JP5208210B2 - 坂道発進補助方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の坂道発進、あるいは発進(take-off)と呼ばれるものの補助分野に関する。

より詳しくは、本発明は、ブレーキによって予め静止状態に保たれた自動車の坂道発進補助方法に関し、方法は、
・車の傾斜を測定し、
・自動的にブレーキを解除するというステップからなる。

こうした方法における課題は、起こり得るエンジンストールの防止である。具体的には、ある種のエンジン、とりわけ低トルクのエンジンにおいては、とりわけ自動車の発進時に生み出される実際のエンジントルクと、発進に必要なエンジントルクとの間の差が、（典型的にはアクセルを踏み込むことで）補えない可能性がある。

こうした問題を解決するために、自動車に多数のセンサを用いることが公知の方法である。

しかしセンサの使用は、そのもののコストに加え、しばしば同時に、これらセンサによって与えられたデータの複雑な電子的管理を必要とし、これはさらに電子制御装置（ＥＣＵ）の計算時間を増大させる。

本発明の目的は、適用の容易な解決法を提案し、必要なセンサの数、よってとりわけ、こうした方法を用いることのコストを最小とすることを目的とすることで、これらの欠点を取り除くことである。

この目的を念頭に、本発明、さらには上述の序文に基づく装置は、さらに、
・エンジントルクとエンジン速度の間の線図を予め定め、
・坂道発進が許可されるゾーンとこうした発進が禁止されるゾーンを線図上で規定し、
・車のエンジン速度の値を与え、
・車のエンジントルクの値を与え、
・そこから線図上でのエンジンの動作点の座標を推定し、
・動作点の座標が線図の許可ゾーンになければ、ブレーキを自動的に解除しないというステップからなることを本質的な特徴とするものである。

この特徴により、自動車の傾斜センサが１つのみでよくなる。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照してなされた、説明的かつ非限定的な例として供された以下の説明を読むことでより明確となるであろう。

本発明の線図の実施例を示す。 本発明の方法の実施例を示す。

本発明の原理を説明するために、ブレーキによって予め静止状態に保たれた自動車について考察する。

ブレーキは、自動車の駐車ブレーキまたはフットブレーキとすることができる。すなわち本発明は、エンジンの種類に関係なく、エンジンの出力に関係なく、とりわけ、ギアボックスの種類に関係なく適用可能である。

坂道発進時、前記坂道発進の補助を得ることがますます望ましくなっている。上り坂（正の坂道）に停車し前方に動かねばならない車の場合、補助がないと、運転者がブレーキを解除した瞬間とエンジントルクが自動車を動かすのに十分となる瞬間との差に応じた時間だけ自動車が後ろに下がることが起こり得るものであり、これは、坂道が険しくかつ自動車が荷物を積み込んで、よってかなりの重量を有している場合に、なおさら発生しやすい。

さらに、エンジントルクの低いエンジンの場合にはとりわけ、ストールが起こりやすい。このストールの原因は、エンジンが自動車の発進に必要なトルクを生み出すことができないためであり、前記エンジンの速度の低下と相まっている。

これらの問題を、本発明によって、最小限のセンサで解決するために、エンジンの線図が定められる。こうした線図が図１に示されており、エンジン速度ＲＥＧに応じて発生するエンジントルクＣＰＬに対応している。

こうした線図は、例えば車が供用される前のエンジンのテストベンチで得られ、あるいは自動車の走行フェーズ中に定められる。その形状および値は、エンジンの種類によって決まるため、図１にはグラフ単位は示されていない。

任意のエンジンについて説明すると、図１に示されるように、その線図の包絡線は車の重量やそれが置かれるであろう坂道からは独立している。

本発明の方法の１つのステップは、車のエンジン速度の、好ましくはその瞬間における値を供給することからなる。このステップは、好都合には、当業者に公知の任意の手段を用いた前記速度の測定によって行われる。

本発明の方法の他のステップは、車のエンジントルクの、好ましくはその瞬間における値を供給することからなる。このステップは、好都合には、例えばインジェクション時間の測定によることを含む、当業者に公知の任意の手段を用いた前記トルクの推定によって行われる。

任意の時間ｔにおけるトルクＣＰＬ（ｔ）および速度ＲＥＧ（ｔ）の値が定まると、本発明の方法の他のステップは、そこから線図上での時間ｔにおけるエンジンの動作点の座標を推定することからなる。

時間ｔにおける動作点の座標は、好都合にはリアルタイムに定められる。

本発明によると、１つのステップは、許可ゾーンと禁止ゾーンを線図上に規定することからなる。これらのゾーンについては以下に説明され、この図１の例においては、許可ゾーンに関してサブゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、禁止ゾーンに関してサブゾーンＺ５、Ｚ６に対応している。

許可ゾーンは、エンジンが、自動車の運転者を介して、あるいはそれを目的とする制御手段を介して、発進に十分な、すなわち坂道およびばらつき（坂道センサ、車の重量、エンジン速度、およびエンジントルクのばらつき）の克服に十分なトルクを生み出し得るエンジン速度を達成可能なゾーンに対応している。

動作点の座標はいったん得られたならば、線図上にその位置を定めることを可能とし、それによって、この点が許可ゾーンにあるか禁止ゾーンにあるかを推定することを可能とする。

動作点の座標が線図の許可ゾーンにあれば、ブレーキは自動的に解除され、例えば制御手段がそのための信号を送ることができる。

なお、ある実施例においては、自動車にはフットブレーキと、運転者が前記ブレーキを解除した瞬間とエンジントルクが自動車を動かすのに十分となる瞬間の間、前記ブレーキへの圧力を維持し、よって自動車を保持するように作られた前記フットブレーキの制御手段とが設けられている。本実施例において、命令手段が前記フットブレーキの制御手段を操作する。

本発明によれば、用いられるセンサは１つのみでよく、これにより車の傾斜が測定可能となる。

車の傾斜、すなわちそれが置かれた坂道αの測定は、好都合には、以下に述べるような動的な方法で許可ゾーンおよび禁止ゾーンの規定を可能とする。

本発明によれば、自動車の重量を測定あるいは推定することなく、発進の補助を行うことが可能となる。

しかしながら、自動車の重量は、発進を可能とするためにエンジンによって生み出される必要のあるトルクに影響を及ぼす。

よって概略的には、坂道がより急になり自動車がより重くなるにつれ、発進を可能とするためには、より大きなエンジントルクが生み出されなくてはならない。

車の重量を知る手間を省くことができるように、許可ゾーンと禁止ゾーンは、好都合には、以下に述べるように規定される。

具体的には、線図が定められるとき、とりわけ例えばテストベンチでその包絡線が定められるときには、自動車の積載重量がどうなるかを知ることは不可能であり、それは乗客および荷物の数および重さによって決まる。

しかしながら、通常は規則によって、空荷時重量と呼ばれる自動車の最低重量と、満載時重量と呼ばれる最大積載許容重量とが定められている。これらの重量は、自動車ごとに決まっている。

本発明によると、したがって、図１に示すように、最大発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）および最小発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）を定めることが可能である。

最大発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）は、満載時に自動車を発進させるのに必要なエンジントルクに対応している。

最小発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）は、空荷の自動車を発進させるのに必要なエンジントルクに対応している。

上記から分かるように、これら２つのエンジントルクＣＰＬ＿Ｐ（α）およびＣＰＬ＿Ｖ（α）は、坂道αによって決まる。

したがって、２つの坂道α１、α２に関しては、α２＞α１の場合、ＣＰＬ＿Ｐ（α２）＞ＣＰＬ＿Ｐ（α１）、ＣＰＬ＿Ｖ（α２）＞ＣＰＬ＿Ｖ（α１）である。

坂道α、すなわち車の傾斜の測定は、満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）および空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）の閾値を決定することを可能とし、これは前もって較正されている。

これら閾値のおかげで、好都合には、線図上で許可ゾーンと禁止ゾーンを動的に規定することが可能である。

したがって典型的には、禁止ゾーンは、エンジン速度と無関係に、空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）よりも低い任意の発生エンジントルク値に対応する第１のサブゾーン（図１のＺ５）を有する。

動作点の座標がサブゾーンＺ５の点に対応しているなら、その場合は本発明に基づき、発生エンジントルクが空荷時の発進に不十分であり、こうした状況ではブレーキは自動的に解除されるべきではないと考えられる。

好都合には、よって許可ゾーンおよび／または禁止ゾーンを複数のサブゾーンにさらに区分することが可能である。

したがって、発進許可ゾーンはとりわけ、その座標は発生エンジントルクが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）より大きく、そのエンジン速度は最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）より大きい任意の動作点を含む範囲からなる（図１）。

この範囲は、図１のサブゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３に対応する。

より具体的には、許可ゾーンはしたがって第１のサブゾーンＺ１を有するものとでき、ここではエンジントルクが、空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）と分散トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）−ＣＰＬ＿Ｖ（α）の合計に対応する満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）よりも大きい。

線図の包絡線と満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）の値の交差点は、２つのエンジン速度：最高公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）、最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）を規定する。

最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）は、それに足りなければ満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）よりもエンジントルクの小さいエンジン速度である。

最高公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）は、それを越えれば満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）よりも発生エンジントルクが小さくなるエンジン速度である。

上記から分かるように、満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）および空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）は、好都合には坂道αによって決まる。よって、最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）および最高公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）も同様に、好都合には坂道αによって決まる。

許可ゾーンは第２のサブゾーンＺ２を有するものとでき、ここではエンジントルクが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）より大きく（そして満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）より小さく）、かつエンジン速度が最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）と最高公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）の間にある。

許可ゾーンは第３のサブゾーンＺ３を有するものとでき、ここではエンジン速度が最高公称速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）より大きく、かつエンジントルクが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）よりも大きい。

この第３のサブゾーンＺ３が許可ゾーンの一部を形成しているのは、発生エンジントルクが満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）以下のこのサブゾーンにあっても、自動車の運転者によって、あるいは制御状態において、エンジン速度を単純に下げることによって、第１のサブゾーンＺ１または第２のサブゾーンＺ２に対応し、よって自動車の発進に十分なエンジントルクを生じる能力に対応した、最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）と最高公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）間のエンジン速度を容易に見い出し得るためである。

許可ゾーンはさらに第４のサブゾーンＺ４を有するものとでき、ここではエンジントルクが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）、加速トルク、および運動制限トルクの合計よりも大きく、ここでエンジン速度は、最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）よりも小さい。

このサブゾーンＺ４では、エンジン速度は最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）よりも小さいものの、発生エンジントルクが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）、加速トルク、および運動制限トルクの合計よりも大きいため、エンジン速度が最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）に到達するのに必要なトルクがエンジンによって発生可能であると考えられる。

反対に、発生エンジントルクが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）、加速トルク、および運動制限トルクの合計よりも小さく、かつエンジン速度が最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）よりも小さければ、エンジン速度が最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）に到達するのに必要なトルクがエンジンによって発生できず、自動車がストールする恐れがあるため発進は許可されるべきではないと考えられる（サブゾーンＺ６）。

本発明はまた、図２のフローチャート式に表すこともできる。

図２は、本発明の方法の実施形態を、特にアルゴリズムの形で示すものである。

本発明のアルゴリズムは、好都合にはコンピュータプログラムによって適用される。本発明のコンピュータプログラムは、前記プログラムがコンピュータで実行されたときに先に規定された方法のステップを実行するためのプログラムコード命令からなる。

第１のステップでは、エンジントルクＣＰＬの値が与えられる。

次に第２のステップでは、エンジントルクの値が満載時の発進トルクＣＰＬ＿Ｐ（α）と比較される。差が正であれば、発進が許可１００される。このステップは、動作点の座標がサブゾーンＺ１にあるかどうかを判定可能とする。

そうでなければ、エンジントルクＣＰＬが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）よりも大きいかどうか、およびエンジン速度が最低公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）と最高公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）の間にあるかどうかを判定するための計算が行われる。

肯定の場合、発進が許可される。このステップは、動作点の座標がサブゾーンＺ２にあるかどうかを判定可能とする。

否定の場合でも、ＣＰＬ＞ＣＰＬ＿Ｖ（α）であれば、速度ＲＥＧが最高公称エンジン速度ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）と比較される。

速度ＲＥＧ＞ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α）であれば、この場合、発進は許可される。このステップは、動作点の座標がサブゾーンＺ３にあるかどうかを判定可能とする。

速度ＲＥＧ＜ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）であり、かつエンジントルクＣＰＬが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）、加速トルク、および運動制限トルクの合計よりも大きければ、この場合、発進は許可される。このステップは、動作点の座標がサブゾーンＺ４にあるかどうかを判定可能とする。

発生エンジントルクＣＰＬが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）、加速トルク、および運動制限トルクの合計よりも小さく、かつＲＥＧ＜ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α）であれば、発進は禁止される。このステップは、動作点の座標がサブゾーンＺ６にあるかどうかを判定可能とする。

同様に、発生エンジントルクＣＰＬが空荷時の発進トルクＣＰＬ＿Ｖ（α）より小さければ、発進は禁止される。このステップは、動作点の座標がサブゾーンＺ５にあるかどうかを判定可能とする。

上述のステップは、必ずしも連続的とは限らない。連続的な場合も、ステップの順序に関して他の並びが可能である。

Claims (5)

1. ブレーキによって予め静止状態に保たれた自動車の坂道発進補助方法であって、
   ・車の傾斜（α）を測定し、
   ・自動的にブレーキを解除するというステップからなり、
   方法がさらに、
   ・エンジントルクとエンジン速度の間の線図を予め定め、
   ・坂道発進が許可されるゾーン（Ｚ１〜Ｚ４）とこうした発進が禁止されるゾーン（Ｚ５、Ｚ６）を線図上で規定し、
   ・車のエンジン速度（ＲＥＧ）の値を与え、
   ・車のエンジントルク（ＣＰＬ）の値を与え、
   ・これらの値から線図上でのエンジンの動作点（ＲＥＧ、ＣＰＬ）の座標を推定し、
   ・動作点の座標が線図の許可ゾーンになければ、ブレーキを自動的に解除しないというステップからなり、
   線図の許可されるゾーン（Ｚ１〜Ｚ４）および禁止されるゾーン（Ｚ５、Ｚ６）が、前記傾斜（α）に従って規定される、自動車の空荷時の発進トルク（ＣＰＬ＿Ｖ（α））、自動車の満載時の発進トルク（ＣＰＬ＿Ｐ（α））、最低公称エンジン速度（ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α））および最高公称エンジン速度（ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α））により定められることを特徴とする方法。
2. 少なくともエンジントルク（ＣＰＬ）の値が、自動車の空荷時の発進トルク（ＣＰＬ＿Ｖ（α））以上である場合のみ、ブレーキを自動的に解除するステップが行われるものである請求項１に記載の方法。
3. 許可ゾーンが、第１のサブゾーン（Ｚ１）を有し、第１のサブゾーン（Ｚ１）ではエンジントルク（ＣＰＬ）が、空荷時の発進トルク（ＣＰＬ＿Ｖ（α））と分散トルクの合計に対応する満載時の発進トルク（ＣＰＬ＿Ｐ（α））よりも大きい、請求項１または２に記載の方法。
4. 許可ゾーンが、第２のサブゾーン（Ｚ２）を有し、第２のサブゾーン（Ｚ２）では、
   ・エンジントルク（ＣＰＬ）が、空荷時の発進トルク（ＣＰＬ＿Ｖ（α））より大きく、
   ・エンジン速度（ＲＥＧ）が、最低公称エンジン速度（ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍｉｎ（α））と最高公称エンジン速度（ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α））の間にある、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 許可ゾーンが、第３のサブゾーン（Ｚ３）を有し、第３のサブゾーン（Ｚ３）では、
   ・エンジン速度（ＲＥＧ）が、最高公称速度（ＲＥＧ＿Ｎ＿ｍａｘ（α））より大きく、
   ・エンジントルク（ＣＰＬ）が、空荷時の発進トルク（ＣＰＬ＿Ｖ（α））より大きい、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。

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