JP2008529888A - 横力係数に基づいた車両の走行安定化のための安定化装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は車両（１０）の操舵される車輪（１２，１３）の舵角（δ）を制御するための操舵手段（９）と、車両（１０）の走行安定化のために前記操舵手段（９）を制御する安定化手段（６１）とを有している、車両（１０）の走行安定化のための安定化装置に関する。本発明によれば、前記安定化手段（６１）が、操舵される車輪（１２，１３）の少なくとも１つの横力係数（μ_ｓ）に依存して、車両（１０）を安定化させる舵角（δ）設定のために操舵手段（９）を駆動制御し、前記安定化手段（６１）は、操舵される車輪（１２，１３）のスリップ角（α）を、横力係数（μ_s）がその最大の領域（Ｍ１，Ｍ２）を実質的に上回らないように設定していることを特徴としている。

Description

本発明は、車両の操舵される車輪の舵角を制御するための操舵手段と、車両の走行安定性のために前記操舵手段を制御する安定化手段とを有している、車両の走行安定化のための安定化装置及びその方法に関している。

背景技術
この種の安定化装置は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３０３１５４号明細書に記載されている。不安定な車両特性若しくは推定される不安定な走行特性は、舵角の変更によって次のように修正されている。すなわちドライバーが車両の操舵においてアンダーステアな車両コース方向に支援することで修正されている。

欧州特許出願公開第０４８７９６７号明細書からは制動作用によって引き起こされるヨーモーメントを補償するために後輪操舵システムにおいて舵角補償量が重畳されるようにしたアンチロック制御系を備えた車両が開示されている。そのようなヨーモーメントは例えば車両が、異なる摩擦係数を有する路面（いわゆるμスプリット）上で制動されるときに生じる。

しかしながらその他にも、積極的なステアリング介入操作が確かに有利ではあるがその実現は難しい走行状況も起こり得る。例えば車両がカーブ走行の際にオーバーステア挙動若しくはアンダーステア挙動に陥った場合に常に問題となるのは、それに反応する公知システムでは車両が既に不安定な状態になって初めて車両を安定化させる手段が講じられている点である。

それ故に本発明の課題は、冒頭に述べたような形式の安定化装置及び方法において、操舵介入操作に基づく走行安定化のさらなる向上を可能にするように改善を行うことである。特に予測的操舵介入制御は、車両の不安定な走行状態を理想的には既にその発生の前に、そして少なくともできるだけ早い時点で補償可能にさせるべきである。

前記課題は冒頭に述べたような形式の安定化装置において、安定化手段が、操舵される車輪の少なくとも１つの横力係数に依存して、車両を安定化させる舵角設定のために操舵手段を駆動制御し、前記安定化手段は、操舵される車輪のスリップ角を、横力係数がその最大範囲を実質的に上回らないように設定することで解決される。さらに前記課題は、本発明による方法並びに本発明による安定化装置を備えた車両によっても解決される。

本発明の基本的考察は、操舵される車輪の横力、有利にはフロントアクスル操舵系を有する車両において操舵される２つの車輪、又は２つのアクスルス操舵系を有する車両において操舵される全ての車輪の最大限得られる横力を、横力係数に基づいて評価し、設定すべき最適舵角の算出の際に考慮することからなっている。この安定化装置は舵角を次のように設定している。すなわち操舵される車輪ができるだけ最大の横力を伝達するように設定される。車両が例えばグリップ力の小さい路面を走行している場合には、本発明による安定化装置はグリップ力の大きい路面ないしは横力係数の高い路面の場合よりも少ない舵角を設定する。この安定化装置によれば、例えばμ_quer−スリップ角ダイヤグラム及び／またはμ_quer−横方向スリップダイヤグラムに基づいて横力係数μ_querとそこからの次のステップにおいて最大限設定可能な横力が求められ、それが路面上で操舵される車輪に伝達され得る。つまり最大限設定可能な横力は、設定すべき舵角に対する上方の限界値を形成している。

本発明による安定化装置はこの場合ハードウエア的に実現されてもよいし、及び／又はソフトウエア的に実現されてもよい。

有利には本発明による安定化装置によれば、付加的にスリップ角の算出の際に操舵される少なくとも１つの車輪、有利には操舵される全ての車輪の縦方向摩擦係数が考慮される。このようにすれば同時に車両の縦方向動特性の最適な制御も保証される。特に有利には、そのときに得ることのできる縦力と横力の最大領域を確定するために、安定化手段がそのつどの操舵された車輪の縦力と横力のベクトル加法に基づいて摩擦円（Kammscher Kreis）方式で各車輪毎の最適な舵角を求める。このケースでは車輪は縦力と横力を最適な形態で路面に伝達し、このことは加速においても減速においても著しい利点をもたらす。このケースでは車両は特に確実に安定した走行状態に移行する。なぜなら最適な形態で制動力が路面に伝達されると同時に本発明による舵角補正によって車両もドライバーが望むコースを維持するからである。

有利には本発明による安定化装置によれば、設定すべき最適舵角の計算の際に"拡張された"摩擦円（Kammscher Kreis）が評価される。この有利な三次元摩擦円（これはパイチャートとも称される）は、そのつどの操舵された車輪の縦方向（前後方向）摩擦係数と横力係数に対するさらなるダイヤグラムを含んでおり、特に車輪のそのつどのスリップ量とスリップ角に依存している。

以下では例示的にいくつかの走行状況を設定し、その中で本発明による安定化装置の利点を明らかにしていく。

例えばこの安定化装置は、車両がオーバーステアである場合には車両をアンダーステアにする舵角を生じさせる。それとは反対のケースでは前記安定化装置は有利には当該のアンダーステア状態を舵角によってオーバーステア方向へ対抗させる。そのつどの舵角の設定では当該安定化装置は有利にはそのつどの横力係数のみならず操舵された車輪の縦方向摩擦係数も考慮する。特に有利にはこの安定化装置はまず最初に車輪の１つに制動を生じさせる。これはまずオーバーステアの開始から始めてそれに続くアンダーステア方向への適切な操舵介入による車両の安定化に介入するためである。

特に有利には本発明による安定化装置はアンチロックシステム（ＡＢＳ）と組合わされる。この場合は例えば安定化装置がアンチロックシステムを含んでいてもよいし、アンチロックシステムと協働作用するように構成されてもよい。この安定化装置はアンチロック制御の前に車両の車輪に設定される制動値、例えば制動圧に関する値及び／又は車輪のブレーキ管路に係る値などを受取る。これらの制動値は有利にはそれぞれの車輪のブレーキ装置に設定される若しくは設定された制動値の目標値及び／又は実際値である。安定化装置は、そのつどの車輪の摩擦値に依存して車両アクスルの車輪に設定されている制動値及び／又はそれらの制動値の関係を分析する。例えばマルチチャンネル式のアンチロックブレーキシステムは車両の各車輪の制動値を個別に補償調整している。通常はアンチロックシステムは操舵されたフロントアクスルの各車輪毎に個別に、そして有利にはリアアクスルの各車輪毎にもそれぞれ１つの制動値を求めている。そのようなアンチロックブレーキシステムは、ＭＩＲ（＝modified individual reguration個別変調制御式）アンチロックブレーキシステムとも称される。リアアクスルの２つの車輪もアンチロックブレーキシステムの唯一の制動値制御チャネルによって制御することが可能である。車両がグリップの異なる路面上を走行している場合はいわゆるμスプリット状況が存在し、アンチロックブレーキシステムは車輪が転がっている異なるグリップの各路面に関連した車輪のそのつどの摩擦値に依存して各車輪の制動値を制御している。良好な粘着力ないし摩擦力を伴う走行路面領域の車輪は、それによって摩擦力の低い特に縦方向摩擦係数が劣悪な走行路面領域の車輪よりも強い制動力を生じる。このことは車両のヨーモーメントにつながる。本発明による安定化装置はこのようなヨーモーメントに対し舵角を相応に補正することで対抗している。その際この安定化装置は有利には異なる路面を走行している２つの車輪のそのつどの制動値経過を評価している。有利には本発明による安定化装置内にはアンチロックブレーキシステムの制御モデルが例えば記憶されたプログラムコードの形態でファイルされている。代替的にこのプログラムコードはアンチロックブレーキシステムにおいて呼出すことができ、それによって安定化装置は不所望なヨーモーメントがまだ発生する前において、車両を相応の対抗的操舵（例えばカウンタステア）によって安定化させるために、どのような制動作用がアンチロックブレーキシステムによって生じるかをいわゆる予測的に予め識別することができる。ドライバーの側からの操舵介入操作は不要である。ドライバーはステアリングホイール、例えばハンドルにおいて所望の走行方向に相応する操舵角を設定することができる。本発明による安定化装置は自動的な舵角設定量の重畳ないしは補償によってアンチロックブレーキシステムによって引き起こされた不所望な回転運動（ヨーモーメント）を補正する。

特に有利には安定化装置は１つ又は複数の制限値をアンチロック制御部に送出し、それによってこの制御部は車輪に設定すべき最大制動値を求めることが可能となる。アンチロック制御部はこの限界値に基づいて、安定化装置による相応の対抗的操舵によって車両が確実に安定化可能である限りは車両の車輪にブレーキをかけ続ける。安定化装置は限界値を有利にはその都度の車輪の横力係数及び／又はスリップ角に依存して求める。

アンダーステアが生じている走行状況においても本発明による安定化装置は利点をもたらす。例えば操舵している車輪がハイドロプレーン現象によって浮き上がってしまうと、車両はもはや操舵不能となる。そのような状況に陥った場合、不慣れなドライバーは不適切な舵角、例えば過度に大きな操舵角を頻繁に設定してしまう。そのため車輪が再び路面とのグリップを回復してしまったときには車両はそのように設定された舵角によって生じる不所望な方向へ走り続けてしまう。本発明による安定化装置はそのような状況においては舵角を次のように設定している。すなわち操舵された車輪が最大の横力を伝達し得るように設定する。完全なハイドロプレーン現象に陥った場合にはこのことは例えば次のようなことを意味している。すなわち当該安定化装置が車輪を車両の移動に相応した方向、例えば直進の方向に設定することを意味する。それにより、車両は伝達可能な横力が急激に特に突発的に上昇した場合や例えば車両がハイドロプレーン現象の起きていない走行路領域に達した場合に、本来の方向に走り続けることができる。それにより車両のコントロール不能な応答が避けられ、車両は安定した走行を維持することができる。

以下では本発明の実施例を添付された図面に基づいて詳細に説明する。この場合
図１は走行安定化のための本発明による安定化装置を備えた車両を概略的に表した図であり、
図２は図１による車両がオーバーステア挙動に陥るカーブ走行の状況を表した図であり、
図３は図１による車両がハイドロプレーン現象に陥いる状況を表した図であり、
図４は一定のスリップ角α₁、α₂のもとで横力係数の例示的経過と縦方向摩擦係数の例示的経過がスリップ量λに依存して表されているダイヤグラムであり、
図５は横力係数経過と縦方向摩擦係数経過が付加的に加えられている摩擦円を表した図であり、
図６は図１による車両がμスプリット走行状態にある状況を表した図であり、
図７は図６による走行状況の車両においてアンチロックブレーキシステムが設定する制動値経過を表したダイヤグラムであり、
図８は横力係数の例示的な経過がスリップ角αに依存して示されているダイヤグラムである。

実施例
図面中に示されている車両１０は例えば自家用車、トラックまたは配送車（バン）である。

この車両１０には操舵可能な車輪１２，１３を有するフロントアクスル１１と、操舵不可能な車輪１５，１６を有しているリアアクスル１４が含まれている。これらの車輪１２，１３，１５，１６には各車輪を制動するためのブレーキ装置１７，１８，１９，２０と、これらの車輪１２，１３，１５，１６のそのつどのホイール回転数を検出するための回転数センサ２１〜２４が設けられている。

ブレーキ１７〜２０は（これらは矢印によって概略的に表されている）、安定化装置２５により制動介入信号２６〜２９を用いて駆動制御可能である。

回転数センサ２１〜２４は回転数測定値３０〜３３を、各車輪１２，１３，１５，１６の回転数を表す相応の回転数信号の形態で安定化装置２５に送信している。

さらに安定化装置２５は、例えば車両１０のフロントアクスル１１及び／又はリアアクスル１４を駆動しているエンジン３５の出力を調整するために、エンジン制御信号３４を用いてエンジン制御部３５を制御している。

ステアリングホイール３７若しくはいわゆるハンドルにはドライバー３８によって操舵命令（操舵操作）が与えられる。例えば操舵検出装置３９がそのつどの所望操舵角δ_hを検出し、これが車輪１２，１３の操舵操作を行う操舵アクチュエータ４０に転送される。さらに操舵検出装置３９が所望操舵角δ_hの所望操舵角信号４１を安定化装置２５に伝送する。

操舵アクチュエータ４０は、例えばドライバー３８の所望操舵角δ_hに所定のトルク及び／又は角度を重畳するアクティブステアリング装置及び／又はオーバーラッピングステアリング装置の構成要素であってもよい。本発明の特に有利な変化例によれば、操舵アクチュエータ４０はいずれにせよドライバー３８の操舵意志に関わりなく所定の舵角δを設定することが可能であり、さらに例えばいわゆるステアーバイーワイヤ方式のステアリング装置の構成要素であり得る。

安定化装置２５は、例えば車両１０が傾きそうになったり、横滑り（スピン）しそうになったり、あるいはその他の原因で走行が不安定になりそうな時に、車両１０をブレーキの介入操作及び／又はエンジン３５を制御する介入操作及び／又は操舵への介入操作によって安定化させる。

安定化装置２５は有利には車両１０の走行安定化のためにいずれにせよ所要のセンサ信号、例えば回転数センサ２１〜２４によって車輪１２，１３，１５，１６の回転数値の形態で供給されるセンサ信号を評価する。

さらに安定化装置２５は有利にはヨーレートセンサ４３のヨーレートΨを伴うヨーレート信号４２及び／又は車両長手軸５５に対して横方向に組み込まれた横方向加速度センサ４５の横方向加速度値ａ_yを伴う横方向加速度信号４４及び／又は走行速度装置４７によって求められる車両１０の走行速度ｖを伴う走行速度信号４６を評価する。この走行速度信号４６は、走行速度装置４７によって例えば車輪１２，１３，１５，１６の回転数値に基づいて求められる。

安定化装置２５は、当該実施例ではモジュールとして実現されており、このモジュールはハードウエアもソフトウエアも含んでいる。例えば入出力手段４８，４９は前述したセンサ２１〜２４、４３、４５、４７、５４の信号を検出して相応の制御信号、例えばエンジン制御信号３４、ブレーキ介入操作信号２６〜２９並びに操舵アクチュエータ４０の駆動制御のための操舵信号５０を生成する。入出力手段４８，４９は例えば１つ又は複数のバスコントローラ及び／又はデジタル及び／又はアナログの入力手段及び／又は出力手段を含んでいる。さらに安定化装置２５は１つ又は複数のプロセッサ５１を含んでおり、このプロセッサ５１はプログラムモジュールからそのつど提供されるプログラムコードを実施する。このプログラムコードは例えば揮発性及び／又は不揮発性メモリ内にファイルされている。プログラムモジュールは例えばアンチロックブレーキモジュール５８並びにＥＳＰ（Electronic Stabilization Programm）モジュール５９及び有利にはＡＳＲモジュール６０（ＡＳＲ＝drive slip regulation）を含んでいる。これらのモジュール５８，５９，６０は安定化手段６１を形成している。

本発明に従って構成されたＥＳＰモジュール５９とＡＢＳモジュール５８は以下に説明するように動作する。

図２によるカーブ走行の場合では、車両１０は従来技法によればとりわけオーバーステアになり、オーバーステアとなった車両位置６２をとる。そこでは車両１０の後部がコースからはずれる。すなわちカーブ外側へ旋回する。しかしながらＥＳＰモジュール５９は操舵機能部８が生成した操舵角信号５０を用いて操舵アクチュエータ４０を予防的に又は少なくとも早期時点で反応し、それによって車両は少なくとも実質的にオーバーステアではなくなり、実線で示された走行位置６３においてドライバー３８によってハンドル３７にて設定されたカーブ走行６４を実施する。操舵アクチュエータ４０と操舵機能部８は操舵手段９を形成している。

ＥＳＰモジュール５９は操舵角信号４１と走行速度信号４６とヨーレート信号４２と横方向加速度信号４４に基づいて操舵アクチュエータ４０の駆動制御のための操舵信号５０を生成する。これらの信号中に含まれる値は、ＥＳＰモジュール５９の制御モデル６５に挿入される。このモデルは車両１０の縦方向（前後方向）動特性も横方向動特性も表している。

舵角δ若しくは車輪１２，１３において個別に設定すべき舵角δ_L及びδ_Rの確定のために、ＥＳＰモジュール５９はさらに本発明に従って操舵される車輪１２，１３の横力係数μ_sを評価する。さらにＥＳＰモジュール５９は操舵される車輪１２，１３の最適な舵角δを求めるために、縦方向摩擦係数μ_Lを考慮する。それに対しては例えばＥＳＰモジュール５９は図４による一定のスリップ角α₁及びα₂のもとでのスリップ量λに依存する横力係数経過ＨＳ１、ＨＳ２、及び／又は図８によるスリップ角αに依存する横力係数経過ＨＳ３，ＨＳ４、並びに図４及び図８には示されていないさらなる横力係数経過を分析する。さらにＥＳＰモジュール５９は有利には縦方向摩擦係数経過ＨＬ１，ＨＬ２を分析する。

スリップ角αは各車輪１２，１３の車輪中心面と車輪１２，１３の実際の移動方向との間の角度である。例えばスリップ角α₁が２°で、スリップ角α₂は１０°とする。例示的に横力ＦＳの経過も図４のダイヤグラムには示されている。スリップ角αは設定された舵角δと車輪１２，１３の実際の走行方向との間のサイドスリップ差に相応している。

ＥＳＰモジュール５９はまず初めに補償調整すべきヨーモーメントＧＭに基づいて所要の横力ＦＳを求める。この横力は車両１０をカーブ走行路６４に維持するために若しくは車両１０をカーブ走行路６４に移行させるために、操舵される車輪１２，１３にもたらされなければならないものである。その後でＥＳＰモジュール５９は横力ＦＳに基づいて車輪１２，１３に設定しなければならないスリップ角αを求める。ＥＳＰモジュール５９はその際横力係数μ_sの経過を設定すべきスリップ角αに依存して考慮する。

例示的な横力係数経過ＨＳ３（α）及びＨＳ４（α）は図８に示されている。横力係数経過ＨＳ３（α）は路面上の車輪１２，１３の横力係数μ_sないし摩擦力が高い場合に相応し、横力係数経過ＨＳ４は摩擦力ないし横力係数μ_sが低い場合に相応する。横力係数ＨＳ３がその最大値α_M1まで上昇すればするほどスリップ角αは小さくなる。この横力係数経過ＨＳ３は最大領域Ｍ１を有しており、この領域はスリップ角α₃から著しく低減する。横力係数ＨＳ４は総体的に横力係数ＨＳ３よりも低く経過し、これは例えば路面が低いグリップしか有していないからである。この横力係数経過ＨＳ４は、その最大値α_M1まで上昇し、その後スリップ角α₄までは著しく低減する。横力係数ＨＳ４はスリップ角α₃とα₄の間にその最大領域Ｍ２を有している。

ＥＳＰモジュール５９はここにおいて例示的にかつ概略的に図８に表されているμ_s−スリップ各ダイヤグラムを最大限設定可能な応力の算出のために評価し、舵角δを次のように設定する。すなわち横力係数経過ＨＳ３及びＨＳ４に対して最大スリップ角α₁若しくはα₂を超えないように設定する。車輪１２，１３のさらなる操舵は目立った作用を示さない。なぜなら車輪１２，１３と路面との間の摩擦が相応の横力ＦＳを形成するのには不十分だからである。

しかしながらＥＳＰモジュール５９はさらにもう一つステップを続ける。その場合には車輪１２，１３の対応する長手方向摩擦係数μ_Lの経過が評価される（例えば図４による経過ＨＬ１，ＨＬ２に基づいて）。有利にはＥＳＰモジュール５９はさらに最大限設定可能な横力ＦＳと、対応する縦力ＦＬの算出のためにいわゆる摩擦円６５（Kammscher Kreis）を考慮する。この"Kammscher Kreis"ないし摩擦円６５は、さらに横力係数経過ＨＳについてスリップ角αに依存して拡張され、さらに縦方向摩擦係数経過ＨＬについてスリップ量λに依存して拡張される（例えば経過ＨＳ３及びＨＬ１）。ＥＳＰモジュール５９は、これらの経過を前述したように付加的に評価する。前記経過ＨＳ１〜ＨＳ４、ＨＬ１及びＨＬ２、並びに図４には示されていないさらなる経過は、例えばメモリ５２にファイルされている。

ＥＰＳモジュール５９は、設定すべき縦力ＦＬと横力ＦＳをベクトルで加算する。それにより例えば結果として合成力Ｆｒｅｓ１とＦｒｅｓ２が生じる。ヨーモーメントＧＭの補償に対してはスリップ角α₅が対応する横力ＦＳ２が有利である。しかしながらＥＳＰモジュール５９はダイヤグラム６５に基づいて、このスリップ角のもとで横力係数μ_sがその最大値を既に大幅に上回っていることを求める。このＥＳＰモジュール５９は、例えば横力係数経過ＨＳ３（α）に基づいてスリップ角α₃若しくは最大値α_M1を最適なスリップ角として求める。それらはスリップ角α₅よりも小さい。それにより横力係数μ_sはその最大領域Ｍ１を上回らないか若しくは少なくとも実質的に上回ることはない。横力ＦＳ１及び／又は最適なスリップ角α_M1又はα₃に依存してＥＳＰモジュール５９は舵角δを求め、それを操舵信号５０の枠内で操舵アクチュエータ４０に伝送する。

操舵アクチュエータ４０は、引き続き車輪１２，１３を舵角δに設定する。それにより前記車輪１２は舵角δ_Lをとり、車輪１３は舵角δ_Rをとる。その場合これらの２つの舵角δ_L及びδ_Rは本発明によれば相互に固定適な関係におかれている。なぜなら例えば車輪１２，１３がステアリングトラピゾイド（Lenktrapez）を介して相互に結合されているからである。

この関係においては有利には操舵アクチュエータ４０による舵角δ_L及びδ_Rの個別の設定も可能であることを述べておく。ＥＳＰモジュール５９はこのケースにおいて２つの舵角δ_L及びδ_Rを有利には前述したような形式で車輪１２，１３のそのつどの個々の横力係数μ_sに依存して求める。

図３には、車両１０のさらなる走行状況、詳細にはμスプリット走行状況があらわされており、ここでは本発明によるＥＳＰモジュール５９の利点が照明される。

車両１０は走行路６６の例えば摩擦係数μの低い（μｌｏｗ）路面区分６７から摩擦係数μの高い（μｈｉｇｈ）路面区分６８へ走行している。例えば路面区分６７においてハイドロプレーン現象が発生し、その一方で路面区分６８では車両１０の車輪１２，１３は路面６６に対して良好なグリップを有している。なぜなら例えば路面６６の表面によって水が良好に流れるからである。従来の車両では、ドライバー３８は例えば車輪１２，１３が浮いてしまうので、これらを波線で示されているような斜めの位置に調整する。それにもかかわらず車両１０は路面６６上では車輪１２，１３が横力を伝達することができないので符号６６の走行方向に走り続ける。

ここにおいて車両１０が摩擦係数の高い路面区分６８に到達すると、車両１０では車輪１２，１３が再びグリップ力を回復するので、移動路７０を通過し、その際には例えば対向路線に到達したり走行路６６から完全にそれる。

経験を積んだドライバー３８ならこのような状況では場合によって迅速なカウンターステアを当て、それによって車両１０は右方向に操舵される。但し車輪１２，１３はドライバー３８にとって驚くほど高い摩擦力を有しているので高い横力も伝達でき、ドライバー３８は車両１０を切りすぎてしまう。そのため移動路７１上では右方に向けて走行路６６からそれる。

しかしながら本発明によればＥＳＰモジュール５９は前述したような危険な状況を回避することができ、車両１０を所望の走行方向６９に維持する。ドライバー３８は、ステアリングホイール３７を有利には直進位置に留める。またその他の所望操舵角δ_Hの場合でもＥＳＰモジュール５９は、μｌｏｗ区分の路面区分６７においては車輪１２，１３を直進位置に操舵する。ＥＳＰモジュール５９は詳細には前述したように横力係数μ_sないし縦方向摩擦係数μ_Lに基づいて、波線で示した位置へ車輪１２，１３を操舵するための横力が低い摩擦係数μｌｏｗのために走行路６６上に伝達されないことを求め、車輪１２，１３をそれに応じて直進位置か若しくはほぼ直進位置におく。その後で車両１０がμｈｉｇｈの路面区分６８上に達すると、車輪１２，１３の舵角δは少なくとも近似的に最適化され、それによって車両１０は図３に示されているように直進方向に走行する。つまり車両１０はドライバーの望みに相応する挙動を示す。

μスプリット走行状況の伴うカーブ走行の際には、ＥＳＰモジュール５９は例えば所望の操舵角δ_Hを横力係数μ_sが許容される限り車輪１２，１３において有利にはヨーレートΨを考慮して設定する。

図６に示されている走行路７２は、縦方向（前後方向）において異なるグリップを有している。例えば車両１０の右側の車輪１３，１５は摩擦係数が高い（μｈｉｇｈ）路面区分７４上にあり、左側の車輪１２，１４は、摩擦係数の低い（μｌｏｗ）路面区分７３上にある。つまりこれはいわゆるμスプリット走行状況である。アンチロックブレーキシステム５８は、ここにおいて車輪１２，１３，１４，１５にブレーキ装置１７〜２０を用いてできるだけ最適にブレーキをかける。すなわちここではできるだけ最適な制動作用を引き起こすためにブレーキ装置１８，２０においてはブレーキ装置１７，１９におけるよりも少ない制動値が設定される。しかしながらこのことは車両１０に不所望なヨーイング挙動（上下軸周りの回転）につながるヨーモーメント７５を生じさせる。ＥＳＰモジュール５９はこのヨーモーメント７５に対して予測的に対抗措置を講ずる。

ＡＢＳモジュール５８は、例えばブレーキ装置１７〜２０における制動圧をまずＰ₁の値まで高める。摩擦係数の低いμｌｏｗ路面区分７４上の車輪１２と１４は既にその最大ブレーキ出力に達している。この時点ｔ₁からＡＢＳモジュール５８は、ブレーキ装置１７及び１９に対する制動値経過７６を実質的に制動値Ｐ₁に維持する。この場合実際にはこの値の周辺で制御変動が存在する。時点ｔ₁から時点ｔ₂まではＡＢＳモジュール５８は車輪１３及び１５の制動装置１８及び２０における制動圧をさらに制動値Ｐ₂まで引き上げる。そのため制動値経過７７が生じる。それにより車輪１２及び１４も最適に制動される。このＡＢＳモジュール５８は有利には実際に制動装置１７〜２０に設定される制動値経過７６及び７７をＥＳＰモジュール５９に伝送し、ＥＳＰモジュール５９はこれらの経過７６，７７の特性に基づいて相互に車輪１２，１３に設定されるべき舵角δを前述したように求める。なおこの場合はＥＳＰモジュール５９は横力係数μ_sも考慮する。それにより最大横力ＦＳと最大ヨーモーメントが補償調整可能である。

ＥＳＰモジュール５９内には有利にはアンチロックモジュール５８の制御モデル７９が記憶されており、そのためこの制御モデルは制動値経過７６，７７をいわゆる"予見的に"、すなわち予測的に求めることができる。これはネガティブなヨーモーメント７５の既に発生の前に相応の操舵角補正によって補償的にかつ走行安定的に介入制御ができるようにするためである。

最大限得ることのできる横力係数ＦＳを上回った場合には、さらなるカウンターステアやさらなる舵角δの増加は効果がない。本願のＥＳＰモジュール５９は有利にはＡＢＳモジュール５８に最大値Ｐ_MAXを伝送する。この最大値Ｐ_MAXは当該実施例では値Ｐ₂に相応しており、そのためこのＡＢＳモジュール５８は制動装置１７と１９における制動圧を当該最大値Ｐ_MAXを超えないように高める。それにより車両１０は最大限の制動をかけられ、それにも係わらずドライバー３８によってハンドル３７に設定される所望の走行方向は維持され続ける。

同じように図７には制動値経過７８がプロットされており、この制動値経過７８は従来のアンチロックシステムの制動作用を再現している。この場合は典型的な周辺条件が前提となっている。詳細にはドライバー３８は、最大で１２０°の操舵角補正をハンドル３７に設定することができ、これは最大制動値Ｐ２′に相応しており、またドライバー３８は舵角δを最大で毎秒１８０°変更でき、そのため制動値経過７８の上昇は制動値経過７７よりも僅かである。ここではＡＢＳモジュール５８がＥＳＰモジュール５９と協働して最適な制動力をより迅速に構築することができる。なぜならＥＳＰモジュール５９は相応の対抗的操舵操作（例えばカウンターステアなど）の結果として、不所望なヨーモーメント７５を補償してしまうからである。

このＥＳＰモジュール５９は本発明による手法によって全ての車輪１２，１３，１４，１５の物理的な挙動ないし特性、特にそのつどの横力特性を個別に評価できることを理解されたい。またＡＢＳモジュール５８に対しては、有利には各車輪１２，１３，１４，１５は個別に最大青銅圧でもって制動される。この場合はＥＳＰモジュール５９は、車輪１２，１３の操舵によって（後輪操舵系の場合には車輪１４，１５も）所要のヨーモーメント補償が実施される。

走行安定化のための本発明による安定化装置を備えた車両を概略的に表した図 図１による車両がオーバーステア挙動に陥るカーブ走行の状況を表した図 図１による車両がハイドロプレーン現象に陥いる状況を表した図 一定のスリップ角α₁、α₂のもとで横力係数の例示的経過と縦方向摩擦係数の例示的経過がスリップ量λに依存して表されているダイヤグラム 横力係数経過と縦方向摩擦係数経過が付加的に加えられている摩擦円を表した図 図１による車両のμスプリット走行状況を表した図 図６による走行状況の車両においてアンチロックブレーキシステムが設定する制動値経過を表したダイヤグラム 横力係数の例示的な経過がスリップ角αに依存して示されているダイヤグラム

Claims (18)

1. 車両（１０）の操舵される車輪（１２，１３）の舵角（δ）を制御するための操舵手段（９）と、車両（１０）の走行安定化のために前記操舵手段（９）を制御する安定化手段（６１）とを有している、車両（１０）の走行安定化のための安定化装置において、
   前記安定化手段（６１）が、操舵される車輪（１２，１３）の少なくとも１つの横力係数（μ_ｓ）に依存して、車両（１０）を安定化させる舵角（δ）設定のために操舵手段（９）を駆動制御し、前記安定化手段（６１）は、操舵される車輪（１２，１３）のスリップ角（α）を、横力係数（μ_s）がその最大の領域（Ｍ１，Ｍ２）を実質的に上回らないように設定していることを特徴とする安定化装置。
2. 前記安定化手段（６１）は、少なくとも１つの操舵された車輪の縦方向摩擦係数（μ_L）に依存してスリップ角（α）を求めるように構成されている、請求項１記載の安定化装置。
3. 前記安定化手段（６１）は、少なくとも１つの操舵された車輪の縦方向スリップ量及び／又は横方向スリップ量に依存してスリップ角（α）を求めるように構成されている、請求項１または２記載の安定化装置。
4. 前記安定化手段（６１）は、獲得可能な縦力（ＦＬ）と横力（ＦＳ）を求めるために、摩擦円（８０）方式において少なくとも１つの操舵された車輪の縦力（ＦＬ）と横力（ＦＳ）のベクトル加法に基づいてスリップ角（α）を求める要に構成されている、請求項１記載の安定化装置。
5. 前記安定化手段（６１）は、縦力（ＦＬ）と横力（ＦＳ）のベクトル加法のもとで、縦力（ＦＬ）に割当てられる縦方向摩擦係数（μ_L）と、横力（ＦＳ）に割当てられる横力係数（μ_s）を評価する、請求項４記載の安定化装置。
6. 前記安定化手段（６１）は、車両（１０）のオーバーステアの際には、車両（１０）をアンダーステア方向に対抗的に操舵すべく操舵手段（９）を駆動制御し、及び／又は車両（１０）のアンダーステアの際には車両をオーバーステア方向に対抗的に操舵すべく操舵手段（９）を駆動制御するように構成されている、請求項１記載の安定化装置。
7. 前記安定化手段（６１）は、操舵手段（９）によって車両（１０）をアンダーステア方向に駆動制御するために、車両（１０）の少なくとも１つの車輪の制動によって車両（１０）にオーバーステアを生じさせるように構成されている、請求項１記載の安定化装置。
8. 前記安定化手段（６１）は、車両（１０）のアンチロック制御部（５８）と協働するように構成されているか若しくはアンチロック制御部（５８）を有している、請求項１記載の安定化装置。
9. 前記安定化手段（６１）は、アンチロック制御部（５８）によって求められた及び／又は設定された制動値（Ｐ）、特にブレーキ装置に圧力を印加するための圧力値を評価するように構成されている、請求項８記載の安定化装置。
10. 前記安定化手段（６１）は、設定された制動値（Ｐ）でのそのつどの車輪の摩擦値に依存して、１つのアクスルの少なくとも２つの車輪（１２，１３）の関係を評価するように構成されている、請求項１記載の安定化装置。
11. 前記安定化手段（６１）は、舵角（δ）を、摩擦値の低い車輪（１２）よりも摩擦値の高い車輪（１３）の制動値経過（７６，７７）に基づいて舵角（δ）を求めている、請求項１記載の安定化装置。
12. 前記安定化手段（６１）は、車輪において最大限設定されるべき制動値のための限界値をアンチロック制御部（５８）に送出するように構成されている、請求項８から１１いずれか１項記載の安定化装置。
13. 前記安定化手段（６１）は、少なくとも１つの操舵された車輪（１２，１３）の横力係数（μ_s）及び／又はスリップ角（α）に依存して限界値を求める、請求項１２記載の安定化装置。
14. 前記安定化手段（６１）は、車両（１０）のハンドルに設定された舵角（δ）、及び／又は車両（１０）におけるヨーイング値、及び／又は車両（１０）の車輪（１２，１３）における回転数値、及び／又は車両（１０）の縦方向速度値及び／又は車両（１０）の姿勢角を評価するように構成されている、請求項１記載の安定化装置。
15. 前記安定化装置は、プロセッサによって実行可能なプログラムコードを有している、請求項１記載の安定化装置。
16. 請求項１５による安定化装置を備えている記憶手段。
17. 車両（１０）の操舵される車輪（１２，１３）の舵角（δ）を、電気的及び／又は光学的に駆動制御可能な操舵手段（９）に基づいて制御するステップと、前記操舵手段（９）を制御する安定化手段（６１）によって車両（１０）を走行安定化させるステップとが実施される、車両（１０）の走行安定化のための方法において、
    操舵される車輪（１２，１３）の少なくとも１つの横力係数（μ_s）を求め、前記安定化手段（６１）により、車両（１０）を安定化させる舵角（δ）の設定のために前記操舵手段（９）を前記少なくとも１つの横力係数（μｓ）に依存して駆動制御し、その場合に、前記安定化手段（６１）は、操舵される車輪（１２，１３）のスリップ角（α）を、横力係数（μ_s）がその最大の領域（Ｍ１，Ｍ２）を実質的に上回らないように設定していることを特徴とする方法。
18. 車両、特に自家用車両において、請求項１から１５いずれか１項記載の安定化装置（２５）及び／又は請求項１６記載の記憶手段及び／又は請求項１７記載の方法を実施するための手段を有していることを特徴とする車両。

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