JP2006505454A - 車両の少なくとも１つのホイールブレーキ装置を制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、意図しない転がりを防止するため車両の少なくとも１つのホイールブレーキ装置を制御する方法及び装置に関する。ホイールブレーキ装置における所定の制動圧減少を伴う発進支援モードは、車両について静止状態が検知される場合（５０）で、車両の長手方向から見た際に車両が斜面にある場合（５１）、かつ上り坂方向が車両の指定発進方向として認識された場合（５２）に作動される。制動圧は、車両がゆるやかに後退するように、ブレーキペダルの解放後一定の時間遅延を伴って低減されるようにすることも可能である。

Description

本発明は、上り坂方向の走行を伴う斜面での発進の際、意図しない転がり（後退）を防止するため、車両の少なくとも１つのホイールブレーキ装置を作動させる方法及び装置に関する。

このような方法及び装置は、例えば特許文献１に記載されている。この文献では、制動力は、少なくとも１つのホイールブレーキで、正確にはペダルの作動程度とは独立して、維持される。ブレーキペダルが解放される際、制動圧は自動的に低減されるので、車両は転がる可能性がある。発進工程を改善するため、運転者がブレーキを解放して発進するまで、クラッチペダルの状態により、少なくとも１つのホイールブレーキにおいて制動圧が維持されるようにすることが可能である。

独国特許出願公開第 １９６ ２１ ６２８ Ａ１号明細書

本発明の目的は、冒頭で述べたタイプの方法及び改良されたこの方法を実施する装置を提供することである。

この目的は、それぞれ請求項１及び請求項１１の特徴に従って達成される。

発進支援モードは、車両が斜面に静止しており、かつ上り坂方向が運転者所望の車両の指定発進方向として検知された場合、又は車両が静止状態から指定発進方向とは反対方向へ転がり始めた場合の、いずれかの場合に自動的に作動される。

発進支援モードでは、制動圧は、所定の特性に従って及び／又は事前決定可能な条件の関数として変化し、運転者はこれにより斜面での発進の際の支援を提供される。同時に、運転者が所望する場合は車両の斜面での後退を許可する可能性があり、それによって斜面での操縦及び／又は駐車はより容易になる。

発進支援モードが作動している場合、少なくとも１つのホイールブレーキ装置内の制動圧は、ブレーキペダル位置に従っては低減されず、むしろ所定の手順に従う。

本発明による方法又は本発明による装置の有利な改良形態は、従属項により明らかである。

発進支援モードのスイッチが入れられる時点でブレーキペダル位置により事前に決定される維持制動圧は、ブレーキペダルの完全解放の後運転者の発進要求が検知されない限りは所定の遅延期間維持されると、有利である。遅延期間内に、運転者は、自分の足をブレーキペダルからアクセルペダルへ切り換え、車両が所望の発進方向とは反対方向へ後退する可能性なしに、発進工程を開始するのに十分な時間を有する。

アイドリングと完全に負荷がかかるトルク（例えば変速機の摩擦クラッチが完全に締結されている場合）との間の移行段階中、エンジン速度及びエンジントルクは、発進要求が検知され得る特性を有する。現在エンジン速度及び現在エンジントルクの値は、最新の車両における車両バス（例えばＣＡＮバス）において入手可能なので、発進工程は追加のセンサシステムなしに容易に検知されるようにすることも可能である。

発進要求は、この時、エンジントルクの時間の経過に伴う微分係数がエンジントルクの変化についての事前決定可能な閾値以上であり、かつ同時にエンジン速度の時間の経過に伴う微分係数がエンジン速度の変化についての事前決定可能な負の閾値以下であることにより検知されることが可能である。この結果、発進要求は特に確実に検知され、急斜面であっても、超低エンジントルクが原因の意図しない後退が防止される。

エンジントルク（Ｍ）及び／又はエンジン速度（Ｎ）の値は、時間の経過に伴う微分の前に、特に多項式移動平均法を用いて、好適に事前フィルタリングされ、その結果それぞれの時間の経過に伴う微分係数の値における大きなエラーは回避されることが可能である。

さらに、遅延期間の終了後、維持制動圧は自動的に微速制動圧へ低減されると有利である。この微速制動圧は、車両が事前決定可能なゆるやかな速度で下り坂を後退するように、ここで開ループ又は閉ループ制御されてもよい。この代わりに、微速制動圧は、事前決定可能な圧力差に等しい量だけ維持制動圧より低く設定することも可能であり、この場合圧力差は道路の現在勾配の関数として決定されるようにすることも可能である。

さらに微速制動圧は、車両が静止状態から、指定発進方向とは反対方向へ転がり始めた場合、開ループ又は閉ループ制御により自動的に適用されるようにすることも可能である。

指定発進方向は、運転者により選択されたギヤ比を参照して容易に決定されるようにすることも可能である。勾配を測定する傾斜センサの値と共に、運転者が上り坂方向へ発進したいか否かを検知することが可能である。

本発明による方法及び装置について、添付の図面を参照して以下により詳細に説明する。

図１は、電気油圧式制動装置として例示される制動装置５を示す。ブレーキペダル６は、タンデム式ブレーキマスターシリンダ８へブレーキペダルリンク機構７を介して、それ自体は既知の方法で接続されている。タンデム式ブレーキマスターシリンダ８は、流体的に分離独立された２つの作動室９、１０を有し、それぞれにリザーバ容器１１からブレーキ液が供給される。

２つの作動室９、１０は、前車軸の２つのホイールブレーキ装置１６、１７へ、各々緊急ブレーキライン１４、１５の１つを経由して、流体的に直接接続されるようにすることも可能である。この流体的接続は、緊急ブレーキライン１４、１５内に挿入されているバルブ装置１８が、緊急切換位置に切り換えられ、それぞれの流体接続を開放する場合に形成される。バルブ装置１８は、電気油圧式制動装置５の電気開ループ又は閉ループ制御内に不具合が発生した場合に、緊急切換位置へ切り換えられる。

制動灯スイッチ２１は、それ自体は既知の方法で装備されており、ブレーキペダルが作動している時は値１（「高」）とし、そうでない場合はブレーキペダルが作動していない時は値０（「低」）を有する制動灯信号ＢＬＳを生成する。制動灯信号ＢＬＳは制御装置２３に伝達される。

制動灯スイッチ２１の代替として、制動灯信号ＢＬＳは他の車両装置からの信号により生成されることも可能である。例えば、ペダルストローク感知信号及び／又はブレーキマスターシリンダ制動圧信号、すなわちブレーキペダルの作動が測定され得る全ての信号を用いることが可能である。

なお、ここでは識別のために、図１において、電気配線は破線で表示され、液体配管は実線で表示される。

図１による好ましい実施形態では、傾斜センサ３０も設けられており、この傾斜センサ３０は、車両の長手方向の路面の傾斜を測定し、制御装置２３へ電気信号線を用いて伝達する。さらに、エンジン制御装置３１は、それ自体は既知の概算方法を用いてエンジン制御装置３１内で測定される現在エンジン速度Ｎ及び現在エンジントルクＭの値を、制御装置２３へ伝達する。

制御装置２３は、４本の制御ライン３２を経由して、制動圧変調装置３３を制御する。制動圧変調装置３３は、各々ブレーキライン３４の１つを経由してホイールブレーキ装置１６、１７、３５、３６へ流体的に接続されるので、各ホイールブレーキ装置１６、１７、３５、３６内の制動圧は、特定の車輪に基づいて設定されるようにすることも可能である。入力側では、制動圧変調装置３３には、高圧蓄圧器３８から高度に加圧されたブレーキ液が供給される。高圧蓄圧器３８及び制動圧変調装置３３の入力側は、電気モータ４０により駆動されるポンプ３９の出力側に接続され、高圧蓄圧器３８と制動圧変調装置３３に加圧されたブレーキ液を供給する。ポンプ３９の吸引側は、供給管４１を経由してリザーバ容器１１へ流体的に接続される。

制動装置５は、自動静止状態検知手段を有する。そのためには、車輪速センサ４３により測定された少なくとも１つの車輪のホイールブレーキ信号が、電気線を経由して制御装置２３へ供給される。図１による好ましい例示された実施形態では、全車輪の車輪速信号は、各々１つの車輪速センサ４３を用いて測定され、制御装置２３へ伝えられる。車両の静止状態は、車輪速信号からそれ自体は既知の方法で検出されるようにすることも可能で、これは発進支援モードを作動させるための前提条件である。

方法の手順を、図２及び図３を参照して、詳細に説明する。

図２は、本発明による方法の好ましい実施形態のフローチャートを示す。開始後、先ずステップ５０において質問があり、車両速度ｖがゼロに等しく、当該車両が静止状態にあるかどうかを判定する。そうでない場合は、この質問は周期的に繰り返される。

ステップ５０において車両の静止状態が検知されると、それに続くステップ５１において、車両が斜面の上にあるかどうかが確認される。これを行うため、傾斜センサ３０の傾斜値ｓは、絶対値について、傾斜閾値ｓ_０と比較される。現在傾斜の絶対値が傾斜の閾値ｓ_０を超えている場合、それによって車両は斜面の上にあると結論付けられる。傾斜閾値ｓ_０は、基本的に要望に応じて事前に決定されるようにすることも可能で、例示された実施形態ではゼロを僅かに上回る程度である。別の方法として、ゼロに等しい値が選択されるようにすることも可能である。

傾斜（ｓ≧ｓ_０）が検知された場合、方法はステップ５２へ継続される。そうでない場合は、システムはステップ５０へジャンプして戻る。

ステップ５２では、運転者により所望される指定発進方向として、上り坂方向又は下り坂方向が選択されているかどうかが確認される。例えばセンサ（詳細は図示せず）を用いて感知されることが可能な、例えば運転者により選択されたギヤ比から、運転者により指定された発進方向が判定される。傾斜センサ３０の傾斜値から、指定発進方向が上り坂又は下り坂方向の発進に一致するかどうかを判定することが可能である。アイドリングモード又はニュートラルポジションが選択されている場合、上り坂発進方向が想定され、他の必要なｎ条件が満たされる場合、発進支援モードが作動される。

所望の発進方向が上り坂方向への発進に一致する場合、ステップ５３において現在の制動圧ｐがホイールブレーキ装置１６、１７、３５、３６内で保持され、維持される。これは、例えばここには図示していないＡＢＳシステムの吸入又は排出弁を使用して、行われてもよい。ここで設定された制動圧ｐを、維持制動圧ｐ_Ｈと呼ぶ。

一方、発進方向が上り坂方向に一致しない場合、システムはステップ５０へジャンプして戻る。

ステップ５３の後、質問が実施され、制動灯信号ＢＬＳが値０を有するかどうかが判定される（ステップ５４）。そうでない場合、ステップ５３とステップ５４とが繰り返され、ホイールブレーキ装置１６、１７、３５、３６内の維持制動圧ｐ_Ｈは変化しない。

運転者がブレーキペダルを休止位置へと完全に解放する（ＢＬＳ＝０）と直ぐに、維持制動圧ｐ_Ｈは、事前設定可能な遅延期間Δｔの間は維持され、その後低減される。これを行うには、ステップ５５においてタイミング計数器Ｔ_Ｚは最初にゼロに設定され、その後発進工程が行われているかどうかを判定する質問がある（ステップ５６）。

アイドリングと完全に負荷がかかるトルク（例えば変速機の摩擦クラッチが完全に締結されている場合）との間の移行段階中、エンジン速度及びエンジントルクは、発進工程が検知され得る特性を有する。摩擦クラッチと変速機とを備えた車両で発進する場合、運転者は先ずスロットルを開放し、それによってエンジン速度Ｎは上昇する。この直後、運転者はエンジン速度Ｎと駆動シャフト速度とを互いにゆっくり一致させるためにクラッチを閉じ始める。その過程で、エンジン速度Ｎは低下し、エンジントルクＭは上昇する。車両のエンジントルクＭの時間の経過に伴う微分係数Ｍ’がエンジントルクの変化についての所定の正の閾値Ｍ’_０以上であり、かつ同時に、エンジン速度Ｎの時間の経過に伴う微分係数Ｎ’がエンジン速度の変化についての所定の負の閾値−Ｎ’_０以下の場合、発進工程であると結論付けられる。そうである場合、ホイールブレーキ装置１６、１７、３５、３６内の制動圧ｐは、ゼロまで削減される（ステップ５７）。

ステップ５６における質問では、例えば、所定の時間の期間又は質問周期の所定の回数の間、上述の質問条件（Ｍ’≧Ｍ’_０ かつ Ｎ’≦−Ｎ’_０）が、継続的に満たされる場合にのみ、発進工程が検知される。その結果、誤った発進工程の検知はさらに回避されるようにすることが可能である。

さらに、図示された好ましい例示された実施形態の改良形態では、発進工程についての質問の際、エンジン速度、エンジントルク又はアクセルペダル位置等の追加の変数を考慮することも可能である。

エンジントルクＭ及びエンジン速度Ｎの時間の経過に伴う微分係数Ｍ’及びＮ’は、制御装置２３で計算される。これを行うには、最初に、エンジントルクＭの値及びエンジン速度Ｎの値は、時間微分係数のエラーを減らすために、両方ともフィルタリングにかけられる。フィルタリングは、例えばそれ自体は既知の「移動平均法」を用いて実施され、それぞれ最新の４〜７個の値を用いて加重平均値の形成が実施される。その結果、ある種の低域フィルタリングが実施され、変動が補正される。この処理の後にのみ、時間微分係数が数値微分法を用いて制御装置２３において計算される。

発進工程がステップ５６で検知されない場合、次のステップ５８では、遅延期間が既に終了していないかどうかが確認される。これを行うには、タイミング計数器Ｔ_Ｚが遅延期間Δｔの所定の値と比較される。タイミング計数器Ｔ_Ｚが遅延期間Δｔ未満の場合、システムは前のステップ５６へジャンプして戻る。そうでない場合は、ブレーキペダルが解放されてからの遅延期間Δｔは終了し、維持制動圧ｐ_Ｈは、車両が指定発進方向とは反対方向へ後退するように低減される。この過程において、車両の速度は、微速ｖ_Ｋに制限される。

そのために、微速制動圧ｐ_Ｋがステップ５９で設定される。この微速制動圧ｐ_Ｋは、車両が正確に所望の微速ｖ_Ｋで下り坂を転がるように、開ループ又は閉ループ制御されるようにすることも可能である。別の方法として、維持制動圧ｐ_Ｈとして、所定の圧力差Δｐ分だけ低減されたより低い微速制動圧を、開ループ又は閉ループ制御により適用することも可能である。制動差Δｐは、常に事前に決定されるか、又は勾配の斜度の関数として決定されるようにすることも可能である。例えば、傾斜値ｓの絶対値に対する直接的比率における圧力差Δｐについてより低い値を選択することが可能である。

発進支援モードでの車両の制御された後退により、運転者は斜面での駐車及び操縦を楽に行える。

図示された例示された実施形態の改良形態では、検知された静止状態から指定発進方向とは反対方向へ車両が転がり始めた時に、微速制動圧ｐ_Ｋを設定することも可能である。転がり走行及び転がり方向は、車輪速センサ４３を用いて測定されることが可能である。最新の車輪速センサ４３では、車輪速信号の数個の信号端分析の後、転がり方向を検知することが既に可能である。本発明による方法のこの代替方法では、このように車両内の傾斜センサを使用しないことも可能である。

微速制動圧ｐ_Ｋが設定された後、ステップ６０において確認が行われ、ステップ５６と同様に、運転者の発進要求が存在するかどうか判断し、そうである場合、ホイールブレーキ装置１６、１７、３５、３６内の制動圧ｐは完全に削減される（ステップ５７）。そうでない場合は、このステップ６０において周期的に質問が繰り返される。

図３は、５つの個別のグラフを示し、いずれの場合も横軸は時間軸を表す。一番上のグラフには、制動灯信号ＢＬＳが描かれている。この下に図示されているのは、車両速度ｖ、車両の長手方向における傾斜値ｓ、ホイールブレーキ装置１６、１７、３５、３６内の制動圧ｐ、及び時間の経過に伴うエンジントルクＭの微分係数Ｍ’とエンジン速度Ｎの微分係数Ｎ’である。

時点ｔ_０で、運転者はブレーキペダル６を作動させ、例えば維持制動圧ｐ_Ｈに一致する、特定の制動圧ｐを設定する。制動灯信号ＢＬＳは時点ｔ_０で上昇信号端を有する。車両の速度ｖは、時点ｔ_０から開始して減少し、時点ｔ_１で車両速度ｖはおよそゼロになり、車両は静止状態となる。

この時点ｔ_１で、車両は、絶対値において傾斜閾値ｓ_０より大きい傾斜値ｓの斜面の上に位置する。選択されたギヤ比を用いて判定された発進方向は、上り坂方向にあると想定されるので、発進支援モードは時点ｔ_１で作動される。

なお、図３では、時点ｔ_２から開始して運転者はブレーキペダル６を休止位置へ完全に解放するので、制動灯信号ＢＬＳは下降信号端を有し、値はゼロになると想定する。遅延期間Δｔの間、ホイールブレーキ装置１６、１７、３５、３６内の維持制動圧ｐ_Ｈは変化しない。これにより、運転者には十分な時間が与えられ、十分なエンジントルクＭを備えた発進工程を設定し、後退することなく発進できる。

しかし、図３に示した例では、運転者は車両を下り坂で後退させようとしている。時点ｔ_２＋Δｔにおいて遅延期間Δｔが終了した後、制動圧ｐは、要望に応じて事前に決定され得る制動圧変化率に従って、微速制動圧ｐ_Ｋまで低減され、その結果車両は指定発進方向とは反対方向へ微速ｖ_Ｋで下り坂を移動する。時点ｔ_３で、制動圧ｐは微速制動圧ｐ_Ｋに一致し、車両の速度ｖは微速ｖ_Ｋになると想定される。

時点ｔ_４では、発進工程が検知される。エンジントルクＭの時間の経過に伴う微分係数Ｍ’は、エンジントルクの変化についての正の閾値Ｍ’_０以上となり、エンジン速度Ｎの時間の経過に伴う微分係数Ｎ’は、この時点で、エンジン速度の変化についての負の閾値−Ｎ’_０未満となる。制動圧ｐは低減され、上り坂方向の走行における車両の速度ｖは上昇する。

本発明による装置の例示された実施形態の概略図。 本発明による方法の例示された実施形態のフローチャートを示す図。 制動灯信号、車両の速度、道路の勾配、ホイールブレーキ装置内の制動圧、並びにエンジントルク及びエンジン速度の時間の経過に伴う微分係数の、時間の関数としての例示的特性を示すグラフの図。

Claims (12)

1. 車両が静止している際の意図しない転がりを防止するために、車両の少なくとも１つのホイールブレーキ装置を作動させる方法であって、
   − 前記車両の静止状態が検知され、車両の長手方向で見た際に前記車両は斜面に位置し、上り坂方向が前記車両の指定発進方向として検知された場合、又は、
   − 前記車両が、検知された静止状態から前記指定発進方向とは反対方向へ転がり始める場合に、
   所定の制動圧特性を備えた発進支援モードが、前記少なくとも１つのホイールブレーキ装置において作動されることを特徴とする方法。
2. ブレーキペダル位置により事前に決定される前記発進支援モードのスイッチが入れられる時点で事前に決定される維持制動圧（ｐ_Ｈ）は、前記ブレーキペダルの完全解放の後、運転者の発進要求が検知されない限りは所定の遅延期間（Δｔ）維持されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記発進要求は、エンジントルク（Ｍ）及び／又はエンジン速度（Ｎ）及び／又はそれらから導き出される変数によって判定されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記運転者の前記発進要求は、前記エンジントルク（Ｍ）の時間の経過に伴う微分係数（Ｍ’）が前記エンジントルクの変化についての事前決定可能な閾値（Ｍ’_０）以上であり、かつ同時に前記エンジン速度（Ｎ）の時間の経過に伴う微分係数（Ｎ’）が前記エンジン速度の前記変化についての事前決定可能な負の閾値（−Ｎ’_０）以下であることにより、検知されることを特徴とする、請求項２あるいは３に記載の方法。
5. 前記エンジントルク（Ｍ）及び／又は前記エンジン速度（Ｎ）の前記値は、前記時間の経過に伴う微分の前に、多項式移動平均法を用いて、事前にフィルタリングされることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記指定発進方向とは反対方向への車両の転がり始めが検知される場合、微速制動圧（ｐ_Ｋ）が自動的に設定されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記遅延期間（Δｔ）の終了後、前記維持制動圧（ｐ_Ｈ）は微速制動圧（ｐ_Ｋ）へ自動的に低減されることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記微速制動圧（ｐ_Ｋ）は、事前決定可能な圧力差（Δｐ）分だけ前記維持制動圧（ｐ_Ｈ）より低く設定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記微速制動圧（ｐ_Ｋ）は、前記車両が事前決定可能な微速（ｖ_Ｋ）で下り坂を転がるように設定されることを特徴とする、請求項６あるいは７に記載の方法。
10. 前記指定発進方向は、運転者により選択されたギヤ比を参照して判定されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法を実施する装置であって、車両の少なくとも１つのホイールブレーキ装置（１６、１７、３５、３６）内の前記制動圧（ｐ）を制御する制御装置（２３）を有し、さらに車両速度を測定する手段（４３）を有しており、
    − 前記車両の長手方向における道路の勾配を測定するために、手段（３０）が設けられ、さらに
    − 前記車両の指定発進方向を判定するための手段が設けられており、
    所定の制動圧減少を伴う発進支援モードは、
    − 前記車両の静止状態が検知され、かつ
    − 前記車両の長手方向で見た際に前記車両は斜面に位置し、さらに
    − 上り坂方向が前記車両の前記指定発進方向として検知された場合に
    前記制御装置（２３）を用いて前記少なくとも１つのホイールブレーキ装置（１６、１７、３５、３６）内において作動されることを特徴とする装置。
12. 前記指定発進方向を判定するために、運転者により選択されたギヤ比を測定する手段が存在することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

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