JP2007038918A - スタック脱出支援装置およびスタック脱出支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 専用装置を用いることなく、スタック状態からの脱出の支援ができるスタック脱出支援装置を提供する。
【解決手段】 スタック脱出支援装置は、アブソーバユニット１２を用いて車高を下げ、少なくとも車体底部の一部で車両１０を実質的に支持してスタック状態の車輪１４を砂地路から引き上げる。続いて、再びアブソーバユニット１２を用いて引き上げた車輪１４を砂地路に対し押し下げて車体底部を砂地路から離間させる。その結果、車輪１４と砂地路の接触状態を変化させて、砂地路に対する車輪１４のグリップ性を変化させ、車輪駆動によりスタック状態から脱出できるように支援する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スタック脱出支援装置およびスタック状態脱出支援方法、特に、容易に車輪をスタック状態から脱出できるように支援するスタック脱出支援装置およびスタック脱出支援方法に関する。

車両が砂地を走行する場合、または、砂地で停車した状態から走行を開始しようとする場合、アクセルの踏み過ぎなどにより、車輪が空転してしまう場合がある。この空転状態が継続すると、車輪が砂に潜り込み、車両が動けなくなってしまう場合がある。いわゆる「スタック状態」に陥る場合がある。この状態で車輪の回転を継続させると、さらに車輪が砂に潜り込み、車体底部が砂地に接触して車輪が完全にグリップを失ってしまう。いわゆる「完全スタック状態」に陥る。車輪がスタック状態に陥った場合、砂と車輪との間の接触状態を変化させて車輪の空転を抑制して脱出することが考えられる。例えば、砂に埋まった車輪を掘り出したり、車輪の下に木材や毛布を挿入することにより車輪の空転の低減や抑制を行うことにより、スタック状態から脱出できる場合がある。

このようなスタック状態からの脱出を車両に搭載された装置により行う技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、車体底部に備えたジャッキにより車両の全車輪を地面から離れるまで持ち上げることを可能にする車両の開示がある。全車輪を地面から離れるまで持ち上げことにより車輪の下に石や板を容易に敷くことが可能になりスタック状態からの脱出を支援している。また、特許文献２には、駆動輪がスタックしていると判断したときに、車輪の中心と車体間の相対距離を任意に変化させて、車両重量を超えた荷重を車輪の接地面に加えることのできる車両が開示されている。車両重量を超えた荷重を車輪の接地面に加えることにより車輪のグリップ力を引き上げスタック状態からの脱出を可能にしている。この他、特許文献３にもスタック状態からの脱出を支援する技術が開示されている。
特開平９−３０１１３７号公報 特開平１０−３０５７１７号公報 実開平５−６５７２０号公報

しかし、上述したように、スタック状態からの脱出を支援する装置は、いずれもスタック状態から脱出するために特殊な専用装置を備える必要がある。車両がスタック状態に陥るケースはそれほど頻繁にあるわけではなく、そのためだけに特殊な装置を車両に搭載するのは、コスト的に好ましくない。また、車両重量の増加を招き、車両性能上も好ましくない。その反面、実際にスタック状態に陥った場合に容易にその状態から脱出できることが好ましく、従来から搭載されている機器を活用したスタック脱出支援装置およびスタック脱出支援方法の提案が要望されている。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、専用装置を用いることなく、スタック状態からの脱出の支援が行えるスタック脱出支援装置およびスタック脱出支援方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様では、車輪がスタック状態になった場合に、前記車輪をスタック状態から脱出させることを支援するスタック脱出支援装置であって、車体に対する車輪の懸架状態を変化させて、少なくとも駆動輪側の車高を調整する車高調整手段と、前記車高調整手段により車高を下げ、少なくとも車体底部の一部で車体を実質的に支持してスタック状態の前記車輪を路面から引き上げ、続いて、引き上げた前記車輪を路面に対し押し下げて車体底部を路面から離間させることにより、前記車輪と路面の接触状態を変化させる車高制御手段と、を含むことを特徴とする。

ここで車高調整手段は、例えば、空気式や油圧式の車高調整機能付きの懸架装置を用いることができる。この態様によれば、車高調整手段を駆動して車両の車高を下げることにより、少なくとも車体底部の一部で車体を実質的に支持し、スタック状態の車輪を路面から引き上げられる。また、既に車体底部の一部が路面と接触している場合にも、車高を下げることにより、車体底部の一部で車体を実質的に支持し、スタック状態の車輪を路面から引き上げられる。つまり、車輪を路面から浮き上がらせるか、または路面と車輪の接触面積を減少させられる。その後、車輪を路面に対して押し下げ、車体底部を路面から離間させる。スタックを招く路面は流動性が高いため、車輪の上下動作によりスタック状態の車輪と路面との接触状態が変化し、路面に対する車輪のグリップ特性が変わる。グリップ特性を変化させた状態で車輪を駆動することによりスタック状態から脱出できる可能性が増大する。つまり、スタック状態からの脱出を支援することができる。この場合、本来車両の乗り心地改善や安定走行性の向上など他の目的で利用する車高調整手段を利用するので、専用の構造を追加することなくスタック脱出支援装置を構成できる。

また、上記態様において、前記車高制御手段は、前記車輪を路面から引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作を複数回繰り返しおこなってもよい。この場合、車輪と路面の接触状態を効率的かつ大きく変化できるので、路面に対する車輪のグリップ特性も大きく変えられる。その結果、スタック状態からの脱出を迅速にできる。

また、上記構成において、さらに、車両が砂地走行を行っているか否かを判定する砂地走行判定手段を有してもよい。一般に、車両が砂地路を走行している際の走行抵抗は、通常路を走行している際の走行抵抗よりも大きい。このため、砂地路を走行している車両の駆動輪の推定車輪加速度と実車輪加速度との偏差は、通常路を走行している際の駆動輪の推定車輪加速度と実車輪加速度との偏差よりも大きくなる。従って、砂地走行判定手段は、例えば車両の加速時における駆動輪の推定車輪加速度と実車輪加速度との偏差と予め定められた基準値とを比較することにより砂地走行判定ができる。この態様によれば、スタックの原因が砂地走行によるものであることが容易に認識でき、スタックした場合、早期の段階でスタック脱出支援ができる。なお、ここで砂地とは、砂地と同等の路面を含み、例えば砂利地なども含む。また、砂や砂利の粒径は任意であり、実質的に車輪のグリップを低下させる粒径であれば砂地路を構成するものと見なすものとする。

また、上記構成において、前記車高制御手段は、前記車輪がスタック状態になった場合に、前記車輪を路面から引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作をユーザの指示により行う手動モードと、前記砂地走行判定手段により砂地走行であると判定され前記車輪がスタック状態になった場合に、前記車輪を路面から引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作を自律的に行う自動モードを有してもよい。この態様によれば、スタック状態に応じてスタック脱出支援動作を行うことができる。例えば、手動モードの場合、車高調整手段による脱出支援動作を行う前に、事前作業として路面と車輪の接触状態を確認したり、効率的な脱出ができるように車輪と路面の接触状態をある程度変化させることもできる。その結果、車高調整手段による効率的な脱出支援を行うことができる。また、自動モードの場合は、直ちにスタック脱出作業を行うことができる。

また、上記構成において、前記車高制御手段が前記車輪を引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作を行った後に動作するトラクション制御手段をさらに有し、前記トラクション制御手段は、アクセル踏み込み量に拘わらず、前記車輪が空転しない許容スリップ範囲内のトラクション制御を行うようにしてもよい。車輪を路面から引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作を行うことにより車輪と路面の接触状態を変化させても、大きな駆動力で車輪を駆動した場合、再度スタックしてしまうことがある。この態様によれば、アクセル操作に拘わらず、車輪が空転しない許容スリップ範囲内でトラクション制御を行うので、スタックの再発を防止できる。

上記課題を解決するために、本発明の別の態様では、車両の車輪がスタック状態になった場合に、前記車輪をスタック状態から脱出させることを支援するスタック脱出支援方法であって、少なくとも駆動輪側の車高を調整し、少なくとも車体底部の一部で車体を実質的に支持してスタック状態の前記車輪を路面から引き上げるステップと、引き上げた前記車輪を路面に対して押し下げ車体底部を路面から離間させて前記車輪と路面の接触状態を変化させるステップと、前記路面との接触状態が変化した車輪を駆動し、スタック位置から車輪を脱出させるステップと、を含むことを特徴とする。この態様によれば、車高調整機能を用いて容易にスタック状態からの脱出支援をすることができる。

本発明のスタック脱出支援装置およびスタック脱出支援方法によれば、専用装置を用いることなく、容易にスタック状態からの脱出支援をすることができる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

本実施形態のスタック脱出支援装置およびスタック脱出支援方法は、車高調整手段を用いて車高を下げ、少なくとも車体底部の一部で車体を実質的に支持してスタック状態の車輪を路面から引き上げる。続いて、再び車高調整手段を用いて引き上げた車輪を路面に対し押し下げて車体底部を路面から離間させる。この動作により、車輪と路面の接触状態を変化させて、路面に対する車輪のグリップ性を変化させ、車輪駆動によりスタック状態から脱出できるように支援するものである。本実施形態では、砂地において車輪がスタック状態になった場合に、車高調整手段を利用して、車輪の上下動作を行い、路面に対する車輪のグリップ性を回復させてスタック状態から脱出できるように支援する例を説明する。

図１は、本実施形態のスタック脱出支援装置を搭載する車両１０の構成概念図である。なお、図１は、本実施形態のスタック脱出支援装置に関連する構成のみを示し、他の構成は省略している。本実施形態では、車輪が砂地でスタックしたときに、そのスタック状態から脱出を支援するアクチュエータとして、従来車両の乗り心地改善や走行安定性向上などを目的として搭載される車高調整手段を用いる。車高調整手段として、例えば電子制御式のエアサスペンションや油圧サスペンションに含まれる車高調整機能付きのアブソーバユニットを用いることができる。本実施形態では、電子制御式のエアサスペンションのアブソーバユニット１２を用いて説明する。

アブソーバユニット１２は周知のものが利用可能であり、例えば、アブソーバユニット１２に形成されたチャンバーに空気を出し入れし、当該アブソーバユニット１２の伸縮を行い車高を変化させるものが使用できる。このアブソーバユニット１２は、両端部で車輪１４を支持するサスペンションの一部であり、下端部がサスペンションアーム１６（車輪１４側）に接続され、上端部が車体側（ボディ）に接続されている。したがって、車両が走行中に路面から振動や衝撃を受けてもアブソーバユニット１２の振動減衰効果によってその振動や衝撃を吸収し、乗り心地の改善や走行安定性の向上に寄与している。また、上述のようにアブソーバユニット１２のチャンバーに空気を出し入れすることによりアブソーバユニット１２自体の伸縮を行うことができ、車体に対する車輪１４の高さを変化させられる。その結果、車輪１４が接地している場合は車体の高さ（車高）を変化させることができる。

アブソーバユニット１２の伸張動作は、例えばサスペンションを構成するロアアームなどに接続された車高センサ１８で検出された現在の車両１０の車高データに基づき行われる。例えば、車両１０の積載量や乗員数が変化した場合、その重量により車高は変化する。このときアブソーバユニット１２を制御すれば車高をほぼ一定の高さに制御できる。その結果、車両姿勢が安定し、ばね上共振周波数をほぼ一定に維持できるようになり、快適な乗り心地や操作性の安定化に寄与できる。また、車速によって車高を変化させることも可能であり、安定した走行の実現に寄与できる。

アブソーバユニット１２には、配管２０を介して、コンプレッサ２２および低圧タンク２４が接続されている。コンプレッサ２２は、車高を上昇させるためにアブソーバユニット１２のチャンバーに送り込む圧縮空気を高速に発生する。また、低圧タンク２４は、車高を降下させるためにアブソーバユニット１２のチャンバーから高速に空気を抜くために用いられる。配管２０上には、アブソーバユニット１２ごとにコントロールバルブ２６が配置されている。このコントロールバルブ２６は、車高制御手段として機能するＥＣＵ２８により開閉制御が行われ、コンプレッサ２２および低圧タンク２４と、アブソーバユニット１２との接離が行われる。ＥＣＵ２８は、コントロールバルブ２６の制御を車高センサ１８から提供される車高データに基づき行う。したがって、車体に対するサスペンションアーム１６の高さ状態を車高センサ１８で検出することにより、アブソーバユニット１２を最適な伸縮状態として車高制御を実現する。

また、本実施形態において、ＥＣＵ２８は、車両１０が現在砂地路を走行しているか否かの判断を行う砂地走行判定部２８ａを含んでもよい。この場合、ＥＣＵ２８は、各車輪１４の車輪加速度を検出するための車輪速センサ３０や車両１０全体としての加速度を検出する車両加速度センサ３２などからのデータを受け取っている。一般に、車両１０が砂地路を走行している際の走行抵抗は、通常路を走行している際の走行抵抗よりも大きい。このため、砂地路を走行している車両１０の車輪１４（駆動輪）の推定車輪加速度と実車輪加速度との偏差は、通常路を走行している際の駆動輪の推定車輪加速度と実車輪加速度との偏差よりも大きくなる。従って、砂地走行判定部２８ａは、例えば車両１０の加速時における車輪１４の推定車輪加速度と実車輪加速度との偏差と予め定められた基準値とを比較することにより、現在車両１０が砂地路を走行しているか否かの判断を行うことができる。なお、基準値を複数種類準備することにより、様々な状態の砂地判定が可能になる。

また、本実施形態のスタック脱出支援装置においては、スタック状態からの脱出支援動作をユーザの指示により行う手動モードと、砂地走行判定部２８ａにより砂地走行であると判定され、車輪１４がスタック状態になった場合に自律的に行う自動モードとの少なくとも一方を備えていてもよい。手動モードのみを有する場合、または手動モードと自動モードの両方を有する場合、ＥＣＵ２８には操作スイッチ３４が接続される。手動モードのみの場合、操作スイッチ３４は、例えばＯＮ／ＯＦＦスイッチとすることができる。また、手動モードと自動モードを選択可能とする場合は、複数のＯＮ／ＯＦＦスイッチやロータリースイッチなどを採用できる。なお、アブソーバユニット１２の駆動による車高上下動作は、安全上、車両１０が停止している場合に行うことが望ましい。そのため、ＥＣＵ２８には、車両１０の停止を判断するために車速センサやブレーキセンサなどからの情報も入力されるようになっている。

さらに、本実施形態においては、アブソーバユニット１２を駆動して車輪１４と路面との接触状態を変化後に、再度スタックを招くことなく車輪１４を駆動して脱出を成功させるトラクション制御部３６がＥＣＵ２８と接続されている。本実施形態において、アブソーバユニット１２は車輪１４の上下動作を行うことにより車輪１４と路面（砂地路）の接触状態を変化させている。その結果、車輪１４のグリップ性を回復させ、スタック状態から脱出させるものであるが、折角、車輪１４のグリップ性を回復しても車輪１４に過剰の駆動力を与えてしまっては、再びスタック状態を招く虞がある。そのため、トラクション制御部３６は、アクセル踏み込み量に拘わらず、車輪１４が空転しない許容スリップ範囲内のトラクション制御を行うようになっている。

このように構成されるスタック脱出支援装置の動作を図２のスタック脱出支援動作イメージ図および図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３のフローチャートは、スタック状態になったことをユーザが認識し、手動でスタック脱出支援動作をスタートさせる場合の流れが示されている。

ここで、スタック状態とは、車輪１４に駆動力を伝達しても車輪１４が砂に埋まり、車両１０が前進または後退できなくなった状態を意味する。例えば、図２(ａ)に示すように、車輪１４が深く砂に埋まり、車体底部１０ａが砂地面に接触して身動きができなくなった「完全スタック状態」の他、その前の段階で、車輪１４が砂に埋まっているものの、車体底部１０ａが砂地面に接触していない状態である「初期スタック状態」も含むものとする。いずれの場合も車輪１４は砂をかき出すのみで、路面に対するグリップ力が低下し空回りし前進または後退ができない状態になっている。

図２(ａ)に示すように、車両１０がスタック状態に陥ったことをユーザが認識した場合、ユーザは操作スイッチ３４を押下操作する（Ｓ１００）。ＥＣＵ２８は、操作スイッチ３４の操作を認識すると、アブソーバユニット１２の駆動による脱出支援制御を行ってよいか否かを判断するため、現在車速が０ｋｍ／ｈか否か、つまり、車両１０が停止状態か否かの判断を車速センサからの入力情報に基づき行う（Ｓ１０２のＹまたはＮ）。これは、走行中などに操作スイッチ３４が誤操作され、車高が変化してしまうことを防止するためである。もし、車速が０ｋｍ／ｈでない場合（Ｓ１０２のＮ）、ＥＣＵ２８は脱出支援制御禁止フラグをＯＮし（Ｓ１０４）、操作スイッチ３４の操作を無効にする。そして、ユーザに脱出支援制御が禁止されたことを示すメッセージを出力し（Ｓ１０６）、一連の脱出支援制御を終了する。なお、このメッセージの出力は任意であるが、音声出力やディスプレー表示により実施できる。例えば「車両が停止していないのでスタック脱出支援制御は行えません。車両を停止してから再度操作を行ってください」などと出力することができる。この他、ＬＥＤなどの警告ランプやビープ音によってユーザに制御が禁止された旨を通知するようにしてもよい。

一方、ＥＣＵ２８がＳ１０２において、車速０ｋｍ／ｈであると判断した場合、さらに、ＥＣＵ２８は車両１０のブレーキがＯＮされているか否かの判断をブレーキセンサからの情報に基づき行う（Ｓ１０８のＹまたはＮ）。この場合、ブレーキセンサからの情報とは、車両１０の停止状態が維持されていることを検出するセンサであればよく、例えば、フットブレーキセンサやパーキングブレーキセンサ、パーキングレンジであることを示すポジションセンサなどからの情報とすることができる。もし、ＥＣＵ２８がブレーキがＯＮされていないと認識した場合（Ｓ１０８のＮ）、ＥＣＵ２８は脱出支援制御禁止フラグをＯＮし（Ｓ１０４）、操作スイッチ３４の操作を無効にする。そして、ユーザに脱出支援制御が禁止されたことを示すメッセージを出力し（Ｓ１０６）、一連の脱出支援制御を終了する。なお、このメッセージの出力は任意であるが、音声出力やディスプレー表示により実施することができる。例えば「ブレーキがＯＮされていないのでスタック脱出支援制御は行えません。ブレーキをＯＮしてから再度操作してください」などと出力することができる。この他、ＬＥＤなどの警告ランプやビープ音によってユーザに制御が禁止された旨を通知するようにしてもよい。

ＥＣＵ２８が、Ｓ１０８でブレーキがＯＮされていると認識した場合、ＥＣＵ２８は脱出支援制御許可フラグをＯＮし（Ｓ１１０）、アブソーバユニット１２による車高ダウン制御を開始する（Ｓ１１２）。すなわち、ＥＣＵ２８は、コンプレッサ２２を配管２０から切り離すと共に、低圧タンク２４を配管２０に接続し、さらに、アブソーバユニット１２に対応して配置されたコントロールバルブ２６開動作する。その結果、アブソーバユニット１２のチャンバーの空気が急速に低圧タンク２４に移動し、アブソーバユニット１２のストロークが短くなる。その結果、アブソーバユニット１２のストロークが短くなり車高が低くなり、少なくとも車体底部１０ａの一部で車体を実質的に支持するようになる。さらに、アブソーバユニット１２のストロークが短くなると、車輪１４は砂地路から引き上げられる。つまり、車輪１４が図２（ｂ）に破線で示す状態から実線示す状態に移行する。その結果、車輪１４引き上げ前の砂地面と引き上げ後の車輪１４との間に空間が形成される。砂は流動性が高いので、この空間（ハッチング部分Ａ）に周囲から砂が流れ込む。このときアブソーバユニット１２が縮む量は適宜設定することができる。例えば、車輪１４一部が砂地路に接触している状態でも、スタック初期の状態より車輪１４が引き上げられていれば、砂の流れ込む空間が形成されるので、車輪１４と砂地路との接触状態は変化する。しかし、車輪１４をスタック状態になる前の接地状態に戻すことが望ましい。したがって、車輪１４を砂地面から完全に浮かせるように、最小ストロークまで縮めることが望ましい。

なお、図２(ａ)の状態は、完全スタック状態を示しており、車体底部１０ａが砂地路に接触している。ただし、この時点では、車輪１４も砂地路に接地しており、車両１０は車輪１４と車体底部１０ａにより支持されている。この状態から車高を下げる動作を行うことにより、車両１０は少なくとも車体底部１０ａの一部で車体を実質的に支持することになり、車輪１４を砂地路から浮き上がらせることができる。また、車体底部１０ａが砂地路に接触していない初期スタック状態では、アブソーバユニット１２により車高を下げることにより、まず車体底部１０ａが砂地路に接触し車両１０は少なくとも車体底部１０ａの一部で車体を実質的に支持され、さらに車高を下げる動作を行うと完全スタック状態の場合と同様に車輪１４を砂地路から浮き上がらせることができる。

ＥＣＵ２８は、車高センサ１８からの情報に基づき車輪１４の引き上げ完了を確認したら、続いて車高アップ制御を開始する（Ｓ１１４）。つまり、コントロールバルブ２６を一時的に閉動作し、配管２０から低圧タンク２４を分離する。そして、配管２０にコンプレッサ２２を接続し、コントロールバルブ２６を再度開動作し、コンプレッサ２２で発生する高圧空気をアブソーバユニット１２のチャンバーに導入し、アブソーバユニット１２のストロークを伸ばす。その結果、砂地面から浮いていた車輪１４は砂が流れ込んだハッチング部分Ａの上に接地し車両１０を支える。アブソーバユニット１２のストロークをさらに伸ばせば、図２（ｃ）に示すように、車体底部１０ａは砂地路から離間し、車両１０はスタック状態に陥る前の状態になる。つまり、砂を車輪１４の下に流し込むことにより車輪１４と砂地路の接触状態を変化させ、車輪１４のグリップ性を回復させて、スタック状態からの脱出を支援する。

このときアブソーバユニット１２が伸びる量は適宜設定することができるが、車体底部１０ａを砂地路から完全に離間させることが必要なので、最大ストロークまで伸ばすことが望ましい。なお、Ｓ１１２の車高ダウン動作が完了し、車高アップ動作を開始するまでの間に例えば１０秒程度の休止時間を設けてもよい。休止時間を設けることによりハッチング部Ａへ砂が流れ込む時間を確保することができる。

本実施形態の場合、Ｓ１１２における「車高ダウン」制御、すなわち車輪１４を浮き上がらせる制御は、１回行えばハッチング部Ａへ砂を流れ込ませることが可能で、車輪１４と砂地路面の接触状態を変化させることができる。しかし、制御オプションとして、アブソーバユニット１２による車高のダウン／アップ動作を複数回行うようにしてもよい。ハッチング部Ａへの砂の流れ込みは、砂自体の粒径や車輪１４が当初掘り下げた深さや形状などにより異なる。そこで、本実施形態において、ＥＣＵ２８は、車高のアップ／ダウン動作を複数回、例えば５回繰り返し行う（Ｓ１１６のＹまたはＮ）。複数回車輪１４の上下動作を行うことにより砂の流動を誘発し、車輪１４と砂地路の接触状態を効率的かつ大きく変化させることができる。つまり、砂地路に対する車輪１４のグリップ特性も大きく変えることができる。その結果、スタック状態からの脱出支援を迅速に行うことができる。

車高のアップ／ダウン動作が所定回数終了した場合（１回の場合も含む）、ＥＣＵ２８は、脱出走行処理を行う（Ｓ１１８）。例えば、音声やディスプレイ表示、その他、ＬＥＤ表示やビープ音などの許可報知手段により前進または後退してもよい旨をユーザに伝え、一連のスタック脱出支援処理を終了する。ユーザは、低速ギアにより慎重に車両１０を発進させることにより、スタック状態からの脱出できる。なお、ＥＣＵ２８は、ユーザからの入力や車輪１４の加速度検出などによりスタック状態からの脱出が完了したことを認識した場合、アブソーバユニット１２を駆動して、走行に最適な状態に車高を戻すことが望ましい。

このように、本実施形態によれば、他の車両制御のために搭載されたアブソーバユニット１２を用いて車輪１４がスタック状態から脱出することを支援できる。その結果、車両の構成を大きく変更することなく、また、スタック脱出支援用の機器を新たに搭載することなく、スタック脱出支援装置を構成できる。したがって、既存の車両でも容易にスタック脱出支援装置を構成できる。また、車両重量の増加や部品点数の増加、コストアップを招くことがなく、容易にスタック脱出支援装置を車両に搭載できる。

前述したように、スタックは、過剰なアクセルの踏みすぎにより発生することが多い。そこで、図３のＳ１１８における「脱出走行処理」をＥＣＵ２８の制御により実行するようにしてもよい。

図４には、ＥＣＵ２８が行う脱出走行処理のフローチャートが示されている。Ｓ１１８において、ＥＣＵ２８は車高センサ１８の経時的変化を検出できる。つまり、ＥＣＵ２８はその出力値変化に基づき、車高をダウン／アップして行うグリップ回復処理が完了したことを示すフリップ回復フラグがＯＮしたか否かを確認できる（Ｓ２００のＹまたはＮ）。もし、グリップ回復フラグがＯＮしている場合（Ｓ２００のＹ）、ＥＣＵ２８は、トラクション制御部３６に対し、砂地発進フラグをＯＮする（Ｓ２０２）。トラクション制御部３６は、ＥＣＵ２８からの情報に基づき、砂地発進フラグのＯＮを確認すると、トラクション制御を「脱出モード」へ切り替え（Ｓ２０４）、脱出トラクション制御を実施する（Ｓ２０６）。ここで、脱出モードとは、ユーザが操作するアクセル踏み込み量に拘わらず、車輪１４が空転しない許容スリップ範囲内でトラクション制御を行うモードである。

図５には、同一のアクセル操作量に対する通常モード時のエンジン出力Ｎと脱出モード時のエンジン出力Ｓが示されている。また、図５において、閾値Ｐ1は、通常路走行時のトラクション制御に対する通常許容スリップ量を示し、閾値Ｐ2は、砂地路走行時のトラクション制御に対する砂地許容スリップ量を示している。通常モードでは、発進をスムーズに行うために、ユーザが操作するアクセル開度に対し、初期のエンジン出力を大きくし、その後、車輪１４がスピンしないように閾値Ｐ1以下になるようなトラクション制御が行われる。一方、脱出モードの場合、ユーザが操作するアクセル開度に拘わらず、車輪が空転しない閾値Ｐ2以下の許容スリップ範囲内のトラクション制御が行われる。つまり、ユーザがアクセルを過剰に踏んでしまった場合でも、エンジン出力は閾値Ｐ2以下に抑えられるように制御される。なお、脱出動作は、ある程度のトラクションも必要とされるので、ユーザが過小アクセル操作しかしない場合でも、図５に示すエンジン出力Ｓになるように増出力制御を行ってもよい。なお、図５に示すように、脱出モードでは、アクセルＯＮ時の初期のスリップを抑制するために、エンジン出力勾配も通常モードのときに比べ小さくしている。

スタック状態からの脱出が成功した場合、エンジン出力に対し、車輪１４の加速度が発生するので、ＥＣＵ２８は車輪速センサ３０からの情報に基づき脱出に成功したか否か判断できる（Ｓ２０８のＹまたはＮ）。ＥＣＵ２８は脱出に成功したと判断した場合（Ｓ２０８のＹ）、Ｓ１１８の処理を終了し、全体のスタック脱出支援処理を終了する。一方、脱出が完了していないと判断した場合（Ｓ２０８のＮ）、例えば、車輪１４に加速度が発生していない場合、つまり、再度スタックしてしまった場合、脱出のやり直し処理を行う（Ｓ２１０）。具体的には、図３のＳ１０２以降の処理を行うことになる。そして、Ｓ２００に戻り、再度脱出処理完了フラグがＯＮしたか否かを判断しＳ２００以下の処理を繰り返す。

このように、本実施形態のスタッド脱出支援装置によれば、アブソーバユニット１２の駆動により、車輪１４を上下動して、砂を車輪１４の下に取り込み、埋没した車輪１４をスタック前と同等の状態に戻す。さらに、その状態から再びスタックが発生しないように、トラクション制御を行いながらスタック発生位置からの脱出を行わせることができる。したがって、スタック状態からの脱出を迅速に行えるように支援することができる。

上述した例では、砂地スタック状態に陥ったことをユーザが判断し、操作スイッチ３４を操作して手動モードでスタック状態からの脱出支援動作を実行させた。図６では、ＥＣＵ２８側で砂地路におけるスタックからの脱出支援が必要か否かを判断し、自律的にスタック脱出支援動作を開始する例を示す。

ＥＣＵ２８の砂地走行判定部２８ａは、車両１０の走行中常時または定期的に砂地走行か否かを判定する（Ｓ３００のＹまたはＮ）。もし、砂地走行判定部２８ａが砂地走行ではないと判断した場合（Ｓ３００のＮ）、ＥＣＵ２８は、現在、砂地スタック脱出支援が必要ないと判断し、砂地スタック脱出支援不要フラグをＯＮする（Ｓ３０２）。そして、必要に応じてその旨を示すメッセージを出力し（Ｓ３０４）、一連のスタック脱出支援処理を終了する。メッセージの出力は、例えばＬＥＤの点灯／消灯など簡易的にできるが、音声やディスプレイ表示など任意の手段を用いてもよい。

また、砂地走行判定部２８ａが現在砂地走行であると判断した場合（Ｓ３００のＹ）、ＥＣＵ２８は、車速センサからの情報に基づき、車両１０が停止中か否か、つまり速度０ｋｍ／ｈか否かを判断する（Ｓ３０６のＹまたはＮ）。速度がある場合（Ｓ３０６のＮ）、ＥＣＵ２８はスタック状態ではないと判断し、処理をＳ３０２に移行し、一連の処理を終了する。Ｓ３０２で車両１０が停止中であると判断した場合（Ｓ３０６のＹ）、ＥＣＵ２８は、車両加速度センサ３２の値を記憶する。例えば、車両１０が傾いた状態で停止している場合、車両加速度センサ３２の出力値はオフセットされた固定値が出力されるので、この時点で基準値を取得しておく。そしてＥＣＵ２８、シフトポジションセンサからの情報に基づき、現在シフトレバーが「Ｐレンジ」または「Ｎレンジ」以外に操作されているか否かの判断を行う（Ｓ３０８のＹまたはＮ）。もし、シフトレバーが「Ｐレンジ」または「Ｎレンジ」の場合（Ｓ３０８のＮ）、ＥＣＵ２８は、ユーザに車両１０を走行させる意志はなく、仮にスタックが発生していたとしても脱出の意志がないと判断し、処理をＳ３０２に移行し、一連の処理を終了する。一方、現在のシフトレバーの位置が「Ｄレンジ」など走行レンジにある場合（Ｓ３０８のＹ）、ＥＣＵ２８は、ユーザに走行の意志があるものと判断し、アクセルが開操作中か否かを判断する（Ｓ３１０のＹまたはＮ）。アクセルが開操作中でない場合（Ｓ３１０のＮ）、ＥＣＵ２８はシフトレバーの位置が「Ｄレンジ」にあるものの実質的にユーザはアクセルを踏み込んでおらず、走行の意志がないと判断する。そして、仮にスタック状態であったとしてもスタック脱出の意志が現段階でないと判断し、処理をＳ３０２に移行し、一連の処理を終了する。また、アクセルが開操作中の場合（Ｓ３１０のＹ）、ＥＣＵ２８はユーザに走行の意志があると判断し、さらに、車輪速センサ３０からの情報に基づき車輪速度があるか否かを判断する（Ｓ３１２のＹまたはＮ）。アクセルを踏み込み、かつ車輪速度が存在しない場合（Ｓ３１２のＮ）、ＥＣＵ２８は何らかの原因により車輪１４がロックしているものと判断し、車両１０が動かないのはスタック以外の原因であり、砂地スタック脱出支援は不要であると判断する。そして、ＥＣＵ２８は処理をＳ３０２に移行し、一連の処理を終了する。

一方、Ｓ３１２で車輪速度が存在する場合（Ｓ３１２のＹ）、つまり車輪１４が回転している場合、車両１０の車両加速度センサ３２の値に変化がないか否かを判断する（Ｓ３１４のＹまたはＮ）。車両加速度センサ３２の値に変化がある場合（Ｓ３１４のＮ）、車両１０は移動している状態であると判断できる。また、仮にスタックしていたとしても車輪１４の駆動により脱出し走行を開始しているものと判断できる。したがって、ＥＣＵ２８は、処理をＳ３０２に移行し、一連の処理を終了する。

Ｓ３１４において、車両加速度センサ３２の出力値に変化がない場合（Ｓ３１４のＹ）、ＥＣＵ２８は、ユーザがスタック状態から脱出を試みていると判断する。つまり、走行レンジでアクセルを踏んでいるが、車輪が空回りをし車両１０が移動できない状態になっていると判断し、ＥＣＵ２８は砂地スタック脱出支援必要フラグをＯＮする（Ｓ３１６）。

以後、ＥＣＵ２８は、図３のフローチャートのＳ１０８以降の処理を自律的に始動する。つまり、ブレーキがＯＮされているかを判断し（Ｓ３１８のＹまたはＮ）、ブレーキがＯＮされていれば（Ｓ３１８のＹ）、ＥＣＵ２８は脱出支援制御許可フラグをＯＮする（Ｓ３２０）。そして、アブソーバユニット１２の駆動により車高のダウン／アップを所定回数（各１回でもよい）行う脱出支援処理を実行する（Ｓ３２２）。続いて、脱出トラクション制御を用いた脱出走行処理を実行し（Ｓ３２４）、脱出が完了したら一連の砂地スタック脱出支援処理を終了する。一方、Ｓ３１８において、ブレーキがＯＮされていない場合には（Ｓ３１８のＮ）、ＥＣＵ２８は脱出支援制御禁止フラグをＯＮし（Ｓ３２６）、ユーザに脱出支援制御が禁止されたことを示すメッセージを出力する（Ｓ３２８）。メッセージ出力は音声出力やディスプレー表示により実施することができる。例えば「ブレーキがＯＮされていないのでスタック脱出支援制御は行えません。ブレーキをＯＮしてください」などと出力することができる。この他、ＬＥＤなどの警告ランプやビープ音によってユーザに制御が禁止された旨を通知するようにしてもよい。ＥＣＵ２８の処理はＳ３１８に移行し、ブレーキがＯＮされたか否かの監視を行い、Ｓ３１８以降の処理を継続的に実行する。

このように、本実施形態においては、砂地路においてスタックが発生したか否かを検出し、砂地スタックが発生している場合、アブソーバユニット１２を用いたスタック脱出支援を自動的に行うので、車両１０がスタック状態に陥ってもスムーズかつ迅速にその状態から脱出できるように支援できる。

なお、上述した本実施形態において、砂地とは、粒径の細かい一般的な砂の他、ある程度粒径の大きな砂利なども含み、砂利の場合でも、上述した砂の例と同様にアブソーバユニット１２の駆動により車輪１４と路面との接触状態を変化させることができる。その結果、スタック状態からの脱出支援を細かい砂の場合と同様に行い、同様な効果を得ることができる。なお、ぬかるみでのスタックや雪でのスタックにおいても、アブソーバユニット１２の駆動により車輪１４を上下動作させて車輪１４と路面との接触状態を変化させることができる。この場合、砂や砂利に比べ、車輪１４と路面との接触状態の変化は少なくなる場合があるが、車輪１４の上下動作を複数回行うことにより、接触状態の変化を増大できる。その結果、スタック脱出支援を行うことができる。

また、図１の構成では、車両１０の４輪全てのアブソーバユニット１２を駆動制御する例を示した。４輪全てで制御を行う場合、最も効果的にスタック脱出支援を行うことができるが、アブソーバユニット１２の駆動は少なくとも駆動輪に対して行えば、上述した効果を得ることができる。例えば、ＦＦ車両であれば、前輪のみ、ＦＲ車両であれば後輪のみで、アブソーバユニット１２の駆動により車輪１４を上下動作させて車輪１４と路面との接触状態を変化させればよい。また、４ＷＤ車両であれば、４輪全て、或いは前輪または後輪を制御することによって、上述と同様な効果を得ることができる。また、本実施形態では車高調整手段として、アブソーバユニット１２を用いる例を説明したが、何らかの動力源を用いて車高調整を行えるものであれば、本実施形態と同様な効果を得ることができる。例えば、モータ出力やエンジン出力を用いた車高調整手段でもよい。

本実施形態に係るスタック脱出支援装置を搭載する車両の構成概念図である。 本実施形態に係るスタック脱出支援装置を搭載する車両のスタック脱出支援イメージを説明する説明図である。 本実施形態に係るスタック脱出支援装置の手動モードでの動作を説明するフローチャートである。 図３のフローチャートにおける脱出走行処理を詳細に説明するフローチャートである。 図４に示す脱出走行処理におけるエンジン出力状態を説明する説明図である。 本実施形態に係るスタック脱出支援装置の自動モードでの動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両、 １０ａ 車体底部、 １２ アブソーバユニット、 １４ 車輪、 １６ サスペンションアーム、 １８ 車高センサ、 ２０ 配管、 ２２ コンプレッサ、 ２４ 低圧タンク、 ２６ コントロールバルブ、 ２８ ＥＣＵ、 ２８ａ 砂地走行判定部、 ３０ 車輪速センサ、 ３２ 車両加速度センサ、 ３４ 操作スイッチ、 ３６ トラクション制御部。

Claims (6)

1. 車輪がスタック状態になった場合に、前記車輪をスタック状態から脱出させることを支援するスタック脱出支援装置であって、
   車体に対する車輪の懸架状態を変化させて、少なくとも駆動輪側の車高を調整する車高調整手段と、
   前記車高調整手段により車高を下げ、少なくとも車体底部の一部で車体を実質的に支持してスタック状態の前記車輪を路面から引き上げ、続いて、引き上げた前記車輪を路面に対し押し下げて車体底部を路面から離間させることにより、前記車輪と路面の接触状態を変化させる車高制御手段と、
   を含むことを特徴とするスタック脱出支援装置。
2. 前記車高制御手段は、
   前記車輪を路面から引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作を複数回繰り返すことを特徴とする請求項１記載のスタック脱出支援装置。
3. さらに、車両が砂地走行を行っているか否かを判定する砂地走行判定手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のスタック脱出支援装置。
4. 前記車高制御手段は、前記車輪がスタック状態になった場合に、前記車輪を路面から引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作をユーザの指示により行う手動モードと、前記砂地走行判定手段により砂地走行であると判定され前記車輪がスタック状態になった場合に、前記車輪を路面から引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作を自律的に行う自動モードを有することを特徴とする請求項３記載のスタック脱出支援装置。
5. 前記車高制御手段が前記車輪を引き上げる動作と路面に対して押し下げる動作を行った後に動作するトラクション制御手段をさらに有し、
   前記トラクション制御手段は、アクセル踏み込み量に拘わらず、前記車輪が空転しない許容スリップ範囲内のトラクション制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項４記載のスタック脱出支援装置。
6. 車両の車輪がスタック状態になった場合に、前記車輪をスタック状態から脱出させることを支援するスタック脱出支援方法であって、
   少なくとも駆動輪側の車高を調整し、少なくとも車体底部の一部で車体を実質的に支持してスタック状態の前記車輪を路面から引き上げるステップと、
   引き上げた前記車輪を路面に対して押し下げ車体底部を路面から離間させて前記車輪と路面の接触状態を変化させるステップと、
   前記路面との接触状態が変化した車輪を駆動し、スタック位置から車輪を脱出させるステップと、
   を含むことを特徴とするスタック脱出支援方法。

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