JP2010523403A

JP2010523403A - 自動車の坂道走行支援システム

Info

Publication number: JP2010523403A
Application number: JP2010502554A
Authority: JP
Inventors: ブレーズ，フィリップ; シャルパン，エマニュエル; ジュヌゥー，ダミアン
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2008-04-09
Publication date: 2010-07-15
Also published as: FR2914894A1; ES2378727T3; FR2914894B1; US20100036564A1; EP2139740A1; US8352126B2; WO2008139118A1; EP2139740B1; ATE541762T1

Abstract

本発明のシステムは、自動車の走行に関係した物理的数値を連続的に測定するセンサー（１１、１２、１３）と、上り坂発進支援（ＨＡ）を行う《ヒル・アシスト》モジュール（ＨＡ）と下り坂の速度をコントロールする《ヒル・ディセント・コントロール》モジュール（ＨＤＣ）とが統合された運転方式修正エレクトリニックコンピューター（ＥＳＰコンピューター）（２０）と、異なる走行パラメーターに基づいてＥＳＰコンピューター（２０）によってコントロールされアクチュエーター（３１〜３５）とでなる自動車の坂道走行支援システムでなっている。コンピューター（２０）は、さらに、《ヒル・アシスト》（ＨＡ）モジュールと下り坂の速度をコントロールする《ヒル・ディセント・コントロール》（ＨＤＣ）モジュールの中間状態を管理する特別のコントロール方式によって、《ヒル・アシスト》モジュール（ＨＡ）と《ヒル・ディセント・コントロール》モジュール（ＨＤＣ）のいずれか一方を作動させ、他方を切離すことを指令する坂道での走行性コントロールを支援する《ヒル・アシスト・ディセント・コントロール》モジュール（ＨＡＤＣ）を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の坂道走行のための支援システムに関する。

自動車メーカーおよび設備サプライヤーの努力によって、種々の状況、特に上り坂や下り坂にあるときに、車両の運転を支援するエレクトロニックシステムを実行することが可能となってきた。

例えば、≪ヒル・アシスト≫という名前で知られる上り坂発進支援システムは、ブレーキペダルから離した短時間、車両を動かさない（ブレーキオン）で、運転者にブレーキペダルからアクセルペダルに切り替える時間を与えている。この機能は、足がブレーキペダル上にあって車両が完全に止まっていて、ある傾斜の坂道から発進させることのみである。

下り坂の速度を制限するシステムも、《ヒル・ディセント・コントロール》システムとして知られ、下り坂を走行するときに車両のブレーキを自動的に作動させている。このシステムは、大きく傾斜した坂道で車両速度を一定に保つことができ、前進ギヤーでも後進ギヤーでも作動する。そして、それぞれの車輪の速度をコントロールし、最大の接地を探している。このシステムは、また、上り坂を運転するときに支援するものでもある。

この他のシステムも、従来技術で知られている。例えば、特許文献１には、停止し、ブレーキの結合が離れて自動車を発進するまでのブレーキコントロールシステムが記載されている。

このシステムは、車輪に加えられる力を測定するセンサー、周辺の坂道を読み取るセンサー、運転者から要求されたブレーキの強さを測定する手段、エレクトロニックコントロールユニット、ブレーキ設定値を計算して周辺の坂道に関係なく車両を停止させる手段、運転者によって要求された上り坂発進時にブレーキ設定値を計算する手段、運転者によって要求された下り坂発進時にブレーキ設定値を計算する手段、および、恐らくエンジンをトランスミッションから離して坂道を運転しているときの車両の加速を抑えるブレーキ設定値を計算する手段、で構成されている。
エレクトロニックコントロールユニットは、これらの手段のそれぞれを、連続的にあるいは互いに独立してブレーキ設定値を計算することを可能にしている。

フランス特許２，８５０，０６９号明細書

本発明の目的は、坂道を運転する支援システムを提供することであり、特に、車両、特に自動車が《オフ・ロード》状態で、または接地がどうであれ、前進ギヤーまたは後進ギヤーで下り坂を走行するとき、運転者に真に支援することができる支援システムを提供することである。

本発明の別の目的は、坂道発進支援システム、または下り坂での速度制限システムなど先に述べた従来の公知システムを増強するシステムを提供することである。

本発明の別の目的は、どの４×４車両（４輪駆動トルク）あるいは４×２車両（車輪または後車輪駆動トルク）にも適用できるシステムを提供することである。

最後に、本発明の目的は、また坂道を運転するための完全な支援システム、すなわち、公知のシステムの種々の搭載モジュール〔《ヒル・アシスト》モジュールと《ヒル・ディセント・コントロール》モジュール〕と連動して、車両の運転者にとって実安全性の面で高度なサービスを提供できる支援システムを提供することにある。

これらの目的を達成すべく、本発明は、自動車の坂道走行のための新規な支援システムであり、自動車の走行に関係した物理的数値を連続的に測定するセンサーと、上り坂発進支援を行う《ヒル・アシスト》モジュール（以下の本発明明細書ではＨＡと記す）と下り坂の速度をコントロールする《ヒル・ディセント・コントロール》モジュール（以下の本発明明細書ではＨＤＣと記す）とが統合された運転方式修正エレクトリニックコンピューター（または、エレクトロニック安全プログラムコンピューター）と、異なる走行パラメーターに基づいてＥＳＰコンピューターによってコントロールされるアクチュエーターと、で構成されている。

このコンピューターは、さらに、坂道での走行コントロールを支援する《ヒル・アシスト・ディセント・コントロール》モジュール（以下の本発明明細書ではＨＡＤＣと記す）を有して、ＨＡモジュールによって管理される状況とＨＤＣモジュールによって管理される状況との間の中間状況を管理する特別のコントロール方式によって、ＨＡモジュールとＨＤＣモジュールの一方を作動させ、他方を切離すことを指示している。

本発明の好ましい実施形態によれば、ＨＡＤＣモジュールは、予め定めた時間より長い時間をかけてＨＡモジュールの動作から次第に切り離し、走行に入った自動車の車両速度が設定速度と呼ぶ予め定めた速度より大きければ、予め定めた速度に減速するようにＨＤＣモジュールに入るよう指示する。ＨＡＤＣモジュールは、車両のエンジン管理コンピューターから連続的な情報を得ていく。

アクチュエーターは、車両の主ブレーキ油圧系、及び車両のエンジンを管理するコンピューターを有しているのが好ましい。

いわゆるＥＳＰコンピューターは、さらに安全のためのアンチロックレギュレーター〔アンチロックブレーキングシステム（ＡＢＳ）〕を有している。

自動車の走行に関係した物理的数値を測定するセンサーは、縦方向および横方向の加速センサー、ステアリングホイール角度センサーおよび車両速度センサーである。

本発明は、さらに上に述べた坂道での運転方式修正システム（ＥＳＰ）を装備した車両を提案する。
この車両は、４輪駆動自動車、あるいは前輪または後輪の２輪駆動自動車であることができる。

本発明の他の目的、利点および特徴は、以下に示す目的に対する限定しない好ましい実施の形態、本特許請求の範囲、ここに添付した図面を見れば明らかになるであろう。

上り坂での発進だけを支援する《ヒル・アシスト》システムによって管理された典型的な状況を説明するグラフである。尚、《ヒル・アシスト》システムは、図ではＨＡとして記載し、本発明の明細書では≪ＨＡシステム≫として記載している。下り坂での速度を制限するだけの《ヒル・ディセント・コントロール》システムによって管理された典型的な状況を説明するグラフである。尚、《ヒル・ディセント・コントロール》システムは、図ではＨＤＣとして記載し、本発明の明細書では《ＨＤＣシステム》として記載している。本発明によって坂道を運転するための支援システムの構成を示すブロックダイヤグラムである。本発明のシステムの機能ロジックを示すフローチャートである。本発明によるシステムによって管理された典型的な状況を説明するグラフである。《ヒル・アシスト》システムの動作を説明する表１である。《ヒル・ディセント・コントロール》システムの動作を説明する表２である。本発明によるＨＡＤＣシステムの動作を説明する表３である。

先に述べたように、上り坂での発進を支援するＨＡシステムは、ブレーキがかかっていないとき、運転者の意図する走行方向が車両のとる移動方向と反対であると、運転者が加速しなければ車両をある時間坂道で停止し続ける。ＨＡシステムの機能は、上り坂発進での助けと支援を提供することである。

運転者の意図する走行方向が、坂道による車両の移動方向と同じである場合、車両が坂道で停止していることがなく、ＨＡシステムは介在しない。すなわち、全てが、運転者の意図したようになる。

ＨＡシステムの動作は、図６の表中にあるように、次のように要約される。
図１のグラフは、車両が登り坂にあり、運転者の意図が前進ギヤーで走行しようとしている状況、あるいは車両が下り坂にあり、運転者の意図が後進ギヤーで走行しようとしている状況でのこの動作を説明している。

ブレーキペダルを離すと、ブレーキシステムのマスターシリンダにかかる圧力Ｐ_ＭＴＣ（連続線で示している）は、ゼロになるが、車輪にかかるブレーキ圧Ｐ_Ｒ（点と長い線の混合線で示している）は、車両が動きだす前のある時間Ｔ_ＭＰ一定になり、車両の再走行は、点線の車両の速度線Ｖで示したようになる。

下り坂の速度を制限するＨＤＣシステムの機能は異なる。
ＨＤＣシステムは、車両がオフロード走行の間、運転者の意図を考慮した車両の走行方向を見て（図２参照、上り坂があり、意図する方向が後進ギヤーにあるとき、ＨＤＣは作動しない）、エンジンブレーキを作動させないとき、上り坂または下り坂で車両速度を一定に維持する。

運転者が意図する走行方向が、坂道だけで決る車両の方向と同じであるとき、ＨＡシステムは介在しないのと異なり、ＨＤＣシステムは介在してくる。
このＨＤＣシステムの介在は、車両の速度Ｖを予め設定した速度Ｖ_１にすることにある。

運転者が意図する走行方向が、坂道だけで決る車両の方向と反対であるとき、この場合に介在するＨＡシステムと異なって、ＨＤＣシステムは介在しない（クラッチが噛み合わない場合を除いて、これは真実である）。

ＨＤＣシステムの動作は、図６のテーブル２に示すように、次のように要約される。
図２のグラフは、車両が上り坂にあり、運転者の意図が後進ギヤーである状況、あるいは逆に車両が下り坂にあり、運転者の意図が前進ギヤーである状況で、この動作を説明している。
ブレーキペダルを離すと、マスターシリンダーの圧力Ｐ_ＭＴＣ（連続線で示している）は、再びゼロに落ち、車輪にかかるブレーキ圧Ｐ_Ｒ（点と長い線の混合線で示している）もまたゼロになる。車両の速度Ｖ（点線で示す）が設定値Ｖ_１に達すると、ＨＤＣシステムは、適応時間で速度Ｖを設定速度に抑える。

設定速度Ｖ_１は、車輪にかかるブレーキ圧力Ｐ_Ｒによって、時間Ｔ_１から維持される。速度Ｖは、時間Ｔ_０での値ゼロ（車両が停止している）からスタートし、車両の加速γによって値Ｖ_１（ＨＤＣシステムの設定価値）に達する。
時間Ｔ_Ｄは、ＨＤＣシステムが起動する時間であり、この間運転者に支援がない。すなわち、時間Ｔ_Ｄは、車両速度Ｖが設定値Ｖ_１に達するに必要な時間である。

本発明のシステムは、坂道での走行コントロールを支援するシステムであり、また後述する図３のブロックダイヤグラムで記載される《ヒル・アシスト・ディセント・コントロール》である。
符号１０は、一連の連続測定センサーであり、符号２０を付けたＥＳＰタイプモジュールへ入力信号を送る。このモジュール２０は、入力された信号を処理した後に、符号３０を付けたアクチュエーターに送る。

一連のセンサーは、限定せずに本発明の目的に合うものを例示すれば、車両の縦方向および横方向の加速を測定する手段、例えば符号１１で示される３軸加速度計、ステアリングホイールの角度を測定するセンサー１２、車両の速度を測定するセンサー１３である。

符号２０は、ＥＳＰシステムのコンピューターであり、エレクトロニック運転方式修正コンピューターとも呼ばれている。
ＥＳＰシステム〔ＥＳＰは、エレクトロニック・安全プログラム（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｔａｂｉｌｉｔｙＰｒｏｇｒａｍ）の頭文字である〕は、動的な安全性を提供する運転支援システムである。各車輪に装備されたセンサーは、接地の緩みを感知し、これを図３の符号２０を付けたタイプのＥＳＰコンピューターに送る。
そして、ステアリングホイールの位置と、車両速度と比較する。もし、異常を感知したとき、ＥＳＰシステムは、異常がある車輪を自動的に加速あるいはブレーキをかけて、車両に接地を回復させ、良好な運行に戻す。

コンピューター２０は、次のモジュールを有している：
−エレクトロニック安全システムをコントロールし、必要により車輪のブレーキのブロッキングを抑えるモジュール、
−あるいは，図３に示されているＡＢＳシステム〔アンチロック・ブレーキ・システム（ＡｎｔｉｌｏｃｋＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍ）の頭文字〕、
−ブレーキ、および恐らくエンジン管理に作用して駆動車輪の滑りを少なくするまたは恐らく抑えることができるエレクトロニックシステムをコントロールするモジュール、
− あるいは図３に示されているＡＳＲシステム〔アンチ・スプリット・レギュレーション（ＡｎｔｉＳｐｌｉｔＲｅｇｕｌａｔｉｏｎ）の頭文字〕、
−下り坂の速度を制限するＨＤＣモジュール、
−上り坂での発進を支援するＨＡモジュール、および、
−坂道での走行コントロールを支援するモジュール、すなわち添付図面でＨＡＤＣとし、以下の本発明明細書でＨＡＤＣモジュールとした《ヒル・アシスト・ディセント・コントロール》、

アクチュエーター３０は、ブレーキ回路の油圧系３１、および点火の調節３３、燃料噴射の調節３４あるいはスロットルバルブの調節３５を実行するエンジン管理コンピューター３２を有している。

本発明のＨＡＤＣモジュールは、上り坂発進支援システムＨＡのモジュールと下り坂速度制限システムＨＤＣのモジュールとの間の相互コミュニケーションを可能にするモジュールである。

この新しいモジュールＨＡＤＣは、上り坂発進支援システムＨＡのモジュールと下り坂速度制限システムＨＤＣのモジュールとの一方または両方が作動に入ったり作動を止めたり特定の方式でコントロールして、上り坂発進支援システムＨＡのモジュールにより管理される状態と、下り坂速度制限システムＨＤＣのモジュールにより管理される状態の中間の“状態”を管理している。

ＨＡＤＣモジュールの介在は、図３のダイヤグラム上、情報ループ“ｉ”と、ＨＡとＨＤＣの入力に接続されたＨＡＤＣモジュールの出力、により説明される。
ＨＡＤＣモジュールの機能は、図４の機能フローチャートによって説明される。本発明のシステムの動作ステップは以下の通りである：
−ステップ１：運転者がブレーキから足を離す、
−ステップ２：ＨＡシステムの始動：車両が、時間Ｔ_ＨＡの間坂道に停止し、この時間Ｔ_ＨＡを予め定めた時間Ｔ_１と比較する。
Ｔ_ＨＡ＞Ｔ_１であると、ＨＡＤＣシステムは次のステップに移行する。
−ステップ３：ＨＡＤＣシステムは、ＨＡシステムからの離脱を指示し、これにより車両を速度Ｖで走行させ、車両の速度Ｖを予め定めた設定値Ｖ_１と比較する。
−ステップ４：この速度Ｖが設定速度Ｖ_１に達すると直ちに、ＨＡＤＣシステムは、下り坂の速度を制限するＨＤＣシステムの起動を指示する。

図５のグラフは、例えば、車両が下り坂にあり、運転者の意図が前進ギヤーで走行することであるときの状況で、この動作を説明している。ブレーキペダルを離したときの時間Ｔ_０で（線ＰＦはゼロレベルとなる）、マスターシリンダにかかる圧力Ｐ_ＭＴＣは再びゼロになり、車輪にかかるブレーキ圧Ｐ_Ｒが時間ＴＭＰの間一定に維持され、与えられた加速γで車両速度を表す線Ｖによりにより説明される車両の走行が再開する。

これは、前に述べたように、ＨＡシステムの従来からの動作であり、２つのポジション０と１で点線で説明され、ここでＨＡシステムの出力ポジション０が時間Ｔ_１と一致している。
車両速度Ｖが、設定値Ｖ_１に達すると、本発明のＨＡＤＣシステムによってＨＤＣシステムが作動する。
ＨＤＣシステムは、点と連続線の混合線で描いており、２つのポジション０と１があり、作動に入るポジション１が、車両速度が設定速度Ｖ_１に達する事実と一致する。
その後、ＨＤＣシステムは、図２を参照して前に述べたような条件で、車両速度Ｖを、設定値Ｖ_１で抑える。

このようにして、ＨＡシステムとＨＤＣシステムの組合せがある。この組合せで、車両の運転者は、限界域にあるとき支援される。ＨＡシステムは、車両を坂道で停止し、次いでブレーキを徐々に離すので、車両は、ＨＤＣ支援に入るに充分な速度を得ることができる。
２つの支援システムの動作の間に加速するという考えは必要ない。

本発明は、それ故、上り坂発進支援（《ヒル・アシスト》）、および下り坂の速度制限（《ヒル・ディセント・コントロール》）の公知のシステムからスタートして、自動車の運転者を支援する新規なシステムを提案するものである。
前進ギヤーで上り坂を発進するとき（上り坂発進）、または後進ギヤーで下り坂を発進するとき（ＨＡＤ《ヒル・アシスト》は、坂道の方向や運転者の意図がどちらでも、実施可能である）、車両は、ブレーキを離した後、あるいは運転者が加速したとき予め定めた時間保持され、本発明のシステムが、ギヤーを変えることができるようして、運転者に車輪をオフロードで、中位または弱い接地の良好な運転方式にするための時間を与えることになる。

下り坂を後進ギヤーで発進する、あるいは下り坂を前進ギヤーで発進するとき、車両は、ブレーキペダルを離した後予め定めた時間坂道に停止する。
そして本発明のシステムは、《ヒル・アシスト》機能の圧勾配によって車両速度が設定値になるまで速度を得るようにコントロールし、この速度に達すると、ブレーキに圧力を加えることで車両速度を設定速度で抑える。これは、図８の表３にあるように要約される。

本発明による坂道での走行性コントロールの支援システムは、従来のシステムに基づいているので、簡単なデザインで、統合し易く、信頼度が高く、経済的である。基本的に、ソフトウエアパッケージの点で適応性が必要なだけである。上に記載した状況で、車両の運転者に快適と安全を供給できる。

もちろん、本発明は、記載された、上に例として説明した実施形態に制限されることがない。当業界の熟練した人により、本発明の骨格と範囲を逸脱することなく他の実施形態も可能である。

Claims

自動車の走行に関係した物理的数値を連続的に測定するセンサー（１１、１２、１３）と、上り坂発進支援（ＨＡ）を行う《ヒル・アシスト》モジュール（ＨＡ）と下り坂の速度をコントロールする《ヒル・ディセント・コントロール》モジュール（ＨＤＣ）とが統合された運転方式修正エレクトリニックコンピューター（ＥＳＰコンピューター）（２０）と、異なる走行パラメーターに基づいてＥＳＰコンピューター（２０）によってコントロールされアクチュエーター（３１〜３５）とでなる自動車の坂道走行支援システムであって、
前記コンピューター（２０）は、さらに、前記《ヒル・アシスト》（ＨＡ）モジュールと下り坂の速度をコントロールする前記《ヒル・ディセント・コントロール》（ＨＤＣ）モジュールの中間状態を管理する特別のコントロール方式によって、前記《ヒル・アシスト》モジュール（ＨＡ）と前記《ヒル・ディセント・コントロール》モジュール（ＨＤＣ）のいずれか一方を作動させ、他方を切離すことを指令する坂道での走行性コントロールを支援する《ヒル・アシスト・ディセント・コントロール》モジュール（ＨＡＤＣ）を有することを特徴とする自動車の坂道走行支援システム。
前記《ヒル・アシスト・ディセント・コントロール》（ＨＡＤＣ）モジュールは、予め定めた時間（Ｔ_１）より長い動作時間（Ｔ_ＨＡ）をかけて、前記《ヒル・アシスト》（ＨＡ）モジュールの動作から次第に切り離し、走行に入った自動車の車両速度（Ｖ）が予め定めた速度（Ｖ_１）より大きければ、車両を予め定めた速度（Ｖ_１）に減速するように前記《ヒル・ディセント・コントロール》（ＨＤＣ）ジュールに入るよう指示することを特徴とする請求項１に記載の自動車の坂道走行支援システム。
前記《ヒル・アシスト・ディセント・コントロール》（ＨＡＤＣ）モジュールは、自動車の管理コンピューターから連続した情報（ｉ）を受け取ることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車の坂道走行支援システム。
前記アクチュエーター（３１〜３５）は、自動車の主ブレーキ油圧系（３１）とエンジン管理コンピューター（３２）からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車の坂道走行支援システム。
前記ＥＳＰコンピューター（２０）は、さらに、安全のためのアンチブロッキング・レギュレーター（ＡＢＳ）を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動車の坂道走行支援システム。
自動車の動きに関する物理的数値を測定するセンサーが、縦方向および横方向の加速センサー（１１）、ステアリングホイール角度センサー（１２）および車両速度センサー（１３）であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動車の坂道走行支援システム。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシステムを装備したことを特徴とする自動車。
自動車が、４輪駆動自動車であることを特徴とする請求項７に記載の自動車。
前記自動車が、前輪または後輪駆動の２輪駆動自動車であることを特徴とする請求項７に記載の自動車。