JP4993050B2 - 車両の制御方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の制御方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
欧州特許第375708号(米国特許第5129496号)に自動ロック式ブレーキが記載されている。このために、ブレーキペダルを操作して車両速度が極めて小さい速度を下回ったとき、弁の遮断によりブレーキ圧力が車輪ブレーキ内に閉じ込められ、すなわち一定に保持され、場合によりさらに少なくとも1つの圧力発生手段(ポンプ)の操作により圧力が上昇される。閉じ込められたブレーキ圧力は、ドライバが発進するときに再び低下される。
【0003】
ドイツ特許公開第19621628号から同様に自動ロック式ブレーキ(またはヒルホルダ装置)が既知であり、この自動ロック式ブレーキは、ブレーキペダルが操作されかつ車両の停止が検出された場合、ドライバにより設定されたブレーキ力を保持し、場合により上昇する。この機能は、ドライバがブレーキペダルを放したときに非作動とされる。
【0004】
両方の方法において、上記の機能は、同様に少なくとも1つの車輪速度信号に基づいて形成される少なくとも車両速度の関数として作動される。したがって、誤って車両の停止が推測されたとき、例えばその速度信号が車両速度信号の形成の基礎となっている少なくとも1つの車輪がロックしたとき、問題が発生する。上記のロック式ブレーキ機能に関しては、これにより、閉じ込められたブレーキ圧力ないし保持されたブレーキ力はもはや低下されないことになる。走行路面と車両との間の対応する摩擦係数比において、これにより、極端な場合には車両がもはや操縦が不可能となることが、短時間、または走行路面勾配が大きいときには長時間にわたり続くことになる。その理由は、車輪がロックしかつドライバはこの車輪におけるブレーキ力をもはや低下できないからである。特に、この危険は、自動ロック式ブレーキのブレーキ力低下がブレーキペダルを放してから所定の時間が経過した後にはじめて行われるとき、または特に発進時にはじめて非作動とされるときに発生する。上記の走行状況は、アンチロック制御装置が係合していない速度範囲(8km/hより小さい速度)においてそれが発生したときに特に危険である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の状況の観点から自動ロック式ブレーキ機能ないしヒルホルダ装置を改善することが本発明の課題である。車両の滑りが車両特性からそれにより評価可能な措置を提供することが本発明の他の課題である。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、少なくとも車両の停止が検出された場合に、ペダル操作量とは無関係に、車両の少なくとも1つの車輪におけるブレーキ力が保持され、および少なくとも1つの低下条件が存在した場合に再び低下される車両の制御方法において、車両の滑りが検出された場合に前記条件とは無関係にブレーキ力が低下されることを特徴とする本発明の車両の制御方法により達成される。
【0007】
上記課題はまた、滑り危険が検出された場合に車両制御への係合が行われる車両の制御方法において、評価された摩擦係数が必要な摩擦係数を下回った場合、および/または速度が小さいときに駆動滑り制御が発生し、それに続いて車両が停止したことから、および/またはブレーキ作動されていない車輪の速度特性から滑り危険が推測されることを特徴とする本発明の車両の制御方法により達成される。
【0008】
上記課題はさらに、少なくとも車両の停止が検出された場合に、ペダル操作量とは無関係に、車両の少なくとも1つの車輪におけるブレーキ力を保持し、および少なくとも1つの所定の条件が存在した場合に再び低下する少なくとも1つの制御ユニットを備えた、車両の制御装置において、前記制御ユニットが、車両の滑りが検出された場合に前記条件とは無関係にブレーキ力を低下する手段を含むことを特徴とする本発明の車両の制御装置により達成される。
【0009】
上記課題はまた、滑り危険が検出された場合に車両制御への係合を行う制御ユニットを備えた車両の制御装置において、前記制御ユニットが、評価された摩擦係数が必要な摩擦係数を下回った場合、および/または速度が小さいときに駆動滑り制御が発生し、それに続いて車両が停止したことから、および/またはブレーキ作動されていない車輪の速度特性から滑り危険を推測する手段を有することを特徴とする本発明の車両の制御装置により達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施形態により詳細に説明する。
図1は車両ブレーキ装置の制御のための制御装置10を示す。この制御装置10は、入力回路12、少なくとも1つのマイクロコンピュータ14、および出力回路16を含む。入力回路12、マイクロコンピュータ14および出力回路16は、相手側とデータを交換するように通信系統18により相互に結合されている。入力回路12には種々の測定装置から入力ラインが供給され、これらの入力ラインは、好ましい実施形態においては、バス系統例えばCANに統合されている。第1の入力ライン20は、ブレーキペダル・スイッチ22から制御装置10に連絡し、制御装置10にブレーキペダル・スイッチ信号BLSを伝送する。入力ライン24ないし27は、制御装置10を車輪速度センサ28ないし31と結合し、車輪速度センサ28ないし31を介して車両の車輪速度に関する信号が供給される。さらに、好ましい実施形態においては、入力ライン32ないし35が設けられ、入力ライン32ないし35は、対応する測定装置36ないし39から、車輪ブレーキ内の圧力に関する信号または与えられたブレーキ力に関する信号を伝送する。
【0011】
制御装置10の出力回路16に出力ラインが接続され、出力ラインは車両の車輪ブレーキを制御するための調節要素を操作する。好ましい実施形態においては、ブレーキ装置は油圧式ブレーキ装置であるので、出力ライン40は車輪ブレーキ内のブレーキ圧力を制御するための弁42に連絡し、一方、出力ライン44を介して、個々のブレーキ回路のための少なくとも1つの圧力発生手段46(ポンプ)が操作される。好ましい実施形態においては、出力ライン47を介して少なくとも1つの制御弁48が操作され、制御弁48は、少なくとも1つの車輪ブレーキにおいて、ブレーキペダルを操作したときに上記のヒルホルダ機能を与えるようにブレーキ圧力を一定に保持する。好ましい実施形態においては、この少なくとも1つの制御弁は、駆動滑り制御を実行するために設けられた切換弁であり、この切換弁は、マスタ・ブレーキ・シリンダと車輪ブレーキ・シリンダとの間の結合を遮断する。
【0012】
本発明による方法を油圧式ブレーキ装置において使用するほかに、本発明による方法は、空圧式ブレーキ装置または電気制御式ブレーキ装置(電気油圧式、電気空圧式または電動式ブレーキ装置ないしこれらのタイプの組み合わせ)に使用された場合においても同様な有利性が得られる。電動式締付装置を有する車輪ブレーキにおいては、ブレーキ圧力が調節されるのではなく、電気制御信号を介してブレーキ力またはブレーキ・トルクが調節される。
【0013】
好ましい実施形態においては、制御装置10、この場合マイクロコンピュータ14は、車両ブレーキ装置の制御により、少なくとも駆動滑り制御および場合によりさらに走行動特性制御を実行する。このような制御は従来技術から既知である。さらに、追加機能としていわゆるヒルホルダ機能が設けられ、ヒルホルダ機能は、ロック式ブレーキ作用のほかに、手動変速機車両に対する坂道発進アシストとして、および自動変速機車両に対するクリープ抑制としてもまた使用される。原理的に、このようなヒルホルダ機能においては、ドライバにより設定されたブレーキ圧力は、信号に応答して弁の操作によりブレーキ・システム内に閉じ込められ(ないし他のブレーキ・タイプにおいては与えられたブレーキ力が保持され)、そして所定の条件のもとで再び低下される。ヒルホルダ機能に対する作動化信号は、少なくとも車両停止の検出により導かれる。このような車両停止の検出に対する1つの例が冒頭記載の従来技術から既知である。ヒルホルダ装置が作動している場合、圧力は車輪ブレーキ・シリンダ内に閉じ込められている。ブレーキ圧力ないしブレーキ力の低下は、ブレーキペダルを放した後所定時間の経過後に、または他の実施形態においてはドライバの発進希望が検出された場合に行われる。
【0014】
車両の停止は車輪速度信号に基づいて推測されるので、少なくとも非駆動車輪がロックされた車両の滑りは、その他が作動されているという条件の存在のもとでブレーキ圧力を閉じ込めることになる。この状態は車両状態により停止とは判定することができない。車輪がロックされた車両の滑りの間においてもまたロック式ブレーキを作動させることになった場合、この結果、ドライバはブレーキ力を低減することができず、ブレーキペダルを放した後においてもまた、設計に応じてそれぞれ、ブレーキ圧力は低下されないか(発進過程においてはじめて低下される)、または時間条件が経過した後にはじめて再び低下される。この時間の間、ブレーキを解放したにもかかわらず車両は操縦可能ではなく、このことは、摩擦係数比が不均一な場合、意図しない車両の旋回を発生させることさえある。ドライバにとって操縦性を再び形成させる唯一の方法は、設計に応じてそれぞれ、例えば加速ペダル操作、ギヤ投入操作、運転スイッチ操作により、またはブレーキペダルを放した後のある時間の経過後に、ヒルホルダ装置を非作動とすることである。
【0015】
以下に記載のように、滑り危険は選択された信号に基づいて検出され、そして滑りが検出された場合に、操縦性を再び形成するために直ちにヒルホルダ装置ないしロック式ブレーキ機能が非作動とされる。この滑りの検出は、本質的に2つの過程で行われる。好ましい実施形態においては、第1の過程において、車輪速度および/または車輪ブレーキ圧力またはブレーキ力またはブレーキ・トルクに対する(評価または測定された)値から、場合により車両減速度に対する値から、および/または作動状態のアンチロック制御装置および/または駆動滑り制御装置を示すマークから滑り危険が評価される。滑り危険が検出された場合、ヒルホルダ装置ないしロック式ブレーキの作動が行われている場合に、好ましくは1つの車輪(好ましくは非駆動車輪、特に低い摩擦係数上を回転する車輪)において圧力が十分に低下される。この車輪が転がりを開始した場合には、実際の滑り状況が存在する。この場合、油圧式ブレーキ装置においては、圧力低下は、出口弁の開放および貯蔵室内の圧力の解放により行われる。好ましい実施形態においては、圧力低下はポンプの作動のもとで行われるので、圧力が低下される車輪の回路の第2の車輪内では圧力が上昇される。これにより、ブレーキ力損失は、圧力低下により再び補償されかつ同時に貯蔵室が解放される。
【0016】
滑り危険の決定のために、第1の設計においては、1つないし複数の車輪のロックまたは停止を検出するまで1つまたは複数の車輪速度を「急低下」させた場合、すなわち1つないし複数の車輪速度信号の低下を急激に発生させた場合、ロック式ブレーキ機能が作動しているときに与えられたブレーキ力レベルないしブレーキ圧力レベルから、走行路面と車輪との間の摩擦係数が推測される。車輪速度信号を急低下させた場合のブレーキ力レベルが比較的高い場合には高い摩擦係数が推測され、逆の場合には低い摩擦係数が推測される。好ましい実施形態においては、さらに車両減速度に対する値および与えられたブレーキ力(ブレーキ圧力)に対する値に基づいて走行路面勾配が評価される。この場合、ブレーキ力と車両減速度との比から特定の勾配角が推測される。
【0017】
さらに、必要な摩擦係数レベルが与えられ、この摩擦係数レベルは、好ましい実施形態においては、表または特性曲線から、評価された勾配の関数として決定される。評価された摩擦係数レベルが必要な摩擦係数レベルを下回っているかまたは僅かに上回っているにすぎない場合に滑り危険が推測され、そして実際の滑りを特定するために上記の方法が行われる。この方法に追加してまたはその代わりに、所定(最小)の摩擦係数レベル以下においては、勾配の評価エラーに基づく滑り危険状況を見落とさないために、評価された勾配とは無関係に常に滑り危険が推測される。少なくとも1つの車輪の急低下を検出するために、車輪速度信号の、基準速度に関する特性が決定される。基準速度の形成においては、ブレーキ・トルクおよび機関トルクが考慮されることが好ましい。
【0018】
この措置により、その速度以下ではアンチロック制御装置が通常は制御を開始しない速度範囲内で、ドライバが上り坂道または下り坂道においてブレーキ過程により車輪をロックさせたとき、滑り危険が検出される。車両が上り坂道においてアンチロック制御装置により制御されて停止した場合、車輪速度の急低下における個々のブレーキ力レベルの代わりに、車輪の平均ブレーキ力レベルないし平均ブレーキ圧力レベルから摩擦係数レベルが推測される。
【0019】
車両が駆動滑り制御により上り坂道において停止した場合、上記とは異なり、速度が小さいときに駆動滑り制御が発生し、それに続いて車両が停止したことから滑り危険が推測される。これは、ドライバが上り坂道において摩擦係数比のために前進しない場合を含む。
【0020】
走行路面傾斜の決定のために、上記の方法の代わりに、傾斜センサによる、または縦方向加速度センサによる直接測定が使用されてもよい。
上記の方法のいずれかにより、ヒルホルダ装置の作動開始時に既に滑り危険が検出された場合、滑りが検出されたとき、ドライバの希望に優先度を与えるために、この時点において予め圧力低下を実行可能である。この場合、ブレーキの解放は必要ではない。
【0021】
他の代替形態において、一般に、ヒルホルダ装置の作動の間における保持過程において、すべての車輪においてブレーキ力が保持されないか、ないしはブレーキ圧力は閉じ込められない。このとき、滑りの検出はブレーキ作動されていない車輪の回転の開始を決定することに限定され、すなわち、1つの車輪の速度が再び上昇したときに滑りが推測される。
【0022】
好ましい実施形態においては、上記の方法が制御装置のマイクロコンピュータの計算プログラムとして実行される。このようなプログラムの一例が図2および図3に流れ図により示されている。
【0023】
図2に示したプログラムは、ヒルホルダ機能が作動された場合に、所定の時点において実行される。最初に、第1のステップ100において、例えばマークがセットされているか、ないしはセットされていないかに基づき、滑り危険が存在するかどうかが決定される。これが否定の場合、ステップ102により、既知の方法に対応してヒルホルダ機能が継続され、そしてプログラムは終了される。ステップ100において滑り危険が検出された場合、ステップ104において、ブレーキペダルが放されているかどうかが検査される。ブレーキペダルが放されていない場合、正常なヒルホルダ機能(ステップ105)が実行され、そしてプログラムは104から反復され、他の場合には、ステップ106により少なくとも1つの車輪において圧力が低下される。それに続いてステップ108において、この車輪の車輪速度が、当然ある時間の経過後に、0より大きくなっているかどうかが検査される。これが否定の場合、滑り状態が実際に存在しないので、ステップ110により、正常な機能範囲内で行われるようにヒルホルダ装置が継続して実行される。車輪速度の上昇が検出された場合、ステップ112により、ヒルホルダ装置が直ちに非作動とされる。ステップ112の後にプログラムは終了され、ヒルホルダ装置が次に作動したときに改めて実行される。
【0024】
滑り危険の決定のために、好ましい実施形態が図3の流れ図により示されている。このプログラムはブレーキ過程の間の所定の時点に実行される。最初に、第1のステップ200において、(一般に車輪速度VRADIから計算される)車両減速度AFZ、車輪ブレーキ圧力PRADI並びに車輪速度VRADIが読み込まれる。それに続いてステップ202において、走行路面勾配が、車両減速度および車輪ブレーキ圧力の関数として(ブレーキ圧力の和に基づいて)評価される。次にステップ204において、少なくとも1つの車輪速度が急低下したかどうか、すなわち基準速度から極めて急速に離れたかどうか、ないしはこの車輪のロック傾向が検出されたかどうかが検査される。これが否定の場合、プログラムは次の時点にステップ200から反復される。車輪速度の急低下が検出された場合、ステップ206により、摩擦係数μが、この時点にこの車輪のブレーキ内に実際に与えられたブレーキ圧力の関数として決定される。それに続いてステップ208において、例えば特性曲線により、必要な摩擦係数μsollが、ステップ202において決定された走行路面勾配に基づいて決定される。次のステップ210において、評価された摩擦係数が必要な摩擦係数と比較される。摩擦係数が必要な摩擦係数より小さい場合、滑り危険に対するマークがステップ212によりセットされ、逆の場合、ステップ214によりリセットされる。その後にプログラムは終了され、次のブレーキ過程において改めて実行される。図3の実施形態においては、ABS運転における決定されたブレーキ力レベルまたはブレーキ圧力レベルに基づく摩擦係数の決定およびASR運転からの滑り危険の推測は考慮されていない。この変更形態は、設計に応じてそれぞれ、上記の方法に追加してまたはその代わりに使用され、および図3に示すのと同様なプログラムの範囲内で実行される。
【0025】
滑り危険の検出方法は、有利な実施形態においては、車輪ブレーキの上記の制御を導く代わりにまたはそれを補足して、例えば機関トラクション・トルクによる車輪滑りを回避するために、例えば機関制御、変速機制御等のような車両の他の制御システムへの他の係合に使用される。
【0026】
【発明の効果】
特に車両の停止時において作動される自動ロック式ブレーキ機能および/またはヒルホルダ機能は、(停止時に限定して)車両の滑りが検出された場合、車両の操縦性を再び確立するために直ちにこの機能が非作動とされることにより改善されることが有利である。
【0027】
滑り危険が存在しかつ機能が作動されたときにブレーキペダルが放された場合、少なくとも1つの車輪における滑りを検出するために直ちにブレーキ圧力が低下され、一方、ブレーキ力低下が行われていないその他の車両車輪においてはブレーキ力上昇が行われ、これにより実際の滑りが存在しない場合に対する自動ロック式ブレーキ機能ないしヒルホルダ機能は、影響されることはないことが特に有利である。
【0028】
滑りを特定するために、ブレーキペダルを放したときに好ましくは1つの車輪においてブレーキ力が低下され、そしてこの車輪が再び回転を始めるかどうか、すなわちこの車輪の速度が増加するかどうかが検査されることが、特に簡単かつ確実な方法である。これが肯定の場合に車両の滑り状況が存在し、この滑り状況によりヒルホルダ装置ないし自動ロック式ブレーキ機能が直ちに非作動とされる。
【0029】
他の設計においては、滑りの検出が、自動ロック式ブレーキ機能ないしヒルホルダ機能において車両のすべての車輪がブレーキ作動されないことにより行われることが有利である。これにより、滑りの検出のために、ブレーキ作動されていない車輪の回転開始のみを検査すればよいことになる。
【0030】
追加のセンサ装置なしに、そのときに使用されているセンサ装置のみに基づいて滑り危険の評価が行われることが特に有利である。したがって、評価された摩擦係数が限界値を下回っているときに滑り危険が推測されることが有利である。この場合、摩擦係数の評価は、少なくとも1つの車輪速度が低下した場合におけるブレーキ力を表わす値に基づいて行われる。広範囲のセンサ装置は必要ではない。
【0031】
滑り危険を決定する場合に走行路面勾配が考慮されるとき、それは特に有利である。走行路面勾配は、上記の意味において、ブレーキ力を表わす信号(例えばブレーキ圧力)および車両減速度値に基づいて決定される。これにより、滑り危険の決定精度が改善される。
【0032】
評価された摩擦係数が、場合により評価された勾配の関数として決定される必要な摩擦係数より小さいかまたは僅かに大きいにすぎないとき、滑り危険が推測されることが有利である。それに追加してまたはそれの代わりに、所定の摩擦係数レベルを下回った場合、勾配とは無関係に常に滑り危険が推測されるので、むずかしい条件下においても滑り危険が常に検出される。
【0033】
その他の場合には、上記の手段の代わりにまたはそれに補足して、速度が小さいときに駆動滑り制御が発生し、それに続いて車両が停止した場合に常に滑り危険が推測される。
【0034】
上記の方法が、油圧式ブレーキ装置に関してのみでなく、電気油圧式、電気空圧式または電動式ブレーキ装置においてもまた行われることが特に有利である。
滑り危険が存在する場合に滑りを検出するために、ブレーキペダルを放したことの関数としてではなく、車両の停止時に、機能の作動の開始時に既にブレーキ力低下を行うことが特に有利である。ここで滑りが検出された場合、ドライバの希望が優先され、およびドライバにより設定されたブレーキ力が車輪ブレーキの制御の基礎とされ、すなわちロック式ブレーキ機能ないしヒルホルダ装置が非作動とされる。
【0035】
1つの車輪においてのみでなく、複数の車輪において、例えば1つの車軸の複数の車輪においてもまた、滑り検出のためにブレーキ力が低下されるとき、それは特に有利である。ここで、この措置が、特に駆動滑り制御または走行動特性制御を備えた油圧式ブレーキ装置において、騒音なしに行われることが有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両ブレーキ装置の制御装置の全体回路図である。
【図2】制御装置の計算ユニット内で実行される、好ましい実施形態における滑り危険の検出措置のプログラムの流れ図である。
【図3】制御装置の計算ユニット内で実行される、好ましい実施形態における滑り危険それ自身の検出措置のプログラムの流れ図である。
【符号の説明】
10 制御装置
12 入力回路
14 マイクロコンピュータ
16 出力回路
22 ブレーキペダル・スイッチ
28、31 車両速度センサ
36、39 測定装置(車輪ブレーキ内圧力または与えられたブレーキ力)
42 ブレーキ圧力制御弁
46 圧力発生手段(ポンプ)
48 制御弁(切換弁)
Claims (5)
- 少なくとも車両の停止が検出された場合に、ブレーキペダル操作量とは無関係に、車両の少なくとも1つの車輪におけるブレーキ力を保持するヒルホルダ機能を備え、ブレーキペダルを放した後の予め定めた時間の経過後に前記ブレーキ力を低下することにより、あるいは、前記予め定めた時間内のドライバの車両の発進希望により、ヒルホルダ機能を非作動にする車両の制御方法において、
車両が停止したときに、ブレーキペダルを解放すること、
前記ヒルホルダ機能の作動を保持した状態で、少なくとも1つの車輪のブレーキ力を低下させること、
前記少なくとも1つの車輪のブレーキ力の低下により実際の車両の滑りを生じ、この車両の滑りにより生じる車輪の回転速度を測定すること、
前記測定された車輪の回転速度が予め定めたしきい値を超えるとき、車両の滑りを検出すること、
前記車両の滑りが検出されると、前記予め定めた時間の経過とは無関係に、前記ヒルホルダ機能を非作動にすること、
を特徴とする車両の制御方法。 - 前記車両の滑りが起こる可能性が検出された場合にのみ、前記車両の滑りが検出され、
前記車両の滑りが起こる可能性が
車両減速度と車輪ブレーキ圧力とから、走行路面の勾配を評価するステップと、
予め設定された走行路面の勾配と必要な摩擦係数との関係に基づいて、前記評価された勾配から、必要な摩擦係数を求めるステップと、
前記車輪ブレーキ圧力から、走行路面の摩擦係数を評価するステップと、
前記評価された摩擦係数が、前記必要な摩擦係数よりも小さい場合には、前記車両の滑りが起こる可能性があると判断するステップと、
を含む方法により検出されること、
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 油圧式ブレーキ装置の場合、前記ブレーキ力の低下が、車輪ブレーキ内のブレーキ圧力を制御する弁の開放により行われることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記車両の滑りを検出するために、複数の車輪において、前記ブレーキ力が低下されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも車両の停止が検出された場合に、ブレーキペダル操作量とは無関係に、車両の少なくとも1つの車輪におけるブレーキ力を保持するヒルホルダ機能を備え、ブレーキペダルを放した後の予め定めた時間の経過後に前記ブレーキ力を低下することにより、あるいは、前記予め定めた時間内のドライバの車両の発進希望により、ヒルホルダ機能を非作動にする制御ユニットを備えた車両の制御装置において、前記制御ユニットが、
車両が停止したときに、ブレーキペダルを解放し且つ前記ヒルホルダ機能の作動を保持した状態で、少なくとも1つの車輪のブレーキ力を低下させる手段、
前記少なくとも1つの車輪のブレーキ力の低下により実際の車両の滑りを生じたときに、車輪の回転速度を測定する手段、
前記測定された車輪の回転速度が予め定めたしきい値を超えるとき、車両の滑りを検出する手段、
前記車両の滑りが検出された場合に、前記予め定めた時間の経過とは無関係に、前記ヒルホルダ機能を非作動にする手段、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
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