JP4213215B2 - タイヤセンサを用いて車両の走行状態を制御する方法 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載した、車両の走行状態を制御する方法に関する。
このような方法は例えばヨーロッパ特許第０４４４１０９号公報によって知られている。この文献にはタイヤ痕跡を検出するため、このタイヤ痕跡をタイヤに作用する力に換算するためおよび車両の走行状態を改善するための方法と装置が記載されている。タイヤ接地面を検出するタイヤセンサのほかに、車輪周速、車輪の操舵角、車輪懸架装置の位置および重心加速度を検出するためのセンサのような他のセンサが設けられている。制御方法では、タイヤ痕跡センサを用いて、それぞれのタイヤに作用する力とモーメントの決定が行われる。このようにして決定された力とモーメントは、他の電子装置と共に、自動車の動きを制御するために利用される。この文献から、どのような物理量が方法の実際の制御量であるか明らかでない。
例えばヨーモーメント制御を行うことが既に知られている。この場合、目標ヨーレイトが実際のヨーレイトと比較され、目標ヨーレイトから実際のヨーレイトが偏差を有する場合には、この偏差が所定のアクチュエータのための制御信号に換算される。そして、このアクチュエータの操作によって、実際のヨーレイトが目標ヨーレイトに近似させられる。すなわち、上記文献の請求項６に従って、所定の物理量、例えば車輪の回転速度を選択的に制御すべきときには、これが制御量でもあると仮定される。同じことが操舵角度または車輪の懸架装置の位置についても当てはまる。タイヤ接地面センサの信号がその都度制御すべき物理量に換算される。それによって、車両の実際状態を車両の目標状態と比較することができる。これは膨大な演算を必要とする。なぜなら、制御の基礎をなす物理量を直接検出することができず、複雑な方法でタイヤ接地面信号をタイヤ力やモーメントに換算することによっておよび物理量に更に処理することによって決定することができるからである。信号のこのような複雑な処理は多大の実時間を必要とするので、制御介入まで長い応答時間が必要である。このような複雑な演算の終了後生じる物理的な実際量は、演算された時点で、既にもはや適切ではない。方法の制御の質が損なわれる。なぜなら、遅れて行われる制御介入が事情によってはそのときの走行状況の要求を満足することができないからである。
そこで、本発明の課題は、制御介入によって重大な走行状態に対してできるだけ迅速に反応することができる、請求項１の上位概念に記載した車両の走行状態を制御する方法を提供することである。
この課題は請求項１記載の特徴によって解決される。本発明の原理は次の思想にある。すなわち、タイヤセンサに基づいて、縦方向、横方向および垂直方向の力とモーメントを簡単に演算できるという思想にある。すなわち、この力とモーメントの演算はわずかな時間しか必要としない。従って、直接的な方法で制御介入を行うことができるようにするために、この力を走行状態の制御量として用いることが推奨される。
その際、他の物理量を車両の目標状態の演算のために用いることができる。設定目標値は第１に、制御量を調節する方向を決定する。従って、設定目標値は大きな演算ループを通過することができ、走行状態の実際値にとって有利であるように即時的である必要はない。制御量を調節する方向は、走行状態を示す実際量ほど大きく時間によって変化しない。
本発明による方法に基づいて決定された、縦方向と横方向（例えばカーブ走行時）の目標力は、例えばブレーキ圧力変化または絶対的なブレーキ圧力に変換することができる。液圧ブレーキ装置の場合には、弁作動時間にあるいは比例弁を使用する場合には電流強さに変換（換算）される。更に、駆動される車輪を目標力に調節するために、エンジン駆動トルクを変更することができる。その際、タイヤに作用する力は常に、車輪ブレーキおよびまたはエンジン駆動トルクに介入させられる制御量のままである。
目標力を決定するために、実際力は他の入力量と共に処理可能である。この演算が長い実時間を必要とすることは、前述の理由から制御の質に関して重要ではない。
従って、ヨーモーメント制御の際、本発明による制御方法では、目標ヨーモーメントを演算するがしかし、実際のヨーモーメントはヨーレイトセンサによって検出しない。目標ヨーモーメントは目標力に換算される。目標ヨーモーメントが実際ヨーモーメントに一致するときに、目標力はそれぞれの車両タイヤに作用しなければならない。そして、車両タイヤに作用する実際力が目標力に近づくように制御される。
電子式にブレーキ力を分配する場合、例えば前輪の実際の力を、それぞれの後輪の目標力を決定するために用いることができる。
目標量の決定のために使用される他の入力量は例えば個々の車輪速度や車両基準速度である。この場合、これらの速度は慣用的な方法で車輪センサによってまたはタイヤセンサの適当な形成によって検出可能である。
２つの図に示した２つの実施の形態の説明によって、本発明を詳しく説明する。
図１はヨーモーメントを制御する働きをする本発明の実施の形態を示す図、
図２は電子式ブレーキ力分配のために本発明を使用する方法を示す図である。
図１には、図示していない方法で決定される目標ヨーモーメントＭ_Gがモーメントデコンポーザ（モーメント分解器）に入る。モーメントデコンポーザ１は、決定された目標ヨーモーメントＭ_Gを得るために、目標ヨーモーメントＭ_Gから、個々の車両タイヤに加えなければならない力Ｆ_i,sollを決定する。これから、既に加えられた実際の力Ｆ_i,istと共に、力の差ΔＦ_iが生じる。車輪力コントローラは調節すべき力の差に基づいて、個々の車輪で行うべきである処置を演算する。
液圧ブレーキ装置の場合には、圧力差、絶対圧力、弁作動時間または比例弁のための電流強さを決定することができる。駆動される車輪については、力の差から駆動トルクの変化を演算することができる。このようにして演算された処置は車両３で実施され、最新の実際の力Ｆ_i,istを生じる。
図１のこの制御回路に供給される目標ヨーモーメントは、従来のように、普通のセンサ装置を用いて、例えば操舵角度センサによっておよび定められた車両基準速度によって演算することができる。しかし、目標ヨーモーメントＭ_Gを決定するために、タイヤセンサで測定したタイヤの個々の力Ｆ_i,istを用いてもよい。
センサ信号Ｆ_i,istが車輪力コントローラ２内で車両３に提供される処置に直接換算されることが重要である。これにより、車両に作用させるためのできるだけ短い演算時間と、ひいてはこの制御回路の短縮された応答時間による改善された走行状態が生じる。その際、目標ヨーモーメントＭ_Gの演算は長い時間を必要とし得る。なぜなら、目標値設定が先ず第１にコントロールの方向を定めるからである。実際の走行状態の図示は一層最新のものでなければならない。これは本発明によって理想的な方法で実現される。
図２は本発明に基づいて車両の電子式ブレーキ力分配方法を示している。或る電子的なブレーキ力分配は、後車軸のブレーキの電子式ブレーキ圧力コントロールによって、ペダル操作ブレーキング中に後車輪が前車輪の前にロックしないようにするために役立つ。
後車軸ブレーキに加えられる目標力Ｆ_ih,sollを決定するためのコンピュータ（ここでは短くＥＢＤコンピュータと呼ぶ）には、前輪に作用する実際の力Ｆ_iv,Istのほかに、他の入力量が供給される。この入力量はここでは、個々の車輪の速度ｖ_iと車両基準速度ｖ_refを含んでいる。この信号の代わりに他の信号、例えば操舵角度信号、横方向加速度信号またはカーブ走行を示す類似の信号を供給することができる。更に、付加的な入力量に関するこの情報は、適切に形成されたタイヤセンサからの情報でもよい。
すなわち、ＥＢＤコンピュータ６は後輪によって加えられる力を決定する。この力は既に後輪のタイヤに作用している実際の力Ｆ_ih,istに関連する。それによって決定された調節すべき後輪の力の差ΔＦ_ihは車輪力コントローラ７に伝送される。この車輪力コントローラは車輪力コントローラ２と同様に、力の差ΔＦ_ihを調節するために用いなければならない処置を演算する。しかし、車輪力コントローラ７は電子式ブレーキ力分配のために車両８の後輪への作用だけを演算する。この作用を行った後で、個々の車両タイヤＦ_i,istに新しい力の比が生じる。この力の比は他のコントロールで用いられる。
この場合にも、最適な電子式ブレーキ力分配を生じるための制御量は常に後輪に作用する力である。すなわち、車両の実際の状態を示す力Ｆ_i,istは直接処理することができる。目標値決定だけが大きなループを経て行われる。しかし、これは前述の理由から重要ではない。
従って、本発明では、いわゆるカスケードコントローラが使用可能である。このカスケードコントローラは車両のそのときの走行状態に非常に迅速に介入することができる。

Claims (6)

1. 個々の車輪に作用する力（Ｆ_i,ist）を決定するために個々のタイヤに作用する力を検出するタイヤセンサが使用される、車両の走行状態を制御する方法において、
   タイヤに作用する力（Ｆ_i,ist）が制御回路の制御量を表しており、決定された縦方向の目標力（Ｆ_i,soll）と実際にタイヤに作用する力（Ｆ_i,ist）の偏差を算出し、該偏差が、調節すべきブレーキ圧力またはブレーキ圧力変化に換算され、
   制御回路が第２の回路の下位にあり、この第２の回路が実際の力（Ｆ _iv,ist ）を、そのときの走行状態を示す他の入力量（ｖ _i ，ｖ _ref ）と共に目標力（Ｆ _ih,soll ）に換算し、
   前記他の入力量が、個々の車輪の周速（ｖ _i ）と車両基準速度（ｖ _ref ）を含んでいるとともに、タイヤセンサ信号から導き出される
   ことを特徴とする方法。
2. 前記偏差が液圧ブレーキ装置の弁作動時間に換算されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記偏差が比例弁を制御するための調節すべき電流強さに換算されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 駆動される車輪のために、前記偏差がエンジン駆動トルクに換算されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. ヨーモーメント制御のために、決定された目標ヨーモーメント（Ｍ_G）が車両タイヤに作用する目標力（Ｆ_i,soll）に換算され、この目標力（Ｆ_i,soll）が制御回路に供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 前輪（Ｆ_iv,ist）の実際の力（Ｆ_i,ist）が後輪の目標力（Ｆ_ih,soll）を決定するために用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。

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