JP2000203314A - 障害物の近接範囲で自動車を制動する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両が徐々に障害物へ接近する際の反応時間
を最小にする。 【構成】 障害物との衝突を回避するため、小さい速度
で近接範囲にある自動車の制動方法において、車両と障
害物との間隔及び相対速度がセンサにより求められ、必
要な制動圧力及び減速度を計算するための基礎とされ
る。制動圧力は少なくとも部分的に運転者に関係なく発
生される。相対速度が閾値を下回り、間隔が近接限界を
下回る場合、制動トルクが機関トルクより小さい値に調
節される。間隔が近接限界より小さい停止限界を下回る
と、制動トルクが機関トルクを上回るように、機関トル
クが調節される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１及び１１
に記載の障害物の近接範囲で自動車を制動する方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３１
０３５４号明細書から、車両と先行する車両との間隔又
は相対速度が特定の限界値より下に低下する場合、自動
的に制動力を発生する車両用の自動制動制御システムが
公知である。このため両方の車両の間隔及び速度が求め
られ、計算装置において所定の限界値と比較される。測
定される間隔又は相対速度が限界値を下回る場合、制動
装置を制御する制御装置において制動信号が発生され、
この制動信号を介して、必要な間隔又は相対速度が再び
得られるまで、車両が減速される。

【０００３】しかしこの刊行物から、車両と障害物との
小さい間隔及び相対速度で近接範囲における制動過程を
どのように最適化できるかは、わからない。このような
走行操縦では、例えば割込み駐車の際、場合によっては
数センチメートルになることがある僅かな間隔のため、
障害物との衝突を避けるために、加速ペダルから制動ペ
ダルへの変化のため運転者の速やかな反応が要求され
る、という問題がある。狭い場所的状況では、障害物に
対する僅かな間隔で車両を操縦することがしばしば必要
であり、これらの操縦では通常僅かな速度にもかかわら
ず、運転者のわずかに遅れる反応でも損傷を生じること
がある。更に運転者の誤った反応及びパニツク反応、例
えば運転者の望まない車両運動を生じ、かつ一層大きい
損傷をひき起こす可能性のある強力すぎるペダル操作
を、排除することができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】障害物へ徐々に接近す
る場合の反応時間を最小にするという問題が、本発明の
基礎になっている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この問題は、本発明によ
れば、請求項１及び１１の特徴により解決される。

【０００６】この新しい方法によれば、障害物への接近
は、車両と障害物との間隔に応じて２つの段階に区分さ
れる。第１の段階では、車両は障害物への近い距離の所
にあるが、間隔は車両を小さい速度で低速走行させるた
めにまだ十分な大きさである。この段階で車両と障害物
との間隔は、２つの与えられるか又は計算された限界
値、即ち近接限界と停止限界との間にあり、近接限界を
下回ると第１の段階が始まり、停止段階を下回ると第２
の段階が始まり、この第２の段階で車両はその最終的な
位置へもたらされ、車両速度が通常零に減少せしめられ
る。

【０００７】第１の段階において近接限界を下回った
後、車両速度も与えられるか又は計算された閾値を下回
る限り、車両を減速する制動トルク及び加速する機関ト
ルクは零より大きい値に調節されるが、機関トルクの値
が制動トルクの値を上回るという付加的な条件のもとで
調節される。この段階で車両は逆向きのトルクを受け
る。即ち一層大きい機関トルクのため、車両は動いたま
まであり、最終的な位置へ達する前における車両の停止
が防止される。しかし同時に制動が既にかけられてい
る。

【０００８】第１段階で制動トルク及び機関トルクが車
両へ作用するので、制動トルク及び機関トルクの変化へ
の制御装置及び機関の反応時間は最小値に限定される。
なぜならば、慣性による遅れ及び伝達時間損失が生じな
いからである。車両は自発的に反応し、更に与えられた
外部の場所的状況を最適に利用することができる。

【０００９】車両が障害物へ更に接近することにより、
停止限界を下回り、第２の段階が始まる。第２の段階に
おいて、制動トルクと機関トルクとの間の定性的な関係
が反転する。今や制動トルクが機関トルクを上回る結
果、車両速度が減少せしめられ、障害物との衝突が回避
される。制動トルクと機関トルクとの関係の反転は、制
動トルクの増大によるか、機関トルクの減少によるか、
又は両者の組合わせにより達せられ、制動装置への介入
を行うか又は機関駆動トルクの調節のため機関制御装置
への介入を行うかの決定は、残っている間隔、相対速
度、相対減速度、障害物の種類及び大きさ、走行操縦の
形式、所定の制動機能のようなパラメータ及び状態量に
関係させることができる。

【００１０】制動装置への変化介入及び機関制御装置へ
の変化介入はできるだけ短い時間で行うことができる。
なぜならば、既に両方の素子は制動トルク又は機関トル
クの作用を受けており、従ってトルク確立の際遅れは生
じないからである。それにより特に近接範囲における走
行操縦、例えば障害物に対する僅かな間隔で車両の始動
を必要にする割込み駐車過程を最適に行うことができ
る。減速の急変又は衝撃を回避しかつ同じに空間をでき
るだけよく利用しながら、車両の停止まで連続的な制動
を行うことが可能である。均一な減速は、運転者の望ま
しくない反応を回避するのを助ける。更にブレーキ・バ
イ・ワイヤシステムを持つ車両において、運転者に知覚
されない自動的な制動介入を行うことができ、運転者に
より制動ペダルを介して発生される制動圧力を、自動的
に発生される制動圧力により強化するか又は減じること
ができる。

【００１１】方法の好都合な展開では、第１段階におい
て、近接限界と停止限界との間の間隔で、特に割込み駐
車の間に最大約５ｋｍ／ｈまでの速度範囲である一定の
速度で車両が動くように、制動トルク及び機関トルクが
調節される。

【００１２】好ましい実施形態では、障害物確認システ
ムが使用されて、障害物の大きさ及び形式を確認し、か
つこれらのパラメータに応じてかじ取り旋回又はかじ取
り角推移を計算し、障害物を回避するか、又は障害物を
考慮して最適な走行機能を実現する。かじ取り旋回又は
かじ取り角推移は、運転者に光又は音で表示するか、又
は調節素子を使用して自動的に行うことができる。後者
の場合運転者により行われるかじ取り角介入を強化する
か減じて、車両を計算された最適な機能に追従させるの
が好都合である。制動介入及びかじ取り角介入の際、運
転者により規定される値からの偏差を所定の限界内のみ
で許容して、車両挙動についての最終的な決定を運転者
に任せ、更に安全上の理由から車両反応が運転者の規定
に起因するという感じを運転者へ伝えるのが有利であ
る。

【００１３】新しい方法の実施に特に適した有利な装置
によれば、車両と障害物との間隔を求めかつ相対速度を
求める装置が設けられている。更に装置は、最適な制動
方策、運転者に関係なく制動装置を操作する制動機操作
装置、及び場合によってはかじ取り角を調節する調節素
子を含むかじ取り角センサを含んでいる。

【００１４】間隔及び相対速度を求める装置において、
調整兼制御装置へ引続く処理のため入力信号として供給
可能な適当な信号が発生される。調整兼制御装置におい
て、これらの入力信号が、間隔及び相対速度の閾値を表
わす信号として比較される。両方の入力信号が対応する
閾値より小さいと、車両は低い速度で障害物へ接近し、
既に障害物への近接範囲にある。それから調整兼制御装
置において、機関制御装置を介して機関トルクに影響を
及ぼしかつ制動機操作装置を介して制動トルクに影響を
及ぼす調節信号を発生し、両方のトルクが零より大きい
値に調節されるが、制動トルクは機関トルクより小さい
値に調節される。

【００１５】車両と障害物との間隔は、適切に周期的な
間隔で連続的に求められる。間隔が停止限界を下回る
と、調整兼制御装置は、今や制動トルクが機関トルクを
上回るようにする別の調節信号を発生し、それから車両
が場合によっては停止するまで更に制動される。

【００１６】間隔及び相対速度を求める装置では、レー
ダ装置、赤外線装置又はレーザ装置等が用いられる。特
にかじ取り角規定値のために、別の装置として画像確認
システムを設けることができる。

【００１７】別の有利かつ好都合な実施形態は、別の請
求項、図面の説明及び障害物の前で車両を制動する流れ
図を示す図面からわかる。

【００１８】

【実施例】段階１によれば、車両と障害物との間隔Δ_Ｓ
及び相対速度Δ_Ｖが測定される。次の段階２において、
測定された間隔Δ_Ｓが、近接限界を表わす限界値ｓ_ＮＧ
と比較され、この近接限界を下回ると別の手段が始動さ
れる。限界値ｓ_ＮＧは、すべての状況又は特定の状況に
対して固定的に規定するか又は計算することができる。
例えばすべての割込み駐車操縦に対して特定の限界値ｓ
_ＮＧを規定することができる。同時に段階２において、
相対速度Δｖが閾値ｖ_ｓと比較される。

【００１９】どんな操縦を現在行うかについての決定
は、センサ又は計算機又は手により求められるか又は入
力されるパラメータ及び状態量に基いて、例えば画像確
認システムに記録されているデータと基準データ等との
比較によって、行うことができる。

【００２０】段階２において行われる比較において、間
隔Δｓが、近接限界ｓ_ＮＧより下にはなく、相対速度Δ
ｖがまだ閾値Δｓより下に低下していないことが確認さ
れる場合、段階１へ戻され、規則正しい周期的間隔で再
度の間隔及び相対速度の測定が行われる。

【００２１】間隔Δｓが、近接限界ｓ_ＮＧより下に低下
し、更に相対速度Δｖがまだ閾値Δｓより下に低下する
と、段階３に示す過程が開始される。

【００２２】間隔及び相対速度は、段階３に示される方
策を開始するため累加的に満たすべき基準として処理さ
れる。しかし場合によっては間隔のみを別の段階のため
の開始基準として考慮するのも好都合である。

【００２３】段階３によれば、制動装置を介して及ぼさ
れる制動トルクＭ_Ｂｒと、走行方向に車両に作用しかつ
機関により発生される駆動トルク及び不整地により生じ
るオーバーラントルクから加算的に合成される機関トル
クＭ_Ｍとが、互いに整合されて、制動トルクトルクＭ
_Ｂｒ及び機関トルクＭ_Ｍが零より大きい値をとり、機関
トルクが制動トルクを上回るようにされている。機関ト
ルク及び制動トルクの初期値に応じて、前記の条件が満
たされるまで、両方のトルクが減少又は増大せしめられ
る。

【００２４】機関トルクＭ_Ｍが制動トルクＭ_Ｂｒを上回
っているので、車両は連続的に動く。車両と障害物との
相対速度の閾値及び制動トルクと機関トルクとの比は、
近接限界ｓ_ＮＧを上回った後車両が均一な一定速度で前
進するように選ばれ、車両速度は好都合に小さい値例え
ば約５ｋｍ／ｈに定められる。

【００２５】車両へ作用するトルクの調節後、次の段階
４で再び車両と障害物との間隔Δｓが検査され、次の段
階５において計算されるか又は所定の限界値即ち停止限
界ｓ_ＳＧと比較される。停止限界ｓ_ＳＧは、車両と障害
物との間の近接限界ｓ_ＮＧより小さい間隔を示してい
る。停止限界は、場合によっては車両の停止まで車両速
度の引続く減少措置が開始される間隔を示している。

【００２６】段階５による比較の際、間隔Δｓが停止限
界ｓ_ＳＧをまだ下回らなかった場合、車両は依然として
近接限界ｓ_ＮＧと停止限界ｓ_ＳＧとの間にあり、段階４
へ戻され、この段階４において周期的に更に間隔測定が
行われる。間隔Δｓが停止限界ｓ_ＳＧを下回る場合、段
階６により、制動トルクＭ_Ｂｒが機関トルクＭ_Ｍを上回
り、従って速度が更に減少されるまで、制動トルクＭ
_Ｂｒ及び機関トルクＭ_Ｍが増大せしめられる。段落００
０７で方法が終了し、車両速度が零になる。

【００２７】段階３による方法の段階及び段階６による
方法の第２段階において行われるトルクの整合は、それ
ぞれのトルクの増大又は減少によって行うことができ
る。安全性及び走行の快適さを考慮して障害物への最適
な接近又は障害物の迂回を保証するため、トルクの整合
は所定の限界内で特に運転者の反応とは無関係に行われ
る。

【００２８】障害物確認システムと有利に結合されて運
転者とは無関係にかじ取り角を調節する装置を更に設け
ることができる。かじ取り角調節装置は間隔及び相対速
度の確認システムと組合わせて、運転者がとるか又は計
算機が求める車線にある障害物を自動的に回避するのを
可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】障害物の前で車道を制動するための流れ図であ
る。

【符号の説明】

Δｓ 車両と障害物との間隔 Δｖ 車両と障害物との相対速度 ｖ 相対速度の閾値 Ｍ_Ｂｒ 制動トルク Ｍ_Ｍ 機関トルク ｓ_ＮＧ 近接限界 ｓ_ＳＧ 停止限界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルミン・ミユレル ドイツ連邦共和国ビヒンゲン・シレルシユ トラーセ11 (72)発明者 トーマス・レーリツク−ゲリツケ ドイツ連邦共和国デイツインゲン・ミユー ルシユトラーセ４ (72)発明者 ラインホルド・シエーブ ドイツ連邦共和国ガウフエルデン・アイヒ エンシユトラーセ４ (72)発明者 ハリー・トレステル ドイツ連邦共和国タム・カルヴエルシユト ラーセ８

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 障害物の近接範囲で衝突を回避するため
   小さい速度で自動車を制動する方法であって、車両と障
   害物との間隔（Δｓ）及び相対速度（Δｖ）をセンサに
   より求めて、必要な制動圧力及び減速度の計算の基礎と
   し、制動圧力を少なくとも部分的に運転者とは無関係に
   発生する方法において、 相対速度（Δｖ）が閾値（ｖ_ｓ）を下回り、間隔（Δ
   ｓ）が近接限界（ｓ_ＮＧ）を下回る場合、制動トルク
   （Ｍ_Ｂｒ）及び機関駆動トルクとオーバーラントルクか
   ら構成される機関トルク（Ｍ_Ｍ）を、制動トルク（Ｍ
   _Ｂｒ）及び機関トルク（Ｍ_Ｍ）が零より大きく、制動ト
   ルク（Ｍ_Ｂｒ）が機関トルク（Ｍ_Ｍ）より小さいように
   調節し、 近接限界（ｓ_ＮＧ）より小さい停止限界（ｓ_ＳＧ）を間
   隔（Δｓ）が下回る場合、制動トルク（Ｍ_Ｂｒ）が機関
   トルク（Ｍ_Ｍ）を上回るように、制動トルク（Ｍ_Ｂｒ）
   及び機関トルク（Ｍ_Ｍ）を調節することを特徴とする、
   障害物の近接範囲で自動車を制動する方法。
2. 【請求項２】 近接限界（ｓ_ＮＧ）と停止限界
   （ｓ_ＳＧ）との間の間隔範囲において、車両が一定の速
   度（ｖ）で動くように、制動トルク（Ｍ_Ｂｒ）及び機関
   トルク（Ｍ_Ｍ）を調節することを特徴とする、請求項１
   に記載の方法。
3. 【請求項３】 車両速度（ｖ）を最大約５ｋｍ／ｈの値
   に調節することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 停止限界（ｓ_ＳＧ）より下の間隔範囲に
   おいて、制動トルク（Ｍ_Ｂｒ）を増大するか又は機関ト
   ルク（Ｍ_Ｍ）を減少することを特徴とする、請求項１〜
   ３の１つに記載の方法。
5. 【請求項５】 車両を停止するまで、制動することを特
   徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 障害物確認システムを使用し、確認され
   る障害物に応じてかじ取り旋回を求めることを特徴とす
   る、請求項１〜５の１つに記載の方法。
7. 【請求項７】 かじ取り旋回を自動的に行うことを特徴
   とする、請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 障害物確認システムとしてレーダシステ
   ムを使用することを特徴とする、請求項６又は７に記載
   の方法。
9. 【請求項９】 障害物確認システムとして画像処理シス
   テムを使用することを特徴とする、請求項６〜８の１つ
   に記載の方法。
10. 【請求項１０】 障害物確認システムとして赤外線セン
    サを使用することを特徴とする、請求項６〜９の１つに
    記載の方法。
11. 【請求項１１】 障害物の近接範囲において衝突を回避
    するため小さい速度で自動車を制動する装置であって、
    車両と障害物との間隔（Δｓ）を求めかつ相対速度（Δ
    ｖ）をセンサにより求める装置、最適な制動方策を求め
    る調整兼制御装置、及び制動装置を運転者には無関係に
    操作する制動機操作装置を有するものにおいて、 調整兼制御装置において、相対速度（Δｖ）に対応する
    信号が閾値（ｖ_ｓ）に対応する信号と比較可能であり、
    かつ間隔（Δｓ）に対応する信号が近接限界（ｓ_ＮＧ）
    に対応する信号と比較可能であり、 相対速度（Δｖ）に対応する信号が閾値（ｖ_ｓ）に対応
    する信号より小さいか又はこの信号に等しく、間隔（Δ
    ｓ）に対応する信号が近接限界（ｓ_ＮＧ）に対応する信
    号より小さいか又はこの信号に等しい場合、制動トルク
    （Ｍ_Ｂｒ）及び機関トルク（Ｍ_Ｍ）を調節する調節信号
    が発生可能であり、 調節信号が制動機操作装置及び機関トルク（Ｍ_Ｍ）に影
    響を及ぼす機関制御装置へ供給可能であり、 調節信号が制動トルク（Ｍ_Ｂｒ）及び機関トルク
    （Ｍ_Ｍ）を零より大きい値に調節し、ただし制動トルク
    （Ｍ_Ｂｒ）を機関トルク（Ｍ_Ｍ）の値より小さい値に調
    節し、 間隔（Δｓ）に対応する信号が停止限界（ｓ_ＳＧ）に対
    応する信号と比較可能であり、 間隔（Δｓ）に対応する信号が停止限界（ｓ_ＳＧ）に対
    応する信号より小さいか又はこの信号に等しい場合、制
    動機操作装置及び機関トルク（Ｍ_Ｍ）用の別の調節信号
    が発生可能であり、制動トルク（Ｍ_Ｂｒ）が機関トルク
    （Ｍ_Ｍ）を上回るように、制動トルク（Ｍ_Ｂｒ）及び機
    関トルク（Ｍ_Ｍ）が影響を及ぼされることを特徴とす
    る、障害物の近接範囲で自動車を制動する装置。
12. 【請求項１２】 現在のかじ取り角を求めるかじ取り角
    センサ及び障害物確認システムが設けられ、かじ取り角
    センサ及び障害物確認システムにおいて発生される信号
    から、車両と障害物との間隔を求めかつ相対速度を求め
    る装置において発生される信号に関連して、制動及びか
    じ取りのための調節信号が発生可能であることを特徴と
    する、請求項１１に記載の装置。