JP2019084944A - Road surface crossing slope detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両が走行中の路面の横断勾配量を検出するための路面横断勾配検出装置に関する。 The present invention relates to a road surface slope detection device for detecting the amount of road slope on which a vehicle is traveling.
特許文献１は車両に設けられる路面横断勾配検出装置を開示している。この路面横断勾配検出装置は、ヨーレートセンサ、操舵トルクセンサ、及びこれらが接続された制御装置（演算手段）を備えている。 Patent Document 1 discloses a road surface slope detection device provided in a vehicle. The road surface slope detection device includes a yaw rate sensor, a steering torque sensor, and a control device (calculation means) to which these are connected.
この車両が道路上を走行するとき、制御装置は、ヨーレートセンサの検出値に基づいて車両が直進走行中か否かを判定する。 When the vehicle travels on the road, the control device determines whether the vehicle is traveling straight ahead based on the detection value of the yaw rate sensor.
操舵トルクセンサは、ステアリング機構（トーションバー）において発生する操舵トルクを検出する。周知のように操舵トルクは、車両の運転手がステアリングホイールを回転操作している場合の方が、ステアリングホイールを回転操作していない場合と比べて大きくなる。換言すると、操舵トルクは、車両が直進走行している場合よりも旋回走行している場合の方が大きくなる。 The steering torque sensor detects a steering torque generated in a steering mechanism (torsion bar). As is well known, the steering torque is larger when the driver of the vehicle rotates the steering wheel than when the steering wheel is not rotated. In other words, the steering torque is larger when the vehicle is turning and traveling than when the vehicle is traveling straight.
ところで、車両が道路上を直進走行中に運転手がステアリングホイールを回転操作しない場合であっても、車両が走行中の道路の路面が水平でないときは、ステアリング機構に操舵トルクが発生する。従って、車両が道路上を直進走行している場合は、操舵トルクセンサが検出した操舵トルクの大きさに基づいて路面の横断勾配量を推定可能である。そのため特許文献１の制御装置は、ヨーレートセンサの検出値に基づいて車両が直進走行中であると判定した場合に、操舵トルクセンサが検出した操舵トルクの値に基づいて横断勾配量演を演算する。 By the way, even when the driver does not rotate the steering wheel while the vehicle travels straight on the road, a steering torque is generated in the steering mechanism when the road surface on which the vehicle is traveling is not horizontal. Therefore, when the vehicle travels straight on the road, it is possible to estimate the cross slope of the road surface based on the magnitude of the steering torque detected by the steering torque sensor. Therefore, when it is determined that the vehicle is traveling straight on the basis of the detection value of the yaw rate sensor, the control device of Patent Document 1 calculates the crossing gradient amount based on the value of the steering torque detected by the steering torque sensor. .
特開２００５−３５１７１２号公報 JP 2005-351712 A
車両が走行している道路の路面の横断勾配量がほぼゼロであり且つ車両が直進走行しているときにおいても、路面に凹凸がある場合は、ステアリング機構に凹凸に起因する操舵トルクが発生する。そのため特許文献１の路面横断勾配検出装置は、例えば車両が走行している道路の路面の実際の横断勾配量がゼロの場合に、制御装置が路面の横断勾配量をゼロよりも大きい値（実際の横断勾配量よりも大きい値）として演算するおそれがある。 Even if the crossing gradient amount of the road surface of the road on which the vehicle is traveling is substantially zero and the vehicle is traveling straight, if there is unevenness on the road surface, steering torque is generated in the steering mechanism due to the unevenness. . Therefore, in the case of the road surface slope detection device of Patent Document 1, the controller sets the road surface slope amount to a value larger than zero, for example, when the actual cross slope amount of the road surface on which the vehicle is traveling is zero. It may be calculated as a value larger than the amount of cross slope of
本発明は上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、路面に凹凸が存在する道路上を車両が直進走行している場合に、この路面の横断勾配量を実際の横断勾配量から大きく乖離した値として検出することを防止できる路面横断勾配検出装置を提供することにある。 The present invention is made to address the above-mentioned problems. That is, one of the objects of the present invention is to detect the cross slope amount of the road surface as a value largely deviated from the actual cross slope amount when the vehicle travels straight on the road where the unevenness exists on the road surface. An object of the present invention is to provide a road surface slope detection device capable of preventing the problem.
本発明の路面横断勾配検出装置は、
車両の少なくとも一つの車輪である対象車輪（１５Ｌ、１５Ｒ、１６Ｌ、１６Ｒ）のタイヤである対象タイヤ（１５ｂ、１６ｂ）の内面に付された複数のマーク（１８ａ、１８ｂ）と、
前記対象タイヤが接地している道路の路面上を前記車両が直進走行しているか否かを判定する直進走行判定手段（２６ａ）と、
前記対象車輪に設けられ且つ前記各マークを撮像するカメラ（１７）と、
前記カメラの撮像データに基づいて、前記路面に凹凸が有るか否かを判定する凹凸判定手段（１７ｂ）と、
前記直進走行判定手段が前記車両が直進走行していると判定し且つ前記凹凸判定手段が前記路面に凹凸が無いと判定したときに、前記カメラの撮像データに基づいて前記路面の横断勾配量を演算する横断勾配量演算手段（２６ｂ）と、
を備える。
The road surface slope detecting device of the present invention is
A plurality of marks (18a, 18b) attached to the inner surface of a target tire (15b, 16b) which is a tire of a target wheel (15L, 15R, 16L, 16R) which is at least one wheel of a vehicle;
Straight travel judging means (26a) for judging whether the vehicle travels straight on the road surface of the road on which the target tire is in contact;
A camera (17) provided on the target wheel and imaging each mark;
Unevenness determination means (17b) for determining whether or not the road surface has unevenness based on image pickup data of the camera;
When the straight traveling judging means judges that the vehicle is traveling straight and the unevenness judging means judges that the road surface has no unevenness, the cross slope amount of the road surface is determined based on the imaging data of the camera. A transverse gradient amount computing means (26b) for computing;
Equipped with
本発明の路面横断勾配検出装置では、車両が道路を走行中に、回転する対象タイヤの内面に付された複数のマークをカメラが撮像する。そして、カメラの撮像データに基づいて、凹凸判定手段が路面に凹凸が有るか否かを判定する。さらに、対象タイヤが接地している道路上を車両が直進走行しているか否かを直進走行判定手段が判定する。そして、直進走行判定手段が車両が直進走行していると判定し且つ凹凸判定手段が路面に凹凸が無いと判定したときに、横断勾配量演算手段が、カメラの撮像データに基づいて路面の横断勾配量を演算する。
このように、横断勾配量演算手段は、凹凸判定手段が路面に凹凸が有ると判定したときは、路面の横断勾配量を演算しない。そのため、本発明の路面横断勾配検出装置は、路面に凹凸が存在する路面上を車両が直進走行している場合に、この路面の横断勾配量を実際の横断勾配量から大きく乖離した値として検出することがない。
In the road surface gradient detection device of the present invention, while the vehicle is traveling on the road, the camera captures a plurality of marks attached to the inner surface of the rotating target tire. Then, based on the image pickup data of the camera, the unevenness judging means judges whether or not the road surface has unevenness. Further, the straight traveling judging means judges whether the vehicle travels straight on the road on which the target tire is in contact. Then, when the straight traveling judging means judges that the vehicle is traveling straight and the unevenness judging means judges that there is no unevenness on the road surface, the transverse gradient amount calculating means crosses the road surface based on the imaging data of the camera. Calculate the gradient amount.
As described above, when the unevenness determination means determines that the road surface is uneven, the cross slope amount calculation means does not calculate the cross slope amount of the road surface. Therefore, when the vehicle travels straight on a road surface having irregularities on the road surface, the road surface cross slope detecting device according to the present invention detects the cross road slope amount as a value largely deviated from the actual cross slope amount. There is nothing to do.
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。 In the above description, in order to facilitate understanding of the present invention, the names and / or symbols used in the embodiments are attached in parentheses to the configuration of the invention corresponding to the embodiments described later. However, each component of the present invention is not limited to the embodiment defined by the above-mentioned name and / or code. Other objects, other features and attendant advantages of the present invention will be readily understood from the description of the embodiments of the present invention which is described with reference to the following drawings.
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。まず車両１０の全体構造を図１及び図２を参照しながら簡単に説明する。
車両１０の車体１１の前部には左右一対のサスペンションＳＰ（図２参照）が設けられている。周知のようにサスペンションＳＰの構成要素である左側のアッパーアームと左側のロアアームとの先端部間及び右側のアッパーアームと右側のロアアームとの先端部間には、それぞれキャリア（ナックルアーム）がキングピン軸まわりに回転可能に支持されている。左右のキャリアは前輪１５Ｌ、１５Ｒ（対象車輪）の各ホイール１５ａをそれぞれ水平軸まわりに回転可能に支持している。さらに前輪１５Ｌ、１５Ｒの各ホイール１５ａの外周面にはゴム製のタイヤ１５ｂ（対象タイヤ）がそれぞれ相対回転不能に装着されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. First, the entire structure of the
A pair of left and right suspensions SP (see FIG. 2) is provided at the front of the
車両１０の車体１１の後部にもサスペンション（図示略）が設けられており、このサスペンションが左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒの各ホイール（図示略）をそれぞれ水平軸まわりに回転可能に支持している。後輪１６Ｌ、１６Ｒ（対象車輪）の各ホイールの外周面にはゴム製のタイヤ１６ｂ（対象タイヤ）がそれぞれ相対回転不能に装着されている。
A suspension (not shown) is also provided at the rear of the
図１及び図２に示すように、前輪１５Ｌ、１５Ｒの各ホイール１５ａの外周面及び左右の後輪１６Ｌ、１６Ｒの各ホイールの外周面にはカメラ１７がそれぞれ固定されている。各カメラ１７は、レンズ（図示略）、撮像素子（図示略）、及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなる画像処理装置、を備えている。さらにＥＣＵ（画像処理装置）は機能的に見るとタイヤ変形量検出部１７ａ及び路面凹凸判定部１７ｂを備えている。さらに各カメラ１７のＥＣＵは、車体１１に設けられたＥＣＵからなる制御装置２６に接続されている。
さらに前輪１５Ｌ、１５Ｒの各タイヤ１５ｂの内面の外周部及び後輪１６Ｌ、１６Ｒの各タイヤ１６ｂの内面の外周部には、左右一対のマーク１８ａ、１８ｂを有するパターン１８が設けられている。マーク１８ａ及びマーク１８ｂは互いに同径の円形である。なお各カメラ１７のレンズの焦点距離は一定であり且つレンズの画角の範囲内に対応するパターン１８が位置する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
Further, a
車両１０は操舵輪である前輪１５Ｌ、１５Ｒの舵角を変化させるためのステアリング装置２０を備えている。ステアリング装置２０は、主要な構成要素として、ラック軸２１、ピニオンシャフト２８、ステアリングシャフト２９、ステアリングホイール３０、操舵トルクセンサ３５、及び操舵角センサ３７を備えている。
The
金属製のラック軸２１は左右方向にスライド可能且つ自身の軸線まわりに回転不能である。ラック軸２１にはラック歯部（図示略）が形成されている。ラック軸２１の左右両端部は、図示を省略したタイロッドを介して左右のキャリアにそれぞれ接続されている。金属製のピニオンシャフト２８は、自身の軸線方向に移動不能且つ自身の軸線まわりに回転可能である。さらにピニオンシャフト２８は、ラック軸２１のラック歯部と噛み合っている。ピニオンシャフト２８は、金属製の棒状部材であるステアリングシャフト２９の一端（下端）にユニバーサルジョイントを介して接続されている。ステアリングシャフト２９の他端（上端）にはステアリングホイール３０が固定されている。
従って、車両１０に乗車している運転手がステアリングホイール３０を回転させると、この回転力がステアリングシャフト２９及びユニバーサルジョイントを介してピニオンシャフト２８に伝わり、ピニオンシャフト２８が自身の軸線まわりに回転する。するとピニオンシャフト２８と噛み合っているラック軸２１が左右方向にスライドするので前輪１５Ｌ、１５Ｒの舵角が変化する。
The
Therefore, when the driver riding on the
ステアリングシャフト２９の中間部に形成されたトーションバーの近傍には、トーションバーの軸線まわりの捩れ角に基づいてステアリングシャフト２９の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ３５が設けられている。さらにステアリングシャフト２９の周囲には、ステアリングシャフト２９（ステアリングホイール３０）の回転角度である操舵角を検出する操舵角センサ３７が設けられている。さらにインストルメンタルパネル（図示略）にはディスプレイ３８が設けられている。これら操舵トルクセンサ３５、操舵角センサ３７及びディスプレイ３８はいずれも制御装置２６に接続されている。
In the vicinity of the torsion bar formed in the middle portion of the steering
図示を省略したイグニッションキーの操作により、車両のイグニッションＳＷがＯＦＦからＯＮに切り替わると、カメラ１７、制御装置２６、操舵トルクセンサ３５、操舵角センサ３７、及びディスプレイ３８が常に動作する。
When the ignition switch of the vehicle is switched from OFF to ON by the operation of an ignition key (not shown), the
イグニッションＳＷがＯＦＦからＯＮに切り替わると、操舵角センサ３７はステアリングシャフト２９の操舵角を常に検出し且つ検出結果を制御装置２６に送信する。
When the ignition switch is switched from OFF to ON, the
制御装置２６は機能的に見ると直進走行判定部２６ａを有している。操舵角センサ３７から制御装置２６へ送信された検出結果は直進走行判定部２６ａによって処理される。即ち、直進走行判定部２６ａは操舵角センサ３７から受信した操舵角の大きさが所定の操舵角閾値以下の場合は「車両１０が道路上を直進走行している」と判定する。一方、直進走行判定部２６ａは操舵角センサ３７から受信した操舵角の大きさが操舵角閾値より大きい場合は「車両１０が道路上を旋回走行している」と判定する。直進走行判定部２６ａはこの処理を所定時間毎（例えば１／１００秒毎）に繰り返し実行し、且つ、判定結果を繰り返し横断勾配量演算部２６ｂへ送信する。
The control device 26 has a straight
さらに前輪１５Ｌ、１５Ｒ及び後輪１６Ｌ、１６Ｒにそれぞれ設けられたカメラ１７は、イグニッションＳＷがＯＦＦからＯＮに切り替わると、前輪１５Ｌ、１５Ｒ及び後輪１６Ｌ、１６Ｒが回転しているか否かに拘わらず常に対応するパターン１８を撮像する。即ち、前輪１５Ｌ、１５Ｒ及び後輪１６Ｌ、１６Ｒの各タイヤ１５ｂ、１６ｂのパターン１８によって反射された反射光束は、常に対応するカメラ１７のレンズを透過した後に撮像素子によって撮像される。
Furthermore, when the ignition SW is switched from OFF to ON, the
各カメラ１７が取得した撮像データは対応する路面凹凸判定部１７ｂに送信される。すると各路面凹凸判定部１７ｂは、図３及び図４に示す原理に基づいて、路面に凹凸が有るか否かを判定する。
例えば、道路の路面に凹凸が無く且つ路面が傾斜していない場合（即ち、水平な場合）は、各パターン１８のマーク１８ａ及びマーク１８ｂの形状は初期形状と完全に又はほぼ一致する。なお、道路の路面に凹凸が無く且つ傾斜している場合も、各パターン１８のマーク１８ａ及びマーク１８ｂの形状は初期形状と完全に又はほぼ一致する。一方、道路の路面に凹凸がある場合は、マーク１８ａ及びマーク１８ｂの形状は初期形状から変形する。例えば、路面の凸部が外側（右側の車輪においては右側、左側の車輪においては左側）のマーク１８ｂの真下に位置し且つ路面の凹部が内側（右側の車輪においては左側、左側の車輪においては右側）のマーク１８ａの真下に位置する場合は、図３に示すように、マーク１８ａの形状は初期形状より小さくなり且つマーク１８ｂの形状は初期形状より大きくなる。即ち、この場合はマーク１８ａの外径とマーク１８ｂの外径との間に差分が生じる。
The imaging data acquired by each
For example, when there is no unevenness in the road surface and the road surface is not inclined (ie, horizontal), the shapes of the
カメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂは、撮像データに基づいてマーク１８ａ及びマーク１８ｂの外径（初期形状からの変形量）を認識し、且つ、マーク１８ａ及びマーク１８ｂの外径に基づいて、マーク１８ａとマーク１８ｂとの間の上下位置の差分量を演算する。
The road surface
さらにカメラ１７のＥＣＵのメモリには、マーク１８ａとマーク１８ｂとの間の上下位置の差分量と、各タイヤ１５ｂ、１６ｂがそれぞれ接地している路面の凹凸の大きさと、の関係を表す図４に示す路面凹凸量演算用マップ（ルックアップテーブル）が予め記録されている。各カメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂは、撮像素子から送信された撮像データ（に基づいて検出された上下位置の差分量）及び路面凹凸量演算用マップに基づいて、現在車両１０が走行している道路の路面の凹凸の大きさを演算する。なお、図４の横軸の値の符号は、縦軸より右側においてはプラス（＋）であり、且つ、縦軸より左側においてはマイナス（−）である。本実施形態では、図２（ｂ）に示す外側のマーク１８ｂの外径が内側のマーク１８ａの外径より大きいときに上下変位の差分量（図４の横軸）の符号はプラスとなり、マーク１８ｂの外径がマーク１８ａの外径より小さいときに上下変位の差分量の符号はマイナスになる。
さらに路面凹凸判定部１７ｂは、演算した凹凸の大きさが図４に示す凹凸寸法閾値以下の場合は「路面に凹凸は無い」と判定し、且つ、所定の路面凹凸判定フラグを「０」に設定する。一方、路面凹凸判定部１７ｂは演算した凹凸の大きさが凹凸寸法閾値より大きい場合は「路面に凹凸が有る」と判定し、且つ、路面凹凸判定フラグを「１」に設定する。なお、路面凹凸判定フラグの初期値は「０」である。
各カメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂはこの処理を上記所定時間毎に繰り返し実行し、且つ、判定結果（路面凹凸判定フラグの種別に関する情報）を繰り返し横断勾配量演算部２６ｂへ送信する。
Furthermore, in the memory of the ECU of the
Furthermore, when the calculated unevenness size is equal to or less than the unevenness dimension threshold shown in FIG. 4, the road
The road surface
さらに各カメラ１７が取得した撮像データは対応するタイヤ変形量検出部１７ａに送信される。すると各カメラ１７のタイヤ変形量検出部１７ａは、図５に示す原理に基づいて、対応するタイヤ１５ｂ、１６ｂの左右方向の変形量を演算する。
Furthermore, the imaging data acquired by each
図５の表の上段に示すように、車両１０が走行中の道路の路面が水平であり且つ車両１０がこの路面上を直進走行している場合は、各タイヤ１５ｂ、１６ｂが路面から受ける左右方向の力は小さい。そのため各タイヤ１５ｂ、１６ｂの内面に設けられた各マーク１８ａ、１８ｂの対応するホイール１５ａ（及び後輪１６Ｌ、１６Ｒのホイール）に対する左右方向の相対位置は、各タイヤ１５ｂ、１６ｂが路面から左右方向の力を受けていないときの位置である初期位置と実質的に同一である。
一方、図５の表の下段に示すように、車両１０が走行中の道路の路面が水平でなく傾斜しており（即ち、横断勾配量が大きく）且つ車両１０がこの路面上を直進走行している場合は、各タイヤ１５ｂ、１６ｂが路面から受ける左右方向の力は大きい。そのため各タイヤ１５ｂ、１６ｂの内面に設けられた各マーク１８ａ、１８ｂの対応するホイールに対する左右方向の相対位置は初期位置から実質的にずれる。図５の下段に示すように、例えば、路面の左側部が右側部よりも下方に位置する態様（左勾配）で路面が傾斜している場合は、各タイヤ１５ｂ、１６ｂが初期形状から右側に変形するので、各マーク１８ａ、１８ｂが初期位置から右側に位置ずれする。一方、路面の右側部が左側部よりも下方に位置する態様（右勾配）で路面が傾斜している場合は、各タイヤ１５ｂ、１６ｂが初期形状から左側に変形するので、各マーク１８ａ、１８ｂが初期位置から左側に位置ずれする。
As shown in the upper part of the table of FIG. 5, when the road surface on which the
On the other hand, as shown in the lower part of the table of FIG. 5, the road surface of the road on which the
カメラ１７のタイヤ変形量検出部１７ａは、撮像データに基づいてマーク１８ａ及びマーク１８ｂの初期位置からの左右方向の位置ずれ量を認識し、且つ、この位置ずれ量に基づいて対応する車輪のタイヤ１５ｂ、１６ｂの初期形状からの左右方向の変形量を演算する。
各カメラ１７のタイヤ変形量検出部１７ａはこの処理を上記所定時間毎に繰り返し実行し、且つ、演算結果（タイヤ１５ｂ、１６ｂの初期形状からの左右方向の変形量）を繰り返し横断勾配量演算部２６ｂへ送信する。
The tire deformation
The tire deformation
直進走行判定部２６ａ、タイヤ変形量検出部１７ａ、及び路面凹凸判定部１７ｂから各情報を受信した横断勾配量演算部２６ｂは、上記所定時間毎に図８に示すフローチャートの処理を実行する。
The straight line traveling
即ち、横断勾配量演算部２６ｂはまずステップ８０１において、直進走行判定部２６ａの判定結果を直進走行判定部２６ａから受信し、且つ、タイヤ変形量検出部１７ａの演算結果及び路面凹凸判定部１７ｂの判定結果をカメラ１７から受信する。
That is, the cross slope
続いて横断勾配量演算部２６ｂはステップ８０２へ進み、直進走行判定部２６ａから送信された情報に基づいて、現在時刻において車両１０が道路上を直進走行中か否かを判定する。ステップ８０２でＹｅｓと判定した場合、横断勾配量演算部２６ｂはステップ８０３へ進む。
Subsequently, the cross slope
ステップ８０３へ進んだ横断勾配量演算部２６ｂは、路面凹凸判定部１７ｂから送信された情報に基づいて、路面凹凸判定フラグが「０」であるか否かを判定する。ステップ８０３でＹｅｓと判定した場合、横断勾配量演算部２６ｂはステップ８０４へ進む。
The cross slope
ステップ８０４へ進んだ横断勾配量演算部２６ｂは、今回の処理のステップ８０１において各カメラ１７のタイヤ変形量検出部１７ａから受信した各タイヤ１５ｂ、１６ｂの初期形状からの左右方向の変形量と、カメラ１７のＥＣＵのメモリに予め記録されている図６に示す横断勾配量演算用マップ（ルックアップテーブル）に基づいて、現在車両１０が走行している道路の路面の各車輪のタイヤ１５ｂ、１６ｂがそれぞれ接地している４つの部位の横断勾配量をそれぞれ演算する。この横断勾配量演算用マップ（ルックアップテーブル）は、各タイヤ１５ｂ、１６ｂの初期形状からの左右方向の変形量と、路面の横断勾配量と、の関係を表している。横断勾配量演算部２６ｂが演算した横断勾配量には、その傾斜方向が左勾配と右勾配のいずれであるかの情報が含まれる。
ステップ８０４で横断勾配量を演算した横断勾配量演算部２６ｂは、演算した各横断勾配量を、路面の実際の横断勾配量の推定値として制御装置２６のメモリに記録する。なお、既にメモリに横断勾配量が記録されている場合は、横断勾配量演算部２６ｂはステップ８０４において横断勾配量を新しい値に更新する。
The amount of transverse
The transverse gradient
一方、ステップ８０２又は８０３でＮｏと判定した横断勾配量演算部２６ｂは本ルーチンの処理を一旦終了する。即ち、横断勾配量演算部２６ｂは制御装置２６のメモリに新たな横断勾配量を記録しない。なお、既にメモリに横断勾配量が記録されている場合は、横断勾配量演算部２６ｂはメモリに記録されている横断勾配量の値を保持する。
On the other hand, the transverse gradient
例えば、今回の処理において、左右の前輪１５Ｌ、１５Ｒ及び左側の後輪１６Ｌに対応する３つのカメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂが値が「０」の路面凹凸判定フラグを横断勾配量演算部２６ｂへ送信し、且つ、右側の後輪１６Ｒに対応するカメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂが値が「１」の路面凹凸判定フラグを横断勾配量演算部２６ｂへ送信した場合を想定する。この場合、ステップ８０４において横断勾配量演算部２６ｂは、前輪１５Ｌ、１５Ｒ及び後輪１６Ｌに対応する横断勾配量を演算し且つこれら３つの横断勾配量をメモリに新たな横断勾配量として記録する（更新する）。一方、横断勾配量演算部２６ｂは、ステップ８０４において右側の後輪１６Ｒに対応する横断勾配量を演算せず且つメモリに記録済みの右側の後輪１６Ｒに対応する横断勾配量を保持する（更新しない）。
For example, in this process, the road surface
ステップ８０４の処理を終えた横断勾配量演算部２６ｂ、及びステップ８０２又はステップ８０３でＮｏと判定した横断勾配量演算部２６ｂは、本ルーチンの処理を一旦終了する。
The transverse gradient
さらに制御装置２６は、上記所定時間毎に図９に示すフローチャートの処理を実行する。
制御装置２６は、まずステップ９０１において、現在時刻においてメモリに記録されている前輪１５Ｌ、１５Ｒ及び後輪１６Ｌ、１６Ｒに対応する４つの横断勾配量の平均値を演算する。即ち、制御装置２６は、４つの横断勾配量の合計値を４で割ることにより平均値を取得する。
続いて制御装置２６はステップ９０２において、演算した横断勾配量の平均値を、車両１０の横断勾配量としてディスプレイ３８に表示させる。
ステップ９０２の処理を終えた制御装置２６は、本ルーチンの処理を一旦終了する。
Furthermore, the control device 26 executes the processing of the flowchart shown in FIG. 9 at every predetermined time.
First, at
Subsequently, in
The control device 26 that has completed the processing of
以上説明した本実施形態は以下に説明する作用効果を発揮する。
図７に示すグラフ（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の横軸は時間を表している。さらにグラフ（ａ）（ｂ）（ｃ）の横軸は、時間のみならず車両１０が走行している道路上の位置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）を表している。この道路の平面形状は直線状である。さらに（ａ）から明らかなように、道路の位置Ｐ０と位置Ｐ１との間の路面は、凹凸及び左右方向の傾斜が無い路面である。道路の位置Ｐ１と位置Ｐ２との間の路面は凹凸が有り且つ左右方向の傾斜が無い路面である。道路の位置Ｐ２と位置Ｐ３との間の路面は、凹凸が無く且つ左右方向の傾斜を有する路面である。道路の位置Ｐ３と位置Ｐ４との間の路面は、凹凸が有り且つ一定の大きさの左右方向の傾斜を有する路面である。
The present embodiment described above exerts the effects described below.
The horizontal axes of the graphs (a), (b), (c) and (d) shown in FIG. 7 represent time. Furthermore, the horizontal axes of the graphs (a), (b) and (c) indicate not only time but also the position (P1, P2, P3, P4) on the road on which the
時間ｔ０から時間ｔ１の間に相当する位置Ｐ０と位置Ｐ１との間の路面には傾斜及び凹凸が無い。そのため時間ｔ０から時間ｔ１の間においては、（ｃ）（ｄ）に示すように、路面凹凸判定フラグが「０」であり且つ横断勾配量演算部２６ｂが演算した横断勾配量は０（ゼロ）である。
なお、この場合にグラフ（ｂ）が表す従来技術（特許文献１）によって検出された横断勾配量も０（ゼロ）である。
即ち、時間ｔ０から時間ｔ１の間においては、本実施形態及び従来技術は共に、路面の実際の横断勾配量（真値）と実質的に同一の横断勾配量を検出（演算）できる。
The road surface between the position P0 and the position P1 corresponding to the period from the time t0 to the time t1 has no inclination and unevenness. Therefore, between time t0 and time t1, as shown in (c) and (d), the road surface unevenness determination flag is "0" and the cross slope amount calculated by the cross slope
In this case, the amount of transverse gradient detected by the prior art (patent document 1) represented by the graph (b) is also 0 (zero).
That is, between time t0 and time t1, both the present embodiment and the prior art can detect (calculate) a cross slope amount substantially the same as the actual cross slope amount (true value) of the road surface.
時間ｔ１から時間ｔ２の間に相当する位置Ｐ１と位置Ｐ２との間の路面には凹凸が有り且つ左右方向の傾斜が無い。そのため時間ｔ１から時間ｔ２の間においては、（ｄ）に示すように路面凹凸判定フラグが「１」であるため、横断勾配量演算部２６ｂは横断勾配量を演算しない。即ち、（ｃ）に示すように、横断勾配量演算部２６ｂはメモリの横断勾配量を前回値である「０（ゼロ）」に保持する。そのため、時間ｔ１から時間ｔ２の間においては、本実施形態では、路面の実際の横断勾配量（真値）と実質的に同一の横断勾配量が検出される。
一方、この場合にグラフ（ｂ）が表す従来技術においては、路面の凹凸に起因する操舵トルクが発生する。そのため、演算された横断勾配量は０（ゼロ）より大きい値になる。そのため、時間ｔ１から時間ｔ２の間においては、従来技術では、路面の実際の横断勾配量（真値）と大幅に異なる横断勾配量が検出（演算）されてしまう。
The road surface between the position P1 and the position P2 corresponding to the period from the time t1 to the time t2 has unevenness and no inclination in the left-right direction. Therefore, between time t1 and time t2, as shown in (d), since the road surface unevenness determination flag is "1", the cross slope
On the other hand, in the prior art represented by the graph (b) in this case, a steering torque is generated due to the unevenness of the road surface. Therefore, the calculated amount of cross slope becomes a value larger than 0 (zero). Therefore, between time t1 and time t2, the prior art detects (calculates) a cross slope amount that is significantly different from the actual cross slope amount (true value) of the road surface.
時間ｔ２から時間ｔ３の間に相当する位置Ｐ２と位置Ｐ３との間の路面には凹凸が無く且つ左右方向の傾斜が有る。そのため時間ｔ２から時間ｔ３の間においては、（ｄ）に示すように、路面凹凸判定フラグが「０」である。そして（ｃ）に示すように横断勾配量は０（ゼロ）より大きい値となる。
なお、この場合にグラフ（ｂ）が表す従来技術によって検出された横断勾配量は、本実施形態とほぼ同一の値である。
即ち、時間ｔ２から時間ｔ３の間においては、本実施形態及び従来技術は共に、路面の実際の横断勾配量（真値）と実質的に同一の横断勾配量を検出（演算）できる。
There is no unevenness on the road surface between the position P2 and the position P3 corresponding to the period from the time t2 to the time t3, and there is an inclination in the lateral direction. Therefore, as shown in (d), the road surface unevenness determination flag is "0" between time t2 and time t3. And as shown to (c), a crossing gradient amount becomes a value larger than 0 (zero).
In this case, the transverse gradient amount detected by the prior art represented by the graph (b) is substantially the same value as that of the present embodiment.
That is, between time t2 and time t3, both the present embodiment and the prior art can detect (calculate) a cross slope amount substantially the same as the actual cross slope amount (true value) of the road surface.
時間ｔ３から時間ｔ４の間に相当する位置Ｐ３と位置Ｐ４との間の路面には凹凸が有り且つ一定の大きさの左右方向の傾斜が有る。そのため時間ｔ３から時間ｔ４の間においては、（ｄ）に示すように路面凹凸判定フラグが「１」であるため、横断勾配量演算部２６ｂは横断勾配量を演算しない。即ち、（ｃ）に示すように、横断勾配量演算部２６ｂはメモリの横断勾配量を前回値に保持する。そのため、時間ｔ３から時間ｔ４の間においては、本実施形態では、路面の実際の横断勾配量（真値）と実質的に同一の横断勾配量が検出される。
一方、この場合にグラフ（ｂ）が表す従来技術においては、路面の凹凸に起因する操舵トルクが発生する。そのため、時間ｔ３から時間ｔ４の間においては、従来技術では、路面の実際の横断勾配量（真値）と大幅に異なる横断勾配量が検出（演算）されてしまう。
There is unevenness on the road surface between the position P3 and the position P4 corresponding to between time t3 and time t4, and there is a horizontal inclination with a certain size. Therefore, between time t3 and time t4, as shown in (d), since the road surface unevenness determination flag is "1", the cross slope
On the other hand, in the prior art represented by the graph (b) in this case, a steering torque is generated due to the unevenness of the road surface. Therefore, between time t3 and time t4, the prior art detects (calculates) a cross slope amount that is significantly different from the actual cross slope amount (true value) of the road surface.
さらに各車輪に対応する４つの横断勾配量の平均値がディスプレイ３８に表示されるので、車両１０の運転手は、ディスプレイ３８を見ることにより、車両１０が現在走行中の路面の横断勾配量がステアリングホイール３０の操舵操作に影響を与える程度の大きさであるか否かを認識できる。
Further, since the average value of the four cross slope amounts corresponding to each wheel is displayed on the
以上、本発明を上記各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said each embodiment, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the objective of this invention.
例えば、本発明を図１０及び図１１に示す第１変形例の態様で実施してもよい。
例えば、図１０に示すように、道路の路面上に位置し且つその左右方向位置（道路の幅方向の位置）がマーク１８ａとマーク１８ｂとの間に位置する１つの突起を右側の後輪１６Ｒが乗り越えた場合を想定する。このとき、図１０に示すように、右側の後輪１６Ｒのタイヤ１６ｂに設けられた内側（左側）のマーク１８ａが初期位置から右側に位置ずれし且つ外側（右側）のマーク１８ｂが初期位置から左側に位置すれする。すると、この車輪のカメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂが、撮像データに基づいてマーク１８ａ及びマーク１８ｂの初期位置からの左右方向の位置ずれ量を認識し、且つ、この位置ずれ量に基づいてマーク１８ａとマーク１８ｂとの間の上下位置の差分量を演算する。
さらにカメラ１７のＥＣＵのメモリには、マーク１８ａとマーク１８ｂとの間の上下位置の差分量と、左右方向位置（道路の幅方向の位置）がマーク１８ａとマーク１８ｂとの間である１つの突起の高さと、の関係を表す図１１に示す路面突起突出量演算用マップ（ルックアップテーブル）が予め記録されている。各カメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂは、演算した上下位置の差分量及び路面突起突出量演算用マップに基づいて、現在車両１０が走行している道路の路面上の突起の高さを演算する。
さらに路面凹凸判定部１７ｂは、演算した突起の高さが図１１に示す突起寸法閾値以下の場合は「路面に凹凸は無い」と判定し、且つ、所定の路面凹凸判定フラグを「０」に設定する。一方、路面凹凸判定部１７ｂは演算した突起の高さが突起寸法閾値より大きい場合は「路面に凹凸が有る」と判定し、且つ、路面凹凸判定フラグを「１」に設定する。各カメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂはこの処理を上記所定時間毎に繰り返し実行し、且つ、判定結果を繰り返し横断勾配量演算部２６ｂへ送信する。
この第１変形例によれば、タイヤ１５ｂ、１６ｂのマーク１８ａ、１８ｂと対応しない箇所が路面上の突起を乗り越えた場合であっても、路面に凹凸があるか否かを精度よく判定できる。
For example, the present invention may be implemented in the aspect of the first modification shown in FIG. 10 and FIG.
For example, as shown in FIG. 10, one protrusion located on the road surface of the road and whose lateral position (position in the width direction of the road) is located between the
Further, in the memory of the ECU of the
Further, when the height of the calculated protrusion is equal to or less than the protrusion size threshold shown in FIG. 11, the road surface
According to the first modification, even if the portions of the
また、本発明を図１２に示す第２変形例の態様で実施してもよい。
図１２の表の上段に示すように、例えば、路面の凸部が右側の後輪１６Ｒのマーク１８ｂの真下に位置し且つ路面の凹部がマーク１８ａの真下に位置する場合は、マーク１８ａの形状は初期形状より小さくなり且つマーク１８ｂの形状は初期形状より大きくなる。一方、図１２の表の下段に示すように、路面の凸部が右側の後輪１６Ｒのマーク１８ａの真下に位置し且つ路面の凹部がマーク１８ｂの真下に位置する場合は、マーク１８ｂの形状は初期形状より小さくなり且つマーク１８ａの形状は初期形状より大きくなる。
上段に示す場合は、右側の後輪１６Ｒのカメラ１７の撮像データを認識した路面凹凸判定部１７ｂは、後輪１６Ｒが外側（右側）から内側（左側）へ向かう方向の力を路面（の凹凸）から受けているものと判定する。一方、下段に示す場合は、後輪１６Ｒのカメラ１７の撮像データを認識した路面凹凸判定部１７ｂは、後輪１６Ｒが内側（左側）から外側（右側）へ向かう方向の入力荷重を路面（の凹凸）から受けているものと判定する。
即ち、この第２変形例によれば、各カメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂは、各車輪が走行中の路面が平面であるか否か（例えば、轍が形成された路面であったり、砂利によって構成された路面であったりするか否か）、及び、各車輪のタイヤ１５ｂ、１６ｂが路面から受ける力の方向を判定（推定）できる。
なお、路面凹凸判定部１７ｂが判定したタイヤ１５ｂ、１６ｂが路面から受ける力の方向に関する情報を制御装置２６が受信し、且つ、制御装置２６がこの情報をディスプレイ３８に表示させてもよい。
Furthermore, the present invention may be implemented in the aspect of the second modified example shown in FIG.
As shown in the upper row of the table of FIG. 12, for example, when the convex portion of the road surface is positioned directly below the
In the case shown in the upper row, the road surface
That is, according to the second modification, the road surface
The control device 26 may receive information on the direction of the force received by the road surface
また、本発明を図１３に示す第３変形例の態様で実施してもよい。
第３変形例のカメラ１７のＥＣＵのメモリには、マーク１８ａとマーク１８ｂとの間の上下位置の差分量と、タイヤ１５ｂ、１６ｂが路面から受ける入力荷重の大きさと、の関係を表す図１３に示す入力荷重演算用マップ（ルックアップテーブル）が予め記録されている。各カメラ１７の路面凹凸判定部１７ｂは、撮像素子から送信された撮像データ（に基づいて検出された上下位置の差分量）及び入力荷重演算用マップに基づいて、路面から車両１０のタイヤ１５ｂ、１６ｂへ付与される入力荷重の大きさを演算する。
従って、この第３変形例によれば、各タイヤ１５ｂ、１６ｂへ路面から与えられる入力荷重の大きさを精度よく演算できる。
なお、路面凹凸判定部１７ｂが判定したタイヤ１５ｂ、１６ｂが路面から受ける入力荷重の大きさに関する情報を制御装置２６が受信し、且つ、制御装置２６がこの情報をディスプレイ３８に表示させてもよい。
Furthermore, the present invention may be implemented in the aspect of the third modified example shown in FIG.
The memory of the ECU of the
Therefore, according to the third modification, the magnitude of the input load applied to the
The control device 26 may receive information on the magnitude of the input load received from the road surface by the
また、本発明を図１４に示す第４変形例の態様で実施してもよい。
この第４変形例においては、車両１０の制御装置２６は、車両１０が走行中の道路（走行レーンの平面形状）に沿って走行するように、車両１０のステアリングホイール３０の操舵角を自動的に変化させるＬＫＡ(Lane Keeping Assist)制御を実行可能である。本変形例の車両１０は、車両１０に搭載され且つ車両１０の前方に位置する被写体を撮像するカメラ（図示略）及び電動パワーステアリング装置を備えている。この電動モータ及びカメラは制御装置２６に接続されている。電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール３０の操舵トルクをアシストする操舵アシストトルクを発生するための電動モータを備えている。例えば、このカメラが走行中の走行レーンに描かれた車線（白線）を撮像すると、制御装置２６はカメラが取得した撮像データに基づいて、車両１０を走行レーンに沿って走行させるための走行軌跡である目標走行軌跡を演算する。さらに制御装置２６は、車両１０が目標走行軌跡に沿って走行するために電動モータが発生すべき操舵アシストトルクを演算し、且つ、電動モータが操舵アシストトルクを発生するように電動モータを制御する。すると、電動パワーステアリング装置（電動モータ）によってステアリングホイール３０の操舵角（前輪１５Ｌ、１５Ｒの舵角）が変化し、車両１０は目標走行軌跡に沿って走行する。
さらに本変形例の路面凹凸判定部１７ｂは、第２変形例及び第３変形例と同様に、マーク１８ａとマーク１８ｂとの間の上下位置の差分量に基づいて、路面がタイヤ１５ｂ、１６ｂへ付与する入力荷重の大きさ及び方向を演算する。そして制御装置２６は、路面凹凸判定部１７ｂから受信した入力荷重の大きさ及び方向に関する情報を考慮しながら操舵アシストトルクを演算する。そして制御装置２６は、電動モータがこの操舵アシストトルクを発生するように電動モータを制御する。
従って、本変形例によれば、各タイヤ１５ｂ、１６ｂが路面から入力荷重を受けている場合であっても、制御装置２６は車両１０が目標走行軌跡に沿って走行するようにＬＫＡ制御を実行できる。
Further, the present invention may be implemented in the aspect of the fourth modified example shown in FIG.
In the fourth modification, the control device 26 of the
Furthermore, as in the second and third modifications, the road surface
Therefore, according to this modification, even when each
上記実施形態及び各変形例において、各パターン１８が３つ以上のマークを有していてもよい。このようにすれば、路面の凹凸の有無、横断勾配量の大きさ、並びに路面がタイヤ１５ｂ、１６ｂへ付与する入力荷重の大きさ及び方向を、より精度よく演算（判定）できる。
また、各パターン１８のマークの形状は、円形以外の形状（例えば、四角形又は格子形状）であってもよい。
In the above embodiment and each modification, each
Further, the shape of the mark of each
カメラ１７は全ての車輪に設ける必要はない。即ち、例えば、左側の前輪１５Ｌ（対象車輪）のみにカメラ１７及びパターン１８を設けたり、右側の後輪１６Ｒ（対象車輪）のみにカメラ１７及びパターン１８を設けたりしてもよい。
The
車両１０の前方を撮像するカメラが撮像した道路を表す撮像データに基づいて道路の曲率を制御装置２６が演算し、且つ、制御装置２６（直進走行判定部２６ａ）がこの曲率に基づいて車両１０が直進走行しているか否かを判定してもよい。
また、車両１０にヨーレートセンサ（図示略）を設けて、制御装置２６（直進走行判定部２６ａ）がヨーレートセンサが検出したヨーレートに基づいて、車両１０が直進走行しているか否かを判定してもよい。
The control device 26 calculates the curvature of the road based on the imaging data representing the road captured by the camera imaging the front of the
Further, a yaw rate sensor (not shown) is provided in the
ＳＰ・・・サスペンション、１０・・・車両、１５Ｌ、１５Ｒ・・・前輪、１５ａ・・・ホイール、１５ｂ・・・タイヤ、１６Ｌ、１６Ｒ・・・後輪、１６ｂ・・・タイヤ、１７・・・カメラ、１７ａ・・・タイヤ変形量検出部、１７ｂ・・・路面凹凸判定部、１８・・・パターン、１８ａ、１８ｂ・・・マーク、２０・・・ステアリング装置、２６・・・制御装置、２６ａ・・・直進走行判定部、２６ｂ・・・横断勾配量演算部、３７・・・操舵角センサ、３８・・・ディスプレイ。
SP: Suspension, 10: Vehicle, 15 L, 15 R: Front wheel, 15 a: Wheel, 15 b: Tire, 16 L, 16 R: Rear wheel, 16 b: Tire, 17.
Claims (1)
前記対象タイヤが接地している道路の路面上を前記車両が直進走行しているか否かを判定する直進走行判定手段と、
前記対象車輪に設けられ且つ前記各マークを撮像するカメラと、
前記カメラの撮像データに基づいて、前記路面に凹凸が有るか否かを判定する凹凸判定手段と、
前記直進走行判定手段が前記車両が直進走行していると判定し且つ前記凹凸判定手段が前記路面に凹凸が無いと判定したときに、前記カメラの撮像データに基づいて前記路面の横断勾配量を演算する横断勾配量演算手段と、
を備える、
路面横断勾配検出装置。 A plurality of marks attached to an inner surface of a target tire that is a tire of a target wheel that is at least one wheel of the vehicle;
Straight running judging means for judging whether the vehicle travels straight on the road surface of the road on which the target tire is in contact;
A camera provided on the target wheel and imaging each mark;
Unevenness determination means for determining whether or not the road surface has unevenness based on image pickup data of the camera;
When the straight traveling judging means judges that the vehicle is traveling straight and the unevenness judging means judges that the road surface has no unevenness, the cross slope amount of the road surface is determined based on the imaging data of the camera. A transverse gradient amount computing means for computing;
Equipped with
Road surface slope detection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017214293A JP2019084944A (en) | 2017-11-07 | 2017-11-07 | Road surface crossing slope detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6815572B1 (en) * | 2020-08-24 | 2021-01-20 | 株式会社ショーワ | Control device for electric power steering device and electric power steering device |
| JP2021165054A (en) * | 2020-04-06 | 2021-10-14 | 株式会社Subaru | Vehicle single-sided flow factor estimating device and steering device |
-
2017
- 2017-11-07 JP JP2017214293A patent/JP2019084944A/en active Pending
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