JP2010532294A - 坂道運転支援方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、クラッチによって駆動輪に接続されたパワーユニットと自動駐停車ブレーキとを含む、車両用の坂道運転支援方法において、車両の所定の物理的パラメータが満たすべき条件から、使用者および車両が、坂道発進の準備が整ったと推定される状態に対応する、勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ}）を記憶する命令を生成するステップを含むことを特徴とする坂道運転支援方法に関する。

Description

本発明は、車両用の坂道運転支援方法に関する。

具体的には、マニュアルまたはオートマチックトランスミッションを有する、自動車用の坂道発進での支援方法に関する。

いくつかの車両については、自動車製造業者は自動駐停車ブレーキを提案している。

この自動駐停車ブレーキは、従来の駐停車ブレーキによる解決法と比較して、相対的に高コストという理由で、顧客に相応の負担がかかる。

したがって、このシステムに、より高い価値を与えるために、製造業者は、坂道運転での支援機能、特に坂道発進での支援機能を結び付けている。その原理は、エンジンによって駆動輪に伝達されたトルクが、坂道の勾配の影響を補償するのに十分になると、すぐに非駆動輪のブレーキを緩めるというものである。

このような装置は既知である。

英国特許第２ ３７６ ９９０号は、この観点から、マニュアルトランスミッションを備える自動車用の、自動駐停車ブレーキ装置の制御モジュールを提案している。これは一方では、アクセルペダルの確実な踏み込みを示し、他方ではクラッチペダルの位置が、その咬合点に到達したことを示す信号を受信したとき、駐停車ブレーキに作用する力を緩める。装置がブレーキを緩めるタイミングは、クラッチペダルを踏み込む速度、ギアが入れられた変速比、および車両使用者がいる勾配にも依存する。

この装置は、例えば、同乗者の動きまたは坂道発進時の車両の縦揺れ（ピッチング）による、停止時のボディの縦揺れの影響を受けやすいという欠点がある。

実際、ブレーキを緩める前には、車輪は、トルクがかかっているにもかかわらず、その動きがブレーキに妨げられている間は動かず、車両がそる傾向にある。悪影響を及ぼすのは、車両の低速での坂道発進であり、勾配センサから伝送されたデータによって、クラッチに伝達される計算トルクが歪められる。

この現象を回避するために、例えば、ローパスフィルタを導入して、センサのノイズおよび高周波成分をフィルタリングすることができる。しかし、伝達されたトルクの推定が正確でなければ、これでは十分ではない。

本発明の一つの目的は、車両ボディの縦揺れ（ピッチング）の影響を受けない、坂道運転支援方法を提案することによって、これら先行技術の欠点を緩和することである。

本発明の他の目的は、マニュアルまたはオートマチックトランスミッションを備えた車両に適用可能な、坂道運転支援方法を提案することである。

そのために、本発明は、クラッチによって駆動輪に接続されたパワーユニット、および自動駐停車ブレーキを含む、車両用の坂道運転支援方法において、車両の所定の物理的パラメータが満たすべき条件から、使用者および車両が坂道発進する準備が整ったと推定される状態に対応する、勾配特性を記憶する命令を生成するステップを含むことを特徴とする支援方法を提案する。

本発明による方法の、好ましいが限定的でない、いくつかの側面は下記の通りである。
− 所定のパラメータは下記の通りである。
車両速度
車両の停止時間
ギアが入れられた変速比
アクセルペダルの位置
パワーユニットの角回転速度
− 車両の所定のパラメータが、同時に満たすべき条件は下記の通りである。
定義された停止時間を越えた以降、車両速度は定義された最小速度よりも小さくなければならない。
ある変速比にギアが入れられなければならない。
アクセルペダルが、定義された位置閾値を下回る位置（θ_ａｃｃ）まで踏み込まれなければならない。
パワーユニットの角回転速度が、最小角回転速度よりも大きくなければならない。
− さらに、これらの条件は、クラッチペダルが、ある位置閾値を上回る位置まで踏み込まれたときに満たされる。
− ブレーキが緩められるのは、勾配特性を記憶する命令ステップが生成された場合のみである。
− ブレーキが緩められるのは、クラッチに伝達されたトルクが、伝達トルク閾値、いわゆる坂道発進トルクに到達したときのみである。
− 伝達される坂道発進トルクは、記録された勾配特性の関数として、推定または計算される。
− 坂道発進トルク閾値は下記の値をとる。
記録された勾配が正またはゼロで、後退にギアが入れられる場合、または記録された勾配が負またはゼロで、前進にギアが入れられる場合は、０であり、
記録された勾配が正で、前進にギアが入れられる場合、または記録された勾配が負で、後退にギアが入れられる場合は、
ｍ．ｇ．ｓｉｎ（θ_{ｐｅｎｔｅ}）．ｒ（ｂ）．ρ_{ｒｏｕｅｓ}
である。
ただし、
ｍは車両の質量、
ｇは重力、
θ_{ｐｅｎｔｅ}は勾配特性、
ｒ（ｂ）は、シフトレバーの位置ｂに対応する、ギアが入れられた変速比、
ρ_{ｒｏｕｅｓ}は、車両の車輪の荷重半径
である。
− アクセルペダルの位置閾値は、アクセルペダルのマッピングによって決定される。

本発明の第２の態様によれば、クラッチによって駆動輪に接続された、パワーユニットを含む車両用の坂道運転支援装置であって、自動駐停車ブレーキと、ブレーキを緩めるように指令する手段と、勾配センサと、車両速度を決定する手段と、変速機によってギアが入れられた速度を検出し決定する手段と、アクセルペダルの位置を決定する手段と、該当する場合には、クラッチペダルの位置を決定する手段と、コンピュータとを含む装置において、前記諸手段が本発明による坂道運転支援方法を実施できるようにすることを特徴とする装置を提案する。

本発明による坂道運転支援装置を利用する車両も提案する。

本発明の他の特徴、目的、利点は、限定的ではない例として、添付の図面に照らして、以下の詳しい説明を読めば明らかになる。

本発明による装置を装備した車両の、機能構造を示す図である。 本発明で実施される、マニュアルトランスミッションを有する車両の、車輪に伝達されるトルクを推定する、オートマトンの動作原理を示す図である。 車両および使用者が坂道発進の準備が整った状況を検出するために用いる、オートマトンを示す図である。 本発明による坂道発進での支援方法の原理の概要図である。

本発明による坂道発進支援装置を装備した車両は、パワーユニット、自動駐停車ブレーキ５、車両の他の部分６から到達する信号が通過するバス４、およびパワーユニットの制御コンピュータを備える。

バス４は、好ましくは、ＣＡＮ（登録商標）（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ、すなわちコントローラエリアネットワーク）規格のバスである。

パワーユニットは、使用者（マニュアルトランスミッション車両の場合）または自動制御（オートマチックトランスミッションを装備した車両の場合）によって制御できる、変速機とクラッチとを含むトランスミッション装置によって、駆動輪に接続された熱機関から成る。

変形形態においては、パワーユニットは、熱機関を備えるまたは備えない、１つまたは複数の電動機を含むことができる。

坂道発進支援装置は、自動駐停車ブレーキ５の制御コンピュータ１と協働し、コンピュータ１はバス４にも接続されている。

コンピュータ１は、公知の通り、自動駐停車ブレーキ５をかける、および緩める指令を生成する手段を備えており、前記ブレーキの指令５は、いわゆる自動駐停車ブレーキ５への接続ライン上に生成される。該当する場合、コンピュータ１は、自動駐停車ブレーキ５の状態情報をバス４に伝送する手段も備えている。

自動駐停車ブレーキ５の制御コンピュータ１は、適切な信号線によって勾配センサ２に接続される。他の実施形態では、坂道の傾斜に関する情報が、バス４により利用できるのであれば、センサ２は、バス４を通過する、データフローに関する情報を抽出する等価な手段で置き換えられる。

車両が坂道で停止しているとき、勾配センサ２は、車両の停止している坂道の傾斜（勾配特性という表現でも示す）を表す信号を送出する。

自動駐停車ブレーキ５の制御コンピュータ１が、ブレーキをかける指令を出すと、自動駐停車ブレーキ５をかけるように、ブレーキの可動部分がディスクを締める。

逆に、自動駐停車ブレーキ５の制御コンピュータ１が、自動駐停車ブレーキ５を緩める指令を出すと、ブレーキの可動部分が緩められる。

さらに、発進の状況では（坂道か平坦な道かにかかわらず）、車両のパワーユニットは、クラッチがアクティブであるか否か、およびクラッチの位置に依存する部分に従って、車輪に伝達されるまたは伝達されないトルクを生成する。

したがって後でわかるように、本発明の原理は、特に使用者および車両が、坂道発進の準備が整ったときに測定される勾配特性、およびクラッチに伝達されるトルクＣ_Ｔに応じて、自動駐停車ブレーキ５を緩める条件を決定することにある。この条件は、車両が、一定の閾値を超えると、直ちに坂道発進の状況になり、坂道の作用が、エンジントルクと釣り合うように決定される。

坂道発進するためには、坂道で停車している車両が、地球の引力による坂道の作用を克服しなければならない。

この作用は、勾配特性および車両の質量の関数であり、下記の値をとる。
ｍ．ｇ．ｓｉｎ（θ_{ｐｅｎｔｅ}）
ただし、
ｍは車両の質量、
ｇは重力、
θ_{ｐｅｎｔｅ}は勾配特性
である。

最小トルクＣ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}は、車両が坂道発進できる（すなわち、坂道で発進する）ようにするために、車輪からパワートレインを介してクラッチに伝達しなければならず、したがって、少なくとも下記に等しくなければならない。
Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}＝ｍ．ｇ．ｓｉｎ（θ_{ｐｅｎｔｅ}）．ｒ（ｂ）．ρ_{ｒｏｕｅｓ}
ただし、
ｒ（ｂ）は、シフトレバーの位置ｂに対応する、ギアが入れられた変速比、
ρ_{ｒｏｕｅｓ}は、車両の車輪の荷重半径
である。

このトルクＣ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}は、坂道発進トルクの閾値である。

本発明の提案する戦略は、この関係に基づいている。

具体的には、停止時の発進段階で、クラッチに伝達されるトルクＣ_Ｔが、坂道発進トルク閾値Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}よりも大きいとき、自動駐停車ブレーキ５を緩めることにある。

マニュアルトランスミッションでは、伝達されるトルクＣ_Ｔは、フランス特許出願公開第２ ８２８ ４５０号（マニュアルトランスミッションについて、図２に示されており、以下の記載ではこれ以上説明しない）に記載されているような、オートマトンによって推定され、オートマチックおよび／またはロボット化されたトランスミッションでは、公知の技術に従って計算され、トルクコンバータによって伝達される。

次に、本発明の方法の坂道発進アルゴリズムの動作原理を説明する。

このアルゴリズムは、伝達されたトルクＣ_Ｔの推定または計算を利用し、運転者の意思を解釈する。

坂道発進のとき、車両はそる傾向があり、これにより、センサから供給される勾配特性に関する値が増加し、その結果、坂道発進トルク閾値Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}の推定値が増加する。

したがって、車両およびその使用者が、坂道発進の準備が整う時期を検出し、この瞬間に対応する勾配特性を「凍結」する。

特性の凍結は、この瞬間に対応する勾配特性の値θ_{ｐｅｎｔｅ}が記憶されることで実現される。

前記瞬間の検出は、連続した異なる４つの状態をとることができる、図３に示すオートマトンによって実施される。

第１の状態１０では、車両速度ｖは、定義された最小速度ｖ_ｍｉｎより大きい。このとき、オートマトンは、車両が走行していると見なす。

第２の状態２０では、車両速度ｖは、定義された時間

の間、最小速度ｖ_ｍｉｎより小さい。このとき、オートマトンは、車両が停止している（または、少なくとも、車両が坂道運転を実行しようとしている）と見なす。

この第２の状態で、定義された時間

の間に、速度ｖが最小速度ｖ_ｍｉｎより大きくなった場合、オートマトンは初期状態１０に戻る。

速度ｖ、時間ｔ、アクセルペダルの位置θ_ａｃｃ（この位置は、例えば、ペダルの踏み込みの百分比として示すことができる）、パワーユニットの角回転速度ω、の物理的パラメータが、所定の条件を満たしたとき、オートマトンは、使用者および車両による、坂道発進の準備が整ったと推定する。このとき、オートマトンは、パラメータが前記条件を満たす状態に対応する、勾配特性θ_{ｐｅｎｔｅ}を記憶する命令を生成し、第３の状態３０に移行する。状態２０から状態３０への移行は、この記憶が実施されない場合は行われない。

記憶する命令の生成には、「Ｓａｍｐｌｅ ａｎｄ Ｈｏｌｄ」の簡単なメカニズム（すなわち、サンプルホールドのメカニズム）で十分である。以下では、この記録される特性を、記号θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}で示す。

前記パラメータが満たすべき条件は、時間

を上回る時間ｔにおいて、車両速度ｖが最小速度ｖ_ｍｉｎより小さくなる、ある変速比にギアが入れられる、車両使用者がアクセルペダルを定義された位置閾値θ_{ａｃｃ＿ｓｅｕｉｌ}より小さい位置θ_ａｃｃまで踏み込む、およびパワーユニットの角回転速度ωが最小角回転速度ω_ｍｉｎよりも大きい、ことである。

好適には、θ_{ａｃｃ＿ｓｅｕｉｌ}は、記録された勾配特性θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}および角回転速度ωの値に依存する。この値は、例えば、アクセルのマッピングによって供給される、最も小さい値とすることができる。

マニュアルトランスミッションの場合、車両および使用者が、坂道発進の準備が整ったと推定するための追加の条件は、クラッチペダルが、定義されたθ_{ｅｍｂ＿ｓｅｕｉｌ}の位置よりも大きい位置θ_ｅｍｂ（この位置は、例えば、ペダルの踏み込みの百分比で示すことができる）まで踏み込まれることを確認することである。

車両速度ｖ、時間ｔ、ギアが入れられた速度、アクセルペダルの位置θ_ａｃｃ、パワーユニットの角回転速度ω、および該当する場合は、クラッチペダルの位置θ_ｅｍｂに関する条件の１つが満たされていない場合、オートマトンは状態２０に留まる。

時間ｔ、ギアが入れられた速度、アクセルペダルの位置θ_ａｃｃ、パワーユニットの角回転速度ω、および該当する場合は、クラッチペダルの位置θ_ｅｍｂに関する条件の１つが満たされなくなった場合、オートマトンは状態２０に戻る。

車両速度ｖが最小速度ｖ_ｍｉｎより大きくなった場合、オートマトンは状態１０に戻る。このような事態は、例えば、車両が平坦な道で信号機待ちしているときに起こる。このとき、使用者は発進のための支援を必要としない。

その後は、計算された坂道発進のための最小Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}トルクが、勾配センサから送出される特性ではなく、この記録された情報θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}に応じて算定されるようになる。

このとき、坂道発進のためのトルク閾値Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}は下記の値をとる。
・記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）が正またはゼロで、後退にギアが入れられる場合、または記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）が負またはゼロで、前進にギアが入れられる場合は、０、
・記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）が正で、前進にギアが入れられる場合、または記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）が負で、後退にギアが入れられる場合は、
ｍ．ｇ．ｓｉｎ（θ_{ｐｅｎｔｅ}）．ｒ（ｂ）．ρ_{ｒｏｕｅｓ}

したがって、この坂道発進トルク閾値Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}の定義により、使用者が坂道を下降方向に発進する場合、前記トルク閾値Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}を０に固定することができる。

クラッチに伝達されるトルクＣ_Ｔ（フランス特許出願公開第２ ８２８ ４５０号の方法に従って推定される、または変速機のトルクコンバータによって計算される）が、記録された勾配特性θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}に関する情報に応じて計算された、坂道発進Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}トルク以上である場合、または速度、時間ｔ、ギアが入れられた速度、アクセルペダルの位置θ_ａｃｃ、パワーユニットの回転速度ω、および該当する場合は、クラッチペダルの位置θ_ｅｍｂに関する条件が常に十分である場合、オートマトンは第４の状態４０に入る。

この第４の状態では、坂道発進の条件は、第２の所定の時間Δｔ_{ｃｏｍｍａｎｄｅ}を下回る時間ｔの間（ｔ＜Δｔ_{ｃｏｍｍａｎｄｅ}）収集される。

坂道発進の条件とは、ここでは、乗用車および使用者が、坂道発進の準備が整っているとオートマトンが見なし、伝達されたトルクについての条件が、Ｃ_Ｔ≧Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}となっている条件を意味する。

オートマトンが状態４０に入るとき、制御コンピュータ１は、自動駐停車ブレーキ５を緩めるよう指令する。このとき、ｔ＝ｔ_４となる。ただし、ｔ_４はオートマトンが状態４０に入る時間に対応する。

第２の所定の時間が経過すると（すなわち、ｔ−ｔ_４＞Δｔ_{ｃｏｍｍａｎｄｅ}のとき）、オートマトンは状態１に戻り、時間ｔを再度０に初期化する。

理論上の坂道発進の瞬間、すなわち使用者および車両が坂道発進の準備が整い、クラッチに伝達されるトルクＣ_Ｔが、坂道発進Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}トルク以上になる瞬間に、エンジンから供給されるトルクは、少なくともクラッチから伝達されたトルクＣ_Ｔよりも大きくなければならない。

実際、逆の場合には、車両がエンストを起こす危険性が極めて高くなる。

車両のいかなるエンストも回避するためには、下記のことが必要である。
− 使用者が加速する、または
− エンジンの回転数が、使用者から要求されたトルクを生成するのに十分である。

明らかに、第１の条件は望ましくない。

したがって、この段階での使用者の介入を回避するために、アクセルペダルのマッピングを実行する。

一連のマッピングされた勾配および回転数について、エンストせずに坂道発進するように、エンジンの回転数が使用者から要求されたトルクを生成するのに十分になるのに必要な、アクセルペダルの最小位置θ_{ａｃｃ＿ｓｅｕｉｌ}を測定する。

このマッピングは、コーステストによってあらかじめ決定することができる。

Claims (11)

1. クラッチによって駆動輪に接続されたパワーユニットと自動駐停車ブレーキとを含む、車両用の坂道運転支援方法において、車両の所定の物理的パラメータが満たすべき条件から、使用者および車両が坂道発進する準備が整ったと推定される状態に対応する、勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ}）を記憶する命令を生成するステップを含むことを特徴とする坂道運転支援方法。
2. 前記所定のパラメータが下記のもの、すなわち
   車両速度（ｖ）、
   車両の停止時間（ｔ）、
   ギアが入れられた変速比、
   アクセルペダルの位置（θ_ａｃｃ）、および
   パワーユニットの角回転速度（ω）
   であることを特徴とする、請求項１に記載の坂道運転支援方法。
3. 車両の所定のパラメータが満たすべき条件が、
   所定の停止時間
   

   

   
   を上回る時間（ｔ）において、車両速度（ｖ）は、所定の最小速度（ｖ_ｍｉｎ）よりも小さくなければならないこと、
   所定の変速比に、ギアが入れられなければならないこと、
   アクセルペダルが、定義された位置閾値（θ_{ａｃｃ＿ｓｅｕｉｌ}）を下回る位置（θ_ａｃｃ）まで踏み込まれなければならないこと、および
   パワーユニットの角回転速度（ω）が、最小角回転速度（ω_ｍｉｎ）よりも大きくなければならないこと
   を同時に満たすことを特徴とする、請求項１または２に記載の坂道運転支援方法。
4. 前記パラメータが満たすべき条件が満たされ、さらに、クラッチペダルが、ある位置閾値（θ_{ｅｍｂ＿ｓｅｕｉｌ}）を上回る位置（θ_ｅｍｂ）まで踏み込まれることを特徴とする、請求項３に記載の坂道運転支援方法。
5. 前記勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ}）を記憶する命令ステップが生成された場合にのみ、ブレーキが緩められることを特徴とする、請求項３または４に記載の坂道運転支援方法。
6. クラッチに伝達されるトルク（Ｃ_Ｔ）が、伝達トルク閾値（Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}）、いわゆる坂道発進トルクに到達したときにのみ、ブレーキが緩められることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の坂道運転支援方法。
7. 伝達される坂道発進トルク（Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}）が、記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）の関数として、推定または計算されることを特徴とする、請求項６に記載の坂道運転支援方法。
8. 坂道発進トルク閾値（Ｃ_{Ｔ＿ｓｅｕｉｌ}）が、
   記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）が正またはゼロで、後退にギアが入れられる場合、または記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）が負またはゼロで、前進にギアが入れられる場合は、０、
   記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）が正で、前進にギアが入れられる場合、または記録された勾配特性（θ_{ｐｅｎｔｅ＿ｓｔｏｒｅ}）が負で、後退にギアが入れられる場合は、
   ｍ．ｇ．ｓｉｎ（θ_{ｐｅｎｔｅ}）．ｒ（ｂ）．ρ_{ｒｏｕｅｓ}、
   ただし、
   ｍは車両の質量、
   ｇは重力、
   θ_{ｐｅｎｔｅ}は勾配特性、
   ｒ（ｂ）は、シフトレバーの位置ｂに対応する、ギアが入れられた変速比、
   ρ_{ｒｏｕｅｓ}は車両の車輪の荷重半径
   であることを特徴とする、請求項６または７に記載の坂道運転支援方法。
9. アクセルペダルの位置閾値（θ_{ａｃｃ＿ｓｅｕｉｌ}）が、アクセルペダルのマッピングによって決定されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の坂道運転支援方法。
10. クラッチによって駆動輪に接続されたパワーユニットを含む、自動車用の坂道運転支援装置であって、
    自動駐停車ブレーキ（５）と、ブレーキを緩めるように指令する手段と、勾配センサと、車両速度を決定する手段と、変速機によってギアが入れられた速度を検出し決定する手段と、アクセルペダルの位置を決定する手段と、該当する場合は、クラッチペダルの位置（θ_ｅｍｂ）を決定する手段と、コンピュータとを含む装置において、
    前記諸手段により、請求項１から９のいずれか一項に記載の坂道運転支援方法が実施できることを特徴とする坂道運転支援装置。
11. 前記請求項１０に記載の坂道運転支援装置を利用する車両。

Images