JP4118234B2 - 車両の横転危険の検出および排除方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の安定化方法および装置、特に車両の縦方向に伸長する車両軸周りの車両横転の回避方法および装置に関する。

高い重心および弱いばねを有する車両、例えばＳＵＶ（＝「スポーツ用多目的車」）またはオフロードおよびオンロードの両用に適している車両は、車線変更、旋回走行またはカーブ走行のような大きなかじ取り角をもつ特殊な操縦において、車両の縦方向に伸長する車両軸の周りの回転に対する安定性を失う。これは、特に、例えば屋根荷重を付けたり付けなかったりする走行において、または車高（レベル）制御装置を有する車両におけるように、重心高さが著しく変化することがある場合に発生する。ＥＳＰのような走行動特性制御装置の標準手段は、本来車両の重心垂直軸の周りの回転に関する横方向動特性を制御するので、あらゆる場合にこれを阻止することはできない。

ドイツ特許公開第１９９０７６３３号から、冒頭記載の車両の安定化方法、特に車両の縦方向に伸長する車両軸の周りの車両横転の回避方法が既知である。このために、車両横方向動特性を表わす変数が決定される。この変数は、少なくとも１つの特性値、特にこの変数に対するしきい値と比較される。横方向動特性を表わす変数が特性値より大きいかまたは等しい場合、少なくとも、少なくとも１つの車輪におけるブレーキ介入によりおよび／またはエンジン介入によりおよび／またはリターダ介入により、車両速度が設定可能な速度値に低減されるかまたは設定可能な速度値に保持される。

ドイツ特許公開第１９７５１８９１号から、横転傾向における車両の安定化装置および方法が既知である。このために、少なくとも１つの車輪に対して、対応の車輪の車輪特性を定量的に表わす変数が決定される。少なくとも、少なくとも１つの車輪に対して決定された、車輪特性を定量的に表わす変数の関数として、車両に対して車両の縦方向に伸長する車両軸の周りの横転傾向が存在するかどうかが決定される。横転傾向が存在する場合、少なくとも、車両の少なくとも１つの車輪において安定化ブレーキ介入が実行される。

ドイツ特許公開第１９８４４９１２号から、車両駆動の調節装置および方法が既知である。このために、装置は、車両に作用する横方向加速度を表わす横方向加速度変数を測定する第１の手段を有している。さらに、装置は、横方向加速度の時間特性を表わす変数を決定する第２の手段を有している。さらに、装置は、少なくとも、横方向加速度変数と、および横方向加速度変数の時間特性を表わす変数との関数として、介入変数を決定する第３の手段を有している。さらに、装置は、駆動を調節するために少なくともエンジン介入を行う第４の手段を有し、この場合、エンジン介入は介入変数の関数として行われる。
〔発明の利点〕
本発明は、車両の縦方向に伸長する車両軸の周りの車両の横転の回避装置または方法に関するものである。増大する横転危険は、例えば次の操縦において存在することがある。
−横方向加速度の大きな時間変化を特徴とする急速な車線変更、
−横方向加速度のほぼ一定な値およびその値のきわめて小さい時間変化を有する横方向加速度を特徴とする近似旋回走行、
−カーブ走行。

このために、車両横方向動特性を表わす変数が決定され、これが少なくとも１つの特性値、特にしきい値と比較される。この場合、車両は制御装置を備え、制御装置の出力信号により、出力信号値に対応して、アクチュエータが操作される。車両横方向動特性を表わす変数が特性値より大きいかまたは等しい場合、安定性制御のために、制御装置からアクチュエータに提供可能な、出力信号値のあらゆる可能な組み合わせの数が制限される。この制限は、制御装置のソフトウェアの一部として実行可能なＲＯＰ（横転防止）制御装置により行われる。この制限は、横転危険をさらに増大させる、制御装置による制御の適切な抑制を可能にする。

この場合、制御装置として、本発明の特定の形態においては、走行動特性制御装置ＥＳＰ（＝「電子式安定性プログラム」）が考えられる。この走行動特性制御装置は、個々の車輪回転速度の制御により、重心垂直軸の周りの回転に関する車両横方向動特性を制御する。車輪回転速度の制御は、測定または計算された実際ヨー・レートと、希望の目標ヨー・レートとの間の比較に基づいている。ＲＯＰ制御装置は、ＥＳＰ内の部分機能として形成可能である。

制御装置が、ＡＢＳ装置（ＡＢＳ＝「アンチロック装置」）であることもまた考えられる。ＡＢＳ装置とは、ブレーキ作動における車輪のロックを阻止し、したがってかじ取り可能性および走行安定性を保持する、ブレーキ・システム内の制御装置と理解される。

制御装置がＡＳＲ装置（ＡＳＲ＝「駆動滑り制御」）であることもまた考えられる。ＡＳＲ装置とは、発進時および加速時における車輪の滑り回転を阻止し、したがって走行安定性を保証する制御装置と理解される。

車両の横転を阻止可能であるという利点は明らかである。
したがって、制御介入の優先順位付けが可能となることが本発明の利点である。基礎となるＥＳＰ制御装置の例において、これは、車両縦軸の周りの横転危険が増大することのない走行状態においては、車両重心垂直軸周りの走行動特性制御が上位の優先順位を有することを意味する。

しかしながら、車両横方向動特性を表わす変数が特性値より大きいかまたは等しいときに直ちに、安定性制御のために制御装置からアクチュエータに提供可能な、出力信号値のあらゆる可能な組み合わせの数が制限される。

したがって、このとき、走行動特性制御装置に対して、特に検出された横転危険をさらに増大させるかまたは低減させない走行動特性制御が抑制されるので、重心垂直軸の周りの回転に関する走行動特性制御は、さらに制限された優先順位を有しているにすぎない。

したがって、アクチュエータに原理的に提供可能な、制御装置の出力信号値のあらゆる可能な組み合わせの数の制限は、制御装置により原理的に可能な、車両走行特性への少なくとも１つの安定性制御を抑制させる。

この場合、確かに、制御装置の制御目的を達成するために適切な制御が抑制されることになる。ここで、用語「制御装置の制御目的」とは、縦方向に伸長する車両軸の周りの横転危険が存在しないとき、制御装置により意図される制御目的と理解される。これは、基礎となるＥＳＰ走行動特性制御装置の例においては、差し迫った横転危険が検出されたときに直ちに、車両の重心垂直軸の周りの回転に関する横方向動特性の最適制御が断念されることを意味する。横転危険の排除が上位の優先順位を有している。

同時に、車両走行特性への少なくとも１つの可能な制御の抑制により、不利な運転状態もまた原理的に排除することができる。このような不利な運転状態は、例えば、ＡＳＲ運転においてエンジンに抗してブレーキが作動し、これによりブレーキ・ライニングの摩耗を増大させるときに存在する。

さらに、車両横方向動特性を表わす変数が特性値より大きいかまたは等しい場合、同時に、制御装置から、車両走行特性への少なくとも１つの安定性制御のための介入が行われ、この介入の強さが、横方向動特性を表わす変数の値の増大と共に、この少なくとも１つの介入の少なくとも３つの強さの段階を区別可能なように増大することが有利である。

制御装置が走行動特性制御装置（ＥＳＰ）であるとき、本発明の有利な形態が存在する。これにより、走行動特性制御装置に存在するセンサ、特に横方向加速度センサは、横転危険の検出に共用することができる。したがって、本発明は、必要な情報並びに実行される処置に関してのみならず、走行動特性制御装置の部分機能に関しても有利に適用可能であることが有利である。

横方向動特性を表わす変数の決定のために、横方向加速度並びに横方向加速度の時間変化を使用できることが有利である。横方向加速度の時間変化の使用は、例えば急速な車線変更のようなきわめて激しい動的過程の検出を可能にする。

横方向動特性を表わす変数が短時間の間は特性値以上に存在するが、直ちに再び危険でない値まで低下する場合が存在する。このような現象をフィルタリング除去するために低域フィルタが適している。したがって、横方向動特性を表わす変数の決定において、低域フィルタリングが行われるとき、それは有利である。

有利な実施態様は、横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）の増大と共に、最大可能エンジン・トルクの低減が行われるときに存在する。
横方向動特性を表わす変数の決定のために、代替態様として、車輪のばね支持間隔が使用されてもよいことは有利である。ここで、用語「ばね支持間隔」とは、車輪ユニットと車両上部構造との間の相対間隔と理解される。ばね支持間隔から、横方向加速度に対応する変数を計算することができる。したがって、２つの横方向加速度値、即ち横方向加速度センサにより測定された値およびばね支持間隔から計算された値が利用可能である。これは、２つの値のいずれかの考慮または２つの値の組み合わせを可能にする。特に、本発明の適用範囲は、本発明が横方向加速度センサを備えている車両においてのみならず、ばね支持間隔を測定するための測定装置を備えている車両においてもまた使用可能であることにより著しく拡大される。

車両が車高制御装置を備えているとき、この装置において測定されたばね支持間隔を使用することができ、ＣＡＮ（ＣＡＮ＝「コントローラ・エリア・ネットワーク」）を介して制御装置に利用可能となる。

以下の考察に対しては、「不足制御」車両の場合が重要である。したがって、以下に用語「不足制御」を説明する。不足制御走行特性は、横方向加速度の増大と共に、前車軸における横滑り角が後車軸における横滑り角よりも著しく増大するときに存在する。これは、明らかに、車両がドライバにより望まれる曲率半径よりも小さい曲率半径を有する軌道曲線に沿って走行することを意味する。不足制御に対する本質的な処置として、走行動特性制御装置により、カーブ内側後車輪がブレーキ作動される。

車両横方向動特性を表わす変数が特性値より大きいかまたは等しい場合、車両走行特性への以下の介入の少なくとも１つを、走行動特性制御装置に対して抑制可能であることが有利である。即ち、
１．車両が不足制御状態にあるとき、横転危険がしばしば存在する。このとき、走行動特性制御装置に対して、状況の関数として、不足制御に対するあらゆる介入が禁止され（ＲＯＰ制御装置＝横転防止制御装置）、例えばカーブ内側後車輪のブレーキ作動が禁止される。用語「状況の関数として」とは、例えば、不足制御に対する介入の禁止は、車両横方向加速度がしきい値を超えたときにはじめて有効となると理解することができる。不足制御に対する介入の禁止により、姿勢角がさらに増加することはなく、且つ横転危険は明らかに低減されている。
２．速度が大きく且つ加速度が大きいときにブレーキ作動されたとき、横転危険が存在することがある。この状態においては、走行動特性制御装置に対して、カーブ外側前車輪におけるブレーキ力の低減が禁止される。これにより、横方向加速度は低下し且つ横転危険が低減される。この機能性は「ブレーキ作動解放論理」と呼ばれる。
３．高い横方向加速度においてカーブ内側前車輪にＡＳＲブレーキ介入が行われたときもまた横転危険が増大する。このとき、サイドフォースの上昇が回避されなければならない。したがって、走行動特性制御装置に対して、カーブ内側前車輪における駆動滑りを低減させるためのブレーキ介入が禁止される。これは、ドライバが加速ペダルを操作し且つカーブ内側前車輪が滑り回転しているとも理解できることはきわめて明らかである。この場合、ＲＯＰ制御装置は、横転傾向が検出されたとき、カーブ内側前車輪に対してさらに滑り回転を許容する。

本発明のその他の有利な実施態様を従属請求項から得ることができる。

本発明は、横転危険の検出および抑制装置および方法に関するものである。
最初にきわめて一般的な図１を説明する。ここで、ブロック１０ａ、…、１０ｎはセンサを示し、これらセンサの出力信号は、制御装置１１の入力信号として使用される。一方、制御装置１１は出力信号を発生し、出力信号は、種々のアクチュエータ１２ａ、…、１２ｎを操作するために使用可能である。アクチュエータの代わりにまたはアクチュエータに追加して、他のシステム、例えばドライバの情報システムが制御装置１１の出力信号により操作されてもよいことは当然である。

本発明の形態の、図１よりもさらに詳細な図が、図２に再現されている。この図は本発明に関する概略全体図を提供する。
ここで、入力信号は信号源２１および／または２２から提供される。信号源２１は横方向加速度センサであり、信号源２２は、車輪のばね支持間隔を測定する４つの測定装置である。信号源２２として、ばね支持間隔を測定するための２つの測定装置のみを含む実施態様もまた考えられる。この場合、前車輪におけるばね支持間隔または後車輪におけるばね支持間隔のみが測定される。

信号源２１は、測定された横方向加速度ａ_ｙを提供する。信号源２２は、図２においてＨｏｅｉｊで表わされている４つの出力信号を提供する。ここで、ｉｊは対応車輪を表わす。これについては後に詳細に説明する。

信号Ｈｏｅｉｊはブロック２３に供給され、ブロック２３においてこれらの信号が処理される。ブロック２３においてこれらの変数から他の変数ＨｏｅＧｅｓ、ＷａｎｋおよびＤＷａｎｋが計算され、且つ出力信号として利用される。ＨｏｅＧｅｓは車両重心高さに対する尺度であり、Ｗａｎｋは横揺れ角速度に対する尺度であり、ＤＷａｎｋは横揺れ角速度の時間変化に対する尺度である。理解を容易にするために、信号Ｈｏｅｉｊ、ＨｏｅＧｅｓ、ＷａｎｋおよびＤＷａｎｋの意味は後に図３により説明する。

状況検出はブロック２４において行われる。このブロックにおいて、入力信号から横転指標ＫｏＫｉｐｐが決定される。この横転指標は、車両縦軸の周りの車両の横転危険に対する尺度を示す。好ましい実施態様においては、ＫｏＫｉｐｐは、最小値０および最大値１を有している。ここで、値０は横転危険が存在しないことを示し、および値１は高い横転危険が存在することを示す。

ブロック２４からの出力信号は、ブロック２５ａ、２５ｂおよび２５ｃに供給される。これらのブロックにおいて、横転危険が検出された場合に対抗手段がとられる。この場合、以下の３つの本質的な手段が利用可能である。

ブロック２５ａにおいて、横転危険に対する対抗手段としてトルク低減が決定される。このトルク低減はエンジン制御２６ａに伝送される。
ブロック２５ｂにおいて目標滑り値が計算される。この目標滑り値はブレーキ滑り制御装置２６ｂまたは油圧系統の他の制御装置に伝送される。

ブロック２５ｃにおいて禁止が作動される。この禁止により、走行動特性制御によって原理的に実行可能なあらゆる手段の数が制限される。この点については後に詳細に説明する。したがって、ブロック２５ｃの出力信号は走行動特性制御装置２６ｃに供給される。

３つの本質的な手段が全て同時に実行されなければならないことは必ずしも必要ではない。
図３は、横転危険の検出方法の流れ図をブロック回路図の形で示している。入力信号として、図２において既に説明された信号ａ_ｙ、ＨｏｅＧｅｓ、ＷａｎｋおよびＤＷａｎｋが存在する。

ここで、破線で示されているブロック２４は、状況検出に関連させることができる部分を含む。ブロック２４は、図２において既に説明されたものである。
ブロック２１、２２、２３、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２６ａ、２６ｂおよび２６ｃは、既に図２で説明されたものである。したがって、図３は図２と関連させて考察されるべきである。

ブロック３１において、測定横方向加速度ａ_ｙの単位時間当たりの変化が決定される。この単位時間当たりの変化はＤａ_ｙで表わされる。以下において、単位時間当たりの変化は微分商として表わされる。

ブロック３２において、入力信号ＨｏｅＧｅｓ、ＷａｎｋおよびＤＷａｎｋから、信号ａ_ｙＷおよびＤａ_ｙＷが発生される。ここで、添字「Ｗ」は、測定変数ではなく、フィルタリングされた横揺れ角から導かれた、横方向加速度ａ_ｙおよび横方向加速度の微分商Ｄａ_ｙの物理的意味を有する変数であることを示している。

したがって、ブロック３３において、入力信号ａ_ｙ、Ｄａ_ｙ、ａ_ｙＷ、並びにＤａ_ｙＷが利用可能である。ここで、ａ_ｙのみならずａ_ｙＷもまた横方向加速度を表わしている。Ｄａ_ｙおよびＤａ_ｙＷは、対応の微分商、即ち単位時間当たりの変化を表わしている。したがって、ブロック３３における後続処理のために、信号ａ_ｙおよびＤａ_ｙ、またはａ_ｙＷおよびＤａ_ｙＷ、またはこれらの両方が共に使用されてもよい。以下において、一般性の制限がないかぎり、信号ａ_ｙおよびＤａ_ｙのみが後続処理されるものと仮定する。信号ａ_ｙおよびＤａ_ｙに関してなされる全ての説明は、信号ａ_ｙＷおよびＤａ_ｙＷに対して、またはいずれかの方法で上記の４つの信号から導かれ且つ横方向加速度およびその微分商の意味を有するその他の信号に対しても適用されることは当然である。

ブロック３３は、出力信号として尺度数ａ_ｙｅｆｆを提供する。横転危険を増大させることがある幾つかの操縦の例を既に述べてきた。これらの操縦においては、大きな横方向加速度および／または大きな横方向加速度値の時間変化が存在する。これらの状況は、共通に、重みづけ加算により尺度数ａ_ｙｅｆｆで考慮することができる。したがって、尺度数ａ_ｙｅｆｆは、以下のように決定される。即ち、

ここで、Ｄａ_ｙは横方向加速度の微分商を示す。したがって、横方向加速度が増加する場合、横転危険が早めに検出可能なように、Ｄａ_ｙの考慮が必要である。横方向加速度が減少する場合、Ｄａ_ｙの考慮は必要ではない。

ｃは適用過程において実験により決定される定数であってもよい。車線変更の走行により、ｃは、このとき、非定常操縦においても横転指標ＫｏＫｉｐｐが早めに応答するように選択されるべきである。しかしながら、ｃを特性曲線から決定することもまた可能である。この特性曲線において、縦座標にｃが目盛られ、横座標にフィルタリングされていない横方向加速度とフィルタリングされた横方向加速度との間の差が目盛られる。この差は操縦動特性に対する尺度である。例えば、車両の急速な車線変更のような動特性の高い操縦においては、フィルタリングされていない横方向加速度とフィルタリングされた横方向加速度との間の差は大きく、したがって大きなｃが選択される。例えば、一定の車両速度での旋回走行のような動特性が低い操縦においては、フィルタリングされていない横方向加速度とフィルタリングされた横方向加速度との間の差は小さく、したがって小さいｃが選択されてもよい。

ブロック３４において、入力信号ａ_ｙｅｆｆから、出力信号ａ_ｙｅｆｆ／ａ_ｙｍａｘが決定される。このために、定常旋回走行における適用過程において、その加速度ａ_ｙｍａｘにおいては車両が横転する危険性がない値ａ_ｙｍａｘが実験的に決定される。この値は車両の重心高さの関数である。例えば、ばね支持間隔の評価により重心高さに関するより十分な情報が利用可能な場合、ａ_ｙｍａｘは、それに対応して、状況の関数として補正されるべきである。重心高さに関する情報が十分に利用可能でない場合、例えば、積載荷重または設定された車高のような全体の寸法を与える状況が確実に制御可能なように、しきい値は低く保持されるべきである。さらに、存在する他の信号による補正、例えば走行速度による補正もまた有効なことがある。一定の値または状況の関数としての値ａ_ｙｍａｘは、ａ_ｙｅｆｆに対する超えてはならないしきい値を示す。

ブロック３５において、ａ_ｙｅｆｆのｙ_ｙｍａｘに対する比から、フィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈが計算され、これは横転危険がどの程度強いかを与える。

フィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈをそれにより計算可能な好ましい特性曲線が図４に示されている。ここでは、ＫｏＫｉｐｐＲｏｈが、比ａ_ｙｅｆｆ／ａ_ｙｍａｘの関数として目盛られている。これは、ａ_ｙｅｆｆ／ａ_ｙｍａｘ＜ａ_０に対しては値０をとり、ａ_ｙｅｆｆ／ａ_ｙｍａｘ＞ａ_１に対しては値１をとり、その中間では０から１へ直線的に増加する、段階的に直線の定常関数である。ここで、ＫｏＫｉｐｐＲｏｈ＝０は横転危険がないことを意味し、ＫｏＫｉｐｐＲｏｈ＝１ は高い横転危険を意味する。定数ａ_０およびａ_１により、横転指標の応答しきい値および感度を設定することができる。図４に示されている特性曲線線図以外の他の特性曲線線図もまた考えられることは当然である。

このフィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈは、入力信号としてブロック３６に入力される。ここで、フィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈは、ＫｏＫｉｐｐＲｏｈの値が低下するとき、一次の低域フィルタでフィルタリングされる。横方向加速度が上昇する場合、このために急速なフィルタリングを使用することができる。横方向加速度が低下する場合、このために可変フィルタ係数を有するフィルタリングを使用することができる。これは特性曲線の使用に対応する。この低域フィルタリングは、ＫｏＫｉｐｐＲｏｈの短時間ピークを排除することを可能にする。この手段により、ブロック３６において、フィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈから横転指標ＫｏＫｉｐｐが得られる。

図５は、図３のブロック３６の特殊な実施態様を示す。流れ図において、ＫｏＫｉｐｐＲｏｈの値が低下する場合に対して、フィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈからの、フィルタリングされた横転指標ＫｏＫｉｐｐの決定が示されている。決定された値ＫｏＫｉｐｐＲｏｈは、それが低下する場合に対して、入力信号としてブロック５１に供給され、ブロック５１は、好ましい実施態様においては一次の低域フィルタである。ブロック５１は、出力信号として、フィルタリングされた信号ＫｏＫｉｐｐＲｏｈ１を発生し、フィルタリングされた信号ＫｏＫｉｐｐＲｏｈ１は、信号ＫｏＫｉｐｐＲｏｈのほかに、ブロック５２に供給される。ここで、両方の信号ＫｏＫｉｐｐＲｏｈおよびＫｏＫｉｐｐＲｏｈ１の値の最大値が決定される。ＫｏＫｉｐｐには両方の信号からの最大値が割り当てられている。

フィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈと同様に、横転指標ＫｏＫｉｐｐもまた、好ましい実施態様においては、０と１との間の値をとる。ここで、ＫｏＫｉｐｐ＝０は横転危険がないことを意味し、ＫｏＫｉｐｐ＝１ は高い横転危険を意味する。

決定されたＫｏＫｉｐｐの値の関数として、全く異なる２つのタイプのＲＯＰ（横転防止）制御介入、即ち連続制御介入並びに離散禁止が実行される。
２つのタイプの連続制御介入が行われる（ブロック２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ）。即ち、
１．駆動時に、ＫｏＫｉｐｐ＞０ に対して、値が増加するときに駆動トルクが低減される。これは、走行動特性制御（＝ＥＳＰ）において通常行われるように、機能ＡＳＲ（＝駆動滑り制御）を介して、駆動目標滑り（＝ＡＳＲに対する目標値）がＫｏＫｉｐｐの値に比例して低減されることにより行われる。
２．惰行時およびブレーキ作動時に対して（および駆動時に上記の第１の連続手段が十分でない場合に対しても）、ＫｏＫｉｐｐがしきい値を超えているとき、カーブ外側前車輪にブレーキ滑りが発生され、これにより、車両は横滑りすることができる。これは、能動的な圧力上昇と関連するカーブ外側前車輪における高いブレーキ滑り設定を介して行われる。この介入方式もまたＥＳＰの構成部分である。

これらの連続制御介入は、ＫｏＫｉｐｐの第１のしきい値において開始され、またＫｏＫｉｐｐの値の増大と共に強さが上昇されて実行される。ＫｏＫｉｐｐの第２の（およびより大きい）しきい値以降においては、連続制御介入は最大強さで実行される。

これらの連続制御介入のほかに、制御装置に対して３つの離散禁止が存在する。これらに対しては、ブロック２５ｃおよび２６ｃが付属されている。即ち、
１．ＲＯＰ制御装置（ＲＯＰ制御装置＝横転防止制御装置）に対して、状況の関数として、不足制御に対するあらゆる介入が禁止される。用語「状況の関数として」とは、例えば、不足制御に対する介入の禁止は、車両横方向加速度がしきい値を超えたときにはじめて有効となることと理解することができる。不足制御に対する介入の禁止により、姿勢角がさらに増加することはなく、且つ横転危険は明らかに低減されている。
２．制御装置に対して、カーブ外側前車輪におけるブレーキ力の低減が禁止される。これは、この車輪が本来ブレーキ作動される場合にのみ可能であることは当然である。これにより、横方向加速度は低下し且つ横転危険が低減される。ＲＯＰ制御装置のこの機能性は「ブレーキ作動解放論理」と呼ばれる。
３．走行動特性制御装置に対して、カーブ内側前車輪における駆動滑りを低減させるためのブレーキ介入が禁止される。これは、ドライバが加速ペダルを操作し且つカーブ内側前車輪が滑り回転しているとも理解できることは明らかである。この場合、ＲＯＰ制御装置は、横転傾向を検出したとき、カーブ内側前車輪に対してさらに滑り回転を許容する。

離散禁止２．および３．は、制御装置に対して、ＲＯＰ論理が作動しているときに直ちに、即ちＫｏＫｉｐｐが値ＫｏＫｉｐｐＧｒｅｎｚを超えたときに直ちに有効となる。好ましい実施態様においては、ＫｏＫｉｐｐＧｒｅｎｚに対して、値０が選択される。

離散禁止１．は、好ましい実施態様においては、ＲＯＰ論理の作動のほかに、第２の条件またはさらに他の条件が満たされているときにはじめて有効となる。上記のように、このような他の条件は、横方向加速度がしきい値を超えていることであってもよい。これは、明らかに、第１の離散禁止が、第２および第３の離散禁止より遅い時点においてはじめて有効となることを意味する。僅かな横転危険が検出されたとき、横転危険を排除するために第２および第３の禁止で十分である。

横方向加速度センサ１０から提供された出力信号の評価による状況検出のほかに、代替態様または追加態様として、車輪のばね支持間隔の考察による状況検出の可能性が存在する。以下において、車輪のばね支持間隔Ｈｏｅｉｊは、ＨｏｅＶＬ、ＨｏｅＶＲ、ＨｏｅＨＬおよびＨｏｅＨＲとして細分される。ここで、
ＨｏｅＶＬ＝左前車輪におけるばね支持間隔、
ＨｏｅＶＲ＝右前車輪におけるばね支持間隔、
ＨｏｅＨＬ＝左後車輪におけるばね支持間隔、および
ＨｏｅＨＲ＝右後車輪におけるばね支持間隔。

これらの変数はしばしば車高制御装置と関連して測定され、且つこのとき他の評価に利用可能である。測定は図３のブロック２２において行われる。
ブロック２３は、ばね支持間隔を入力変数として使用し、且つこれから変数Ｗａｎｋ、ＤＷａｎｋおよびＨｏｅＧｅｓを計算する。

両側のばね支持間隔の差から、フィルタリングされた横揺れ角Ｗａｎｋおよび横揺れ角速度ＤＷａｎｋが評価され、ばね支持間隔の和から車高ＨｏｅＧｅｓが評価される。ここで、フィルタリングされた横揺れ角は、きわめて良好な近似で横方向加速度に比例している。車両横揺れ剛性の関数である固定パラメータＰ_ａｙにより、フィルタリングされた横揺れ角は等価横方向加速度ａ_ｙＷに換算され、それに対応して、横揺れ角速度が、Ｄａ_ｙＷにより表わされる横方向加速度の時間変化に換算される。これは次の関係により行われる。

ここで、添字「Ｗ」は、それが測定変数ではなく、フィルタリングされた横揺れ角から導かれた変数であることを示している。したがって、ａ_ｙＷおよびＤａ_ｙＷが、変数ａ_ｙおよびＤａ_ｙを置換する。

ここで、フィルタリングされていない横揺れ角ＷａｎｋＲｏｈは次の関係により計算される。

二次の状態フィルタを用いてフィルタリングすることにより、フィルタリングされていない値ＷａｎｋＲｏｈが平滑化され、したがって、フィルタリングされた横揺れ角Ｗａｎｋが得られる。同時に、横揺れ角速度ＤＷａｎｋが微分により形成される。この過程は、次式により示すことができる。

横揺れ角のほかに、ばね支持間隔から、フィルタリングされた評価重心高さＨｏｅＧｅｓを計算することができる。このフィルタリングされた重心高さＨｏｅＧｅｓは、ばね支持間隔と同じ０点を基準とし、したがって、絶対重心高さの、（構造の関数としての）基準高さからの偏差を示す。フィルタリングされていない重心高さの元の値ＨｏｅＧｅｓＲｏｈは、決定されたばね支持間隔から、次式により得られる。

それに続いて、元の値が一次のフィルタにより平滑化され且つフィルタリングされた重心高さＨｏｅＧｅｓが、次式により得られる。

ＨｏｅＧｅｓを知ることにより、横方向加速度しきい値ａ_ｙｍａｘが乗算補正される補正係数の形成が可能となる。ＨｏｅＧｅｓの関数としてのこの補正係数の好ましい線図が図６に示されている。しかしながら、この特性曲線は本質的に他の形であってもよいことは当然である。ＨｏｅＧｅｓの小さい値（ＨｏｅＧｅｓ＜ｈ_０）に対して、補正係数は値１を有している。これは、横方向加速度しきい値ａ_ｙｍａｘが補正されないことを意味する。ＨｏｅＧｅｓの大きい値は車両重心が高い位置にあることに対応しているが、ＨｏｅＧｅｓのこの大きい値に対しては、補正係数は小さくなる。したがって、ＲＯＰ論理の走行動特性への早めの介入が予め行われる。パラメータｂ、ｈ_０およびｈ_１は、例えば車両タイプへの特性曲線の十分な適合を可能にする。

ばね支持間隔は、ヨー・レート・センサの精度モニタリングないし感度モニタリングに対しても使用可能である。このとき、ばね支持間隔から計算された変数ａ_ｙＷは、測定横方向加速度ａ_ｙの代わりに使用されず、横方向加速度信号の感度をモニタリングするために使用される。例えば横方向加速度の変化が小さいことを特徴とする定常走行状況において信号が比較され、偏差があるときにこれから横方向加速度に対する補正係数が計算される。

他の実施態様においては、次のモニタリングが考えられる。即ち、
−信号ａ_ｙおよびａ_ｙＷがよく一致したとき、ヨー・レート・センサは十分に正確であると推測される。
−信号ａ_ｙおよびａ_ｙＷがよく一致しなかったとき、ヨー・レート・センサの出力信号の十分な精度が保証されていない。この場合、ＲＯＰ論理は遮断される。

ａ_ｙｅｆｆの計算において、ａ_ｙおよびＤａ_ｙに追加して、かじ取り角およびかじ取り角勾配の関数である部分、即ち大きなかじ取り角勾配においてのみならず大きなかじ取り角においてもまた、しきい値ａ_ｙｍａｘへの早めの到達を可能にする部分がそれに加算されることにより、状況検出もまた拡張且つ改善可能である。かじ取り角の関数であるこの部分はその作用が時間的に制限される。

横方向加速度の関数として、駆動トルクが、ＡＳＲ制御外においても低減可能であることを強調しておく。これにより、速度の増加、したがって加速度の上昇を阻止することができる。図７において、縦座標に沿って最大可能エンジン・トルクＭが目盛られている。横座標に沿ってフィルタリングされた有効横方向加速度ａ_{ｙｅｆｆＦ}が目盛られている。フィルタリングは、例えば一次の低域フィルタを用いたＰＴ１フィルタリングであってもよい。ａ_{ｙｅｆｆＦ}＝０から、投入しきい値 ａ_{ｙｅｆｆＦ}＝ａ_１０ まで、最大可能エンジン・トルクの低減は行われない。ａ_１０の値は、例えば５ｍ／ｓ^２の値を有していてもよい。

ａ_{ｙｅｆｆＦ}＝ａ_１０ と ａ_{ｙｅｆｆＦ}＝ａ_２０ との間においては、最大可能トルクは連続的に低減される。ａ_{ｙｅｆｆＦ}＝ａ_２０ に対しては完全な低減が存在し、即ちエンジン・トルクは完全に消滅し、且つドライバはもはやガソリンを送り出すことができない。ａ_２０の有効値は１０ｍ／ｓ^２の大きさであってもよい。値ａ_１０およびａ_２０を、例えば値ａ_０およびａ_１（図４参照）で補正することが考えられる。例えば、ａ_１０＝ａ_０ および ａ_２０＝ａ_１ の選択が考えられる。線図において横座標に沿って変数ＫｏＫｉｐｐが、また縦座標に沿って同様に最大可能エンジン・トルクが目盛られる場合、図７と同じ定性曲線が得られる。これはＫｏＫｉｐｐおよびａ_{ｙｅｆｆＦ}の密接な関係と関連する。したがって、最大可能エンジン・トルクは、ＫｏＫｉｐｐの値の増大と共に低減させることができる。

図１は、その入力信号がセンサから供給され且つその出力信号によりアクチュエータが操作される制御装置を略図で示す。 図２は本発明の特殊な形態をブロック回路図の形で示す。 図３は状況検出における方法の流れ図をブロック回路図の形で示す。 図４は、フィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈがそれにより計算可能な特性曲線を示す。 図５は、ＫｏＫｉｐｐＲｏｈの値が低下する場合に対して、フィルタリングされていない横転指標ＫｏＫｉｐｐＲｏｈからフィルタリングされた横転指標ＫｏＫｉｐｐを決定する特殊な形態を流れ図で示す。 図６は、ＨｏｅＧｅｓにより表わされる所定の車高における補正係数の決定を可能にする特性曲線を示す。 図７は横方向加速度の関数としての最大許容エンジン・トルクを示す。

Claims (8)

1. 車両縦方向に伸長する車両軸の周りにおける、制御装置（１１）を備えた車両の横転危険の検出および排除装置であって、
   前記制御装置の出力信号により、出力信号値に対応して、アクチュエータ（１２ａ、…１２ｎ）またはドライバの情報システムが操作され、および
   車両横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）を決定し、これにより、車両横方向動特性を表わす変数が、車両横方向動特性を表わす変数に対する少なくとも１つの特性しきい値（ＫｏＫｉｐｐＧｒｅｎｚ）と比較される、車両の横転危険の検出および排除装置において、
   車両横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）が特性しきい値（ＫｏＫｉｐｐＧｒｅｎｚ）より大きいかまたは等しい場合、
   安定性制御のために、制御装置（１１）からアクチュエータ（１２ａ、…１２ｎ）またはドライバの情報システムに提供可能である、出力信号値が制限され、
   前記の制限と同時に、制御装置（１１）から、車両走行特性への少なくとも１つの安定性制御介入が行われ、
   横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）の値の増大と共に、前記安定性制御介入の強さがこの介入の少なくとも３つの強さの段階を区別できるように増大し、且つ、最大可能エンジン・トルクの低減が行われることを特徴とする車両の横転危険の検出および排除装置。
2. 制御装置（１１）が走行動特性制御装置であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 車両横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）が特性しきい値（ＫｏＫｉｐｐＧｒｅｎｚ）より大きいかまたは等しい場合であって、
   所定の場合には、前記少なくとも１つの安定性制御介入が禁止され、
   前記所定の場合とは、以下の通りであり、以下の場合に、前記少なくとも１つの安定性制御介入が禁止され、
   ａ）横方向加速度の増大と共に、前車軸における横滑り角が後車軸における横滑り角よりも著しく増大する時には、前記走行動特性制御装置は、全ての介入が禁止され、
   ｂ）速度が大きく且つ加速度が大きいときにブレーキ作動される時には、前記走行動特性制御装置は、カーブ外側前車輪におけるブレーキ作用を低減する介入が禁止され、又は、
   ｃ）前記走行動特性制御装置に対して、カーブ内側前車輪における駆動滑りを低減させるためのブレーキ介入が禁止される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 横方向動特性を表わす変数の決定のために、横方向加速度（ａ_ｙ、ａ_ｙＷ）並びに横方向加速度の時間変化（Ｄａ_ｙ、Ｄａ_ｙＷ）が使用されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）の決定において、低域フィルタリングが行われることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）の決定は、車輪ユニットと車両上部構造との間の相対間隔を表わす変数（Ｈｏｅｉｊ）の使用により行われることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 車輪ユニットと車両上部構造との間の相対間隔を表わす変数（Ｈｏｅｉｊ）から、横方向加速度（ａ_ｙＷ）並びにその時間変化（Ｄａ_ｙＷ）が計算されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 車両縦方向に伸長する車両軸の周りにおける、制御装置（１１）を備えた車両の横転危険の検出および排除方法であって、
   前記制御装置の出力信号により、出力信号値に対応して、アクチュエータ（１２ａ、…１２ｎ）またはドライバの情報システムが操作され、および
   車両横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）を決定し、これにより、車両横方向動特性を表わす変数が、車両横方向動特性を表わす変数に対する少なくとも１つの特性しきい値（ＫｏＫｉｐｐＧｒｅｎｚ）と比較されされる、車両の横転危険の検出および排除方法において、
   車両横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）が特性しきい値（ＫｏＫｉｐｐＧｒｅｎｚ）より大きいかまたは等しい場合、
   安定性制御のために、制御装置（１１）からアクチュエータ（１２ａ、…１２ｎ）またはドライバの情報システムに提供可能である、出力信号値が制限され、
   前記の制限と同時に、制御装置（１１）から、車両走行特性への少なくとも１つの安定性制御介入が行われ、
   横方向動特性を表わす変数（ＫｏＫｉｐｐ）の値の増大と共に、前記安定性制御介入の強さがこの介入の少なくとも３つの強さの段階を区別できるように増大し、且つ、最大可能エンジン・トルクの低減が行われることを特徴とする車両の横転危険の検出および排除方法。

Images