JP4691174B2 - 車両用勾配推定装置および車両用走行制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両用勾配推定装置および車両用走行制御装置に関する。
従来、例えば車両の水平方向に作用する加速度を検出する加速度センサと、車両の速度の変化から加速度を算出する実加速度センサとを備え、走行路の路面勾配による重力加速度の寄与が含まれる加速度センサの出力と、実加速度センサの出力との差に基づき、走行路の路面勾配を推定する道路勾配推定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、例えば車両の停止状態でブレーキ圧を徐々に低減して、車両が動き始めたときのブレーキ圧によって、予め設定されたブレーキ圧の路面勾配特性から、走行路の路面勾配を検出する追従走行制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、従来、例えば車両の停止状態でブレーキ圧を徐々に低減して、車両が動き始めたときのブレーキ圧によって、予め設定されたブレーキ圧の路面勾配特性から、走行路の路面勾配を検出する追従走行制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
ところで、上記従来技術に係る道路勾配推定装置においては、車両に搭載された加速度センサの出力に基づいて路面勾配が推定されることから、加速度センサの取り付け角度にずれが生じると、路面勾配の推定誤差が増大してしまうという問題が生じる。また、加速度センサの経年変化などに起因して出力のオフセットが増大した場合にも、路面勾配の推定誤差が増大してしまうという問題が生じる。
そして、これらのような加速度センサに起因する路面勾配の推定誤差を、車両の走行時あるいは停止時などにおいて自動的に補正することは困難であり、推定誤差が大きな路面勾配によって不適切な走行制御が実行されてしまう虞がある。
そして、これらのような加速度センサに起因する路面勾配の推定誤差を、車両の走行時あるいは停止時などにおいて自動的に補正することは困難であり、推定誤差が大きな路面勾配によって不適切な走行制御が実行されてしまう虞がある。
例えば降坂路が平坦路であると推定されると自車両が不適切に前進してしまったり、先行車両に接近し過ぎる虞がある。また、例えば平坦路が登坂路または降坂路であると推定されると、発進時の駆動力や停止時の制動力が過大または過小となる虞がある。ただし、これらの事象に対しては、例えば先行車両などの前方の物体と自車両との間の距離を検出する距離センサの出力、あるいは、例えば駆動力または制動力に対するフィードバック制御などに加えて、予め自車両の運転者によって前方の物体と自車両との間に適切な距離が確保されることによって、自車両と自車両の前方に存在する物体との接触回避は可能であり、自車両の走行制御を適切に調整することが可能である。
しかしながら、自車両が後退する虞がある登坂路を平坦路であると推定される場合には停止時あるいは発進時などにおいて自車両が後退してしまう虞があり、例えば後続の他車両が自車両に対して適切な車間距離を確保していない場合などにおいては、自車両と他車両との接触を回避することが困難であるという問題が生じる。
また、上記従来技術に係る追従走行制御装置においては、停止状態の自車両が実際に動き出した後に路面勾配が検出されることから、自車両が後退などで不適切に動き出すことを防止することはできず、路面勾配の推定精度を向上させることはできない。
また、上記従来技術に係る追従走行制御装置においては、停止状態の自車両が実際に動き出した後に路面勾配が検出されることから、自車両が後退などで不適切に動き出すことを防止することはできず、路面勾配の推定精度を向上させることはできない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、走行路の勾配の推定精度を向上させ、勾配の推定結果に応じて適切な走行制御を行なうことが可能な車両用勾配推定装置および車両用走行制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る車両用勾配推定装置は、自車両の走行速度を検出して検出結果の信号を出力する車速センサ（例えば、実施の形態での車速センサ２１）と、前記車速センサから出力される信号に基づいて車両の加速度を算出する加速度算出手段（例えば、実施の形態での車体加速度算出部３１）と、エンジンの負荷による車両の減速度を算出するエンジン負荷減速度算出手段（例えば、実施の形態での加速度補正量算出部３２）と、前記加速度算出手段により算出された前記加速度を前記エンジン負荷減速度算出手段により算出された前記減速度により補正する補正手段（例えば、実施の形態での加速度補正部３３）と、ブレーキ液圧を検出して検出結果の信号を出力するブレーキ液圧検出手段（例えば、実施の形態でのブレーキ液圧センサ２３）と、前記車速センサにより検出された前記走行速度が車両のほぼ停止状態を示す所定値以下となった場合に、前記補正手段により補正された前記加速度と前記ブレーキ液圧検出手段により検出された前記ブレーキ液圧との比に基づいて走行路の勾配を推定する勾配推定手段（例えば、実施の形態での第１勾配推定部３６）とを備える。
さらに、本発明の第２態様に係る車両用勾配推定装置は、過去から現在までの少なくとも所定時間に亘って前記補正手段により補正された前記加速度および前記ブレーキ液圧検出手段により検出された前記ブレーキ液圧のデータを記憶するリングバッファ（例えば、実施の形態でのリングバッファ３４）を備え、前記勾配推定手段は、前記リングバッファに記憶された前記データのうち前記走行速度が前記所定値以下となった時点より前の前記所定時間内での前記データによる前記比に基づいて走行路の勾配を推定する。
さらに、本発明の第３態様に係る車両用勾配推定装置は、前記所定時間内に前記補正手段により補正された前記加速度のピーク値（例えば、実施の形態での最大減速度Ａｍ）を算出するピーク値算出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０４、減速度係数算出部３５）を備え、前記勾配推定手段は、前記リングバッファに記憶された前記データのうち前記ピーク値に対する所定割合範囲の前記加速度と前記ブレーキ液圧との前記比に基づいて走行路の勾配を推定する。
さらに、本発明の第４態様に係る車両用勾配推定装置は、変速装置の変速状態の情報を出力する変速情報出力手段（例えば、実施の形態でのシフトポジションセンサ２５）を備え、前記エンジン負荷減速度算出手段は、前記車速センサにより検出された前記走行速度と、前記変速情報出力手段から出力された前記変速状態の情報とに基づき、前記減速度を算出する。
さらに、本発明の第５態様に係る車両用勾配推定装置は、車両の前後方向加速度を検出して検出結果の信号を出力する加速度センサ（例えば、実施の形態での加速度センサ２２）と、前記車速センサにより検出された前記走行速度に基づき算出した加速度と、前記加速度センサにより検出された前記前後方向加速度とに基づいて走行路の勾配を推定する第２勾配推定手段（例えば、実施の形態での第２勾配推定部３９）と、前記勾配推定手段により推定された勾配と、前記第２勾配推定手段により推定された勾配とのうち、何れか大きい方を車両制御用勾配として設定する車両制御用勾配設定手段（例えば、実施の形態での制御用勾配設定部４０）とを備える。
さらに、本発明の第６態様に係る車両用走行制御装置は、本発明の第５態様に係る車両用勾配推定装置と、自車両に搭載されて自車両と先行車両との間の車間距離を検出して検出結果の信号を出力する車間距離検出手段（例えば、実施の形態での車間距離センサ２４）と、前記車両用勾配推定装置により設定された前記車両制御用勾配と、前記車間距離検出手段により検出された前記車間距離とに基づき、前記先行車両に追従した自車両の走行および停止を制御する制御手段（例えば、実施の形態での走行制御部４１）とを備える。
本発明の第１態様に係る車両用勾配推定装置によれば、車体の加速度を直接的に検出する加速度センサを用いる必要無しに、停止直前（例えば、走行速度が時速２ｋｍ以下となる前の期間など）の車両の走行速度から算出される加速度と、ブレーキ液圧とに基づいて走行路の勾配を推定する。これにより、推定精度を容易に向上させることができ、走行路が坂路（登坂路または降坂路）であるか否かを的確に推定することができる。
しかも、車両の走行速度から算出される加速度は、エンジンの負荷による車両の減速度により補正されることから、走行路の勾配（特に、登坂路の勾配）の推定精度をより一層、向上させることができる。
しかも、車両の走行速度から算出される加速度は、エンジンの負荷による車両の減速度により補正されることから、走行路の勾配（特に、登坂路の勾配）の推定精度をより一層、向上させることができる。
本発明の第２態様に係る車両用勾配推定装置によれば、過去の所定時間（例えば、２秒など）内でのデータに基づき走行路の勾配を推定することにより、推定精度を容易に向上させることができる。
本発明の第３態様に係る車両用勾配推定装置によれば、リングバッファに記憶されたデータのうち所定時間内でのピーク値に対する所定割合範囲の加速度のデータを用いることにより、検出誤差が増大する低速域での走行速度から算出される加速度のデータによって勾配の推定誤差が増大してしまうことを防止することができる。
本発明の第３態様に係る車両用勾配推定装置によれば、リングバッファに記憶されたデータのうち所定時間内でのピーク値に対する所定割合範囲の加速度のデータを用いることにより、検出誤差が増大する低速域での走行速度から算出される加速度のデータによって勾配の推定誤差が増大してしまうことを防止することができる。
本発明の第４態様に係る車両用勾配推定装置によれば、変速装置の変速状態の情報により、エンジンの負荷による車両の減速度の算出精度を向上させることができる。これにより、車両の走行速度から算出される加速度を適切に補正することができ、ブレーキの作動による減速度を精度良く算出することができる。
本発明の第５態様に係る車両用勾配推定装置によれば、推定処理が異なる２つの勾配のうち、何れか大きい方を車両制御用勾配として設定することにより、登坂路が平坦路であると誤推定されてしまうことを抑制することができ、登坂路において自車両が後退してしまうことを防止することができる。
本発明の第６態様に係る車両用走行制御装置によれば、車両制御用勾配と車間距離とに基づき、先行車両に追従した自車両の走行および停止を制御することから、例えば平坦路が登坂路であると誤推定されたことに応じて発進時の駆動力が設定された場合であっても、先行車両と自車両との間の車間距離が不適切となることを防止することができる。
以下、本発明の実施形態に係る車両用勾配推定装置および車両用走行制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る車両用勾配推定装置１０ａは車両用走行制御装置１０に備えられ、この車両用走行制御装置１０は、例えば図１に示すように、内燃機関（Ｅ）の駆動力をトランスミッション（Ｔ／Ｍ）を介して駆動輪（図示略）に伝達する車両に搭載され、車両状態センサ１１と、制御装置１２と、スロットルアクチュエータ１３と、ブレーキアクチュエータ１４とを備えて構成されている。なお、車両用勾配推定装置１０ａは、例えば車両状態センサ１１と、制御装置１２とを備えて構成されている。
本実施形態に係る車両用勾配推定装置１０ａは車両用走行制御装置１０に備えられ、この車両用走行制御装置１０は、例えば図１に示すように、内燃機関（Ｅ）の駆動力をトランスミッション（Ｔ／Ｍ）を介して駆動輪（図示略）に伝達する車両に搭載され、車両状態センサ１１と、制御装置１２と、スロットルアクチュエータ１３と、ブレーキアクチュエータ１４とを備えて構成されている。なお、車両用勾配推定装置１０ａは、例えば車両状態センサ１１と、制御装置１２とを備えて構成されている。
車両状態センサ１１は、例えば、自車両の速度（車速）を検出する車速センサ２１と、車体の前後方向に作用する加速度を検知する加速度センサ２２と、ブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ２３と、レーダ装置（図示略）などにより自車両の前方に存在する他車両（例えば、先行車両など）までの車間距離を検出する車間距離センサ２４と、セレクトレバー（図示略）などを介して運転者により選択されるトランスミッション（Ｔ／Ｍ）の状態に応じたシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ２５となどを備えて構成され、自車両の各種の車両情報の検出結果の信号を出力する。
制御装置１２は、車両状態センサ１１から出力される各種の車両情報の検出結果の信号に基づき走行路の勾配を推定し、この推定結果に応じて自車両の走行状態、例えば先行車両に追従した自車両の走行および停止を制御する。
制御装置１２は、例えば車体加速度算出部３１と、加速度補正量算出部３２と、加速度補正部３３と、リングバッファ３４と、減速度係数算出部３５と、第１勾配推定部３６と、勾配加速度算出部３７と、勾配変換部３８と、第２勾配推定部３９と、制御用勾配設定部４０と、走行制御部４１とを備えて構成されている。
制御装置１２は、例えば車体加速度算出部３１と、加速度補正量算出部３２と、加速度補正部３３と、リングバッファ３４と、減速度係数算出部３５と、第１勾配推定部３６と、勾配加速度算出部３７と、勾配変換部３８と、第２勾配推定部３９と、制御用勾配設定部４０と、走行制御部４１とを備えて構成されている。
車体加速度算出部３１は、車速センサ２１から出力される車速の検出結果の信号に基づき、単位時間当たりの車速の変化を算出し、この算出結果を車体加速度として出力する。
加速度補正量算出部３２は、内燃機関（Ｅ）の運転負荷により車体に発生する減速度（エンジン負荷減速度）およびトランスミッション（Ｔ／Ｍ）の機構に起因するクリープトルクによる加速度などを、加速度補正量として算出する。
加速度補正量算出部３２は、例えば、車速センサ２１から出力される車速の検出結果と、シフトポジションセンサ２５から出力されるシフトポジションの検出結果とに基づき、例えば図２に示すように予め設定された所定マップに対するマップ検索などにより、加速度補正量を算出する。
加速度補正量算出部３２は、例えば、車速センサ２１から出力される車速の検出結果と、シフトポジションセンサ２５から出力されるシフトポジションの検出結果とに基づき、例えば図２に示すように予め設定された所定マップに対するマップ検索などにより、加速度補正量を算出する。
例えば図２に示す所定マップは、加速度補正量と車速とシフトポジションとの所定の関係を示し、加速度補正量は、エンジン負荷減速度と、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）の機構に起因するクリープトルクによる加速度とから構成されている。
エンジン負荷減速度は、車速が低下することに伴い、減少傾向に変化し、この変化特性は、例えば所定第２速度Ｖ２（例えば、時速７０ｋｍなど）以上の速度領域では、異なるシフトポジション間で等しくなるように設定されている。そして、例えば所定第２速度Ｖ２（例えば、時速７０ｋｍなど）未満の速度領域では、ローギアのシフトポジションの方が、ローギア以外のシフトポジションに比べて、車速の低下に応じたエンジン負荷減速度の低下度合いがより大きくなるように設定されている。そして、ローギアのシフトポジションでは、例えば所定第１速度Ｖ１（例えば、時速７ｋｍなど）未満の速度領域において、クリープトルクに起因する加速度がエンジン負荷減速度よりも大きくなり、車速の低下に応じて増大傾向に変化する加速度が発生する。
なお、例えば図２に示す所定マップでは、シフトポジションをローギアとローギア以外との２つのみとしたが、さらに、多数のシフトポジションに対して、加速度補正量と車速との対応関係が設定されてもよい。
エンジン負荷減速度は、車速が低下することに伴い、減少傾向に変化し、この変化特性は、例えば所定第２速度Ｖ２（例えば、時速７０ｋｍなど）以上の速度領域では、異なるシフトポジション間で等しくなるように設定されている。そして、例えば所定第２速度Ｖ２（例えば、時速７０ｋｍなど）未満の速度領域では、ローギアのシフトポジションの方が、ローギア以外のシフトポジションに比べて、車速の低下に応じたエンジン負荷減速度の低下度合いがより大きくなるように設定されている。そして、ローギアのシフトポジションでは、例えば所定第１速度Ｖ１（例えば、時速７ｋｍなど）未満の速度領域において、クリープトルクに起因する加速度がエンジン負荷減速度よりも大きくなり、車速の低下に応じて増大傾向に変化する加速度が発生する。
なお、例えば図２に示す所定マップでは、シフトポジションをローギアとローギア以外との２つのみとしたが、さらに、多数のシフトポジションに対して、加速度補正量と車速との対応関係が設定されてもよい。
加速度補正部３３は、車体加速度算出部３１により算出された車体加速度を、加速度補正量算出部３２により算出された加速度補正量により補正し、車両の減速時の車体減速度のうち、ブレーキの作動に起因した減速度を算出する。
リングバッファ３４は、加速度補正部３３により算出された加速度（つまり、ブレーキの作動に起因した減速度）と、ブレーキ液圧センサ２３により検出されたブレーキ液圧との組み合わせからなるデータを、直近（例えば、現在から過去の２秒間など）の所定の格納データ数（例えば、２０個など）だけ記憶する。
減速度係数算出部３５は、リングバッファ３４に記憶されたデータのうち、車速センサ２１により検出された車速が所定値Ｖａ（例えば、時速２ｋｍなど）以下となった時点から過去の所定時間Ｔａ（例えば、２秒間など）内でのデータにより、ブレーキの作動に起因した減速度とブレーキ液圧との比の平均値を算出し、この算出結果を液圧減速度係数として出力する。
減速度係数算出部３５は、例えば図３に示すように、車両の減速時に時間の経過に伴い低下傾向に変化する車速が所定値Ｖａ（例えば、時速２ｋｍなど）に到達した時刻ｔ４において、この時刻ｔ４より所定時間Ｔａ（例えば、２秒間など）だけ過去の時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間においてリングバッファ３４に記憶されたデータから、ブレーキの作動に起因した減速度の最大値Ａｍ（つまり、加速度補正部３３により算出された加速度のピーク値）を取得する。そして、この最大値Ａｍに対する所定割合ａ（例えば、８０％など）の範囲（つまり、（ａ×Ａｍ〜Ａｍ）の範囲）の減速度と、この減速度に対応するブレーキ液圧とのデータ（例えば、図３に示す期間Ｔｂにおいてリングバッファ３４に記憶されたデータ）から、減速度とブレーキ液圧との比の平均値を算出する。
第１勾配推定部３６は、減速度係数算出部３５により算出された液圧減速度係数に基づき、走行路の勾配を推定する。
第１勾配推定部３６は、例えば下記表１に示すように予め設定された所定マップなどを参照して、減速度係数算出部３５により算出された液圧減速度係数に対応する坂道レベルを取得する。この坂道レベルは、登坂路および降坂路の勾配の大きさに応じて設定されており、正値は上り勾配の大きさを示し、負値は下り勾配の大きさを示しており、絶対値が大きくなることに伴って、勾配の大きさが増大傾向に変化するように設定されている。
第１勾配推定部３６は、例えば下記表１に示すように予め設定された所定マップなどを参照して、減速度係数算出部３５により算出された液圧減速度係数に対応する坂道レベルを取得する。この坂道レベルは、登坂路および降坂路の勾配の大きさに応じて設定されており、正値は上り勾配の大きさを示し、負値は下り勾配の大きさを示しており、絶対値が大きくなることに伴って、勾配の大きさが増大傾向に変化するように設定されている。
例えば上記表１に示す所定マップでは、液圧減速度係数の絶対値が所定の第１閾値ＴＨａ以上であれば坂道レベルは±２とされ、液圧減速度係数の絶対値が第１閾値ＴＨａより小さい所定の第２閾値ＴＨｂ（＜ＴＨａ）以上かつ所定の第１閾値ＴＨａ未満であれば坂道レベルは±１とされ、液圧減速度係数の絶対値が所定の第２閾値ＴＨｂ未満であれば坂道レベルはゼロとされている。
勾配加速度算出部３７は、加速度センサ２２により検出された車体の前後方向に作用する加速度から、車体加速度算出部３１により算出された車体加速度を減算して、走行路の勾配に応じた重力加速度の寄与による加速度（勾配加速度）を算出する。
勾配変換部３８は、勾配加速度算出部３７により算出された勾配加速度に所定の変換係数を作用させて勾配加速度を勾配変換値へと変換する。この勾配変換値では、正値は上り勾配の大きさを示し、負値は下り勾配の大きさを示している。
勾配変換部３８は、勾配加速度算出部３７により算出された勾配加速度に所定の変換係数を作用させて勾配加速度を勾配変換値へと変換する。この勾配変換値では、正値は上り勾配の大きさを示し、負値は下り勾配の大きさを示している。
第２勾配推定部３９は、勾配変換部３８により算出された勾配変換値に基づき、走行路の勾配を推定する。
第２勾配推定部３９は、例えば下記表２に示すように予め設定された所定マップなどを参照して、勾配変換部３８により算出された勾配変換値に対応する坂道レベルを取得する。
例えば下記表２に示す所定マップでは、勾配変換値の絶対値が所定の第１勾配値Ｇａ％（例えば、１２％など）以上であれば坂道レベルは±２とされ、勾配変換値の絶対値が第１勾配値Ｇａ％より小さい所定の第２勾配値Ｇｂ％（例えば、６％など）以上かつ所定の第１勾配値Ｇａ％未満であれば坂道レベルは±１とされ、勾配変換値の絶対値が所定の第２勾配値Ｇｂ％未満であれば坂道レベルはゼロとされている。
第２勾配推定部３９は、例えば下記表２に示すように予め設定された所定マップなどを参照して、勾配変換部３８により算出された勾配変換値に対応する坂道レベルを取得する。
例えば下記表２に示す所定マップでは、勾配変換値の絶対値が所定の第１勾配値Ｇａ％（例えば、１２％など）以上であれば坂道レベルは±２とされ、勾配変換値の絶対値が第１勾配値Ｇａ％より小さい所定の第２勾配値Ｇｂ％（例えば、６％など）以上かつ所定の第１勾配値Ｇａ％未満であれば坂道レベルは±１とされ、勾配変換値の絶対値が所定の第２勾配値Ｇｂ％未満であれば坂道レベルはゼロとされている。
制御用勾配設定部４０は、第１勾配推定部３６により推定された勾配（つまり、坂道レベル）と、第２勾配推定部３９により推定された勾配（つまり、坂道レベル）とのうち、何れか大きい方を車両制御用勾配として設定する。
走行制御部４１は、車間距離センサ２４から出力される自車両と自車両の前方に存在する他車両（例えば、先行車両など）との間の車間距離の検出結果の信号と、制御用勾配設定部４０により設定された制御用勾配とに基づき、自車両の走行状態（例えば、先行車両に追従した自車両の走行および停止など）を制御する制御信号を出力する。この制御信号は、例えば、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）の変速動作を制御する制御信号およびスロットルアクチュエータ１３により内燃機関（Ｅ）の駆動力を制御する制御信号およびブレーキアクチュエータ１４によりブレーキによる減速を制御する制御信号などである。
本実施の形態による車両用勾配推定装置１０ａおよび車両用走行制御装置１０は上記構成を備えており、次に、車両用勾配推定装置１０ａおよび車両用走行制御装置１０の動作として、特に、液圧減速度係数を設定する処理と、坂道レベルを設定する処理とについて添付図面を参照しながら説明する。
以下、液圧減速度係数を設定する処理について説明する。
先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、加速度補正の処理として、車速の検出結果に基づき算出された車体加速度からエンジン負荷減速度を減算して、車両の加速度（つまり、ブレーキの作動に起因した減速度）を算出する。
次に、ステップＳ０２においては、加速度補正の処理にて算出された加速度（つまり、ブレーキの作動に起因した減速度）と、ブレーキ液圧センサ２３により検出されたブレーキ液圧との組み合わせからなるデータを、リングバッファ３４に格納する。
先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、加速度補正の処理として、車速の検出結果に基づき算出された車体加速度からエンジン負荷減速度を減算して、車両の加速度（つまり、ブレーキの作動に起因した減速度）を算出する。
次に、ステップＳ０２においては、加速度補正の処理にて算出された加速度（つまり、ブレーキの作動に起因した減速度）と、ブレーキ液圧センサ２３により検出されたブレーキ液圧との組み合わせからなるデータを、リングバッファ３４に格納する。
次に、ステップＳ０３においては、車速センサ２１により検出された車速が所定値Ｖａ（例えば、時速２ｋｍなど）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進む。
次に、ステップＳ０４においては、リングバッファ３４に記憶されたデータから、ブレーキの作動に起因した減速度の最大値Ａｍ（最大減速度Ａｍ）を取得する。
次に、ステップＳ０５においては、初期化処理として、積算値、積算データカウント数、データカウント数などの各値をゼロとし、リングバッファ３４に記憶された各データに対して、以下のステップＳ０６〜ステップＳ１０の処理を実行する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進む。
次に、ステップＳ０４においては、リングバッファ３４に記憶されたデータから、ブレーキの作動に起因した減速度の最大値Ａｍ（最大減速度Ａｍ）を取得する。
次に、ステップＳ０５においては、初期化処理として、積算値、積算データカウント数、データカウント数などの各値をゼロとし、リングバッファ３４に記憶された各データに対して、以下のステップＳ０６〜ステップＳ１０の処理を実行する。
次に、ステップＳ０６においては、データカウント数が所定の格納データ数（例えば、２０個など）に等しいか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ１０に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
次に、ステップＳ０７においては、リングバッファ３４に記憶されたデータの減速度が、最大減速度Ａｍに対する所定割合ａ（例えば、８０％など）の範囲（つまり、（ａ×Ａｍ〜Ａｍ）の範囲）内の値であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ１０に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
次に、ステップＳ０７においては、リングバッファ３４に記憶されたデータの減速度が、最大減速度Ａｍに対する所定割合ａ（例えば、８０％など）の範囲（つまり、（ａ×Ａｍ〜Ａｍ）の範囲）内の値であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。
次に、ステップＳ０８においては、リングバッファ３４に記憶されたデータによる減速度とブレーキ液圧との比（減速度／ブレーキ圧）を積算値に加算して得た値を、新たに積算値として設定する。そして、積算データカウント数に「１」を加算して得た値を、新たに積算データカウント数として設定する。
次に、ステップＳ０９においては、データカウント数に「１」を加算して得た値を、新たにデータカウント数として設定し、上述したステップＳ０６に戻る。
そして、ステップＳ１０においては、積算値を積算データカウント数で除算して得た値（積算値／積算データカウント数）を液圧減速度係数として設定して、エンドに進む。
次に、ステップＳ０９においては、データカウント数に「１」を加算して得た値を、新たにデータカウント数として設定し、上述したステップＳ０６に戻る。
そして、ステップＳ１０においては、積算値を積算データカウント数で除算して得た値（積算値／積算データカウント数）を液圧減速度係数として設定して、エンドに進む。
以下、第１勾配推定部３６により坂道レベルを設定する処理について説明する。
先ず、例えば図５に示すステップＳ２１においては、液圧減速度係数が所定の第１閾値ＴＨａ以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進み、このステップＳ２２においては、坂道レベルを＋２として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２３に進む。
次に、ステップＳ２３においては、液圧減速度係数が所定の第２閾値ＴＨｂ以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進み、このステップＳ２４においては、坂道レベルを＋１として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進む。
先ず、例えば図５に示すステップＳ２１においては、液圧減速度係数が所定の第１閾値ＴＨａ以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進み、このステップＳ２２においては、坂道レベルを＋２として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２３に進む。
次に、ステップＳ２３においては、液圧減速度係数が所定の第２閾値ＴＨｂ以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進み、このステップＳ２４においては、坂道レベルを＋１として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進む。
次に、ステップＳ２５においては、液圧減速度係数が所定の第１閾値ＴＨａの負値（−ＴＨａ）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２６に進み、このステップＳ２６においては、坂道レベルを−２として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２７に進む。
次に、ステップＳ２７においては、液圧減速度係数が所定の第２閾値ＴＨｂの負値（−ＴＨｂ）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２８に進み、このステップＳ２８においては、坂道レベルを−１として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２９に進み、このステップＳ２９においては、坂道レベルをゼロとして、エンドに進む。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２６に進み、このステップＳ２６においては、坂道レベルを−２として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２７に進む。
次に、ステップＳ２７においては、液圧減速度係数が所定の第２閾値ＴＨｂの負値（−ＴＨｂ）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２８に進み、このステップＳ２８においては、坂道レベルを−１として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２９に進み、このステップＳ２９においては、坂道レベルをゼロとして、エンドに進む。
以下、第２勾配推定部３９により坂道レベルを設定する処理について説明する。
先ず、例えば図６に示すステップＳ３１においては、勾配変換値が所定の第１勾配値Ｇａ％以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進み、このステップＳ３２においては、坂道レベルを＋２として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３３に進む。
次に、ステップＳ３３においては、勾配変換値が所定の第２勾配値Ｇｂ％以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３４に進み、このステップＳ３４においては、坂道レベルを＋１として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３５に進む。
先ず、例えば図６に示すステップＳ３１においては、勾配変換値が所定の第１勾配値Ｇａ％以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進み、このステップＳ３２においては、坂道レベルを＋２として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３３に進む。
次に、ステップＳ３３においては、勾配変換値が所定の第２勾配値Ｇｂ％以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３４に進み、このステップＳ３４においては、坂道レベルを＋１として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３５に進む。
次に、ステップＳ３５においては、勾配変換値が所定の第１勾配値Ｇａ％の負値（−Ｇａ％）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３６に進み、このステップＳ３６においては、坂道レベルを−２として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３７に進む。
次に、ステップＳ３７においては、勾配変換値が所定の第２勾配値Ｇｂ％の負値（−Ｇｂ％）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３８に進み、このステップＳ３８においては、坂道レベルを−１として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３９に進み、このステップＳ３９においては、坂道レベルをゼロとして、エンドに進む。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３６に進み、このステップＳ３６においては、坂道レベルを−２として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３７に進む。
次に、ステップＳ３７においては、勾配変換値が所定の第２勾配値Ｇｂ％の負値（−Ｇｂ％）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３８に進み、このステップＳ３８においては、坂道レベルを−１として、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３９に進み、このステップＳ３９においては、坂道レベルをゼロとして、エンドに進む。
上述したように、本発明の実施形態による車両用勾配推定装置１０ａによれば、第１勾配推定部３６は、車体の加速度を直接的に検出する加速度センサ２２の出力を用いる必要無しに、停止直前（例えば、車速が時速２ｋｍ以下となる前の期間など）の車両の車速から算出される車体加速度と、ブレーキ液圧とに基づいて走行路の勾配を推定する。これにより、推定精度を容易に向上させることができ、走行路が坂路（登坂路または降坂路）であるか否かを的確に推定することができる。
しかも、車速から算出される車体加速度は、エンジン負荷減速度およびクリープトルクによる加速度などからなる加速度補正量により補正されることから、勾配の推定精度をより一層、向上させることができる。
しかも、車速から算出される車体加速度は、エンジン負荷減速度およびクリープトルクによる加速度などからなる加速度補正量により補正されることから、勾配の推定精度をより一層、向上させることができる。
さらに、リングバッファ３４に記憶されたデータのうち、車速が所定値Ｖａ（例えば、時速２ｋｍなど）以下となった時点から過去の所定時間Ｔａ（例えば、２秒間など）内でのデータに基づき走行路の勾配を推定することにより、推定精度を容易に向上させることができる。さらに、リングバッファ３４に記憶されたデータのうち、過去の所定時間Ｔａ内での減速度の最大値Ａｍ（最大減速度Ａｍ）に対する所定割合ａ（例えば、８０％など）の範囲（つまり、（ａ×Ａｍ〜Ａｍ）の範囲）の減速度と、この減速度に対応するブレーキ液圧とのデータを用いることにより、検出誤差が増大する低速域での車速から算出される車体加速度のデータによって勾配の推定誤差が増大してしまうことを防止することができる。
さらに、シフトポジションにより、エンジン負荷減速度およびクリープトルクによる加速度などからなる加速度補正量の算出精度を向上させることができる。これにより、車速から算出される車体加速度を適切に補正することができ、ブレーキの作動に起因した減速度を精度良く算出することができる。
さらに、推定処理が異なる２つの勾配（つまり、第１勾配推定部３６と第２勾配推定部３９とにより推定された坂道レベル）のうち、何れか大きい方を車両制御用勾配として設定することにより、登坂路が平坦路であると誤推定されてしまうことを抑制することができ、登坂路において自車両が後退してしまうことを防止することができる。
また、本発明の実施形態による車両用走行制御装置１０によれば、車両制御用勾配と車間距離とに基づき、先行車両に追従した自車両の走行および停止を制御することから、例えば平坦路が登坂路であると誤推定されたことに応じて発進時の駆動力が設定された場合であっても、先行車両と自車両との間の車間距離が不適切となることを防止することができる。
１０ 車両用走行制御装置
１０ａ 車両用勾配推定装置
２１ 車速センサ
２２ 加速度センサ
２３ ブレーキ液圧センサ（ブレーキ液圧検出手段）
２４ 車間距離センサ（車間距離検出手段）
２５ シフトポジションセンサ（変速情報出力手段）
３１ 車体加速度算出部（加速度算出手段）
３２ 加速度補正量算出部（エンジン負荷減速度算出手段）
３３ 加速度補正部（補正手段）
３４ リングバッファ
３５ 減速度係数算出部３５（ピーク値算出手段）
３６ 第１勾配推定部（勾配推定手段）
３９ 第２勾配推定部（第２勾配推定手段）
４０ 制御用勾配設定部（車両制御用勾配設定手段）
４１ 走行制御部（制御手段）
ステップＳ０４ ピーク値算出手段
１０ａ 車両用勾配推定装置
２１ 車速センサ
２２ 加速度センサ
２３ ブレーキ液圧センサ（ブレーキ液圧検出手段）
２４ 車間距離センサ（車間距離検出手段）
２５ シフトポジションセンサ（変速情報出力手段）
３１ 車体加速度算出部（加速度算出手段）
３２ 加速度補正量算出部（エンジン負荷減速度算出手段）
３３ 加速度補正部（補正手段）
３４ リングバッファ
３５ 減速度係数算出部３５（ピーク値算出手段）
３６ 第１勾配推定部（勾配推定手段）
３９ 第２勾配推定部（第２勾配推定手段）
４０ 制御用勾配設定部（車両制御用勾配設定手段）
４１ 走行制御部（制御手段）
ステップＳ０４ ピーク値算出手段
Claims (6)
- 自車両の走行速度を検出して検出結果の信号を出力する車速センサと、
前記車速センサから出力される信号に基づいて車両の加速度を算出する加速度算出手段と、
エンジンの負荷による車両の減速度を算出するエンジン負荷減速度算出手段と、
前記加速度算出手段により算出された前記加速度を前記エンジン負荷減速度算出手段により算出された前記減速度により補正する補正手段と、
ブレーキ液圧を検出して検出結果の信号を出力するブレーキ液圧検出手段と、
前記車速センサにより検出された前記走行速度が車両のほぼ停止状態を示す所定値以下となった場合に、前記補正手段により補正された前記加速度と前記ブレーキ液圧検出手段により検出された前記ブレーキ液圧との比に基づいて走行路の勾配を推定する勾配推定手段と
を備えることを特徴とする車両用勾配推定装置。 - 過去から現在までの少なくとも所定時間に亘って前記補正手段により補正された前記加速度および前記ブレーキ液圧検出手段により検出された前記ブレーキ液圧のデータを記憶するリングバッファを備え、
前記勾配推定手段は、前記リングバッファに記憶された前記データのうち前記走行速度が前記所定値以下となった時点より前の前記所定時間内での前記データによる前記比に基づいて走行路の勾配を推定することを特徴とする請求項１に記載の車両用勾配推定装置。 - 前記所定時間内に前記補正手段により補正された前記加速度のピーク値を算出するピーク値算出手段を備え、
前記勾配推定手段は、前記リングバッファに記憶された前記データのうち前記ピーク値に対する所定割合範囲の前記加速度と前記ブレーキ液圧との前記比に基づいて走行路の勾配を推定することを特徴とする請求項２に記載の車両用勾配推定装置。 - 変速装置の変速状態の情報を出力する変速情報出力手段を備え、
前記エンジン負荷減速度算出手段は、前記車速センサにより検出された前記走行速度と、前記変速情報出力手段から出力された前記変速状態の情報とに基づき、前記減速度を算出することを特徴とする請求項２に記載の車両用勾配推定装置。 - 車両の前後方向加速度を検出して検出結果の信号を出力する加速度センサと、
前記車速センサにより検出された前記走行速度に基づき算出した加速度と、前記加速度センサにより検出された前記前後方向加速度とに基づいて走行路の勾配を推定する第２勾配推定手段と、
前記勾配推定手段により推定された勾配と、前記第２勾配推定手段により推定された勾配とのうち、何れか大きい方を車両制御用勾配として設定する車両制御用勾配設定手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の車両用勾配推定装置。 - 請求項５に記載の車両用勾配推定装置と、
自車両に搭載されて自車両と先行車両との間の車間距離を検出して検出結果の信号を出力する車間距離検出手段と、
前記車両用勾配推定装置により設定された前記車両制御用勾配と、前記車間距離検出手段により検出された前記車間距離とに基づき、前記先行車両に追従した自車両の走行および停止を制御する制御手段とを備える車両用走行制御装置。
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