JP7496896B2 - ブレーキ圧変化を決定する方法 - Google Patents
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Description
方法の1つのステップで、車輪の現時点での車輪状態を提供し、この場合車輪状態は複数の状態パラメータを有している。更なるステップで、目標車輪状態から値がずれている少なくとも1つの状態パラメータを決定する。更なるステップで、少なくとも1つの状態パラメータの目標車輪状態からのずれに依存してブレーキ圧変化の変化方向を決定する。更なるステップで、ブレーキ圧変化の値を決定するためのブレーキ圧特性マップを提供し、この場合ブレーキ圧特性マップは、1つのブレーキ圧変化を複数の状態パラメータに関係づけ、且つブレーキ圧変化と状態パラメータ変化の決定された変化方向に対し特有のものである。更なるステップで、現時点での車輪状態と提供されたブレーキ圧特性マップとを用いてブレーキ圧変化の値を決定する。
車輪状態=f(スリップ,a車輪)
ブレーキ圧により車輪のブレーキトルクを変化させることができ、この場合ブレーキ圧は、ブレーキ圧変化の累積によって調整することができる。その際、ブレーキ圧変化は車輪状態の関数であってよい。
したがって、有利な態様では、ブレーキ圧変化を決定するこの方法に対して、アンチロックコントローラを適合させるためのパラメータ探索を簡単に実施できる方法が得られる。その際、ブレーキ圧変化を決定する方法は、アプリケーションエンジニアがたとえば1つのブレーキ圧特性マップ内で値を変化させることによってコントロール方法の変更を手動で行うことができるように簡潔に構成されている。
現時点での車輪状態は、以下でさらに列挙されているような他の状態パラメータによっても特徴づけることができる。
その際、このような目標車輪状態を車両の各車軸に対し設定してよく、この目標車輪状態は、たとえば最小および最大スリップ、および/または、最小または最大車輪加速度のような状態パラメータに依存して、ブレーキシステム全体のパフォーマンスが最適化されるように設定することができる。
このような目標車輪状態は走行状態、カーブ半径または路床などに応じて動的に設定してもよい。
ブレーキ圧の減少は、典型的には結果的にスリップの減少と車輪のブレーキングの低下とを生じさせ、すなわち車輪の加速を生じさせる。
つまり、現時点で増大しているスリップに対しては、すなわち以前のスリップが現時点でのスリップよりも小さい場合には、
dpTarget=-KSl増*スリップ値
となり、現時点で減少しているスリップに対しては、
dpTarget=-KSl減/スリップ値
となる。
対応的に、現時点で増大している車輪加速度に対しては、
dpTarget=Ka増*車輪加速度
となり、現時点で減少している車輪加速度に対しては、対応的に
dpTarget=Ka減/車輪加速度
となる。
なお、その都度のブレーキ圧変化dpTargetに対して、パラメータKSl増またはKSl減はスリップ値の増大または減少を表すものであり、Ka増またはKa減は車輪加速度の増大または減少を表わすものである。
すなわち、状態パラメータの現時点での変化に依存してその都度のブレーキ圧変化をこのように決定することにより、状態パラメータの変化のその都度の方向に依存した、積極性の程度が異なるコントロールが行われる。
このことは、スリップまたは車輪加速度の減少する値に対しては比例制御が行われないことを意味している。これに対して、スリップまたは車輪加速度の値が増大する場合には、比例制御が行われる。
もし目標車輪状態を動的に選定するならば、このときスリップ_最大を1つの車軸に対して特定の時間ゼロよりも小さく選定することにより、必要な際に車両基準速度を裏づけることができる。すなわち車輪が、車両基準速度の妥当性をチェックして、必要な場合には修正するために、車両基準速度よりも速くなろうと試みることを企図する。
さらに、砂質の路床上を車両が走行する際には、前車軸でより高いスリップを持つのが望ましい場合があり、このことから、目標スリップ値に対してたとえば次の値を設定することができる。スリップ_最小=25%;スリップ_最大=35%
有利な態様では、将来を見通して可能な限り適時にブレーキ圧が調整されるように、決定されたグラジエントがその都度のブレーキ圧変化を、車輪状態を可能な限り迅速に目標車輪状態へもたらしてそこで保持するために決定することを可能にする。
その際、グラジエントの決定のために更なる以前の状態パラメータを使用してもよく、すなわち時間的に一連の少なくとも1つの状態パラメータをグラジエントの決定のために使用してよく、および/または、以下に列挙したような複数の状態パラメータをグラジエントの決定のために使用してよい。
グラジエントのこのような決定は、ブレーキ圧変化の方向を決定するためにデッドタイムを考慮することを可能にし、デッドタイムは、将来を見通してブレーキ圧変化を決定するために必要なものである。というのは、たとえば30msのデッドタイムと、たとえば5msの間隔での車輪状態の決定とによるブレーキ圧変化の影響は、後になって初めて作用を及ぼすからである。
このような状態パラメータの例は、車輪スリップおよび/または車輪の加速度および/またはスリップのグラジエントおよび/または車輪の加速度(a車輪)および/または車輪のジャーク(Jerk(車輪))および/または車両の加速度に対する相対的な車輪加速度(a車両に対する相対的なa車輪)である。
たとえば、状態パラメータであるスリップの値は、目標車輪状態からずれていると決定された状態パラメータの設定に対しより高い優先権を持つことができる。というのは、車輪のロックは避けるべきであり、その目的のために、それぞれの車輪が目標車輪状態を用いて得られるよりも小さなスリップを持つまでの間、ブレーキ圧を低下させることができるからである。
このようなリワードルールは、目標車輪状態からの車輪状態のずれのような任意の挙動変化或いは観察の際に、リワード(Reward)を最大限にするために、または、ペナルティを最小限にするために、たとえばブレーキ圧変化のようなどのようなアクションを学習環境(Environment)から実施すべきかを示している。
この強化学習方法を実行するエージェントは、たとえば状態パラメータであるスリップが常に所定の閾値以下になるまで、ブレーキ圧特性マップを用いて決定した圧力変化をその都度の状態パラメータに依存して修正できる。この修正は、設定した百分率変化によって行ってよく、或いは、偶然で行ってよい。
強化学習方法のエージェントは、その都度の車輪状態における対応するブレーキ圧特性マップからブレーキ圧の変化の値が更なるリワードを決定させられなくなるまで、偶然の変化または百分率変化を用いてパラメータまたはブレーキ圧変化を修正する。これは、その後に車輪状態が目標車輪状態の範囲内にあり得ることを意味する。たとえば、その後に、状態パラメータであるスリップは常に最大値および最小値の内側にあることができる。
さらに、たとえば、スリップの高いグラジエントにつながる何らかの車輪状態での圧力変化には、リワードルールを科すことができる。
車輪センサと他の車両センサとを用いて車輪の現時点での車輪状態210が提供され、この場合車輪状態210は、たとえばスリップsおよび車輪加速度aのような複数の状態パラメータを有している。ブレーキシステム200のモジュール220で、目標車輪状態からずれた値を持つ少なくとも1つの状態パラメータを決定し、ブレーキ圧変化の変化方向を、少なくとも1つの状態パラメータの目標車輪状態からのずれに依存して決定する。択一的に、ブレーキ圧を一定に保持してもよい。決定したこの変化方向p↓またはp↑を用いて、ブレーキ圧変化の値を特定するために提供されるブレーキ圧特性マップ250a,250b,251a,251bを選択し、この場合ブレーキ圧特性マップは、ブレーキ圧変化を、複数の状態パラメータであるスリップsまたは車輪加速度a或いはブレーキングに対するDに関係づけており、ブレーキ圧変化および状態パラメータの変化の決定した変化方向に対して特有である。すなわち、状態パラメータの変化の方向に依存してブレーキ圧特性マップが選出される。したがって、車輪加速度の増大に対し特有のブレーキ圧特性マップ250bと、車輪加速度の減少に対し特有のブレーキ圧特性マップ250aとが存在する。対応的に、状態パラメータであるスリップに対しては、スリップの増大に対しブレーキ圧特性マップ251aが適用され、スリップの減少に対しブレーキ圧特性マップ251bが適用される。その際、ブレーキ圧特性マップ250a,250bはポジティブなブレーキ圧変化に割り当てられ、ブレーキ圧特性マップ251a,251bはネガティブなブレーキ圧変化に割り当てられる。これにより、ブレーキ圧変化の値Dpを、現時点での車輪状態および対応する提供されたブレーキ圧特性マップとを用いて決定することができて、特に車輪用ブレーキシステムに転送することができる。モジュール240には状態パラメータの値と圧力変化の値とが転送され、その結果上述の強化学習方法を用いて、対応するブレーキ圧特性マップを修正することができる。
スリップ(X軸) a車輪(Y軸)
圧力増大 より大 より小
圧力減少 より小 より大
250a,250b,251a,251b ブレーキ圧特性マップ
310 目標車輪状態
Claims (14)
- 制動過程を最適化するために車両の車輪に対してブレーキ圧変化を決定する方法において、
前記車輪の現時点での車輪状態(210)を提供するステップであって、前記車輪状態(210)が複数の状態パラメータを有している前記ステップと、
目標車輪状態(310)から値がずれている少なくとも1つの状態パラメータを決定するステップと、
前記少なくとも1つの状態パラメータの前記目標車輪状態からのずれに依存して前記ブレーキ圧変化の変化方向を決定するステップと、
前記ブレーキ圧変化の値を決定するためのブレーキ圧特性マップ(250a,250b,251a,251b)を提供するステップであって、前記ブレーキ圧特性マップ(250a,250b,251a,251b)は、1つのブレーキ圧変化を複数の前記状態パラメータに関係づけ、且つ前記ブレーキ圧変化の決定された前記変化方向に対し特有のものである前記ステップと、
前記現時点での車輪状態(210)と、提供された前記ブレーキ圧特性マップ(250a,250b,251a,251b)とを用いて、前記ブレーキ圧変化の値を決定するステップと、
を含んでおり、
前記ブレーキ圧特性マップ(250a,250b,251a,251b)を決定する方法において、
現時点での車輪状態(210)を提供するステップであって、前記車輪状態(210)が複数の状態パラメータを有している前記ステップと、
強化学習方法のためのリワードルールを提供するステップと、
前記リワードルールと前記現時点での車輪状態(210)とを用いてリワードを決定するステップと、
前記強化学習方法のための前記リワードが決定された限りにおいては、
最後に行われたブレーキ圧変化を、値と変化方向と関連付けられた前記ブレーキ圧特性マップ(250a,250b,251a,251b)とに関して決定するステップと、
前記関連付けられた前記ブレーキ圧特性マップ(250a,250b,251a,251b)に対する修正値を、前記強化学習方法に対応して決定するステップと、
を含んでいる方法。 - 少なくとも1つの以前の車輪状態を提供し、少なくとも1つの提供された前記ブレーキ圧特性マップ(250a,250b,251a,251b)は、値が目標車輪状態(310)からずれている前記少なくとも1つの状態パラメータの変化方向に依存している、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの状態パラメータのグラジエントを、少なくとも前記状態パラメータの以前の値と現時点での値とを用いて決定し、付加的に前記グラジエントを用いて前記ブレーキ圧変化の前記変化方向の特定を決定する、請求項2に記載の方法。
- 前記ブレーキ圧変化の前記変化方向の特定を、多数の状態パラメータを用いて決定する、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ブレーキ圧変化の前記変化方向の特定を、前記ブレーキ圧変化に対する全システムのデッドタイムに依存して決定する、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの状態パラメータを、多数の前記状態パラメータから優先順位に応じて決定する、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 複数の前記状態パラメータが、車輪のスリップおよび/または車輪の加速度および/または前記スリップのグラジエントおよび/または車輪の加速度および/または車輪のジャークおよび/または前記車両の加速度に対する相対的な車輪加速度を有している、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リワードルールは、リワードを、車輪のスリップに対する限界値を下回ることに依存して、および/または、前記スリップの値がゼロを下回ることに依存して、および/または、前記ブレーキ圧変化の修正頻度に依存して決定する、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の方法を、車輪においてブレーキ圧をコントロールするために使用する使用方法。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の方法を、車両の車輪に対するブレーキ圧コントロールのパフォーマンスを最適化するために使用する使用方法。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の決定したブレーキ圧変化に基づいて、少なくとも部分的に自動化された車両を起動するための制御信号を提供し、および/または、前記決定したブレーキ圧変化に基づいて、車両乗員に警告するための警告信号を提供する方法。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の方法を実施するために設置されているブレーキシステム。
- コンピュータによってコンピュータプログラムを実施する際に、前記コンピュータをして請求項1~8のいずれか一項に記載の方法を実施させる命令を含んでいるコンピュータプログラム。
- 請求項13に記載の前記コンピュータプログラムが記憶されている、機械読み取り可能な記憶媒体。
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