JP2009505892A - 下り坂を運転する自動車の制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 自動車の制動機器における坂下り制御システムは、運転者の作動には関係なく、アンチ・ロッキング制御機能および制動機能の双方に合わせて設計されている電気制御可能サービス・ブレーキ・システムと、自動車の個々の車輪に対して発生し、坂下り制御によって制御するそれぞれの操作対象変数である、制動圧力または制動モーメントの個々の調節を可能にするブレーキ・アクチュエータと、自動車の動作状態に関する変数を直接的または間接的に検出し、ブレーキ・ペダルが作動されているか否かには関係なく、傾斜が急な道路上で運転するときに、追加の制動モーメントを調節する、電子制御および/または規制のために設けられている電子制御ユニットとを備えている。
【選択図】 図1
Description
この場合ブレーキ・アクチュエータとして示す構成要素は、例えば、制動圧力p_RAD,iおよび自動車の個々の車輪iに対して発生する制動モーメントの個々の調節を可能にする電気油圧制御ユニットに対応する。この場合、それぞれの制動圧力p_RAD,iおよび/またはそれぞれの制動モーメントは、坂下り制御(HDC)によって制御される操作対象変数である。制動モーメントを調節することの結果生ずる自動車の挙動の制御は、この場合、制御変数である、現在および/または実際の自動車速度v_ISTを用いて、連続的に検出する。制御変数v_ISTを、基準変数である所望の自動車速度v_SOLLと比較する。この比較の結果を、ブレーキ・レギュレータに供給する。ブレーキ・レギュレータは、ブレーキ・アクチュエータによって、制御変数v_ISTを、比較の結果に応じて、基準変数v_SOLLに合わせる方向に制御する。ブレーキ・アクチュエータは、このために、そして公知のように、例えば、比例および/または積分および/または微分成分を組み合わせることにより、PIレギュレータまたはPIDレギュレータとして設計することができる。
最低のギア(例えば、第1ギア)が係合されているか。
自動車は上り坂を運転中ではないか。
基準変数v_SOLLをどのように目標変数v_ZIELに合わせればよいか、または近づければよいかについて、好適な実施形態を図2による速度−時間図において示す。
v_IST-Δv>v_ZIEL
これが満たされる場合、次の式を適用する。
その結果、基準変数v_SOLLは、制御変数v_ISTに応じて均一に目標変数v_ZIELに近づいていくので、特にHDCに入力するときには、自動車の運転が非常に快適に行われる。
v_IST-Δv<=v_ZIEL
これが満たされる場合、次の式を適用する。
これが意味するのは、制御変数v_ISTからオフセットΔvを減算した値が目標変数v_ZIELに達するか、または目標変数v_ZIELを下回ると直ちに、動的制御挙動を遂行するために、目標変数v_ZIELを基準変数v_SOLLとして直ちに受け入れるということである。
v_IST+Δv=v_ZIEL
これが満たされる場合、以下の式のいずれかを適用する。
v_SOLL:=v_IST+Δv
この場合、セクタIIと同様、目標変数v_ZIELを直ちに基準変数v_SOLLとして受け入れるか、または動的制御挙動の減少が望まれる場合、制御変数v_ISTに応じて均一に基準変数v_SOLLを目標変数v_ZIELに近づける。動的制御挙動の減少が望まれるのは、例えば、坂下りの終点に向かい、道路の傾斜が減少しつつあり、下り坂力の影響を低減させることによって、実際の自動車の速度v_ISTを短期間落とすとよいときである。
原理上、下り坂力の影響は、ブレーキ・レギュレータによって補償する。これは、制御変数が、自動車が前進するときの現在のおよび/または実際の自動車速度v_ISTであるからである。しかしながら、例えば、坂道に入るときおよび出るときに、傾斜角度の変動または急激な変化に遭遇する場合があり、このために制御変数v_ISTの時間応答にオーバーシュートおよび/またはアンダーシュートが生ずる原因となる。その結果生ずる加速および/または減速段階のために、運転者が非常に不快に感ずる。この問題は、例えば、適応型レギュレータのようなブレーキ・レギュレータの適した設計によって、制御技術に関して解決することができる。しかしながら、これは、既に先に説明したように、異なる制動機能に共通の制御構造を用いるという目標と矛盾が生ずる可能性がある。
要約すると、本発明によるシステムの以下の基礎的原理および利点をあげることができる。
・本発明にしたがって所望の値を決定するときに、現在の自動車の速度を考慮に入れる。その結果、運転の操縦が自然に感じられる。
・本発明によるシステムは、可変目標速度でも動作する。
Claims (24)
- 自動車の制動機器における坂下り制御(HDC)のためのシステムであって、
電気制御可能サービス・ブレーキ・システムと、
自動車の個々の車輪(i)に対して発生し、前記坂下り制御(HDC)によって制御するそれぞれの操作対象変数である、制動圧力(p_RAD,i)または制動モーメントの個々の調節を可能にするブレーキ・アクチュエータと、
前記自動車の動作状態に関する変数を直接的または間接的に検出し、傾斜が急な道路上で運転するときに、追加の制動モーメントを調節するために設けられている電子制御ユニットと、
を備えており、
前記***作変数を調節する結果生ずる前記自動車の挙動制御を、制御変数である現在の自動車速度v_ISTを用いて連続的に検出し、
前記制御変数v_ISTを、基準変数である、所望の自動車速度v_SOLLと比較し、
目標変数v_ZIELおよび前記制御変数v_ISTに応じて、前記基準変数v_SOLLを適応させるHDC調節器を備えていることを特徴とする、システム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、前記HDC調節器は、ON/OFF信号に応じて前記基準変数v_SOLLを適応させるために設けられている、システム。
- 請求項1または2記載のシステムにおいて、前記電子制御ユニットは、ブレーキ・ペダルを作動させているか否かには関係なく、追加の制動モーメントを調節する、システム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記電気制御可能サービス・ブレーキ・システムは、運転者の作動には関係なく、アンチ・ロッキング制御機能(ABS)および制動機能(ASR、ESP)の双方に合わせて設計されている、システム。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記比較の結果をブレーキ・レギュレータに供給し、該ブレーキ・レギュレータは、前記ブレーキ・アクチュエータを通じて、前記比較の結果に応じて、前記基準変数v_SOLLに合わせる方向に前記制御変数v_ISTを制御する、システム。
- 請求項5記載のシステムにおいて、前記比較の結果をブレーキ・レギュレータに供給し、該ブレーキ・レギュレータは、前記ブレーキ・アクチュエータを通じて、前記比較の結果に応じて、前記基準変数v_SOLLに合わせる方向に前記制御変数v_ISTを制御する、システム。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記ブレーキ・レギュレータは、比例および/または積分および/または微分成分を組み合わせることにより、Pレギュレータ、PIレギュレータ、またはPIDレギュレータに指定する、システム。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記制御回路の上流に判断ユニットを配置し、運転者の望み、前記自動車の動作状態等のような外部または内部変数を用いて、それぞれの基準変数v_SOLLを前記制御回路に供給するために特定の機能を優先する、システム。
- 請求項8記載のシステムにおいて、前記機能は、運転者が予め決定した所望の速度を維持し、自動制動によって、個々の自動車の速度に応じて、前方を運転中の自動車からの距離を維持する速度レギュレータ(ACC)である、システム。
- 請求項8記載のシステムにおいて、前記機能は、BBWユニットの場合制動要求を伝達するため、更に運転者が制御する従来の制動を優先して、動作中の自動HDCを中断させてもよいか否か判断するために、前記ブレーキ・ペダルの作動の結果生ずる、運転者の制動要求である、システム。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のシステムにおいて、ブレーキ・アクチュエータとして、電気油圧制御ユニット、電子的制御可能ブレーキ・ブースタ、またはワイヤによるブレーキ機器を設ける、システム。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記目標変数v_ZIELは、HDCモードにおいて坂下りを行うことを意図する所望の速度である、システム。
- 請求項12記載のシステムにおいて、前記所望の速度は、既定の一定変数、またはある範囲内において動作要素を用いて運転者が選択可能な変数のいずれかである、システム。
- 請求項13記載のシステムにおいて、前記所望の速度は、前記自動車内に設けられている巡航制御動作要素によって調節可能である、システム。
- 請求項12または13記載のシステムにおいて、前記所望の速度は、前記加速ペダルを作動させることによって運転者によって上昇させることができ、前記ブレーキ・ペダルを作動させることによって低下させることができる、システム。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載のシステムにおいて、前記所望の速度は、現在運転している道路の傾斜に応じて変化することができ、傾斜が急な程、所望の速度は低くなる、そしてその逆である、システム。
- 請求項2〜16のいずれか1項に記載のシステムにおいて、運転者が前記HDCモードを活性化することを望むとき、第1ステップにおいて、前記ON/OFF信号は、動作要素によって前記システムに伝達される、システム。
- 請求項17記載のシステムにおいて、第2ステップにおいて、前記HDCモードの活性化の前に、このような活性化を確認のために監視する、システム。
- 請求項18記載のシステムにおいて、確認の監視のために、前記自動車の動作状態から得た特定の判断基準を監視する、システム。
- 請求項19記載のシステムにおいて、前記自動車の以下の動作状態を監視する、システム。
(i)現在の自動車の速度は低速未満か、および/または
(ii)低いギアが係合されているか、および/または
(iii)自動車が上り坂を運転していないか。 - 請求項20記載のシステムにおいて、前記監視に対して肯定的な結果の場合、第3ステップにおいて、前記基準変数v_SOLLを前記目標関数v_ZIELに合わせる、システム。
- 請求項21記載のシステムにおいて、前記基準変数v_SOLLの前記目標変数v_ZIELへの適応化は、前記制御変数v_ISTに応じて行われ、前記制御変数v_ISTに対して実質的に一定のオフセットΔvを負または正方向に適用することによって、時間に応じてv_IST-Δvおよびv_IST+Δvを決定する、システム。
- 請求項22記載のシステムにおいて、
第1範囲(v_ist-Δ>v_ZIEL)に対して、v_SOLL:=v_IST-Δvを適用することにより、制御変数v_ISTに応じて均一に前記基準変数v_SOLLを前記目標変数v_ZIELに近づけ、および/または、
第2範囲(v_IST-Δv<=v_ZIEL)において、v_SOLL:=v_ZIELを適用することにより、前記制御変数からオフセットΔvを減算した値が前記目標変数v_ZIELに達するか、または当該目標変数v_ZIELを下回ると直ちに、前記目標変数v_ZIELを前記基準変数v_SOLLとして直ちに受け入れ、および/または、
第3範囲(v_IST+Δv>=v_ZIEL)において、v_SOLL:=v_ZIELまたはv_SOLL:=v_IST+Δvを適用することにより、前記目標変数v_ZIELを直ちに前記基準変数v_SOLLとして受け入れるか、または前記制御変数v_ISTに応じて均一に前記基準変数v_SOLLを前記目標変数v_ZIELに近づける、システム。 - 請求項22または23記載のシステムにおいて、制御変数v_ISTが増加すると前記オフセットΔvが大きくなるように、前記制御変数v_ISTに応じて前記オフセットを動的に変化させる、システム。
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