JPH05201226A

JPH05201226A - 運動シーケンスで開ループ又は閉ループ制御可能なシャシを開ループ又は閉ループ制御するための信号発生システム

Info

Publication number: JPH05201226A
Application number: JP29819092A
Authority: JP
Inventors: Udo Neumann; ノイマンウド
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1993-08-10
Also published as: GB2260299A; GB9221309D0; DE4133666C2; DE4133666A1

Abstract

(57)【要約】【目的】実際の車輪負荷変動を推定手順を簡略化する
ことにより、シャシ制御システムを簡略化することであ
る。【構成】本発明システムによれば、車輪ユニットと車
体と間の相対運動を表す信号に基づいて、かつ車体の運
動を表す信号に基づいて、その時の車輪負荷変動が推定
される。さらに、その時の車輪負荷変動の可能な変化が
シャシ特性の可能な変化の関数として予め計算され、そ
の後所定の判断基準を判断することによって、走行安全
性にとって問題になる状況が存在するかどうか、及び走
行安全性にとって問題となる状況の場合に、車輪負荷変
動を最小にするためにシャシ特性を調節すべきかどうか
が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャシ制御システムに
関し、特に、車体と、少なくとも２つの車輪ユニット
と、車輪ユニットと車体間の運動を調整可能な車体と車
輪ユニット間のサスペンションシステムとを有する乗用
車及び／又は商用車のための、運動シーケンスで開ルー
プ又は閉ループ制御可能なシャシを開ループ又は閉ルー
プ制御する信号を発生するシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のシャシを構成するために重要な
のは、性能の良いばね及び／又はダンパシステムであ
る。その場合にまず走行安全性が考慮され、さらに車両
の搭乗者及び衝撃に弱い積荷にとってできるだけ高い走
行快適性が達成される必要がある。しかし、これらはば
ね及び／又はダンパシステムにとっては相反する目的設
定である。すなわち、高い走行快適性はできるだけソフ
トなシャシ調節によって達成され、高い走行安全性に関
してはできるだけハードなシャシ調節が望ましい。

【０００３】かかる目的の対立を解決するために、現在
まで主に使用されて来たパッシブシャシから制御可能な
シャシ（アクティブシャシ）へと移行している。パッシ
ブシャシは、それぞれ予想される車両の使用目的に従っ
て、組立時にハード傾向（「スポーツタイプ」）か又は
ソフト傾向（「乗り心地重視タイプ」）に構成される。
かかるパッシブシャシの場合には、走行駆動中にシャシ
特性を調節することは不可能である。これに対してアク
ティブシャシの場合には、それぞれ走行状態に応じて走
行駆動中にばね及び／又はダンパシステムの特性を変化
させることができる。

【０００４】ＤＥ−ＯＳ３８２７７３７においては、走
行安全性と快適性との上述の目的の対立は、アクティブ
又は切り替え可能なシャシが、駆動条件が変化した場
合、例えば路面特性が変化した場合に、走行快適性を変
化させることで、走行安全性が常に保証されるように駆
動されることによって解決される。走行安全性の評価判
断基準としては、走行駆動中の車輪負荷変動の実効値が
使用される。車輪負荷変動は、車輪負荷（タイヤと路面
間の垂直方向の力）の静止値からの偏差である。しかし
車輪負荷変動（車輪負荷自体も）は直接測定するのは非
常に困難である。というのは測定センサを車輪又はタイ
ヤと路面との間に設置する必要があるからである。それ
に対してばね変位量の測定は比較的容易であって、かつ
安価に実施することができる。車輪に対する車体の相対
的変位をばね変位量とすることができる。ＤＥ−ＯＳ３
８２７７３７においては、ばね変位量が車輪負荷変動の
代わりに測定される。この測定値から代替量の移動実効
値と移動平均値及びその差が求められる。この差を所定
の目標値と比較した後に、目標値を越えた場合にはシャ
シを開ループ／閉ループ制御するための電気的な表示及
び／又は制御信号が出力される。

【０００５】ドイツ特許出願第Ｐ４１０７０９０．９に
おいては、車輪ユニットと車体の相対運動を表す信号に
基づいて、実際の車輪負荷変動が推定される。さらにそ
の時の車輪負荷変動に生じ得る変化が、シャシ特性に生
じ得る変化の関数として予め計算され、その後所定の判
断基準と照会することによって、走行安全性にとって問
題となる状況が存在するかどうか、又は走行安全性にと
って問題となる状況の場合に車輪負荷変動を最小にする
ためにシャシ特性を調節すべきかどうかが決定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の有する上記
のような問題点に鑑み、本発明システムの課題は、実際
の車輪負荷変動を求めて、それによって、ドイツ特許出
願Ｐ４１０７０９０．９に提示されているようなシステ
ムを簡略化することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１に
記載の特徴によって解決される。すなわち、本願によれ
ば、車体と、少なくとも２つの車輪ユニットと、車輪ユ
ニットと車体間の運動を調整可能な車体と車輪ユニット
間のサスペンションシステムとを有する乗用車及び／又
は商用車のための、運動シーケンスで開ループ又は閉ル
ープ制御可能なシャシを開ループ又は閉ループ制御する
信号を発生するシステムであって、車輪ユニットと車体
間の相対運動（ばね変位運動）を表す第１の信号を検出
し、車体の運動を表す第２の信号を検出し、前記第１の
信号及び前記第２の信号に基づいて車輪負荷変動（Ｐ）
を求めることを特徴とする、運動シーケンスで開ループ
又は閉ループ制御可能なシャシを開ループあるは閉ルー
プ制御するための信号を発生するシステムが提供され
る。

【０００８】

【作用】上記のように本発明システムによれば、車輪ユ
ニットと車体との相対運動を表す信号と車体の運動を表
す信号に基づいて車輪負荷変動が推定される。

【０００９】さらに、ドイツ特許出願（ＡＺＰ４１０７
０９０．９）に記載されているように、車輪負荷変動に
生じ得る変化がシャシ特性に生じ得る変化の関数として
予め計算される。所定の判断基準に照会することによ
り、特に本発明により決定された車輪負荷変動を予め計
算された車輪負荷変動に生じ得る変化と関連付けること
により、ドイツ出願（ＡＺＰ４１０７０９０．９）と同
様に、走行安全性にとって問題となる状況が存在するか
どうか、及び走行安全性にとって問題となる状況の場合
には車輪負荷変動を最小にするためにシャシ特性を調節
すべきかどうかが決定される。

【００１０】従って本発明システムにおいては、車輪負
荷変動の代替量が決定されるだけでなく、車輪負荷変動
自体が容易に決定される。

【００１１】ドイツ特許出願（ＡＺＰ４１０７０９０．
９）の対象とは異なり、本発明システムは、例えばシャ
シ制御システムにおいてボディ加速度センサが設けられ
ている場合には、常に決定の手間に関して有利である。
車体加速度センサの信号を本発明により使用することに
よって、その時の車輪負荷変動の決定が著しく簡略化さ
れる。それによって、例えばドイツ特許出願（ＡＺＰ４
１０７０９０．９）に提示されているようなシステム全
体が簡略化される。

【００１２】垂直加速度を測定するために、車体の各車
輪の適当な位置に設置された加速度測定センサを使用す
る他に、車体の、互いに直線上にない、少なくとも３ヶ
所において車体の垂直加速度を検出するための少なくと
も３つの測定センサが設けられている。

【００１３】好適な実施例として、本発明により決定さ
れる実際の車輪負荷変動をシャシ調節の変更による車輪
負荷変動と論理的に関連付けることにより、シャシ特性
の変化が、できるだけ快適でありながら同時に走行安全
性を最適化するという目的に合っているかどうかを、よ
り精密に決定することができる。その場合に走行快適性
よりも走行安全性が優先される。シャシ調節の変更に関
してより精密に決定することによって、制御可能なばね
及び／又はダンパシステムに供給される切り替えパルス
はずっと少なくなる。すなわち、走行安全性を高めるた
めに寄与する場合、又は絶対に必要とされる場合にの
み、他の特性が調節されるので、システムの寿命が延長
されるとともに、走行安全性と走行快適性が向上され
る。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に
説明する。この実施例においては、ばね及び／又はダン
パシステム用の本発明装置がブロック図を用いて示され
ている。

【００１５】図１は車輪ユニットの開ループ制御／閉ル
ープ制御システムの実施例を示すものである。１は成分
質量Ｍａを有する車体を示している。２は成分質量Ｍｒ
を有する車輪であり、５はばね定数Ｃｒを有するばねで
ある。路面は４で示されている。減衰定数ｄを有するダ
ンパ３は並列に配置されたばね６（ばね定数Ｃ）と共に
開ループ制御／閉ループ制御すべきシャシを構成する。
ダンパ３及び／又はばね６は制御可能に設計されてい
る。７はばね変位運動の測定センサを示し、１１は車体
運動の測定センサを示す。８はデータ算定手段である。
９はデータ評価手段であり、１０は出力段である。デー
タ評価手段９には量Ｐｇｒ、ｋ、Ｖ、Ａｌ、Ａｑ、Ｔ、
Ｎ１、Ｎ２、Ｔｒ…が供給される。

【００１６】図１の１、２、３、４、５及び６は車輪ユ
ニットの２体モデルである。車輪は路面４と接触してい
る。その場合にタイヤ剛性はばね定数Ｃｒを有するばね
５で模式的に示されている。本実施例においては、ダン
パ３は制御可能であると仮定され、ばね６の特性は一定
の値Ｃによって記述される。ばね６も制御可能に設計で
きることを、図１において破線で示している。従って、
ばね６と減衰特性を制御可能なダンパ３の組合せが、こ
こでは車輪ユニットの開ループ制御／閉ループ制御すべ
きばね及び／又はダンパシステムを構成している。Ｘａ
又はＸｒで示すものは、車体の車体の変位又は車輪の変
位であり、特に車両（積荷なしの状態）が停止している
場合の静止位置からの変位である。Ｘｅは路面の凹凸を
記述する。測定センサ７は車輪ユニットのばね変位量を
検出し、測定センサ１１は車体１の運動、特に車体の車
輪の取付位置における垂直方向の車体絶対加速度Ｘａ”
を検出する。本実施例においては、ばね変位運動に関す
る測定量としてばね変位量Ｘａ−Ｘｒが採用されている
が、もちろん相対速度Ｘａ’−Ｘｒ’又は相対加速度Ｘ
ａ”−Ｘｒ”を測定したり、あるいは微分及び／又はロ
ーパスフィルタリングによって算定することも可能であ
る。その場合に、記号に付したダッシュは時間微分を示
す。ばね変位運動の第１の信号と車体運動の第２の信号
はデータ算定手段８へ供給される。データ算定手段８の
出力信号として車輪負荷変動Ｐとその感度Ｐ’が出力さ
れる。これらの量については、図２の説明において後で
詳しく説明する。データ評価手段９において量ＰとＰ’
が関連付けられ、かつ互いに及び／又は読み込み量と比
較され、その比較結果が計数ユニットへ供給される。デ
ータ評価手段９には、さらにＰｇｒ、ｋなどのシャシ制
御パラメータ、走行速度Ｖと車両縦加速度及び横加速度
Ａｌ、Ａｑなどの走行状態量、周囲温度Ｔ、目標値Ｎ１
及びＮ２などのカウンタ調節パラメータ、「リセット」
時間Ｔｒなどが供給される。ユニット９の出力信号とし
て制御信号が出力段１０へ供給され、出力段においては
アクチュエータを然るべく駆動することによって、開ル
ープ制御／閉ループ制御すべきばね及び／又はダンパシ
ステムのばね及び／又は減衰特性の切り替えが行われ
る。

【００１７】図２ないし図５には、データ算定手段８と
データ評価手段９の作動方法が詳しく示されている。特
に後述する手段２１１と３１１の構成はドイツ特許出願
（ＡＺＰ４１０７０９０．９）とは大きく異なっている
が、他の部材の機能方法はドイツ特許出願（ＡＺＰ４１
０７０９０．９）に記載されているものにほぼ等しい。
ブロック２１１、３１１、２１２、３１２は、電子フィ
ルタユニット及び／又は計算機ユニットを示す。乗算ユ
ニットはブロック２１４、３１４、２１５、３１５で示
されており、読み込みパラメータの入力ユニットはブロ
ック２１３と３１３で示されている。判別器はブロック
２１６、３１６、２１７、３１７、２１８及び３１８で
示されている。ブロック２１９、３１９、２２０及び３
２０は計数信号を準備する手段である。ブロック２２
１、３２１、２２２、３２２は計数ユニットを示し、ブ
ロック２２３と３２３は加算ユニット、ブロック２２
４、３２４、２２５及び３２５は判別器を示す。出力ユ
ニット２２６、３２６、２２７及び３２７においては制
御信号が発生され、それが出力段１０（図１）へ供給さ
れる。またブロック２２８と３２８は次の計算サイクル
を決定するユニットを示す。

【００１８】図２ないし図５を参照しながら、図１に示
すのユニット８と９について、並びに本発明装置の物理
的背景について詳しく説明する。車輪負荷変動Ｐは、車
輪負荷（タイヤと路面間の垂直方向の力）の静止値から
の偏差である。この車輪負荷変動及び車輪負荷変動に直
接関連するタイヤのばね変位量の測定は非常に困難であ
るが、例えばばね変位量Ｘａ−Ｘｒ又はばね変位速度
（Ｘａ−Ｘｒ）’は比較的簡単に、従って安価に形成で
きる測定センサを用いて検出することができる。レベル
制御可能な車両の場合には、すでに設けられているばね
変位量又はばね速度を検出する測定センサを使用するこ
とができる。上述の２体モデルを用いて、求める量Ｐが
ばね変位加速度と次の関係にあることが導き出される。 P=[(Ma+Mr)*Xa"]-[Mr*Xar"] (1) なお、Ｘａｒ”はばね変位加速度を示す。

【００１９】さらにドイツ特許出願（ＡＺＰ４１０７０
９０．９）に記載されているように、上述の２体モデル
によって、次の短縮形、すなわち

【数５】を用いて、感度Ｐ（減衰定数ｄに関する）と「脱平均さ
れた（entmittelten）」ばね変位距離Ｘａｒの間の関係 D(s)=C*Cr+Cr*d*s+(C*Mr+(C+Cr)*Ma)*s²+(Ma+Mr)*d*s³+Ma*Mr*s⁴ (5) が得られる。なお、ｓはラプラス変数である。Ｘａｒは
いわゆる「脱平均された」ばね距離であって、これは測
定量Ｘａ−Ｘｒから現在の平均値

【数６】その場合にＴｍは同調パラメータであり、ｔはその時の
時点を示す。ばね変位量Ｘａ−Ｘｒを「脱平均する（En
tmittelung）」ことによって車両の積荷、すなわち静止
時のばね変位量並びに（圧力と引っ張り領域に関して）
非対称なばね及び／又はダンパ特性曲線（平均化された
動力学的なばね変位量の変化）が車輪負荷変動に与える
影響を除去することができる。

【００２０】この値Ｐ’は、開ループ制御／閉ループ制
御すべきダンパシステムの減衰定数Ｐが変更された場合
の車輪負荷変動Ｐの変化を表す尺度である。特にＰ’の
符号は、開ループ制御／閉ループ制御すべきダンパシス
テムの減衰定数ｄが変化した場合に車輪負荷変動Ｐが増
大するのか減少するのかという情報を示す。走行安全性
の最適化には量｜Ｐ｜の最小化が必要なので、量Ｐの感
度Ｐ’に関する表現（４）は、ダンパシステムの開ルー
プ制御／閉ループ制御に関する重要な判定基準となる。
一般的に感度Ｐ’は、「特徴的な」シャシパラメータに
基づく車輪負荷変動Ｐの微分として定義される。これ
は、異なるパラメータ値が異なるシャシ調節を記述する
ことによって特徴付られる。開ループ制御／閉ループ制
御すべきサスペンションシステムにおいては、このパラ
メータは例えばばね剛性の物理的意味を有する。その場
合には（ばね剛性Ｃに関する）感度Ｐ’は

【数７】であり、その場合にＤ（ｓ）は式（５）によっても与え
られる。

【００２１】モデルパラメータの値（Ｍａ、Ｍｒ、Ｃ、
Ｃｒ及びｄ）は既知であり、又は開ループ制御／閉ルー
プ制御すべきシャシを有する所定の車両に関しては、例
えばパラメータ同定方法によって求められる。

【００２２】データ算定手段８又は電子的なフィルタユ
ニット及び／又は計算機ユニット２１２、３１２の入力
には、「脱平均された」ばね変位量Ｘａｒの信号が印加
される。式（２）に基づく現在の平均値の計算と、式
（３）による測定量Ｘａ−Ｘｒとの引算は、例えば測定
センサ７の電子的評価装置において行うことができる。
さらに値を求める手段８又は電子的なフィルタユニット
及び／又は計算機ユニット２１１、３１１の入力には測
定センサ１１の信号Ｘａ”が印加される。

【００２３】ユニット２１１と３１１は式（１）を用い
て示す伝達特性を有する。その場合に式（１）に使用さ
れる、ばね変位加速度を表す信号Ｘａｒ”は、適当に取
り付けられたばね変位量又はばね変位速度測定センサ７
の信号から、微分によって及び場合によってはローパス
フィルタリングすることによって、少なくとも近似値的
に求めることができる。式（１）で使用される、車輪の
所定位置における垂直加速度を表す信号Ｘａ”は、適当
に取り付けられた測定センサ１１によって求められる。
この種の測定センサの代わりに、例えば少なくとも３つ
の垂直加速度センサ（出力信号Ｘａ１”、Ｘａ２”、Ｘ
ａ３”）が、車体の１直線上にない異なる箇所に取り付
けられている場合には、式（１）に必要なボディ加速度
は Xa"=b1*Xa1"+b2*Xa2"+b3*Xa3" に従って重み付けされた線形組合わせとして求められ
る。係数ｂ１、ｂ２及びｂ３は、加速度センサと車輪の
所定の位置から簡単な方法で得られる。

【００２４】ユニット２１１、２１２、３１１、３１２
は、例えば伝達特性（式１、４ないし６）を表す部分式
を計算機ユニット内で処理することによって電子的にデ
ジタルで、又は例えば伝達特性（式１、４ないし６）を
表す微分式を電子的な素子を用いてシミュレートするこ
とにより電子的にアナログで形成することができる。

【００２５】ばね変位量センサの代わりに、相対速度Ｘ
ａ’−Ｘｒ’又は相対加速度Ｘａ”−Ｘｒ”を検出する
測定センサを使用する場合には、式（４）と（６）の等
号の右辺において、かぎカッコ内の表現はラプラス変数
ｓ（相対速度Ｘａ’−Ｘｒ’を検出する場合）及びｓ²
（相対加速度Ｘａ”−Ｘｒ”を検出する場合）で割り算
される。その場合に測定量Ｘａ’−Ｘｒ’又はＸａ”−
Ｘｒ”の「脱平均」は式（３）と同様に行われ、その場
合にＸａｒはＸａｒ’又はＸａｒ”となり測定量Ｘａ−
ＸｒはＸａ’−Ｘｒ’又はＸａ”−Ｘｒ”となる。

【００２６】このようにして、電子的なフィルタユニッ
ト及び／又は計算機ユニット２１１、２１２、３１１、
３１２の出力には、車輪負荷変動Ｐとその感度Ｐ’の信
号が出力される。

【００２７】データ判定手段９をより正確に記述するた
めに、以下においてまずドイツ特許出願（ＡＺＰ４１０
７０９０．９）に記載されている、ばね及び／又はダン
パシステムの開／閉ループ制御の可能な制御規則につい
て詳細に説明する。

【００２８】車輪負荷変動を減少させるためにシャシ特
性を変化させることは、主として安全上問題となる走行
状況が存在している場合にのみ重要である。このことは
例えば、車輪負荷変動がしきい値Ｐｇｒに示す大きさを
越えたこと、従って条件｜Ｐ｜＞Ｐｇｒ（７）が満たされたことによって検出される。この条件が満た
されない場合、すなわち安全上問題となる状況が存在し
ない場合には、シャシ特性は変化されず、例えば「ソフ
ト」又は「ハード」のままである。しかし式（７）が満
たされない場合でも、その時に存在するシャシ特性を他
の制御目的に関して、例えば走行快適性を最大にするた
めに変化させる場合もある。

【００２９】安全上問題となる走行状況の間（式（７）
が満たされている）は、特に｜Ｐ’｜＞ｋ＊｜Ｐ｜（８）が満たされている場合に、シャシ調節を変更することが
好ましい。さらに、条件Ｐ＊Ｐ’＜０（９ａ）が満たされている場合には「ハード」方向におけるシャ
シ特性の修正が望ましく、それに対してＰ＊Ｐ’＞０（９ｂ）が成立する場合には、「ソフト」方向への修正が重要で
ある。

【００３０】Ｐｇｒとｋはシャシ制御パラメータと見な
され、入力ユニット２１３、３１３へ供給される。シャ
シ制御パラメータは、開ループ制御／又は閉ループ制御
すべきシャシに関して一定の値をとるか、又は例えば車
両速度Ｖ、車両縦及び／又は横加速度Ａｌ又はＡｑ及び
／又は周囲温度Ｔなど走行状態に影響を与える量に従う
ようにすることができる。

【００３１】上述の３つの式（７）、（８）及び（９
ａ、９ｂ）の意味を、以下のように具体的に記述するこ
とができる。すなわち、記載の条件が満たされている場
合には、次のような意味を持つ。

【００３２】条件（７）：負荷変動が所定の量Ｐｇｒを
越えた場合に、ばね及び／又は減衰特性を調節。すなわ
ち車両は臨界的な走行状況にある。

【００３３】条件（９ａ、９ｂ）：この変化が瞬間的な
車輪負荷変動Ｐを減少させるように作用する場合にの
み、ばね及び／又は減衰特性を調節。例えばＰが正であ
り（かつ条件（７）に従ってＰｇｒより大きい）、かつ
その時調節されている特性が「ソフト」場合には、感度
Ｐ’が負であり、従って、特徴的なパラメータ、例えば
減衰定数（よりハードな調節）を増大させた場合に、車
輪負か変動Ｐが減少する場合にだけ、「ハード」方向へ
の調節が行われる。考察される時点に（そのとき調節さ
れている特性が「ソフト」）感度Ｐ’が正である場合に
は、「ハード」方向へ変化させると車輪負荷変動Ｐは増
大してしまう。

【００３４】条件（８）：走行安全性に関して、それが
「補償できる」場合にだけ、ばね及び／又は減衰特性が
調節される。すなわち、修正によって得られた、その時
の車輪負荷変動に対する負荷変動の変化が、値ｋによっ
て決定できる値に達する必要がある。

【００３５】図２ないし図５を用いて図１のユニット８
と９の機能方法を詳しく説明する。その場合に図２、３
には、その時に存在するシャシ調節として「軟らかい」
調節が選択されている場合が示されている。図４、５
は、その時に存在するシャシ調節として「硬い」調節が
選択されている場合を示している。以下においては図
２、３と４、５を一緒に説明する。

【００３６】入力ユニット２１３、と３１３によって、
シャシ制御パラメータＰｇｒとｋ、走行速度Ｖ、車両縦
及び横加速度ＡｌとＡｑ、周囲温度Ｔ、数の目標値Ｎ１
とＮ２並びに「リセット」時間Ｔｒなどのパラメータが
入力される。

【００３７】制御規則に必要な量Ｐ＊Ｐ’とＫ＊｜Ｐ｜
は乗算ユニット２１４、３１４、２１５、３１５におい
て形成される。

【００３８】判別器ユニット２１６、３１６、２１７、
３１７、２１８、３１８は次のような機能方法を有す
る。

【００３９】判別器ユニット２１６と３１６は量｜Ｐ｜
を量Ｐｇｒと比較して、｜Ｐ｜が量Ｐｇｒより大きい場
合には「Ｙ」信号を発生し、｜Ｐ｜が量Ｐｇｒより小さ
い場合には「Ｎ」信号を発生する。

【００４０】判別器ユニット２１７と３１７は量Ｐ＊
Ｐ’を量０と比較する。ユニット２１７はＰ＊Ｐ’が０
より小さい場合には「Ｙ」信号を出力し、Ｐ＊Ｐ’が０
より大きい場合には「Ｎ」信号を出力する。ユニット３
１７はＰ＊Ｐ’が０より小さい場合には「Ｎ」信号を出
力し、Ｐ＊Ｐ’が０より大きい場合に「Ｙ」信号を出力
する。

【００４１】判別器ユニット２１８と３１８は量Ｐ’の
大きさを量ｋ＊｜Ｐ｜と比較する。ユニット２１８と３
１８は｜Ｐ’｜が量ｋ｜Ｐ｜より大きい場合には「Ｙ」
信号を出力し、｜Ｐ’｜が量ｋ｜Ｐ｜より小さい場合に
は「Ｎ」信号を出力する。

【００４２】判別器ユニット２１６、２１７及び２１８
（図２）又は３１６、３１７及び３１８（図４）の出力
信号が同時に値Ｙを有する場合には、信号が計数信号を
準備するユニット２１９（図３）又は３１９（図５）に
供給され、その出力側で信号Ｚ１が計数ユニット２２１
（図３）又は３２１（図５）で計数される。判別器ユニ
ット２１６、２１７及び２１８（図３）又は３１６、３
１７及び３１８（図４）の少なくとも１つに出力信号と
して値Ｎが出力された場合には、信号は計数信号準備ユ
ニット２２０（図３）又は３２０（図５）に供給され、
その出力側で信号Ｚ２が計数ユニット２２２（図３）又
は３２２（図５）で計数される。

【００４３】計数ユニット２２１と２２２（図３）又は
３２１と３２２（図５）の計数状態Ｚ１ｇｅｓ又はＺ２
ｇｅｓは出力信号として判別器２２４と２２５（図３）
及び３２４と３２５（図５）に供給される。そこで計数
状態が目標値Ｎ１及びＮ２と比較される。特に計数状態
Ｚ１ｇｅｓとＺ２ｇｅｓが目標値としての合計Ｚ１ｇｅ
ｓ＋Ｚ２ｇｅｓと比較され、この合計は加算ユニット２
２３（図３）又は３２３（図５）によって形成され、判
別器２２４と２２５（図３）又は３２４と３２５（図
５）へ供給される。さらに好ましくは計数状態Ｚ１ｇｅ
ｓとＺ２ｇｅｓが判別器２２４と２２５（図３）又は３
２４と３２５（図５）において目標値として互いに比較
される。さらに計数状態を目標量と比較することがで
き、目標量は例えば走行速度Ｖ、車両縦及び横加速度Ａ
ｌ、Ａｑ及び／又は周囲温度Ｔなど入力ユニット２１３
又は３１３に入力される走行状態に影響を与える量に従
って求められる。計数状態のリセットは、計数ユニット
２２４と２２５（図３）又は３２４と３２５（図５）に
リセット信号を入力することによって行われる。リセッ
ト信号は例えば減衰及び／又はばね特性を切り替える毎
に、及び／又は所定の時間間隔Ｔｒで、及び／又は計数
状態及び／又は運転状態に影響を与える量に従って計数
ユニット２２４と２５（図３）又は３２４と３２５（図
５）に供給される。

【００４４】計数状態Ｚ１ｇｅｓ又はＺ２ｇｅｓが、求
められた及び／又は所定の目標値Ｎ１及びＮ２を越えた
場合には、判別器２２４と２２５（図３）又は３２４と
３２５（図５）の出力側には、信号Ｙが出力される。計
数状態Ｚ１ｇｅｓ又はＺ２ｇｅｓが、求められた／又は
所定の目標値を下回った場合には、判別器２２４と２２
５（図３）と３２４と３２５（図５）の出力側には信号
Ｎが出力される。

【００４５】判別器２２４と２２５（図３）又は３２４
と３２５（図５）の機能を比較的容易に形成する方法
は、計数状態Ｚ１ｇｅｓとＺ２ｇｅｓを、合計Ｚ１ｇｅ
ｓ＋Ｚ２ｇｅｓ毎に、数の目標値Ｎ１及びＮ２と比較す
ることである。装置２２４と２２５（図３）又は３２４
と３２５（図５）の機能によって、車輪負荷変動が短時
間増大し、走行安全性を脅かすことのない（例えば溝の
蓋を通過するなど）走行状況の場合に、他の減衰及び／
又はばね特性への切り替えが生じることが防止される。
それによって走行安全性を損なうことなく走行快適性が
増大されると共に、制御可能なばね及び／又はダンパシ
ステムの寿命が向上する。というのはそこでは必然的
に、従って摩耗が生じるアクチュエータが使用されるか
らである。本発明装置を実現する場合には唯一のセンサ
しか必要とされない。

【００４６】判別器２２４と２２５（図３）又は３２４
と３２５（図５）の出力信号Ｙは出力ユニット２２６と
２２７（図３）又は３２６と３２７（図５）へ供給さ
れ、そこで制御信号が発生されて出力段１０（図１）へ
供給される。出力ユニット２２６又は３２７の入力側に
信号Ｙが印加される場合には、よりハードな減衰及び／
又はばね特性へ切り替えるための制御信号が出力段１０
へ供給される。出力ユニット２２７又は３２６の入力側
に信号Ｙが印加される場合には、よりソフトな減衰及び
／又はばね特性へ切り替えるための制御信号が出力段１
０へ供給される。

【００４７】さらに出力ユニット２２６と２２７（図
３）又は３２６と３２７（図５）は、次の計算サイクル
を決定するユニット２２８又は３２８へ駆動信号を出力
する。判別器２２４と２２５（図３）又は３２４と３２
５（図５）の出力側に印加されるＮ信号も、同様に、次
の計算サイクルを決定するユニット２２８（図３）又は
３２８（図５）に供給される。

【００４８】次に、電子フィルタユニット及び／又は計
算機ユニット２１１と２１２又は３１１と３１２におい
て、「脱平均された」ばね距離Ｘａｒの次の検出が決定
される。これは、時間及び／又は例えば走行速度Ｖ、車
両縦及び／又は横加速度Ａｌ、Ａｑ及び又は周囲温度Ｔ
など走行状態に影響を与える量に従って行われる。この
ようにして、時間間隔が形成され、その最初には、それ
ぞれ本発明の開ループ制御／閉ループ制御サイクルが行
われる。これは例えば、走行速度が低い場合には（例え
ば車庫入れプロセスの場合など）サイクルは速度が大き
い場合よりも長い間隔で行われる。

【００４９】本発明の特に簡単な実施例は、次の計算サ
イクルを決定するユニット２２８又は３２８を迂回し
て、その前の制御サイクルが終了した場合には、常に新
しい制御サイクルが開始されるようにすることによって
得られる。その場合には図２ないし図５に示される計算
サイクルは常に通過され、すなわちインターバルの長さ
は計算時間だけに従う。

【００５０】１つの車輪ユニットのばね及び／又はダン
パシステムの例で示されている本発明装置は、好ましく
は開ループ制御／閉ループ制御すべき各車輪ユニットに
ついて用いられるように形成される。減衰及び／又はば
ね特性の切り替えは、好ましくは開ループ制御／閉ルー
プ制御すべきシャシの車輪ユニットに互いに独立して行
われる。

【００５１】さらに、本発明装置を特に容易に実施する
他の実施例は、開ループ制御／閉ループ制御すべきばね
及び／又は減衰システムに特徴的なパラメータの値の違
いによって区別される２つの調節段階のみが設けられる
ことにある。この場合には、２１９〜２２５（図３）又
は３１９〜３２５（図５）によって示されるユニットと
判別器（図３と５において破線で示されている）が迂回
される場合に、ステップ２１７、２１７、２１８（図
３）又は３１６、３１７及び３１８（図５）で判断され
た３つの条件のうち少なくとも１つが満たされていない
場合には（符号２２０又は３２０の入力に信号Ｎ）、切
り替え信号はユニット２２７又は３２７へ供給され、そ
れに従って、よりソフトな（図３）又はよりハードな
（図５）減衰及び／又はばね特性への切り替えが行われ
る。よりハードな（図３）又はよりソフトな（図５）減
衰及び／又はばね特性への切り替えは、ステップ２１
６、２１７及び２１８（図３）又は３１６、３１７及び
３１８（図５）で判断された３つの条件のそれぞれが満
たされている場合（符号２１９又は３１９の入力に信号
Ｙ）に、切り替え信号をユニット２２６又は３２７へ入
力することによって行われる。この構成は、コストが最
小にすることができる点で優れている。というのは２１
９〜２２５（図３）又は３１９〜３２５（図５）で示す
ユニットは負荷的なものであり、開ループ制御／閉ルー
プ制御すべきばね及び／又はダンパシステムは２つの調
節段階だけ設定すれば十分であり、ばね変位運動を検出
する唯一のセンサしか必要としないからである。

【００５２】好ましくは本発明装置の全体又は一部が開
ループ制御／閉ループ制御すべきばね及び／又はダンパ
システムに組み込まれる。このようにして、例えばパッ
シブなダンパ部材を本発明装置を搭載したアクティブな
ダンパ部材によって代替することによって、従来使用さ
れてきた、すなわちパッシブシャシを問題なく装備替え
することができる。この種のダンパユニットは代替すべ
き従来の部材とは異なりコンパクトな構造で電気系統へ
の端子のみを有する。

【００５３】さらに本発明装置は、走行安全性を表す表
示信号を発生するためにも使用することができる。この
表示信号は例えば、走行上安全でない状況が存在するか
どうかに関する情報を与える。すなわち、その場合には
走行安全性を増大させるために、場合によって本発明に
よるシャシの開ループ制御／閉ループ制御を越える措置
を講じることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、実際の車輪負荷変動を求めることにより、従
来のシャシ制御システムを大幅に簡略化することが可能
である。すなわち、本発明システムによれば、車輪ユニ
ットと車体との相対運動を表す信号と車体の運動を表す
信号に基づいて車輪負荷変動が推定し、所定の判断基準
に照会することにより、走行安全性にとって問題となる
状況が存在するかどうか、及び走行安全性にとって問題
となる状況の場合には車輪負荷変動を最小にするために
シャシ特性を調節すべきかどうかが決定することができ
る。その際に、本発明によれば、車体加速度センサから
の信号を処理することにより、車輪負荷変動の決定を著
しく簡略化することができる。それによって、例えばド
イツ特許出願（ＡＺＰ４１０７０９０．９）に提示され
ているようなシステム全体が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】車輪ユニットに関する開／閉ループ制御システ
ムの実施例を示すブロック図である。

【図２】値を求める手段８と値を評価する手段９の作動
方法を説明するフローチャート図である。

【図３】値を求める手段８と値を評価する手段９の作動
方法を説明するフローチャート図である。

【図４】値を求める手段８と値を評価する手段９の作動
方法を説明するフローチャート図である。

【図５】値を求める手段８と値を評価する手段９の作動
方法を説明するフローチャート図である。

【符号の説明】

１車体２車輪３ダンパ４路面５ばね６ばね７ばね変位運動の測定センサ８値を求める手段９値を評価する手段１０出力段１１ボディ運動の測定センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体と、少なくとも２つの車輪ユニット
と、車輪ユニットと車体間の運動を調整可能な車体と車
輪ユニット間のサスペンションシステムとを有する乗用
車及び／又は商用車のための、運動シーケンスで開ルー
プ又は閉ループ制御可能なシャシを開ループ又は閉ルー
プ制御する信号を発生するシステムであって、車輪ユニットと車体間の相対運動（ばね変位運動）を表
す第１の信号（Ｘａｒ”）を検出し、車体の運動を表す第２の信号（Ｘａ”）を検出し、前記第１の信号及び前記第２の信号に基づいて車輪負荷
変動（Ｐ）を求めることを特徴とする、運動シーケンスで開ループ又は閉ループ制御可能なシャ
シを開ループあるは閉ループ制御するための信号を発生
するシステム。
【請求項２】前記第２の信号（Ｘａ”）が車輪の適当な
位置における車体の加速度を表し、前記第１の信号（Ｘａｒ”）が車体と各車輪ユニットと
の間の相対加速度（ばね変位加速度）を表し、さらに前
記第１の信号及び前記第２の信号が、電子的フィルタユ
ニット及び／又は計算機ユニット（２１１、３１１）に
供給され、そこで第１と第２の信号が［（Ｍａ＋Ｍｒ）＊Ｘａ”］−［Ｍｒ＊Ｘａｒ”］に従って関係付けられ、上式において、Ｍａは車体の質
量、Ｍｒは車輪の質量を示し、前記電子的フィルタユニット及び／又は計算機ユニット
（２１１、３１１）の出力側に、車輪負荷変動を表す第
３の信号（Ｐ）が出力されることを特徴とする請求項１
に記載のシステム。
【請求項３】前記車輪負荷変動（Ｐ）に加えて、車輪負
荷変動（Ｐ）に生じ得る変化量（Ｐ’）がシャシ特性に
生じ得る変化の関数として予め算定され、その後、所定
の判断基準に照会することにより、走行安全性にとって
問題となる状況が存在するかどうか、並びに走行安全性
にとって問題となる状況の場合には車輪負荷変動を最小
にするためにシャシ特性を調節すべきかどうかが決定さ
れることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシステ
ム。
【請求項４】シャシ特性を調節するために、ばね及び／
又はダンパシステムが少なくとも２段階に調整可能であ
って、そのために開ループ制御／閉ループ制御されるば
ね及び／又はダンパシステムが少なくとも２つのばね特
性及び／又は減衰特性を有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システム。
【請求項５】車両の車輪ユニット毎に、間接又は直接に
ばね変位量及び／又はばね変位速度及び／又はばね変位
加速度を検出するための少なくとも１つの測定センサが
設けられ、かつ車体の、互いに１直線上にない、少なく
とも３ヶ所に車体の垂直加速度を検出するための少なく
とも３つの測定センサが設けられていることを特徴とす
る、請求項１ないし４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】前記第２の信号（Ｘａ”）が、車体の垂直
加速度を検出するための測定センサの出力信号の重み付
けされた線形組合わせとして形成されることを特徴とす
る、請求項１ないし５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】前記車輪負荷変動（Ｐ）と前記車輪負荷変
動（Ｐ）に生じ得る変化量（Ｐ’）が、互いに及び／又
は読み込み量と関連付けられ、それらの大きさが分析さ
れ、その関連付けの結果及び／又はその大きさの分析の
結果が、互いに及び／又は読み込み量と比較され、その
比較の結果がばね及び／又はダンパシステムの開／閉ル
ープ制御に用いられることを特徴とする、請求項１から
６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】シャシ制御パラメータとして、少なくとも
量Ｐｇｒとｋが読み込まれ、量Ｐ、Ｐ’とｋが式Ｐ＊
Ｐ’及びｋ＊｜Ｐ｜に従って関連付けられ、量０、｜
Ｐ’｜、Ｐｇｒ及び｜Ｐ｜と比較され、その時にシャシ
がソフトモードに調節されている場合には、上記比較が
第１の３つの記述式｜Ｐ｜＞ＰｇｒＰ＊Ｐ’＜０｜Ｐ’｜＞ｋ＊｜Ｐ｜に従って行われ、あるいはその時にシャシがハードモー
ドに調節されている場合には、上記比較が第２の３つの
記述式｜Ｐ｜＞ＰｇｒＰ＊Ｐ’＞０｜Ｐ’｜＞ｋ＊｜Ｐ｜に従って行われ、この比較が長さを選択可能な時間間隔
で行われ、前記第１又は前記第２の３つの記述式の双方
が満たされている（値Ｙ）か、あるいは第１又は第２の
３つの記述式の一方が満たされていない（値Ｎ）かに応
じて、異なる２つの値ＹとＮが発生し、その値Ｙと値Ｎ
が計数されて、その計数された値Ａ（Ｙ）と値Ａ（Ｎ）
の数が、合計Ａ（Ｙ）＋Ａ（Ｎ）及び／又は値Ａ（Ｙ）
とＡ（Ｎ）自体及び／又はそれらから求められた量など
の目標値と、特に走行状態に影響を与える量を考慮し
て、比較され、Ａ（Ｙ）又はＡ（Ｎ）が上記目標値を越
えた場合には、開／閉ループ制御すべきばねおよび／又
はダンパシステムの切り替えが行われることを特徴とす
る、請求項１ないし７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】前記シャシ制御パラメータが、開ループ又
は閉ループ制御すべきばね及び／又はダンパシステムに
関して一定の値をとり、及び／又は走行速度、車両縦及
び横加速度及び／又は周囲温度など走行状態に影響を与
える量に依存していることを特徴とする、請求項１ない
し８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】ばね変位量を表す信号（Ｘａ−Ｘｒ）を
検出する場合に、信号（Ｘａ−Ｘｒ）の現在の平均値を
引算することによって信号（Ｘａ−Ｘｒ）から「脱平均
された（entmittelte）」ばね変位量が（Ｘａｒ）が【数１】として形成され、その場合にＴｍは制御パラメータで、
ｔはその時の時点を示しており、「脱平均された」ばね
変位量（Ｘａｒ）から第１の信号（Ｘａｒ”）が微分及
び／又はローパスフィルタリングによって得られ、【数２】伝達関数 -(Ma*Cr*s²)/D(s) によって決定され、その場合にｓはラプラス変数であっ
て、 D(s)=C*Cr+Cr*d*s+(C*Mr+(C+Cr)*Ma)*s²+(Ma+Mr)*d*s³+
Ma*Mr*s⁴ であり、さらにＣ、Ｃｒはばねの剛性、Ｍａは車体の質
量、Ｍｒは車輪の質量、ｄは減衰定数であり、かつ／又
はばね変位速度を表す信号（Ｘａ’−Ｘｒ’）を検出す
る場合には、付随する「脱平均された」信号（Ｘａ
ｒ’）から、車輪負荷変動Ｐが伝達関数 -[1/s]*[(1+Mr/Ma)*C + (1+Mr/Ma)*d*s + Mr*s²] に従って、【数３】伝達関数 -[(Ma*Cr*s)/D(s)] に従って決定され、その場合にｓはラプラス変数であ
り、 D(s)=C*Cr+Cr*d*s+(C*Mr+(C+Cr)*Ma)*s²+(Ma+Mr)*d*s³+
Ma*Mr*s⁴ であり、さらにＣ、Ｃｒはばね剛性、Ｍａは車体の質
量、Ｍｒは車輪の質量、ｄは減衰定数であり、かつ／又
はばね変位加速度を表す信号（Ｘａ”−Ｘｒ”）を検出
する場合には、付随する「脱平均された」信号（Ｘａ
ｒ”）から、車輪負荷変動Ｐが伝達関数 -[1/s²]*[(1+Mr/Ma)*C + (1+Mr/Ma)*d*s + Mr*s²] に従って、【数４】伝達関数 -[(Ma*Cr)/D(s)] に従って決定され、その場合にｓはラプラス変数であ
り、 D(s)=C*Cr+Cr*d*s+(C*Mr+(C+Cr)*Ma)*s²+(Ma+Mr)*d*s³+
Ma*Mr*s⁴ であり、さらにＣ、Ｃｒはばねの剛性、Ｍａは車体の質
量、Ｍｒは車輪の質量、ｄは減衰定数であることを特徴
とする、請求項１ないし９のいずれかに記載のシステ
ム。