JP3748885B2 - 車両の制御方法および装置 - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は、車両の、殊に車両の速度の制御方法および装置に関する。
車両の制御方法および装置は例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０３６４５号明細書（米国特許第４８８４２０３号明細書）から公知である。この公報には、運転者の操作信号に依存して機関出力が、運転者によって所望される一定の走行速度の維持を考慮して、運転者によって操作可能な操作部材の位置に依存して、内燃機関の吸気系に設けられている絞り弁の調整具合を用いて制御される、車両の走行速度に影響を及ぼすための方法および装置が記載されている。
この種の走行速度調整器は、通例、所望の速度の維持を保証する。しかし降坂走行の場合、だんだんと高速になる車両の結果、所望の速度を維持するために機関出力への介入操作では十分でない。
運転者が操作部を介して目標速度を低減するとき、車両の減速ないし走行速度の低減は平地または登坂路でしか実現されない。降坂走行の場合、機関出力制御部への一回限りの介入操作では減速が実現されないことが起こり得る。ブレーキの操作の際走行速度調整器は通例遮断されるので、運転者はこの場合自ら制動操作しかつ引き続いて走行速度調整器を新たにセットしなければならない。
発明の課題
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の車両の制御方法および装置において、降坂走行時にも所望の走行速度の維持を可能にする一層簡便な走行速度調整器を提供することである。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３３１２９７号明細書（米国特許第４５８３６１１号明細書）から、車両の駆動輪のから回りを防止するための装置が公知である。この制御装置では、駆動輪の車輪回転数が基準信号と比較される。車輪回転数と基準信号との間に差異が検出された場合、すべり信号が生成される。すべり信号の発生の際に、装置は所属の駆動輪のブレーキを操作するための信号を形成する。
発明の利点
信号、回転数、速度、加速度、絞り弁位置および／または噴射された燃料量の少なくとも１つから出発して、目標速度を維持するために機関出力の低減が十分であるかどうかを見積もりかつ必要に応じて第２の制御ユニットが制動出力を高めることによって、著しく簡便な走行速度調整器を実現することができる。
本発明の装置によれば、運転者は降坂走行の際に走行速度を一定に維持するためにもはやブレーキを操作する必要がないので、運転者にとって負荷軽減される。更に、走行速度制限部を備えたシステムでは、降坂走行時にも、制限速度を維持することができるということが保証されている。
本発明による装置および方法では、降坂走行の際、所望の速度を実現するために、運転者によるブレーキの操作は必要でない。運転者はブレーキ操作後、走行速度調整器のセットを行う必要がない。
本発明の有利でかつ効果的な実施例はその他の請求項に記載されている。
図面
次に本発明の図示の実施例に基づいて説明する。その際第１図は、車両における制御システムの１例を示す概観的なブロック線図であり、第２図は、方法を説明するためのフローチャートを示す図であり、第３図は、本発明の特に有利な実施例を備えたブロック線図である。
実施例の説明
第１図には、絞り弁、燃料調量、点火、調整ロッド、噴射ポンプ等のような内燃機関の機関出力を制御するための１つまたは複数の装置１４を制御する第１の制御ユニット１０が図示されている。内燃機関は有利には車両の駆動のために使用される。
制御ユニット１０は例えば、電子機関出力制御部（電子的なアクセルペダル）、燃料調量装置（Motronic）、電子的なディーゼル制御部（ＥＤＣ）とすることができる。制御ユニット１０には、入力線１６ないし１８が導かれている。これら入力線は制御ユニットを、機関および／または車両の作動量を検出するための測定装置２０ないし２２に接続する。この第１の制御ユニット１０は、車両の機関出力に影響を及ぼす。
更に、入力線２６ないし２８が導かれている第２の制御ユニット２４が設けられている。これら入力線は制御ユニット２４を、同様に機関および／または車両の作動量を検出する測定装置３０ないし３２に接続する。出力線３４を介して、制御ユニット２４は車両の制動装置の少なくとも１つの制御エレメント３６に介入操作する。この第２の制御ユニット２４は車両の制動出力に影響を及ぼす。
制御ユニット２４は、有利には、ＡＢＳ制御装置および／またはＡＳＲ制御装置である。これら２つの制御ユニット１０および２４は、概観的なブロック線図において２つの線３８および４０によって図示されているインタフェースを介して情報交換のために相互に接続されている。線４０には、運転者または上位の制御装置によってインタフェースを遮断することができることを象徴的に表しているスイッチ４２が示されている。
更に、操作エレメント４４が示されており、そこから線４６が制御ユニット１０および有利な実施例においては線４８が制御ユニット２４に導かれている。操作エレメント４４は、公知の走行速度調整器操作エレメント並びに場合によってはブレーキを操作するための操作エレメントである。
別の有利な実施例において、制御ユニット間のインタフェースは、単に１本の線から成っている。
２つの制御ユニットは、走行速度調整ないし走行速度制限するように協働する。第１図に図示のシステムの機能を以下に例を用いて説明する。
制御ユニット１０は、電子機関出力制御の場合、運転者による走行ペダル操作および場合によっては測定装置２０ないし２２によって検出された、例えば絞り弁位置、機関温度、機関回転数、走行速度等のような作動量に依存して、出力に影響を及ぼす操作エレメント１４に対する制御信号を形成する。操作エレメントは、オットー機関の場合絞り弁であり、ディーゼル機関の場合例えば噴射ポンプである。
この形式の制御ユニットの機能範囲において、通例とりわけ、走行速度調整器および／または走行速度制限器が一緒に関連付けられる。特別有利な実施例では、この制御ユニットまたはこれに接続されている別の制御ユニットが、前を走行している車両との距離を制限および／または調整するようにされている。
操作エレメント４４は、車両速度制御機能を実施するために従来より公知の、“加速”、“減速”、“セット”、“続行”、“オフ”のような機能位置をとることができる。運転者によって所望される機能に依存して、制御ユニット１０は、設定装置１４の調整設定によって車両の速度を運転者によって前以て決められた値に調整するかないし運転者によって操作エレメント４４を介して前以て決められた機能に従って車両を加速または減速する。
走行速度調整器は、制御ユニット１０を介して機関出力に影響を及ぼすことによって通例、調整設定された速度の維持を保証するが、例えば降坂走行の場合のような２、３の作動状態においてだけであって、速度が調整設定された値に達していないのに、制御ユニット１０が機関出力を最小値、例えば零にまで低減したとき、調整設定された速度は上回られる。
走行速度制限器は相応に動作する。操作エレメント４４を介して運転者によって最高速度が予め決められる。運転者は機関出力を通例通り走行ペダルの操作によって制御する。走行速度が予め設定された値を上回ると、走行速度制限器は機関出力を、走行ペダル操作に関係なく低減する。この場合も、降坂走行において、機関出力への介入操作によって速度の維持がもはや可能ではないという状況が生じ得る。というのは、この介入操作は既に完全に使い果たされているからである。
変速機の変速比を考慮して同様に走行速度制限のために用いることができまたは機関回転数を最大値に制限するために用いられる機関回転数制限器は匹敵する方法で動作する。
その他、通例、最高速度の最大値制限がある。
それ故に第１図に図示の実施例において、線３８および４０を介して制御ユニット２４に、走行速度調整に関してインタフェースを介して情報が伝送される。線４０を介して、調整設定された機関出力に対する尺度が制御ユニット２４に伝送されかつ例えば最小値調整設定の際に制御ユニット２４はブレーキ３６に介入操作するように付勢される。線４０を介する情報を用いて、２つの制御ユニットは相互にロックされる。線３８を介して例えば、制御ユニット１０の作動状態に関する情報（例えば走行速度調整器は付勢されている）および目標値／実際値偏差を伝送することができる。
ブレーキ装置への介入操作は有利には、目標速度と実際速度との間の差に依存して行われかつブレーキ装置３６は実際値により目標速度が保持されるように調節される。
有利な実施例において制御ユニット２４は、ブレーキ導管における圧力を調節することによって車両のブレーキを制御するＡＢＳ／ＡＳＲ制御装置である。駆動スリップ調整のための制御装置（ＡＲＳ）は例えば次のように動作する。制御装置はすべての車輪の速度を検出しかつこれらをＡＳＲ基準速度と比較する。車輪の１つの速度がこの基準速度を上回ると、制御装置は相応の車輪のブレーキを、それが制動モーメントおよび／または制動圧力を高めることによって操作する。
第１図の有利な実施例において、インタフェースは、一方において制御信号（線３８）、他方において制御ユニット１０の状態情報（線４０）が伝送される２つの線３８および４０から成っている。象徴的に示されているスイッチング素子４２によって運転者または上位の制御ユニットはインタフェースを遮断し、その結果上述の通常機能は相互に別個に実施される。しかし有利な実施例において２つの線３８および４０は１つの線にまとめることができる。
第２図には、本発明の手法を説明するためのフローチャートが示されている。ステップ２００において、瞬時的な走行速度ＶＩが検出される。ステップ２１０において、場合により車両の速度に対する目標値ＶＳが新たにセットされる。このことは例えば、運転者が操作部を介して新たな所望速度を予め決めることによって行うことができる。ステップ２２０において、実際速度ＶＩから出発して目標速度ＶＳに達するために、目標減速度ＡＳが計算される。この目標減速度ＡＳは、瞬時の実際の速度ＶＩおよび所望の速度ＶＳ並びにその間に速度を調整設定すべきである時間から出発して得られる。
引き続いて、ステップ２３０において、瞬時の機関モーメントＭＭは瞬時の絞り弁位置ＤＫおよび回転数Ｎから出発して計算される。この機関モーメントは有利には、２つの量、即ち絞り弁位置ＤＫおよび回転数Ｎの関数としての特性マップにファイルされている。ステップ２４０において、走行抵抗モーメントＷＭが、絞り弁位置、現走行速度ＶＩ、回転数および場合により現加速度ＡＩの関数として決定される。
機関モーメントＭＭは、機関によって用意されたトルクに相応する。それは正の値しか有していない。走行抵抗モーメントＷＭは、機関モーメントに抗するモーメントである。一定の走行速度では、これら２つのモーメントは同じ大きさである。
登坂走行ないし平地の道路における走行では、走行抵抗モーメントＷＭはますます小さくなるものでありかつ車両の減速作用をする。これに対して降坂走行では、走行抵抗モーメントＷＭは正の値をとることができ、その結果車両は加速されることになる。走行抵抗モーメントＷＭの正の値では、機関モーメントが零であるときも、走行速度は上昇する。一定の走行速度を有する作動は付加的な制動モーメントなしには不可能である。
走行抵抗モーメントＷＭおよび機関モーメントＭＭから出発して、すなわちこれらに基づいてステップ２５０において、可能な減速度ＡＭが前以て決められる。この可能な減速度ＡＭは、絞り弁が完全に閉鎖されかつ従って機関モーメントが零になるとき、車両がどの程度減速することができるかを指示している。
質問部２６０は、可能な減速度が目標減速度ＶＳより小さいかどうかを検査する。イエスであれば、即ち目標速度ＶＳに達することができなければ、走行速度制御ユニット１０はステップ２７０において、相応の信号をＡＢＳ／ＡＳＲ制御ユニット２４に送出する。ステップ２８０において、場合により制動灯の制御が行われる。遅延度が十分である場合ないしＡＳＲ制御装置の付勢の後、再び現回転数の検出が行われるプログラムステップ２００が続く。
本発明によれば、絞り弁位置、走行速度および場合により走行加速度から出発して計算された走行抵抗モーメントが、所望の速度を実現するために十分であるかどうかが検査される。このために、回転数および絞り弁位置から出発して、機関モーメントが決定される。機関モーメントおよび走行抵抗モーメントから出発して、能動的な制動を開始すべきであるかどうかが決定される。
この場合実質的に２つの場合を区別すべきである。降坂走行の場合、走行抵抗モーメントは大きくなりかつ場合により正の値をとることもある。この場合、車両は加速しかつ実際速度は目標速度より大きくなる。この場合、走行速度の一定保持を実現するために、機関モーメントを取り除くだけで十分であるかどうかを検査すべきである。
降坂走行の場合、運転者は比較的小さな目標速度を予め定める。この場合も、実際速度は目標速度より大きい。十分な減速を実現するために、機関モーメントを取り除くだけで十分であるかどうかを検査すべきである。
絞り弁位置に代わって、例えばディーゼル機関における噴射された燃料のような別の負荷信号、または例えば調整ロッド位置を使用することもできる。
走行速度調整器制御ユニットによる制動希望をＡＳＲ制御ユニットに信号報知するために、多数の可能性を使用することができる。即ち、例えば有利にはデジタルな減速度信号を伝送することができる。所定の信号レベルが、第１の制御ユニット１０が制御介入操作を所望していることを信号報知する。別の信号レベルは、第１の制御ユニット１０は制動介入操作を所望していないことを信号報知する。
更に、有利にはアナログの減速度値の伝送が可能である。この場合所望の制動作用は有利には、信号レベルに比例している。
更に、走行速度制御ユニット１０は制動モーメントないし制動圧力をデジタルおよび／またはアナログ信号として第２の制御ユニット２４に伝送することができる。
目標速度をＡＳＲ制御ユニットに伝送するようにすれば特別有利である。この目標速度は、ＡＳＲ基準速度にそれを低減する方向に影響を及ぼす。その場合結果的にＡＳＲ基準速度の低減によって制動介入操作が生じる。
能動的な制動介入操作は安全性の点で重要であるので、伝送は有利には２つの信号を用いて行われる。一方においてアナログの減速信号および目標速度を前以て決めるようにすると有利である。
能動的な制動介入操作が後続車にステップ２８０における制動灯の投入接続により指示されるようにすると、特別有利である。通常の制動灯スイッチに対して並列であるリレー接点を用いた制動灯の投入接続は運転者制動希望検出に影響を及ぼすので、第３図に図示の解決法が提案される。
第３図には、制動灯の制御のための１つの可能な実施例がブロック線図にて示されている。
第１図に相応する素子には相応の参照番号が付されており、詳しい説明は省略する。操作素子４４は制動希望検出部４４ａを有しており、これはバッテリー電圧Ｕｂａｔに接続されている。更に、制動希望検出部は第２の制御ユニット２４に、制動操作を指示する信号を供給する。バッテリー電圧Ｕｂａｔには更に、２つの並列接続された制動灯５１および５２が接続されている。制動灯の２つの別の接続端子は第２の制御ユニット２４に接続されている。
制動希望検出部４４ａは、制動信号の操作が存在しているかまたは存在していないかに依存して、２つの異なった信号値を発生する。簡単な実施例において、制動希望検出部４４ａはスイッチ８０を含んでいる。このスイッチ８０は一方の端子がバッテリー電圧に接続されておりかつ他方の端子が抵抗８２を介してアースに接続されている。抵抗８２とスイッチ８０との間の共通点に、制動希望検出部４４ａの出力側が接続されている。
制動灯５１は、スイッチング手段６２を介してアースに接続されている。更に制動灯５２はスイッチング手段６２を介してアースに接続されている。スイッチング手段６１および６２は有利には第２の制御ユニット２４に集積されている。スイッチング手段６１および６２として有利には半導体スイッチまたはリレーが使用される。
ブレーキが操作されていない場合スイッチはその開放位置にありかつ接続点８１はアース電位にある。ブレーキが操作されている場合、スイッチ８０は閉成され、これにより接続点８１はバッテリー電位にある。接続点８１における正の電位はブレーキが操作されたことを指示する。接続点８１における電位零は、運転者の制動希望が存在しないことを指示する。
安全性要求および機能要求に依存して、制動希望検出器を別様に構成することもできる。安全性を高めかつスイッチの故障を補償するために、２つのスイッチを設けることもできる。スイッチの代わりに、ポテンショメータを使用することもできる。安全性を一層高めるために、２つのポテンショメータを使用することもできる。
２つのスイッチは制御ユニット２４によって有利には、それらが制動操作の際に閉鎖されておりかつ制動灯５１および５２を発光するように制御される。制動希望検出部４４ａが制動操作を指示するとき、制動操作が検出されかつスイッチが制御される。即ち、接続点８１に正の電位が加わることを意味する。他方において制御ユニット２４は、ＡＢＳ／ＡＳＲ制御ユニット１０が制動介入操作を所望するときも、スイッチを制御する。
この手法によれば、制動希望検出は指示“能動的な制動介入操作”とは完全に分離されているという利点が提供される。これにより、相互干渉を回避することができる。更に、制動灯の機能性は第２の制御ユニット２４によって非常に容易に監視される。監視を省略する場合は、２つのスイッチング手段６１および６２に代わって１つのスイッチング手段を使用すればよい。

Claims (10)

1. 第１の制御ユニット（１０）によって機関出力に影響を及ぼすようにし、第２の制御ユニット（２４）によって制動出力に影響を及ぼすようにし、ここにおいて前記２つの制御ユニット（１０，２４）は走行速度調整または走行速度制限するように協働する、車両の制御方法において、
   走行抵抗モーメント（ＷＭ）および機関モーメント（ＭＭ）に基づいて、目標速度（ＶＳ）を維持するために、機関出力の低減で十分であるかどうかを見積もりかつ必要に応じて前記第２の制御ユニット（２４）が制動出力を高める
   ことを特徴とする方法。
2. 走行抵抗モーメント（ＷＭ）を、走行速度、加速度、絞り弁位置および／または噴射された燃料量の関数として特性マップから読み出しできるようにした
   請求項１記載の方法。
3. 機関モーメントを、回転数、絞り弁位置および／または噴射された燃料量の関数として特性マップから読み出しできるようにした
   請求項１記載の方法。
4. 前記第１の制御ユニット（１０）は、前記機関モーメント（ＭＭ）と走行抵抗モーメント（ＷＭ）との比較に依存して、制動出力を高めるために第２の制御ユニット（２４）に信号を伝送する
   請求項１記載の方法。
5. 制動出力を高めるための信号として少なくとも１つのデジタルまたはアナログ減速度信号または制動圧力または制動モーメントを指示する信号を前記第２の制御ユニットに伝送する
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 制動出力を高めるための信号として、ＡＳＲ基準速度を求めるために使用される目標速度を伝送する
   請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 制動出力の増加を制動灯（５１，５２）を用いて指示できるようにした
   請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 第１の制御ユニット（１０）が機関出力に影響を及ぼし、第２の制御ユニット（２４）が制動出力に影響を及ぼし、ここにおいて前記２つの制御ユニット（１０，２４）は走行速度調整または走行速度制限するように協働する、車両の制御装置において、
   走行抵抗モーメント（ＷＭ）および機関モーメント（ＭＭ）に基づいて、目標速度（ＶＳ）を維持するために、機関出力の低減で十分であるかどうかを見積もる手段が設けられておりかつ必要に応じて前記第２の制御ユニット（２４）が制動出力を高める
   ことを特徴とする装置。
9. 制動灯（５１，５２）は一方において給電電圧（Ｕｂａｔ）に接続されておりかつ他方においてスイッチング手段（６１，６２）を介してアースに接続されており、該スイッチングユニット（６１，６２）は前記第２の制御ユニット（２４）によって制御可能である
   請求項８記載の装置。
10. 前記第２の制御ユニット（２４）はＡＳＢ／ＡＳＲ制御装置である
    請求項８または９記載の装置。

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