(57)【要約】本発明は、車両安全装置による自動ブレーキ係合の操作後における追突事故の回避方法に関するものである。後続車両（２）により発生のおそれがある追突事故の危険およびその程度は、仮想後続車両の接近に対するモデルが使用され且つこれに基づいてブレーキを解放するための条件が決定され、並びにこの条件が発生したときにブレーキが少なくとも一部解放されるとき、著しく低減可能である。【選択図】図１
2010525975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動ブレーキ係合の最初の過程において高いブレーキ・トルクによるブレーキ作動が実行されるステップと、
仮想後続車両の接近に対するモデルを使用してブレーキを解放するための条件が決定されるステップと、および
前記条件が発生したとき、追突事故を阻止するために、またはその程度を制限するために、ブレーキが少なくとも一部解放されるステップと、
を含む、車両安全装置による自動ブレーキ係合の操作後において発生のおそれがある衝突の回避方法。
【請求項２】
前記モデルが後続車両（２）の自己車両（１）に対する初期間隔（ｄ０）を仮定し且つこの間隔（ｄ０）の関数として解放条件を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記モデルが後続車両（２）の初期速度（ｖ０）を仮定し且つこの速度（ｖ０）の関数として前記解放条件を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記モデルが後続車両（２）のドライバの理論応答時間（ｔｒ）を仮定し且つこの応答時間（ｔｒ）の関数として前記解放条件を決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記モデルが後続車両（２）の理論減速度（ａｘ，２）を仮定し且つこの減速度（ａｘ，２）の関数として前記解放条件を決定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
ブレーキの解放後において両方の車両（１、２）間の間隔（ｄ）が特定の間隔を下回らないように、または両方の車両（１、２）が接触する時点（ｔ２）において車両（１、２）の速度差が特定の速度差を超えないように、前記解放条件が選択されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の方法を実行するための手段を含む制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の車両安全装置による自動ブレーキ係合の操作後における追突事故の回避方法並びに請求項７の上位概念に記載のブレーキ・アルゴリズムを有する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、車両が例えば障害物に接近する危険な走行状況において自動非常ブレーキ作動（ＡＮＢ）を導く種々の車両安全装置が既知である。このような衝突回避装置は、通常、車両前方範囲をモニタリングし且つ他の物体との正面衝突が差し迫っているときに常用ブレーキを自動的に作動させる「前方モニタ」センサ装置を含む。この場合、走行状況に応じてそれぞれ、全ブレーキ作動が実行されてもよい。そのほかに、最初の衝突後に発生のおそれがある連続衝突の程度を和らげるために自動ブレーキ作動を導く安全装置もまた既知である。このタイプの係合においては、後続車両ないしはそのドライバは十分急速にブレーキを作動可能ではなく且つ十分な安全距離がないことが追突事故を発生させるという危険が常に存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の課題は、自動非常ブレーキ作動の場合に後続車両による追突事故の危険を低減させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明により、請求項１ないしは７に記載の特徴により解決される。本発明の他の形態が従属請求項に記載されている。
本発明の本質的な概念は、理論的に仮定された特定の方法で自己車両に接近する仮想後続車両を仮定して自動ブレーキ係合を実行し、且つ全く追突事故を発生させないかまたはきわめて軽度な追突事故の発生だけで終わるようにブレーキ作動を実行することにある。本発明により、自動ブレーキ係合の開始時に高いブレーキ・トルクによる強いブレーキ作動が実行され、および追突事故の危険ないしはその程度を低減させるために、第２の過程においてブレーキが少なくとも一部解放される。この場合、ブレーキの解放時点は、特に、後続車両との初期間隔および理論的に仮定された後続車両の特性により決定される。後続車両の接近に対するモデルの使用は、車両の後方空間をモニタリングするためのセンサが必要ではないという利点を有している。しかしながら、後続車両が全く存在しないときでも、自動ブレーキ作動の間にブレーキが解放されることになる。したがって、装置の設計において、自己車両の安全性と後続車両の安全性との間で妥協が見いだされなければならない。
【０００５】
先行車両のブレーキに対する解放条件は、後続車両の自己車両に対する仮定された初期間隔、後続車両の初期速度、後続車両のドライバの理論応答時間および／または後続車両の理論的に可能な減速度の関数であることが好ましい。
【０００６】
後続車両の初期間隔に対しては、例えば、「半分の速度」という経験則または自己速度の任意の数倍が仮定されてもよい。仮定される後続車両の間隔は速度の関数であることが好ましい。後続車両の初期速度に対して、例えば、自己車両と同じ速度または自己車両の任意の数倍が仮定され、且つ減速度に対しては先行車両の減速度の分数値例えば８０％が仮定されてもよい。
【０００７】
解放時点の決定のために、上記変数の１つまたは複数を考慮するアルゴリズムが設けられていることが好ましい。解析的アルゴリズムの代わりに、希望のブレーキ機能を定義する対応機能ないしは曲線群が装置内に記憶されていてもよいことは当然である。両方の変更態様は、ここでは、用語「モデル」として理解されるべきである。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態により、自動非常ブレーキ作動の間に、その速度において車両ブレーキが自動的に再び解放されなければならない先行車両に対する速度（解放速度）を計算するアルゴリズムが設けられている。解放条件として、選択により、例えば具体的な時点または理論的に仮定された後続車両との特定の間隔のような他の解放条件が決定されてもよいことは当然である。しかしながら、解放速度は車輪回転速度センサにより比較的簡単且つ正確に測定可能である。装置内に記憶されているブレーキ機能の場合、これは、その速度以下において車両ブレーキが解放されるべき解放速度を設定することが好ましい。この場合、解放速度は、特に、自己車両の初期速度の関数である。
【０００９】
解放条件の決定に対して、ブレーキの解放後において両方の車両間の間隔が特定の間隔を下回ってはならないこと、または両方の車両が接触する場合に対して速度差が特定の速度差を超えてはならないことが仮定される。本発明の好ましい実施形態により、両方の車両が接触する時点において速度差が０に等しくなるように条件が選択されている。
【００１０】
本発明による車両装置は制御装置を含み、制御装置は周辺センサ装置と結合され且つ上記のように作動するアルゴリズムを有している。
衝突回避装置の場合、装置は、車両の前方範囲をモニタリングし且つ他の物体との正面衝突が差し迫っているときに常用ブレーキを自動的に操作させる「前方モニタ」センサ装置を含んでいる。最初の衝突後に自動非常ブレーキ作動を導く安全装置の場合、制御装置は、例えば加速度センサを備えているか、ないしはエアバッグ装置から衝突に関する情報を取得する。
【００１１】
以下に本発明の例として添付図面により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は所定の間隔で運動する２つの車両の概略図を示す。
【図２ａ】図２ａは両方の車両の加速度の時間線図を示す。
【図２ｂ】図２ｂは両方の車両の速度の時間線図を示す。
【図２ｃ】図２ｃは両方の車両間の間隔の時間線図を示す。
【図３】図３は操作条件を計算するための略機能図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、走行路面３上を速度ｖ１（ｔ）ないしはｖ２（ｔ）で運動する２つの車両１、２を示す。両方の車両間の間隔はｄ（ｔ）で表わされている。
少なくとも先行車両１は車両安全装置５を含み、車両安全装置５は、特定の走行状況において、例えば正面衝突が差し迫っているとき、または最初の衝突後において、自動非常ブレーキ作動を導くことが可能である。ここでは、センサおよび制御装置を含む全体装置がブロック５として略図で示されている。
【００１４】
危険な状況が検出されたとき、自動非常ブレーキ作動が操作され且つ車両ブレーキははじめに高いブレーキ力で操作される。特定の時点以降において、差し迫った追突事故の危険ないしはその程度を低減させるために、次にブレーキは少なくとも一部解放される。ブレーキが解放される時点は仮想後続車両の接近に対する理論モデルにより計算され、このモデルは、後続車両２の初期間隔および特定の走行特性に対する仮定に基づいている。したがって、衝突回避装置５は車両１の後方空間をモニタリングするためのいかなるセンサをも必要としない。これにより、後続車両の速度ｖ２（ｔ）または間隔ｄ（ｔ）に関するいかなる情報も利用されない。後続車両の存在もまたわかっていない。装置５は、むしろ、交通事情の統計的評価から決定可能な典型的な走行特性ないしはドライバの特性に基づいて動作する。
【００１５】
以下に記載の実施例においては、後続車両２の特性に対して、ドライバの特定の応答時間ｔｒ、後続車両２の最大減速度ａｍａｘ，２および第１の車両の速度ｖ１の関数である特定の初期間隔ｄ０が仮定される。両方の車両１、２の走行特性および種々の走行状態変数の変化が図２ａ−２ｃにわかりやすく示されている。
【００１６】
図２ａは自動非常ブレーキ作動の操作後における両方の車両の縦方向加速度ａｘの時間線図を、図２ｂは縦方向速度ｖ１ないしはｖ２の時間線図を、および図２ｃは両方の車両１および２間の間隔ｄの時間線図を示す。添え字”１”は第１の車両の変数を、”２”は第２の車両２の変数をそれぞれ表わしている。図示されている車両１の変数は存在するセンサにより測定可能であり、図示されている車両２の変数は、上記の仮定に基づいて安全装置５の接近モデルにより計算される。
【００１７】
時点ｔ０において自動非常ブレーキ作動が操作されたとする。車両１の速度ｖ１はそれに対応して低下する。さらに、後続車両２のドライバは、場合によりブレーキを操作するまでに、応答時間ｔｒを必要とすることが仮定される。このとき後続車両はａｍａｘ，２で減速する。ここで、平均的なドライバはたいていの場合物理的に形成可能な車両の完全な減速を達成しないので、後続車両の減速度ａｍａｘ，２は絶対値として第１の車両１のそれよりも小さいと仮定されている。図２ｂからわかるように、第２の車両２の速度ｖ２は第１の車両１の速度ｖ１よりも緩やかに低下する。したがって、両方の車両１、２間の間隔は、図２ｃからわかるように、次第に小さくなる。
【００１８】
追突事故を回避するために、時点ｔ１において先行車両１のブレーキが自動的に解放される。その後、第１の車両１は同じ速度ｖ１のままで運動し続ける（図２ｂ参照）。ここで、時点ｔ１は、両方の車両が接近する（間隔ｄが０である）時点ｔ２において両方の車両１、２の速度ｖ１、ｖ２が等しい大きさであるように計算される。即ち、後続車両２は自己車両１に接触するまで接近するが、この時点において両方の車両は同じ速度を有しているので追突には至らない。
【００１９】
選択により、小さいエネルギーによる後続車両の追突が許容されてもよいこと、または両方の車両は本来接触せず且つ所定の最小間隔が保持されるべきであるように決定されてもよいことは当然である。
【００２０】
以下に、車両１および２が接触時点において同じ速度を有し且つこれにより衝突が辛うじて回避されるように、その速度においてブレーキが解放されなければならない車両速度ｖ１を決定するアルゴリズムが説明される。
【００２１】
アルゴリズムは、はじめに、両方の車両１、２が自動ブレーキ作動の前に同じ速さで走行していることから出発する。これは、一般に、正常な車両追従交通の場合に相当する。応答時間ｔｒ後に車両はこのときａｍａｘ，２で減速する。したがって、後続車両２の速度ｖ２に対して次式が成立する（ｔ＞ｔ０＋ｔｒに対して）。
【００２２】
【数１】
2010525975.tif 000003
【００２３】
ここで、ｖ０は自動ブレーキ作動の開始時における両方の車両１、２の速度である。
これにより、両方の車両の相対速度は次式から得られ、
【００２４】
【数２】
2010525975.tif 000004
【００２５】
ここで、ｖ１は車両１において直接測定可能である。
それに続いて、相対速度が数値積分され、これから両方の車両間の間隔の低減量ｄｒｅｄ（ｔ）が得られる。
【００２６】
【数３】
2010525975.tif 000005
【００２７】
これにより、残存間隔ｄ（ｔ）は次式から得られる。
【００２８】
【数４】
2010525975.tif 000006
【００２９】
後続車両２はより小さい減速度ａｘ，２のために第１の車両より速いので、ｄｒｅｄ（ｔ）は０より小さくなる。したがって、残存間隔ｄ（ｔ）は低下する。
上記のように、解放速度ｖＬに対して、両方の車両が今にも接触しようとし且つ仮想接触時点ｔ２において同じ速度を有するべきであることが定義される。したがって、接触時点ｄｔに対して、後続車両の減速度が一定であると仮定して、次式が成立する。
【００３０】
【数５】
2010525975.tif 000007
【００３１】
ここで、ｖ２（ｔａｋｔ）は実際の時点ｔａｋｔにおける後続車両２の理論的に仮定された実際速度である。時間ｄｔ後に両方の車両の実際の間隔ｄ（ｔａｋｔ）が０に低下されているべきであるとき、両方の車両１、２が通過した距離の差に対して次式が仮定される。
【００３２】
【数６】
2010525975.tif 000008
【００３３】
両方の式（５）、（６）から、接触するまでの時間が次式から得られ、
【００３４】
【数７】
2010525975.tif 000009
【００３５】
並びにその速度においてブレーキが解放されなければならない第１の車両１の速度ｖＬが次式から得られる。
【００３６】
【数８】
2010525975.tif 000010
【００３７】
図３は、追突事故の危険を低減させるためのアルゴリズムを有する衝突回避装置の略ブロック図を示す。全体装置５は、例えばレーダ・センサのような第１の車両１の前方空間をモニタリングするための種々のセンサ１０並びに車輪回転速度センサを含む。自動ブレーキ作動を操作するために必要なセンサ信号が安全機能１３により読み取られる。危険な走行状況が発生したとき、ブレーキ装置１１は機能１３により自動的に操作される。
【００３８】
ユニット１２は、例えば、車両１の減速度および場合により評価された摩擦係数に基づき、応答時間を仮定して仮想後続車両２の理論減速度ａｘ，２を計算する。減速度ａｘ，２は式（１）に基づいて積分器１４により積分され、これにより、初期速度を考慮して後続車両２の速度ｖ２が計算される。速度ｖ１およびｖ２は、式（８）に基づいて解放速度ｖＬを計算するために、ユニット１９に供給される。結節点１５において計算された両方の速度ｖ１およびｖ２の差から相対速度ｖｒｅｌが得られ、相対速度ｖｒｅｌは、式（３）に基づいて両方の車両１、２の間隔ｄの変化を計算するために、積分器１６により積分される。この値ｄｒｅｄおよびユニット１７により決定された初期間隔ｄ０から、両方の車両１、２の瞬間間隔が得られる（式（４）参照）。瞬間間隔ｄは同様にユニット１９に供給され、ユニット１９は種々の入力変数から解放速度ｖＬを計算する。先行車両の速度ｖ１が解放速度ｖＬに到達したとき、ブレーキ過程が自動的に遮断される。先行車両１は、このとき、一定速度で運動し続ける。
【符号の説明】
【００３９】
１  自己車両（先行車両）
２  後続車両
３  走行路面
５  車両安全装置（衝突回避装置）
１０  センサ
１１  ブレーキ装置
１２、１７、１９  ユニット
１３  安全機能
１４、１６  積分器
１５、１８  結節点
２０  比較器
ａｍａｘ，２  後続車両の最大減速度
ａｘ  縦方向加速度
ａｘ，１、ａｘ，２、ａ１（ｔ）、ａ２（ｔ）  加速度（減速度）
ｄ  瞬間間隔
ｄ０  初期間隔
ｄ（ｔ）、ｄ１（ｔ）、ｄ２（ｔ）  間隔
ｄｒｅｄ  間隔低減量
ｔ０、ｔ１、ｔ２  時点
ｔｒ  ドライバの応答時間
ｖ０  初期速度
ｖ１、ｖ２、ｖ１（ｔ）、ｖ２（ｔ）  速度
ｖＬ  解放速度
ｖｒｅｌ  相対速度
【図１】
2010525975.tif 000011
【図２ａ】
2010525975.tif 000012
【図２ｂ】
2010525975.tif 000013
【図２ｃ】
2010525975.tif 000014
【図３】
2010525975.tif 000015
【国際調査報告】
2010525975.tif 000016
2010525975.tif 000017
2010525975.tif 000018
2010525975.tif 000019