JP3886555B2 - 車両動特性制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の動特性制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の動特性を制御するためのシステムは、多くの異なる種類の修正における従来技術から公知である。かかる修正技術においては、所要の変数は一般に測定された変数と推定された変数から決定され、また運転特性を安定化することに寄与する車輪のブレーキにおける個々に設定可能な制動トルクを用いるそれらの調整から決定される。この修正技術においては、一般に車両の車輪速度、片揺れ（ヨー）速度および操向角度が、測定変数として用いられる。
【０００３】
ドイツ国特許出願公開明細書第４３ ０５ １５５号は、階層的に構成され、従属ブレーキ制御モジュールにより、また更に繊細な方法では後部車軸操向システムにより車両の動特性コンピュータへ分割されるモジュラー車両動特性制御システムを開示している。車輪コントローラおよび流体圧作動後車軸操向アクチュエータ・システムが、これらモジュールに従属させられる。とりわけ、未熟なドライバは、きわどい運転状況においてこのような車両動特性制御システムによって補佐される。車両は、極限の状況においても安定化させられ、きわどい状況で制動を自動的に、即ち、ドライバがブレーキ・ペダルを操作することなく実施することができる。前記ドイツ国特許出願公開第４３ ０５ １５５号では、片揺れ即ち車両の垂直軸周囲の車両の運動が制御される。道路の低い摩擦係数が検出されても、片揺れ速度に対する所定値が簡単に低減される。制御の相違が大きくても、活発な制動の介入が生じる。
【０００４】
ドイツ国特許出願公開明細書第４２ ２２ ９５８号の主題においては、車両それ自体が即時に見出す４つの車両の動的状況、即ちスプリット摩擦係数を伴う制動、コーナーリング、車線の変更、直進走行が検知される。下記の４つの測定信号、即ち、前輪操向角度、車両速度、左側および右側の前輪制動圧力が、これら４つの走行状況の検出に対して存在する。前記の状況を弁別するための基準点を得る様々な変数が、これらの４つの測定信号から得られる。検出された走行状況に従って、異なる独立的な制御方針が種々のコントローラによって選択される。
【０００５】
同様に、ドイツ国特許出願公開明細書第４２ ２１ ０３０号は、車両において得られる可能な限り少数の測定信号を評価することによりその時の走行状況がオンラインで検出される車両における走行状況を検出する方法を開示している。これは、ファジー論理を用いることにより起生する。この場合でも、独立的な制御方針が、（制動、μスプリットをコーナーリングで）検出された状況に応じて種々のコントローラによりその状況に適用される。
【０００６】
ドイツ国特許出願公開明細書第４１ ２１ ９５４号は、片揺れ速度および（または）横方向速度を取得する方法を開示している。
【０００７】
この目的のため、車両の操向角度および横方向加速度が測定される。
【０００８】
車両の動特性制御システム内部の外滑り（ｓｋｉｄｄｉｎｇ）の検出方法は、例えば、ドイツ国特許出願公開明細書第３８ ２７ ８８３号およびドイツ国特許出願公開明細書第４２ １９ ７５０号から公知である。
【０００９】
乗用車あるいは実用車に対する従来のアンチ・ロック制動システムは、例えば、」自動車ハンドブック（Ｋｒａｆｔｆａｈｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｓ Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ）」の１９９１年第２１版、６１０乃至６１９ページおよび６３９乃至６４３ページ、および「自動車ハンドブック」の１９９３年第３版、６１０乃至６１９および６３９乃至６４３ページから公知である。自動車の駆動系統の制御および調整のための異なるシステムもまた、かかる従来技術（５３６乃至５５９ページ）から公知である。これらは、例えば、公知の牽引制御システムおよびギア・ボックス制御システムを含んでいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非常に多岐にわたる車両に対して柔軟な方法で適用が可能である車両動特性制御システムの設計することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両動特性制御システムにおいては、車両の運動を表わす運動変数が制御される。この目的のため、少なくとも車輪に対して制動力を加えるためのアクチュエータが作動される。制御変数を制御する作用でアクチュエータに影響を及ぼすための信号がコントローラ内部変数を用いて形成されるコントローラ手段が提供される。このコントローラ内部変数は、ここでは種々の選択可能なセンサ形態からのセンサ信号の関数として検出することができる。
【００１２】
本発明の特徴は、コントローラ手段が２つの領域を有するという事実に存在し、第１の領域は、コントローラ内部変数がセンサ信号に基いて形成される如き方法で各々の選択されたセンサ形態に適当するよう構成される。コントローラ内部変数を処理するためのセンサ領域は、センサ形態の選択とは独立的に構成される。
【００１３】
センサ形態とは独立的な成分とセンサ形態に依存する成分とに分けることにより、非常に広範囲の車両に対する低い開発経費および適応経費の簡単な適応が可能になる。本発明によるコントローラ構造が異なるセンサ形態を持つ車両に対して適合されるならば、コントローラのセンサ形態に依存する領域のみが変更されねばならないが、コントローラの中枢であるセンサ形態に依存しない要素は変更しないで済む。
【００１４】
１つの望ましい実施例においては、
車両の操向運動を検出する手段と、第１のセンサ形態として選択されるべき片揺れ運動を検出する手段、あるいは
車両の操向運動を検出する手段と、第２のセンサ形態として選択されるべき車両の１地点における横方向運動を検出する手段、あるいは
車両の操向運動を検出する手段と、片揺れ運動を検出する手段と、第３のセンサ形態として選択されるべき車両の１地点における横方向運動を検出する手段、あるいは
車両の操向運動を検出する手段と、第４のセンサ形態として選択されるべき車両の少なくとも２つの地点における横方向運動を検出する手段
が提供される。
【００１５】
特に、
操向角度センサとして構成されるべき操向運動検出手段と、
片揺れ角度速度センサとして構成されるべき片揺れ運動を検出する手段と、
車両上に適当に搭載される加速度センサとして構成されるべき横方向運動を検出する手段と
を提供することもできる。
【００１６】
第１のセンサ形態に依存する領域は、車両の片揺れ運動あるいは横方向運動を表わす変数が、選択されたセンサ形態とは独立的に、センサ信号に基く制御変数として識別されるような方法で構成されることが望ましい。本発明の望ましい一実施例においては、モジュラー設計でありかつ少なくとも２つのサブモジュールを持つコントローラ手段が提供され、
基準変数は、制御変数を調整するために、車両の横方向運動あるいは片揺れ運動を表わす少なくとも検出された変数の関数として第１のサブモジュールにおいて識別され、
制御変数は、第２のサブモジュールで形成され、アクチュエータの作動信号に影響を及ぼす信号を形成するために検出された基準変数と比較される。
【００１７】
その時の運転状況を表わす変数、あるいは車両の横方向運動あるいは片揺れ運動を表わす変数が車輪の少なくとも検出された回転運転の関数として識別され、かつこの変数が第１あるいは第２のサブモジュールの少なくとも一方へ送られる、第３のサブモジュールをも有するコントローラ手段を提供することもできる。
【００１８】
それ自体が、選択される各センサ形態に適応される第１の領域と、センサ形態の選択には依存しないで構成される第２の領域とを含むサブモジュールが提供されることが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明については、図面を用いて実施例に関して更に詳細に記述することにする。
【００２０】
この目的のため、図１は、第１のコントローラ手段１０２と第２のコントローラ手段１０１とを示している。操向角度センサの信号δｖは第２のコントローラ手段へ送られる。更に、センサ１０４からの信号は、第２のコントローラ手段１０１へ送られる。センサ１０４は、横方向加速度センサとして、車両の特定の場所における車両の横方向加速度ａｙおよび（または）片揺れ（ヨー）角速度ω、即ち車両の垂直軸周囲の角速度を検出することができる。更に、車両の縦方向速度Ｖｘおよび信号Ｔｉｊは、第２のコントローラ手段１０１へ送られる。信号Ｔｉｊは、ここでは後で述べるアクチュエータ１０６ｉｊの動作時間を表わす。指標ｉは、各変数、各アクチュエータあるいは各センサが後車軸または前車軸のどちらに配置されるかを示す。指標ｊは、車両の右側または左側に対する割当てを示す。
【００２１】
本実施例において一般にアンチ・ロック・ブレーキ・システムとして構成される第１のコントローラ手段１０２は、車輪速度センサ１０３ｉｊの信号Ｎｉｊを処理する。車輪の滑りおよび（または）車輪の減速度を表わす変数は、第１のコントローラ手段１０２において車輪速度の関数として形成される。これら変数を調整即ち制御するためには、車輪ブレーキ１０６ｉｊは、動作信号Ａｉｊにより操作される。既に述べた信号Ｔｉｊは、個々の車輪ブレーキの動作時間を示す。これらの動作時間Ｔｉｊおよび車両の縦方向速度Ｖｘは、第１のコントローラ手段１０２において形成され、既に述べたように、第２のコントローラ手段１０１へ送られる。動作時間信号Ｔｉｊの代わりに、個々の車輪ブレーキにおける制動圧力もまた、測定することができる。しかし、これは拡張されたセンサ・システムを必要とする。
【００２２】
更に、図１において、センサ１０４およびセンサ１０５の入力信号を監視し、適当であれば第２のコントローラ手段１０１の出力信号Ｓｉｊについて動作し得る監視装置１１０は、第２のコントローラ手段１０１内部に示される。
【００２３】
第１のコントローラ手段１０２、即ち第１のモジュールの機能については、これが従来技術から充分に知られるアンチ・ロック・ブレーキ・システムであるから、本文ではこれ以上詳細には記述しない。このため、例えば記述を進める上で述べられる関連する従来技術を参照することができる。車両の縦方向速度Ｖｘもまた、既知の方法で車輪速度Ｎｉｊから形成される。この目的のため、例えば、車輪速度Ｎｉｊを加重法で論理的に接続することができる。本発明によれば、記述の必要な全ては、車輪ブレーキ１０６ｉｊが、車輪の滑りおよび（または）車輪の減速度を制御する作用により第１のコントローラ手段によって車輪速度Ｎｉｊの関数として操作されることである。第２のコントローラ手段１０１は、必要な時に出力信号Ｓｉｊによってこれらの操作に介入する。更に説明する目的のために、図２へ進むことにする。
【００２４】
図２は、第２のコントローラ手段、即ち第２のモジュール１０１を更に詳細に示す。ここで、モジュール１０１の第１のサブモジュール２０１、第２のサブモジュール２０２および第３のサブモジュール２０３への分割を知ることができる。車両の縦方向速度Ｖｘは、センサ１０５の操向角度δｖ、およびセンサ１０４の車両の横方向加速度ａｙおよび（または）センサの片揺れ角速度ωのように、第１のコントローラ手段１０２から第１のサブモジュールに対して送られる。更に、後で述べる第３のサブモジュール２０３の出力信号ｆｚｓｔａｂ、ｗｓｐｌｉｔおよびμが第１のサブモジュール２０１へ与えられる。限度値ｆｚｍｉｎおよびｆｚｍａｘにより特徴付けられる基準変数または制御変数に対する所要の範囲が、入力信号の関数として第１のサブモジュール２０１において形成される。第１のサブモジュール２０１の更に正確な機能については、図５および図６を参照しなければならない。要約すれば、この時点で基準変数または制御変数の所要の範囲が本発明による制御の目的のために第１のサブモジュール２０１によって形成されると言うことができる。
【００２５】
車両の縦方向速度（第１のコントローラ手段１０２の出力信号）と、車両の横方向加速度ａｙおよび（または）片揺れ角速度ω（センサ１０４の出力信号）が、第２のサブモジュール２０２へ与えられる。更にまた、更に述べる第３のサブモジュール２０３の既に述べた出力信号は、第２のサブモジュール２０２に存在する。この第２のサブモジュールについては、図３に関して更に正確に述べるが、この時点で、制御変数ｆｚａｃｔがここでは車両の検出される動特性の関数として形成されると要約して言うことができる。この制御変数は、第１のサブモジュール２０１で形成される基準変数、あるいは制御変数の所要の範囲（ｆｚｍｉｎ，ｆｚｍａｘ）と比較され、信号Ｓｉｊは、制御変数を対応する基準変数に近似化する作用、あるいは制御変数が基準変数または制御変数の所要の範囲内に止まる作用により、車輪ブレーキ１０６ｉｊに影響を及ぼすために形成される。従って、第２のサブモジュール２０２は、コントローラの実際の中枢部を構成する。更に正確な機能は、図３に関して記述する。
【００２６】
既に述べたブレーキ動作時間Ｔｉｊは、車両の縦方向速度Ｖｘ、操向角度δｖ、および車両の横方向加速度ａｙまたは片揺れ角速度ωのように、第１のコントローラ手段１０２から第３のサブモジュール２０３へ送られる。第３のサブモジュール２０３により、車両が受けるその時の走行状況即ち環境の影響を記述する出力変数ｆｚｓｔａｂ、ｗｓｐｌｉｔおよびμが形成される。第３のサブモジュール２０３の更に正確な機能については、図４が参照される。
【００２７】
要約すれば、図２は第２のコントローラ手段１０１のモジュラー設計を示す。
【００２８】
図３は、第２のサブモジュール２０２の更に正確な機能を示す。装置３０２においては、制御変数ｆｚａｃｔがここでは車両の縦方向速度Ｖｘの関数として、車両の横方向加速度ａｙの関数として、および（または）片揺れ角速度ωの関数として形成される。車両モデル（即ち、車両の形状に基く簡単な計算ルール）が装置３０２に記憶されるこの状態が起生する。制御変数の瞬時値ｆｚａｃｔは、車両の検出された縦方向速度、車両の横方向速度および車両の瞬時動特性を表わす片揺れ速度変数の関数として既知の方法で車両モデルによって識別することができる。この制御変数は、制御エラーを識別するために装置３０１へ送られる。更に、所要の制御変数範囲の限度ｆｚｍｉｎおよびｆｚｍａｘは、装置３０１に存在する。更に、変数ｗｓｐｌｉｔ（第３のサブモジュール２０３の出力変数）もまた、装置３０１へ送られる。装置３０１においては、制御変数ｆｚａｃｔが限度ｆｚｍｉｎおよびｆｚｍａｘにより決定される所要の制御変数範囲と比較される。制御変数ｆｚａｃｔが所要の制御変数範囲内になければ、対応する制御エラー信号ｅｆｚが装置３０１の出力側に存在する。第３のサブモジュール２０３の信号ｗｓｐｌｉｔは、制御エラー信号ｅｆｚの形成中に更に用いることができる。図４に関して更に述べるように、この信号は、車両がいわゆるμスプリット状態にあるかどうか、即ち車両の右側と左側において道路の摩擦係数がある程度異なるかどうかを示す。制御エラー信号ｅｆｚは、一方では後車軸３０３のコントローラと前車軸３０４のコントローラへ送られる。ここで、後車軸または前車軸の車輪ブレーキを動作させる信号が、識別された摩擦係数μを勘定に入れて制御エラーｅｆｚから形成される。車両が過剰操向されるか過小操向されるかに従って、個々の車輪が過剰制動あるいは過小制動される。このように、制御変数ｆｚａｃｔは制御変数の所要の範囲へ戻される。車輪ブレーキに対する動作信号は、別のコントローラ３１０により修正することができる。この別のコントローラ３１０によるこのような修正は、特に既に述べたμスプリット条件が第３のサブモジュール２０３により検出されるならば、即ち、車両の右側と左側の道路の摩擦係数が非常に異なるかどうかが検出されるならば、用いられる。この目的のため、第３のサブモジュール２０３の対応する信号ｗｓｐｌｉｔが別のコントローラ３１０において送られる。横方向加速度ａｙおよび（または）片揺れ角速度ωを表わす信号は、この別のコントローラ３１０へ任意に送ることができる。より高い摩擦係数を持つ道路上で走行する後車輪は、この別のコントローラ３１０によって選択的に過小制動される。適当ならば、破線で示されるように、前車軸制動の更なる介入が行われる。
【００２９】
車両の運転者がブレーキ・ペダルを操作しなくとも、別の実制動コントローラ３１１によっても制動の介入が実行できる。別の実制動コントローラ３１１がなくとも、車輪ブレーキに対する第１のコントローラ手段１０２から生じる動作信号のみが、第２のサブモジュール２０２あるいは第２のコントローラ手段１０１の出力信号Ｓｉｊによって修正される。これは、第１のコントローラ手段１０２により加えられる制動圧力が出力信号Ｓｉｊによって車輪において増加されるか減少される状態で起生する。車両の運転者が制動処理を実施することを欲しない（ブレーキ・ペダルの操作がない）場合でも、一般にアンチ・ロック・ブレーキ・システム１０２によって制動圧力は形成されない。第２のコントローラ手段１０１によるか、あるいは第２のサブモジュール２０２における先に述べたコントローラのエラーによって車輪の過剰制動あるいは過小制動が操作安定性を維持するために要求されるならば、この場合、これはアンチ・ロック・ブレーキ・システム１０２の動作信号Ａｉｊを修正することによって起生し得ない。信号Ｓ１により、アンチ・ロック・ブレーキ・システム１０２は、別のコントローラ３１１に対して運転者が制動の要求を行わないことを通知し、これにより対応する圧力は形成されない。別のコントローラ３１１が信号Ｓｉｊをタップすることにより、個々の車輪ブレーキが操作されるべきであるということが確立されると、別のコントローラ３１１からの信号Ｓ２によって、アンチ・ロック・ブレーキ・システム１０２に対して対応する制動圧力が得られるようになる。例えば、前車輪は、運転者がブレーキ・ペダルを作動しなくとも、別の実制動コントローラ３１１によって選択的に過剰制動することができる。無論、他の車輪を必要に応じて付加的に制動することができる。
【００３０】
第３のサブモジュール２０３の動作モードについては、図４に関して記述する。このサブモジュールは、外滑り（ｓｋｉｄ）検出装置４０１、μスプリット検出装置４０２および摩擦係数検出装置４０３を含んでいる。
【００３１】
操向角度信号δｖ（センサ１０５）、横方向加速度ａｙおよび（または）片揺れ角速度ω（センサ１０４）、および車両の縦方向速度Ｖｘは、外滑り検出装置４０１へ送られる。測定された車両動特性データが、外滑り検出装置４０１において既知の方法で車両の基準モデルと比較される。この基準モデルは、どの車両動特性データで車両がまだ制御できるか、即ちまだ安定であるかを示す。この比較の関数として、変数ｆｚｓｔａｂが外滑り検出装置４０１の出力変数として形成される。この変数は、２つ以上の離散値をとるか、あるいは車両がどの程度まだ安定であるかを連続的に表示する。
【００３２】
μスプリット検出装置４０２では、変数ｗｓｐｌｉｔが、操向角度センサ、車両の横方向加速度センサおよび（または）片揺れ速度センサの信号、個々の車輪ブレーキの動作時間Ｔｉｊおよび車両速度Ｖｘに基いて獲得される。この変数ｗｓｐｌｉｔは、車両の右側と左側の道路の摩擦係数が異なるかどうかを表示する。個々の車輪ブレーキ間の圧力差は、アンチ・ロック・ブレーキ・システム１０２から得ることができる弁動作時間Ｔｉｊから計算することができる。これらの制動圧力基準値が瞬時操向角度と瞬時横方向加速度（あるいは、任意に瞬時片揺れ角速度）と比較されるならば、車両の右側と左側における道路の摩擦係数が異なる程度について測定が得られる。無論、弁動作時間Ｔｉｊの代わりに、個々の車輪ブレーキの制動圧力もまた直接検出することができるが、これには拡張されたセンサ・システムを必要とする。μスプリット検出装置４０２の出力信号ｗｓｐｌｉｔは、ディジタル（μスプリット条件ｙｅｓまたはｎｏ）、多重レベル信号、あるいは連続的信号のいずれかに構成することができる。
【００３３】
操向角度、車両の横方向加速度、および（または）片揺れ角速度、および車両の縦方向速度の信号が、摩擦係数検出装置４０３へ送られる。車両の基準モデルとの比較もまた、摩擦係数検出装置４０３において行われ、摩擦係数信号μもまたこの比較の結果として出力側に存在する。
【００３４】
状況を検出する先に述べた装置２０３（第３のサブモジュール）により、コントローラ手段１０１全体を、各走行状況と、車両が受けるその時の環境的状況とに非常に正確に適合させることができる。
【００３５】
図５は、第１のサブモジュール２０１の更に正確な動作モードを示す。特に、操向角度δｖおよび車両の縦方向速度Ｖｘが、装置５０２へ送られる。基準変数は、車両モデルによって形成される。当該実施例のこの部分の１つの特徴は、既に述べた制御変数の所要範囲が計算される事実にある。これは、第３のサブモジュール２０３の出力信号の関数として、ならびに操向角度δｖおよび車両の縦方向速度Ｖｘの関数として生じることができる。これについて、図６に関して更に正確な説明を行う。
【００３６】
図６の装置６０１では、第１の上限ｆｚｌｍａｘと下限ｆｚ１ｍｉｎとが、検出された操向角度δｖ、車両の縦方向速度Ｖｘおよびμスプリット検出装置（第３のサブモジュール２０３）の出力信号の関数として識別される。従って、高い摩擦係数を持つ道路の所要範囲は、最初に、車両モデルを用いて装置６０１による運転者の操向運動から得られる。この最初の所要範囲は、車両の平滑な道路における外滑りを防止するため、摩擦係数の適合（６０５、６０２）によって補正される。この目的のため、車両の縦方向速度Ｖｘ、基準変数ｆｚｄｅｓおよび第３のサブモジュールにおいて識別された道路の摩擦係数μが、摩擦係数リミッタ６０５へ送られる。リミッタ６０５において識別された限度値を補正する変数ｆｚμは、これらから識別される。これらの補正された限度値は、図６においてｆｚμｍａｘおよびｆｚμｍｉｎによって示される。
【００３７】
それにも拘わらず、外滑りの傾向が生じるならば、所要範囲は車両を安定化するために更に別の適合（６０６、６０３）を受ける。この目的のため、車両の縦方向速度Ｖｘ、計算された基準変数ｆｚｄｅｓ、識別された道路の摩擦係数μ、および安定性変数ｆｚｓｔａｂが安定化装置６０６へ送られる。限度値を補正するために、変数ｆβが安定化装置６０６の出力側に形成され、限度値の形成中にロジック接続６０３に乗算的に含まれる。
【００３８】
このように決定される安定状態の所要範囲（乗算段６０３の出力）は、最後には装置６０７または６０４によって所要の動特性が与えられる。この目的のため、車両の縦方向速度Ｖｘおよび安定性変数ｆｚｓｔａｂ（第３のサブモジュール２０３の出力信号）が、動的適合装置６０７へ送られる。安定状態の所要範囲が装置６０４により動的にされる動特性信号Ｔが、装置６０７の出力側に見出される。動的にされたこの所要範囲は、既に述べた限度値ｆｚｍａｘおよびｆｚｍｉｎを持つ。
【００３９】
その時の各走行状況（μスプリット、外滑り、未制動、全制動状態の車両）の個々の計算ステップは、装置５０２において適合される。更に、ファジー論理法を各計算ステップにおいて用いることができる。
【００４０】
要約すれば、装置５０２によって、曖昧でない所要値の代わりに車両の運動変数ｆｚに対する所要範囲（ｆｚｍｉｎ，ｆｚｍａｘ）が予め規定され、この所要範囲（ｆｚｍｉｎ，ｆｚｍａｘ）が車両の最大許容横方向動特性と最小要求横方向動特性とを示す。所要範囲の上限ｆｚｍａｘは、動特性および絶対的大きさに照らして車両の自然運動より僅かに大きい車両の挙動を記述し、かつ安定性限度を示す。下限ｆｚｍｉｎは、望ましくない条件下（車両の自然運動より下方）において要求される操向運動に対する最小車両応答を示す。前記範囲限度の個々の特定の結果として、諸問題に適応される計算が可能であり、例えば、上限（安定性）および下限（操向性）に対する異なる車両モデルおよび動特性の使用が可能である。第２のコントローラ手段は、車両運動変数ｆｚが所要の帯域により記述される受入れ得る範囲を外れるまで介入してはならない。
【００４１】
その結果として不必要な介入は避けられ、全制動の場合に従属アンチ・ロック・ブレーキ・システム１０２が相対的に長い位相にわたって乱されることなく制御することができる。特に、制御変数が所要範囲外になるまで動作を生じない。正しく調時された介入を保証するため、制御変数が所要範囲を外れるか外れようとすることが明瞭である時は常に動作が起生する。この目的のため、例えば、時間にわたる制御変数ｆｚの挙動を推定することができる。
【００４２】
図７に関して、先に述べたアンチ・ロック・ブレーキ・システム１０２に加えて、更に他のサブシステムへの実施例の拡張について記述する。既に述べ、先に述べた方法でセンサ信号の関数として非常に広範囲のアクチュエータに対する動作信号を供給する第２のコントローラ手段は、参照番号１０１によって弁別される。先に述べた実施例では、アンチ・ロック・ブレーキ・システム１０２の範囲内の制動信号の修正が示された。しかし、本発明によれば、更に他のサブシステムもまた、第２のコントローラ手段１０１によって影響を受けることが可能である。特にこの点において、公知の牽引制御装置１１１が考えられており、この牽引制御装置１１１によって、車輪駆動トルクを低減するためアクチュエータを動作させるために、車輪の滑りが動作信号を形成することにより制御される。更にまた、ギア・ボックス制御装置１１２がサブシステムとして提供され、このギア・ボックス制御装置１１２により、車両の機関と車輪間の伝達比がアクチュエータの操作のための動作信号を形成することによって調整即ち制御される。その結果、現存する標準的なコントローラ１０２、１１１および１１２と「上位互換性のある」モジュラー車両動特性制御装置が得られる。このように、車両の運動のための従属コントローラ１０１および制動処理のための従属コントローラ１０２、あるいは駆動系統１１１、１１２を備えた階層的に構成されるモジュラー車両動特性制御装置が得られる。この文脈において、従属コントローラ１０２、１１１、１１２は１つのインターフェースが別に設けられるだけでよい従来の標準的コントローラでよい。
【００４３】
特に、第２のコントローラ手段１０１および（または）センサ１０４、１０５、特にその信号が専らコントローラ手段１０１へ送られるセンサの正しい機能を監視する監視装置１１０が提供される。コントローラ手段１０１および（または）センサ１０４、１０５の不当な機能が監視装置１１０により確立されると、第２のコントローラ手段１０１の出力信号は、最も簡単な場合には抑制される。従って、従属コントローラ１０１、１１１、１１２は各個の直列状態に対応する緊急動作モードへ進む。
【００４４】
本発明の更に特殊な特徴について、図８に関して次に触れることにする。第２のコントローラ手段１０１において用いられるコントローラ内部変数、即ち、基準変数ｆｚｄｅｓ、制御変数ｆｚａｃｔおよび走行状況変数ｆｚｓｔａｂ、ｗｓｐｌｉｔおよびμは、先に述べたように、センサによって識別されるデータから得られる。しかし、これらのコントローラ内部変数は、異なるセンサ形態により検出することができる。この目的のため、図８において、操向角度センサ１０５および片揺れ速度センサ１０４ａが、第１のセンサ形態８０１として示される。コントローラ内部変数を識別するための第２のセンサ形態は、ブロック８０２によって弁別され、更に操向角度センサ１０５と横方向加速度センサ１０４ｂとを含んでいる。第３のセンサ形態８０３もまた、操向角度センサ１０５、片揺れ速度センサ１０４ａおよび横方向加速度センサ１０４ｂを含んでいる。更に、図８において、操向角度センサ１０５および複数の横方向加速度センサ１０４ｂ、１０４ｂ′が第４のセンサ形態として示され、横方向加速度センサ１０４ｂ、１０４ｂ′は車両の色々な地点に設けられる。ここで述べたコントローラ内部変数は、４つ全てのセンサ形態の信号から得ることができる。本発明によれば、第２のコントローラ手段１０１は、２つの領域、即ちそれぞれ選択されたセンサ形態８０１、８０２、８０３または８０４へ適合される第１の領域１０１ｂと、各センサ形態の選択の如何に拘わらずセンサ形態とは独立的であるコントローラ内部変数のみを処理して動作信号Ｓｉｊを出力する第２の領域１０１ａとに分けられる。この目的のため、第１の領域１０１ｂは、コントローラ内部変数が１つのセンサ形態のセンサ信号に基いて形成されるように構成される。
【００４５】
本発明による制御システムの柔軟性は、センサ形態に依存しない領域（手段）１０１ａとセンサ形態に依存する領域（手段）１０１ｂとにこのように分けることによって更に増大される。本発明による制御が車両に適応されるならば、必要なことの全ては、コントローラ手段１０１ａは変更しないままで各々の現センサ形態に手段１０１ｂを適応することである。その結果、開発と適用における小さな経費が可能になる。
【００４６】
本発明のこの部分について更に詳細を知るため、図２、図３、図４および図５をもう一度参照する。これらの図面において既に述べたブロックは、それぞれ記号ａと記号ｂを持つ２つの領域へ分けられる。これは、それぞれセンサ形態には依存しない先に述べた手段（文字ａで示される）と、センサ形態に依存する手段（付属語ｂで示される）とに対応している。例えば、所要の値を規定し車両を制御する状況を検出する車両動特性モジュールは、センサ形態に依存しない領域とセンサ形態に依存する領域とに分割される。常に（例えば、横方向加速度または片揺れ速度に）即時正規化される車両の運動変数ｆｚａｃｔまたはｆｚｄｅｓは、センサ形態に依存しない領域（例えば、車両モデル、コントローラの中枢部）において使用される。これらの領域は、別のセンサ形態が選択される時には変化しない。可能なセンサ形態に依存する領域は、以下の通りである。
【００４７】
−各センサ変数からの車両運動変数の計算（ブロック３０２および５０１）
−異なるセンサ形態により異なるように実現される機能（例えば、外滑り検出装置４０１）
−基本的機能のセンサ形態に依存する改善（例えば、別のコントローラ３１０の構成要素）
要約すれば、以下のことが本文に述べた実施例において妥当する。即ち、
実施例に示された車両動特性制御システムは、種々の独立的な標準的コントローラ（アンチ・ロック・ブレーキ・システム、牽引制御装置、ギア・ボックス制御装置）に基くものである。例えば、アンチ・ロック・ブレーキ・システムまたは牽引制御装置の場合は、標準的センサ・システムは、主として車輪速度センサを含んでいる。ギア・ボックス制御装置の場合は、一般に、機関速度および（または）ギア・ボックスの入力速度、ならびにギア・ボックスの出力速度および機関負荷もまた測定される。この標準的センサ・システムに加えて、車両の操向角度および片揺れ速度および（または）車両の横方向加速度がセンサを用いて検出される。要求される他の変数が、現在あるセンサ・システムに基いて推定される。本文に述べた実施例の主な目的は、厳しい走行状況にある車両を安定化させることにある。しかし、厳しい走行状況における安定化の改善は、特に厳密な制動操作の場合にのみ向けられるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両動的特性制御システムの第２のコントローラ手段１０１と第１のコントローラ手段１０２とを示す図である。
【図２】図１の第２のコントローラ手段、即ち第２のモジュール１０１を更に詳細に示す図である。
【図３】第２のサブモジュール２０２の更に正確な機能を示す図である。
【図４】第３のサブモジュール２０３の更に正確な機能を示す図である。
【図５】第１のサブモジュール２０１の更に正確な動作モードを示す図である。
【図６】補正された上限値ｆｚｌｍａｘと下限値ｆｚ１ｍｉｎとを出力信号の関数として識別する装置を示す図である。
【図７】階層的に構成されるモジュラー車両動特性制御装置への本発明の拡張実施例を示す図である。
【図８】コントローラ手段を第１の領域と第２の領域とに分けて制御システムの柔軟性を高める本発明の拡張実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 第２のコントローラ手段
１０２ 第１のコントローラ手段（アンチ・ロック・ブレーキ・システム）
１０３ｉｊ 車輪速度センサ
１０４ａ 片揺れ速度センサ
１０４ｂ 横方向加速度センサ
１０５ 操向角度センサ
１０６ｉｊ 車輪ブレーキ
１１０ 監視装置
１１１ 走行制御装置
１１２ ギア・ボックス制御装置
２０１ 第１のサブモジュール
２０２ 第２のサブモジュール
２０３ 第３のサブモジュール
３０１ 装置（制御エラー）
３０２ 装置（制御変数）
３０３ 後車軸
３０４ 前車軸
３１０ 別のコントローラ
３１１ 別の実制動コントローラ
４０１ 外滑り検出装置
４０２ μスプリット検出装置
４０３ 摩擦係数検出装置
５０２ 装置（車両モデル、所要範囲）
６０１ 装置（運転者の要求）
６０５ 摩擦係数リミッタ
６０６ 安定化装置
６０７ 動的適合装置

Claims (5)

1. 車両の運動を表わす運動変数を制御する車両動特性制御システムであって、制御変数（ｆｚａｃｔ）を制御する作用により少なくとも車輪に対して制動力を加えるアクチュエータ（１０６ｉｊ）に影響を及ぼす信号（Ｓｉｊ）を、種々の選択可能なセンサ形態（８０１、８０２、８０３、８０４）からのセンサ信号（ａｙ、ａｙ′、ω、δｖ）の関数として検出することができるコントローラ内部変数（ｆｚａｃｔ、ｆｚｓｔａｂ、ｗｓｐｌｉｔ、μ）を用いて形成するコントローラ手段（１０１）を含む車両動特性制御システムにおいて、
   コントローラ手段（１０１）が
   コントローラ内部変数（ｆｚａｃｔ、ｆｚｓｔａｂ、ｗｓｐｌｉｔ、μ）がセンサ信号（ａｙ、ａｙ′、ω、δｖ）に基いて形成されるように、センサ形態（８０１、８０２、８０３、８０４）の各々に適合するよう構成され、前記コントローラ内部変数のうち、車両の片揺れ運動あるいは横方向運動を表わす変数（ｆｚａｃｔ）が、センサ信号に（ａｙ、ａｙ′、ω、δｖ）基きかつ選択されたセンサ形態（８０１、８０２、８０３、８０４）とは独立的に制御変数として識別されるように構成される第１の領域（１０１ｂ）と、
   センサ形態の選択とは独立的にコントローラ内部変数（ｆｚａｃｔ、ｆｚｓｔａｂ、ｗｓｐｌｉｔ、μ）を処理するように構成され、異なるモジュールとして設計されかつ少なくとも２つのサブモジュール（２０１、２０２）を備えるように構成される第２の領域（１０１ａ）と、
   の２つの領域を有し、
   第２の領域（１０１ａ）の第１のサブモジュール（２０１）において、基準変数（ｆｚｍｉｎ、ｆｚｍａｘ）が、制御変数（ｆｚａｃｔ）を調整するために、車両の横方向運動あるいは片揺れ運動を表わす少なくとも検出された変数（ａｙ、ω）の関数として識別され、第２のサブモジュール（２０２）において、制御変数（ｆｚａｃｔ）が形成され、かつアクチュエータ（１０６ｉｊ）の動作信号（Ａｉｊ）に影響を及ぼす信号（Ｓｉｊ）を形成するために、識別された基準変数（ｆｚｍｉｎ、ｆｚｍａｘ）と比較される
   車両動特性制御システム。
2. 第１のセンサ形態（８０１）として選択される、車両の操向運動を検出する手段（１０５）と片揺れ運動を検出する手段（１０４ａ）、
   第２のセンサ形態（８０２）として選択される、車両の操向運動を検出する手段（１０５）と、車両の１つの地点における横方向運動を検出する手段（１０４ｂ）、
   第３のセンサ形態（８０３）として選択される、車両の操向運動を検出する手段（１０５）と、片揺れ運動を検出する手段（１０４ａ）と、車両の１つの地点における横方向運動を検出する手段（１０４ｂ）、
   第４のセンサ形態（８０４）として選択される、車両の操向運動を検出する手段（１０５）と、車両の少なくとも２つの地点における横方向運動を検出する手段（１０４ｂ、１０４ｂ′）
   のいずれかを備える請求項１記載の車両動特性制御システム。
3. 操向運動を検出する手段（１０５）が操向角度センサとして構成され、片揺れ運動を検出する前記手段（１０４ａ）が片揺れ角速度センサとして構成され、横方向運動を検出する手段（１０４ｂ、１０４ｂ′）が車両上に適当に載置された加速度センサとして構成される請求項２記載の車両動特性制御システム。
4. コントローラ手段（１０１）は、その時の走行状況を表わす変数（ｆｚｓｔａｂ、ｗｓｐｌｉｔ、μ）が、車輪の少なくとも検出された回転運動（Ｎｉｊ）、あるいは車両の横方向運動または片揺れ運動を表わす変数（ａｙ、ω）の関数として識別される第３のサブモジュール（２０３）をも有し、変数（ｆｚｓｔａｂ、ｗｓｐｌｉｔ、μ）が第１のサブ モジュール（２０１）または第２のサブモジュール（２０２）の少なくとも一方へ送られる請求項１記載の車両動特性制御システム。
5. サブモジュール（２０１、２０２、２０３）の各々が、選択されたセンサ形態（８０１、８０２、８０３、８０４）の各々に適応される第１の領域（２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ）と、センサ形態（８０１、８０２、８０３、８０４）の選択とは独立的に構成される第２の領域（２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ）とを含む請求項１または４に記載の車両動特性制御システム。

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