JP2004331019A

JP2004331019A - インテークドア制御装置

Info

Publication number: JP2004331019A
Application number: JP2003133624A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Namiki; 信夫並木
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】外気導入時の車外の環境を見極めることで、確実に車室内への排気ガスの導入を防止することが可能なインテークドア制御装置を提供すること。
【解決手段】インテークドア制御装置において、車両前方を撮像するステレオカメラと、ステレオカメラの撮像画像に基づいて先行車の走行状態を検出する先行車走行状態検出手段と、検出された先行車の走行状態に基づいて、排気ガスの分布濃度を推定する排気ガス推定手段とを設け、インテークドア制御手段は、推定された排気ガスの分布濃度が高いと判断したときは、内気循環に切り換えることとした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関し、特に内気循環と外気導入を切り換えるインテークドアの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気ガスの流入に応じてエアコンのインテークドアを開閉する制御として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この技術では、排気ガスセンサの検出値に応じてインテークドアの開閉制御を行うことで、車室内への排気ガスの流入を防止するものである。
【０００３】
また、例えば特許文献２に記載の技術では、レーザ・レーダなどのドプラー効果を利用して先行車の車間距離とその大きさを検知し、エアコンのインテークドアの開閉制御を行う技術が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１３５９１９号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２２５５４１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば特許文献１に記載の技術では、吸気口から入った排気ガスを検知した後に制御を行うため、若干の排気ガスの流入は避けられない。また、特許文献２に記載の技術では、先行車までの車間距離を検知することは可能であっても、先行車の排気ガスの出力状態を推定するまでには至っておらず、インテークドアを内気循環に切り換える必要がない場合にも切り換えてしまい、運転者に違和感を与えるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、外気導入時の車外の環境を見極めることで、確実に車室内への排気ガスの導入を防止することが可能なインテークドア制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明請求項１に記載の発明では、車両の内気循環と外気導入を切り換えるインテークドア制御手段と、導入された空気を用いて車室内の空調を実行する空調手段とを備えたインテークドア制御装置において、車両前方を撮像するステレオカメラと、ステレオカメラの撮像画像に基づいて先行車の走行状態を検出する先行車走行状態検出手段と、検出された先行車の走行状態に基づいて、排気ガスの分布濃度を推定する排気ガス推定手段と、を設け、前記インテークドア制御手段は、推定された排気ガスの分布濃度が高いと判断したときは、内気循環に切り換えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のインテークドア制御装置において、前記先行車走行状態検出手段を、自車両と先行車との車間距離を検出する手段とし、前記排気ガス推定手段は、検出された車間距離が小さいときは排気ガスの分布濃度が高いと推定することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のインテークドア制御装置において、前記先行車走行状態検出手段を、先行車の加速度を検出する手段とし、前記排気ガス推定手段は、検出された加速度が大きいときは排気ガスの分布濃度が高いと推定することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３いずれか１項に記載のインテークドア制御装置において、前記先行車走行状態検出手段を、予め設定された所定領域内に存在する車両の数を検出する手段とし、前記排気ガス推定手段は、検出された先行車の数が多いときは、排気ガスの分布濃度が高いと推定することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインテークドア制御装置において、ステレオカメラの撮像画像に基づいて前方道路形状を推定する道路形状推定手段を設け、前記排気ガス推定手段は、検出された道路形状が登坂路と推定されたときは排気ガスの分布濃度が高いと推定することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載のインテークドア制御装置では、先行車の走行状態をステレオカメラにより検出することで走行状態を精度よく検出することが可能となり、排気ガスの濃度分布を正確に推定することができる。また、車両に排気ガスが到達する前に排気ガスの分布濃度を推定するため、実際に排気ガスが到達する前にインテークドアを外気導入から内気循環に切り換えることが可能となり、排気ガスの車室内への流入を確実に防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載のインテークドア制御装置では、ステレオカメラによって車間距離を検出することで、先行車の走行状態を精度よく検出することができる。
【００１５】
請求項３に記載のインテークドア制御装置では、先行車の絶対加速度を検出することで、先行車のスロットル開度を推定することができる。これにより、排気ガスの分布濃度を精度よく推定することができる。
【００１６】
請求項４に記載のインテークドア制御装置では、ステレオカメラによる撮像から、設定された領域内における先行車の数を一度に検出することができる。よって、応答性良く台数に応じた排気ガスの分布濃度を推定することができる。
【００１７】
請求項５に記載のインテークドア制御装置では、前方の道路形状が登坂路と推定されたときは、例え加速度が小さい場合であっても、先行車はスロットル開度を開いていると推定することができる。これにより、排気ガスの分布濃度を精度よく推定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のインテークドア制御装置を実現する実施の形態を、第１実施例に基づいて説明する。
【００１９】
（第１実施例）
まず、構成を説明する。
図１は、第１実施例のインテークドア制御装置を示す全体システム図である。１はインテークドア、２は外気吸入口、３は内気吸入口、４は脱臭フィルタ、５はブロワ、６はブロワモータ、７はサーボモータ、８はステレオカメラ、９はドア位置センサ、１０は車速センサ、１１は外気温センサ、１２はエアコン・コントロールユニット、１３はインテークドア制御部、１４はブロワ風量信号、１５はコンプレッサ信号、１６はモード信号である。
【００２０】
インテークドア１は、ブロワ５の吸入側に配置され、インテークドアアクチュエータとしてのサーボモータ７により駆動される。そして、内気吸入口３を塞ぐインテークドア１のフレッシュ位置（ＦＲＥ）では、１００％の外気導入率、つまり外気モードとなり、逆に、外気吸入口２を塞ぐインテークドア１のリサーキュレーション位置（ＲＥＣ）では、０％の外気導入率、つまり内気モードとなる。
また、インテークドア１とブロワ５との間には、活性炭等により排気ガス臭を防止する脱臭フィルタ４が配置されている。
【００２１】
ステレオカメラ８は、進行方向の先行車及び道路を撮像可能な車室内の部位に水平配置された二つのＣＣＤカメラを備えている。二つのＣＣＤカメラにより撮像された一対の左右画像は、立体画像信号としてイメージプロセッシングユニット（以下、ＩＰＵと記載する）１７へ出力される。
【００２２】
ＩＰＵ１７は、ステレオカメラ８から出力された車両前方の立体画像信号から、ステレオマッチング処理技術を用いて距離データを有する画像情報を生成し、この画像情報にエッジ抽出等の画像処理を施して、先行車情報と道路形状情報とを抽出する。抽出された先行車情報と道路形状情報は、先行車情報信号及び道路形状情報信号としてインテークドア制御部１３に出力される。このＩＰＵ１７とステレオカメラ８で先行車走行状態検出手段を構成している。
【００２３】
ここで、ステレオカメラ８の特性について説明する。従来技術で説明したように、先行車の走行状態をレーダー波で検出する場合、センサの仕組み上正確に先行車の幅を検知することが不可能であり、その精度向上には高度な技術を必要とする。これに対し、ステレオカメラを用いた場合は、下記に列挙する効果が得られる。
（１）ステレオ法を使用することで、正確に車両の大きさを計測することができる。
（２）レーダー法よりも広角に対象車両を検知することができるため、真正面以外の隣車線を走行している車両に対しても有効である。
（３）画像のパターンマッチングを併用することにより車両をより正確に認識することができる。
（４）停車中の車両に対しても認識が可能である。
これらの効果に基づいて、先行車の走行状態を検出し、排気ガスの濃度分布推定を実行する。
【００２４】
ドア位置センサ９は、インテークドア１のドア開度位置を検出してインテークドア制御部１３にドア開度フィードバック情報を与える。また、車速センサ１０は、車速を検出して車速情報をインテークドア制御部１３に与える。また、外気温センサ１１は、外気温を検出して外気温情報をインテークドア制御部１３に与える。
【００２５】
エアコン・コントロールユニット１２は、外気温、日射量の変化、乗員数の変動等による車室内温度変化を各種センサにより検知し、一度好みの温度に設定すれば、常に車室内温度を一定に保つように、吹き出し風温度、吹き出し風量、吸い込み口及び吹き出し口の切り換えをマイクロコンピュータにより自動制御する。
【００２６】
インテークドア制御部１３は、エアコン・コントロールユニット１２に設定されている一つの制御部で、排気ガスによる外気の汚染状態をステレオカメラ８により検知し、インテークドア１を駆動制御することで自動的に吸い込み口を切り換える制御を行う。このインテークドア制御部１３には、内部信号として、ブロワモータ電圧値によるブロワ風量信号と、エアコンのオン・オフを監視するためのコンプレッサ信号と、デフモード（ＤＥＦ）かどうか、あるいはオート・リサーキュレーションモード（オートＲＥＣ）かどうかを監視するためのモード信号が与えられる。
【００２７】
次に、作用を説明する。
［インテークドア制御処理］
【００２８】
図２は、インテークドア制御部１３で実行されるインテークドア制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００２９】
ステップ１０１では、ＩＰＵ１７から先行車情報を読み込む。
【００３０】
ステップ１０２では、ＩＰＵ１７から道路形状情報を読み込む。
【００３１】
ステップ１０３では、先行車との車間距離Ｌを検出する。
【００３２】
ステップ１０４では、車間距離Ｌが設定値Ｌ_０未満かどうかを判断し、Ｌ０未満のときはステップ１０９へ進み、それ以外はステップ１０５へ進む。
【００３３】
ステップ１０５では、前回の制御周期において読み込まれた自車両の車速Ｖ（ｎ−１）及び先行車との車間距離Ｌ（ｎ−１）と、今回の制御周期において読み込まれた自車両の車速Ｖ（ｎ）及び先行車との車間距離Ｌ（ｎ−１）から先行車の加速度αを算出する。
【００３４】
ステップ１０６では、加速度αが所定値α_１よりも大きいかどうかを判断し、大きいときは先行車がアクセルを踏み込んでいると判断してステップ１０６へ進み、それ以外はステップ１０７へ進む。
【００３５】
ステップ１０７では、登坂路推定処理を実行する。尚、詳細については後述する。
【００３６】
ステップ１０８では、登坂路フラグＦ＝１にセットされているかどうかを判断し、１にセットされているときは登坂路と判断してステップ１１０へ進み、それ以外は平坦路と判断してステップ１０９へ進む。
【００３７】
ステップ１０８では、外気モードを指示する。
【００３８】
ステップ１０９では、内気モードを指示する。
【００３９】
（登坂路推定処理）
次に、ステップ１０７における登坂路推定処理について説明する。図３は登坂路推定処理の制御内容を表すフローチャートである。
【００４０】
ステップ２０１では、先行車情報を読み込む。
【００４１】
ステップ２０２では、平坦路に基づく次回制御周期における先行車推定位置Ｙ’（ｎ）を算出する。
【００４２】
ステップ２０３では、前回の制御周期における先行車推定位置Ｙ’（ｎ−１）を読み込む。
【００４３】
ステップ２０４では、現在の先行車位置Ｙ（ｎ）と先行車推定位置Ｙ’（ｎ−１）との偏差ΔＹを演算する。
【００４４】
ステップ２０５では、偏差ΔＹが所定値以上かどうかを判断し、所定値以上のときは登坂路と判断してステップ２０６へ進み、それ以外は平坦路と判断してステップ２０７へ進む。
【００４５】
ステップ２０６では、登坂路フラグＦ＝１にセットする。
【００４６】
ステップ２０７では、登坂路フラグＦをリセットする。
【００４７】
上記登坂路推定処理について、図４の概略図を用いて説明する。図４（ａ）に示すように、前回の制御周期における車両の位置は、撮像された位置Ｙ（ｎ−１）にあるとする。このとき、先行車情報（車速、加速度、車間距離等）から前方の道路が平坦路と想定した上で、次回制御周期における先行車の推定位置Ｙ’（ｎ−１）を算出する。
【００４８】
図４（ｂ）の点線で示すように、推定された今回制御周期における先行車の推定位置Ｙ’（ｎ−１）と、今回の制御周期における実際の車両の位置Ｙ（ｎ）とのｙ軸方向の偏差ΔＹを算出する。この偏差ΔＹが所定値以上であれば、先行車のｙ軸方向位置が情報に移行していると判断できるため、登坂路と推定できる。よって、登坂路フラグＦを１にセットする。尚、この偏差ΔＹが負の値であれば、下坂路と推定してもよい。
【００４９】
（インテークドア制御処理）
【００５０】
上記インテークドア制御内容について説明する。ステップ１０４において、先行車との車間距離Ｌが近いときは、排気ガスの濃度分布が高いと判断できる。このときは、先行車のエンジン出力状態に関わらず排気ガスの濃度分布が高いと判断できるため、内気モード指示を出力する。
【００５１】
また、ステップ１０５において、先行車の加速度αが所定値α_１よりも大きいときは、急加速しており、先行車がスロットル開度が大きいと推定されるため、排気ガスの濃度分布が高いと判断できる。また、ステップ１０７において、登坂路へ進行したと推定された場合は、登坂路フラグＦが１にセットされており、定常走行であってもアクセルを踏み増していると推定され、スロットル開度が大きく、排気ガスの濃度が高いと判断できる。
【００５２】
以上説明したように、第１実施例のインテークドア制御装置にあっては、ステレオカメラ８を用いて先行車のエンジン出力状態を推定することで、車間距離以外のパラメータによって排気ガスの濃度分布を推定することが可能となり、内気モードを指示することができる。また、車両に排気ガスが到達する前に排気ガスの分布濃度を推定するため、実際に排気ガスが到達する前にインテークドア１を外気導入から内気循環に切り換えることが可能となり、排気ガスの車室内への流入を確実に防止することができる（請求項１，２に対応）。
【００５３】
また、先行車の絶対加速度αを検出することで、先行車のスロットル開度を推定することができる。これにより、排気ガスの分布濃度を精度よく推定することができる（請求項３に対応）。
【００５４】
また、前方の道路形状が登坂路と推定されたときは、例え加速度αが小さい場合であっても、先行車はスロットル開度を開いていると推定することができる。これにより、排気ガスの分布濃度を精度よく推定することができる（請求項５に対応）。
【００５５】
（他の実施例）
以上、本発明の実施の形態を第１実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００５６】
例えば、ステレオカメラ８による撮像から、設定された領域内における先行車の数を一度に検出することができる。この検出された先行車の台数によって、車間距離設定値Ｌ_０の値を長めに変更してもよいし、加速度の所定値α_１を小さめに変更してもよい。これにより、応答性良く台数に応じた排気ガスの分布濃度を推定することができる（請求項４に対応）。
【００５７】
また、ステレオカメラ８の撮像画像をエッジ抽出処理することにより対向車線の車線と対向車を認識したが、画像処理方法は任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のインテークドア制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例のインテークドア制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１実施例の登坂路推定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】登坂路推定処理の概要を表す概略図である。
【符号の説明】
１インテークドア
２外気吸入口
３内気吸入口
４脱臭フィルタ
５ブロワ
７サーボモータ
８ステレオカメラ
９ドア位置センサ
１０車速センサ
１１外気温センサ
１２エアコン・コントロールユニット
１３インテークドア制御部

Claims

車両の内気循環と外気導入を切り換えるインテークドア制御手段と、導入された空気を用いて車室内の空調を実行する空調手段とを備えたインテークドア制御装置において、
車両前方を撮像するステレオカメラと、
ステレオカメラの撮像画像に基づいて先行車の走行状態を検出する先行車走行状態検出手段と、
検出された先行車の走行状態に基づいて、排気ガスの分布濃度を推定する排気ガス推定手段と、
を設け、
前記インテークドア制御手段は、推定された排気ガスの分布濃度が高いと判断したときは、内気循環に切り換えることを特徴とするインテークドア制御装置。
請求項１に記載のインテークドア制御装置において、
前記先行車走行状態検出手段を、自車両と先行車との車間距離を検出する手段とし、
前記排気ガス推定手段は、検出された車間距離が小さいときは排気ガスの分布濃度が高いと推定することを特徴とするインテークドア制御装置。
請求項１または請求項２に記載のインテークドア制御装置において、
前記先行車走行状態検出手段を、先行車の加速度を検出する手段とし、
前記排気ガス推定手段は、検出された加速度が大きいときは排気ガスの分布濃度が高いと推定することを特徴とするインテークドア制御装置。
請求項１ないし請求項３いずれか１項に記載のインテークドア制御装置において、
前記先行車走行状態検出手段を、予め設定された所定領域内に存在する車両の数を検出する手段とし、
前記排気ガス推定手段は、検出された先行車の数が多いときは、排気ガスの分布濃度が高いと推定することを特徴とするインテークドア制御装置。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインテークドア制御装置において、
ステレオカメラの撮像画像に基づいて前方道路形状を推定する道路形状推定手段を設け、
前記排気ガス推定手段は、検出された道路形状が登坂路と推定されたときは排気ガスの分布濃度が高いと推定することを特徴とするインテークドア制御装置。