JP4903828B2 - 自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法 - Google Patents

自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法 Download PDF

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Description

この発明は、分離したギア比あるいは常に変化する変速比を有するギアボックスを装備した地上用乗り物のための自動変速に関する。特に、乗り物の駆動輪がスピンあるいはロックする傾向を有する滑りやすい地面を検出する方法に関する。
特定の走行状態を検知するためのより大きなあるいはより小さな能力を有した自動変速を制御する多くの方法が最新技術においてすでに知られている。
例えば、文献FR 83/07277は、ドライバが速度を上げたときに不適切な、比率N−1からさらに高い比率Nへのシフトアップを消去するように意図された制御方法を開示する。しかしながら、この文献は駆動輪のスピンあるいはロックに相関する問題に取り組んでいない。
他の従来文献であるEP-A-0,638,742は、乗り物の負荷に相関する変数、ドライバのどちらかというとスポーツ指向の運転スタイルに相関する変数、およびギア比の変更の適否に相関する変数を用いた自動変速の制御を開示する。これらの変数は、駆動輪のスピンの状態を含む多数の入力パラメータの関数として、ファジーロジックを用いて得られる。しかしながら、車輪のスピンあるいは車輪のロック状態を考慮する方法、および滑りやすい地面の存在の検出については記載されていない。
さらに、オートマチックモードにおけるギアの変更(連続あるいは分離)を管理する公知の方法のほとんどにおいて、ドライバは、滑りやすい地面に合わせた特別の運転モードをスイッチを用いて手動で選択するオプションを有しており、これは一般に「冬」モードあるいは「雪」モードとして知られている。
この発明の目的は、上述した特別な状況下においてドライバを補助し最適の安全性と最良の可能な運転快適性を保証することである。
この目的のために、この発明は滑りやすい地面の存在あるいはそうでない状態を表す少なくとも1つのパラメータにより瞬時の走行状態を検出し、この検出に基づいて、カウントすることにより、時間の関数として走行状態の変化を表す値を発生し、前記値を基準条件と比較し、前記比較の結果として、瞬時の走行状態が滑りやすい地面に相当するか否かを判断する方法において、カウントすることにより時間の関数として走行状態の変化を表す値を発生するために、駆動輪のロックを検出する毎に、現在値を第1段階(Δx_ΔB)だけデクリメントし、駆動輪のスピンを検出する毎に前記現在値を第2段階(Δx_ΔE)だけデクリメントし、前記車輪がロックまたはスピンしていないとき前記現在値を第3段階(Δx_out)だけインクリメントすることを特徴とする。
この方法の他の特徴によれば、走行状態の変化を表す値が比較される基準条件が下限しきい値(S1)および上限しきい値(S2)から構成され、前記値が前記下限しきい値(S1)より高いとき地面が滑りやすいと判断し、前記値が前記上限しきい値(S2)より低いとき地面が滑りやすくないと判断する。
望ましくは、前記下限しきい値(S1)および上限しきい値(S2)は時間に対する変数であり、ドライバの運転スタイルの関数として設定される。
望ましくは、前記インクリメント段階(Δx_out)はドライバの運転スタイルの関数として設定される。
この発明は滑りやすい地面を検出したとき、以下の機能のうちの少なくとも1つを提供する。すなわち、自動変速を安全な動作モード、特にいわゆる「雪」モードに切り替えて乗り物を駆動する、セーフティモードが使用された事実をドライバに警告するインジケータを動作させる、および車輪がロックしている場合には、ブレーキを踏んでからすぐにシフトダウンさせる機能をキャンセルしシフトダウンしないようにする、のうちの少なくとも1つである。
それゆえ、意図した結果を得るために、この発明は最初に滑りやすい地面を検出する原理に依存する。この原理は必然的に駆動輪の速度を表すパラメータの傾きを解析することに基づく。この解析は変速比を管理するための特別モードを動作させることを可能にする。このモードは粘着力に合わされている。これは一方で特別の走行状態に対して最適化される運転快適性を与える。
「雪」モードへの自動切換えにより、ドライバは滑りやすい地面に遭遇した走行状態のための自動変速比の最適な管理を得ることができる。
これにより、例えば、車輪がスピンした状態で走行しているとき、乗り物を操縦することができ、車輪がロックしたとき、安全面の点からは軽率であるが、高速で低い比に係合しないようにすることができる。
さらに、駆動輪がロックした状態を検出するために、ブレーキ中に駆動輪の回転の特性変数の導関数が解析され、ブレーキが動作状態でかつ前記導関数が負でかつロックを表すしきい値(Sb)より低ければ車輪のロックが検出される。
さらに、ロック状態の終わりを検出するために、この発明による方法は、(C1):ブレーキが開放されたか、かつ乗り物の速度が第1しきい値(Svv1)より低いか検査し、これらの条件が満足されていれば、第1時間遅延(T1)を開始するステップと、(C2):乗り物速度が第2しきい値(Svv2)より上かあるいは選択された比が現在比以上か検査し、これらの条件の1つが満足される場合には、第2時間遅延(T2)を開始するステップと、(C3):前記時間遅延(T1,T2)の一方が経過したか、あるいは自動変速がP、RあるいはNの位置にあるか、あるいは「キックダウン」が行われたか検査するステップと、これらの条件(C1,C2,C3)の1つが満足されれば、駆動輪がロックされている状態の終わりを検出するステップとで構成される。
この発明はさらに上記制御方法を採用した自動変速およびそのような自動変速を装備した分離ギア比を有した自動ギアボックスを有した自動車に関する。
この発明は、制限するものではない例示と添付図面により与えられる以下の説明を読むことによりさらに良く理解されるとともに、この発明の利点が明白となる。
図1はこの発明による滑りやすい道路を検出するための方法のステップおよびこの方法において使用される入出力パラメータのブロック図である。 図2は走行環境によりデクリメントあるいはインクリメントされる認識カウンタを管理することにより滑りやすい道路の状態を認識する原理を示す図である。 図3は所定のしきい値と比較されるすべりやすい地面の認識カウンタの状態の関数として滑りやすい道路の状態を検出する原理を示す図。 図4は自動変速における比を管理する原理に固有の、車輪がロックしたときの比を介してシフトダウンする問題の特性サイクルを、乗り物速度の関数としてスロットルバルブ角度のグラフの形態で示す図。
図1を参照すると、検出方法の主なステップを示す2つの相互接続された機能ブロックの形態ですべりやすい地面を検出する方法が示されている。各機能ブロックは入力を受け取り、次のブロックに送られる出力を発生する。最後のブロックの出力が、所望の情報、すなわち道路がすべりやすいか否かを表す。
第1の機能ブロック1はすべりやすい地面を検出する方法の第1ステップに相当し、カウンタにある値を発生し、カウンタ値の変化と瞬時の状態が、以下に詳細に述べるように、多かれ少なかれ、地面のすべりやすい性質を定量化する。すべりやすい道路認識カウンタに2の出力値を構成するために、機能ブロック1への入力3に、駆動輪のロックの検出についての情報が使用される。この情報は外部から入手可能である。機能ブロック1の入力4には乗り物の駆動輪のスピンの検出についての情報が使用される。この情報も外部から入手可能である。例えば知られているように、車輪のスピンを検出し調整するための装置(ASR)から入手可能である。
あるいは、入力5に車輪のロックの検出についての情報の代わりに、「ABS動作」情報(乗り物がABS(アンチロックブレーキングシステム)を有している場合)を使用することができ、他方、入力6に車輪のスピンの検出についての情報の代わりに「ASR動作」情報(乗り物がASR(アンチスピンレギュレーション)を有している場合)を使用することができる。
すべりやすい地面を検出する方法の第2ステップにおいて、第2の機能ブロック7は滑りやすい地面認識カウンタからの出力2の値の関数として、機能ブロック7に供給された外部パラメータ(8,9)を考慮して道路が滑りやすいか否かを判断する。この目的のために、道路が滑りやすいか否かを判断するために、(2の)カウンタの瞬時値が図3に関連して述べるように所定のしきい値S1,S2と比較される。この比較の結果が、道路が滑りやすいと認識されたことを示している場合、以下の動作が個別にあるいは組み合わせて変速コンピュータで決定される。
a)快適かつ安全にドライブするためにいわゆる「雪」モードに切り替える。このモードにおいて、より高い変速比のみが変速に利用可能であり、それゆえさらに、穏やかなトルクを車輪に伝達しスピンを防止する。
b)可能であれば、「雪」警告ランプを点灯し、ドライバに道路がすべりやすい状態にあることを警告することが可能である。
c)コンピュータにおいて利用可能であれば、「ブレーキ中の早目のシフトダウン」をキャンセルし、エンジンブレーキを制限しそれにより、例えばロックを回避するというような安全の理由により、車輪に印加されるブレーキトルクを制限する。
認識カウンタの(2)の出力状態をどのようにして得るかおよびそれを用いてどのようにして道路が滑りやすいかを判断するかを図2を参照して説明する。
この図において、時間の関数として、横軸に時間がプロットされ、縦軸に滑りやすい道路認識カウンタの値がプロットされる。カウンタの値の8ビットのコーディングに対応する与えられた初期値、例えば255の最大値から開始し、認識カウンタの瞬時値が以下のように決定される。
駆動輪のスピンが4で検出されたとき、あるいは6のアンチスピンレギュレーションASR(その乗り物で利用可能な場合)が動作中のとき、滑りやすい道路検出カウンタは、例えば320ms毎に一括ステップΔx_ΔEだけデクリメントされる。
駆動輪のロックが3で検出されると、あるいは5のアンチロックABSシステム(その乗り物にあれば)が動作中のとき、滑りやすい道路認識カウンタは一括ステップΔx_ΔBだけデクリメントされる。
スピンが検出されず、ASRが動作していないとき、あるいはロックが検出されず、ABSが動作していないとき、滑りやすい道路認識カウンタは、この方法が「滑りやすい道路」決定から生じることを意味するステップΔx_out分再インクリメントされる。
デクリメントΔx_ΔEおよびΔx_ΔBは「滑りやすい道路」決定の傾向があるシフトを表す。さらに、特に、車輪のスピンおよびロックに対して異なるデクリメントステップΔx_ΔE、Δx_ΔBを考察することにより、ドライバによる誘発された状況(ロックまたはスピン)に依存して滑りやすい道路を検出する感度を異ならせることが可能である。Δx_ΔE、Δx_ΔB、およびΔx_outステップの値は、利用可能なカウンタ値、すなわち記載した例では256値のスケールのコースを考慮して当業者により簡単に選択可能である。
さらに、滑りやすい道路条件の入出力に対する2つの異なるしきい値S1,S2の選択によりヒステリシス効果を生じ、それにより自動変速の2つの状態間のハンチングの現象を回避することができる。
ところで、例えば冷静なドライバよりも早く、車輪のスピンを起こし、車輪をロックさせるドライバに対して、ドライバの操縦スタイルの関数でもあるデクリメントステップがあることは容易に想像でき、冷静なドライバに対しては、すべりやすい道路の認識の感度を低くすることができる。
同様に、インクリメントステップΔx_outは、又ドライバが「スポーツタイプ」のドライバの場合には、「雪」モードをあまり長く維持しないようにドライバの運転スタイルに依存する。それゆえ、この発明によるすべりやすい道路を検出する方法は、適切に調節可能なカスタマイズされた調節の余地を残す。
同様に、急な下降勾配が検出されると、車輪がロックする危険性が高くなり、この場合車輪のロックを検出する方を選んで、すべりやすい道路の認識能力を下げて車輪のロックの検出を優先させる。
図3はいわゆるすべりやすい道路状態の入出力しきい値を与える。従って、すべりやすい状態認識カウンタがS1=Sbr_in(図2にも破線で示される)で示される第1の検出しきい値以下に徐々に下がると、道路はすべりやすいとして検出され、例えば上述した測定値(a、b、c)の1つが用いられる。
次に、低い値(S1未満)からスタートして、カウンタはもう一度S2=Sbr_outで示される第2の検出しきい値より高くなり、次に道路はもはやすべりやすい状態ではないと検出され、先行して用いられた安全測定値(a、b、c)がキャンセル可能となる。いわゆる滑りやすい状態の入力S1と出力S2間のヒステリシス現象の導入により検出に関する発振の現象を防止し問題となっている検出モードにおいて入力と出力を独立に管理することが可能となる。
以上からわかるように、この発明によるすべりやすい地面を検出する方法は、特に、駆動輪のロックを検出するステップを要求する。ロックを検出する方法の一実施形態について図4を参照して説明する。なお、駆動輪のロックを検出する他の方法について、すべりやすい地面を検出するための上述した方法の普遍性から逸脱することなく想像することができる。
オートマッチックモードにおけるほとんどのギアチェンジ制御戦略では、ギア比は乗り物の速度とエンジン負荷の関数として選択される。ほとんどの場合、これらの基準はギアチェンジの法則の形態で変換され、便宜的には、平面Vveh/αthにマッピングされる。(但しVvehには乗り物の速度を、αthはスロットル角、あるいはより一般的にはエンジンへの燃料の入口を調節する部材の開口の角度を表す)。
従って、ギアNである速度Vで運転しているドライバは、例えば駆動輪をロックさせる低粘着性を有した地面でブレーキをかけると図4のダウンシフト曲線12のB点で交叉する。これにより、第1のギア(分離したギア比を有したギアボックスの場合)あるいは最小比(連続して変化するトランスミッションの場合)が係合する点Cに相当する、車輪が完全にロックした状態になる迄第1のギア比からのダウンシフトが持続する。これは、特に高速で車輪がロックした後1つあるいはそれ以上の不適当なダウンシフトが生じる危険性があるのでドライバにとって非常に危険である。
それゆえ、この発明の目的は、車輪のロックの検出により習慣的に生じていたダウンシフトを回避することによりこの欠点を訂正し、車輪のロックが検出されなくなったとき、ドライバが「正しい」ギア比で再び走行することができるようにすることである。安全性を改良すると共に、この発明の観点は、車輪がロックしたときの急峻なエンジンブレーキおよび制御不能の可能性を回避するので、かなり運転の楽しみを改善する。
車輪のロックの検出は、ブレーキ中の(乗り物の速度センサあるいはトルクコンバータのタービン速度センサから)駆動輪の回転の特性変数の導関数の解析に必然的に依存する。
例えば、駆動輪のロックの検出の原理は駆動輪の回転速度の解析に基づく。これにより、車輪がロックしたときギア比を種々のフェーズで適切に管理し、不適切な時点、特に高速でのギア比を介してダウンシフトしないように管理することが可能となる。これは、より大きな運転安全性を保証し、特に上述したようにすべりやすい地面あるいは低い粘着性を有する地面において運転安全性を保証する。
表1は、検出関数の入力の条件に従って、車輪のロックを検出する原理、ロックが検出された場合の動作、及び車輪がロックされた検出を励起するための条件を関数に関連して表す。
表1:車輪がロックしたことを検出する関数
入力関数:ブレーキが動作状態でかつdVeh/dt<locking_threshold(ロックしきい値)<0
動作:第4ギアにあれば第3ギアにする。そうでなければ、「現在ギア」に維持。
出力条件:C1:{ブレーキがオフでVveh<Svv1}なら{タイムディレイT1を開始}
C2:{Vveh>Svv2あるいはgear_selected(選択ギア)≧Current_gear(現在ギア)}なら、タイムディレイT2を開始。
C3:{T1経過}あるいは{T2経過}あるいは{レバー=P、RまたはN}あるいは{キックダウンが作動した}
表1を参照する。この発明によれば、ドライバがブレーキを踏んでいて、車輪がロックしているとき、乗り物の速度の導管数を見ることにより駆動輪のロックを検出することが可能となり、これはdVveh/dt<locking_threshold(ロックしきい値)<0の条件に相当する。車輪のロックを検出する方法によれば、検出に応答した動作は現在ギアに維持することから構成され、これはすべてのギアをダウンシフトしないようにすることが可能である(おそらく、第1ギアであっても)。
同時にギアを維持している状態から生じる条件C1、C2、C3が常に検査される。
条件(C1)はブレーキが開放されると、車輪のロックは有り得ないので、車輪がロックされていることを検出する条件をそのままにしておくことができる。ある期間T1、乗り物の速度がしきい値Svv1(例えば校正可能な最初のしきい値)未満に維持されるなら、乗り物は実際には静止状態にあり、車輪はロックしているという検出を停止することができることを意味する。零速度に相当するギアが次に係合される。
逆に、例えば、車輪がロックした後、ドライバがブレーキを開放すると、条件(C2)は、ギアチェンジの法則に従って、「通常」動作ポイントに速度が戻るまで待つことを可能として、これはタイムディレイT2(実際には、300乃至500msのオーダ)により管理される。これにより、乗り物が再び「正しい」変速比で走行することが可能となり運転の楽しみを改善することができる。
この発明によるすべりやすい地面を検出するための方法における種々のステップは自動変速電子管理システムにより実現可能であり、これは既存の管理システムに適用させることにより当業者の能力内にあり、それゆえ、このシステム自体は記載しない。
条件(gear_selected≧current_gear)は、ギアチェンジの法則により提案された比が現在のギア比以上なら、車輪のロックの検出を停止することができる。他の条件を用いることもできる。例えば、ドライバがダウンシフトしたい場合、C3において、ギアレバーの位置(P、RまたはN)あるいは「キックダウン」レバーを採用することもできる。これは安全な条件である。
車輪がロックしているフェーズの入力条件を決定するために、ロックを検出する方法の他の特徴によれば、ロックしきい値が現在比に依存していることを条件として乗り物の速度に加えてあるいは乗り物の速度の代わりにトルクコンバータタービンの回転を表す変数の変化を観察することも可能である。要約すれば、この発明による方法は、すべりやすい地面を検出し、自動変速動作条件に組込むことによりこの検出に反応し、これによりドライバの安全性と運転の楽しみを改善する。

Claims (5)

  1. 駆動輪のロックを検出しおよび/または乗り物の駆動輪が回転することにより瞬時の走行状態を検出するステップと、この検出に基づいて、カウントすることにより時間の関数として走行状態の変化を表す値を発生するステップと、前記値を基準条件と比較し、前記比較の結果の関数として、瞬時の走行条件が滑りやすい地面に相当するか否かを判断するステップとから構成される、自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法において、カウントすることにより、時間の関数として走行状態における変化を表す値を発生するために、駆動輪のロックが検出される毎に現在値が第1ステップ(Δx_ΔB)だけデクリメントされ、前記現在値は、駆動輪のスリップが検出される毎に第2ステップ(Δx_ΔE)だけデクリメントされ、前記現在値は、前記車輪がロックあるいはスリップしていないとき第3ステップ(Δx_out)だけインクリメントされ、
    駆動輪がロックした状態を検出するために、駆動輪の回転の特性変数の導関数がブレーキ中に解析され、ブレーキが動作状態で前記導関数が負でかつロックを表すしきい値(Sb)よりも低い場合には車輪のロックが検出されることを特徴とする、自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法。
  2. 駆動輪のロックを検出しおよび/または乗り物の駆動輪が回転することにより瞬時の走行状態を検出するステップと、この検出に基づいて、カウントすることにより時間の関数として走行状態の変化を表す値を発生するステップと、前記値を基準条件と比較し、前記比較の結果の関数として、瞬時の走行条件が滑りやすい地面に相当するか否かを判断するステップとから構成される、自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法において、カウントすることにより、時間の関数として走行状態における変化を表す値を発生するために、駆動輪のロックが検出される毎に現在値が第1ステップ(Δx_ΔB)だけデクリメントされ、前記現在値は、駆動輪のスリップが検出される毎に第2ステップ(Δx_ΔE)だけデクリメントされ、前記現在値は、前記車輪がロックあるいはスリップしていないとき第3ステップ(Δx_out)だけインクリメントされ、
    前記走行状態の変化を表す値と比較される前記基準条件は、下限しきい値(S1)と上限しきい値(S2)とから構成され、ハンチングを防止するためにヒステリシスが提供されるように、前記値が前記下限しきい値(S1)より低くなると地面は滑りやすいと判断され、前記値が前記上限値(S2)より高くなると前記地面は滑りやすくないと判断され、
    駆動輪がロックした状態を検出するために、駆動輪の回転の特性変数の導関数がブレーキ中に解析され、ブレーキが動作状態で前記導関数が負でかつロックを表すしきい値(Sb)よりも低い場合には車輪のロックが検出されることを特徴とする、自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法。
  3. 駆動輪のロックを検出しおよび/または乗り物の駆動輪が回転することにより瞬時の走行状態を検出するステップと、この検出に基づいて、カウントすることにより時間の関数として走行状態の変化を表す値を発生するステップと、前記値を基準条件と比較し、前記比較の結果の関数として、瞬時の走行条件が滑りやすい地面に相当するか否かを判断するステップとから構成される、自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法において、カウントすることにより、時間の関数として走行状態における変化を表す値を発生するために、駆動輪のロックが検出される毎に現在値が第1ステップ(Δx_ΔB)だけデクリメントされ、前記現在値は、駆動輪のスリップが検出される毎に第2ステップ(Δx_ΔE)だけデクリメントされ、前記現在値は、前記車輪がロックあるいはスリップしていないとき第3ステップ(Δx_out)だけインクリメントされ、
    前記走行状態の変化を表す値と比較される前記基準条件は、下限しきい値(S1)と上限しきい値(S2)とから構成され、ハンチングを防止するためにヒステリシスが提供されるように、前記値が前記下限しきい値(S1)より低くなると地面は滑りやすいと判断され、前記値が前記上限値(S2)より高くなると前記地面は滑りやすくないと判断され、
    滑りやすい地面が検出されたとき、 自動変速を安全動作モード、特にいわゆる「雪」モードにし乗り物を駆動する動作と、安全モードが採用されたという事実をドライバに警告するインジケータを動作状態にする動作と、車輪がロックしたらブレーキ中の早期のシフトダウンをキャンセルしシフトダウンしないようにする機能と、の少なくとも1つを実行し、
    駆動輪がロックした状態を検出するために、駆動輪の回転の特性変数の導関数がブレーキ中に解析され、ブレーキが動作状態で前記導関数が負でかつロックを表すしきい値(Sb)よりも低い場合には車輪のロックが検出されることを特徴とする、自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法。
  4. 前記駆動輪の回転の前記特性変数は乗り物の速度またはトルクコンバータタービンの速度であることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3記載の、自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法。
  5. (C1):ブレーキが開放されたか、かつ乗り物の速度が第1しきい値(Svv1)より低いか検査し、これらの条件が満足されていれば、第1時間遅延(T1)を開始するステップと、(C2):乗り物速度が第2しきい値(Svv2)より上かあるいは選択された比が現在比以上か検査し、これらの条件の1つが満足される場合には、第2時間遅延(T2)を開始するステップと、(C3):前記時間遅延(T1,T2)の一方が経過したか、あるいは自動変速がP、RあるいはNの位置にあるか、あるいは「キックダウン」が行われたか検査するステップと、これらの条件(C1,C2,C3)の1つが満足されれば、駆動輪がロックされている状態の終わりを検出するステップとで構成されることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3または請求項4記載の、自動変速を有した乗り物に実現するために意図された、滑りやすい地面を検出する方法。
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