JP2004517278A - 車両の走行状態の監視システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アブソーバの機能の喪失を早期に認知して、車両の高い走行安定性を実現する、車両の走行状態の監視システム及び方法を提供する。
【解決手段】車両の少なくとも一つの車輪（１２）の車輪力を求めるための、車輪力を測定するセンサ装置（１０）、及び求められた車輪力を処理する手段（１４、１６）、を備えた、車両の走行状態の監視システムにおいて、その処理の結果から、車輪（１２）に割当てられたショックアブソーバの状態を求める。本発明はまた、該システムに対応する、車両の走行状態の監視方法に関する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、車両の少なくとも一つの車輪の上で車輪力を求めるための、車輪力を測定するセンサ装置と、求められた車輪力を処理する手段と、を備えた、車両の走行状態を監視するためのシステムに関する。本発明は更に、車輪力を測定するセンサ装置を用いて車両の少なくとも一つの車輪の上で車輪力を求めるステップと、求められた車輪力を処理するステップと、を含む、車両の走行状態を監視するための方法に関する。
【０００２】
従来の技術
上記の類概念に基づくシステムと上記の類概念に基づく方法は、ビークルダイナミクスコントロールの範囲で利用される。例えば、それ等のシステム及び方法は、アンチロックシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロール（ＡＳＲ）、及び電子式走行安定プログラム（ＥＳＰ）に関連して使用される。その際、自動車の個々の車輪の車輪速度をセンサを介して測定し、測定された車輪速度を自動車の走行挙動の制御の際に考慮するということが知られている。既知の方法及びシステムによっても既に良好な結果が達成されてはいるが、特に走行の安全性に関して、上記の類概念に基づく方法及びシステムを更に改良することに関心が寄せられている。
【０００３】
上記の類概念に基づいて備えられたセンサに関しては更に、いくつかのタイヤメーカーがいわゆるインテリジェントタイヤを将来採用することを計画しているということが知られている。その際には、新しいセンサと評価回路が直接タイヤの上に取り付けられるかも知れない。その様なタイヤの採用は、例えばタイヤの上に走行方向に対して横方向と縦方向に発生するモーメント、タイヤ圧、或いはタイヤ温度の測定等の追加機能を可能にする。この点に関して、例えば各々のタイヤの中に、好ましくは円周方向に伸びる力線を持つ磁化された面或いはストライプを取り付けたタイヤが備えられるかも知れない。磁化は、例えば部分毎に同じ方向に、しかし反対の配向で、即ち極性を交番させながら、行われる。磁化されたストライプは、好ましくはリムの先端へ又タイヤの接地面近くへ伸びている。従って、測定値発生器は車輪速度で回転する。対応する測定値変換器は、好ましくは、ボディーの上の回転方向に対して異なる二箇所又はそれ以上のポイントに且つ更に回転軸からラジアル方向に、異なる距離を置いて取り付けられている。これによって、内部の測定信号と外部の測定信号とが得られる。かくして、タイヤの回転は、円周方向の一つ或いは複数の測定信号の変化する極性を通じて認知することができる。回転円周と内部と外部の測定信号の時間的変化とから、例えば車輪速度を計算することができる。
【０００４】
同じく、センサを車輪軸受けの中に配置し、その際この配置を、車輪軸受けの回転部分の中にも固定部分の中にも行うことができるということが既に提案されている。例えば、それ等のセンサは、マイクロスイッチアレイの形態のマイクロセンサとして実現することができる。車輪軸受けの運動部分の上に配置されたセンサによって、例えば車輪の力及び加速度並びに回転数を測定することができる。これ等のデータは、電子的に記憶された基本モデルと、或いは車輪軸受けの固定部分の上に取り付けられている、同じ種類の或いは類似のマイクロセンサのデータと比較される。
【０００５】
発明の利点
本発明は、処理の結果から車輪の割当てられているショックアブソーバの状態を求めることができるということによって、上記の類概念に基づくシステムに関している。性能の悪いショックアブソーバを有する自動車では、特に、真っ直ぐな走行区間の上での急激な減速の場合に、或いは例えばカーブ走行時の通常の走行の場合でも、危険な走行状態が起こり得る。特に危険なのは、悪路のカーブ走行である。危険な状況は、例えば、障害力のために足回りが振動を起こし且つこの振動がショックアブソーバによって減衰されないということによって、発生する。障害力は、例えば、滑らかでない運転或いは導入されたブレーキモーメントによって生み出され得る。この様なケースでは、タイヤと路面との間の力の係合が失われ、この結果として危険な走行状況をもたらすことがある。本発明に基づいて、測定された車輪力からの車輪に割当てられたショックアブソーバの状態を求めることによって、アブソーバの機能の喪失を早期に認知することができ、このことが結局走行安定性を高める。車輪力を測定するセンサ装置は、足回りの減衰の監視の目的のために適している。何故なら、このセンサ装置を用いて車輪接地力を測定することができるからである。障害モーメントによって影響を受けて足回りの振動が発生している場合には、垂直方向の足回りの運動、またそれと共に測定された接地力が変調される。
【０００６】
本発明に基づくシステムの一つの好ましい実施例において、このシステムは、車輪力を測定するセンサ装置がタイヤセンサを備えているということによって拡張されている。従来の技術に関連して説明されたタイヤセンサは、例えば車輪接地力の測定に特に適しているので、走行安定性を高度に改善することができる。
【０００７】
しかしながら、車輪力を測定するセンサ装置が車輪軸受けセンサを備えているということも有利となり得る。その様な車輪軸受けセンサによっても、例えば車輪接地力を測定することができるので、この方法によっても本発明に基づくシステムを実現することが可能である。この点に関連して、車輪力を測定する非常に様々なセンサ装置を本発明の考え方に沿って変更することができるということは特に有利である。
【０００８】
本発明に基づくシステムは、車輪力を求めることによって障害力の力の大きさを求めることができ、この障害力によってショックアブソーバが振動を起こすこと、振動の少なくとも一つの余振を求めることによって振動の減衰を求めることができること、この振動の減衰を評価することができること、及びこの評価に基づいてショックアブソーバの状態を求めることができること、によってその特別な利点を示す。例えば、車両の急激な制動の場合或いは走行路面の障害による障害モーメントの導入は、車両の振動をもたらす。問題のないダンパーユニットであれば、この振動は再び直ぐに減衰させられる。機能に障害のあるダンパーの場合には、振動はある時間の間持続し、その振動は走行安定性との関連から許容できない。外部から障害力が導入され、該障害力によって生み出された力の大きさの測定が、例えば車輪接地力の変化に基づいて行われると、少なくとも一つの余振の大きさの測定によって、振動の減衰に関して特徴的な値を確定し、又評価することができる。同様に、障害力によって生み出される一次的力の大きさではなく、比較のための出力値として力の大きさが利用されるということも考えられる。それどころか任意の連続する力の大きさは、減衰に関する尺度として利用することができる。
【０００９】
本発明は、振動の減衰の評価が、前もって定められた限界振動減衰との比較によって行われるということによって、特に有利な方法で拡張される。その様な前もって定められた限界振動減衰は一般に車両に固有のものであり、“限界減衰定数”（ｋｒｉｔｉｓｃｈｅ Ｄａｅｍｐｆｕｎｇｓｋｏｎｓｔａｎｔｅ）によって表わすことができる。振動減衰の評価から、例えば実際の減衰定数を求めることができ、またこれを車両に固有の限界減衰定数と比較することができる。この比較から、場合によっては（即ち、実際の減衰定数が限界減衰定数よりも小さい時には）、減衰が十分でないと認知することができる。
【００１０】
しかしながら、振動の減衰の評価は、連続する振動の大きさの時間的変化を測定することによって行うこともできる。パーセントで表された減少はまた、十分な或いは十分でない減衰に関する尺度となり得るので、最終的に対抗措置を講じることができる。
【００１１】
本発明に基づくシステムは、求められたショックアブソーバの状態に基づいて、表示装置を制御することができるということによって、特に有利な方法で拡張される。その様な表示装置は、乗用車の場合には、例えば車内のディスプレーを通じて実現することができるので、ドライバーは不十分な減衰について、またそれと共に差し迫っている危険な走行状況について、タイミング良く知らせを受けることができる。
【００１２】
同じく、本発明に基づくシステムの特に有利な拡張例では、求められたショックアブソーバの状態に基づいて、スタート防止装置を起動させることができる。
本発明は、処理の結果から車輪に割当てられているショックアブソーバの状態を求めるということによって、上記の類概念に基づく方法に基づいている。本発明に基づいて測定された車輪力から、車輪に割当てられているショックアブソーバの状態を求めることによって、減衰機能の損失を早期に認知することができ、このことが結局走行安定性を高める。車輪力を測定するセンサ装置は足回りの減衰の監視の目的に適している。何故なら、このセンサ装置を用いて車輪接地力を測定することができるからである。障害モーメントによって影響されて足回りに振動が生じた場合には、垂直の足回り運動、又これと共に測定された接地力が変調される。
【００１３】
本発明に基づく方法の一つの好ましい実施例において、この方法は、車輪力を測定するセンサ装置がタイヤセンサを用いているということによって拡張されている。上記の従来の技術に関連して説明されたタイヤセンサは、例えば、特に車輪接地力の測定に適しているので、走行安定性を高度に改善することができる。
【００１４】
しかしながら、車輪力を測定するセンサ装置が車輪軸受けセンサを用いることも有用となり得る。その様な車輪軸受けセンサを用いても、例えば車輪接地力を測定することができるので、この方法によっても本発明に基づく方法を実現することができる。
【００１５】
本発明に基づく方法は、車輪力を求めることによって障害力の力の大きさが求められ、その際障害力によってショックアブソーバが振動を起こすということ、振動の少なくとも一つの余振の大きさを求めることによって振動の減衰が求められるということ、振動の減衰が評価されるということ、及びこの評価に基づいてショックアブソーバの状態が求められるということによって、その特別な利点を示す。例えば、車両の急激な制動の際或いは走行路面の障害による障害モーメントの導入は、車両の振動をもたらす。問題のないダンパーユニットであれば、この振動は再び直ぐに減衰させられる。機能に障害のあるダンパーの場合には、振動はある時間の間持続し、その振動は走行安定性との関連から許容できない。外部から障害力が導入され、該障害力によって生み出された力の大きさの測定が、例えば車輪接地力の変化に基づいて行われると、少なくとも一つの余振の大きさの測定によって、振動の減衰に関して特徴的な値が確定し又評価することができる。同様に、障害力によって生み出される一次的力の大きさではなく、力の大きさは、比較のために出力値として利用されるということも考えられる。それどころか任意の連続する力の大きさは、減衰に関する尺度として利用することができる。
【００１６】
本発明は、振動減衰の評価が、前もって定められている限界振動減衰との比較によって行われるということによって、特別に好ましい方法で拡張される。その様な前もって定められた限界振動減衰は、一般に車両に固有のものであり、“限界減衰定数”によって表わすことができる。振動減衰の評価から、例えば実際の減衰定数を求めることができ、またこれを車両に固有の限界減衰定数と比較することができる。この比較から、場合によって（即ち、実際の減衰定数が限界減衰定数よりも小さい時に）、減衰が十分でないと認知することができる。
【００１７】
しかしながら、振動の減衰の評価は、連続する振動の大きさの時間的変化を測定することによって行うこともできる。パーセントで表された減少もまた、十分な或いは十分でない減衰に関する尺度となり得るので、最終的に対抗措置を講じることができる。
【００１８】
本発明に基づくシステムは、求められたショックアブソーバの状態に基づいて表示装置を制御することができるということによって、特に有利な方法で拡張される。その様な表示装置は、乗用車の場合には、例えば車内のディスプレーを通じて実現することができるので、ドライバーは不十分な減衰について、またそれと共に差し迫っている危険な走行状況について、タイミング良く知らせを受けることができる。
【００１９】
同じく、本発明に基づく方法の特別に好ましい一つの拡張例では、求められたショックアブソーバの状態に基づいて、スタート防止装置を起動させることができる。
【００２０】
本発明は、車輪力に基づくダンパーの監視によって、欠陥或いは磨耗したダンパーを早期に求めて、危険な走行状態を低減することができるという認識を基礎としている。本発明に基づくシステムは、連続的な監視を行うことができる。同じくこのシステムは、例えば路面の穴或いはマンホールの蓋による比較的大きな障害力の導入によって始めて、起動する様に作られることができる。何故なら、大きな障害力の際には、特に信頼のできる測定結果を達成することができるからである。
【００２１】
本発明が、以下に添付の図面を参照して、好ましい実施例について例示として説明される。
実施例の説明
図１は、本発明に基づくシステムのブロック図を示している。車輪力を測定するセンサ装置１０によって、車輪１２の車輪力が求められる。図示されている車輪１２は、車両、特に自動車の複数の車輪の代表として示されている。車輪力を測定するセンサ装置１０は、振動の減衰を求める装置１４と接続されている。この振動の減衰を測定する装置１４は、振動の減衰を評価する装置１６と結合されている。この振動の減衰を評価する装置１６は、表示装置１８と接続されている。
【００２２】
車輪力を測定するセンサ装置１０は、例えばサイドウォールセンサの構成部分とすることができる。このセンサ装置１０はまた、車輪軸受けセンサ装置として構成することも考えられる。センサ装置１０は、特にタイヤの接地力を測定する。センサ装置１０から装置１４に対して送られた信号から、装置１４で振動の減衰が求められる。この振動の減衰は、例えば、障害力の導入後の連続する振動の大きさを測定することによって行うことができる。その様にして装置１４で求められた振動の減衰は、振動の減衰を評価する装置１６へ送られる。振動の減衰の評価は、例えば、求められた減衰定数を当該の車両に固有の限界減衰定数と比較することによって行われる。同じく、連続する振動の大きさをパーセントで表した減少を評価することも考えられる。次いで、この評価の結果に基づいて、表示装置１８が起動される。該表示装置は、例えば車両の車室内に設けることができ、求められた振動の減衰が限界振動減衰値よりも小さく、従って、装置１６で危険な値であると評価された場合には、警告表示を出す。警告装置１８の代わりとして或いは追加として、危険な振動減衰値の際に、車両のスタートを防止する、スタート防止装置を備えることもできる。
【００２３】
図２は、本発明に基づく方法の流れ図を示している。以下に先ず個々のステップの意味を示しておく。
Ｓ０１：車輪力の測定。
【００２４】
Ｓ０２：振動の減衰を求める。
Ｓ０３：振動の減衰が前もって定められた振動減衰よりも大きいか？
Ｓ０４：警告。
【００２５】
ステップＳ０１では、車輪力、例えば車輪の接地力が測定される。
ステップＳ０２では、ステップＳ０１の結果から振動の減衰が求められる。これは、連続する車輪力の大きさを互いに比較することによって行うことができる。
【００２６】
ステップＳ０３では、求められた振動の減衰が、前もって定められた振動減衰と比較される。求められた振動の減衰が前もって定められた振動減衰よりも大きい場合には、その振動の減衰には問題がないと格付けされ、プロセスの流れは通常の監視作動を続行することができる。
【００２７】
振動の減衰が前もって定められた振動減衰よりも小さい場合には、例えばステップＳ０４で警報が出される。同じく、スタート防止装置を起動させることも可能である。
【００２８】
図３では、タイヤ／サイドウォールセンサ装置２０、２２、２４、２６、２８、３０を有するタイヤ３２の一部が示されている。このセンサ装置は、ボディーの上の、回転方向に異なる二つの箇所に固定された二つのセンサ２０、２２を含んでいる。更にセンサ２０、２２は、車輪の回転軸からラジアル方向に異なる距離を持っている。タイヤ３２のサイドウォールには、多数の測定値発生器２４、２６、２８、３０が設けられており、これ等の測定値発生器の磁極は交番して並べられている。
【００２９】
図４は、図３に基づく内側に配置されたセンサ２０と、外側に配置されたセンサ２２との信号の変化Ｓｉ及びＳａを示している。タイヤの回転は、測定信号の交番する極性を通して認知される。信号Ｓｉ及びＳａの時間的変化の回転円周から、例えば車輪速度を計算することができる。信号間の位相変位によって、タイヤのねじれを求めることができ、またこれを用いて、例えば車輪力を直接測定することができる。本発明の範囲で、路面３４の上でのタイヤ３２の接地力を、図３に従って求めることができれば、特に有利である。何故なら、この接地力からショックアブソーバの機能を本発明に基づく方法で逆に推理することができるからである。
【００３０】
本発明に基づく実施例についての以上の説明は、単に例示の目的にのみ役立つものであり、本発明を限定する目的に役立つものではない。本発明並びにその均等物の範囲を越えること無しに、本発明の範囲で様々な変更及び修正例が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に基づくシステムのブロック図である。
【図２】
本発明に基づく方法の流れ図である。
【図３】
タイヤ／サイドウォ−ルセンサを備えたタイヤの一部を示す。
【図４】
図３に示されたタイヤ／サイドウォールセンサの信号変化の例を示す。

Claims (17)

1. 車両の少なくとも一つの車輪（１２）の車輪力を求めるための、車輪力を測定するセンサ装置（１０）、及び
   求められた車輪力を処理する手段（１４、１６）、
   を備えた、車両の走行状態の監視システムにおいて、
   その処理の結果から、車輪（１２）に割当てられたショックアブソーバの状態を求めることができることを特徴とする車両の走行状態の監視システム。
2. 前記車輪力を測定するセンサ装置が、タイヤセンサ（２０、２２、２４、２６、２８、３０）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
3. 前記車輪力を測定するセンサ装置が、車輪軸受けセンサを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の監視システム。
4. 車輪力を求めることによって障害力の力の大きさを求めることができ、該障害力によってショックアブソーバが振動させられること、
   前記振動の少なくとも一つの余振の大きさを求めることによって、振動の減衰を求めることができること、
   前記振動の減衰を評価することができること、及び
   前記評価に基づいて、前記ショックアブソーバの状態を求めることができること、
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の監視システム。
5. 前記振動の減衰の評価が、前もって定められた限界振動減衰との比較によって行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の監視システム。
6. 前記振動の減衰の評価が、連続する振動の大きさの時間的変化の測定によって行われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の監視システム。
7. 求められたショックアブソーバの状態に応じて、表示装置（１８）を制御することができることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の監視システム。
8. 求められたショックアブソーバの状態に応じて、スタート防止装置を起動させることができることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の監視システム。
9. 車輪力測定センサ装置を用いて車両の少なくとも一つの車輪（１２）の上の車輪力を求めるステップ、及び
   求められた車輪力を処理するステップ、
   を含む、車両の走行状態の監視方法において、
   その処理の結果から、車輪（１２）に割当てられているショックアブソーバの状態を求めることができることを特徴とする監視方法。
10. 前記車輪力を測定するセンサ装置が、タイヤセンサ（２０、２２、２４、２６、２８、３０）を使用していることを特徴とする請求項９に記載の監視方法。
11. 前記車輪力を測定するセンサ装置が、車輪軸受けセンサを使用していることを特徴とする請求項９又は１０に記載の監視方法。
12. 前記車輪力を求めることによって障害力の力の大きさが求められ、該障害力によってショックアブソーバが振動させられること、
    前記振動の少なくとも一つの余振の大きさを求めることによって、振動の減衰が求められること、
    前記振動の減衰が評価されること、及び
    前記評価に基づいて、ショックアブソーバの状態が求められること、
    を特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の監視方法。
13. 前記振動の減衰の評価が、前もって定められた限界振動減衰との比較によって行われることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載の監視方法。
14. 前記振動の減衰の評価が、連続する振動の大きさの時間的変化の測定によって行われることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の監視方法。
15. 求められたショックアブソーバの状態に基づいて、表示装置（１８）を制御することができることを特徴とする請求項９ないし１４のいずれかに記載の監視方法。
16. 求められたショックアブソーバの状態に基づいて、スタート防止装置を起動させることができることを特徴とする請求項９ないし１５のいずれかに記載の監視方法。
17. 少なくとも一つのタイヤ及び／又は車輪を備えており、そのタイヤ及び／又は車輪の中、特に車輪軸受けの上に、力センサが取り付けられており、該力センサの出力信号に基づいて状態信号が生成される、自動車のショックアブソーバの状態を表す状態信号を生成するシステム。