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KR100681961B1 - 자동차의 안정화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

자동차의 안정화를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR100681961B1
KR100681961B1 KR1020017002489A KR20017002489A KR100681961B1 KR 100681961 B1 KR100681961 B1 KR 100681961B1 KR 1020017002489 A KR1020017002489 A KR 1020017002489A KR 20017002489 A KR20017002489 A KR 20017002489A KR 100681961 B1 KR100681961 B1 KR 100681961B1
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룹페터
최벨레안드레아스
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

자동차, 특히 승용차에 의해 견인되는 트레일러를 구비한 자동차의 안정화를 위한 방법 및 장치에서, 상기 자동차는 롤링 운동과 관련하여 감시되고, 롤링 운동을 검출하면 롤링 모멘트에 대해 역위상인 요잉 모멘트가 자동적으로 상기 자동차에 주기적으로 제공된다.
트레일러, 롤링 모멘트, 요잉 모멘트, 조향각, 대역 필터

Description

자동차의 안정화를 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR STABILIZING A VEHICLE}
본 발명은 트레일러를 견인하는 자동차, 특히 승용차의 안정화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
트레일러를 구비한 자동차에서, 속도가 과도하게 높아지거나 도로 상태가 나쁘거나 또는 횡풍 등에 의해 자동차와 트레일러의 조합체에서 롤링이 발생할 수 있다. 예를 들어 ATZ(자동차 기술지) 96(1994) 11의 674쪽 내지 689쪽에 아. 반 찬텐(A. Zanten), 에르. 에르하르트(R. Erhardt) 및 게. 파프(G. Pfaff)가 발표한 "FDR-보쉬사의 차량 동특성 제어 장치"의 논문 및 에프. 헥커(F. Hecker), 에스. 훔멜(S. Hummel), 오. 윤트(O. Jundt), 카.-데. 라임바하(K.-D. Leimbach), 이. 파예(I. Faye), 하. 슈람(H. Schramm)의 SAE지 973184 "승용차용 차량 동특성 제어 장치"에는 자동차와 세미트레일러의 차량 동특성 안정화를 위한 매우 성공적인 해결책이 공개되어 있지만, 트레일러, 특히 차량 다이내믹의 안정화를 위해 자체 액추에이터와 센서를 갖지 않은 트레일러를 견인할 때에는 어려움이 발생한다. 이는 특히 견인하는 차량보다 무거운 트레일러에도 적용된다. 이와같이, 예를 들어 주거용 트레일러를 견인하는 특히 승용차의 안정화의 문제가 발생한다.
자동차와 트레일러의 조합체에서 롤링 운동 또는 스윙 운동이 일어나면, 트레일러는 그 수직축을 중심으로 요동하며 트레일러 커플링을 통해 견인하는 자동차도 요동하게 된다. 자동차 속도가 소위 임계 속도 이하면, 진동이 흡수된다. 자동차 속도가 임계 속도와 같으면, 진동이 흡수되지 않으며, 자동차 속도가 임계 속도 이상이면, 진동은 증폭된다. 상기 임계 속도의 값은 특히 축거와 샤프트 길이와 같은 기하학 데이터, 자동차와 트레일러의 질량 및 요잉 관성 모멘트 및 축의 타이어 슬립 강도와 상관 관계에 있다. 상기 값은 승용차-분야의 차량 조합체에서 전형적으로는 90 내지 130km/h의 범위에서 조정된다. 롤링 운동 또는 스윙 운동의 주파수는 약 0.5 내지 1.5Hz이다.
본 발명의 목적은 트레일러를 견인하는 차동차에서 주행 안정성을 개선시킬 수 있는 방법 또는 장치를 제공하는데 있다. 특히 바람직한 것은 본 발명에 따른 해결책이 센서에 대한 적은 비용으로 이루어질 수 있다는 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항에 따른 방법 및 청구항 제12항에 따른 장치를 통해 달성된다. 트레일러를 견인하는 자동차, 특히 승용차의 안정화를 위해, 자동차가 롤링 운동과 관련하여 모니터링되고 롤링 운동이 검출되면 실제 주기적인, 롤링 운동에 반대가 되는 요잉 모멘트가 특히 적어도 2번의 주기 동안 자동차에 자동적으로 가해진다. 이러한 방식으로, 자동차와 트레일러의 조합체에서 롤링이 감소되고 안정화될 수 있다. 롤링이란 트레일러를 견인하는 자동차에서 실제로 주기적인 횡가속도와 실제로 주기적인 요잉 레이트(yaw rate)의 발생을 말한다. 이것은 엄격하게는 주기적인 스윙 현상은 아니며(상기 차량 조합체는 이상적 진동을 나타내지는 않는다), 오히려 일시적인 요동이 트레일러 또는 세미트레일러의 스윙 운동 주기 중에 발생할 수 있다. 상기 요동은 예를 들어 횡가속도 센서에 의해 발생되어 반복되거나 또는 되풀이되거나 또는 실제로 주기적인 신호에서 다시 나타난다. 즉, 상기 신호는 약간 가변적인 주기 시간을 갖지만, 바람직한 것은 상기 주기 시간이 시간적으로 일정한 것으로 간주되는 것이다. 가해지는 실제로 주기적인 요잉 모멘트도 정확하게 주기적인 것은 아니다. 차량 조합체의 스윙 운동의 주기에서 요동에 상응하여, 인가된 요잉 모멘트의 주기 시간도 변경된다.
롤링 운동을 검출하기 위해, 예를 들어 자동차의 횡가속도가 횡가속도 센서에 의해 측정될 수 있다. 롤링을 검출하기 위해, 상기 횡가속도 센서를 이용해 검출되는 신호의 주파수 및 진폭이 평가된다. 이 때 상기 주파수는 연속하는 영교차의 시간 간격으로부터 도출된다. 롤링은, 예를 들어 사전 결정된 주파수가 미리 정해진 주파수 대역 내에 있을 경우 그리고 그 진폭이 임계값보다 더 크면 나타난다. 이런 관계에서, 자동차의 조향 운동과 롤링을 구별할 수 있도록, 횡가속도 외에 자동차의 속도 및/또는 조향 각도를 고려하는 것은 바람직하다. 롤링 검출을 위한 예는 도9에서 설명된다.
본 발명과 관련하여, 횡가속도, 요잉 레이트 또는 요잉 가속도 및 자동차 속도와 같은 적어도 하나의 횡 동특성 변수가 검출되는 롤링 검출을 이용한다는 것은 특히 바람직하며, 이 때 롤링 운동은 적어도 하나의 횡 동특성 변수 및 속도에 따라 결정된다. 이는 횡 동특성 변수와 속도가 이들 각각에 할당된 임계값보다 더 큰지 여부를 체크함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 유리한 점은 횡가속도뿐만 아니라 요잉 레이트도 측정할 수 있다는 것이다. 그 외에도, 조향 각도를 측정하고 롤링 운동의 결정 시에 빠른 조향 운동을 고려하는 것이 롤링 운동을 검출하기에 유리하다. 게다가 조향 각도에 상응하는 신호를 필터링하는 고역 필터가 제공되는 것은 바람직하다. 상기 고역 필터를 통해 필터링된 조향 신호가 일정한 임계값보다 더 크면, 롤링 운동이 없다는 근거가 된다.
본 발명의 유리한 구성에서, 상기 요잉 모멘트의 인가는 자동차의 자동 제동을 통해 상기 요잉 모멘트가 가해지고, 이 때 자동차의 양 측에서 제동 압력이 다르게 가해진다. 이와 같이 주기적인 요잉 모멘트가 조향 운동 없이 가해지는 것이 특히 유리하다. 게다가, 자동차가 차량 동특성 제어 장치(FDR, ESP)를 가지지 않았을지라도, ABS를 장착한 자동차에서 상기 구성을 따라 본 발명을 특히 양호하게 보완할 수 있다.
본 발명의 유리한 구성에서, 자동차의 자동적인 한쪽 제동을 통해 실제 주기적인 요잉 모멘트가 가해진다. 이와 같이 자동차와 트레일러의 조합체의 특히 양호한 안정화가 얻어진다.
그 외에도, 본 발명의 유리한 구성으로서 자동차의 불안정성이 감시되고, 자동차에서 불안정성이 검출되지 않을 경우에만 요잉 모멘트가 가해진다.
그 외에도, 본 발명의 유리한 구성에서, 트레일러는 관성 브레이크 시스템을 갖는다. 실제 주기적인 요잉 모멘트가 가해진 후에 그리고/또는 그에 추가로 자동차는 트레일러의 관성 브레이크 시스템이 개시되어 자동적으로 단시간에 제동된다.
그 외에도, 본 발명의 유리한 구성으로서 자동차의 단시간의 자동 제동은 고정 위상만큼 오프셋되어 롤링 운동의 영교차의 전후에 이루어진다. 이는 특히 트레일러의 관성을 고려하고 있다. 제동은 소정의 고정 위상만큼 영교차 바로 전에 또는 그 후에 이루어진다.
트레일러의 관성이 무시할 정도이면, 자동차의 단시간의 자동 제동은 롤링 운동의 영교차에서도 이루어질 수 있다.
그 외에도 본 발명의 유리한 구성에서, 실제 주기적인 요잉 모멘트가 가해짐으로써 미리 롤링 운동이 감소되는 경우에만 자동차가 단시간에 자동적으로 제동된다.
그 외에도 본 발명의 유리한 구성에서, 자동차를 구동하는 엔진의 구동 토크의 감소를 통해 트레일러의 관성 브레이크 시스템의 개시를 위한 단시간의 자동 제동이 이루어진다.
그 외에도 본 발명의 유리한 구성으로서 자동차는 자동적으로 단시간에 가속된다.
본 발명은 유압 제동 장치와 관련하여 특히 유리하게 이용된다. 그러나 이것은 전기 유압식 또는 공기식 또는 전기 공기식 또는 전기 기계식 제동 장치에도 이용될 수 있다.
본 발명은 특히 다음과 같은 장점을 갖는다:
- 본 발명에 따른 수단은 견인하는 자동차에 작용하므로 각각의 트레일러에 독립적이다. 그에 상응하게, 본 발명의 유리한 구성에서, 추가의 센서 또는 액추에이터가 트레일러에 장착되지 않는다.
- 본 발명에 따른 수단은 ABS(브레이크 잠김 방지 장치), TCS(트랙션 제어 시스템) 또는 VDC(차량 동특성 제어 장치)에 제공되는 센서를 기초로한다. 통상 별도의 센서를 필요로하지 않다.
- 롤링 주파수는 학습될 수 있는, 즉 롤링 검출은 각각의 자동차에 스스로 적응하게 된다.
- 본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 장치의 이용 시에 롤링 진폭을 검출하기 위한 기계 장치가 트레일러 커플링에서 생략될 수 있다.
또 다른 장점 및 개별적인 설명은 이하의 실시예에 대한 설명에서 이해된다.
도1은 자동차와 트레일러의 조합체의 개략도이다.
도2는 상기 조합체의 롤링 시에 자동차의 트레일러 커플링의 진폭을 나타내는 그래프이다.
도3은 상기 조합체의 롤링 시에 자동차의 횡가속도와 요잉 레이트를 나타내는 그래프이다.
도4는 상기 조합체의 롤링 시에 자동차의 좌우측 후륜의 속도를 나타내는 그래프이다.
도5는 자동차의 우측 후륜에서 제동 압력의 본 발명에 따른 조정을 나타내는 그래프이다.
도6은 자동차의 좌측 후륜에서 제동 압력의 본 발명에 따른 조정을 나타내는 그래프이다.
도7은 안정화 장치에 대한 실시예를 도시하는 블록선도이다.
도8은 자동차와 트레일러의 조합체의 안정화를 위한 특히 유리한 실시예의 흐름도이다.
도9는 안정화 장치의 내부 구성의 블록선도이다.
도10은 도9의 제동 압력 컴퓨터의 내부 구성의 블록선도이다.
도1에는 자동차(1)와 트레일러(2)의 조합체가 도시되어 있으며, 상기 트레일러(2)는 자동차의 트레일러 커플링(3)에 연결되어 있다. RVR은 우측 전륜이며, RVL은 좌측 전륜이며, RHR은 우측 후륜이며, RHL은 좌측 후륜이다. ω는 자동차의 요잉 레이트이며, aY은 자동차(1)의 횡가속도이다. S는 자동차(1)의 트레일러 커플링의 진폭을 나타낸다.
도2에는 자동차의 롤링 시에 자동차의 트레일러 커플링(3)의 진폭(S)이 시간(t)의 변화에 따라 도시되어 있다. 이 때 상기 진폭(S)의 음의 값은 우향 진폭에 상응하며 상기 진폭(S)의 양의 값은 좌향 진폭에 상응한다.
도3에는 도2의 롤링 운동에 상응하는 횡가속도(aY)와 도2의 롤링 운동에 상응하는 요잉 레이트(ω)의 곡선이 도시되어 있다.
롤링 시에 자동차(1)의 개별 차륜의 속도는 자동차 속도(VF)에 상응하는 평균 속도의 곡선에서 벗어나 있다. 우측 후륜(RHR)의 속도(VHR)와 좌측 후륜(RHL)의 속도(VHL)가 도4에 예시되어 있다. 본 발명에 따라, 자동차(1)가 롤링 운동과 관련하여 감시되고 롤링 발생 시에 롤링 운동에 대해 반대 위상인 요잉 모멘트가 자동차에 자동적으로 인가된다. 이 때 요잉 모멘트가 특히 자동차의 후륜의 자동적인 한쪽 제동을 통해 인가되는 것이 특히 유리하다.
도5와 도6에는 자동차(1)의 일측의 자동 제동을 통해 반대 위상의 (실제 주기적인) 요잉 모멘트의 인가를 위해 우측 후륜(RHR)에서의 제동 압력(PHR)과 좌측 후륜(RHL)에서의 제동 압력(PHL)이 도시되어 있다. 도5와 도6에 도시된 것 처럼, 상기 양 제동 압력(PHR, PHL)은 반대 위상 관계에 있으며 도시된 제어에 따라서 조합체의 롤링 운동에 대해 반대 위상인 요잉 모멘트를 발생시킨다.
도7에는 본 발명에 따른 안정화 장치(20)의 실시예가 도시되어 있다. 상기 안정화 장치(20)는 조향 각도(δ)의 측정을 위한 조향각 센서(22), 자동차(1)의 요잉 레이트(ω)의 측정을 위한 요잉 레이트 센서(23), 자동차(1)의 횡가속도(aY)의 측정을 위한 횡가속도 센서(24) 및 차속(VF)의 측정을 위한 차속 센서(25)에 연결되어 있다. 예를 들어, 자동차 동특성 제어 장치가 ATZ-자동차 기술지 96(1994) 11의 674쪽 내지 689쪽에 아. 찬텐, 에르. 에르하르트 및 게. 파프가 발표한 "FDR-보쉬사의 차량 동특성 제어 장치"에 공개된 것처럼, 자동차(1)가 차량 동특성 제어 장치를 갖는 것이 구성상 유리하다. 이 경우 차속(VF)은 차속 센서(25)에 의해 인가되는 것이 아니라 차량 동특성 제어 장치에 의해 인가된다.
상기 안정화 장치(20)의 출력값은 예를 들어 자동차(1)의 차륜(RVR, RVL, RHR , RHL)에 대한 제동 압력(PVL, PVR, PHR, PHL)이거나 그에 상응하는 조정값이며, 상기 조정값은 자동차(1)의 브레이크(21)에서 제동 압력(PVL, PVR, PHR, PHL )의 조정을 가져온다.
도8에는 본 발명에 따른 원리를 적용한 자동차와 트레일러의 조합체의 안정화를 위한 특히 유리한 실시예가 도시되어 있다. 도7에 도시된 자동차(1)에 설치된 센서들의 측정값들이 제1 단계(10)에서 판독된다. 제2 단계(11)에서 트레일러 없는 자동차의 일반 운동 등식이 계산된다. 단계(11)에 따른 계산은 도9에서 상세히 설명된다.
상기 운동 등식은 간단한 수학 모델에 근거하여 자동차 운동을 설명하는 수학 관계식이다. 그런 측면에서 예를 들어 ATZ-자동차 기술지 96(1994) 11의 674쪽 내지 689쪽에 아. 찬텐, 에르. 에르하르트 및 게. 파프가 발표한 "FDR-보쉬사의 차량 동특성 제어 장치"가 참고가 된다. 아커만식이라고도 하는 상기 논문에 실린 등식 4는 그런 운동 등식을 나타낸다.
결정 블록(12)에서 운전자의 조향 운동에 근거하지 않는 요잉 레이트 또는 횡가속도가 자동차에서 발생하는지 여부가 체크된다. 이런 조건이 충족되지 않으면, 본 발명에 따른 자동차 안정화의 범위에서 간섭이 이루어지지 않는다. 그러나 이것과 예를 들어 상기의 차량 동특성 제어 장치에 의해 야기되는 자동차 안정화를 위한 또 다른 가능한 방법은 관계가 없다. 그에 반해 자동차가 불안정하지 않으면 서 자동차(1)의 롤링 또는 자동차(1)의 리어 엔드 패널의 롤링이 검출되면, 그 다음 단계(13)에서 롤링 운동의 주파수와 위상이 검출된다. 즉, 이 경우 조합체의 안정화를 위해 본 발명에 따른 간섭이 필요하게 된다.
롤링 주파수의 위상과 주파수의 결정 후에 다음 단계(14)에서 롤링 운동에 반대되는 요잉 모메트가 자동차(1)에 인가된다. 이는 자동차(1)의 양 측에 제동력이 다르게 인가됨으로써 이루어지며, 도5 및 도6에 도시된 것처럼, 요잉 모멘트의 인가가 자동차(1)의 한쪽 제동을 통해 이루어지는 것이 유리하다.
유리한 구성으로는 부가적으로 다른 결정 블록(15)과 다른 단계(16)가 제공된다. 상기 결정 블록(15)에 의해 반대 위상인 요잉 모멘트의 제공을 통해 (비교 단계(14)) 롤링 운동의 감소가 이루어지는지 여부가 검사된다. 그런 경우가 아니라면, 단계(13)가 계속된다. 그러나 반대 위상의 요잉 모멘트의 제공이 자동차(1)와 트레일러(2)의 조합의 롤링 운동의 감소를 가져오면, 자동차(1)가 자동적으로 단시간에 제동되므로(단계 16), 트레일러(2)의 관성 브레이크 시스템이 개시된다. 상기 제동 작동은 롤링 운동의 영교차로부터 고정 위상만큼 오프셋되어 이루어지는 것이 유리하다.
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본 발명의 유리한 구성에서 조합체의 속도가 임계 속도 이하로 하강된다.
도9에는 안정화 장치(20)의 내부 구성이 도시되어 있다. 이 때 도면 부호 40은 목표-요잉 레이트(ω*)의 계산을 위한 목표-요잉 레이트-컴퓨터이다. 목표-요잉 레이트(ω*)의 계산은 ATZ-자동차 기술지 96(1994) 11의 674쪽 내지 689쪽에 아. 찬텐, 에르. 에르하르트 및 게. 파프가 발표한 "FDR-보쉬사의 차량 동특성 제어 장치"에 공개된 것처럼 목표-요잉 레이트-계산식에 따라 이루어진다. 그 대신에, 자동차(1)에 위에서 언급한 차량 동특성 제어 장치가 제공되면, 상기 안정화 장치(20)는 목표-요잉 레이트(ω*)를 직접 계산하는 것이 아니라 차량 동특성 제어 장치로부터 받을 수 있다.
상기 운동 등식은 간단한 수학적 모델에 근거하여 자동차 운동을 설명하는 수학 관계식에 일치한다. 그런 측면에서 예를 들어 ATZ-자동차 기술지 96(1994) 11의 674쪽 내지 689쪽에 아. 찬텐, 에르. 에르하르트 및 게. 파프가 발표한 "FDR-보쉬사의 차량 동특성 제어 장치"가 참고가 된다. 아커만식이라도도 하는 상기 논문에 실린 등식 4는 그런 운동 등식식을 나타낸다. 상기 목표-요잉 레이트-컴퓨터를 이용해 차속 및 조향 각도에 따라서 자동차의 요잉 레이트에 대한 목표값이 검출된다. 즉, 목표-요잉 레이트의 계산은 상기 운동 등식에 의해 이루어진다.
그와 같은 방식으로 자동차의 횡가속도를 계산하는 운동 등식 역시 활용된다. 이런 경우 횡가속도에 대한 그렇게 검출된 목표값이 횡가속도 측정값과 비교된다.
요잉 레이트(ω)와 함께 상기 목표-요잉 레이트(ω*)는 목표-요잉 레이트(ω*)와 요잉 레이트(ω)의 차이로서 요잉 레이트-제어 편차(ωe)를 계산하는 차이 형성부(38)의 입력값이다. 상기 요잉 레이트-제어 편차(ωe)는 필터(37)를 이용해 필터링된다. 상기 필터(37)는 대역 필터(34), 값 형성부(35) 및 평균값 형성부(36)를 갖는다. 상기 평균값 형성부(36)는 저역 필터인 것이 유리하다. 상기 저역 필터(34)는 자동차(1)의 스윙 운동을 특성화한 주파수 범위에 있는 요잉 레이트-제어 편차(ωe)의 값만을 통과시킬 수 있도록 형성되어 있다. 이 때 상기 대역 필터는 0.5와 1.5Hz 사이의 주파수 범위에서만 통과가 이루어지도록 형성되는 것이 유리하다. 상기 필터(37)의 출력 신호는 ωef 이다.
상기 요잉 레이트-제어 편차(ωe)와 마찬가지로, 횡가속도(aY)가 필터링된다. 이를 위해 안정화 장치(20)는 필터(33)를 갖는다. 상기 필터(33)는 필터(37)에 상응하게 구성된다. 이것은 대역 필터(34)와 동일한 대역 필터(30)를 갖는다. 그 외에도 상기 필터(33)는 값 형성부(35)와 동일한 값 형성부(31)를 갖는다. 그 외에도 상기 필터(33)는 평균값 형성부(36)와 동일한 평균값 형성부(32)를 갖는다. 상기 필터(33)의 출력 신호는 ayf의 신호이다.
본 발명의 유리한 구성에서 롤링 주파수가 학습되는, 즉 롤링 검출은 스스로 각각의 조합체에 적응하게 된다. 이를 위한 유리한 구성에서, 상기 대역 필터(30 또는 40)는 조합체의 롤링 주파수로 조정된다. 여러 필터 특성값, 예를 들어 대역 필터의 차단 주파수는 각각의 조합체에 자동적으로 또는 스스로 적응하게 된다.
상기 안정화 장치(20)는 조향각 평가부(41)를 갖는다. 상기 조향각 평가부(41)는 작은 조향각(δ)의 차폐를 위한 사구역(dead zone), 느리게 진행되는 조향각 변화를 차폐하기 위한 고역 필터 및 고역-필터링된 조향각의 적분을 위한 적분기를 갖는다. 상기 조향각 평가부(41)의 출력값은 δf이다.
상기 필터(33, 37)에서, 차이 형성부(38)에서, 목표-요잉 레이트-컴퓨터(40)에서 및 조향각 평가부(41)에서 이루어지는 계산은 도8의 단계(11)에 할당된다.
도8에 따른 흐름도의 결정 블록(12)에 대한 실시예를 나타내는 롤링 검출기(39)를 이용해 롤링 운동이 있는지 없는지 여부가 결정된다. 이를 위해 본 실시예에 따라 다음의 조건이 충족되지 여부가 체크된다:
δF < S1
ayf > S2
ωef > S3
VF > S4
상기 조건에서 S1, S2, S3 및 S4는 임계값이다. 상기 임계값(S4)과 관련되는 검사는 생략될 수도 있다. 상기 롤링 검출기(39)의 출력 변수는 롤링이 부인되면 0의 값을 취하며 상기의 조건이 충족되면, 즉 롤링이 검출되면 1의 값을 취하는 2진의 값(P1)이다. 롤링이 검출되면, 자동차(1)의 차륜(RVR, RVL, RHR, RHL)에 대한 제동 압력(PVL, PVR, PHR, PHL)이 도 8에 따라 제동 압력 컴퓨터(42)를 이용해 검출된다. 이 때 단계(13, 14)가, 그리고 장착되어 있다면, 단계(16) 및 결정 블록(15)이 상기 제동 압력 컴퓨터(42)에 할당된다.
도9에 설명되는 롤링 검출 대신에 자동차의 횡가속도가 측정되거나 차륜 속 도에 대한 측정값으로부터 도출된다. 측정되거나 또는 상기 차륜 속도로부터 도출된 횡가속도는 주파수 분석(예를 들어 푸리에 분석)된다. 즉, 그에 상응하는 값은 개별 스펙트럼 성분으로 분할된다. 이런 스펙트럼 성분을 이용해 롤링 운동을 특성화한 주파수에 성분이 있는지 여부가 체크될 수도 있다. 그런 경우, 요잉 모멘트가 실제 주기적으로 제공된다.
도10에는 제동 압력 컴퓨터(42)의 내부 구성이 도시되어 있다. 이 때 도면 부호 50은 횡가속도(ay) 및/또는 요잉 레이트(ω)에 따라서 롤링 운동의 주파수(fs), 위상(φs) 및 진폭(As)을 검출하는 주파수 분석기이다. 이 실시예에 따라 롤링 운동의 주파수(fs), 위상(φs) 및 진폭(As)이 요잉 레이트(ω)에 따라서 검출된다. 롤링 운동의 주파수(fs)와 위상(φs)에 따라서 제동 압력 조정기(51)는, 신호(P1)가 롤링 운동을 나타내는 한, 자동차(1)의 차륜(RVR, RVL, RHR, RHL)에 대한 제동 압력(PVL, PVR, PHR, PHL) 또는 그에 상응하는, 자동차(1)의 브레이크(21)에서 제동 압력(PVL, PVR, PHR, PHL)의 조정을 가져오는 조정값을 검출한다. 이 때 차륜에서 조정되는 제동 압력은 롤링 주파수(fs)에 상응하게 변하게 된다(도2, 도5 및 도6 참조).
이 때 도5 및 도6에 도시된 것처럼, 자동차(1)가 단지 TCS 또는 ABS를 가지면, 후륜만을 제동시킬 수 있다. 그에 반해 자동차(1)가 차량 동특성 제어 장치(VDC, ESP)를 가지면, 자동차(1)의 모든 차륜은 반대 위상 요잉 모멘트를 제공하기 위해, 상황에 따라서 개별적으로, 제동된다. ABS, TCS 및 VDC 과 관련한 세부 사항은 예를 들어 ATZ-자동차 기술지 96(1994) 11의 674쪽 내지 689쪽에 아 반 찬텐 및 게. 파프가 발표한 "FDR-보쉬사의 차량 동특성 제어 장치"에서 알 수 있다.
롤링 운동을 검출한 경우에 요잉 모멘트가 후륜에 대한 제동 간섭을 통해서만 주기적으로 제공되는 것이 특히 유리하다. 전륜 브레이크에 대한 적절한 영향이 트레일러 또는 세미트레일러의 희망하는 안정화를 가져오지는 않는다. 자동차에 장착된 슬립 제어 또는 자동차의 드라이브 컨셉에 근거하여 본 발명에 따른 제동 간섭이 후륜에서만 실시될 수 없다면, 자동차의 모든 차륜이 제동되며, 이는 견인하는 차량과 세미트레일러 또는 트레일러의 감속을 가져오며 그 결과 관성 브레이크 시스템의 작동을 가져온다. 특히 ABS, TCS 및 VDC 가 구별될 수 있다:
브레이크 잠김 방지 장치(ABS):
휠 브레이크 실린더의 제동 압력을 운전자에 의해 조정되는 예비 압력에 의해 증가시킬 수 있거나 제동 압력을 형성할 수 있는 운전자 독립적인 제동 간섭이 전통적인 ABS에서는 실행될 수 없다. 자동차에 그런 ABS가 장착되면, 조합체의 안정화를 위해 모든 차륜의 제동만이 실시될 수 있다. 그 때문에, 이미 설명한 것처럼, 상기 관성 브레이크 시스템이 작동된다.
그 대신에, 공기식 브레이크 부스터를 장착한 ABS의 이용 역시 보완될 수 있다. 롤링이 검출되는 경우에 공기식 브레이크 부스터가 작동된다. 그 때문에, 운전자에 의해 조정되는 예비 압력이 허용되거나 제동 압력을 형성하는 것보다 더 큰 압력을 휠 브레이크 실린더에 공급하는 방법이 제공된다. 실제 주기적인 요잉 모멘트가 후륜의 휠 브레이크 실린더에 할당된 액추에이터의 제어를 통해 달성된다.
ABS에는 대량 생산 방식으로 차륜 속도 센서가 장착된다. 그것이 평소 동안에는 횡가속도 센서 또는 요잉 레이트 센서를 갖지 않는다. 즉, 이 경우, 상기 측정된 횡가속도나 요잉 레이트가 평가되지 않는다. 그 대신에, 수학 모델을 이용하여, 차륜 속도로부터 횡가속도 또는 요잉 레이트를 나타내는 값이 도출될 수 있다.
상기 횡가속도 또는 요잉 레이트 대신에 구동되지 않는 차륜의 차륜 속도의 차이 역시 평가된다.
트랙션 제어 시스템(TCS):
TCS를 이용해 자동차의 구동륜에서 추진력이 영향을 받는다. 이는 운전자에 무관하게 제동 압력을 제공하는 제동 간섭을 통해 또는 엔진 토크를 감소시키는 엔진 간섭을 통해 이루어진다.
자동차에 TCS가 장착되면, 본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 장치와 관련하여 드라이브 컨셉이 중요하다. 후륜 구동 또는 전륜 구동의 차량의 경우, 조합체의 안정화를 위해 필요한 리어 액슬에서 요잉 모멘트가 실제로 주기적으로 제공된다. 그에 반해 전륜 구동되는 차량의 경우, 안정화를 위한 방법이 존재하지 않는다. 이 경우 자동차의 차륜 전부가 제동될 수 있으며, 이는 관성 브레이크 시스템의 작동을 가져온다. 센서와 관련하여 브레이크 슬립 콘트롤이 이루어지는 실시예들이 적용된다.
차량 동특성 제어 장치(VDC, ESP):
VDC를 장착한 자동차의 경우 차륜 모두가 개별적으로 그리고 운전자에 독립적으로 제동될 수 있는, 즉 제동 압력 역시 운전자 예비 압력에 의해 커지거나 형성되어, 요잉 모멘트가 실제 주기적으로 제공될 수 있다. 더 나아가서, 모든 차륜이 동시에 제동될 수도 있으므로, 상기 관성 브레이크 시스템이 작동될 수 있다. 그 외에도, FDR의 경우 엔진 간섭을 통해 엔진 출력이 감소되고 관성 브레이크 시스템이 작동된다.
상기 주파수 분석기(50)가 단계(13)에 할당되고 제동 압력 조정기(51)는 단계(14)에 할당되어 있다. 또한, 제동 압력 조정기(42)는 롤링 운동의 진폭(As)이 단계(14)에 따른 제동을 통해 감소되는지 여부를 감시하는데 이용되는 진폭 모니터링(52)을 갖는다. 상기 진폭 모니터링(52)은 롤링 운동의 진폭이 감소하지 않으면 0의 값을 취하고 롤링 운동의 진폭(As)이 감소하면 1의 값을 취하는 신호(P2)를 출력한다. 상기 진폭 모니터링(52)에 도8의 결정 블록(15)이 할당될 수 있다. 그러므로 제동 압력 조정기(51)에 도8의 단계(16)가 할당될 수도 있다.
요잉 모멘트의 제공을 위해 제동 간섭의 실시와 관련하여 다음을 알 수 있다: 앞의 설명의 근거는 트레일러가 관성 브레이크 시스템만을 이용하고 차륜에 할당된 브레이크를 이용하지 않는다는 것이다. 트레일러가 차륜에 할당된 브레이크를 이용하는 경우에 대해, 브레이크에 대한 간섭과 관련하여 또 다른 간섭 방법이 얻어진다. 그러므로 견인하는 자동차 또는 트레일러의 브레이크가 단독으로 또는 앞서 설명할 것처럼 공동으로 제어될 수 있다. 그에 상응하는 것이 세미트레일러에도 적용된다.

Claims (12)

  1. 자동차(1), 특히 승용차에 의해 견인되는 트레일러(2)를 구비한 자동차(1)의 안정화를 위한 방법에 있어서,
    자동차(1)는 롤링 운동과 관련하여 감시되고, 롤링 운동이 검출되면 롤링 모멘트에 대해 실제로 반대 위상인 요잉 모멘트가 자동적으로 상기 자동차(1)에 주기적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 요잉 모멘트의 인가는 자동차(1)의 자동 제동을 통해 이루어지고, 자동차(1)의 양 측에 제동력이 서로 다르게 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 요잉 모멘트를 실제로 기본적으로 주기적으로 제공하는 것은 자동차의 일측의 자동적인 제동을 통해 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 실제로 요잉 모멘트의 주기적인 인가는 운전자에 의한 조향 운동에 근거하지 않는 요잉 레이트 또는 횡가속도가 존재하면 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 부가적으로 자동차(1)는 트레일러(2)의 관성 브레이크 시스템이 개시되어 자동적으로 단시간에 제동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 트레일러(2)가 관성 브레이크 시스템을 가지며, 자동차(1)는 상기 요잉 모멘트의 인가 후에, 트레일러(2)의 관성 브레이크 시스템이 개시되어 자동적으로 단시간에 제동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 트레일러(2)의 관성 브레이크 시스템을 개시하기 위한 자동적인 단시간 제동은 자동차(1)를 구동하는 엔진 구동 토크의 감소를 통해 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 자동차(1)의 단시간적 자동 제동은 고정 위상만큼 오프셋되어 롤링 운동의 영교차의 직전 또는 직후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 자동차(1)의 단시간적 자동 제동은 요잉 모멘트의 인가가 롤링 운동의 감소를 가져오는 경우에만 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 자동차(1)의 속도가 임계 속도보다 작도록 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 자동차(1)가 자동적으로 단시간에 가속되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 트레일러(2)를 구비한 자동차(1), 제1항 내지 제3항, 제5항, 제6항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항의 방법에 따른, 특히 승용차의 안정화를 위한 안정화 장치에 있어서, 자동차(1)의 롤링 운동의 검출을 위해, 그리고 롤링 운동이 검출되었을 경우 자동차(1)에 실제로 주기적인 요잉 모멘트를 인가하기 위한 수단(20)을 가지며, 상기 요잉 모멘트는 인가된 롤링 모멘트에 반대 위상인 것을 특징으로 하는 안정화 장치.
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