JP2008290583A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両状態に応じた適切な車両制御を実現する。
【解決手段】ＥＣＵにおいて、路面状態判定部は、車両の走行路が通常路か砂地路かを判定する。スリップ率取得部は、車両が通常路を走行していると判定された場合に、目標スリップ率として第１スリップ率を設定し、車両が砂地路を走行していると判定された場合に、目標スリップ率として第３スリップ率を設定する。路面状態判定部は、オフロードスイッチがオンにされている場合であって、推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘが直線Ｌ１および直線Ｌ２の間の値となる場合、車両がプレ砂地路を走行していると判定する。スリップ率取得部は、車両がプレ砂地路を走行していると判定された場合、第１スリップ率と第３スリップ率の中間の値である第２スリップ率に目標スリップ率を設定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両制御装置に関し、特に、車両の挙動を制御する車両制御装置に関する。

一般に、車両のアンチスキッド制御装置では、アンチスキッド制御中に高い減圧および増圧が繰り返される制御ハンチングのおそれが生じたときには、制動圧の増圧量を低減させて制動圧の増圧を抑制し、制御ハンチングを抑制している。しかし、車両が砂利路や砂地路のように走行抵抗の高い路面を走行する際に制御ハンチングを抑制すべく制動圧の増圧が抑制されると、車両の減速度が低下して車両の制動性能を悪化させるおそれがある。このため、例えば、車両が走行抵抗の高い路面を走行していると判定された場合に、制動圧の増圧の抑制量を低減する車両用アンチスキッド制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この他、例えば、駆動輪速度と従動輪速度との速度差に基づいてスリップ制御を行う車両用スリップ防止装置において、駆動輪速度と従動輪速度との速度差の許容範囲を手動にて変更する手動スイッチを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献２）。また、例えば、リニア前後加速度センサの出力に基づいて車両が砂利路を走行中かダート路を走行中かを判定し、砂利路を走行中と判定したときのブレーキ液圧制御と、ダート路を走行中と判定したときのブレーキ液圧制御とを、相互に異なる条件で、舗装路走行時のブレーキ液圧制御に比し増圧側にアクチュエータを調整するアンチスキッド制御装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００５−１３８７３７号公報 特開平６−３４１３３４号公報 特開平１１−１８０２７８号公報

上述の特許文献１に記載されるように、走行抵抗の高い路面を走行しているか舗装された道路のような通常路を走行しているかを判定する技術が知られている。しかし、通常路を走行しているにもかかわらず走行抵抗の高い路面を走行していると誤判定されると、本来走行抵抗の高い路面を走行中に実施すべきＡＢＳ制御（Antilock Brake System）などのアンチスキッド制御が通常路を走行中に実施されることになる。したがって、このような誤判定が生じることがあると、走行する機会が多い通常路において最適な制御の下で走行することができない場合が生じる可能性がある。このため、通常路を走行しているにもかかわらず走行抵抗の高い路面を走行していると誤判定されることのないよう、車両が走行している路面状態の判定のための閾値が設定されている場合がある。

しかしながら、このような閾値が設定されている場合、逆に走行抵抗の高い路面を走行しているにもかかわらず通常路を走行していると判定されるおそれが生じる。このような誤判定が生じると、走行抵抗の大きい路面において最適な制御の下で走行することが困難となる。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両状態に応じた適切な車両制御を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両制御装置は、車両が第１状態および第２状態のどちらにあるかを判定する車両状態判定手段と、車両が第１状態にあると判定された場合に、第１状態に適応させるよう車両の挙動を制御する第１車両制御を実施し、車両が第２状態にあると判定された場合に、第２状態に適応させるよう車両の挙動を制御する第２車両制御を実施する車両制御手段と、を備える。車両状態判定手段は、車両が第２状態と同一または類似の状態となる可能性が高いことを示唆する示唆情報を取得した場合、通常は車両が第１状態にあると判定されるような場合であっても、所定の条件を満たしたときは、第１状態および第２状態の中間状態に車両があると判定し、車両制御手段は、車両が中間状態にあると判定された場合に、第１車両制御と第２車両制御の中間的な制御である中間的車両制御を実施する。

近年、オフロードスイッチによる車両制御やカーナビゲーションシステムなどの開発が進められている。例えばオフロードスイッチがオンにされたときは、車両がオフロード走行をする可能性が高いことを示唆しているということができ、また、カーナビゲーションシステムによって砂地が多い地帯を車両が走行していることが検出された場合、車両が砂地路を走行する可能性が高いことを示唆しているということができる。この態様によれば、例えばこのような機器から出力される、車両が置かれた状態を示唆する示唆情報を利用して、第１車両制御と第２車両制御の中間的な制御を実施することが可能となる。このため、例えば、実際は車両が第２状態にあるにもかかわらず第１車両制御が実施されるように、車両の実際の状態と大きく異なる状態に適応させるよう車両の挙動が制御されることを回避することができ、安定した車両制御を実現することができる。

車両状態判定手段は、車両が第１状態および第２状態のどちらにあるかの判定として、車両の走行路が第１路面状態か、第１路面状態よりも走行抵抗が大きい第２路面状態かを判定し、車両が第２路面状態または第２路面状態に類似する状態の路面を走行する可能性が高いことを示唆する示唆情報を取得した場合、通常は車両の走行路が第１路面状態と判定されるような場合であっても、所定の条件を満たしたときは、車両が第１路面状態および第２路面状態の中間状態にあると判定してもよい。

この態様によれば、走行路が第２路面状態であるにもかかわらず第１車両制御が実施される機会を低減させることができる。このため、車両の走行路が第１路面状態および第２路面状態の中間状態にあるような場合においても、走行路の路面状態に適した車両制御を実現することができる。

車両状態判定手段は、車両を走行させるための駆動源の出力に基づいて車両に発生していると推定される推定加速度を算出し、車両に実際に発生している実加速度を算出し、算出された推定加速度と算出された実加速度とを比較して、車両の走行路が第１路面状態か第２路面状態かを判定してもよい。

この態様によれば、走行路の路面状態を適切に判定することができる。このため、車両が中間状態にあるか否かも適切に判定することができ、走行路の路面状態に適した車両制御をより確実に実現することができる。

ユーザによりオンオフ操作される手動入力手段をさらに備えてもよい。車両状態判定手段は、手動入力手段がオンにされたことを示すオン信号を取得した場合、通常は第１状態と判定されるような場合であっても、所定の条件を満たしたときは、車両が中間状態にあると判定してもよい。

近年、例えばオフロードスイッチやデフロックスイッチなど、ユーザによるオンオフ操作が可能なスイッチが車両客室内に設けられる場合がある。このようなスイッチがオンにされた場合、車両は通常路よりも走行抵抗の高い路面を走行する可能性が高いと考えられる。この態様によれば、このように手動入力手段がユーザによって操作されたかを利用して、例えば通常は第１状態と判定されるような場合であっても、実際は第２状態となる可能性が高いような中間的な状態であることを適切に判定することが可能となる。

手動入力手段は、オフロード走行に適応した車両の挙動の制御を実施させるべくユーザによって操作されるオフロードスイッチであってもよい。

オフロードスイッチは、オフロード走行時にオンにされるものであることから、逆にオフロードスイッチがオンにされる場合、車両がオフロード走行する可能性は高いと考えられる。この態様によれば、このようなオフロードスイッチがユーザによって操作されたかを利用して、例えば通常は第１状態と判定されるような場合であっても、実際は第２状態となる可能性が高いような中間的な状態であることを適切に判定することが可能となる。

車両制御手段は、車両が第１状態にあると判定された場合に、目標スリップ率を第１スリップ率に設定して車両に与える制動力を制御する第１車両制御を実施し、車両が第２状態にあると判定された場合に、目標スリップ率を第２スリップ率に設定して車両に与える制動力を制御する第２車両制御を実施し、車両が中間状態にあると判定された場合に、目標スリップ率を、第１スリップ率と第２スリップ率の中間の値である第３スリップ率に設定して車両に与える制動力を制御する中間的車両制御を実施してもよい。

この態様によれば、実際には車両が第２状態にあるにもかかわらず第１車両制御が実施される場合よりも、車両に与える制動力を適切に制御することができる。このため、第１状態および第２状態の中間状態に車両がある場合において、車両状態に応じた適切な車両制御を実現することが可能となる。

本発明によれば、車両状態に応じた適切な車両制御を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。

図１は、本発明による車両走行路判別装置が適用された車両を示す概略構成図である。同図に示される車両１は、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬおよびＲＲを有する。ここでは、車輪ＦＲは運転席からみて前方右側、車輪ＦＬは前方左側、車輪ＲＲは後方右側、車輪ＲＬは後方左側の車輪をそれぞれ示す。また、車両１は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである内燃機関２と、自動変速機または無段変速機である変速機３を含むトランスアクスル４と、図示されないトランスファとを有する。すなわち、本実施形態の車両１は、例えばＲＶ車両やいわゆるピックアップトラックといったような４輪駆動車両として構成されており、前輪ＦＬ，ＦＲには、トランスファ、図示されないフロントデファレンシャルおよびドライブシャフト５Ｌ，５Ｒを介して、内燃機関２から動力が伝達される。また、トランスアクスル４のアウトプットシャフト６は、リヤデファレンシャル７に接続されており、このリヤデファレンシャル７には、ドライブシャフト８Ｌ，８Ｒを介して後輪ＲＬおよびＲＲが連結されている。なお、本実施形態の車両１は、いわゆるハイブリッド車両や電気自動車として構成され得ることはいうまでもない。

また、車両１は、車輪ＦＲ〜ＲＬごとに設けられたディスクブレーキユニット９ＦＲ，９ＦＬ，９ＲＲおよび９ＲＬを含む制動装置１０を備えている。制動装置１０は、いわゆるＥＢＤ（Electronic Brake force Distribution：電子制動力分配制御）付きアンチスキッド制御装置（ＡＢＳ）として構成されている。各ディスクブレーキユニット９ＦＲ〜９ＲＬは、それぞれブレーキディスク１１およびブレーキキャリパ１２を含み、各ブレーキキャリパ１２は、ホイールシリンダ４１，４２，４３または４４を内蔵している。また、各ブレーキキャリパ１２のホイールシリンダ４１〜４４は、それぞれ独立の液圧ラインを介してブレーキアクチュエータ２０に接続されている。

ブレーキアクチュエータ２０は、マスタシリンダ１４の２つの出力ポートに接続されており、マスタシリンダ１４には、ブースタ１５を介してブレーキペダル１６が接続されている。そして、本実施形態では、各ブレーキキャリパ１２に含まれるホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ圧が、マスタシリンダ１４から供給される液圧に拘らず独立して設定可能とされている。マスタシリンダ１４にはマスタシリンダ圧センサ１３が設けられており、マスタシリンダ圧センサ１３は、マスタシリンダ１４内のブレーキオイルの圧力を検出する。ブレーキペダル１６には、ペダル踏み込み時にＯＮされるブレーキランプスイッチ１７が設けられている。更に、車輪ＦＲ〜ＲＬには、それぞれの回転速度すなわち車輪速度に応じた信号を出力する車輪速センサ１８が設けられている。

図２は、制動装置１０に含まれるブレーキアクチュエータ２０の系統図である。同図に示されるように、ブレーキアクチュエータ２０における液圧回路は、右前輪ＦＲおよび左後輪ＲＬ用の系統と、左前輪ＦＬおよび右後輪ＲＲ用の系統とが独立したダイアゴナル系統として構成される。これにより、一方の系統に何らかの支障をきたしても、他方の系統の機能は確実に維持される。

マスタシリンダ１４の一方の出力ポートには、ノーマルオープンの電磁弁３１および３７が並列に接続されており、電磁弁３１には液圧路を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダ４１が、電磁弁３７には、液圧路を介して左後輪ＲＬ用のホイールシリンダ４４が接続されている。そして、電磁弁３１，３７とマスタシリンダ１４との間には、液圧ポンプ２１の吐出口が接続されている。また、マスタシリンダ１４の他方の出力ポートには、ノーマルオープンの電磁弁３３および３５が並列に接続されており、電磁弁３３には液圧路を介して左前輪ＦＬ用のホイールシリンダ４２が、電磁弁３５には、液圧路を介して右後輪ＲＲ用のホイールシリンダ４３が接続されている。そして、電磁弁３３，３５とマスタシリンダ１４との間には、液圧ポンプ２２の吐出口が接続されている。液圧ポンプ２１および２２は電動モータ２３によって駆動されるものであり、これらの液圧ポンプ２１および２２が作動すると、ホイールシリンダ４１〜４４に対して所定の圧力に昇圧されたブレーキ液が供給される。

ホイールシリンダ４１には、更にノーマルクローズの電磁弁３２が接続され、ホイールシリンダ４４には、更にノーマルクローズの電磁弁３８が接続されている。電磁弁３２および３８の下流側ポートはリザーバ２４に接続されると共に、逆止弁ＣＶを介して液圧ポンプ２１の吸入口に接続されている。また、ホイールシリンダ４２には、ノーマルクローズの電磁弁３４が接続され、ホイールシリンダ４３には、ノーマルクローズの電磁弁３６が接続されている。電磁弁３４および３６の下流側ポートはリザーバ２５に接続されると共に、逆止弁ＣＶを介して液圧ポンプ２２の吸入口に接続されている。各リザーバ２４，２５は、ピストンおよびスプリングを含み、電磁弁３２〜３８を介して流れ込むホイールシリンダ４１〜４４からのブレーキ液を収容する。

電磁弁３１〜３８は、何れもソレノイドコイルを備えた２ポート２位置電磁切換弁である。電磁弁３１〜３８は、ソレノイドコイルの非通電時に図２に示される第１位置に設定され、これにより、ホイールシリンダ４１〜４４はマスタシリンダ１４と連通する。また、電磁弁３１〜３８は、ソレノイドコイルの通電時に第２位置に設定され、これにより、ホイールシリンダ４１〜４４はマスタシリンダ１４から遮断され、リザーバ２４または２５と連通する。なお、図２において、ＤＰはダンパ、ＣＶは逆止弁、ＯＲはオリフィス、ＦＴはフィルタを示す。逆止弁ＣＶは、ホイールシリンダ４１〜４４およびリザーバ２４，２５からマスタシリンダ１４へのブレーキ液の流通を許容する一方、それとは逆方向の流れを遮断する。

そして、電磁弁３１〜３８のソレノイドコイルの通電状態を制御することにより、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧を増圧、減圧または保持することが可能となる。すなわち、電磁弁３１〜３８のソレノイドコイルの非通電時には、ホイールシリンダ４１〜４４にマスタシリンダ１４および液圧ポンプ２１または２２からブレーキ液が供給され、これにより、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧が増圧される。また、電磁弁３１〜３８のソレノイドコイルの通電時には、ホイールシリンダ４１〜４４がリザーバ２４または２５と連通し、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧が減圧される。更に、電磁弁３１，３３，３５および３７のソレノイドコイルに通電する一方、その他の電磁弁３２，３４，３６および３８のソレノイドコイルを非通電とすれば、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧が保持される。そして、上記ソレノイドコイルに対する通電、非通電の時間間隔、すなわちデューティーを調整することにより、ホイールシリンダ４１〜４４のブレーキ液圧を緩やかに増圧（パルス増圧）させることも可能となる。

このように構成されるブレーキアクチュエータ２０は、図１および図２に示されるように、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１００によって制御される。すなわち、ＥＣＵ１００は、車輪ＦＲ〜ＲＬのスリップ率に基づいて各車輪ＦＲ〜ＲＬに制動力を付与するためのブレーキ圧を増減させるアンチスキッド制御（以下「ＡＢＳ制御」という）を実行する。ＥＣＵ１００は、図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースおよび記憶装置等を含むものであり、ブレーキアクチュエータ２０を構成する電磁弁３１〜３８のソレノイドコイルの通電状態を制御する。また、上述の液圧ポンプ２１および２２の電動モータ２３もＥＣＵ１００により制御される。

図３は、車両１に設けられている制動装置１０の制御ブロック図である。なお、ＥＣＵ１００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭを有し、図３においてＥＣＵ１００は、これらＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのハードウェア、およびソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックとして描かれている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェアおよびソフトウェアの組合せによって様々な形で実現することができる。

ＥＣＵ１００には、上述の各車輪ＦＲ〜ＲＬの車輪速センサ１８が接続されている。各車輪速センサ１８は、対応する車輪ＦＬ〜ＲＲの回転速度すなわち車輪速度と回転方向とを示す信号をＥＣＵ１００に出力する。

これに加えて、ＥＣＵ１００には、Ｇセンサ４５、シフトポジションセンサ４６、エンジン回転数センサ４７、およびオフロードスイッチ５０が接続されている。Ｇセンサ４５は、いわゆる２軸加速度センサであり、車両１の前後方向すなわち進行方向における加速度（加減速度）、および車両１の横方向すなわち幅方向における加速度を検出する。Ｇセンサ４５は、車両の前後方向および横方向の加速度を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。なお、２軸加速度センサであるＧセンサ４５に代わって、車両１の前後方向における加速度のみを検出するセンサ、および車両１の横方向における加速度のみを検出するセンサが用いられてもよい。

シフトポジションセンサ４６は、ドライバーにより設定された変速機３のシフトレンジを検知して、検知したレンジを示す信号をＥＣＵ１００に出力する。エンジン回転数センサ４７は、内燃機関２の回転数を検知し、検知した値を示す信号をＥＣＵ１００に出力する。

オフロードスイッチ５０は、車両客室内の運転席近傍のインスツルメントパネルなどに配置される。オフロードスイッチ５０はＥＣＵ１００に接続されており、運転者にオンオフ操作されたときに、オン信号またはオフ信号をＥＣＵ１００に出力する。

ＥＣＵ１００は、オフロードスイッチ５０が押された場合、オフロード走行に適したＡＢＳ制御やトラクション制御を実施する。オフロードスイッチ５０やオフロードスイッチ５０がオンにされた場合のＡＢＳ制御やトラクション制御は公知の技術であるため、その説明は省略する。

また、車両１にはエンジンのスロットルバルブ（図示せず）の開度などを制御するエンジンＥＣＵ（図示せず）、およびオートマティックトランスミッションのシフトチェンジタイミングなどを制御するトランスミッションＥＣＵ（図示せず）が設けられている。エンジンＥＣＵは、オフロードスイッチ５０がオンにされた場合、スロットルバルブを開くタイミングをオフロード走行に適したものに変更し、また、トランスミッションＥＣＵは、シフトチェンジタイミングをオフロード走行に適したものに変更する。オフロードスイッチ５０がオンにされた場合のスロットルバルブのタイミング変更方法、およびシフトチェンジタイミングの変更方法も公知の技術であるため、説明を省略する。

図３に示されるように、ＥＣＵ１００には、スリップ率取得部１０１、ホイールシリンダ圧制御部（以下「Ｗ／Ｃ圧制御部」という）１０２、車速取得部１０３、推定加速度演算部１０４、実加速度演算部１０５、および路面状態判定部１０６が構築されている。スリップ率取得部１０１は、ＲＯＭなどの記憶部に格納されたスリップ率を示すデータから適切なデータを選択することにより、車輪ＦＲ〜ＲＬのスリップ率を取得する。Ｗ／Ｃ圧制御部１０２は、スリップ率取得部１０１により取得された車輪ＦＲ〜ＲＬのスリップ率に応じてホイールシリンダ４１〜４４の目標ホイールシリンダ圧を決定する。また、ＥＣＵ１００は、駆動回路（図示せず）を介して電磁弁３１〜３８に接続されており、また、リレー（図示せず）を介して電動モータ２３に接続されている。Ｗ／Ｃ圧制御部１０２は、駆動回路に制御電流を出力し、バッテリ（図示せず）から電磁弁３１〜３８の各々に供給する電流のデューティーを制御することにより、電磁弁３１〜３８を開弁または閉弁させ、ホイールシリンダ４１〜４４のホイールシリンダ圧を増圧または減圧させる。このように、スリップ率取得部１０１およびＷ／Ｃ圧制御部１０２は、車両に与える制動力を制御する制動制御部として機能する。

車速取得部１０３は、各車輪速センサ１８の検出値に基づいて車両１（車体）の速度としての車体速度Ｖｓ、および各車輪の回転加速度としての車輪加速度Ｄｗを取得する。

推定加速度演算部１０４は、まずエンジン回転数センサ４７により検出される内燃機関２の回転数と、シフトポジションセンサ４６からの信号に基づいて得られる変速機３のギヤ比とに基づいて、駆動輪である各車輪ＦＲ〜ＲＬの推定車輪速度を所定のサンプリング時間おきに求める。推定加速度演算部１０４は、求めた推定車輪速度と当該サンプリング時間とに基づいて推定される車輪加速度を算出し、各車輪ＦＲ〜ＲＬの推定される車輪加速度の平均値の推定車輪加速度を算出する。推定加速度演算部１０４は、この推定車輪加速度を利用して車両１の推定加速度Ｇｅを算出する。実加速度演算部１０５は、Ｇセンサ４５からの信号に基づいて車両１の実際の加速度としての実加速度Ｇｘを算出する。路面状態判定部１０６は、算出された推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘに基づいて、車両１が走行している路面（以下、「走行路」という）の状態を判定する。このようにＥＣＵ１００は、車両に与える制動力を制御する車両制御手段として機能する。

車両１が砂地路を走行しているとき、通常路を走行しているときに比べ、同じエンジン出力を発生している場合でも円滑に加速することができず、実加速度Ｇｘが推定加速度Ｇｅよりも大きく低下する。ＥＣＵ１００の路面状態判定部１０６はこれを利用して、推定加速度Ｇｅと実加速度Ｇｘとを比較することにより、車両１の走行路が、「通常路」および「砂地路」のどちらかを判定する。なお、通常路とは、砂地路よりも走行抵抗が小さい舗装路や平坦路をいうものとする。

路面状態判定部１０６は推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘに基づいて路面状態を判定しており、実際の路面状態を見て判定しているわけではないため、実際には通常路を走行しているにもかかわらず砂地路を走行していると判定される誤判定や、実際には砂地路を走行しているにもかかわらず通常路を走行していると判定される誤判定が生じる可能性がある。前者の誤判定が生じた場合には、実際には通常路を走行しているにもかかわらず砂地路走行に適したＡＢＳ制御が実施されることになり、後者の誤判定が生じた場合には、実際には砂地路を走行しているにもかかわらず通常路走行に適したＡＢＳ制御が実施されることになる。

ここで、一般的には、砂地路など走行抵抗が高い路面を走行する機会よりも通常路を走行する機会が多いと考えられる。したがって、前者の誤判定が生じる方が、後者の誤判定が生じるよりも、誤った判定結果に基づいて実施されるＡＢＳ制御によって車両の操作性などに与える影響が大きい。このため、一般には前者の誤判定、すなわち実際には通常路を走行しているにもかかわらず砂地路を走行していると判定される誤判定が生じる可能性が低くなるよう、通常路か砂地路かを判定するための閾値が設定されている。

しかしながら、このように判定のための閾値が設定された場合、逆に後者の誤判定、すなわち実際には砂地路を走行しているにもかかわらず通常路を走行していると判定される誤判定が生じる可能性が大きくなるおそれがある。このような誤判定が生じると、砂地路を走行中の車両の操作性が低下するおそれが生じる。このため、車両１の走行路の路面状態に応じた適切なＡＢＳ制御を実現することを可能とする技術の開発が現在強く求められている。

このため、本実施形態に係る路面状態判定部１０６は、オフロードスイッチ５０が運転者によりオンにされた場合、推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘの値が通常は車両１の走行路が通常路と判定されるような値となっている場合であっても、他の所定の条件を満たしたときは、車両１の走行路が、通常路および砂地路のどちらの路面も走行し得る路面であるプレ砂地路であると判定する。また、スリップ率取得部１０１およびＷ／Ｃ圧制御部１０２は、車両１がプレ砂地路を走行していると判定された場合に、車両１が通常路を走行していると判定された場合に実施するＡＢＳ制御と、車両１が砂地路を走行していると判定された場合に実施するＡＢＳ制御の中間的なＡＢＳ制御を実施する。以下、図４〜図７に関連して、このような制御手順について詳細に説明する。

図４は、路面状態判定部１０６による車両１の走行路の判定手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、ＡＢＳ制御が実施されている間、所定時間毎に繰り返し実施される。なお、本フローチャートにおける処理は、イグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされたとき開始され、イグニッションスイッチがオフにされるまで所定時間毎に繰り返し実施されてもよい。

推定加速度演算部１０４は、まず推定加速度Ｇｅを算出し（Ｓ１０）、実加速度演算部１０５は、実加速度Ｇｘを算出する（Ｓ１２）。推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘが算出されると、路面状態判定部１０６は、推定加速度Ｇｅから実加速度Ｇｘを引いた値が第１閾値Ａ１以上か否かを判定する（Ｓ１４）。

推定加速度Ｇｅから実加速度Ｇｘを引いた値が第１閾値Ａ１以上と判定された場合（Ｓ１４のＹ）、路面状態判定部１０６は、車両１は砂地路を走行中と判定し、砂地路フラグをオンに設定する（Ｓ１６）。

ここで、オフロードスイッチ５０は、車両がオフロード走行をする場合に運転者によりオンにされる。このため、運転者によりオフロードスイッチ５０がオンにされたということは、車両１がすでに通常路よりも走行抵抗の大きいオフロードを走行しているか、まだ通常路を走行している場合であっても間もなくオフロードを走行することを示唆すると考えることができる。このため、推定加速度Ｇｅから実加速度Ｇｘを引いた値が第１閾値Ａ１より小さいと判定された場合（Ｓ１４のＮ）、路面状態判定部１０６は、オフロードスイッチ５０が運転者によりオンにされているか否かを判定する（Ｓ１８）。

オフロードスイッチ５０がオンにされている場合（Ｓ１８のＹ）、推定加速度Ｇｅから実加速度Ｇｘを引いた値が通常路を走行していると判定されるような値であっても、車両１が砂地路を走行する可能性は高いと考えられる。このため、路面状態判定部１０６は、推定加速度Ｇｅから実加速度Ｇｘを引いた値が第２閾値Ａ２以上か否かを判定することにより、車両１の走行路がプレ砂地路か否かを判定する（Ｓ２０）。なお、第２閾値Ａ２は、第１閾値Ａ１よりも小さい値とされている。推定加速度Ｇｅから実加速度Ｇｘを引いた値が第２閾値Ａ２以上の場合（Ｓ２０のＹ）、路面状態判定部１０６は、車両１がプレ砂地路を走行中と判定し、プレ砂地路フラグをオンに設定する（Ｓ２２）。

オフロードスイッチ５０がオフにされている場合（Ｓ１８のＮ）は、車両１がプレ砂地路を走行する可能性は低いと考えられる。また、オフロードスイッチ５０がオンにされている場合であっても、推定加速度Ｇｅから実加速度Ｇｘを引いた値が第２閾値Ａ２より小さい場合（Ｓ２０のＮ）、車両１がすぐに通常路を走行する可能性は低いと考えられる。このため、路面状態判定部１０６は、これらの場合には車両１が通常路を走行していると判定し、通常路フラグをオンに設定する（Ｓ２４）。

図５（ａ）に、オフロードスイッチ５０がオフにされている場合の、通常路と判定される通常路判定領域と、砂地路と判定される砂地路判定領域との関係を示し、図５（ｂ）に、オフロードスイッチ５０がオンにされた場合の、通常路判定領域、砂地路判定領域、およびプレ砂地路判定領域の関係を示す。図５（ａ）および（ｂ）において、横軸は推定加速度Ｇｅ、縦軸は実加速度Ｇｘを表す。

オフロードスイッチ５０がオフになっている場合、推定加速度Ｇｅ−実加速度Ｇｘ＝第１閾値Ａ１の直線（以下、「直線Ｌ１」という）を境に、右下の領域が砂地路判定領域となり、左上の領域が通常路判定領域となる。オフロードスイッチ５０がオンになった場合、直線Ｌ１を境に右下の領域では、オフロードスイッチ５０がオフになっている場合と同様に砂地路判定領域となる。しかし、直線Ｌ１を境に左上の領域では、推定加速度Ｇｅ−実加速度Ｇｘ＝第２閾値Ａ２の直線を直線Ｌ２として、直線Ｌ１より左上の領域は通常路判定領域となり、直線Ｌ１と直線Ｌ２とに囲まれる領域がプレ砂地路判定領域となる。

このように、路面状態判定部１０６は、オフロードスイッチ５０がオフになっているときでは通常路判定領域となる領域のうち砂地路判定領域に近い領域を、オフロードスイッチ５０がオンになっているときにはプレ砂地路判定領域とする。これによって、実際には砂地路を走行しているにもかかわらず通常路と判定される誤判定を効果的に減少させることが可能となる。

図６は、本実施形態に係るＡＢＳ制御の制御手順を示すフローチャートである。イグニッションスイッチがオンにされたとき開始され、イグニッションスイッチがオフにされるまで所定時間毎に繰り返し実施される。

スリップ率取得部１０１は、例えばＡＢＳ制御中か否かを示すＡＢＳフラグがオンに設定されているか否かを判定することによりＡＢＳ制御中か否かを判定し（Ｓ３０）、ＡＢＳ制御中でない場合（Ｓ３０のＮ）、本フローチャートにおける処理を一旦終了する。なお、以下において説明する第１スリップ率Ｓｔ１〜第４スリップ率Ｓｔ４を示すデータはＲＯＭなどの記憶部に予め格納されている。

ＡＢＳ制御中の場合（Ｓ３０のＹ）、スリップ率取得部１０１は、まず通常路フラグがオンに設定されているか否かを判定することにより、車両１が通常路を走行しているか否かを判定する（Ｓ３２）。車両１が通常路を走行していると判定された場合（Ｓ３２のＹ）、スリップ率取得部１０１は、目標スリップ率を一番低い値である第１スリップ率Ｓｔ１に設定する（Ｓ３４）。

車両１が通常路を走行していないと判定された場合（Ｓ３２のＮ）、スリップ率取得部１０１は、プレ砂地路フラグがオンに設定されているか否かを判定することにより、車両１がプレ砂地路を走行しているか否かを判定する（Ｓ３６）。車両１がプレ砂地路を走行していると判定された場合（Ｓ３６のＹ）、スリップ率取得部１０１は、目標スリップ率を、上述の第１スリップ率Ｓｔ１と、同じくオフロードスイッチ５０がオフとなっている場合に車両１が砂地路を走行していると判定された場合に設定される第３スリップ率Ｓｔ３との中間の値である第２スリップ率Ｓｔ２に設定する（Ｓ３８）。

目標スリップ率をこのような値に設定することにより、誤判定によって第１スリップ率Ｓｔ１が設定されるべき場合に第３スリップ率Ｓｔ３が設定されたり、第３スリップ率Ｓｔ３が設定されるべき場合に第１スリップ率Ｓｔ１が設定されるなど、本来設定されるべきスリップ率と大きく異なる値に目標スリップ率が設定されることを回避することができる。これによって、実際の路面状況に適さないＡＢＳ制御が実施されることを抑制することができる。

車両１がプレ砂地路を走行していないと判定された場合（Ｓ３６のＮ）、スリップ率取得部１０１は、車両１は砂地路を走行していると判定し、次にオフロードスイッチ５０がオンにされているか否かを判定する（Ｓ４０）。スリップ率取得部１０１は、オフロードスイッチ５０がオフにされている場合（Ｓ４０のＮ）、目標スリップ率を第３スリップ率Ｓｔ３に設定し（Ｓ４４）、オフロードスイッチ５０がオンにされている場合（Ｓ４０のＹ）、目標スリップ率を第３スリップ率Ｓｔ３よりも大きな値である第４スリップ率Ｓｔ４に設定する（Ｓ４２）。

目標スリップ率が設定されると、Ｗ／Ｃ圧制御部１０２は、設定された目標スリップ率に基づいてホイールシリンダ４１〜４４の各々の目標ホイールシリンダ圧を決定する（Ｓ４６）。なお、目標ホイールシリンダ圧の決定方法は公知の技術であるため説明を省略する。目標ホイールシリンダ圧を決定すると、Ｗ／Ｃ圧制御部１０２は、決定した目標ホイールシリンダ圧を達成するようホイールシリンダ４１〜４４の各々のホイールシリンダ圧を制御する（Ｓ４８）。

図７は、本実施形態に係る制動装置１０のＳ−μ特性と第１スリップ率Ｓｔ１〜第４スリップ率Ｓｔ４との関係を示す図である。図７では、横軸にスリップ率Ｓ、縦軸に路面との摩擦係数μが表されている。図７に示すように、通常路のＳ−μ特性は、スリップ率Ｓが大きくなるにしたがって、路面との摩擦係数μが当初急激に上昇し、その後緩やかに低下する。これに対して、砂地路のＳ−μ特性は、スリップ率Ｓが大きくなるにしたがって緩やかに上昇していく。

このため、通常は、車両１が通常路を走行していると判定された場合は、通常路のＳ−μ特性において路面との摩擦係数μが高い値となるよう第１スリップ率Ｓｔ１を低い値に設定し、車両１が砂地路を走行していると判定された場合は、砂地路のＳ−μ特性において路面との摩擦係数μが高い値となるよう、第３スリップ率Ｓｔ３を第１スリップ率Ｓｔ１よりも高い値に設定する。こうすることにより、路面との摩擦係数μを常に高い値に維持し、良好なＡＢＳ制御の実現することが可能となる。

しかし、例えば実際は車両１が通常路を走行しているにもかかわらず砂地路を走行していると誤判定された場合、目標スリップ率が、第１スリップ率Ｓｔ１に本来設定すべきところ第３スリップ率Ｓｔ３に設定されることになる。このため、路面との摩擦係数μはμ４からμ３に低下し、本来実現すべき良好なＡＢＳ制御の実現が困難なものとなる。

また、実際が車両１が砂地路を走行しているにもかかわらず通常路を走行していると誤判定された場合、目標スリップ率が、第３スリップ率Ｓｔ３に本来設定すべきところ第１スリップ率Ｓｔ１に設定されることになる。このため、路面との摩擦係数μはμ２からμ１に低下し、この場合も本来実現すべき良好なＡＢＳ制御の実現が困難なものとなる。

本実施形態のように、車両１がプレ砂地路を走行していると判定された場合に目標スリップ率を第２スリップ率Ｓｔ２に設定することにより、このような路面との摩擦係数μの大きな変動を抑制することが可能となる。これによって、路面状態が誤判定された場合においても、本来実施すべきＡＢＳ制御と大きく異なるＡＢＳ制御が実施されることを回避することができる。

また、オフロードスイッチ５０がオンにされている場合は、車両１が実際は通常路を走行しているにもかかわらず砂地路を走行していると判定される可能性は低いと考えられる。このため、本実施形態では、オフロードスイッチ５０がオンにされた状態で車両１が砂地路を走行していると判定された場合、目標スリップ率を第３スリップ率Ｓｔ３よりも大きい値である第４スリップ率Ｓｔ４に設定する。このように、オフロードスイッチ５０がオンにされた状態で車両１が砂地路を走行していると判定された場合、オフロードスイッチ５０がオフにされている場合よりも目標スリップ率を大きな値とすることにより、路面との摩擦係数μをさらに大きな値とし、さらに良好なＡＢＳ制御を実施することを可能としている。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。

ある変形例では、車両１の客室内における運転席周辺のインスツルメントパネルに、デフロックスイッチ（図示せず）が設けられる。デフロックスイッチがオンにされた場合、ディファレンシャルがロックされ、左右輪の作動が規制された状態となる。これによって、例えば片輪がぬかるみなどにはまった場合に車両１の脱出が可能となる。デフロックスイッチ、およびデフロックスイッチがオンにされた場合のこのような車両制御は公知の技術であるため説明を省略する。路面状態判定部１０６は、デフロックスイッチが運転者によりオンにされた場合、デフロックスイッチがオフにされている場合に車両１の走行路が通常路と判定されるような場合であっても、他の所定の条件を満たしたときは、車両１の走行路がプレ砂地路であると判定する。この場合の所定の条件とは、上述の実施形態のように、推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘが図５（ｂ）における直線Ｌ１と直線Ｌ２の間の値となることであってもよい。

このようなデフロックスイッチは、オフロードスイッチ５０と同様、車両１がオフロードなど走行抵抗の大きい路面を走行するときに運転者によりオンにされる。このため、デフロックスイッチがオンにされた場合は、推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘからは車両１が通常路を走行していると判定されるような場合であっても、実際は車両１がオフロードなど走行抵抗の大きい路面を走行している、または直後にそのような路面を走行する可能性が高いことを示唆しているということができる。このため、デフロックスイッチがオンにされた場合であって、所定の条件を満たす場合にプレ砂地路であると判定することにより、路面状態の誤判定によるＡＢＳへの影響を抑制することができる。

ある別の変形例では、車両１にはカーナビゲーションシステムが搭載されている。このカーナビゲーションシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭを有する電子制御部を備え、この電子制御部は、ＧＰＳ（Global Positioning System）により車両１の位置情報を取得すると共に、取得した車両１の位置情報を利用して、ＤＶＤまたはハードディスクなどの記憶部に格納された地図情報の中から車両１周辺の地図情報を取得する。カーナビゲーションシステムは公知の技術であるため、その構成に関するこれ以上の詳細な説明は省略する。

ＥＣＵ１００は、カーナビゲーションシステムの電子制御部が取得した車両１の位置情報、および車両１周辺の地図情報を取得する。路面状態判定部１０６は、取得した車両１の位置情報および地図情報を利用して、車両１が砂地路や砂利路、またはダートなどの走行抵抗が高い路面を走行しているか否かを判定する。車両１がこのような走行抵抗の高い路面を走行していると判定した場合、路面状態判定部１０６は、通常は車両１の走行路が通常路と判定されるような場合であっても、他の所定の条件を満たしたときは、車両１の走行路がプレ砂地路であると判定する。なお、この場合の所定の条件も、上述の実施形態のように、推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘが図５（ｂ）における直線Ｌ１と直線Ｌ２の間の値となることであってもよい。

このように、カーナビゲーションシステムによって車両１が走行抵抗の高い路面を走行していることが検出された場合、推定加速度Ｇｅおよび実加速度Ｇｘからは車両１が通常路を走行していると判定されるような場合であっても、車両１がオフロードなど走行抵抗の大きい路面を走行している、または直後にそのような路面を走行する可能性が高いことを示唆しているということができる。このため、カーナビゲーションシステムによって車両１が走行抵抗の高い路面を走行していることが検出された場合においても、所定の条件を満たす場合にプレ砂地路であると判定することにより、路面状態の誤判定によるＡＢＳへの影響を抑制することができる。

また、ある別の変形例では、エンジンＥＣＵも路面状態判定部を有し、ＥＣＵ１００の路面状態判定部１０６と同様に、車両１の走行路が通常路か、砂地路か、またはプレ砂地路かを判定する。車両１がプレ砂地路を走行していると判定された場合、エンジンＥＣＵは、車両１が通常路を走行していると判定された場合のスロットルバルブを開くタイミングと、車両１が砂地路を走行していると判定された場合のスロットルバルブを開くタイミングとの中間のタイミングでスロットルバルブを開放させる。これによって、車両１の走行路が誤判定された場合においても、スロットルバルブが車両１が走行する路面状態に適したタイミングから大きく外れたタイミングで開放させることを回避することができる。

また、ある別の変形例では、トランスミッションＥＣＵも路面状態判定部を有し、ＥＣＵ１００の路面状態判定部１０６と同様に、車両１の走行路が通常路か、砂地路か、またはプレ砂地路かを判定する。車両１がプレ砂地路を走行していると判定された場合、トランスミッションＥＣＵは、車両１が通常路を走行していると判定された場合のシフトチェンジタイミングと、車両１が砂地路を走行していると判定された場合のシフトチェンジタイミングとの中間のタイミングでシフトチェンジを行う。これによって、車両１の走行路が誤判定された場合においても、シフトチェンジが車両１が走行する路面状態に適したタイミングから大きく外れたタイミングで行われることを回避することができる。

本発明による車両走行路判別装置が適用された車両を示す概略構成図である。 制動装置に含まれるブレーキアクチュエータの系統図である。 車両に設けられている制動装置の制御ブロック図である。 路面状態判定部による車両の走行路の判定手順を示すフローチャートである。 （ａ）は、オフロードスイッチがオフにされている場合の、通常路と判定される通常路判定領域と、砂地路と判定される砂地路判定領域との関係を示す図であり、（ｂ）は、オフロードスイッチがオンにされた場合の、通常路判定領域、砂地路判定領域、およびプレ砂地路判定領域の関係を示す図である。 本実施形態に係るＡＢＳ制御の制御手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る制動装置のＳ−μ特性と第１スリップ率Ｓｔ１〜第４スリップ率Ｓｔ４との関係を示す図である。

符号の説明

１ 車両、 ２ 内燃機関、 １３ マスタシリンダ圧センサ、 １７ ブレーキランプスイッチ、 １８ 車輪速センサ、 ２０ ブレーキアクチュエータ、 ４５ Ｇセンサ、 ４７ エンジン回転数センサ、 １００ ＥＣＵ、 １０１ スリップ率取得部、 １０２ Ｗ／Ｃ圧制御部、 １０３ 車速取得部、 １０４ 推定加速度演算部、 １０５ 実加速度演算部、 １０６ 路面状態判定部。

Claims (6)

1. 車両が第１状態および第２状態のどちらにあるかを判定する車両状態判定手段と、
   車両が第１状態にあると判定された場合に、第１状態に適応させるよう車両の挙動を制御する第１車両制御を実施し、車両が第２状態にあると判定された場合に、第２状態に適応させるよう車両の挙動を制御する第２車両制御を実施する車両制御手段と、
   を備え、
   前記車両状態判定手段は、車両が第２状態と同一または類似の状態となる可能性が高いことを示唆する示唆情報を取得した場合、通常は車両が第１状態にあると判定されるような場合であっても、所定の条件を満たしたときは、第１状態および第２状態の中間状態に車両があると判定し、
   前記車両制御手段は、車両が中間状態にあると判定された場合に、第１車両制御と第２車両制御の中間的な制御である中間的車両制御を実施することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記車両状態判定手段は、車両が第１状態および第２状態のどちらにあるかの判定として、車両の走行路が第１路面状態か、第１路面状態よりも走行抵抗が大きい第２路面状態かを判定し、
   車両が第２路面状態または第２路面状態に類似する状態の路面を走行する可能性が高いことを示唆する示唆情報を取得した場合、通常は車両の走行路が第１路面状態と判定されるような場合であっても、所定の条件を満たしたときは、車両の走行路が第１路面状態および第２路面状態の中間状態にあると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記車両状態判定手段は、車両を走行させるための駆動源の出力に基づいて車両に発生していると推定される推定加速度を算出し、算出された推定加速度と車両に実際に発生している実加速度とを比較して、車両の走行路が第１路面状態か第２路面状態かを判定することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. ユーザによりオンオフ操作される手動入力手段をさらに備え、
   前記車両状態判定手段は、前記手動入力手段がオンにされたことを示すオン信号を取得した場合、通常は第１状態と判定されるような場合であっても、所定の条件を満たしたときは、車両が中間状態にあると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両制御装置。
5. 前記手動入力手段は、オフロード走行に適応した車両の挙動の制御を実施させるべくユーザによって操作されるオフロードスイッチであることを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記車両制御手段は、車両が第１状態にあると判定された場合に、目標スリップ率を第１スリップ率に設定して車両に与える制動力を制御する第１車両制御を実施し、車両が第２状態にあると判定された場合に、目標スリップ率を第２スリップ率に設定して車両に与える制動力を制御する第２車両制御を実施し、車両が中間状態にあると判定された場合に、目標スリップ率を、第１スリップ率と第２スリップ率の中間の値である第３スリップ率に設定して車両に与える制動力を制御する中間的車両制御を実施することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両制御装置。

Images