JP2015532238A - 登坂勾配が急すぎるときに適応走行制御をシャットオフする方法 - Google Patents
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Abstract
車両の適応走行制御(ACC)システムを制御する方法。方法は、車両のエンジンのトルクを判断するステップと、車両の変速装置のトルクを判断するステップと、車両のアイドル力を計算するステップと、最大許容可能勾配を取得するステップと、車両がある面の実際の勾配を取得するステップと、実際の勾配が最大許容可能勾配を超えるときに適応走行制御をオフにするステップとを含む。
Description
関連出願の相互参照
[0001]本特許出願は、その内容全体が参照により本明細書によって組み込まれる、2012年10月4日に出願された、先の出願で同時係属の米国仮特許出願第61/709,691号の利益を主張する。
[0001]本特許出願は、その内容全体が参照により本明細書によって組み込まれる、2012年10月4日に出願された、先の出願で同時係属の米国仮特許出願第61/709,691号の利益を主張する。
[0002]本発明の実施形態は、適応走行制御(ACC)に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、車両の後退の可能性があるときを判断することにより、ACCを制御することに関する。
[0003]いくつかのACCは、車両速度がゼロになるまで作動中のままである。「速度ゼロまでブレーキをかける」ACCは、車両が停止したかどうかを判断するために車輪方向センサを使用し、または、一旦、減速−停止コマンドが発行されると車両の再加速を許可しない。一旦車両が停止したら(または停止の途中で)ACCシステムが再加速を許可しない理由は、車両が坂道発進で後退する可能性があるからである。具体的には、(例えば、トレイラを牽引するときの)車両の未知の重量が、車両を前進させるのに必要なエンジントルクの誤った推定をもたらす可能性がある。必要なトルクの判断は、ギアの選択によっても複雑になる可能性がある。というのは、変速装置が入っているギアは、必要なトルクの量に影響を及ぼすからである。ギア選択は、牽引制御、「積雪モード」機能、およびより高いギアで車両を静止から発進させることが望ましい場合がある他の要因を含む、いくつかの要因によって影響を受ける可能性がある。
[0004]一実施形態では、本発明は、車両の適応走行制御(ACC)システムを制御する方法を提供する。方法は、車両のエンジンのトルクを判断するステップと、車両の変速装置のトルク比を判断するステップと、車両のアイドル力を計算するステップと、最大許容可能勾配を取得するステップと、車両がある面の実際の勾配を取得するステップと、実際の勾配が最大許容可能勾配を超えるときに適応走行制御をオフにするステップとを含む。
[0005]別の実施形態では、本発明は、車両を提供する。車両は、エンジンと、エンジンにより駆動される変速装置と、適応走行制御(ACC)を含むエンジン制御ユニット(ECU)とを含む。ACCは、エンジンのトルクを判断し、変速装置のトルク比を判断し、車両のアイドル力を計算し、最大許容可能勾配を取得し、車両がある面の実際の勾配を取得し、実際の勾配が最大許容可能勾配を超えるときにACCをオフにするように構成される。
[0006]本発明の他の態様は、詳細な説明および添付図面を考慮することにより明らかとなるであろう。
[0009]本発明の任意の実施形態が詳細に説明される前に、本発明は、以下の記載に記述される、または以下の図面に図示される、構造の詳細および構成要素の配置への、本発明の応用例に制限されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々なやり方で実施され、あるいは実行されることが可能である。
[0010]本発明は、車両が後退する可能性がある点を判断する方法を提供する。次いで、その点は、ACCを作動停止する、またはシャットオフするため使用され、それによって、ACCは、坂が急すぎるとき再加速しないことになる。具体的には、ACCのろのろ運転(または、速度ゼロまで作動を続ける任意のACC変形形態)を備える車両が車輪方向センサを取り付けられていない場合、坂の勾配についてのACCシステムによる混乱が、自己回復できない後退をもたらす可能性がある。これは、車輪方向センサなしでは、車両の進行方向を判断する迅速で簡単なやり方がないためである。
[0011]平坦な地面で運転手がアクセルペダルを解放すると、車両がゆっくり前に移動するように駆動系が設計される。オートマチック変速装置を備える車両では、移動を防止するためにブレーキシステムにより制止されることが必要な静止状態においてエンジンが実行している力は、以下の式を使用して計算される。
F_idle=エンジントルク*変速装置のトルク比/タイヤ半径 式1
上式で、エンジントルクは、アイドル期間にエンジンが生成するトルクであり、変速装置の比は、(後車軸を含む)変速装置により変換されるトルクであり、タイヤ半径は、搭載されるタイヤの半径である。
F_idle=エンジントルク*変速装置のトルク比/タイヤ半径 式1
上式で、エンジントルクは、アイドル期間にエンジンが生成するトルクであり、変速装置の比は、(後車軸を含む)変速装置により変換されるトルクであり、タイヤ半径は、搭載されるタイヤの半径である。
[0012]速度比ではなく、変速装置のトルク比が使用されることに留意されたい。例えば、アイドリング期間に30Nmのエンジントルク、24の変速比、および0.36mのタイヤ半径を有する車両では、静止期間の前進力は2000Nである。車両は、登坂勾配がより大きい力で車両を後ろ向きに押さない限り、前進することになる。
[0013]登坂勾配は、以下の式によって、車両を後ろ向きに押す。
F_hill=坂の勾配*g*車両の質量 式2
[0014]最大の坂の勾配は、坂の力と釣り合うアイドル力を使用して、坂の勾配に関して解くことにより見いだされる。そのため、坂の勾配=F_idle/g/車両質量である。上記の例を使用すると、2000kgの車両に関して、坂の勾配=10%である。
F_hill=坂の勾配*g*車両の質量 式2
[0014]最大の坂の勾配は、坂の力と釣り合うアイドル力を使用して、坂の勾配に関して解くことにより見いだされる。そのため、坂の勾配=F_idle/g/車両質量である。上記の例を使用すると、2000kgの車両に関して、坂の勾配=10%である。
[0015]難点は、車両質量が正確には知られてないことである。慎重な推定では、連結車両総重量(GCVW)を使用する。一般に、これは、最大の坂の勾配を1/2に減少させる。上記の例では、4000kgのGCVWは、5%の最大の坂の勾配となる。
[0016]あるいは、後退をもたらす坂の勾配についての仮定は、著しい後退が発生する坂の勾配についてなされうる。したがって、
F_hill=F_idle+mass_GCVW*a_tolerableRollback 式3
上記の例では、ACCシステムが後退を混乱させることがない、または運転手が状況を容易に制御することができる(すなわち、ブレーキを踏むための十分な時間のある)、許容可能な後退加速度が0.3m/s2であると仮定される場合、最大の容認できる勾配は8%となる。最大許容加速度は、車両重量、ブレーキシステム応答時間、および他の要因などの車両特性に基づいて提供される例から調整されうる。下に議論されるように、特定の実施形態では、選択された、または予め定められた最大許容後退は、メモリ内にプログラムされる。
F_hill=F_idle+mass_GCVW*a_tolerableRollback 式3
上記の例では、ACCシステムが後退を混乱させることがない、または運転手が状況を容易に制御することができる(すなわち、ブレーキを踏むための十分な時間のある)、許容可能な後退加速度が0.3m/s2であると仮定される場合、最大の容認できる勾配は8%となる。最大許容加速度は、車両重量、ブレーキシステム応答時間、および他の要因などの車両特性に基づいて提供される例から調整されうる。下に議論されるように、特定の実施形態では、選択された、または予め定められた最大許容後退は、メモリ内にプログラムされる。
[0017]車輪速度の微分により計算される加速度と車両に取り付けられる長手方向加速度センサの間の差を計算することにより、坂の勾配が測定されうる。
[0018]最大の容認できる勾配を計算するために必要な値は、車両の仕様(例えば、車両質量またはGCVW、タイヤサイズ)で知られている、または(例えば、車輪速度を介した)車両加速度情報、長手方向加速度センサ情報、現在実行されるエンジントルク、駆動系にわたる変速装置のトルク比など、ACCに(例えばCANバスを介して)提供されるインターフェイス上で利用可能である全ての値である。アイドルトルクは、実時間で読み出されてよく、またはアイドルトルクは、ルックアップ値としてECU内に符号化されてよい。というのは、アイドリング期間の所与のエンジンに関して、アイドルトルクは同じであるからである。変速装置のトルク比は、選択されるギアに依存する。実時間の値が使用されえない場合、選択されるギアにかかわらず、トルク−コンバータが同様のやり方で挙動することになり、したがって、変換比は、選択されるギアのギア比をかけたアイドリング期間のトルクコンバータ比、または各ギアで個別の全アイドリング比であってよい。
[0018]最大の容認できる勾配を計算するために必要な値は、車両の仕様(例えば、車両質量またはGCVW、タイヤサイズ)で知られている、または(例えば、車輪速度を介した)車両加速度情報、長手方向加速度センサ情報、現在実行されるエンジントルク、駆動系にわたる変速装置のトルク比など、ACCに(例えばCANバスを介して)提供されるインターフェイス上で利用可能である全ての値である。アイドルトルクは、実時間で読み出されてよく、またはアイドルトルクは、ルックアップ値としてECU内に符号化されてよい。というのは、アイドリング期間の所与のエンジンに関して、アイドルトルクは同じであるからである。変速装置のトルク比は、選択されるギアに依存する。実時間の値が使用されえない場合、選択されるギアにかかわらず、トルク−コンバータが同様のやり方で挙動することになり、したがって、変換比は、選択されるギアのギア比をかけたアイドリング期間のトルクコンバータ比、または各ギアで個別の全アイドリング比であってよい。
[0019]さらなる変形形態は、選択されるギアに依存した異なるカットオフパーセント値を使用することである。これは、原理的には上に記載した方法と同じである。というのは、エンジンおよび変速装置のアイドル挙動は、単にギア依存であるからである(車両質量以外の全ての他の要因は、無視できる、または一定である)。値は、リスト化された式、または較正によって計算されてよい。
[0020]上に記載されたシャットオフ法は、登坂状況でのアイドル−トルクの物理的特性に基づき、車両の実時間依存性(選択されるギア)、一定の依存性(アイドル−トルク、トルク−コンバータのアイドル挙動)、最大の容認される質量(GCVW)、および許容可能後退加速度の規定を含む。
[0021]理想的なACCのろのろ運転システムでは、後退状況をもたらす混乱があるべきでない。しかし、車輪方向センサがないシステムでは、後退を識別するための迅速なやり方がない。したがって、システムは、システム自体を訂正することができない。後退が許容可能な後退加速度を超える可能性のある、記載されたACCシャットオフは、従来技術のシステムを超える改善をもたらす。登坂勾配について、静止までのブレーキは、再加速が許可されることなく最終的なブレーキ−停止をもたらし、速度が非ゼロにおいてACCのキャンセルをもたらし、または、運転手が対応するため十分遅いシステムの減速をもたらす。規定された速度を超えてACCシステムの再開を容認することにより、方向の混乱は回避される。いくつかの実施形態では、坂の勾配が急すぎるのでACCがキャンセルされると、車両の運転室内の器具の集合体内のメッセージが、運転手に通知する。
[0022]図1は、車両100の概略図を示す。車両100は、4つの車輪104A、104B、104C、および104Dを有する。いくつかの他の実施形態では、車両100は、異なる数の車輪を有することができる。図示のように、車輪104A、104B、104C、および104Dは、2つの車軸108Aおよび108Bに接続される。4つの車輪は、複数の車輪速度センサ112A、112B、112C、および112Dにより監視される。車輪速度センサ112A、112B、112C、および112Dは、ACC118を含む、電子処理ユニット(ECU)116に結合される。車両100は、操舵角度センサ120、長手方向加速度センサ124、エンジントルクセンサ136、横方向加速度センサ配列128、車体スリップ角度センサ132、およびエンジントルクセンサ136などの、他のセンサも含む。
[0023]検知される値は、横方向加速度センサ配列128およびロールセンサ配列138などのセンサから直接的にまたは間接的に来てよいことも留意されたい。検知される値は、他の車両システムを介して、ECU116に送信または送達されてよい。これらの他の車両システムとしては、限定するものではないが、アンチロックブレーキコントローラ、電子安定性コントローラ、拘束用電子装置コントローラなどが挙げられる。検知される値は、横方向加速度センサ配列128およびロールセンサ配列138などのセンサからの直接電気接続、他の車両システムへの直接電気接続を使用して、または車両通信バス(例えば、CANバス)を介して、知られているやり方で、ECU116で利用可能であるように構成されてもよいことにも留意されたい。
[0024]図2は、急すぎる勾配を有する傾斜上で止まるとき、自動的にシャットオフするACCの実施形態の動作の流れ図である。ACCは、車両が速度低下しているかどうかを判断する(ステップ205)。車両が速度低下している場合、ACCは、エンジントルク(ET)を読み取る(ステップ210)。ETは、アイドル期間にエンジンにより生成されるトルクであり、センサにより取得され、またはACCシステム内にプログラムされてよい。次いで、ACCは、変速装置のトルク比(TT)を読み取る(ステップ215)。変速装置のトルク比は、変速装置により生成されるトルクの比であり、センサからによって取得され、またはACCシステム内にプログラムされてよい。TTは、変速装置がどのギアに入っているかに依存する。次いで、ACCは、タイヤの半径(TR)を計算または読み取る(ステップ220)。ACCは、次いで、上の式1を使用して車両のアイドル力を計算する(ステップ225)。ACCは、次いで、許容可能な後退加速度を(例えばメモリから)取得し(ステップ230)、両方ともセンサから取得される車両速度および横方向加速度を使用して、車両がある道路の勾配を計算する(ステップ235)。ACCは、次いで、実際の勾配を最大勾配と比較する(ステップ240)。実際の勾配が最大許容可能勾配より小さい場合、ACCは、普通に機能し続ける。しかし、実際の勾配が最大許容可能勾配よりも急である場合、ACCは遮断して(ステップ245)、運転手に車両の制御を引き継がせる。
[0025]したがって、本発明は、とりわけ、車両が急すぎる登坂勾配上にあるときにシャットオフするACCを提供する。
Claims (16)
- コントローラによって車両の適応走行制御(ACC)システムを制御する方法であって、
前記コントローラによって、前記車両のエンジンのトルクを判断するステップと、
前記コントローラによって、前記車両の変速装置のトルク比を判断するステップと、
前記コントローラによって、前記車両のアイドル力を計算するステップと、
前記コントローラによって、最大許容可能勾配を取得するステップと、
前記コントローラによって、前記車両がある面の実際の勾配を取得するステップと、
前記実際の勾配が前記最大許容可能勾配を超えるとき、前記適応走行制御をオフにするステップと
を含む方法。 - 前記最大許容可能勾配が次式を使用して判断され、
F_hill=F_idle+車両質量*a_tolerableRollback
ここで、F_hillは、最大許容可能勾配であり、F_idleは、前記車両のアイドル力であり、車両質量は前記車両および内容物の質量であり、a_tolerableRollbackは、最大許容可能後退加速度である、請求項1に記載の方法。 - 前記車両質量が、前記車両に関する連結車両総重量(GCVW)である、請求項2に記載の方法。
- 前記アイドル力が次式を使用して計算され、
F_idle=エンジントルク*変速装置のトルク比/タイヤ半径
ここで、F_idleがアイドル力であり、エンジントルクがアイドル期間にエンジンにより生成される前記トルクであり、変速装置のトルク比が前記変速装置によって変換されるトルクであり、タイヤ半径が前記車両のタイヤの半径である、請求項1に記載の方法。 - 前記車両の前記エンジンの前記トルクがセンサにより検出される、請求項1に記載の方法。
- 前記エンジンの前記トルクが、前記コントローラのメモリ内に記憶される定数である、請求項1に記載の方法。
- 前記車両の前記変速装置の前記トルクがセンサにより検出される、請求項1に記載の方法。
- 前記変速装置の前記トルクが、前記コントローラのメモリ内に記憶される定数である、請求項1に記載の方法。
- 前記変速装置の前記トルクが、前記変速装置が入っているギアに基づく定数である、請求項8に記載の方法。
- 前記コントローラがエンジン制御ユニット(ECU)である、請求項1に記載の方法。
- 前記実際の勾配が、前記車両の速度と検知される長手方向加速度の間の差に基づいて計算される、請求項1に記載の方法。
- エンジンと、
前記エンジンにより駆動される変速装置と、
適応走行制御(ACC)を含み、
前記エンジンのトルクを判断し、
前記変速装置のトルク比を判断し、
前記車両のアイドル力を計算し、
最大許容可能勾配を取得し、
前記車両がある面の実際の勾配を取得し、
前記実際の勾配が前記最大許容可能勾配を超えるとき、前記ACCをオフにする
ように構成される、エンジン制御ユニット(ECU)と
を備える車両。 - 前記ECUに前記エンジントルクを提供するように構成されるエンジントルクセンサをさらに備える、請求項12に記載の車両。
- 前記ECUに前記変速装置トルクを提供するように構成される変速装置トルクセンサをさらに備える、請求項12に記載の車両。
- 前記ECUに前記車両の速度を提供するように構成される速度センサをさらに備える、請求項12に記載の車両。
- 前記ECUに前記車両の長手方向加速度を提供するように構成される長手方向加速度センサをさらに備える、請求項12に記載の車両。
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Cited By (1)
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