JP6149112B2 - 車の制御システム及び制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、車の1つ又は1つ以上のサブシステム用の車制御システム及び、車の1つ又は1つ以上のサブシステムの制御方法に関する。
オンロード及びオフロードの各モードを有するエアサスペンションを提供することも知られている。安定性制御システムは特定モード下においてよりダイレクトな制御をドライバーに与えるようその有効性を低下させ得、パワーステアリングシステムは走行条件に基づいて可変レベルのアシストを提供する異なるモードで作動され得る。
異なる構成下に作動する自動車用の改良された制御システムが提供されることが望ましい。
本発明の1様相によれば、制御システム、車及び方法が提供される。
本発明の実施形態に従う制御システムは、従来のエンジンオンリー車、電気自動車、及び又は、ハイブリッド電気自動車を含む範囲の異なる車用に好適である。
本発明の1様相によれば、車の少なくとも1つのサブシステム用の車制御システムであって、過剰な車輪スリップを防止するための車発進アシスト(VLA)機能を作動させるように作動自在であり、前記システムは車発進アシスト(VLA)機能がアクティブ化されると、車の1つ又は1つ以上の車輪への付加トルク量における1つ又は1つ以上の所定の制限設定を賦課するように構成され、
前記1つ又は1つ以上の所定の制限設定が、車輪のスリップ量が所定値を越える前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報あるいはデータを参照して判定される車制御システムが提供される。
本システムは、所定値を越える車輪スリップを防止するための1つ又は1つ以上の制限設定を賦課するように構成され得る。
随意的には、1つ又は1つ以上の第1制限設定には、車のパワートレインの作動上の少なくとも1つの制限が含まれる。
随意的には1つ又は1つ以上の第1制限設定には、ドライバーの要求トルクの増加に対するパワートレインの応答率の低下、パワートレイントルクの最大許容増加率の低下、及び、パワートレイントルクの最大許容値の低下から選択された少なくとも1つが含まれる。
随意的にはシステムは、車の1つ又は1つ以上の異なる走行条件に各々が相当する複数のサブシステム制御モードの選択された1つで車の複数のサブシステムの制御を開始するサブシステムコントローラを含み得、システムは、1つ又は1つ以上のサブシステム制御モードの第1設定の少なくとも1つに条件が一致する場合においてのみ、VLA機能のアクティブ化を許可するように構成される。
制御モードは作動モードとしても参照され得る。
随意的には、1つ又は1つ以上のサブシステム制御モードの第1セットには、サブシステムが砂上走行に好適な様式で制御される砂モードが含まれる。
随意的にはサブシステムの少なくとも1つは、砂モードでは、車が低速で走行中であるときは、車の車輪が砂に埋まらないよう、比較的低レベルの車輪スピンのみを可能とするが、車が高速で走行する場合は比較的高いレベルの車輪スピンを可能とするように構成される。
システムは、ユーザーがユーザー操作式のモード選択入力手段により必要なシステム制御モードを選択できる手動作動モード選択条件で作動自在であり得る。
システムは、前記システムが適正なシステム作動モードを自動選択するように構成される自動モード選択条件で作動自在であり得る。
システムは、前記システムが手動モード選択条件で作動する場合においてのみ、1つ又は1つ以上の所定の第1制限設定を賦課するように構成され得る。
随意的には、付加され得る車輪トルク量に関する情報あるいはデータは少なくとも部分的には選択された制御モードに従い判定される。
随意的には、車輪のスリップ量が所定値を越える以前に付加され得る車輪トルク量に関する情報あるいはデータは、少なくとも部分的には、車がその上で支持される地形形式、車がその上で支持される路面の変形性、路面と、車の1つ又は1つ以上の車輪との間の接触面積のサイズ、タイヤ圧、サスペンション移動、サスペンションの動き、勾配、ロッキングディファレンシャルの状態、選択されたギヤ及び選択された出力伝達ユニットギヤ比から選択した少なくとも1つに関する情報あるいはデータに従い判定される。
随意的には車輪スリップの所定値は1つ又は1つ以上の、車の作動パラメータに依存して判定される。
随意的には1つ又は1つ以上の作動パラメータは、車速、車輪速度、車が移動する地形の形式から選択される。
随意的には地形の形式は少なくとも部分的には、選択された制御モードに依存して判定される。
選択モードは、パワートレイン、自動変速機システム、ステアリングシステム、ブレーキシステム、及び、サスペンションシステムから選択した少なくとも2つの車のサブシステムの制御モードであり得る。
制御モードは、これらサブシステムの各々の制御モードであり得る。
随意的には、作動モードには、サスペンションシステムの制御モードが含まれ、複数のサブシステム構成モードは複数の最低地上高を含む。
サスペンションシステムは流体サスペンションシステムであり得る。サスペンションシステムで用いる流体は空気等のガスであり得る。流体はある別態様の実施形態では液体であり得る。
随意的には、作動モードは、ステアリングアシストが提供され得、前記複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記ステアリングアシストを提供するステアリングシステムの制御モードを含む。
随意的には作動モードは、車輪スリップを制御するアンチロック機能が提供され得、前記複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記車輪スリップを許容し得るブレーキシステムの制御モードを含む。
随意的には作動モードは、車のヨーを制御するよう構成され、前記複数のサブシステム構成モードが、想定される前記車のヨーからの異なるレベルでの逸脱を許容するヨー制御システムの制御モードを含む。
随意的には作動モードは、前記複数のサブシステム構成モードが変速機の高及び低の各レンジ変更モードを含み得るレンジ変更変速機制御モードを含む。
随意的には作動モードは、パワートレイン制御手段及びアクセルあるいはスロットルペダルを含むパワートレインシステムの制御モードにして、サブシステム構成モードが、アクセルあるいはスロットルペダルの移動に対するパワートレイン制御手段の異なる応答レベルを提供するパワートレインシステムの制御モードを含む。
ディファレンシャルシステムは、複数の入力に基づいてディファレンシャルロックのレベルを制御し、各モード時に前記入力に対する応答が異なるように構成され得る。
サブシステムの1つは、車体のロールを低減させる車体ロール補正を提供するよう構成した車体ロール制御システムを含み得、サブシステム構成モードは、少なくとも幾つかの走行条件下において異なるレベルでの車の車体ロール補正を提供する。
サブシステムの1つは速度制御システムを含み得る。速度制御システムは、降坂時の車速を制御するように構成され得る。速度制御システムは、異なる構成モードでは車を異なる速度に制御するよう構成され得る。
あるいは、又は更には、速度制御システムはオフロードクルーズコントロールシステムを含み得る。
随意的には作動モードは、荒れた地形上を走行するために好適な様式でサブシステムが制御されるオフロードモードと、オンロード走行用に好適な様式でサブシステムが制御されるオンロードモードとを含み得る。
随意的にはサスペンションシステムは、オフロードモードではオンロードモード時のそれより高い最低地上高を提供するよう構成される。
更に随意的には、オフロードモードではオンロードモード時のそれより高いレベルの前記相互連結が提供される。
随意的にはヨー制御システムは、オンロードモード時のそれより高い、オフロードモード時の前記逸脱度合いを許容する構成を有する。
随意的には、オフロードモードではレンジ変更変速機は低レンジで作動される。
随意的にはディファレンシャルシステムは、オフロードモード時に、オンロードモード時のそれより高レベルのディファレンシャルロックを提供する構成を有する。
随意的にはロール制御システムは、オンロードモード時に、オフロードモード時のそれより高いロールスチフネスを提供する構成を有する。
随意的には速度制御システムは、オフロードモード時にはスイッチオンされ、オンロードモード時はスイッチオフされる構成を有する。
随意的にはブレーキ制御システムは、高摩擦モード時は、低摩擦モード時におけるそれより高レベルの車輪スリップを許容する。
随意的にはトラクション制御システムは、高摩擦モード時は、低摩擦モード時におけるそれより高レベルでの車輪スピンを許容する。
随意的にはパワートレイン制御手段は、低摩擦モード時は、少なくとも低いアクセルペダル踏み込み位置である所定のアクセルあるいはスロットルペダル位置に対し、高摩擦モード時におけるそれより低レベルでの駆動トルクを提供する構成を有する。
随意的には変速機システムは、高摩擦モード時は、少なくとも1つのパラメータの所定値に対し、低摩擦モード時のそれより高いギヤで作動する構成を有する。
随意的には高摩擦モードは、車が通常作動し且つオンロード走行に好適な、標準あるいはデフォルトモードを含み得る。
随意的には、少なくとも2つのそのような低摩擦モードを含み、サスペンションシステムが、前記低摩擦モードの一方において、他方におけるそれより高い最低地上高を提供する構成を有する。
随意的には、少なくとも2つの低摩擦モードは、深い泥中を走行するに好適な泥モードを含み得、他の低摩擦モードが、雪、草あるいは砂利走行に好適なものである。
モードの1つは、サブシステムが、例えば比較的高速で荒れた路面上を走行する荒れ路面走行に好適な様式で制御されるラフロードモードであり得る。
随意的には、モードの少なくとも1つは、サブシステムがオンロード走行に好適な様式で制御されるオンロードモードである。例えば、モードの1つは、サブシステムが平坦路を高速走行するに好適な様式で制御される自動車道路モードであり得る。モードの1つは、サブシステムがカントリーロード走行に好適な様式で制御されるカントリーロードモードであり得る。
入力の使用モードは、例えば、通常スタイル、スポーツスタイル、エコノミースタイルを含み得る複数の走行スタイルからの選択を許容するよう構成され得る。
制御システムは、スリップ制御システムの状態を表示する信号に基づいてVLA機能をアクティブ化する構成を有し得る。
スリップ制御システムは、VLA機能とは無関係にスリップを減少させるように作動自在のシステムである。
かくして、スリップ制御システムがスリップを低下させるために介入し得る場合における、VLA機能の、例えば、1つ又は1つ以上の制限賦課を実施するアクションが防止され得る。
スリップ制御システムは、車速信号が得られないあるいは読み取れないために、スリップを低下させるスリップ制御システムの作動がそれ以下では許可されない閾値以下、例えば約5km/時である場合はスリップを低下させるための介入が出来ない状態であり得る。
スリップ制御システムは、安定性制御システム、及び又は、トラクション制御システムであり、あるいはそれらシステムを含み得る。
所定値を越える車輪スリップを防止するために1つ又は1つ以上の車輪への付加トルク量に第1設定の1つ又は1つ以上の所定の制限を賦課するステップを含む、過剰な車輪スリップを防止するための発進アシスト機能をアクティブ化するステップ、
を含み、
車輪スリップ量が所定値を越える以前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報又はデータを参照して1つ又は1つ以上の第1制限設定を判定するステップを含む方法。
随意的には前記1つ又は1つ以上の車輪に付加され得るトルク量に関する情報又はデータを参照して1つ又は1つ以上の第1制限設定を判定するステップは、車のパワートレインの作動に少なくとも1つの制限を賦課することを含む。
本発明の更に他の様相によれば、本発明の1様相に従う方法を実行する、車を制御するためのコンピュータ可読のコードを担持するキャリヤ媒体が提供される。
前記1つ又は1つ以上の所定の制限設定が、タイヤと接する地形の、車へのトラクション提供能力に関する情報あるいはデータを参照して判定される車制御システムが提供される。
前記1つ又は1つ以上の所定の第1制限設定が、車輪スリップ量が所定値を越える以前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報又はデータを参照して判定される車制御システムが提供される。
本発明の実施形態は、VLA機能が、車がその上で支持される所定の路面に対して最適化され得る利益がある。かくして、特定路面上の場合における車のサブシステム作動に対する無用に厳しい制限の賦課が回避され得る。
1つ又は1つ以上の第1制限設定は、発生するパワートレイントルクに関する1つ又は1つ以上の制限を含み得る。制限は、ドライバーの要求に対する応答、随意的には、所定量のアクセル/スロットルペダル作動量等の、アクセル/スロットル制御装置の所定作動量に応答して発生するパワートレイントルクに関する制限であり得る。
1つ又は1つ以上の第1制限設定は、車がその上で支持される地形の形式、車がその上で支持される路面の変形性、路面と、車の1つ又は1つ以上の車輪との間の接触面積のサイズ、1つ又は1つ以上の車輪と路面との間の摩擦係数に従い判定され得る。
随意的には、車輪に付加され得るトルク量に関するデータは、タイヤ圧、サスペンション移動、サスペンションの動き、勾配、ロッキングディファレンシャルの状態、選択されたギヤ及び選択された出力伝達ユニットギヤ比から選択した少なくとも1つに関するデータに従い判定される。
車輪スリップの所定値は、1つ又は1つ以上の車の作動パラメータに依存して判定され得る。
随意的には、1つ又は1つ以上の作動パラメータは、車速、車輪速度、及び、車がその上を移動する地形の形式から選択される。
システムは、所定のサブシステム制御モードがユーザーにより選択されたことにより条件が一致した場合においてのみ、VLA機能がアクティブ化あるいは1つ又は1つ以上の制限を賦課可能とされるように構成され得る。
所定のサブシステム制御モードは、砂上での車の作動に相当するモードであり得る。
本発明の1様相によれば、上述した様相に従うシステムを含む車が提供される。
所定の1つ又は1つ以上の条件が一致した場合に、過剰な車輪スリップを防止するための発信アシスト機能をアクティブ化し、前記アクティブ化が、車のサブシステムの1つ又は1つ以上の作動に1つ又は1つ以上の所定の第1制限設定を賦課することを含むステップを含み、前記1つ又は1つ以上の所定の制限が、車輪スリップ量が所定値を越える以前に車輪に付加され得るトルク量に関するデータを参照して判定される方法が提供される。
誤解の無いように述べておくと、本発明の1様相に関して説明される特徴は、それ単独での、あるいは1つ又は1つ以上のその他の特徴との適正な組み合わせでの本発明の任意のその他様相の範囲に含まれ得るものとする。
図2にはVCU10の詳細が示される。VCU10は、これに限定しないが、エンジンマネジメントシステム12a、変速機システム12b、電子パワーアシストステアリングユニット12c(ePASユニット)、ブレーキシステム12d、サスペンションシステム12eを含む複数の、車のサブシステム12を制御する。5つのサブシステムがVCU10の制御下のものとして例示されるが、サブシステムは車に含まれ得且つ、VCU10の制御下にあり得る。VCU10は、各サブシステム12にライン13を介して制御信号を提供して、車が走行する地形等の走行条件(地形条件として称される)に適正な様式でサブシステムの制御を開始させるサブシステム制御モジュール14を含む。サブシステム12は、信号ライン13を介してサブシステム制御モジュール14とも通信してサブシステムの状態についての情報をフィードバックする。
車100には、クルーズコントロール状態信号(ON/OFF)、トランスファーボックスあるいはPTU137状態信号(ギヤ比がHIレンジあるいはLOレンジか)、降坂制御(HDC)状態信号(ON/OFF)、トレーラ連結状態信号(ON/OFF)、安定性制御システム(SCS)が起動されていることを表示する信号(ON/OFF)、フロントガラスワイパー信号(ON/OFF)、エアサスペンション最低地上高状態信号(HI/LO)、動的安定性制御(DSC)信号(ON/OFF)が含まれる。
VCU10は、評価器モジュールあるいはプロセッサ18の形態の評価手段と、セレクタモジュールあるいはプロセッサ20の形態の計算及び選択手段とを含む。各センサからの連続的な出力16は先ず評価器モジュール18に提供され、他方、個別の信号17はセレクタモジュール20に提供される。
フロントガラスワイパー信号(ON/OFF)に基づき、評価器モジュール18はフロントガラスワイパーがON状態になっている長さ(即ち、降雨継続信号)をも計算する。
車輪前後スリップに対する評価及び横摩擦評価は、確度検証として評価器モジュール18内で相互に比較される。
自動モードでの作動時は以下の(1)〜(3)の相プロセス、即ち、
(2)現在の制御モード及び他の制御モードに対する確率の“正の差分(positive difference)”を積分する相。
(3)積分値が所定閾値を超える、あるいは現在の地形制御モードの適正確率がゼロであるときはプログラムが制御モジュール14に要求する相。
により最適サブシステム制御モード選択が達成され得る。
以下に相(1)、(2)、(3)について詳しく説明する。
図3はUS2003/0200016における、VCU10が作動し得る異なる作動モードの各々において車100のサブシステム12が設定される特定のサブシステム構成モードを示す表である。
(a)自動車道路(あるいはハイウェイ)モード、
(b)カントリーロードモード
(c)市街地走行(アーバン)モード
(d)牽引(オンロード)モード
(e)ダートトラックモード
(f)雪/氷(オンロード)モード
(g)草/砂利/雪(GGS)モード
(h)砂モード
(i)岩道クロールあるいは多石地形横断モード
(j)泥/轍モード
である。
ある実施形態の作動モードは、性能志向の走行に最適化されたスポーツ、又は、ダイナミックモード、エコノミー志向走行に最適化されたエコノミーモード、及び、デフォルトモードを含み得る。デフォルトモードは、一般的なオンロード走行条件用のオンロードモードであり得る。
図3を参照するに、最低地上高(高、標準、あるいは低)及び側方/側方エア相互連結に関して特定したサスペンションシステム12eの構成が記載される。サスペンションシステム12eは流体サスペンションシステムであり、本実施形態ではUS2003/0200016に記載される様式で車の各側の車輪用のサスペンション間を相互流体連結可能とするエアサスペンションシステムである。複数のサブシステム構成モードが、本実施形態では相互連結無し(相互連結閉)及び少なくとも部分的な相互連結(相互連結開)であるところの異なるレベルでの前記相互連結を提供する。
ブレーキシステム12dは、作動モードに依存して、ブレーキペダル163への所定の付加圧力量に対し比較的大きいあるいは小さい制動力を提供するよう構成され得る。
電子トラクション制御(ETC)システムは高ミューあるいは低ミュー構成で作動し得、システムは低ニュー構成では、高ミュー構成の場合と比較して車制御への介入以前にずっと大きな車輪スリップを許容するように作動し得る。
動的安定性制御システム(DSC)もまた、高ミューあるいは低ミュー構成で作動し得る。
PTU137は、ここに記載する如く、高レンジ(HI)サブシステム構成モードあるいは低レンジ(LO)サブシステム構成モードで作動し得る。
Pb=(a.b.c.d....n)/((a.b.c.d....n)+(1−a).(1−b).(1−c).(1−d).....(1−n))
各制御モードに対する複合確率値が計算されると、セレクタモジュール20内で最高確率の制御モードに相当するサブシステム制御プログラムが選択され、その表示を提供する出力信号30がサブシステム制御モジュール14に提供される。多数の地形表示に基づく複合確率機能を用いるのは、単一の地形表示のみに基づいて選択する場合と比較して、相互に複合された特定の表示は1つの制御モード(例えば、GGSあるいはMR)を多少とも選択候補にさせ得る点で利益がある。
相(2)では、現在の制御モードを別の制御モードの1つに変更する必要があるかを判定するための積分処理がセレクタモジュール20内で実行される。
積分処理の第1ステップでは、別の制御モードの各々に対する複合確率値間に、現在の制御モードに対する複合確率値と比較して正の差分があるかを判定する。
本件出願人は、停止状態から走行して、大きなトルクが要求される乾燥した軟質の砂上に来ると、車の車輪はスピンを生じて砂を掘る恐れがあることを認識した。これは、車を砂に埋まらせる原因となり得る。TC機能によってはこの状況を防止あるいは打開し得ない場合もあり得る。これは、4輪全て(111−115)が同じ割合でスリップし得るためにスリップが検出されず、従って、TC機能が介入してパワートレイントルクを減少させる、及び又は、制動を付加できないからである。過剰のスリップを生じさせることなくパワートレイン129によって伝達させ得るトルク量は、タイヤ接触面積及び砂の形式を含む多数のファクタに依存する。
ある実施形態では、それに加えてあるいは代えて、パワートレイン129のトルクの最大許容増加率が所定値に制限され得る。
図4には、VCU10のmax_tq_estを判定するモジュール301が略示される。本実施形態ではモジュール301は、本実施形態では電子コントローラであるコンピューティング装置が実行するソフトウェイアコード上で実現されたものである。
(i)アクセルペダル位置を参照して判定した非フィルタドライバー要求トルクTq_dd
(ii)車の道路用タイヤ間のタイヤ平均圧である平均タイヤ圧Tyre P
(iii)車速 Veh spd
(iv)現在選択されている制御モード(地形応答モード)TR mode
(v)VCU10が手動あるいは自動の制御モード選択条件かの表示 TR_auto
(vi)選択された自動変速機ギヤTrans gear
(vii)選択されたPTUレンジ(比)PTU range
を受ける。
ある実施形態ではTyre_P入力は、各タイヤを横断する平均ではなくむしろ、個別の各タイヤに関するものであり得る。
Tq_ddの値はTR_modeと共にブロック301aに送られ、ブロック301aではルックアップ表(LUT)を用いて、Tq_dd及びTR_modeを考慮に入れた車輪の最大許容トルクの第1評価値max_tq_est_1を判定する。この値は乗算器ブロック301cに送られる。
先に記載したように、ブロック301bは3つの乗算器の値を算出する。乗算器は3つの各ルックアップ表により判定される。ルックアップ表への入力は夫々、(a)Tyre P及びTR_mode、(b)Veh_spd及びTR_mode、(c)Trans_gear及びPTU_rangeの組み合わせである。
ある実施形態では路面ミューの評価を、VCU10が作動する制御モードの固有性、即ちTR_mode、に加えてあるいは代えてモジュール301に入力し得る。そうでなければ、TR_modeは現在の路面ミュー値の有益な表示を提供する。
ある実施形態ではTR_autoあるいは相当するパラメータはモジュール301には提供され得ない。
ある実施形態では、車に、例えば電気ハブモータで駆動される電気推進モータを設け得る。そのような車では、個別の各車輪に付加されるパワートレイントルク量は従来の且つ精密な様式で制御され得る。そうしたある実施形態では、個別のタイヤ圧監視を個別の車輪トルク制御と組み合わせることで車の性能が改善され得、且つ、車を休止状態から加速させる場合に特に有益であり得る。
ある実施形態ではVLA機能は常にアクティブ化され、トルク要求に対するパワートレイン129の応答形態を異ならせ、上述した条件に一致するかに依存してパワートレイントルク制限を異ならせるように構成される。これに加えあるいは代えてのその他条件も有益である。VLA機能は、VLA機能によるパワートレイントルク制限を要しない制御モードが選択された場合は、VLA機能はトルク制限を比較的高く設定することにより、有効裡に無効化され得る。かくして、本実施形態ではVLA機能は砂あるいはGGS以外の制御モードでの作動時は有効裡に無効化され得る。VLA機能が砂モードが手動選択された場合においてのみアクティブ化される先に記載した別態様の実施形態では、VLA機能は、VCU10が砂モード及び手動制御モード選択条件の何れでも作動していない場合はトルク制限を比較的高く設定することで有効裡に無効化され得る。
条件(1)〜(3)の何れかに一致すると、本実施形態ではVLA機能はトルク要求に対するパワートレイン129の応答率を低下させ、あるいは、パワートレイン129が付加し得るトルク量に制限を賦課する。
ある実施形態では、一次VLA機能は条件(1)〜(3)に一致すると実行される。条件(3)を除く全ての条件に一致し、且つ、VCU10が自動モード(それにより最適の制御モードが自動選択される)である場合は、所定の1つ又は1つ以上のモード(砂、あるいは、砂又はGGS)が自動選択されている場合は二次VLA機能がそれに代えて開始され得る。ある実施形態では二次VLA機能は、パワートルク増大が要求された場合の車の応答性に対し、厳しさがより少ない単数あるいは複数の制限が賦課される点で一次VLA機能とは相違する。ある実施形態では、トルク要求に対するパワートレイン129の応答率に対する制限量は、一次VLA機能の場合におけるそれに比較して減少される。つまり、パワートレイントルク要求上の低下は一次VLA機能による賦課におけるような厳しいものではない。
ある実施形態では、VCU10が自動モードで作動し、VCU10が砂モードである時はVCU10は、上記した条件(1)及び(2)、即ち、車速が所定値未満であり、且つ、ドライバーがトルクを要求した、あるいは、加速装置位置が所定値より大きい条件、に加えて更に他の1つ又は1つ以上の条件に一致する場合においてのみ、開始され得るように構成され得る。前記更に他の1つ又は1つ以上の条件は、車100が砂上で作動していることが更に確認され得る条件であり得る。この確認ができない場合は二次VLA機能が開始され得る。条件には、特定の地形表示が、車が砂上で作動していることと一致する特定表示条件を提供する条件が含まれ得る。ある実施形態ではユーザーが、例えば、コントロールボタン、専用入力装置等のマルチ機能装置、タッチスクリーンディスプレイにタッチする、ボイスコマンドを話す、あるいは任意のその他好適な確認により車が砂上で作動していることの能動的確認を提供するよう催促され得る。
一次VLA機能のみを有し、二次VLA機能を有さない実施形態ではVCU10は、砂上での作動が更に確認された場合に開始され得るよう構成され得る。
図5には本発明の更に他の実施形態に従うVCU210が示される。VCU210は手動モードのみで作動され得、自動モードでは作動しない点で図2のVCU10とは相違する。つまりVCU210は、車のサブシステム212が作動すべき最適の制御モードを判定することはできない。
図5の実施形態ではVCU210は、特定条件下にVLA機能をアクティブ化するように作動自在である。それら条件は、(1)車速が所定値(本実施形態では5km/時であるがその他速度も有益である)未満であること、(2)ドライバーがトルクを要求するあるいは加速装置位置が所定値より遠いこと、(3)ユーザーが砂制御モードを手動選択したことである。
条件(1)〜(3)の何れかに適合しない場合、本実施形態ではVLA機能が、トルク要求に対するパワートレイン129の応答率を低下させず、又は、パワートレイン129が付加し得るトルク量に制限を賦課する。
ある実施形態では、条件(3)はそれに加えあるいは代えて1つまたはのその他の制御モードを含み得る。実行されるVLA機能の1つ又は1つ以上の特徴は選択した制御モードに依存し得る。
先に記載したように、車100と路面との間の接触は車100が1つ又は1つ以上の車輪の過剰スリップを誘発させることなく入手し得る“パーチェス”(あるいは牽引力)によって特徴付け得る。付加され得る牽引力の大きさ(スリップが所定量を超える以前の車輪最大トルクにより特徴付けされ得る)は、路面の構成材料の形式(例えば、草、砂利、雪、砂、岩)、車の車輪と路面との間の摩擦係数(“路面ミュー”)、タイヤ圧、サスペンション移動、サスペンションの動き、勾配、ロッキングディファレンシャルの状態、選択された自動変速機ギヤ及び選択されたPTギヤ比(高いあるいは低い)から選択した1つ又は1つ以上を参照して判定され得る。それに加え、あるいは代わるその他パラメータが有益である。その他構成も有益である。
1.車の少なくとも1つのサブシステム用の車制御システムであって、過剰な車輪スリップを防止するための車発進アシスト(VLA)機能を作動させるように作動自在であり、前記システムは車発進アシスト(VLA)機能がアクティブ化されると、車の1つ又は1つ以上の車輪への負荷トルク量における1つ又は1つ以上の所定の制限設定を賦課するように構成され、
前記1つ又は1つ以上の所定の制限設定が、車輪のスリップ量が所定値を越える前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報あるいはデータを参照して判定される車制御システム。
2.所定値を越える車輪スリップを防止するための1つ又は1つ以上の制限設定を賦課するように構成される番号1に記載の車制御システム。
3.車輪スリップ量が所定値を越える前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報あるいはデータには、タイヤが接触する地形が車に提供するトラクションの容量に関するものが含まれる番号1に記載の車制御システム。
4.1つ又は1つ以上の第1制限設定には、車のパワートレイン作動上の少なくとも1つの制限が含まれる番号1に記載の車制御システム。
5.1つ又は1つ以上の第1制限設定には、ドライバーの要求トルク増加に対するパワートレイン応答率の低下、パワートレイントルクの最大許容増加率の低下、及び、パワートレイントルクの最大許容値の低下から選択された少なくとも1つが含まれる番号1に記載の車制御システム。
6.車の1つ又は1つ以上の異なる走行条件に各々が相当する複数のサブシステム制御モードの選択された1つにおいて車の複数のサブシステムの制御を開始するサブシステムコントローラを含み得、システムが、1つ又は1つ以上のサブシステム制御モードの第1設定の少なくとも1つが選択される条件と一致する場合においてのみ、VLA機能のアクティブ化を許可するように構成される番号1に記載の車制御システム。
7.1つ又は1つ以上のサブシステム制御モードの第1セットは、砂上走行に好適な様式下にサブシステムが制御される砂モードを含むように構成される番号6に記載の車制御システム。
8.サブシステムの少なくとも1つは、砂モードでは車が低速で走行中であるときは車の車輪が砂に埋まらないよう比較的低レベルの車輪スピンのみを可能とするが、車が高速で走行する場合は比較的高いレベルのホイールスピンを可能とするように構成される番号7に記載の車制御システム。
9.パワートレインは、砂モードでは、車が低速の場合は所定のアクセルあるいはスロットル制御装置位置に対して比較的低レベルの駆動トルクを提供し、車が高速の場合は所定のアクセルあるいはスロットル制御装置位置に対して比較的高レベルの駆動トルクを提供するように構成される番号7に記載の車制御システム。
10.システムは、ユーザーがユーザー操作式のモード選択入力手段により必要なシステム制御モードを選択できる手動作動モード選択条件で作動自在であり得る番号6に記載の車制御システム。
11.システムは、前記システムが適正なシステム作動モードを自動選択するように構成される自動モード選択条件で作動自在であり得る番号6に記載の車制御システム。
12.システムは、前記システムが手動モード選択条件で作動する場合においてのみ、1つ又は1つ以上の所定の第1制限設定を賦課するように構成される番号11に記載の車制御システム。
13.システムは、前記システムが手動モード選択条件で作動する場合においてのみ、VLA機能のアクティブ化を可能にするよう構成される12に記載の車制御システム。
14.付加され得る車輪トルク量に関する情報あるいはデータは少なくとも部分的には、選択された制御モードに従い判定される番号6に記載の車制御システム。
15.車輪のスリップ量が所定値を越える以前に付加され得る車輪トルク量に関する情報あるいはデータは少なくとも部分的には、車がその上で支持される地形形式、車がその上で支持される路面の変形性、路面と、車の1つ又は1つ以上の車輪との間の接触面積のサイズ、タイヤ圧、サスペンション移動、サスペンションの動き、勾配、ロッキングディファレンシャルの状態、選択されたギヤ及び選択された出力伝達ユニットギヤ比から選択した少なくとも1つに関する情報あるいはデータに従い判定される番号1に記載の車制御システム。
16.車輪スリップの所定値は、車の1つ又は1つ以上の作動パラメータに依存して判定される番号1に記載の車制御システム。
17.1つ又は1つ以上の作動パラメータは、車速、車輪速度、車が移動する地形の形式から選択される番号16に記載の車制御システム。
18.地形の形式は少なくとも部分的には、選択された制御モードに依存して判定される番号17に記載の車制御システム。
19.VLAシステムがそれに応じてアクティブ化される1つ又は1つ以上の所定の条件設定には、車速が所定値より遅いこと、ドライバーの要求するトルクが所定値より大きいこと、アクセルペダル位置が所定の移動量以上であること、選択された自動変速機ギヤが所定の1つ又は1つ以上のギヤであること、及び、選択された出力伝達ユニットギヤ比が所定の比であること、から選択された少なくとも1つが含まれる番号1に記載の車制御システム。
20.選択モードは、パワートレイン、変速機システム、ステアリングシステム、ブレーキシステム、及び、サスペンションシステムから選択した少なくとも2つの、車のサブシステムの制御モードである番号6に記載の車制御システム。
21.作動モードは、サスペンションシステムの制御モードにして、複数のサブシステム構成モードが、複数の最低地上高を含むサスペンションシステムの制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
22.作動モードは、車の各側の車輪用のサスペンション間で流体が相互連結される流体サスペンションシステムの制御モードにして、前記複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記相互連結を提供する流体サスペンションシステムの制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
23.作動モードは、ステアリングアシストを提供し得るステアリングシステムの制御モードにして、前記複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記ステアリングアシストを提供するステアリングシステムの制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
24.作動モードは、ブレーキアシストを提供し得るブレーキシステムの制御モードにして、複数のサブシステム構成モードが異なるレベルのブレーキアシストを提供するブレーキシステムの制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
25.作動モードは、車輪スリップを制御するアンチロック機能を提供し得るブレーキシステムの制御モードにして、前記複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記車輪スリップを許容するブレーキシステムの制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
26.作動モードは、車輪スピンを制御するよう構成されたトラクション制御システムの制御モードにして、前記複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記車輪スピンを許容するトラクション制御システムの制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
27.作動モードは、車のヨーを制御するよう構成されたヨー制御システムの制御モードにして、前記複数のサブシステム構成モードが、前記車の想定されるヨーからの異なるレベルでの逸脱を許容するヨー制御システムの制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
28.作動モードは、レンジ変更変速機制御モードにして、前記複数のサブシステム構成モードが変速機の高及び低の各レンジ変更モードを含むレンジ変更変速機制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
29.レンジ変更変速機は例えば、駆動ラインのプロペラシャフトを車のエンジン又は、自動変速機等の変速機からのトルク伝達路に連結する動力伝達ユニットあるいは出力取り出し出力取り出しユニットから構成される番号20に記載の車制御システム。
30.作動モードは、変速機システムにして、複数の変速比で作動可能であり、且つ、車の少なくとも1つのパラメータを監視し、それに応答して変速比を選択するよう構成した変速機制御装置を含む変速機システムの制御モードにして、サブシステム構成モードが、前記少なくとも1つのパラメータに応答して異なる変速比を選択する複数の変速機構成モードを含む変速機システムの制御モードを含む番号20に記載の車制御システム。
31.スリップ制御システムの状態を示す信号に基づいて発進アシスト機能をアクティブ化するように構成される番号1に記載の車制御システム。
32.スリップ制御システムの状態を示す信号が、前記スリップ制御システムがスリップを低減させるために介入し得る状態にあることを示す場合は、VLA機能がアクティブ化されて過剰な車輪スリップを防止しようとするのを防止するよう構成される番号31に記載の車制御システム。
33.スリップ制御システムは、安定性制御システム、及び又は、トラクション制御システムである番号31に記載の車制御システム。
34.コンピューティング手段により実施される、車のサブシステムの少なくとも1つの制御方法であって、
所定値を越える車輪スリップを防止するために1つ又は1つ以上の車輪への付加トルク量に1つ又は1つ以上の所定の第1制限設定を賦課するステップを含む、過剰な車輪スリップを防止する発進アシスト機能をアクティブ化するステップ、
を含み、
車輪スリップ量が所定値を越える以前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報又はデータを参照して1つ又は1つ以上の第1制限設定を判定するステップを含む方法。
35.前記車輪に付加され得るトルク量に関する情報又はデータを参照して1つ又は1つ以上の第1制限設定を判定するステップは、タイヤと接触する地形の、車にトラクションを提供するためのキャパシティに関する情報又はデータを参照して1つ又は1つ以上の第1制限設定を判定することを含む番号34に記載の車制御システム。
36.前記車輪に付加され得るトルク量に関する情報又はデータを参照して1つ又は1つ以上の第1制限設定を判定するステップは、車のパワートレインの動作に少なくとも1つの制限を賦課することを含む番号34に記載の車制御システム。
37.1つ又は1つ以上の第1制限設定を判定するステップは、ドライバーの要求トルク増加に対するパワートレインの応答率の低下、パワートレイントルクの最大許容増加率の低下、及び、パワートレイントルクの最大許容値の低下から選択された少なくとも1つを含む番号36に記載の車制御システム。
38.番号34に記載する方法を実行する、車を制御するためのコンピュータ可読のコードを担持するキャリヤ媒体。
39.車の少なくとも1つのサブシステム用の車制御システムであって、過剰な車輪スリップを防止するための車発進アシスト(VLA)機能を作動させるように作動自在であり、前記車制御システムは、車発進アシスト(VLA)機能がアクティブ化されると車の1つ又は1つ以上の車輪への付加トルク量における1つ又は1つ以上の所定の制限設定を賦課するように構成され、
前記1つ又は1つ以上の所定の制限設定が、車輪のスリップ量が所定値を越える前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報あるいはデータを参照して判定される車制御システム。
本明細書の説明及び請求の範囲を通して、文脈上他の意味に解釈する必要がある場合を除き、単数形は複数形を包含するものとする。詳しくは、不定冠詞が用いられる場合、文脈上他の意味に解釈する必要がある場合を除き、明細書における単数形は複数形を包含するものとする。
本発明の特定の様相、実施形態あるいは例に関連して記載される特徴、整数、特性、配合物、化学成分あるいは群は、それらとの非互換性を有さない限り、ここに記載した任意のその他様相、実施形態あるいは例に適用し得るものとする。
12 サブシステム
12a エンジンマネジメントシステム
12b 変速機システム
12c 電子パワーアシストステアリングユニット
12d ブレーキシステム
12e サスペンションシステム
13 信号ライン
14 サブシステム制御装置
16 センサ出力
17 地形表示信号
18 プロセッサ/評価器モジュール
20 プロセッサ/セレクタモジュール
20a 確率アルゴリズム
22 地形表示出力信号
24 モジュール
26 出力信号
30 制御信号
31 制御信号
32 モジュール
34 制御モジュール
100 車
111 前輪
114 後輪
111−115 車輪
118 フロントドライブシャフト
121 エンジン
124 変速機
129 パワートレイン
130 駆動ライン
131 補助駆動ライン部分
132 プロップシャフト
135F フロントディファレンシャル
135 リアディファレンシャル
139 リアドライブシャフト
161 アクセルペダル
163 ブレーキペダル
181 ステアリングホイール
181C クルーズ制御セレクタボタン
205 手動選択モジュール
206D 回転式ダイヤル
207 信号ライン
212 サブシステム
301 モジュール
Claims (15)
- 車の少なくとも1つのサブシステム用の車制御システムであって、
前記車制御システムが、車スリップ制御システムを含み、前記車スリップ制御システムが、車の1つ又は1つ以上の車輪の車輪スリップ発生を検出する構成を有し且つ車が、それ以下の速度では前記車スリップ制御システムが車輪スリップを低減させるために作動できない速度である閾値速度以上で走行している場合に車輪スリップ量を低減させるように作動し、
前記車制御システムが、車が前記閾値速度以下で走行する場合に、過剰な車輪スリップを防止するための車発進アシスト(VLA)機能を起動させるように作動自在であり、前記車制御システムは前記車発進アシスト(VLA)機能がアクティブ化されると、車の1つ又は1つ以上の車輪への付加トルク量における1つ又は1つ以上の所定の制限設定を付加するように構成され、
前記1つ又は1つ以上の所定の制限設定が、車輪のスリップ量が所定値を越える前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報あるいはデータを参照して決定され、前記車スリップ制御システムが、前記車発進アシスト機能とは無関係に車輪スリップ量を低減させるよう作動自在である車制御システム。 - 前記情報あるいはデータがタイヤ圧データである請求項1に記載の車制御システム。
- 車輪のスリップ量が所定値を越える前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報あるいはデータには、タイヤが接触する地形が車に提供するトラクションの容量に関するものが含まれる請求項1又は2に記載の車制御システム。
- 車の1つ又は1つ以上の異なる走行条件に各々が相当する車の複数のサブシステム制御モードの選択された1つで車の複数のサブシステムの制御を開始するサブシステムコントローラを含み得、システムが、1つ又は1つ以上のサブシステム制御モードの第1設定の少なくとも1つが選択される条件と一致する場合においてのみ、VLA機能のアクティブ化を許可するように構成される請求項1〜3の何れかに記載の車制御システム。
- 1つ又は1つ以上のサブシステム制御モードの第1設定が、サブシステムが砂上を走行するに好適な様式下で制御される砂モードを含む請求項4に記載の車制御システム。
- 車のサブシステムの少なくとも1つは、砂モードでは、車が低速で走行中であるときは車の車輪が砂に埋まらないよう比較的低レベルの車輪スピンのみを可能とするが、車が高速で走向する場合は比較的高いレベルの車輪スピンを可能とするように構成され、及び又は、
前記砂モードではパワートレインは、車が低速の場合は所定のアクセルあるいはスロットル制御装置位置に対して比較的低レベルの駆動トルクを提供し、車が高速の場合は所定のアクセルあるいはスロットル制御装置位置に対して比較的高レベルの駆動トルクを提供するように構成される請求項5に記載の車制御システム。 - システムは、ユーザーがユーザー操作式のモード選択入力手段により必要なシステム制御モードを選択できる手動作動モード選択条件と、前記システムが適正なシステム作動モードを自動選択するように構成される自動モード選択条件とにおいて作動自在であり、
システムは、前記システムが手動モード選択条件で作動する場合においてのみ、VLA機能をアクティブ化させて1つ又は1つ以上の所定の第1制限設定を付加するように構成される請求項5又は6に記載の車制御システム。 - 車輪のスリップ量が所定値を越える以前に付加され得る車輪トルク量に関する情報あるいはデータは少なくとも部分的には、車がその上で支持される地形形式、車がその上で支持される路面の変形性、路面と、車の1つ又は1つ以上の車輪との間の接触面積のサイズ、路面と、車の1つ又は1つ以上の車輪との間の表面摩擦係数、タイヤ圧、サスペンション移動、サスペンション動作、勾配、ロッキングディファレンシャルの状態、選択されたギヤ及び選択された出力伝達ユニットギヤ比から選択した少なくとも1つに関する情報あるいはデータに従い決定される請求項1〜7の何れかに記載の車制御システム。
- VLAシステムがそれに応答してアクティブ化される1つ又は1つ以上の所定の条件設定には、車速が所定値より遅いこと、ドライバーの要求するトルクが所定値より大きいこと、アクセルペダル位置が所定の移動量以上であること、選択された変速機ギヤが所定の1つ又は1つ以上のギヤであること、及び、選択された出力伝達ユニットギヤ比が所定の比であること、から選択した少なくとも1つが含まれる請求項1〜8の何れかに記載の車制御システム。
- 制御モードは、パワートレイン、変速機システム、ステアリングシステム、ブレーキシステム、及び、サスペンションシステムから選択した少なくとも2つの、車のサブシステムの制御モードであり、
作動モードは、
サスペンションシステムの制御モードにして、車の複数のサブシステム構成モードが複数の最低地上高を含むサスペンションシステムの制御モード、
車の各側のホイール用のサスペンション間で流体が相互連結される流体サスペンションシステムの制御モードにして、前記車の複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記相互連結を提供する流体サスペンションシステムの制御モード、
ステアリングアシストを提供し得るステアリングシステムの制御モードにして、前記車の複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記ステアリングアシストを提供するステアリングシステムの制御モード、
ブレーキアシストを提供し得るブレーキシステムの制御モードにして、車の複数のサブシステム構成モードが異なるレベルのブレーキアシストを提供するブレーキシステムの制御モード、
車輪スリップを制御するアンチロック機能を提供し得るブレーキ制御システムの制御モードにして、前記車の複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記車輪スリップを許容するブレーキ制御システムの制御モード、
車輪スピンを制御するよう構成されたトラクション制御システムの制御モードにして、前記車の複数のサブシステム構成モードが、異なるレベルでの前記車輪スピンを許容するトラクション制御システムの制御モード、
車のヨーを制御するよう構成されたヨー制御システムの制御モードにして、前記車の複数のサブシステム構成モードが、前記車のヨーの想定されるヨーからの異なるレベルでの逸脱を許容するヨー制御システムの制御モード、
レンジ変更変速機制御モードにして、前記車の複数のサブシステム構成モードが変速機の高及び低の各レンジ変更モードを含むレンジ変更変速機制御モード、
電子コントローラ等のパワートレイン制御手段及び加速装置あるいはスロットルペダルを含むパワートレインの制御モードにして、サブシステム構成モードが、前記加速装置あるいはスロットルペダルの移動に対する異なるレベルのパワートレイン制御手段の応答を提供するパワートレインの制御モード、
変速機システムにして、複数の変速比で作動可能であり、且つ、車の少なくとも1つのパラメータを監視し、それに応答して変速比を選択するよう構成した電子変速機コントローラ等の変速機制御装置を含む変速機システムの制御モードにして、車のサブシステム構成モードが、前記少なくとも1つのパラメータに応答して異なる変速比を選択する複数の変速機構成モードを含む変速機システムの制御モード、
の1つ又は1つ以上を含む請求項4又は請求項4に従属する請求項5〜9の何れかに記載の車制御システム。 - スリップ制御システムの状態を示す信号に基づいて発進アシスト機能をアクティブ化するように構成され、スリップ制御システムの状態を示す信号が、前記スリップ制御システムがスリップを低減させるために介入し得る状態にあることを示す場合は、VLA機能がアクティブ化されて過剰な車輪スリップを防止しようとするのを防止するよう構成される請求項1〜10の何れかに記載の車制御システム。
- スリップ制御システムは、安定性制御システム、及び又は、トラクション制御システムである請求項11に記載の車制御システム。
- コンピューティング手段により実施される車のサブシステムの少なくとも1つの制御方法であって、
車の1つ又は1つ以上の車輪の車輪スリップ発生を検出する構成を有し且つ車が、それ以下の速度では前記車スリップ制御システムが車輪スリップを低減させるために作動できない速度である閾値速度以上で走行している場合に車輪スリップ量を低減させるように作動する車スリップ制御機能を起動させるステップ、
車が前記閾値速度以下で走行する場合に、所定値を越える車輪スリップを防止するために1つ又は1つ以上の車輪への付加トルク量における1つ又は1つ以上の所定の第1制限設定を付加することにより過剰な車輪スリップを防止する発進アシスト機能をアクティブ化するステップ、
を含み、
車輪スリップ量が所定値を越える以前に車輪に付加され得るトルク量に関する情報又はデータを参照して前記1つ又は1つ以上の第1制限設定を決定するステップを含み、前記車スリップ制御機能が、前記発進アシスト機能とは無関係に車輪スリップ量を低減させるように作動自在である方法。 - 請求項13に記載する方法を実行する、車を制御するためのコンピュータ可読のコードを担持するキャリヤ媒体。
- 請求項1〜12の何れかに記載の車制御システムを含む車。
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