JP2015107793A - 反応的なエアサスペンションシステム及び使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車道デブリに関連するリスクを軽減するのに役立つシステム及び方法を提供する。【解決手段】車両の経路内に存在する障害物（デブリ）を検出するオンボードセンサシステムを備え、障害物を検出したとき５０７にオンボードコントローラが空気バネサスペンションシステムを制御し、それにより乗車高さと道路間隔を自動的に増大させる５１１。車高を増大させることにより、検出された障害物を回避することが可能になる。さらに、車速センサを備え、車速がプリセット値を超えた場合には、ドライバーに警告を発する。【選択図】図５

Description

本発明は、一般的に車両に関し、特には複数の道路デブリから車両の下側を保護するのに役立つシステム及び使用方法に関する。

ドライバは、彼らの通常の日々の通勤中に様々な困難に出会う。いくつかは完全に取るに足らないものであるが、他は生命を脅かしうるものである。これらの問題の多くは、複数の単純な車両機能不全又は複数のドライバエラーにより起きる。ドライビング条件、特にはきわめて厳しい天候において出会ったものも、事故を招きうる。道路デブリが車両損傷を起こす別のものであり、それは、多くの例において、ドライバがデブリ及び／又はそれらの車への損傷に反応すると、著しい事故につながりうる。

従来の車は道路デブリにより損傷することに明らかに敏感であるが、ハイブリッド及びすべての電気車両は、それらが再充電可能なバッテリーパックを有するため特有の課題を提供する。再充電可能なバッテリーは、バッテリー内部の反応速度が取り消し可能なものより多くの熱を生成する程度まで増大する場合が起きると、比較的不安定になり熱暴走する傾向にある。反応速度及び熱生成が衰えない場合に、ついには生成された熱は、バッテリー及びバッテリー近くの材料が燃え上がり始めるほど大きくなる。熱暴走は典型的にはバッテリーショート又は製造欠陥の結果であるが、事故中に又は道路デブリがバッテリーパックをへこませ又は穴をあけたときに生じるような損傷がまた、熱暴走出来事（イベント）を生じさせうる。

バッテリーパック出火のリスクのために、ハイブリッド及び電気車両（ＥＶ）の製造業者が、様々な技術を用いて、道路デブリ又は車両の衝突に起因する可能性のある損傷からバッテリーパックをシールドする。例えば、ハイブリッドのような比較的小さなバッテリーパックを使用する車両において、パックは、リアトランク内、リアシートの後ろ、フロントシートの下、又は比較的よく保護される別の位置に配置することによって保護されうる。典型的には大きなバッテリーパックを用いる車両は、車の下にパックを取り付けることを強いられる。そのようなパックを保護するために、衝撃シールドが、路面とパックの底部との間に位置されうることが米国特許第８，２８６，７４３及び８，３９３，４２７に開示されている。

先行技術が、車の相対的に保護された領域にバッテリーパックを配置するように、又は、潜在的な損害から異なるようにシールドするように用いられる様々な取り付け技術を教示するが、悲劇的なバッテリーパックの出来事を伴う結果の重大性を考えると、下部キャリッジ取り付けバッテリーパックを保護するさらなる技術が望まれる。本発明は、そのような保護スキームを提供する。

本発明は、車両が障害物上を通過する際に損傷を回避し又は少なくとも軽減するべく、車両の経路内の複数の障害物を検出して、車両を自動的に上昇させることによって、車道デブリに関連するリスクを軽減するのに役立つ。発明の回避システムは、空気供給システムに接続された複数の空気バネを利用し、それは、それぞれの空気バネ内のエアプレッシャーが変動するように車両乗車高さの範囲を提供するように構成される。センサが障害物を検出したときの障害物センサからの制御信号に応じて、車両の乗車高さが既にその最大高さにセットされていないことを前提として、障害物センサと制御バルブシステムの両方に接続されたコントローラは、車両の乗車高さを自動的に増大させるように構成される。障害物センサは、障害物がプリセットサイズ未満であるときは第１の制御信号を、障害物がプリセットサイズより大きいときは第２の制御信号を出力するように構成されうる。コントローラは、車両乗車高さを、第１の制御信号に応じて第１の高さにまで、第２の制御信号に応じて第２の高さにまで増大させるように構成されうる。

好適にはエアコンプレッサを含む空気供給システムは、各空気バネに接続された単一の加圧空気供給タンクを含み、もしくは、（例えば、左と右の前の車輪に対応する）第１の組の空気バネに接続された第１の加圧空気供給タンク、及び、（例えば、左と右の後ろの車輪に対応する）第２の組の空気バネに接続された第２の加圧空気供給タンクを含み、もしくは、第１の空気バネに接続された第１の加圧空気供給タンク、第２の空気バネに接続された第２の加圧空気供給タンク、第３の空気バネに接続された第３の加圧空気供給タンク、及び第４の空気バネに接続された第４の加圧空気供給タンクを含みうる。

コントローラに接続された可聴及び／又は可視警告インジケータを含みうるシステムは、車両速度センサ、車両回転半径センサ、及び／又は、周囲温度センサをさらに含みうる。現在の車両速度がプリセット（予め定められた）速度を超える場合、又は現在の車両回転半径がプリセット回転半径未満である場合、又は現在の車両速度及び回転半径の組み合わせが、閾値を超える場合、又は現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合、コントローラは、例えば可聴及び／又は可視インジケータのような警告インジケータを作動させるように構成されうる。現在の車両速度がプリセット速度を超える場合、又は現在の車両回転半径がプリセット回転半径未満である場合、又は現在の車両速度及び回転半径の組み合わせが、閾値を超える場合、又は現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合、コントローラは、例えば可聴及び／又は可視インジケータのような警告インジケータを作動させ、制御バルブシステムの調節を回避するように構成されうる。

発明の別の態様では、（ｉ）車両取り付け障害物センサをモニタリングする段階と、（ｉｉ）障害物センサが車両の前に障害物を検出したときに制御信号を出力する段階と、（ｉｉｉ）制御信号を受信する段階と、（ｉｖ）乗車高さが既に最大乗車高さにセットされていない場合に、制御信号の受信に応じて車両の乗車高さを自動的に増大させる段階とを含む使用方法が提供される。乗車高さの増大は、複数の空気バネ内のエアプレッシャーを増大させる段階を含みうる。方法は、（ｉ）障害物が、車両を妨げるような大きさであるかを決定する段階と、（ｉｉ）障害物が車両をその前進中に妨げるような大きさである場合に、乗車高さを自動的に増大させる段階と、（ｉｉｉ）障害物が車両をその前進中に妨げるような大きさではない場合に、乗車高さを増大させる段階を回避する段階とを含みうる。方法は、（ｉ）障害物が第１のプリセットサイズより小さいかを決定し、障害物が第１のプリセットサイズより小さい場合に、乗車高さを増大させる段階を回避する段階と、（ｉｉ）障害物が第１のプリセットサイズより大きいが第２のプリセットサイズよりは小さいかを決定し、障害物が第１のプリセットサイズより大きいが第２のプリセットサイズよりは小さい場合に、乗車高さを第１の乗車高さにまで十分に増大させる段階と、（ｉｉｉ）障害物が第２のプリセットサイズより大きいかを決定し、障害物が第２のプリセットサイズより大きい場合に乗車高さを第２の乗車高さにまで十分に増大させる段階とを含みうる。方法は、（ｉ）いつ車両が進んで障害物を過ぎたかを決定する段階と、（ｉｉ）車両が進んで障害物を過ぎた後に、前の乗車高さ、例えば障害物により増大させられる前の車両の乗車高さにまで、乗車高さを自動的に減少させる段階とを含みうる。

方法は、（ｉ）障害物が車両をその前進中に妨げるような大きさであるかを決定する付加段階と、（ｉｉ）現在の車両速度をモニタリングする付加段階と、（ｉｉｉ）現在の車両速度をプリセット速度と比較する付加段階と、（ｉｖ）現在の車両速度がプリセット速度より大きく、障害物が前進中の車両を妨げるような大きさである場合、可聴又は可視インジケータ等の警告インジケータを作動させる付加段階とを含みうる。方法は、現在の車両速度がプリセット速度より大きい場合に、制御信号を受信したときに乗車高さを自動的に増大させる段階を回避する段階をさらに含みうる。方法は、現在の車両速度がプリセット速度より大きい場合に、制御信号を受信したときは、乗車高さを変更乗車高さにまで増大させる段階をさらに含みうる。

方法は、（ｉ）障害物が前進中の車両を妨げるような大きさであるかを決定する付加段階と、（ｉｉ）現在の車両回転半径をモニタリングする付加段階と、（ｉｉｉ）現在の車両回転半径をプリセット回転半径と比較する付加段階と、（ｉｖ）現在の車両回転半径がプリセット回転半径未満で障害物が前進中の車両を妨げるような大きさである場合に、可聴又は可視インジケータ等の警告インジケータを作動させる付加段階とを含みうる。方法は、現在の車両回転半径がプリセット回転半径未満である場合に、制御信号を受信したときに乗車高さを自動的に増大させる段階を回避する段階をさらに含みうる。方法は、現在の車両回転半径がプリセット回転半径未満である場合に、制御信号の受信により乗車高さを変更乗車高さにまで増大させる段階をさらに含みうる。

方法は、（ｉ）障害物が、前進中の車両を妨げるような大きさであるかを決定する段階と、（ｉｉ）現在の車両速度をモニタリングする段階と、（ｉｉｉ）現在の車両速度をプリセット速度と比較する段階と、（ｉｖ）現在の車両回転半径をモニタリングする段階と、（ｖ）現在の車両回転半径をプリセット回転半径と比較する段階と、（ｖｉ）現在の車両速度と現在の車両回転半径の組み合わせが閾値を超え、かつ、障害物が前進中の車両を妨げるような大きさである場合に、可聴又は可視インジケータ等の警告インジケータを作動させる段階とを含みうる。方法は、現在の車両速度と現在の車両回転半径の組み合わせが閾値を超える場合に、制御信号の受信に応じて乗車高さを自動的に増大させる段階を回避する段階をさらに含みうる。方法は、現在の車両速度と現在の車両回転半径の組み合わせが閾値を超える場合に、制御信号の受信したときに乗車高さを変更乗車高さにまで増大させる段階をさらに含みうる。

方法は、（ｉ）障害物が、前進中の車両を妨げるような大きさであるかを決定する付加段階と、（ｉｉ）現在の周囲温度をモニタリングする付加段階と、（ｉｉｉ）現在の周囲温度をプリセット温度と比較する付加段階と、（ｉｖ）現在の周囲温度がプリセット温度未満であり、かつ、障害物が前進中の車両を妨げるような大きさである場合に、可聴又は可視インジケータ等の警告インジケータを作動させる付加段階とをさらに含みうる。方法は、現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合に、制御信号を受信したときに乗車高さを自動的に増大させる段階を回避する段階をさらに含みうる。

方法は、（ｉ）現在の周囲温度をモニタリングする付加段階と、（ｉｉ）現在の周囲温度をプリセット温度と比較する付加段階と、（ｉｉｉ）現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合に、可聴又は可視インジケータ等の警告インジケータを作動させる付加段階と、（ｉｖ）第１のユーザ選択又は第２のユーザ選択を受信する付加段階とを含み、第１のユーザ選択は、現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合に、制御信号を受信したときに乗車高さを自動的に増大させる段階を回避する段階に対応し、第２のユーザ選択は、現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合に、制御信号を受信したときに乗車高さを自動的に増大させる段階を実行する段階に対応する。

本発明の特徴及び利点のさらなる理解は、明細書及び図面の残りの部分の参照により実現されうる。

発明による、反応的なエアサスペンションシステムのブロック図を提供する。

代替の反応的なエアサスペンションシステムのブロック図を提供する。

代替の反応的なエアサスペンションシステムのブロック図を提供する。

発明の好ましい実施形態の使用のための例示的な制御システムのブロック図を提供する。

好ましい実施形態による発明の基本的な方法論を示す。

システムが路面上の検出された障害物の高さに基づいて車両をある高さまで上昇させる変更された方法論を示す。

図６に示されたものに基づく変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物を検出したときに車両の速度がプリセット速度を超えていた場合に警告を作動させるように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物が検出されたときに車両の速度がプリセット速度を超えていた場合に警告を作動させて、車両高さ調節しないように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物が検出されたときに車両の速度がプリセット速度を超えていた場合に車両高さ調節を変更する変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物が検出されたときに車両の回転半径がプリセット値未満であった場合に警告を作動させるように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物が検出されたときに車両の回転半径がプリセット値未満であった場合に警告を作動させて、車両高さ調節をしないように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物が検出されたときに車両の回転半径がプリセット値未満であった場合に車両高さ調節が変更される、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物が検出されたときに車両の速度及び回転半径の組み合わせがプリセット閾値を超えている場合に警告を作動させるように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物が検出されたときに車両の速度及び回転半径の組み合わせがプリセット閾値を超えている場合に警告を作動させて、車両高さ調節をしないように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、障害物が検出されたときに車両の速度及び回転半径の組み合わせがプリセット閾値を超えている場合に車両高さ調節が変更される、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、周囲温度がプリセット温度未満である場合に車両高さ調節を回避するように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、周囲温度がプリセット温度未満である場合に警告を作動させて、車両高さ調節を回避するように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、周囲温度がプリセット温度未満である場合に警告を作動させるように変更された、変更された方法論を示す。

図５に示されたものに基づく、周囲温度をモニタリングして、温度がプリセット温度未満である場合に警告を作動させ、障害物検出を回避する又はユーザ選択に基づく障害物検出を可能にするのいずれかを行うように変更された、変更された方法論を示す。

安全に運転すべく、ドライバが、車両の経路内の障害物を迅速に識別し、障害物が車に干渉する可能性とともに、障害物のおおよその大きさを決定し、その後、適宜に反応することは必須である。障害物のサイズ、位置、及び車両損傷の可能性に依存して、ドライバは、障害物上を走ることを回避すべく、停止又は急な方向転換のいずれかを必要とされうる。不幸にも、いくつかの例では、交通条件又は不十分な反応時間のどちらかによって、停止又は障害物を回避することは、不可能又は危険のいずれかでありうる。本発明は、車両が障害物上を通過することによる損傷を回避又は少なくとも軽減すべく、車両の経路内の潜在的に損害を与える障害物を自動的に検出し、車両を自動的に上昇させることによって、これらのリスクを軽減させることに役立つ。

図１は、本発明による、反応的なエアサスペンションシステム１００のブロック図を提供する。各車輪１０１に関連して、車両の乗車高さをセットする空気バネ１０３がある。ここで留意すべきは、空気バネは、空気制動緩衝装置とは異なり、前者は、乗車高さを変更するように調節され、後者は、乗り心地を変更するために、例えば、車両を通過し、かつ車が滑らかでない面上にあるときに生じる衝撃を緩和するために調節される。発明は、特定の種類の空気バネ又は空気バネ構成に制限されないことは理解されるべきである。

加圧空気供給タンク１０５は、複数の空気バネ１０３のそれぞれに接続され、各バネに必要とされる空気を供給する。空気タンク１０５内の空気は、必要に応じて、空気ポンプ１０７によって補充される。当業者に周知であるように、様々な調節装置及びバルブが用いられて、コンプレッサ１０７から空気供給タンク１０５への、及び空気供給タンク１０５から複数の空気バネ１０３のそれぞれへの空気の流れを制御する。

複数の空気バネ１０３は、コントローラ１０９に接続される。コントローラ１０９は、各バネ１０３内の圧力をセットし、そのため、車両の乗車高さを調節するように用いられる。複数の空気バネ及び車両の乗車高さをモニタリングするように用いられうる様々な技術があるが、少なくとも１つの構成において、コントローラ１０９は、各空気バネ１０３内の圧力センサ１１１をモニタリングする。コントローラ１０９はまた、１または複数のレベルセンサ１１３をモニタリングし、各空気バネ内のエアプレッシャーが調節されて車両が水平を維持することを確実にする。好適には、コントローラ１０９はまた、加圧空気タンク１０５内の圧力センサ１１５をモニタリングし、このため、供給タンク１０５内の最小圧力を確実にすべくコンプレッサ１０７をいつ操作することが必要であるかを、コントローラが決定することを可能にする。

エアサスペンションシステムの操作が完全に自動化されうるが、少なくとも１つの実施形態では、ユーザは、コントローラ１０９に接続されたユーザインタフェース１１７を使用して乗車高さを手動で調節できる。手動の乗車高さ調節がドライバによって用いられ、傾斜の急峻な変化を通るとき、例えばガレージに入るとき、又は一連のスピードバンプ上を通過するときに、車の下側に損傷を与えることを回避する。

本発明により、コントローラ１０９に接続されたセンサ１１９は、車の前の車道をモニタリングし、複数の道路デブリと、車の現在の乗車高さで車の下を無検査で通り過ぎることができないほど大きすぎる複数の他の障害物とのリアルタイム検出を提供する。発明が、特定の種類のセンサ１１９に制限されないことは認識されうる。例えば、センサ１１９は、レーダーベースのセンサ、ライダーベースのセンサ、可視スペクトルで動作するカメラ、赤外スペクトルで動作するカメラ、又は他のセンサの種類を用いうる。障害物検出システムは、立体視ベースの検出アルゴリズム、Ｖ視差（ｖ−ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）アルゴリズム、又は他のアルゴリズムを用いて、検出された障害物の高さが路面上のプリセット距離より大きくなるときを決定しうる。この種類の複数のセンサ及びセンサシステムは、一般にスマートカーと呼ばれる自立走行車を制御する手段として含む、様々な適用において使用される。好適には、センサ１１９は、不均一な、例えば道路の面上に延在する複数の道路障害物と、連続的で均一な、道路の幅を横切って延在するスピードバンプ等の複数の道路障害物とを区別するように構成される。

前に示したように、本発明は、単一の空気バネ構成により用いることに制限されない。例えば、図２は、図１に示すシステムの変更を示し、複数の前の車両の空気バネ２０１が第１の加圧空気タンク２０３に接続され、複数の後ろの車両の空気バネ２０５が第２の加圧空気タンク２０７に接続される。もしくは、空気バネ３０１―３０４のそれぞれが、図３に示すように、対応する加圧空気タンク３０５―３０８に接続されうる。

図４は、発明の好ましい実施形態を用いる例示的な制御システム４００のブロック図である。発明は、バッテリーパックが車の下に取り付けられ、そのため、車が車道の障害物上を通り過ぎるときにパックが損傷をより受けやすくなる電気又はハイブリッド車両に、好適に用いられるが、発明は任意の車両に用いられて、複数の道路デブリからの損傷を回避又は少なくとも軽減することに役立つということは認識されうる。もちろん、制御システム４００は一つの可能な構成であるが、発明の機能を維持したままで複数の他の構成が用いられうることは理解されるべきである。加えて、図４に示す１または複数の要素は、単一のデバイス、及び／又は回路基板、及び／又は集積回路で組み合わされることができる。

システム４００において、システムコントローラ１０９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４０１及びメモリ４０３を含む。メモリ４０３は、ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ソリッドステートディスクドライブ、ハードディスクドライブ又は他の任意のメモリタイプ又は複数のメモリタイプの組み合わせを含みうる。例えば、タッチスクリーン又は同様のディスプレイ手段のようなシステムに用いたインターフェース１１７の種類に依存して、コントローラ１０９はグラフィカルプロセッシングユニット（ＧＰＵ）４０５も含みうる。ＣＰＵ４０１及びＧＰＵ４０５は分離され、又は単一のチップセット上に含まれうる。

上述のように、コントローラ１０９は、様々なエアサスペンションコンポーネントに接続され、コントローラ１０９が複数の現在の運転条件及び／又はユーザ選択に基づいて車両高さを調節できる。コントローラ１０９はまた、ＨＶＡＣシステム操作、オーディオシステム操作、複数の車両ライト、一般的な車両操作等の様々な他の車両機能をモニタリングする及び／又は制御するように用いられうる。少なくとも１つ実施形態では、コントローラ１０９は、遠距離通信リンク４０７に接続され、これにより、外部のデータソース（製造業者、販売業者、サービスセンター、ウェブベースアプリケーション、リモートホームベースシステム等）から構成アップデートを受信するコントローラ１０９のための手段を提供する。モバイル遠距離通信リンク４０７は、制限されないが、ＧＳＭ（登録商標） ＥＤＧＥ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００、ＤＥＣＴ、及びＷｉＭＡＸを含む様々な異なる規格のいずれかに基づいてもよい。

コントローラ１０９は、例えば空気バネ１０３、２０１／２０５，３０１−３０４等の各空気バネ内のエアプレッシャー（空気圧）を決定する、エアコンプレッサ１０７（複数可）、複数のエアプレッシャーセンサ１１１／１１５、及び１または複数の制御バルブ４０９に接続される。複数のバルブ４０９は、複数の空気バネ内のエアプレッシャーを減らすことができる複数のブリードバルブと、複数の加圧空気供給タンクからの空気を取り入れる複数のバルブとを含む。留意すべきは、好ましいものではないが、システムはまた、複数の空気バネを複数のエアコンプレッサに直接接続するように構成できる。

前に説明したように、少なくとも１つの実施形態では、コントローラ１０９は、１または複数の車両レベルセンサ１１３に接続され、これにより、コントローラが、乗車高さの調節において車両が水平を維持することを確実にすることができる。以下詳細に説明されるいくつかの実施形態において、コントローラ１０９は、車両がカーブを曲がっているか否か、及びカーブを曲がっている場合には、コーナリングの程度（例えば、容易な緩やかなコーナー対厳しい急なコーナー）に基づいて、検出された障害物への反応を変更しうる。乗車高さの調節はまた、車両速度に基づいて変更されうる。従って、コントローラ１０９はまた、車両速度センサ４１１及び／又は車両コーナリングセンサ４１３に接続されうる。

少なくとも１つの実施形態では、システムの検出された障害物への反応は、複数の天候条件に基づいて変動する。例えば、激しい雨の間又は氷／雪の条件であるとき、乗車高さを急速に変動させること又は障害物が著しい車両損傷が確実なほどの大きさではない場合に乗車高さを変動させることは軽率でありうる。従って、コントローラ１０９はまた、降水量センサ４１５及び／又は外部温度センサ４１７に接続されうる。

図５は、発明の少なくとも１つの実施形態による発明のベースとなる方法論を示す。このプロセスにおいて、システムは、センササブシステム１１９を使用して車両の経路内の任意の種類の障害物を継続的にモニタリングする（段階５０１）。システムが障害物を検出したとき（段階５０３）、システムは、障害物をメモリ４０３内に保存されたプリセットのセットと比較する（段階５０５）。好適には、プリセットは、障害物が車の下側に衝撃を与える可能性がある高さを定義する。道路の表面上の検出された障害物の高さがプリセット未満である場合（段階５０７）、システムは、さらなる動作をとらず、単純に前方の道路をモニタリングすることに戻る（段階５０１）。他方、システムが、路面上の検出された障害物の高さがプリセットより大きいと決定した場合（段階５０９）、システムは、車両のエアサスペンションシステムを使用して乗車高さを増大させる（段階５１１）。コントローラは、車両が障害物を通り過ぎるまで（段階５１５）、増大させた乗車高さを維持する（段階５１３）。障害物を通り過ぎると、コントローラ１０９は車両の乗車高さを障害物前の高さにまで減少させる（段階５１７）。

図６及び７は、図５に示した方法論をベースとする、複数の変更された反応的なエアサスペンション手順を示す。複数の変更された手順において、システムコントローラ１０９は、センササブシステム１１９によって決定された障害物の寸法を用いて、障害物の回避に必要な高さ調節量を決定する。図６に示されたプロセスにおいて、路面上の障害物の高さが最小サイズより大きいが（段階６０１）、第１のカットオフポイントより小さい（段階６０３）場合、システムは、車両のエアサスペンションシステムを使用して第１の予め決められた高さにまで乗車高さを増大させる（段階６０５）。システムが、路面上の障害物の高さが第１のカットオフポイントより大きいが（段階６０７）、第２のカットオフポイントより小さい（段階６０９）と決定した場合、システムは、第２の予め決められた高さにまで乗車高さを増大させる（段階６１１）。システムが、路面上の障害物の高さが第２のカットオフポイントより大きいと決定した場合（段階６１３）、システムは第３の予め決められた高さ、典型的には最大の許容の予め決められた高さにまで乗車高さを増大させる（段階６１５）。システムが３つ未満の予め決められた高さを用いて、例えば図７に示すように、障害物の高さを最小及び単一のカットオフポイントのみと比較しうることは理解されるべきである。示されたように、障害物が当該最小未満である場合、車両の高さは調節されず（段階７０１）、もしくは、障害物が当該最小より大きいが（段階７０３）、単一のカットオフポイント未満である（段階７０５）場合には、コントローラは車両の高さを第１の予め決められた高さにまで調節し（段階７０７）、もしくは、障害物がカットオフポイントより大きい場合には（段階７０９）、コントローラが車両の高さを第２の予め決められた高さにまで調節する（段階７１１）。同様に、システムは、図７に示す２つの予め決められた高さより多く及び図６に示す３つの予め決められた高さより多くを用いうることは理解されるべきである。

車両高さを増大させることは、障害物上を通過することにより生じる損傷を回避又は少なくとも軽減するための効果的なアプローチではあるが、いくつかの例では、迅速で場合により予期されない車両高さの増大が望ましくない場合もある。例えば、とても高速である、又は車が高速で厳しいカーブを曲がっている時、車両の高さの急な変化は、ドライバエラーを引き起こし、又は、車両の空気力学／性能の変化により車両を不安定にしうる。従って、発明の少なくとも１つ実施形態では、車両速度及び／又は車両コーナリングの度合いが、それぞれセンサ４１１および４１３を使用してコントローラ１０９によってモニタリングされ、これにより、システムが検出された障害物への対応を変更できるようになる。発明のこの態様は図８−１６に示される。図８−１６に示された実施形態が図５の方法論をベースとするが、それらは、図６及び７に示された方法論に同等に適用可能であることは理解されるべきである。

図５の方法論をベースとする、図８−１０に示された実施形態において、車両の高さを調節することが確実なサイズの障害物が検出された（段階５０９）後、コントローラ１０９は、センサ４１１を使用して車両の現在の速度を決定する（段階８０１）。車両の現在の速度はその後、プリセット速度と比較され（段階８０３）、プリセット速度は製造業者、製造業者のサービス窓口、第３者（保守技術員）又はユーザによってシステムに入力されたものである。車両の現在の速度がプリセット速度未満である場合（段階８０５）、コントローラは、前に説明したように、車両高さを変更する（段階５１１）。図８に示された実施形態では、車両の現在の速度がプリセット速度より大きい場合（段階８０７）、コントローラは、車両の乗車高さが変更される（段階５１１）前に又は同時に警告を作動させる（段階８０９）。警告は、車両のサウンドシステムを介して、又は専用のサウンドシステムを介して発された音でありうる。もしくは、警告は、ユーザインタフェース１１７上又はダッシュボードあるいは計器パネルに位置されたインジケータを介して示される可視警告でありうる。図９に示された実施形態では、車両の現在の速度がプリセット速度より大きい場合（段階８０７）、コントローラは警告を作動させて（段階８０９）、車両の速度がプリセット速度未満に落ちるまで（段階８０５）車両高さを変更する段階を回避する（段階９０１）。図１０に示された実施形態では、車両の現在の速度がプリセット速度より大きい場合（段階８０７）、コントローラは、車両の現在の速度がプリセット速度未満であった場合に変更されうるよりも小さい度合いで車両の高さを変更する（１００１）。示されないが、図１０に示された実施形態はまた、車両の現在の速度がプリセット速度を超えるとき、前で説明したように、警告インジケータを作動させる段階を含むことは理解されるべきである。

図１１−１３に示された実施形態では、車両の高さを調節することを肯定するサイズの障害物が検出された（段階５０９）後に、コントローラ１０９は、センサ４１３を使用して現在どれだけ厳しく車両が曲がっているかを決定する（段階１１０１）。センサ４１３は、ステアリング車輪位置、車輪位置又は他の測定基準をモニタリングして、車両の現在の回転半径を決定しうる。車両の現在の回転半径を決定した（段階１１０１）後に、コントローラ１０９は、この半径をプリセット値と比較し（段階１１０３）、プリセット値は、製造業者、製造業者のサービス窓口、第３者（保守技術員等）又はユーザによってシステムに入力されたものである。車両の現在の回転半径がプリセット値より大きい場合（段階１１０５）、コントローラは、前に説明したように、車両の高さを変更する（段階５１１）。図１１で示した実施形態において、車両の現在の回転半径がプリセット値未満である場合（段階１１０７）、コントローラは、車両の乗車高さが変更される（段階５１１）前に又は同時に警告を作動させる（段階１１０９）。前に説明したように、警告は、可聴音又は視覚インジケータでありうる。図１２に示した実施形態では、車両の現在の回転半径がプリセット値未満である場合（段階１１０７）、コントローラは、警告を作動させ（段階１１０９）、車両の回転半径が増大してプリセット値より大きくなるまで（段階１１０５）車両高さを変更する段階を回避する（段階１２０１）。図１３に示した実施形態において、車両の現在の回転半径がプリセット値未満である場合（段階１１０７）、コントローラは、車両の現在の回転半径がプリセット値より大きい場合に変更されるよりも小さな度合いで車両の高さを変更する（１３０１）。示さないが、図１３に示した実施形態はまた、前に説明したように、車両の現在の回転半径がプリセット回転半径未満であるときに、警告インジケータを作動させる段階を含みうることは理解されるべきである。

図１４−１６に示す実施形態では、車両の高さを調節することを肯定するようなサイズの障害物が検出された（段階５０９）後、コントローラ１０９は、センサ４１３および４１１をそれぞれ使用して、車両の現在の回転半径（段階１４０１）及び速度（段階１４０３）を決定する。好適には、メモリ４０３に保存されたルックアップテーブルを使用して、コントローラ１０９は、車両の速度及び回転半径の組み合わせが閾値未満になるかを決定する（段階１４０５）。組み合わせが閾値未満になる場合、前に説明したように、コントローラは、車両高さを変更する（段階５１１）。組み合わせが閾値より大きい場合（段階１４０７）、コントローラは、車両の乗車高さが変更される（段階５１１）前に又は同時に警告を作動させる（段階１４０９）。前述したように、警告は、可聴音又は視覚インジケータでありうる。図１５に示した実施形態では、車両の速度と回転半径の組み合わせが閾値より大きい場合（段階１４０７）、コントローラは、警告を作動させ（段階１４０９）、車両の速度と回転半径の組み合わせが閾値未満になるまで（段階１４０５）、車両高さを変更する段階を回避する（段階１５０１）。図１６に示す実施形態では、車両の速度と回転半径の組み合わせが閾値より大きい場合（段階１４０７）、コントローラは、組み合わせが閾値未満である場合に変更されるよりも小さい度合いで車両の高さを変更する（１６０１）。回転半径及び車両速度をモニタリングするよりむしろ、車両の横力が直接モニタリングされ、プリセット値と比較されることで、同じ結果を達成できることは理解されるべきである。示されないが、図１６に示した実施形態はまた、車両の速度と回転半径の組み合わせが閾値より大きいときは、前に説明したように、警告インジケータを作動させる段階を含みうることも理解されるべきである。

発明者は、検出された障害物が積もった雪から形成される場合、一般的に、雪を回避するために車両を上昇させるよりむしろ、障害物上を走ることが望ましいことを見いだした。従って、少なくとも１つの実施形態において、システムは、検出された障害物が雪からなるものであるかを決定し、その場合、車両乗車高さを増大させる段階を、回避するかさもなければ変更することを試みる。図１７−２０は、図５に示された方法論をベースとする、そのような構成の例示的な実施形態を示す。可能性のある障害物組成を決定し、車両乗車高さを増大させる段階を回避又はさもなければ変更するプロセスは、他の実施形態と組み合わされうることは理解されるべきである。例えば、それは、障害物サイズに応じて乗車高さが変動するもの（例えば図６及び７に示されたプロセス）、障害物が検出されたときに、車両速度を考慮して動作の適切な進路を決定するもの（例えば図８−１０に示されたプロセス）、障害物が検出されたときに車両の回転半径を考慮して動作の適切な進路を決定するもの（例えば図１１−１３に示されたプロセス）、及び障害物が検出されたときに車両の速度と回転半径の両方を考慮して動作の適切な進路を決定するもの（例えば図１４−１６に示されたプロセス）である。

図１７−１９に示す実施形態では、車両の高さを調節することを肯定するサイズの障害物が検出された（段階５０９）後に、コントローラ１０９はセンサ４１７を使用して現在の周囲温度を決定する（段階１７０１）。これらの実施形態はまた、センサ４１５を使用して降水量レベルを決定するが、発明者は、雪からなる障害物は吹雪が終わった後の数日又は数週間積もったものであるため、降水量レベルをモニタリングすることは、一般的に、妥当なインジケータではないということを見いだした。段階１７０３において、検出された温度は、プリセット温度、典型的には３２°Ｆ／０℃と比較され、プリセット温度は、製造業者、製造業者のサービス窓口、第３者（例えば保守技術員）、又はユーザによってシステムに入力されたものである。現在の周囲温度がプリセット温度より大きい場合（段階１７０５）、コントローラは、前に説明したように、車両高さを変更する（段階５１１）。図１７に示した実施形態では、現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合（段階１７０７）、コントローラは、現在の周囲温度がプリセット温度を超えるまで（段階１７０５）車両高さを変更する段階を回避する（段階１７０９）。図１８に示す実施形態では、現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合（段階１７０７）、図１７に示すように現在の周囲温度がプリセット温度を超えるまで車両高さを変更する段階を回避することに加えて、コントローラが警告を作動させる（段階１８０１）。前述したように、警告は、可聴音又は視覚インジケータでありうる。図１９に示す実施形態では、現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合（段階１７０７）、コントローラは、車両の乗車高さが変更される（段階５１１）前に又はと同時に警告を作動させる（段階１９０１）。図２０に示す実施形態では、障害物が検出される前にも、コントローラ１０９は現在の周囲温度を決定し（段階２００１）、その温度をプリセット温度、典型的には３２°Ｆ／０℃と比較する（段階２００３）。現在の周囲温度がプリセット温度より大きい場合（段階２００５）、プロセスは上述のように継続する。現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合（段階２００７）、コントローラは、前で説明したように、可聴又は可視警告インジケータのどちらかを作動させる（段階２００９）。この接合点では、ユーザが、障害物検出の利用及び乗車高さ調節プロセスを継続することを選択する（段階２０１１）、又は、周囲温度がプリセット温度を超えるまで、障害物検出の利用及び乗車高さ調節プロセスを停止することを選択する（段階２０１３）ことができる。ユーザ選択は、ユーザインタフェース１１７を介して、又はスイッチ等の他の手段を介して入力されうる。

添付の図は、限定しないが、発明の範囲を示すことを意味するのみであることを理解されるべきで、拡大縮小するためであると考えられるべきではない。

システム及び方法は、一般の用語において、発明の詳細を理解するための補助として説明された。いくつかの例では、周知の構造、材料、及び／又は操作が、発明の態様を不明瞭にすることを回避するために具体的に示され又は詳細に説明された。他の例では、複数の特定の詳細が、発明の全体の理解を提供すべく、与えられる。関連技術の当業者は、その目的又は不可欠な特性を逸脱しないで、発明が他の特定の形態において具現化され、例えば、特定のシステム、装置、状況、材料、又は成分に適合することを理解するであろう。このため、本明細書の開示及び説明が発明の範囲を限定しないで例示することを意図される。

Claims (17)

1. 障害物回避システムであって、
   車両に取り付けられ、前記車両の前に障害物を検出したときに、制御信号を出力する障害物センサと、
   前記車両に接続された空気サスペンションシステムとを備え、
   前記空気サスペンションシステムは、
   複数の空気バネであって、前記車両の車輪ごとに少なくとも１つの空気バネを含み、前記複数の空気バネは、最小乗車高さから最大乗車高さまでの範囲の複数の車両乗車高さが含まれる範囲を提供し、前記複数の空気バネは、前記複数の空気バネのそれぞれにおけるエアプレッシャーの変化に応じて、前記複数の車両乗車高さの範囲を提供する、複数の空気バネと、
   前記複数の空気バネのそれぞれに接続された空気供給システムと、
   それぞれの前記複数の空気バネ内の前記エアプレッシャーを制御する制御バルブシステムとを有し、
   前記障害物回避システムは、
   前記障害物センサと前記制御バルブシステムとに接続されたコントローラを備え、前記コントローラは、前記制御バルブシステムを自動で調節して、前記車両乗車高さが前記最大乗車高さに現在セットされていない場合に前記制御信号に応じて前記車両乗車高さを増大させる
   障害物回避システム。
2. 前記障害物センサは、前記障害物が第１のプリセットサイズ未満であれば第１の制御信号を出力し、前記障害物が前記第１のプリセットサイズより大きければ第２の制御信号を出力し、
   前記コントローラは、前記第１の制御信号に応じて前記車両乗車高さを第１の乗車高さにまで増大させ、前記第２の制御信号に応じて前記車両乗車高さを第２の乗車高さにまで増大させる
   請求項１に記載の障害物回避システム。
3. 前記コントローラに接続された警告インジケータと、前記コントローラに接続された車両速度センサとをさらに備え、
   前記警告インジケータは、複数の可聴警告インジケータ及び複数の可視警告インジケータから成る群から選択され、
   前記車両速度センサは、現在の車両速度をモニタリングし、前記コントローラは、前記現在の車両速度がプリセット速度を超える場合に前記制御信号に応じて前記警告インジケータを自動的に作動させる
   請求項１又は２に記載の障害物回避システム。
4. 前記コントローラは、前記現在の車両速度が前記プリセット速度を超える場合に前記制御バルブシステムの調節を回避する
   請求項３に記載の障害物回避システム。
5. 前記コントローラに接続された警告インジケータと、前記コントローラに接続された車両回転半径センサとをさらに備え、
   前記警告インジケータは、複数の可聴警告インジケータ及び複数の可視警告インジケータから成る群から選択され、
   前記車両回転半径センサは、現在の車両回転半径をモニタリングし、
   前記コントローラは、前記現在の車両回転半径がプリセット値を超える場合に前記制御信号に応じて前記警告インジケータを自動的に作動させ、
   前記コントローラは、前記現在の車両回転半径が前記プリセット値を超える場合に前記制御バルブシステムの調節を回避する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の障害物回避システム。
6. 前記コントローラに接続され、複数の可聴警告インジケータ及び複数の可視警告インジケータから成る群から選択される警告インジケータと、
   現在の車両速度をモニタリングする車両速度センサと、
   前記コントローラに接続され、現在の車両回転半径をモニタリングする車両回転半径センサとをさらに備え、
   前記コントローラは、前記現在の車両速度と前記現在の車両回転半径との組み合わせが閾値を超える場合に前記制御信号に応じて前記警告インジケータを自動的に作動させ、
   前記コントローラは、前記現在の車両速度と前記現在の車両回転半径との前記組み合わせが前記閾値を超える場合に前記制御バルブシステムの調節を回避する
   請求項１又は２に記載の障害物回避システム。
7. 前記コントローラに接続され、複数の可聴警告インジケータ及び複数の可視警告インジケータから成る群から選択される警告インジケータと、
   前記コントローラに接続され、現在の周囲温度をモニタリングする周囲温度センサとをさらに備え、
   前記コントローラは、前記現在の周囲温度がプリセット温度未満である場合に前記制御信号に応じて前記警告インジケータを自動的に作動させ、
   前記コントローラは、前記現在の周囲温度が前記プリセット温度未満である場合に前記制御バルブシステムの調節を回避する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の障害物回避システム。
8. 前記空気供給システムは、前記複数の空気バネに接続された少なくとも１つの加圧空気供給タンクと、前記少なくとも１つの加圧空気供給タンクに接続されたエアコンプレッサとをさらに有する
   請求項１から７のいずれか一項に記載の障害物回避システム。
9. 車両の乗車高さを調節する方法であって、
   前記車両に取り付けられた障害物センサをモニタリングする段階であって、前記モニタリングする段階は、前記障害物センサに接続されたコントローラによって実行されるモニタリングする段階と、
   前記障害物センサが前記車両の前にある障害物を検出した場合、前記障害物センサから制御信号を出力する段階と、
   前記コントローラによって前記制御信号を受信する段階と、
   前記乗車高さが最大乗車高さに現在セットされていない場合に前記障害物センサからの前記制御信号を受信すると前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる段階とを備える
   方法。
10. 前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる前記段階は、複数の車両空気バネ内のエアプレッシャーを増加させる段階をさらに有する
    請求項９に記載の方法。
11. 前記障害物が、前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさであるかを決定する段階と、
    前記障害物が前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさである場合に、前記障害物センサからの前記制御信号を受信したときに前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる段階と、
    前記障害物が前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさではない場合に、前記障害物センサからの前記制御信号を受信したときに前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる前記段階を回避する段階とをさらに備える
    請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記障害物が第１のプリセットサイズより小さいかを決定し、前記障害物が前記第１のプリセットサイズより小さい場合に、前記障害物センサからの前記制御信号を受信したときに前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる前記段階を回避する段階と、
    前記障害物が前記第１のプリセットサイズより大きいが第２のプリセットサイズよりは小さいかを決定し、前記障害物が前記第１のプリセットサイズより大きいが前記第２のプリセットサイズよりは小さい場合に、前記車両の前記乗車高さを第１の乗車高さにまで自動的に増大させる段階と、
    前記障害物が前記第２のプリセットサイズより大きいかを決定し、前記障害物が前記第２のプリセットサイズより大きい場合に前記車両の前記乗車高さを第２の乗車高さにまで自動的に増大させる段階とをさらに備える
    請求項９又は１０に記載の方法。
13. 前記障害物が、前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさであるかを決定する段階と、
    前記車両に対応する現在の車両速度をモニタリングする段階と、
    前記現在の車両速度をプリセット速度と比較する段階と、
    前記現在の車両速度が前記プリセット速度よりも大きく、かつ、前記障害物が前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさである場合に、可聴警告インジケータ及び可視警告インジケータから選択される警告インジケータを作動させる段階と、
    前記現在の車両速度が前記プリセット速度より大きい場合に、前記障害物センサからの前記制御信号を受信したときに前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる段階を回避する段階とをさらに備える
    請求項９又は１０に記載の方法。
14. 前記障害物が、前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさであるかを決定する段階と、
    前記車両に対応する現在の車両速度をモニタリングする段階と、
    前記現在の車両速度をプリセット速度と比較する段階と、
    前記現在の車両速度が前記プリセット速度より大きく、かつ、前記障害物が前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさである場合に、可聴警告インジケータ及び可視警告インジケータから選択される警告インジケータを作動させる段階とをさらに備え、
    前記障害物センサからの前記制御信号を受信したときに前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる前記段階は、前記現在の車両速度が前記プリセット速度より大きい場合に前記車両の前記乗車高さを変更乗車高さまで増大させる段階をさらに有する
    請求項９又は１０に記載の方法。
15. 前記障害物が、前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさであるかを決定する段階と、
    前記車両に対応する現在の車両回転半径をモニタリングする段階と、
    前記現在の車両回転半径をプリセット回転半径と比較する段階と、
    前記現在の車両回転半径が前記プリセット回転半径未満であり、かつ、前記障害物が前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさである場合に、可聴警告インジケータ及び可視警告インジケータから選択される警告インジケータを作動させる段階と、
    前記現在の車両回転半径が前記プリセット回転半径未満である場合に、前記障害物センサからの前記制御信号を受信したときに前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる前記段階を回避する段階とをさらに備える
    請求項９又は１０に記載の方法。
16. 前記障害物が、前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさであるかを決定する段階と、
    現在の周囲温度をモニタリングする段階と、
    前記現在の周囲温度をプリセット温度と比較する段階と、
    前記現在の周囲温度が前記プリセット温度未満であり、かつ、前記障害物が前記車両の前進中に前記車両を妨げるような大きさである場合に、可聴警告インジケータ及び可視警告インジケータから選択される警告インジケータを作動させる段階とをさらに備える
    請求項９又は１０に記載の方法。
17. 第１のユーザ選択又は第２のユーザ選択のいずれかを受信する段階をさらに備え、
    前記第１のユーザ選択は、前記現在の周囲温度が前記プリセット温度未満である場合に、前記障害物センサからの前記制御信号を受信したときに前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる段階を回避する段階に対応し、
    前記第２のユーザ選択は、前記現在の周囲温度が前記プリセット温度未満である場合に、前記障害物センサからの前記制御信号を受信したときに前記車両の前記乗車高さを自動的に増大させる段階を実行する段階に対応する
    請求項１６に記載の方法。

Images