JP2004509005A - 車両の転倒の危険を評価する方法 - Google Patents

Abstract

本発明による方法では、車両の転倒の危険が冗長的に、すなわち種々のサブ方法によって評価される。サブ方法においては転倒の危険が、制動されている、ないし大きく制動されている、または制動されていないなしい弱く制動されている、車両の目下のブレーキ状態に依存して、カーブ内側の車輪の車輪回転数特性が評価される。別のサブ方法では、長手方向軸線を中心とした車両のロール運動が目下の運動量を基礎として、例えば０．５から１．５ｓの短い時間にわたり事前計算され、予期されるロール運動に基づいて転倒の危険が判定される。

Description

【０００１】
本発明は請求項１記載の上位概念による、車両の転倒の危険を評価する方法に関する。
【０００２】
ＤＥ　１９６　０２　８７９　Ｃ１から、ＡＢＳが装着されている車両の転倒の危険を検知するための方法が公知であり、この方法では恒常的に車両の横加速度が監視される。横加速度が所定の限界値を上回った場合には、僅かな検査制動力でもってブレーキ介入操作を行う。ここでは検査制動力が、対応する車輪においてＡＢＳ介入操作につながるか否か、すなわちロックの危険につながるか否かが監視される。このことは車輪接地力がもはや僅かにしか存在しない、ないし車輪が既に車道から離れており、転倒の危険が存在するということの徴候である。すなわち、ＡＢＳ制御介入操作の開始だけしか転倒の危険の徴候として使用されない。
【０００３】
本発明の課題は、転倒の危険をさらにより確実に評価できる方法を提供することである。
【０００４】
この課題は請求項１記載の特徴によって解決される。本発明の有利な構成及び実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００５】
本発明の基礎は、車両の横転の危険を冗長的に、すなわち種々のサブ方法によって評価できる方法にある。
【０００６】
サブ方法では、制動されている、ないし大きく制動されている、または制動されていない、ないし弱く制動されている車両の目下のブレーキ状態に依存して、転倒の危険がカーブ内側にある車輪の車輪回転数特性を監視することによって評価される。
【０００７】
別のサブ方法では、車両の長手方向軸線を中心とした車両のロール運動が瞬時運動量に基づいて、例えば０．５ｓから１．５ｓの短い時間間隔にわたり事前計算され、予期されるロール運動に基づいて転倒の危険が判定される。
【０００８】
したがって、カーブ走行時における車両の横転の危険を、種々の監視方法が連続的ないし並列に実施されることによってより良好に評価することができる。
【０００９】
転倒の危険を確認するために、恒常的に車両の横加速度ないし車両長手方向軸線を中心とした角加速度がセンシングされる。所定の横加速度限界値を上回ることは、車両は転倒の危険が存在する可能性のある危機的な状況にあるという最初の徴候である。
【００１０】
実際に転倒の危険が存在するか否かは以下のように検査される。
車両が制動されているか否か、または制動されないか否かに依存して、所定の横加速度を上回る場合には、個々の車輪におけるブレーキ圧が変化され、生じた車輪回転数特性が監視される。
車両が制動されていない場合には、個々または複数の車輪には同時に僅かな検査ブレーキ圧が加えられる。検査ブレーキ圧によって車輪回転数は変化しない、ないし極僅かにしか変化しない場合には、このことは道路における車輪接地力が十分に高いという徴候である。すなわち車輪は回転しており、離れていない。これに対して車輪が既に僅かな検査ブレーキ圧によって大きく制動されている場合には、このことは車輪接地力が僅かである、ないし車輪が既に道路から離れたという徴候である。
車両が制動されている場合には、個々または複数の車輪において同時にブレーキ圧が短時間低減され、車輪回転数が僅かにまたは大きく変化するか否かが監視される。車輪回転数が僅かにしか変化しない、または全く変化しない場合には、このことは車輪が既に離れているないし離れる直前の徴候である。これに対して車輪が比較的大きく加速される場合には、このことは依然として車輪接地力は十分なものであることが推測される。
さらに車両の瞬時運動量に基づいて、ロール運動が例えば０．５から１．５ｓの時間間隔にわたり事前計算される。このために例えば、車両横加速度、車両横加速度の時間的な勾配並びに車両長手方向軸線を中心とした車両のロール運動の振動数ないし振動持続時間を使用することができる。例えば非積載状態の車両の質量、積載状態、車両重心の位置等のような種々の車両パラメータを包含する所定の運動方程式を用いて、予期すべきロール運動したがって車両の転倒の危険を評価することができる。評価が行える時間間隔は車両速度に依存する。車両速度が速くなればなるほど、より早期に危機的な状況が識別されなければならない。
【００１１】
危機的な車両状態、すなわち車両の転倒の危険が識別された場合には、ブレーキ系の制御介入操作が例えば個々の車輪において選択的に行われ、これによって転倒の危険が低減され、車両は安定する。したがって走行状況が上述の方法に基づいて種々に危機的と判断される限り、車両を安定にするために必要とみなされた制御介入操作も区別される。この場合有利には、最も強いブレーキ要求を有する制御介入操作が選択される。さらにトレーラのＡＢＳシステムには、選択された制動要求を低減することが許可されるので、カーブ走行時における車両運動の制御を維持できる。
【００１２】
本発明の殊に有利な適用分野は有用車両の領域であり、何故ならばまさにこの領域では、カーブにおいて、または危険な状況で激しくハンドルを操作する際に牽引車またはトレーラが転倒することによる事故が繰り返し発生しているからである。本発明の方法はセミトレーラ連結車に適しており、何故ならばセミトレーラを転倒させる可能性のある、動的な車両運動に起因する危険な走行状態をより確実に識別することができ、適時にブレーキ介入操作を実施することができるからである。
【００１３】
有利には、本発明による方法は電子的な制御機器（ＥＣＵ）において実現され、この制御機器を牽引車またはトレーラないしセミトレーラに配置することができる。制御機器が牽引車に配置されている場合には、制御機器は接続線を介してトレーラのＡＢＳシステムと接続される。
【００１４】
以下では本発明を、実施例に基づき図面と関連させて詳細に説明する。ここで図１は、制動されていない車両の転倒の危険を評価するための方法のフローチャートである。図２は、制動された車両の転倒の危険を評価するためのフローチャートである。図３は、車両の瞬時運動量に基づいた転倒の危険を評価するためのフローチャートである。
【００１５】
車両の転倒の危険を評価する際の出発点は、車両の横加速度ａ_ｑｕｅｒの検出である。この横加速度の検出は、例えば車両内に設けられた横加速度センサによって可能である。
【００１６】
図１は、制動されていない車両の転倒の危険を評価するためのフローチャートであり、ここでステップ１においては車両横加速度ａ_ｑｕｅｒが検出される。「制動されていない」とは、ドライバによる制動要求信号が存在しないということを意味している。ステップ２ではセンシングされた車両横加速度ａ_ｑｕｅｒが所定の横加速度限界値ａ_{ｑｕｅｒ　ｍａｘ}と比較される。センシングされた車両横加速度が所定の横加速度限界値ａ_{ｑｕｅｒ　ｍａｘ}よりも小さいまたはこれと同じである場合には、転倒の危険は存在しないことが前提とされる。車両がさらに制動されていないのであればステップ１へと戻る。
【００１７】
センシングされた車両横加速度ａ_ｑｕｅｒが所定の横加速度限界値ａ_{ｑｕｅｒ　ｍａｘ}よりも大きい場合には、カーブ内側にある少なくとも１つまたは複数の車輪では、対応する車両ブレーキに僅かな検査ブレーキ圧が加えられる。「僅かな」とは、検査ブレーキ圧は実質的に完全に制動する場合のブレーキ圧よりも小さく、また車両の通常の直線走行時には車輪ないし車両を減速させない、ないし実質的に減速させないということを意味している。
【００１８】
ステップ４においては、検査圧が加えられた車ブレーキの車輪の車輪回転数特性が変化しているか否か、ないしどのように変化しているかが検査される。車輪回転数が変化していない、ないし実質的に変化していない場合には、このことはカーブ内側にあり考察される車輪には、車輪を回転させる十分に高い車輪接地力があり、したがって転倒の危険は存在しないということが推測される。この場合再びステップ１が開始される。これに対して車輪が大きく減速される場合には、これは転倒の危険が存在するという状態５を示唆する。
【００１９】
この場合ステップ６において、ブレーキ系による制御介入操作が行われる。必要に応じた車輪選択的な制動介入操作によって、車輪接地力は再び増加し、転倒の危険は減少する。車両がさらに制動されていない場合には、新たにステップ１が開始される。
【００２０】
図２は、制動されている車両の転倒の危険を評価するためのフローチャートである。「制動されている」とは、ドライバがブレーキペダルを介して上述の検査ブレーキ圧よりも大きいブレーキ圧を加えているということを意味している。図１と同様に、ステップ１では車両横加速度ａ_ｑｕｅｒが求められ、ステップ２ではセンシングされた車両横加速度ａ_ｑｕｅｒが所定の横加速度限界値ａ_{ｑｕｅｒ　ｍａｘ}よりも大きいないし小さいか否か、またはこれと同じであるか否かが検査される。
【００２１】
センシングされた車両横加速度ａ_ｑｕｅｒが横加速度限界値ａ_{ｑｕｅｒ　ｍａｘ}よりも大きい限り、ステップ７においてドライバによって加えられたブレーキ圧は短時間、カーブ内側にある１つまたは複数の車両において低減され、これに続きステップ８では生じた車輪回転数の変化が監視される。検査されるカーブ内側にある１つまたは複数の車輪の車輪回転数が極僅かにしか変化しない場合には、このことは車輪接地力は存在しないないしは僅かにしか存在しない、すなわち、対応する車輪は車道から離れる直前ないし既に離れており、したがってもはや加速されないということが推測される。したがって状態５では転倒の危険が存在することが前提とされ、この転倒の危険はステップ６においてブレーキ装置の制御介入操作によって低減される。
【００２２】
図３は、車両の瞬時運動量に基づいて転倒の危険を評価するための方法を示す。この方法ではステップ９において車両横加速度ａ_ｑｕｅｒが求められ、さらには例えば車両横加速度の時間的な導関数ｄａ_ｑｕｅｒ／ｄｔ及び車両のロール振動の周期持続時間Ｔのような方向安定性を特徴付ける別の量が求められる。
【００２３】
横加速度センサを用いて車両横加速度ａ_ｑｕｅｒをセンシングする場合には、横加速度信号経過において、例えば雑音信号、車両振動または道路の起伏に起因する衝撃によって形成される多様な信号ピークが生じる可能性がある。このような「妨害量」はステップ１０において、ステップ９で求められた信号からフィルタリングされ、これにより妨害量が除去された量ａ′_ｑｕｅｒ、ｄａ′_ｑｕｅｒ／ｄｔ、Ｔ′が生じる。
【００２４】
車両の所定の運動方程式を用いて、ステップ１１では有利には短い時間間隔、例えば０．５から１．５ｓにわたり、車両の予期されるロール運動が事前計算される。この運動方程式には多様な車両固有のパラメータを包含することができ、例えば非積載状態の車両質量、車両重心の位置、車両のバネ／ダンパー・パラメータ、目下のトルク並びに、例えば道路勾配などのような「周辺条件」である。
【００２５】
事前計算されたロール運動に基づいて、状態１２において転倒の危険が存在するか否かを評価することができる。図１及び図２おいて説明した方法と同様に、転倒の危険が存在する場合には、転倒の危険を低減するブレーキ系の制御介入操作が行われる（ステップ６）。
【００２６】
例えば、図３において説明した方法は、例えば狭いカーブにおいて、何度も車線変更する場合、突如開始された比較的長い時間のハンドル操作などの、転倒につながる可能性のある危険な走行ダイナミクス状態を適時に識別できる。
【００２７】
図１から図３に説明した方法を別個に実施することができる。しかしながらこれらの方法が冗長的に、すなわち危機的な車両状態を識別するために共通して使用される場合には殊に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
制動されていない車両の転倒の危険を評価するための方法のフローチャート。
【図２】
制動されている車両の転倒の危険を評価するためのフローチャート。
【図３】
車両の瞬時運動量に基づいて転倒の危険を評価するためのフローチャート。

Claims (13)

1. 恒常的に車両の横加速度を求め、該横加速度に依存して車両車輪の車輪回転数特性を監視する、車両の転倒の危険を評価する方法において、
   転倒の危険を冗長的に確認し、しかも、
   ａ）車両が制動されているかまたは制動されていないか否かに依存して、前記車輪回転数特性を監視することにより、及び、
   ｂ）前記横加速度（ａ_ｑｕｅｒ）を使用して、車両の予期すべきロール運動を事前計算することにより、転倒の危険を冗長的に確認することを特徴とする、車両の転倒の危険を評価する方法。
2. 所定の横加速度限界値（ａ_{ｑｕｅｒ　ｍａｘ}）を上回った場合に初めて転倒の危険の評価を実施する、請求項１記載の方法。
3. 車両が制動されていない場合には、車両ブレーキに、完全に制動する際のブレーキ圧に関して小さい検査ブレーキ圧を加え、
   該検査ブレーキ圧により対応する車輪が大きく減速される場合には、転倒の危険を前提とする、請求項１または２記載の方法。
4. 車両が制動されている場合には、車両ブレーキのブレーキ圧を低減し、対応する車輪の車輪回転数が僅かにしか増加しない、ないし全く増加しない場合には転倒の危険を前提とする、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. ロール運動を事前計算する際に、前記横加速度の時間的な変化（ｄａ_ｑｕｅｒ／ｄｔ）を使用する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. ロール運動を事前計算する際に、車両の目下のロール運動の振動持続時間（Ｔ）ないし振動数を使用する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. 前記事前の計算を行う前に、該計算のために使用されセンシングされた車両の運動量から妨害量をフィルタリングする、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. 車両の予期されるロール運動を０．５から１．５ｓにわたり事前計算する、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
9. 転倒の危険が確認された場合には、該転倒の危険を低減する、車両のブレーキ系のブレーキ介入操作を行う、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
10. 転倒の危険が識別された場合には、前記請求項１のステップａ）及びｂ）に基づき、前記ブレーキ系に対するそれぞれ１つのブレーキ介入操作を確認し、より高いブレーキ要求を有するブレーキ介入操作を実施する、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
11. 前記ステップａ）において、カーブ内側にある車輪の車輪回転数特性を監視する、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
12. 車両が制動されていない場合には、検査圧をカーブ内側にある車輪の車両ブレーキに加える、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
13. 車両が制動されている場合には、カーブ内側にある車輪においてブレーキ圧を低減する、請求項１から１２のいずれか１項記載の方法。

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