JPH05502421A - ブレーキをかけられた車両の横滑り角および／またはコーナリングフォースの決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ブレーキをかけられた車両の横滑り角および／またはコーナリングフォースの決 定方法聚土色韮オ ブレーキをかけられた自動車の車輪または車軸の横滑り角は自動車の走行運動制 御のために重要な変数である０個々の車輪におけるコーナリングフォースについ ても同様のことがいえる５両変数とも直接測定蒙たは決定することはきわめて困 難である。

聚里Ω亘羞 本発明はこれらの変数の推定方法を提案するものであり１この場合推定において 走行運動制置の際に必要でありしたがって測定されるところの測定変数が用いら れている。

図１ａおよび１ｂにスケッチで示した簡単な車両モデルが以後の検討の出発点で あり、このモデルにおいてはピッチング、ローリングおよび上下動は考慮されて いない、これらの簡略化により１運動量の法則および角運動量の法則が次式を運 動量の法則： ｍ（ＶＬ十Ｖｑ’ｙ）　ｘ　−（Ｆｓｖｓｉｎ５　＋Ｆａｖｃｏｓ６φＦＢ、） 　（１，１）ｍ（Ｖｑ　−ＶＬＦ）　Ｉ！　Ｆｓｖｃｏｓ５　−　ＦＢｖｓｘｎ ５　”　ＦｓＰｌ　（１，２）角運動量の法則： ＥＦＢＶｘｌ　＋　（Ｆ５１−　Ｆ５２ンｄ］５ｉｎ６−　［（ＦＢエ　−ｙＢ ２）ｄ　−Ｆ５ｖ　１．］ｃｏｓ５　（１，４）（Ｎｌ　＋Ｎ３−　Ｎ２−　Ｎ 、）ｄ　−Ｆｓｖｃｏｓ６・ｈ　−Ｆ５Ｈ，ｈ　＋　ｙｓｖｓｘｎａ・ｈ　＝　 Ｏ（１，５）（Ｍｌ　”　５２）１１−　（Ｎ３　＋　８４）１２７　ＦＢｖｃ ｏｓδ・ｈ　−ｐＢＨ，ｈ　−Ｆｓｖｓｚｎ６゛ｈ　＝　ｏ　（１６）ここで ここで記号は次の意味を有する。

ｍ　、車両質量 θ、　：重心垂直軸周りの慣性モーメントｇ　・重力加速度 ｖ２　：車両縦方向速度 ■、　：重心における車両横方向速度 ψ′　二重心垂直軸周りのヨー速度 Ｆ、、　、車輪１のコーナリングフォースＦ、、　・車輪ｉの制動力 δ　：かじ取金 Ｎｌ　：車輪１の法線力 １１．１□　：車軸の重心からの距離 ｄ　・車輪の縦軸からの距離 ｈ　１重心の高さ 法線力Ｎｌ、、、、、Ｎ＝を一義的に決定するために、数式（１，３）、（１゜ ５）および＜１．６）のほかに他の関係式が必要であり２この関係式は車両ばね 力の考慮により得られるものである。小さいばね力Ｘ、、、、、、Ｘ、に対して は次式が成立する。

Ｘ１＋　Ｘ４＝　Ｘ２＋Ｘ３’　（１，７）車輪懸架装置のばね定数を等しいと 仮定すると次式が得られる：Ｎ１＋　Ｎ４＝　Ｎ２＋　Ｎ５（１，８）静的状態 においてはかじ取軸の周りのモーメントに対し次式が成立し、ここで簡単にする ためにかじ取軸は図面平面に対し垂直であると仮定する：Ｆｓ　（ｎＲ”　ｎＫ ）　−Ｆａｒｓ　−ＣＡＳ６Ｅ　”　Ｏ（２，１）コーナリングフォースおよび 制動力はＨ３ＲＩタイヤモデルにより次のように計算される： ここで記号は次の意味を有する： ｒ、：かじ取オフセット ｎ、　動的トレール ｎｌ　、タイヤトレール δ　：かじ取金 δ１　０弾性かじ取金 β　：姿勢角 α　：模滑り角 ■８　；車輪重心の速度 ＣＡｊ　：軸およびかじ取の合成剛性 および （２，２）および（２，３）から次式が得られる・Ｃ，、タイヤの横滑り剛性 Ｃ４、タイヤの縦剛性 λ　：タイヤ滑り μ　：摩擦係数 Ｎ　：法線力 ｔａｎαζαという近似を用いて（２，４）から次式が得られまたは図２ｂの関 係 を用いて次式が得られる： （２，１）および（２，７）から次式が得られる：ここで ｌＥ＝　ｎＲ十ｎＫ 基本式（２，６）、＜２．８）および（２，９）から出発して、４つの車輪の弾 性かじ取金、かじ取金およびコーナリングフォースが次のように得られる。

ユニで次の簡略化を用いる。

さらに次のように置き換えることができる・ここで記号は次の意味を有する・ １寓ν　：（ｎ＊＋ｎｘ＞前軸 １ｗｍ　：　（ｎ＊＋　ｎＫ）後軸 Ｖ、、　：車輪速度 ＣＡｊ　・前軸の軸およびかじ取の合成剛性ｒｓｖ　前軸のかじ取オフセット ＣＡ　：後軸の合成軸剛性 ｒ□　：ｔ＆軸のかじ取オフセット これらの関係式において、車両の縦方向速度■３９．車両の横方向速度■、およ び制動力Ｆ□がなお決定すべき変数であり、一方力叱取金δ、ヨー速度ψ′、車 輪速度Ｖ□は測定変数である。その他のすべては定数である。

角運動量の法則を用いると図３により次の関係式が得られる・ここで ＭＢＲ”　ＣＰ　ＰＲｕｎｄ　（３２）および ｅ、　・車輪の慣性モーメント Ｃ２：制動トルク比 Ｐ、　＋車輪のブ１／−キジリング圧力Ｍｌｌｌｌ　・制動トルク Ｒ；車輪半径 したがって車輪１の制動力は次のように得られる・車輪ブＩ／−キジリンダ圧力 は既知の方法で測定された供給圧力（主ブレーキシリンダ圧力）から油圧モデル との組合せで推定するかまたは直接測定することができる。

車両縦方向速度は車輪信号および推定車両減速度から次のように得られる：数式 （２，１８）−（２，２１）を数式（１２）および（１，４）に代入すると次の 関係式が得られる： Ｕ５”ｃｏｓ６（ｕ、＋１Ｊ２）＋ｌ１３＋１」４−Ｆｖａ５１ｎ６（２，２６ ＞を〈４１）および（４２）に代入すると最終的に次の微分方程式の系が得られ る： 数式（４，３）および（４４）は簡単な線形の時間変化車両モデルを示す。

状態変数Ｘ、＝Ｖ、およびＸ　２　＝ψ′を導入しかつＸ　ｉｌｌ′を次の近似 式により置き換えると Ｔ・走査時間。

次の離散的状態モデルが得られる： ここで ψ′は測定されるので、モデル（４，５）は１次るこ低減される。

次式が成立する： ｘｌＫ＋１　”　テｕｘ　ｘＩＫ　”　ｕＫ”　（４，６）叛　”　”２１Ｋ　 ＸＩＫ ここで ”Ｋ”　”　１２ＫｆＫ　”　’ｉ１１：状態ノイズＶ。および測定ノイズＷに を考慮すると、（４，６）から推計学的外乱系が得られる・ ＸＩＫ＋１　”　’ＩＩＸ　ｘＬＸ　”　ｕＫ”　”　’Ｋ　（４，７）ＹＫ　 ”　Ｙ２１Ｋ　ｘＩＫ　”　’にここでモデル（４，７＞からカルマンフィルタ を用いて推定値塙・０．Ｋ が得られる。このとき推定姿勢角に対しては次式が得られる・したがって４つの 車輪の横滑り角およびコーナリングフォースが数式（２，１４）−（２，２１） によりめることができる。

車両の制御装置のために必要とされる前輪および後軸における平均横滑り角は次 式のように得られる： −キがかけられてない場合にはコーナリングフォースは数式（２，２２＞−（２ ，２５）から計算可能なので、それはまず定数とすることができる。

ある車軸の車輪の横滑り剛性を等しいと仮定しかつ前軸の合成横滑り剛性をＣヤ 。で表しまた後軸の合成横滑り剛性をＣｗｏで表すと、ブレーキがかけられてな い車両に対する微分方程式は数式（４，３）および（４，４）から次のように得 られる・ ここで ここで このとき前軸および後軸におけるサイドフォースに対しては次式が得られる；こ こで 勾配Ｃ１１，はＰＤ制御法則によりめられる：ψ。′　・測定されたヨー角速度 ψ、′ニジミニレートされたヨー角速度ＫＰ、Ｋｏ　：増幅率〉０ 合成横滑つ剛性Ｃｖ、Ｃ，は簡単な車輪懸架モデルを用いてＣＲＶ、ＣＲＴ＋か らめられる。

図１１は「横滑り剛性制御装置」の構造を示す。

図１２は測定された車両横方向速度と「横滑り剛性制御装置」を用いてシミュレ ートされた車両横方向速度との闇の比較を示す。

しかしながら数式（４，１０）は、横滑り角がサイドフォース−横滑り角曲線の 直線部分において移動する場合すなわちα≦α。が成立するとき（図８参照）の みこの車両状態を十分に正確に説明している。

横滑り角がサイドフォース−横滑り角曲線の非線形範囲（α〉α。）にあるとき は、実際の車両速度とシミュレートされた車両速度との間および実際のヨー角速 度とシミュレートされたヨー角速度との間に著しい差が発生する（図９１１照） ヨー速度は測定されるので、測定されたヨー速度とシミュレートされたヨー速度 との間の差はサイドフォース−横滑り角曲線の線形範囲から非線形範囲への移り 変わりを示すインジケータとして用いることができる。サイドフォース−横滑り 角曲線の線形範囲から飛び出したことが検知されるやいなや、サイドフォースと 横滑り角との間の関係は近似的に勾配Ｃ−を有する直線によって表される（図１ ０参照）。

ここではまたタイヤの法線力もめることができる。

タイヤの法線力は数式（１，３）、（１，５＞、（１，６）および（１，８）か らめることができる１次の式が成立する・ここで ａ　＝　ＦＢＶ　（２ｃｏ１１６　ｈ　ｄ　−ｓｉｎ＆　ＩＲｈ）ｂ　＝　Ｆｓ ｖ（２ｓｉｎ６　ｈ　ｄ　＋　ｃｏｓ５１Ｒｈ）ｃ　＝ＦＢＨ２ｈ　ｄ　＋ＦＳ ＨＩＲｈ　＋　２　ｍｇ　１２　ｄ図４ないし７はある特定の車両における種々 の路面上における種々の走行モードの際の測定された横滑り角（αＶ）ど推定さ れた横滑り角（αＶ）どの閏の比較を示す５個々には次の口に示されている・図 ４−凍結路面十カーブのときの走行 図５−凍結路面十対象物をよけるときの走行図６−μスプリットのときの走行 図７−アスファルト十カーブのときの走行図１３により本発明の一実施態様を説 明する。車輪速度Ｖ□に対してはセンサ１が、１輪シリンダ圧力Ｐ１まなは主プ １／−キジリング圧力Ｐ　ｎｎ＋＋に対してはセンサ２が、かじ取金δに対して はセンサ３がおよびヨー速度ψ′に対してはセンサブロック５において測定変数 ｖ真、およびＰｌないしＰ　１ｌｎｚを用いてｒｕＪ係式（３３）により制動力 Ｆ　Ｉｌｌがめられまたなどえば間係式（３４）により車両編方すものである。

他のブロック６においては測定変数δおよびψ′ならびにそこに含まれるカルす ものである。

ブロック５および６の出力変数および車輪速度■１はブロック７に供給され。

ブロック７は関係式（２，２６）により姿勢角β■およびβ、を、（２，２７） および（２，２８）により車輪滑り＾１を、関係式（２，１０＞ないｌ、（２， １３）により弾性かじ取金δＸＩをおよび最後に横滑り角α１および／またはコ ーナリングフォースＦｌｌをめて端子７ａに出力する。ここで特許出願Ｐ第４０ ３０７０４．２号（添付工）の図６およびそれに付属の説明をも参照されたい。

ｉｇｊｂ ａ Ｆｉｇ、５ Ｆｉｇ、７ Ｃｖｓ、Ｃ霞 Ｆｉｇ、Ｂ Ｆ’＋ｑ１０ Ｆｉｇ　、１３ 要約書 ブレーキがかけられた車両の横滑り角α、および／またはコーナリングフォース Ｆ、の決定方法が記載されている。

簡単化された車両モデルから出発してかつ車両速度Ｖ　＊　ｔ　＋かじ取金δ、 ヨー速度ψ′および主ブレーキシリンダ圧力Ｐ　ｗａｘまたは車輪ブレーキ圧力 Ｐ、を測定メ数として使用することにより請求める変数が推定変数として得られ る。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．ブレーキがかけられている車両の横滑り角αｖおよび／またはコーナリング フォースＦａ１の決定方法において：簡単化された車両モデルから出発してかつ 車両速度ＶＲ１，かじ取角δ，ヨ−速度ψ′および主ブレーキシリンダ圧力ＰＭ ａｚまたは車輪ブレーキ圧力Ｐ１を測定変数として使用することにより，求める 変数が得られることを特徴とするブレーキがかけられた車両の横滑り角αｖおよ び／またはコーナリングフォースＦｓ１の決定方法。
2. ２．さらにタイヤ法線力Ｎ１が求められることを特徴とする請求項１の方法。