JPS63315958A - 車両の動作特性改善方法及び装置 - Google Patents

車両の動作特性改善方法及び装置

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JPS63315958A
JPS63315958A JP63143421A JP14342188A JPS63315958A JP S63315958 A JPS63315958 A JP S63315958A JP 63143421 A JP63143421 A JP 63143421A JP 14342188 A JP14342188 A JP 14342188A JP S63315958 A JPS63315958 A JP S63315958A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両の動作特性を改善するための方法及び装置
に関し、特に自動車などにおいて、車両の実際速度と車
輪の回転速度とを測定し、両者間の差を利用して車両の
動作を制御するための方法及び装置に関する。
〔従来の技術〕
通常、車両の速度はその車輪の回転速度から取り出され
る。ところが、車輪のスリップの影響により、その様々
速度測定値は、特に車輪の制動動作中は不正確になりや
すい。最近、自動制動システムが導入されてきている。
その様なシステムは車輪の挙動に基づいて作動するが、
著しいスリップが生じた場合、車輪の挙動は車両の運動
と著しく異なる場合がある。
西ドイツ公開特許公報第３４３５８６６号には、車両の
実際速度を測定するための方法が記載されている。それ
によると、車両の車輪と路面との間のスリップの影響を
完全に排除するために、路面の凹凸により生じる車輪の
振動を捕捉し、前後車輪の振動の時間差を評価すること
により、車両の実際の絶対速度を測定する方法が提案さ
れている。
西ドイツ公開特許公報第２７５１０１２号に記載の装置
では、２個のトランスデユーサを一定距離を隔てて車両
の移動方向に配置し、それにｘｖ１車両の速度を測定す
るようになっている。トランスデユーサは路面の凹凸に
対応する電気信号を発生させる。その２個のトランスデ
ユーサの信号は、相対的に処理されて両者間の時間遅れ
が測定され、それに一定距離を掛けることにエフ、実際
速度が測定される。更に車両には、車両走行距離を測定
するための測定装置が設けである。この装置は車輪の回
転により作動する。距離測定装置の読み取ｐ値は実際速
度の測定値の積分信号により修正される。
西ドイツ公開特許公報第２８４９０２８号には同様の装
置が記載されており、車両の実際速度を測定するために
、車両の移動方向に所定距離を隔てて配置した複数のセ
ンサーからの信号を相対的に処理するようになっている
。具体的には、機械電気的トランスデユーサを使用する
ようになっており、そｎらは、歪ゲージや力又は加速度
ビックアンプ装置を車両の車輪懸架装置やばね・ショッ
クアブソーバ、減衰機構に設けることにより形成されて
いる。
〔解決すべき課題〕
本発明の目的は、車両の動作を最適の状態にするための
方法及び製置を提供することにある。
更に本発明の目的は、車両の制動動作のような極限状況
において、車両の動作を改善するための方法及び装置を
提供することにある。
〔課題解決の手段〕
上記目的及びその他の目的を達成するために、本発明で
は、車両の移動方向において前後の関係で配置される複
数の車輪を備えた車両の動作特性を改善するための方法
であって； 上記車輪の少なくとも１つの回転速度に基づいて車両の
第１移動速度を測定し； 移動中に路面の凹凸を上記車両が通過することにエフ生
じる第１の振動を、上記車両の第１の位置において検出
し； 上記路面の上記凹凸にエフ生じる第２の振！ｔ！ｌを、
上記移動方向において上記第１の位置の後方へ一定距離
を隔てて位置する上記車両の第２の位置において検出し
； 上記第１及び第２の振動を相対的に処理して両者間の時
間的遅れを測定し； 上記第１及び第２の位置の間の上記一定距離及び上記時
間遅れから、上記車両の第２の移動速度を算出し； 上記第１及び第２の速度の相関関係を得ることを特徴と
している。
更に本発明は、車両の移動方向において互いに一定の間
隔を隔てた状態で配置される複数の車輪を備えた車両の
動作特性を改善するための装置であって； 上記車輪の少なくとも１つの回転速度に基づいて車両の
第１移動速度を測定する手段と；移動中に路面の凹凸を
上記車両が通過することにより生じる第１の振動を、上
記車両の第１の位置において検出する手段と； 上記路面の上記凹凸により生じる第２の振動を、上記移
動方向において上記第１の位置の後方へ一定距離を隔て
て位置する上記車両の第２の位置において検出する手段
と； 上記第１及び第２の振動を相対的に処理して両者間の時
間的遅れを測定するための手段と：上記第１及び第２の
位置の間の上記一定距ガＬ及び上記時間遅れから、上記
車両の第２の移動速度を算出する手段と； 上記第１及び第２の速度の相関関係を得る手段とを備え
たことを特徴としている。
〔実施例〕
第１図において、実施例の自動車１０では、前部ばね脚
部１２（左右）及び後部ばね、脚部１４により、それぞ
れ、前輪１６の車Ｍ２０と後ぞ・３１８の車軸２２とが
懸架されている。ばね脚部１２゜１４は、それぞれ、第
２図に詳細に示す如く、力測定装置２４．２６を介して
車体に支持されている。
実施例に使用されているような力測定装置を組み込んだ
ばね脚部の構造の詳細は、国際特許出願公報ＷＯ／８７
１０２１２９　　（米国特許出願第０５７８９２号、出
願日：１９８７年５月２２日）に記載されており、その
内容がそのまま本件特許出願に含まれている。実施例で
使用した力測定装置には特定の利点があり、−切の横方
向の力が排除されるとともに、車輪に対して及ぼされる
力の正確な値を表す信号が発生させられるようになって
いる。周知の如く、その信号はボードコンピュータ１０
０に接続する評価装置３０で処理され、例えば、自動車
に加わる荷重とは無関係にばね脚部１２．１４のばね特
性を調節するためや、その他の種々の目的のために使用
される、。
実施例では、それらの力測定装置２２．２６は実際の車
速を測定するために使用され、具体的には、路面のあら
ゆる凹凸により生じる振動（この振動は線図（ａ）　、
　（ｂ）として簡単に図示されている）を装置２２．２
６が捕捉（ピンクアンプ）することに工り、実際の車速
を測定するようになっている。後輪１８で生じる振動Ｓ
２は前輪１６の振動Ｓ１に対して時間ＴＭだけ遅れる。
この撮動Ｓ１゜Ｓ、はごく単純な形でのみ図示されてい
る。実際にはこれらの振動は図示の場合よりも不規則な
振幅を有し、相関関係処理装置２８に送られて周知の方
法で比較され、遅れＴＭが測定される。前後車軸２０．
２２の間の距離りが一定であるので、実際の車速を非常
に正確にｆｉｌ１１定することができる。
本発明の実施例では、力測定装置２４．２６として上記
国際特許出願ＷＯ／８７１０２１２９　　で記載きれた
ような装置を使用する。但し、圧電力センサーのような
その他の形式の力測定装置を使用することもできる。ボ
ードコンピュータは処理速度が速いので、瞬間的な実際
速度を正確々値として即時に算出することができ、その
値をパルス発生器等の公知の方法で取り出した１個の車
輪の回転速度と比較する。その比較の結果が、車輪と路
面との間のスリップに関する測定結果であり、その測定
結果が制動動作の前、すなわち、自動車の加速状態又は
通常走行状態において、例えば凍結路面状態などの路面
特性の変化を示す特性値となる。
このパラメータを使用して実際速度を自）勘的に制御し
たり、運転者に緊急状態を示すこともできる。
第１図には車輪１６．１８に設けられる一般的なセンサ
ー３２．３４が設けてあり、それらを自動制動システム
において公知である方法で使用することにより、車輪の
実際回転速度ｖＵ（ｖＵｌ、・・・・■Ｕ４）が測定さ
れる。現在まで、このような車輪の回転速度は自動車の
速度を測定するためだけに使用さｎてきており、そのた
めに、特に問題のある路面状罪では、スリップの程度が
大きい場合に自動車の実際速度値に誤差が生じる。第１
図に示すユニット３６は、４個の車輪の回転速度に基づ
いて平均速度ｖＩＪを所持させるために使用される。
平均回転速度ｖＵを実際測定速度ｖＡｃＴ　　と比較す
ることにより、路面上での車輪１６．１８の実際のスリ
ップ状態を測定できる。こｎに代えて、個々の回転速度
ｖＵｌｌ・・・ｖＵ４　　を実際速度ｖＡｃＴ　　と比
較し、各車輪のスリップ状態を個々に測定するこきもで
きる。
自動車の発進及び制動動作を最適の状態で行うために、
実際のスリップが所定値（例えば５チ）を越えないよう
にすることが必須であり、それを越える場合、静的摩擦
が滑り摩擦に変化し１、摩擦係数が急激かつ大幅に低下
する結果となる。
従って、上述の如く正確に測定した実際のスリップ状態
に基づいて、エンジンのトルクや制動圧力をそれぞれ制
御し、静的摩擦が維持されて摺動摩擦に変化しないよう
にする。路面状態の変化によるスリップ状態の変化は制
動動作の前に認識することが必須である。
自動車の動作の自動制御状態を更に改善させるためには
、車輪に及ぼされる力Ｆ１〜Ｆ、を力測定装置２４．２
６で測定する他に、個々の車輪１６゜１８に作用する個
々のモーメントＭ１〜Ｍ、を公知のユニット３８で０１
定することもできる。モーメントＭ１〜Ｍ、を平均化し
て生じた平均モーメントＭにニジ、摩擦係数Ｆ、　（特
に著しいスリップがない限ジは静的摩擦力ＦＦ５）を算
出することができる。車輪に作用する個々の力Ｆ１〜Ｆ
、を考慮すると、所定のスリップ状態を越えるまでは、
静的摩擦係数Ｒｓを算出できる。それにより、車輪に作
用するエンジンの駆動モーメント又は駆動トルクあるい
は制動トルクは、それぞれ、静的摩擦状態を維持できる
ように制御する。更に、所定の制動距離を維持するため
に、それらの値にエフ実際の車速を鯛整することも可能
となる。
本発明による更に改良型の方法及び装置では、例えば１
．−一ダー装置のような走行方向に作用する距１１１１
　測定装置を自動車に設ける。上述の如く測定したパラ
メーターに加えて、前方を走行する別の自動車、あるい
は、不動状聾の目標物力）らの瞬間的な距離を測定し、
その測定値を使用して加速又は制動により車速を制御す
る。
更に、上述の如く測定した実際の車速に基づいて、ボー
ドコンピュータ１００にＬ！ｌ１１車速を一定値に副筒
することもできる。加速又は乳１１動七−メン）Ｍ及び
車輪力Ｆから測定した摩擦係数Ｒを使用して路面状態を
表示することができ、その様な表示は、測定摩擦係数を
記憶値と比軟することにより行い、又、その比較結果を
使用して適烏な制御や表示を行う。
第２図には車輪懸架装置の実施例が詳絹に示しである。
第１図の力測定装置２４．２６は、各ばね脚部１２．１
４と車体２００の間に少なくとも１個の圧力センサー２
２１を配置して形成されており、圧力センサー２２１が
車輪荷重センサーとして作動するようになっている。
具体的には、圧力センサー２２１は、同心に配置した筒
状ハウジング２２２．２３７の間の広い環状空間２３８
に設けたエラストマー材料２２３に埋め込まれている。
ハウジング２３γはばね脚部支持部２０３の外壁部２２
４と一体であり、又、支持部２０３はばね脚部１２のピ
ストンロッド２５７を軸受２２７を介して回転自在に収
容している。ばね脚部１２のばね２２９はばね受は板２
２８に支持さｎている。ハウジング２２２はフランジ２
１３と一体でアク、フランジ２１３が複数のねじ２２６
により車体２００に固定されている。
第２図のようにばね脚部の懸架部に力測定装置を設けた
場合、力測定装置を使用して、実際速度測定のための振
動を検出するとさもに、車輪力Ｆを測定できるという利
点がある。すなわち、上記力測定装置は二重の機能を有
している。更に、車の応答性に関する情報、特に、カー
ブ走行時の傾き状態は、縦方向及び横方向の加速度で得
ることができるので、上記力測定装置を使用して加速度
のピックアップを行うこともできる。
上述の値を連続的に測定することにより、車両の動作状
態を大幅に改善することができる。
なお、振動Ｓ１．Ｓ２　の相関関係の程度から車両の傾
き状態を判断することもできる。従ってオーバーステア
リング又はアンダーステアリングを測定して修正するこ
ともできる。
上述の実施例では、個々の車輪のモーメントＭ１〜Ｍ、
を測定した。そｎらの車輪は同期しており、同一のモー
メントが作用する限り、エンジンから得られる駆動トル
クを第１図に線４０で示すパラメーターとして使用でき
る。
実施例では、振動の検出を力測定装置で行っている。こ
れに代えて、加速度測定装置を使用することもできる。
ピックアップされた振動を評価するためには、様々な公
知の方法を使用でき、例えば、積分処理を使用したアナ
ログ方法や、振動のサンプリングを行ってデジタル処理
を施すデジタル方法を使用できる。
瞬間的実際速度は非常に正確に測定できるので、それを
車両の運転時間で積分することにより、走行距離を正確
に測定することができる。
上述の実施例は通常の自動車に関するものであるが、本
発明は、トラックや軌道車両及び自動２輪車を含むその
他の形式の車両にも同様に適用できる。移動方向に間隔
を隔てて整列した複数の車輪を有しているのであれば、
航空機にも同様に適用できる。
以上の説明から明らかなように、本発明による方法及び
装置では、自動車などの車両の動作について、著しく優
れた利点を得ることができる。特に、本発明により測定
したパラメーターや、そこから得られたパラメーターを
使用することにより、車両動作の自動制御を非常に正確
に行うことができる。
本発明の詳細な説明した実施例では、個々のパラメータ
ーを段階的に測定するようになっている。
但し、当業者にとって自明の如く、適当なコンピュータ
プログラムを使用することにより、中間値の決定をスツ
キプさせたり、パラレル処理を行ったりすることもでき
る。
本発明の実施の態様を挙げれば次のようである。
（イ）上記車両の上記第１及び第２の速度の間の上記相
関関係から上記車輪のスリップ状態を測定するようにし
次請求項１記載の方法。
（ロ）少なくとも１個の車輪に垂面方向に作用する瞬間
的力を測定し、上記力と上記スリップ状態との相関関係
を得るようにした上記（イ）記載の方法。
（ハ）少なくとも１個の上記車輪に作用する駆動モーメ
ントを測定し、上記車輪と上記路面との間の瞬間的摩擦
係数を測定するために、上記車輪に作用する上記力に基
づいて、上記駆動モーメントと上記スリップ状態との相
関関係を得るようにした上記（ロ）記載の方法。
に）上記車輪と上記路面の間で作用する上記摩擦係数と
上記スリップ状態に基づいて、上記車両の瞬間的移動速
度を制御するようにした上記（ハ）記載の方法。
（ホ）上記スリップ状態と上記摩擦係数とに基づいて上
記実際速度を制御するために、上記車両の前方の物体か
ら上記車両までの瞬間的距離を測定するようにした上記
（ロ）記載の方法。
（へ）上記側々の車輪の上記第１及び第２の振動の間の
上記相関関係の程度に基づいて、上記車両の傾き状態を
測定するようにした請求項１記蓼の方法。
（ト）上記側々の車輪において、上記第１及び第２の速
度に関する個々の値と、加速度又は減速度と、上記車輪
に垂直方向に作用する上記力との相関関係を得て総合的
に評価するようにした請求項１記載の方法。
（ト）上記側々の車輪において、上記第１及び第２の速
度に関する個々の値と、加速度又は減速度と、上記車輪
に垂直方向に作用する上記力との相関関係を得て総合的
に評価するようにした請求項２記載の方法。
（す）上記車両の上記第１及び第２の速度の間の上記相
関関係から上記車輪のスリップ状態を測定する手段を設
けた請求項３記載の装置。
←）少なくとも１個の車輪に垂直方向に作用する瞬間的
力を測定し、上記力と上記スリップ状態との相関関係を
得る手段を設けた上記（力記載の装置。
に）少なくとも１個の上記車輪に作用する駆動モーメン
トを測定する手段を設け、上記車輪と上記路面との間の
瞬間的摩擦係数を測定するために、上記車輪に作用する
上記力に基づいて、上記駆動モーメントと上記スリップ
状態との相関関係を得る手段を設けた上記し）記載の装
置。
（２）上記車輪と上記路面の間で作用する上記摩擦係数
と上記スリップ状態に基づいて、上記車両の瞬間的移動
速度を制御する手段を設は念上記（ホ）記載の装置。
Ｑ）上記スリップ状態と上記摩擦係数とに基づいて上記
実際速度を制御するために、上記車両の前方の物体から
上記車両までの瞬間的距離を測定する手段を設けた上記
（至）記載の装置。
（ロ）上記個々の車輪の上記第１及び第２の振動の間の
上記相関関係の程度に基づいて、上記車両の傾き状態を
測定する手段を設けた上記υ）記載の装置。
（ヨ）上記個々の車輪において、上記第１及び第２の速
度に関する個々の値と、加速度又は減速度と、上記車輪
に垂直方向に作用する上記力との相関関係を得て総合的
に評価する手段を設けた上記（イ）記載の装置。
（イ）上記第１及び第２の振動を検出する上記手段が、
上記車両のばね脚部に組み込まれた力測定装置である上
記（１力記載の装置。
←）上記はね脚部が２個のハウジングを両者間に円筒状
間隙を形成した状態で同心に備え、上記外側ハウジング
の内周面と、それに対して空間を隔てた上記内側ハウジ
ングの上記外周表面との間に、互いに対応する段部が設
けてあり、上記空間及び上記間隙にエラストマー材料が
充填されており、上記力測定装置が、上記エラストマー
材料に埋め込まれた状態で、上記空間に配置されている
上記し）記載の装置。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による装置を自動車に使用した場合の略
図、第２図′は自動車の車輪懸架装置に組み込んだ力セ
ンサーの構造例の断面略図である。 １０・・・・自動車、１２．１４・・・・ばね脚部、１
６．１８・・・・車輪、２０．２２・・・・車軸、２４
．２６・・・・力計１定ｇ；、置、２８・・・・相関関
係処理装置、３０・・・・評価装置、３２．３４・・・
・センサー、１００・・・・ボードコンピュータ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）車両の移動方向において前後の関係で配置される
    複数の車輪を備えた車両の動作特性を改善するための方
    法であつて； 上記車輪の少なくとも１つの回転速度に基づいて車両の
    第１移動速度を測定し； 移動中に路面の凹凸を上記車両が通過することにより生
    じる第１の振動を、上記車両の第１の位置において検出
    し； 上記路面の上記凹凸により生じる第２の振動を、上記移
    動方向において上記第１の位置の後方へ一定距離を隔て
    て位置する上記車両の第２の位置において検出し； 上記第１及び第２の振動を相対的に処理して両者間の時
    間的遅れを測定し； 上記第１及び第２の位置の間の上記一定距離及び上記時
    間遅れから、上記車両の第２の移動速度を算出し； 上記第１及び第２の速度の相関関係を得ることを特徴と
    する車両の動作特性改善方法。
  2. （２）複数の車輪を備えた車両の動作を改善するための
    方法であつて； 上記車輪に作用する瞬間的力を測定し； 上記車両に作用する瞬間的な加速・減速力を測定し； 測定結果値の相関関係を得るようにしたことを特徴とす
    る車両の動作改善方法。
  3. （３）車両の移動方向において互いに一定の間隔を隔て
    た状態で配置される複数の車輪を備えた車両の動作特性
    を改善するための装置であつて；上記車輪の少なくとも
    １つの回転速度に基づいて車両の第１移動速度を測定す
    る手段と； 移動中に路面の凹凸を上記車両が通過することにより生
    じる第１の振動を、上記車両の第１の位置において検出
    する手段と； 上記路面の上記凹凸により生じる第２の振動を、上記移
    動方向において上記第１の位置の後方へ一定距離を隔て
    て位置する上記車両の第２の位置において検出する手段
    と； 上記第１及び第２の振動を相対的に処理して両者間の時
    間的遅れを測定するための手段と；上記第１及び第２の
    位置の間の上記一定距離及び上記時間遅れから、上記車
    両の第２の移動速度を算出する手段と； 上記第１及び第２の速度の相関関係を得る手段とを備え
    たことを特徴とする車両の動作特性改善装置。
  4. （４）複数の車輪を備えた車両の動作を改善するための
    装置であつて； 上記車輪に作用する瞬間的力を測定する手段と；上記車
    両に作用する瞬間的な加速・減速力を測定する手段と； 測定結果値の相関関係を得る手段とを設けたことを特徴
    とする車両の動作改善装置。
JP63143421A 1987-06-10 1988-06-10 車両の動作特性改善方法及び装置 Pending JPS63315958A (ja)

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