JPH05201230A - 走行路表面を表す信号を得るシステム - Google Patents

走行路表面を表す信号を得るシステム

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JPH05201230A
JPH05201230A JP4288214A JP28821492A JPH05201230A JP H05201230 A JPH05201230 A JP H05201230A JP 4288214 A JP4288214 A JP 4288214A JP 28821492 A JP28821492 A JP 28821492A JP H05201230 A JPH05201230 A JP H05201230A
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loop control
vehicle
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ミュラー エルマー
Rainer Kallenbach
カレンバッハ ライナー
Heinz Decker
デッカー ハインツ
Stefan Otterbein
オッターバイン シュテファン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は路面表面の推移を表す信号を得るた
めのシステムを提供することを目的としている。 【構成】 本発明によれば、道路と関連する自動車（乗
用車、オートバイ、トラックなど）の多数の電子的調節
及び制御システムにおいて考慮するために、路面特性に
関する情報が求められる。本発明は特に制動スリップ調
節、駆動スリップ制御システム（ＡＳＲ）、走行安定性
監視システム、操舵制御システム、あるいはアダプティ
ブ、セミアクティブ、部分アクティブまたはフルアクテ
ィブシャシなどの走行動特性の閉ループ制御、開ループ
制御および監視システムに適用される。本発明は、少な
くともほぼ路面凹凸の推移をリアルタイムで再現する信
号を求める方法を説明している。そのために、車体と少
なくとも１つの車輪との相対運動を表す信号が検出され
る。この信号に基づいて、本発明では、走行路表面又は
その上で転動する車輪の推移を再現する他の信号が形成
される。本発明システムは車両の１つあるいは多数の車
輪に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主請求の範囲に記載
の、特に乗用車及び商用車における走行動特性の閉ルー
プ制御、開ループ制御及び／又は監視システムに使用す
るために、走行路表面を表す信号を得るシステムに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の走行動特性を最適にするために
閉ループ制御、開ループ制御及び／又は監視システムを
使用することが知られている。この走行動特性の閉ルー
プ制御、開ループ制御及び／又は監視システムは垂直方
向の動的車両制御システムと水平方向の動的車両制御シ
ステムという２つのグループに分類することができる。
【０００３】垂直方向の動的車両制御システムの下に、
シャシ制御システムを統合することができる。このシャ
シ制御システムにおいて、例えばスカイフックダンパ、
パッシブダンパ及び／又はセミアクティブ、又は部分ア
クティブなシャシ制御システムの周波数選択的ダンパの
減衰パラメータを変化させて、快適性と安全性に関し
て、それぞれの路面タイプについて、できる限り好まし
い車両特性を得られるようにすることができる。この種
の車台制御システムは、例えばＷＯ９０／１４２４０
（ＰＣＴ／ＤＥ ９０／００３４３）、ＤＥ−ＯＳ３７
３８２８４及びＤＥ特願Ｐ３９１８７３５．７から知ら
れている。
【０００４】水平方向の動的車両制御システムは、走行
安定性監視システム、操舵（特に後車軸操舵）制御シス
テム、制動時のアンチロックシステム（ＡＢＳ）又はブ
レーキスリップ調節システム及び駆動スリップ制御シス
テム（ＡＳＲ：Antriebsschlupfregelung）に区分する
ことができる。走行安定性監視システムは、走行操作の
際、例えば障害物回避操作及び車両限界領域に近づいた
際の走行安定性を監視する。一般に走行安全にとって問
題となるこれらの走行状況においては、運転者に警告が
なされ、あるいはさらに駆動システムに介入する。操舵
制御システムにおいて、特に前車軸の他に後車軸も操舵
可能に設計されている操舵システムにおいては、走行安
定性は（特に障害物回避操作の場合に）所望に操舵に介
入して開ループ又は閉ループ制御することによって向上
される。
【０００５】特に上述の水平動力学的な車両制御システ
ムに関連して、タイヤから伝達される縦及び横方向の力
が大きな意味を持つ。「劣悪な」路面特性、すなわち例
えば垂直方向の動的車輪固有周波数の領域において凹凸
振幅が大きい場合には、それに伴って生じる動的な車輪
負荷の変化によって車輪の伝達可能な縦及び横方向の力
が減少する。車輪負荷の変化又は車輪負荷変動として
は、車輪負荷（車輪と路面の間の垂直の力）の静止特性
値からの偏差が挙げられる。
【０００６】クリンクナー（W.Klinkner）論文（「車両
サスペンションのダンパを路面及び走行状態に従って制
御する適応減衰システム（adaptives Daempfungs-Syste
m ADS zur fahrbahn- und fahrzustandsabhaengigen St
euerung von Daempfern einer Fahrzeugfederung）」Ｖ
ＤＩリポート（VDI Bericht）第７７８号、デュッセル
ドルフ１９８９年）では、垂直方向の動的車両制御シス
テムにおいて、路面の特性を記述する静的特性量に従っ
てアダプティブシャシの減衰調節が行われる。そのため
に車体及び車輪の加速度センサの信号が用いられる。こ
の論文においては、種々の周波数領域において検出され
た路面凹凸を周波数に従って分離して処理することが提
案されており、そのために並列に接続された多数のフィ
ルタが使用される。この種のシステムの欠点は、センサ
テクノロジーに関してもフィルタに関しても多大なコス
トがかかることである。
【０００７】コニーク（D.Konik）の論文（「凹凸検出
の例における測定信号に基づく未知の入力信号の計算
（Berechnung unbekannter Eingangssignale aus Messs
ignalen am Beispiel der Unebenheitsermittelung）」
アーテー・アウトマティジールングステヒニーク（at-A
utomatisierungstechnik）３９（１９９１）６号、第２
０５〜２１０頁）は、システムの測定信号から未知の入
力信号を計算することを扱っている。同論文では逆シス
テム設計を用いて、車体の加速を表す信号と、車体と車
輪との相対距離を表す信号を用いて路面の凹凸を計算し
ている。
【０００８】さらに、車両と路面との距離を測定する方
法と、特殊なセンサ（超音波、レーダ、マイクロ波な
ど）を用いて路面の凹凸を検出することも知られてい
る。さらに統計的な方法に関しては以下のテキストにお
ける文献を指摘しておく。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、路面
表面の推移を表す信号を得るためのシステムを提供する
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１に
記載の特徴によって解決される。すなわち、本発明によ
れば、特に乗用車及び商用車において走行動特性の閉ル
ープ制御、開ループ制御及び／又は監視システムに用い
るために、走行路表面を表す信号を得るシステムであっ
て、車体と少なくとも１つの車輪との相対運動を表す第
１の信号が検出され、前記第１の信号に基づいて、それ
ぞれ回転移動する車輪の下の走行路表面の推移を表す第
２の信号を形成するための第１の手段が設けられている
ことを特徴とする、走行路表面を表す信号を得るシステ
ムが提供される。
【００１１】
【作用】本発明システムにおいては、路面特性に関する
データを求めて、それを路面と結び付いた車両（乗用
車、オートバイ、トラックなど）の多数の電子調節及び
制御システムにおいて考慮できるようにしている。これ
は特に、制動時のアンチロックシステム（ＡＢＳ）又は
ブレーキスリップ調整システム、駆動スリップ制御シス
テム（ＡＲＳ）、走行安定性監視システム、操舵制御シ
ステム、あるいはアダプティブ、セミアクティブ、部分
アクティブあるいはフルアクティブなシャシの、動特性
の閉ループ制御システム、開ループ制御システム及び監
視システムに適用できるものである。本発明は、少なく
ともほぼ路面凹凸の推移をリアルタイムで再現する信号
を求める方法を記述している。そのために、車体と少な
くとも１つの車輪の間の相対運動を表す信号が検出され
る。これらの信号に基づいて本発明によれば、それぞれ
車輪が回転移動する走行路表面をリアルタイムで再現す
る他の信号が形成される。本発明システムは、車両の１
つあるいは多数の車輪に使用することができる。
【００１２】本発明システムの好ましい実施例において
は、路面凹凸をリアルタイムで再現する時間信号（多大
なデータ量）が削減される。これら多大なデータ量を削
減するために、走行路表面の推移又は走行路表面の特性
を特徴づける特性量が求められる（データ削減）。
【００１３】本発明システムの他の好ましい実施例は、
上述のようなデータ削減の結果として求められた特性量
の数を他のステップにおいてさらに削減することであ
る。これは本発明によれば、これらの特性量を分類する
ことによって行われる。
【００１４】従って本発明システムにおいては、路面凹
凸の推移をリアルタイムで再現するデータが求められ、
及び／又は走行路表面の推移に関する特性量が提供さ
れ、及び／又は分類された特性量が求められる。走行路
表面に関するこれらのデータは、本発明によれば走行動
特性の閉ループ制御、開ループ制御及び／又は監視シス
テムへ供給される。これらのシステムは、本発明により
得られたデータを考慮して、制御パラメータ、例えば動
特性の閉ループ制御システム、開ループ制御システム及
び／又は監視システムの制御パラメータ（例えば係数及
び／又はしきい値）、制御器目標値及び／又は制御アル
ゴリズムの一部を変更することにより、路面の推移に適
合される。しかし強調しなければならないことは、本発
明により得られた路面特性に関するデータは路面状態
（ドライ、ウエット、凍結など）を検出するためでな
く、単に路面凹凸ないしその特性を記述するために用い
ることができるということである。本発明システムの他
の好ましい実施例の特徴が従属請求項に記載されてい
る。
【００１５】
【実施例】本発明システムの実施例を図面に示し、以下
で詳細に説明する。この実施例においては、図１のブロ
ック回路を用いて本発明システムを説明する。
【００１６】図１において符号１００はセンサ手段を示
す。符号１０１、１０２及び１０３は信号処理を行う第
１、第２及び第３の手段を示す。これらの手段には符号
１０５で示す第５の手段から信号が供給される。符号１
０４で示すものは走行動特性の閉ループ制御、開ループ
制御及び／又は監視システムである。
【００１７】第１のステップにおいては、センサ手段１
００において車体と少なくとも１つの車輪との相対移動
を表す第１の信号が検出される。この第１の信号は、車
体と少なくとも１つの車輪間のばね変位量及び／又はば
ね変位速度を測定するセンサの処理信号である。ばね変
位量が測定される場合には、センサ手段１００の出力側
には第１の信号Ｘａｒｉ（ｔ）が出力される。センサ手
段１００でばね変位速度が測定される場合には、第１の
信号Ｘａｒｉ’（ｔ）が出力される。その場合にインデ
ックスｉは信号がｉ番目の車輪ユニットに属しているこ
とを示す。上述の第１の信号Ｘａｒｉｔ（ｔ）又はＸａ
ｒｉ’（ｔ）に加えて、あるいはその代わりに車両の少
なくとも１つの車軸の運動、例えば車軸加速度を表す第
４の信号を検出することも可能である。
【００１８】第１の手段１０１の伝達特性を図２を用い
て以下で説明する。図２の符号２０１、２０２、２０
３、２０４、２０５及び２０６は車輪ユニットに関する
２体モデルを示す。車輪は走行路２０４と接触してい
る。ここでタイヤの剛性はばね定数Ｃｒを有するばね２
０５としてモデルで記述されている。従ってばね２０６
と減衰特性を閉ループ制御できるダンパ２０３の組合せ
は、ここでは車輪ユニットの開ループ又は閉ループ制御
すべきサスペンションシステム及び／又はダンパシステ
ムを表している。本実施例においてはダンパ２０３は閉
ループ制御可能であると仮定され、ばね２０６の特性は
一定の値Ｃによって記述される。Ｘａ又はＸｒで示すも
のは車体２０１の移動又は車輪の移動であって、特に車
両の静止状態（荷物を積んでない状態）における釣合位
置からの移動を示す。Ｘｅは路面の凹凸を示す。車体の
質量はＭａで示され、車輪の質量はＭｒで示されてい
る。測定値センサ２０７は車輪ユニットのばね変位運動
を検出する。測定値センサ２０７の出力信号は場合によ
っては前処理され、センサ手段１００（図１）の出力側
には第１の信号としてＸａｒｉｔ（ｔ）又はＸａｒｉ’
（ｔ）が出力される。
【００１９】実際の車両の車輪ユニットの垂直方向の動
的運動状態は、図２に示す２体モデルによって良好に近
似される。図２に記載の座標と車両パラメータを用いて
走行路表面の推移Ｘｅ（ｔ）及び車輪ユニットと車体間
の適当なセンサによって測定された距離の理論的な関係
として、ラプラス変数をｓとしてラプラス領域における
次の式が得られる。
【００２０】
【数３】 なお、Ｍａｒ＝Ｍａ＋Ｍｒは持ち分に応じた車体質量と
車輪の質量の合計であり、Ｘａｒｉはｉ番目の車輪ユニ
ットにおける相対的なばね変位量Ｘａ−Ｘｒである。本
発明のシャシの閉ループ制御システムを実際に実現する
ためには、式（４）は都合良く使用することはできな
い。というのは必要なばね変位信号の２回の積分は開ル
ープ制御装置において安定的に実現できないからであ
る。しかし式（４）の適当な近似は次のようになり、
【数４】 ここで量ｅ、ｗ及びｄｅｌｔａは、例えば評価すべきば
ね変位運動信号に適合され、かつ安定的な積分を保証す
るフィルタパラメータである。
【００２１】式（５）は時間的に連続した、安定した４
次のフィルタを記述するものである。デジタルの開ルー
プ制御装置で実施するために、このフィルタを公知の方
法でディスクリートすることができる。その場合には第
１の装置１０１は式（５）に記述された伝達特性を有
し、ばね変位量あるいは脱平均化された（entmittelte
n）ばね変位量の検出は、第１のセンサ手段１００によ
って行われる。
【００２２】以上の説明を越えてさらに、次数減少方法
を用いてここに記述された４次のフィルタ装置（ｎ＝
４）を減少させることができる。その場合に、これは次
のようにすることによって行われる。例えば次の数式、
すなわち
【数５】 は、式（４）又は式（５）が考察する周波数帯域におい
て最適に近似されるように適合されて誤差の自乗が最も
小さくなるようにされる。それによって制御装置で必要
な計算のコストは著しく減少される。
【００２３】考察する車両においてばね変位量信号Ｘａ
ｒｉの代わりにばね変位量速度信号Ｘａｒｉ’が使用で
きる場合には、上述の方法が同様に使用される。その場
合には式（４）の代わりに、次の式
【数６】 が用いられ、式（６）の代わりに次の式
【数７】 が用いられる。
【００２４】上述の方法は考察する車両の１つあるいは
多数の車輪（ｉ＝１、２、２４６６６）に使用すること
ができる。すなわち、例えば２つの前輪のばね変位量信
号のみを考慮することも可能である。というのは後輪に
付随する路面凹凸は近似的に時間の差Ｔを有する前輪の
路面凹凸に相当するからであり、この時間の差は軸距離
Ｌと走行速度ＶからＴ＝Ｌ／Ｖに従って得られる。
【００２５】第１の手段１０１には上述の式において必
要とされるパラメータが、第１の手段に一定のパラメー
タとして格納されていない場合には、第５の手段１０５
から供給される。特に、例えば評価すべきばね変位運動
信号に適合される量ｅ、ｗ及びｄｅｌｔａは第５の手段
によって相応に選択される。
【００２６】第１の手段１０１の出力側には、それぞれ
転動する車輪の下方の走行路表面Ｘｅの推移を表す第２
の信号Ｓｉ（ｔ）が出力される。この第２の信号Ｓｉ
（ｔ）は走行動特性の閉ループ制御、開ループ制御及び
／又は監視システム１０４に直接供給することができ
る。というのは第２の信号は走行路表面の推移に関する
全情報量を有するからである。この実施例においては、
以下で説明するように、第２の信号のデータ量の削減が
行われる。それによって、本発明システムのそれぞれの
実施例に従って程度の差はあるが走行路表面のその時の
推移に関して詳細な情報を得ることができる。
【００２７】データを削減する第１の段階において、第
２の信号Ｓｉ（ｔ）が第２の手段１０２へ供給される。
第２の信号Ｓｉ（ｔ）に基づいて、あるいは他のセンサ
構成の信号に基づいて（例えば垂直の車軸加速度信号か
ら）第２の手段１０２において路面を適切に記述する１
つあるいは多数の特性量Ｋｉ（ｔ）が求められる。この
ことは、時間信号、例えば第２の信号Ｓｉ（ｔ）（多大
なデータ量）から、走行路表面ないしその特性の推移を
特徴付る少ない特性量が求められることを意味している
（データ削減）。第２の手段１０２の出力側には第３の
信号Ｋｉ（ｔ）が出力される。従って第２の手段１０２
の特徴は、第２の信号Ｓｉ（ｔ）の情報量を削減するこ
とである。
【００２８】特性量Ｋｉ（ｔ）を得るために、詳細には
種々の方法を用いることができ、それについては後述す
る。これらの方法は特性量Ｋｉ（ｔ）を形成するため
に、単独で、あるいは組み合わせて用いることができ
る。
【００２９】１．走行路表面の推移を記述する第２の信
号Ｓｉ（ｔ）の（ＲＭＳ−）実効値及び／又はピーク値 第２の信号Ｓｉ（ｔ）に基づいて、第２の信号Ｓｉ
（ｔ）のＲＭＳ−（ルートミーンスクエア）実効値、移
動ＲＭＳ−実効値及び／又はピーク値等の統計的特性値
が求められる。実効値を形成するために、上述の信号の
絶対値をそれぞれアナログあるいはデジタルで形成する
ことができる（整流）。次にローパスフィルタリングす
ることによって実効値の推定値が得られる。絶対値の形
成に加えて、ないしはその代わりに考慮した信号を自乗
し、次にローパスフィルタリングして、根を求める場合
には、推定されたＲＭＳ−実効値が得られる。
【００３０】ピーク値を形成するためには、固定された
期間にわたって、すなわち選択可能な時間間隔にわたっ
て、考察する量の最大発生信号振幅（第２の信号Ｓｉ
（ｔ））が考察される。その場合に選択可能な時間間隔
は、常に実際の時間の推移に追従するように、スライデ
ィングタイムウィンドウとして構成される。
【００３１】２．所定の信号振幅分類及び選択可能な時
間間隔の内での頻度を求める計数方法 この場合には振幅分類に細分することによって、第２の
信号Ｓｉ（ｔ）のディスクリートな振幅分布が形成され
る。その後対応する振幅値の発生頻度が固定の期間（選
択可能な時間間隔）の内部で求められる。その場合に考
察される期間は移動時間窓を形成するために常に実際の
時間の推移に追従される。実際の（符号を有する）振幅
値の代わりに振幅の絶対値で代用することもできる。
【００３２】ディスクリートな振幅分布に基づいてさら
にデータを削減するために簡単な方法で平均値、分散及
びより高次の統計的モーメントなどの統計的な特性値を
求めることができる。さらにデータを削減するために、
特にまた与えられたタイプの数式の所定の関数を、例え
ば誤差の自乗を最小にするために振幅分布の形状に適合
させることも可能である。この関数のこのようにして求
められたパラメータを分類に使用することができる。例
えばここではガウス分布の適合を例に挙げると、パラメ
ータから平均値と分散はガウス分布に従う。他の例は多
項式関数の適合である。その場合にはパラメータとして
多項式係数あるいは特性量として多項式のゼロ設定が使
用される。
【００３３】３．周波数分析。この場合には第２の信号
Ｓｉ（ｔ）の信号振幅のスペクトル分布が周波数分析に
関する公知のアルゴリズムを用いて（例えばエフ・エフ
・ティー・ブリグハム、イー・オー（FFT、Brigham、E.
O.）：高速フーリエ変換（The Fast Fourier Transfor
m）、ペンティッチ・ホール（Prentich-Hall）、エンジ
ェルウッド・クリフス（Engelwood Cliffs）、ニュージ
ャージー、１９７４年））固定の期間（選択可能な時間
間隔）の内部で周波数に従って求められる。その場合に
考察される期間は、常に実際の時間の推移に追従するべ
く、スライディングタイムウィンドウを形成する。
【００３４】このようにして得られた周波数離散的なス
ペクトル分布からさらにデータを削減するために、第２
の信号Ｓｉ（ｔ）の平均値、分散及び実効値などの統計
的な特性値が簡単な方法で求められる。さらにデータを
削減するために、特に与えられたタイプの数式の所定の
関数を例えば誤差の自乗を最小にするためにスペクトル
分布の形状に適合させ、この関数のこのようにして得ら
れたパラメータを分類に使用することもできる。すなわ
ち、例えば有理分数関数の適応を行うことができ、その
場合に分類のパラメータとして多項式係数あるいは有理
分数関数の極まはたゼロ設定を選択することができる。
【００３５】４．パラメータ同定方法 この場合には、実際に得られる第２の信号Ｓｉ（ｔ）を
一つ又は複数の仮定的なホワイトノイズランダムプロセ
スＷｉ（ｔ）に還元する、いわゆるフォームフィルタの
簡略化された動的モデル、例えば、差分方程式、微分方
程式又は伝達関数の形をしたモデルが第２の信号Ｓｉ
（ｔ）から同定される。（ボックス・ジー・イー・ピー
（Box、G.E.P.）、ジェンキンス・ジー・エム（Jenkins、
G.M.）：時系列分析／予測と制御（Time Series Analys
is-Forecasting and Control）、ホールデン・デイ（Ho
lden-Day）、サンフランシスコ、１９７６）。この種の
モデルを同定するために多数のパラメータ同定方法が知
られている（アイクホフ・ピー（Eykhoff、P.）：システ
ム同定、パラメータ及び状態推定（System Identificat
ion、Parameter and State Estimation）、ウィレイ・ア
ンド・サンズ（Wileyand Sons）、ロンドン １９７
４）。例えばそれについては、最小二乗推定方法、最大
尤度推定方法、相関方法あるいはＦＦＴベースの方法が
文献に記載されている（アイクホフ・ピー（Eykhoff、
P.）：システム同定、パラメータ及び状態推定（System
Identification、Parameter and State Estimation）、
ウィレイ・アンド・サンズ（Wiley and Sons）、ロンド
ン １９７４）及びアストレム・ケー・ジェー（Astroe
m,K.J.）：最大尤度及び予測誤差方法（Maximun Likeli
hood and Prediction Error Methods）、オートマティ
カ（Automatica）（１６）１９８０，第５５１〜５７４
頁、及びベーダット・ジェー・エス（Bedat,J.S.）、ピ
エルソル・アー・ゲー（Piersol,A.G.）：相関及びスペ
クトル分析の工学応用（Engineering Application of C
orrelation and Spectral Analysis）、ウィレイ・アン
ド・サンズ（Wiley and Sons）、ロンドン １９８
０）。
【００３６】路面分類のためのパラメータとしては、こ
の場合にはホワイトノイズランダムプロセスＷｉ（ｔ）
の強度と同定するフォームフィルタの係数（動特性モデ
ル）が考察される。
【００３７】第２の手段１０２において第２の信号Ｓｉ
（ｔ）を処理することによって、上述の方法を用いて、
走行路表面の推移を特徴づけるパラメータないし特性量
Ｋｉ（ｔ）が得られる。上述の方法は特性量を求めるた
めに個別にあるいは組み合わせて使用することができ
る。上述の方法における時間間隔の選択は、固定的に選
択してもよく、あるいは走行状態を変化させ、及び／又
は表す量に従って選択することもできる。この時間間隔
及び上述の方法を実施する他のパラメータは第５の手段
１０５によって第２の手段１０２へ供給される。その場
合に特に、時間範囲の選択は、走行速度及び／又は走行
路表面自体の推移に従って行われることに言及してお
く。
【００３８】第２の手段１０２の出力側には、上述の１
つあるいは複数の方法に従って求められた特性量を表す
第３の信号Ｋｉ（ｔ）が出力される。この第３の信号Ｋ
ｉ（ｔ）に基づいて第３の手段１０３においてさらにデ
ータ削減が行われる。これは好ましくは第３の信号Ｋｉ
（ｔ）を分類することによって行われる。このことは、
第３の信号Ｋｉ（ｔ）ないし得られた走行路表面の特性
値を１つあるいは多数の異なるしきい値と比較すること
によって行われる。分類は論理的な結果あるいは比較結
果に従った数値として表現することができる。特徴が多
数ある場合には、「クラスタ形成」するために、付随す
る種々のしきい値を満たすことと付加的な論理的結合
（アンド、オア、イクスクルーシブ−オア）あるいはそ
れの組合せを結合し、このように結合され、ないしは組
み合わされた特徴が満たされた場合にだけ分類結果を対
応させることが重要である。
【００３９】従って第３の手段１０３においてはデータ
を削減するために、第３の信号Ｋｉ（ｔ）をしきい値と
比較して第３の信号Ｋｉ（ｔ）の分類が行われる。その
場合にしきい値は固定的に選択され、あるいは走行状態
を変化させ、及び／又は表す量に従って選択される。第
３の手段１０３の出力側には分類結果として分類された
第３の信号Ｋｌｉ（ｔ）が出力される。
【００４０】この分類された第３の信号Ｋｌｉ（ｔ）は
走行動特性の閉ループ制御、開ループ制御及び／又は監
視システム１０４へ供給される。走行動特性の閉ループ
制御、開ループ制御及び／又は監視システムの内で分類
された第３の信号Ｋｌｉ（ｔ）が考慮されて、制御パラ
メータ、例えば走行動特性の閉ループ制御、開ループ制
御及び／又は監視システムの制御パラメータ（例えば係
数及び／しきい値）、制御器目標値及び／又は制御アル
ゴリズムの一部が、分類された第３の信号Ｋｌｉ（ｔ）
に従って変化される。
【００４１】走行動特性の閉ループ制御、開ループ制御
及び／又は監視システムを走行路表面の推移にこのよう
に適合させることは、第３の手段１０３を迂回して第３
の信号Ｋｉ（ｔ）によって行うこともできる。いずれの
場合においてもこのことは、それぞれの走行動特性制御
システムがある程度路面条件に適合されることを意味し
ている。
【００４２】走行動特性の閉ループ制御、開ループ制御
及び／又は監視システム１０４の例としては、次のシス
テムを挙げることができる。その場合には後述のシステ
ムの組合せも使用することができる。
【００４３】Ｉ．垂直方向の動的車両制御システム １．シャシ制御システム：サスペンション及び／又はダ
ンパパラメータの変化が、例えばスカイフックダンパ、
パッシブダンパ、セミアクティブあるいは部分アクティ
ブなシャシ制御システムの周波数選択的ダンパ内で、そ
れぞれのタイプの路面に関して快適性及び走行安全性に
関してできるだけ好ましい車両特性が得られるように行
われる。
【００４４】ＩＩ．水平方向の動的車両制御システム １．走行安定性監視システム 例えば障害回避操作の際の走行安定性を監視し、車両限
界領域に接近した場合には運転者に警告し、あるいはさ
らに自動的に駆動システムに介入するシステムが知られ
ている。
【００４５】２．操舵制御システム、特に後車軸操舵シ
ステム 例えば障害回避操作の場合に、所望に操舵に介入して開
ループ又は閉ループ制御を行って走行安定性を向上させ
る操舵システムが知られている。その場合に特に前車軸
に加えてさらに後車軸の車輪も操舵可能に設計されてい
る操舵システムが挙げられる。
【００４６】３．制動時のロック防止システム（ＡＢ
Ｓ）又は制動スリップ調節システム（安定性向上、操舵
可能性最適化）が従来技術から知られている。
【００４７】４．駆動スリップ制御システム（ＡＳＲ）
も従来技術から知られている。
【００４８】水平方向の動的車両制御システムに関連し
て、タイヤから伝達可能な縦および横方向の値からが重
要である。路面特性が「劣悪」である場合、例えば垂直
方向の動的車輪固有周波数の領域における凹凸振幅が大
きい場合に、それに伴って生じる動的な車輪付加の変化
が車輪の伝達可能な縦及び横方向の力を減少させる。上
述の本発明システムを行う方法によって、適当な適応方
法により水平方向の動的車両システムの特性を路面状況
に適合させることが保証される。垂直方向の動的車両制
御システムの場合には、例えば路面の条件に従ってシャ
シ制御システムが変化され、走行上問題のない状況にお
いてはできるだけ快適な同調が選択され、走行上問題と
なる状況の場合で、同時に劣悪な路面特性が存在する場
合には、できるだけ安全で、例えばハードなシャシ同調
が実施される。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、路面特性に関するデータを求めて、それを路
面と結び付いた車両（乗用車、オートバイ、トラックな
ど）の多数の電子調節及び制御システムにおいて考慮す
ることが可能である。本発明は、特に、制動時のアンチ
ロックシステム（ＡＢＳ）又はブレーキスリップ調整シ
ステム、駆動スリップ制御システム（ＡＲＳ）、走行安
定性監視システム、操舵制御システム、あるいはアダプ
ティブ、セミアクティブ、部分アクティブあるいはフル
アクティブなシャシの、動特性の閉ループ制御システ
ム、開ループ制御システム及び監視システムに適用可能
である。また、本発明によれば、少なくともほぼ路面凹
凸の推移をリアルタイムで再現する信号を求めることが
できる。そのために、車体と少なくとも１つの車輪の間
の相対運動を表す信号が検出される。これらの信号に基
づいて本発明によれば、それぞれ車輪が回転移動する走
行路表面をリアルタイムで再現する他の信号が形成され
る。
【００５０】さらに、本発明システムの好ましい実施例
においては、路面凹凸をリアルタイムで再現する時間信
号（多大なデータ量）が削減される。さらにまた、本発
明システムの他の好ましい実施例によれば、上述のよう
なデータ削減の結果として求められた特性量の数を他の
ステップにおいてさらに削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明システムを示すブロック回路図である。
【図２】２体モデルを示す説明図である。
【符号の説明】
２０１ 車体 ２０２ 車輪 ２０３ ダンパ ２０４ 路面 ２０５ タイヤ ２０６ サスペンション ２０７ センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナー カレンバッハ ドイツ連邦共和国、7050 バイブリンゲン −ノイシュタット、クククベーク６ (72)発明者 ハインツ デッカー ドイツ連邦共和国、7257 ディッチンゲン −シェッキンゲン、シュロスシュトラーセ 36 (72)発明者 シュテファン オッターバイン ドイツ連邦共和国、7000 シュツットガル ト30、ハイデシュトラーセ45

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】特に乗用車及び商用車において走行動特性
    の閉ループ制御、開ループ制御及び／又は監視システム
    に用いるために、走行路表面を表す信号を得るシステム
    であって、 車体と少なくとも１つの車輪との相対運動を表す第１の
    信号［Ｘａｒｉ（ｔ）又はＸａｒｉ’（ｔ）］が検出さ
    れ、 前記第１の信号［Ｘａｒｉ（ｔ）又はＸａｒｉ’
    （ｔ）］に基づいて、それぞれ回転移動する車輪の下の
    走行路表面の推移を表す第２の信号［Ｓｉ（ｔ）］を形
    成するための第１の手段（１０１）が設けられているこ
    とを特徴とする、走行路表面を表す信号を得るシステ
    ム。
  2. 【請求項２】前記第２の信号［Ｓｉ（ｔ）］に基づい
    て、走行路表面の推移に関して適当な特性量を表す第３
    の信号［Ｋｉ（ｔ）］を形成するための第２の手段（１
    ０２）が設けられていることを特徴とする、請求項１に
    記載のシステム。
  3. 【請求項３】前記第３の信号［Ｋｉ（ｔ）］を分類する
    ための第３の手段（１０３）が設けられることを特徴と
    する、請求項１又は２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】前記第３の信号［Ｋｉ（ｔ）］及び／又は
    前記分類された第３の信号［Ｋｌｉ（ｔ）］が考慮され
    て、走行動特性の閉ループ制御、開ループ制御及び／又
    は監視システムの制御パラメータ（例えば係数及び／又
    はしきい値）、制御目標値及び／又は制御アルゴリズム
    の一部が、前記第３の信号［Ｋｉ（ｔ）］及び／又は前
    記分類された第３の信号［Ｋｌｉ（ｔ）］に従って変化
    され、それにより動特性の閉ループ制御、開ループ制御
    及び／又は監視システム（１０４）が、走行路表面の推
    移に適合されることを特徴とする、請求項１ないし３の
    いずれかに記載のシステム。
  5. 【請求項５】前記走行動特性の閉ループ制御、開ループ
    制御及び／又は監視システム（１０４）として、 シャシ制御システムなどの垂直方向の動的車両制御シス
    テム、及び／又は走行安定性監視、操舵制御、特に後車
    軸操舵制御、制動スリップ調節及び／又は駆動スリップ
    制御の各システムなどの水平方向の動的車両制御システ
    ム、が設けられることを特徴とする請求項１ないし４の
    いずれかに記載のシステム。
  6. 【請求項６】前記第２の手段（１０２）において、前記
    第２の信号［Ｓｉ（ｔ）］の情報量の削減が行われるこ
    とを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の
    システム。
  7. 【請求項７】前記第３の手段（１０３）において、前記
    第３の信号［Ｋｉ（ｔ）］が１又は多数のしきい値と比
    較され、その比較に従って前記分類された第３の信号
    ［Ｋｌｉ（ｔ）］が形成されることにより、前記第３の
    信号［Ｋｉ（ｔ）］の分類が行われ、その場合に前記し
    きい値が固定的に選択されるか、又は走行状態の変化量
    及び／又は走行状態を表す量に従って選択されることを
    特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載のシス
    テム。
  8. 【請求項８】前記第２の信号［Ｓｉ（ｔ）］の情報量を
    削減するために、前記第２の手段（１０２）において、 前記第２の信号［Ｓｉ（ｔ）］の実効値及び／又はピー
    ク値が選択可能な時間間隔内で求められ、及び／又は、 所定の信号振幅分類及び選択可能な時間間隔の範囲内で
    の頻度を求めるために計数処理が行われ、及び／又は前
    記第２の信号［Ｓｉ（ｔ）］の信号振幅のスペクトル分
    布が選択可能な時間間隔の範囲内で周波数に従って求め
    られ、その場合に、その時間間隔が実際の時間経過に追
    従するようにスライディングタイムウィンドウの形式を
    とり、このスペクトル分布から前記第２の信号［Ｓｉ
    （ｔ）］の平均値、分散及び実効値など統計的特性値が
    求められ、及び／又はパラメータ同定方法が用いられ、 その場合に、前記時間間隔が固定的に選択され、又は走
    行状態の変化量及び／又は走行状態を表す量に従って選
    択されることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれ
    かに記載のシステム。
  9. 【請求項９】前記第１の信号［Ｘａｒｉ（ｔ）又はＸａ
    ｒｉ’（ｔ）］に加えて、あるいはその代わりに、車両
    の少なくとも１つの車軸の移動、例えば車軸加速度を表
    す第４の信号が検出されることを特徴とする、請求項１
    ないし８のいずれかに記載のシステム。
  10. 【請求項１０】前記第１の手段（１０１）の伝達特性
    が、車両の車輪ユニットの垂直方向の動特性を記述する
    車両モデルを用いて求められ、その場合に、例えば前記
    第１の手段（１０１）の伝達特性がラプラス領域におい
    て、ｓを通常のラプラス変数として、前記第１の手段
    （１０１）の入力信号としてばね変位量を表す前記第１
    の信号［Ｘａｒｉ（ｔ）］が印加される場合に、 【数１】 で表され、又は、 前記第１の手段（１０１）の入力信号として、ばね変位
    速度を表す前記第１の信号［Ｘａｒｉ’（ｔ）］が印加
    される場合には、 【数２】 で表されることを特徴とする、請求項１から９のいずれ
    かに記載のシステム。
JP4288214A 1991-10-05 1992-10-05 走行路表面を表す信号を得るシステム Pending JPH05201230A (ja)

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