JP4693356B2 - 自動車の水平位置調整装置の運転方法 - Google Patents

Description

この発明は、特許請求項１の上位概念に基づく、即ち調整装置には車両車輪の軸線に対する車両車体の間隔を直接或いは間接に検出するセンサーとこの車輪軸線に対する車両車体の間隔を調整するアクチュエータとが付属されて、調整装置は目標実効比較における検出された測定値に基づいて、車輪軸線に対する車両車体の間隔が所定限界値を超過するか否かを検討し、この限界値からの偏差において一つ或いは複数のアクチュエータは車両車体の水平整合の方向における水平補償を達成するように作動される自動車の水平位置調整装置の運転方法に関する。

水平位置調整装置は自動車においていつもより大きい普及度を見出す、と言うのはこの調整装置は例えば速い加速過程では或いは車両の不均一な荷重状態では走行機構に対する車両車体の傾斜補償を可能とするからである。

この装置は通常にはセンサー導体を介して車両軸線に対する車両車体或いは車両フレームの間隔を直接或いは間接的に検出するセンサーと接続されていて、アクチュエータと信号導体を介して接続する調整装置を包含し、そのアクチュエータによりこれら車輪軸線に対する車両車体の間隔が達成されて調整できる。その際にセンサーは一般には路センサーとして形成され、アクチュエータは液圧的或いは空圧的に作動できるピストンーシリンダー配列或いは空気ばねである。さらに、液圧或いは空圧ポンプ，電気切換え弁並びに場合によっては圧力媒体蓄積器がそのような装置に付属される。そのような水平位置調整装置は例えばドイツ特許第１００６４３９５号明細書（特許文献１）から知られている。

その都度の車両軸線に対する車両車体の車両縦軸線を横切る非平行整合の際には所謂車両傾斜状態となる。そのような運転状況は、例えば右車両側の車輪が縁石上にあり、その間に対抗して位置する車輪が多少深く車道に支持されることによって生じ得る。ドイツ特許出願公開第１９８２１３０５号明細書（特許文献２）と欧州特許第７５２３２９号明細書（特許文献３）は、車体が車両積載経過後に再び縁石から下へ走行するときに、或いは前もって確定された傾斜停止限界値が超過されるときに初めて、車両傾斜停止が例えば出来るだけ可能な水平車体整合の方向において調整されるような状況における水平位置調整装置の運転を記載する。

その外にドイツ特許出願公開第１９８２１３０５号明細書（特許文献４）は、傾斜車道上の空気ばね支持された車両の転覆を阻止する方法を開示し、そこに記載された状況は前記縁石状況と比較できる。それ故に、この刊行物は、高く位置する重心をもつ車両が、つまり例えばおよそ旅行用バスのような高く構成する有用車両が斜面を横切る縦延長に（つまり高さ線上に）停止するか或いは走行する。

そこに叙述された方法では、現行規定調整技術前提条件に基づいて例えばあらゆる車両の空気ばね蛇腹が換気されるので、それにより旅行用バスの内部のおよそ重量移動の際の車両の転覆は乗車客によって阻止される。しかし、この刊行物によってそのような危険状況ではより高く置かれた空気ばね蛇腹が側面に排気される及び／又はより深く置かれた空気ばね蛇腹が側面に換気される。

最終的にドイツ特許第４００３７６６号明細書（特許文献５）から空気ばね支持された車両用の水平位置調整装置が公知であり、車両の車輪軸線が車両フレームに関して移動する速度が所定閾値を超過されるならば、そのような運転状況における水平位置調整作動が選定可能な時間間隔に中断される。この方法によってあらゆるその動的ばね経過は水平位置調整装置の反応に関して注意を払われないままであり、その水平位置調整装置の反応は速度変更，曲線走行，衝撃孔貫通走行などのような通常走行動的経過により発生される。

叙述された傾斜停止の外に、野外走行車の運転の際には、車両がその縦軸線により正確に登山或いは下山を示さず、むしろこの縦軸線において斜面に対して斜めに整合される運転状況が存在する。そのような野外走行車が従来の水平位置調整装置を備えており、規定斜面勾配角度や傾斜停止角度の超過の際に車両が水平位置補償手段の水平位置補償作動では不安定な状態になって転覆し得る危険が生じる。
ドイツ特許第１００６４３９５号明細書 ドイツ特許出願公開第１９８２１３０５号明細書 欧州特許第７５２３２９号明細書 ドイツ特許出願公開第１９８２１３０５号明細書 ドイツ特許第４００３７６６号明細書

この背景から、この発明に関する課題は、叙述された危険状況が回避されるか、或いは少なくとも除去され得る水平位置調整装置を運転する方法を提供することにある。

この課題の解決は、主特許請求項の特徴事項から行われ、この発明の好ましい構成或いは態様は従属請求項に採用され得る。

それによりこの方法は、調整装置を備え、車両フレームに関する車両車体と車両車輪の軸線或いは載置点の間の距離を直接或いは間接に検出するセンサーを備え、並びにこの車輪軸線或いは台架点に対する車両車体の距離を調整するピストンーシリンダー配列装備或いは空気ばねのようなアクチュエータを備える自動車のこの種の水平位置調整装置の運転に関する。この調整装置の場合に検出された距離測定値に基づいて、その都度の車輪軸線に対する車両車体の距離が所定限界値を超過するか否かは目標と実物の比較で検査される。この限界値の超過の際に一つの或いは複数のアクチュエータは車両車体の出来るだけ水平な整合の方向における水平位置補償を達成するために作動される。

そのほかに前記危険状況を回避するか或いは少なくとも除去するために、車両が車両安全性のために許容できない斜面や斜め停止状態にあるならば、調整装置が自動水平位置補償調整を妨げるか、調整手段或いは車両構造によって制限された斜面補償の可能性が提供する（斜面安定化）ことが設けられている。

自動車の斜面や斜め停止状態、つまり特に斜面角度と斜め停止角度を検出するために、この発明の好ましい構成には、速度に関するセンサー情報は特に少なくとも一つの車両車輪における少なくとも一つの回転数センサーによって測定される、並びに縦加速度と横加速度に関するセンサー情報が利用される。この測定値は最近の車両では通例には他の車両機能を制御調整するように検出されて、それで通例には追加的費用なしに利用できる。

自動車の種々の斜面状態を説明するために、明細書が水平線３に対して斜面角度αに傾斜されている斜面２における自動車１を示す三つの図面を添付する。図１と図２において車両１は運転状況で図示され、その種の水平位置調整装置自体の運転は問題がない。図１は縦軸線の下山整合における車両１を示し、この縦軸線に縦加速度軸線ａ_x と重量加速度ｇの方向における縦加速度が作用する。車両に関するこの縦加速度の値はａ_x ＝ｇ・sin αとなり、この際にｇは公知のように自然定数である。

この状況では、車体がここで特に図示されない車両フレームに関して車両１の前輪並びびに後輪に許容所定間隔を有するから、水平位置調整装置は通常には作用しない。

図２には、運転状況が図示され、自動車の縦軸線が斜面２に対する直角に整合されるので、車両１には斜面下り運転加速度ａ_y ＝ｇ・sin α並びに重量加速度ｇが作用し、一方一定走行速度或いは静止する車両の際に車両縦加速度用の値ａ_x ＝０である。そのような運転状況において大きな斜面傾斜角度αの際に、最初に叙述される如く、例えば空気ばねを斜面下方向き側に満たし、同時に空気ばねを斜面上方向き側に排気する利点をもつ水平位置調整装置は配置され得る。この処置によって一つの許容範囲内では水平位置補償は、車両フレームが車両車体に関しておよそ水平線３と平行である一つの状態に対する方向に整合される。

それに対して、図３は図１による運転状況における斜面上の自動車を概略平面図IIIで示し、その縦軸線４は、図１と図２の間に示されたこの整合が位置するように整合される。従って、この状況において車両縦軸線４は、車両前側と車両後側が直接に登山或いは下山に向くけれども、斜面２の高さ線に位置しない状態に対して斜め停止角度βだけ旋回される。

そのような車両整合の際に車両１には加速度値ａ’_x ，ａ’_y 並びにｇ’が作用し、その加速度値は加速度値ａ_x ，ａ_y 並びにｇのベクトル成分を与える。斜面傾斜角度αと斜め停止角度βとが許容できない大きな値を有する限り、水平位置調整装置の操作は車両の転覆に起因する加速度値ａ’_x とａ’_y を導き得る。この各場合に回避すべき危険は、特に高い構成と前記アクチュエータ或いは空気ばねを車輪個々ではなく、むしろ軸線に作動する水平位置調整装置とを持つ車両に生じる。

斜面傾斜角度αと斜め停止角度βとは、特に次の数学物理的記号によって決定される；斜面下山運転加速成分の加算はａ’_x ＋ａ’_y ＝ｇ’を与え、この場合に値ｇ’はｇ’＝ｇ・sin αによって決定される。
cos β＝ ａ’_x / ｇ’により ａ’_x ＝ｇ’・cos βが生じる。このｇ’用の値を挿入することにより斜面下山運転加速成分ａ’_x に到達する。
ａ’_x ＝ sinα・ cosβ・ｇ ...... (1)

同じ形式では斜面下山運転加速成分ａ’_y は sinβ；ａ’_y / ｇ’とａ’_y ；ｇ’・ sin β によって決定される。
このｇ’用の値を挿入により斜面下山運転加速成分 ａ’_y に到達する。
ａ’_y ＝ sinα・cos β・ｇ ...... (2)
式(1) と (2)の組合せによって a’_x / ａ’_y ＝ cosβ /sin β ...... (3)
を生じ、これから
ａ’_y / a ’_x ＝ tanβ ...... (4)
が導かれる。

例えば連続展開によって式 (4)から斜め停止角度βは算出され得る。このように求められた斜め停止角度βは式(1) に挿入されるので、この式(1) によって斜面角度αが算出できる。

角度αとβが上記導入を示す如く、好ましい形式で決定するために特別な知覚が必要とされず、そのことはこの発明の方法の利用を調整手段に特に価格適切になる。

この調整手段は、水平位置補償調整装置の構成であって、走行速度が零か或いはほぼ零であり、縦と横加速度値が零より大きいときに、この調整手段が許容できない斜面状態と斜め状態の存在を推論するように運転され得る。

零より大きい走行速度値では、測定された縦加速度値は走行速度値から時間後に導かれた走行縦加速度値だけ減少される。この算出操作から零から所定値だけ偏差する縦加速度値が生じる限り、この算出操作は車両の斜面や斜め停止状態の許容性を検討するように考慮される。

それ故に、そのような運転状況において操縦角度信号によって、車両がその時に曲線によって走行されて曲線半径であるか否か確定される。走行速度と操縦角度の値により車両の曲線に関連した横方向加速度が求められる。この求められた横方向加速度と測定された横方向加速度との引き続く比較は、車両が検出された斜面状態との関連して許容できない斜め停止状態に存在するか否かを指示する。

許容できない車両斜面状態は調整装置において特に車両が斜面勾配αをもつ斜面にあるように定義されており、斜面勾配αは所定斜面勾配限界値α_Grenz を超過し、この斜面に対して斜め停止限界値β_Grenz を超過する斜め停止角度βを形成する。けれども、斜面勾配限界値α_Grenz と斜め停止限界値β_Grenz は車両の立体的寸法，荷重と重量分布並びにその全重量に依存している。代表的欧州中級クラス車両のために斜面勾配限界値α_Grenz は２０度より大きく、斜め停止限界値β_Grenz は３０度より大きい。

この発明の方法の他の構成において調整装置が斜面勾配限界値α_Grenz と斜め停止限界値β_Grenz の超過の際にこの状態及び／又は斜面勾配と斜め停止角度を光学的及び／又は音響学的に運転者にこれに関する表示装置及び／又はスピーカーの作動によって知らせると言う利点が設けられている。

さらに、この発明の構成部分は、調整装置が自動水平位置調整方法の終了後に車輪軸線におけるアクチュエータの手動惹起操作をさせることである。

この関係においてこの発明によると調整装置が運転者に表示装置によって或いは言葉伝達によって紹介するときに好ましく、その言葉伝達はその都度の該当したアクチュエータにそしていずれかの形式でこれらアクチュエータに調整装置の終了後に作動して、求められた許容できない斜面状態と斜め停止状態にもかかわらず車両車体を快適及び／又は確実な立体的状態にもたらす。この調整経過は自動的に解放と共に或いは予め解放なしに運転者によって軸に或いは車輪に行われる（手動或いは自動的に解放された斜面安定化）。

それ故に、この方法を実施するために利用されたセンサー信号はその更なる処理前に特に調整装置で信号飛躍を回避するように濾過されるので、水平位置調整装置並びに運転者用の容認できる調整値と情報値が生じる。

既に示される如く、この発明による方法は野外走行車両或いは有用車両の調整装置において実施されるときに特に好ましい。乗用車において気のきいた使用が同様に可能である。

縦軸線の下山整合における車両１を示す。 自動車の縦軸線が斜面２に対する直角に整合される運転状況を図示する。 図１による運転状況における斜面上の自動車を概略平面図IIIで示す。

符号の説明

１．．．．．車両
２．．．．．斜面
３．．．．．水平線
α．．．．．斜面勾配
α_Grenz ．．斜面勾配限界値
β．．．．．斜め立ち角度
β_Grenz ．．斜め立ち限界値
ａ’_x ．．．斜面下山運転加速成分
ａ’_y ．．．斜面下山運転加速成分
ｇ．．．．．重量加速度

Claims (8)

1. 調整装置には車両車輪の軸線に対する車両車体の間隔を直接或いは間接に検出するセンサーとこの車輪軸線に対する車両車体の間隔を調整するアクチュエータとが付属されて、調整装置は検出された測定値に基づいた比較において、車輪軸線に対する車両車体の間隔が所定限界値を超過するか否かを検討し、この限界値からの偏差において一つ或いは複数のアクチュエータは車両車体の水平整合の方向における水平補償を達成するように作動され、車両が車両安全性のために許容出来ない斜面及び斜め停止状態にあるときに、調整装置が自動水平補償調整を中断し、この許容出来ない斜面及び斜め停止状態が速度と前後方向加速度とについてのセンサー情報によって検出される、自動車の水平補償調整装置の運転方法において、車両の横方向加速度も検出されて、許容出来ない斜面及び斜め停止状態は、車両が所定斜面勾配限界値（α_{Ｇｒｅｎｚ}）を超過する斜面勾配（α）をもつ斜面に位置し、この斜面において一つの斜め停止限界値（β_{Ｇｒｅｎｚ}）を超過する一つの斜め停止状態（β）をとり、速度が零であるか，或いはほぼ零であり，前後方向加速度と横方向加速度が零より大きいならば、許容出来ない斜面及び斜め停止状態の存在を推論されることを特徴とする方法。
2. 斜面勾配限界値（α_{Ｇｒｅｎｚ}）と斜め停止限界値（β_{Ｇｒｅｎｚ}）は車両の立体的寸法，その荷重，速度分布並びに全重量に依存していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 車両にとって斜面勾配限界値（α_{Ｇｒｅｎｚ}）は２０度より大きく，斜め停止限界値（β_{Ｇｒｅｎｚ}）は３０度より大きいことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 調整装置は、車両が斜面勾配限界値（α_{Ｇｒｅｎｚ}）と斜め停止限界値（β_{Ｇｒｅｎｚ}）を超過する際にこの状態又はその値の少なくとも一方を光学的又は音響学的に運転者にこの光学に関する表示装置又はこの音響に関するスピーカーの少なくとも一方の作動によって知らせることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 調整装置は、自動水平補償調整の終了後にアクチュエータの手動開放操作を許容することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. 走行車両では現実の走行速度が検出され，並びに操縦角度センサーによって車両の現実の操縦角度が確認され、これら走行速度と操縦角度の値により横加速度が求められ、斜面における曲線走行ではこの曲線走行から生じる横方向と前後方向の加速度の影響が許容出来ない斜面及び斜め停止状態並びにこれに関する水平補償の決定の際に考慮されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の方法。
7. センサーにより検出された測定値は更なる処理前に調整装置で信号飛躍を回避するように濾過されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. この方法は乗用車，野外走行車或いは輸送営業用車両の調整装置で実施されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の方法。