JP2017007657A

JP2017007657A - 制動距離を減らす方法

Info

Publication number: JP2017007657A
Application number: JP2016122296A
Authority: JP
Inventors: ディノ・ハラー; Harrer Dino
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-01-12
Also published as: EP3109106A1; US20160375883A1; US9566963B2

Abstract

【課題】車両においてアンチロック制動システムを操作するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】本システムおよび方法は、角度センサを監視して、車両が真っ直ぐ移動しているかどうかを判定する、電子制御装置を含む。本電子制御装置はまた、路面に向けられた車両カメラから生み出される複数の画像を監視する。本電子制御装置は、これらの画像に基づいて、路面のタイプおよび路面が滑りやすいかどうかを判定する。本電子制御装置は、路面および角度センサに関する受信された情報に応じて複数のモードでアンチロック制動システムを操作する。【選択図】図１

Description

[0001]本発明の実施形態は、様々な路面で制動距離を低減するシステムおよび方法に関する。

制動距離を低減するシステムおよび方法を提供する。

[0002]一実施形態で、本発明は、車両制動システムを操作する（ｏｐｅｒａｔｅ）ための制御システムを提供する。本制御システムは、車両の角度を感知するセンサ、路面の視野を有する車両に取り付けられたカメラ、および、カメラに通信で接続され、ステアリング角度センサに通信で接続された電子制御装置を含む。電子制御装置は、カメラから路面の画像を受信し、路面の画像に基づいて路面のタイプを判定するように構成される。電子制御装置は、路面のタイプおよびステアリング角度に基づいて制御メッセージを生成する。アンチロック制動制御装置が、電子制御装置に通信で接続される。アンチロック制動制御装置は、電子制御装置から制御メッセージを受信し、車両の制動システムを操作し、制御メッセージに基づいて制動システムの動作を調整するように構成される。

[0003]もう１つの実施形態で、本発明は、車両の制動システムを操作する方法を提供する。制動システムを操作する本方法は、以下のステップを含む。車両の角度が判定される。路面の画像が、車両に取り付けられたカメラで受信される。電子制御装置が、路面の画像に基づいて路面のタイプを判定し、路面のタイプおよび角度に基づいて制御メッセージをアンチロック制動システム制御装置に送信し、制御メッセージに基づいて車両の制動システムを操作する。

[0004]本発明の他の態様が、詳細な説明および添付の図面を考慮することによって、明らかとなろう。

[0005]アンチロック制動システムおよびアンチロック制動システムのモードをセットするための電子制御装置を装備した車両の図である。 [0006]図１の電子制御装置のブロック図である。 [0007]図１のアンチロック制動システムを制御する方法のブロック図である。

[0008]本発明のいずれかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に明記されるまたは以下の図面に示される構造の詳細および構成要素の配列に限定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、様々な方法で実施または実行することができる。

[0009]複数のハードウェアおよびソフトウェアベースのデバイス、ならびに複数の異なる構造的構成要素が本発明を実装するために使用され得ることに留意されたい。加えて、本発明の実施形態は、議論を目的として、それらの構成要素の大部分が単にハードウェアにおいて実装されるかのように図示および説明されることがあるハードウェア、ソフトウェア、および電子構成要素またはモジュールを含み得ることを理解されたい。しかし、少なくとも１つの実施形態において、本発明の電子ベースの態様は、１つまたは複数のプロセッサによって実行可能なソフトウェアにおいて実装する（たとえば、非一時的コンピュータ可読媒体に記憶する）ことができることが、この詳細な説明を読むことで、当業者には理解されよう。そのようなものとして、複数のハードウェアおよびソフトウェアベースのデバイス、ならびに複数の異なる構造的構成要素が、本発明を実装するために使用され得ることに留意されたい。たとえば、本明細書に記載される「制御装置」および「コントローラ」は、１つまたは複数のプロセッサ、非一時的コンピュータ可読媒体を含む１つまたは複数のメモリモジュール、１つまたは複数の入力／出力インターフェース、および、構成要素を接続する様々な接続部（たとえば、システムバス）を含み得る。

[0010]図１は、アンチロック制動システム（ＡＢＳ１０２）を装備した車両１００を示す。一実施形態で、車両１００は、カメラ１０５、電子制御装置（ＥＣＵ１１０）および車両通信バス１１５（たとえば、ＣＡＮバス）を含む。ＡＢＳ１０２は、アンチロック制動システム制御装置（ＡＢＳ制御装置１２０）、ブレーキ１２５、車輪１０７、および車輪速度センサ１３０を含む。カメラ１０５は、ＥＣＵ１１０がカメラ１０５によって撮られた複数の画像を受信するように、ＥＣＵ１１０に通信で結合される。ＥＣＵ１１０は、カメラ１０５からの複数の画像を処理し、画像に基づいて路面のタイプを検出する。通信バス１１５は、ＥＣＵ１１０をＡＢＳ制御装置１２０と通信でつなぎ、それによって、ＥＣＵ１１０からＡＢＳ制御装置１２０への通信を可能にする。他の実施形態で、ＡＢＳ制御装置１２０およびＥＣＵ１１０は、単一ユニットにおいて結合される。そのような実施形態では、処理および制御タスクは、単一の制御ハードウェア群によって実行することができる。ＡＢＳ１０２および本明細書で開示される方法は、電子安定性プログラム（ＥＳＰ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｇｒａｍ）または電子安定性制御（ＥＳＣ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ）と連動して完全に動作することができる。

[0011]図２は、ＥＣＵ１１０の一実施形態のブロック図である。ＥＣＵ１１０は、ＥＣＵ１１０および／またはカメラ１０５内の構成要素およびモジュールに電力、動作制御および保護を提供する複数の電気および電子構成要素を含む。たとえば、ＥＣＵ１１０は、特に、コントローラ２０５（プログラマブルマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または同様のデバイスなど）、電力供給モジュール２１０、および入力／出力モジュール２１５を含む。コントローラ２０５は、特に、処理装置２２０およびメモリ２２５を含む。処理装置２２０は、メモリ２２５に電気で接続され、メモリ２２５に記憶することができる命令を実行する。コントローラ２０５は、特に、本明細書に記載の制御プロセスおよび方法に関する命令をメモリ２２５から読み出し、実行するように構成される。他の実施形態で、ＥＣＵ１１０は、追加の、より少数の、または異なる構成要素を含む。いくつかの実施形態で、コントローラ２０５は、複数のコントローラおよび／またはＥＣＵ１１０の各機能専用のソフトウェアルーチンを含む。ＥＣＵ１１０は、これらのソフトウェアルーチンを使用し、カメラ１０５からの画像に基づいて、路面状態を判定する。路面のタイプが判定された後、ＥＣＵ１１０は、路面のタイプに少なくとも部分的に基づいて、通信バス１１５を介して制御信号を送信する。路面情報は、本明細書に記載の方法に従って、ＡＢＳ制御装置１２０によって処理される。

[0012]入力／出力モジュール２１５は、ＥＣＵ１１０と外部デバイスの間で情報を送信および受信する。例示的実施形態で、入力／出力モジュール２１５は、車両１００のＡＢＳ制御装置１２０、カメラ１０５、および角度センサ２３０と情報を通信する。入力／出力モジュール２１５は、各入力／出力機能専用の様々な入力／出力構成要素を含み得る。たとえば、入力／出力モジュール２１５は、カメラ１０５からの画像供給を処理するための専用の入力および処理回路を有し得る。一実施形態で、入力／出力モジュール２１５は、ステアリング車輪の角度位置を示す角度センサ２３０からの信号を受信する。ステアリング車輪の角度位置は、車両１００のステアリングコラムに置かれたステアリング角度センサ２３５で検出することができる。もう１つの実施形態で、角度センサ２３０は、ヨー加速度センサ２４０を含む。そのような実施形態で、ヨー加速度センサ２４０は、ヨー方向（たとえば、右または左に曲がること）における車両加速度を示す信号をＥＣＵ１１０に提供する。他の実施形態で、ＥＣＵ１１０は、ステアリング角度センサ２３５およびヨー加速度センサ２４０の両方を監視する。ＥＣＵ１１０は、本明細書に記載の方法を実行するとき、角度センサ２３０からの信号を処理する。

[0013]ＥＣＵ１１０は、ＡＢＳ１０２を有効にするまたは無効にするために、通信バス１１５を介してＡＢＳ制御装置１２０に制御メッセージを送信する。ＥＣＵ１１０の入力／出力モジュール２１５は、通信バス１１５上の外部通信モジュールを介してリンクされ得る。逆に、ＥＣＵ１１０は、通信バス１１５を介するのではなくて専用の通信回線を介してＡＢＳ制御装置１２０と通信で結合され得る。いくつかの実施形態で、入力／出力モジュール２１５は、ＡＢＳ制御装置１２０に直接通信するために、Ｊ１９３９またはＣＡＮなどのプロトコルを使用することによって通信する。他の実施形態で、入力／出力モジュール２１５は、個々の適用例のニーズに応じて、アナログまたはデジタル信号を含む、他の適切なプロトコルで通信する。

[0014]図３は、車両１００のＡＢＳ１０２の制御方法３００を示す。有利には、制御方法３００は、車両１００のステアリング制御の維持の必要性と短い停止距離の必要性のバランスをとる。滑りやすくない舗道での運転など、通常の動作状態では、ＡＢＳ１０２は、運転手のステアリング制御を維持しながら、停止距離を減らす。しかし、砂利または滑りやすい舗道での運転など、一部の動作状態で、ＡＢＳ１０２は、車輪を単にロックする制動システムと比較して車両１００の停止距離を増やすことがある。いずれの動作状態でも、ＡＢＳ１０２は、車両１０２のより優れたステアリング制御を実現する。したがって、方法３００は、路面のタイプおよび運転手がステアリング制御を必要とするかどうかの角度センサからの指示に応じて、ＡＢＳ１０２の有効化または無効化を行う。方法３００はまた、ＥＳＰまたはＥＳＣについても有効である。たとえば、ＥＣＵ１１０は、ＡＢＳ１０２と連動してＥＳＰまたはＥＳＣシステムを有効化および無効化することができる。

[0015]方法３００で、ＥＣＵ１１０は、カメラ１０５から複数の画像を受信する（ステップ３０５）。ＥＣＵ１１０は、メモリ２２５に記憶された所定の分類と複数の画像を比較して、車両１００が運転する路面のタイプに関する予測を生成する。ＥＣＵ１１０が路面のタイプを予測するとき、ＥＣＵ１１０は、メモリ２２５に記憶された路面に関する情報に基づいて、路面のタイプが滑りやすいかどうかを判定する（ステップ３１５）。ＥＣＵ１１０は、路面のタイプに対応する参照テーブル内の情報に基づいて、その路面のタイプが滑りやすいかどうかを判定することができる。車両が低μ面（ｌｏｗ μ ｓｕｒｆａｃｅ）（すなわち、低い摩擦係数を有する面）を経験すると予期されるとき、路面は滑りやすいと考えられる。低μ面は、路上の砂利、雪、氷、泥または失う材料（ｌｏｓｅｍａｔｅｒｉａｌ）により低い滑り抵抗を有し得る。たとえば、ＥＣＵ１１０は、路面と車両１００のタイヤ（たとえば、ロックされたタイヤ）の間の推定される摩擦係数に基づいて、路面が滑りやすいと判定することができる。路面が、たとえば、複数の画像の分析に基づいて判定されるように、雪で覆われているまたは濡れている場合、ＥＣＵ１１０は、判定された路面のタイプにかかわらず、その路面を滑りやすいと分類することができる。

[0016]ＥＣＵ１１０は、複数の画像の分類に基づいて、路面が乾いた舗道、アスファルト、またはコンクリートであると判定し得る。これらの場合には、路面は滑りやすくなく、ＥＣＵ１１０は、路面のタイプを引き続いて監視および判定することになる。逆に、路面が滑りやすいとき、ＥＣＵ１１０は、角度センサ２３０から情報を読み取る（ステップ３２０）。ＥＣＵ１１０は、角度センサ２３０からの情報が、所定の閾値より大きいまたは小さい値を伝えるかを判定する（ステップ３２５）。角度センサ２３０からの情報が所定の閾値より大きい値を伝える場合、次いで、ＥＣＵ１１０は、ＡＢＳ制御装置１２０に第１のモードで作動する（ｏｐｅｒａｔｅ）ための制御信号を送信する（ステップ３３０）。第１のモードはＡＢＳ１０２の有効化を含む。その値が所定の閾値より小さい場合、ＥＣＵ１１０は、第２のモードで作動するために、ＡＢＳ制御装置１２０に制御信号を送信する（ステップ３３５）。第２のモードはＡＢＳ１０２の無効化を含む。たとえば、ステアリング角度センサ２３５からの情報は、ステアリング車輪角度がほぼ真っすぐ（たとえば、中央から５度未満のずれ）であるときに、所定の閾値より小さい値を伝える。同様に、ヨー加速度センサ２４０からの情報は、ヨー方向にほんのわずかな加速度が存在するときに、所定の閾値より小さい値を伝える。さらに、ＥＣＵＩ１０は、ステアリング角度センサ２３５およびヨー加速度センサ２４０の両方からの情報を使用することができる。この場合、ＥＣＵ１１０は、各角度センサ２３０からの情報の平均値を求めるまたは最も低いもしくは最も高い値をとるのいずれかによって、結合された値（ｃｏｍｂｉｎｅｄｖａｌｕｅ）を判定する。ＡＢＳ制御装置１２０に制御信号を送信する間に、ＥＣＵ１１０は、方法３００を繰り返し続ける。したがって、状態が変化した場合、ＥＣＵ１１０は、ＡＢＳ制御装置１２０への制御出力を速やかに適応させる。

[0017]ＥＣＵ１１０が、メモリ２２５に記憶された情報に基づいて路面のタイプを予測することができないとき、ＥＣＵ１１０は、路面の予測されるタイプを通常または滑りやすくないにセットする。この場合、ＡＢＳ制御装置１２０は、第１のモードと同等のデフォルトモードで作動する。たとえば、ＥＣＵ１１０が、カメラ１０５から不明瞭な画像を受信するとき、ＥＣＵ１１０は、予測される路面を通常にセットし得る。ＥＣＵ１１０は、次いで、第１のモードで作動するためにＡＢＳ制御装置１２０にデフォルト制御メッセージを送信する。デフォルト制御メッセージは、エラーが生じたときにＡＢＳ制御装置１２０が通常の動作状態で動作することを可能にする。

[0018]方法３００は、車両１００が異なる運転状態に反応できるようにする。たとえば、路面が砂利または泥であるとき、車両１００が真っすぐ進むときにＡＢＳ１０２を無効化することで、停止距離の有益な低減を実現する。逆に、角度センサ２３０が、車両１００が真っ直ぐ進んでいないことを示すとき、ＥＣＵ１１０は、ＡＢＳ１０２の無効化を防ぐ。無効化を防ぐことによって、ＥＣＵ１１０は、ＡＢＳ１０２が機能し続けることを可能にする。ＡＢＳ１０２は、車輪１０７のロックの防止を助け、それにより、車両１００のより強い制御を運転手に提供する。しかし、車両１００のより強い制御は、最短停止距離の達成を犠牲にすることがある。したがって、これらのニーズのバランスをとるために、ＥＣＵ１１０は、所定の閾値に基づいて調整可能である。

[0019]ＥＣＵ１１０は、いくつかの実施形態で、砂利のサイズに基づいて砂利面の異なるタイプを検出するようにプログラムされることに留意されたい。たとえば、ＥＣＵ１１０は、砂利を小さい（たとえば、直径１０ｍｍ未満）、中位の（たとえば、直径１０ｍｍから５０ｍｍ）、または大きい砂利（たとえば、直径５０ｍｍより大きい）に分類する。そのような実施形態で、ＥＣＵ１１０は、路面のタイプを示すＡＢＳ制御装置１２０への追加の制御信号を提供する。一実施形態で、ＥＣＵ１１０は、砂利のサイズに基づいて路面の摩擦係数を計算し、その摩擦係数に基づいて追加の制御信号を調整する。ＥＣＵ１１０は、路面のタイプに対応する値の参照テーブルに基づいて、追加の制御信号を生成することができる。ＡＢＳ制御装置１２０は、路面のタイプに適したＡＢＳ１０２の制動圧力を調整することによって、制御信号に応答する。

[0020]したがって、本発明は、特に、路面のタイプおよび角度センサに基づいて車両制動システムを操作して停止距離と車両制御のバランスをとるシステムおよび方法を提供する。本発明の様々な特徴および利点が、以下の特許請求の範囲で説明される。

１００車両
１０２アンチロック制動システム
１０５カメラ
１０７車輪
１１０電子制御装置
１１５車両通信バス
１２０アンチロック制動システム制御装置
１２５ブレーキ
１３０車輪速度センサ
２０５コントローラ
２１０電力供給モジュール
２１５入力／出力モジュール
２２０処理装置
２２５メモリ
２３０角度センサ
２３５ステアリング角度センサ
２４０ヨー加速度センサ

Claims

車両制動システムを操作するための制御システムであって、前記制御システムが、
車両の角度を感知するセンサと、
路面の視野を有する前記車両に取り付けられたカメラと、
前記カメラに通信で接続され、前記センサに通信で接続された電子制御装置であり、
前記カメラから前記路面の画像を受信する、
前記路面の前記画像に基づいて路面のタイプを判定する、および、
前記路面のタイプおよびステアリング角度に基づいて制御メッセージを生成する
ように構成された、前記電子制御装置と、
前記電子制御装置に通信で接続された制動制御装置であり、
前記電子制御装置から前記制御メッセージを受信する、
前記車両の前記制動システムを操作する、および、
前記制御メッセージに基づいて前記制動システムの前記動作を調整する
ように構成された、前記制動制御装置と
を備える、制御システム。
前記制動制御装置が、
前記電子制御装置からの前記制御メッセージに応じて第１のモードで作動することであって、前記第１のモードで作動するとき、前記制動制御装置は、アンチロック制動が活動化されて前記制動システムを操作する、第１のモードで作動することと、
前記電子制御装置からの前記制御メッセージに応じて第２のモードで作動することであって、前記第２のモードで作動するとき、前記制動制御装置は、アンチロック制動が非活動化されて前記制動システムを操作する、第２のモードで作動することと、
を行うようにさらに構成された、請求項１に記載の制動システム。
前記第１のモードがデフォルトモードであり、前記電子制御装置が路面のタイプを判定することができないときに、前記第１のモードが活動化される、請求項２に記載の制動システム。
前記制動制御装置が、前記路面が通常であるときに、前記第１のモードを活動化し、そして、前記制動制御装置が、前記路面が滑りやすく、前記角度が所定の閾値未満であるときに、前記第２のモードを活動化する、請求項２に記載の制動システム。
前記路面が、乾いた舗道、乾いたアスファルト、および乾いたコンクリートから成るグループから選択された少なくとも１つであるときに、前記路面のタイプは、通常である、請求項４に記載の制動システム。
前記路面が、小さい砂利、中位の砂利、および大きい砂利から成るグループから選択された少なくとも１つであるときに、前記路面のタイプは、滑りやすい、請求項４に記載の制動システム。
前記路面が、濡れた面および雪に覆われた面から成るグループから選択された少なくとも１つであるときに、前記路面のタイプは、滑りやすい、請求項４に記載の制動システム。
前記電子制御装置が、所定の分類と前記路面の比較に基づいて前記路面のタイプを判定する、請求項４に記載の制動システム。
前記電子制御装置が、前記路面と前記車両のロックされたタイヤの間の推定される摩擦係数に基づいて前記路面のタイプを判定する、請求項４に記載の制動システム。
前記ステアリング角度の前記所定の閾値が、中央からいずれかの方向に中央から約５度である、請求項４に記載の制動システム。
前記センサが、ステアリング角度センサである、請求項１に記載の制動システム。
前記センサが、ヨー加速度センサである、請求項１に記載の制動システム。
車両の制動システムを操作する方法であって、
前記車両の角度を判定するステップと、
前記車両に取り付けられたカメラで路面の画像を受信するステップと、
前記路面の前記画像に基づいて路面のタイプを電子制御装置によって判定するステップと、
前記路面のタイプおよび前記角度に基づいてアンチロック制動システム制御装置に制御メッセージを送信するステップと、
前記制御メッセージに基づいて前記車両の前記制動システムを操作するステップと
を含む、方法。
前記電子制御装置からの前記制御メッセージに応じて第１のモードで作動するステップであって、前記第１のモードで作動するとき、前記アンチロック制動システム制御装置が、アンチロック制動を有効化して前記制動システムを操作する、ステップと、
前記電子制御装置からの前記制御メッセージに応じて第２のモードで作動するステップであって、前記第２のモードで作動するとき、前記アンチロック制動システム制御装置が、アンチロック制動を無効化して前記制動システムを操作する、ステップと
を含む、請求項１３に記載の制動システムを操作する方法。
前記第１のモードがデフォルトモードであり、前記第１のモードが、前記電子制御装置が路面のタイプを判定することができないときに、活動化される、請求項１４に記載の制動システムを操作する方法。
前記路面のタイプが通常であるときに、前記第１のモードで前記アンチロック制動システム制御装置を操作するステップと、
前記路面のタイプが滑りやすく、前記角度が所定の閾値未満であるときに、前記第２のモードで前記アンチロック制動システム制御装置を操作するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の制動システムを操作する方法。
前記路面が、舗道、アスファルト、およびコンクリートから成るグループから選択された少なくとも１つであるときに、前記路面のタイプは、通常である、請求項１６に記載の制動システムを操作する方法。
前記路面が、小さい砂利、中位の砂利、および大きい砂利から成るグループから選択された少なくとも１つであるときに、前記路面のタイプは、滑りやすい、請求項１６に記載の制動システムを操作する方法。
前記路面が、濡れた面および雪に覆われた面から成るグループから選択された少なくとも１つであるときに、前記路面のタイプは、滑りやすい、請求項１６に記載の制動システムを操作する方法。
前記電子制御装置が、所定の分類と前記路面の比較に基づいて、前記路面のタイプを判定する、請求項１６に記載の制動システムを操作する方法。
前記電子制御装置が、前記路面と前記車両のロックされたタイヤの間の推定される摩擦係数に基づいて、前記路面が滑りやすいかどうかを判定する、請求項１６に記載の制動システムを操作する方法。
前記ステアリング角度の前記所定の閾値が、中央からいずれかの方向に中央から約５度である、請求項１６に記載の制動システムを操作する方法。