JP4816509B2

JP4816509B2 - 車両走行路判別装置

Info

Publication number: JP4816509B2
Application number: JP2007054856A
Authority: JP
Inventors: 和広栗原; 玄井上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2027-03-05
Also published as: JP2008213684A

Description

本発明は、車両走行路判別装置に関し、特に、車両に実際に発生している加速度、または発生していると推定される加速度に基づいて、車両が走行している路面状態を判定する車両走行路判別装置に関する。

車輪のスリップ率に基づいてブレーキ圧を増減させるアンチスキッド制御を実行する場合、車両の走行路面の状態を精度よく判別し、車両の走行路に応じたアンチスキッド制御を実行することが好ましい。このため、例えば推定車輪速度と実車輪速度との偏差が基準値よりも大きいときに走行路が走行抵抗の高い走行路であると判定する車両用アンチスキッド制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば、車両の走行路が砂地路でないと判断された場合に、砂地路に応じたブレーキ圧の増減処理を解除するアンチスキッド制御装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、例えば、車両が砂地路を走行していると判断された場合、車両の減速中あるいは高速走行中に、車両が砂地走行状態にあるか、または牽引走行状態にあるかを再判定する車両走行状態判別装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、例えば、車体加速度と車輪加速度の双方が、駆動力推定加速度を下回った場合に、車両の走行路が砂地路であると判断する車両走行路判別装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
特開２００５−１３８７３７号公報特開２００６−３３５１１１号公報特開２００６−３３５１１３号公報特開２００６−３３５１１４号公報

推定加速度と実加速度との関係は、車両の走行路の状態以外にも、例えば車両の走行距離の総計や経年劣化、レギュラーおよびハイオクなど使用される燃料の種類など様々な要因により変化する場合がある。上述の特許文献に記載される技術では、このような要因により推定加速度と実加速度との関係が変化しても車両の走行路が砂地路であると誤判定されることを抑制すべく、例えば通常路と判定される領域を予め広げておくなどの対策が必要となる。しかしながら、このような対策を施した場合は正確に通常路と砂地路とを判定することが困難となる。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両が走行している路面状態を精度良く判定することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両走行路判別装置は、車両を走行させるための駆動源の出力に基づいて車両に発生していると推定される推定加速度を演算する加速度推定手段と、車両に実際に発生している実加速度を演算する実加速度演算手段と、推定加速度と実加速度とを比較して、車両が走行している路面状態を判定する路面状態判定手段と、を備える。前記路面状態判定手段は、所定の時間内における推定加速度の平均値と、当該所定の時間内における実加速度の平均値との比を算出することにより補正値を取得し、取得した補正値を利用して推定加速度を補正し、補正された推定加速度と、実加速度とを比較して、路面状態を判定する。

この態様によれば、このような車両状態が変化することにより推定加速度と実加速度との関係が変化した場合であっても、車両が走行している路面状態を正確に判定することができる。このため車両が走行している路面状態の誤判定を抑制し、例えばアンチスキッド制御など路面状態の判定結果を利用した制御において適切な制御を実現することができる。

また、この態様によれば、上記の車両状態が変化することによって推定加速度と実加速度との関係が変化した場合であっても、その変化を加味して路面状態を判定することが可能となる。このため、車両が走行している路面状態を正確に判定することができる。

また、推定加速度の平均値と実加速度の平均値との比を算出することにより、車両状態によって推定加速度と実加速度との関係がどのように変化しているかを明らかにすることができる。また、双方の平均値の比を算出することによって、推定加速度と実加速度との関係をより正確に演算することが可能となる。したがって、この態様によれば、推定加速度を正確に補正することができる。

本発明の別の態様もまた、車両走行路判別装置である。この装置は、車両を走行させるための駆動源の出力に基づいて車両に発生していると推定される推定加速度を演算する加速度推定手段と、車両に実際に発生している実加速度を演算する実加速度演算手段と、推定加速度と実加速度とを比較して、車両が走行している路面状態を判定する路面状態判定手段と、を備える。前記路面状態判定手段は、車両が走行している路面が砂地路よりも走行抵抗が小さい通常路か否かを判定し、車両が走行している路面が通常路と判定した場合に推定加速度を補正し、補正された推定加速度と、実加速度とを比較して、路面状態を判定する。

例えば、車両が砂地路を走行している場合は、推定加速度と実加速度との関係の変化が、砂地路を走行していることによるものか、車両状態が変化したことによるものかを切り分けることが困難である。この態様によれば、推定加速度を補正するとき、推定加速度と実加速度との関係の変化は車両状態が変化したことによるものと概ね見なすことができる。このため、簡易且つ正確に推定加速度を補正することができる。

車両速度を検出する車両速度検出手段と、車輪の加速度を検出する車輪加速度検出手段と、をさらに備えてもよい。路面状態判定手段は、検出された車両速度が所定の速度閾値より大きく、および検出された車輪加速度が所定の加速度閾値より小さい場合に、車両が走行している路面が通常路と判定してもよい。

車両が砂地路を走行しているときは、車両の速度が高くなると車輪が砂に潜る量が低減し、車輪加速度が大きくなる。この態様によれば、これを利用して車両の走行路が砂地路か通常路かを正確に判定することができる。

路面状態判定手段は、車両が走行している路面が通常路であると所定の時間にわたって判定された場合に、当該所定の時間内における推定加速度の平均値と、当該所定の時間内における実加速度の平均値との比を算出することにより補正値を取得し、取得した補正値を利用して推定加速度を補正してもよい。

この態様によれば、所定の時間にわたって通常路を走行しているときに得られた推定加速度および実加速度を利用して推定加速度を補正することができるため、さらに精度が高い路面状態の判定を実現することができる。

本発明の別の態様もまた、車両走行路判別装置である。この装置は、車両を走行させるための駆動源の出力に基づいて車両に発生していると推定される推定加速度を演算する加速度推定手段と、車両に実際に発生している実加速度を演算する実加速度演算手段と、推定加速度と実加速度との関係に影響を与える車両状態に応じて推定加速度を補正し、補正された推定加速度と、実加速度とを比較して、車両が走行している路面状態を判定する路面状態判定手段と、を備える。前記路面状態判定手段は、イグニッションスイッチがオフにされる直前まで、補正した推定加速度と、実加速度とを比較して路面状態を判定していた場合でも、次にイグニッションスイッチがオンにされたときは、補正していない推定加速度と、実加速度とを比較して路面状態を判定する。

イグニッションスイッチがオフにされたとき、次にオンにされるまでの間に例えば車両に乗っている乗員の総重量などの車両状態が変化する可能性がある。この態様によれば、このような場合を考慮してイグニッションスイッチがオンにされたときに推定加速度を補正せずに路面状態を判定することで、イグニッションスイッチがオンにされた直後における路面状態の誤判定を抑制することができる。

本発明によれば、車両が走行している路面状態を精度良く判定することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。

図１は、本発明による車両走行路判別装置が適用された車両を示す概略構成図である。同図に示される車両１は、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬおよびＲＲを有する。ここでは、車輪ＦＲは運転席からみて前方右側、車輪ＦＬは前方左側、車輪ＲＲは後方右側、車輪ＲＬは後方左側の車輪をそれぞれ示す。また、車両１は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである内燃機関２と、自動変速機または無段変速機である変速機３を含むトランスアクスル４と、図示されないトランスファとを有する。すなわち、本実施形態の車両１は、例えばＲＶ車両やいわゆるピックアップトラックといったような４輪駆動車両として構成されており、前輪ＦＬ，ＦＲには、トランスファ、図示されないフロントデファレンシャルおよびドライブシャフト５Ｌ，５Ｒを介して、内燃機関２から動力が伝達される。また、トランスアクスル４のアウトプットシャフト６は、リヤデファレンシャル７に接続されており、このリヤデファレンシャル７には、ドライブシャフト８Ｌ，８Ｒを介して後輪ＲＬおよびＲＲが連結されている。なお、本実施形態の車両１は、いわゆるハイブリッド車両や電気自動車として構成され得ることはいうまでもない。

また、車両１は、車輪ＦＲ〜ＲＬごとに設けられたディスクブレーキユニット９ＦＲ，９ＦＬ，９ＲＲおよび９ＲＬを含む制動装置１０を備えている。制動装置１０は、いわゆるＥＢＤ（Electronic Brake force Distribution：電子制動力分配制御）付きアンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）として構成されている。各ディスクブレーキユニット９ＦＲ〜９ＲＬは、それぞれブレーキディスク１１およびブレーキキャリパ１２を含み、各ブレーキキャリパ１２は、ホイールシリンダ４１，４２，４３または４４を内蔵している。また、各ブレーキキャリパ１２のホイールシリンダ４１〜４４は、それぞれ独立の液圧ラインを介してブレーキアクチュエータ２０に接続されている。

ブレーキアクチュエータ２０は、マスタシリンダ１４の２つの出力ポートに接続されており、マスタシリンダ１４には、ブースタ１５を介してブレーキペダル１６が接続されている。そして、本実施形態では、各ブレーキキャリパ１２に含まれるホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ圧が、マスタシリンダ１４から供給される液圧に拘らず独立して設定可能とされている。マスタシリンダ１４に対しては、マスタシリンダ圧センサ１３が設けられており、ブレーキペダル１６に対しては、ペダル踏み込み時にＯＮされるブレーキランプスイッチ１７が設けられている。更に、車輪ＦＲ〜ＲＬには、それぞれの回転速度すなわち車輪速度に応じた信号を出力する車輪速センサ１８が設けられている。

図２は、制動装置１０に含まれるブレーキアクチュエータ２０の系統図である。同図に示されるように、ブレーキアクチュエータ２０における液圧回路は、右前輪ＦＲおよび左後輪ＲＬ用の系統と、左前輪ＦＬおよび右後輪ＲＲ用の系統とが独立したダイアゴナル系統として構成される。これにより、一方の系統に何らかの支障をきたしても、他方の系統の機能は確実に維持される。

マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、ノーマルオープンの電磁弁３１および３７が並列に接続されており、電磁弁３１には液圧路を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダ４１が、電磁弁３７には、液圧路を介して左後輪ＲＬ用のホイールシリンダ４４が接続されている。そして、電磁弁３１，３７とマスタシリンダ１４との間には、液圧ポンプ２１の吐出口が接続されている。また、マスタシリンダ１４の他方の出力ポートには、ノーマルオープンの電磁弁３３および３５が並列に接続されており、電磁弁３３には液圧路を介して左前輪ＦＬ用のホイールシリンダ４２が、電磁弁３５には、液圧路を介して右後輪ＲＲ用のホイールシリンダ４３が接続されている。そして、電磁弁３３，３５とマスタシリンダ１４との間には、液圧ポンプ２２の吐出口が接続されている。液圧ポンプ２１および２２は電動モータ２３によって駆動されるものであり、これらの液圧ポンプ２１および２２が作動すると、ホイールシリンダ４１〜４４に対して所定の圧力に昇圧されたブレーキ液が供給される。

ホイールシリンダ４１には、更にノーマルクローズの電磁弁３２が接続され、ホイールシリンダ４４には、更にノーマルクローズの電磁弁３８が接続されている。電磁弁３２および３８の下流側ポートはリザーバ２４に接続されると共に、逆止弁ＣＶを介して液圧ポンプ２１の吸入口に接続されている。また、ホイールシリンダ４２には、ノーマルクローズの電磁弁３４が接続され、ホイールシリンダ４３には、ノーマルクローズの電磁弁３６が接続されている。電磁弁３４および３６の下流側ポートはリザーバ２５に接続されると共に、逆止弁ＣＶを介して液圧ポンプ２２の吸入口に接続されている。各リザーバ２４，２５は、ピストンおよびスプリングを含み、電磁弁３２〜３８を介して流れ込むホイールシリンダ４１〜４４からのブレーキ液を収容する。

電磁弁３１〜３８は、何れもソレノイドコイルを備えた２ポート２位置電磁切換弁である。電磁弁３１〜３８は、ソレノイドコイルの非通電時に図２に示される第１位置に設定され、これにより、ホイールシリンダ４１〜４４はマスタシリンダ１４と連通する。また、電磁弁３１〜３８は、ソレノイドコイルの通電時に第２位置に設定され、これにより、ホイールシリンダ４１〜４４はマスタシリンダ１４から遮断され、リザーバ２４または２５と連通する。なお、図２において、ＤＰはダンパ、ＣＶは逆止弁、ＯＲはオリフィス、ＦＴはフィルタを示す。逆止弁ＣＶは、ホイールシリンダ４１〜４４およびリザーバ２４，２５からマスタシリンダ１４へのブレーキ液の流通を許容する一方、それとは逆方向の流れを遮断する。

そして、電磁弁３１〜３８のソレノイドコイルの通電状態を制御することにより、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧を増圧、減圧または保持することが可能となる。すなわち、電磁弁３１〜３８のソレノイドコイルの非通電時には、ホイールシリンダ４１〜４４にマスタシリンダ１４および液圧ポンプ２１または２２からブレーキ液が供給され、これにより、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧が増圧される。また、電磁弁３１〜３８のソレノイドコイルの通電時には、ホイールシリンダ４１〜４４がリザーバ２４または２５と連通し、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧が減圧される。更に、電磁弁３１，３３，３５および３７のソレノイドコイルに通電する一方、その他の電磁弁３２，３４，３６および３８のソレノイドコイルを非通電とすれば、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧が保持される。そして、上記ソレノイドコイルに対する通電、非通電の時間間隔を調整することにより、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧を緩やかに増圧（パルス増圧）させることも可能となる。

このように構成されるブレーキアクチュエータ２０は、図１および図２に示されるように、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１００によって制御される。すなわち、ＥＣＵ１００は、車輪ＦＲ〜ＲＬのスリップ率に基づいて各車輪ＦＲ〜ＲＬに制動力を付与するためのブレーキ圧を増減させるアンチスキッド制御（以下「ＡＢＳ制御」という）を実行する。ＥＣＵ１００は、図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースおよび記憶装置等を含むものであり、ブレーキアクチュエータ２０を構成する電磁弁３１〜３８のソレノイドコイルの通電状態を制御する。また、上述の液圧ポンプ２１および２２の電動モータ２３もＥＣＵ１００により制御される。

図３は、車両１に設けられている制動装置１０の制御ブロック図である。なお、ＥＣＵ１００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭを有し、図３においてＥＣＵ１００は、これらＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのハードウェア、およびソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックとして描かれている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェアおよびソフトウェアの組合せによって様々な形で実現することができる。

ＥＣＵ１００には、上述のマスタシリンダ圧センサ１３や、ブレーキランプスイッチ１７、各車輪ＦＲ〜ＲＬの車輪速センサ１８が接続されている。マスタシリンダ圧センサ１３は、マスタシリンダ１４内のブレーキオイルの圧力を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。ブレーキランプスイッチ１７は、ブレーキペダル１６がドライバーによって踏み込まれるとＯＮされ、その旨を示す信号をＥＣＵ１００に与える。各車輪速センサ１８は、対応する車輪ＦＬ〜ＲＲの回転速度すなわち車輪速度と回転方向とを示す信号をＥＣＵ１００に与える。

これに加えて、ＥＣＵ１００には、Ｇセンサ４５、シフトポジションセンサ４６、エンジン回転数センサ４７、およびスロットル開度センサ４８が接続されている。Ｇセンサ４５は、いわゆる２軸加速度センサであり、車両１の前後方向すなわち進行方向における加速度（加減速度）、および車両１の横方向すなわち幅方向における加速度を検出する。Ｇセンサ４５は、車両の前後方向および横方向の加速度を示す信号をＥＣＵ１００に与える。なお、２軸加速度センサであるＧセンサ４５に代わって、車両１の前後方向における加速度のみを検出するセンサ、および車両１の横方向における加速度のみを検出するセンサが用いられてもよい。

シフトポジションセンサ４６は、ドライバーにより設定された変速機３のシフトレンジを検知して、検知したレンジを示す信号をＥＣＵ１００に与える。エンジン回転数センサ４７は、内燃機関２の回転数を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。スロットル開度センサ４８は、内燃機関２に含まれる図示されないスロットルバルブ（例えば電子制御式スロットルバルブ）の開度を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に与える。

図３に示されるように、ＥＣＵ１００には、スリップ率取得部１０１、ブレーキ圧設定部１０２、車速取得部１０３、推定加速度演算部１０４、実加速度演算部１０５、および路面状態判定部１０６が構築されている。スリップ率取得部１０１は、車輪ＦＲ〜ＲＬのスリップ率を取得する。ブレーキ圧設定部１０２は、スリップ率取得部１０１により取得された車輪ＦＲ〜ＲＬのスリップ率に応じてホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧を設定し、電磁弁３１〜３８や電動モータ２３への制御信号を生成する。車速取得部１０３は、各車輪速センサ１８の検出値に基づいて車両１（車体）の速度としての車体速度Ｖｓ、および各車輪の回転加速度としての車輪加速度Ｄｗを取得する。

推定加速度演算部１０４は、まずエンジン回転数センサ４７により検出される内燃機関２の回転数と、シフトポジションセンサ４６からの信号に基づいて得られる変速機３のギヤ比とに基づいて、駆動輪である各車輪ＦＲ〜ＲＬの推定車輪速度を所定のサンプリング時間おきに求める。推定加速度演算部１０４は、求めた推定車輪速度と当該サンプリング時間とに基づいて推定される車輪加速度を算出し、各車輪ＦＲ〜ＲＬの推定される車輪加速度の平均値の推定車輪加速度を算出する。推定加速度演算部１０４は、この推定車輪加速度を利用して車両１の推定加速度Ｇｅを算出する。実加速度演算部１０５は、Ｇセンサ４５からの信号に基づいて車両１の実際の加速度としての実加速度Ｇｘを算出する。路面状態判定部１０６は、算出された推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘに基づいて、車両１が走行している路面（以下、「走行路」という）の状態を判定する。これにより、ＥＣＵ１００は、車両の走行路を判別する車両走行路判別装置としても機能することになる。

車両１が砂地路を走行しているとき、通常路を走行しているときに比べ、同じエンジン出力を発生している場合でも円滑に加速することができず、実加速度Ｇｘが推定加速度Ｇｅよりも大きく低下する。ＥＣＵ１００の路面状態判定部１０６はこれを利用して、推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとを比較することにより、車両１の走行路が、「通常路」および「砂地路」の何れかであるかを判定する。なお、通常路とは、砂地路よりも走行抵抗が小さい舗装路や平坦路をいうものとする。

しかし、例えば車両１の走行距離の総計が多くなる、または車両１が製造時から年月を経ることにより、同じスロットル開度でエンジンを作動させても、車両１に実際に発生する加速度が低下していく。このような場合、車両１が通常路を走行している場合であっても、図４に示すように、車両１の走行中の時間ｔと加速度Ｇとの関係において、推定加速度Ｇｅに対して実加速度Ｇｘが低くなる。また、例えばハイオクガソリンが使用されることを前提として推定加速度Ｇｅを演算する推定加速度演算部１０４がＥＣＵ１００に組み込まれている場合に車両１にレギュラーガソリンが使用された場合や、車両１に多くの乗員が乗っている場合や重い積載物が乗せられた場合など車両１の積載重量が大きい場合も、やはり推定加速度Ｇｅに対して実加速度Ｇｘが低くなる可能性がある。このように推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとの関係が変化した状態で車両１の走行路を判定すると、車両１の走行路が通常路であるにもかかわらず砂地路であると誤判定されてしまう可能性が高くなる。

このため、実施形態に係る路面状態判定部１０６は、推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとの関係に影響を与えるこれらの車両状態に応じて、車両１が走行している路面状態を判定する。以下、車両１の走行路の判定手順を図５および図６に関連して詳細に説明する。

図５は、車両状態に応じて推定加速度Ｇｅを補正するための平均誤差率Ｋを取得する学習制御の処理手順を示すフローチャートである。本フローチャートに示す処理は、車両１に設けられたイグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされてからオフにされるまでの間、例えばアクセルペダル（図示せず）が運転者に踏み込み操作され、車両１が加速しているときなどに所定時間おきに繰り返し実行される。

推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとの関係は、車両状態によって変化するだけでなく、車両１が通常路から砂地路に入るときも変化する。このため、車両１が砂地路を走行しているときは、推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとの関係の変化が、車両１が砂地路を走行していることによるものなのか、車両１の積載重量などの車両状態の変化によるものなのかを切り分けるのが困難となる。したがって、推定加速度Ｇｅを適切に補正するため、平均誤差率Ｋを取得する学習制御は、車両１が通常路を走行しているときに実施する必要がある。ここで、車両１が砂地路を走行しているときは、車輪が砂に潜る量が低減することから、車輪加速度Ｄｗが大きくなる。このため、車両１の車体速度Ｖｓが所定の速度より大きい状態で車輪加速度Ｄｗが所定の加速度より小さくなっている場合、車両１が通常路を走行しているとみなすことができる。

このため、路面状態判定部１０６は、まず車速取得部１０３が取得した車体速度Ｖｓが閾値速度Ｖｔｈ以上か否かを判定する（Ｓ１０）。車体速度Ｖｓが閾値速度Ｖｔｈ以上と判定した場合（Ｓ１０のＹ）、路面状態判定部１０６は、次に車輪加速度Ｄｗが閾値加速度Ｄｔｈ以下か否かを判定する（Ｓ１２）。閾値速度Ｖｔｈおよび閾値加速度ＤｔｈはＥＣＵ１００のＲＯＭなどに格納されたものが利用され、本実施形態では、閾値速度Ｖｔｈは５０ｋｍ／ｈに設定されており、閾値加速度Ｄｔｈは１．０Ｇ（９．８ｍ／ｓ^２）に設定されている。

車体速度Ｖｓが閾値速度Ｖｔｈ以上であり、車輪加速度Ｄｗが閾値加速度Ｄｔｈ以下と判定した場合（Ｓ１２のＹ）、車両１が通常路を走行しており、平均誤差率Ｋを取得する学習制御を実施できると考えられることから、路面状態判定部１０６は、次にＳ１６〜Ｓ２０において、学習制御のキャンセル条件をクリアするか否かを判定する。

例えば、いずれかの車輪がホイールスピンしているときも、推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとの関係に影響を与える可能性がある。したがって、車輪がホイールスピンしているときは学習制御を実施することは好ましくない。このため路面状態判定部１０６は、学習制御のキャンセル条件として、まず車輪速センサ１８の検出値から算出した各車輪の回転速度を相互に比較することにより、車輪がホイールスピンしているか否かを判定する（Ｓ１４）。

また、シフトチェンジ直後は、そのシフトショックにより実加速度Ｇｘが変動する可能性がある。このため、ホイールスピンはないと判定した場合（Ｓ１４のＹ）、路面状態判定部１０６は、学習制御のキャンセル条件としてシフトチェンジ後２秒経過したか否かを判定する（Ｓ１６）。ここで路面状態判定部１０６は、シフトポジションセンサ４６の検出結果を利用して、シフトレンジの変更を検出したときにタイマをオンにして、シフトレンジが変更されたときからの時間を計測している。路面状態判定部１０６は、このタイマのカウントが２秒以上となっているか否かを判定することにより、シフトチェンジ後２秒経過したか否かを判定する。

また、制動中およびＶＳＣ（Vehicle Stability Control）やＴＲＣ（Traction Control）などの制動力の電子制御中は、車両１が減速中であり推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとの関係が正確に把握できないため、学習制御を実施することは好ましくない。このため、シフトチェンジ後２秒経過したと判定した場合（Ｓ１６のＹ）、路面状態判定部１０６は、学習制御のキャンセル条件として、ブレーキランプスイッチ１７またはマスタシリンダ圧センサ１３の検出結果を利用して、車両１が制動中ではないか否かを判定する。（Ｓ１８）、車両１が制動中ではない場合（Ｓ１８のＹ）、路面状態判定部１０６は、学習制御のキャンセル条件として、車両１がＶＳＣやＴＲＣなどの制動制御中か否かを、制動制御フラグを参照することなどにより判定する（Ｓ２０）。制動制御が実施されている場合、これらの自動制御の実施フラグがオンにされる。

ＶＳＣやＴＲＣなどの制動制御中でもなく（Ｓ２０のＹ）、すべての学習制御のキャンセル条件をクリアした場合、路面状態判定部１０６は、学習制御の経過時間を計測するタイマはすでにオンにされているか否かを判定する（Ｓ２２）。タイマがまだオフである場合（Ｓ２２のＮ）、路面状態判定部１０６は、タイマをオンにして学習制御の経過時間の計測を開始する（Ｓ２８）。これとともに、推定加速度演算部１０４および実加速度演算部１０５の各々は、所定のサンプリング周期毎に推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘの各々を算出し、路面状態判定部１０６は、算出された推定加速度Ｇｅおよび実加速度ＧｘをＲＡＭなどの記憶部に逐次格納し蓄積する（Ｓ３０）。

タイマがすでにオンにされている場合（Ｓ２２のＹ）、路面状態判定部１０６は、タイマの計測値を利用して、学習制御を２秒以上実施している否かを判定する（Ｓ２４）。学習制御を開始してからまだ２秒経過していないと判定した場合（Ｓ２４のＮ）、正確な平均誤差率Ｋを取得するための推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘの蓄積が不十分として、路面状態判定部１０６は、本フローチャートにおける処理を一旦終了する。

学習制御を開始してから２秒を経過したと判定した場合（Ｓ２４のＹ）、路面状態判定部１０６は、蓄積された推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘを利用して、学習期間である２秒間の推定加速度Ｇｅの平均値、および実加速度Ｇｘの平均値を算出する。路面状態判定部１０６は、推定加速度Ｇｅの平均値を実加速度Ｇｘの平均値で割ることにより、すなわち、平均誤差率Ｋ＝（学習期間における推定加速度Ｇｅの平均値）／（学習期間における実加速度Ｇｘの平均値）の式で演算することにより平均誤差率Ｋを取得する（Ｓ２６）。路面状態判定部１０６は、取得した平均誤差率ＫをＲＡＭなどの記憶部に格納する。なお、平均誤差率Ｋの最低値は１とし、平均誤差率Ｋが１未満の値となる場合は、路面状態判定部１０６は、平均誤差率Ｋの値を１に設定し、砂地路と誤判定する方向に平均誤差率Ｋが設定されることを抑制している。本実施形態では、平均誤差率Ｋは通常１〜１．２の値となる。

車体速度Ｖｓが閾値速度Ｖｔｈより小さいと判定した場合（Ｓ１０のＮ）、および車輪加速度Ｄｗが閾値加速度Ｄｔｈより小さいと判定した場合は（Ｓ１２のＮ）、車両１が通常路を走行しているとみなすことができないため、学習制御を実施することは好ましくない。また、ホイールスピンしている車輪がある場合（Ｓ１４のＮ）、シフトチェンジ後２秒経過していない場合（Ｓ１６のＮ）、制動中の場合（Ｓ１８のＮ）、および制動制御中の場合（Ｓ２０のＮ）など、学習制御のキャンセル条件を満たす場合も、学習制御を実施することは好ましくない。

このため路面状態判定部１０６は、これらの場合に学習制御の経過時間を計測するタイマがオンとなっているか否かを判定する（Ｓ３２）。タイマがオンとなっている場合（Ｓ３２のＹ）、学習制御が開始されていることから、路面状態判定部１０６は、学習制御を中止すべくタイマをオフにして学習制御の経過時間の計測を中止し（Ｓ３４）、記憶部に蓄積した推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘの各々を示すデータを消去する（Ｓ３６）。タイマがオフとなっている場合（Ｓ３２のＮ）、学習制御は実施されていないことから、路面状態判定部１０６は、本フローチャートにおける処理を一旦終了する。

図６は、路面状態判定部１０６による車両１の走行路の判定手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、車両１のアンチスキッド制御の実施時など所定のタイミングで開始する。

車両１の走行路の所定の判定タイミングになると、推定加速度演算部１０４は推定加速度Ｇｅを演算し（Ｓ４０）、実加速度演算部１０５は実加速度Ｇｘを演算する（Ｓ４２）。次に路面状態判定部１０６は、平均誤差率Ｋを取得する学習制御が実施され、平均誤差率Ｋがすでに取得されているか否かを判定することにより、推定加速度Ｇｅを補正すべきか否かを判定する（Ｓ４４）。

平均誤差率Ｋが取得されておらず、推定加速度Ｇｅを補正する必要がない場合（Ｓ４４のＮ）、路面状態判定部１０６は、推定加速度Ｇｅから実加速度Ｇｘを引いた値が第１判定閾値Ａ１以上か否かを判定する（Ｓ５４）。路面状態判定部１０６は、算出した値が第１判定閾値Ａ１以上の場合（Ｓ５４のＹ）、車両１の走行路は砂地路と判定し（Ｓ５０）、算出した値が第１判定閾値Ａ１より小さい場合（Ｓ５４のＮ）、車両１の走行路は通常路と判定する（Ｓ５２）。

平均誤差率Ｋがすでに取得されており、推定加速度Ｇｅを補正すべきと判定した場合（Ｓ４４のＹ）、路面状態判定部１０６は、（補正後推定加速度Ｇａ＝推定加速度Ｇｅ／平均誤差率Ｋ）の式により推定加速度Ｇｅを補正して補正後推定加速度Ｇａを取得する（Ｓ４６）。

図７に、時間ｔ１において推定加速度Ｇｅを補正して補正後推定加速度Ｇａとしたときの、推定加速度Ｇｅ、補正後推定加速度Ｇａ、および実加速度Ｇｘの関係を示す。補正以前に、上述の様々な要因により通常路においても推定加速度Ｇｅに対して実加速度Ｇｘが低い場合に、推定加速度Ｇｅを取得した平均誤差率Ｋで除して補正後推定加速度Ｇａに補正することにより、補正後推定加速度Ｇａを実加速度Ｇｘに近づけることができる。このため、走行路の状態によって変化する補正後推定加速度Ｇａと実加速度Ｇｘとの関係を利用して、走行路が砂地路か通常路かを正確に判定することが可能となる。

図６に戻る。補正後推定加速度Ｇａを取得すると、路面状態判定部１０６は、Ｓ５４のように推定加速度Ｇｅではなく、補正後推定加速度Ｇａから実加速度Ｇｘを引いた値が第２判定閾値Ａ２以上か否かを判定する（Ｓ４８）。路面状態判定部１０６は、算出した値が第２判定閾値Ａ２以上の場合（Ｓ４８のＹ）、車両１の走行路は砂地路と判定し（Ｓ５０）、算出した値が第２判定閾値Ａ２より小さい場合（Ｓ４８のＮ）、車両１の走行路は通常路と判定する（Ｓ５２）。路面状態判定部１０６は、車両１の走行路が砂地路と判定した場合は、走行路フラグを砂地路を示す値に設定し、車両１の走行路が通常路と判定した場合は、走行路フラグを通常路を示す値に設定する。

なお、車両１のイグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされ、平均誤差率Ｋを取得する学習制御が未実施のときは、路面状態判定部１０６は、車両１の乗員数や積載する積載物の重量など、推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとの関係に影響を与える車両状態を把握することが困難である。このため、路面状態判定部１０６は、推定加速度Ｇｅを補正しない場合は、図８（ａ）に示すように、通常路と判定される通常路判定領域が広くなるような第１判定閾値Ａ１を使用して車両１の走行路の状態を判定する。これによって、車両１が走行しているのが通常路であるにもかかわらず砂地路と判定される誤判定を抑制することができる。

しかし、推定加速度Ｇｅを補正する以前は、通常路判定領域が広く設定されているため、逆に車両１が走行しているのが砂地路であるにもかかわらず通常路と判定される可能性がある。一方、推定加速度Ｇｅを補正する場合は、外乱が少ない状況で精度良く走行路を判定することができるため、図８（ａ）に示すように、誤判定を抑制するために通常路判定領域を大きくする必要性も低いと考えられる。このため、路面状態判定部１０６は、推定加速度Ｇｅを補正する場合は、図８（ｂ）に示すように、砂地路と判定される砂地路判定領域が広くなるような第２判定閾値Ａ２を使用して車両１の走行路の状態を判定する。これによって車両１の走行路を正確に判定することが可能となる。

上述のようにして路面状態判定部１０６によって車両１の走行路が判定され、走行路フラグが砂地路または通常路を示す値に設定されると、ＥＣＵ１００のブレーキ圧設定部１０２は、ＡＢＳ制御を実行すべきタイミングにおいて、これらのフラグに示される車両１の走行路と、スリップ率取得部１０１により取得された車輪ＦＲ〜ＲＬのスリップ率とに応じてホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧を設定し、電磁弁３１〜３８や電動モータ２３への制御信号を生成する。すなわち、車両１では、走行路が悪路である場合に悪路用のＡＢＳ制御が、走行路が砂地路である場合に砂地用のＡＢＳ制御が、そして、走行路が通常路である場合に通常路用のＡＢＳ制御が実行される。

なお、路面状態判定部１０６は、イグニッションスイッチがオフにされる直前まで、補正後推定加速度Ｇａと実加速度Ｇｘとを比較して路面状態を判定していた場合でも、次にイグニッションスイッチがオンにされたときは、取得していた平均誤差率Ｋをクリアして、補正していない推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとを比較して路面状態を判定する。イグニッションスイッチが一旦オフにされると、次にオンにされるまでの間に乗員数や積載物の重量が変化している可能性がある。このため、イグニッションスイッチがオンにされたときに補正していない推定加速度Ｇｅを利用して車両１の走行路を判定することにより、このような車両状態の変化による車両１の走行路の誤判定を抑制することができる。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。

ある変形例では、推定加速度演算部１０４は、上述のように推定車輪加速度を算出する。路面状態判定部１０６は、算出した推定車輪加速度と実際の車輪の加速度である車輪加速度Ｄｗとを比較することにより、車両１の走行路が砂地路および通常路のいずれであるかを判定する。また、路面状態判定部１０６は、同様の学習制御を実施し、学習期間に蓄積された推定車輪加速度の平均値と、蓄積された車輪加速度Ｄｗの平均値との比を演算して平均誤差率Ｋを習得する。路面状態判定部１０６は、平均誤差率Ｋを利用して推定車輪加速度を補正し、補正された推定車輪加速度と車輪加速度Ｄｗとを比較して路面状態を判定する。このように車両１の加速度ではなく車輪の加速度に着目して車両１の走行路を判定することも可能である。

本発明による車両走行路判別装置が適用された車両を示す概略構成図である。制動装置に含まれるブレーキアクチュエータの系統図である。車両に設けられている制動装置の制御ブロック図である。推定加速度Ｇｅに対して実加速度Ｇｘが低くなった状態を示す図である。車両状態の変化に応じて推定加速度Ｇｅを補正するための平均誤差率Ｋを取得する学習制御の処理手順を示すフローチャートである。路面状態判定部による車両の走行路の判定手順を示すフローチャートである。時間ｔ１において推定加速度Ｇｅを補正して補正後推定加速度Ｇａとしたときの、推定加速度Ｇｅ、補正後推定加速度Ｇａ、および実加速度Ｇｘの関係を示す図である。（ａ）は、推定加速度Ｇｅを補正する前の通常路判定領域と砂地路判定領域との関係を示す図であり、（ｂ）は、推定加速度Ｇｅを補正した後の通常路判定領域と砂地路判定領域との関係を示す図である。

符号の説明

１車両、２内燃機関、１３マスタシリンダ圧センサ、１７ブレーキランプスイッチ、１８車輪速センサ、２０ブレーキアクチュエータ、４５Ｇセンサ、４６シフトポジションセンサ、４７エンジン回転数センサ、４８スロットル開度センサ、１００ＥＣＵ、１０１スリップ率取得部、１０２ブレーキ圧設定部、１０３車速取得部、１０４推定加速度演算部、１０５実加速度演算部、１０６路面状態判定部。

Claims

車両を走行させるための駆動源の出力に基づいて車両に発生していると推定される推定加速度を演算する加速度推定手段と、
車両に実際に発生している実加速度を演算する実加速度演算手段と、
推定加速度と実加速度とを比較して、車両が走行している路面状態を判定する路面状態判定手段と、を備え、
前記路面状態判定手段は、所定の時間内における推定加速度の平均値と、当該所定の時間内における実加速度の平均値との比を算出することにより補正値を取得し、取得した補正値を利用して推定加速度を補正し、補正された推定加速度と、実加速度とを比較して、路面状態を判定することを特徴とする車両走行路判別装置。
車両を走行させるための駆動源の出力に基づいて車両に発生していると推定される推定加速度を演算する加速度推定手段と、
車両に実際に発生している実加速度を演算する実加速度演算手段と、
推定加速度と実加速度とを比較して、車両が走行している路面状態を判定する路面状態判定手段と、を備え、
前記路面状態判定手段は、車両が走行している路面が砂地路よりも走行抵抗が小さい通常路か否かを判定し、車両が走行している路面が通常路と判定した場合に推定加速度を補正し、補正された推定加速度と、実加速度とを比較して、路面状態を判定することを特徴とする車両走行路判別装置。
車両速度を検出する車両速度検出手段と、
車輪の加速度を検出する車輪加速度検出手段と、をさらに備え、
前記路面状態判定手段は、検出された車両速度が所定の速度閾値より大きく、および検出された車輪加速度が所定の加速度閾値より小さい場合に、車両が走行している路面が通常路と判定することを特徴とする請求項２に記載の車両走行路判別装置。
前記路面状態判定手段は、車両が走行している路面が通常路であると所定の時間にわたって判定された場合に、当該所定の時間内における推定加速度の平均値と、当該所定の時間内における実加速度の平均値との比を算出することにより補正値を取得し、取得した補正値を利用して推定加速度を補正することを特徴とする請求項２または３に記載の車両走行路判別装置。
車両を走行させるための駆動源の出力に基づいて車両に発生していると推定される推定加速度を演算する加速度推定手段と、
車両に実際に発生している実加速度を演算する実加速度演算手段と、
推定加速度と実加速度との関係に影響を与える車両状態に応じて推定加速度を補正し、補正された推定加速度と、実加速度とを比較して、車両が走行している路面状態を判定する路面状態判定手段と、を備え、
前記路面状態判定手段は、イグニッションスイッチがオフにされる直前まで、補正した推定加速度と、実加速度とを比較して路面状態を判定していた場合でも、次にイグニッションスイッチがオンにされたときは、補正していない推定加速度と、実加速度とを比較して路面状態を判定することを特徴とする車両走行路判別装置。