JP2007315807A - 車両用の路面判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が、例えばオフロ−ド走行等の低速度で走行している際、適切に勾配を保持する路面を判定することが可能とする。
【解決手段】車両用の路面判定装置（１００）は、（ｉ）車両が走行する路面の勾配を測定する勾配測定手段（７等）と、（ｉｉ）移動距離を測定する距離測定手段（６等）と、（ｉｉｉ）測定された勾配、及び測定された移動距離に基づいて、車両が（ｉｉｉ−１）連続的に前記勾配を保持する坂路の路面を走行しているのか、又は、（ｉｉｉ−２）離散的に前記勾配を保持する凹凸路の路面を走行しているのかの判定を行う判定手段（１０等）とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両が走行する路面の勾配を判定する車両用の路面判定装置に関する。

従来から、車両が坂路などを走行する際に、路面の勾配を測定する技術が知られている。例えば、特許文献１においては、路面の勾配の測定手法として、時間を単位として、具体的には、一定時間内に測定される勾配の平均値を、路面の勾配として測定する、車両の制御装置について記載されている。

特公平６−２１６４１号公報

しかしながら、前述した特許文献１等における路面の勾配の測定手法においては、時間を単位として勾配が測定されるので、例えば車両が低速度（又は極低速度）で走行している場合、例えば坂路と、概ね平地とみなされる凹凸路とを区別することが技術的に困難となってしまう。

そこで本発明は、例えば上記の問題点に鑑みなされたものであり、車両が、例えばオフロ−ド走行等の低速度で走行している際、適切に勾配を保持する路面を判定することが可能な路面判定装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用の路面判定装置は、車両が走行する路面の勾配（Slope）を測定する勾配測定手段と、前記車両の移動距離を測定する距離測定手段と、測定された前記勾配、及び測定された前記移動距離に基づいて、前記車両が（ｉ）連続的に前記勾配を保持する坂路の路面を走行しているのか、又は、（ｉｉ）離散的に前記勾配を保持する凹凸路の路面を走行しているのかの判定を行う判定手段とを備える。

本発明に係る車両用の路面判定装置によれば、（ｉ）車両の移動距離、及び（ｉｉ）この移動距離と対応付けられた勾配（Slope）に基づいて、坂路又は平地の判定が行われる。ここに、本発明に係る「連続的に勾配を保持する」とは、例えば勾配の値が増加し、概ね一定値をとる傾向を、相対的に長い移動距離の間に保持することを意味する。或いは、「連続的に勾配を保持する」とは、例えば勾配の値が減少し、概ね一定値をとる傾向を、相対的に長い移動距離の間に保持することを意味するようにしてもよい。他方、本発明に係る「離散的に勾配を保持する」とは、勾配を殆ど又は完全に保持しないことを意味することに加えて、正若しくは負の勾配の値を相対的に短い距離の間に保持し、離散的に存在する概念を含む。

この結果、時間に依存しない移動距離と、勾配との相関的な遷移に基づいて、適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

本発明に係る車両用の路面判定装置の一態様では、前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離（Ｌ）を単位として測定し、前記判定手段は、前記所定距離において測定された前記勾配に基づいて、前記判定を行う。

この態様によれば、時間に依存しない所定距離と、勾配との相関的な遷移に基づいて、適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。ここに、本発明に係る「所定距離」とは、坂路又は平地の路面の判定を行うために規定される車両の移動距離を意味する。

本発明に係る車両用の路面判定装置の他の態様では、前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離（Ｌ）を単位として測定し、前記判定手段は、前記所定距離を単位として決定された前記勾配の代表値に基づいて、前記判定を行う。

この態様によれば、時間に依存しない所定距離と、当該所定距離を単位として決定された勾配の代表値との相関的な遷移に基づいて、適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。ここに、本発明に係る「代表値」とは、所定距離において測定された一又は複数の勾配の値の象徴となる代表的な値を意味する。

上述した代表値に係る態様では、前記代表値は、前記所定距離において測定された前記勾配の平均値、最大値、最小値、積分値、及び、微分値のうち少なくとも一つを含む演算値（Calの一例）、又は（ｉｉ）前記一定距離の開始端若しくは終了端において測定された前記勾配である端部勾配（Calの他の例）であるように構成してもよい。

このように構成すれば、時間に依存しない所定距離と、例えば各種の演算値等の代表値との相関的な遷移に基づいて、適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

上述した判定手段に係る態様では、前記判定手段は、（ｉ）前記所定距離において測定された前記勾配と、（ｉｉ）前記代表値との比較に基づいて、前記判定を行うように構成してもよい。

このように構成すれば、所定距離において測定された勾配と、例えば各種の演算値等の代表値との比較に基づいて、適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

上述した判定手段に係る態様では、前記判定手段は、前記勾配が正の場合、（ｉ−１）前記所定距離において測定された前記勾配と、（ｉ−２）前記代表値との比較の結果、小さい値に基づいて、前記判定を行うと共に、前記勾配が負の場合、（ｉｉ−１）前記所定距離において測定された前記勾配と、（ｉ−２）前記代表値との比較の結果、大きい値に基づいて、前記判定を行うように構成してもよい。

このように構成すれば、所定距離において測定された勾配と、例えば各種の演算値等の代表値との比較の結果、得られた絶対値の小さな値に基づいて、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

上述した判定手段に係る態様では、前記判定手段は、（ｉ）前記所定距離において測定された前記勾配と、（ｉｉ）前記代表値との比較の際に、暫定的に選択された絶対値の小さい値に基づいて、前記判定を行うように構成してもよい。

このように構成すれば、所定距離において測定された勾配と、例えば各種の演算値等の代表値との比較の結果、得られた暫定的な値に基づいて、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

上述した判定手段に係る態様では、前記判定手段は、前記所定距離において測定された前記勾配の正負が逆になる場合、ゼロを前記代表値として決定するように構成してもよい。

このように構成すれば、勾配の正負が逆になる場合、ゼロに決定された代表値に基づいて、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

本発明に係る車両用の路面判定装置の他の態様では、前記判定手段は、前記判定として、前記車両が（ｉ）前記坂路として、連続的に正の前記勾配を保持する登り坂の路面を走行しているのか、若しくは、連続的に負の前記勾配を保持する下り坂の路面を走行しているのか、又は（ｉｉ）前記凹凸路として、離散的に正若しくは負の前記勾配を保持する凹凸路の路面を走行しているのかの判定を行う。

この態様によれば、時間に依存しない移動距離と、勾配との相関的な遷移に基づいて、適切且つ高精度に、登り坂の路面若しくは下り坂の路面、又は凹凸路の判定を実現することが可能である。

本発明に係る車両用の路面判定装置の他の態様では、前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離（Ｌ）を単位として測定し、前記判定手段は、前記所定距離において測定された前記勾配と、前記移動距離との定量的又は定性的な関係（後述される演算値「Ｗ」を参照）に基づいて、前記判定を行う。

この態様によれば、所定距離において測定された勾配と、時間に依存しない移動距離との定量的又は定性的な関係に基づいて、適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

本発明に係る車両用の路面判定装置の他の態様では、前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離（Ｌ）を単位として測定し、前記判定手段は、一の所定距離と、前記一の所定距離と隣接する他の所定距離とにおいて夫々測定された一又は他の勾配（SlopeCal）に基づいて、前記判定を行う。

この態様によれば、時間に依存しない移動距離と、一又は他の所定距離において夫々測定された一又は他の勾配との相関的な遷移に基づいて、より適切且つ高精度に、坂路又は平地の凹凸路面の判定を実現することが可能である。

本発明に係る車両用の路面判定装置の他の態様では、前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離（Ｌ）を単位として測定し、前記所定距離（Ｌ）の最小値は、（ｉ）前記車両の前輪と前記路面とが接地する第１位置と、前記車両の後輪と前記路面が接地する第２位置との間の距離に基づいて規定される、又は（ｉｉ）前記所定距離（Ｌ）の最大値は、前記車両の全長に基づいて規定される。

この態様によれば、所定距離の最小値は、例えば、ホイールベースの長さに基づいて規定されるので、より迅速且つ的確に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。或いは、所定距離の最大値は、車両の全長に基づいて規定されるので、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

本発明に係る車両用の路面判定装置の他の態様では、前記距離測定手段は、前記車両の速度、及び移動時間に基づいて、前記移動距離を測定する。

この態様によれば、車両の速度、及び移動時間に基づいて、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

（１）車両の基本構成
最初に、本発明の実施形態に係る車両の制御装置が適用された車両の概略構成について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る、車両１００の概略構成を示す模式図である。尚、図１は、上方から車両１００を観察した図であり、左が車両１００の前で、右が車両１００の後ろを示している。また、図中の破線矢印は、信号の入出力を示している。

車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、前輪２ｆと、後輪２ｒと、スロットルバルブ４と、トルクセンサ５と、車速センサ（即ち、本発明に係る距離測定手段の一具体例）６と、加速度センサ（即ち、本発明に係る勾配測定手段の一具体例）７と、エンジン回転数を測定する回転数センサ８と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０（即ち、本発明に係る判定手段の一具体例）と、を備えて構成されている。尚、本実施形態に係る車両は、例えばＡＢＳ（Antilock Braking System）やＶＳＣ（Vehicle Stability Control）装置等の、車両の走行を安定化させる各種の装置と協調的に動作するブレーキ装置や、ブレーキシステムを更に備えて構成されていてもよい。

エンジン１は、燃焼室内の混合気を爆発させて、動力を発生する内燃機関である。エンジン１によって発生した動力は、図示しないトルクコンバータやトランスミッションやドライブシャフトなどを介して、前輪２ｆ及び後輪２ｒの少なくともいずれかに伝達される。

また、エンジン１には、吸気通路３を介して空気が供給される。この吸気通路３中に設けられたスロットルバルブ４は、エンジン１に供給する空気の量を調整するバルブである。なお、スロットルバルブ４は、ＥＣＵ１０によって制御される。

トルクセンサ５は、エンジン１が出力する駆動トルクを検出し、車速センサ６は、車両１００の速度（車速）を検出する。また、加速度センサ７は、車両１００の加速度を検出すると、と共に、現在の走行路の坂路勾配（坂路の傾斜）を検出する。これらの検出した値は、検出信号としてＥＣＵ１０に出力される。この加速度センサ７は、重力センサや、勾配センサによって構成されるようにしてもよい。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを有している。ＥＣＵ１０は、前述した各種センサから供給される検出信号に基づいて判定処理や各種の制御処理を行う。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、検出信号に基づいて車両１００の、後述される判定処理を行うと共に、この判定処理の結果に基づいて車両１００に付与される駆動トルクを制御する制御処理を行うようにしてもよい。

（２）坂路、又は平地の判定手法
次に、図２から図６を参照して、本実施形態に係る、坂路、又は平地の判定手法について説明する。

（２−１）坂路、又は平地の判定手法の基本概念
先ず、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る、坂路、又は平地の判定手法の基本概念について説明する。ここに、図２は、本実施形態に係る、車両が坂路の路面を走行している場合の判定手法を図式的に示した模式図である。図３は、本実施形態に係る、車両が平地とみなす凹凸路を走行している場合の判定手法を図式的に示した模式図である。

尚、図２及び図３中のグラフの縦軸は、勾配を示し、横軸は、車両の移動距離を示す。また、図２及び図３中のグラフの実線は、後述される所定距離「Ｌ」を単位として測定された勾配の代表値の変化を示す。ここに、本実施形態に係る「代表値」とは、後述される所定距離「Ｌ」において測定された一又は複数の勾配の値の象徴となる代表的な値を意味するこの代表値の一例としては、後述される端部勾配や、演算値を挙げることが可能である。図２及び図３中のグラフの点線は、加速度センサによって、測定された勾配の値（尚、本実施形態では、この加速度センサによって、測定された勾配の値を、適宜「実測勾配」と称す）を示す。また、図２中の上側部は、車両１００が坂路（登り坂）を走行している様子を示し、図３中の上側部は、車両１００が凹凸路を走行している様子を示す。

尚、図２及び図３中のグラフの縦軸は、勾配を示し、横軸は、車両の移動距離を示す。また、図２及び図３中の上側のグラフ中の実線は、所定距離「Ｌ」を単位として測定された勾配の代表値の変化を示し、下側のグラフ中の実線は、一区間前の所定距離「Ｌ」において決定された勾配の値（即ち、後述される変数「SlopeCal」）の変化を示す。

（３−１−１）坂路の路面の場合
本実施形態に係る判定手法においては、図２の下側部に示されるように、（ｉ）所定距離「Ｌ」を単位として測定される、車両の移動距離、（ｉｉ）例えば所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配（言い換えると、一の所定距離「Ｌ」を単位として決定された一の代表値）、（ｉｉｉ）例えば一区間前の所定距離「Ｌ」における端部勾配（言い換えると、他の所定距離「Ｌ」を単位として決定された他の代表値）に基づいて、坂路の判定が行われる。ここに、本実施形態に係る「坂路」とは、連続的に勾配を保持する路面を意味する。加えて、「連続的に勾配を保持する」とは、例えば勾配の値が増加し、概ね一定値をとる傾向を、（後述される平地の定義中の相対的に短い移動距離と比較して）相対的に長い移動距離の間に保持することを意味する。即ち、この定義は、坂路（登り坂）を意味する。或いは、「連続的に勾配を保持する」とは、例えば勾配の値が減少し、概ね一定値をとる傾向を、相対的に長い移動距離の間に保持することを意味するようにしてもよい。即ち、この定義は、坂路（下り坂）を意味する。

また、本実施形態に係る「所定距離」とは、坂路又は平地の路面の判定を行うために規定される車両の移動距離である。この所定距離は、勾配によって規定されたマップ情報、変速機におけるギヤ比、車両重量、及び車輪（前輪２ｆ及び後輪２ｒ）のタイヤ径に基づいて、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等に基づいて、規定されるようにしてもよい。具体的には、所定距離の最小値は、車両の前輪と路面とが接地する位置と、車両の後輪と路面が接地する第２位置との間の距離（所謂、ホイールベースの長さ）に基づいて規定されるようにしてもよい。従って、より迅速且つ的確に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。或いは、所定距離の最大値は、車両の全長に基づいて規定されるようにしてもよい。従って、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

この「代表値」の一具体例としては、一区間前の所定距離「Ｌ」における端部勾配（即ち、変数「SlopeCal」に対応）のほかに、一区間前の所定距離「Ｌ」における勾配の平均値や、一区間前の所定距離「Ｌ」における演算値等を挙げることができる。このような一の代表値、及び他の代表値の変化に基づいて、坂路、又は平地とみなす凹凸路の判定が行われる。

特に、本実施形態では、図２の上側部に示されるように、車両１００が、例えば登り坂である坂路を走行する場合、先ず、車両が坂路に乗り上げるに従って、測定された路面の勾配が、緩やかに増加する（図２の下側部のグラフにおける、例えば１番目「１ｓｔ」から５番目「５ｔｈ」の所定距離「Ｌ」等を参照）。次に、車両が坂路を走行するに従って、測定された路面の勾配が、概ね一定値に収束される（例えば６番目「６ｔｈ」から９番目「９ｔｈ」の所定距離「Ｌ」等を参照）。

更に、本実施形態では、例えば所定距離「Ｌ」の開始端において測定された勾配が、移動距離に対応付けられている。具体的には、先ず、３番目「３ｒｄ」の所定距離の開始端「Ｃ１」における勾配が測定される。次に、４番目「４ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｃ２」における勾配が測定される。次に、５番目「５ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｃ３」における勾配が測定される。以下、概ね同様にして、６番目「６ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｃ４」における勾配が測定され、７番目「７ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｃ５」における勾配が測定され、８番目「８ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｃ６」における勾配が測定される。

特に、本実施形態に係る坂路、又は平地の判定手法においては、図３の下側部に示されるように、（ｉ）所定距離「Ｌ」を単位として測定される、車両の移動距離、（ｉｉ）例えば所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配（言い換えると、一の所定距離「Ｌ」を単位として決定された一の代表値）、（ｉｉｉ）例えば一区間前の所定距離「Ｌ」における端部勾配（言い換えると、他の所定距離「Ｌ」を単位として決定された他の代表値）に基づいて、平地の判定が行われるようにしてもよい。尚、所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配は、後述される変数「Cal」に対応される。また、一区間前の所定距離「Ｌ」において決定（採用）された端部勾配は、後述される変数「SlopeCal」に対応される。

具体的には、図２の下側のグラフ中の、後述される変数「SlopeCal」に示されるように、例えば、前述した、５番目「５ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｃ３」において測定された勾配の値と、例えば、４番目「４ｔｈ」の所定距離において測定された勾配の値とに基づいて、坂路、又は平地の判定するようにしてもよい。

従って、時間に依存しない移動距離と、所定距離「Ｌ」を単位として決定された代表値との相関的な遷移に基づいて、より適切且つ高精度に、坂路、又は平地とみなす凹凸路の判定を実現することが可能である。

（３−１−２）平地とみなす凹凸路の場合
図３の下側部に示されるように、本実施形態に係る判定手法においては、（ｉ）所定距離「Ｌ」を単位として測定される、車両の移動距離、及び（ｉｉ）この所定距離「Ｌ」において測定された勾配（Slope）に基づいて、平地の判定が行われる。ここに、本実施形態に係る「平地」とは、連続的に勾配を保持しない路面を意味する。加えて、「連続的に勾配を保持しない」とは、勾配を殆ど又は完全に保持しないことを意味することに加えて、正若しくは負の勾配の値を相対的に短い距離の間に保持し、離散的に存在する概念を含む。具体的には、例えば障害物が存在する凹凸路を含む広義の平地を意味する。

一般的には、図３の上側部に示されるように、車両１００が、例えば凹凸路を走行する場合、先ず、車両が凹凸路の凸部に乗り上げるに従って、測定された路面の勾配が、急激に正の方向に増加すると共に、急激に減少する（図３の下側部のグラフにおける、例えば１番目「１ｓｔ」の所定距離「Ｌ」内の点線を参照）。次に、車両が凹凸路の凸部を乗り越える際に、測定された路面の勾配が、概ねゼロ「０」に収束される（例えば２番目「２ｎｄ」の所定距離「Ｌ」内の前半部を参照）。

他方、続いて、車両が凹凸路の凸部を下り降りるに従って、測定された路面の勾配が、急激に負の方向に増加すると共に、急激に減少する（図３の下側部のグラフにおける、例えば２番目「２ｎｄ」の所定距離「Ｌ」内の点線、及び、３番目「３ｒｄ」の所定距離「Ｌ」内の実線を参照）。次に、車両が凹凸路の凹部に接地した際に、測定された路面の勾配が、概ねゼロ「０」に収束される（例えば３番目「３ｒｄ」の所定距離「Ｌ」内の後半部を参照）。

特に、本実施形態に係る判定手法によれば、（ｉ）所定距離「Ｌ」を単位として測定される、車両の移動距離、及び（ｉｉ）この所定距離「Ｌ」を単位として測定された勾配（Slope）に基づいて、坂路又は平地の判定が行われる。従って、時間に依存しない移動距離と、勾配との相関的な遷移に基づいて、適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

加えて、本実施形態に係る判定手法によれば、（ｉｉｉ）例えば所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配、又は、例えば現在走行している所定距離「Ｌ」において測定された勾配の最小値、最大値、平均値、積分値、又は微分値を少なくとも一つを含む演算値等の、所定距離「Ｌ」を単位として決定された代表値が、移動距離に対応付けられる。と共に、（ｉｖ）この所定距離「Ｌ」を単位として決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配に基づいて、坂路、又は平地とみなされる凹凸路の判定が行われる。従って、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路又は平地の路面の判定を実現することが可能である。

特に、本実施形態に係る坂路、又は平地の判定手法においては、図３の下側部に示されるように、（ｉ）所定距離「Ｌ」を単位として測定される、車両の移動距離、（ｉｉ）例えば所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配（言い換えると、一の所定距離「Ｌ」を単位として決定された一の代表値）、（ｉｉｉ）例えば一区間前の所定距離「Ｌ」における端部勾配（言い換えると、他の所定距離「Ｌ」を単位として決定された他の代表値）に基づいて、平地の判定が行われるようにしてもよい。

具体的には、図３の下側部に示されるように、先ず、１番目「１ｓｔ」の所定距離の開始端「Ｐ１」における勾配が代表値として暫定的に決定される。次に、この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、採用される。即ち、１番目「１ｓｔ」の所定距離「Ｌ」内の開始端「Ｐ１」から点「Ｐ２」においては、開始端「Ｐ１」における勾配が確定的に採用される。他方、点「Ｐ２」から点「Ｐ３」においては、所定距離「Ｌ」内における実測勾配が確定的に採用される。

同様にして、２番目「２ｎｄ」の所定距離の開始端「Ｐ３」における勾配が代表値として暫定的に決定される。この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、確定的に採用される。即ち、開始端「Ｐ３」から点「Ｐ４」においては、開始端「Ｐ３」における勾配である、「ゼロ」が確定的に採用される。

概ね同様にして、３番目「３ｒｄ」の所定距離の開始端「Ｐ４」における勾配が代表値として暫定的に決定される。この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、確定的に採用される。即ち、３番目「３ｒｄ」の所定距離「Ｌ」内の開始端「Ｐ４」から点「Ｐ５」においては、実測勾配が確定的に採用される。他方、点「Ｐ５」から点「Ｐ６」においては、点「Ｐ５」における勾配である、「ゼロ」が確定的に採用される。

概ね同様にして、４番目「４ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｐ６」における勾配が代表値として暫定的に決定される。この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配、即ち、開始端「Ｐ６」における勾配である、「ゼロ」が、点「Ｐ６」から点「Ｐ７」において確定的に採用される。

概ね同様にして、５番目「５ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｐ７」における勾配が代表値として暫定的に決定される。この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、確定的に採用される。即ち、５番目「５ｔｈ」の所定距離「Ｌ」内の開始端「Ｐ７」から点「Ｐ８」においては、実測勾配が確定的に採用される。他方、点「Ｐ８」から点「Ｐ９」においては、点「Ｐ８」における勾配である、「ゼロ」が確定的に採用される。

概ね同様にして、６番目「６ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｐ９」における勾配が代表値として暫定的に決定される。この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、採用される。即ち、６番目「６ｔｈ」の所定距離「Ｌ」内の開始端「Ｐ９」から点「Ｐ１０」においては、開始端「Ｐ９」における勾配が確定的に採用される。他方、点「Ｐ１０」から点「Ｐ１１」においては、所定距離「Ｌ」内における実測勾配が確定的に採用される。

概ね同様にして、７番目「７ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｐ１１」における勾配が代表値として暫定的に決定される。この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、確定的に採用される。即ち、７番目「７ｔｈ」の所定距離「Ｌ」内の開始端「Ｐ１１」から点「Ｐ１２」においては、実測勾配が確定的に採用される。他方、点「Ｐ１２」から点「Ｐ１３」の直前においては、点「Ｐ１２」における勾配である、「ゼロ」が確定的に採用される。このように、勾配が、所定距離「Ｌ」内において、正負が逆になっても、「ゼロ」に収束させることで、勾配の突発的な変化の影響を、より適切に緩衝することを実現することが可能である。

概ね同様にして、８番目「８ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｐ１３」における勾配が代表値として暫定的に決定される。次に、この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、採用される。即ち、８番目「８ｔｈ」の所定距離「Ｌ」内の開始端「Ｐ１３」から点「Ｐ１４」においては、開始端「Ｐ１３」における勾配が確定的に採用される。他方、点「Ｐ１４」から点「Ｐ１５」においては、所定距離「Ｌ」内における実測勾配が確定的に採用される。更に、点「Ｐ１５」から点「Ｐ１６」においては、点「Ｐ１５」における勾配である、「ゼロ」が確定的に採用される。

概ね同様にして、９番目「９ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｐ１６」における勾配が代表値として暫定的に決定される。この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、確定的に採用される。即ち、開始端「Ｐ１６」から点「Ｐ１７」の直前においては、開始端「Ｐ１６」における勾配である、「ゼロ」が確定的に採用される。

概ね同様にして、１０番目「１０ｔｈ」の所定距離の開始端「Ｐ１７」における勾配が代表値として暫定的に決定される。この暫定的に決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配が、確定的に採用される。即ち、１０番目「１０ｔｈ」の所定距離「Ｌ」内の開始端「Ｐ１７」から点「Ｐ１８」においては、実測勾配が確定的に採用される。他方、点「Ｐ１８」から点「Ｐ１９」の直前においては、点「Ｐ１８」における勾配である、「ゼロ」が確定的に採用される。

特に、本実施形態に係る坂路、又は平地の判定手法においては、図３の下側部に示されるように、（ｉ）所定距離「Ｌ」を単位として測定される、車両の移動距離、（ｉｉ）例えば所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配（言い換えると、一の所定距離「Ｌ」を単位として決定された一の代表値）、（ｉｉｉ）例えば一区間前の所定距離「Ｌ」における端部勾配（言い換えると、他の所定距離「Ｌ」を単位として決定された他の代表値）に基づいて、平地の判定が行われるようにしてもよい。尚、所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配は、後述される変数「Cal」に対応される。また、一区間前の所定距離「Ｌ」において決定（採用）された端部勾配は、後述される変数「SlopeCal」に対応される。

具体的には、図３の下側のグラフ中の、後述される変数「SlopeCal」に示されるように、例えば、前述した、７番目「７ｔｈ」の所定距離において、前述したように、決定された点「Ｐ１１」、点「Ｐ１２」及び点「Ｐ１３」の直前までにおいて採用された勾配の値の代わりに、例えば、一区間前の６番目「６ｔｈ」の所定距離において決定された勾配の値を採用するようにしてもよい。

従って、時間に依存しない移動距離と、所定距離「Ｌ」を単位として決定された代表値との相関的な遷移に基づいて、より適切且つ高精度に、坂路、又は平地とみなす凹凸路の判定を実現することが可能である。

（３−２）坂路、又は平地の判定処理
次に、図４を参照して、本実施形態に係る、坂路、又は平地の判定処理の一具体例について説明する。ここに、図４は、本実施形態に係る、坂路、又は平地の判定処理の一具体例を示したフローチャートである。尚、この判定処理は、ＥＣＵ１０によって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。

図４に示されるように、ＥＣＵ１０の制御下で、先ず、加速度センサによって、車両１００が走行している路面の勾配「Slope」が測定される（ステップＳ１０１）。

次に、ＥＣＵ１０の制御下で、例えば端部勾配等の変数「Cal」に初期値が代入され設定される（ステップＳ１０２）。尚、この初期値の代入は、例えばエンジンの始動時や、オフロード走行の開始時等の所定のタイミングに行われる。

次に、ＥＣＵ１０の制御下で、距離センサによって測定された車両の移動距離に基づいて、例えば前のルーチンで把握された所定距離「Ｌ」（ｍ：meter）の終了端から、更に、所定距離「Ｌ」だけ車両が移動したか否かが判定される（ステップＳ１０３）。ここで、車両が、所定距離「Ｌ」だけ移動していない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、更に、ＥＣＵ１０の制御下で、加速度センサによって測定された勾配「Slope」は、「０度」以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。ここで、勾配「Slope」が、「０度」以上でない場合、即ち勾配「Slope」が「０度」より小さく、車両が下り降りている場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、更に、ＥＣＵ１０の制御下で、例えば一区間前の所定距離「Ｌ」における勾配の平均値等である変数「SlopeCal」が、勾配「Slope」以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０５ａ）。ここで、一区間前の所定距離「Ｌ」における勾配の平均値等である変数「SlopeCal」が、勾配「Slope」以上でない場合、即ち、変数「SlopeCal」が、勾配「Slope」より小さい場合（ステップＳ１０５ａ：Ｎｏ）、変数「SlopeCal」に勾配「Slope」が代入される（ステップＳ１０６ａ）。更に、ＥＣＵ１０の制御下で、例えば端部勾配等の変数「Cal」が、勾配「Slope」以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０５ｂ）。ここで、例えば端部勾配等の変数「Cal」が、勾配「Slope」以上でない場合（ステップＳ１０５ｂ：Ｎｏ）、即ち、変数「Cal」が、勾配「Slope」より小さい場合、変数「Cal」に勾配「Slope」が代入される（ステップＳ１０６ｂ）。

この結果、車両が、例えば平地の凸部を下り降りている場合において、例えば端部勾配や演算値の勾配と、実際に測定された勾配のうち、絶対値が小さい勾配に基づいて、坂路又は凹凸路の路面の判定を実現可能である。

他方、前述したステップＳ１０４の結果、勾配「Slope」が、「０度」以上である場合、即ち勾配「Slope」が「０度」より大きく、車両が、例えば凸部を乗り上がっている場合、又は、坂路を登っている場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、更に、ＥＣＵ１０の制御下で、例えば一区間前の所定距離「Ｌ」における勾配の平均値等である変数「SlopeCal」が、勾配「Slope」より小さい、又は、等しいか否かが判定される（ステップＳ１０７ａ）。ここで、例えば一区間前の所定距離「Ｌ」における勾配の平均値等である変数「SlopeCal」が、勾配「Slope」より小さくない、及び、等しくない場合（ステップＳ１０７ａ：Ｎｏ）、即ち、変数「SlopeCal」が、勾配「Slope」より大きい場合、変数「SlopeCal」に勾配「Slope」が代入される（ステップＳ１０８ａ）。更に、ＥＣＵ１０の制御下で、例えば端部勾配等の変数「Cal」が、勾配「Slope」より小さいか否かが判定される（ステップＳ１０７ｂ）。ここで、例えば端部勾配等の変数「Cal」が、勾配「Slope」より小さくない場合（ステップＳ１０７ｂ：Ｎｏ）、即ち、変数「Cal」が、勾配「Slope」より大きい場合、変数「Cal」に勾配「Slope」が代入される（ステップＳ１０８ｂ）。

この結果、車両が、例えば平地の凸部を乗り上がっている場合、又は、坂路を登っている場合において、例えば端部勾配や演算値の勾配と、実際に測定された勾配のうち、絶対値が小さい勾配に基づいて、坂路、又は凹凸路の路面の判定を実現可能である。

他方、ステップＳ１０３の判定の結果、車両が、所定距離「Ｌ」だけ移動した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０の制御下で、変数「SlopeCal」に、変数「Cal」が代入される（ステップＳ１０９）。続いて、変数「Cal」に、勾配「Slope」が代入される（ステップＳ１１０）。従って、上述した、一区間前の所定距離「Ｌ」における端部勾配の値を、変数「SlopeCal」によって、保持させることが可能である。

次に、ＥＣＵ１０の制御下で、変数「Cal」及び変数「SlopeCal」に基づいて、所定距離において測定された勾配と、移動距離との定量的又は定性的な関係を示す算出値「Ｗ」が算出される（ステップＳ１１１）。具体的には、この算出値「Ｗ」は、勾配の突発的な変化の影響を最小限にする性質を保持しており、理論的に、実験的に、経験的に、又は、シミュレーション等に基づいて、算出されるようにしてもよい。この算出値「Ｗ」の一具体例としては、図２及び図３中の下部分で示された、（ｉ）一区間前の所定距離における勾配と距離をパラメータとした積分値と、（ｉｉ）前述した、縦縞のハッチングで示された面積である、現在走行中の所定距離において測定された勾配と距離をパラメータとした積分値と、によって規定される値を挙げることが可能である。

次に、ＥＣＵ１０の制御下で、算出値「Ｗ」の絶対値が、所定値以上であるか否かが判定される（ステップＳ１１２）。ここに、本実施形態に係る、所定値とは、坂路と、凹凸路とを区別することが可能にするために、理論的に、実験的に、経験的に、又は、シミュレーション等に基づいて、規定される。

このステップＳ１１２の判定の結果、算出値「Ｗ」が、所定値以上である場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０の制御下で、車両が坂路を走行していると判定することが可能である（ステップＳ１１３）。他方、ここで、算出値「Ｗ」が、所定値以上でない場合、即ち、算出値「Ｗ」が、所定値より小さい場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、ＥＣＵ１０の制御下で、車両が凹凸路を走行していると判定することが可能である（ステップＳ１１４）。

以上の結果、本実施形態に係る判定手法によれば、（ｉ−１）例えば所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配等の、一の所定距離「Ｌ」を単位として決定された一の代表値が、移動距離に対応付けられる。加えて、（ｉ−２）例えば一区間前の所定距離「Ｌ」において測定された勾配の値等の他の所定距離「Ｌ」を単位として決定された他の代表値が、移動距離に対応付けられる。と共に、（ｉｉ）これら一又は他の代表値の変化に基づいて、坂路、又は平地とみなす凹凸路の判定が行われる。従って、時間に依存しない移動距離と、所定距離「Ｌ」を単位として決定された代表値との相関的な遷移に基づいて、より適切且つ高精度に、坂路、又は平地とみなす凹凸路の判定を実現することが可能である。加えて、車両が、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、移動距離と、代表値との相関的な遷移に基づいて、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路又は平地とみなす凹凸路の判定を実現することが可能である。

（２−３）本実施形態の作用と効果の検討
次に、図５及び図６に加えて、前述した図２及び図３を適宜参照して、本実施形態に係る、坂路、又は平地の判定手法の作用と効果について検討する。ここに、図５は、比較例に係る、車両が坂路の路面を走行している場合の判定手法を図式的に示した模式図である。図６は、比較例に係る、車両が平地とみなす凹凸路を走行している場合の判定手法を図式的に示した模式図である。尚、前述した、図２及び図３と夫々概ね等しい要素には、同様の符号等を付し、それらの説明は適宜省略する。

図５及び図６に示されるように、比較例に係る判定手法においては、時間を単位として測定される、勾配に基づいて、坂路、又は平地の判定が行われるので、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合、図５に示された坂路と、図６に示された凹凸路とを区別することが技術的に困難となってしまう。具体的には、図６に示された凹凸路を走行する際に測定された、時間「ｔ１」における勾配「Ｘ１」、時間「ｔ２」における勾配「Ｘ２」、及び時間「ｔ３」における勾配「Ｘ３」は、概ね同じ正の値をとって遷移する。また、図５に示された坂路を走行する際に測定された、時間「ｔ１」における勾配「Ｘ１」、時間「ｔ２」における勾配「Ｘ２」、及び時間「ｔ３」における勾配「Ｘ３」は、概ね同じ正の値をとって遷移する。よって、比較例に係る時間と勾配との相関的な遷移に基づいては、図６に示された凹凸路を走行する際に測定された、勾配の時間的な遷移と、図５に示された坂路を走行する際に測定された、勾配の時間的な遷移とを、区別することが技術的に困難となってしまう。即ち、坂路に対応される図５中の時間と勾配とのテーブルと、凹凸路に対応される図６中の時間と勾配とのテーブルとは、概ね等価であるので、図５に示された坂路と、図６に示された凹凸路とを区別することが技術的に困難となってしまう。

これに対して、本実施形態に係る判定手法によれば、（ｉ）所定距離「Ｌ」を単位として測定される、車両の移動距離、及び（ｉｉ）この所定距離「Ｌ」を単位として測定された勾配（Slope）に基づいて、坂路又は平地の判定が行われる。従って、時間に依存しない移動距離と、勾配との相関的な遷移に基づいて、適切且つ高精度に、坂路又は平地の凹凸路の判定を実現することが可能である。

加えて、本実施形態に係る判定手法によれば、（ｉｉｉ）例えば所定距離「Ｌ」の開始端において測定された端部勾配、又は、例えば現在走行している、所定距離「Ｌ」において測定された勾配の最小値、最大値、平均値、積分値、又は微分値を少なくとも一つを含む演算値等の、所定距離「Ｌ」を単位として決定された代表値が、移動距離に対応付けられる。と共に、（ｉｖ）この所定距離「Ｌ」を単位として決定された代表値と、所定距離「Ｌ」内において測定された実測勾配とが比較され、この比較の結果、絶対値が小さい勾配に基づいて、坂路、又は平地とみなす凹凸路の判定が行われる。従って、例えば低速度（又は極低速度）で走行している場合に、勾配の突発的な変化の影響を殆ど又は完全に受けることなく、より適切且つ高精度に、坂路、又は平地とみなす凹凸路の判定を実現することが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両用の路面判定装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本実施形態に係る、車両１００の概略構成を示す模式図である。 本実施形態に係る、車両が坂路の路面を走行している場合の判定手法を図式的に示した模式図である。 本実施形態に係る、車両が平地とみなす凹凸路を走行している場合の判定手法を図式的に示した模式図である。 本実施形態に係る、坂路、又は平地の判定処理の一具体例を示したフローチャートである。 比較例に係る、車両が坂路の路面を走行している場合の判定手法を図式的に示した模式図である。 比較例に係る、車両が平地とみなす凹凸路を走行している場合の判定手法を図式的に示した模式図である。

符号の説明

１ エンジン
２ｆ 前輪
２ｒ 後輪
３ 吸気通路
４ スロットルバルブ
５ トルクセンサ
６ 車速センサ
７ 加速度センサ
８ 回転数センサ
１０ ＥＣＵ
１００ 車両

Claims (13)

1. 車両が走行する路面の勾配を測定する勾配測定手段と、
   前記車両の移動距離を測定する距離測定手段と、
   測定された前記勾配、及び測定された前記移動距離に基づいて、前記車両が（ｉ）連続的に前記勾配を保持する坂路の路面を走行しているのか、又は、（ｉｉ）離散的に前記勾配を保持する凹凸路の路面を走行しているのかの判定を行う判定手段と
   を備えることを特徴とする車両用の路面判定装置。
2. 前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離を単位として測定し、
   前記判定手段は、前記所定距離において測定された前記勾配に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用の路面判定装置。
3. 前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離を単位として測定し、
   前記判定手段は、前記所定距離を単位として決定された前記勾配の代表値に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用の路面判定装置。
4. 前記代表値は、（ｉ）前記所定距離において測定された前記勾配の平均値、最大値、最小値、積分値、及び、微分値のうち少なくとも一つを含む演算値、又は（ｉｉ）前記一定距離の開始端若しくは終了端において測定された前記勾配である端部勾配であることを特徴とする請求項３に記載の車両用の路面判定装置。
5. 前記判定手段は、（ｉ）前記所定距離において測定された前記勾配と、（ｉｉ）前記代表値との比較に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用の路面判定装置。
6. 前記判定手段は、前記勾配が正の場合、（ｉ−１）前記所定距離において測定された前記勾配と、（ｉ−２）前記代表値との比較の結果、小さい値に基づいて、前記判定を行うと共に、前記勾配が負の場合、（ｉｉ−１）前記所定距離において測定された前記勾配と、（ｉｉ−２）前記代表値との比較の結果、大きい値に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項３から５のうちいずれか一項に記載の車両用の路面判定装置。
7. 前記判定手段は、（ｉ）前記所定距離において測定された前記勾配と、（ｉｉ）前記代表値との比較の際に、暫定的に選択された絶対値の小さい値に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項３から６のうちいずれか一項に記載の車両用の路面判定装置。
8. 前記判定手段は、前記所定距離において測定された前記勾配の正負が逆になる場合、ゼロを前記代表値として決定することを特徴とする請求項３から７のうちいずれか一項に記載の車両用の路面判定装置。
9. 前記判定手段は、前記判定として、前記車両が（ｉ）前記坂路として、連続的に正の前記勾配を保持する登り坂の路面を走行しているのか、若しくは、連続的に負の前記勾配を保持する下り坂の路面を走行しているのか、又は（ｉｉ）前記凹凸路として、離散的に正若しくは負の前記勾配を保持する凹凸路の路面を走行しているのかの判定を行うことを特徴とする請求項１から８のうちいずれか一項に記載の車両用の路面判定装置。
10. 前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離を単位として測定し、
    前記判定手段は、前記所定距離において測定された前記勾配と、前記移動距離との定量的又は定性的な関係に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項１から９のうちいずれか一項に記載の車両用の路面判定装置。
11. 前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離を単位として測定し、
    前記判定手段は、一の所定距離と、前記一の所定距離と隣接する他の所定距離とにおいて夫々測定された一又は他の勾配に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の車両用の路面判定装置。
12. 前記距離測定手段は、前記移動距離を、所定距離を単位として測定し、
    （ｉ）前記所定距離の最小値は、前記車両の前輪と前記路面とが接地する第１位置と、前記車両の後輪と前記路面が接地する第２位置との間の距離に基づいて規定される、又は（ｉｉ）前記所定距離の最大値は、前記車両の全長に基づいて規定されることを特徴とする請求項１から１１のうちいずれか一項に記載の車両用の路面判定装置。
13. 前記距離測定手段は、前記車両の速度、及び移動時間に基づいて、前記移動距離を測定することを特徴とする請求項１から１２のうちいずれか一項に記載の車両用の路面判定装置。

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