JP6913770B2 - 二輪車のための運転者アシストシステムを作動させる方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、二輪車のための運転者アシストシステムを作動させる方法および装置に関する。

マルチトラック車両では、運転者アシストシステムがいっそう広範囲に組み付けられるようになっている。運転者アシストシステムは事前設定された状況のときに介入をし、たとえば車両の個々のホイールのブレーキ装置に影響を及ぼし、車両を安定化させ、および／または操舵可能なように保つ。同様に運転者アシストシステムは、車両のエンジン制御部および／または車両のステアリングに介入することができる。

以上の背景のもとで、ここで提案される取り組みにより、二輪車のための運転者アシストシステムを作動させる方法、および二輪車のための運転者アシストシステムを作動させる装置、ならびに最後にこれらに対応するコンピュータプログラム製品が、それぞれの独立請求項に基づいて提供される。ここで提案される取り組みの好ましい発展例と改良例は従属請求項に記載されている。

発明の利点
本発明の実施形態は、傾斜安定的なマルチトラック車両においても、たとえばオートバイなどの傾斜安定的なシングルトラック車両においても、たとえば振り子技術を用いた三輪車などの傾斜可能なマルチトラック車両においても、類似の作用をする運転者アシストシステムを適用することを可能にできるという利点がある。

二輪車のための運転者アシストシステムを作動させる方法が提案され、この方法は、運転者アシストシステムの介入のステップで運転者固有の走行ダイナミクスプロフィルと現在の走行状態とに依存して介入がなされ、走行ダイナミクスプロフィルは二輪車の運転者によって過去に走行された傾斜姿勢値とその際に走行された加速度値との間の関係を反映し、走行状態は現在検出されている加速度値と現在検出されている傾斜姿勢値とによって特徴づけられることを特徴とする。

さらに、二輪車のための運転者アシストシステムを作動させる装置が提案され、この装置は、ここで提案される取り組みに基づく方法を相応のデバイスで実施し、具体化し、および／または制御するために構成される。

本発明の実施形態に関する思想は、特に、以下に説明する発想と知見に依拠しているとみなすことができる。

二輪車はオートバイであってよい。同様に、二輪車は自転車、スクーター、または原動機付き自転車、ないしは電動アシスト自転車、もしくはＥバイクであってよい。ここで提案される取り組みは、振り子技術を用いたマルチトラック車両でも同様に適用することができる。

運転者アシストシステムがいつ介入をするべきであるかは、保存されている閾値に依存して決まる。固定的な閾値が適用される場合、運転者アシストシステムはどの運転者のときでも、どのような条件の下でも同じように反応する。

どの運転者についても同じ物理的な限界が適用される。物理的な限界は、カーブのときに傾斜姿勢で走行する車両の場合、特に道路密着性に関わるものである。

運転者が違えば走行も非常に異なる。個人的な走行スタイルは、たとえば個人的な走行能力や個人的なリスク受入意思に左右される。個人的な走行スタイルを検出して、走行ダイナミクスプロフィルに反映させることができる。このとき、現在検出されている二輪車のセンサのセンサデータが、現在の走行状態を反映する。センサデータは、運転者固有の走行ダイナミクスプロフィルについての基礎となる。走行ダイナミクスプロフィルは傾斜姿勢と、その際に走行された前後方向加速度、すなわち走行方向の加速度とを含む。左右方向加速度は、二輪車においてはさほど情報提供能力がない。左右方向力すなわち特に傾斜姿勢による遠心力は重力とともに、重心とタイヤ接地点とを通る軸に沿って作用する合力を形成するからである。

このとき走行ダイナミクスプロフィルは、多数の個々の走行状態が組み合わされて成り立つ。これらの走行状態は、傾斜姿勢と前後方向加速度からなる二次元の事象空間の点群を生じさせる。この点群は、頻繁に生じる走行状態の領域では、稀に生じる走行状態の領域よりも高い密度を有する。走行ダイナミクスプロフィルは、走行状態の事前定義されたパーセンテージを取り囲む、点群を囲んだ包絡線である。この包絡線の範囲外の走行状態を外れ値と呼ぶことができる。外れ値がたびたび現れるときには、たとえば運転者の走行スタイルが変化したときには、包絡線を適合化することができる。

さらに運転者アシストシステムは、現在の車道状態に依存して介入をすることができる。このとき車道状態は、二輪車のホイールと車道との間の予想される摩擦係数を表すことができる。濡れた車道では、ホイールのゴム材料と道路舗装の間の摩擦が、乾いた車道のときよりも低くなる。車道が濡れているときには、運転者アシストシステムが早期に介入をすることができる。乾いた車道であればまだ正常であるはずの走行状態が、すでにクリティカルになり得るからである。

車道状態は、走行ダイナミクスプロフィルを適用したうえで決定することができる。決定をするために、走行ダイナミクスプロフィルに関わる走行状態の発生頻度を評価することができる。運転者が車道状態を認知し、走行方法を相応に適合化する。それに応じて走行状態の点群も変化する。しかし、走行ダイナミクスプロフィルの形状は基本的に同じままである。

現在の走行状態が緊急状態を表しているときに、運転者アシストシステムが介入をすることができる。緊急状態は、走行ダイナミクスプロフィルと比較して外れ値として認識可能な走行状態によって認識することができる。走行ダイナミクスプロフィルは、運転者が反復可能に適用している走行状態の範囲を表す。走行状態が走行ダイナミクスプロフィルから事前設定された係数よりも大きく逸脱しているときに、緊急状態を認識することができる。そのような走行状態では、運転者が明らかに快適性範囲の外にいるからである。

運転者アシストシステムは二輪車のブレーキシステムを制御することができる。このときブレーキシステムのブレーキ圧についての設定値を、走行ダイナミクスプロフィルと走行状態とに依存して提供することができる。運転者アシストシステムは、非常ブレーキアシストを有することができる。さらに非常ブレーキアシストは、走行ダイナミクスプロフィルの範囲外の走行状態で運転者が走行ダイナミクスプロフィルの内部で行うよりも急速にブレーキシステムを操作したときに、作動化させることができる。

現在検出されている加速度値が現在検出されている傾斜姿勢値についての走行ダイナミクスプロフィルに関わる介入限界よりも大きいとき、設定値を引き上げることができる。介入限界を、スケーリング係数の分だけスケーリングされた走行ダイナミクスプロフィルに呼応させることができる。それに伴い、各々の傾斜姿勢値についての介入限界は、それを超えたときに運転者アシストシステムが介入をする加速度値を有する。走行ダイナミクスプロフィルが変化すると介入限界が変化し得る。

設定値は現在のＡＢＳ制御限界値まで引き上げることができる。ＡＢＳ制御限界値は道路密着性によって決定することができる。ブレーキシステムがＡＢＳ制御限界値によって作動するとき、最大限可能な減速が実現される。

本方法は、介入のない走行中に検出された加速度値と傾斜姿勢値とを用いて運転者の走行ダイナミクスプロフィルが作成される作成のステップを有する。運転者アシストシステムが介入をしていなかったときの走行状態が記録されることで、運転者の走行スタイルを検出することができる。走行スタイルを継続して検出することができ、それにより、その日のコンディションや環境条件に合わせて適合化をすることができる。そのために以前の走行状態を破棄することができ、または重みづけを低くすることができる。継続的な作成によって車道状態も決定することができる。

機械可読の媒体に格納されていてよく、上に説明した方法の各ステップを実行し、具体化し、および／または制御するために利用されるプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品またはコンピュータプログラムも好ましい。

付言しておくと、本発明の考えられる構成要件や利点のいくつかは、ここではそれぞれ異なる実施形態に関して説明されている。本発明のさらに別の実施形態を実現するために、装置と方法の構成要件を適切な形で組み合わせ、適合化し、または入れ替えることができることを当業者は認識する。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明するが、図面も説明も本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

さまざまな車道状態でのオートバイの運転者の走行ダイナミクスプロフィルを示す図である。 オートバイの運転者の走行ダイナミクスプロフィルと、一実施例に基づく介入限界を示す図である。

各図面は模式的なものにすぎず、縮尺に忠実ではない。同じ符号は、各図面において同一または同一作用の構成要件を表す。

乗用車の非常ブレーキアシストは周知である。その場合、非常時にブレーキペダル操作の速度に依存して、ブレーキ圧が物理的な限界またはＡＢＳ制御まで引き上げられる。それに伴い、運転者が十分に高いブレーキ圧を生成していないときに、制動距離を短縮することができる。

図１は、さまざまな車道状態でのオートバイの運転者の走行ダイナミクスプロフィル１００の図面を示している。どのオートバイ運転者にも、走行ダイナミクスプロフィル１００としてここに表すような走行ダイナミクスの典型的なプロフィルがある。このような個別的な特性は、制動と加速度ならびにカーブ時の走行を対象とする。

制動または加速のときの加速度値ａが縦軸にプロットされ、右カーブまたは左カーブのときの傾斜姿勢値ｙが横軸にプロットされたダイアグラムに、走行ダイナミクスプロフィル１００が示されている。ここで座標原点は、直進走行で加速度のない走行または停止のところに位置する。傾斜姿勢値ｙと加速度値ａは反転して示されており、それにより、ここでは制動が上方に向かってプロットされ、左のカーブ走行が右に向かってプロットされている。

走行ダイナミクスプロフィル１００は、面１０４を囲む平滑化された包絡線１０２によって表される。正常な走行中に記録される走行状態１０６の大部分が、面１０４に収まっている。外れ値は面１０４の範囲外にある。走行状態１０６は、傾斜姿勢値ｙと加速度値ａとによって特徴づけられる。面１０４の広さは、たとえば降雨や乾燥などの車道状態に依存する。形状は運転者固有である。さらに面１０４の広さは、交通状況、車道特性、および車両の性能に依存する。しかし形状は、運転者が規定する非常に個別的な特性である。車両は、組み込まれているセンサ装置によってこのような形状を判定する。

ここに図示した走行スタイルは、直進走行のときに非常に強く制動をかける運転者に由来するものであり、このことは、縦軸の領域における負の加速度値ａの最大値１０８に認めることが可能である。さらに、この運転者は右カーブよりも左カーブ１１０のほうを好んでスムーズに走行し、このことは、比較的高い傾斜姿勢値ｙに認めることが可能である。

車両データに基づく個別パラメータの利用は、他のアシスト機能についても可能である。

走行ダイナミクスプロフィル１００は運転者の快適性範囲を特徴づける。この快適性範囲内では、運転者は運転者アシストシステムによるサポートを必要としない。正常な走行状況のとき、現在の走行状態１０６の座標値は、走行ダイナミクスプロフィル１００の曲線１０２の内部に保たれる。限界状況または緊急状況では、曲線１０２の範囲外にも走行状態１０６が現れる。ここで提案される取り組みでは、曲線１０２または快適性領域の範囲外で運転者アシストシステムが介入をする。

たとえば、二輪車のための非常ブレーキアシストの適用閾値を自動的に適合化する方法が提案される。ここで提案される取り組みにより、たとえばコーナリング姿勢を有するオートバイや三輪車両のために非常ブレーキアシストを利用することができる。

図２は、オートバイの運転者の走行ダイナミクスプロフィル１００と、一実施例に基づく介入限界２００を示している。この走行ダイナミクスプロフィル１００は、図１の走行ダイナミクスプロフィルに実質的に相当している。これに加えて、ここではオートバイの非常ブレーキアシストについての介入限界２００が示されている。介入限界は曲線１０２の範囲外に位置している。ここでは介入限界２００は、近似的に２０％〜２５％のスケーリング係数の分だけスケーリングされた面１０４の限界に相当する。

非常ブレーキ機能が固定的な閾値を備えている場合、走行ダイナミクスプロフィル１００によって表される運転者固有の行動パターンは考慮されない。ここで提案される取り組みでは、ブレーキシステムエレクトロニクスの学習機能により、オートバイのセンサデータから運転者に合わせて適合化された介入限界２００が定義される。

この介入限界２００は、現在の走行条件に関わる変動値として連動させることもできる。その場合、たとえば現在の走行条件が低い傾斜姿勢値ｙおよび／または加速度値ａを含んでいるときには、介入限界２００が比較的狭い面を囲むことができる。

ここで提案される取り組みによってアシスト機能の個別化が実現される。それに伴い、固定的な値を用いるときよりも運転者の期待が良く満たされる。このことは、常に考慮される必要がある車両の制御可能性にも当てはまる。ＡＢＳ限界を順応させることができる。傾斜姿勢の検出と傾斜姿勢の活用は、カーブのときにも機能を利用するという可能性を提供する。どのような介入を運転者によって使いこなせるか、運転者はそのプロフィルによってシステムにすでに知らせている。

現在の走行状態１１０が介入限界２００の上または上方に位置しているとき、運転者アシストシステムが介入をする。

１つの実施例では、現在検出されている走行状態１０６が介入限界２００の範囲外に位置しているとき、運転者アシストシステムがブレーキ圧の目標値を引き上げる。このときブレーキ圧を、物理的な限界２０２まで引き上げることができる。物理的な限界２０２を超えると二輪車のタイヤが滑りはじめる。物理的な限界２０２の範囲外では、二輪車のアンチロックシステムＡＢＳが二輪車の操舵性を保つために介入をする。

物理的な限界２０２は、原点を中心とするカムサークルによって近似的に示されている。物理的な限界２０２は、静止摩擦が同じままであるとき、スリップすることなく走行方向に伝達することができる加速力が、傾斜姿勢ｙが増すにつれて低下していくことを示す。物理的な限界２０２は、見方によっては楕円形の形状を有することができる。走行ダイナミクスプロフィル１００は物理的な限界２０２の内部に位置する。ここで提案される取り組みでは、走行状態１０６が介入限界２００を超えたとき、走行ダイナミクスプロフィル１００から物理的な限界２０２までに存在する間隔が橋渡しされる。

１つの実施例では、走行ダイナミクスプロフィル１００が継続的に更新される。このとき現在の走行状態１０６が記録されて、処理規則を適用したうえでフィルタリングされる。たとえば走行状態１０６を積分していくことができる。このとき走行状態１０６は、運転者アシストシステムがこれに変化を生じさせていない限りにおいて記録される。更新によって包絡線１０２がシフトする。たとえば道路状態が悪いときには面１０４が狭まる。このとき包絡線１０２の形状は類似したままであり、または実質的に同じままである。同様に、学習進捗または走行能力の増強を、走行ダイナミクスプロフィル１００の更新によって反映することができる。

オートバイが使用開始されるとき、運転者の走行ダイナミクスプロフィル１００が作成されるまでは、介入限界２００が工場出荷設定にセットされていてよい。たとえば情報提供能力のある走行ダイナミクスプロフィル１００を作成できるのは、１５分強のあいだ自由な走行をした後である。工場出荷設定は特に物理的な限界の近傍に位置することができ、生じた走行ダイナミクスプロフィルに時間とともに近づけていくことができ、それにより、介入限界２００が物理的な限界２０２と包絡線１０２の間に確実に配置されることを保証する。

最後に指摘しておくと、「有する」、「含む」などの用語はそれ以外の部材やステップを除外するものではなく、また、不定冠詞の「ｅｉｎｅ」や「ｅｉｎ」は複数を除外するものではない。特許請求の範囲の符号は限定とみなされるべきものではない。

１００ 走行ダイナミクスプロフィル
１０６ 走行状態
２００ 介入限界
２０２ 物理的な限界
ａ 加速度値
ｙ 傾斜姿勢値

Claims (10)

1. 二輪車のための運転者アシストシステムを作動させる方法において、前記運転者アシストシステムは前記運転者アシストシステムの介入のステップで運転者固有の走行ダイナミクスプロフィル（１００）と現在の走行状態（１０６）とに依存して介入をし、前記走行ダイナミクスプロフィル（１００）は二輪車の運転者によって過去に走行された傾斜姿勢値（ｙ）とその際に走行された加速度値（ａ）との間の関係を反映し、前記走行状態（１０６）は現在検出されている加速度値（ａ）と現在検出されている傾斜姿勢値（ｙ）とによって特徴づけられ、
   前記介入のステップで、前記現在の走行状態（１０６）が緊急状態を表しているときに前記運転者アシストシステムが介入をし、前記緊急状態は前記走行ダイナミクスプロフィル（１００）と比較して外れ値として認識可能な走行状態（１０６）によって認識され、
   前記外れ値は、前記走行ダイナミクスプロフィル（１００）を表す包絡線（１０２）で囲まれた面（１０４）の範囲外にあることを特徴とする方法。
2. さらに前記運転者アシストシステムは前記介入のステップで現在の車道状態に依存して介入をし、車道状態は二輪車のホイールと車道との間の予想される摩擦係数を表す、請求項１に記載の方法。
3. 前記介入のステップで前記走行ダイナミクスプロフィル（１００）を適用したうえで車道状態が決定され、決定をするために前記走行ダイナミクスプロフィル（１００）に関わる走行状態（１０６）の発生頻度が評価される、請求項２に記載の方法。
4. 前記介入のステップで前記運転者アシストシステムが二輪車のブレーキシステムを制御し、前記ブレーキシステムのブレーキ圧についての設定値が前記走行ダイナミクスプロフィル（１００）と前記走行状態（１０６）とに依存して提供される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 前記介入のステップで、現在検出されている加速度値（ａ）が現在検出されている傾斜姿勢値（ｙ）についての前記走行ダイナミクスプロフィル（１００）に関わる介入限界（２００）よりも大きいときに前記設定値が引き上げられる、請求項４に記載の方法。
6. 前記介入のステップで現在のＡＢＳ制御限界値まで前記設定値が引き上げられる、請求項４または５に記載の方法。
7. 介入のない走行中に検出された加速度値（ａ）と傾斜姿勢値（ｙ）とを用いて運転者の前記走行ダイナミクスプロフィル（１００）が作成される作成のステップを有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
8. 二輪車のための運転者アシストシステムを作動させる装置において、前記装置は請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法を相応のデバイスで実施し、具体化し、および／または制御するために構成されている装置。
9. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法を実施し、具体化し、および／または制御するためにセットアップされているコンピュータプログラム製品。
10. 請求項９に記載のコンピュータプログラム製品が格納されている機械可読の記憶媒体。

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