JP2002521272A - 車両走行路の悪路区間の検出および速度制御のための方法と装置 - Google Patents

車両走行路の悪路区間の検出および速度制御のための方法と装置

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Abstract

(57)【要約】 車両走行路の悪路区間を検出するための方法は、加速度センサ（１０）によって車両の加速度を検出するステップと、複数の時点で加速度を評価するステップと、評価結果に関連して悪路区間を検出するステップを有する。車両走行路の悪路区間を検出するための装置は、車両の加速度を検出するための加速度センサ（１０）と、複数の時点で加速度を評価するための評価装置（１２）と、評価結果に関連して悪路区間を検出するための検出装置（１３）を備えている。本発明による速度制御方法は、悪路を検出するステップと、検出に応じて目標速度を定めるステップを有する。速度制御装置は、悪路検出装置と、悪路検出に依存して車両の速度を制御する速度コントローラとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明、独立請求項の上位概念に記載した、車両走行路の悪路区間の検出およ
び速度制御のための方法と装置に関する。
【０００２】 悪路の検出は、例えばＷＯ９６／１１８２６ ＰＣＴ／ＧＢ９５／０２２９８
によって知られている上り坂下降制御装置のような、低速範囲およびオフロード
で作動する速度制御装置にとって有利である。この検出装置は、普通の制御速度
（例えば１０ｋｍ／ｈ）が悪路のためまだ高すぎるときおよび安全上の理由およ
び快適性の理由から遅い速度に切換えるべきであるときに応答する。
【０００３】 悪路を検出するための従来の方法は、適当な車輪加速度センサによって検出さ
れる車輪加速度値の評価に基づいてる。しかし、この方法は高い速度および小さ
な道路凹凸のために設計され、低い速度および大きな道路凹凸の場合には正しく
認識しない。
【０００４】 そこで、本発明の課題は、低い速度範囲およびまたは大きな道路凹凸の場合に
も車両走行路の悪路区間を確実に検出することができる、車両走行路の悪路区間
を検出するための方法と装置を提供することである。
【０００５】 この課題は独立請求項記載の特徴によって解決される。従属請求項には本発明
の好ましい実施形が記載してある。
【０００６】 本発明は、車両の加速度に基づいて悪路検出を行うことができるということに
基づいている。その際、加速度は加速度センサによって検出される。検出された
センサ信号は複数の時点で連続的に評価され、悪路区間の検出は評価結果に応じ
て行われる。
【０００７】 その際、加速度は、縦方向加速度
【０００８】
【外１】 およびまたは自動車の縦方向軸線、横方向軸線または垂直軸線に沿ったまたはこ
れらの軸線回りの回転加速度
【０００９】
【外２】 であると理解される。特に、縦軸線方向の縦方向速度およびまたは横軸線回りの
回転加速度が考慮される。
【００１０】 評価は特に、加速度が所定の閾値を上回る時点でスタートする。その際、定め
られた閾値を上回ることは、道路凹凸の存在に起因すると考えられる。評価の過
程で、多数の道路凹凸を検出することができ、この道路凹凸は特にカウンタによ
って数えることができる。その際、特に加速度が所定のゲート時間の間閾値の上
方にあるときに、カウンタは続けて数える。悪路は、カウンタの読みが所定の検
出値に達したときに認識可能である。個々の道路凹凸が長い時間にわたって累積
しないようにするための、他のゲート時間を設けることができる。この他のゲー
ト時間では、カウンタが数え続けるかまたは検出値に達しなければならい。そう
でない場合には、ゲート時間を上回った後で、カウンタはスタート値にリセット
される。
【００１１】 評価の範囲内で使用される閾値と、速度に依存して定めることができるゲート
時間を変更することにより、方法を車両の種類に適合させることができる。
【００１２】 本発明による速度制御方法の範囲内では、悪路区間を検出した後で、車両の目
標速度を新たに定めることができる。この場合、適合した速度は評価結果に応じ
て走行区間に適合させることができる。
【００１３】 車両に縦方向加速度センサが既に設けられている場合は、悪路検出は測定値ピ
ックアップの付加的なコストを必要とせずに実現可能である。
【００１４】 次に、図を参照して、本発明による個々の実施の形態を説明する。
【００１５】 図１は、本発明の好ましい実施の形態の機能ブロック図である。加速度は加速
度センサ１０、特に縦方向加速度センサによって検出される。検出されたセンサ
信号１０ａは、任意に設けられた処理装置１１に伝送される。この処理装置にお
いて、センサ信号は評価の要求に応じて処理される。その際、この処理装置は例
えば、パルススパイクおよびまたは直流成分を除去するための１個または複数の
低域フィルタである。低域フィルタでろ波された信号とろ波されていない信号か
ら差を求めることにより、道路の傾斜勾配または車両加速度から生じる直流成分
を近似的に除去することができる。交流成分は処理されたセンサ信号１１ａの形
で評価装置１２に伝送され、そこで所定の判断基準に応じて、特に固定された加
速度閾値およびゲート時間に基づいて評価可能である。この場合、例えば路面の
隆起部、溝またはポットホールのような道路の凹凸を検出することができ、この
凹凸の時間的な順序を検出することができる。評価装置１２の後に接続配置され
た検出装置（認識装置）１３は、評価結果１２ａに基づいて、特に検出された道
路凸凹の数に基づいて、悪路区間を検出する。この場合、速度コントローラ１４
が起動する。この速度コントローラは評価結果１２ａの量に応じて車両の目標速
度を新たに定める。
【００１６】 図２は評価装置１２の実施の形態を示している。評価装置１２はプログラムや
データを記憶するためのメモリ２２と、参照符号２３，２４で示した第１と第２
のクロノメータと、加速度ピーク（個々の路面凸凹に対応する）を数えるための
カウンタ２５と、リセット装置２６を備えている。カウンタ２５は後述するブレ
ーキ監視装置、アクセルペダル監視装置およびエンジン監視装置２７と、検出装
置１３に接続されている。悪路は、カウンタの読みが所定の閾値に達したときに
検出される。
【００１７】 監視装置２１には、場合によって処理されたセンサ信号１１ａが入力される。
監視装置２１はメモリ２２に記憶可能な加速度閾値に基づいてセンサ信号をチェ
ックする。センサ信号がこの加速度閾値を上回るかまたは下回ると、第１または
第２のクロノメータが始動する。第１のクロノメータによって測定された時間イ
ンターバルが、メモリに記憶したゲート時間と比較され、ゲート時間を上回って
いるときには、第１のクロノメータによって測定された時間インターバルに依存
して、個々の路面凹凸を監視装置２１によって検出することができる。検出され
た路面凹凸の数はカウンタ２５によって数えることができる。第２のクロノメー
タ２４によって測定された時間インターバルに依存して、リセット装置２６が監
視装置２１によって起動され、このリセット装置は場合によってはカウンタ２５
をスタート値にリセットする。車両の加速または減速によるカウンタの誤起動を
回避するために、ブレーキとアクセルペダルとエンジンの監視装置２７を任意に
実行することができる。この監視装置はカウンタに作用可能である。ブレーキと
アクセルペダルとエンジンの監視装置２７は、エンジントルクまたはアクセルペ
ダル運動が設定された時間内で所定の量よりも大きく変化するかどうかをチェッ
クする。大きく変化する場合には、カウンタ２５が１だけ計数を減らす。運転者
がブレーキをかけるときまたは解除するときも同様である。カウンタ２５の読み
が所定の値に達すると、走行区間が検出装置１３によって悪路区間として認識さ
れる。これにより、走行区間の状態によって生じる影響ではなく、例えばスロッ
トル弁開放またはスロットル弁閉鎖あるいはブレーキングによる車両の加速また
は減速のような運転者の運転状態によって生じる影響を除去することができる。
【００１８】 次に、図３に基づいて、閾値とゲート時間の量的な判断基準を詳しく説明する
。評価装置１２はこの閾値とゲート時間に基づいてセンサ信号１１ａを評価する
。この閾値とゲート時間は評価装置１２のメモリ２２に記憶されている。処理さ
れたセンサ信号１１ａの典型的な変化が図３ａに示してある。その際記録された
信号変化は例えば５ｋｍ／ｈの速度の際の５秒間である。図３ｂは図３ａの信号
変化の区間ａ，ｃ，ｄの詳細拡大図である。加速度が閾値Ｓ１を上回る（あるい
は閾値−Ｓ１を下回る）ときに、評価がスタートする。評価のために、加速度の
値だけを検討することができる。図３ｂの閾値Ｓ１，−Ｓ１またはＳ２，−Ｓ２
はその正負符号だけが異なっているので、次に、正の加速度値に基づいて、評価
手順を説明する。
【００１９】 評価を開始するために、第１のクロノメータ２３が始動させられる。その際、
加速度信号が閾値Ｓ１の上方にとどまるかまたは閾値Ｓ１よりも小さくてもよい
閾値Ｓ３（図３ｂには示していない）の上方にとどまる時間インターバルが測定
される。図３ｂの第１の正の半波の例においてＴ１で示したこの時間インターバ
ルが記入したゲート時間ＴＺ１を上回ると、個々の加速度ピーク（路面凹凸また
は“ポットホール”に対応する）が検出され、カウンタ２５が１単位だけ増す。
それ以降の信号変化において速度信号が閾値Ｓ２を下回ると、第２のクロノメー
タ２４が始動する。このクロノメータによって、再び閾値Ｓ１に達するまで経過
する時間インターバルが測定される。この時間インターバルが第２のゲート時間
ＴＺ２を上回ると、カウンタ２５はスタート値にリセットされる。
【００２０】 図２ｂに示した代表的な時間インターバルＴ２はゲート時間ＴＺ２の下方にあ
り、時間インターバルＴ３は上方にあるので、カウンタはＴ３の間リセットされ
る。ゲート時間ＴＺ１，ＴＺ２は車速に応じて固定可能であり、記憶装置２２に
記憶可能である。ゲート時間ＴＺ１の使用は信号のパルススパイクによって生じ
る（例えば図３ａの区間ｃ参照）カウンタ２５の誤起動を回避するために役立つ
。
【００２１】 固定されたゲート時間ＴＺ２を使用することにより、連続する複数の短い道路
凹凸が検出されるときにのみ、悪路が認識される。例えば悪路を認識するために
７のカウンタ読みが必要であると、図３ａの信号変化区間ｂだけが悪路を認識す
ることになる。区間ｅは検出された道路凸凹の数が不充分であり、区間ａでは第
６番目の道路凹凸の検出と第７番目の道路凹凸の検出の間のゲート時間ＴＺ２を
上回るので、第７番目の道路凹凸が検出される前に、カウンタがリセットされる
。
【００２２】 区間ｄは、充分な数の半波を有するがしかし、半波の振幅が閾値Ｓ１を上回っ
ておらず、従ってカウンタがカウントしない信号変化の典型的な区間を示してい
る。閾値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の変更によって、悪路認識を車両や道路状態に合わせ
ることができる。従って、加速度の閾値とゲート時間を使用することにより、評
価の間、悪路状態に対応する、加速度の変化の所定のパターンを認識することが
できる。
【００２３】 評価装置１２におけるセンサ信号１１ａの評価の典型的な処理手順が、図４の
フローチャートに示してある。ステップ４０１では、加速度信号が閾値Ｓ１を上
回っているかどうかが監視装置２１によって連続的にまたはほぼ連続的に監視さ
れる。上回っていると、ステップ４０２において第１のクロノメータ２３が始動
する。第１のクロノメータ２３によって測定された、閾値Ｓ３を下回っていない
時間インターバルが、ゲート時間ＴＺ１を上回っていると、ステップ４０２にお
いてカウンタ２５が数え上げ、第２のクロノメータがリセットされる。第１のク
ロノメータで測定された時間インターバルがゲート時間ＴＺ１を上回っていない
と、カウントしないでルーチンがステップ４０１に戻る。数え上げるときにカウ
ンタが所定の限界値を上回ると、ステップ４０４において検出装置１３によって
悪路が認識される。カウンタ閾値を上回っているかどうかとは関係なく、連続的
な処理手順を保証するために、ステップ４０１，４０５，４０８にルーチンが進
む（破線）。ステップ４０１において閾値Ｓ１を上回っていないと、ステップ４
０５において、加速度信号が閾値Ｓ２を下回っていないかどうか監視され、そし
てステップ４０６において第２のクロノメータ２４が始動し、第１のクロノメー
タがリセットされる。そうでない場合には監視が続けられる。第２のクロノメー
タによって測定された時間インターバルがゲート時間ＴＺ２に達すると、ステッ
プ４０７においてカウンタがスタート値にリセットされ、そして処理手順がステ
ップ４０１に戻る。ステップ４０８では、アクセルペダル運動またはエンジント
ルクが設定された時間内に所定の量よりも多く変化しているかどうかを、ブレー
キ、アクセルペダルおよびエンジンの監視装置２７が連続的に検査する。変化が
所定の限界値を上回っているかまたは運転者がブレーキを操作または解除すると
、ステップ４０９においてカウンタが１単位だけ数を減らす。
【００２４】 速度コントロールでは、例えば目標車速を変更するためにあるいは新たに調節
するために、悪路検出を用いることができる。例えば目標車速を低下させるかま
たは低い値（１５ｋｍ／ｈ未満、７ｋｍ／ｈ未満）に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の機能ブロック図である。
【図２】 図１の評価装置の実施の形態を示す図である。
【図３】 図３ａは信号変化を例示的に示す図、図３ｂは信号変化の評価を説明するため
の、図３ａの信号変化の詳細拡大図である。
【図４】 信号変化の本発明による評価のフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ Ｆターム(参考） 3D044 AA01 AB01 AC05 AC15 AC24 AC28 AC56 AD02 AD21 AE04 AE07 AE15 AE18 AE21 3D046 BB27 BB28 BB29 HH01 HH02 HH05 HH17 HH26 JJ04 KK06 KK09 KK11 3G093 BA23 CB11 DA01 DA06 DB05 DB15 DB18 EA02 EB04 EC01

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 縦方向加速度センサ（１０）によって車両の加速度を検出し
    、 複数の時点で加速度を評価し、 評価結果に関連して悪路区間を検出することを特徴とする悪路を検出するため
    の方法。
  2. 【請求項２】 評価時点が、第１の閾値Ｓ１を加速度が上回る時点であり、
    この場合上回った後でカウンタ（２５）が数え続け、カウンタ読みが所定の値に
    達したときに悪路が検出されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 第２の閾値Ｓ２を下回った後で、加速度がゲート時間ＴＺ２
    内に第１の閾値を再び上回らないときに、カウンタ（２５）がスタート値にリセ
    ットされることを特徴とする請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 評価時点の後で、加速度が他のゲート時間ＴＺ１の間、第１
    の閾値Ｓ１よりも小さくてもよい第３の閾値Ｓ３を上回ったままであるかどうか
    がチェックされ、この場合上回っているときにのみ、カウンタ（２５）が数え続
    けることを特徴とする請求項２または３記載の方法。
  5. 【請求項５】 検出された加速度から、直流成分が除去され、残りの加速度
    成分が請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法に従って評価されることを特徴
    とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 カウンタ（２５）がアクセルペダル操作に応じておよびまた
    はエンジントルクに応じておよびまたはブレーキ操作に応じて減らすように数え
    ることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 検出時に、加速度値に応じておよびまたは検出までに経過し
    た時間に応じて、量が求められることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つ
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 特に請求項１〜７がいずれか一つに記載の方法によって悪路
    を検出し、検出に応じて目標速度を定めることを特徴とする速度を制御するため
    の方法。
  9. 【請求項９】 目標速度が量に応じて定められることを特徴とする請求項８
    および７記載の方法。
  10. 【請求項１０】 悪路を検出するための装置、特に請求項１〜８のいずれか
    一つに記載の方法を実施するための装置において、 車両の加速度を検出するための加速度センサ（１０）と、 複数の時点で加速度を評価するための評価装置（１２）と、 評価結果に関連して悪路区間を検出するための検出装置（１３）を備えた装置
    。
  11. 【請求項１１】 加速度が第１の閾値を上回っているかどうかをチェックす
    る閾値監視装置（２１）と、加速度が第１の閾値Ｓ１を上回った後で数え続ける
    カウンタ（２５）とを備えていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 加速度が第１の閾値Ｓ１を上回った後で第３の閾値Ｓ３の
    上方にとどまる時間インターバルを測定する第１のクロノメータ（２３）を備え
    、この場合、加速度が第３の閾値Ｓ３の上方にとどまる定められたゲート時間Ｔ
    Ｚ１を上回るときにのみ、カウンタ（２５）が数え続けることを特徴とする請求
    項１１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 カウンタ（２５）を起動した後で加速度が第２の閾値Ｓ２
    を下回るときに始動する第２のクロノメータ（２４）と、加速度が定められたゲ
    ート時間ＴＺ２内で第１の閾値Ｓ１を再び上回らないときに、カウンタ（２５）
    をスタート値にリセットするリセット装置（２６）とを備えていることを特徴と
    する請求項１１または１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 センサによって検出された加速度の直流成分を除去するた
    めの処理装置（１１）を備えていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれ
    か一つに記載の装置。
  15. 【請求項１５】 アクセルペダル操作を検出するための装置およびまたはエ
    ンジントルクを検出するための装置およびまたはブレーキ操作を検出するための
    装置を備えていることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一つに記載の装
    置。
  16. 【請求項１６】 特に請求項１１〜１５のいずれか一つに記載の悪路検出装
    置と、悪路検出に依存して車両の速度を制御する速度コントローラ（１４）とを
    備えた速度制御装置。
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