JP2005335560A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 乗員の意思でON/OFFができ、車両発進直前から走行状態までの全域を制御でき、水分センサ、発光素子が必要なく簡素化でき、路面状況判断の信頼性を高めることができる車両制御装置を提供すること。
【解決手段】 路面からの赤外光の放射率を検知する赤外線センサ３と、速度を検知する車両速度センサ７と、外気温度センサ４と、日射量を検知する日射センサ６と、カーナビゲーションの情報と時間の情報を得るようにし、気象情報を取得する情報装置９と、赤外光の反射率、外気温度、日射量、気象情報から凍結を含む路面状況を判断する制御アンプ２と、判断した路面状況と車両速度に応じて車両を制御する車両制動制御部１０、車両速度制御部１１、車両駆動力制御部１２と、路面状況判断のON/OFFを切り替える路面判断スイッチ５を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、赤外線センサを用いて路面の状況を把握し、車両を制御する車両制御装置の技術分野に属する。

従来においては、車両に取り付けられた投光器から赤外光を路面に照射し、路面からの反射光中の水と氷各々に対する赤外光の吸収波長帯中の特定波長の光を透過させる光学フィルタを介して受光器で受光し、湿潤と凍結の路面状態を判定して警報を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
また、焦電センサモジュールを車体下面に取り付け、増幅信号とサーミスタ信号より路面温度を演算し、角加速度センサの横加速度情報と、車輪速センサの車輪空転情報と、外気温センサの情報を組み合わせて路面凍結を推定し、警告を行うものもある（例えば、特許文献２参照。）。
また、カーナビ上から乗員に質問形式で車両が、滑り止め対策を施した状態か入力させ警告するものもある（例えば、特許文献３参照。）。
特開平１０−９５２４５号公報（第２−４頁、全図） 特開平８−１６６４６６号公報（第２−７頁、全図） 国際公開第００／６２０１９号パンフレット

しかしながら、従来にあっては、発光側と受光側、温度用と水分用、又はビデオカメラ等の車両への取付けに対し、専用部品を必要とし、取り付けが煩雑化し、取り付けの最適化の難しさ、ピッチングによる破損に対する保護等の問題があった。また、走行時のみ路面温度及び、路面から反射波長で路面が凍結しているのか判断していたため、発進時等に関して不十分であった。また、乗員の意思に関係なく車両を制御してしまっていた。さらに、路面温度が０℃未満では、外気温度に応じて路面凍結対策として凍結防止剤とすべり止め材を使い分けており、路面が凍結しているのか、湿潤しているのか一様でない場合があり路面状況を判断するのが困難であった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、乗員の意思でON/OFFができ、車両発進直前から走行状態までの全域を制御でき、水分センサ、発光素子が必要なく簡素化でき、路面状況判断の信頼性を高めることができる車両制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、路面からの赤外光の放射率を検知する赤外線センサと、車両の速度を検知する車両速度センサと、車両周囲の外気の温度を測定する外気温度センサと、車両への日射量を検知する日射センサと、カーナビゲーション装置からの情報を取得する手段と、時間情報を検知する時間計測手段と、気象情報を取得する手段と、赤外光の反射率、外気温度、日射量、気象情報から凍結を含む路面状況を判断する路面状況判断手段と、判断した路面状況と車両速度に応じて車両を制御する車両制御手段と、路面状況判断手段のON/OFFを切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。

よって、本発明にあっては、乗員の意思でON/OFFができ、車両発進直前から走行状態までの全域を制御でき、水分センサ、発光素子が必要なく簡素化でき、路面状況判断の信頼性を高めることができる。

以下、本発明の車両制御装置を実現する実施の形態を、請求項１，２，３，４，５に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両制御装置のブロック図である。図２は実施例１の車両制御装置で実行する路面状況判断・車両制御の処理の流れを示すフローチャート図である。図３は実施例１の車両制御装置で実行する目的地路面状況予測・車両制御の処理の流れを示すフローチャート図である。
実施例１の車両制御装置１では、赤外線センサ３、外気温度センサ４、路面判断スイッチ５（切替手段に相当する）、日射センサ６、車両速度センサ７、カーナビゲーション装置８（時間計測手段を兼ねる）、情報装置９（気象情報取得手段に相当する）から得る情報を制御アンプ２（路面状況判断手段、路面状況予測手段に相当する）で処理して、車両制動制御部１０、車両速度制御部１１、車両駆動力制御部１２、警告音・警告表示部１３を作動させる。

赤外線センサ３は、路面から放射される赤外光を路面に対して非接触で検知する。車両への設置例としては、車両下面の１箇所でも、車両下面の複数箇所でもよい。
外気温センサ４は、車両周囲の外気の温度を検知する。
路面判断スイッチ５は、車室内に設けられ、ドライバの操作によるON/OFFで、路面状況の判断を行うかどうかを切り替える。
日射センサ６は、車室内に設けられ日射量を検知する。
車両速度センサ７は、車輪の回転等から車両の走行速度を検出する。

カーナビゲーション装置８は、GPSにより車両の位置を把握し運転支援を行うものであり、GPSによる車両位置情報８ａ、時刻（時間）情報８ｂ、目的地、目的地への到着時間、目的地までの距離８ｃを制御アンプ２へ出力する。
情報装置９は、車両外部との通信によりインターネットへ接続し、気象庁の気象データを取得する。
この気象データには、特定される位置における、もしくは位置と時間で予測される天気、温度、凍結防止剤の散布、滑り止め材の散布、除雪の実施、路面粗面加工の実施などが含まれる。
車両制動制御部１０は、車両のブレーキを制御する。
車両速度制御部１１は、エンジン制御等により車両の速度を制御する。
車両駆動力制御部１２は、エンジン制御等により車両の駆動力を制御する。
警告音・警告表示部１３は、ブザーやディスプレイ表示等によって警告音を発し、且つ警告を表示して路面凍結の状況をドライバに知らせる。

制御アンプ２は、赤外線センサ３からの路面の赤外光放射率、外気温度センサ４からの外気温度情報、路面判断スイッチ５からのON/OFF情報、日射センサ６からの日射量、車両速度センサ７からの車速、カーナビゲーション装置８からのGPSによる車両位置情報８ａ、時刻（時間）情報８ｂ、目的地、目的地への到着時間、目的地までの距離８ｃ、情報装置９からの気象データを処理し、現在走行している路面凍結状況を判断し、また目的地の路面凍結状況を予測し、その結果と車速から車両制動制御部１０、車両速度制御部１１、車両駆動力制御部１２、警報音・警告表示部１３を作動させるよう制御する。

次に作用を説明する。
［路面判断・車両制御処理］
図２に示すのは、車両制御装置１の制御アンプ２で実行される路面判断・車両制御の処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップを説明する。
ステップＳ１では、赤外線センサ３、外気温度センサ４、路面判断スイッチ５、日射センサ６、車両速度センサ７、カーナビゲーション装置８、情報装置９の出力値、及び出力情報を入力する。

ステップＳ２では、路面判断スイッチ５がONになっているかどうかを判断し、ONになっているならばステップＳ３へ移行し、OFFであるならばステップＳ１２へ移行する。

ステップＳ３は、路面判断モードに移行することを示す。

ステップＳ４では、外気温度センサ４の出力値が所定温度値以下かどうかを判断し、所定温度値以下ならばステップＳ５へ移行し、所定温度値を超えるならばステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ５では、日射量が所定日射値以下かどうかを判断し、所定日射値以下ならばステップＳ６へ移行し、所定日射値を超えるならばステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ６では、カーナビゲーション装置８から目的地情報を得ているか、つまりカーナビゲーション装置８に目的地入力があったかどうかを判断し、目的地入力があるならばステップＳ１９へ移行し、目的地入力がないならばステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７は、現在地での路面凍結判断モードに移行することを示す。

ステップＳ８では、カーナビゲーション装置８からの現在位置と時刻を確認する。

ステップＳ９では、赤外線センサ３の出力値が所定赤外光放射率の値以上かどうかを判断し、所定赤外光放射率以上ならばステップＳ１１へ移行し、所定赤外光放射率未満ならばステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では、現在地の気象予測データ情報を所定のキーワードの組み合せ比較を行う。なお、気象予測データは、気象庁GPV(Grid Point Value)気象予測データを使用する。この組み合わせ比較において、２項目以上が合致するならばステップＳ１４へ移行し、１項目の合致または一致しないならばステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１１では、現在地の気象予測データ情報を所定のキーワードの組み合せ比較を行い、１項目以上が合致するならばステップＳ１４へ移行し、一致しないならばステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１２では、路面判断モードをOFFにすることを示す。

ステップＳ１３では、安全運転表示、つまり警告を発しない通常の状態であることを示す表示を行う。

ステップＳ１４では、警報音・警告表示部１３を作動させる信号を出力して、路面凍結の表示と警告音を行う。

ステップＳ１５では、車両速度センサ４の出力値が所定速度以上かどうかを判断し、所定速度以上ならばステップＳ１７へ移行し、所定速度より小さいならばステップＳ１６へ移行する。

ステップＳ１６では、車両駆動力制御部１２を作動させる信号を出力して、路面凍結状況に応じた車両駆動力制御を行わせる。

ステップＳ１７では、車両速度制御部１１を作動させる信号を出力して、路面凍結状況に応じた車両速度制御を行わせる。

ステップＳ１８では、車両制動制御部１０を作動させる信号を出力して、路面凍結状況に応じた車両制動制御を行わせる。

［路面判断・車両制御処理］
図３に示すのは、車両制御装置１の制御アンプ２で実行される目的地路面状況予測・車両制御の処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップを説明する。
なお、図２に示すフローチャートのステップＳ６の判断において、ステップＳ１９へ移行すると、本処理が行われる。

ステップＳ１９は、目的地路面予測モードに移行したことを示す。

ステップＳ２０では、目的地、目的地までの距離、時間から、どの気象データを参照するかを設定する。

ステップＳ２１では、現在地の気象予測データ情報を所定のキーワードの組み合せ比較を行い、１項目以上が合致するならばステップＳ２３へ移行し、一致しないならばステップＳ２２へ移行する。

ステップＳ２２では、安全運転表示、つまり警告を発しない通常の状態であることを示す表示を行う。

ステップＳ２３では、目的地の路面が凍結と予測される旨の警告表示を行う。

ステップＳ２４では、車両速度センサ４の出力値が所定速度値以上かどうかを判断し、所定速度値以上ならばステップＳ２６へ移行し、所定速度値より小さいならばステップＳ２５へ移行する。

ステップＳ２５では、車両駆動力制御部１２を作動させる信号を出力して、路面凍結状況に応じた車両制動制御を行わせる。

ステップＳ２６では、車両速度制御部１１を作動させる信号を出力して、路面凍結状況に応じた車両速度制御を行わせる。

ステップＳ２７では、車両制動制御部１０を作動させる信号を出力して、路面凍結状況に応じた車両制動制御を行わせる。

なお、図２のステップＳ１０，Ｓ１１、図３のステップＳ２１で行う気象予測データとの組み合わせ比較を行うキーワードとしては、天気（曇り、雪等）、外気温度が０℃以下の値、路面温度が０℃以下の値、凍結防止剤の散布、滑り止め材の散布、除雪の実施、路面粗面加工の実施（粗面加工：除雪後の氷板路面に凹凸をつけ、風による凍結防止剤又は滑り止め材の飛散を防ぎ、タイヤの磨耗抵抗を高める）などが挙げられる。
なお、凍結防止剤は、外気温度が−８℃以上の時期や路面が薄い氷板、氷膜となるような場合に散布されるものであり、凍結防止剤の散布は路面が湿潤していて、路面の摩擦抵抗が低くなっていることを示す。（本実施例１では、路面凍結の可能性大と判断する）
また、滑り止め材は、外気温度が−８℃以下になる時期や路面の氷雪が多い、厚い氷板、圧雪路面の場合に散布されるものであり、滑り止め材の散布は、路面が凍結しているが、路面の摩擦抵抗が高くなっていることを示す。（本実施例１では、路面凍結の可能性大と判断する）

［コストを抑制して確実に路面状況を把握する作用］
実施例１の車両制御装置１では、外気温度センサ４、日射センサ６、カーナビゲーション装置８、車両速度センサ７、車両制動制御部１０、車両速度制御部１１、車両駆動力制御部１２は、車両に既存の装置である。
そのため、本実施例１では、赤外線センサ３、制御アンプ２、情報装置９、警報音・警告表示部１３のコストで済むため、大きなコスト低減になる。
また、既存の装置から得る情報を用い、水分センサや発光素子を必要としないことは、現存する車両に搭載が容易なシステムとなる。

実施例１の車両制御装置１での路面凍結の判断は、外気温度が低く路面凍結の起こりやすい状況、日射量が少なく路面凍結が起こりやすい状況、路面の赤外線放射率から路面凍結とセンサ自身の性能が判断する状況、車両位置や時間から特定された気象データが示すキーワードが路面凍結の起こりやすいキーワードと一致する状況、の全てが揃った場合、及び路面の赤外線放射率からは凍結でないと判断したが、車両位置や時間から特定された気象キーワードが路面凍結の起こりやすいキーワードと２項目以上合致した場合に路面凍結と判断する。
路面の赤外線放射率からは凍結でないと判断したが、車両位置や時間から特定された気象キーワードが路面凍結の起こりやすいキーワードと２項目以上合致した場合には、その測定路面部分は、凍結していなくても、気象データからその周囲環境は、凍結の可能性が非常に高いため凍結と判断する。

本実施例では、気象情報を用いるので、路面凍結判断をより信頼性高く行うことになる。例えば、凍結防止剤の散布、滑り止め材の散布、路面粗面加工の実施がその地域で行われたならば、その走行地の付近で凍結があったことになり、走行地の路面の凍結の可能性は非常に高くなるのである。これらが、１つでも該当し、且つ車両の各センサ及び赤外線センサ３が凍結を判断するとなれば、非常に信頼性高く凍結の判断を行えるのである。

このため、非常に確実な路面凍結検知となり、誤判断による運転への影響を極力さける。また、路面判断スイッチ５によりドライバの意思により路面凍結判断をしないこともでき、運転への影響をないようにできる。
また、複数の情報から路面凍結を判断するため、車両が走行する直前の状態であっても、確実性は減少するが路面凍結の判断を行うことができる。

［路面状況を予測する作用］
実施例１の車両制御装置では、カーナビゲーション装置８から目的地、目的地までの距離と時間の情報を得ることができる場合には、目的地での路面状況の予測を行う。位置と時間から特定される目的地の気象情報が、凍結しやすいこと、もしくは凍結状態を示すキーワードと１項目でも一致するならば、目的地の路面凍結と予測し、目的地の路面状態をドライバに伝達するともに、車両を制御する。
これにより、現地点の路面が凍結していなくても、目的地の路面が凍結している場合に、早めにドライバに伝達して注意を喚起する。また、車両を制御して、凍結路面地域に車両が進入しても、良好な運転が保たれる状態にする。

効果を説明する。
実施例１の車両制御装置にあっては、以下に列挙する効果を得ることができる。
(1)路面からの赤外光の放射率を検知する赤外線センサ３と、車両の速度を検知する車両速度センサ７と、車両周囲の外気の温度を測定する外気温度センサ４と、車両への日射量を検知する日射センサ６と、カーナビゲーション装置８からカーナビゲーションの情報と時間情報を得るようにし、気象情報を取得する情報装置９と、赤外光の反射率、外気温度、日射量、気象情報から凍結を含む路面状況を判断する制御アンプ２と、判断した路面状況と車両速度に応じて車両を制御する車両制動制御部１０、車両速度制御部１１、車両駆動力制御部１２と、路面状況判断のON/OFFを切り替える路面判断スイッチ５を備えるため、乗員の意思でON/OFFができ、車両発進直前から走行状態までの全域を制御でき、水分センサ、発光素子が必要なく簡素化でき、路面状況判断の信頼性を高めることができる。

(2)カーナビゲーション装置８に目的地が入力されている場合に、カーナビゲーション装置８から、目的地の位置、目的地までの距離又は時間の情報を取得し、情報装置９から、到達する目的地の気象情報を取得し、予測される目的地到達時の目的地の気象情報から目的地の路面状況を制御アンプ２で予測するため、目的地の路面状況を予測し、目的地の路面状況に応じてドライバへの注意の喚起と車両の制御を行うことができる。

(3)制御アンプ２は、情報装置９からの気象情報と、予め用意したキーワードの所定数が合致すると、気象情報としては凍結と判断又は予測するため、車両走行地の気象情報から凍結の判断を行うことで、より正確な判断を行うことができる。
また、車両の走行前の状態でも、気象情報からの容易な判断により路面状況を判断することができる。

(4)制御アンプ２は、路面判断スイッチがONであり、外気温度が所定温度以下であり、日射量が所定日射量以下であり、赤外光の放射率が所定センサ値以上であり、気象情報が凍結している可能性が大きいことを示す場合に、路面凍結と判断するため、複数の要素から路面の凍結判断を行い、より正確に判断して、誤判断による運転への影響がないようにできる。

(5)ドライバに路面の凍結を知らせる警報音・警告表示部１３と、車両の速度を制御する車両速度制御部１１と、車両の制動を制御する車両制動制御部１０と、車両の駆動力を制御する車両駆動力制御部１２とを車両が備え、制御アンプ２は、凍結と判断した際に、警報・警告表示部１３を作動させ、車両速度が所定速度値より小さい場合には、車両駆動力制御部１２を作動させ、車両速度が所定速度値以上の場合には、車両速度制御部１１と車両制動制御部１０を作動させるため、路面凍結に対する適確な車両の制御を行うことができる。

以上、本発明の車両制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、ナビゲーション装置が時間計測手段を兼ねたが、タイマ装置等を別に設けるようにしてもよい。

実施例１の車両制御装置のブロック図である。 実施例１の車両制御装置で実行する路面状況判断・車両制御の処理の流れを示すフローチャート図である。 実施例１の車両制御装置で実行する目的地路面状況予測・車両制御の処理の流れを示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 車両制御装置
２ 制御アンプ
３ 赤外線センサ
４ 外気温度センサ
５ 路面判断スイッチ
６ 日射センサ
７ 車両速度センサ
８ カーナビゲーション装置
８ａ 車両位置情報
８ｂ 時刻（時間）情報
８ｃ 目的地、目的地への到達時間、目的地までの距離
９ 情報装置
１０ 車両制動制御部
１１ 車両速度制御部
１２ 車両駆動制御部
１３ 警告音・警告表示部

Claims (5)

1. 路面からの赤外光の放射率を検知する赤外線センサと、
   車両の速度を検知する車両速度センサと、
   車両周囲の外気の温度を測定する外気温度センサと、
   車両への日射量を検知する日射センサと、
   カーナビゲーション装置からの情報を取得する手段と、
   時間情報を検知する時間計測手段と、
   気象情報を取得する手段と、
   赤外光の反射率、外気温度、日射量、気象情報から凍結を含む路面状況を判断する路面状況判断手段と、
   判断した路面状況と車両速度に応じて車両を制御する車両制御手段と、
   前記路面状況判断手段のON/OFFを切り替える切替手段と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載された車両制御装置において、
   前記カーナビゲーション装置に目的地が入力されている場合に、
   前記カーナビゲーション装置から、目的地の位置、目的地までの距離又は時間の情報を取得し、
   前記気象情報取得手段から、到達する目的地の気象情報を取得し、
   予測される目的地到達時の目的地の気象情報から目的地の路面状況を予測する手段を備える、
   ことを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された車両制御装置において、
   前記路面状況判断手段又は前記目的地路面状況予測手段は、
   気象情報取得手段からの気象情報と、予め用意したキーワードの所定数が合致すると、気象情報としては凍結と判断又は予測する、
   ことを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１〜請求項３に記載された車両制御装置において、
   前記路面状況判断手段は、
   前記切替手段がONであり、
   外気温度が所定温度以下であり、
   日射量が所定日射量以下であり、
   赤外光の放射率が所定センサ値以上であり、
   気象情報が凍結している可能性が大きいことを示す場合に、
   路面凍結と判断する、
   ことを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１〜請求項４に記載された車両制御装置において、
   ドライバに路面の凍結を知らせる警告手段と、
   車両の速度を制御する車両速度制御手段と、
   車両の制動を制御する車両制動制御手段と、
   車両の駆動力を制御する車両駆動力制御手段と、
   を車両が備え、
   前記車両制御手段は、
   前記路面状況判断手段が凍結と判断した際に、
   前記警告手段を作動させ、
   車両速度が所定速度値より小さい場合には、前記車両駆動力制御を作動させ、
   車両速度が所定速度値以上の場合には、前記車両速度制御と前記車両制動制御を作動させる、
   ことを特徴とする車両制御装置。

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