JP5467555B2 - 運転者援助システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車用運転者援助システムであって、自動車の現在の運動状態を特徴づける作動データを検出する少なくとも１つの作動データセンサ、及び所定の作動状態が存在すると自動車の自発的非常制動を開始するために構成されている電気制御装置を有するものに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０１６００号明細書から、自動車用の最初にあげた種類の運転者援助システムが公知である。そこに記載されている非常制動システムでは、運転者援助システムにより開始される非常制動の場合、まず自動車の常用制動機が活動せしめられる。制動期間が長くなり、それにより自動車の速度が低下すると、常用制動機の制動力が減少される。それにより制動過程の終わりに、車両が駐車制動機によりほぼ完全に制動されるので、車両はがくんと動くことなく確実に停止する。

公知のシステムの欠点は、非常制動機操作の際制動システムの電気部品の損傷により、車両を確実に制動できないことである。車両が他の車両と衝突すると、制動システムの電気部品の故障により、車両を確実に止めることができない。

本発明の課題は、従来技術の欠点を克服することである。

本発明は、この課題を、非常制動の直前又は非常制動中又は非常制動後に自動車の駐車制動機を不活動位置から活動位置へもたらすように、電気制御装置が構成され、この活動位置で停電が駐車制動機を受動的に制動位置へもたらすことによって解決する。

本発明の利点は、非常制動の直前又は非常制動中又は非常制動後に、常用制動機又は駐車制動機の電気部品の完全な故障も、停止に至るまで車両が確実に制動され、その後止めておかれることである。非常制動中または非常制動後運転者が傷つくと、事故後車両の動き出しが阻止される。

この説明の範囲内で、自動車は例えば乗用自動車、貨物自動車、トラクタ・トレーラ又はバスを意味する。作動データセンサとは、特に自動車の運動状態を推論させるデータを検出するように構成されているセンサを意味する。自動車の運動状態とは、特に自動車の速度、加速度または加速度の時間的変化、又は先行車両に対する間隔及びこの間隔の一次又は二次導関数を意味する。作動データセンサが運動状態を直接測定することは望ましいが、必要ではない。運動状態を特徴付ける運動データを検出するために、例えば制動ペダル位置を検出すれば十分である。

作動データセンサが自動車の将来の運動状態を特徴づける作動データを検出するように構成されているという特徴は、特に作動データセンサが所定の確率で将来の運動状態の推論を可能にするデータを検出することを意味する。特に電気制御装置は、非常制動が所定の時間に差し迫っていることを所定の確率で示唆する作動データの存在する際、駐車制動機を活動位置へもたらすように構成されている。そのため電気制御装置において、例えば作動データセンサにより測定されるデータに所定の時間に非常制動が差し迫っていることの確率を割当てる予測アルゴリズムが実行される。

非常制動の直前又は非常制動中又は非常制動後に自動車の駐車制動機を活動位置へもたらすように電気制御装置が構成されているという特徴は、電気制御装置において、少なくとも１つの作動データセンサにより作動データを連続的に検出し、所定の作動データが存在すると信号を発生し、この信号に基いて非常制動を開始するか、又は非常制動操作のために作動状態が準備される状態に常用制動機をもたらすアルゴリズムが実行されることを意味する。

電気制御装置とは、特にデータを処理するために設けられて運転者援助システムの部品を制御するように構成されている装置を意味する。電気制御装置は複数の部分制御装置から成っていてもよい。互いに分離される個々の部分制御装置はなるべく駐車制動機、常用制動機及びエアバッグシステムに割当てられ、主制御装置から制御指令を受ける。

非常制動とは、特にできるだけ高い減速度で行われる自動車の制動を意味する。所定の作動データは例えば予備試験で求められて、電気制御装置の電気記憶装置に記憶される。

駐車制動機を活動位置にもたらす非常制動は、自発的即ち運転者によって開始されるのではない非常制動であるが、運転者により開始される非常制動であってもよい。非常制動が自動車を停止させるか又は自動車の最低速度を下回らせると、好ましい実施形態によれば、電気制御装置が制動信号を駐車制動機へ送信し、それにより駐車制動機が活動位置から制動位置へ移行する。制動位置で駐車制動機は制動力を及ぼし、勾配があっても自動車を確実にその場所に停止させる。運転者による加速ペダル及び／又は手動釈放装置の操作によって、駐車制動機が制動位置から釈放位置へもたらされる。それにより、非常制動後も車両を同様に再び釈放することができる。

好ましい実施形態では、電気制御装置が自動車のエアバッグの制御器を持つ接続装置に接続されて、非常制動の存在する場合エアバッグが始動されているか否かを検出するように構成されている。制御器は、エアバッグを始動されねばならない活動状況の検出用測定手段を含むことができる。測定手段は例えば加速度センサ及び／又は他の適当なセンサにより形成することができる。

更に電気制御装置は、エアバッグが始動されている時、駐車制動機を制御位置へもたらすように、プログラミングされている。自動車が障害物に衝突し、それによりエアバッグが始動した後、車両が常に確実に止めておかれ、従って自動車が例えば斜面において制御できないように転がり出すことがない、とうい点で有利である。

好ましい実施形態によれば、自発的な非常制動中に自動車が所定の最小減速度を下回る時、駐車制動機を調整して作動させるように、電気制御装置が構成されている。この場合常用制動機が欠陥のため必要な最小減速度を生じることができないことから出発する。好ましい実施形態によれば、常用制動機が滑る車道のため常用制動機が最小減速度を生じることができないか否かを確かめるために、ロック防止システムの作動データが読出されるようにすることができる。これが事実である場合、駐車制動機が制動位置へもたらされないようにすることができる。

好ましい実施形態によれば、従来技術から公知のように、駐車制動機をロック防止モードで作動させるように、電気制御装置が構成されている。非常制動の場合にも車両が確実に制御可能であると有利である。

本発明によれば、自動車が本発明による運転者援助システム、ばね負荷蓄圧槽を持つ電気−空気駐車制動機、及び常用制動機を持っている。ここで常用制動機とは、自動車を制動するように設計されている通常の制動機を意味する。駐車制動機は、電気制御装置で普通であるように、電気エネルギ又は空気圧エネルギが供給されない限り、ばね負荷蓄圧槽が自動車を制動するように構成されている。

好ましい実施形態によれば、駐車制動機が、自動車の通常作動の際安定な通電されない通過位置にある１安定保持弁、自動車の通常作動の際第１の位置にあって駐車制動機を自動車の圧縮空気供給装置に接続する２安定空気圧弁、及びばね負荷蓄圧槽を含んでいる。駐車制動機は、自動車の通常作動の際給気されて、制動力を及ぼさない。電気制御装置が、自発的非常制動の場合運転者援助システムにより駐車制動機を活動位置へもたらすように構成され、この活動位置において、保持弁が通電され、それにより２安定空気圧弁が第２の位置にあり、停電の場合保持弁が開いて駐車制動機を排気するように、駐車制動機が構成されている。停電の発生は、特に保持弁がもはや電流の作用を受けないことを意味する。それにより保持弁は安定な位置へ戻り、２安定空気圧弁がばね負荷蓄圧槽へ給気し、駐車制動機が制動力を自動車へ及ぼす。

本発明の実施例が添付図面により以下に説明される。

図１は、カメラ１２、間隔センサ１４、制動ペダルセンサ１６、回転速度計１８、及び加速度センサを持つエアバッグ制御器２０の形の作動データセンサを含む本発明による運転者援助システムを有する自動車１０を示している。間隔センサ１４は、走行方向Ｆにおいて自動車１０の前を走る先行車両２２に対する間隔Ａを求めるように構成され、例えばレーダセンサ又は超音波センサであってもより。カメラ１２は視野Ｇを持ち、先行車両２２も同様に検出するように構成されている。すべての作動データセンサは電気制御装置２４に電気接続されている。

電気制御装置２４は、常用制動機２６．１，２６．２，２６．３，２６．４及び後輪に作用する駐車制動機２８．１，２８．２に接続されている。常用制動機２６及び駐車制動機２８は、自動車１０の図示しない車輪に作用する数字なしの記号はそれぞれ物体を示している。

電気制御装置２４は、作動データセンサ１４，１６，１８，２０の作動データを受け、これらのデータから、場合によっては（記入されてない）運転者の支援なしに自動車１０を制動せねばならない非常制動状況が存在するか又はすぐ差し迫っているか否かを確かめる。非常制動が所定の確率ですぐに差し迫っているか、又は既に進行しているか、又は直前に起こったかを、電気制御装置２４が確かめると、この電気制御装置２４が駐車制動機２８を後述する活動位置へもたらす。非常制動が高い確率ですぐ差し迫っていることは、例えば運転者が記入されてない加速ベダルを急激に釈放することから推論される。

活動位置で駐車制動機２８は制動力を及ぼさないが、停電により制動力が及ぼされる状態にある。電気制御装置２４が非常制動のすぐ差し迫っていることを示す状態をまず検出するけれども、非常制動を行う必要がなく、それから電気制御装置２４が非常制動を必要としない状態を検出すると、電気制御装置２４は駐車制動機２８を活動位置から走行位置とも称される作動位置へ戻す。

図２は、ＣＡＳバスを介して電気制御装置２４に電気接続される電気−空気圧駐車制動機２８を示している。駐車制動機２４は、駐車制動機２８の手動操作に役立つ操作装置３２に電気ケーブルを介して接続されている制御ユニット３０を持っている。圧縮空気導管３４を介して、駐車制動機２８は更に圧縮空気システムの圧縮空気溜め３６に接続されている。導管２８を介して、ばね負荷蓄圧槽４０に圧縮空気を供給することができる。ばね負荷蓄圧槽４０が給気されていると、ばねのばね力に打勝って、制動片が係合状態に保たれる。ばね負荷蓄圧槽４０が排気されていると、即ち圧力なしであると、ばねが制動片を制動体へ押付け、それにより制動力を自動車１０に及ぼす。

駐車制動機２８は１安定保持弁４２及び２安定空気圧弁４４を含み、これらの弁はそれぞれ制御導線４６．１，４６．２を介して電気制御装置２４に接続されている。２安定空気圧弁４４は圧縮空気導管３４を介して圧縮空気溜め３６に接続され、かつ第１の位置を持ち、この位置で保持弁４２へ圧縮空気接続導管５０を介して圧縮空気を供給する。図２に示す第２の位置で２安定空気圧弁４４は、圧縮空気導管３４と圧縮空気接続導管５０との接続を遮断し、圧縮空気接続導管５０を排気する。

図２において、保持弁４２は通電されない第１の通過位置で示されている。通電されないということは、制御導線４６を通って電流が流れないことを意味している。図２に示す位置で、保持弁４２が圧縮空気接続導管５０を中継弁４１の制御入口に接続し、この中継弁４１がばね負荷蓄圧槽４０へ圧力を送り出す。通電されない状態で保持弁４２は、中継弁４１の制御入口への圧力流入を阻止し、それによりばね負荷蓄圧槽４０における圧力保持機能を可能にする。

通電状態で図２の３ポート２位置切換え空気圧弁４５は、トレーラ制御弁５１を圧縮空気導管３４の蓄圧に直接接続する。この機能はトレーラ監視位置において必要とされ、トラクタの制動の際この監視位置で、トラクタのばね負荷蓄圧槽４０の制動作用が車両全体を制動するのに十分であるか否かを検査するために、トレーラの制動機が釈放される。通電されない状態で図２の３ポート２位置切換え空気圧弁４５は、中継弁４１の出口に接続されている圧縮空気導管３８に、圧縮空気導管４９を接続する。

図３には本発明による電気−空気圧駐車制動機２９の別の実施例が示されている。この実施例は、図２に示す駐車制動機２８とは、３ポート２位置切換え空気圧弁４７の変わっている圧縮空気接続口の点で相違している。３ポート２位置切換え空気圧弁４７は、入口側を圧縮空気接続導管５０のみに接続され、この圧縮空気接続導管５０は、空気圧弁４４の位置に応じて圧縮空気溜め３６から給気されるか又は排気される。図３は、３ポート２位置切換え空気圧弁４７の通電されない状態が示されている。通電されない状態で３ポート２位置切換え空気圧弁４７は、圧縮空気をトレーラ制御弁５１へ導く圧縮空気導管４９に圧縮空気接続導管５０を接続する。同時に保持弁４２が通電されていないと、導管３８に、圧縮空気導管４９にあるのと同じ圧力が存在する。

３ポート２位置切換え空気圧弁４７が通電されると、圧縮空気接続導管５０と圧縮空気導管４９との接続が遮断されるので、保持機能が実現される。

図３においてトレーラ制御弁５１’及び圧縮空気導管４９’が破線で示されて、トレーラ制御弁の別の接続例を示している。圧縮空気導管４９’が実線で示すようではなく、破線で示すように接続されていることによって、３ポート２位置切換え空気圧弁４７の切換え動作が反転されるので、例えばトレーラ制御弁５１’に接続されているトレーラが、制動されることなく停止される。

以下の文章において、いわゆる活動位置を実現するために、保持弁４２の通電が話題にされる時、実線で示される図３の実施例による駐車制動機では、３ポート２位置切換え空気圧弁４７も圧縮空気導管５０と４９との接続を遮断又は阻止することを意味している。

図３に破線で示す実施例では、いわゆる活動位置を実現するため保持弁４２が通電されている時に、制御ユニット３０が３ポート２位置切換え空気圧弁４７に通電せず、従って圧縮空気接続導管５０と４９’との接続を遮断又は阻止するように、この制御ユニット３０が構成されている。

電気制御装置２４が、作動データセンサ１４，１６，１８，２０（図１参照）により、非常制動がすぐ差し迫っていること又は存在することを示唆する作動データを検出すると、電気制御装置２４は制御信号を制御ユニット３０（図２及び３）へ送信し、それにより制御ユニット３０がまず保持弁４２に通電する。それにより圧縮空気接続導管５０とばね負荷蓄圧槽４０との接続が遮断される。それにすぐ続いて制御ユニット３０が２安定空気圧弁４４を第２の位置へもたらし、この第２の位置で圧縮空気接続導管５０が排気され、圧縮空気溜め３６から分離される。保持弁４２が通電され、２安定空気圧弁４４が第２の位置にあると、駐車制動機２８は活動位置にある。

この活動位置でばね負荷蓄圧槽４０にはまだ圧縮空気がある。なぜならば、接続導管から圧縮空気が逃げないからである。停電が起こると、保持弁４２が通電されず、図２に示す通電されない状態へ戻る。圧縮空気接続導管５０及び空気圧弁４４を通って圧縮空気が周囲へ逃げ、ばね負荷蓄圧槽４０が負荷を除かれ、駐車制動機２８が制動力を自動車１０へ及ぼす。

電気制御装置２４が非常制動を開始すると、電気制御装置２４は、ロック防止センサ５２．１，５２．２，５２．３，５２．４（図１）により、常用制動機２６が規則正しく機能しているか否かを検出する。自動車１０の示されてない車輪の車輪回転数が時間と共に予め設定された閾値に相当するように変化しないことを、電気制御装置２４が検出し、かつ／又は所定の目標減速度より下にある減速度が加速度センサ２０により測定されることを、電気制御装置２４が検出すると、電気制御装置２４が減速要求信号を制御ユニット３０へ送信する。この減速要求信号は、制御ユニット３０によりばね負荷蓄圧槽４０にある空気圧力Ｐ_{Ｆｅｄｅｒｓｐｅｉｃｈｅｒ}を調整して、駐車制動機２８により制動される車輪がロック防止モードで減速するようにする。そのため公知のやり方で、常用制動機２６に付属しているロック防止センサ５２．１，５２．２，５２．３，５２．４の測定データが検出され、公知のやり方で処理される。常用制動機２４は規則正しく機能しているけれども、所定の目標減速度又は目標車輪回転数変化が得られないことを、電気制御装置２４が検出すると、これは、自動車１０の走行している車道が滑り易いことの示唆である。この場合電気制御装置２４は減速要求信号を抑制する。

非常制動中に電気制御装置２４は、図示しないエアバッグに付属している加速度センサ２０を常に監視する。エアバッグが始動されていると、電気制御装置２４は駐車信号を駐車制動機２８へ送信する。それにより制御ユニット３０が保持弁４２への給電を中断し、それにより通電が行われず、ばね負荷蓄圧槽４０が排気される。それにより、障害物例えば先行車両２２（図１）へ自動車１０が衝突した後、確実に停止が行われる。

電気制御装置２４により、まず非常制動状況のすぐ差し迫っていることが検出されるけれども、この非常制動状況が起こらない場合、電気制御装置２４が適当な信号を制御ユニット３０（図２）へ送信し、それにより制御ユニット３０がまず２安定空気圧弁４４を第１の位置へもたらし、それから保持弁４２を通電されない状態へもたらす。その場合駐車制動機２８は再び作動位置にある。

図４は、電気制御装置２４及び制御ユニット３０で実行されるプログラムの流れ図を示し、個々の処理段階は両方の装置のそれぞれ１つによって実行される。開始状況５４から始まって、非常制動状況検査段階５６において、非常制動状況が存在するか否かが検出される。ｎｏの場合常用制動機２６及び駐車制動機２８は作動位置に留まる。非常制動状況検査段階５６において非常制動状況が検出されると、衝突検出段階５８において、既に衝突が起こったか否かが確認される。これは例えばエアバッグシステムの問合せにより行われる。まだ衝突が起こらなかったことがわかると、適当な情報が常用制動機２８へ送られるので、常用制動機２６を介して減速が行われる。更に駐車制動機２８が上述した活動位置へもたらされる。

続いて自動車１０が既に停止しているか否かが検査される。ｎｏの場合電気制御装置２４により、所定の減速度閾値に達したか否かが検出される。ｙｅｓの場合処理が最初から始まる。ｎｏの場合上述した減速要求信号が制御装置２４から制御ユニット３０へ送信されるので、制御ユニット３０が上述したように駐車制動機２８の制動力を調整して変化する。その際減速の不足が滑り易い車道に帰因しているか否かが常に監視される。この場合減速要求信号が制御ユニット３０へ送信される。

車両が既に停止していると（段階６０）、電気制御装置２４が駐車信号を制御ユニット３０へ送信するので、自動車１０は駐車制動機２８を介して確実に止められる。

駐車制動機を活動位置へもたらすため、段階６２に示すように、保持弁４２が活動位置へもたらされ、空気圧弁４４が第２の位置へもたらされる。次の段階６４において、電気制御装置２４により、自動車１０が停止しているか否か、又は電気制御装置２４と制御ユニット３０との交信が中断されているか否かが、問い合わされる．ｙｅｓの場合段階６６において、駐車制動機２８が上述したように投入され、車両が安定な状態６８に達する。

本発明による運転者援助システムを持つ自動車の概略図を示す。 自動車にある本発明による運転者援助システムと共同作用する電気−空気圧駐車制動機の接続図を示す。 本発明による運転者援助システムと共同作用する電気−空気圧駐車制動機の別の実施例の接続図を示す。 本発明による運転者援助システムの電気制御装置に記憶されている本発明による方法の流れ図を示す。

符号の説明

１０ 自動車
２４ 電気制御装置
２８ 駐車制動機

Claims (8)

1. 自動車（１０）用運転者援助システムであって、
   （ａ）自動車（１０）の現在又は将来の運動状態を特徴づける作動データを検出する少なくとも１つの作動データセンサ及び
   （ｂ）所定の作動状態が存在すると自動車（１０）の自発的非常制動を開始するために構成されている電気制御装置（２４）
   を有するものにおいて、
   （ｃ）非常制動の直前又は非常制動中又は非常制動後に自動車（１０）の駐車制動機（２８）を不活動位置から活動位置へもたらすように、電気制御装置（２４）が構成され、この活動位置で停電が駐車制動機（２８）を受動的に制動位置へもたらす
   ことを特徴とする、運転者援助システム。
2. 非常制動後自動車（１０）が停止する際制動信号により駐車制動機（２８）を活動位置から制動位置へもたらすように、電気制御装置（２４）が構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の運転者援助システム。
3. 電気制御装置（２４）が、
   （ｉ） 自動車のエアバッグの少なくとも１軸加速度センサ（２）に接続され、かつ
   （ｉｉ）非常制動が存在する際エアバッグが始動されているかを検出し、かつ非常制動が存在する場合駐車制動機（２８）を制動位置へもたらすように構成されている
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の運転者援助システム。
4. 自発的な非常制動の場合自動車（１０）が所定の最小減速度を下回る時、駐車制動機（２８）を調整して作動させるように、電気制御装置（２４）が構成されていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の運転者援助システム。
5. 駐車制動機（２８）をロック防止モードで作動させるように、電気制御装置（２４）が構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の運転者援助システム。
6. （ａ）請求項１〜５の１つに記載の運転者援助システム、
   （ｂ）ばね負荷蓄圧槽（４０）を持つ電気−空気駐車制動機（２８）、及び
   （ｃ）常用制動機（２６）
   を持つ自動車。
7. （ｉ） 駐車制動機（２８）が
   自動車（１０）の通常作動の際安定な通電されない通過位置にある１安定保持弁（４２）、
   自動車（１０）の通常作動の際第１の位置にあって駐車制動機（２８）を自動車（１０）の圧縮空気供給装置に接続する２安定空気圧弁（４４）、及び
   ばね負荷蓄圧槽（４０）
   を含み、自動車（１０）の通常作動の際駐車制動機（２８）が給気され、
   （ｉｉ） 電気制御装置（２４）が、自発的非常制動の場合駐車制動機（２８）を不活動位置から活動位置へもたらすように構成され、
   この活動位置において、保持弁（４２）が通電され、それにより不安定な閉じた位置へもたらされ、２安定空気圧弁（４４）が第２の位置にあり、
   （ｉｉｉ）この第２の位置において、停電の場合保持弁（４２）が開いてばね負荷蓄圧槽（４０）を排気する
   ことを特徴とする、請求項６に記載の自動車。
8. 常用制動機（２６）用ロック防止システムが設けられ、非常制動の場合
   ロック防止システムにより、自動車（１０）の減速を特徴づける制動データ及びロック防止システムの作動を符号化する状態データを求め、
   制動データが所定の制動閾値に達せず、状態データが駐車制動機（２８）を持つ車軸にある常用制動回路の故障を示す時、駐車制動機（２８）が調整された制動力で制動を行うように、駐車制動機（２８）を制御する
   ように、電気制御装置（２４）が構成されている
   ことを特徴とする、請求項６又は７に記載の自動車。

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