KR100540859B1 - 차량의 기울기 상태 검출 방법 및 장치 - Google Patents

차량의 기울기 상태 검출 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 세로방향으로 배향된 축에 대한 차량의 기울기 상태를 검출하는데 사용되는 방법에 관한 것이다. 이를 달성하기 위해, 적어도 하나의 휠의 속도를 나타내는 변수가 결정된다. 추가로, 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수가 결정된다. 또한, 하나 이상의 휠에 대해서, 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수는 대응하는 휠의 휠 회전수를 나타내는 변수와 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 변수들 중 하나의 함수로서 결정된다. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태는 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 상기 하나 이상의 휠에 대해 결정된 변수의 함수로서 결정된다. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태 검출 방법 및 장치는 상기 차량을 안정화시키기 위해 사용된다.
Figure 112005030711810-pct00019
휠, 변수, 액추에이터, 횡가속도, 차축

Description

차량의 기울기 상태 검출 방법 및 장치{Method and device for detecting motor vehicle tilt}
본 발명은 차량의 기울기 상태 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재, 본 기술분야에 차량의 기울기 상태 검출 방법 및 장치에 대한 다양한 응용형태가 알려져 있다.
DE 44 16 991 A1호에 화물차가 커브길을 주행할 때 운전자에게 기울기 상태를 경고하는 방법과 장치가 개시되어 있다. 즉, 차량이 커브길에 진입하기 전에 차량 유형과 기울기 상태에 관련된 상황데이터가 포착되며, 차량 무게 중심과 커브 반경의 함수로서 기울기 상태 또는 임계속도가 결정된다. 만약 차량의 현재속도가 전복위험상태에 있거나 전복위험 안전범위 이하가 되면 감속경고신호를 보낸다. 전복위험이 전혀 없는 상태에서는 기울기 방정식을 근거로 차량의 속도가 결정된다. 기울기 방정식에서는 무엇보다도 차량의 속도, 차량이 진행하는 커브의 반경, 주행 차로와 차량 무게중심 사이의 거리 및 휠 하중의 비평형이 결정된다. 휠 하중은 주행 차로와 관련된 휠 하중 센서에 의해 결정된다. 차량의 속도가 전복위험 임계속도에 대해 규정된 안전범위 이하가 되면, 차량이 커브를 주행할 때 차량운전자에게 과속을 경고하는 신호가 생성된다. 차량 과속경고신호는 각각 측정된 차량 속도가 차량의 제반 전복위험이 제거되는 수준으로 감소할 때까지 지속된다. 또한 DE 44 16 991 A1호에는 각 차량의 휠 슬립이 결정되며, 이 값은 전복위험 판정에 활용될 수도 있다.
본 발명의 과제는 차량의 기울기 상태 검출 방법을 개선하는 것이다.
이 과제는 특허청구범위의 독립항들의 특징부에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기가 검출된다. 즉, 하나 이상의 휠에 대해 휠 회전수를 나타내는 변수가 결정된다. 또한, 차량 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수가 결정된다. 하나 이상의 휠에 대해 해당 휠의 휠 회전수를 나타내는 변수 및 차량 횡방향 운동 역학을 나타내는 변수 중 하나의 함수로서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정한다. 하나 이상의 휠에 대해 휠 거동을 정량적으로 나타내는 결정 변수의 함수로서, 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대해 차량이 기울기 상태에 있는지가 결정된다.
하기에 사용하는 "차량의 기울기 상태"의 개념은 "차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태"를 의미한다. "차량의 세로방향으로 배향된 차축"은 다음과 같은 의미로 해석된다. 즉, 첫째, 차축을 중심으로 차량이 기울기에 노출되는 경우, 차량 자체의 세로방향 축을 의미한다. 둘째, 차량 자체의 세로방향 축에 대해 일정각도만큼 회전된 차축을 의미한다. 이때 회전된 차축이 차량의 무게중심을 통과하느냐의 여부는 크게 중요하지 않다. 회전된 차축의 경우, 차축이 차량에 대각선으로 위치되거나 또는 그 축에 평행하게 배향된 축도 여기에 포함된다.
차량의 기울기 상태의 종속성을 결정하며 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 것은 종래의 기술분야와 비교해 볼 때 다음과 같은 장점을 지닌다. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태 검출은 차량 휠의 휠 거동과 직접적으로 관련되므로, 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 계산을 근거로, 차량의 기울기 상태를 신속하고 정확하게 판정할 수 있다. 즉, 휠의 휠 거동을 나타내는 변수가, 기울기 상태의 결정과 직접적으로 관련되기 때문에 신속하다. 또한, 차량의 기울기 상태 결정을 위해 여러 개의 휠을 평가할 수 있으며, 휠 거동을 나타내는 변수가 정량적으로 결정되고, 그로 인해 예를 들어, 정확하게 등급이 매겨진 개연성 조회를 할 수 있으므로 정확하다.
양호하게는, 차량 기울기 상태 검출 방법은 차량의 안정화를 위한 방법으로 사용된다. 또한 양호하게는, 이러한 안정화 방법이 차량의 전복을 방지하는 방법으로 사용된다.
전술한 차량 기울기 상태에서는, 차량을 안정화시키기 위해, 특히 차량의 전복을 막기 위해 양호하게는, 하나 이상의 휠의 제동 제어 및/또는 엔진 제어 및/또는 차체 액추에이터 제어 중 한가지 이상이 수행된다.
양호하게는, 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 변수, 특히 차량의 횡가속도를 나타내는 변수 및 차량의 편향비를 나타내는 변수가 임계값과 비교되어 진다. 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 변수가 임계값보다 크면, 차량의 기울기 상태 존재 여부에 대한 검출이 수행된다. 따라서 본 발명에 따른 방법은, 차량의 기울기 상태를 예견할 수 있는 이러한 차량의 횡방향 운동 역학 상태에서만 활성화된다.
또 다른 장점으로는, 하나 이상의 휠에 대해 해당 휠에 나타나는 구동슬립 및 제동슬립이 결정되고 그 변수가 대응하는 임계값과 비교되며, 차량의 기울기 상태 존재 여부에 대한 검출이 이러한 비교를 근거로 수행된다는 점이다. 이러한 비교를 근거로 차량 기울기 상태에 대한 여러 가지의 검출 방법이 수행되어질 수 있다. 즉, 하나 이상의 휠에 대해 해당 휠에 나타나는 구동슬립 및 제동슬립의 크기가 대응하는 임계값보다 작으면, 하나 이상의 휠에 대해 현재의 시간 증분에서 결정된 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서, 차량의 기울기 상태 존재 여부에 대한 검출이 수행된다. 이에 반해 하나 이상의 휠에 대해 결정된 구동슬립 및 제동슬립의 크기가 대응하는 임계값보다 크면, 하나 이상의 휠에 대해 이전의 시간 증분에서 결정된 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서, 차량의 기울기 상태 존재 여부에 대한 검출이 수행된다.
개별 휠의 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수로서, 양호하게는, 개별 휠에 작용하는 휠 하중에 종속되는 변수가 결정된다. 이때 개별 휠의 직경 또는 반경을 나타내는 변수들이 특히 유용하며, 그 이유는 커브 상태에 따른 차량 무게중심의 이동이 예를 들어, 차량 휠의 직경에 현저하게 영향을 미치며, 그에 따라 차량 휠의 직경을 사용하여 차량의 기울기 상태를 직접 검출할 수 있기 때문이다.
양호하게는, 적어도 해당 휠의 회전수를 나타내는 변수, 차량 속도를 나타내는 변수, 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 변수 중 하나 및 차량의 기하학적 구조를 나타내는 변수의 함수로서, 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수가 결정된다. 차량 속도를 나타내는 변수는 적어도 휠에 대해 결정된 휠 회전수를 나타내는 변수의 함수로서 결정된다. 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 변수로서, 양호하게는, 차량의 편향비 및 차량의 횡가속도를 나타내는 변수가 결정된다.
차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태 여부 검출을 위해 다음과 같은 기준을 적용하면 유용하다. 즉 다음과 같은 경우 차량은 기울기 상태에 놓인다.
- 하나 이상의 휠에 대해 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 값이 제 1 임계값보다 큰 경우, 또는 하나 이상의 휠에 대해 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 값이 제 2 임계값보다 작은 경우.
차량의 전복은 직선 주행시의 정상상태와 비교할 때 일부 휠에는 더 많은 하중이 작용하고, 그에 대응하여 나머지 휠에는 하중이 덜 작용한다는 사실에 관련된다. 상기와 같은 두가지 인자로 인해, 기울기 상태 검출에 활용될 수 있는 휠 직경의 변화가 일어난다. 따라서 제 1 조회를 통해, 하중이 경감되는 휠, 즉 들려질 수 있는 휠을 결정한다. 제 2 조회를 통해, 하중이 가중되는 휠, 즉 눌려지는 휠을 결정한다.
- 하나 이상의 휠에 대해 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 값 및 하나의 비교값으로부터 유도되는 차이값의 절대값이 대응하는 임계값보다 큰 경우.
이러한 조회를 통해, 예를 들어, 현재의 휠 거동이 직선 주행할 때의 휠 거동과 비교되어진다. 이 비교로부터 차량 기울기 상태를 추정할 수 있다.
- 하나 이상의 휠에 대해 차량의 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 시간 특성을 나타내는 변수의 절대값이 대응하는 임계값보다 작은 경우,
- 휠 축의 경사각을 나타내는 변수의 절대값이 대응하는 임계값보다 큰 경우.
이때, 휠 축의 경사각을 나타내는 변수는 양호하게는, 해당 휠 축의 휠에 대해 결정되며 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서 결정된다.
상술한 조회는 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기를 감지하는 제 1 조회로 요약된다. 이러한 제 1 조회에 추가하여 제 2 조회가 사용된다. 차량의 기울기 상태 검출을 위해 사용되는 상기 조회는, 양호하게는, 하나 이상의 휠에 대해 결정된 구동슬립 및 제동슬립에 근거한 상술한 비교를 사용하여, 어떤 종류의 조회를 사용할 것인가를 선택할 수 있다.
양호하게는, 제 2 조회는 다음과 같은 것을 제공한다. 차량 속도를 나타내는 변수와 하나의 속도 한계값으로부터 형성되는 차이값의 절대값이 대응하는 임계값과 비교된다. 상기 차이값의 절대값이 상기 대응 임계값보다 작으면, 차량은 기울기 상태에 놓인다. 상기 속도 한계값은 양호하게는, 적어도 차량의 무게중심의 높이를 나타내는 변수의 함수로서 결정되며, 이때 차량의 무게중심의 높이는 하나 이상의 휠에 대해 결정된, 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서 결정된다. 또 다른 장점 및 유용한 형태는 종속 청구항, 도면 및 실시예에 있다.
도 1a, 1b 및 1c는 본 발명에 따른 방법을 사용하는 다양한 차량을 도시하는 도면.
도 2a, 2b 및 2c는 여러 가지 차량에 대해 본 발명에 따른 방법실행을 위한 본 발명에 따른 장치의 배치도.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 방법실행을 위한 실질적인 단계 흐름도.
도 4는 커브 주행차량의 실제 상황에 대한 도면.
각 도에서 동일한 부호로 표시된 블록은 동일한 기능을 갖는다.
우선 본 발명에 따른 방법이 사용될 수 있는 다양한 차량을 도시한 도 1a, 도 1b 및 도 1c를 설명한다.
도 1a는 일체형 차량(101)을 도시한다. 이 차량은 승용차 및 산업용 차량에 관한 것이다. 도 1a에 도시된 차량(101)은, 부분적으로 점선으로 표시한 두 개 이상의 휠 축이 있는 차량을 의미한다. 차량(101)의 휠 축은 참조부호 103ix 로 나타낸다. 여기서 인덱스 i 는 전차축(v) 또는 후차축(h)을 의미한다. 인덱스 x 는 2축 이상의 차량에서의 전차축 또는 후차축을 의미한다. 이때 다음과 같은 규칙을 적용한다. 차체 경계부에 가장 가깝게 위치된 전차축 및/또는 후차축을 가장 작은 값을 갖는 x 로 표시한다. 휠 축이 차체 주변에서 멀어질수록 해당 x 값은 커진다. 휠 102ixj 는 휠 축 103ix 에 할당된다. 인덱스 i 및 x 는 상술한 바와 같다. 인덱스 j 는 휠이 차량의 우측(r) 또는 좌측(l) 휠인지를 나타낸다. 휠(102ixj)을 표시할 때 단일 휠과 이중 휠을 구분하지는 않았다. 또한, 차량(101)은 본 발명에 따른 방법수행을 위한 본 발명에 따른 장치를 실행하는 제어장치(104)를 보유한다.
도 1a를 보다 상세히 설명하기 위해 예를 들어 설명한다. 2축 차량은 휠(102v1r, 102v1l)이 설치된 하나의 전차축(103v1) 및 휠(102h1r, 102h1l)이 설치된 하나의 후차축(103h1)을 가진다. 3축 차량은 일반적으로 휠(102v1r, 102v1l)이 설치된 하나의 전차축(103v1), 휠(102h1r, 102h1l)이 설치된 제 1 후차축(103h1), 휠(102h2r, 102h2l)이 설치된 제 2 후차축(103h2)을 가진다.
도 1b는 견인차(105)와 트레일러(106)로 구성된 차량 조합을 나타낸다. 도면에 표시한 연결차량은 특정차량으로 제한되는 것은 아니며, 견인차와 트레일러로 구성되는 차량의 조합일 수도 있다. 견인차(105)는 휠 축(108iz)을 가진다. 휠 축(108iz)에는 해당 휠(107ijz)이 설치된다. 인덱스 i 및 j 의 의미는 도 1a에서 설명한 바와 같다. 인덱스 z 는 견인차의 휠 또는 휠 축을 나타낸다. 또한 견인차(105)는 제어장치(109)를 가지며, 이 제어장치를 사용하여 견인차(105) 및/또는 트레일러 및/또는 전체 차량 조합의 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 기울기 상태를 검출한다. 트레일러(106)는 두 개의 휠 축(108ixa)을 가진다. 휠들(107ixja)은 대응하는 방법으로 두 개의 휠 축(108ixa)에 배치된다. 인덱스 i, x 및 j 는 도 1a에서 설명한 바와 같다. 인덱스 a 는 트레일러(106) 구성요소를 나타낸다. 도 1b에 도시된 견인차(105) 또는 트레일러(106)의 휠 축의 개수에 대한 제한은 없다. 제어장치(109)는 견인차(105) 대신 트레일러(106)에 설치할 수도 있다.
도 1c에는 도 1b의 차량 조합에 대응한 하나의 차량 조합을 도시한다.
따라서 견인차, 트레일러, 휠 축 및 휠을 동일한 기호로 표시했다. 도 1c와 도 1b의 근본적인 차이는 도 1c에 따른 차량 조합은 두 개의 제어장치를 가진다는 것이다. 견인차(105)에 본 발명에 따른 제어장치(110)가 설치된다. 트레일러(106)에 본 발명에 따른 제어장치(111)가 설치된다. 두 제어장치에서 기울기 상태 검출을 위한 방법이 진행된다.
도 1a, 1b 및 1c 에서 사용한 인덱스 a, i, j, x 및 z 로 나타낸 표시들은 전체적으로 사용된 변수 및 구성요소에 대응한다.
다음으로 도 2a, 2b 및 2c를 통해 도 1a, 1b 및 1c에 도시한 서로 다른 차량으로 소급하는 세 개의 실시예를 설명한다.
도 1a에 도시된 차량(101)의 해당 제어장치(104)에서 실행되는 본 발명에 따른 장치는 도 2a를 사용하여 설명한다. 도 1b에 도시된 차량 조합의 해당 제어장치(109)에서 실행되는 본 발명에 따른 장치는 도 2b를 사용하여 설명한다. 도 1c에 도시된 차량 조합의 경우, 견인차(105)는 자체 제어장치(110)를 가지며, 트레일러(106)는 자체 제어장치(111)를 가진다. 제어장치들(110 및 111)의 상호작용은 도 2c로 설명한다.
우선 도 2a를 사용하여 제 1 실시예를 설명한다.
도 1a에 도시된 차량이 제 1 실시예에서 다루는 기본차량이다. 또한 이와 같은 일체형 차량은 2개 이상의 휠 축(103ix)을 가진다고 가정한다. 이 두 휠 축의 경우 전차축(103v1)은 휠(102v1r, 102v1l)을 가지며 후차축(103h1)은 휠(102h1r, 102h1l)을 가진다. 도 2a에 해당 휠의 회전운동을 나타내는 변수, 특히 해당 휠의 휠 회전수를 나타내는 변수를 결정하는 휠 회전수 센서(201v1r, 201v1l, 201h1r 및 201h1l)를 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 일체형 차량의 휠 축 개수에 따라 추가의 휠 회전수 센서(201ixj)가 고려될 수 있다. 휠 회전수 센서(201ixj)를 사용하여 각 해당 휠(102ixj)의 회전수를 나타내는 변수 nixj 가 결정된다. 변수(nixj)는 블록 204, 205 및 208 에 공급된다.
또한, 차량(101)은 하나의 횡가속도 센서(202)와 하나의 편향비 센서(203)를 가진다고 가정한다. 유의할 점은 횡가속도 센서(202)와 편향비 센서(203) 역시 여기에 한정하여 사용되는 것은 아니다. 예를 들어, 횡가속도 센서를 사용하여 횡가속도를 나타내는 변수 aq 를 결정하는 대신에, 이 변수를 상기 변수(nixj)에 기초하여 결정할 수도 있다. 마찬가지로 편향비 센서(203)를 사용하여 차량의 편향비를 나타내는 변수 omega 를 결정하는 대신에, 이 변수를 상기 변수(nixj)에 기초하여 결정할 수도 있다.
횡가속도 센서(202)를 사용하여 결정된 차량의 횡가속도를 나타내는 변수(aq)는 블록 208 뿐만 아니라 블록 206 에도 전송된다. 편향비 센서(203)를 사용하여 결정된 차량의 편향비를 나타내는 변수(omega)는 블록 208, 205 및 206 에 전송된다.
블록 204 에서 차량 속도를 나타내는 변수 vf 가 공지된 방법으로 변수(nixj)로부터 결정된다. 이 변수(vf)는 블록 204 로부터 블록 205 및 208 에 전송된다. 또한 블록 204 에서 휠의 구동슬립 및 제동슬립을 나타내는 변수 lambdaixj 가 공지된 방법으로 변수(nixj) 및 변수(vf)로부터 결정된다. 이 변수(lambdaixj)는 블록 204 로부터 블록 206 및 블록 208 에 전송된다.
블록 205 에서 변수(vf), 변수(nixj) 및 변수(omega)으로부터 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수 rixj 가 결정된다. 이 변수(rixj)는 해당 휠에 작용하는 휠 하중의 함수이다. 특히 변수(rixj)는 휠의 역학적 회전 반경을 의미하며,
Figure 112003023091686-pct00014
로 결정되고, 이때 방정식의 변수 a 는 차량 차륜간 거리의 1/2이다. 커브 바깥쪽 휠에는 플러스 부호를, 커브 안쪽 휠에는 마이너스 부호를 사용한다.
상기 방정식에서 사용된 차량의 편향비를 나타내는 변수(omega)는 차량의 횡가속도 및 차량 속도로부터 유도되는 표현식으로 대체될 수도 있다는 점에 주의해야 한다. 이 경우 블록 205 에서 변수(omega) 대신 변수(aq)가 전송되어야 한다.
휠의 역학적 회전 반경에 대응하는 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)는 블록 205 로부터 블록 206 에 전송된다. 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)의 경우 역학적 회전 반경에 관련되므로, 이 변수는 직경 또는 반경에 대응하는 개별 휠을 나타낸다.
블록 206 에서 여기에 전송된 변수 lambdaixj, rixj, aq 및 omega 와 상대적으로 전송된 각각의 축 관련 하중을 나타내는 변수 mlix 로부터 차량의 기울기 상태가 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 놓이는지의 여부에 대한 검출이 수행된다. 또한, 블록 206 에서 차량이 기울기 상태에 있는지의 검출을 위해 거기에 전송된 변수를 근거로, 다수의 검출 방법으로 요약된 갖가지 조회가 수행된다. 블록 206 에서 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대해 차량이 기울기 상태에 있다고 검출되면, 변수 KT 가 생성되어 블록 206 으로부터 블록 208 에 전송된다. 이 변수(KT)를 통해 차량이 기울기 상태에 있는지의 여부가 제어기 즉, 차량 제어기(208)에 통보된다. 도 2a에서, 제어장치(104)에 있는 본 발명에 따른 실질적 구성요소 205 및 206 은 하나의 블록 207 로 요약된다.
제어장치(104)에서 실행되는 제어기 즉, 차량 제어기를 참조부호 208 로 나타냈다. 제어기(208)는, 그 기본기능으로 차량 주행 역학을 나타내는 임의의 변수, 예를 들어, 차량의 횡가속도 및 편향비에 종속되는 변수를 휠 브레이크 및 엔진을 작동시켜 제어한다. 이러한 제어기는 예를 들어, 1994년, 자동차 공학 기술잡지(Automobiltechnischen Zeitschrift: ATZ) 16권, 11호, 674쪽 내지 689쪽에 수록된 논문 "FDR-보쉬 주행 역학 제어"에 공지되어 있다. 블록 208 에서 그 기본기능으로 수행되는 제어는 공지된 방법으로 블록 208 에 전송된 변수 nixj, aq, omega, vf 및 lambdaixj, 예를 들어, 엔진(210)의 엔진 회전수를 나타내며, 엔진(210)으로부터 블록 208 에 전송된 변수 mot2, 및 차량에 설치된 액추에이터용 제어논리를 나타내며, 블록 209 로부터 블록 208 에 전송되는 변수 ST2 를 근거로 한다. 상술한 제어기의 기본기능을 나타내는 제어기능이 여기에서만 제한적으로 사용되는 것은 아니다. 이러한 제어기능 대신, 제어기(208)에서 기본기능으로서 휠브레이크를 제어하는 구동슬립 제어 및/또는 휠브레이크를 제어하는 제동슬립 제어 및/또는 엔진을 제어하는 기능을 실행할 수도 있다.
블록 208 에서 기본기능으로 수행되는 제어기능 외에 제어기(208)에서 전복 방지기능이 실행된다. 이 전복 방지기능은 기본 제어기능보다 우선적일 수 있다. 상기 전복 방지기능은 실질적으로, 블록 206 에서 전복검출형태로 생성되는 변수 KT 를 근거로 실행된다. 변수(KT)로 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 놓인 차량의 기울기 상태가 제어기(208)에 통보되며, 그 외에도 기울기 상태가 어느 정도인지가 제어기(208)에 통보된다. 또한 변수(KT)는 차량의 어느 휠이 어떻게, 어느 정도로 기우는지에 대한 정보를 보유한다.
블록 206 에서 실행되는 검출 방법 중 하나에 대해 블록 206 의 축에 관련된 휠 하중(milx)이 사용된다. 이 값은 공지된 방법으로 휠 회전수로부터 결정되며 제어기(208)에서 블록 206 에 전송된다.
제어기(208)는 변수 ST1 을 생성하며, 차량에 설치된 액추에이터를 제어하는 제어논리(209)에 전송한다. 제어논리(209)는 변수(ST1)에 의해 어느 액추에이터가 어떻게 제어될 것인지를 통보 받는다. 이때, 변수(ST1)는 제어기(208)에서 예를 들어, 다음과 같이 생성된다. 차량에 아무런 기울기 상태가 없는 경우, 변수(ST1)는 기본기능용으로 실행되는 제어에 의해 생성된다. 예를 들어, 상기 논문 "FDR-보쉬 주행 역학 제어"의 경우, 변수(ST1)는 어느 휠(들)이 어떻게 제동되어야 할지, 또는 엔진으로부터 출력되는 엔진 토크가 얼마만큼 영향을 받아야 하는 지와 같은 정보를 포함한다. 차량에 기울기 상태가 존재하는 경우, 변수(ST1) 생성을 위한 두 가지 실행 방법을 고려해 볼 수도 있다. 첫째는, 기본 기능을 위해 실행된 제어개념에 따라 결정된 변수(ST1*)는 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 전복이 방지되도록 변형된다. 둘째는, 기본 기능을 위해 실행된 제어개념에 따라 결정된 변수(ST1＊)는 차량의 전복을 방지하기 위해 생성된 변수로 대체될 수 있다.
차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 전복을 방지하기 위해 예를 들어, 차량 액추에이터에 다음과 같은 조치를 취할 수 있다. 우선 제동 또는 엔진 토크를 감소시킴으로써 차량 속도를 낮출 수 있다. 또 다른 조치로서 휠 각각에 제동을 수행하여 차량 전복을 방지하게 한다. 또한 차량에 설치된 차체 액추에이터를 작동시켜 차체의 요동을 제한 할 수 있다.
제어논리의 블록 209 에서 제어기(208)가 생성한 변수(ST1)는 엔진(210)용 제어신호와 액추에이터용 제어신호로 변환된다. 액추에이터의 경우 예를 들어, 차체의 거동에 영향을 미치는 차체 액추에이터(211ixj) 및 해당 휠에 제동력을 생성하는 액추에이터(212ixj)가 있다. 엔진(210) 제어를 위해 제어논리는 신호 mot1 을 생성하며, 이 신호는 예를 들어, 엔진의 스로틀 밸브 설정에 영향을 미친다. 차체 액추에이터(211ixj) 제어를 위해 제어논리(209)는 신호 Fsixj 를 생성하며, 이 신호는 차체 액추에이터(211ixj)에 의해 실현되는 감쇠 및 강도에 영향을 미친다. 특히 제동장치로서 구성된 액추에이터(212ixj) 제어를 위해 제어논리(209)는 제어기(208)에 전송되는 변수(ST2)를 생성하며, 이 변수는 각 액추에이터 제어에 대한 정보를 함유한다.
차체 액추에이터(211ixj)는 차량의 자체에 영향을 미친다. 제어기가 차체 액추에이터(211ixj)의 현재 상태를 검출하기 위해, 신호(Frixj)는 차체 액추에이터(211ixj)로부터 제어기(208)로 전송된다.
도 2a에 나타낸 액추에이터 외에 소위 리타더(유압제동장치)를 사용할 수도 있다.
도 2a에서 사용하는 제동장치의 경우, 유압 또는 공압, 또는 전동유압 또는 전동공압 장치일 수 있다.
도 2b는 도 1b에 나타낸 차량조합을 기본으로 하는 제 2 실시예이다. 도 2b에 나타낸 구성요소를 설명할 때 가능한 한 도 2a의 설명을 참고로 한다.
도 2a에 대응하여 견인차(105)는 휠 회전수 센서(212ijz), 횡가속도 센서(213) 및 편향비 센서(214)를 보유한다. 트레일러(106)에는 최소한 휠 회전수센서(215hxja)가 설치된다. 추가로 횡가속도 센서(216) 및 편향비 센서(217)를 트레일러에 설치할 수 있다. 일반적인 경우, 즉 안정된 운행상태의 경우 트레일러(106)용 횡가속도 센서(216) 및 편향비 센서(217)는 불필요하며, 그 이유는 트레일러(106)에 작용하는 횡가속도 또는 트레일러(106)에 나타나는 편향비는 견인차(105)의 횡가속도 내지는 편향비에 해당하기 때문이다. 불안정한 운행상태의 경우, 트레일러(106)의 횡가속도 및 편향비는 공지된 방법으로 트레일러의 휠 회전수로부터 결정된다. 이러한 이유로 도 2b에 횡가속도 센서(216)와 편향비 센서(217)를 점선으로 나타냈다.
블록 218 은 그 기능이 도 2a에 도시된 블록 204 에 대응한다. 블록 219 는 그 기능이 도 2a에서 블록 207 로 집약된 블록 205 및 블록 206 에 대응한다. 블록 220 은 그 기능이 도 2a에 도시된 블록 208 에 대응한다. 블록 221 은 그 기능이 도 2a에 도시된 블록 209 에 대응한다. 견인차(105)용으로 결정된 변수 nijz, aqz 및 omegaz 는, 도 2a와 연관시켜 설명하자면, 그에 대응한 방법으로 블록 218, 219 및 220 에 전송된다. 센서와 관련된 도 2a를 기본으로 하여, 트레일러(106)용 센서들을 추가로 고려해야 한다. 센서(215hxja, 216 및 217)에 의해 트레일러용으로 생성된 변수 nhxja, aqa 및 omegaa 는 견인차(105)용으로 생성된 변수 nijz, aqz 및 omegaz 와 마찬가지로, 제어장치(109)에서 그에 대응하는 방법으로 처리된다. 즉, 변수 nhxja 는 블록 218 뿐만 아니라 블록 220 에도 전송된다. 변수 aqa 및 omegaa 는, 존재하는 한 블록 219 및 220 에 전송된다.
블록 218 에서 블록 204 에 대응하여, 변수 nijz 및 nhxja 를 근거로 차량조합의 속도를 나타내는 변수 vf 가 결정된다. 이 값은 블록 219 및/또는 블록 220 에 전송된다. 마찬가지로 블록 204 에서와 같이 블록 218 에서 대응하는 방법으로 변수 lambdaijz 및 lambdahxja 가 결정되며, 이 변수는 블록 219 및 블록 220 에 전송된다. 블록 219 에서 블록 207 의 방법에 대응하여, 차량조합 및/또는 견인차(105) 및/또는 트레일러(106)가 기울기 상태에 놓이는지의 여부가 결정된다. 또한 블록 219 에서 견인차(105)의 휠 및 트레일러(106)의 휠에 대한 역학적 회전 반경이 결정된다. 기울기 상태 검출결과는 블록 219 와 블록 220 으로부터 변수 KTz 및 KTa 를 통해 통보된다. 이때 변수 KTz 는 견인차(105)용의 정보를, 변수 KTa 는 트레일러용의 정보를 함유한다.
블록 208 과 관련된 설명에 의한 방법으로, 블록 220 에서 변수(ST1)가 생성되어 제어논리 221 에 전송된다.
마찬가지로, 블록 220 에서 견인차의 축관련 하중 mliz 및 트레일러의 축관련 하중 mlhxa 가 결정되어 블록 219 에 전송된다.
도 2b에 따르면, 블록 221 에서 변수(ST2')가 결정되어 제어기(220)에 전송된다. 블록 221 에 전송된 변수(ST1')로부터 블록 221 에서 엔진용 제어신호 및 액추에이터용 제어신호가 결정된다. 도 2b에 있어서, 견인차(105)에 대해 다음과 같은 제어신호가 있다. 제어신호 mot1 은 엔진(222)용으로 결정된다. 제어신호 Aijz 는 제동력을 생성하는 액추에이터(223ijz)용으로 결정된다.
견인차에 설치된 차체 액추에이터(224ijz)에 대해서는, 제어신호 Fsijz 가 결정된다. 추가로 제어논리(221)에서, 트레일러에 있는 제동력을 생성하는 액추에이터(225hxja)용의 제어신호 Ahxja 가 결정된다. 트레일러가 차체 액추에이터(226hxja)를 보유하는 한, 제어논리(221)에서 차체 액추에이터용의 제어신호 Fshxja 가 결정된다. 도 2b에서, 제어기(220)는 엔진(222)으로부터 변수 mot2 를, 차체 액추에이터(224ijz)로부터 변수 Frijz 를, 및 차체 액추에이터(226hxja)로부터 변수 Frhxja 를 수신한다.
도 2c는 도 1c에 나타낸 차량조합을 기본으로 하는 제 3 실시예를 도시한다. 이 실시예에서 견인차(105)에는 제어장치(110)가 설치되며, 트레일러(106)에는 제어장치(111)가 설치된다. 도 2c에 사용된 구성요소의 기능 또는 변수들의 의미는 이미 도 2b에서 설명한 것과 동일하다. 제어장치(110 내지 111)와 관련하여 입력변수의 입력 또는 출력변수의 출력은 도 2a 및 도 2b로부터 알 수 있다. 제어장치(110)는 실질적으로 도 2a에 도시된 제어장치(104)에 대응한다. 제어장치(110)를 구성하기 위해, 제어장치(104)에서의 제어기(208)는 추가의 변수 SG1 을 결정하여 출력할 수 있도록, 또한 추가의 변수 SG2 를 수신하여 처리할 수 있도록 변경되어야 한다. 제어장치(111)는 마찬가지로 도 2a의 제어장치(104)로부터 파생될 수 있다. 또한 제어기(208)는 추가의 변수 SG2 를 결정하여 출력할 수 있도록, 도한 추가의 변수 SG1 을 수신하여 처리할 수 있도록 변경되어야 한다. 또한, 트레일러는 제동장치(225hxja) 및 차체 액추에이터(226hxja)만을 액추에이터로서 가지기 때문에, 도 2a에 도시된 제어기(208) 및/또는 제어논리(209)는 그에 대응하여 변경되어야 한다.
차량 조합은 두 개의 별도의 제어장치(110, 111)를 가지기 때문에, 두 제어장치의 상호작용을 위해, 두 제어장치의 상호작용을 위한 정보 또는 변수(SG1 및 SG2)의 교환이 필요하다. 예를 들어, 변수(SG1 및 SG2)를 통해 어느 액추에이터를 작동할 것인가 하는 정보가 교환된다.
그러나, 대체방법으로서 두 제어장치(110 내지 111)를 동시에 작동시키는 방법을 생각해 볼 수 있다. 이 경우, 두 제어장치 사이에서는 정보 또는 변수(SG1 및 SG2)가 교환될 필요는 없다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 방법의 진행과정을 나타낸 진행도이다. 도 3a 및 도 3b에 나타낸 진행도는 도 1a에 나타낸 일체형 차량에 대한 본 발명에 따른 방법의 진행과정을 나타내며, 도 1a의 일체형 차량은 도 2a의 본 발명에 따른 장치의 기본형이다.
본 발명에 따른 방법은 단계 301 에서 시작되며, 이 단계에서 변수 nixj, omega, aq, vf, lambdaixj 및 mlix 가 판독된다. 단계 301 에 이어서 단계 302 가 실행된다.
도 3a 및 도 3b에 나타낸 본 발명에 따른 방법은 실질적으로 블록 207 로 집약된 두 블록 205 및 206 에서 진행된다.
단계 302 에서 수행되는 조회에 따라, 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 차량의 기울기가 나타날 수 있는 주행상태인지가 결정된다. 또한, 단계 302 에서 차량의 횡가속도를 나타내는 변수(aq)가 제 1 임계값 S1a 보다 큰지 및/또는 차량의 편향비를 나타내는 변수(omega)가 제 2 임계값 S1b 보다 큰지 여부가 결정된다.
다음과 같은 이유로, 단계 302 에서 두 부분의 조회를 상대적으로 결합시킨다. 우선 블록 206 에 차량의 횡가속도를 나타내는 변수(aq)와 차량의 편향비를 나타내는 변수(omega) 중 하나만 전송되는 경우이다. 이 경우, 상기 두 부분의 조회 중 하나만 실시된다. 반면에 블록 206 에 두 변수 모두가 전송되는 경우이다. 이 경우, 상기 두 부분의 조회 중 하나만 실시되거나 또는 안정된 결과를 생성하기 위해 두 부분의 조회가 동시에 실행될 수도 있다. 단계 302 에서 두 부분의 조회 중 하나 이상이 만족되면, 단계 302 에 이어서 단계 303 이 실행된다. 반면에 단계 302 에서 두 부분의 조회 중 하나도 만족되지 않으면, 단계 302 에 이어서 단계 301 가 다시 실행된다.
단계 303 에서 구동슬립 및 제동슬립을 나타내는 변수(lambdaixj)가 임계값 S2 와 비교된다. 다음과 같은 이유로 단계 303 에서 조회가 수행된다. 단계 304 에서 수행되는, 휠의 역학적 회전 반경을 나타내는 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)의 결정은, 휠에 슬립이 거의 없을 때, 즉 휠의 구동슬립 및 제동슬립 이 규정된 임계값보다 작을 때 수행된다. 이것이 만족되지 않으면, 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)는 오류를 포함하게 된다.
단계 303 에서 변수(lambdaixj)가 해당 임계값보다 작다는 것이 확인되면, 단계 303 에 이어서 단계 304 가 실행된다. 그에 반해 단계 303 에서 변수(lambdaixj)가 해당 임계값보다 크다는 것이 확인되면, 단계 303 에 이어서 단계 308 이 실행된다.
개별 단계에서 사용된 인덱스 표기에 있어서, 예를 들어 lambdaixj 를 설명하자면, 개개의 단계는 차량의 임의의 하나의 휠에 대해 또는 차량의 임의의 개수의 휠 또는 차량의 모든 휠에 대해 실행된다는 의미를 갖는다.
단계 303 에서 수행되는 조회로, 차량이 기울기 상태에 있는지를 검출하기 위한 제 1 또는 제 2 형태의 조회 중 어느것이 수행될 지가 결정된다. 단계 303 에서, 휠 슬립의 절대값이 대응하는 임계값보다 작다고 확인되면, 단계 304, 305 및 306 으로 구성된 제 1 검출 방법이 수행된다. 반면에 단계 303 에서, 휠 슬립의 절대값이 대응하는 임계값보다 크다고 확인되면, 단계 308, 309 및 310 으로 구성된 제 2 검출 방법이 수행된다.
단계 304 에서는, 상술한 방정식으로 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수가 결정된다.
이 변수는 모든 휠 슬립이 크지 않을 경우에만 결정될 수 있다. 즉, 이 변수는 휠 속도와 차량 속도의 편차가 크지 않을 때만 결정될 수 있다. 휠 속도와 차량 속도의 편차가 매우 큰 경우, 예를 들어, 개개의 휠 슬립이 매우 큰 경우, 이러한 차량 상태에서 결정된 변수(rixj)를 근거로 단계 306 에서 오류판정이 발생한다. 단계 304 에 이어서 단계 305 가 실행된다. 단계 305 에서 변수 deltarixj, rixjpunkt 및 alphaix 가 결정된다. 변수 deltarixj 는 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)인 현재의 값과 직선 주행에서 결정되었던 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수인 이전의 값으로부터 유도된 차이값이다.
직선 주행에서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수에 대응하는 값은 적절한 주행상태에서 수시로 결정되어, 해당 기억장치에 임시 저장된다.
변수 rixjpunkt 는 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)의 시간 특성을 나타내는 변수이다. 특히 상기 변수(rixjpunkt)은 변수(rixj)의 시간에 따른 유도값에 해당한다.
변수 α 는 휠 축의 경사각을 나타내는 변수이다. 변수 alphaix 는;
Figure 112003023091686-pct00015
로 결정된다. 이 식에서 보듯이 휠 축의 두 휠에 대해 결정된, 개별 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수로부터, 휠 축의 기울기를 나타내는 변수가 결정된다. 그 외에도 차량의 차륜간 거리 2a 가 상기 변수(alphaix)에 관련된다. 경사각(alphaix)에 대한 상기 방정식은 각도(alphaix)가 작은 경우에 적용된다.
단계 305 에 이어서 단계 306 이 실행된다. 단계 306 에서 차량의 세로방향으로 배향된 차축에서의 차량의 기울기 상태를 검출한다. 단계 304 에서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)의 실제 결정값의 함수로서, 단계 305 에서 결정되는 변수를 사용하여, 단계 306 에서 개별 조회가 실행된다. 단계 306 에서 선택된 과정은 다음과 같이 표현할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 방법은 일반적으로 이러한 4부분의 조회 중 오직 하나만 실행되거나, 이러한 부분의 조회 중 일부만 실행되거나, 또는 모든 부분의 조회가 실행된다.
제 1 부분 조회에서, 변수(rixj)의 실제값이 제 1 임계값 S3a 보다 큰지가 확인된다. 이때, 제 1 임계값(S3a)은 하중이 작용하지 않는 휠의 반경이다. 이러한 조회를 통해 차량 휠의 역학적 회전 반경이 차량의 기울기 상태로 인해 하중이 작용하지 않는 휠의 회전반경보다 큰지가 확인된다. 커브 주행시에 커브 안쪽에 있는 휠들이 들리게 되는 위험에 노출되는지의 여부가 상기 조회로 확인된다. 제 1 부분 조회는 변수(rixj)의 실제값이 제 2 임계값 S3b 보다 작은지를 확인하는 또 다른 조회를 포함한다. 상기 조회에 의해, 커브의 바깥쪽에 있는 휠들이 차량 기울기 상태로 인해 과도하게 압축되는지가 확인된다. 따라서, 이러한 제 1 부분 조회를 통해, 차량의 기울기 상태를 검출하기 위해 역학적 회전 반경의 절대값이 대응하는 임계값과 비교된다. 커브 안쪽에 있는 휠의 역학적 회전 반경이 상기 임계값(S3a)보다 크거나, 커브 바깥쪽에 있는 휠의 역학적 회전 반경이 상기 임계값(S3b)보다 작으면 차량은 기울기 상태에 놓인다.
제 2 부분 조회에서, 차이값 deltarixj 이 제 3 임계값 S3c 보다 큰지가 확인된다. 이러한 조회로 차량이 기울기 상태에 있는지를 검출하게 위해, 직선 주행에 대한 커브 주행시에 발생하는 역학적 회전 반경의 상대적 변화량이 측정된다. 상기 차이값의 절대값이 대응하는 임계값(S3c)보다 큰 경우, 차량은 기울기 상태에 놓인다.
제 3 부분 조회에서, 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)의 시간 특성을 나타내는 변수 rixjpunkt 가 제 4 임계값 S3d 보다 작은지가 확인된다. 시간 특성을 나타내는 변수(rixjpunkt)가 상기 제 4 임계값(S3d)보다 작으면, 차량은 기울기 상태에 놓인다.
제 4 부분 조회에서, 휠 축의 경사각을 나타내는 변수 alphaix 가 제 5 임계값 S3e 보다 큰지가 확인된다. 이 변수(alphaix)가 상기 임계값(S3e)보다 크면, 차량은 기울기 상태에 놓인다.
단계 306 에서 진행되는 부분 조회를 통해, 4부분의 조회 중 하나 이상이 만족되면, 차량은 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대해 기울기 상태에 있는 것으로 검출된다. 이 시점에서 예를 들어, 단계 306 에서 제 3 부분 조회와 관련하여 단지 제 1 부분 조회가 실행되거나, 또는 제 3 부분 조회와 관련하여 제 2 부분 조회가 실행되는 것 역시 의미가 있다는 점을 강조한다.
단계 306 에서 하나 이상의 부분 조회가 만족되는 경우, 즉 차량이 기울기 상태에 있는 경우, 단계 306 에 이어서 단계 307 이 실행된다. 기울기 상태에 놓인 경우 블록 206 에서 수행되는 변수(KT)의 출력은 도 3a 및 도 3b에 나타내지 않았다. 이에 반해, 단계 306 에서 부분 조회가 하나도 만족되지 않으면, 즉 차량이 기울기 상태에 놓이지 않으면, 단계 306 에 이어서 단계 301 이 다시 실행된다.
단계 307 에서, 도 2a, 2b, 및 2c에서 이미 설명한 바와 같이, 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울어짐을 방지하기 위해 그에 해당하는 제동 제어 및/또는 엔진 제어 및/또는 차체 제어가 수행된다. 여기서 언급할 것은 변수(KT)을 통해 차량의 기울기 상태가 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 것이라고 차량 제어기에 통보되는 경우, 제어 논리와 함께 차량 제어기로부터 수행되는 단계 307 에 나타낸 작동이 실행된다.
단계 303 에서, 변수(lambdaixj)가 대응하는 임계값(S2)보다 크다고 확인되면, 제 1 검출 방법은 적용되지 않으며, 그 이유는 과도하게 큰 슬립값과 그로 인해 발생하는 오류로 인해 단계 306 에서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수(rixj)를 결정할 때 오류판정이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 변수(lambdaixj)의 절대값이 임계값(S2)보다 큰 경우, 단계 303 에 이어서 단계 308 이 실행되며, 이로써 차량의 기울기 상태 존재 여부의 제 2 검출 방법이 착수된다. 하나 이상의 휠에 대해 이전의 시간 증분에서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서 제 2 검출 방법이 실행된다. 단계 308 에서 차량의 무게중심의 높이, 특히 축 관련 무게중심의 높이를 나타내는 변수 hsix 가 제공된다. 여기서, 또한 예를 들어, 단계 303 에서 수행된 조회를 만족시키며, 일시 저장된 이전의 시간 증분에 대한 변수(hsix)가 판독된다. 또 다른 가능성으로서, 단계 303 에서 수행된 조회를 만족시키며, 일시 저장된 이전의 시간 증분에 대한 변수(rixj)의 함수로서, 변수(hsix)를 결정할 수 있다. 축과 관련된 무게중심의 높이(hsix)는 일반적으로,
Figure 112003023091686-pct00016
로 결정된다.
상기 방정식에서 변수 C 는 휠 축에 설치된 휠의 수직 강도, 변수 a 는 휠 축의 차륜간 거리의 1/2, 변수 alphaix 는 주행 차로에 대한 휠 축의 경사각, 변수 mlix 는 휠 축에 작용하는 하중, 변수 aq 는 차량에 작용하는 횡가속도를 나타낸다. 이때 변수 mlix, aq 및 alphaix 는 예를 들어, 단계 303 에서 수행된 조회를 만족시켰던 시간 증분에 대해 사용된다. 즉, 이 경우 변수 mlix, 변수 aq 및 변수 alphaix 또는 변수(alphaix) 결정에 필요한 변수 rixj 는 끊임없이 임시기억장치에 저장되어야 한다. 단계 308 에 이어서 단계 309 가 실행된다.
단계 309 에서, 공지된 방법으로 차량의 무게중심의 높이를 나타내는 변수 hsix 로부터 차량의 커브주행에 대한 속도 한계값이 결정된다. 속도 한계값은 차량이 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대해 기울기 상태에 놓이지 않는 차량 속도를 의미한다. 차량 무게중심의 높이에 따른 속도 한계값 결정에 관해서는 예를 들어, VDI-출판사, "차량 주행기술 핸드북(Kraftfahrtechnischen Taschenbuch)" 21판, 346쪽에 있는 공식을 참조하기 바란다. 단계 309 에 이어서 단계 310 이 실행된다.
단계 310 에서, 차량 속도와 속도 한계값 사이의 차이값의 절대값이 임계값(S4) 이하인지가 확인된다. 차이값의 절대값이 임계값(S4) 이하이면, 차량은 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대해 기울기 상태에 놓이며, 단계 310 에 이어서 단계 307 이 실행된다. 이에 반해, 차이값의 절대값이 임계값(S4)보다 크면, 즉 차량에 기울기가 발생하지 않으면, 단계 310 에 이어서 단계 301 이 실행된다.
도 3a 및 도 3b에서 단지 일체형 차량만 취급했다고 해서 본 발명의 실질적인 구성이 거기에만 제한되는 것은 아니다. 도 3a 및 도 3b에 나타낸 진행도는 대응한 방법을 사용하여 차량의 조합에도 적용할 수 있다.
도 4를 사용하여 최종적으로 본 발명에 따른 방법의 기본이 되는 실질적인 내용을 도시하였다. 도 4는 도 1과 마찬가지로 일체형 차량을 도식적으로 나타냈다. 하지만 일체형 차량에만 제한적으로 사용되는 것은 아니다.
도 4에는 휠(102ixl, 102ixr)이 설치된 휠 축(103ix)이 도시되어 있다. 또한, 현가 장치(405, 406)를 통해 휠 축(103ix)과 연결된 차체(401)가 도시되어 있다. 도 4에 차량의 차륜간 거리(2a)가 도시된다. 또한, 축과 관련된 무게중심(S) 및 축과 관련된 무게중심의 높이(hsix)가 도시된다. 그리고, 주행차로에 대한 휠 축의 경사각(alphaix)이 도시된다. 차량은 좌측 커브 주행상태이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 화물차가 커브를 주행할 때, 커브 안쪽의 휠(102ixl)은 하중이 경감되어 극단적인 경우 바닥면에서 분리될 수 있다. 이때, 커브의 주행로가 편평한지 또는 경사졌는지는 고려하지 않는다. 커브 바깥쪽 휠(102ixr)에는 하중이 매우 강하게 작용한다. 이러한 휠에 대한 하중의 편위로 인해, 개별 휠의 역학적 회전 반경(rixj)이 변한다. 이러한 변화는 궁극적으로 휠이 들리는지의 여부를 검출할 수 있는 방법으로 사용되며, 따라서 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태 검출에 사용된다.
마지막으로 본 발명의 실질적인 구성은 본 발명의 실시예 및 도면에만 한정되는 것이 아니다.

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  11. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 하나 이상의 휠에 대해서 휠 회전수(rpm)를 나타내는 변수를 결정하는 단계와;
    (b) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수를 결정하는 단계와,
    (c) 상기 하나 이상의 휠에 대해서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 하나 이상의 휠 중 적어도 하나의 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서, 상기 차량이 상기 차축에 대한 기울기 상태에 있는지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수는 (1) 상기 하나 이상의 휠의 대응하는 휠에 대한 휠 회전수를 나타내는 변수와 (2) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 상기 하나 이상의 변수의 함수인 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 방법은 차량을 안정화시키기 위해 사용되며,
    상기 차량이 기울기 상태에 있는 것으로 판정되면, 상기 차량을 안정화시키기 위해, 상기 하나 이상의 휠에서의 제동 제어, 엔진 제어, 및 차체 액추에이터의 제어 중 적어도 하나가 취해지는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 차량의 안정화는 상기 차량의 전복을 방지하는 단계를 포함하는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠의 개별 휠에 대해서, 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계는 상기 개별 휠에 작용하는 휠 하중을 나타내는 변수를 결정하는 단계를 포함하는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계는, 상기 대응하는 휠에 대한 휠 회전수를 나타내는 상기 변수 및 차량 속도를 나타내는 변수 중 적어도 하나의 변수와, 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 상기 변수 및 차량의 기하학적 구조를 나타내는 변수 중 적어도 하나의 변수의 함수로서, 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계를 포함하는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수는 상기 차량의 횡가속도를 나타내는 변수 및 상기 차량의 편향비를 나타내는 변수 중 적어도 하나의 변수의 함수이고, 상기 차량 속도를 나타내는 변수는 상기 휠 회전수를 나타내는 변수의 함수인 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 하나 이상의 휠에 대해서 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수가 제 1 임계값보다 큰 경우와;
    상기 하나 이상의 휠에 대해서 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수가 제 2 임계값보다 작은 경우와;
    상기 하나 이상의 휠에 대해서 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수와 비교값 사이의 차이값의 절대값이 제 3 임계값보다 큰 경우와;
    상기 하나 이상의 휠에 대해서 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 시간 특성을 나타내는 변수의 절대값이 제 4 임계값보다 작은 경우; 및
    특정 휠 축의 경사각을 나타내는 변수의 절대값이 제 5 임계값보다 큰 경우 중 적어도 한 경우에, 상기 차량은 기울기 상태에 있게 되며,
    상기 경사각을 나타내는 변수는 적어도 상기 특정 휠 축 상의 하나 이상의 휠의 각 휠에 대한 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 개별 변수의 함수인 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  18. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태를 검출하기 위한 장치에 있어서,
    하나 이상의 휠에 대해서 휠 회전수를 나타내는 변수를 결정하는 제 1 수단과;
    상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수를 결정하는 제 2 수단과;
    상기 하나 이상의 휠에 대해서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 제 3 수단; 및
    상기 하나 이상의 휠에 대해서 적어도 상기 제 3 수단에 의해 결정된 변수의 함수로서, 상기 차량이 상기 차축에 대한 기울기 상태에 있는지를 결정하는 제 4 수단을 포함하고,
    상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수는 대응하는 휠에 대해 상기 제 1 수단에 의해 결정된 변수와 상기 제 2 수단에 의해 결정된 하나 이상의 변수의 함수인 차량의 기울기 상태 검출 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 장치는 상기 차량을 안정화시키기 위해 사용되며,
    상기 차량이 기울기 상태에 있는 경우에는, 상기 차량을 안정화시키기 위해, (A) 상기 하나 이상의 휠에 관련된 하나 이상의 액추에이터, (B) 엔진에 의해 전달된 토크에 영향을 주는 수단 및 (C) 차체에 관련된 하나 이상의 액추에이터 중 적어도 하나를 활성화시키는 하나 이상의 제어가 상기 하나 이상의 휠에서 취해지는 차량의 기울기 상태 검출 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 차량의 안정화는 상기 차량의 전복을 방지하는 것을 포함하는 차량의 기울기 상태 검출 장치.
  21. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 하나 이상의 휠에 대해서 휠 회전수를 나타내는 변수를 결정하는 단계와;
    (b) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수를 결정하는 단계와;
    (c) 상기 하나 이상의 휠에 대해서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 하나 이상의 휠 중 적어도 하나의 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서, 상기 차량이 상기 차축에 대한 기울기 상태에 있는지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수는 (1) 상기 하나 이상의 휠의 대응하는 휠에 대한 휠 회전수를 나타내는 변수와 (2) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 상기 하나 이상의 변수의 함수이고,
    상기 차량이 기울기 상태에 있는지를 결정하는 단계는, 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 상기 하나 이상의 변수 중 하나의 절대값을 제 1 임계값과 비교하는 단계와, 상기 절대값이 상기 임계값보다 큰 경우에 상기 차량이 기울기 상태에 있는지에 대한 조회를 수행하는 단계를 포함하는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 상기 하나 이상의 변수 중 하나의 절대값은 적어도 상기 차량의 횡가속도를 나타내는 변수와 편향비를 나타내는 변수 중 하나의 절대값을 포함하는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  23. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 하나 이상의 휠에 대해서 휠 회전수를 나타내는 변수를 결정하는 단계와;
    (b) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수를 결정하는 단계와;
    (c) 상기 하나 이상의 휠에 대해서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 하나 이상의 휠 중 적어도 하나의 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서, 상기 차량이 상기 차축에 대한 기울기 상태에 있는지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수는 (1) 상기 하나 이상의 휠의 대응하는 휠에 대한 휠 회전수를 나타내는 변수와 (2) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 상기 하나 이상의 변수의 함수이고,
    상기 차량이 기울기 상태에 있는지를 결정하는 단계는, 상기 하나 이상의 휠의 특정 휠에 존재하는 구동 슬립 및 휠 슬립 중 적어도 하나를 나타내는 변수를 결정하는 단계와, 상기 구동 슬립 및 상기 휠 슬립 중 적어도 하나를 나타내는 상기 변수의 절대값을 대응하는 임계값과 비교하는 단계와, 상기 비교결과의 함수로서 상기 차량이 기울기 상태에 있는지에 대한 조회를 수행하는 단계를 포함하는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 조회를 수행하는 단계는,
    상기 특정 휠에 존재하는 상기 구동 슬립 및 상기 휠 슬립 중 적어도 하나를 나타내는 상기 변수의 절대값이 상기 대응하는 임계값보다 작은 경우에, 상기 차량이 기울기 상태에 있는지에 대한 제 1 조회를 수행하는 단계; 및
    상기 특정 휠에 존재하는 상기 구동 슬립 및 상기 휠 슬립 중 적어도 하나를 나타내는 상기 변수의 절대값이 상기 대응하는 임계값보다 작지 않은 경우에, 상기 차량이 기울기 상태에 있는지에 대한 제 2 조회를 수행하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함하고,
    상기 제 1 조회는 적어도 현재의 시간 증분에서 상기 특정 휠에 대한 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수이고, 상기 제 2 조회는 적어도 이전의 시간 증분에서 상기 특정 휠에 대한 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수인 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  25. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 하나 이상의 휠에 대해서 휠 회전수를 나타내는 변수를 결정하는 단계와;
    (b) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수를 결정하는 단계와;
    (c) 상기 하나 이상의 휠에 대해서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 하나 이상의 휠 중 적어도 하나의 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서, 상기 차량이 상기 차축에 대한 기울기 상태에 있는지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수는 (1) 상기 하나 이상의 휠의 대응하는 휠에 대한 휠 회전수를 나타내는 변수와 (2) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 상기 하나 이상의 변수의 함수이고,
    상기 하나 이상의 휠의 개별 휠에 대해 상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계는 상기 개별 휠에 작용하는 휠 하중을 나타내는 변수를 결정하는 단계와 상기 개별 휠의 직경 및 반경 중 적어도 하나를 나타내는 변수를 결정하는 단계를 포함하는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  26. 차량의 세로방향으로 배향된 차축에 대한 차량의 기울기 상태를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 하나 이상의 휠에 대해서 휠 회전수를 나타내는 변수를 결정하는 단계와;
    (b) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 하나 이상의 변수를 결정하는 단계와;
    (c) 상기 하나 이상의 휠에 대해서 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수를 결정하는 단계; 및
    (d) 상기 하나 이상의 휠 중 적어도 하나의 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수의 함수로서, 상기 차량이 상기 차축에 대한 기울기 상태에 있는지를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 휠 거동을 정량적으로 나타내는 변수는 (1) 상기 하나 이상의 휠의 대응하는 휠에 대한 휠 회전수를 나타내는 변수와 (2) 상기 차량의 횡방향 운동 역학을 나타내는 상기 하나 이상의 변수의 함수이고,
    차량 속도를 나타내는 변수와 속도 한계값 사이의 차이값의 절대값이 대응하는 임계값보다 작은 경우에, 상기 차량은 기울기 상태에 있는 차량의 기울기 상태 검출 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 속도 한계값은 적어도 상기 차량의 무게 중심의 높이를 나타내는 변수의 함수이며, 상기 차량의 무게 중심의 높이를 나타내는 변수는 상기 하나 이상의 휠에 대해 상기 휠 거동을 나타내는 변수의 함수인 차량의 기울기 상태 검출 방법.
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