JP2002087310A - 横方向力の測定に基づいた車両軌道へのアクション - Google Patents

横方向力の測定に基づいた車両軌道へのアクション

Info

Publication number
JP2002087310A
JP2002087310A JP2001120199A JP2001120199A JP2002087310A JP 2002087310 A JP2002087310 A JP 2002087310A JP 2001120199 A JP2001120199 A JP 2001120199A JP 2001120199 A JP2001120199 A JP 2001120199A JP 2002087310 A JP2002087310 A JP 2002087310A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
force
wheels
steering
lateral force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001120199A
Other languages
English (en)
Inventor
Patrick Pallot
パロ パトリック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR0005070A external-priority patent/FR2807836A1/fr
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Societe de Technologie Michelin SAS filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of JP2002087310A publication Critical patent/JP2002087310A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2260/00—Interaction of vehicle brake system with other systems
    • B60T2260/02—Active Steering, Steer-by-Wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2260/00—Interaction of vehicle brake system with other systems
    • B60T2260/06—Active Suspension System

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の各車輪の中心に加わる力に基づいて車
両の安定性を制御する系を調節する方法。 【解決手段】 ドライバのアクション（ステアリング操
作、加速、制動）はタイヤを介して路面に伝達される力
（力の変化）である。ドライバのアクションによる力の
要求値を用いて車両の作動手段（アクティブなアンチロ
ーリング装置、軸トルク、ブレーキトルクまたはアクテ
ィブステアリング）を制御する。車両の走行速度および
ステアリングホイールに対する角（ステアリングホイー
ル速度およびステアリングホイール加速度）に応じて力
の関数でドライバの入力した力を実時間で表す方法。測
定された実際の力がドライバが要求した力に対応しない
場合にはアクティブなシステムがシャシの力の分布に作
用して差を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の安定性を制
御するシステム（一般に「電子安定性プログラム、ＥＳ
Ｐ」とよばれるシステム）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両安全システムでは車両の挙動を即時
に判断できることが必要である。これは安定性を制御す
るいわゆるＥＳＰシステムの基礎である。現在のこのシ
ステムでは車両の横方向加速度と車両の偏揺速度（yaw
velocity）とをセンサーによって測定して車両の移動を
モニタリングして安定性を制御する。
【０００３】安全な状態での走行中(すなわち車両の安
定性に関与する必要がない場合)は、車両はドライバの
命令に従うが、ドライバが安全限界を越えて(基本的に
はドライバのステアリング操作の結果である)車両を運
転した場合には、車両はオーバーステアリングまたはア
ンダーステアリング状態になる。すなわち、車両はドラ
イバの要求するものより大きく偏揺（オーバーステアリ
ング）するか、ドライバが要求するものより小さく偏揺
（アンダーステアリング）してカーブ(方向転換)する。
【０００４】ＥＳＰシステムは、ドライバの車両に対す
るアクション（ステアリングホイール角、ブレーキペダ
ルの押し下げ度、加速ペダルの押し下げ度）を測定する
車輪の速度センサーからの出力測定値、横方向加速度、
偏揺速度の測定値およびタイヤの数学モデルと車両の数
学モデルに基づいて、車輪中心の力を常に計算し、横方
向加速度の関数で路面のグリップを推定する。ＥＳＰシ
ステムはさらに、車両の挙動を評価し、それをドライバ
の要求する挙動と比較して車両が安定した軌道に沿って
移動していない場合にはそれを修正する。
【０００５】しかし、タイヤモデルを用いるときに多く
の近似がモデルに入れられ、さらに、上記制御系は車両
の変位に基づいているため、反応は必然的に帰納的なも
のになり、車両の慣性に依存する一定の遅れの後でしか
働かない。このことから分かるように、ＥＳＰシステム
は状態変数として車両の横方向加速度と偏揺速度の測定
値を含むため、その変位が安定範囲内に有るか否かを決
める前に、先ず最初に車両の変位を測定しなければなら
ない。車両の作動手段に作用が加わるのはその後であ
る。従って、車両の慣性が大きければ大きいほど、車両
の変位を検出するのが遅くなり、ＥＳＰシステムはドラ
イバが与えた命令に従わなくなる。すなわち、慣性が大
きいほど必要な修正がいっそう困難になる。現在の車両
の実際の作動手段は車両のブレーキ(この場合は車輪ご
とに制御され、ドライバの自発的なアクションの外にあ
る)とエンジンの力(熱エンジンの管理に関与して自動的
に低下させることができる)である。さらに、偏揺移動
の検出には高価なセンサーを用いる必要がある。また、
従来のシステムでは地面に対するタイヤのグリップ力を
推定して作動パラメータを選択しなければならないが、
この推定は現実の状態からある程度ずれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の欠点を無くし、特に車両の慣性の影響を完全に無くし
て、各タイヤ中心へ加わる実際の作用が期待する作用に
対応するように作動手段を制御して、作動手段がドライ
バの命令に従って安定した軌道に車両を維持できるよう
にすることある。本発明の車両の安定性を制御する方法
は車両の偏揺角度を測定しないでも実行できるという利
点を有する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明車両は車体と、少
なくとも１つの前車軸および後車軸と有する。本発明は
各車軸が少なくとも２つの路面との接触装置を有し、各
接触装置は少なくとも１つの車輪を備え、２つの接触装
置は車両、例えば四輪乗用車の中心対称面の両側に取り
付けられる場合に適しているが、これに限定されるもの
ではない。路面との各接触装置は路面と接触する一般に
タイヤまたは非空気式バンド（本発明ではいずれでも同
じものとして扱う）を有する車輪を備えている。車両は
各車輪を介して路面に伝達される力に力（作用）を加え
る作動手段、例えばブレーキ、ステアリング手段を有し
ている。この作動手段は各車輪毎に選択的に作用しても
よく、各車輪に支持された荷重を分布する場合もある。
【０００８】本発明の第１の観点から提供される本発明
方法は下記の段階を含む： １）前後の各車輪の中心に加わる横方向力「Ｙ」を実時
間で測定し、 ２）車両のドライバからの命令に基づいて所望の横方向
力「Ｙdesired」を各車輪に対して計算し、 ３）測定された横方向力と所望の横方向力とを比較して
所望の横方向力に関する誤差信号を出し、 ４）車軸の一つに加わる力が所望の横方向力に対応しな
い場合には、誤差信号を最小にするように作動手段に力
を加える。
【０００９】車両のドライバは、車両を直線軌道上に維
持するためや、車両を横方向へ移動（高速道路での追い
越し車線への変更）させるためや、方向転換させるため
に、周囲の外乱（例えば横風、突風）とは無関係に命令
を出す。ドライバが作動させる車両の作動手段（ステア
リングホイールや、例えば欧州特許出願第０,８３２,８
０７号に記載のような操作レバー）がどんなものであっ
ても、それらの実際の目的は一定の横方向力を与える
か、横方向力に所定の変化を与えることにある。従っ
て、本発明では有効な力を実時間で測定し、それを横方
向力または横方向力の変化で表されるドライバの命令と
比較し、最後に車両で利用可能な適当な作動手段を制御
する。
【００１０】本発明の第２の観点で提供される本発明方
法は、ドライバの命令を異なる状態で表すもので（その
理由は後で詳しく説明する）、下記の段階を含む： １）前後の各車輪の中心に加わる横方向力「Ｙ」を実時
間で測定し且つ車輪によって車両に加わる偏揺モーメン
トを実時間で計算し、 ２）ステアリング制御装置の信号を実時間で測定し且つ
所望の偏揺モーメント「Ｍdesired」を計算し、 ３）有効偏揺モーメントと所望の偏揺モーメントとを比
較して所望の偏揺モーメントに対する誤差信号を出し、 ４）有効偏揺モーメントが所望の偏揺モーメントより大
きい場合には、誤差信号を最小にするような力を作動手
段に加える。
【００１１】すなわち、前車軸の横方向力が飽和した場
合には、前車軸の横方向力がドライバの要求する力より
小さいので車両はアンダーステアになる。この場合には
例えば従来のＥＳＰシステムで公知の形式の自動的なア
クション（それとは異なる他のアクションについては以
下で説明する）によってドライバの要望に従って車両の
シャシに合力を加えることができ、アンダーステアリン
グを避けることができる。一方、後車軸の横方向力が飽
和した場合には、後車軸の横方向力がドライバの要求す
る力より小さいので、車両はオーバーステアになる。こ
の場合には上記の自動的なアクションによってドライバ
の要求に従って車両シャシに合力を加えることができ、
オーバーステアリングを避けることができる。
【００１２】上記の説明は一般に定常状態（または確立
した状況）とよばれている状態に関するものである。非
常時の操作（障害物の回避、車線変更）で一般的な過渡
状態では、ステアリングホイール速度は車両に作用する
所望の偏揺モーメントに等しいと考えられる。実際の偏
揺モーメントが所望の偏揺モーメントより小さい場合
は、車両の方向転換が十分に行われず、実際の偏揺モー
メントが所望の偏揺モーメントより大きい場合は、車両
の方向転換が大きくなりすぎる。
【００１３】本発明のさらに別の観点から提供される本
発明方法は、ドライバの主観的な知覚のシミュレーショ
ンを試みるために、ドライバの命令を異なる状態で処理
し、下記の段階を含む： １）前後の各車輪の中心に加わる横方向力「Ｙ」を実時
間で測定し、 ２）ステアリングホイール角を実時間で測定し、 ３）横方向力「Ｙ」から偏揺モーメント実時間で測定
し、前後の車輪からの車両の重心の距離を実時間で計算
し、 ４）ステアリングホイール速度に対する偏揺速度の利得
を実時間で計算し、 ５）偏揺速度の利得が第１低閾値より小さい場合には車
両のステアリングを大きくするように作動手段を制御
し、偏揺速度の利得が第１高閾値より大きい場合には車
両のステアリングを小さくするように作動手段を制御す
る。
【００１４】「偏揺速度の利得」とはステアリングホイ
ール角の変化に対する偏揺速度の変化の比を意味する。
ドライバがステアリングホイールを操作した時の速度が
車両の偏揺加速度の要求値に対応するということに注意
されたい。偏揺速度の利得が第１の低閾値より小さい場
合には、車両が危険な状態でアンダーステアし始めると
考えられる。その場合の修正の目的はステアリングを助
けることにある。偏揺速度の利得が第１の低閾値より大
きい場合には車両がオーバーステアし始める危険な状態
でと考えられる。その場合の修正の目的は過度のステア
リングを防ぐことにある。これらの閾値は経験的に決定
することができる。これらの概念を定量化するためには
第１の低閾値を約０．１に、また、第１の高閾値を約
０．５にすることができる。
【００１５】本発明方法では、車軸の１方の力が所望の
横方向力に対応しない場合、あるいは有効偏揺モーメン
トが所望の偏揺モーメントより大きい場合、さらには偏
揺速度の利得が正常とみなされる利得に対応しない場合
には、作動手段にアクション信号を送信して誤差信号を
最小にする。それによって信号を確立したり、車両の偏
揺速度を測定したりする必要がなくなった。この方法は
冗長項を計算に加えることが要求される場合に偏揺速度
の測定と組み合わせることができるということは理解で
きよう。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は車両の各車輪の中心に作
用する力に基づいて、車両の安定性を制御するシステム
を調節するための方法を提供することは理解できよう。
実際には、ドライバの動作（ステアリング、加速または
制動を含む）はタイヤによって地面に伝達される力（力
の変化）になる。これらの力の変化がドライバの命令と
比較し、コヒーレントな関係にあるか否かによって車両
が安定しているか否かの結論を出すことができる。結果
として生じる変位は路面に加わる力に基づいて計算され
る。このようにして、車両の軌道をかなり早い時期に修
正することができ、さらにＥＳＰシステムの利得を正確
に修正することができ、安全性はさらに高くなり、ドラ
イバおよび乗客の快適性は向上する。
【００１７】路面に対する力に基づいて安定性の基準を
実時間で予測することによって車両の軌道の安定性制御
を向上させることができ、力を直接測定することによっ
て例えば発生した横方向力とタイヤの横滑り角との間に
非線形が存在することが検出でき、それによって路面グ
リップとは無関係に空気タイヤの飽和点を正確にモニタ
ーすることができる。
【００１８】車両の安定性が失われる主たる原因はタイ
ヤが車両の運動を見つけても軌道を修正できなくなるた
めである。タイヤがどのような横方向力を発生しても慣
性の力に対抗することができない場合がある。これはグ
リップが不十分（濡れた路面、アイスバーン、雪、砂、
枯葉）であるか、ドライバがタイヤを誤った状態（パン
クまたは空気が十分に入っていない状態）で使用してい
るか、１つまたは複数のタイヤの物理的限界を超える過
度のドリフトまたは横滑り状況に車両が直接置かれる等
のためである。この場合、１つまたは複数のタイヤがそ
の飽和点に達したといえる。
【００１９】特開昭６０−２０５０３７号で提案される
ような懸架軸受を設け、この懸架軸受で測定を行なうこ
とによってタイヤが発生する縦方向および横方向の力を
容易に求めることができる。あるいは、タイヤ自体に路
面に対するタイヤの力を記録するためのセンサーを設け
ることもできる。例えばドイツ国特許第３９,３７,９６
６号、米国特許第５，８６４，０５６号または第５，５
０２，４３３号に記載のような手段を設けることができ
る。各車輪の中心に作用する力は上記のいずれかの方法
で測定される力に基づくか、懸架装置の平衡式から容易
に計算することができる。すなわち、３つの力、Ｘ、
Ｙ、Ｚは実時間で得られ、それに基づいて本明細書で説
明した要求からＹ信号を処理することができる。以下、
添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００２０】
【実施例】速度が一定の場合、ドライバが与えるステア
リングホイール角は車両に対する横方向力の要求値また
は偏揺トルクの要求値と解釈。図１の上側部分にはこの
ことが概念的に示してある。本発明を実施するためには
さらに実際の横方向力（空気タイヤまたは路面との接続
部に用いられる弾性バンドの横方向力）を測定する必要
がある。図1の左側部分に「車両」で始まるからブロッ
クはこのことを示していれる。図１のブロック図には２
つの方法が記載されている。すなわち、ドライバのアク
ションを横方向力の要求と解釈し、測定した横方向力と
比較するか、ドライバのアクションを偏揺トルクの要求
と解釈し、横方向力の測定値を測定した偏揺トルクに変
換して必要な比較を行う。
【００２１】前車軸の横方向力がドライバが望んだ力よ
り小さい場合には、自動的作用によって車両シャシに対
する合力がドライバの要求に従って得られ、アンダース
テアリングが避けられる。その変形として、制動作用に
加えて例えばステアリングコラムに取り付けた不可逆ス
テップモータによって追加のステアリング手段へアクシ
ョンを加えた場合にも、車両シャシに対する合力はドラ
イバの要求に近くできる。ステアリング手段にアクショ
ンを加える別の方法は例えば米国特許第５，８８４，７
２４号に記載の制御装置に適当な制御命令を送信する方
法である。他の変形として、制動作用または上記ステア
リングに対するアクションに加えて、前車軸と後車軸と
の間のロールモーメント分布にアクションを加えて前車
軸および後車軸にそれぞれ発生する横方向力にアクショ
ンを加えることができる。
【００２２】すなわち、ドライバの要求する軌道から車
両が外れたときには、慣性の力を補正するために発生さ
せなければならなかった過剰な横方向力を一つまたは複
数のタイヤが発生できなくなる。タイヤは飽和限界に達
したということができる。この飽和現象は実際には単一
の車軸の単一タイヤで始まり、その結果、一方の車軸は
予定された横方向力を発生できなくなり、車両はオーバ
ーステアになるか、アンダーステアになる。どちらにな
るかは飽和現象が後車軸で起こるか、前車軸で起こるか
で決まる。
【００２３】また、方向転換時には遠心力によって外側
タイヤが過負荷になるということも周知である。前車軸
と後車軸との間のこの過負荷分布は車両懸架装置のアン
チローリング特性によって決まる。横方向力が飽和点に
最初に達するタイヤを有する車軸によって生じたアンチ
ローリング量を小さくすることによって、同じ車軸上の
他方のタイヤがより大きな垂直負荷によってより大きな
横方向力を発生させることができるだけでなく、他方の
車軸上のタイヤが飽和点に近づき、さらには飽和点に達
してリミットがセットされたり、他方の車軸によって発
生する横方向力が減少する。
【００２４】一方、後車軸の横方向力が最初に飽和点に
達した場合には、後車軸の横方向力がドライバの要求す
る力より小さいので車両は方向転換する。自動制御作用
または補助ステアリング手段またはローリングモーメン
ト分布装置に加わるアクションによって、ドライバの要
求に従って車両シャシに対する合力を得ることができ、
従って、オーバーステアリングを避けることができる。
上記の作動手段を制御するための規則は図1に「制御装
置」で概念的に示してある。この「制御装置」は上記の
1つまたは複数の作動手段を制御する。
【００２５】上記パラグラフでは一般に定常状態（また
は確立状況）といわれる状態について述べたが、非常時
の操作（障害物の回避、車線変更）で一般的な過渡的状
態ではそうではなく、この場合にはステアリングホイー
ル速度は車両に対する所望の偏揺トルクに等しいと見な
される。実際の偏揺トルクが所望の偏揺トルクより小さ
い場合には、車両の方向転換が十分に行われない。逆
に、実際の偏揺トルクが所望の偏揺モーメントより大き
い場合には車両の方向転換は大きくなり過ぎる。この場
合には、制御装置がいずれかの作動手段、例えばブレー
キ、補助ステアリング手段またはアンチローリング分布
装置に作用して、偏揺トルクをドライバの要求に従って
車両シャシに加えることができる。
【００２６】以下の説明では下記の一般的な表記を採用
する： 前車軸の所望横方向力：Ｙ1desired 後車軸の所望横方向力：Ｙ2desired 所望偏揺モーメント：Ｍzdesired Ψ：車両の偏揺角 δ：車両の横滑り角 αc：車輪のステアリング角 γt：横方向加速度
【００２７】問題の物理的現象を簡単に説明するため
に、以下では二輪自動車で考える（図２参照）。各車軸
のタイヤに加わる横方向力は各車軸の中心に表してあ
る。当業者にはこの方法はよく知られており、この方法
を複数のタイヤを備えた車軸を有する車両にどのように
適用するかは必要に応じて行い得ることである。二輪自
動車は下記の式で表される：
【００２８】
【数１】 （ここで、Ｍは車両の質量、Ｖは車両の縦方向速度、Ｙ
1は前車軸での横方向力、Ｙ2は後車軸での横方向力を表
し、式（1）は横方向力が横方向加速度と釣り合ってい
ることを表している）。
【００２９】
【数２】 （ここで、ＩZは偏揺慣性、ｌ1は前車軸から重心までの
距離、ｌ2は後車軸から重心までの距離を表し、式
（２）はモーメントの釣り合いを表している）
【００３０】二輪自動車の剛体な本体の移動と前車軸の
タイヤのステアリングとによる前後のタイヤの横滑り角
は下記のように表すことができる： 前車軸の横滑り：
【００３１】
【数３】
【００３２】後車軸の横滑り：
【００３３】
【数４】
【００３４】値l1（またはl2）は前車軸（または後車
軸）から車両の重心ＣＧまでの距離である。車両の幾何
形状は図２に示してある。タイヤのこの横滑り角によっ
て二輪自動車には横方向力が生じる：
【００３５】
【数５】
【００３６】
【数６】
【００３７】値Ｄ1（またはＤ2）は前車軸（または後車
軸）のタイヤの全コーナリング剛性である。式（３）、
式（４）を式（５）、式（６）に代入すると下記の式が
得られる：
【００３８】
【数７】
【００３９】
【数８】
【００４０】式（７）、式（８）を式（１）、式（２）
に代入すると偏揺速度（およびその導関数）、横滑り角
（およびその導関数）および車両の特性の関数のみで表
される系が得られる：
【００４１】
【数９】
【００４２】
【数１０】
【００４３】ラプラス変換することによって、偏揺速度
とステアリングホイール角との間の伝達関数および本体
横滑りとステアリングホイール角との間の伝達関数を表
すことができる。この伝達関数の静的部分（すなわちゼ
ロ周波数に関する部分）は車両の特性（比例関係の係
数）と前進移動の速度との関数で簡単に表される。
【００４４】
【数１１】
【００４５】
【数１２】
【００４６】これらの式は値Ｖｃ（臨界速度とよばれ
る）を導入することによって単純化することができる。
このＶｃは速度に対応し、車両の特性（前車軸Ｍ１が支
持するに重量、後車軸Ｍ２が支持する重量、距離ｌ1お
よびｌ2）とそれに取り付けたタイヤとに依存する。
【００４７】
【数１３】
【００４８】式（９）および式（１０）は下記の式にな
る：
【００４９】
【数１４】
【００５０】
【数１５】
【００５１】上記の式を式（３）および式（４）に再導
入し、さらに式（５）および式（６）に再導入すると、
ドライバが要求する力が得られる：
【００５２】
【数１６】
【００５３】
【数１７】
【００５４】これらの式はドライバのアクションに起因
する横方向力の要求値が命令（αc）そのものと、車両
の速度（Ｖ）と、全てが車両自体の関数である（すなわ
ち車両に関する）他のパラメータとにのみ依存するとい
う事実を表していることは理解できよう。また、式
（９）を微分し、偏揺加速度に偏揺慣性を掛けると、所
望の偏揺モーメントＭｚが得られる：
【００５５】
【数１８】
【００５６】
【数１９】
【００５７】同様に、式（１４）はドライバのアクショ
ンに起因する偏揺モーメントが命令（αc）自体と、車
両の速度（Ｖ）に、全てが車両自体の関数である（すな
わち車両に関する）他のパラメータとだけ依存するとい
うことを表している。また、ステアリングホイールでの
命令の変化を車軸の力の変化の要求値として表すことも
できる。
【００５８】
【数２０】
【００５９】
【数２１】
【００６０】全てのタイヤールに対する横方向力Ｙと、
この横方向力Ｙの変化と、ステアリングホイール角の変
化とを各瞬間に測定することができる場合には、所望の
力と実際に測定した力との差が大きくなった時に軌道制
御系が作動するようにする。この場合の安定性の基準は
上記の差が小さい限り車両は安定性を維持するというこ
とを表す（ドライバの要求と実際の状態との妥協）。以
下、下記利得を見積もった場合の車両の安定性の基準を
確立する方法を説明する： 偏揺速度の利得：
【００６１】
【数２２】
【００６２】横滑り速度の利得：
【００６３】
【数２３】
【００６４】横方向加速度の利得：
【００６５】
【数２４】
【００６６】これらの各種利得は車輪のステアリングの
変化に対して表される。二輪自動車の式は上記の式
（1）および式（2）で表れる。車輪のステアリング角は
下記の時間の導関数に導入することができる。
【００６７】
【数２５】
【００６８】
【数２６】
【００６９】全ての車輪に対する横方向力Ｙと、この横
方向力Ｙの変化と、ステアリングホイール角の変化とは
各瞬間に測定できると仮定する。式（１６）を式（２）
に代入すると、力の関数で偏揺速度の利得が得られる：
【００７０】
【数２７】
【００７１】この式から直接下記の式（すなわち、車輪
のステアリングの変化に対する偏揺速度の利得）が得ら
れる：
【００７２】
【数２８】
【００７３】ドライバの「主観的な」知覚と結び付ける
ために、ステアリングホイールでの利得（αVはステア
リングホイール角）をステアリング命令の減速比：αV
＝αC×ｎを導入することによって再び公式化すること
を提案する。偏揺速度の利得は下記のようになる：
【００７４】
【数２９】
【００７５】ドライバの通常の運転範囲が下記の範囲内
にあることは経験的にわかっている：
【００７６】
【数３０】
【００７７】ステアリングホイール角の関数としての偏
揺速度の利得（式（１８）参照）が極端に小さくなる
（アンダーステアリング）か、極端に大きく（オーバー
ステアリング）なった時に軌道制御系が作動することを
提案する。ここで提案した安定性の基準は上記利得に制
限される限り車両は安定性を維持するということを表
す。別の実施例では、ステアリングホイール角の関数で
横方向加速度の利得を基準として確立することができ
る。式（１）を車輪角に対して微分すると下記の式が得
られる：
【００７８】
【数３１】
【００７９】偏揺速度の利得を上記の式に導入すること
によって下記の式が得られる：
【００８０】
【数３２】
【００８１】
【数３３】
【００８２】
【数３４】
【００８３】
【数３５】
【００８４】すなわち、横滑り速度の利得の式が得られ
る。上記の２つの利得を加算すると、車輪のステアリン
グの変化に対する横方向加速度の利得が得られる。
【００８５】
【数３６】
【００８６】ドライバの「主観的な」知覚とを結び付け
るために、ステアリングホイールでの利得（αVはステ
アリングホイール角）をステアリング命令の減速比：α
V ＝αC×ｎを導入することによって再び公式化するこ
とを提案する。横方向加速度の利得は下記のようにな
る：
【００８７】
【数３７】
【００８８】ステアリングホイール角の関数としての横
方向加速度の利得（式（１９）参照）が極端に小さい
（アンダーステアリング）か、極端に大きく（オーバー
ステアリング）なくなった時に軌道制御系が作動するこ
とを提案する。この提案の安定性の基準は上記利得に制
限される限り車両は安定性を維持することを表す。
【００８９】また、横方向加速度の利得も表すことがで
き、これは偏揺速度の利得として同じ物理的現象の異な
る式になることは理解できよう。横滑り速度の利得から
始める同じ方法でほぼ同じ基準を得ることができる。以
下、典型的な操作下での車両の動的シミュレーションを
図面を用いて説明する。用いるシミュレーションモデル
は偏揺、ピッチ、ロールおよび４つの車輪の回転で車両
の平衡を表すことができる７つの自由度を有する四輪の
車両モデルである。ここに示す３つのシミュレーション
はゴルフ（Ｇｏｌｆ）を９０km/hの速度で走行させた時
の自動車特性である。
【００９０】第1のシミュレーション（図３のａ、ｂ、
ｃ）はステアリングホイールの要求値として乾いた路面
上で周波数０．５Ｈｚの正弦波で振幅を次第に大きくた
場合のグラフである。図は横方向力（Ｙ）または偏揺モ
ーメント（Ｍｚ）を示し、全ての図で「ｒ」で示した連
続曲線は実際の値を表し、「ｓ」で示した点線はドライ
バの要求値を表している。グラフの曲線から式（１２）
（１３）（１４）の状況における車軸（図の「１」また
は「２」の前車軸または後車軸）の２つの横方向力の合
計量とドライバが要求した力との間の差がわかる。ドラ
イバの要求値に対する空気タイヤの力の飽和と、実際の
力と予測した力との間の位相ずれが分かる。図４は軌道
上の車両（四角形で表す）を車両の重心（連続曲線で表
す）で象徴的に表したものである。図４に示されるいく
つかの連続した位置において車両の向きと車両の重心で
の軌道に対する接線との間の角度があることから車両の
実際の操縦と所望軌道との位相ずれが認められる。
【００９１】第２のシミュレーション（図５のａ、ｂ、
ｃ）では、ステアリングホイールの要求値としてオーバ
ーステアリングによって車両の制御が失われるまで、濡
れた路面上で周波数０．５Ｈｚの正弦波で振幅を次第に
大きくした。こうした制御低下は所望の偏揺モーメント
と実際の偏揺モーメントとの間に差がある場合に予想で
きる。軌道（図６）からわかるように実際の偏揺モーメ
ントが過度に大きいため車両は軌道から外れる。
【００９２】第３シミュレーション（図７のａ、ｂ、
ｃ、図８）はドライバは濡れた路面上で車線を変えて車
両の制御ができない場合である。この危険な状況は偏揺
モーメントと所望の力と実際に車両が受ける力との差に
注目することによって検出することができる。第４シミ
ュレーション（図９のａ、ｂ、ｃ、図１０、図１１）は
上記制御方法によって前車軸と後車軸との間のローリン
グモーメント分布を変えることによって車両の軌道を安
定化させることができるということを示している。操作
は前回の操作（濡れた面上を９０ｋｍ／時で走行し、障
害物を避ける）と同一である。過度の偏揺力が実際に検
出された時は車両の前車軸でのアンチローリングモーメ
ントが強くなり、車両の後車軸では同じ量だけ減少し
て、できるだけ速く車両を安定化させて４つのタイヤの
グリップ能力を最大限に利用できるようになっている。
力の飽和がよりよく制御され、それによって位相ずれが
小さくなり、従って偏揺モーメントがより良く管理さ
れ、車体の応答がより良く識別でき。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を説明するブロック図。
【図２】 二輪自動車の概念図。
【図３】 乾いた路面上、９０ｋｍ／時でジグザグステ
アリング操作をａ、ｂ、ｃの順で大きくした際に生じる
横方向力と偏揺モーメントとを示す図。
【図４】 図３のａ、ｂ、ｃに示した場合の車両の軌道
を示す図。
【図５】 濡れた路面上、９０ｋｍ／時でジグザグステ
アリング操作をａ、ｂ、ｃの順で大きくした際に生じる
横方向力と偏揺モーメントとを示す図。
【図６】 図５のａ、ｂ、ｃに示した場合の車両の軌道
を示す図。
【図７】 濡れた路面上、９０ｋｍ／時で障害物を避け
ようとするステアリング操作をａ、ｂ、ｃの順で大きく
した際に生じる横方向力と偏揺モーメントとを示す図。
【図８】 図７のａ、ｂ、ｃに示した場合の車両の軌道
を示す図。
【図９】 アンチローリング分布ダイナミック制御装置
を備えた車両の場合の濡れた路面上、９０ｋｍ／時で障
害物を避けようとするステアリング操作をａ、ｂ、ｃの
順で大きくした際に生じる横方向力と偏揺モーメントと
を示す図。
【図１０】 図９のａ、ｂ、ｃに示した場合の車両の軌
道を示す図。
【図１１】 車両を安定させるためのアンチローリング
分布を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 111:00 Ｂ６２Ｄ 111:00 119:00 119:00 (72)発明者 パトリック パロ フランス国 63000 クレルモン−フェラ ン リュ アマデオ 40 Ｆターム(参考） 3D032 CC02 DA04 DA10 DA14 DA23 DA39 DA40 DD02 EB21 FF01 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA20 CA24 3D046 BB22 GG02 GG10 HH25 KK12 3G084 BA01 CA06 DA04 DA28 FA04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車体と、前方および後方の少なくとも一
    つの路面との接触装置とを有し、路面との各接触装置は
    少なくとも１つの車輪を有し、この車輪を介して力を路
    面に伝達する作動手段を有する車両の安定性を制御する
    方法であって、 下記段階を含むことを特徴とする方法： １）前後の各車輪の中心に加わる横方向力「Ｙ」を実時
    間で測定し、 ２）車両のドライバからの命令に基づいて所望の横方向
    力「Ｙdesired」を各車輪に対して計算し、 ３）測定された横方向力と所望の横方向力とを比較して
    所望の横方向力に関する誤差信号を出し、 ４）車軸の一つに加わる力が所望の横方向力に対応しな
    い場合には、誤差信号を最小にするように作動手段に力
    を加える。
  2. 【請求項２】 車体と、前方および後方の少なくとも一
    つの路面との接触装置とを有し、路面との各接触装置は
    少なくとも１つの車輪を有し、この車輪を介して力を路
    面に伝達する作動手段を有する車両の安定性を制御する
    方法であって、 下記段階を含むことを特徴とする方法： １）前後の各車輪の中心に加わる横方向力「Ｙ」を実時
    間で測定し且つ車輪によって車両に加わる偏揺モーメン
    トを実時間で計算し、 ２）ステアリング制御装置の信号を実時間で測定し且つ
    所望の偏揺モーメント「Ｍdesired」を計算し、 ３）有効偏揺モーメントと所望の偏揺モーメントとを比
    較して所望の偏揺モーメントに対する誤差信号を出し、 ４）有効偏揺モーメントが所望の偏揺モーメントより大
    きい場合には、誤差信号を最小にするような力を作動手
    段に加える。
  3. 【請求項３】 車体と、前方および後方の少なくとも一
    つの路面との接触装置とを有し、路面との各接触装置は
    少なくとも１つの車輪を有し、この車輪を介して力を路
    面に伝達する作動手段を有する車両の安定性を制御する
    方法であって、 下記段階を含むことを特徴とする方法： １）前後の各車輪の中心に加わる横方向力「Ｙ」を実時
    間で測定し、 ２）ステアリングホイール角を実時間で測定し、 ３）横方向力「Ｙ」から偏揺モーメント実時間で測定
    し、前後の車輪からの車両の重心の距離を実時間で計算
    し、 ４）ステアリングホイール速度に対する偏揺速度の利得
    を実時間で計算し、 ５）偏揺速度の利得が第１低閾値より小さい場合には車
    両のステアリングを大きくするように作動手段を制御
    し、偏揺速度の利得が第１高閾値より大きい場合には車
    両のステアリングを小さくするように作動手段を制御す
    る。
  4. 【請求項４】 第１低閾値が０．１であり、第１高閾値
    が０．５である請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 路面との各接触装置が車体に対する車輪
    の揺動運動を可能にする垂直懸架装置を有し、前方車軸
    の車輪間に第１のローリング制御手段があり、後方車軸
    の車輪間に第２のローリング制御手段がある車両におい
    て、 作動手段に力を加える段階が、車輪によって車両に加わ
    る偏揺モーメントを減らすために後方のローリングモー
    メントを減らし、その逆も同様にして、誤差信号を減ら
    すように、前車軸と後車軸との間のローリング分布を全
    体的に一定なアンチローリング効果となるように動的に
    変えることからなる、請求項１〜３のいずれか一項に記
    載の車両の安定性を制御する方法。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つの車軸が少なくとも１つ
    の車軸の車輪を操縦するための補助手段を含み、この補
    助手段はステアリング制御装置とは独立して作用する車
    両において、 作動手段に力を加える段階が、車輪によって車両に加わ
    る偏揺モーメントを変えて誤差信号を減らすように、補
    助ステアリング手段を動的に変える命令を含む請求項１
    〜３のいずれか一項に記載の車両の安定性を制御する方
    法。
  7. 【請求項７】各車輪にブレーキトルクを選択的に加える
    手段を含む車両において、 作動手段に力を加える段階が、車両がカーブする際のカ
    ーブの外側に位置する車輪の少なくとも１つに制動力を
    加えて車輪によって車両に加わる偏揺モーメントを小さ
    くするか、車両がカーブする際のカーブの内側に位置す
    る車輪の少なくとも１つに制動力を加えて車輪によって
    車両に加わる偏揺モーメントを大きくして誤差信号を減
    らすことからなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の
    車両の安定性を制御する方法。
JP2001120199A 2000-04-18 2001-04-18 横方向力の測定に基づいた車両軌道へのアクション Withdrawn JP2002087310A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0005070A FR2807836A1 (fr) 2000-04-18 2000-04-18 Critere de stabilite des vehicules par la mesure des efforts transversaux
FR0005070 2000-04-18
FR0010542 2000-08-10
FR0010542 2000-08-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002087310A true JP2002087310A (ja) 2002-03-27

Family

ID=26212353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001120199A Withdrawn JP2002087310A (ja) 2000-04-18 2001-04-18 横方向力の測定に基づいた車両軌道へのアクション

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6604036B2 (ja)
EP (1) EP1147960A1 (ja)
JP (1) JP2002087310A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014084033A (ja) * 2012-10-25 2014-05-12 Bridgestone Corp 安定性評価システム、および安定性評価方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10032115A1 (de) * 2000-07-01 2002-01-10 Zahnradfabrik Friedrichshafen Lenksystem
DE10128690A1 (de) * 2001-06-13 2002-12-19 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zur Regelung der Fahrstabilität
JP3950729B2 (ja) * 2002-04-23 2007-08-01 アイシン精機株式会社 車両の運動制御装置
JP4511815B2 (ja) * 2003-09-26 2010-07-28 アイシン精機株式会社 サスペンション制御装置
JP4161923B2 (ja) * 2004-03-09 2008-10-08 株式会社デンソー 車両安定化制御システム
JP4638185B2 (ja) * 2004-08-04 2011-02-23 富士重工業株式会社 車両の挙動制御装置
FR2888810B1 (fr) * 2005-07-25 2007-10-12 Renault Sas Procede de controle de l'orientation directionnelle d'un vehicule
WO2008092003A2 (en) 2007-01-25 2008-07-31 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle systems control for improving stability
JP4569623B2 (ja) * 2007-12-20 2010-10-27 株式会社デンソー 車両監査装置およびそれを用いた車両制御システム
CA2830590C (en) 2011-03-21 2017-08-22 Polaris Industries Inc. Three wheeled vehicle
USD689794S1 (en) 2011-03-21 2013-09-17 Polaris Industries Inc. Three wheeled vehicle
CN103884517A (zh) * 2014-03-15 2014-06-25 吴明 规定初速度制动距离和跑偏量的检测方法
US9434409B2 (en) * 2014-04-03 2016-09-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire lateral force model with temperature adaptation and method
FR3028828B1 (fr) * 2014-11-26 2016-12-23 Jtekt Europe Sas Detecteur de sous-virage et de survirage pour vehicule automobile
DE102014017594A1 (de) * 2014-11-27 2016-06-02 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zur Durchführung eines Ausweichmanövers, Computerprogrammprodukt sowie Kraftfahrzeug
JP6213904B1 (ja) * 2016-06-30 2017-10-18 マツダ株式会社 車両用挙動制御装置
US10150474B2 (en) * 2017-01-04 2018-12-11 Robert Bosch Gmbh Reducing lateral position deviation during an automated lane change
US10266202B2 (en) * 2017-04-12 2019-04-23 GM Global Technology Operations LLC Methods and systems for vehicle lateral force control
JP6930466B2 (ja) * 2018-03-14 2021-09-01 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
DE102022123608A1 (de) 2022-09-15 2024-03-21 ASFINAG Maut Service GmbH Verfahren zum infrastrukturgestützten Assistieren eines Kraftfahrzeugs

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60205037A (ja) 1984-03-29 1985-10-16 Bridgestone Corp 弾性ブツシユ
US4998593A (en) * 1989-03-31 1991-03-12 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Steering and brake controlling system
DE3937966C2 (de) 1989-11-15 1994-02-03 Bert Prof Dr Ing Breuer Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Kraftschlußverhältnisse zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahn
US5229944A (en) * 1990-03-22 1993-07-20 Yoshiki Yasuno Braking force control apparatus
DE4200061C2 (de) 1992-01-03 2001-09-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugquergeschwindigkeit und/oder des Schwimmwinkels
DE4216301C2 (de) 1992-05-16 1997-05-22 Daimler Benz Ag Verfahren zur Bestimmung das Fahrverhalten charakterisierender Größen
US5548536A (en) * 1992-05-16 1996-08-20 Daimler-Benz Ag Method for determining quantities which characterize the driving behavior
DE4335938A1 (de) 1992-12-17 1995-04-27 Continental Ag Verfahren zur Aquaplaning-Erkennung bei Fahrzeugreifen
US6021367A (en) * 1994-08-24 2000-02-01 Ford Global Technologies, Inc. Vehicle steering system and method for controlling vehicle direction through differential braking of left and right road wheels
US5915800A (en) * 1995-06-19 1999-06-29 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha System for controlling braking of an automotive vehicle
DE19546943C1 (de) 1995-12-15 1997-06-19 Daimler Benz Ag Lenkung für nicht spurgebundenes Fahrzeug
DE19601795A1 (de) * 1996-01-19 1997-07-24 Teves Gmbh Alfred Verfahren zur Erhöhung des Giermomentes eines Fahrzeugs
DE19623595A1 (de) 1996-06-13 1997-12-18 Teves Gmbh Alfred Verfahren zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs
US5852787A (en) * 1996-09-03 1998-12-22 Ford Global Technologies, Inc. Vehicle suspension control
DE19639849C1 (de) 1996-09-27 1997-10-30 Daimler Benz Ag Verfahren zur Auswahl eines von mehreren gleichwirkenden Bedienelementen zur Steuerung der Längs- und/oder Querdynamik eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE19650691C2 (de) * 1996-12-07 1998-10-29 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Verfahren zur Lenkunterstützung eines Fahrers eines Straßenfahrzeugs
US5864056A (en) 1998-02-17 1999-01-26 Bell; Larry D. Method and apparatus for monitoring the coefficient of friction between a tire and rolling surface, particularly to provide the vehicle operator with coefficient of friction, tire tread wear out and skid warning indications
DE19812238A1 (de) * 1998-03-20 1999-09-23 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Regelung des Gierverhaltens von Fahrzeugen
US6056371A (en) * 1998-08-24 2000-05-02 General Motors Corporation Feed-forward active brake control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014084033A (ja) * 2012-10-25 2014-05-12 Bridgestone Corp 安定性評価システム、および安定性評価方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6604036B2 (en) 2003-08-05
US20020035871A1 (en) 2002-03-28
EP1147960A1 (fr) 2001-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3149025B2 (ja) 前車軸かじ取りにより車両の横運動を制御する方法
JP2002087310A (ja) 横方向力の測定に基づいた車両軌道へのアクション
JP4568302B2 (ja) 加加速度情報を用いた車両の前後加速度制御装置
JP3546423B2 (ja) 車両運動制御装置
CN111267835B (zh) 基于模型预测算法的四轮独立驱动汽车稳定性控制方法
JP3394249B2 (ja) 車両運動の制御方法
US10005455B2 (en) Method in order to control vehicle behaviour
KR101697809B1 (ko) 브레이킹 및 드라이빙 동작들로 드라이빙 역학에 영향을 미치는 방법 및 브레이킹 시스템
US6859713B2 (en) Method and system for regulating a stability control system of a vehicle
US7191047B2 (en) Motor vehicle control using a dynamic feedforward approach
EP3044058B1 (en) Vehicle control system and method
JP2005112008A (ja) 車両の統合制御装置
KR102067914B1 (ko) 노면 상에서의 수막현상의 경우 운전자들을 보조하기 위한 방법
JP2007008450A (ja) 自動車の運転動特性調整方法
US7181326B2 (en) Active front steer control for vehicle stability enhancement
JP2003231429A (ja) 車両の中心対称面の両側での荷重移動を考慮した横方向力の測定値による車両の軌道へのアクション
KR20180033560A (ko) 전자식 브레이크 제어 유닛 및 자동차의 폐쇄 루프 제어를 수행하기 위한 방법
JP4718706B2 (ja) 車輌の走行制御装置
JP2000190832A (ja) 車輌の運動制御装置
JP3705077B2 (ja) 車輌の運動制御装置
JP3919908B2 (ja) 運転者の運転特性決定装置
JP3872308B2 (ja) 車輌の走行制御装置
JP2001233230A (ja) 車両の姿勢制御装置
JP2015150953A (ja) 車両運動制御装置
JP4284210B2 (ja) 車両の操舵制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080701