JP5330521B2 - 衝突の場合における車両ブレーキ装置の調節方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の車両ブレーキ装置の調節方法に関するものである。

独国特許出願公開第１９７５３９７１号明細書により、衝突状況が検出された場合に、ドライバの設定以上にそれにより自動的にブレーキ力が形成される、車両ブレーキ装置の制御方法が公知である。衝突において、ブレーキ力の自動的形成により、事故の大きさが低減されるか、ないしは後続事故が阻止される。追加のブレーキ力に基づき、車両は停止状態に保持されるか、または短時間内に停止状態とされる。

ブレーキ力の自動的形成は所定のドライバ応答により遮断可能である。このために、自動的ブレーキ力形成が遮断されるように、満たされていなければならない種々の条件が定義される。独国特許出願公開第１９７５３９７１号明細書に、基準として、車両速度が同時に最小値を超えている場合においてドライバがブレーキ・ペダルおよび／またはサイド・ブレーキ（駐車ブレーキ）を解放していることが挙げられる。加速ペダルを操作した場合においてもまた、自動的ブレーキ力形成が遮断される。ドライバが、意識的な応答に基づき、車両のただ１回の操作および制御を介して主導権を取り戻すことがこの方法の背景である。

しかしながら、この場合、衝突の場合におけるドライバによる走行ペダルの操作、即ち加速ペダルまたはブレーキ・ペダルの操作は、いずれの場合においても、必ずしもドライバの意識的な応答によるものではないことが考慮されるべきである。パニック応答によってもまたドライバはペダル類を操作することがあり、このことは、それが自動的ブレーキ力発生を継続するときにおいてよりも危険な走行状況に導くときでさえも、自動的ブレーキ力形成を無効にしてしまう。

独国特許出願公開第１９７５３９７１号明細書

本発明の課題は、車両の衝突の場合に、事故の大きさを低減させることである。

この課題は、本発明により、請求項１の特徴により解決される。従属請求項は目的に適った変更態様を与える。

本発明による車両ブレーキ装置の調節方法においては、衝突の場合に、車両速度をできるだけ急速に低下させるか、または衝突の瞬間に車両が既に停止状態にある場合に、衝突の衝撃によって発生した車両運動を低減させ且つ車両を停止させるために、自動的にブレーキ力が形成される。ブレーキ力はブレーキ装置の作動によって自動的に形成され、この場合、ブレーキ装置は、油圧式ブレーキ・ユニット、電気油圧式ブレーキ・ユニット、電動式ブレーキ・ユニットまたは場合により電気空気式ブレーキ・ユニットを含んでいてもよい。ブレーキ・ユニットは制御／操作装置例えばＥＳＰ制御装置（電子式安定性プログラム）の操作信号により調節される。発生した衝突または間近かに差し迫っている衝突に関する情報は、車両固有のセンサ装置を介して、例えばレーダ支援センサ、ライダ・センサ、超音波センサまたは光学センサのような周辺センサ装置を介して制御／操作装置に供給され、これらのセンサを用いて車両への衝撃が検出可能である。センサ信号として、例えば車両速度、縦方向加速度、横方向加速度、ヨーレートまたは車輪滑り値のような縦方向および横方向動特性に対する１つまたは複数の状態変数がそれにより決定可能な走行状態センサもまた対象となる。最後に、車両内の１つまたは複数のエアバッグが開放されたとき直ちに自動的ブレーキ力形成が実行されることにより、エアバッグ・センサ装置の信号もまた処理可能である。

衝突の場合および自動的ブレーキ力形成において、ドライバの自主性をできるだけ保証し且つドライバに十分に車両に関する主導権を与えるために、自動的ブレーキ力形成を遮断させる所定のドライバの応答が特定される。ドライバの応答がブレーキ力形成ないしはブレーキ力発生を遮断させるかまたは継続させるかの特定において、ドライバが主導権をもつことの利点が、自動的ブレーキ力発生を遮断させることによる可能な欠点と対比されなければならない。したがって、遮断によって追加の危険を発生させないために、ドライバの応答は、意識的な遮断と、ドライバのパニック応答によるそれに伴う自動的ブレーキ力形成の遮断とができるだけ確実に区別可能なように特定される。

本発明により、車両の走行ペダルの操作、即ちブレーキ・ペダル、加速ペダルないしはアクセルおよび／または場合により存在するクラッチ・ペダル並びにサイド・ブレーキ（駐車ブレーキ）のためのペダルの操作がドライバにより所定の強さで並びに最小操作期間の間保持されたとき、自動的ブレーキ力形成は遮断される。この場合に高い確率で意識的なドライバの応答が特定可能であり、このことは、車両特性に関する主導権を、自動的に作動されたブレーキ装置から、ドライバに再び取り戻すことを意味する。これに対して、ドライバのパニック応答は、通常は制限された、より高い力によるペダル類の比較的短時間の操作によって特徴づけられる。このようなパニック応答は、ペダルの対応するより高い操作期間を介して、意識的なドライバの応答から区別される。

意識的なドライバの応答が検出され且つ自動的ブレーキ力形成が遮断されるように、車両内の１つのペダルがドライバによってそれ以上の期間操作されなければならない最小操作期間は、固定期間として設定されても、または状況に応じて、その期間が走行状態変数特に車両速度の時間経過の関数である可変期間として決定されてもよい。種々のドライバの応答が区別可能であり、この場合、ドライバの応答に応じて、固定最小操作期間が使用されても、または可変最小操作期間が使用されてもよい。即ち、例えば、ドライバが自動的なブレーキ力係合の間に自身で十分にブレーキ・ペダルを操作し且つこれによりブレーキ力を発生するとき、衝突の発生後において加速ペダルを操作するとき、および／または衝突の発生前に予め加速ペダルを操作するときには、例えば固定最小操作期間で十分であることがわかり、この場合、上記のいずれの状況においても、自動的ブレーキ係合が遮断されるように、設定された最小操作期間以上にわたりペダル操作が行われなければならない。

これに対して、最小操作期間の可変設定は、衝突の場合にドライバが加速ペダルのみならずブレーキ・ペダルもまた操作するか、または加速ペダルに追加してクラッチ・ペダルもまた使用したときのような走行状況において使用されることが好ましい。この操作期間は、この場合、走行状態変数特に車両速度が所定の値に到達したのちに設定される。即ち車両が最小速度に到達するまでの間上記のペダル操作が行われたときに自動的なブレーキ係合を遮断することが目的に適っている。ドライバのこの動作においては、車両速度の増加が高い確率でドライバの意向であることが推測可能である。

しかしながら、基本的に、意識的なドライバの応答が推測可能であり且つ自動的なブレーキ力発生が遮断されるように、達成されるべき状態変数値として、例えば車両がそれを下回らなければならない下限値例えば下限速度しきい値が定義されてもよい。さらに、考慮されるべき走行状態変数として、例えば車両加速度ないしは車両減速度に対する、縦方向または横方向動特性の加速度値を設定してもよい。

最小操作期間を固定期間として考慮するかまたは可変期間として考慮するかは、車両のブレーキ装置内において両方の可能性が相互に同時に実行可能であり且つ対応するドライバの応答によってはじめて固定期間ないしは可変期間が使用されるように、状況に応じて決定される。

固定最小操作期間のみならず可変最小操作期間においてもまた、この期間の開始は固定してまたは可変に決定可能である。固定の開始は、例えば、緊急対応期間に続いて所定の期間が経過したのちの特定の時点に決定される。可変の開始は、１つまたは複数の状態変数の経過の関数であり、例えば、ドライバによるブレーキ・ペダルの操作に基づく圧力上昇経過と、自動的なブレーキ力形成に基づく圧力上昇経過との交点の関数である。

装置により本来操作として検出され、それに続いて評価が行われたのちに、場合により自動的なブレーキ力発生が遮断されるためには、１つの走行ペダルの操作が所定の最小値に到達していなければならない。走行ペダル操作として、絶対レベルのほかにペダル操作の勾配もまた考慮される。その他の条件が存在したときに自動的なブレーキ力形成を遮断させるドライバの応答が検出されるように、ペダル操作は最小レベルで行われなければならないことが有意義である。最小レベルは、例えば、当該ペダルがドライバにより静止位置ないしは発進位置から調節される大きさ以上に決定される。しかしながら、ペダル操作の効果例えばドライバにより発生されるブレーキ力形成の大きさもまた考慮される。

自動的なブレーキ力発生の意識的な遮断を決定するための追加情報として、勾配が考慮されてもよい。例えば、きわめて急な勾配は、ペダル操作における比較的緩やかに経過する勾配よりもむしろパニック応答を示している。

場合により、自動的なブレーキ力発生の遮断に関して、ドライバのペダル操作の最大レベルもまた考慮される。即ち、ブレーキ・ペダル操作を介して自動的なブレーキ力発生のブレーキ力レベルが到達されたか、ないしはそれが超えられた場合に対してのみ遮断を実行することが目的に適っている。

他の利点および目的に適った実施形態が、その他の請求項、図面の説明および図面から得られる。

図１は、前方および後方ブレーキ装置と、並びにブレーキ装置を調節するための制御／操作装置とを備えた自動車を略図で示す。 図２は、自動的に発生されたブレーキ力がドライバによる十分なブレーキ操作によって遮断される場合に対して示された、時間の関数としての、ペダル操作ないしは自動的に発生されたブレーキ力の種々の経過を有する線図を示す。 図３は、衝突後並びに同時に行われた自動的ブレーキ係合の間に、自動的に発生されたブレーキ力が加速ペダルの操作によって遮断される場合を有する他の線図を示す。 図４は、ドライバが衝突前に既に加速ペダルを操作していた場合を表わした線図を示す。 図５は、ドライバが、自動的ブレーキ力形成を遮断するために、加速ペダルのみならずブレーキ・ペダルもまた操作した場合に対する線図を示す。 図６は、ドライバが、自動的ブレーキ力発生を遮断するために、加速ペダルのみならずクラッチ・ペダルもまた操作した場合に対する線図を示す。

図１に、自動車１が略図で示されている。自動車１はかじ取りハンドル２の操作を介して制御され、この場合、かじ取りハンドル２内にエアバッグ３が組み込まれ、エアバッグ３は付属されたエアバッグ操作装置１４の操作を介して開放される。自動車１は、前方ブレーキ装置１０および後方ブレーキ装置１１を備えたブレーキ装置を有し、この場合、前方ブレーキ装置１０のブレーキ・ユニットは前車軸６に回転可能に装着された前車輪４および５に作用し、後方ブレーキ装置１１のブレーキ・ユニットは後車軸９に回転可能に装着された後車輪７および８に作用する。ブレーキ・ユニットとして、油圧式ブレーキ、電気油圧式ブレーキ、電動式ブレーキまたは場合により電気空気式ブレーキもまた使用され、この場合、前方および後方ブレーキ装置１０ないしは１１のブレーキ・タイプは場合により相互に異なっていてもよい。

ブレーキ装置１０および１１は制御／操作装置１２の操作信号を介して調節され、制御／操作装置１２は、場合によりＥＳＰ制御装置である。データ・ライン例えばＣＡＮバスを介して、制御／操作装置１２はエアバッグ操作装置１４と結合されている。さらに、制御／操作装置１２はセンサ装置１３からセンサ信号を受け取り、センサ装置１３を用いて、縦方向および／または横方向動特性の走行状態変数、例えば車両縦方向速度、縦方向加速度、横方向加速度、ヨーレートまたは車輪滑り値が決定可能であることが好ましい。さらにまたは代替態様として、センサ装置１３は周辺センサ装置もまた含み、周辺センサ装置を用いて、自動車１の周辺、例えば前方走行車両との車間距離および相対速度が測定される。周辺センサ装置として、レーザ支援センサ、ライダ・センサ、光学センサまたは超音波センサが考慮される。

自動車１が他の車両またはその他の対象物と衝突した場合、ブレーキ装置１０および１１内に自動的にブレーキ力を形成するための操作信号が制御／操作装置１２内において発生され、この自動的ブレーキ力形成により、事故の損害の大きさを低減させることが可能である。基本的に、自動的ブレーキ力形成はドライバによるブレーキ・ペダルの操作とは無関係に行われる。しかしながら、ブレーキ・ペダルがドライバにより操作された場合に対してもまたブレーキ力の自動的形成が可能であり、この場合、自動的ブレーキ力形成はより早い時点において行われることが好ましく、これにより、ドライバによるブレーキ力形成における遅れが自動的なブレーキ力形成によって補償される。

車両の制御に関してドライバに十分な自主性を残しておくために、ドライバが応答によって自動的ブレーキ力形成を遮断可能な所定の走行状況が特定される。以下の図２−６に、自動的ブレーキ力形成を遮断させるこのような５つの異なる走行状況が説明されている。

図２において、横座標に時間ｔが目盛られている。時点ｔ_０において車両の衝突が発生したとする。この時点ｔ_０においては、線図２０に示す加速ペダルのみならず線図２１に示すブレーキ・ペダルもまた操作されていない状態にある。線図２２はブレーキ力の自動的形成（ＳＣＭ（＝Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｏｌｌｉｓｉｅｎ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ）、二次衝突の軽減）のための装置の作動経過を示す。ブレーキ力を自動的に形成するためのＳＣＭ装置もまた、衝突が発生した時点ｔ_０においては、線図２２に示すように、操作されていない状態にある。

次の時点ｔ_１において、ブレーキ力を自動的に形成するためにＳＣＭ装置が作動される。それに対応して、線図２２の経過は、時点ｔ_１において、作動化状態を表わすより高い値にジャンプする。同時に、線図２３に示すブレーキ圧力は、ブレーキ操作に基づき、ＳＣＭ装置を介して最大値に到達するまで上昇する。

ＳＣＭ装置により調節された最大ブレーキ圧力は、次の時点ｔ_２の直後において到達される。ｔ_１とｔ_２との間の期間は緊急対応期間と定義され且つ図２においてｔ_{ｓｃｈｏｃｋ}として表わされている。この間にドライバにより行われたペダル操作は、自動的ブレーキ力形成の可能な遮断に関しては無視される。図２に示す実施例においては、時点ｔ_２に到達する直前に、線図２１に示すように、ドライバによりブレーキ・ペダルが操作される。しかしながら、このブレーキ・ペダル操作は、ブレーキ・ペダル操作の結果としてドライバにより発生されたブレーキ圧力が線図２４に示すように上昇したときにおいても、自動的ブレーキ力形成をけっして遮断させることはない。

ＳＣＭ装置ないしはドライバに基づく圧力線図２３および２４の交点によって表わされている時点ｔ_３においてはじめて、自動的ブレーキ力形成の可能な遮断に関してドライバの応答が考慮される。時点ｔ_３の直後に、ドライバによりブレーキ・ペダル操作を介して達成された最大ブレーキ力レベルに到達されている。このブレーキ力レベルが時点ｔ_４まで保持された場合、ＳＣＭ装置を介しての自動的ブレーキ力発生は、図２に示す実施例に示されているように遮断され、その後に、線図２３に示す圧力経過もまた値０まで低下する。ｔ_３とｔ_４との間の期間はｔ_{ｄｅａｃｔ}と表わされ、これは、この間ドライバによりブレーキ・ペダル操作が保持されなければならない最小操作期間であり、しかもそのときのブレーキ圧力は、ＳＣＭ装置により発生されるブレーキ圧力よりも上方になければならない。図２に示されているような場合、自動的ブレーキ力発生の遮断が行われる。

次の図３−６において、そこに目盛られている時点ｔ_０−ｔ_４は図２に示す実施例と同じ意味を有している。線図もまた同じ符号がつけられているので、種々の線図の意味に関しては同様に図２の説明が参照される。

図３に、時点ｔ_０に衝突が発生し且つ時点ｔ_１とｔ_２との間の緊急対応期間ｔ_{ｓｃｈｏｃｋ}が経過したのちに、信号線図２０が示すように、ドライバが加速ペダルを操作した状況が示されている。２０ａにより加速ペダル操作の調節ストロークが示され、線図２０ｂは調節ストローク２０ａに対する勾配を示す。ブレーキ・ペダルは操作されないままであり、それに対応して、ブレーキ・ペダルに対する信号線図２４は連続して値０をとっている。

時点ｔ_３とｔ_４との間の最小操作期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}は、前の実施例と同じ期間を示し、この期間の間ペダル操作は保持されなければならず、これにより、時点ｔ_４において、ＳＣＭ装置を介しての自動的ブレーキ力発生が遮断される。加速ペダルの操作は、線図２０、２０ａおよび２０ｂに示すように、最小操作期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}のスタートを表わす時点ｔ_３に到達する前に既に行われる。ｔ_３とｔ_４との間、加速ペダルの操作は保持されたままである。

最小操作期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}の開始および終了を表わす時点ｔ_３およびｔ_４は固定設定される。例えば、開始ｔ_３は時点ｔ_２における緊急対応期間ｔ_{ｓｃｈｏｃｋ}の終了後に設定される。時点ｔ_４における終了は最小操作期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}の所定の期間により決定される。

図３の実施例において、線図２０に示す加速ペダルは、時点ｔ_０における衝突の発生後にはじめてドライバにより操作されている。これに対して、図４に示す実施例においては、時点ｔ_０における衝突の発生前に既に加速ペダルがドライバにより操作された状況が示され、このことは、ｔ_０の前に既に操作において上昇を示している図４内の線図２０からわかる。加速ペダルの操作は、線図２０に示すように保持され、しかも期間ｔ_{ｓｃｈｏｃｋ}内の緊急対応期間の間のみならず最小操作期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}内においても保持されるので、ＳＣＭ装置の非作動化に対する条件もまた満たされている。線図２２からわかるように、それに対応して、時点ｔ_４において自動的ブレーキ力発生が遮断される。

図３においてのみならず図４においてもまた、線図２０ａに示す加速ペダルの操作は、考慮される全期間の間単調に増加し、即ち、操作が上昇しているかぎりまたは到達レベルに保持されているかぎり、操作はリセットされない。

図５に示す実施例においては、線図２０および２１からわかるように、ドライバは加速ペダルのみならずブレーキ・ペダルもまた操作している。操作は同時に行われ、しかも時点ｔ_２とｔ_３との間、即ち、緊急対応期間ｔ_{ｓｃｈｏｃｋ}の経過後に行われる。ドライバによるブレーキ・ペダルの操作に基づき、ドライバにより発生されたブレーキ圧力もまた、線図２４に示すように上昇する。線図２４が示すように、ブレーキ圧力最大値にほぼ到達した時点ｔ_３において非作動化期間ないしは最小操作期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}が開始し、時点ｔ_４までの最小操作期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}の長さは固定ではなく、ある走行状態変数が所定の値に到達したことの関数である。この実施例においては、走行状態変数は車両速度である。時点ｔ_４、即ち非作動化期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}の終了は、車両速度がしきい値ないしは最小値に到達したときに達成される。それに続いて、線図２２からもわかるように、ＳＣＭ装置を介しての自動的ブレーキ力形成は遮断される。

図６に、ドライバが、線図２０に示す加速ペダルのみならず、線図２５に示すクラッチ・ペダルもまた操作した状況が示されている。操作の開始は、時点ｔ_２とｔ_３との間の期間内、即ち緊急対応時間ｔ_{ｓｃｈｏｃｋ}の経過後に存在する。両方のペダルは同時に操作され、操作は、時点ｔ_４を超えるまで継続して保持されたままである。時点ｔ_３における非作動化期間ないしは最小操作期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}の開始は、線図２４に示すドライバにより発生されたブレーキ圧力最大値の到達と一致する。時点ｔ_４における非作動化期間ｔ_{ｄｅａｃｔ}の終了は、前の実施例と同様に、ある走行状態変数が付属の最小値ないしはしきい値に到達したとき直ちに、例えば、実際の車両速度が付属の最小値をとったときに達成される。それに続いて、ＳＣＭ装置による自動的ブレーキ力発生が遮断される。

自動的ブレーキ力発生の遮断が上記のドライバの応答に制限されていることが目的に適っている。したがって、その他のドライバの応答は、ＳＣＭ装置により発生された自動的ブレーキ力発生を遮断させることはない。

１ 車両（自動車）
２ かじ取りハンドル
３ エアバッグ
４、５ 前車輪
６ 前車軸
７、８ 後車輪
９ 後車軸
１０ 前方ブレーキ装置
１１ 後方ブレーキ装置
１２ 制御／操作装置
１３ センサ装置
１４ エアバッグ操作装置
２０ 加速ペダル操作線図
２０ａ 加速ペダルの調節ストローク
２０ｂ 加速ペダルの調節ストロークの勾配
２１ ブレーキ・ペダル操作線図
２２ ブレーキ力の自動的形成線図
２３ 自動的形成によるブレーキ圧力線図
２４ ドライバによるブレーキ圧力線図
２５ クラッチ・ペダル操作線図
ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、ｔ_４ 時点
ｔ_{ｄｅａｃｔ} 最小操作期間（非作動化期間）
ｔ_{ｓｃｈｏｃｋ} 緊急対応期間

Claims (14)

1. 衝突の場合に自動的にブレーキ力が形成され、ブレーキ力の自動的形成が所定のドライバの応答によって遮断される、車両ブレーキ装置の調節方法において、
   ドライバによる車両（１）の１つの走行ペダルの操作が所定の強さで且つ最小操作期間（ｔｄｅａｃｔ）の間保持されたとき、自動的ブレーキ力形成が遮断され、
   種々のドライバの応答が区別され、ドライバの応答に応じて、前記最小操作期間（ｔｄｅａｃｔ）として固定期間又は可変期間が定義され、前記可変期間の長さが走行状態変数の時間経過に依存することを特徴とする車両ブレーキ装置の調節方法。
2. 前記ドライバの応答が緊急応答であるか否かを決定するために、走行ペダル操作の勾配が考慮されることを特徴とする請求項１に記載の調節方法。
3. 考慮されるべき走行状態変数は、意識的なドライバの応答を推測し自動的なブレーキ力発生が遮断されることが可能な最小レベルに到達していなければならないことを特徴とする請求項１に記載の調節方法。
4. 考慮されるべき走行状態変数が車両速度であることを特徴とする請求項１または５に記載の調節方法。
5. 自動的なブレーキ力発生を遮断するか否かを決定するために、走行ペダル操作の最大レベルが考慮されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の調節方法。
6. 前記自動的ブレーキ力形成を遮断するために、最小レベルを有する走行ペダル操作が行われなければならないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の調節方法。
7. 前記自動的ブレーキ力形成の遮断が、ブレーキ・ペダルの操作に依存することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の調節方法。
8. 前記自動的ブレーキ力形成の遮断が、加速ペダルの操作に依存することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の調節方法。
9. 前記自動的ブレーキ力形成の遮断が、クラッチ・ペダルの操作に依存することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の調節方法。
10. 緊急応答期間後にはじめてドライバの応答が考慮されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の調節方法。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の調節方法を実行するための制御装置。
12. 請求項１１に記載の制御装置を備えたブレーキ装置。
13. ブレーキ力の自動的形成がＥＳＰ制御装置の操作信号を介して行われることを特徴とする請求項１２に記載のブレーキ装置。
14. 請求項１２または１３に記載のブレーキ装置を備えた車両。

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