JP2017505259A - 車両速度制御システムおよび車両速度制御方法 - Google Patents

車両速度制御システムおよび車両速度制御方法 Download PDF

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Abstract

本発明の実施形態によれば、速度制御システムおよびトラクション制御システムを備えた車両制御システムが提供され、トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪の速度がトラクション制御システム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、トラクション制御システム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定されることを特徴とするものである。

Description

本発明は、車両の速度を制御するシステムおよび方法に関する。とりわけ本発明は、これに限定するものではないが、数多くのさまざまな特有の(異なる極端な)地形上を走行することができる陸上車両の速度を制御するためのシステムに関する。本発明の態様は、システム、方法および車両に関する。
同時係属中の英国特許出願公開第2507622号および米国特許第7349776号は、参考にここに一体のものとして統合される。
既知の車両速度制御システムにおいて、一般にはクルーズ制御システム(クルーズコントロールシステム)と呼ばれているが、ドライバが設定したオンロードの車両速度は、さらに介入されなければ一定に維持され、ドライバの運転体感を改善することができる。
一般的なクルーズ制御システムにおいて、ドライバが維持すべき車両速度(設定速度ともいう)を選択すると、ドライバがブレーキ、またはマニュアルトランスミッションを備える場合ではクラッチを操作しなければ、車両の速度が維持される。クルーズ制御システムは、ドライブシャフト速度センサまたは車輪速度センサから速度信号を受信する。ブレーキペダルまたはクラッチペダルが踏み込まれると、クルーズ制御システムは非動作状態となり、ドライバはシステムからの抵抗を受けることなく、車両速度を変更することができる。ドライバが十分な踏込量でアクセルペダルを踏み込むと、車両速度は増大するが、ドライバがアクセルペダルから足を離すと、車両は惰性走行することにより事前設定されたクルーズ速度(設定速度)に戻る。
こうしたシステムは、通常、特定の速度以上(典型的には約15マイル/時〜約20マイル/時)であるときのみ動作可能であり、車両が安定した交通状況、特に、高速道路または自動車用道路で走行している環境において理想的なものである。しかし交通渋滞した状況では、車両速度は大きく変化し、クルーズ制御システムは、とりわけ最低速度条件のため動作できない場合、有効なものではない。たとえば駐車時等の低速時の衝突の可能性を低減するために、最低速度条件がクルーズ制御システムに適用されることが多い。しだかって、こうしたシステムは、特定の運転状況(低速走行時等)においては有効ではなく、クルーズ制御システムを適用することが好ましいとドライバが考えない状況においては、自動的に非動作状態に設定される。
より洗練されたクルーズ制御システムは、エンジン制御システムと一体化され、レーダ式システムを用いて前方車両との距離を参酌する適応機能を有する。たとえば車両は、前方監視レーダ検出システムを備え、前方車両の速度と前方車両との距離を検出し、ドライバが入力する必要なく、安全な後続速度および車間距離を自動的に維持する。先行車両が減速するか、別の物体(対象物)がレーダ検出システムにより検出されると、レーダ検出システムは、それに応じてエンジンシステムまたはブレーキシステムに信号を送信して、車両を減速して、安全な車間距離を維持する。
トラクション制御システム(TCシステムまたはTCS)またはスタビリティ制御システム(SCS)による介入を要求する車輪スリップ事象を検出したとき、既知のクルーズ制御システムは中止される。したがって、こうしたスリップ事象が比較的に頻繁に生じるオフロード状況で走行しているとき、上記システムは、車両推進速度の維持にはあまり適していない。既知のTCシステムは、任意の駆動輪(パワートレインにより駆動される車輪、すなわち駆動する車輪)の速度が車両速度の測定値(車両基準速度ともいう。)を、所定の閾値速度より大きく(たとえば5km/h)超えたとき、車輪速度を低減するように制動力を加えるように介入する。瞬間的な車両速度を知る必要がある、1つまたはそれ以上の他の車両システムが同様に車両基準速度を利用してもよい。
本出願人は、オフロード走行条件での使用に適した速度制御システムを開発した。その速度制御システムは、少なくとも2km/h〜30km/hの範囲の比較的に低速度で走行指せるように構成され、TCシステムによる介入を必要とする車輪スリップ事象が検出された場合であっても速度制御を中断しないように構成されている。
既知の速度制御システムは、一般に、閉ループフィードバック制御装置を採用し、車両基準速度を速度制御システムの目標速度と実質的に同等となるように維持する。既知のクルーズ制御システムにおいて、たとえばフィードバック制御装置は、車両基準速度値をクルーズ制御の目標速度と実質的に同等に維持するようなパワートレイントルク要求信号を生成する。
車両基準速度値を特定し、提供する手法は広く知られている。いくつかの既知の車両において、車両基準速度値は、地面に対する車両速度の推定値であり、各車輪の速度に基づいて、任意的には車両の縦方向加速度の測定値と組み合わせて計算される。
4つの車輪を有する2輪駆動車の場合、パワートレインにより駆動される駆動輪のスリップは、駆動輪の速度がパワートレインにより駆動されない非駆動輪の速度より大きい場合にスリップ事象が生じたと推定して、駆動輪と非駆動輪の車輪速度差として検出することができる。さらに、駆動輪の車輪トルクの所与の大きさに対して期待される車両加速度値を、加速度計を用いて特定される実際の車両加速度と比較して、スリップ事象が生じた状況を識別することができる。
いくつかの既知の車両において、車両基準速度として、最も遅く回転する車輪の速度、すなわち測定された最小(最低)車輪速度を採用してもよい。いくつかの他の既知の車両において、車両基準速度として、2番目に最も遅く回転する車輪の速度と同等のものを採用してもよい。
本出願人は、車両基準速度を計算する方法を用い、および車両基準速度として平均の車輪速度を利用することを検討した。とりわけ表面摩擦係数が変化するオフロード条件で車両を走行させるとき、トラクション制御システムおよびオフロード速度制御システムにおいて車両基準速度を計算する方法を利用することを検討した。
理解されるように、車両が4つの駆動輪を有し、トラクション制御システムのための基準速度としての最低速度を採用する場合、トラクション制御システムが3つ以下の駆動輪のスリップを低減するように介入する前に、これらの駆動輪がトラクション制御システムによる介入でスリップを低減するのに十分な速度で回転している状況が起こり得る。走行表面上で3つの駆動輪がスリップすると、泥や草等のオフロード走行面をあまり傷つけることはない。
車両基準速度として平均の車輪速度を採用する4輪駆動車において、各車輪は車両基準速度の4倍以上に速く回転するように制御されることない。速度制御システムの制御下で、車両基準速度の4倍以下で車輪が回転する状況は、たとえば車両が静止状態から加速しようとしたとき、1つの車輪が湿った氷や湿った草等の比較的に小さい表面摩擦係数(μ)を有する走行表面上にあって、残り3つの車輪が岩やアスファルト等の比較的に大きい表面摩擦係数(μ)を有する走行表面上にある場合に生じ得る。理解されるように、車両基準速度の4倍以下の速度で車輪が回転すると、オフロード走行面を実質的に傷つけることがある。
これに対し、1つの車輪が表面摩擦係数の高い表面上にあり、3つの車輪が表面摩擦係数の低い表面上にあった場合、車両基準速度の4/3倍以下の速度でスリップが生じる。
N個の駆動輪を有する車両の一般的なケースについて検討すると、速度制御システムは、実際の車両速度を決定するために平均車輪速度を採用し、実際の車両速度を目標速度に設定しようとする。最悪のケースでは、3つの車輪が実質的な表面摩擦係数(μ)を有する表面上にあって、1つの車輪が実質的にゼロの表面摩擦係数を有する表面上にある場合、実質的にゼロの表面摩擦係数を有する表面上にある車輪が、目標速度のN倍以下の速度(すなわち4つの車輪を有する車両の場合、目標速度の4倍以下の速度)で回転させられることがある。低速制御システムにおいて、この速度は、トラクション制御システムが起動して、車輪スリップに介入するには不十分であると考えられる。したがって、表面摩擦係数(μ)がゼロである表面上の車輪は、ドライバが介入するまで目標速度のN倍以下の速度で回転する場合がある。
対照的な状況として、N個の駆動輪を有する車両(パワートレインがN個の車輪を駆動する車両)において、(N−1)個の車輪が実質的にゼロの表面摩擦係数を有する表面上で静止し、N番目の車輪が値1の表面摩擦係数を有する表面上で静止している場合、(N−1)個のスリップする車輪は、目標速度のN/(N−1)倍の速度で回転するように、速度制御システムにより制御される。4つの主車輪を有する4輪駆動車両(4×4車両)において、3つの車輪がスリップした場合、目標速度の4/3倍以下の速度で回転するように制御される。繰り返しになるが、理解されるように、低速制御システムでは、この速度は、トラクション制御システムが車輪スリップを抑制するように介入するように起動するには不十分である。したがって、表面摩擦係数(μ)が実施的にゼロである表面にある車輪は、ドライバが介入するまで、目標速度のN/(N−1)倍以下の速度で回転する。
スリップしない車輪の数が増えると、残りのスリップする車輪の速度は、目標速度の4/3倍より大きくなる。
1つまたはそれ以上の車両サブシステムを制御するための動力車両用制御システムが提供されることも知られている。米国特許第7349776号には、エンジン制御システム、トランスミッションコントローラ、ステアリング(操舵ハンドル)コントローラ、ブレーキコントローラ、およびサスペンションコントローラを含む複数のサブシステムコントローラを備えた車両制御システムが開示されている。こうしたサブシステムコントローラはそれぞれ、複数のサブシステム機能モードまたはサブシステム構成モードで動作可能である。サブシステムコントローラは車両モードコントローラに接続され、車両モードコントローラは、車両の数多くの運転モードを提供するために、サブシステムコントローラが要求機能モードを実行するように制御する。各運転モードは、特定の1つの運転条件または一連の運転条件に対応し、それぞれの運転モードで、各サブシステムコントローラは、こうした条件に最も適した機能モードに設定される。こうした条件は、車両が走行する地形タイプ、たとえば草/砂利/雪モード、泥/轍モード、岩徐行モード、砂モード、および「特別プログラムオフ(SPO)」モードに関連付けられる。車両モードコントローラは、地形応答(TR、登録商標)システムもしくは地形応答コントローラと呼ばれることがある。運転モードは、地形モード、地形応答モード、または制御モードと呼ばれることがある。
英国特許出願公開第2507622号明細書 米国特許第7349776号明細書
本発明に係る実施形態は、添付クレームを参照して理解することができる。
本発明に係る態様は、システム、車両、および方法に関する。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびスリップ制御システムを備えた車両制御システムが提供され、
スリップ制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がスリップ制御システム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、スリップ制御システム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
スリップ制御システムは、トラクション制御(TC)システムであってもよく、これを備え、これにより構成されるものであってもよい。スリップ制御システム介入閾値は、TCシステム介入閾値であってもよい。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
本発明に係る実施形態によれば、TCシステム介入閾値が車両制御システムの目標速度に基づいて設定されるので、介入閾値が車両制御システムの目標速度に基づいて特定されない従前のトラクション制御システムの場合より小さいスリップ値に対して過剰なスリップ値を低減するように、トラクション制御システムを介入させることができるという利点を有する。これは、車両が走行している地形の劣化(損傷)を低減することができる。いくつかの実施形態では、オフロード牽引力を改善することができる。
速度制御システムは、必要に応じて正のパワートレイントルクを加えるとともにブレーキを掛けることにより、20hm/h以下の比較的に低速で速度を制御するように動作可能であり、オフロード走行中のドライバの運転負荷を軽減できるので、きわめて有用であることを本発明者は確認した。有利にも、所定のオフロード状況で走行しているとき、トラクション制御システムがスリップを低減するように介入することは頻繁に生じるので、トラクション制御システムがスリップを低減するように介入した場合でも、こうした速度制御システムは動作を中断しない。こうしたオフロード速度制御システムは、車両の安定性を改善することができる。
車両の速度制御システムがアクティブ状態にあるときの既知のトラクション制御システムを利用することに関する問題を解消するために、本発明に係る実施形態は、瞬間的な車両速度の最も可能性の高い値を特定するとき、トラクション制御システムにより、速度制御システムの目標速度を参酌させるものである。したがって、本発明に係る実施形態は、トラクション制御システムが採用する車両基準速度値と対地速度との誤差を低減するために、速度制御システムにより強制された車両速度の上限値の情報を活用するという利点を有する。
有利にも、このシステムは、車両基準速度値を特定するように構成され、車両基準速度値は、地面に対する車両速度の推定値である。
このシステムは、車両制御システムの一部を構成しない基準速度計算デバイスまたは基準速度計算システム等の外部ソースから車両基準速度値を受信することにより、車両基準速度を特定してもよい。択一的には、このシステムは、1つまたはそれ以上の車輪速度の値を用いて、車両基準速度値を計算してもよい。
有利にも、速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、目標速度値および車両基準速度値のうちの小さい方に基づいて特定された値に設定されてもよい。
任意的には、速度制御システムが車両速度を制御していないとき、TCシステム介入閾値は、第1のTCシステム介入閾値に設定されてもよい。
任意的には、第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に少なくとも部分的に基づいて特定される。
任意的には、TCシステム介入閾値は、静止した車輪の状態に対する車輪速度であり、速度制御システムが車両速度を制御しているとき、TCシステム介入閾値は、目標速度値と介入因子との積および第1のTCシステム介入閾値のうちの小さい方に基づいて特定された値に設定される。
任意的には、第1のTCシステム介入閾値は、静止した車輪の状態に対する車輪速度であり、第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に第1の介入オフセット値を加えたものと実質的に同等である。
第1のTCシステム介入閾値は、実質的に2km/h〜10km/hの範囲にある値、任意的には、実質的に4km/h〜10km/hの範囲にある値であってもよい。任意的には、第1のTCシステム介入閾値は、実質的に3km/h、5km/h、10km/h、または任意の他の適当な値と同等の値であってもよい。
択一的には、第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値の5%、10%、または任意の他の適当な割合であってもよい。
任意的には、TCシステム介入閾値および/または第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に対する車輪速度値に対応し、トラクション制御システムは、車両基準速度値に対する1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である。
すなわち、これらの介入閾値の一方または両方が所与のタイミング時における車輪のスリップ値に対応する。車輪速度値は、車両基準速度の10%(0.1)および20%(0.2)等の割合として得られる。択一的には、車輪速度値は、5km/h、10km/hまたは車両基準速度に対する任意の他の適当な超過速度として得られる。いくつかの実施形態では、他の構成も同様に有用である。
任意的には、速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能部あり、速度制御システムは、瞬間的な車両速度を特定するために速度制御システム基準速度値を利用するように構成される。
任意的には、速度制御システム基準速度値は、駆動輪の平均速度に基づいて推定された値と実質的に同等に設定されてもよい。
速度制御システム基準速度値は、駆動輪の平均速度と実質的に同等に設定されてもよい。
任意的には、速度制御システム基準速度値は、最も遅く回転する駆動輪の速度と実質的に同等に設定される。
任意的には、車両基準速度値および速度制御システム基準速度値は、実質的に同等である。
すなわち理解されるように、速度制御システムは、速度制御システム基準速度値として車両基準速度値を採用してもよい。したがって、任意的には、車両基準速度値は、駆動輪の平均速度と実質的に同等に設定されてもよい。
任意的には、車両は、N個の駆動輪を駆動するように構成され、介入因子は、1より大きくN/(N−1)より小さい値に設定される。理解されるように、任意的には、速度制御システムが採用する基準速度値がN個の駆動輪の平均速度である場合のみ、介入因子は、この範囲の値に設定される。
すなわち、任意的には、車両が4つの駆動輪を駆動するように構成された場合、介入因子は、1つより大きく4/3より小さい値に設定される。
任意的には、車両が4つの駆動輪を駆動するように構成された場合、介入因子は、1.1〜1.3の範囲の値に設定される。
任意的には、車両がN個の駆動輪を駆動し、M個の非駆動輪を有するように構成された場合、介入因子は、1より大きく(N+M)/(N−1)より小さい値に設定される。理解されるように、任意的には、速度制御システムが採用する基準速度値が(N+M)個の車輪の平均速度である場合のみ、介入因子は、この範囲の値に設定される。
任意的には、速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、目標速度値と実質的に同等の速度で車両を走行させることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である。
任意的には、速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、速度制御システム基準速度値を目標速度値と実質的に同等の速度とすることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である。
任意的には、速度制御システムは、車両の1つまたはそれ以上の車輪に対する、ブレーキシステムによるブレーキトルク値またはパワートレインによる駆動トルク値を制御することにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である。
任意的には、トラクション制御システムは、ブレーキシステムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に対するブレーキトルクの負荷に少なくとも部分的に起因して、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である。
ブレーキトルクは、摩擦ブレーキシステムおよび/または回生ブレーキシステムにより提供されてもよい。
任意的には、トラクション制御システムは、パワートレインから1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの低減に少なくとも部分的に起因して、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である。
任意的には、TCシステム介入閾値は、少なくとも目標速度値が車両基準速度値より小さいとき、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて特定される値に設定され、車両基準速度値は地面に対する車両の推定速度に対応する。
保護を求める本発明に係る別の態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定され、
少なくとも目標速度値が車両基準速度値より小さいとき、車両基準速度値は、地面に対する車両の推定速度に対応し、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて特定される値に設定される。
保護を求める本発明に係るさらに別の態様によれば、上記態様に係る車両制御システムを備えた動力車両が提供される。
車両は、4つの駆動輪がパワートレインにより駆動される4輪駆動構成、および2つのみの駆動輪がパワートレインにより駆動される2輪駆動モードの少なくとも一方で動作可能であってもよい。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを用いて車両を制御する方法であって、この方法は、
1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、トラクション制御システムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップと、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、目標速度値に基づいて車両を動作させるとともに、TCシステム介入閾値を少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定するステップとを有する。
この方法は、地面に対する車両の推定速度に対応する車両基準速度値を特定するステップを有してもよい。
任意的には、この方法は、速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値を、目標速度値および車両基準速度値のうちの小さい方の値に基づいて特定された値に設定するステップを有してもよい。
任意的には、この方法は、速度制御システムが車両速度を制御していないとき、TCシステム介入閾値を、第1のTCシステム介入閾値に設定するステップを有する。
任意的には、速度制御システムが車両速度を制御しているとき、この方法は、TCシステム介入閾値を、目標速度値と介入因子との積および第1のTCシステム介入閾値のうちの小さい方の値と実質的に同等の値に設定するステップを有する。
この方法は、第1のTCシステム介入閾値を、少なくとも部分的に車両基準速度値に基づいて特定するステップを有してもよい。
この方法は、第1のTCシステム介入閾値を、車両基準速度値に第1の介入オフセット値を加えたものと実質的に同等の値に設定するステップを有してもよい。
この方法は、目標速度値に基づいて車両を動作させるステップを有し、目標速度値に基づいて車両を動作させるステップは、瞬間的な車両速度を特定するために速度制御システム基準速度値を利用するステップを含んでもよい。
この方法は、速度制御システム基準速度値を、駆動輪の平均速度に基づいて特定された値に設定するステップと、任意的には、速度制御システム基準速度値を、駆動輪の平均速度と実質的に同等な値に設定するステップとを有してもよい。
任意的には、速度制御システム基準速度値は、最も遅く回転する駆動輪の速度と実質的に同等に設定される。
任意的には、車両基準速度値および速度制御システム基準速度値は、実質的に同等の値である。たとえば速度制御システムは、所定の瞬間的なタイミングにおける車両速度を特定するために車両基準速度値を採用してもよい。同様に、速度制御システムは、速度制御システム基準速度値を車両基準速度値と実質的に同等に設定するか、車両基準速度値を計算したときと同様の方法を用いて速度制御システム基準速度値を計算してもよい。
任意的には、車両は、N個の駆動輪を駆動するように構成され、介入因子は、1より大きくN/(N−1)より小さい値に設定される。
任意的には、車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、介入因子は、1より大きく4/3より小さい値に設定される。
任意的には、車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、介入因子は、1.1〜1.3の範囲の値に設定される。
任意的には、速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、目標速度値と実質的に同等の速度で車両を走行させることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である。すなわち車両速度は、基準速度値が目標速度値と実質的に同等に設定されるように制御される。
この方法は、車両の1つまたはそれ以上の車輪に対する、ブレーキシステムによるブレーキトルク値またはパワートレインによる駆動トルク値を制御することにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるステップを有してもよい。
この方法は、ブレーキシステムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に対するブレーキトルクの負荷に少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムにより、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップを有してもよい。
任意的には、この方法は、パワートレインから1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの低減に少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムにより、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップを有する。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定される。
保護を求める本発明に係る別の態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを用いて車両を制御する方法が提供され、この方法は、
1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、トラクション制御システムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップと、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、目標速度値に基づいて車両を動作させるとともに、TCシステム介入閾値を少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定するステップとを有する。
本発明に係るいくつかの実施形態によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である。速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であってもよい。速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびスリップ制御システムを備えた車両制御システムが提供され、
スリップ制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、スリップ制御システム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
保護を求める本発明に係る別の態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御(TC)システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
少なくとも目標速度値が地面に対する車両速度の推定値に対応する車両基準速度値より小さくなったとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて特定された値に設定される。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを用いて車両を制御する方法が提供され、この方法は、
1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、トラクション制御システムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップと、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、目標速度値に基づいて車両を動作させるとともに、TCシステム介入閾値を少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定するステップとを有する。
本願の範疇において、上記段落、クレーム、および/または以下の明細書および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例、特に個々の特徴物は、独立してまたは組み合わせて採用することができる。1つの実施形態に関連して説明された特徴物は、その特徴物が矛盾するものでなければ、すべての実施形態に適用することができる。
添付図面を参照しながら、単なる具体例を用いて、本発明について以下説明する。
本発明に係る実施形態による車両の概略的な平面図である。 図1に示す車両の側面図である。 本発明に係る実施形態による、クルーズ制御システムおよび低速推進制御システムを含む車両速度制御システムの相当程度に概略化したブロック図である。 図3に示す車両速度制御システムのさらなる特徴を示す概略的なブロック図である。 本発明に係る実施形態による車両の操舵ハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダルを示す。 本発明に係る1つの実施形態による車両の動作を示すフローチャートである。
機能ブロック等のブロックには、1つまたはそれ以上の入力信号に呼応した出力信号で特定される機能または操作を実行するソフトウェアコードが含まれるものと理解されたい。ソフトウェアコードは、メインコンピュータプログラムで読み出されるソフトウェアルーチンもしくはソフトウェア機能の形態を有するもの、または独立したソフトウェアルーチンもしくはソフトウェア機能ではないソフトウェアコードのフローの一部を構成するコードであってもよい。機能ブロックを参照することにより、本発明に係る実施形態による処理方法を簡便に説明することができる。
図1は、本発明に係る実施形態による車両100を示す。車両100は、オートマッチックトランスミッション(自動トランスミッション)124を含むドライブライン130に接続されたエンジンを有するパワートレイン129を備える。理解されるように、本発明に係る実施形態は、同様に、マニュアルトランスミッション、無段トランスミッション、または他の任意の適当なトランスミッションを有する車両での利用に適している。
図1の実施形態において、トランスミッション124は、トランスミッションモード・セレクタダイヤル124Sを用いて、パーキングモード、バックモード(後退モード)、ニュートラルモード、ドライブモード、もしくはスポーツモード等の複数のトランスミッション動作モードのうちの1つの動作モードに設定することができる。セレクタダイヤル124Sは、パワートレインコントローラ11に信号を出力し、その出力信号に呼応して、選択されたトランスミッションモードに従って、トランスミッション124を動作させる。
ドライブライン130は、前輪ディファレンシャル137および一対の前輪ドライブシャフト118を介して、車両の一対の前輪111,112を駆動するように構成されている。同様に、ドライブライン130は、補助ドライブライン部131を備え、補助ドライブライン部は、補助ドライブシャフトまたはプロペラシャフト132、後輪ディファレンシャル135および一対の後輪ドライブシャフト139を介して、一対の後輪114,115を駆動するように構成されている。前輪ドライブシャフト118および前輪ディファレンシャル137と協働する前輪111,112は、前輪軸136Fと呼ばれることがある。後輪ドライブシャフト139および後輪ディファレンシャル135と協働する後輪114,115は、後輪軸136Rと呼ばれることがある。
前輪111,112および後輪114,115はそれぞれ、ブレーキ111B,112B,114B,115Bを有する。各速度センサ111S,112S,114S,115Sは、車両100の各車輪111,112,114,115に設けられている。各速度センサ111S,112S,114S,115Sは、対応する車輪の速度を測定するために、車両のシャーシ100C実装または配設される。
本発明に係る実施形態は、一対の前輪もしくは一対の後輪のみを駆動するように構成されたトランスミッションを有する車両(すなわち前輪駆動車両もしくは後輪駆動車両)、または2輪駆動/4輪駆動を選択できる車両に用いられるのに適している。図1の実施形態では、トランスミッション124は、動力伝達ユニット(PTU)131Pを介して、補助ドライブライン部131に着脱可能に接続可能であり、補助ドライブライン部は2輪駆動モードまたは4輪駆動モードでの動作を可能にするものである。理解されるように、本発明に係る実施形態は、たとえば3輪車両もしくは4輪車両の2つの車輪のみを駆動する車両または4輪以上の車輪を駆動する車両等、4輪以上の車輪を有する車両または2輪のみを駆動する車両に適する。
車両エンジン121の制御システムは、中央コントローラ10(車両制御ユニット(VCU)10ともいう。)、パワートレインコントローラ11、ブレーキコントローラ13、およびステアリングコントローラ170Cを有する。ブレーキコントローラ13は、アンチロックブレーキシステム(ABS)コントローラであり、ブレーキシステム22(図3)の一部を構成する(図3)。車両制御ユニット(VCU)10は、車両に搭載されたさまざまなセンサおよびサブシステム(図示せず)との間で、数多くの信号を通信(入出力)する。車両制御ユニット10は、図3に示す低速推進(LSP)制御システム12、スタビリティ制御システム(SCS)14、トラクション制御システム(TCS)14T、クルーズ制御システム16、およびヒルディセント制御(HDC)システム12HDを有する。スタビリティ制御システム(SCS)14は、コーナーリング時の牽引力の損失を検出して調整することにより車両100の安全性を向上させるものである。操舵制御機能の低下が検出されると、スタビリティ制御システム(SCS)14は、車両の1つまたはそれ以上のブレーキ111B,112B,114B,115Bにブレーキを掛けて、ドライバが走行させようしている方向に車両を操舵することを支援するために、ブレーキコントローラ13に自動的に指令するように動作可能である。過剰に車輪スリップが検出されると、トラクション制御システム(TCS)14Tは、ブレーキ力を与えるとともにパワートレインの駆動トルクを低減することにより、車輪スリップを解消するように構成されている。図示された実施形態では、スタビリティ制御システム(SCS)14Sおよびトラクション制御システム(TCS)14Tは、車両制御ユニット(VCU)10により構成される。いくつかの択一的な実施形態では、スタビリティ制御システム(SCS)14および/またはトラクション制御システム(TCS)14Tは、ブレーキコントローラ13により構成されてもよい。さらに択一的には、スタビリティ制御システム(SCS)および/またはトラクション制御システム(TCS)14Tは、複数の独立したコントローラで構成されてもよい。
スタビリティ制御システム(SCS)14S、トラクション制御システム(TCS)14T、アンチロックブレーキシステム(ABS)コントローラ22C、およびヒルディセント制御(HDC)システム12HDは、車輪スリップ事象が生じたとき、たとえばSCSアクティビティ、TCSアクティビティ、ABSアクティビティ、個々の車輪に対する介入、および車両制御ユニット(VCU)10からエンジン121へのトルク要求を示す信号を出力する。上記事象のそれぞれは、車輪スリップ事象が生じたことを示すものである。ロールスタビリティ制御システム等の他の車両サブシステムも同様に有用である。
上述のように、車両100は、車両が25km/hを超える速度で走行しているときに選択された速度で車両速度を自動的に維持するように動作可能なクルーズ制御システム16を有する。クルーズ制御システム16は、クルーズ制御HMI(クルーズ制御ヒューマン・マシン・インターフェイス)18を有し、これを用いてドライバは、既知の手法によりクルーズ制御システム16に目標車両速度を入力することができる。本発明に係る1つの実施形態では、クルーズ制御システム16の入力制御部は、操舵ハンドル171に実装されている(図5)。クルーズ制御システム16は、クルーズ制御システム選択ボタン176を押下することによりスイッチオンする(スイッチを入れて作動させる)ことができる。クルーズ制御システム16を作動させ、「設定速度」制御部173を押下すると、現時点での車両速度がクルーズ制御設定速度パラメータ(cruise_set-speed)の現在値に設定される。「+」ボタン174を押下すると、クルーズ設定速度(cruise_set-speed)の値を増大させ、「−」ボタン175を押下すると、クルーズ設定速度を低減させることができる。再開ボタン173Rは、ドライバがクルーズ制御システム16を中断させた後、クルーズ制御システム16がクルーズ設定速度の現在値で速度制御を再開させるようにクルーズ制御システム16を制御可能である。
理解されるように、本発明に係るクルーズ制御システム16を備えた既知のハイウェイ用クルーズ制御システムは、ドライバがブレーキペダルまたは、マニュアルトランスミッションを備えた車両の場合にはクラッチペダルをドライバが踏み込んだとき、クルーズ制御機能は中断(解除)され、車両100は、マニュアル動作モードに戻り、車両速度を維持するためにはドライバによるアクセルペダルの入力を必要とする。さらに、牽引力の損失に起因して、車輪のスリップ事象が検出されると、クルーズ制御機能が中断(解除)される。その後にドライバが再開ボタン173Rを押下すると、クルーズ制御システム16による速度制御が再開される。
クルーズ制御システム16は、車両速度をモニタ(監視)し、目標速度からの逸脱が自動的に調整されるため、車両速度を実質的に一定の値(典型的には25km/hを超える速度)に維持する。換言すると、クルーズ制御システム16は、25km/h未満の速度では機能しない。クルーズ制御HMI18は、その視覚的表示を介して、クルーズ制御システム16の状態についてドライバに警告を与えるように構成されている。本実施形態では、クルーズ制御システム16は、クルーズ設定速度(cruise_set-speed)の値を25〜150km/hの範囲で設定することができる。
低速推進(LSP)制御システム12は、速度に依存した制御システムをドライバに提供し、ドライバが極めて遅い目標速度を選択することができ、その速度でドライバによるペダル入力を必要とすることなく、車両を推進させることができる。25km/h以上の速度でのみ動作するハイウェイ用クルーズ制御システムは、低速の速度制御機能(すなわち低速推進(LSP)制御機能)を有しない。
低速推進(LSP)制御システム12は、操舵ハンドル171上に実装されたLSP制御システム選択ボタン172を用いて起動することができる。低速推進(LSP)制御システム12は、車両100を所望の速度に維持するために、車両100の1つまたはそれ以上の車輪に対して、パワートレイン制御、トラクション制御、およびブレーキ制御を選択的に実行するように動作可能である。
低速推進(LSP)制御システム12は、LSP制御システム12に対するLSP設定速度の所望の設定速度パラメータ(LSP_set-speed)を、ドライバが低速推進制御HMI(LSP制御HMI)20(図1および図3)を介して入力できるように構成されており、低速推進制御HMIは、特定の入力ボタン173〜175を、クルーズ制御システム16およびヒルディセント制御(HDC)システム12HDと共用する。車両速度がLSP制御システム12の許容動作範囲(他の範囲も同様に有用であるが、2km/h〜30km/h)内に入れば、LSP制御システム12は、LSP設定速度(cruise_set-speed)の値に基づいて車両速度を制御する。クルーズ制御システム16とは異なり、LSP制御システム12は、牽引力(スリップ)事象の発生とは無関係に動作するように構成される。すなわちLSP制御システム12は、車輪スリップを検出しても速度制御を中断しない。むしろLSP制御システム12は、車輪スリップが検出されたとき、車両の挙動を積極的に調整するものである。
LSP制御HMI20は、ドライバが容易にアクセスできるように、車室(車両キャビン)内に設けられている。車両100のドライバは、LSP制御HMI20を介して、クルーズ制御システム16と同様の「+」/「−」ボタンを用いて、ドライバ所望の車両の走行速度(「目標速度」ともいう。)の指示をLSP制御システム12に入力することができる。LSP制御HMI20は、視覚的ディスプレイを有し、その視覚的ディスプレイ上で、LSP制御システム12の状態に関する情報およびガイダンスをドライバに提供することができる。
LSP制御HMI20は、ドライバがブレーキペダル163を用いてブレーキ力を加えた程度を示す入力信号を車両のブレーキシステム22から受信する。同様に、LSP制御システム12は、ドライバがアクセルペダル161を踏み込んだ程度を示す入力信号をアクセルペダル161から受信する。入力信号は、トランスミッションすなわちギアボックス124からLSP制御システム12に出力される。この入力信号は、たとえばギアボックス124の出力シャフトの速度、トルクコンバータのスリップ、要求されたギア速度比を示す信号であってもよい。LSP制御システム12に対する他の入力信号は、クルーズ制御システム16の状態(オン/オフ)を示すクルーズ制御HMI18からの入力信号、およびLSP制御HMI20からの入力信号を含んでもよい。
ヒルディセント制御(HDC)システム12HDは、坂道を下るときの車両の速度を制限するように構成されている。HDCシステム12HDは、動作状態にあるとき、ドライバにより設定可能なHDC設定速度パラメータ(HDC_set-speed)の設定速度に相当する値に車両速度を制限するために、(ブレーキコントローラ13を用いて)ブレーキシステム22を制御する。HDC設定速度パラメータ(HDC_set-speed)は、HDC目標速度ともいう。HDCシステム12HDが動作状態にあるとき、ドライバがアクセルペダルを踏み込むことにより、HDCシステム12HDを解除(無効化)させない場合、HDCシステム12HDは、車両速度がHDC設定速度(HDC_set-speed)の値を超えないように、ブレーキシステム22を制御する。本実施形態では、HDCシステム12HDは、正の駆動トルクを加えるように動作しない。むしろHDCシステム12HDは、ブレーキシステム22を用いて、負のブレーキトルクを負荷するようにのみ動作可能である。
ヒルディセント制御(HDC)システム12HDのヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)20HDは、これを用いて、ドライバがHDC設定速度(HDC_set-speed)を設定することを含め、ドライバによるHDCシステム12の制御を可能にするものである。HDCシステム選択ボタン177は、操舵ハンドル171上に設けられ、これを用いて、ドライバはHDCシステム12を起動して、車両速度を制御することができる。
上記説明したように、HDCシステム12HDは、クルーズ制御システム16および低速推進(LSP)制御システム12と同一の制御部を用いて、ドライバがHDC設定速度パラメータ(HDC_set-speed)の値を設定し、調整することができるように動作可能である。すなわち、本実施形態では、HDCシステム12HDが車両速度を制御するとき、HDCシステムの設定速度を増減させ、クルーズ制御システム16およびLSP制御システム12の設定速度と同様に、同一の制御ボタン173,173R,174,175を用いて、現時点の車両速度をHDC目標速度に設定することができる。HDCシステム12HDは、HDC設定速度(HDC_set-speed)の値を2〜30km/hの範囲で設定するように動作可能である。
車両100が50km/h以下の速度で走行しているとき、HDCシステム12HDが選択され、他の速度制御システムが動作していない場合、HDCシステム12HDは、HDC設定速度(HDC_set-speed)の値を参照テーブルから選択した値に設定する。参照テーブルから出力された値は、現在選択されているトランスミッションギアの同一性(アイデンティ)、現在選択されているPTUギア比(Hi/Lo)、および現在選択されている動作モードに依存して決定される。ドライバがアクセルペダル161を踏み込むことによりHDCシステム12HDを解除(無効化)させない場合、HDCシステム12HDは、パワートレイン12および/またはブレーキシステム22を用いて、HDCシステムの設定速度まで車両100を減速させる。HDCシステム12HDは、最大許容可能減速度(レート)を超えない減速度で、設定速度値まで車両100を減速させるように構成される。この減速度は、1.25m/sに設定されるが、他の値も同様に有用である。その後、現時点の車両速度が30km/h未満である場合、ドライバが「設定速度」ボタン173を押下すると、HDCシステム12HDは、HDC設定速度(HDC_set-speed)の値を現時点の車両速度に設定する。車両100が50km/hを超える速度で走行しているとき、HDCシステム12HDが選択された場合、HDCシステム12HDは、その要求を無視し、ドライバにその要求が無視されたことを通知する。
理解されるように、車両制御ユニット(VCU)10は、上述したタイプの既知の地形応答システム(TR、登録商標)を実現するように構成され、車両制御ユニット10は、1つまたはそれ以上の車両システムまたはパワートレインコントローラ11等の車両サブシステムの設定値を、選択された駆動モードに依存して制御する。駆動モードは、駆動モードセレクタ141S(図1)を用いてドライバにより選択される。駆動モードとは、地形モード、地形応答モード、または制御モードを意味する。図1の実施形態では、走行面と自動車の車輪との間の表面摩擦係数が比較的高い、比較的硬く滑らかな路面上を走行するのに適した「ハイウェイ」駆動モード、砂地形上を走行するのに適した「砂」モード、草、砂利または雪の上を走行するのに適した「草/砂利/雪」駆動モード、岩肌の多い表面の上をゆっくり走行するのに適した「岩徐行」駆動モード、泥または轍のある地形を走行するのに適した「泥/轍」駆動モードを含む4つの駆動モードが提供される。追加的または択一的な他の駆動モードが提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、LSP制御システム12は、アクティブ状態(動作状態)、スタンバイ状態、およびオフ状態(非動作状態)のうちのいずれか1つの状態にある。LSP制御システム12は、アクティブ状態にあるとき、パワートレインのトルクとブレーキシステムのトルクを制御することにより、車両速度を能動的に(積極的に)制御する。LSP制御システム12は、スタンバイ状態にあるとき、ドライバが再開ボタン173Rまたは「設定」ボタン173を押下するまで、車両速度を制御しない。LSP制御システム12は、オフ状態にあるとき、LSP制御システム選択ボタン172が押下されるまで、入力制御信号に対して応答しない。
本発明に係る実施形態において、LSP制御システム12は、中間状態を実行するように動作可能であり、中間状態は、アクティブ状態に類似するが、パワートレイン129が車両100の1つまたはそれ以上の車輪に正のトルクを加えるように指令しない状態である。すなわちブレーキシステム22および/またはパワートレイン129を用いて、ブレーキトルク(制動トルク)のみが負荷される。他の構成も同様に有用である。
LSP制御システム12がアクティブ状態にあるとき、ドライバは「+」および「−」ボタン174,175を用いて車両設定速度を増減させることができる。さらにドライバは、アクセルペダル161またはブレーキペダル163を軽く踏み込むことにより、車両設定速度を増減させることができる。いくつかの実施形態では、LSP制御システム12がアクティブ状態にあるとき、「+」および「−」ボタン174,175をオフ状態にし、アクセルペダル161およびブレーキペダル163のみを用いて、LSP設定速度の値を調整してもよい。この後者の特徴によれば、たとえば「+」または「−」ボタン174,175を偶発的に押下することにより、設定速度を意図せず変更することを回避することができる。ボタンの偶発的な押下は、たとえば険しい(困難な)地形上を運転していて、比較的に大きな操舵角で頻繁にハンドル操舵する必要がある場合に起こり得る。他の構成も同様に有用である。
理解されるように、本実施形態において、LSP制御システム12は、2km/h〜30km/hの範囲の設定速度値に従って車両を走行させるように動作可能であり、クルーズ制御システムは、25km/h〜150km/hの範囲の設定速度値に従って車両を走行させるように動作可能である。ただし他の値も同様に有用である。車両速度が30km/hより大きく、実質的に50km/h以下であるときに、LSP制御システム12が選択されたとき、LSP制御システム12は中間モードを実行する。中間モードにおいて、30km/hを超える速度で走行中、ドライバがアクセルペダル161から足を離したとき、LSP制御システム12は、ブレーキシステム22を用いて、パラメータの値(LSP_set-speed)に相当する速度値まで車両100を減速させる。車両速度が30km/h以下となったとき、LSP制御システム12は、アクティブ状態となり、LSP設定速度値(LSP_set-speed)に応じて車両を制御するために、パワートレイン129を介して正の駆動トルクを加えるとともに、パワートレイン129(エンジンブレーキ)およびブレーキシステム22を介して制動トルクを加える。LSP設定速度値(LSP_set-speed)が設定されていない場合、LSP制御システム12は、スタンバイモードへ移行する。
理解されるように、LSP制御システム12がアクティブモード(動作モード)にあるとき、クルーズ制御システム16の動作は禁止される。したがってLSP制御システム12およびクルーズ制御システム16は、互いに独立して動作し、常に、車両が走行している速度に依存して、一方のみを動作させることができる。
いくつかの実施形態では、クルーズ制御HMI18およびLSP制御HMI20は、同一のハードウェアを用いて構成され、たとえば選択速度は、同一のハードウェアを用いて入力され、LSP制御入力またはクルーズ制御入力に切り換えるために、1つまたはそれ以上の独立したスイッチが設けられる。
図4は、LSP制御システム12が車両速度を制御する手法を示す。上述のように、ドライバにより選択された速度(設定速度)は、LSP制御HMI2を介して、LSP制御システム12に入力される。パワートレイン129(図1参照)に付随する車両速度センサ34は、車両速度を示す信号36をLSP制御システム12に出力する。LSP制御システム12は、ドライバが選択した設定速度38(「目標速度」38ともいう。)と測定された速度36と比較するコンパレータ28を有し、比較結果を示す信号30を出力する。出力信号30は、車両制御ユニット(VCU)10の評価ユニット40に供給され、評価ユニットは、LSP設定速度値(LSP_set-speed)を維持するために車両速度を増大させるべきか、または低減させるべきかに依存して、出力信号30が車両車輪111〜115に加える追加的なトルクを要求するものであるか、あるいは車両車輪111〜115に加わるトルクの低減を要求するものであるか判断する。トルクの増大は、一般に、エンジンの出力シャフト、車輪、または他の任意の適当な部分等、パワートレインの所与の位置(部分)に出力されるパワートレイントルクを増大させることにより実現される。所与の車輪に加わるトルクの低減、すなわち正のトルクをより小さくし、または負のトルクをより大きくすることは、車輪に出力されるパワートレイントルクを低減し、および/または車輪に加わるブレーキ力(制動力)を増大することにより実現される。理解されるように、いくつかの実施形態では、パワートレイン129は、発電機として動作可能な1つまたはそれ以上の電機マシンを有し、電機マシンを用いて1つまたはそれ以上の車輪に負のトルクを負荷してもよい。いくつかの状況では、車両100が走行している速度に少なくとも部分的に依存して、エンジンブレーキにより負のトルクを負荷してもよい。推進モータとして動作可能な1つまたはそれ以上の電機マシンを有する場合、1つまたはそれ以上の電機マシンを用いて正のトルクを加えてもよい。
評価ユニット40からの出力信号42は、パワートレインコントローラ11およびブレーキコントローラ13に供給され、このコントローラは、車両車輪111〜115に加わる正味のトルクを制御する。評価ユニット40が正または負のトルクを要求することに依存して、正味のトルクを増減させる。必要とされる正または負のトルクを車輪に加えるために、評価ユニット40は、パワートレイン129が正または負のトルクを車両車輪に加えるように指令し、および/またはブレーキシステム22がブレーキ力(制動力)を車両車輪に負荷するように指令し、パワートレインおよびブレーキシステムからのトルクの一方または両方を用いて、要求された車両速度を達成および維持するために必要なトルク変化を実現することができる。図示された実施形態では、車両速度を要求された速度に維持するために、車両車輪に独立的にトルクを加えるが、別の実施形態では、要求された速度に維持するために、車両車輪に全体的にトルクを加えてもよい。いくつかの実施形態では、パワートレインコントローラ11は、後輪駆動ユニット、前輪駆動ユニット、ディファレンシャル、または他の任意の適当な構成部品等のドライブライン構成部品を制御することにより、1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの大きさを制御するように動作可能である。たとえばドライブライン130の1つまたはそれ以上の構成部品は、1つまたはそれ以上車輪に加わるトルクの大きさを調整できるように動作可能な1つまたはそれ以上クラッチを含んでもよい。
パワートレイン129は、1つまたはそれ以上の推進モータおよび/または発電機等の1つまたはそれ以上の電機マシンを含む場合、パワートレインコントローラ11は、1つまたはそれ以上の電機マシンを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクを調整するように動作可能である。
またLSP制御システム12は、車輪スリップ事象が起こったことを示す信号48を受信する。この信号は、車両のハイウェイ用クルーズ制御システム16に供給される信号48と同一のものであり、後者の場合、ハイウェイ用クルーズ制御システム16での動作を無効化モード(解除モード)または禁止モードを起動し、ハイウェイ用クルーズ制御システム16による車両速度の自動制御が中断または中止される。しかしながら、LSP制御システム12は、車輪スリップ事象を示す車輪スリップ事象信号48を受信したこととは関係なく、LSP制御を中断または中止することはない。むしろLSP制御システム12は、ドライバの作業負荷を軽減するために、車両スリップを監視し、継続的に制御するように構成されている。車輪スリップが生じている間、LSP制御システム12は、測定された車両速度をLSP設定速度値(LSP_set-speed)と比較し続け、車両速度を選択された速度に維持するために、車両車輪に加わるトルクを自動的に制御し続ける。したがって、理解されるように、LSP制御システム12は、クルーズ制御システム16とは異なるように構成され、クルーズ制御システムでは、車輪スリップが起きると、クルーズ制御機能が無効化(解除)され、車両のマニュアル操作を再開する必要があり、または再開ボタン173Rまたは設定速度ボタン173を押下することにより、クルーズ制御システム12により速度制御を再開する必要がある。
本発明に係る別の実施形態(図示せず)では、車輪スリップ信号48は、複数の車輪の速度の比較により得られるだけでなく、路面に対する車両速度を示すセンサデータを用いてさらに精緻化される。路面に対する速度は、全地球測位(GPS)データを用いて、または車両100と走行中の路面との間の相対的な移動を特定するように構成された車両搭載レーダ/レーザ式システムを用いて決定することができる。いくつかの実施形態では、路面に対する速度を決定するためにカメラシステムを採用してもよい。
LSP制御プロセスの任意の段階において、ドライバは、アクセルペダル161および/またはブレーキペダル163を踏み込むことにより、LSP制御機能を無効化(解除)して、車両速度を正または負の方向に調整することができる。しかしながら、信号48により車輪スリップ事象が確認された場合、LSP制御システム12は、アクティブ状態(動作状態)を維持し、LSP制御システム12による車両速度の制御は、中止されない。図4に示すように、これは、車輪スリップ事象信号48をLSP制御システム12に出力することにより実現され、その後、車輪スリップ事象は、LSP制御システム12により制御される。図1に示す実施形態では、スタビリティ制御システム(SCS)14Sが車輪スリップ事象信号48を生成し、LSP制御システム12およびクルーズ制御システム16に出力する。
車両車輪のいずれか1つで牽引力損失が生じると、車輪スリップ事象が検出される。車両がたとえば雪、氷、泥、または砂の上を走行するとき、および/または急勾配またはキャンバの上を走行するとき、車輪およびタイヤは、牽引力を損失する傾向がより大きくなる。同様に、車両100は、通常のオンロード状況下にあるハイウェイ上を走行する場合に比して、地形がより不均一またはより滑りやすい環境において、牽引力を損失する傾向がより大きくなる。したがって本発明に係る実施形態は、車両100がオフロード環境で走行している場合、または車両スリップが頻繁に生じるような状況下で走行している場合に特に有利である。こうした状況でのマニュアル操作は、ドライバにとって困難で、しばしばストレスのかかる運転であり、不快なドライビングを強いるものである。
車両100は、車両の動きおよび状況に関連するさまざまな異なるパラメータを示す追加的なセンサ(図示せず)を有する。これらは、LSP制御システム12もしくはHDC制御システム12HDに固有の慣性システムであり、または車両本体の動きを示し、LSP制御システム12もしくはHDC制御システム12HDに有用な入力信号を出力するジャイロおよび/または加速度計等のセンサからのデータを供給する乗員拘束システムもしくは任意の他のサブシステムの一部である。センサからの出力信号を用いて、車両が走行している地形状況の性状を示す複数の運転状況指標(地形指標ともいう。)を計算することができる。
車両100に搭載されたセンサは、これに限定するものではないが、上記説明し、図1に示すような、車両制御ユニット(VCU)10に連続的なセンサ出力信号を供給するセンサ、周辺温度センサ、大気圧センサ、タイヤ圧センサ、車両のアーティキュレーションセンサ、車両のヨー/ロール/ピッチを検出するジャイロセンサ、車両速度センサ、縦方向加速度センサ、エンジントルクセンサ(エンジントルク推定部)、操舵角センサ、操舵角速度センサ、勾配センサ(勾配推定部)、安定性制御システム(SCS)14Sの一部である横方向加速度センサ、ブレーキペダル位置センサ、ブレーキペダル圧力センサ、アクセルペダル位置センサ、縦方向/横方向/垂直方向モーションセンサ、および車両浸水走行支援システムの一部を構成する水検知センサ(図示せず)が含まれる。他の実施形態では、上記センサから選択されたセンサのみが用いられる。
車両制御ユニット(VCU)10は、ステアリングコントローラ170Cからの信号を受信する。ステアリングコントローラ170Cは、電動パワーアシストステアリングユニット(ePASユニット)の形態を有する。ステアリングコントローラ170Cは、車両100の操舵可能な道路車輪111,112に加わる操舵力を示す信号を車両制御ユニット(VCU)10に供給する。この力は、ドライバが操舵ハンドル171に加える力と、ePASユニット170Cにより生成される操舵力とを組み合わせたものである。
車両制御ユニット(VCU)10は、さまざまなセンサ入力信号を評価して、車両のサブシステムに対し、数多くの異なる制御モード(駆動モード)のそれぞれが適当である確度(確からしさ)を決定し、各制御モードは、車両が走行している特定の地形タイプ(たとえば泥/轍、砂、草/砂利/雪)に対応する。
ドライバが自動運転モード選択条件で車両の動作モードを選択したとき、車両制御ユニット(VCU)10は、最も適した制御モードを選択し、選択した制御モードに従って複数のサブシステムを自動的に制御する。本発明のこの態様は、同時係属する英国特許出願公開第2492748号、第2492655号、および第2499252号に記載され、その開示内容は、ここに参考に一体のものとして統合される。
(選択した制御モードを参照して特定される)車両走行中の地形の性状を用いて、LSP制御システム12が車両速度の適当な増減を決定してもよい。たとえばドライバが車両走行中の地形の性状に適当でないLSP設定速度値(LSP_set-speed)を選択した場合、車両車輪の速度を低減することにより、自動的に車両速度を低減するように動作可能である。いくつかのケースでは、とりわけ起伏または凹凸の大きい表面では、たとえばドライバ設定速度が特定の地形タイプに対して実現不可能であるか、適当でない場合がある。LSP制御システム12がドライバ設定速度とは異なる速度を選択した場合、択一的な速度が適用されたことをドライバに示唆するために、LSP制御HMI20を介して、速度規制をドライバに視覚的に示す。
上述のように、車両制御ユニット(VCU)10は、トラクション制御システム(TCS)14Tを介して、特定の条件が合致したとき、車両100の1つまたはそれ以上の車輪のスリップ量を低減するために、1つまたはそれ以上の車輪に対する制動力を選択的に負荷するように指令する。
理解されるように、いくつかの実施形態では、トラクション制御システム(TCS)14Tは、制動力の負荷に加え、またはこれに代えて、たとえばエンジン速度を低減し、1つまたはそれ以上のパワートレインクラッチを滑らせ、任意の他の適当な方法により、1つまたはそれ以上の車輪に加わるパワートレイントルクを低減させてもよい。スリップ量を低減するようにトラクション制御システム(TCS)14Tが介入することを、以下「TC事象」という。理解されるように、LSP制御システム12は、TC事象が起こっても、アクティブ状態に維持され、すなわちTC事象後に、速度制御を中止することはない。これに対し、一般的なクルーズ制御システム16は、TC事象が生じると直ちに中断される。
LSP制御システム12がアクティブ状態でないとき、測定された車輪速度と車両基準速度(v_ref)との差(誤差)が所定値(TC_offset)(TC介入閾値またはTCオフセット値ともいう。)を超える場合、トラクション制御システム(TCS)14Tは、介入して、車輪速度の低減のために制動力を負荷するように構成されている。この実施形態において、TC介入閾値(TC_offset)は実質的に5km/hである。車両基準速度(v_ref)は、同様に車両制御ユニット(VCU)10により実現される車両基準速度計算機能を用いて計算される。車両基準速度計算機能は、2番目に遅く回転する車輪の速度および車両の縦方向速度に基づいて既知の手法で、車両基準速度を計算する。車両基準速度(v_ref)を計算する既知の手法は、たとえば前掲の米国特許第5,719,770号に記載されている。いくつかの実施形態では、車両基準速度計算機能は、2番目に遅く回転する車両車輪の速度と実質的に同等の速度値に設定するように構成されている。
いくつかの実施形態では、トラクション制御システム(TCS)14Tは、スリップ事象が生じたことに基づいて、たとえば車輪速度が車両速度を超えたときの(車両基準速度値として得られた)車両速度の割合、すなわち車両基準速度または他の任意の適当な値の割合に基づいて起動させてもよい。スリップ値が10%、20%、または任意の他の適当な値を超えたとき、トラクション制御システム(TCS)14Tを起動するように構成してもよい。
LSP制御システム12は、たとえば上述のように車両100が走行している地形の性状に依存して、LSP設定速度(LSP_set-speed)以下の速度に低減する必要があるとき、LSP設定速度(LSP_set-speed)と実質的に同等の速度で車両を走行させるように構成される。理解されるように、LSP制御システム12は、所与のタイミングの瞬間の車両100の4つの車輪のそれぞれの瞬間的な速度の平均値を計算し、LSP制御システムの車両対地速度の基準値として、その平均値を利用する。すなわち本実施形態では、LSP制御システム12は、車両100の瞬間的な対地速度は、平均車輪速度(v_mean_wheel)と実質的に同等であると仮定する。
上述のように、LSP制御システム12がアクティブ状態以外の状態にあるとき、任意の駆動輪速度が、車両基準速度計算機能により得られた車両基準速度(v_ref)時の駆動輪速度に比してTC介入閾値(TC_offset)以上大きいとき、TC機能はTC事象に応答(作動)する。したがってTC機能は、ブレーキシステム22を用いて、車両基準速度(v_ref)に比してTC介入閾値(TC_offset)以上大きい速度、すなわち車両基準速度とTC介入閾値との和の速度(v_ref + TC_offset)を有する任意の車輪の速度を低減する。
ただしLSP制御システム12がアクティブ状態にあるとき、任意の駆動輪の車輪速度がLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)を超えたとき、TC機能はTC事象に応答(作動)する。本実施形態において、LSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)は、
(a)車両目標速度とLSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)との積、すなわちLSP設定速度(LSP_set-speed)×(LSP_TC_intervention_factor)、および
(b)車両基準速度とTC介入閾値との和の速度(v_ref + TC_offset)、
のいずれか小さい方に設定される。
車両100は、パワートレイン129が4輪駆動構成にある場合のみ、LSP制御システム12をアクティブ状態で動作するように構成されているので、本発明の車両100において、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)は、1.25の値(4/3の値よりわずかに小さい値)に設定され、TC介入閾値(TC_offset)は5km/hに設定される。
理解されるように、いくつかの実施形態では、LSP制御システム12は、アクティブ状態以外の状態にあるとき、同様に、TC機能は、やはりLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)に基づいてTC事象に応答(作動)してもよいが、この場合、LSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)は、車両基準速度とTC介入閾値との和の速度(v_ref + TC_offset)と実質的に同等に設定される。
理解されるように、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)および/またはTC介入閾値(TC_offset)の他の値も同様に有用である。特に、4輪駆動車において、LSP制御システム12が基準速度として平均車輪速度(v_mean_wheel)を採用した場合、4/3未満の値のLSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)が特に有用である。その理由は、そうしなれければ、3つの車輪が走行する表面の摩擦係数(μ)が比較的に小さいためにスリップが生じ、4番目の車輪が走行する表面の摩擦係数(μ)が比較的に大きく、ほとんどスリップが生じないか、実質的にまったく生じない状況に車両があるとき、車両は静止しているのに、LSP制御システム12は、3つの車輪を実質的にLSP目標設定速度(LSP_set-speed)の実質的に4/3倍の速度で継続して回転させようとし、トラクション制御システム(TCS)14Tを起動(作動)させるためのスリップ閾値がLSP目標設定速度(LSP_set-speed)の4/3倍より大きくなるため、トラクション制御システム(TCS)14Tが介入して、スリップを低減できなくなるためである。
理解されるように、一般的なケースでは、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)は、平均車輪速度(v_mean_wheel)を計算するために用いられる車輪速度の数に基づいて異なる数に設定される。N個の車輪速度が採用される車両の場合、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)を、1より大きく、N/(N−1)に実質的に等しい値以下に設定してもよく、任意的には、1より大きく、N/(N−1)より小さい値に設定してもよい。
さらに一般的なケースでは、N個の駆動輪とM個の非駆動輪を備え、(N+M)個の車輪速度の平均値が採用される車両において、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)は、1より大きく、(N+M)/(N−1)に実質的に等しい値以下に設定してもよく、任意的には、1より大きく、(N+M)/(N−1)より小さい値に設定してもよい。
車両100が4つの駆動輪を動作させ、LSP制御システム12が車両速度の瞬間値として平均車輪速度(v_mean_wheel)を採用する実施形態において、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)は、有利なことに、1より大きく、4/3より小さい値に設定される。いくつかの実施形態では、4/3に近い値、たとえば1.25〜1.3の範囲の値は特に有利である。
上述のように、4/3の値のもつ意義は、LSP制御システムの基準速度として、平均車輪速度(v_mean_wheel)を採用し、かつLSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)を4/3未満の値に設定することにより、任意の車輪の速度が目標速度の4/3倍の速度に達する前に、TC事象に応答(作動)することである。すなわち、車両100が実質的に静止し、1つまたはそれ以上の車輪が実質的に静止しているときに、平均車輪速度(v_mean_wheel)がLSP設定速度(LSP_set-speed)と実質的に同等の値に達することを、LSP制御システム12が許容する状況を回避することができる。
すなわちLSP制御システム12およびTC機能はともに、車輪速度が目標速度値の4/3倍の上限値を超えないように動作し、いくつかの実施形態では、車輪スリップを目標速度値の1〜4/3倍の車輪速度に制御するように動作する。
理解されるように、本発明に係るいくつかの実施形態では、トラクション制御機能(トラクション制御システム)は、車両100の瞬間的な目標速度値、およびLSP制御システム12がアクティブモードで動作中であるか否かの指標とともに提供される。理解されるように、上述のように、目標速度の下限値が強制されていなければ、LSP制御システム12の目標速度値は、通常、LSP設定速度値(LSP_set-speed)と実質的に同等の値である。
図6のフローチャートを参照しながら、本発明に係る実施形態によるTC機能の動作について以下説明する。
ステップS101において、TC機能は、LSP制御システム12がアクティブ構成(状態)にあるか否かを判断する。LSP制御システム12がアクティブ構成にあるとTC機能が判断したとき、この方法はステップS103に進み、それ以外の場合はステップS109に進む。
ステップS103において、LSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)は、
(a)LSP設定速度((LSP_set-speed)×(LSP_TC_intervention_factor)、および
(b)車両基準速度(v_ref)+TC介入閾値(TC_offset)(=v_ref + TC_offset)、
のいずれか小さい方に設定される。
ステップS105において、TC機能は、任意の車輪速度がLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)より大きいか否かを判断する。
ステップS105において、1つまたはそれ以上の車輪の速度がLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)より大きいとTC機能が判断したとき、この方法はステップS107に進む。
ステップS107において、TC機能は、1つまたはそれ以上の車輪ブレーキシステム22によるブレーキを負荷し、その車輪の速度をLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)以下の値まで低減するようにブレーキコントローラ13に指令する。その後、この方法はステップS101に進む。
ステップS105において、いずれの車輪の速度もLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)を超えないとTC機能が判断したとき、この方法はステップS101に進む。
上述のように、ステップS101において、LSP制御システム12が上記アクティブ構成(状態)にないとTC機能が判断したとき、この方法はステップS109に進む。
ステップS109において、TC機能は、任意の車輪速度が車両基準速度(v_ref)とTC介入閾値(TC_offset)の和の速度(v_ref + TC_offset)より大きいか否かを判断する。ステップS109において、いずれの車輪の速度も車両基準速度(v_ref)とTC介入閾値(TC_offset)の和の速度(v_ref + TC_offset)を超えないとTC機能が判断したとき、この方法はステップS101に進む。
ステップS109において、1つまたはそれ以上の車輪の速度が車両基準速度(v_ref)とTC介入閾値(TC_offset)の和の速度(v_ref + TC_offset)を超えるとTC機能が判断したとき、この方法はステップS111に進む。
ステップS111において、TC機能は、ステップS109で特定された1つまたはそれ以上の車輪にブレーキシステム22によるブレーキを負荷し、その車輪の速度を車両基準速度(v_ref)とTC介入閾値(TC_offset)の和の速度(v_ref + TC_offset)以下の値まで低減するようにブレーキコントローラ13に指令する。
その後、この方法はステップS101に進む。
上記ステップにおいて、理解されるように、スリップが生じた場合、個々の車輪の速度を低減するような制動力を付加することについて説明したが、択一的な構成として、他の方法を用いて、車輪速度を低減することができ、たとえば車輪に対する正のトルクを低減するか、回生ブレーキまたはエンジンブレーキを負荷することにより車輪速度を低減することができる。
本発明に係る実施形態は、トラクション制御システムがスリップを抑制するように介入するとき、オフロード速度制御システムがその制御を中断しない場合、少なくとも所定の状況において、トラクション制御機能またはトラクション制御システムが介入して、過剰な車輪スリップを、既知のトラクション制御装置の場合より小さい車輪スリップ値に低減できるという利点を有する。これにより、車両が移動している地形の劣化(損傷)の程度を小さくし、オフロード上の牽引力を改善できるという利点を有する。
車両速度を制御する速度制御システムに基づいて、トラクション制御機能またはトラクション制御システムに目標設定速度値が出力されることに少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムが介入してスリップを抑制する前に生じるスリップの程度を小さくすることができる。すなわちトラクション制御機能またはトラクション制御システムは、速度制御システムが車両を制御しようとしている速度の情報を用いて、地面に対する瞬間的な車両速度の推定値を改良する(推定値の精度を上げる)ように機能することができる。
以下の番号付けされた段落を参照すると、本発明に係る実施形態が理解される。
段落1:
速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムにおいて、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えるとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて設定される、車両制御システム。
段落2:
地面に対する車両の推定速度に対応する車両基準速度値を特定するように構成された、段落1に記載の車両制御システム。
段落3:
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、目標速度値および車両基準速度値のうちの小さい方に基づいて特定された値に設定される、段落2に記載の車両制御システム。
段落4:
速度制御システムが車両速度を制御していないとき、TCシステム介入閾値は、第1のTCシステム介入閾値に設定される、段落1〜3のいずれか1に記載の車両制御システム。
段落5:
速度制御システムが車両速度を制御しているとき、TCシステム介入閾値は、目標速度値と介入因子との積および第1のTCシステム介入閾値のうちの小さい方に基づいて特定された値に設定される、段落3を引用する段落4に記載の車両制御システム。
段落6:
第1のTCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に車両基準速度値に基づいて特定される、段落2を引用する段落4または5に記載の車両制御システム。
段落7:
第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に第1の介入オフセット値を加えたものと実質的に同等である、段落6に記載の車両制御システム。
段落8:
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能であり、
速度制御システムは、瞬間的な車両速度を特定するために速度制御システム基準速度値を利用するように構成された、段落1〜7のいずれか1に記載の車両制御システム。
段落9:
速度制御システム基準速度値は、駆動輪の平均速度と実質的に同等に設定される、段落8に記載の車両制御システム。
段落10:
車両基準速度値および速度制御システム基準速度値は、実質的に同等である、段落2を引用する段落9に記載の車両制御システム。
段落11:
車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、
介入因子は、1より大きく4/3より小さい値に設定される、段落5を引用する段落9または10に記載の車両制御システム。
段落12:
車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、
介入因子は、1.1〜1.3の範囲の値に設定される、段落11に記載の車両制御システム。
段落13:
速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、目標速度値と実質的に同等の速度で車両を走行させることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である、段落1〜12のいずれか1に記載の車両制御システム。
段落14:
速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、速度制御システム基準速度値を目標速度値と実質的に同等の速度とすることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である、段落8を引用する段落13に記載の車両制御システム。
段落15:
速度制御システムは、車両の1つまたはそれ以上の車輪に対する、ブレーキシステムによるブレーキトルク値またはパワートレインによる駆動トルク値を制御することにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である、段落1〜14のいずれか1に記載の車両制御システム。
段落16:
トラクション制御システムは、ブレーキシステムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に対するブレーキトルクの負荷に少なくとも部分的に起因して、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である、段落1〜15のいずれか1に記載の車両制御システム。
段落17:
トラクション制御システムは、パワートレインから1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの低減に少なくとも部分的に起因して、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である、段落1〜16のいずれか1に記載の車両制御システム。
段落18:
速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムにおいて、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
少なくとも目標速度値が車両基準速度値より小さいとき、車両基準速度値は、地面に対する車両の推定速度に対応し、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて特定される値に設定される、車両制御システム。
段落19:
段落1〜18のいずれか1に記載の車両制御システムを備えた動力車両。
段落20:
4つの駆動輪がパワートレインにより駆動される4輪駆動構成、および2つのみの駆動輪がパワートレインにより駆動される2輪駆動構成の少なくとも一方で動作可能である、段落19に記載の動力車両。
段落21:
速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを用いて車両を制御する方法であって、この方法は、
1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、トラクション制御システムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップと、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、目標速度値に基づいて車両を動作させるとともに、TCシステム介入閾値を少なくとも部分的に目標速度値に基づく値に設定するステップとを有する、方法。
段落22:
地面に対する車両の推定速度に対応する車両基準速度値を特定するステップを有する、段落21に記載の方法。
段落23:
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値を、目標速度値および車両基準速度値のうちの小さい方の値に基づいて特定された値に設定するステップを有する、段落22に記載の方法。
段落24:
速度制御システムが車両速度を制御していないとき、TCシステム介入閾値を、第1のTCシステム介入閾値に設定するステップを有する、段落21〜23のいずれか1に記載の方法。
段落25:
速度制御システムが車両速度を制御しているとき、TCシステム介入閾値を、目標速度値と介入因子との積および第1のTCシステム介入閾値のうちの小さい方の値と実質的に同等の値に設定するステップを有する、段落23を引用する段落24に記載の方法。
段落26:
第1のTCシステム介入閾値を、少なくとも部分的に車両基準速度値に基づいて特定するステップを有する、段落22を引用する段落24または25に記載の方法。
段落27:
第1のTCシステム介入閾値を、車両基準速度値に第1の介入オフセット値を加えたものと実質的に同等の値に設定するステップを有する、段落26に記載の方法。
段落28:
目標速度値に基づいて車両を動作させるステップを有し、
目標速度値に基づいて車両を動作させるステップは、瞬間的な車両速度を特定するために速度制御システム基準速度値を利用するステップを含む、段落21〜27のいずれか1に記載の方法。
段落29:
速度制御システム基準速度値を、駆動輪の平均速度に基づいて特定された値に設定するステップと、
任意的には、速度制御システム基準速度値を、駆動輪の平均速度と実質的に同等な値に設定するステップとを有する、段落28に記載の方法。
段落30:
車両基準速度値および速度制御システム基準速度値は、実質的に同等の値である、段落22を引用する段落29に記載の方法。
段落31:
車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、
介入因子は1より大きく4/3より小さい、段落25を引用する段落29または30に記載の方法。
段落32:
車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、
介入因子は1.1〜1.3の範囲の値に設定される、段落31に記載の方法。
段落33:
速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、目標速度値と実質的に同等の速度で車両を走行させることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である、段落21〜32のいずれか1に記載の方法。
段落34:
速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、速度制御システム基準速度値を目標速度値と実質的に同等の速度とすることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である、段落28を引用する段落33に記載の方法。
段落35:
車両の1つまたはそれ以上の車輪に対する、ブレーキシステムによるブレーキトルク値またはパワートレインによる駆動トルク値を制御することにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるステップを有する、段落21〜34のいずれか1に記載の方法。
段落36:
ブレーキシステムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に対するブレーキトルクの負荷に少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムにより、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップを有する、段落21〜35のいずれか1に記載の方法。
段落37:
パワートレインから1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの低減に少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムにより、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップを有する、段落21〜36のいずれか1に記載の方法。
本願の明細書およびクレーム全体を通じて、「備える(comprise)」および「含む(contain)」の用語、ならびに「備える(comprising, comprises)」等の変形した用語は、「限定せずに有する(including but not limited to)」を意味し、他の分子、添加剤、部品、整数、またはステップを除外することを意図するものではない。
本願の明細書およびクレーム全体を通じて、文脈上必須でなければ、単数名詞は複数名詞を含むものとする。特に、不定冠詞を用いた場合、本願明細書は、文脈上必須でなければ、単数名詞だけでなく複数名詞をも含むものと理解されたい。
本発明に係る特別の態様、実施形態、または実施例に関する特徴物、完成物、特性、化合物、化学的な部分またはグループは、矛盾するものでなければ、本願に記載された任意の他の態様、実施形態、または実施例に適用可能である理解されたい。
10…中央コントローラ(車両制御ユニット(VCU))、11…パワートレインコントローラ、12…低速推進(LSP)制御システム、12HD…ヒルディセント制御(HDC)システム、13…ブレーキコントローラ、14…スタビリティ制御システム(SCS)、14T…トラクション制御システム(TCS)、16…クルーズ制御システム、18…クルーズ制御HMI、20…LSP制御HMI、20HD…HDC制御HMI、22…ブレーキシステム、22C…アンチロックブレーキシステム(ABS)コントローラ、
100…車両、100C…シャーシ、111,112…前輪、114,115…後輪、111B〜115B…ブレーキ、111S〜115S…速度センサ、118…前輪ドライブシャフト、121…車両エンジン、124…オートマッチックトランスミッション(自動トランスミッション)、124S…トランスミッションモード・セレクタダイヤル、129…パワートレイン、130…ドライブライン、131…補助ドライブライン部、131P…動力伝達ユニット(PTU)、132…プロペラシャフト、135…後輪ディファレンシャル、136R…後輪軸、137…前輪ディファレンシャル、139…後輪ドライブシャフト、161…アクセルペダル、163…ブレーキペダル、170C…ステアリングコントローラ、171…操舵ハンドル、173…「設定速度」制御部、173R…再開ボタン、174…「+」ボタン、175…「−」ボタン、176…クルーズ制御システム選択ボタン。
本発明は、車両の速度を制御するシステムおよび方法に関する。とりわけ本発明は、これに限定するものではないが、数多くのさまざまな特有の(異なる極端な)地形上を走行することができる陸上車両の速度を制御するためのシステムに関する。本発明の態様は、システム、方法および車両に関する。
同時係属中の英国特許出願公開第2507622号および米国特許第7349776号は、参考にここに一体のものとして統合される。
既知の車両速度制御システムにおいて、一般にはクルーズ制御システム(クルーズコントロールシステム)と呼ばれているが、ドライバが設定したオンロードの車両速度は、さらに介入されなければ一定に維持され、ドライバの運転体感を改善することができる。
一般的なクルーズ制御システムにおいて、ドライバが維持すべき車両速度(設定速度ともいう)を選択すると、ドライバがブレーキ、またはマニュアルトランスミッションを備える場合ではクラッチを操作しなければ、車両の速度が維持される。クルーズ制御システムは、ドライブシャフト速度センサまたは車輪速度センサから速度信号を受信する。ブレーキペダルまたはクラッチペダルが踏み込まれると、クルーズ制御システムは非動作状態となり、ドライバはシステムからの抵抗を受けることなく、車両速度を変更することができる。ドライバが十分な踏込量でアクセルペダルを踏み込むと、車両速度は増大するが、ドライバがアクセルペダルから足を離すと、車両は惰性走行することにより事前設定されたクルーズ速度(設定速度)に戻る。
こうしたシステムは、通常、特定の速度以上(典型的には約15マイル/時〜約20マイル/時)であるときのみ動作可能であり、車両が安定した交通状況、特に、高速道路または自動車用道路で走行している環境において理想的なものである。しかし交通渋滞した状況では、車両速度は大きく変化し、クルーズ制御システムは、とりわけ最低速度条件のため動作できない場合、有効なものではない。たとえば駐車時等の低速時の衝突の可能性を低減するために、最低速度条件がクルーズ制御システムに適用されることが多い。しだかって、こうしたシステムは、特定の運転状況(低速走行時等)においては有効ではなく、クルーズ制御システムを適用することが好ましいとドライバが考えない状況においては、自動的に非動作状態に設定される。
より洗練されたクルーズ制御システムは、エンジン制御システムと一体化され、レーダ式システムを用いて前方車両との距離を参酌する適応機能を有する。たとえば車両は、前方監視レーダ検出システムを備え、前方車両の速度と前方車両との距離を検出し、ドライバが入力する必要なく、安全な後続速度および車間距離を自動的に維持する。先行車両が減速するか、別の物体(対象物)がレーダ検出システムにより検出されると、レーダ検出システムは、それに応じてエンジンシステムまたはブレーキシステムに信号を送信して、車両を減速して、安全な車間距離を維持する。
トラクション制御システム(TCシステムまたはTCS)またはスタビリティ制御システム(SCS)による介入を要求する車輪スリップ事象を検出したとき、既知のクルーズ制御システムは中止される。したがって、こうしたスリップ事象が比較的に頻繁に生じるオフロード状況で走行しているとき、上記システムは、車両推進速度の維持にはあまり適していない。既知のTCシステムは、任意の駆動輪(パワートレインにより駆動される車輪、すなわち駆動する車輪)の速度が車両速度の測定値(車両基準速度ともいう。)を、所定の閾値速度より大きく(たとえば5km/h)超えたとき、車輪速度を低減するように制動力を加えるように介入する。瞬間的な車両速度を知る必要がある、1つまたはそれ以上の他の車両システムが同様に車両基準速度を利用してもよい。
本出願人は、オフロード走行条件での使用に適した速度制御システムを開発した。その速度制御システムは、少なくとも2km/h〜30km/hの範囲の比較的に低速度で走行指せるように構成され、TCシステムによる介入を必要とする車輪スリップ事象が検出された場合であっても速度制御を中断しないように構成されている。
既知の速度制御システムは、一般に、閉ループフィードバック制御装置を採用し、車両基準速度を速度制御システムの目標速度と実質的に同等となるように維持する。既知のクルーズ制御システムにおいて、たとえばフィードバック制御装置は、車両基準速度値をクルーズ制御の目標速度と実質的に同等に維持するようなパワートレイントルク要求信号を生成する。
車両基準速度値を特定し、提供する手法は広く知られている。いくつかの既知の車両において、車両基準速度値は、地面に対する車両速度の推定値であり、各車輪の速度に基づいて、任意的には車両の縦方向加速度の測定値と組み合わせて計算される。
4つの車輪を有する2輪駆動車の場合、パワートレインにより駆動される駆動輪のスリップは、駆動輪の速度がパワートレインにより駆動されない非駆動輪の速度より大きい場合にスリップ事象が生じたと推定して、駆動輪と非駆動輪の車輪速度差として検出することができる。さらに、駆動輪の車輪トルクの所与の大きさに対して期待される車両加速度値を、加速度計を用いて特定される実際の車両加速度と比較して、スリップ事象が生じた状況を識別することができる。
いくつかの既知の車両において、車両基準速度として、最も遅く回転する車輪の速度、すなわち測定された最小(最低)車輪速度を採用してもよい。いくつかの他の既知の車両において、車両基準速度として、2番目に最も遅く回転する車輪の速度と同等のものを採用してもよい。
本出願人は、車両基準速度を計算する方法を用い、および車両基準速度として平均の車輪速度を利用することを検討した。とりわけ表面摩擦係数が変化するオフロード条件で車両を走行させるとき、トラクション制御システムおよびオフロード速度制御システムにおいて車両基準速度を計算する方法を利用することを検討した。
理解されるように、車両が4つの駆動輪を有し、トラクション制御システムのための基準速度としての最低速度を採用する場合、トラクション制御システムが3つ以下の駆動輪のスリップを低減するように介入する前に、これらの駆動輪がトラクション制御システムによる介入でスリップを低減するのに十分な速度で回転している状況が起こり得る。走行表面上で3つの駆動輪がスリップすると、泥や草等のオフロード走行面をあまり傷つけることはない。
車両基準速度として平均の車輪速度を採用する4輪駆動車において、各車輪は車両基準速度の4倍以上に速く回転するように制御されることない。速度制御システムの制御下で、車両基準速度の4倍以下で車輪が回転する状況は、たとえば車両が静止状態から加速しようとしたとき、1つの車輪が湿った氷や湿った草等の比較的に小さい表面摩擦係数(μ)を有する走行表面上にあって、残り3つの車輪が岩やアスファルト等の比較的に大きい表面摩擦係数(μ)を有する走行表面上にある場合に生じ得る。理解されるように、車両基準速度の4倍以下の速度で車輪が回転すると、オフロード走行面を実質的に傷つけることがある。
これに対し、1つの車輪が表面摩擦係数の高い表面上にあり、3つの車輪が表面摩擦係数の低い表面上にあった場合、車両基準速度の4/3倍以下の速度でスリップが生じる。
N個の駆動輪を有する車両の一般的なケースについて検討すると、速度制御システムは、実際の車両速度を決定するために平均車輪速度を採用し、実際の車両速度を目標速度に設定しようとする。最悪のケースでは、3つの車輪が実質的な表面摩擦係数(μ)を有する表面上にあって、1つの車輪が実質的にゼロの表面摩擦係数を有する表面上にある場合、実質的にゼロの表面摩擦係数を有する表面上にある車輪が、目標速度のN倍以下の速度(すなわち4つの車輪を有する車両の場合、目標速度の4倍以下の速度)で回転させられることがある。低速制御システムにおいて、この速度は、トラクション制御システムが起動して、車輪スリップに介入するには不十分であると考えられる。したがって、表面摩擦係数(μ)がゼロである表面上の車輪は、ドライバが介入するまで目標速度のN倍以下の速度で回転する場合がある。
対照的な状況として、N個の駆動輪を有する車両(パワートレインがN個の車輪を駆動する車両)において、(N−1)個の車輪が実質的にゼロの表面摩擦係数を有する表面上で静止し、N番目の車輪が値1の表面摩擦係数を有する表面上で静止している場合、(N−1)個のスリップする車輪は、目標速度のN/(N−1)倍の速度で回転するように、速度制御システムにより制御される。4つの主車輪を有する4輪駆動車両(4×4車両)において、3つの車輪がスリップした場合、目標速度の4/3倍以下の速度で回転するように制御される。繰り返しになるが、理解されるように、低速制御システムでは、この速度は、トラクション制御システムが車輪スリップを抑制するように介入するように起動するには不十分である。したがって、表面摩擦係数(μ)が実施的にゼロである表面にある車輪は、ドライバが介入するまで、目標速度のN/(N−1)倍以下の速度で回転する。
スリップしない車輪の数が増えると、残りのスリップする車輪の速度は、目標速度の4/3倍より大きくなる。
1つまたはそれ以上の車両サブシステムを制御するための動力車両用制御システムが提供されることも知られている。米国特許第7349776号には、エンジン制御システム、トランスミッションコントローラ、ステアリング(操舵ハンドル)コントローラ、ブレーキコントローラ、およびサスペンションコントローラを含む複数のサブシステムコントローラを備えた車両制御システムが開示されている。こうしたサブシステムコントローラはそれぞれ、複数のサブシステム機能モードまたはサブシステム構成モードで動作可能である。サブシステムコントローラは車両モードコントローラに接続され、車両モードコントローラは、車両の数多くの運転モードを提供するために、サブシステムコントローラが要求機能モードを実行するように制御する。各運転モードは、特定の1つの運転条件または一連の運転条件に対応し、それぞれの運転モードで、各サブシステムコントローラは、こうした条件に最も適した機能モードに設定される。こうした条件は、車両が走行する地形タイプ、たとえば草/砂利/雪モード、泥/轍モード、岩徐行モード、砂モード、および「特別プログラムオフ(SPO)」モードに関連付けられる。車両モードコントローラは、地形応答(TR、登録商標)システムもしくは地形応答コントローラと呼ばれることがある。運転モードは、地形モード、地形応答モード、または制御モードと呼ばれることがある。
英国特許出願公開第2507622号明細書 米国特許第7349776号明細書
本発明に係る実施形態は、添付クレームを参照して理解することができる。
本発明に係る態様は、システム、車両、および方法に関する。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびスリップ制御システムを備えた車両制御システムが提供され、
スリップ制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がスリップ制御システム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、スリップ制御システム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
スリップ制御システムは、トラクション制御(TC)システムであってもよく、これを備え、これにより構成されるものであってもよい。スリップ制御システム介入閾値は、TCシステム介入閾値であってもよい。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
本発明に係る実施形態によれば、TCシステム介入閾値が車両制御システムの目標速度に基づいて設定されるので、介入閾値が車両制御システムの目標速度に基づいて特定されない従前のトラクション制御システムの場合より小さいスリップ値に対して過剰なスリップ値を低減するように、トラクション制御システムを介入させることができるという利点を有する。これは、車両が走行している地形の劣化(損傷)を低減することができる。いくつかの実施形態では、オフロード牽引力を改善することができる。
速度制御システムは、必要に応じて正のパワートレイントルクを加えるとともにブレーキを掛けることにより、20hm/h以下の比較的に低速で速度を制御するように動作可能であり、オフロード走行中のドライバの運転負荷を軽減できるので、きわめて有用であることを本発明者は確認した。有利にも、所定のオフロード状況で走行しているとき、トラクション制御システムがスリップを低減するように介入することは頻繁に生じるので、トラクション制御システムがスリップを低減するように介入した場合でも、こうした速度制御システムは動作を中断しない。こうしたオフロード速度制御システムは、車両の安定性を改善することができる。
車両の速度制御システムがアクティブ状態にあるときの既知のトラクション制御システムを利用することに関する問題を解消するために、本発明に係る実施形態は、瞬間的な車両速度の最も可能性の高い値を特定するとき、トラクション制御システムにより、速度制御システムの目標速度を参酌させるものである。したがって、本発明に係る実施形態は、トラクション制御システムが採用する車両基準速度値と対地速度との誤差を低減するために、速度制御システムにより強制された車両速度の上限値の情報を活用するという利点を有する。
有利にも、このシステムは、車両基準速度値を特定するように構成され、車両基準速度値は、地面に対する車両速度の推定値である。
このシステムは、車両制御システムの一部を構成しない基準速度計算デバイスまたは基準速度計算システム等の外部ソースから車両基準速度値を受信することにより、車両基準速度を特定してもよい。択一的には、このシステムは、1つまたはそれ以上の車輪速度の値を用いて、車両基準速度値を計算してもよい。
有利にも、速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、目標速度値および車両基準速度値のうちの小さい方に基づいて特定された値に設定されてもよい。
任意的には、速度制御システムが車両速度を制御していないとき、TCシステム介入閾値は、第1のTCシステム介入閾値に設定されてもよい。
任意的には、第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に少なくとも部分的に基づいて特定される。
任意的には、TCシステム介入閾値は、静止した車輪の状態に対する車輪速度であり、速度制御システムが車両速度を制御しているとき、TCシステム介入閾値は、目標速度値と介入因子との積および第1のTCシステム介入閾値のうちの小さい方に基づいて特定された値に設定される。
任意的には、第1のTCシステム介入閾値は、静止した車輪の状態に対する車輪速度であり、第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に第1の介入オフセット値を加えたものと実質的に同等である。
第1のTCシステム介入閾値は、実質的に2km/h〜10km/hの範囲にある値、任意的には、実質的に4km/h〜10km/hの範囲にある値であってもよい。任意的には、第1のTCシステム介入閾値は、実質的に3km/h、5km/h、10km/h、または任意の他の適当な値と同等の値であってもよい。
択一的には、第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値の5%、10%、または任意の他の適当な割合であってもよい。
任意的には、TCシステム介入閾値および/または第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に対する車輪速度値に対応し、トラクション制御システムは、車両基準速度値に対する1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である。
すなわち、これらの介入閾値の一方または両方が所与のタイミング時における車輪のスリップ値に対応する。車輪速度値は、車両基準速度の10%(0.1)および20%(0.2)等の割合として得られる。択一的には、車輪速度値は、5km/h、10km/hまたは車両基準速度に対する任意の他の適当な超過速度として得られる。いくつかの実施形態では、他の構成も同様に有用である。
任意的には、速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能部あり、速度制御システムは、瞬間的な車両速度を特定するために速度制御システム基準速度値を利用するように構成される。
任意的には、速度制御システム基準速度値は、駆動輪の平均速度に基づいて推定された値と実質的に同等に設定されてもよい。
速度制御システム基準速度値は、駆動輪の平均速度と実質的に同等に設定されてもよい。
任意的には、速度制御システム基準速度値は、最も遅く回転する駆動輪の速度と実質的に同等に設定される。
任意的には、車両基準速度値および速度制御システム基準速度値は、実質的に同等である。
すなわち理解されるように、速度制御システムは、速度制御システム基準速度値として車両基準速度値を採用してもよい。したがって、任意的には、車両基準速度値は、駆動輪の平均速度と実質的に同等に設定されてもよい。
任意的には、車両は、N個の駆動輪を駆動するように構成され、介入因子は、1より大きくN/(N−1)より小さい値に設定される。理解されるように、任意的には、速度制御システムが採用する基準速度値がN個の駆動輪の平均速度である場合のみ、介入因子は、この範囲の値に設定される。
すなわち、任意的には、車両が4つの駆動輪を駆動するように構成された場合、介入因子は、1つより大きく4/3より小さい値に設定される。
任意的には、車両が4つの駆動輪を駆動するように構成された場合、介入因子は、1.1〜1.3の範囲の値に設定される。
任意的には、車両がN個の駆動輪を駆動し、M個の非駆動輪を有するように構成された場合、介入因子は、1より大きく(N+M)/(N−1)より小さい値に設定される。理解されるように、任意的には、速度制御システムが採用する基準速度値が(N+M)個の車輪の平均速度である場合のみ、介入因子は、この範囲の値に設定される。
任意的には、速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、目標速度値と実質的に同等の速度で車両を走行させることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である。
任意的には、速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、速度制御システム基準速度値を目標速度値と実質的に同等の速度とすることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である。
任意的には、速度制御システムは、車両の1つまたはそれ以上の車輪に対する、ブレーキシステムによるブレーキトルク値またはパワートレインによる駆動トルク値を制御することにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である。
任意的には、トラクション制御システムは、ブレーキシステムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に対するブレーキトルクの負荷に少なくとも部分的に起因して、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である。
ブレーキトルクは、摩擦ブレーキシステムおよび/または回生ブレーキシステムにより提供されてもよい。
任意的には、トラクション制御システムは、パワートレインから1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの低減に少なくとも部分的に起因して、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である。
任意的には、TCシステム介入閾値は、少なくとも目標速度値が車両基準速度値より小さいとき、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて特定される値に設定され、車両基準速度値は地面に対する車両の推定速度に対応する。
保護を求める本発明に係る別の態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定され、
少なくとも目標速度値が車両基準速度値より小さいとき、車両基準速度値は、地面に対する車両の推定速度に対応し、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて特定される値に設定される。
保護を求める本発明に係るさらに別の態様によれば、上記態様に係る車両制御システムを備えた動力車両が提供される。
車両は、4つの駆動輪がパワートレインにより駆動される4輪駆動構成、および2つのみの駆動輪がパワートレインにより駆動される2輪駆動モードの少なくとも一方で動作可能であってもよい。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを用いて車両を制御する方法であって、この方法は、
1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、トラクション制御システムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップと、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、目標速度値に基づいて車両を動作させるとともに、TCシステム介入閾値を少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定するステップとを有する。
この方法は、地面に対する車両の推定速度に対応する車両基準速度値を特定するステップを有してもよい。
任意的には、この方法は、速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値を、目標速度値および車両基準速度値のうちの小さい方の値に基づいて特定された値に設定するステップを有してもよい。
任意的には、この方法は、速度制御システムが車両速度を制御していないとき、TCシステム介入閾値を、第1のTCシステム介入閾値に設定するステップを有する。
任意的には、速度制御システムが車両速度を制御しているとき、この方法は、TCシステム介入閾値を、目標速度値と介入因子との積および第1のTCシステム介入閾値のうちの小さい方の値と実質的に同等の値に設定するステップを有する。
この方法は、第1のTCシステム介入閾値を、少なくとも部分的に車両基準速度値に基づいて特定するステップを有してもよい。
この方法は、第1のTCシステム介入閾値を、車両基準速度値に第1の介入オフセット値を加えたものと実質的に同等の値に設定するステップを有してもよい。
この方法は、目標速度値に基づいて車両を動作させるステップを有し、目標速度値に基づいて車両を動作させるステップは、瞬間的な車両速度を特定するために速度制御システム基準速度値を利用するステップを含んでもよい。
この方法は、速度制御システム基準速度値を、駆動輪の平均速度に基づいて特定された値に設定するステップと、任意的には、速度制御システム基準速度値を、駆動輪の平均速度と実質的に同等な値に設定するステップとを有してもよい。
任意的には、速度制御システム基準速度値は、最も遅く回転する駆動輪の速度と実質的に同等に設定される。
任意的には、車両基準速度値および速度制御システム基準速度値は、実質的に同等の値である。たとえば速度制御システムは、所定の瞬間的なタイミングにおける車両速度を特定するために車両基準速度値を採用してもよい。同様に、速度制御システムは、速度制御システム基準速度値を車両基準速度値と実質的に同等に設定するか、車両基準速度値を計算したときと同様の方法を用いて速度制御システム基準速度値を計算してもよい。
任意的には、車両は、N個の駆動輪を駆動するように構成され、介入因子は、1より大きくN/(N−1)より小さい値に設定される。
任意的には、車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、介入因子は、1より大きく4/3より小さい値に設定される。
任意的には、車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、介入因子は、1.1〜1.3の範囲の値に設定される。
任意的には、速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、目標速度値と実質的に同等の速度で車両を走行させることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能である。すなわち車両速度は、基準速度値が目標速度値と実質的に同等に設定されるように制御される。
この方法は、車両の1つまたはそれ以上の車輪に対する、ブレーキシステムによるブレーキトルク値またはパワートレインによる駆動トルク値を制御することにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるステップを有してもよい。
この方法は、ブレーキシステムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に対するブレーキトルクの負荷に少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムにより、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップを有してもよい。
任意的には、この方法は、パワートレインから1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの低減に少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムにより、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップを有する。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定される。
保護を求める本発明に係る別の態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを用いて車両を制御する方法が提供され、この方法は、
1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、トラクション制御システムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップと、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、目標速度値に基づいて車両を動作させるとともに、TCシステム介入閾値を少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定するステップとを有する。
本発明に係るいくつかの実施形態によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能である。速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であってもよい。速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびスリップ制御システムを備えた車両制御システムが提供され、
スリップ制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、スリップ制御システム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定される。
保護を求める本発明に係る別の態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムが提供され、
トラクション制御(TC)システムは、1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
少なくとも目標速度値が地面に対する車両速度の推定値に対応する車両基準速度値より小さくなったとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて特定された値に設定される。
保護を求める本発明に係る1つの態様によれば、速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを用いて車両を制御する方法が提供され、この方法は、
1つまたはそれ以上の車輪のスリップ値がTCシステム介入閾値を超えたとき、トラクション制御システムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップと、
速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、目標速度値に基づいて車両を動作させるとともに、TCシステム介入閾値を少なくとも部分的に目標速度値に基づいた値に設定するステップとを有する。
本願の範疇において、上記段落、クレーム、および/または以下の明細書および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例、特に個々の特徴物は、独立してまたは組み合わせて採用することができる。1つの実施形態に関連して説明された特徴物は、その特徴物が矛盾するものでなければ、すべての実施形態に適用することができる。
添付図面を参照しながら、単なる具体例を用いて、本発明について以下説明する。
本発明に係る実施形態による車両の概略的な平面図である。 図1に示す車両の側面図である。 本発明に係る実施形態による、クルーズ制御システムおよび低速推進制御システムを含む車両速度制御システムの相当程度に概略化したブロック図である。 図3に示す車両速度制御システムのさらなる特徴を示す概略的なブロック図である。 本発明に係る実施形態による車両の操舵ハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダルを示す。 本発明に係る1つの実施形態による車両の動作を示すフローチャートである。
機能ブロック等のブロックには、1つまたはそれ以上の入力信号に呼応した出力信号で特定される機能または操作を実行するソフトウェアコードが含まれるものと理解されたい。ソフトウェアコードは、メインコンピュータプログラムで読み出されるソフトウェアルーチンもしくはソフトウェア機能の形態を有するもの、または独立したソフトウェアルーチンもしくはソフトウェア機能ではないソフトウェアコードのフローの一部を構成するコードであってもよい。機能ブロックを参照することにより、本発明に係る実施形態による処理方法を簡便に説明することができる。
図1は、本発明に係る実施形態による車両100を示す。車両100は、オートマッチックトランスミッション(自動トランスミッション)124を含むドライブライン130に接続されたエンジンを有するパワートレイン129を備える。理解されるように、本発明に係る実施形態は、同様に、マニュアルトランスミッション、無段トランスミッション、または他の任意の適当なトランスミッションを有する車両での利用に適している。
図1の実施形態において、トランスミッション124は、トランスミッションモード・セレクタダイヤル124Sを用いて、パーキングモード、バックモード(後退モード)、ニュートラルモード、ドライブモード、もしくはスポーツモード等の複数のトランスミッション動作モードのうちの1つの動作モードに設定することができる。セレクタダイヤル124Sは、パワートレインコントローラ11に信号を出力し、その出力信号に呼応して、選択されたトランスミッションモードに従って、トランスミッション124を動作させる。
ドライブライン130は、前輪ディファレンシャル137および一対の前輪ドライブシャフト118を介して、車両の一対の前輪111,112を駆動するように構成されている。同様に、ドライブライン130は、補助ドライブライン部131を備え、補助ドライブライン部は、補助ドライブシャフトまたはプロペラシャフト132、後輪ディファレンシャル135および一対の後輪ドライブシャフト139を介して、一対の後輪114,115を駆動するように構成されている。前輪ドライブシャフト118および前輪ディファレンシャル137と協働する前輪111,112は、前輪軸136Fと呼ばれることがある。後輪ドライブシャフト139および後輪ディファレンシャル135と協働する後輪114,115は、後輪軸136Rと呼ばれることがある。
前輪111,112および後輪114,115はそれぞれ、ブレーキ111B,112B,114B,115Bを有する。各速度センサ111S,112S,114S,115Sは、車両100の各車輪111,112,114,115に設けられている。各速度センサ111S,112S,114S,115Sは、対応する車輪の速度を測定するために、車両のシャーシ100C実装または配設される。
本発明に係る実施形態は、一対の前輪もしくは一対の後輪のみを駆動するように構成されたトランスミッションを有する車両(すなわち前輪駆動車両もしくは後輪駆動車両)、または2輪駆動/4輪駆動を選択できる車両に用いられるのに適している。図1の実施形態では、トランスミッション124は、動力伝達ユニット(PTU)131Pを介して、補助ドライブライン部131に着脱可能に接続可能であり、補助ドライブライン部は2輪駆動モードまたは4輪駆動モードでの動作を可能にするものである。理解されるように、本発明に係る実施形態は、たとえば3輪車両もしくは4輪車両の2つの車輪のみを駆動する車両または4輪以上の車輪を駆動する車両等、4輪以上の車輪を有する車両または2輪のみを駆動する車両に適する。
車両エンジン121の制御システムは、中央コントローラ10(車両制御ユニット(VCU)10ともいう。)、パワートレインコントローラ11、ブレーキコントローラ13、およびステアリングコントローラ170Cを有する。ブレーキコントローラ13は、アンチロックブレーキシステム(ABS)コントローラであり、ブレーキシステム22(図3)の一部を構成する(図3)。車両制御ユニット(VCU)10は、車両に搭載されたさまざまなセンサおよびサブシステム(図示せず)との間で、数多くの信号を通信(入出力)する。車両制御ユニット10は、図3に示す低速推進(LSP)制御システム12、スタビリティ制御システム(SCS)14、トラクション制御システム(TCS)14T、クルーズ制御システム16、およびヒルディセント制御(HDC)システム12HDを有する。スタビリティ制御システム(SCS)14は、コーナーリング時の牽引力の損失を検出して調整することにより車両100の安全性を向上させるものである。操舵制御機能の低下が検出されると、スタビリティ制御システム(SCS)14は、車両の1つまたはそれ以上のブレーキ111B,112B,114B,115Bにブレーキを掛けて、ドライバが走行させようしている方向に車両を操舵することを支援するために、ブレーキコントローラ13に自動的に指令するように動作可能である。過剰に車輪スリップが検出されると、トラクション制御システム(TCS)14Tは、ブレーキ力を与えるとともにパワートレインの駆動トルクを低減することにより、車輪スリップを解消するように構成されている。図示された実施形態では、スタビリティ制御システム(SCS)14Sおよびトラクション制御システム(TCS)14Tは、車両制御ユニット(VCU)10により構成される。いくつかの択一的な実施形態では、スタビリティ制御システム(SCS)14および/またはトラクション制御システム(TCS)14Tは、ブレーキコントローラ13により構成されてもよい。さらに択一的には、スタビリティ制御システム(SCS)および/またはトラクション制御システム(TCS)14Tは、複数の独立したコントローラで構成されてもよい。
スタビリティ制御システム(SCS)14S、トラクション制御システム(TCS)14T、アンチロックブレーキシステム(ABS)コントローラ22C、およびヒルディセント制御(HDC)システム12HDは、車輪スリップ事象が生じたとき、たとえばSCSアクティビティ、TCSアクティビティ、ABSアクティビティ、個々の車輪に対する介入、および車両制御ユニット(VCU)10からエンジン121へのトルク要求を示す信号を出力する。上記事象のそれぞれは、車輪スリップ事象が生じたことを示すものである。ロールスタビリティ制御システム等の他の車両サブシステムも同様に有用である。
上述のように、車両100は、車両が25km/hを超える速度で走行しているときに選択された速度で車両速度を自動的に維持するように動作可能なクルーズ制御システム16を有する。クルーズ制御システム16は、クルーズ制御HMI(クルーズ制御ヒューマン・マシン・インターフェイス)18を有し、これを用いてドライバは、既知の手法によりクルーズ制御システム16に目標車両速度を入力することができる。本発明に係る1つの実施形態では、クルーズ制御システム16の入力制御部は、操舵ハンドル171に実装されている(図5)。クルーズ制御システム16は、クルーズ制御システム選択ボタン176を押下することによりスイッチオンする(スイッチを入れて作動させる)ことができる。クルーズ制御システム16を作動させ、「設定速度」制御部173を押下すると、現時点での車両速度がクルーズ制御設定速度パラメータ(cruise_set-speed)の現在値に設定される。「+」ボタン174を押下すると、クルーズ設定速度(cruise_set-speed)の値を増大させ、「−」ボタン175を押下すると、クルーズ設定速度を低減させることができる。再開ボタン173Rは、ドライバがクルーズ制御システム16を中断させた後、クルーズ制御システム16がクルーズ設定速度の現在値で速度制御を再開させるようにクルーズ制御システム16を制御可能である。
理解されるように、本発明に係るクルーズ制御システム16を備えた既知のハイウェイ用クルーズ制御システムは、ドライバがブレーキペダルまたは、マニュアルトランスミッションを備えた車両の場合にはクラッチペダルをドライバが踏み込んだとき、クルーズ制御機能は中断(解除)され、車両100は、マニュアル動作モードに戻り、車両速度を維持するためにはドライバによるアクセルペダルの入力を必要とする。さらに、牽引力の損失に起因して、車輪のスリップ事象が検出されると、クルーズ制御機能が中断(解除)される。その後にドライバが再開ボタン173Rを押下すると、クルーズ制御システム16による速度制御が再開される。
クルーズ制御システム16は、車両速度をモニタ(監視)し、目標速度からの逸脱が自動的に調整されるため、車両速度を実質的に一定の値(典型的には25km/hを超える速度)に維持する。換言すると、クルーズ制御システム16は、25km/h未満の速度では機能しない。クルーズ制御HMI18は、その視覚的表示を介して、クルーズ制御システム16の状態についてドライバに警告を与えるように構成されている。本実施形態では、クルーズ制御システム16は、クルーズ設定速度(cruise_set-speed)の値を25〜150km/hの範囲で設定することができる。
低速推進(LSP)制御システム12は、速度に依存した制御システムをドライバに提供し、ドライバが極めて遅い目標速度を選択することができ、その速度でドライバによるペダル入力を必要とすることなく、車両を推進させることができる。25km/h以上の速度でのみ動作するハイウェイ用クルーズ制御システムは、低速の速度制御機能(すなわち低速推進(LSP)制御機能)を有しない。
低速推進(LSP)制御システム12は、操舵ハンドル171上に実装されたLSP制御システム選択ボタン172を用いて起動することができる。低速推進(LSP)制御システム12は、車両100を所望の速度に維持するために、車両100の1つまたはそれ以上の車輪に対して、パワートレイン制御、トラクション制御、およびブレーキ制御を選択的に実行するように動作可能である。
低速推進(LSP)制御システム12は、LSP制御システム12に対するLSP設定速度の所望の設定速度パラメータ(LSP_set-speed)を、ドライバが低速推進制御HMI(LSP制御HMI)20(図1および図3)を介して入力できるように構成されており、低速推進制御HMIは、特定の入力ボタン173〜175を、クルーズ制御システム16およびヒルディセント制御(HDC)システム12HDと共用する。車両速度がLSP制御システム12の許容動作範囲(他の範囲も同様に有用であるが、2km/h〜30km/h)内に入れば、LSP制御システム12は、LSP設定速度(cruise_set-speed)の値に基づいて車両速度を制御する。クルーズ制御システム16とは異なり、LSP制御システム12は、牽引力(スリップ)事象の発生とは無関係に動作するように構成される。すなわちLSP制御システム12は、車輪スリップを検出しても速度制御を中断しない。むしろLSP制御システム12は、車輪スリップが検出されたとき、車両の挙動を積極的に調整するものである。
LSP制御HMI20は、ドライバが容易にアクセスできるように、車室(車両キャビン)内に設けられている。車両100のドライバは、LSP制御HMI20を介して、クルーズ制御システム16と同様の「+」/「−」ボタンを用いて、ドライバ所望の車両の走行速度(「目標速度」ともいう。)の指示をLSP制御システム12に入力することができる。LSP制御HMI20は、視覚的ディスプレイを有し、その視覚的ディスプレイ上で、LSP制御システム12の状態に関する情報およびガイダンスをドライバに提供することができる。
LSP制御HMI20は、ドライバがブレーキペダル163を用いてブレーキ力を加えた程度を示す入力信号を車両のブレーキシステム22から受信する。同様に、LSP制御システム12は、ドライバがアクセルペダル161を踏み込んだ程度を示す入力信号をアクセルペダル161から受信する。入力信号は、トランスミッションすなわちギアボックス124からLSP制御システム12に出力される。この入力信号は、たとえばギアボックス124の出力シャフトの速度、トルクコンバータのスリップ、要求されたギア速度比を示す信号であってもよい。LSP制御システム12に対する他の入力信号は、クルーズ制御システム16の状態(オン/オフ)を示すクルーズ制御HMI18からの入力信号、およびLSP制御HMI20からの入力信号を含んでもよい。
ヒルディセント制御(HDC)システム12HDは、坂道を下るときの車両の速度を制限するように構成されている。HDCシステム12HDは、動作状態にあるとき、ドライバにより設定可能なHDC設定速度パラメータ(HDC_set-speed)の設定速度に相当する値に車両速度を制限するために、(ブレーキコントローラ13を用いて)ブレーキシステム22を制御する。HDC設定速度パラメータ(HDC_set-speed)は、HDC目標速度ともいう。HDCシステム12HDが動作状態にあるとき、ドライバがアクセルペダルを踏み込むことにより、HDCシステム12HDを解除(無効化)させない場合、HDCシステム12HDは、車両速度がHDC設定速度(HDC_set-speed)の値を超えないように、ブレーキシステム22を制御する。本実施形態では、HDCシステム12HDは、正の駆動トルクを加えるように動作しない。むしろHDCシステム12HDは、ブレーキシステム22を用いて、負のブレーキトルクを負荷するようにのみ動作可能である。
ヒルディセント制御(HDC)システム12HDのヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)20HDは、これを用いて、ドライバがHDC設定速度(HDC_set-speed)を設定することを含め、ドライバによるHDCシステム12の制御を可能にするものである。HDCシステム選択ボタン177は、操舵ハンドル171上に設けられ、これを用いて、ドライバはHDCシステム12を起動して、車両速度を制御することができる。
上記説明したように、HDCシステム12HDは、クルーズ制御システム16および低速推進(LSP)制御システム12と同一の制御部を用いて、ドライバがHDC設定速度パラメータ(HDC_set-speed)の値を設定し、調整することができるように動作可能である。すなわち、本実施形態では、HDCシステム12HDが車両速度を制御するとき、HDCシステムの設定速度を増減させ、クルーズ制御システム16およびLSP制御システム12の設定速度と同様に、同一の制御ボタン173,173R,174,175を用いて、現時点の車両速度をHDC目標速度に設定することができる。HDCシステム12HDは、HDC設定速度(HDC_set-speed)の値を2〜30km/hの範囲で設定するように動作可能である。
車両100が50km/h以下の速度で走行しているとき、HDCシステム12HDが選択され、他の速度制御システムが動作していない場合、HDCシステム12HDは、HDC設定速度(HDC_set-speed)の値を参照テーブルから選択した値に設定する。参照テーブルから出力された値は、現在選択されているトランスミッションギアの同一性(アイデンティ)、現在選択されているPTUギア比(Hi/Lo)、および現在選択されている動作モードに依存して決定される。ドライバがアクセルペダル161を踏み込むことによりHDCシステム12HDを解除(無効化)させない場合、HDCシステム12HDは、パワートレイン12および/またはブレーキシステム22を用いて、HDCシステムの設定速度まで車両100を減速させる。HDCシステム12HDは、最大許容可能減速度(レート)を超えない減速度で、設定速度値まで車両100を減速させるように構成される。この減速度は、1.25m/sに設定されるが、他の値も同様に有用である。その後、現時点の車両速度が30km/h未満である場合、ドライバが「設定速度」ボタン173を押下すると、HDCシステム12HDは、HDC設定速度(HDC_set-speed)の値を現時点の車両速度に設定する。車両100が50km/hを超える速度で走行しているとき、HDCシステム12HDが選択された場合、HDCシステム12HDは、その要求を無視し、ドライバにその要求が無視されたことを通知する。
理解されるように、車両制御ユニット(VCU)10は、上述したタイプの既知の地形応答システム(TR、登録商標)を実現するように構成され、車両制御ユニット10は、1つまたはそれ以上の車両システムまたはパワートレインコントローラ11等の車両サブシステムの設定値を、選択された駆動モードに依存して制御する。駆動モードは、駆動モードセレクタ141S(図1)を用いてドライバにより選択される。駆動モードとは、地形モード、地形応答モード、または制御モードを意味する。図1の実施形態では、走行面と自動車の車輪との間の表面摩擦係数が比較的高い、比較的硬く滑らかな路面上を走行するのに適した「ハイウェイ」駆動モード、砂地形上を走行するのに適した「砂」モード、草、砂利または雪の上を走行するのに適した「草/砂利/雪」駆動モード、岩肌の多い表面の上をゆっくり走行するのに適した「岩徐行」駆動モード、泥または轍のある地形を走行するのに適した「泥/轍」駆動モードを含む4つの駆動モードが提供される。追加的または択一的な他の駆動モードが提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、LSP制御システム12は、アクティブ状態(動作状態)、スタンバイ状態、およびオフ状態(非動作状態)のうちのいずれか1つの状態にある。LSP制御システム12は、アクティブ状態にあるとき、パワートレインのトルクとブレーキシステムのトルクを制御することにより、車両速度を能動的に(積極的に)制御する。LSP制御システム12は、スタンバイ状態にあるとき、ドライバが再開ボタン173Rまたは「設定」ボタン173を押下するまで、車両速度を制御しない。LSP制御システム12は、オフ状態にあるとき、LSP制御システム選択ボタン172が押下されるまで、入力制御信号に対して応答しない。
本発明に係る実施形態において、LSP制御システム12は、中間状態を実行するように動作可能であり、中間状態は、アクティブ状態に類似するが、パワートレイン129が車両100の1つまたはそれ以上の車輪に正のトルクを加えるように指令しない状態である。すなわちブレーキシステム22および/またはパワートレイン129を用いて、ブレーキトルク(制動トルク)のみが負荷される。他の構成も同様に有用である。
LSP制御システム12がアクティブ状態にあるとき、ドライバは「+」および「−」ボタン174,175を用いて車両設定速度を増減させることができる。さらにドライバは、アクセルペダル161またはブレーキペダル163を軽く踏み込むことにより、車両設定速度を増減させることができる。いくつかの実施形態では、LSP制御システム12がアクティブ状態にあるとき、「+」および「−」ボタン174,175をオフ状態にし、アクセルペダル161およびブレーキペダル163のみを用いて、LSP設定速度の値を調整してもよい。この後者の特徴によれば、たとえば「+」または「−」ボタン174,175を偶発的に押下することにより、設定速度を意図せず変更することを回避することができる。ボタンの偶発的な押下は、たとえば険しい(困難な)地形上を運転していて、比較的に大きな操舵角で頻繁にハンドル操舵する必要がある場合に起こり得る。他の構成も同様に有用である。
理解されるように、本実施形態において、LSP制御システム12は、2km/h〜30km/hの範囲の設定速度値に従って車両を走行させるように動作可能であり、クルーズ制御システムは、25km/h〜150km/hの範囲の設定速度値に従って車両を走行させるように動作可能である。ただし他の値も同様に有用である。車両速度が30km/hより大きく、実質的に50km/h以下であるときに、LSP制御システム12が選択されたとき、LSP制御システム12は中間モードを実行する。中間モードにおいて、30km/hを超える速度で走行中、ドライバがアクセルペダル161から足を離したとき、LSP制御システム12は、ブレーキシステム22を用いて、パラメータの値(LSP_set-speed)に相当する速度値まで車両100を減速させる。車両速度が30km/h以下となったとき、LSP制御システム12は、アクティブ状態となり、LSP設定速度値(LSP_set-speed)に応じて車両を制御するために、パワートレイン129を介して正の駆動トルクを加えるとともに、パワートレイン129(エンジンブレーキ)およびブレーキシステム22を介して制動トルクを加える。LSP設定速度値(LSP_set-speed)が設定されていない場合、LSP制御システム12は、スタンバイモードへ移行する。
理解されるように、LSP制御システム12がアクティブモード(動作モード)にあるとき、クルーズ制御システム16の動作は禁止される。したがってLSP制御システム12およびクルーズ制御システム16は、互いに独立して動作し、常に、車両が走行している速度に依存して、一方のみを動作させることができる。
いくつかの実施形態では、クルーズ制御HMI18およびLSP制御HMI20は、同一のハードウェアを用いて構成され、たとえば選択速度は、同一のハードウェアを用いて入力され、LSP制御入力またはクルーズ制御入力に切り換えるために、1つまたはそれ以上の独立したスイッチが設けられる。
図4は、LSP制御システム12が車両速度を制御する手法を示す。上述のように、ドライバにより選択された速度(設定速度)は、LSP制御HMI2を介して、LSP制御システム12に入力される。パワートレイン129(図1参照)に付随する車両速度センサ34は、車両速度を示す信号36をLSP制御システム12に出力する。LSP制御システム12は、ドライバが選択した設定速度38(「目標速度」38ともいう。)と測定された速度36と比較するコンパレータ28を有し、比較結果を示す信号30を出力する。出力信号30は、車両制御ユニット(VCU)10の評価ユニット40に供給され、評価ユニットは、LSP設定速度値(LSP_set-speed)を維持するために車両速度を増大させるべきか、または低減させるべきかに依存して、出力信号30が車両車輪111〜115に加える追加的なトルクを要求するものであるか、あるいは車両車輪111〜115に加わるトルクの低減を要求するものであるか判断する。トルクの増大は、一般に、エンジンの出力シャフト、車輪、または他の任意の適当な部分等、パワートレインの所与の位置(部分)に出力されるパワートレイントルクを増大させることにより実現される。所与の車輪に加わるトルクの低減、すなわち正のトルクをより小さくし、または負のトルクをより大きくすることは、車輪に出力されるパワートレイントルクを低減し、および/または車輪に加わるブレーキ力(制動力)を増大することにより実現される。理解されるように、いくつかの実施形態では、パワートレイン129は、発電機として動作可能な1つまたはそれ以上の電機マシンを有し、電機マシンを用いて1つまたはそれ以上の車輪に負のトルクを負荷してもよい。いくつかの状況では、車両100が走行している速度に少なくとも部分的に依存して、エンジンブレーキにより負のトルクを負荷してもよい。推進モータとして動作可能な1つまたはそれ以上の電機マシンを有する場合、1つまたはそれ以上の電機マシンを用いて正のトルクを加えてもよい。
評価ユニット40からの出力信号42は、パワートレインコントローラ11およびブレーキコントローラ13に供給され、このコントローラは、車両車輪111〜115に加わる正味のトルクを制御する。評価ユニット40が正または負のトルクを要求することに依存して、正味のトルクを増減させる。必要とされる正または負のトルクを車輪に加えるために、評価ユニット40は、パワートレイン129が正または負のトルクを車両車輪に加えるように指令し、および/またはブレーキシステム22がブレーキ力(制動力)を車両車輪に負荷するように指令し、パワートレインおよびブレーキシステムからのトルクの一方または両方を用いて、要求された車両速度を達成および維持するために必要なトルク変化を実現することができる。図示された実施形態では、車両速度を要求された速度に維持するために、車両車輪に独立的にトルクを加えるが、別の実施形態では、要求された速度に維持するために、車両車輪に全体的にトルクを加えてもよい。いくつかの実施形態では、パワートレインコントローラ11は、後輪駆動ユニット、前輪駆動ユニット、ディファレンシャル、または他の任意の適当な構成部品等のドライブライン構成部品を制御することにより、1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの大きさを制御するように動作可能である。たとえばドライブライン130の1つまたはそれ以上の構成部品は、1つまたはそれ以上車輪に加わるトルクの大きさを調整できるように動作可能な1つまたはそれ以上クラッチを含んでもよい。
パワートレイン129は、1つまたはそれ以上の推進モータおよび/または発電機等の1つまたはそれ以上の電機マシンを含む場合、パワートレインコントローラ11は、1つまたはそれ以上の電機マシンを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクを調整するように動作可能である。
またLSP制御システム12は、車輪スリップ事象が起こったことを示す信号48を受信する。この信号は、車両のハイウェイ用クルーズ制御システム16に供給される信号48と同一のものであり、後者の場合、ハイウェイ用クルーズ制御システム16での動作を無効化モード(解除モード)または禁止モードを起動し、ハイウェイ用クルーズ制御システム16による車両速度の自動制御が中断または中止される。しかしながら、LSP制御システム12は、車輪スリップ事象を示す車輪スリップ事象信号48を受信したこととは関係なく、LSP制御を中断または中止することはない。むしろLSP制御システム12は、ドライバの作業負荷を軽減するために、車両スリップを監視し、継続的に制御するように構成されている。車輪スリップが生じている間、LSP制御システム12は、測定された車両速度をLSP設定速度値(LSP_set-speed)と比較し続け、車両速度を選択された速度に維持するために、車両車輪に加わるトルクを自動的に制御し続ける。したがって、理解されるように、LSP制御システム12は、クルーズ制御システム16とは異なるように構成され、クルーズ制御システムでは、車輪スリップが起きると、クルーズ制御機能が無効化(解除)され、車両のマニュアル操作を再開する必要があり、または再開ボタン173Rまたは設定速度ボタン173を押下することにより、クルーズ制御システム12により速度制御を再開する必要がある。
本発明に係る別の実施形態(図示せず)では、車輪スリップ信号48は、複数の車輪の速度の比較により得られるだけでなく、路面に対する車両速度を示すセンサデータを用いてさらに精緻化される。路面に対する速度は、全地球測位(GPS)データを用いて、または車両100と走行中の路面との間の相対的な移動を特定するように構成された車両搭載レーダ/レーザ式システムを用いて決定することができる。いくつかの実施形態では、路面に対する速度を決定するためにカメラシステムを採用してもよい。
LSP制御プロセスの任意の段階において、ドライバは、アクセルペダル161および/またはブレーキペダル163を踏み込むことにより、LSP制御機能を無効化(解除)して、車両速度を正または負の方向に調整することができる。しかしながら、信号48により車輪スリップ事象が確認された場合、LSP制御システム12は、アクティブ状態(動作状態)を維持し、LSP制御システム12による車両速度の制御は、中止されない。図4に示すように、これは、車輪スリップ事象信号48をLSP制御システム12に出力することにより実現され、その後、車輪スリップ事象は、LSP制御システム12により制御される。図1に示す実施形態では、スタビリティ制御システム(SCS)14Sが車輪スリップ事象信号48を生成し、LSP制御システム12およびクルーズ制御システム16に出力する。
車両車輪のいずれか1つで牽引力損失が生じると、車輪スリップ事象が検出される。車両がたとえば雪、氷、泥、または砂の上を走行するとき、および/または急勾配またはキャンバの上を走行するとき、車輪およびタイヤは、牽引力を損失する傾向がより大きくなる。同様に、車両100は、通常のオンロード状況下にあるハイウェイ上を走行する場合に比して、地形がより不均一またはより滑りやすい環境において、牽引力を損失する傾向がより大きくなる。したがって本発明に係る実施形態は、車両100がオフロード環境で走行している場合、または車両スリップが頻繁に生じるような状況下で走行している場合に特に有利である。こうした状況でのマニュアル操作は、ドライバにとって困難で、しばしばストレスのかかる運転であり、不快なドライビングを強いるものである。
車両100は、車両の動きおよび状況に関連するさまざまな異なるパラメータを示す追加的なセンサ(図示せず)を有する。これらは、LSP制御システム12もしくはHDC制御システム12HDに固有の慣性システムであり、または車両本体の動きを示し、LSP制御システム12もしくはHDC制御システム12HDに有用な入力信号を出力するジャイロおよび/または加速度計等のセンサからのデータを供給する乗員拘束システムもしくは任意の他のサブシステムの一部である。センサからの出力信号を用いて、車両が走行している地形状況の性状を示す複数の運転状況指標(地形指標ともいう。)を計算することができる。
車両100に搭載されたセンサは、これに限定するものではないが、上記説明し、図1に示すような、車両制御ユニット(VCU)10に連続的なセンサ出力信号を供給するセンサ、周辺温度センサ、大気圧センサ、タイヤ圧センサ、車両のアーティキュレーションセンサ、車両のヨー/ロール/ピッチを検出するジャイロセンサ、車両速度センサ、縦方向加速度センサ、エンジントルクセンサ(エンジントルク推定部)、操舵角センサ、操舵角速度センサ、勾配センサ(勾配推定部)、安定性制御システム(SCS)14Sの一部である横方向加速度センサ、ブレーキペダル位置センサ、ブレーキペダル圧力センサ、アクセルペダル位置センサ、縦方向/横方向/垂直方向モーションセンサ、および車両浸水走行支援システムの一部を構成する水検知センサ(図示せず)が含まれる。他の実施形態では、上記センサから選択されたセンサのみが用いられる。
車両制御ユニット(VCU)10は、ステアリングコントローラ170Cからの信号を受信する。ステアリングコントローラ170Cは、電動パワーアシストステアリングユニット(ePASユニット)の形態を有する。ステアリングコントローラ170Cは、車両100の操舵可能な道路車輪111,112に加わる操舵力を示す信号を車両制御ユニット(VCU)10に供給する。この力は、ドライバが操舵ハンドル171に加える力と、ePASユニット170Cにより生成される操舵力とを組み合わせたものである。
車両制御ユニット(VCU)10は、さまざまなセンサ入力信号を評価して、車両のサブシステムに対し、数多くの異なる制御モード(駆動モード)のそれぞれが適当である確度(確からしさ)を決定し、各制御モードは、車両が走行している特定の地形タイプ(たとえば泥/轍、砂、草/砂利/雪)に対応する。
ドライバが自動運転モード選択条件で車両の動作モードを選択したとき、車両制御ユニット(VCU)10は、最も適した制御モードを選択し、選択した制御モードに従って複数のサブシステムを自動的に制御する。本発明のこの態様は、同時係属する英国特許出願公開第2492748号、第2492655号、および第2499252号に記載され、その開示内容は、ここに参考に一体のものとして統合される。
(選択した制御モードを参照して特定される)車両走行中の地形の性状を用いて、LSP制御システム12が車両速度の適当な増減を決定してもよい。たとえばドライバが車両走行中の地形の性状に適当でないLSP設定速度値(LSP_set-speed)を選択した場合、車両車輪の速度を低減することにより、自動的に車両速度を低減するように動作可能である。いくつかのケースでは、とりわけ起伏または凹凸の大きい表面では、たとえばドライバ設定速度が特定の地形タイプに対して実現不可能であるか、適当でない場合がある。LSP制御システム12がドライバ設定速度とは異なる速度を選択した場合、択一的な速度が適用されたことをドライバに示唆するために、LSP制御HMI20を介して、速度規制をドライバに視覚的に示す。
上述のように、車両制御ユニット(VCU)10は、トラクション制御システム(TCS)14Tを介して、特定の条件が合致したとき、車両100の1つまたはそれ以上の車輪のスリップ量を低減するために、1つまたはそれ以上の車輪に対する制動力を選択的に負荷するように指令する。
理解されるように、いくつかの実施形態では、トラクション制御システム(TCS)14Tは、制動力の負荷に加え、またはこれに代えて、たとえばエンジン速度を低減し、1つまたはそれ以上のパワートレインクラッチを滑らせ、任意の他の適当な方法により、1つまたはそれ以上の車輪に加わるパワートレイントルクを低減させてもよい。スリップ量を低減するようにトラクション制御システム(TCS)14Tが介入することを、以下「TC事象」という。理解されるように、LSP制御システム12は、TC事象が起こっても、アクティブ状態に維持され、すなわちTC事象後に、速度制御を中止することはない。これに対し、一般的なクルーズ制御システム16は、TC事象が生じると直ちに中断される。
LSP制御システム12がアクティブ状態でないとき、測定された車輪速度と車両基準速度(v_ref)との差(誤差)が所定値(TC_offset)(TC介入閾値またはTCオフセット値ともいう。)を超える場合、トラクション制御システム(TCS)14Tは、介入して、車輪速度の低減のために制動力を負荷するように構成されている。この実施形態において、TC介入閾値(TC_offset)は実質的に5km/hである。車両基準速度(v_ref)は、同様に車両制御ユニット(VCU)10により実現される車両基準速度計算機能を用いて計算される。車両基準速度計算機能は、2番目に遅く回転する車輪の速度および車両の縦方向速度に基づいて既知の手法で、車両基準速度を計算する。車両基準速度(v_ref)を計算する既知の手法は、たとえば前掲の米国特許第5,719,770号に記載されている。いくつかの実施形態では、車両基準速度計算機能は、2番目に遅く回転する車両車輪の速度と実質的に同等の速度値に設定するように構成されている。
いくつかの実施形態では、トラクション制御システム(TCS)14Tは、スリップ事象が生じたことに基づいて、たとえば車輪速度が車両速度を超えたときの(車両基準速度値として得られた)車両速度の割合、すなわち車両基準速度または他の任意の適当な値の割合に基づいて起動させてもよい。スリップ値が10%、20%、または任意の他の適当な値を超えたとき、トラクション制御システム(TCS)14Tを起動するように構成してもよい。
LSP制御システム12は、たとえば上述のように車両100が走行している地形の性状に依存して、LSP設定速度(LSP_set-speed)以下の速度に低減する必要があるとき、LSP設定速度(LSP_set-speed)と実質的に同等の速度で車両を走行させるように構成される。理解されるように、LSP制御システム12は、所与のタイミングの瞬間の車両100の4つの車輪のそれぞれの瞬間的な速度の平均値を計算し、LSP制御システムの車両対地速度の基準値として、その平均値を利用する。すなわち本実施形態では、LSP制御システム12は、車両100の瞬間的な対地速度は、平均車輪速度(v_mean_wheel)と実質的に同等であると仮定する。
上述のように、LSP制御システム12がアクティブ状態以外の状態にあるとき、任意の駆動輪速度が、車両基準速度計算機能により得られた車両基準速度(v_ref)時の駆動輪速度に比してTC介入閾値(TC_offset)以上大きいとき、TC機能はTC事象に応答(作動)する。したがってTC機能は、ブレーキシステム22を用いて、車両基準速度(v_ref)に比してTC介入閾値(TC_offset)以上大きい速度、すなわち車両基準速度とTC介入閾値との和の速度(v_ref + TC_offset)を有する任意の車輪の速度を低減する。
ただしLSP制御システム12がアクティブ状態にあるとき、任意の駆動輪の車輪速度がLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)を超えたとき、TC機能はTC事象に応答(作動)する。本実施形態において、LSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)は、
(a)車両目標速度とLSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)との積、すなわちLSP設定速度(LSP_set-speed)×(LSP_TC_intervention_factor)、および
(b)車両基準速度とTC介入閾値との和の速度(v_ref + TC_offset)、
のいずれか小さい方に設定される。
車両100は、パワートレイン129が4輪駆動構成にある場合のみ、LSP制御システム12をアクティブ状態で動作するように構成されているので、本発明の車両100において、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)は、1.25の値(4/3の値よりわずかに小さい値)に設定され、TC介入閾値(TC_offset)は5km/hに設定される。
理解されるように、いくつかの実施形態では、LSP制御システム12は、アクティブ状態以外の状態にあるとき、同様に、TC機能は、やはりLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)に基づいてTC事象に応答(作動)してもよいが、この場合、LSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)は、車両基準速度とTC介入閾値との和の速度(v_ref + TC_offset)と実質的に同等に設定される。
理解されるように、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)および/またはTC介入閾値(TC_offset)の他の値も同様に有用である。特に、4輪駆動車において、LSP制御システム12が基準速度として平均車輪速度(v_mean_wheel)を採用した場合、4/3未満の値のLSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)が特に有用である。その理由は、そうしなれければ、3つの車輪が走行する表面の摩擦係数(μ)が比較的に小さいためにスリップが生じ、4番目の車輪が走行する表面の摩擦係数(μ)が比較的に大きく、ほとんどスリップが生じないか、実質的にまったく生じない状況に車両があるとき、車両は静止しているのに、LSP制御システム12は、3つの車輪を実質的にLSP目標設定速度(LSP_set-speed)の実質的に4/3倍の速度で継続して回転させようとし、トラクション制御システム(TCS)14Tを起動(作動)させるためのスリップ閾値がLSP目標設定速度(LSP_set-speed)の4/3倍より大きくなるため、トラクション制御システム(TCS)14Tが介入して、スリップを低減できなくなるためである。
理解されるように、一般的なケースでは、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)は、平均車輪速度(v_mean_wheel)を計算するために用いられる車輪速度の数に基づいて異なる数に設定される。N個の車輪速度が採用される車両の場合、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)を、1より大きく、N/(N−1)に実質的に等しい値以下に設定してもよく、任意的には、1より大きく、N/(N−1)より小さい値に設定してもよい。
さらに一般的なケースでは、N個の駆動輪とM個の非駆動輪を備え、(N+M)個の車輪速度の平均値が採用される車両において、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)は、1より大きく、(N+M)/(N−1)に実質的に等しい値以下に設定してもよく、任意的には、1より大きく、(N+M)/(N−1)より小さい値に設定してもよい。
車両100が4つの駆動輪を動作させ、LSP制御システム12が車両速度の瞬間値として平均車輪速度(v_mean_wheel)を採用する実施形態において、LSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)は、有利なことに、1より大きく、4/3より小さい値に設定される。いくつかの実施形態では、4/3に近い値、たとえば1.25〜1.3の範囲の値は特に有利である。
上述のように、4/3の値のもつ意義は、LSP制御システムの基準速度として、平均車輪速度(v_mean_wheel)を採用し、かつLSP−TC介入因子(LSP_TC_intervention_factor)を4/3未満の値に設定することにより、任意の車輪の速度が目標速度の4/3倍の速度に達する前に、TC事象に応答(作動)することである。すなわち、車両100が実質的に静止し、1つまたはそれ以上の車輪が実質的に静止しているときに、平均車輪速度(v_mean_wheel)がLSP設定速度(LSP_set-speed)と実質的に同等の値に達することを、LSP制御システム12が許容する状況を回避することができる。
すなわちLSP制御システム12およびTC機能はともに、車輪速度が目標速度値の4/3倍の上限値を超えないように動作し、いくつかの実施形態では、車輪スリップを目標速度値の1〜4/3倍の車輪速度に制御するように動作する。
理解されるように、本発明に係るいくつかの実施形態では、トラクション制御機能(トラクション制御システム)は、車両100の瞬間的な目標速度値、およびLSP制御システム12がアクティブモードで動作中であるか否かの指標とともに提供される。理解されるように、上述のように、目標速度の下限値が強制されていなければ、LSP制御システム12の目標速度値は、通常、LSP設定速度値(LSP_set-speed)と実質的に同等の値である。
図6のフローチャートを参照しながら、本発明に係る実施形態によるTC機能の動作について以下説明する。
ステップS101において、TC機能は、LSP制御システム12がアクティブ構成(状態)にあるか否かを判断する。LSP制御システム12がアクティブ構成にあるとTC機能が判断したとき、この方法はステップS103に進み、それ以外の場合はステップS109に進む。
ステップS103において、LSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)は、
(a)LSP設定速度((LSP_set-speed)×(LSP_TC_intervention_factor)、および
(b)車両基準速度(v_ref)+TC介入閾値(TC_offset)(=v_ref + TC_offset)、
のいずれか小さい方に設定される。
ステップS105において、TC機能は、任意の車輪速度がLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)より大きいか否かを判断する。
ステップS105において、1つまたはそれ以上の車輪の速度がLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)より大きいとTC機能が判断したとき、この方法はステップS107に進む。
ステップS107において、TC機能は、1つまたはそれ以上の車輪ブレーキシステム22によるブレーキを負荷し、その車輪の速度をLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)以下の値まで低減するようにブレーキコントローラ13に指令する。その後、この方法はステップS101に進む。
ステップS105において、いずれの車輪の速度もLSP−TC速度作動値(LSP_TC_speed_trigger)を超えないとTC機能が判断したとき、この方法はステップS101に進む。
上述のように、ステップS101において、LSP制御システム12が上記アクティブ構成(状態)にないとTC機能が判断したとき、この方法はステップS109に進む。
ステップS109において、TC機能は、任意の車輪速度が車両基準速度(v_ref)とTC介入閾値(TC_offset)の和の速度(v_ref + TC_offset)より大きいか否かを判断する。ステップS109において、いずれの車輪の速度も車両基準速度(v_ref)とTC介入閾値(TC_offset)の和の速度(v_ref + TC_offset)を超えないとTC機能が判断したとき、この方法はステップS101に進む。
ステップS109において、1つまたはそれ以上の車輪の速度が車両基準速度(v_ref)とTC介入閾値(TC_offset)の和の速度(v_ref + TC_offset)を超えるとTC機能が判断したとき、この方法はステップS111に進む。
ステップS111において、TC機能は、ステップS109で特定された1つまたはそれ以上の車輪にブレーキシステム22によるブレーキを負荷し、その車輪の速度を車両基準速度(v_ref)とTC介入閾値(TC_offset)の和の速度(v_ref + TC_offset)以下の値まで低減するようにブレーキコントローラ13に指令する。
その後、この方法はステップS101に進む。
上記ステップにおいて、理解されるように、スリップが生じた場合、個々の車輪の速度を低減するような制動力を付加することについて説明したが、択一的な構成として、他の方法を用いて、車輪速度を低減することができ、たとえば車輪に対する正のトルクを低減するか、回生ブレーキまたはエンジンブレーキを負荷することにより車輪速度を低減することができる。
本発明に係る実施形態は、トラクション制御システムがスリップを抑制するように介入するとき、オフロード速度制御システムがその制御を中断しない場合、少なくとも所定の状況において、トラクション制御機能またはトラクション制御システムが介入して、過剰な車輪スリップを、既知のトラクション制御装置の場合より小さい車輪スリップ値に低減できるという利点を有する。これにより、車両が移動している地形の劣化(損傷)の程度を小さくし、オフロード上の牽引力を改善できるという利点を有する。
車両速度を制御する速度制御システムに基づいて、トラクション制御機能またはトラクション制御システムに目標設定速度値が出力されることに少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムが介入してスリップを抑制する前に生じるスリップの程度を小さくすることができる。すなわちトラクション制御機能またはトラクション制御システムは、速度制御システムが車両を制御しようとしている速度の情報を用いて、地面に対する瞬間的な車両速度の推定値を改良する(推定値の精度を上げる)ように機能することができる。
本願の明細書およびクレーム全体を通じて、「備える(comprise)」および「含む(contain)」の用語、ならびに「備える(comprising, comprises)」等の変形した用語は、「限定せずに有する(including but not limited to)」を意味し、他の分子、添加剤、部品、整数、またはステップを除外することを意図するものではない。
本願の明細書およびクレーム全体を通じて、文脈上必須でなければ、単数名詞は複数名詞を含むものとする。特に、不定冠詞を用いた場合、本願明細書は、文脈上必須でなければ、単数名詞だけでなく複数名詞をも含むものと理解されたい。
本発明に係る特別の態様、実施形態、または実施例に関する特徴物、完成物、特性、化合物、化学的な部分またはグループは、矛盾するものでなければ、本願に記載された任意の他の態様、実施形態、または実施例に適用可能である理解されたい。
10…中央コントローラ(車両制御ユニット(VCU))、11…パワートレインコントローラ、12…低速推進(LSP)制御システム、12HD…ヒルディセント制御(HDC)システム、13…ブレーキコントローラ、14…スタビリティ制御システム(SCS)、14T…トラクション制御システム(TCS)、16…クルーズ制御システム、18…クルーズ制御HMI、20…LSP制御HMI、20HD…HDC制御HMI、22…ブレーキシステム、22C…アンチロックブレーキシステム(ABS)コントローラ、
100…車両、100C…シャーシ、111,112…前輪、114,115…後輪、111B〜115B…ブレーキ、111S〜115S…速度センサ、118…前輪ドライブシャフト、121…車両エンジン、124…オートマッチックトランスミッション(自動トランスミッション)、124S…トランスミッションモード・セレクタダイヤル、129…パワートレイン、130…ドライブライン、131…補助ドライブライン部、131P…動力伝達ユニット(PTU)、132…プロペラシャフト、135…後輪ディファレンシャル、136R…後輪軸、137…前輪ディファレンシャル、139…後輪ドライブシャフト、161…アクセルペダル、163…ブレーキペダル、170C…ステアリングコントローラ、171…操舵ハンドル、173…「設定速度」制御部、173R…再開ボタン、174…「+」ボタン、175…「−」ボタン、176…クルーズ制御システム選択ボタン。

Claims (41)

  1. 速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを備えた車両制御システムにおいて、
    トラクション制御システムは、1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であり、
    速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるアクティブ状態で動作可能であり、
    速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定されることを特徴とする車両制御システム。
  2. 車両基準速度値を特定するように構成され、
    車両基準速度値は地面に対する車両の推定速度であることを特徴とする請求項1に記載の車両制御システム。
  3. 速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値は、目標速度値および車両基準速度値のうちの小さい方に基づいて特定された値に設定されることを特徴とする請求項2に記載の車両制御システム。
  4. 速度制御システムが車両速度を制御していないとき、TCシステム介入閾値は、第1のTCシステム介入閾値に設定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の車両制御システム。
  5. 第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に少なくとも部分的に基づいて特定されることを特徴とする請求項2を引用する請求項4に記載の車両制御システム。
  6. TCシステム介入閾値は、静止した車輪の状態に対する車輪速度であり、
    速度制御システムが車両速度を制御しているとき、TCシステム介入閾値は、目標速度値と介入因子との積および第1のTCシステム介入閾値のうちの小さい方に基づいて特定された値に設定されることを特徴とする請求項3を引用する請求項4または5に記載の車両制御システム。
  7. 第1のTCシステム介入閾値は、静止した車輪の状態に対する車輪速度であり、
    第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に第1の介入オフセット値を加えたものと実質的に同等であることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1に記載の車両制御システム。
  8. TCシステム介入閾値および/または第1のTCシステム介入閾値は、車両基準速度値に対する車輪速度値に対応し、
    トラクション制御システムは、車両基準速度値に対する1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載の車両制御システム。
  9. 速度制御システムは、目標速度値に基づいて車両を動作させるように構成され、
    速度制御システムは、瞬間的な車両速度を特定するために速度制御システム基準速度値を利用するように構成されたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1に記載の車両制御システム。
  10. 速度制御システム基準速度値は、駆動輪の平均速度と実質的に同等に設定されることを特徴とする請求項9に記載の車両制御システム。
  11. 速度制御システム基準速度値は、最も遅く回転する駆動輪の速度と実質的に同等に設定されることを特徴とする請求項9に記載の車両制御システム。
  12. 車両基準速度値および速度制御システム基準速度値は、実質的に同等であることを特徴とする請求項2を引用する請求項10または11に記載の車両制御システム。
  13. 車両は、N個の駆動輪を駆動するように構成され、
    介入因子は、1より大きくN/(N−1)より小さい値に設定されることを特徴とする請求項6を引用する請求項10〜12のいずれか1に記載の車両制御システム。
  14. 車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、
    介入因子は、1.1〜1.3の範囲の値に設定されることを特徴とする請求項13に記載の車両制御システム。
  15. 速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、目標速度値と実質的に同等の速度で車両を走行させることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように構成されたことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1に記載の車両制御システム。
  16. 速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、速度制御システム基準速度値を目標速度値と実質的に同等の速度とすることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように構成されたことを特徴とする請求項9を引用する請求項15に記載の車両制御システム。
  17. 速度制御システムは、車両の1つまたはそれ以上の車輪に対する、ブレーキシステムによるブレーキトルク値またはパワートレインによる駆動トルク値を制御することにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように構成されたことを特徴とする請求項1〜16のいずれか1に記載の車両制御システム。
  18. トラクション制御システムは、ブレーキシステムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に対するブレーキトルクの負荷に少なくとも部分的に起因して、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であることを特徴とする請求項1〜17のいずれか1に記載の車両制御システム。
  19. トラクション制御システムは、パワートレインから1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの低減に少なくとも部分的に起因して、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するように動作可能であることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1に記載の車両制御システム。
  20. TCシステム介入閾値は、少なくとも目標速度値が車両基準速度値より小さいとき、少なくとも部分的に目標速度値に基づいて特定される値に設定され、車両基準速度値は地面に対する車両の推定速度に対応することを特徴とする請求項1〜19のいずれか1に記載の車両制御システム。
  21. 請求項1〜20のいずれか1に記載の車両制御システムを備えた動力車両。
  22. 4つの駆動輪がパワートレインにより駆動される4輪駆動構成、および2つのみの駆動輪がパワートレインにより駆動される2輪駆動構成の少なくとも一方で動作可能であることを特徴とする請求項21に記載の動力車両。
  23. 速度制御システムおよびトラクション制御(TC)システムを用いて車両を制御する方法であって、この方法は、
    1つまたはそれ以上の車輪の速度がTCシステム介入閾値を超えたとき、トラクション制御システムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップと、
    速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、目標速度値に基づいて車両を動作させるとともに、TCシステム介入閾値を少なくとも部分的に目標速度値に基づいて選択された値に設定するステップとを有することを特徴とする方法。
  24. 地面に対する車両の推定速度に対応する車両基準速度値を特定するステップを有することを特徴とする請求項23に記載の方法。
  25. 速度制御システムがアクティブ状態にあるとき、TCシステム介入閾値を、目標速度値および車両基準速度値のうちの小さい方の値に基づいて特定された値に設定するステップを有することを特徴とする請求項24に記載の方法。
  26. 速度制御システムが車両速度を制御していないとき、TCシステム介入閾値を、第1のTCシステム介入閾値に設定するステップを有することを特徴とする請求項23〜25のいずれか1に記載の方法。
  27. 速度制御システムが車両速度を制御しているとき、TCシステム介入閾値を、目標速度値と介入因子との積および第1のTCシステム介入閾値のうちの小さい方の値と実質的に同等の値に設定するステップを有することを特徴とする請求項25を引用する請求項26に記載の方法。
  28. 第1のTCシステム介入閾値を、少なくとも部分的に車両基準速度値に基づいて特定するステップを有することを特徴とする請求項24を引用する請求項26または27に記載の方法。
  29. 第1のTCシステム介入閾値を、車両基準速度値に第1の介入オフセット値を加えたものと実質的に同等の値に設定するステップを有することを特徴とする請求項28に記載の方法。
  30. 目標速度値に基づいて車両を動作させるステップを有し、
    目標速度値に基づいて車両を動作させるステップは、瞬間的な車両速度を特定するために速度制御システム基準速度値を利用するステップを含むことを特徴とする請求項23〜29のいずれか1に記載の方法。
  31. 速度制御システム基準速度値を、駆動輪の平均速度に基づいて特定された値に設定するステップと、
    任意的には、速度制御システム基準速度値を、駆動輪の平均速度と実質的に同等な値に設定するステップとを有することを特徴とする請求項30に記載の方法。
  32. 速度制御システム基準速度値は、最も遅く回転する駆動輪の速度と実質的に同等に設定されることを特徴とする請求項30に記載の方法。
  33. 車両基準速度値および速度制御システム基準速度値は、実質的に同等の値であることを特徴とする請求項24を引用する請求項31または32に記載の方法。
  34. 車両は、N個の駆動輪を駆動するように構成され、
    介入因子は、1より大きくN/(N−1)より小さい値に設定されることを特徴とする請求項27を引用する請求項31または32に記載の方法。
  35. 車両は、4つの駆動輪を駆動するように構成され、
    介入因子は、1.1〜1.3の範囲の値に設定されることを特徴とする請求項34に記載の方法。
  36. 速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、目標速度値と実質的に同等の速度で車両を走行させることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能であることを特徴とする請求項23〜35のいずれか1に記載の方法。
  37. 速度制御システムは、アクティブ状態にあるとき、速度制御システム基準速度値を目標速度値と実質的に同等の速度とすることにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるように動作可能であることを特徴とする請求項30を引用する請求項36に記載の方法。
  38. 車両の1つまたはそれ以上の車輪に対する、ブレーキシステムによるブレーキトルク値またはパワートレインによる駆動トルク値を制御することにより、目標速度値に基づいて車両を動作させるステップを有することを特徴とする請求項23〜37のいずれか1に記載の方法。
  39. ブレーキシステムを用いて、1つまたはそれ以上の車輪に対するブレーキトルクの負荷に少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムにより、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップを有することを特徴とする請求項23〜38のいずれか1に記載の方法。
  40. パワートレインから1つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの低減に少なくとも部分的に起因して、トラクション制御システムにより、1つまたはそれ以上の車輪の速度を低減するステップを有することを特徴とする請求項23〜39のいずれか1に記載の方法。
  41. 添付図面を参照して実質的に上記説明したシステム、車両、または方法。
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