JP5551152B2 - 間隔制御経済速度走行制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電気制御装置を含む常用制動機を持つ自動車用の間隔制御経済速度走行制御システムであって、電気制御装置が、自動車の走行データ及び先行車両に対する間隔データを検出し、走行データ及び間隔データから運動予測を作成し、駆動手段又は制動手段に影響を及ぼすことによって自動車の運動状態に影響を及ぼし、所定の限界減速度を仮定して、自動車の運転者の介入なしに動作する間隔制御経済速度走行制御システムにおいて、他の自動車との衝突の衝突確率が所定の衝突確率閾値を超過することを運動予測が示す時、警戒信号を自動車の運転者に与えるために設けられているものに関する。

このような間隔制御経済速度走行制御システムはＡＣＣ（適応経済速度走行制御）としても公知である。間隔制御経済速度走行制御システムは、先行車両に対する間隔を考慮して自動車の運動状態に影響を及ぼす。例えば自己の速度及び先行車両に対する相対速度のような多数のセンサデータから、先行車両に対する間隔が所定の閾値を下回ると、間隔制御経済速度走行制御システムにより、機関の出力が絞られるか、又は積極的に制動が開始される。

間隔制御経済速度走行制御システムは運転者の援助に用いられ、自発的な非常制動システムとは相違する。このような非常制動システムは、運転者に関係なく自発的な全制動を開始するために構成されている電子システムである。これに対し間隔制御経済速度走行制御システムは、自動車への間隔制御経済速度走行制御システムの介入により超過してはならない限界減速度を持っている。換言すれば間隔制御経済速度走行制御システムは、自動車を自動的に限界減速度より強く制御することができない。

車両監視を間隔制御経済速度走行制御システムが再び引受けることを運転者に適時に要求するために、間隔制御経済速度走行制御システムは運動予測を作成する。運動予測は、例えば自動車の速度及び加速度の形の走行データ及び先行車両に対する間隔データのような自動車の作動データから、特に先行車両に対する間隔を将来推定する数学モデルである。公知の間隔制御経済速度走行制御システムでは、先行車両との衝突を回避するため、所定の限界減速度より大きい加速度が必要であることを示すと、自動車の運転者へ警戒通報が出される。

公知の間隔制御経済速度走行制御システムの欠点は、運転者の介入が緊急に必要であっても、警戒通報が生じないため、運転者をすかして安心させる可能性があることである。

本発明の基礎になっている課題は、運転者へ常に適時に警戒信号を与える間隔制御経済速度走行制御システムを提案することである。

本発明は、最初にあげた種類の間隔制御経済速度走行制御システムにおいて、電気制御装置が、常用制動機により得られる最大制動減速度を計算可能にする制動オパラメータを検出し、最大制動減速度が所定の減速度閾値を下回る時、限界減速度を減少することによって、この課題を解決する。

その利点は、常用制動機がその仕様による制動減速度に達することができず、従って警戒信号の欠除が運転者に偽りの安全性を信じ込ませる時、警戒信号が一層早く与えられることである。常用制動機が例えば持続する制動により高温で作動している場合、運転者により動作せしめられる間隔制御経済速度走行制御システムが先行車両に対する間隔のみを確実に監視できるものと、運転者が誤って思うのを防止するために、警戒信号を一層早く出力せねばならない。しかし運転者が警戒信号を受けると、運転者は自発的に例えば車両速度を減少して、危険な状況を回避することができる。

更に現存の間隔制御経済速度走行制御システムを容易に本発明による間隔制御経済速度走行制御システムに拡張できることが有利である。そのために電気制御装置にある電気的プログラムを変更しさえすればよい。

本発明の範囲内で、自動車の作動データとは、特に走行データ即ち速度、加速度又は減速度に関するデータである。作動データは、機関データ特に機関出力であってもよい、換言すれば、作動データは自動車の運動状態に影響を及ぼす変化を持つようなデータである。自動車の作動データにはかじ取り角も属する。

間隔データとは、特に先行車両に対する間隔、先行車両に対する相対速度、又は先行車両に対する相対速度の変化を意味する。

運動予測とは、自動車において検出されるデータから、近い将来において例えば次の１０秒以内に先行車両に対する間隔についての予測を誘導するように構成されているアルゴリズムを意味する。衝突確率が所定の閾値を超過するという特徴は特に、間隔制御経済速度走行制御システムが運転者の介入なしでは先行車両との衝突を防止できず、警告信号の発生を正当化することを意味する。数学的な意味で確率を計算して、所定の閾値と比較することは必要でない。むしろ、運動予測に基いて、先行車両との衝突が切迫しているか否かについての表出が可能であれば十分である。

制動パラメータとは、特に最大に得られる制動減速度への逆推論を可能にするパラメータを意味する。制動パラメータが連続又は不連続な値をとることができる。例えば制動パラメータは、常用制動機の温度従って連続量を示すことができる。しかし常用制動機の所定の温度を超過しているか否かの２進状態のみを制動パラメータが符号化することも可能である。更に複数の制動パラメータを検出し、ディジタルメモリに記憶されている特性曲線図により、どんな最大制動減速度が存在するかを読出すことが可能である。制動パラメータとは、車輪に印加可能な最大トルクも意味し、この最大トルクは滑り防止制御装置により検出できる。

最大制動減速度とは、特に常用制動機により確実に得られる制動減速度を示す値を意味する。それは常用制動機により得られる最大値ではない。それは例えば常用制動機を損傷することなく、常用制動機によって得られる値であってもよい。

好ましい実施形態では、電気制御装置は、最大制動減速度が限界減速度を下回る時、限界減速度を減少するために設けられている。換言すればこれは、間隔制御経済速度走行制御システムが内部で所定の限界減速度を得ることから出発するが、これは大枠の条件のため可能でない場合である。この場合限界減速度が減少しないと、運転者が場合によっては制動によるだけで事故を防止することができない時に初めて、警戒信号が出されることになる。

特に好ましくは、電気制御装置が、最大制動減速度と安全係数との積に限界減速度を減少するために設けられている。それにより最大制動減速度が減速度閾値を下回る時、確実に警戒信号が常に早期に出される。

例えば限界減速度として２．５ｍ／ｓ^２が規定されており、制動パラメータが検出され、これらのパラメータから４ｍ／ｓ^２の最大制動減速度が求められ、それが数値的に例えば４．５ｍ／ｓ^２の所定の減速度閾値より下にあると、新しい限界減速度が０．５の安全係数と最大制動減速度との積、この例では０．５ｘ４ｍ／ｓ^２＝２ｍ／ｓ^２に設定される。運動予測から、２ｍ／ｓ^２の限界減速度を仮定して衝突のおそれがある時既に、運転者が警告され、また３．５ｍ／ｓ^２の限界減速度を仮定して衝突のおそれがる時に初めて、運転者には警告されない。

好ましい実施形態では、制動パラメータが、１つの常用制動機の温度又はすべての常用制動機の温度の関数である。常用制動機の温度がただ１つの制動パラメータである必要はない。高温の常用制動機が無理に負荷される時、これらの制動機は容易に破壊する可能性がある。速度の減少によって常用制動機の損傷を回避するために、警戒信号が早期に出される。特に新しい限界減速度が常用制動機の損傷に至る制動減速度より小さいように、この限界減速度が選ばれる。

電気制御装置が、制動システムから車両のデータバスを介して送信されかつＳＡＥ規格Ｊ１９３９−７１に規定されているＥＢＣ５通告から制動パラメータを抽出するために設けられていると、間隔制御経済速度走行制御システムが特に簡単に構成される。

滑る道路で警戒信号を出すことができるようにするため、好ましい実施形態によれば、電気制御装置が、自動車のロック防止システムが所定の時間内例えば１０秒以内に常用制動圧力を制御するために動作したか否かを検出し、ロック防止装置により得られる制動減速度を検出しかつ得られた制動減速度から最大制動減速度を求めるために設けられている。例えば時間の関数である制動減速度から、最大値、最小値又は平均値を計算することが可能である。こうして得られる値は、新しい限界減速度を得るため、場合によっては安全係数に乗算される。

電気制御装置が、ロック防止システムが現在常用制動機を制御しているか否かを検出し、現在得られるロック防止システムの最大制動減速度を検出しかつ現在得られる制動減速度から限界減速度を求めるために設けられているのが、特に好ましい。これにより車道のグリップが早く変化する場合、警戒信号を常に適時に出すことができる。

電気制御装置が、ロック防止システムが自動車のデータバスを介して送信しかつＳＡＥ規格Ｊ１９３９−７１に規定されたＥＢＣ１通告から“ＡＢＳ制御動作”信号を抽出しかつ車両速度及び／又は車輪速度に基いて求められる減速度を求めるために設けられていると、間隔制御経済速度走行制御システムが特に簡単に構成される。その場合、速度又は回転数の値から加速度が求められる。それは例えば回転数データを時間に関して１次又は２次微分することによって行うことができる。

添付図面に基いて、本発明の実施例が以下に説明される。

自動車用の本発明による間隔制御経済速度走行制御システムの概略図を示す。

図１は、前面１２を持ちかつ概略的に示す道路上を走行方向Ｆに進む自動車１０を示す。先行車両検出装置により、自動車１０の前を走行する先行車両１６を検出することができる。先行車両検出装置は、先行車両１６を検出し、従って先行車両が存在するか否かについての情報を供給し、他方自動車１０の前面１２と先行車両の後面との間隔Ａを求めるために、設けられている。

自動車１０は、自動車１０の走行速度ｖ_Ｆの形で走行データを検出する走行データ検出装置である車輪速度及び／又は車両速度用検出装置１８を含んでいる。自動車１０は更にヨーレイトセンサ２０及び選択的に例えばエアバッグシステムの一部である減速度センサ２２を含んでいる。ヨーレイトセンサ２０及び減速度センサ２２も同様に走行データセンサであり、ヨーレイト及び減速度又は加速度の形で走行データを検出する。

走行データセンサ１８，２０，２２は、電気導線を介して電気制御装置２４に接続され、電気制御装置２４は更に間隔Ａを求める間隔センサ２６に接続されている。間隔センサ２６は、例えば５０ｍｓの時間間隔で測定データを検出し、それから先行車両１６に対する間隔Ａを計算する。間隔Ａの変化から、車両速度ｖ_Ｆをベクトル的に相対速度ｖ_{ｒｅｌａｔｉｖ}に加えることにより、更に自動車１０と先行車両１６との相対速度ｖ_{ｒｅｌａｔｉｖ}が求められる。

走行データセンサ１８，２０，２２のデータから、電気制御装置２４が運動予測を作成し、この運動予測により間隔Ａ及び場合によってはそれ以外の値例えば将来の相対速度が、将来における時間ｔに関係して外挿される。

メモリ２８には限界減速度ａ_{ｇｒｅｎｚ}が記憶されている。走行データは、自動車１０が限界減速ａ_{ｇｒｅｎｚ}で制動される時、自動車１０が先行車両１６に追突しそうであるか否かを、連続的に確かめる。追突しそうな場合電気制御装置２４は、出力装置３０を介して警戒信号を自動車１０の運転者に与える。この警戒信号は、光、触覚及び／又は音であってもよい。

電気制御装置２４は常用制動機３２．１，３２．２，３２．３，３２．４の形の制動手段に接触している。４つの常用制動機が存在することは必要でなく、多車軸自動車ではもっと多くの常用制動機があってもよい。常用制動機３２は制動制御装置を含み、データバス３４を介して電気制御装置２４に接続されている。データバス３４はＳＡＥＪ１９３９規格に従って動作し、データバス３４により常用制動機３２の制動パラメータを検出する電気制御装置２４と常に交信する。これらの制動パラメータは例えば常用制動機の温度、その動作準備及びその作動状態、例えば常用制動機３２のロック防止システムがちょうど動作しているか否かである。

データバス３４上の制動パラメータから、例えば電気制御装置２４が、交信した制動パラメータをメモリ２８に記憶されている特性曲線図と合わせることによって、得られる最大制動減速度ａ_ｍａｘを連続的に求める。例えば、常用制動機３２．１〜３２．４の少なくとも１つが上昇した温度を持ち、この温度のため、常用制動機が損傷なしに印加することができしかも数値的に限界減速度ａ_{ｇｒｅｎｚ}より小さい最大制動減速度ａ_ｍａｘしか可能でない場合、電気制御装置２４が限界減速度ａ_{ｇｒｅｎｚ}の新しい値をメモリ２８へ書込む。限界減速度ａ_{ｇｒｅｎｚ}のこの新しい値は、最大制動減速度ａ_ｍａｘと例えば０．７５の安全係数Ｓとの乗算によって得られる。

さて新しい限界減速度ａ_{ｇｒｅｎｚ}を仮定して、車両１０が先行車両１６に追突するかも知れない事態が生じると、警戒信号が出される。その場合運転者は、例えば車線を変更するか、又は数値的に限界減速度ａ_{ｇｒｅｎｚ}より上にある減速度で制動を開始することができる。更に運転者に対し、常用制動機３２が上昇した温度Ｔを持っていることを表示して、運転者が例えば低速切換えにより常用制動機３２の負荷を軽減することができるようにする。

電気制御装置２４が、ＥＢＣ１データバス信号から、少なくとも２〜３の常用制動機３２に対してロック防止システムが動作していることを抽出すると、電気制御装置２４は減速度センサ２２を介して最大制動減速度ａ_ｍａｘを検出する。その代わりに最大制動減速度ａ_ｍａｘは、車輪速度及び／又は車両速度用検出装置１８の回転速度計データの２回微分により計算される。上述したように電気制御装置２４は、メモリ２８に記憶されている限界減速度ａ_{ｇｒｅｎｚ}の値を変化する。

上述した方法は連続的に実施される。所定の時間後に、規格に従って設定される限界減速度ａ_{ｇｒｅｎｚ}より数値的に上にある最大制動減速度ａ_ｍａｘが求められるように、制動パラメータが形成されていると、モモリ２８において例えばａ_{ｇｒｅｎｚ}＝２．５ｍ／ｓ^２の限界減速度の最初の値が再び設定される。

自動車１０が滑り防止制御装置を持っている場合、制動パラメータとして車輪に印加可能な最大トルクも検出することができる。

Claims (11)

1. 電気制御装置（２４）を含む常用制動機を持つ自動車用の間隔制御経済速度走行制御システムであって、電気制御装置（２４）が、
   （ａ）自動車の走行データ及び先行車両に対する間隔データを検出し、
   （ｂ）走行データ及び間隔データから運動予測を作成し、
   （ｃ）駆動手段又は制動手段に影響を及ぼすことによって自動車の運動状態に影響を及ぼし、
   （ｄ）所定の限界減速度（ａ_{ｇｒｅｎｚ}）を仮定して、自動車の運転者の介入なしに動作する間隔制御経済速度走行制御システムにおいて、他の自動車との衝突の衝突確率が所定の衝突確率閾値を超過することを運動予測が示す時、警戒信号を自動車（１０）の運転者に与える
   ために設けられているものにおいて、
   電気制御装置（２４）が、
   （ｅ）常用制動機により得られる最大制動減速度（ａ_ｍａｘ）を計算可能にする制動パラメータ即ち最大に得られる制動減速度への逆推論を可能にするパラメータを検出し、
   （ｆ）最大制動減速度（ａ_ｍａｘ）が所定の減速度閾値を下回る時、限界減速度（ａ_{ｇｒｅｎｚ}）を減少する
   ために設けられていることを特徴とする、間隔制御経済速度走行制御システム。
2. 減速度閾値が限界減速度であることを特徴とする、請求項１に記載の間隔制御経済速度走行制御システム。
3. 電気制御装置（２４）が、最大制動減速度と安全係数との積に限界減速度を減少するために設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の間隔制御経済速度走行制御システム。
4. 制動パラメータが、常用制動機の温度及び／又は滑り防止制御を介して検出されて車輪に最大に印加可能なトルクであることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の間隔制御経済速度走行制御システム。
5. 電気制御装置が、制動システムが自動車のデータバスを介して送信されかつＳＡＥ規格Ｊ１９３９−７１に規定されているＥＢＣ５通告から制動パラメータを抽出するために設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の間隔制御経済速度走行制御システム。
6. 電気制御装置が、
   自動車のロック防止システムが所定の時間内に常用制動圧力を制御するために動作したか否かを検出し、
   ロック防止装置により得られる制動減速度を検出しかつ得られた制動減速度から最大制動減速度を求める
   ことを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の間隔制御経済速度走行制御システム。
7. 電気制御装置が、
   ロック防止システムが現在常用制動機を制御しているか否かを検出し、
   現在得られるロック防止システムの最大制動減速度を検出しかつ現在得られる制動減速度から限界減速度を求める
   ために設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の間隔制御経済速度走行制御システム。
8. 電気制御装置が、
   ロック防止システムが自動車のデータバスを介して送信しかつＳＡＥ規格Ｊ１９３９−７１に規定されているＥＢＣ１通告から“ＡＢＳ制御動作”信号を抽出しかつ車両速度及び／又は車輪速度に基いて求められる減速度又はセンサにより直接検出される減速度から制動パラメータを求める
   ことを特徴とする、請求項７に記載の間隔制御経済速度走行制御システム。
9. 請求項１〜８の１つに記載の間隔制御経済速度走行制御システムを持つ自動車。
10. （ａ）自動車の走行データ及び先行する車両に対する間隔データを検出し、
    （ｂ）走行データ及び間隔データから運動予測を作成し、駆動手段又は制動手段に影響を及ぼすことにより、自動車の運動状態に影響を及ぼし、
    （ｃ）所定の限界減速度を仮定して、他の自動車との衝突の衝突確率が所定の衝突確率閾値を超過することを運動予測が示す時、自動車の運転者に警戒信号を与え
    （ｄ）常用制動機の制動パラメータ即ち最大に得られる制動減速度への逆推論を可能にするパラメータから得られる最大制動減速度を計算しかつ
    （ｅ）最大制動減速度が所定の減速度閾値を下回る時、限界減速度を減少する段階を持つ自動車の作動方法。
11. 連続して反復されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

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