JP5651783B2 - 自動車用ブレーキ制御システム、制御方法および該制御システムを備えた自動車 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ブレーキ制御システムに関する。特に、排他的ではないが、それは坂道での自動車制御を容易にするためのブレーキ制御システムに関する。本発明の実施態様は、システム、方法および車両に関する。

坂道での自動車制御を容易にするための既存のブレーキ制御システムが多数ある。

特許文献１は、特にオフロード条件で使用される車のためのヒルディセントモードを備えたブレーキ制御システムを開示している。当該ブレーキ制御システムは、車両の各車輪に関連したブレーキを制御するために、電子制御ユニットとブレーキ制御システムを備える。車両のギアが入ったことが検知されたときも、コントロールユニットをヒルディセントモードに入れるためにスイッチの形式のドライバインタフェースが使用される。このモードにおいて制御ユニットは、検知された車速が予め設定された目標速度を超えているときに車両を減速するためにブレーキをかけることで車速を制御する。

オフロードで自動車を運転するとき、斜面上に停止する必要があるかもしれない。この文脈において、特許文献２は、ブレーキ指令手段（例えば、ブレーキペダルなど）の作動に基づいたブレーキによって与えられた制動力によって車両が静止して斜面上にとどまっている時を検知するようにブレーキ制御手段が構成されたブレーキ制御システムを開示している。制動力の解放は、ブレーキを解放するためのブレーキ指令手段が作動した後の斜面の険しさに応じて制御される。

特許文献２のブレーキ制御システムは、静止位置からある程度の下り坂への移動を円滑にするのに役立つが、ひとたび下り坂に入ると車両の制御を行わない。もちろん、特許文献２のシステムは、特許文献１のシステムと組み合わせて使用してもよいが、これはまだ、例えば、特許文献２のシステムによるブレーキの解放後に車両が加速し、特許文献１のシステムの目標速度を超えたときに強くブレーキをかけなければならない場合に、状況によっては、がたがた（そのため、ある程度、制御されていない）と坂を下る原因となる可能性がある。

欧州特許第０７８４５５１（Ｂ１）号明細書 欧州特許出願公開第１７７７１３３（Ａ１） 号明細書

本発明の目的は、上述の課題を解決または最小限に抑える改善されたブレーキ制御システムを提供することである。本発明の他の目的および利点は、後述の明細書、請求の範囲および図面から明らかになるであろう。

したがって、本発明の実施態様は、添付された特許請求の範囲で請求されているようなシステム、方法および車両を提供する。

保護を受けようとする発明の別の実施態様によれば、複数の車輪と、１つまたは複数の車輪に制動力を与えるためのブレーキと、車両の動きを検知するための動作検知手段とを備える自動車用のブレーキ制御システムを提供し、該システムは、制動力を与えるためのブレーキを作動させるブレーキ作動手段と、該ブレーキ作動手段を制御するブレーキ制御手段とから構成され、該ブレーキ制御手段は、動作検知手段によって検知された動作に基づいて車両の加速度を判定し、判定された加速度が設定された加速限界を超えた場合にブレーキ作動手段が確実に制動力を与えるように構成されている。

車両の加速度が設定された加速限界を超えたときにブレーキ作動手段が確実に制動力を与えるようにすることで、本発明のシステムは、坂全体を滑らかに下れるようにして車両のコントロールを強化できる。

有利には、本ブレーキ制御手段は、所定の周期の間、好ましくは１００ミリ秒以内に検知された車両の動きに基づいて車両の加速度を判定するように構成されてもよい。もちろん、車両の加速度は、例えば、好ましくは１００ミリ秒以内、より好ましくは５０ミリ秒以内、最も好ましくは２０ミリ秒以内の複数の時間周期に基づいて、都合良く判定されてもよい。周期をより短時間にすることで、より正確かつ迅速な加速度の判定、したがって、より正確かつ迅速なブレーキ応答を可能にし、よりスムーズな坂の降下や車両をより良く制御するのを確実になる。

車両の加速度の判定は、動作検知手段自体の中で行われてもよいことが理解されるであろう。したがって、ブレーキ制御システムは、特にブレーキ制御手段は、動作検知手段と一体的に機能するか、および/または、動作検知手段を含んでいてもよい。より一般的には、ブレーキ制御手段は、単一の電子制御ユニット、または１つまたは複数の制御ユニットを有してもよい。

本ブレーキ制御手段は、固定値、例えば１ｍｓ^-2を下回る値に加速限界を設定するように構成（または構成）されていてもよい。固定された加速限界は、例えばインターフェースを介して、ユーザ入力に基づいてもよい。別の方法として、より好ましくは、本ブレーキ制御手段は、１つまたは複数の車両条件や運転者の入力に基づいて加速限界を動的に設定するように構成されてもよい。

実施形態において、本ブレーキ制御手段は、所望の駆動トルクを測定し、所望の駆動トルクに基づいて加速限界を動的に設定するように構成されてもよい。ブレーキ制御手段は、車両のアクセルペダル位置センサの信号を形成する所望の駆動トルクを測定し、任意にさらにギア選択センサからの信号を考慮してもよい。このように、アクセルペダル位置センサおよび/またはギア選択センサは、ブレーキ制御システムと一体的に機能し、および/またはブレーキ制御システムの一部を形成してもよい。

所望の駆動トルクに基づいて動的に加速限界を設定すると、車両の加速度が運転者の意思に合うため、車両は特に滑らかに坂を下ることができる。この点、ブレーキ制御手段は所望のトルクを増やして設定された加速限界を増やすように構成されているのが有利である。

ギア選択センサの信号に基づいた所望の駆動トルクの判定には、選択されたギアに関連する係数をアクセルペダル位置センサの信号に掛けることが含まれていてもよい。有利には、ブレーキ制御手段は、ギアが選択されていない場合（すなわち、車両がニュートラル）、アクセルペダル位置センサの信号とは無関係に加速限界を設定するように構成されてもよい。

運転者の意思に最大限合わせるため、本ブレーキ制御手段は、所望の駆動トルクに関連する所望の加速度を判定し、所望の加速度以上のしきい値に加速限界を設定するように構成されてもよい。所望の加速度は、車両の勾配ゼロの状態（すなわち、水平面上）での所望の駆動トルクによって生じる加速度の推定値に都合良く一致させてもよい。有利には、本ブレーキ制御手段は、上記所望の加速度よりも０から１ｍｓ^-2の範囲にある値に加速限界を設定するように構成されてもよい。

また、本ブレーキ制御手段は、車両の勾配に応じて加速限界を設定するように構成されてもよい。車両の勾配は、ブレーキ制御システムと一体的に機能する、および/または、ブレーキ制御システムの一部を形成する傾斜計などの車両の勾配検知手段によって検知してもよい。ブレーキ制御手段は、増大した車両の勾配に応じて加速限界を下げるように構成されてもよい。

有利には、車両の進行方向は、ブレーキ制御手段によって（動作検知手段との通信によって）監視されてもよい。有利には、本ブレーキ制御手段は、選択されたギアを参照して、車両が意図した方向または意図しない方向に走行しているかどうかを判定するように構成されてもよい。有利には、本ブレーキ制御手段は、進行方向に応じて加速限界を設定し、車両が意図した方向に動いているときよりも車両が意図しない方向に動いているときの方が加速限界を任意に低い値に設定するように構成されてもよい。

本ブレーキ制御システムは、ユーザ・インターフェースを介して選択し得る作動状態および不作動状態を任意に設けてもよい。ブレーキ制御手段は、システムをスタンバイ状態にすることで従来通りに、または車両では達成できない高いレベルに加速限界を設定することで簡便に、システムを不作動にしてもよい。

本システムは、ドライバブレーキペダルとブレーキ制御手段と通信を行うブレーキペダル位置センサとを備えていてもよい。場合によっては、ブレーキ制御手段が単に制動力を監視する場合に、運転者の入力によって追加の制動力の必要性が無くなる。このようにブレーキ制御手段は、関連する制動力が、例えばブレーキペダルを通じて運転者からの入力によって既に与えられていないときは、好ましくは制動力の供給量を単に増やしてもよい。本発明において、運転者の入力を必要に応じて補完するために制動力を有利に与えてもよい。静止摩擦を最大化するために制動力を車両の全ての車輪に与えてもよい。

本ブレーキ制御システムは、完結したものであってもよく、または例えば特許文献１および/または特許文献２に記載されているような、他のブレーキ制御システムと組み合わせて機能してもよい。

保護を受けようとする発明の更に別の実施態様によれば、自動車のブレーキを制御するための方法が提供されており、当該方法は、所望の駆動トルクを測定し、所望の駆動トルクに基づいて車両の加速限界を設定し、車両の加速度を判定し、判定された加速度が設定された加速限界を超えている場合は、ブレーキが確実に制動力を与えることを有している。

保護を受けようとする発明の更に別の実施態様によれば、本発明の一実施態様に係るブレーキ制御システムを備えるか、または本発明の別の実施態様に係る方法を用いるように構成された自動車が提供される。

本出願の範囲内では、前述の段落、特許請求の範囲および/または後述の明細書および図面において提示された様々な実施態様、実施形態、実施例、機能及び代替案を、独立して、または任意の組み合わせで採用しても良いことを想定している。本発明の一つの実施態様に関して記載された特徴および利点は、機能の非互換性がある場合を除き、本発明の他の実施態様に準用する。

以下の添付図面を参照しながら、実施例によって本発明を説明する。
本発明の一形態を具現化する自動車用のブレーキ制御システムの概略図である。 動作モードにおける図１のブレーキ制御システムの動作をまとめたフローチャートである。

図１を参照すると、本発明の第１の実施形態によれば、ヒルディセントモードを有するブレーキ制御システムと共に自動車１０が破線の輪郭で示されている。

ヒルディセントモードが作動時は、本発明の目的のために、ブレーキ制御システムは作動状態である。一方、ヒルディセントモードが不作動時は、本発明の目的のために、ブレーキ制御システムは不作動状態である。

ブレーキ制御システムは、特にヒルディセントモードは、さらに、特許文献１または特許文献２に記載されているような、本発明に関連していない他のブレーキ機能を実行してもよい。

ブレーキ制御システムは、従来の方法で４つの車輪１２のそれぞれにディスクブレーキ１１を備えたブレーキ装置を含む。各ディスクブレーキ１１は、油圧ブレーキ作動手段として機能するブレーキ油圧制御（ＨＣ）ユニット１４によって油圧ライン１３を介して作動される。 ＨＣユニット１４は、ブレーキ制御手段として機能する電子制御（ＥＣ）ユニット１５により制御される。図１は、本発明に係るブレーキ制御システムの最も重要な機能部品の図である。ブレーキ制御システムの更なる詳細は、特許文献１に記載されており、参照によって明細書の中に含まれているので、これ以上は説明しない。

ＥＣユニット１５は、車速センサ１６の形式の動作検知手段からの車速信号と、各車輪１２に設けた車輪速センサ１７からの各車輪速信号と、アクセルペダル位置センサ１９を組み込んだアクセル（またはスロットル）ペダル１８からのドライバ要求信号とを受信する。また、ＥＣユニット１５は、ドライバヒル制御スイッチ２０からのヒルディセント信号と、駆動ギヤセンサ２１からのギア信号と、勾配検知手段、この例では傾斜計２２からの傾斜角信号とを受信する。ＥＣユニット１５は、ブレーキペダル２４上のブレーキライトスイッチ９からのペダルブレーキ信号を受信する。

また、ブレーキペダル２４は、ＨＣユニット１４の一部を形成するブレーキ圧センサ２３と接続されているマスタシリンダ８に関連付けられている。ブレーキ圧センサ２３は、ＥＣユニット１５にブレーキ圧センサ２３からドライバブレーキ信号を送信するように構成されている。

ＥＣユニット１５は、ヒル制御スイッチ２０が運転者によってスイッチオンされるたびにヒルディセントモードを選択するようにＨＣユニット１４を制御するように動作する。ＥＣユニットは、ブレーキとアクセルペダル２４、１８からのオペレータの入力と連動して（すなわち対応して）作動できる。

自動車１０を運転するとき、坂を下ることが望ましい場合もある。統制下で坂を下って運転者を支援するため、ＥＣユニット１５は、システムが作動状態で、車両の加速度が設定された加速限界を超えていると動作検知手段が判定すると、ブレーキ作動手段が確実に制動力を与えるように設定（構成）されている。

システムの第１の動作モードでは、加速限界は固定値０.５ｍｓ^-2に設定されている。 ＥＣユニット１５は、車速センサ１６によって検知される車両の動きを監視し、１０ミリ秒の周期で車両の加速度を判定する。加速度が加速限界０.５ｍｓ^-2を超えているとわかると、次にＥＣユニット１５は、適切な制動力がブレーキペダル２４を介して運転者によって既に与えられているかどうかを判定するために、継続的にＥＣユニット１５によって監視されているブレーキ圧センサ２３からの信号を確認する。（たとえあったとしても）不十分な制動力がブレーキペダルを介して与えられている場合、ＥＣユニット１５は、車両の加速度を限界の０．５ｍｓ^-2以下に抑えるために制動力を与えて維持するようにＨＣユニット１４に指令を送る。

システムの第２の動作モードについて、図２を参照しながら説明する。車両がギアに入っていない場合や、意図しない方向に走行している場合にのみ、このモードでは、加速限界は固定値０.５ｍｓ^-2に設定される。一方、車両が選択されたギアに関連する意図した方向に移動している場合、加速限界は所望の駆動トルクに基づいて動的に設定される。

第２の動作モードでは、ひとたびヒルディセントモードが作動すると、ＥＣユニット１５はギヤセンサ２１を介してギアが選択されているかどうかをチェックする。ギアが選択されていない場合、またはＥＣユニットが車速センサ１６を介して、車両が（選択したギアに基づく）意図しない方向に走行していると判定すると、ＥＣユニット１５は固定された加速限界０.５ｍｓ^-2に設定する。

しかし、いかなる段階であっても、ＥＣユニット１５は、ギアが選択され、選択されたギアに関連する意図した進行方向に車両が動いていることをギヤセンサ２１から知らされ、次に、ＥＣユニットは、アクセルペダル位置センサ１９によって示される所望の駆動トルクに基づいて加速限界を動的に設定する。

具体的には、ＥＣユニットは、アクセルペダル位置と選択されたギアに関連する所望の加速度を動的に判定する（またはテーブルまたはマップを調べる）。所望の加速度は、車両がゼロ勾配状態、すなわち平地上にある場合に予想される加速度の概算値に相当し、重量やドラッグ（drag）などの車両についての既知の情報に基づいている。

１０ミリ秒の周期で判定される所望の加速度は、加速限界を設定するための基礎としての役割を果たす。加速限界は所望の加速度の０.５ｍｓ^-2上に設定されている。（図２に示されていない）第２の動作モードの変形例では、ＥＣユニット１５は、傾斜計２２からの信号を確認し、車両が２０％より大きな勾配上にあると検知されると、加速限界を所望の加速度と等しくなるように調整する。

ひとたび加速限界が固定値（ギアが選択されていないか、または車両が意図しない方向に動いている場合）として、または動的な値（車両が意図した方向に移動している場合）として設定されると、次にＥＣユニット１５は、車速センサ１６によって検知される車両の動きを監視し、１０ミリ秒周期で継続的に車両の加速度を判定する。加速度が加速限界を超えているとわかると、ＥＣユニット１５は、継続的にＥＣユニット１５によって監視されているブレーキ圧センサ２３からの信号を確認し、適切な制動力が既にブレーキペダル２４を介して運転者によって与えられているかどうかを判定する。（たとえあったとしても）不十分な制動力がブレーキペダルを介して与えられている場合、ＥＣユニット１５は、車両の加速度を限度内に抑えるために制動力を与えて維持するようにＨＣユニット１４に指令を送る。

次の使用例は、本発明の第１の実施形態に係るブレーキ制御システムの第２の動作モードを説明するために提供されている。

・車両１０は下り坂ギアで急な坂を下って運転される。車両の加速度は、所望の加速度プラス０.５ｍｓ^-2を超える。 ＥＣユニット１５は、制動力を発生させるＨＣユニット１４にコマンドを送信し、所望の加速度プラス０.５ｍｓ^-2に車両の加速度を制限する。

・車両１０は下り坂ギアで急な坂を下って運転される。運転者がギアを変更し、新しいギアによって車両が加速する。加速度は所望の加速度プラス０.５ｍｓ^-2を超える。ＥＣユニット１５は、制動力を発生させるＨＣユニット１４に指令を送信し、所望の加速度プラス０.５ｍｓ^-2に車両の加速度を制限する。

意図した方向への移動について説明したように、意図しない方向への移動と関連する加速限界が所望のトルクに基づいて設定されるように第２の動作モードを変更できる。

より一般的には、本発明の範囲から逸脱することなく、第１の実施形態のブレーキ制御システムに多くの変更を加えることができることが理解されるであろう。例えば、ブレーキ制御システムの作動は、ヒルディセントモードの作動に依存している必要はない。したがって、第１の実施形態のブレーキ制御システムは、本発明の第２の実施形態によれば、車両の運転中はいつでも作動したままになるように変更できる。

Claims (15)

1. 複数の車輪と、１つまたは複数の前記車輪に制動力を与えるブレーキと、車両の動きを検知する動作検知手段とを備えた自動車用のブレーキ制御システムであって、
   前記システムは、制動力を与えるために前記ブレーキを作動させるためのブレーキ作動手段と、該ブレーキ作動手段を制御するブレーキ制御手段とを備え、
   前記ブレーキ制御手段は、前記動作検知手段によって検知された動作に基づいて前記車両の加速度を判定し、判定された前記加速度が所定の加速限界を超えた場合に前記ブレーキ作動手段が確実に制動力を与えるように構成され、
   前記ブレーキ制御手段は、所望の駆動トルクを測定し、前記所望の駆動トルクに基づいて前記加速限界を動的に設定し、前記所望の駆動トルクを増加させながら前記所定の加速限界を増加させるように構成された
   ことを特徴とするブレーキ制御システム。
2. 作動状態と不作動状態を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御システム。
3. 前記ブレーキ制御手段は、前記加速限界を１つまたは複数の車両条件および/または運転者の入力に基づいて動的に設定するように構成された
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
4. 前記ブレーキ制御手段は、前記車両がニュートラルであれば、前記車両のアクセルペダル位置センサの信号とは無関係に前記加速限界を設定するように構成された
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
5. 前記ブレーキ制御手段は、所望の駆動トルクに応じて所望の加速度を判定し、前記所望の加速度以上のしきい値で前記加速限界を設定するように構成された
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
6. 前記ブレーキ制御手段は、選択されたギアを参照して前記車両が意図した方向または意図しない方向に走行しているかどうかを確認し、進行方向に応じた前記加速限界を設定するように構成されており、意図しない方向に動いているときの前記加速限界は、前記車両が意図した方向に動いているときよりも低く設定されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
7. 前記車両の加速度は、所定の時間周期の間に検知された車両の動きに基づいて判定される
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
8. 前記車両の加速度は、複数の時間周期に基づいて継続的に判定される
   ことを特徴とする請求項７に記載のブレーキ制御システム。
9. 前記時間周期は、１００ミリ秒以内である
   ことを特徴とする請求項７または請求項８のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
10. 所望の駆動トルクを測定し、
    前記所望の駆動トルクに基づいて車両の加速限界を設定し、
    前記車両の加速度を判定し、
    判定された前記加速度が設定された前記加速限界を超える場合には、前記ブレーキが確実に制動力を与え、さらに、
    所望の駆動トルクを測定し、前記所望の駆動トルクに基づいて前記加速限界を動的に設定し、前記所望の駆動トルクを増加させながら前記所定の加速限界を増加させる
    ことを特徴とする自動車用ブレーキ制御方法。
11. 前記車両のギア選択を検知し、
    検知された前記ギア選択に応じて加速限界を設定する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のブレーキ制御方法。
12. 選択されたギアを参照して前記車両が意図した方向または意図しない方向に走行しているかどうかを確認し、進行方向に応じた前記加速限界を設定し、意図しない方向に動いているときの前記加速限界は、前記車両が意図した方向に動いているときよりも低く設定されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のブレーキ制御方法。
13. 前記車両の加速度は、所定の時間周期の間に検知された車両の動きに基づいて判定される
    ことを特徴とする請求項１０または請求項１１のいずれか１項に記載のブレーキ制御方法。
14. 前記車両の加速度は、複数の時間周期に基づいて継続的に判定される
    ことを特徴とする請求項１３に記載のブレーキ制御方法。
15. 複数の車輪と、１つまたは複数の前記車輪に制動力を与えるブレーキと、前記車両の動作を検知するための動作検知手段と、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のブレーキ制御システムとを備える自動車。

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