JP2007314171A - 車両の制動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】常用制動装置の比較的僅かな摩耗で、車両の効果的な制動を行う。
【解決手段】常用制動装置の作動量(B)が検出され、目標運動量(SBW)に達するため、車両の縦加速度の減少を必要とする実際運動量(IBW)と目標運動量(SBW)との運動量偏差があると、作動量(B)及び実際運動量(IBW)と目標運動量(SBW)との運動量偏差(ΔBW)に関係して、付加的に常用制動装置が車両の縦加速度を減少するように動作せしめられる。
【選択図】図1

Description

本発明は、摩耗を受ける常用制動装置及び少なくとも1つの連続常用制動装置を持つ車両の制動方法であって、車両の目標運動量が車両の実際運動量と比較され、目標運動量に達するため車両の縦加速度の減少を必要とする実際運動量と目標運動量との運動量偏差があると、連続常用制動装置が車両の縦加速度を減少するように動作せしめられるものに関する。
国際公開第01/79017号明細書から、制御可能な制動装置により、実際運動量を形成する車両縦速度を、目標運動量を形成する車両の目標速度に設定する方法が公知である。その際車両縦速度が規定可能な程度で目標速度を超過する第1の作動状態が存在すると、制動装置の始動により、目標速度の設定が行われ、車両縦速度が規定可能な程度で目標速度を超過する第2の作動状態が存在すると、制動装置の始動なしに目標速度の設定が行われるようにしている。車両の予想される進路範囲にある障害物のように制動装置に関して外部の中止基準がなく、時間的限定の超過、操作素子の操作による車両の設定速度の減少、又は間隔及び速度の制御装置の動作停止がある限り、制動装置の始動を行わない。制動装置の始動が行われないと、走行抵抗及び車両の機関の引きずりトルクにより車両を制動することができる。
本発明の基礎になっている課題は、常用制動装置の比較的少ない摩耗で車両の効果的な制動を可能にする、最初にあげた種類の車両の制動方法を提示することである。
この課題を解決するため本発明によれば、常用制動装置の作動量が検出され、目標運動量に達するため、車両の縦加速度の減少を必要とする実際運動量と目標運動量との運動量偏差があると、作動量及び実際運動量と目標運動量との運動量偏差に関係して、付加的に常用制動装置が車両の縦加速度を減少するように動作せしめられる。従属請求項は本発明の特に適切かつ有利な展開を含んでいる。
常用制動装置を利用して本発明の方法による車両の制動は、一般に、常用制動装置の作動量を考慮して、車両の縦加速度の減少を必要とする運動量偏差がある時に、行うことができる。これは、例えば車両が速すぎ、即ち例えば車両が大きすぎる走行速度及び/又は大きすぎる加速度及び/又は先行する別の車両との小さすぎる間隔を持っている場合である。運動量偏差を決定する実際運動量及び目標運動量は、一般に車両の運動に関係し、かつ/又は車両の運動特にその縦加速度に関係する量である。車両の制動を必要にする運動量偏差は、固定的に規定するか、又は例えば調節可能であってもよく、その際零でない運動量偏差によって常用制動装置による制動を行うこと、及び零とは異なる特定の程度を超過する運動量偏差の際適当な制動を行うことが考えられる。運動量偏差は、なるべく実際運動量と目標運動量との差として計算することができる。常用制動装置の動作は、常用制動装置が初めて始動されること、及び常用制動装置が強めて操作されることを意味する。本発明によれば、なるべくかつ基本的に、例えばエンジンブレーキ装置及び/又はリターダを含むことができる車両の連続常用制動装置を車両の制動のため使用することが考えられる。連続常用制動装置により(少なくとも瞬時の走行状態において)不充分な制動出力しか生じることができない場合、例えば車輪制動機を持つ2回路圧縮空気制動装置を含むことができる常用制動装置が付加的に利用され、その際常用制動装置の作動量の検出を介して、その瞬時の作動状態も、車両のために実際必要とされる瞬時の制動出力と同様に考慮される。後者に対しては、運動量偏差が指標である。目標運動量は、停止するまで車両を制動するために、極端な場合非常に高い負の加速度又は値0の速度とすることができる。
原則的に連続常用制動装置は摩耗がないのに反し、常用制動装置は摩耗を受け、特に場合によっては常用制動装置の摩耗ライニング及び/又は制動円板及び/又は制動ドラムは摩耗後交換されねばならず、材料費及び組立て費のみならず、車両の停止も生じる。上記のエンジンブレーキ装置は、例えば排気弁を持つエンジンブレーキ、いわゆる排気弁ブレーキ、及び/又は一定絞りのエンジンブレーキを持つことができる。リターダは例えば動液圧リターダ又は電動リターダである。本発明により、車両の保守費及び維持費を有利に著しく減少でき、特に商用車両においては費用のかかる望ましくない使用中止を意味する停止時間を著しく減少することができる。従って本発明による方法は、通常制動すべき大きい質量を持ちかつ比較的長い走行区間にわたって運転される商用車両において特別な利点を与える。更に一般に特別な利点として、本発明では、作動量により、常用制動装置の内部状態を直接記述するか又は少なくとも評価する常用制動装置の量が制動方法のために考慮され、それにより連続常用制動装置と常用制動装置とを互いに精確に合わせながら、車両の制動を特に速くかつ効果的に行うことが、効果的に可能であるのみならず、常用制動装置の摩耗が少なくされるように、常用制動装置も簡単に作動させることができる。本発明は、危険な走行状態を防止しながら車両を制動するために、連続常用制動装置の摩耗を少なくする潜在能力の最適な利用を可能にする。特に本発明による方法によって、車両の停止に至るまで、常にかつ確実に車両の非常制動を行うことができる。
本発明による方法は、間隔制御装置を持つ車両を制動するために、特に有利に使用することができる。間隔制御装置により、制御しかつ制動すべき車両は、先行する車両に自動化されて追従することができる。その際例えば先行する車両と衝突しないために、制御すべき後続の車両が絶えず制動出力を発生せねばならない、という事態が起こり得る。このような走行状態は、例えば下り坂で起こり、特に後続の車両が重い車両例えば商用車両である時に起こる。その際制動すべき後続の車両の充分な制動のために、連続常用制動装置に加えて、摩耗する常用制動装置を使用せねばならないことが起こる。先行する車両に対する間隔を保つため、常用制動装置が連続的に使用されると、それが過度に摩耗するだけでなく、いわゆるフェージングのためその効果が弱まるほど強く温度上昇する可能性がある。この難点は本発明により回避可能である。なぜならば、本発明により常用制動装置の使用は、作動量により形成される常用制動装置の状態及び車両の必要な制動能力に関係して知的に扱われるからである。本発明により、連続常用制動装置のみで制動されかつ特定の程度まで悪化する車両の状態になることがある段階と、連続常用制動装置及び常用制動装置により制動が行われかつ車両の運動状態が和らぐ段階との、常用制動装置を傷つけない交代が、有利に行われる。前者の段階において、常用制動装置の再生特に冷却を行うことができる。
原則的に、任意の運動量から運動量偏差を求めることが考えられる。しかし本発明の展開によれば、実際運動量が車両の実際速度又は実際加速度であり、目標運動量が車両の目標速度又は目標加速度である。速度はなるべく縦速度であり、加速度は縦加速度である。それにより本発明による方法のため、車両において規則的に検出され従って既に存在する量に簡単に頼ることができる。
特に間隔制御装置に関連して、実際運動量が、車両と走行方向において車両の前にある障害物との実際間隔又は将来の時点のために予期される実際間隔であり、目標運動量が車両と障害物との目標間隔又は将来の時点に予測される目標間隔であると、特に有利である。実際間隔は、例えば車両の間隔測定装置により直接測定することができる。目標間隔は、例えば車両の運転者により手動で設定可能である。しかし例えば間隔制御装置により、場合によっては例えば先行する車両に対して保つべき時間間隔又は本発明の方法により制動すべき自身の車両の保つべき時間間隔を規定しながら、目標間隔を求めることも考えられる。実際間隔又は予測される実際間隔の代わりに、実際運動量が、車両と走行方向において前にある障害物との起こり得る衝突までの実際時間間隔又は予測される時間間隔であり、目標運動量が障害物との起こり得る衝突までの目標時間間隔又は予測される最小時間間隔であってもよい。
検出される作動量が常用制動装置の温度例えば常用制動装置の制動ライニング及び/又は制動円板及び/又は制動ドラムの温度であると、その場合本発明により原理的に上昇する温度と共に比例関係以上に増大する常用制動装置の摩耗を効果的に更に少なくし、常用制動装置の加熱を回避することができる。
本発明の別の有利な展開によれば、検出される作動量特に温度が設定作動量特に設定温度以下であり、運動量偏差が第1の設定運動量偏差以上であると、常用制動装置が動作せしめられる。その際検出される作動量と設定作動量との比較、及び運動量偏差と設定運動量偏差との比較が行われる。従って例えば実際加速度と目標化速度との差を表わす運動量偏差が、例えば固定的に規定されるか又は運転者により設定されるか又は例えば間隔制御装置において計算される設定運動量偏差により規定される程度を超過し、他方では作動量特に温度が高すぎない時、常用制動装置が動作せしめられる。後者は、作動量が設定作動量特に設定温度を超過しない場合である。
特に目前の危険状態例えば制動すべき車両と障害物との衝突の危険を確実に回避するため、検出される作動量特に温度が設定作動量特に設定温度以上であり、運動量偏差が第2の設定運動量偏差以上であり、第2の設定運動量偏差が第1の設定運動量偏差より大きい(従って危険な走行状態を示す)時、常用制動装置が動作せしめられると、非常に有利である。その際検出される作動量と設定作動量との比較、及び運動量偏差と第2の設定運動量偏差との比較が行われる。
本発明の別の有利な展開によれば、少なくとも運動量偏差が第2の設定運動量偏差より小さい限り、しかも特に運動量偏差が第1の設定運動量偏差より小さい限り、常用制動装置が動作せしめられる。こうして車両が確実に制動され、常用制動装置への介入の終了後直ちにこれを再び動作させなくてもよい。
検出される作動量と設定作動量との比較、及び運動量偏差と第1及び/又は第2の設定運動量偏差との比較が、規則正しい時間間隔で行われることによって、車両を運転する際運転者の負担を著しく少なくする、制動すべき車両の運転者の特に良好かつ確実な援助が有利に行われる。これらの時間間隔は例えばそれぞれ50msとすることができる。
制動すべき車両が先行する車両に追従し、制動すべき車両の間隔制御装置により、制御すべき車両としての制動すべき車両と先行する車両との間隔の自動制御が行われると、交通安全の著しい向上と制動すべき車両の運転者の著しい負担軽減が有利に行われる。
本発明の有利な展開により、実際運動量が、制御すべき車両と先行する車両との将来の時点のために予測される実際間隔であり、目標運動量が、制御すべき車両と先行する車両との所定の最小間隔であると、本発明による方法を特に簡単に実施することができる。最小間隔は調節可能であるのがよい。
本発明は多数の実施形態を可能にする。その基本原理を更に明らかにするため、種々の実施形態が添付図面により詳細に説明され、一致する部分は同じ符号を付けられている。
図1は、商用車両として構成される車両を制動する方法の流れ図の例を示し、車両は摩耗を受ける(一般に摩耗を持つとも称される)常用制動装置及び連続常用制動装置を持っている。第1の入力ブロック1において実際運動量IBWが検出特に測定されかつ/又は計算される。第2の入力ブロック2において、実際運動量IBWと一致する目標運動量SBWが検出される。目標運動量SBWは、例えば車両の運転者により手動で設定されるか又は運転者の入力から計算される。目標運動量を例えば車両の間隔制御装置により計算して規定することも考えられる。
入力ブロック1から実際運動量IBWが、また入力ブロック2から目標運動量SBWが、比較ブロック3へ送られる。比較ブロック3において目標運動量SBWが実際運動量IBWと比較され、その結果零であってもよい運動量偏差ΔBWが生じる。比較の際例えば実際運動量IBWと目標運動量SBWとの差が形成される。運動量偏差ΔBWは評価ブロック4へ送られる。評価ブロック4には、第3の入力ブロック5において検出され特に測定及び/又は計算される常用制動装置の作動量Bが入力される。
別の方法が図2の流れ図に例として示されている。この方法では、破線で示すように、選択的に評価ブロック4へ別の量が入る。第4の入力ブロック6において、(例えば評価装置により計算されるか又は車両の運転者により手動で入力される)常用制動装置の設定作動量Bが検出されて、評価ブロック4へ送られる。第5の入力ブロック7において例えば第1の設定運動量偏差ΔBWS1が検出され、また第6の入力ブロック8において例えば第2の設定運動量偏差ΔBWS2が検出され、それぞれの設定運動量偏差ΔBWS1,ΔBWS2も同様に評価ブロック4へ送られる。設定運動量偏差ΔBWS1,ΔBWS2は、評価装置例えば間隔制御装置の評価装置により計算されるかまたは手動で入力されて、走行状態がどのように危険であるかについて2つの異なる大きさの閾値を示す。
図1及び2による評価ブロック4へ入る量即ち作動量B及び運動量偏差ΔBW及び場合によっては第1の設定運動量偏差ΔBWS1及び第2の設定運動量偏差ΔBWS2から、評価ブロック4において車両の運動状態の評価が行われ、即ち車両の瞬間の走行状態が判断される。この評価に応じて、車両の常用制動装置が連続常用制動装置に加えて動作せしめられる。
車両を制動する以上の方法では、目標運動量SBWが実際運動量IBWと比較され、目標運動量SBWに達するため車両の縦加速度の減少に必要な運動量偏差ΔBWにおいて、車両の連続常用制動装置が動作せしめられるので、縦加速度が減少される。更に常用制動装置の作動量B及び目標運動量SBWに達するため車両の縦加速度の減少に必要な運動量偏差ΔBWに応じて、付加的に車両の常用制動装置が動作せしめられる。
典型的に、制動すべき車両が先行する車両に追従し、間隔制御装置を持っていることがあり、制動すべき車両の間隔制御装置により、制御すべき車両としての制動すべき後続車両と先行する車両との間隔の自動制御が行われる。その際実際運動量IBWが将来の時点tのために予測される、制御すべき車両と先行する車両との実際間隔dxであり、目標運動量SBWが、制御すべき車両と先行する車両の最小間隔dminであるのがよい。時点tにおける実際間隔dxの計算は、例えば次式により行うことができる。
Figure 2007314171
ここでdxは両方の車両の測定される瞬間の間隔、Vego,0は後続の制動すべき車両の測定される瞬間の走行速度、Vv.0は先行する車両の計算されるかまたは計算される瞬間の走行速度、acgo.0は後続の制動すべき車両の測定されるかまたは計算される瞬間の加速度、av.0は先行する車両の測定されるか又は計算される瞬間の加速度である。例えばt=5sが設定されると、現在の実際間隔dxを将来の時点t=5sに予測することができる。この予測される実際間隔dxが最小間隔dxmin例えば10m以下であると、零とは異なる負の運動量偏差ΔBWのほかに、制御すべき後続車両の運動状態が危険とみなされることがわかる。
例えば図1,2による評価ブロック4においておこなわれるような車両の運動状態の評価が、図3に別の流れ図で示されている。第1のブロック9において、検出される作動量Bが正常とみなされる範囲にあるか否かが判断される。例えば検出される作動量Bは常用制動装置の温度である。作動量Bが設定作動量B以下であり、即ちB<B、この具体的事例においてT<Tであり、Tが設定温度を表わしていると、垂直な矢印10の方向に移行する。これに反しB>B又はT>Tであると、水平な矢印11の方向に移行する。
上述した前者の場合第1の中間ブロック12において、瞬間の運動状況に応じて連続常用制動装置により行われるより一層速いかつ/又は一層強い制動が必要であるか否かが、判断される。そのため運動量偏差ΔBWが第1の設定運動量偏差ΔBWS1を超過しているか否か、即ちΔBW>ΔBWS1が成立するか否かを、判断することができる。yesの場合この中間ブロック12の第1の出力矢印13に従って、車両の常用制動装置の付加的な動作を行う第1の最終ブロック14に達する。これに反しΔBW<ΔBWS1であると、この中間ブロック12の第2の出力矢印15に従って、車両の連続常用制動装置に付加して常用制動装置が動作せしめられないようにする第2の最終ブロック15へ達する。
上述した後者の場合即ちB>Bの場合、第2の中間ブロック17において、車両の瞬間の運動状態が連続常用制動装置により行われるより著しく速いかつ/又は強い制動を必要とするか否かが判断される。そのため例えば運動量偏差ΔBWが第2の設定運動量偏差ΔBWS2を超過しているか否か、即ちΔBW>ΔBWS2が成立しているか否か、その際同時に第2の設定運動量偏差ΔBWS2が第1の設定運動量偏差ΔBWS1より大きく、即ちΔBWS2>ΔBWS1であるか否かを、判断することができる。yesの場合、この中間ブロック17の第1の出力矢印18に従って、車両の常用制動装置の付加的な動作を行う第1の最終ブロック14へ達する。これに反しΔBWS2<ΔBWS1でΔBW<ΔBWS2であると、この中間ブロック17の第2の出力矢印19に従って、常用制動装置が車両の連続常用制動装置に付加して動作せしめられないようにする第2の最終ブロック16へ達する。
第1の最終ブロック14及び第2の最終ブロック16から始まって、破線で示す反覆矢印33が第1のブロック9へ戻る。反覆矢印33は、図3に示す全過程が規則正しい時間間隔に相当するループ(例えば全部で50ms)で反覆可能であることを示している。
図4は、典型的に別の流れ図により、制御すべき車両と先行する車両との間隔を自動制御する方法の一部を示し、この部分は制御すべき車両の制動方法を示し、この制動方法は間隔の前記自動制御方法の構成部分である。制御すべき車両は、少なくとも1つの連続常用制動装置と摩耗を受ける常用制動装置とを持つ制動装置及び間隔制御装置を持っている。
入力ブロック1において、制御すべき車両の間隔制御装置の間隔センサにより、制御すべき車両と先行する車両との実際間隔が実際運動量IBWとして検出される。実際運動量IBWは、一方では(図3の実施例において上述したように)制御すべき車両の運動状態の評価を行う評価ブロック4へ送られ、他方では車両縦制御器により制御すべき車両の所望の目標運動量を計算する制御ブロック20へ送られる。
所望の目標運動量と、評価ブロック4において行われる制御すべき車両の運動状態の評価から始まって中間ブロック21において計算される常用制動装置の制御すべき車両の制動への最小に必要な介入が、分配ブロック22へ送られる。
付加的な安定性評価ブロック23において、制御すべき車両の不安定可能性の評価が行われ、しかも典型的に(第1の入力矢印24により示すように)制御すべき車両のタイヤと制御すべき車両が走行する道路との実際の摩擦係数から始まって、また(第2の入力矢印25により示すように)車両質量及び/又は車両寸法特に車両の軸間距離及び/又は車両重心の位置及び/又は制御すべき車両のロッキング及びピッチング安定性から始まって、評価が行われる。タイヤと道路との摩擦係数を考慮することによって、特に車両の駆動車輪の過制動を防止できる。安定性評価ブロック23における不安定可能性の評価、及び検査ブロック26において行われる制御すべき車両の連続常用制動装置の個別連続常用制動システムの有効性の検査により、別の中間ブロック27において、制御すべき車両の連続常用制動装置による最大制御の計算が行われる。この計算の結果も分配ブロック22へ送られる。
分配ブロック22において、制御すべき車両の制動のため全体として連続常用制動装置及び常用制動装置へ加えるべき制動力の分配が決定されて、制動要求ブロック28へ送られ、この制動要求ブロック28が、最終ブロック29により示される常用制動装置及び連続常用制動装置を、分配ブロック22において決定される連続常用制動装置及び常用制動装置への制動力の分配に応じて駆動する。連続常用制動装置は、連続常用制動装置の第1の個別連続常用制動システム例えばエンジンブレーキシステムを表わす第1の連続常用制動ブロック30、第2の個別連続常用制動システム例えばリターダを表わす選択的な第2の連続常用制動ブロック31、及び第3の個別連続常用制動システムを表わす選択的な第3の連続常用制動ブロック32により示されている。個別連続常用制動システムの利用可能性の指示は、連続常用制動ブロック30,31,32から、個別連続常用制動システムの利用可能性を検査する検査ブロック26へ送られる。
車両を制動する第1の方法の流れ図を示す。 図1による拡張された方法の流れ図を示す。 車両の制動方法における車両の運動状態を評価する流れ図を示す。 車両を制動する拡張された方法の流れ図を示す。
符号の説明
1,2,5 接触ピン
3 比較ブロック
4 評価ブロック
B 作動量
IBW 実際運動量
SBW 目標運動量
ΔBW 運動量偏差

Claims (11)

  1. 摩耗を受ける常用制動装置及び少なくとも1つの連続常用制動装置を持つ車両の制動方法であって、車両の目標運動量が車両の実際運動量と比較され、目標運動量に達するため車両の縦加速度の減少を必要とする実際運動量と目標運動量との運動量偏差があると、連続常用制動装置が車両の縦加速度を減少するように動作せしめられるものにおいて、常用制動装置の作動量(B)が検出され、目標運動量(SBW)に達するため、車両の縦加速度の減少を必要とする実際運動量(IBW)と目標運動量(SBW)との運動量偏差があると、作動量(B)及び実際運動量(IBW)と目標運動量(SBW)との運動量偏差(ΔBW)に関係して、付加的に常用制動装置が車両の縦加速度を減少するように動作せしめられることを特徴とする、方法。
  2. 実際運動量(IBW)が車両の実際速度又は実際加速度であり、目標運動量(SBW)が車両の目標速度又は目標加速度であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 実際運動量(IBW)が、車両と走行方向において車両の前にある障害物との実際間隔又は将来の時点のために予期される実際間隔であり、目標運動量(SBW)が車両と障害物との目標間隔又は将来の時点に予測される目標間隔であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 実際運動量(IBW)が、車両と走行方向において前にある障害物との起こり得る衝突までの実際時間間隔又は予測される時間間隔であり、目標運動量(SBW)が障害物との起こり得る衝突までの目標時間間隔又は最小時間間隔であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  5. 検出される作動量(B)が常用制動装置の温度であることを特徴とする、請求項1〜4の1つに記載の方法。
  6. 検出される作動量(B)が設定作動量(B)以下であり、運動量偏差(ΔBW)が第1の設定運動量偏差(ΔBWS1)以上であると、常用制動装置が動作せしめられることを特徴とする、請求項1〜5の1つに記載の方法。
  7. 検出される作動量(B)が設定作動量(B)以上であり、運動量偏差(ΔBW)が第2の設定運動量偏差(ΔBWS2)以上であり、第2の設定運動量偏差(ΔBWS2)が第1の設定運動量偏差(ΔBWS1)より大きいと、常用制動装置が動作せしめられることを特徴とする、請求項1〜6の1つに記載の方法。
  8. 少なくとも運動量偏差(ΔBW)が第2の設定運動量偏差(ΔBWS2)より小さい限り、常用制動装置が動作せしめられることを特徴とする、請求項1〜7の1つに記載の方法。
  9. 検出される作動量(B)と設定作動量(B)との比較、及び運動量偏差(ΔBW)と第1及び/又は第2の設定運動量偏差(ΔBWS1,ΔBWS2)との比較が、規則正しい時間間隔で行われることを特徴とする、請求項1〜8の1つに記載の方法。
  10. 制動すべき車両が先行する車両に追従し、制動すべき車両の間隔制御装置により、制御すべき車両としての制動すべき車両と先行する車両との間隔の自動制御が行われることを特徴とする、請求項1〜9の1つに記載の方法。
  11. 実際運動量(IBW)が、制御すべき車両と先行する車両との将来の時点のために予測される実際間隔であり、目標運動量(SBW)が、制御すべき車両と先行する車両との所定の最小間隔であることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
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