JP2011507744A - カーブ走行における自動二輪車のドライバの支援装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カーブ走行における自動二輪車のドライバの支援装置および方法を提供する。
【解決手段】カーブ走行における自動二輪車のドライバの支援装置は、事故を回避するために、少なくとも走行状況（「カーブ走行」）および車両ブレーキ（６）の操作を検出可能にするための装置（１０、３、４）と、種々の走行状態変数から最大ブレーキ力または等価変数を決定し且つドライバにより希望されたブレーキ力ないしは対応の変数をこの値に制限するユニット（１０、４、５）と、ブレーキ作動に基づく起立モーメント（Ｍ_Ａ）に抵抗するステアリング運動量を自動二輪車（１）のステアリング装置（７）に与えるステアリング・アクチュエータ（１０、７）と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、カーブ走行における自動二輪車のドライバの支援装置並びに対応の方法に関するものである。

事故調査は、自動二輪車の事故が、しばしば、カーブにおいて過大な速度で走行すること、および自動二輪車のドライバの不適切なカーブ走行技術によることの少なくともいずれかにより発生することを示している。自動二輪車のドライバがカーブ（主観的）をきわめて急速に走行したことを認めたとき直ちに、ドライバがとる典型的な応答は、車輪をオーバー・ブレーキ作動することである。これにより、特に前車輪がコーナリング・フォースを失い且つ車両は転倒する。平均的なドライバの他の典型的な応答は、自動二輪車を起き上がらせようとしてブレーキ作動を導くために、ステアリング装置を解放することである。しかしながら、これはカーブ半径を上昇させ、且つしばしば、道路脇の物体または反対車線を走る車両との衝突を引き起こすことになる。

したがって、本発明の課題は、動的カーブ走行においてドライバを支援する、自動二輪車用装置を提供することである。

この課題は、本発明により、請求項１並びに請求項９に記載の特徴によって解決される。本発明の他の形態が従属請求項から得られる。
本発明の本質的な考え方は、自動二輪車内に、車輪のオーバー・ブレーキ作動を阻止するブレーキ・アシスト装置のみならず、ブレーキ作動において発生する起立モーメントに抵抗するステアリング・アシスト装置をも設けることである。ブレーキ・アシスト装置とは、ここでは、制御装置内に記憶されているアルゴリズムとして理解されるが、このブレーキ・アシスト装置は、種々の走行状態変数から、所定の走行状況において最大に与えられるべき最大ブレーキ力またはブレーキ力を表わす変数（例えば、ブレーキ・トルク）を決定する。ドライバが車輪ブレーキの操作によってより大きいブレーキ力を希望する限り、このブレーキ力は最大値に制限される。

カーブ走行の間に実行されるブレーキ作動は、幾何形状比に基づいてカーブ外側方向にステアリング・モーメントを導く。ブレーキ力から形成されるステアリング・モーメントは、車両に、起き上がらせるモーメント（起立モーメント）を与える。したがって、起立傾向を少なくとも弱めるために、ステアリング・アシスト装置が設けられ、ステアリング・アシスト装置は、ブレーキ作動の強さの関数として、ステアリング装置にステアリング運動量を与える。この場合、ステアリング運動量はカーブ内側に向けられて起立モーメントに抵抗する。これにより、車両は、カーブ走行において、本質的により良好に制御状態に保持可能であり、事故の危険は低減される。

ステアリング・アクチュエータの作動は、それがドライバによってオーバー制御可能なように設計されていることが好ましい。
ブレーキ・アシスト装置は、少なくとも、車両の傾斜αおよび車輪と走行路面との間の摩擦係数に基づいて最大ブレーキ値を計算することが好ましい。車両の傾斜は傾斜センサにより測定または評価可能である。このために、従来技術から、多数の種々の可能性が既知である。

摩擦係数として固定値が設定されてもよい。しかしながら、例えば、乾いた走行路面または濡れた走行路面のような種々の走行路面条件に対して異なる値が使用されてもよい。代替態様として、摩擦係数は、モデルに基づいて評価されても、または他の状態変数から計算されてもよい。

本発明による装置は、各車輪に対して個々の最大ブレーキ力を決定するように設計されていることが好ましい。さらに、ドライバにより希望されたブレーキ・トルク（ないしは減速希望）をできるだけ完全に両方の車輪の車輪ブレーキに配分するように設計されていることが好ましい。例えば、１つの車輪におけるブレーキ力が許容ブレーキ力を超えている場合、他方の車輪がさらにブレーキ・トルクを受入可能である限り、許容ブレーキ力を超えているブレーキ希望が他方の車輪に配分されることが好ましい。この過程は、例えばブレーキ装置の弁または電動機のような適切なアクチュエータと結合されている制御装置により調整されることが好ましい。

ドライバのブレーキ希望は、例えば力センサ、圧力センサまたはストローク・センサとして形成され且つドライバのブレーキ希望を表わす変数を測定するセンサにより測定されることが好ましい。

本発明によるステアリング・アクチュエータは、自動二輪車のステアリング装置に結合されている、例えば電動機のようなサーボモータを含むことが好ましい。
本発明の好ましい一実施形態により、ステアリング・アシスト装置は、自動二輪車の傾斜を制御する制御器（アルゴリズム）を含む。制御の操作端として、選択的に、ステアリング・アクチュエータおよび車両ブレーキの少なくともいずれかが利用されてもよい。

本発明による装置は、カーブのタイプ、特にカーブ半径に関する情報を提供するナビゲーション装置と結合されていてもよい。これらの情報は、最大ブレーキ力ないしは等価変数をより正確に計算するために利用されることが好ましい。

以下に本発明が一例として添付図面により詳細に説明される。

図１は、カーブ走行における最も重要な力およびモーメントを記入した、自動二輪車の背面図を示す。 図２は、カーブ走行の間におけるドライバの支援装置の概略ブロック回路図を示す。 図３は、カーブ走行におけるドライバの支援方法の本質的な方法ステップを示す。

図１は、自動二輪車に作用する力およびモーメントが記入されている、自動二輪車の概略背面図を示す。ここで、Ｆ_Ｇは重力であり、Ｆ_Ｚは遠心力であり、Ｍ_Ａは起立モーメントであり、Ｍ_Ｌはステアリング・モーメントである。

図２は、カーブ走行におけるドライバの支援装置の本質的な構成要素を示す。この装置は、本質的に、ブレーキ・アシスト装置（ＢＡ）５およびステアリング・アシスト装置（ＬＡ）１１を有する制御装置１０を含む。ブレーキ・アシスト装置５およびステアリング・アシスト装置１１は、制御装置１０内に記憶されている対応のアルゴリズムである。制御装置１０に複数のセンサ（Ｆ_Ｂ、α、ｎ、ａ_ｙ、Ｎ）３、４、８、９、１２が接続され、これらのセンサは、実際走行状況をモニタリングするために使用される。選択的に、これより多いかまたはこれより少ないセンサが設けられていてもよい。装置は、車輪ブレーキ（Ｂ）６およびステアリング装置（Ｌ）７を介して走行運転に係合可能である。

図示の装置は、ドライバがブレーキ６を操作したカーブ走行において、ブレーキ力ないしは等価変数を最大値に制限し、且つさらに、ブレーキ作動に基づく起立モーメントＭ_Ａを少なくとも一部補償するステアリング運動量をステアリング装置７に与えるように設計されている。

実際走行状況を、カーブ走行およびブレーキ装置６の操作に関してモニタリングするために、この実施例においては、ブレーキ力センサ３および傾斜センサ４が設けられている。これらのセンサ３、４のセンサ信号は、ブレーキ・アシスト装置５のアルゴリズムにより処理される。代替態様として、走行状況「カーブ走行」は、例えば横方向加速度ａ_ｙ（横方向加速度センサ９）のような他の物理変数から、または他のセンサ装置により決定されてもよい。ブレーキ力センサ３の代わりに、圧力センサまたはブレーキ操作を測定可能な他のセンサが使用されてもよい。

図３は、ステップ２０および２１において、傾斜およびドライバのブレーキ係合の検出を示す。ステップ２１においてブレーキ操作を有するカーブ走行が検出された場合、ステップ２２において、最大ブレーキ力に対する値、またはそれが超えられてはならない、例えば最大減速度のような対応の変数に対する値が決定される。この値は両方の車輪に対して個々に計算されることが好ましい。

ブレーキ・アシスト装置５は、自動二輪車１の傾斜および車輪と走行路面との間の摩擦係数の関数として最大値を計算することが好ましい。したがって、次式が成立する：Ｆ_Ｂ＝ｆ（α，μ）。摩擦係数は、既知のモデルにより評価されることが好ましい。選択的に、最大値は、装置内に記憶されている特性曲線から読み取られてもよい。

さらに、結果を改善するために、例えば、車両速度および横方向加速度ａ_ｙの少なくともいずれかのような他の物理変数等が使用されてもよい。
ドライバにより希望された減速度が、計算された最大ブレーキ力より大きい限り、ブレーキ力は最大値に制限される。このために、このとき、制御装置１０は、例えばブレーキ装置６の弁のような種々のアクチュエータを操作する。

ステップ２３において、ここで、ブレーキ作動により車両に与えられる起立モーメントが決定される。この場合、起立モーメントＭ_Ａは、特に車両形状、速度および実際の傾斜の関数である。

さらに、ステップ２４において、起立モーメントＭ_Ａを補償するためにかじ取り装置に与えられるべきステアリング運動量が計算される。この場合、ステアリング運動量は、特に横方向加速度、傾斜および車両のブレーキ減速度並びに場合によりその他の変数の関数である。

最後に、ステップ２５において、ステアリング係合、および場合によりブレーキ力の制限が行われる。ここで、ステアリング係合は、ドライバによりオーバー制御可能なように設計されている。

したがって、上記の装置は、カーブにおける車両の制御を保持するようにドライバを支援する。

１ 自動二輪車
２ 後車輪
３ ブレーキ力センサ
４ 傾斜センサ
５ ブレーキ・アシスト装置
６ ブレーキ装置、車輪ブレーキ
７ ステアリング装置、ステアリング・アクチュエータ
８ センサ
９ 横方向加速度センサ
１０ ユニット、制御装置
１１ ステアリング・アシスト装置、制御器
１２ センサ
ａ_ｙ 横方向加速度
Ｆ_Ｂｍａｘ 最大ブレーキ力
Ｆ_Ｇ 重力
Ｆ_Ｚ 遠心力
Ｍ_Ａ 起立モーメント
Ｍ_Ｌ ステアリング・モーメント
Ｖ 車両速度
α 傾斜、傾斜角

Claims (9)

1. カーブ走行における自動二輪車のドライバの支援装置において、
   少なくともカーブ走行および車両ブレーキの操作に関して、走行状態をモニタリングするための手段（１０、３、４）と、
   最大ブレーキ力（Ｆ_Ｂｍａｘ）または等価変数に対する最大値を決定し且つ車輪ブレーキ（６）に与えられるブレーキ力ないしは等価変数を最大値に制限するユニット（１０、５）と、
   ブレーキ作動に基づく起立モーメント（Ｍ_Ａ）に抵抗するステアリング運動量を自動二輪車（１）のステアリング装置（７）に与えるステアリング・アクチュエータ（１０、７）と、
   を含むことを特徴とするカーブ走行における自動二輪車のドライバの支援装置。
2. 前記ユニット（１０、５）が、前記最大ブレーキ力（Ｆ_Ｂｍａｘ）ないしは前記等価変数を、傾斜角（α）およびタイヤと走行路面との間の摩擦係数（μ）に基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ステアリング・アクチュエータ（１０、７）が、カーブ内側を向くステアリング運動量を前記ステアリング装置（７）に与えることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記ユニット（１０）が、ドライバにより希望されたブレーキ・トルクを、走行状況の関数として、自動二輪車（１）の前車輪および後車輪（２）に配分す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装置。
5. 前記ステアリング・アクチュエータ（７）が電動機を含む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装置。
6. 自動二輪車（１）の傾斜（α）を制御する制御器（１１）が設けられてい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装置。
7. ドライバにより希望されたブレーキ力ないしは対応の変数を検出するためのセンサ（３）が設けられてい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装置。
8. 前記ユニット（１０）がナビゲーション装置と結合され且つ前記ナビゲーション装置により提供される情報を前記最大ブレーキ力（Ｆ_Ｂｍａｘ）の決定のために使用す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装置。
9. カーブ走行における自動二輪車のドライバの支援方法において、
   少なくともカーブ走行および車両ブレーキの操作に関して、走行状態をモニタリングするステップと、
   最大ブレーキ力（Ｆ_Ｂｍａｘ）を決定するステップと、
   ドライバにより希望されたブレーキ力が最大値（Ｆ_Ｂｍａｘ）を超えている限り、車輪ブレーキ（６）に与えられるブレーキ力を前記最大値（Ｆ_Ｂｍａｘ）に制限するステップと、
   ブレーキ作動に基づく起立モーメント（Ｍ_Ａ）を少なくとも一部補償するステアリング運動量を決定するステップと、
   前記ステアリング運動量を自動二輪車（１）のステアリング装置（７）に与えるステップと、
   を含むことを特徴とするカーブ走行における自動二輪車のドライバの支援方法。

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