JP2002508275A - 自動車の傾き安定性を向上させる方法 - Google Patents
自動車の傾き安定性を向上させる方法Info
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Abstract
Description
即ち少なくとも3個の車輪を有する自動車の側方傾き安定性を向上させる方法に
関する。
車力学の原理」第9章309ページ〜333ページにおいて、T.D.Gill
espieは横転事故に関する種々のモデルについて記載している。傾く危険性
が発生する条件は、強固な(rigid)自動車の擬似固定模型と弾性的な(r
esilient)自動車の擬似固定模型を初めに、力学(dynamic)模
型までについて計算され、固有横揺れ(natural roll)周波数が考
慮される。 この本が発行されたとき既に貨物自動車、トラック、バス、ミニバス及びオフ
ロード車はコーナリングの際に、大きな横揺れ動作が高い重心及び/又は小さな
輪距幅(track width)によって傾きの危険要因を生じることが知ら
れていた。しかし以上のものに起因するだけでなく乗用車においても、特に正弦
状のステアリング動作の場合では、それらの車両が傾く範囲を増加させる振動を
増やす可能性がある。このような傾きの危険性は車両が不適当な積載をする事に
よってかなり増加する。即ち、片側あるいは車両の屋根に積載した場合である。
その積載によって自動車の質量重心点の位置は、上方あるいは片側に移動してし
まう。
ング時の側方安定性を向上させるシステムが開示されている。前記装置は車両の
右側と左側の高さの差異を測定するか車両の横方向の加速度を測定して、車両平
面と道路平面との横揺れ角を検出する。前記装置が傾き危険性を認識した場合、
傾きの外側に位置する前輪にブレーキをかけ、ヨーイングモーメントを修正する
。 上記のように、許容横揺れ角と同様に許容横方向加速度は、位置、特に自動車
の重心の高さ位置に依存する。
険性に対して適切に反応する方法を提供することである。 この目的は、走行の初めにおいて空の自動車の重心を考慮せずに、安定性の閾
値が計算されたときに許容車両積載を考慮に入れた自動車の最も好ましくない重
心を考慮することによって達成される。前記安定性の閾値は横方向加速度あるい
はこれと関連性のある値、例えばヨーイング度であっても良い。しかし、ヨーイ
ング度の代わりに横方向加速度を使う決定をすることは、自動車に設置された自
動的に横方向加速度を測定する計測装置が横方向の道路の傾き、例えば非常に傾
斜したカーブを考慮するので有利である。
ったり、車両のガソリンタンクのレベルが下がったりしなければ、走行中もあま
り変わらない。しかし、車両重量に比べて少し及び/又は緩やかな変化だけは存
在する。走行中、車両のセンサ技術は更に車両の真の重心位置をより正確に計算
する根拠となる加速及び減速動作に関する観測もできる。
てなされるものではない。同じ度合の右方向カーブに適用できるようにするため
に、以下の方程式の条件は符号を設けなければならないが、符号は説明を明確に
するという理由で省略した。 カーブ3の外側に位置する車輪3の踏面周りの重心にレバー(lever)モ
ーメントがかかったとき、カーブの内側に位置する車輪2はフロア−を持ち上げ
始める。そのことはこの場合互いに釣り合うという意味で考慮される。この反時
計回りは小さなφと車両重量のmを意味する。 m*g*[s/s−φ*(hM−hR)] ここでg=9.81m/s2である。
らす。 −m*aykrit*hM レバーモーメントを同一視すると、Rφによるφの代用、横方向加速度(gの
倍数)と共に横揺れ角φ(ラジアン)の変化を示すディメンジョンがない(di
mensionless)横揺れ度φ*g/ay、および、aykritの解は
、カーブの内側に位置する車輪が持ち上がる原因となる臨界横方向加速度に関し
て以下の条件となる。
い位置にある。従って、重心の位置は横方向安定性を述べるのには重要である。 臨界横方向加速度を求めるこの簡単な計算は擬似固定の場合にのみ有効である
。振動と同様の軌跡を有する力学的なハンドル操作をする場合において、自動車
は振動が増加する。従って、比較的小さい横方向加速度の場合では、安定化シス
テムはその既存の登録閾値ayon を有していなければならず、 ayon =d*aykrit ここで0<d<1である。 安定化制御から出る閾値は類似して規定される。 ayoff=e*aykrit ここで0<e<dである。
する操作の場合に横方向加速度ayの時間導関数a’yによって振動の増加が認 識されても良い。現実の且つ臨界横方向加速度による閾値a’yonを越えた時 、安定化限度(measure)を得るためのAND条件として導くことができ
る。 ay>ayon 及び a’y>a’yonである。
メンジョンがなく、jは時間のディメンジョンを有する。 i*ay+j*a’y>aykrit が有効となったときすぐに安定化限度は得られる。確実にまた四角状あるいはそ
の他の形状もまた線形関係の代わりに選択されても良い。最も適切な関係は、必
要なら一連のテストによって規定される。
れる。トレッド接触領域、即ち道路とタイヤ間の接触面における摩擦は伝達可能
な水平方向力の存在を規定する。長手方向力と横力に起因するベクトルの合計は
摩擦係数によって規定される最大力を越えることができない。制御の介入は制動
手段による長手方向力を増加するように実行しても良く、従って、最大伝達可能
横力だけでなく臨界横方向加速度も減少する。自動車は次にアンダーステア運転
を選択し、更に大きなカーブの半径に続く。
ブの外側に位置する前輪を制動する。一方において、カーブの外側に位置する車
両側部は、コーナリング中に更に圧力を受け、前軸は制動時に更に圧力を受ける
。従って、カーブの外側に位置する前輪は、他の車輪よりかなり大きな力をタイ
ヤと道路との間に伝達することができる。そのため、この場合前輪は最大の効果
が期待できる。他方において、カーブの外側に位置する前輪上に集中する長手方
向力の力ベクトルは、カーブの外側に位置する側面上にかかる自動車の重心を迂
回し、従って安定性を支える。同様の支持効果がカーブの外側に位置する後輪に
見られる。しかしながら、注意することが勧められるが、自動車がアンチブロッ
クシステムを備えていない場合、一般的に知られているように、前輪より早く大
きな圧力を受けた外側の後輪がブロックしたら、車両後部は軌跡をそれることも
ある。極端にハンドルを切ったとき、カーブの内側に位置する前輪の長手方向力
ベクトルはカーブの外側に位置する重心の方のみに見られ、従って長手方向力は
通常、安定性に抗して作用するが、それは次第に減少する横力によってそれほど
重要ではない。カーブの内側に位置する後輪は小さな傾きのときのみ圧力がかけ
られるので、その後輪を制動するのは横方向安定性に何の利点もない。従って、
横方向力伝達に対して最小の横揺れしか行わず、更に好ましくない経路で長手方
向力ベクトルを示し、タイヤがブロックしたときに軌跡がそれる傾向が働く。
を滑ることは、当然自動車の傾きに対して好ましい別の手段ではないので引き起
こされてはならない。 運転者によって引き起こされた制動作業中の臨界横方向加速度が認識されると
、発生した制動力は所定の横力の減少を考慮に入れて再配分する必要がある。そ
れによって、全体の制動モーメントが減少してはならない。車輪が周知のμ(ё
)−カーブの上の部分に留まっている間は、制動力の増加は危険ではない。最大
値に達したとき、たとえ小さくても制動モーメントの損失を引き起こす更なる制
動圧力の増加を考慮しなければならない。
ブの直線状に上昇する部分のみに横方向力を減少させるブレーキを有することを
提案する。 更に、能動的な自動車サスペンションは、カーブの外側に位置する車両の側面
を持ち上げることによって少なくとも一部の横揺れ角の補償を予測できる可能性
がある。このようなシステムは、例えば、トラックやバス用に開発された。
容できる負荷とによって傾きが最大の可能性を持って制限されることを保証する
横方向加速度の安定性閾値として考慮される。走行中に、前記閾値を上昇するこ
とを許容する可能性のある車輪センサ信号を観測することによって重心の位置に
対する結果を得ることができる。 加速中に駆動モータから発生した駆動トルクが周知なら、駆動力、即ちタイヤ
と道路との間に発生する長手方向力は計算することができる。好ましくは非駆動
車輪の車輪センサはある値に達した車速を検出し、それから車両の加速度が時間
導関数によって引き出される。車重は駆動力で割った加速度の結果である。周知
のスプリングが搭載されていない全ての部品の自動車の具体的な質量は、横揺れ
あるいはピッチ移動の場合に移動する質量mを考慮するために差し引かれる。
れによって、規定された制動力は制動圧力に割当てられる。 自動車の減速も重量の移動、即ち自動車のピッチ角の発生を、与えられた減速
についての前軸と後軸のスリップの違いから予測するために使用される。自動車
サスペンションの周知の弾性値と、周知のスプリングが搭載された質量mを用い
て、重心の高さhmをピッチレバーモーメントに基づき計算することができる。
四輪駆動車の場合、前軸と後軸とのスリップの違いは、加速度に基づき決定され
る。
の重心はそれから臨界横方向加速度aykritを計算する方程式に挿入するこ
とができる。 重心を決定するこの方法は、所定時間間隔で繰返される最初の加速及び制動の
操作中の走行開始直後に用いられるか、各々の適切な制動操作及び/又は加速操
作(好ましくは、ハンドルを切らない状態)中の走行開始直後に用いられる。
ステムはいくつかの方法で改良すべきであろう。ヨーイングモーメント制御は、
公称値についての自動車のヨーイング度を調整する。前記公称値は通常、物理的
に検出可能な値に限定される。しかし、物理的考察は一般的に道路面の摩擦係数
条件でのみ考慮される。高摩擦係数の場合、固定される最大公称ヨーイング度は
低摩擦係数の場合より高い。しかし高摩擦係数の場合、傾き危険性は大きな伝達
可能横力によって高くなる。公称ヨーイング度は、従って横方向安定性制御に関
する危険、横方向加速及び/又は登録閾値の考察に限定すべきである。このこと
は特にオーバーステアの傾向でなく過度のアンダーステアの傾向を弱めるシステ
ムの場合に危険である。オーバーステアを防止しようとする間、原則的には傾き
危険性も減らそうとする間、アンダーステアを防止しようとすることは傾き危険
性を引き起こしあるいはそれを支持する可能性がある。従って、疑念があるとき
は、横方向傾き安定性の上昇は、アンダーステアを回避するより重要である。
満たす必要がある。 個々の車輪の制動を能動的にする可能性が必要である。そのことは、一つの前
輪において、少なくともブレーキは運転者の介入なしに作動する必要があること
を意味している。この条件は例えば、前輪駆動及び駆動スリップ制御を備える自
動車の場合に生じる。バルブ配列についての小さな改良は各々の車輪の能動的制
動を可能にする。しかし、ブレーキ介入によるヨーイングモーメントを制御する
システムを備えた自動車も能動的制動を装備し、通常は各々の車輪について独立
している。アンチブロッキングシステムは、他方では制動圧力を増加させるため
に、通常ブレーキペダルに依存している。前記システムは、ブレーキ液タンク及
びブレーキ配管内の停止弁に連結された、例えば能動的制動力ブースターあるい
は自吸ポンプを備えることができる。もし必要なら追加の弁によって後軸ブレー
キの個々車輪の制御ができるようにすることも勧める。
Claims (10)
- 【請求項1】 少なくとも2軸及び少なくとも2本の輪距を有する自動車の
横方向傾き安定性を向上させる方法であって、 その限度は、自動車の横方向加速度と相互関係のある変数の第1閾値を越えた
とき横揺れを防止するのに用いられ、閾値は少なくとも走行の初めに自動車が許
容できる負荷に関して、傾きの危険性につながる最小値に相当することを特徴と
する方法。 - 【請求項2】 相関変数は、負荷をかけていない自動車の重心の位置にほぼ
一致する一点の横方向加速度であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 相関変数は、自動車の横方向加速度と時間導関数に起因する
関数であることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 第1閾値あるいは同一の物理的登録のそれより低い第2閾値
を越えなかったとき、安定化限度が中断されることを特徴とする前記請求項の何
れかに記載の方法。 - 【請求項5】 自動車の重心高さの第1の閾値及び/又は第2の閾値を調整
するために、走行中に速度を変更する自動車の反応を観測することによって判断
が行われることを特徴とする前記請求項の何れかに記載の方法。 - 【請求項6】 自動車の横方向加速度は、車輪センサの信号に基づき単独で
決定されることを特徴とする前記請求項の何れかに記載の方法。 - 【請求項7】 自動車の横方向加速度は、ステアリング角信号及び車輪セン
サの信号によって決定されることを特徴とする前記請求項の何れかに記載の方法
。 - 【請求項8】 横揺れを防止する限度は前軸上のブレーキ起動を含むことを
特徴とする前記請求項の何れかに記載の方法。 - 【請求項9】 アクティブ自動車サスペンションを有する自動車用であって
、横揺れを防止する限度は、自動車サスペンションに関する干渉を含むことを特
徴とする前記請求項1ないし8の何れか1項記載の方法。 - 【請求項10】 過度のアンダーステアリング防止する装置を有する自動車
用であって、横揺れを防止する限度は、過度のアンダーステアリングを防止する
方法より重要であることを特徴とする前記請求項1ないし9の何れか1項記載の
方法。
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19755761 | 1997-12-16 | ||
DE19755761.9 | 1997-12-16 | ||
DE19821593 | 1998-05-14 | ||
DE19830189.8 | 1998-07-06 | ||
DE19821593.2 | 1998-07-06 | ||
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002508275A5 JP2002508275A5 (ja) | 2009-07-02 |
JP4689822B2 JP4689822B2 (ja) | 2011-05-25 |
Family
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Family Applications (1)
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---|---|
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DE (1) | DE59812722D1 (ja) |
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- 1998-11-25 JP JP2000538897A patent/JP4689822B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4689822B2 (ja) | 2011-05-25 |
DE59812722D1 (de) | 2005-05-12 |
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