JP2007530332A - 自動車の走行安定制御のための方法とシャーシ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の走行安定性を制御するための方法に関し、リヤアクスルのホイールのリヤキャンバー角が走行状況に応じて能動的に調整され、フロントのアンチローリングトルクが、フロントアクスル上で行使され、リヤのアンチローリングトルクが、リヤアクスル上で行使される。本発明の方法は、フロントのアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率を表すローリングトルク配分が、リヤアクスルのホイールのリヤキャンバー角に応じて調整される、ということによって特徴づけられる。本発明はまた、当該発明方法を実施するためのシャーシ装置にも関する。

Description

本発明は、自動車の走行安定性制御のための方法及びシャーシ装置に関する。

自動車の走行安定性の制御については、様々な取り組みの可能性と方法とが知られている。例えば、アクティブスタビライザーは、コーナーリング時に発生する横加速による車体のローリングの傾きを補整するために使用される。通常、このために、両方の車軸にアクティブスタビライザーが装備され、当該アクティブスタビライザーによって実行（行使）される支持トルクないしアンチローリングトルクが、一定に、あるいは一部可変に、両方の車軸に配分される。

さらに、自動車の懸架装置内でホイールキャンバー角を変更するための方法および装置が知られている。受動的ないし自動的に運動するホイールキャンバー角調整装置を備えた車軸コンセプトの場合、ホイールキャンバーは、ローリングモーションと作用する横力とによって、自動的ないし受動的に調整される。アクティブホイールキャンバー角調整装置を備えた車軸コンセプトの場合、ホイールキャンバー角は、一つまたは複数の作動装置によって、ローリングモーションあるいは横力の作用がなくても、変更される。この種のホイールキャンバー角調整装置は、通常、リヤアクスルに配置されている。というのは、フロントアクスルへの実装は、少ないスペース、ステアリングの大きな切込み角、あるいは、被駆動軸の場合には駆動軸、によって困難だからである。

リヤアクスルでのホイールキャンバー調整により、伝達可能なコーナーリングフォース（旋回力）が上昇され、その結果、従来の自動車に比べ、同じ走行操作の場合、必要な軸傾斜回転角（Achsschraeglaufwinkel）が減少される。

しかし、フロントアクスルの傾斜回転角が不変の場合、リヤアクスルの傾斜回転角の減少によって、車両自身の操舵特性は、アンダーステア気味に変わる。これは、キャンバー修正装置が装備されたリヤアクスルの傾斜回転角が減少したことによって引き起こされる、ヨー角の同時減少のためである。希望される走行コースを逸脱することなく引き続き辿っていくには、フロントアクスルの傾斜回転角が、より強く切り込む（操舵する）ことによって増大されなければならず、それによって、希望されるヨー角速度が達成されるか、維持される。この効果は、車軸へのロール剛性（スティフネス）の配分が不均一なことによって、助長される。というのは、通常、フロントアクスルには、リヤアクスルよりも、より高いロール剛性が存在するからであり、それ故、フロントアクスルにも、より高いコーナーリングフォースが要求される。こうして、フロントアクスルにはより大きな支持割合がもたらされるものの、リヤアクスルでのキャンバー修正も、リヤアクスルでのコーナーリング安定性も、高まる。

アクティブスタビライザーの使用は、追加で設けられた受動的（パッシブ）ホイールキャンバー調整装置がある場合、問題である。というのは、キャンバーを変更するための受動的ホイールキャンバー調整装置は、自動車ボディのローリングモーションを必要とするからである。これらのローリングモーションがアクティブスタビライザーまたはその他のローリング安定化装置によって補償されると、明らかな（有意な）角変化がもはや生じなくなるので、有効なキャンバー調整がもはやできなくなる。

このような背景を基に、本発明は、中立の運転操作で、高いロール剛性も高いコーナーリングフォースも可能にする、自動車の走行安定性を制御するための方法及びシャーシ装置を創造すること、を課題とする。

本課題の解決は、独立請求項１及び６の特徴部分から、他方、本発明の有利な実施形態および更なる形態は、下位請求項から、読み取ることができる。

本発明は、ホイールの上側が車両内側方向に傾いていてそれによってカーブに対して抗する（突っ張る）という、アンダーステアに作用するホイールキャンバー角の調整が、有利な態様でアクティブスタビライザーと組み合わせることができる、という認識に基づいている。本発明に従って、少なくとも、リヤアクスルにアクティブホイールキャンバー調整装置がアクティブスタビライザーと組み合わされる。

アクティブスタビライザーによって、ローリングトルク配分と必要なコーナーリング（安定性）配分とを、アクスル間で移動させることができる。このとき、ローリング支持をリヤアクスルへ移動させると、アンダーステアに作用するホイールキャンバー角の調整を、全部また部分的に、補整することができる。ローリング支持をリヤアクスルへ移動することによって、そのことから、ホイールキャンバーの調整によってそこで展開される追加のコーナーリングの可能性も、また実際に引き出される。これによって、自動車の操舵特性に不利に影響することなく、より大きなコーナーリングフォースが達成され、利用され得る。

これに従って、本発明は、自動車の走行安定性を制御するための方法を記述しており、そこでは、走行状態に応じて、リヤアクスルのホイールのホイールキャンバー角が能動的に調整され、また、フロントアクスルではフロントのアンチローリングトルクが、そしてリヤアクスルではリヤのアンチローリングトルクが行使される。さらに、フロントアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率を再生（再現）するローリングトルク配分が、リヤアクスルのホイールのホイールキャンバー角に応じて調整される。

この方法の有利な形態では、さらに、リヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角が小さくなると、フロントのアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率が増大される、ということが考慮され得る。

さらに、リヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角だけが能動的に調整され、フロントアクスルのホイールのフロントのホイールキャンバー角は受動的に生じる、ということが考慮され得る。

本発明の一例（変種）によると、まず走行安定性の制御がリヤのホイールキャンバー角に応じて実行され、次いでローリングトルク配分が、調整されたリヤのホイールキャンバー角に対して調整される。

それとは別の変種は、感知された走行状態に対して、リヤのホイールキャンバー角とローリングトルク配分とが特性曲線に従って調整される、ということを考慮している。これによって、ローリングトルク配分とホイールのキャンバー角との調整の時間的順序が、感知される走行状態に応じて、変化できる。

最終的に、リヤのホイールキャンバー角だけが能動的に調整されること、及び、フロントのホイールキャンバー角が受動的に、即ち、自動的に生じること、が考慮され得る。

本発明に従うシャーシ装置は、少なくとも、自動車のリヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角を調整するための複数の作動装置（アクチュエータ）と、フロントアクスルのフロントのアンチローリングトルクを調整するためのフロントのアクティブスタビライザーと、リヤアクスルのリヤのアンチローリングトルクを調整するためのリヤのアクティブスタビライザーと、を備え、フロントのアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率を再生するローリングトルク配分を、リヤアクスルのホイールのホイールキャンバー角に応じて調整するためのコントロールユニットが設けられている。この場合、各リヤホイールに、一つまたは複数の作動装置が設けられ得る。

このシャーシ装置の好ましい実施の形態においては、リヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角が小さくされるときに、フロントのアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率が前記コントロールユニットで増大されるというように、当該コントロールユニットが構成される、ということが考慮される。

最終的に、フロントアクスルのホイールの懸架装置には、受動的なホイールキャンバー調整装置のみが設けられる、ということが考慮され得る。

本発明に従って得られる走行運動（動特性）の潜在性は、受動的車両でも達成可能な限界領域内でのより快適な調整のためのみならず、受動的車両に対応する懸架設計（Federungsauslegung ）の場合の限界領域の引き上げのためにも、利用され得る。より快適な、及び／または、よりスポーティーな運転操作のためのこれら変種は、基礎シャーシに対するただ僅かな変更で達成され得るので、本発明に従って、ハードウェア上の僅かな変形で、車両の特性を大幅に調整することができる。

本発明を明確にするために、記述に図面が添付される。図は、いろいろな走行安定性制御装置ないしシャーシ装置の場合について、発生される横加速に応じて調整すべきステアリングホイール角のグラフを示している。

図では、運転者が調整すべきステアリングホイール角бが、度数（Grad）で、車両に生じる横加速ａｙ（単位：ｍ／ｓ^２ ）に応じて、以下を備えたシャ−シ用に再現される。
ａ キャンバー調整用またはローリングトルクサポート用のアクティブコンポーネントなしの受動的シャーシ装置付き
ｂ コンスタントキャンバー＝０°で、アクティブスタビライザーなし
ｃ ネガティブキャンバーで、アクティブスタビライザーなし
ｄ ポジティブキャンバーで、アクティブスタビライザーなし
ｅ ネガティブキャンバーで、アクティブスタビライザーあり

このグラフにより、ホイールキャンバー調整の独自操舵特性への影響が再現される。まず、スタビライザーによって適合されたローリング剛性配分付き及びなしの、独自操舵特性へのホイールキャンバー調整の影響が示される。アクティブシャーシコンポーネントなしの受動的車両のカーブａに対し、アクティブキャンバー調整装置付き車両では、カーブｃに従ってネガティブに増加するホイールキャンバー角では、車両のアンダーステア傾向がはっきりと強まる。当該車両では、操舵の需要が高まり、自動操舵性（Lenkwilligkeit）が低下する。受動的車両で発生するローリング角により、ポジティブなホイールキャンバー角が生じるので、すでにカーブｂで示された、０°で一定に保たれるキャンバー角では、キャンバー修正装置付き車両の場合、アンダーステアがわずかに強化される。反対に、カーブｄに従うと、ポジティブなキャンバー角によって、独自の操舵特性を中立に調整することが可能であるが、もっとも、それによって、達成可能なコーナリングフォースの限界範囲が低下される。

カーブｅに従うと、ネガティブキャンバーの調整とスタビライザーの使用とで、約５％高い横加速の限界が達成される。このことは、カーブの上方の終点において、矢印によって識別し易くされている。この場合、本発明により、さらに広い範囲でのアンダーステアー特性をもアクティブスタビライザーによって改善される、ということが可能である。

いろいろな走行安定性制御装置ないしシャーシ装置の場合について、発生される横加速に応じて調整すべきステアリングホイール角のグラフ。

Claims (8)

1. 自動車の走行安定性制御のための方法であって、
   走行状態に応じて、リヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角が能動的に調整され、
   フロントアクスルでは、フロントのアンチローリングトルクが行使され、
   リヤアクスルでは、リヤのアンチローリングトルクが行使され、
   フロントのアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率を再生するローリングトルク配分が、リヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角に応じて調整される
   ことを特徴とする方法。
2. リヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角が小さくなると、フロントのアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率が増大される
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. リヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角だけが能動的に調整され、フロントアクスルのホイールのフロントのホイールキャンバー角は受動的に生じる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. まず走行安定性の制御がリヤのホイールキャンバー角に応じて行われ、前記ローリングトルク配分が、調整されたリヤのホイールキャンバー角に対して調整される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 感知された走行状態に対して、リヤのホイールキャンバー角とローリングトルク配分とが特性曲線に従って調整される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
6. 自動車の走行安定性を制御するためのシャーシ装置であって、少なくとも、
   自動車のリヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角を調整するための複数の作動装置と、
   フロントアクスルのフロントのアンチローリングトルクを調整するための、フロントのアクティブスタビライザーと、
   リヤアクスルのリヤのアンチローリングトルクを調整するための、リヤのアクティブスタビライザーと、
   を備え、
   フロントのアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率を再生するローリングトルク配分を、リヤアクスルのホイールのホイールキャンバー角に応じて調整するためのコントロールユニットが設けられている
   ことを特徴とする装置。
7. リヤアクスルのホイールのリヤのホイールキャンバー角が小さくされるとき、コントロールユニットは、フロントのアンチローリングトルクに対するリヤのアンチローリングトルクの比率を増大させる
   ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. フロントアクスルのホイールの懸架装置には、受動的なホイールキャンバー調整装置のみが設けられている
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の装置。

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