JP7123234B2 - 車両が運転操作を自動的に実施するようにしたドライバーアシストのための方法および車両のブレーキ装置のための制御・調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに同格関係にある独立請求項の前提部に記載の、車両が運転操作を自動的に実施するようにしたドライバーアシストのための方法および車両のブレーキ装置のための制御・調整装置に関する。

特許文献１から、車両のパーキングブレーキを用いた車両の運転操作の自動実施中に、すなわち駐車過程中に、車両の車輪に常に制動作用を作用させることが知られている。これにより、たとえば機能不良の場合にも車両を直接的に安全に保持できることが確保される。特許文献２および特許文献３からも、自動駐車過程であってその限りでは自律的に実施される駐車過程の間、パーキングブレーキを常に動作状態に保持することが知られている。

独国特許出願公開第１０２０１２２１２０９０Ａ１号明細書 独国特許出願公開第２０１５２１４５２４Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２０１５２１６２１４Ａ１号明細書

本発明の根底を成す課題は、互いに同格関係にある独立請求項の構成を備えた、方法および制御・調整装置によって解決される。さらに、有利な更なる構成は従属請求項に記載されている。

本発明には、車両が運転操作、たとえば駐車過程を自動的に、すなわち「完全自律的に」実施するようにした、ドライバーアシストのための方法が属している。車両のブレーキ装置、たとえばパーキングブレーキは、運転操作を実施している間少なくとも部分的に操作されており、その結果常に少なくとも１つの車軸の車輪に制動作用が作用する。したがって、車両を走行経路に沿って移動できるようにするには、運転操作中に車両の駆動部は少なくともブレーキ装置の制動作用に抗しても作動しなければならない。

本発明によれば、運転操作中に、少なくとも１つの車輪に作用する制動作用の望ましくない上昇、すなわち制御されない上昇または意図せずに引き起こされる上昇と関連している少なくとも１つの作動パラメータを検知して評価することが提案される。評価の結果に依存して、少なくとも１つの車輪（制動作用の望ましくない上昇が確認された車輪）への制動作用を減少させる。

本発明には、運転操作中に制動作用を持続的に提供することによってブレーキ装置の温度が変化しうるという認識が根底にある。たとえば、ブレーキ装置のブレーキディスクおよびブレーキライニングは運転操作中にその温度を変えることがあり、特にこの温度は摩擦が存在するために上昇することがある。この場合、このような運転操作は特徴的なものによっては比較的長い時間継続することもあり、たとえば立体駐車場での駐車の場合がそうである。この場合、車両をさしあたり受け渡しスペースに中間的に駐車させ、その後車両が自動的に自律的に最終的な駐車スペースを探すことが可能である。したがって、駐車スペース探しが数分間持続することがある。走行時には車両が持続的に制動され、その結果ブレーキディスクと他の構成要素は熱くなる。

ブレーキディスクおよびブレーキライニングに加えて、これらに境を接している構成要素（たとえばブレーキ液）の温度も変化することがあり、特に上昇することがある。前述した作用によってブレーキトルクが、よって運転操作中にブレーキ装置から車輪へ作用する制動作用が著しく変化することがあり、すなわち上昇または増強することがある。これが運転操作の実施を困難にさせることがある。

ここで提案される方法により、ブレーキ装置の個々の構成要素または複数の構成要素が運転操作中に熱くなり、これによって運転操作中に車輪に作用する制動作用が望ましくないほどに上昇する場合も、運転操作を続行させることができること、または、確実に実施できることが保証される。このようにして、運転操作の自動的な「完全自律的な」実施が容易になり、或いは、保証される。すなわち本発明により、運転操作の実施中に、車輪に作用する制動作用が望ましくないほどに上昇しているかどうかが確認される。制動作用のこのような望ましくない上昇があることが確認されると、ブレーキ装置は、制動作用が少なくともそこで減少するように、すなわち望ましくない上昇が確認された車輪で減少するように、制御される。

本方法の１つの可能な構成によれば、作動パラメータは、車両の駆動部の駆動トルクを特徴づける量を含み、駆動トルクを特徴づける量が閾値を越えた時に、駆動車軸の車輪への制動作用を減少させる。これには、駆動トルクを特徴づける量の変化が閾値を越えた時に、駆動車軸の車輪への制動作用を減少させることも属している。

これには、ブレーキ装置の「通常の」制動作用の下で運転操作中に車両を移動させるには、車両の駆動部のある一定の駆動トルクが必要であるとの考慮が根底にある。上述の理由から、運転操作中にブレーキ装置の制動作用が望ましくないほどに上昇すると、車両をそのまま望ましい速度で運転操作中に移動させることができるようにするには、駆動部が高い駆動トルクを調達しなければならない。これは本発明に従って検知され、続いて駆動トルクが対応的に減少される。

これに対する更なる構成では、閾値が運転操作中に車両の縦方向傾斜と関係していない場合にだけ、駆動車軸の車輪への制動作用を減少させることが提案される。これには、運転操作中に高くされる駆動トルクは制動作用の望ましくない上昇だけで引き起こされるのではなく、このような高くされる駆動トルクは、運転操作中の車両の走行経路の勾配によっても必要になるという考慮が根底にある。走行経路のこのような勾配も、対応する車両の縦方向傾斜で表される。これは適当なセンサを用いて検知できる。本発明によれば、制動作用を減少させる起点となる、駆動トルクを特徴づける量の閾値を、車両の縦方向傾斜と関連づける。すなわち、閾値は車両の縦方向傾斜または走行経路の勾配に依存している。

すなわち、走行経路の勾配が比較的大きいことを縦方向傾斜が示唆していれば、より大きな閾値を使用し、これに対し、縦方向傾斜が走行経路の比較的小さな勾配または平坦な走行経路を示唆している場合には、より小さな閾値を使用する。特に、本発明によれば、運転操作中に、駆動トルクの必要な変化を、運転操作中に確定された勾配の変化と関連づけることができる。運転操作中に勾配があまり変化していないにもかかわらず、駆動トルクが上昇していることが検出されれば、駆動トルクの必要な上昇は制動作用の望ましくない上昇に起因するものであり、その結果駆動車輪に対する制動作用を少なくとも部分的に減少させる。

この場合、縦方向傾斜と前記特徴づける量との間の関連を運転操作の開始時に検出することが提案される。これには、運転操作の開始時に決定された勾配に対して必要な駆動トルクの比率は変化することがあるという考慮が根底にある。というのは、異なる負荷、異なるブレーキ温度、また、経緯（フェージング、グレージング、汚染）により異なる摩擦値もありうるからである。運転操作の開始時に前記関連が検出されれば、本方法は上記の外部影響に対し十分に堅固である。

本方法の１つの可能な構成によれば、作動パラメータは、１つの車軸の車輪の車輪回転数を含み、他方の車輪よりも少ない車輪回転数を有している車輪に対する制動作用を、少なくとも両車輪の車輪回転数の差が閾値を越えている場合に、部分的に減少させる。本発明による方法のこの実施態様は、非常に容易に実現可能である。その際、この実施態様には、制動作用の望ましくない上昇は、ほとんどの場合、１つの車軸の両車輪において左右対称に同時に生じるのではなく、その結果閾値よりも上にある、車輪回転数の差は、両車輪のうちの一方のスリップが大きくなっていることの徴候であるという考慮が根底にある。典型的なＡＢＳでは、なるほど同様に車輪回転数の比較をベースにして制動作用を減少させるが、このＡＢＳは、運転操作中に可能な限り高い制動作用と車両安定性とを確保するために使用される。本方法はこれとは真反対の目的を持つものであり、すなわち運転操作の継続を確保しようとするものである。

このための更なる構成では、前記差に対する閾値を、ステアリング角に依存して適合させること、特に、ステアリング角がより小さい時よりもステアリング角がより大きい時に閾値がより大きいことが提案される。これにより、本方法を実施する際の信頼性が向上する。これは、非駆動車軸での車輪回転数の差を検知または評価する場合に適用される。

さらに、前記差に対する閾値を、走行方向に依存して適合させること、特に、フロントステアリング型車両において、前進走行よりも後進走行の時に閾値がより大きいことが提案される。これは、非駆動車軸での車輪回転数の差を検知または評価する場合に適用される。これによって、同様に本方法を実施する際の信頼性が向上する。

制動作用を、非駆動車軸の車輪に作用させることが可能である。しかし、これに加えて、または、これとは択一的に、制動作用を駆動車軸の車輪に作用させることも可能である。

本発明には、プロセッサとメモリとを備えた、車両のブレーキ装置のための、特にパーキングブレーキのための制御・調整装置も属し、この制御・調整装置は、上述の種類の方法を実施するために形成されているように構成されている。

さらに、本発明には、上述した種類の制御・調整装置を含んでいる、車両のブレーキ装置、特にパーキングブレーキが属している。

次に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を例として説明する。

ブレーキ装置を備えた車両の概略平面図である。 走行経路が登り勾配を有している車両の運転操作中の側面図である。 車両が運転操作を自動的に実施するようにしたドライバーアシストのための第１の方法のフローチャートである。 車両が運転操作を自動的に実施するようにしたドライバーアシストのための第２の方法のフローチャートである。

以下では、異なる実施形態において機能的に同等の構成要素および領域には異なる参照符号を付すことにする。

図１は、ドライバーアシストシステム１２を有する車両１０を示している。ドライバーアシストシステム１２は、プロセッサとメモリ（ともに図示せず）を備えた制御・調整装置１４を含み、車両１０が運転操作を自動的に完全自律的に実施できるように設置されている。車両１０の横方向誘導も縦方向誘導も引き受けることができるようにするため、ドライバーアシストシステム１２は、車両１０を操舵、加速および／または減速させることができる車両１０の他のシステムへの接続部を有している。これらの接続部は、図１では、ハンドル１６およびアクセルペダル１８への制御・調整装置１４の図式接続でもって示唆されている。さらに、図１に例示したドライバーアシストシステム１２は、周囲に対する車両１０の相対的状態を検知するための手段を有している。これには、とりわけ、車両１０の縦方向傾斜を算出および／または検知することができるセンサ２０も属している。

車両１０を駆動するため、車両１０は、図１に図示した実施形態では後車軸２４に作用し、したがって車両１０の後輪２６ａと２６ｂを駆動する駆動部２２を有している。駆動部２２は、たとえば内燃機関および／または電動機であってよい。車両１０には、前輪３０ａと３０ｂを備えた非駆動の、枢着された前車軸２８も属している。

車両１０を減速させるため、車両は互いに独立の２つのブレーキ装置を有している。車両１０の通常の走行作動では、通常、液圧装置または図示していないブレーキペダルを介して操作される、すべての車輪に作用する常用ブレーキ３２が使用される（ただし、図面では、単に簡略にするという理由だけから、常用ブレーキ３２が後輪２６ａと２６ｂに作用することが図示されている）。さらに、車両１０は、後輪２６ａと２６ｂに作用するパーキングブレーキ３４を有し、パーキングブレーキを介して車両１０はたとえば駐車場に停めている時に停止状態で保持される。

図１に図示したパーキングブレーキ３４は電気的に操作され、たとえば電気機械的にまたは電気液圧的に操作され、この場合ドライバーアシストシステム１２または制御・調整装置１４は、パーキングブレーキ３４を制御することができる複数の手段３６を有している。ドライバーアシストシステム１２の実施形態によっては、これらの手段３６は制御・調整装置１４内に組み込まれていてよく、または、ここには図示していない車両１０の他のアシストシステムの一部であってよい。車両１０には、さらに、後輪２６ａと２６ｂおよび前輪３０ａと３０ｂに付設されていてそれらの回転数を検知する複数のセンサ３８ａ～３８ｄが属している。これらのセンサ３８ａ～３８ｄは、制御・調整装置１４と結合されている。

ドライバーアシストシステム１２は、特に、運転操作を自動的に実施し、その結果その際に車両１０が完全自律的に作動されるよう形成されている。このような運転操作はたとえば駐車であってよい。ドライバーアシストシステム１２によって運転操作が自動的に実施されると、ドライバーアシストシステム１２によってパーキングブレーキ３４が運転操作の間に少なくとも部分的に操作されているように構成されている。それにもかかわらず、車両１０を移動させることができるようにするには、駆動部２２はパーキングブレーキ３４の制動作用に抗して作動しなければならない。特に、運転操作が比較的長く継続している場合には、これによってパーキングブレーキ３４の特定の構成要素が加熱されることがある。その結果、本事例ではパーキングブレーキ３４によって後輪２６ａと２６ｂに作用する制動作用が増大して望ましいものではなく、すなわち制動によって生じるのではないので望ましいものではなく、これにより運転操作の間の車両の移動が困難になり、或いは、阻止されることもありうる。

これを阻止するため、制御・調整装置１４のメモリにはコンピュータプログラムが記憶され、コンピュータプログラムは制御・調整装置１４のプロセッサで実施することができ、該コンピュータプログラムによって、前述した制動作用の望ましくない増大を少なくとも部分的に再び解消することができる。

このため、運転操作の間に制御・調整装置１４により、少なくとも１つの車輪２６ａと２６ｂに作用する制動作用の望ましくない増大と関連している少なくとも１つの作動パラメータが検知され、評価される。このような作動パラメータは、本実施形態では、たとえば駆動部２２の駆動トルクを特徴づける量である。この作動パラメータはセンサを用いて検知できるが、駆動部２２の他の作動パラメータから算出することもできる。

制動作用が望ましいものよりも大きい場合には、車両１０の所望の速度を達成または保持するために、駆動部２２の駆動トルクを対応的に上昇させねばならない。その際、駆動トルクを特徴づける現時点での前記量を、運転操作中に連続的に、制御・調整装置１４内にあるまたはそこで形成される閾値と比較させる。駆動トルクを特徴づける現時点での前記量が閾値を越えていると、これから、パーキングブレーキ３４により後輪２６ａと２６ｂに作用している制動作用が望ましくないほどに著しく増大していることが推定される。その結果、制動作用が所定量低減するように、パーキングブレーキ３４を制御・調整装置１４によって制御する。

しかしながら、図２から見て取れるように、車両１０が運転操作中に勾配を有する走行経路に沿って移動しなければならないことがありうる。たとえば、立体駐車場において、車両１０が比較的高層階の傾斜路を介して走行せねばならないことがありうる。このような傾斜路を図２では参照符号４０が示している。傾斜路が水平線に関して角度Ａを成していること、すなわち勾配を有していることがわかる。対応的に、車両１０も角度Ａに対応する縦方向傾斜を有する。

容易にわかるように、車両１０が傾斜路４０を昇っている場合には、駆動部２２は車両１０が水平移動している運転操作の段階の間よりも高い駆動トルクを調達せねばならない。それ故、駆動部２２の駆動トルクを特徴づける量に対する前述の閾値を固定値として形成しないことが可能である。その代わり、この場合には、前記量はたとえば傾斜センサ２０によって検出された車両１０の縦方向傾斜に依存していることができる。

その際、付加的に、駆動トルクを特徴づける（たとえば車両１０をある一定の速度で移動させることができる標準駆動トルクに対する）量と、走行経路の勾配または車両１０の縦方向傾斜との比率を、車両１０の作動中の、パーキングブレーキ３４の温度の著しい上昇がまだ起こっていない、よって制動作用の著しい望ましくない増大がまだ起こっていないことが確保されている時点で検出することが可能である。このような時点とはたとえば運転操作の開始時点、すなわちたとえば駐車の開始時点である。

この比率は、１つの運転操作の開始から他の運転操作の開始まで変化することがある。というのは、複数の異なる運転操作の場合、車両１０に対する負荷が異なることがあり、以前の作動状態に基づいてパーキングブレーキ３４が異なる温度を有することがあるからであり、また、たとえばパーキングブレーキ３４のブレーキライニングもたとえばフェージング、グレージング、汚染などにより異なる摩擦値を有することがあるからである。

その後、確定した比率に依存して、１つの特定の勾配に対して閾値を定義し、或いは、複数の特定の勾配に対して複数の閾値を定義する。すなわち、閾値が運転操作中の車両１０の縦方向傾斜Ａと関連していない場合にだけ、パーキングブレーキ３４により駆動後車軸２４の後輪２６ａと２６ｂに作用する制動作用を減少させるということにほかならず、その際運転操作の開始時に縦方向傾斜Ａと前記特徴づける量との関係を求める。

いま、対応する方法を、図３を参照して説明する。スタートブロック４２の後、ブロック４４で、たとえば車両１０内にいる人を降ろさせるため、車両１０をまず停止させる。その後、ブロック４５で、所望の運転操作、たとえば自律駐車をスタートさせる。ブロック４６で、パーキングブレーキ３４の特定の締め付け力を調整することにより所望の制動作用を調整する。その後、この制動作用を、運転操作の間に（ブロック４８）パーキングブレーキ３４によって少なくとも当初は後輪２６ａと２６ｂに作用させ、その結果駆動部２２はパーキングブレーキ３４の作用に抗してでも車両１０を移動させねばならない。

ブロック５０で、走行経路の勾配をたとえば傾斜センサ２０を用いて検出する。車両１０が図２に図示した傾斜路４０上にあれば、この勾配は角度Ａに対応している。次のブロック５２で、駆動部２２の現時点での駆動トルクを特徴づける量を検知または算出する。その後、ブロック５４で、駆動部２２の現時点での駆動トルクが、角度Ａを持つ検出した勾配に対応しているかどうかをチェックする。このため、駆動トルクを、上述したように車両１０の縦傾斜Ａに依存する閾値と比較する。

閾値を越えていなければ、ブロック５６で、調整した締め付け力または作用させた制動作用を不変に維持することを確定する。これに対し、比較ブロック５４で駆動トルクが閾値を越えていることが確定されると、ブロック５８で、締め付け力または制動作用が予め与えられた特定の値だけ低減されるようにパーキングブレーキ３４を制御・調整装置１４によって制御する。それぞれのブロック５６および５８の後で、ブロック５０の前に戻る。

いま、制動作用の望ましくない上昇に反応することができる別の実施形態を参照する。この実施形態は、もちろん上述の実施形態と組み合わせることができる。この別の実施形態では、作動パラメータとして、１つの車軸の車輪の車輪回転数を使用し、ここではたとえば後車軸２４の後輪２６ａと２６ｂの車輪回転数を使用する（この場合、前車軸２８の前輪３０ａと３０ｂの車輪回転数は、パーキングブレーキ３４が少なくともこの前車軸にも作用する場合には用いることができる）。

自律運転操作中にパーキングブレーキ３４により後輪２６ａと２６ｂに作用する制動作用が望ましくないほどに上昇していると推定されるのは、両後輪２６ａと２６ｂの車輪回転数の差が閾値を越えている場合である。これが確定されれば、他方の車輪よりも低い車輪回転数を有する車輪に対する制動作用を部分的に（すなわち完全ではない）減少させる。この減少は、車輪回転数の差が閾値を下回っていることが確認されるまで、すなわち再び少なくとも実質的に等しくなっていることが確認されるまで、段階的にまたは連続的に行われる。

いま、図４を参照して上述の方法を説明する。ただし、この場合、図３で説明した方法と異なる範囲のみ立ち入る。比較ブロック５４の前には、両後輪２６ａと２６ｂの車輪回転数の差を検出するブロック５１があり、その後比較ブロック５４で、この差が閾値よりも大きいかどうかをチェックする。

しかしながら、図示していないが、パーキングブレーキが駆動車軸に作用するのではなく、非駆動車軸の車輪、ここではたとえば前車軸の車輪に作用することも可能である。この事例でも、上述の実施形態を適用できる。この場合も、望ましくないほど上昇した制動作用は、対応する車輪の上昇したスリップと、対応的に減少した回転数とによって表される。なお、この実施形態の可能な構成では、前記差に対する閾値は、枢着された前輪のステアリング角に依存して適合させることができる。特に、ステアリング角が比較的大きい場合の閾値は、ステアリング角が比較的小さな場合よりも大きくてよい。さらに、前記差に対する閾値は、走行方向に依存して適合させることができる。特に、（図１に図示したような）フロントステアリング型車両の場合、閾値は前進の場合よりも後進の場合のほうが大きくてよい。

しかしながら、同様に図示していないが、基本的には、パーキングブレーキが車両のすべての車軸に作用して、すべての車軸の回転数差を評価することももちろん考えられる。

１０ 車両
１４ 制御・調整装置
２２ 駆動部
２４ 後車軸（駆動車軸）
２６ａ，２６ｂ 後輪
２８ 前車軸（非駆動車軸）
３０ａ，３０ｂ 前輪
３４ パーキングブレーキ
Ａ 縦方向傾斜

Claims (9)

1. 車両（１０）が運転操作を自動的に実施し、ブレーキ装置が、前記運転操作の実施中に少なくとも部分的に操作され、その結果常に少なくとも１つの車軸（２４）の車輪（２６）に制動作用が作用し、その結果前記車両（１０）の移動のために前記車両（１０）の駆動部（２２）が前記ブレーキ装置の前記制動作用に抗して作動するようにしたドライバーアシストのための方法において、前記運転操作中に、少なくとも１つの車輪（２６）に作用する前記制動作用の望ましくない上昇と関連している少なくとも１つの作動パラメータを検知して評価し、前記評価の結果に依存して少なくとも１つの車輪（２６）への制動作用を減少させ、
   前記作動パラメータが、１つの車軸（２４）の前記車輪（２６）の車輪回転数を含み、他方の車輪よりも少ない車輪回転数を有している車輪に対する前記制動作用を、少なくとも両車輪（２６）の前記車輪回転数の差が閾値を越えている場合に、部分的に減少させることを特徴とする方法。
2. 前記作動パラメータが、前記車両（１０）の前記駆動部（２２）の駆動トルクを特徴づける量を含み、前記駆動トルクを特徴づける前記量または前記駆動トルクを特徴づける前記量の変化が閾値を越えた時に、駆動車軸（２４）の前記車輪（２６）への前記制動作用を減少させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記閾値が前記運転操作中に前記車両（１０）の縦方向傾斜（Ａ）と関係していない場合に、駆動車軸（２４）の前記車輪（２６）への前記制動作用を減少させることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記運転操作の開始時に、前記縦方向傾斜（Ａ）と前記特徴づける量との間の関連を検出することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記差に対する前記閾値を、ステアリング角に依存して適合させることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記差に対する前記閾値を、走行方向に依存して適合させることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記制動作用を、非駆動車軸（２８）の車輪（３０）に作用させることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記制動作用を、駆動車軸（２４）の前記車輪（２６）に作用させることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. プロセッサとメモリとを備えた、車両（１０）のブレーキ装置のための制御・調整装置において、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法を実施する制御・調整装置（１４）。

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