もしく
は車両ホィールの決定たわみ変位のいずれかとを使用し
て以下を決定することができる。
【００９８】ブレーキ不作動時のホィール加速度／減速
度ａfzgを決定して、定常偏差としてブレーキペダル特
性曲線に加えることによって、特定ドライバ用の「通
常」ブレーキシステム挙動を得ることができる。特に、
車両減速度ａfzgは、ブレーキ減速度ａbrems、（空力抗
力およびタイヤ横揺れ抵抗に対応した）干渉減速度ａs
toerおよび下り勾配力に基づいて以下のように決定する
ことができる。
【数６４】
【００９９】また、（ブレーキ不作動時車両加速度ａ
fzgおよび片揺れ（ヨー）加速度に基づいた）ブレーキ
不作動時ホィール加速度ａnabeを以下のように決定する
ことができる。
【数６５】 但し、ブレーキ不作動時車両加速度ａfzgは、ａfzgと、
次式
【数６６】 で決定することができるａbremsとの差を表すａfzg’に
対応することができる。
【０１００】また、「たわみ変位センサ」方法では、ホ
ィール接触力は、「加速度センサ」方法の場合のように
推定車両質量に基づくのではなく、測定たわみ変位に基
づいて決定される車両質量に基づくことができる。最後
になるが、ホィール減速度および車両減速度に基づくこ
とができるブレーキまたはホィールスリップを使用し
て、アンチロックブレーキシステムのスリップ制御を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】低摩擦値（μ）でのホィール減速度制御のグラ
フを示し、Ｖfahrzeugは車速Ｖ vehicleに対応し、ＶRad
sollは所望ホィール速度Ｖwheel desiredに対応し、Ｖ
Rad istは実際ホィール速度Ｖwheel actualに対応す
る。
【図２】重心「ＳＰ」を有し、前ホィール２０、後ホィ
ール３０および後ホィールスプリング３１（前ホィール
スプリングは図示せず）を有する車両１０の二次元概略
図である。
【図３】図２の車両１０のホィール荷重分布の概略図で
ある。
【図４】図５、図６、図７および図８またはそのいずれ
かの方法を実行するために使用することができる複数の
車両制御サブシステムまたはシステムＶＣＳA、ＶＣ
ＳB、・・・ＶＣＳH、・・・ＶＣＳR、・・・ＶＣＳ
Z（１００ａ、１００ｂ、・・・１００ｈ、・・・１０
０ｒ、・・・１００ｚ）を含む全車両制御システム１を
示している。
【図５】車両ホィールスリップと、道路角を含む他の車
両動的パラメータとを決定するための加速度センサ方法
を示している。
【図６】車両ホィールスリップと、ホィール垂直力およ
び車両質量を含む他の車両動的パラメータとを決定する
ためのたわみ変位センサ方法を示している。
【図７】ブレーキ不作動時ホィール加速度と共に、車両
ホィールスリップおよび道路角を含む他の車両動的パラ
メータを決定するため、図５の加速度センサ方法または
図６のたわみ変位センサ方法のいずれか一方を使用する
減速度制御方法を示している。
【図８】車両ホィールスリップと、道路角を含む他の車
両動的パラメータとを決定するため、図５の加速度セン
サ方法または図６のたわみ変位センサ方法のいずれか一
方を使用するホィールスリップブレーキ制御方法を示し
ている。
【符号の説明】
ｌ ＝ ホィールベース長さ Ｓspur ＝ トラック幅 ｈ ＝ 重心の高さ ｍ ＝ 車両質量 ａlaengs（ａlaengs'） ＝ 長手方向加速度（調整長
手方向加速度） ａquer ＝ 横方向加速度 ａvert＝ 垂直方向加速度 ｇ ＝ 重力加速度 γ ＝ 重力加速度が作用する方向に対する垂直軸
の角 αlaengs ＝ 車両長手方向の道路角（上りが負の値、
下りが正の値に対応する） αquer ＝ 車両横方向の道路角 χ ＝ 横揺れ角 ψ ＝ 縦揺れ角 Ψ ＝ 片揺れ角 δlenkung（δ１）＝ ステアリング角 β ＝ 姿勢角 ａzentripetal ＝ 向心加速度 ａstoer ＝ 空気抵抗に関連した干渉加速度（ｖfzgの
方向で負） ｌv ＝ 前車軸から車両の重心までの距離 ｌh ＝ 後車軸から車両の重心までの距離 ＦNk ＝ ホィール垂直力（第ｋホィールに加わる垂
直力） ｖfzg ＝ 車両の相対速度 χf ＝ 車両のホィールスプリングに関するたわみ
変位量 Δχf nick ＝ 車両の前後車軸のホィールスプリング
のたわみ変位量の差 Δχf wank ＝ 車両の左右側のホィールスプリングの
たわみ変位量の差 １ 全車両制御システム １０ 車両 ２０ 前ホィール ３０ 後ホィール ３１ 後ホィールスプリング ５０ 車両走行システム ６０ 車両ヘッドランプシステム ７０ 車両ブレーキシステム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マティアス・シャンツェンバハ ドイツ連邦共和国 74246 エーバーシュ タット，アム・ハーダー ８ Ｆターム(参考） 3D032 CC04 CC15 DA25 DA29 DA36 DA37 DA43 DA83 DA93 DD02 EB17 FF01 GG01 3D046 BB28 BB29 HH22 HH25 HH26 HH39 KK12

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの車両制御システム
    （１）に使用するために、車両（１０）の少なくとも１
    つのホィールスリップと、車両の縦揺れ角（ψ）、道路
    角および横揺れ角（χ）の少なくとも１つとを決定する
    ための、車両の運転および動的パラメータの決定装置に
    おいて、 長手方向加速度に対応する第１パラメータ、横方向加速
    度に対応する第２パラメータ、および垂直方向加速度を
    対応する第３パラメータを感知することができる少なく
    とも３つの感知装置と、 長手方向加速度、横方向加速度および垂直方向加速度に
    基づいて、車両の前記少なくとも１つのホィールスリッ
    プと、縦揺れ角（ψ）、道路角および横揺れ角（χ）の
    前記少なくとも１つとを決定するプロセッサ（ＰB）
    と、を含むことを特徴とする車両の運転および動的パラ
    メータの決定装置。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも１つの車両制御システム
    （１）は、能動ハンドリング制御システム、アンチロッ
    クブレーキ制御システム、加速度制御システム、減速度
    制御システム、駆動機構制御システム、横揺れ安定制御
    システム、トラクション制御システム、車両安定制御シ
    ステムおよび車両動力制御システムの少なくとも１つで
    あることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記少なくとも３つの感知装置の各々
    は、互いに垂直に向けられていることを特徴とする請求
    項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】 動的加速度効果を少なくとも制限するた
    めに、前記少なくとも３つの感知装置の各々は、車両
    （１０）の重心に比較的近い位置に配置されていること
    を特徴とする請求項１、２または３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記少なくとも１つの車両制御システム
    （１）は、車速（ｖ fzg）および前記少なくとも１つの
    ホィールスリップの少なくとも１つに基づいてブレーキ
    システムを制御するアンチロックブレーキ制御システム
    を含むことを特徴とし、さらに、前記プロセッサ
    （ＰB）は、前記少なくとも１つのホィールスリップを
    決定し、また、前記少なくとも１つのホィールスリップ
    に基づいて車速（ｖfzg）を決定することを特徴とする
    請求項１、２、３または４記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも１つの車両制御システム
    （１）は、ブレーキ特性曲線を有し、該ブレーキ特性曲
    線およびブレーキ不作動時ホィール加速度の少なくとも
    １つに基づいてブレーキシステムを制御する減速度制御
    システムを含むことを特徴とし、さらに、前記プロセッ
    サは、ブレーキ作動中にブレーキ不作動時ホィール加速
    度を決定して、該ブレーキ不作動時ホィール加速度を定
    常偏差として前記ブレーキ特性曲線に加えることを特徴
    とする請求項１、２、３、４または５記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記プロセッサ（ＰB）は、道路角を決
    定し、少なくとも車速（ｖfzg）および道路角に基づい
    てブレーキ不作動時ホィール加速度を決定することを特
    徴とする請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記プロセッサは、前記少なくとも１つ
    のホィールスリップに基づいて車速（ｖfzg）を決定す
    ることを特徴とする請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記プロセッサ（ＰB）は、車両（１
    ０）の前記少なくとも１つのホィールスリップと、車両
    （１０）の縦揺れ角（ψ）、道路角および横揺れ角
    （χ）の前記少なくとも１つとを前記少なくとも１つの
    車両制御システム（１）に送ることを特徴とする請求項
    の１項記載の装置。
  10. 【請求項１０】 ブレーキ特性曲線を有し、該ブレーキ
    特性曲線およびブレーキ不作動時ホィール加速度の少な
    くとも１つに基づいてブレーキシステムを制御する減速
    度制御システムを含む少なくとも１つの車両制御システ
    ム（１）で使用するために、車両（１０）の少なくとも
    １つのホィールスリップと、車両の縦揺れ角（ψ）、道
    路角および横揺れ角（χ）の少なくとも１つとを決定す
    るための、車両の運転および動的パラメータの決定装置
    において、 長手方向加速度に対応する第１パラメータ、横方向加速
    度に対応する第２パラメータ、および垂直方向加速度を
    対応する第３パラメータを感知する手段と、 長手方向加速度、横方向加速度および垂直方向加速度の
    少なくとも１つに基づいて、前記少なくとも１つのホィ
    ールスリップを決定する手段と、 長手方向加速度、横方向加速度および垂直方向加速度の
    少なくとも１つに基づいて、道路角と、縦揺れ角（ψ）
    および横揺れ角（χ）の少なくとも１つとを決定する手
    段と、 ブレーキ作動中にブレーキ不作動時ホィール加速度を決
    定して、該ブレーキ不作動時ホィール加速度を定常偏差
    として前記ブレーキ特性曲線に加える手段と、を含むこ
    とを特徴とする車両の運転および動的パラメータの決定
    装置。
  11. 【請求項１１】 さらに、車両（１０）の前記少なくと
    も１つのホィールスリップと、車両（１０）の縦揺れ角
    （ψ）、道路角および横揺れ角（χ）の前記少なくとも
    １つとを前記少なくとも１つの車両制御システム（１）
    に送る手段を含むことを特徴とする請求項１０記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記ブレーキ不作動時ホィール加速度
    を決定する手段は、少なくとも車速（ｖfzg）および道
    路角に基づいてブレーキ不作動時ホィール加速度を決定
    することを特徴とする請求項１０または１１記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】 さらに、前記少なくとも１つのホィー
    ルスリップに基づいて車速を決定する手段を含むことを
    特徴とする請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 特に請求項１に記載の装置を使用し
    て、少なくとも１つの車両制御システム（１）に使用す
    るために、車両（１０）の少なくとも１つのホィールス
    リップと、縦揺れ角（ψ）、道路角および横揺れ角
    （χ）の少なくとも１つとを決定するための、車両の運
    転および動的パラメータの決定方法において、 長手方向加速度を決定する段階と、 横方向加速度を決定する段階と、 垂直方向加速度を決定する段階と、 長手方向加速度、横方向加速度および垂直方向加速度に
    基づいて、車両の前記少なくとも１つのホィールスリッ
    プと、縦揺れ角（ψ）、道路角および横揺れ角（χ）の
    前記少なくとも１つとを決定する段階と、を含むことを
    特徴とする車両の運転および動的パラメータの決定方
    法。
  15. 【請求項１５】 前記少なくとも１つの車両制御システ
    ム（１）は、能動ハンドリング制御システム、アンチロ
    ックブレーキ制御システム、加速度制御システム、減速
    度制御システム、駆動機構制御システム、横揺れ安定制
    御システム、トラクション制御システム、車両安定制御
    システム、および車両動力制御システムの少なくとも１
    つであることを特徴とする請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記少なくとも１つの車両制御システ
    ム（１）は、車速および前記少なくとも１つのホィール
    スリップの少なくとも１つに基づいてブレーキシステム
    を制御するアンチロックブレーキ制御システムを含むこ
    とを特徴とし、さらに、前記少なくとも１つのホィール
    スリップを決定する段階と、該少なくとも１つのホィー
    ルスリップに基づいて車速を決定する段階とを含むこと
    を特徴とする請求項１４または１５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記少なくとも１つの車両制御システ
    ム（１）は、ブレーキ特性曲線を有し、該ブレーキ特性
    曲線およびブレーキ不作動時ホィール加速度の少なくと
    も１つに基づいてブレーキシステムを制御する減速度制
    御システムを含むことを特徴とし、さらに、ブレーキ作
    動中にブレーキ不作動時ホィール加速度を決定する段階
    と、該ブレーキ不作動時ホィール加速度を定常偏差とし
    て前記ブレーキ特性曲線に加える段階とを含むことを特
    徴とする請求項１４、１５または１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 さらに、道路角を決定する段階と、少
    なくとも車速（ｖfz g）および道路角に基づいてブレー
    キ不作動時ホィール加速度を決定する段階とを含むこと
    を特徴とする請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 さらに、前記少なくとも１つのホィー
    ルスリップに基づいて車速（ｖfzg）を決定する段階を
    含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 さらに、車両（１０）の前記少なくと
    も１つのホィールスリップと、前記車両（１０）の縦揺
    れ角（ψ）、道路角および横揺れ角（χ）の前記少なく
    とも１つとを前記少なくとも１つの車両制御システム
    （１）で使用可能にする段階を含むことを特徴とする請
    求項１４、１５、１６、１７、１８または１９記載の方
    法。
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