JP5336484B2 - 自動車の制御部材の位置センサから発信された信号の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車を坂道で発進させるアシスト装置に関し、特に車両の制御部材からの位置信号を処理して、このアシスト装置において位置信号を使用する方法に関する。

このタイプのアシスト装置は、フランス国特許出願第２８２８４５０号に記載されており、この特許出願の内容は、ここで参照することにより本出願に組み込まれる。この装置は、主に、車両が位置する坂道の傾斜を推定する手段と、運転者の操作を解釈する手段と、車両のクラッチ特性曲線（すなわち、クラッチにより伝達することができるトルクにクラッチペダルの位置を関連付ける曲線）を決定する手段と、車両の制動手段を自動的に無効にする手段とを備える。これらの手段により、自動車を、坂道の所定の位置に、駆動輪とエンジンとの間の動力の伝達を断った状態で保持することができ、運転者が加速ペダル及びクラッチペダルのみを操作する（すなわち、駐車ブレーキを操作する必要なく）ことにより移動させることができる（上り坂方向に）。アシスト装置の操作機構は、車輪に伝達されるエンジントルクが、傾斜及び重力により車両に作用する力を打ち消すために十分大きい場合にブレーキを解除する機構である。
ブレーキシステムを解除するために必要な応答時間の存在により、クラッチにより伝達されるトルクは、クラッチペダルの瞬時位置に基づいてではなく、クラッチペダルの予測位置に基づいて、すなわちブレーキが解除される時点のクラッチペダルの位置の推定に基づいて導出される。この予測位置は、所定の時定数が乗算されるクラッチペダル位置の値の瞬時微分値を使用することにより計算され、その計算結果は瞬時クラッチペダル位置の値に加算される。

このタイプの装置は多くの不具合を有する。当該装置は堅牢性に欠ける。その理由は、クラッチペダル位置センサから発信された信号に含まれるノイズの、予測クラッチペダル位置の値に対する干渉が有意に大きいためである。この干渉は、ブレーキシステムの解除が早過ぎるか、又は遅過ぎるようにしてしまう可能性がある。更に、当該装置によってクラッチペダルの速い動きを処理することが困難になる。

本発明の目的は、上述の不具合を解決し、かつ先行技術における公知の決定手順を改善するクラッチペダル位置信号の処理方法を提供することである。具体的には、本発明は、ブレーキシステムの早すぎる解除又は遅すぎる解除を防止する決定方法を提案する。

本発明によれば、本方法を使用して、自動車の制御部材の位置センサが発する信号を処理することができ、本方法は、制御部材の位置に関する処理信号を生成するものである。本方法は、
−センサが発する信号を、第１フィルタを使用してフィルタリングすることにより、第１フィルタリング済み信号を取得するフィルタリング段階と、
−第１フィルタリング済み信号の瞬時値が第１閾値パラメータの値を上回る場合は第１フィルタリング済み信号に第２信号を加算したものを処理信号として供給し、下回る場合はセンサが発する信号を処理信号として供給する置き換え段階と
を含むことを特徴とする。

第２信号は、センサが発する信号を第３フィルタでフィルタリングし、次いで結果として得られた信号を時間で微分することにより取得される第３信号の関数とすることができる。
第２信号は、第２パラメータの値及び第３パラメータの値により制限することができる。

第２パラメータの値と第３パラメータの値とは、符号が逆になるようにすることができる。
第２信号は、第３信号に第４パラメータの値を乗ずることにより取得することができる。

第４パラメータの値は所定の定数とすることができる。
第４パラメータの値は可変とすることができる。

第１パラメータの値は所定の定数とすることができる。
第１パラメータの値は制御部材に固有の量から推定することができる。

本発明によるデータ媒体は、上に定義された処理方法を実行するアルゴリズムを含む。
本発明によれば、自動車の制御部材の位置センサが発する信号を処理し、かつ制御部材の位置に関する処理信号を生成するように構成される装置は、上に定義された処理方法を実行するハードウェア手段及びソフトウェア手段を備えることを特徴とする。

ハードウェア手段は、第１フィルタと、第２フィルタと、計算手段と、メモリ及び微分手段とを備えることができる。
本発明によれば、坂道で自動車を発進させるアシスト装置は、上に定義された処理装置を備えることを特徴とする。

添付図面は、本発明によるアシスト装置の一実施形態、及び本発明によるクラッチペダルの予測位置の決定方法の一適用モードを例示している。

図１は、本発明によるアシスト装置を取り付けた車両の線図である。 図２は、本発明によるアシスト装置の概略的な操作を示す模式フローチャートである。 図３は、図２に示す「発進」ユニットの詳細な動作を示す模式フローチャートである。 図４は、本発明によるクラッチペダルの予測位置を決定する方法の適用モードのフローチャートである。

図１に示す自動車７は、坂道発進のアシスト装置８を備える。この装置は、車両６の他の部分に接続されて、ＣＡＮバスリンク４を介して当該他の部分とデータをやり取りする。
アシスト装置は主に、
−ＣＡＮバスリンクに接続されるコンピュータ１、及び
−全てコンピュータに接続された、車両が位置する坂道のセンサ２と、クラッチペダル位置センサと、駐車ブレーキシステム５
を備える。

アシスト装置の構造及び操作は、フランス国特許出願公開第２８２８４５０号の本文の１２頁の２３行目から３３頁の２７行目に図１〜８を参考して詳細に説明されている。具体的には、装置の構造は、１２頁の２３行目から１６頁の１６行目に図１及び２を参考して、更に２０頁の４行目から２２頁の２３行目に図４を参考して説明されている。
具体的には、駐車ブレーキシステムは、前述の刊行物の１４頁の１０行目から１５頁の１１行目に図２を参考して説明されている。

車両の他の部分は、今日の車両の従来部材、特にエンジン回転速度、速度、又は加速ペダルの位置のような車両データを決定及び送信する手段を備える。
後述では、種々の物理量及びそれらの記号を使用し、それら記号のリストを意味と共に以下に提示する。
ＣＴ：クラッチにより伝達されるトルク
θ_ａｃｃ：加速ペダル位置信号
θ_{ｃｌｕｔｃｈ}：クラッチペダル位置信号
θ’_{ｃｌｕｔｃｈ}：クラッチペダル位置の微分信号
θ_ｔｉｌｔ：車両が位置する坂道の傾斜
ｍ：車両の質量
ｂ：ギアレバー位置
ｒ（ｂ）：エンジン出力シャフトと駆動輪シャフトとの間の減速率をギアレバー位置の関数として与える関係式
ρ_{ｗｈｅｅｌｓ}：荷重が掛った状態の駆動輪タイヤの半径
ω_Ｍ：エンジン回転速度

上述のように、傾斜θ_ｔｉｌｔの坂道に駐車している質量ｍの車両のエンジンは、車両を前進させるためにＣＴ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}を超えるトルクを発生させる必要がある。
ｇを地球の重力場の基準値とした場合、ＣＴ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}＝ｒ（ｂ）ｘρ_{ｗｈｅｅｌｓ}ｘｍｘｇｘｓｉｎ（θ_ｔｉｌｔ）が成り立つ。

説明したように、アシスト装置が使用する方法では、ブレーキシステムは、車両が動力伝達段階で停止しているとき、クラッチにより伝達されるトルクがトルクＣＴ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}を超えていると推定されると直ぐに解除される。アシスト装置によって実行される複雑な操作が、このような伝達トルクの推定のために必要である。この目的のために、アシスト装置は、具体的には、クラッチペダルの予測位置に関するデータ要素、及びクラッチ特性曲線を使用する。
アシスト装置の一般的操作について、図２を参照して以下に説明する。

車両に取り付けられる種々のセンサからの信号は、第１機能ブロック１０において取得され、整形される。これらの信号は、例えばＣＡＮバスリンクを介して送信される。
クラッチ特性曲線は、第２機能ユニット１１において決定される。このユニットは、
−現時点で選択されているギア比を決定する補助ユニット１２と、
−データ、例えばクラッチペダル位置に関するデータ、及びクラッチにより伝達されるトルクに関するデータを取得する補助ユニット１４と、
−ユニット１０からのデータ、及び補助ユニット１２及び１４からのデータを使用してクラッチ特性曲線を更新する補助ユニット１５と
を備える。

第３機能ユニット１６では、ユニット１１において決定されたクラッチ特性曲線とユニット１０からのデータとを使用して、駐車ブレーキシステムの解除を制御する出力１７に望ましい状態を決定する。
ユニット１０及び１１の構造、及びこれらのユニットの動作は、フランス国特許出願公開第２８２８４５０号に記載されたものと同じである。

第３機能ユニット１６の動作について、図３を参照して以下に詳細に説明する。
第１コンパレータ２０は、エンジン回転速度、及び車両が位置する坂道の傾斜に応じて、加速ペダルのポジション閾値を供給し、この閾値を下回る場合には、ブレーキシステム解除指令を送出してはならない。このポジション閾値はマップにより決定することができ、すなわち、アシスト装置のメモリに保存されるデータは、横軸のエンジン回転速度の値と、縦軸の傾斜の値に寸法的に対応するポジション閾値を表わす。

コンパレータ２１において、加速ペダルの瞬時位置θ_ａｃｃをユニット２０の出力で検出される閾値と比較する。瞬時加速ペダル位置の値がコンパレータ２０の出力で検出される閾値よりも大きい場合、コンパレータ２１の出力はアクティブ、又はハイ状態である。
クラッチペダル位置に関するデータ、及び時間パラメータΔＴ_ａｎｔを信号処理装置２２において使用して、出力に、クラッチペダルの予測位置θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}に関する信号を供給する。

この目的のために、クラッチペダル位置センサ３が発する位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ}が第１フィルタ２７に供給される。この第１フィルタは低域通過フィルタである。１次フィルタを使用する場合、例えば時定数は０．０３秒に設定することができる。このとき、フィルタリングされた位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}が第１フィルタの出力で得られる。第１フィルタの遮断周波数は、例えば１０Ｈｚとすることができ、このパラメータは、システムの設定中に調整することができる。
クラッチペダル位置センサ３が発する位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ}は、第２フィルタ２８にも供給される。この第２フィルタは低域通過フィルタである。１次フィルタを使用する場合、例えば時定数は０．０５秒に設定することができる。第２フィルタの遮断周波数は、例えば１０Ｈｚとすることができ、このパラメータは、システムの設定中に調整することができる。このとき、第２フィルタの出力で、フィルタリングされた位置信号が得られ、この信号が微分手段３０に印加される。微分手段から送信される信号は、フィルタリングされたクラッチペダル位置の微分に関する信号であり、θ’_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}と表記される。

上述のようにして得られる２つの信号は、クラッチペダル位置センサが発する信号と、時間パラメータΔＴ_ａｎｔの値と一緒にコンピュータ手段２９に供給され、このコンピュータ手段において、信号に一連の数学的演算が行なわれ（以下に詳述する）、予測クラッチペダル位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}が取得される。
低域通過フィルタを形成する極めて簡単な方法の１実施例では、直列接続される電子抵抗／キャパシタ受動回路を使用し、フィルタリング対象の信号は直列回路システムの端子に印加され、フィルタリングされた信号はキャパシタの両端で得られる。例えば、次の等式を満たす数値的な１次フィルタを設けることもできる。

上の式では、Ｔｓはサンプリング周期であり、τはフィルタの時定数である。

微分手段３０は、同じタイプの回路を使用して作製することができ、微分される信号は、直列回路システムの端子に印加され、微分された信号は抵抗の両端で得られる。この手段の数値は、例えば、次の等式として表すことができる。
Ｙ（Ｋ）＝［Ｘ（Ｋ）−Ｘ（Ｋ−ｎ）］／ｎ Ｔｓ
上の式では、Ｔｓサンプリング周期であり、ｎは微分要素の数である。
種々のフィルタ、微分手段、及びコンピュータ手段は、アシスト装置８のコンピュータ１のような単一の電子コンポーネントに収容することができる。

内挿／外挿手段２４では、クラッチ特性曲線及び予測クラッチペダル位置を使用して、内挿又は外挿により、クラッチにより伝達されるトルクの推定値ＥＣＴを取得する。
この推定トルクを、コンパレータ２５において、車両を前進させるために必要なトルクＣＴ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}と比較する。クラッチに伝達されるトルクの推定値が、車両を前進させるために必要なトルクＣＴ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}よりも大きい場合、コンパレータ２５の出力は、アクティブか、又はハイ状態である。

コンパレータ２１及び２５の出力は論理ＡＮＤゲート２６に送信され、論理ＡＮＤゲートの出力がアクティブ又はハイ状態であると、ブレーキシステムが解除される。
本発明による処理方法の適用モードの１実施例について、図４を参照して以下に説明する。

第１ステップ１００では、クラッチペダル位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ}を、センサ３により決定する。
第２ステップ１１０では、この信号をフィルタ２７によりフィルタリングして、フィルタリングされた位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}を生成する。

第３ステップ１１５では、位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ}を、フィルタ２８によりフィルタリングし、次いで微分してフィルタリングされた微分位置信号θ’_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}を生成する。
これらの信号は全てコンピュータ手段２９に供給されるので、ステップ１２０において、フィルタリングされた信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}の瞬時値が、パラメータθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔＬＢ}の値より小さいかどうかを決定するためのテストを行なう。小さいと決定された場合、手順はステップ１３０に進み、このステップにおいて、コンピュータ手段がその出力に、センサ３が発する信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ}である予測クラッチペダル位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}を供給する。小さいと決定されない場合、手順はステップ１４０に進む。

このステップ１４０では、時間パラメータΔＴ_ａｎｔとフィルタリングされた微分位置信号θ’_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}の瞬時値との積の絶対値がパラメータθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ＿ｍａｘ}の値よりも小さいかどうかを決定するためのテストを行う。小さいと決定された場合、手順はステップ１６０に進み、このステップにおいて、コンピュータ手段がその出力に、信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ}と、時間パラメータΔＴ_ａｎｔとフィルタリングされた微分位置信号θ’_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}との積である信号との和である予測クラッチペダル位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}（つまり、θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}＝θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}＋ΔＴ_ａｎｔｘθ’_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}）を供給する。
小さいと決定されない場合、手順はステップ１５０に進む。

このステップ１５０では、時間パラメータΔＴ_ａｎｔとフィルタリングされた微分位置信号θ’_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}の瞬時値との積が正であるかどうかを決定するためのテストを行う。正であると決定された場合、手順はステップ１７０に進み、このステップにおいて、コンピュータ手段がその出力に、信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ}と、パラメータΔθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ＿ｍａｘ}の値との和である予測クラッチペダル位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}（つまり、θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}＝θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}＋Δθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ＿ｍａｘ}）を供給する。
正であると決定されない場合、手順はステップ１８０に進み、このステップにおいて、コンピュータ手段がその出力に、信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ}とパラメータΔθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ＿ｍａｘ}の値との差である予測クラッチペダル位置信号θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}（つまり、θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}＝θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}−Δθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ＿ｍａｘ}）を供給する。

上に述べた種々のパラメータの値は、アシスト装置のメモリ、例えばコンピュータ１のメモリに保存される。これらのパラメータの値は一定とすることができ、かつ事前に決めておくことができる。別の構成として、これらのパラメータの値は可変とすることができ、例えば所定時点における車両の状態の関数として決定することができる。
このように、パラメータθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔＬＢ}は、車両の寿命の間に、例えば所定の値がメモリに保存されているパラメータΔθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔＬＢ}を使用することにより、推定することができる。車両の寿命の間、クラッチ板が接触を開始するクラッチペダル位置を決定し、次にこの位置の値からパラメータθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔＬＢ}を減算することが可能である。このように、パラメータθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔＬＢ}の値は、クラッチの摩耗度合いに応じて可変である。

パラメータΔθ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ＿ｍａｘ}の値、及びパラメータΔＴ_ａｎｔの値は、車両センサが測定する他のパラメータに応じて変化し得る。例えば、これらの値は、車両が位置する坂道の傾斜によって変化し得る。パラメータΔＴ_ａｎｔの値は、好ましくは０．２秒未満である。パラメータΔＴ_ａｎｔの値がゼロである場合、予測は行なわれない。
この処理方法により、予測クラッチペダル位置の値の推定は確実に行なわれる。種々の形態の干渉はこの値にほとんど影響することがなく、ブレーキシステムは正しい時点で解除することができる。

Claims (12)

1. 自動車（７）のクラッチペダルの位置センサ（３）が発する信号（θ_{ｃｌｕｔｃｈ}）を処理する方法であって、クラッチペダルの位置に関する処理信号（θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ}）を生成するもので、
   センサが発する信号を、第１フィルタ（２７）を使用してフィルタリングすることにより第１フィルタリング済み信号（θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}）を取得するフィルタリング段階と、
   第１フィルタリング済み信号の瞬時値が第１閾値パラメータ（θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔＬＢ}）の値を上回る場合は第１フィルタリング済み信号に第２信号を加算したものを処理信号として供給し、下回る場合はセンサが発する信号を処理信号として供給する置き換え段階と
   を含み、
   第２信号が、センサが発する信号を第２フィルタ（２８）によりフィルタリングし、次いで結果として得られた信号を時間で微分することにより取得される第３信号（θ’ _{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ} ）の関数である、
   ことを特徴とする方法。
2. 第２信号が、第２パラメータ（−θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ＿ｍａｘ}）の値、及び第３パラメータ（θ_{ｃｌｕｔｃｈ＿ａｎｔ＿ｍａｘ}）の値により制限されることを特徴とする、請求項１に記載の処理方法。
3. 第２パラメータの値と第３パラメータの値とは、符号が逆になることを特徴とする、請求項２に記載の処理方法。
4. 第２信号が、第３信号（θ’_{ｃｌｕｔｃｈ＿ｆ}）に第４パラメータ（ΔＴ_ａｎｔ）の値を乗ずることにより得ら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処理方法。
5. 第４パラメータの値が所定の定数であることを特徴とする、請求項４に記載の処理方法。
6. 第４パラメータの値が可変であることを特徴とする、請求項４に記載の処理方法。
7. 第１閾値パラメータの値が所定の定数であることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の処理方法。
8. 第１閾値パラメータの値を、クラッチペダルに固有の量から推定することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の処理方法。
9. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載の処理方法を実行するアルゴリズムを含むデータ媒体。
10. 自動車（７）のクラッチペダルの位置センサが発する信号（θ_{ｃｌｕｔｃｈ}）を処理する装置（２２）であって、クラッチペダルの位置に関する処理信号を生成するように構成されており、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の処理方法を実行するハードウェア手段（１、２７、２８、２９、３０）及びソフトウェア手段を備えることを特徴とする装置。
11. ハードウェア手段が、第１フィルタ（２７）と、第２フィルタ（２８）と、コンピュータ手段（２９）と、メモリ及び微分手段（３０）とを備えることを特徴とする、請求項１０に記載の処理装置。
12. 自動車（７）の坂道発進をアシストする装置（８）であって、請求項１０又は１１に記載の処理装置を備えることを特徴とする装置。

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