JP2007500645A - 自動車の１つまたは数個の機能に関する改善した自動制御の方法並びにシステム。 - Google Patents

Abstract

本発明は、陸上自動車の機能に関する改善した自動制御の方法であって、自動車の機能の自動制御と、地上の自動車位置（ｘ，ｙ）の計測と、予め記憶された１つまたは数個の位置に対するその自動車位置の比較とを含む当該方法に関する。前記予め記憶された各位置は、制御自動操作が以前に所定の許容範囲を超える制御を行ったと判定された位置であり、自動車の計測位置が予め記憶された位置のうちの１つと整合する場合には、予め記憶された特殊制御情報が使用され、その制御が前記所定の許容範囲を更にもう一度超えてしまう危険性を低下させる。また本発明は、自動車の１つまたは数個の機能に関する自動制御の評価と、自動制御が前記所定の許容範囲を超える処置を実行したとその評価が示した地上の位置（ｘ，ｙ）の記憶とを更に含む。
【選択図】 図４

Description

本発明は、自動車の１つまたは数個の機能に関する改善した自動制御の方法並びにシステムに関する。本発明は、主に、自動車の様々な機能を制御するための多くの自動操作を有する自動車、特に自動車のドライブラインを対象としている。

本発明は、本発明による方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラム製品に関するものでもある。

様々なタイプの多くの自動車において、自動車の様々な機能の自動制御を有することは、徐々に増えつつある。自動操作によって制御される機能の具体例は、言い換えれば燃料の化学変換から１つまたは数個の車輪の推進力までの全体のシーケンスであるドライブライン、ブレーキシステム、空調システム、メンテナンスシステム、およびシャーシ制御システムである。現在では、多くのその他の機能もまた、自動操作によって制御されることが可能である。

様々な機能の自動制御は、ドライバーの作業を容易にするが、機能の自動制御は、例えば、実際の要求よりも高速または低速のギヤへの変更、或いは機能の接続／切断のように、誤った処置が採られてしまう可能性が常に存在する。自動操作が、要求されていない時に、誤った処置を実行し、機能を接続／切断するという事実は、とりわけ、それが自動車の最適ではない操作をもたらし、そして最後に述べるが決して軽んじられるものではなく、自動操作がその作業を適切に実行していないという事実によるドライバーのフラストレーションをもたらし得るので、当然ながら好ましいことではない。

例えば、トラックが頻繁に１つの同じルートを走ると、自動操作が誤りを侵しがちな場所をドライバーが認識してしまうことになり、この事実によって、ドライバーのフラストレーションは増大され得るのである。

従って、自動車の１つまたは数個の機能の自動制御を改善し或いは最適化することが可能となるような要求が存在する。そのような最適化は可能な限り単純且つ確実であるべきということが、所定の要求事項である。

前記の要求および要求事項は、本発明によって遂行されるものであり、何故なら、それが、
− 自動車の１つまたは数個の機能の自動制御と、
− 地上の自動車位置の計測と、
− 予め記憶された１つまたは数個の位置に対する自動車位置の比較とを含む、陸上自動車の１つまたは数個の機能に関する改善した自動制御の方法を説明しているからである。

本発明によれば、予め記憶された各位置は、制御自動操作が以前に所定の許容範囲を超える制御を行ったと判定された位置であり、自動車の計測位置が予め記憶された位置のうちの１つと整合する場合には、予め記憶された特殊制御情報が使用され、その制御が前記所定の許容範囲を更にもう一度超えてしまう危険性を低下させる。

予め記憶された１つ（または数個）の位置に対する自動車位置の比較は、自動車位置が予め記憶された位置のうちの１つと整合する場合に、予め記憶された制御情報を使用することができるように使用されるので、自動操作は、以前に自動操作が誤りを侵した場所を「認識」することが可能であり、続いて、それは、自動車がそのような場所に来る次の機会に誤りが繰り返されないように保証することを可能にし、或いは、少なくとも、自動操作によって誤りが侵された以前の既知の位置に自動車が来る次の機会に誤りが繰り返されてしまう危険性が削減される。

更に、本発明は、自動車の１つまたは数個の機能に関する自動制御の評価と、自動制御が前記所定の許容範囲を超える処置を行ったとその評価が示した地上の位置の記憶とを、適切に包含する。これは、特殊な制御が必要であるかもしれない「新しい」位置に関して、当該システムが連続して更新され得ることを意味する。

自動車座標の計測は、例えばＧＰＳである外部信号供給源またはその他の衛星ナビゲーションシステムのいずれかを使用することによって、多くの様々な様式で実行されることが可能である。しかしながら、自動車座標の計測は、自動車内部にある計算手段を使用することによっても実行され得る。

本発明は、本発明による方法を実行するための様々な手段を備えたシステムに関するものでもある。

本発明は、以下のような添付図面を参照して、以下で更に詳細に説明される。

本発明は、前置きとして、自動ギヤボックスを備えた自動車に関して説明される。しかしながら、本発明による原理は、実際には自動車の如何なる自動制御機能に対しても使用され得るものであると認識されるべきである。その他の機能の具体例もまた、以下の説明において提示される。

図１は、丘を昇っているトラックである、自動車を概略的に示している。その自動車は、とりわけ、前進運動に対する抵抗、スロットル位置および総重量のような様々な判定基準に基づき、昇り勾配のポイントＡにおいて、自動車のギヤボックスに例えば１１速ギヤである特定のギヤを選択させた自動ギヤボックスを装備されている。

ポイントＡの後ろに位置するポイントＢにおいて、ギヤボックス自動操作は、自動車のドライブラインにおける負荷に応じて、自動車が１０速ギヤにチェンジダウンされるべきことを判定する。しかしながら、チェンジダウンが実行されるときは、自動車は、丘の頂上に到達したばかりであり、チェンジダウン（１１速ギヤから１０速ギヤへ）が実行されたすぐ後に、自動操作がギヤボックスを１１速ギヤへ戻すようにチェンジアップさせることになる。このように、実行されたチェンジダウンが不要だったことは、とりわけ、自動車のドライバーによって気付かれる。その不要なギヤチェンジは、燃費の悪化および平均速度の低下をも引き起こすことになる。

自動操作によって制御される機能の誤った制御を回避するための方法は、例えば、自動車に地図データベースを提供して、自動操作が自動車を制御するために地図データを活用することによって誤った制御が回避され得るようにすることである。そのようなシステムを使用すれば、上記の具体例における不要なチェンジダウンは、回避されたことであろう。何故なら、そのシステムは、データベースからの高さデータを読み取ったであろうし、それに応じて、丘の頂上が間も無く到達されることと、チェンジダウンが不要であることとを認識しただろうからである。

しかしながら、そのような解決策の欠点は、地図データベースが全ての地理的な領域では利用可能でないということである。それに加えて、高さデータを備えた地図データベースもまた、それらが、例えば、交通車線の合流または分岐、交差点の場所、交通信号灯、低速走行措置、循環灯および気象状況等のようなその他の重要な特徴についての情報を有するものではないという事実のような所定の欠点を有する。それ故、地図データベースには依存しない解決策が好適である。

図２は、本発明によるシステムを装備した自動車を示しており、その機能は、図３の簡略的なフローチャートの対応するボックスを参照して以下で説明される。

言い換えれば、図２は、このようにして、地図データベースとは無関係である要求事項をも包含して、上記のようなリストアップされた要求事項を満たすことに成功したシステムを示しているのである。

その自動車は、自動車の１つまたは数個の機能を自動制御する制御手段（明示せず）を包含し、それに加えて、地上の自動車の位置を、言い換えれば、通常ｘおよびｙと呼ばれる座標を計測（３１０）するための装置（図示略）をも包含する。当然ながら、高さ座標ｚは、そのようなシステムの中に包含され得るが、本発明にとって中心的なものではなく、それ故、更に詳細には説明されないものとする。

自動車の位置を計測する装置または手段は、当該分野の熟練者には周知である多数の様式において実装され得るものであるが、例えばＧＰＳである衛星ナビゲーションの手段および慣性ナビゲーションの装置を包含することも可能である。その制御手段もまた、同様にして多数の異なった様式で実装され得るものであり、その正確な詳細は、本発明にとっては重要な中心的なものではないが、マイクロプセッサまたはその他の形式のコンピュータユニットを適切に包含することが可能である。

地上の自動車の位置は、自動車が運動している間にこの目的のための手段によって適切に連続して計測されるものであり、自動車内のシステムは、例えば１つまたは数個のテーブルの中に予め記憶された座標に対して自動車の座標を連続して或いは一定の間隔を置いて比較（３２０）する手段を包含する。

予め記憶された各位置は、制御自動操作が以前に所定の許容範囲を超える制御を行ったと、言い換えれば、制御自動操作がエラーまたは誤りを侵したと確認された位置である。

更に、自動車に対して装備される本発明によるシステムは、座標の比較（３２０）を実行する手段を包含し、自動車の位置が予め記憶された位置のうちの１つと整合する場合に、制御システムが予め記憶された特殊制御情報を使用するか否かに関する決定（３３０）に到達させる手段をも包含する。この特殊制御情報は、制御自動操作が以前に問題の座標において侵したエラーまたは誤りに基づいた情報を適切に包含するものであり、その制御が前記所定の許容範囲を更にもう一度超えてしまう危険性が削減され、可能であれば排除されることにもなる。

このように、本発明による上述の構成に従えば、制御自動操作は、制御自動操作が以前にエラーまたは誤りを侵した場所を認識し得るのであり、自動車が同じ場所に到達する次の機会にこれらのエラーまたは誤りを繰り返してしまう危険性を削減することも可能である。

更に、本発明によるシステムは、自動車の１つまたは数個の機能の自動制御を評価（３１１）する手段をも包含する。これは、自動車が運転中に新しいエラーまたは誤りを検出（３２１）し、且つこれらの座標を記憶（３３１）することを可能にするものであり、それらの座標は、エラーまたは誤りを回避するためにシステムが比較する位置の中に包含され得ることになる。

エラーまたは誤りが侵された位置の座標だけでなく、誤りの種類についての情報もまた、適切に記憶されており、自動車が同じ場所に到達する次の機会に自動操作がより有効な決定に到達することを容易にする。

再び図１および図２を参照して、ここで、本発明によるシステムが制御自動操作を改善する方法が説明される。制御を評価する手段は、自動車が問題の座標に初めて来た後に誤りが侵された（ポイントＢにおけるチェンジダウン）ことを判定（３２１）して、これに関する地上の座標（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ）を、誤りを防止するための情報と共に記憶（３３１）する。この具体例における誤りは、不要なチェンジダウンであったので、本発明によるシステムは、問題の座標（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ）に到達する次の機会にチェンジダウンが実行されるべき時点に関する制限を自動車が調節することになる制御情報を記憶する。

誤った制御が行われたという事実は、所定のパラメータが許容範囲内にあるか否かを調査する自動操作によって判定される。ギヤチェンジの場合には、そのようなパラメータの１つの具体例は、エンジンスピードであっても良く、或いは代替的には、選択されたギヤが保持されるべき距離、言い換えれば、ポイントＢから丘の頂上までの距離であっても構わない。この距離が或る所定の限度よりも短いならば、自動操作は、チェンジダウンを不要と見なし、従って、ポイントＢの座標をメモリの中に入力するように許容され得ることになる。

このように、システムの中に包含される上述のような構成要素が、自動車が再びポイントＢに来ていると判定（３２０）したとき、制御自動操作は、チェンジダウンが行われるべき時点に対して標準的に適用される制限を調節（３３０）する。誤ったチェンジダウンが行われたときに適用された同じ条件は、自動車が同じ場所に戻るときにも確実に適用されることが不可能であるので、自動操作のチェンジダウンに対して全面的な禁止を導入することは、不適当である（例えば、自動車がより重い荷物を搭載されるかもしれず、路面がより滑り易いかもしれず、強い逆風が吹いているかもしれないため）。言い換えれば、ポイントＢにおいて、ギヤボックスに関する通常の制御自動操作は、バイパスされるのであり、この場合には、「より厳格」であるその他のルールが、チェンジダウンに対していかなる全面的な禁止をも導入することなく適用される。例えば、特定の時間制限と組み合わされる自動車のエンジンスピードが、ギヤボックスの自動操作によって使用されるパラメータであるならば、例えば、所定のエンジンスピード制限に関する時間は、ポイントＢにおいて、例えば自動車が丘の頂上を通過したと計算されるポイントＣに達するまで延長されても良い。

「エラー位置」に対する自動車位置の比較は、自動車内のシステムの中に記憶されている位置に関する多くのテーブルによって、適切には本発明によって影響されることになる機能毎に１つのテーブルによって、適切に実行される。従って、各々のテーブルは、「エラー位置」すなわち「標準」に対する様々な制限値または制御条件が適用されることになる位置についての情報を包含する。

自動操作が変動（例えば、様々な総重量、風速、路面状態等）を補正することを可能にするために、自動操作は、調節された制限値または制御条件が実際の位置の前の所定の距離に対して適用されることになる各位置についての情報を入手することもまた好都合であるが、必ずしも必要ではない。ギヤボックスの自動操作と図１および図２におけるポイントＡとを参照して、これは、以下のような言葉で表現されることが可能である。「ギヤボックスの自動操作が以前に誤りを侵した位置の（例えば）１００メートル手前で、ギヤボックスの自動操作は、標準的な制御ルールを、同じ誤りを再び侵すことを回避するためにテーブルに従ったその他のルールに置き換えることになる」。

特殊な制御情報の使用に関連して、自動操作は、それが使用を開始されるときに、或る所定の距離または時間を置いてそれを使用することが可能である。代替的には、標準的な制御が再び使用を開始されるときに、座標がシステムの中に記憶されても良い。

更に、位置の比較は、所定の許容度を備えて実行されることも可能である。問題の許容値は、システム内における全ての位置に関して１つの同じものであっても良く、機能毎に異なっているか、或いは機能および位置毎に異なっていても良い。

本発明をより明瞭にするために、図４は、本発明によるシステムにおいて使用されるテーブルを示している。機能毎に１つであるテーブルが、好ましくは、自動制御を有する機能のために本発明によるシステムにおいて使用されるが、これは、当然ながら、本発明の枠組みの範囲内における異なった様式で実行されても良い。上述されたように、図４におけるテーブルは、自動操作が標準的なもの以外のその他のルールを使用することになるポイントの座標を包含している。更に、そのテーブルは、適切には各々の機能に関して個別に設定される「警告ポイント」の座標、言い換えれば、自動操作が標準的なもの以外のルールを使用することになるポイントの前の所定距離におけるポイントの座標を包含し得るものであり、「終了ポイント」の座標、言い換えれば、自動操作が標準的な機能を取り戻すことになるポイントの座標をも包含することが可能である。その終了ポイントは、終了時間として表現されることもできる。

前記座標に加えて、そのテーブルは、問題のポイントにおいて適用されることになるルールについてのデータをも包含している。これらのルールは、多くの異なった種類のものであっても良い。例えば、所定の制御が実行される時点での、所定の制御を実行することの禁止、或いは所定の制御またはより厳格であるかまたはより厳格でない制限を実行することの強制である。それらの制限がより厳格であるかまたはより厳格でない場合、そのテーブルは、制限がどれほどにより厳格であるかまたはより厳格でないのかについての情報を適切に包含するのであり、それは、図４のテーブルで示されるように、正または負のいずれかであり得る「Δ値」として提示される。

本発明は、主としてギヤボックスの自動操作に対して適用される本発明を例証する具体例によって以上のように説明されてきたが、本発明は、原則として、自動車の如何なる自動制御に対しても適用され得ると認識されるべきである。本発明を使用することが可能である実行可能な制御のその他の具体例は、空調自動操作およびその他の形式の環境最適化制御である。

本発明は、主として、陸上自動車を対象としており、更には、主として、道路を走り、言い換えれば、車輪式である乗物をも対象としている。

ギヤボックスの自動制御を備えた自動車の２つの機能シーケンスを概略的に示している。 ギヤボックスの自動制御を備えた自動車の２つの機能シーケンスを概略的に示している。 本発明による方法の簡略的なフローチャートである。 本発明による機能に関するテーブルである。

Claims (21)

1. 陸上自動車の１つまたは数個の機能に関する改善した自動制御の方法であって、
   − 自動車の１つまたは数個の機能の自動制御と、
   − 地上の自動車位置（ｘ，ｙ）の計測（３１０）と、
   − 予め記憶された１つまたは数個の位置に対するその自動車位置の比較（３２０）とを含む当該方法において、
   − 予め記憶された各位置は、制御自動操作が以前に所定の許容範囲を超える制御を行ったと判定（３２１）された位置であり、
   − 自動車の計測位置が予め記憶された位置のうちの１つと整合する場合には、予め記憶された特殊制御情報が使用（３４０）され、その制御が前記所定の許容範囲を更にもう一度超えてしまう危険性を低下させることを特徴とする、
   当該改善した自動制御の方法。
2. 自動車の１つまたは数個の機能に関する自動制御の評価（３１１）と、自動制御が前記所定の許容範囲を超える処置を実行したとその評価が示した地上の位置（ｘ，ｙ）の記憶（３３１）とを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 自動車位置の比較がそれに対して為される各位置は、自動制御が前記所定の許容範囲を超える処置を実行したとその評価が示した各位置を含むことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の方法。
4. 予め記憶された各位置に対する自動車位置の比較は、所定の許容度を備えて実行され、特殊制御情報は、正確な位置に到達されることなく、利用され得るものであり、或いは使用に備えることが可能であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 特殊制御情報は、予め記憶された位置に到達される前後に、所定の距離または時間を置いて利用されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 地上の自動車位置の計測（３１０）は、外部信号供給源を使用することによって実行されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. 地上の自動車位置の計測（３１０）は、自動車内の計算手段を使用することによって実行されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
8. 予め記憶された各位置は、各テーブルの中に記憶されるものであり、自動操作によって制御される機能に関して機能毎に１つのテーブルであることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
9. 前記１つまたは数個の機能は、ドライブライン制御によって構成されることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
10. 自動車の１つまたは数個の機能に関する改善した自動制御のシステムであって、
    − 自動車の１つまたは数個の機能に関する自動制御のための制御手段と、
    − 地上の自動車位置（ｘ，ｙ）の計測のための位置計測手段と、
    − システムの中に予め記憶された１つまたは数個の位置に対する自動車位置の比較のための比較手段とを含む当該システムにおいて、
    予め記憶された各位置は、制御自動操作が以前に所定の許容範囲を超える制御を行った位置であり、当該システムは、位置比較を評価する判断形成手段を含み、その判断形成手段は、自動車の位置が予め記憶された位置のうちの１つと整合する場合に、制御手段が予め記憶された特殊制御情報を使用すべきであると決定することを特徴とする、
    当該改善した自動制御のシステム。
11. 自動車の１つまたは数個の機能に関する自動制御を評価する評価手段と、自動制御が所定の許容範囲を超える処置を実行したとその評価手段が示した地上の位置（ｘ，ｙ）を記憶する記憶手段とを更に含むことを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
12. 記憶手段は、比較手段によって利用される各位置に対して記憶された各位置を追加することを特徴とする、請求項１０または１１のいずれかに記載のシステム。
13. 比較手段は、位置比較において所定の許容度を利用するものであり、判断形成手段は、正確な位置に到達される前に特殊制御情報を利用し、或いは利用すべく特殊制御情報を用意することが可能であることを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれかに記載のシステム。
14. 判断形成手段は、特殊制御情報が、それが使用を開始されるときに所定の距離または時間を置いて使用されることを保証するように配置されることを特徴とする、請求項１０乃至１３のいずれかに記載のシステム。
15. 位置計測手段は、外部信号供給源に連絡する手段を含むものであり、その信号供給源を使用することにより、位置計測手段は、地上の自動車位置（ｘ，ｙ）を計測することを特徴とする、請求項１０乃至１４のいずれかに記載のシステム。
16. 位置計測手段は、自動車の内部にあり、それによって地上の自動車位置（ｘ，ｙ）が計測される計算手段を含むことを特徴とする、請求項１０乃至１４のいずれかに記載のシステム。
17. 記憶手段は、各位置を各テーブルの中に記憶するものであり、自動操作によって制御される機能に関してテーブル毎に１つの機能であることを特徴とする、請求項１０乃至１６のいずれかに記載のシステム。
18. 自動車のドライブラインの自動制御に適用されることを特徴とする、請求項１０乃至１７のいずれかに記載のシステム。
19. 前記プログラムがコンピュータによって遂行されるとき、請求項１における全てのステップを実行するためのプログラムコードを含むことを特徴とする、コンピュータプログラム。
20. 前記コンピュータプログラムがコンピュータによって遂行されるとき、請求項１における全てのステップを実行するために、コンピュータによって読取られ得る媒体上に記憶されるプログラムコードを含むことを特徴とする、コンピュータプログラム製品。
21. 前記コンピュータプログラムがコンピュータによって遂行されるとき、請求項１における全てのステップを実行するためのコンピュータプログラムを含むことを特徴とする、デジタルコンピュータ内の内部メモリに対して直接ロードされ得るコンピュータプログラム製品。

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