JP2013533159A - 車両の少なくとも１つの運転支援システムを制御する方法及び装置及びそれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両（６０）の少なくとも１つの運転支援システム（８２，８４，８６，８８）を制御する方法に関する。この方法は、少なくとも１つの波長の光（１１）を車両（６０）の下の車道表面（１ａ）へ放射し、車道表面（１ａ）で反射される光（２１，３１）を検出し、反射される光（２１，３１）により、車道表面（１ａ）の性質についての少なくとも１つの情報（１００）を求め、車道表面（１ａ）の性質についての情報を少なくとも１つの運転支援システム（８２，８４，８６，８８）へ伝送（２００）し、運転支援システム（８２，８４，８６，８８）の少なくとも１つのパラメータを変化（３００）して、運転支援システム（８２，８４，８６，８８）が車道表面（１ａ）の性質に関係して動作するようにすることを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車用運転支援システムに関する。特に本発明は、このような運転支援システムを制御する方法及び装置に関する。

最近の自動車は、多くの場合、運転者を援助しかつ例えば危険な状況へ介入できるか又は最良の場合危険な状況の回避を助ける複数の運転支援システムを持っている。このような運転支援システムは、ロック防止システム（ＡＢＳ）、電子安定性制御装置（ＥＳＣ，ＥＳＰ，ＡＳＲ）、自動変速機用変速機制御装置、変速補助装置、変速援助装置及び／又は引きずりトルク制御装置（ＳＭＲ，ＤＴＣ）、走行レベル適合装置（ＥＣＡＳ）及び／又は不整地モードを含むことができるけれども、それ以外のシステムも含むことができる。

ＡＢＳ又はＥＳＣ，ＥＳＰ及びＡＳＲのような若干の運転支援システムは、各車輪がどんな速度で回転するかを自動的に確認するために、各車輪に速度計を持っている。その際相違が確認されると、これは小さい摩擦を持つ滑り易い車道であることを指摘する。これらのシステムは、大抵の場合車輪の回転速度を測定する原理に基いている。このような速度センサは純機械的に構成可能であるが、現在はたいていの場合誘導センサ又はホールセンサにより無接触で動作する。速度センサは、例えばＡＢＳシステムにおいて普通であるように、各車輪に取付けられている。しかしこれらのイステムは、車輪回転数の相違が確認される時、即ち車両が既に滑っている時に初めて、小さい摩擦係数従って潜在的に危険な状況を認識できる、という欠点を持っている。

ＳＭＲ又は自動変速機のような他の運転支援システムは、一般に車道状態についての情報を持っていないので、例えば一層低い速段への変速の際、機関制動トルクにより危険な走行状態がひき起こされる可能性がある。

本発明は、上記の欠点を克服するという課題を持っている。

この課題は、車両の少なくとも１つの運転支援システムを制御するため、請求項１に記載の装置によって解決される。

この方法は、少なくとも１つの波長の光を車両の下の車道表面へ放射し、車道表面で反射される光を検出し、反射される光により、車道表面の性質についての少なくとも１つの情報を求め、車道表面の性質についての情報を少なくとも１つの運転支援システムへ伝送し、運転支援システムの少なくとも１つのパラメータを変化して、運転支援システムが車道表面の性質に関係して動作するようにする。

この装置は、車道表面の性質についての少なくとも１つの情報を求める光学表面センサ、及び光学表面センサ及び運転支援システムに接続されかつ車道表面についての情報により運転支援システムの少なくとも１つのパラメータを変化する制御装置を含み、それにより運転支援システムが、車道表面の性質に関係して動作する。

この方法及び装置により、運転支援システムが安全でない車道状態を認識する前に、運転支援システムを車道状況に合わせることができる。従って運転支援システムは一層速く動作し、危険な走行状況が生じる前に、これを回避することができる。

光学表面センサは、車道表面が湿っているか、氷結しているか、雪で覆われているか、かつ／又は乾いているかを検出することができる。車道表面の水膜又は氷層がどんな厚さを持っているかも求めることができる。光学表面センサは、車道表面がアスファルトであるか、コンクリートであるか又は粗い路床であるかを確認するために、車道表面の粗さも検出できるので、不整地状況を推論することができる。車道表面の性質についてのこれらの情報を、運転支援システムが使用することができる。

運転支援システムがロック防止システム（ＡＢＳ）を含むことができる。車道表面の性質についての情報は、車道表面の性質に関係してロック防止システムの第１の制御サイクルを調節するために使用することができる。こうして例えば湿った車道が検出された時、ＡＢＳの強すぎる過制動を防止するために、第１の制御サイクルにおいて例えば一層少ない制動を行うことができる。車両が氷又は雪のような滑り易い路床上にある時、制動を更に少なくすることができる。従って強い制動を伴う通常の第１の制御サイクルは、前調節に代えられるので、制動圧力の適合が一層速く行われる。

運転支援システムは駆動滑り制御装置（ＡＳＲ）を含むこともでき、同時に車道表面の性質に関係して、少なくとも第１の制御サイクルが合わされる。

運転支援システムは安定性制御装置（ＥＳＰ，ＥＳＲ）を含むことができる。介入例えば安全性制御装置の介入の時点又は介入の他のパラメータを、車道の求められる性質に合わせることができる。

例えばかじ取りハンドル旋回角に、車両速度及び場合によっては求められた車道表面の性質を持つ別のパラメータを合わせ、かつ車道表面の求められた性質においてこのように前もって計算された横方向力が安定性制御の介入を必要とするか否かを決定することができる。それにより現在の車道性質に合わされる安定性制御の早期の介入を行うことができる。

運転支援システムが自動変速機の変速機制御装置を含むことができる。自動変速機はあらゆる種類の自動化される変速を含むことができる。

例えば変速特性を車道表面の求められる性質に合わせることができる。例えば小さい摩擦係数を持つ冬の車道性質において、車道上に雪又は氷が検出された時、駆動車輪の空転を防止するため、一層高い速段例えば第２速又は第３速で発信を行うようにすることができる。小さい摩擦係数を持つ車道性質では、一層早いアップシフトを行うことができる。

特に引きずりトルク制御装置（ＳＭＲ）を持つ車両では、車両が小さい摩擦係数を持つ車道表面にある時、低速段への早期の変速を防止することもできる。それによって、機関制動の介入により車両が滑るか又は他の危険な状態へもたらされるのを回避することができる。車道表面の求められる性質及びそれから求められる摩擦係数及び場合によっては走行速度、タイヤ状態等のそれ以外の車両パラメータを算入して、伝達可能な最大引きずりトルクを求めることができる。ダウンシフトの際予想される引きずりトルクが伝達されない場合、変速時点を移動させるか、又はＳＭＲ又はＤＴＣ機能により例えば短時間の加速によって逆に作用させることができる。

運転支援システムは不整地モードも含むことができる。車道表面の性質についての情報が、車両がアスファルト又はコンクリートのように僅かな粗さを持つ固められた道路にないことを含んでいる場合、車両を不整地モードに切換えることができる。このような場合自動的に不整地モードを動作させることができる。不整地モードは例えば全輪駆動装置又は他の補助牽引装置の接続を含んでいてもよい。不整地モードは、例えば車両の最低地上高を大きくするために、レベル適合の調節も含むことができる。

車両が再び固められた車道にあることを光学表面センサが認識すると、それに応じて不整地モードを自動的に停止することができる。

特にＡＢＳ及び安定性制御装置において、ただし他の運転支援システムにおいても、それぞれ１つの光学表面センサを車両の各車輪の前に設けることができるので、各車輪に対して車道表面の性質の検出を個々に行うことができ、運転支援システムの介入を適当に調節することができる。

路床から反射される光を検出するため、光学表面センサは、少なくとも１つの波長の光を路床へ放射する光源装置及び少なくとも１つの検出器を含むことができる。

表面センサは、第１の検出器のほかに第２の検出器を含むことができ、第１の検出器は拡散反射される光の検出に適し、第２の検出器は鏡面反射される光の検出に適している。少なくとも２つの偏光子を設けることができ、第１の偏光方向を持つ第１の偏光子が第１の検出器に付属している。光源装置には光源偏光子が付属し、かつ／又は第２の検出器に第２の偏光子が付属し、その偏光方向は第１の偏光子の第１の偏光方向に対してほぼ直角に向けられている。少なくとも２つの偏光子又は偏光フィルタが設けられている場合、第１の偏光子が第１の検出器に設けられて、第１の検出器へ向かって第１の偏光方向の光波のみを通す。光源偏光子が光源装置に設けられていると、その偏光方向は第１の偏光子の第１の偏光方向に対してほぼ直角であり、センサから放射される光は第１の偏光方向に対してほぼ直角な方向に偏光されているので、第１の検出器において偏光されて鏡面反射される光が濾別され、拡散反射される光のみが検出される。第２の偏光子が第２の検出器の前に設けられ、その偏光方向が第１の偏光方向に対してほぼ直角に向けられていると、同じような効果が得られる。第２の偏光子は、光源偏光子の代わりに又はそれに加えて使用することができる。光源装置において既に偏光された光を発生することもできる。

光源装置は、路床又は車道表面へ互いに異なる少なくとも２つの波長の光を放射するため又は複数の波長を放射するために設計することができる。そのため光源装置は複数の光源を含むことができる。少なくとも２つ、なるべく３つの互いに異なる波長の使用は、センサをスペクトルのように作動させるのを可能にする。例えば氷又は水により特によく吸収される波長の使用により、水又は氷により吸収される波長の反射光を基準波長の光と比較すると、車道又は車道表面の氷又は水を認識することができる。それによりスペクトル分析及び拡散反射及び鏡面反射の原理を、ただ１つの装置又はただ１つのハウジングで行うことができる。そのため少なくとも１つの光源装置、第１の検出器及び場合によっては第２の検出器を共通なただ１つ又は一体のハウジング内に例えば密に並べて設けることができる。

赤外線範囲にある少なくとも３つの異なる波長の光を使用することができる。そのため光源装置は複数の光源を含むことができる。例えば光源装置は、１３００ｎｍ，１４６０ｎｍ及び１５５０ｎｍの波長の赤外光を放射するように設計することができる。波長１４６０ｎｍの光は水により特によく吸収され、波長１５５０ｎｍの光は氷によりよく吸収される。その場合約１３００ｎｍの範囲にある光は、基準波長として使用することができる。しかし他の波長も使用することができる。特に基準波長のために、氷にも水にもあまり吸収されない他のいかなる波長も使用することができる。水に敏感な波長として、水中でよく吸収される他のいかなる波長も使用することができる。全く同様に氷に敏感な波長として、氷でよく吸収されるいかなる波長も選びことができる。他の関心のある波長は、例えば赤外光範囲にある１１９０，１１４０，９７０，８８０及び８１０ｎｍ、及び可視波長６２５，５３０及び４７０ｎｍを含む。

光源装置は、正確に３つの異なる波長の光を放射するように設計することができる。そのため光源装置は３つの光源、即ち各波長に対して１つの光源を持つことができる。スペクトルで鏡面反射及び拡散反射される光を検出し、車道の種類を求めるか又は認識するために、３つの波長のみが使用される。各光源は個々に制御可能であり、かつ互いに無関係に投入及び遮断可能であるか、又は強さを制御可能である。

更に上記の２つ又は３つの互いに異なる波長より多い波長も使用することができる。例えば拡散反射及び鏡面反射される光の測定のために、６２５ｎｍの波長を使用することもできる。

更に放射される光の強さ又は振幅を変調することができる。強さ又は振幅の変調は、光源装置の個々のすべて又は個々の光源の投入及び遮断によって行うことができる。強さの変調又は投入及び遮断は、光源装置の各波長に対して又は光源装置の各光源に対して別々に行うことができる。例えば振幅又は強さの変調又は投入及び遮断は、各周波数に対して同じ周波数で位相をずらして、かつ／又は異なる周波数で行うことができる。それにより例えば異なる波長の光が時間をずらして又は順次に放射されるようにすることができる。例えば第１の波長の光を特定の期間放射し、それから第１の波長の光を遮断し、第２の波長の光を投入することができる。それから検出器においてただ１つの波長の光が検出される。それにより検出器における入射光のスペクトル分析又は分割を回避することができる。異なる調整技術の混合形式、特に周波数変調及び振幅変調される中断あり又は中断なしの光信号も使用可能である。

従って本発明は、第１又は第２の検出器として簡単な検出器を使用することを可能にする。例えばホトダイオードを使用することができる。第１の検出器及び第２の検出器は、それぞれ１つ又は複数のホトダイオードを含むことができる。少なくとも第１の検出器は、光源装置から放射されるすべての波長の光を検出するように設計することができる。検出器は、その代わりに又は補足して、光電子チップ（例えばＣＣＤ）又は他の光記録装置を含むこともできる。

第１及び第２の検出器は、鏡面反射される光及び拡散反射される光の検出に使用することができる。更に第１及び第２の検出器の少なくとも１つをスペクトル検出のために使用することもできる。少なくともこの検出器は、その場合複数の波長の光を検出するように設計されている。この例では、センサが正確に第１の検出器及び第２の検出器を持ち、それ以外の検出器は設けられていない。

更に表面センサは、車道表面又は路床の性質についての情報を出力する評価装置を含んでいる。

本発明のそれ以外の詳細及び例が、例示的にのみ限定なしに、添付図面を参照して以下に説明される。

本発明による装置を持つ車両の例を平面図で示す。 本発明による装置を持つ車両の例を側面図で示す。 本発明による装置の第１例を示す。 本発明による装置の第２例を示す。 本発明による方法を概略的に示す。 光強さの評価例を示す。

図１ａは、本発明による装置９の例を備えた車両６０を示す。

車両６０は、各車輪の前に表面センサ２、特に右前輪６２の前に表面センサ２、左前輪６３の前に表面センサ２、右後輪６４の前に表面センサ２及び左後輪６５の前に表面センサ２を含み、前、後ろ、右及び左の表示は車両６０の通常の走行方向６に関係している。表面センサ２は、それぞれ車輪の前でそのわだちに設けられている。センサ２は、放射レンズ１６を持つ光放射開口１８、第１の集束レンズ２６を持つ第１の検出開口２８、及び第２の集束レンズ３６を持つ第２の検出開口３８が車道１から見え、右車輪６２及び右後輪６４の前で走行方向６に対して直角にほぼ１列に設けられて示されているように、配置されている。走行方向６において左の前輪６３及び左の後輪６５の前に、同様にセンサ２が設けられ、ここでセンサ２は、矢印６で示す車両６０の走行方向６に沿って配置されている。センサ２の向きは例にすぎず、すべてのセンサ２を同じ向きにすることもできる。

図示した車両６０は４つの車輪を持っている。しかしもっと多くの車輪を設けることができる。車両は乗用車、実用車又は他のあらゆる種類の車両であってもよい。

各センサ２は、図１に示す例では、ロック防止システム８２の制御装置、安定性制御システム８４の制御装置、変速機制御装置８６及び不整地モード制御装置８８を含む運転支援システムの制御装置に接続されている。図示した運転支援システムのほかに、別の運転支援システムをセンサ２に接続することができる。運転支援システムの１つだけ又は選ばれた１をセンサ２に接続することもできる。運転支援システム８２，８４，８６，８８は、車両に設けられて適当に合わされる既に公知のシステムであるか、又はセンサ２との接続のために特別に設けられていてもよい。

図１ｂは、図１ａの車両６０を側面図で示す。車両の左前輪６３は、厚さｄ２の単層７２上にあり、左前輪６５は乾いた車道表面１ａにある。

１つのセンサ２の例が図２及び３に詳細に示されている。

表面センサ２は、ここでは車道１の表面又は車道表面１ａの性質特に状態及び種類を検出するセンサ２とも称され、自動車６０に取付けられるように設計されている。

センサ２は、ハウジング４内に３つの装置即ち光放射装置１０、第１の検出装置２０及び第２の検出装置３０を含んでいる。光放射装置１０は、ハウジング４にある光放射窓又は光放射開口１８を持ち、第１の検出装置２０は、ハウジング４にある第１の検出窓又は第１の検出開口２８を持ち、第２の検出装置３０は第２の検出窓又はハウジング４にある第２の検出開口３８を持っている。光放射開口１８、第１の検出開口２８及び第２の検出開口３８は、ハウジング４の同じ側４ａに設けられ、センサ２が作動可能に車両に取付けられていると、これらの開口は車道１へ向けられている。センサ２は、放射される光線１１がほぼ直角に車道１又は車道表面１ａへ当たるように向けられ、即ち光放射部分１０ａの光軸又は光放射軸１１ａが、車道１又は車道表面１ａに対してほぼ直角になっている。図示した例では、厚さｄ１の水膜７１が車道表面１ａにある。しかし車道表面が雪で覆われ、氷結し、又は乾燥しているか、又は異なる性質を持っていてもよい。

図２及び３に示す例では、光放射装置１０、第１の検出装置２０及び第２の検出装置３０が１列に設けられ、光放射装置１０が第１の検出装置２０と第２の検出装置３０との間に設けられている。

しかし光放射装置１０、第１の検出装置２０及び第２の検出装置３０は、互いに分離して設けられていてもよく、１つのハウジング内にまとめられていなくてもよい。

光放射装置１０に光源装置１２が設けられて、複数の異なる波長の光を放射するように設計されている。そのため光源装置１２は、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、他の適当な光源又はそれらの組合わせを含むことができ、互いに異なる複数の波長の光を放射するのに適している。例えば光源装置１２は、少なくとも１３００ｎｍ，１４６０ｎｍ及び１５５０ｎｍの波長を持つ光を放射することができる。しかしこれらの波長はそのつどの使用目的に合わせることができる。

図２に示す例では、放射される光線１１の方向において光源装置１２の後に、光源偏光子又は光源偏光フィルタ１４が設けられて、光源装置１２から放射される光を所定の方向に偏光させる。

更に放射レンズ１６が設けられて、放射される光を、放射される光線１１に沿って、車両６０の下にある路床又は車道１又は車道表面１ａ上の特定の範囲へ向けるか又は集束する。放射レンズ１６の光軸は、光放射装置１０の光軸１０ａを規定することができる。放射レンズ１６は、１つの放射レンズから成るか、複数のレンズ又は他の光学素子を含むことができる。

第１の検出装置２０は、光源装置１２から放射されるすべての波長の光を検出するように設計されている第１の検出器２２例えば１つ又は複数のホトダイオードを含んでいる。そのため第１の検出器２２は、隣接して設けられる複数のホトダイオード又は１つ又は複数の光電装置（例えばＣＣＤ，ＣＭＯＳ）を含むことができる。

第１の検出器２２には、第１の集束レンズ２６及び第１の偏光子又は第１の偏光フィルタ２４が設けられている。第１の集束レンズ２６は、単一の第１の集束レンズ又は複数のレンズ及び／又は別の光学素子を含むことができる。第１の偏光フィルタ２４の偏光方向は、光源偏光フィルタ１４の偏光方向に対して直角であり、従って所定の偏光方向に対してほぼ直角である。鏡面反射されて所定の方向に偏光される光は、それにより濾別され、拡散反射される光のみが第１の検出器２２へ達する。従って第１の検出器２２は“散乱検出器”として役立つ。

第１の軸２０ａは、第１の集束レンズ２６及び／又は第１の検出装置２０の光軸にほぼ一致し、放射レンズ１６及び／又は光放射装置１０の光軸にほぼ位置する放射軸１０ａに対してほぼ平行に向けられているようにすることができる。

センサ２のハウジング４内で光放射装置１０の検出装置２０とは反対の側に設けられている第１の検出装置３０には、第２の検出器３２が設けられている。

第２の検出器３２も同様に、少なくとも光源装置１２から放射される波長の光を検出するように設計されているホトダイオードを含むことができる。しかし第２の検出器３２も同様に、隣接して設けられる複数のホトダイオードを含み、複数の異なる波長又は波長範囲の光を検出するように設計することができる。

第２の検出器３２に第２の集束レンズ３６が付属して、反射される光を第２の検出器３２へ集束し、ここで検出する。第２の集束レンズ３６は単一の第２の集束レンズ又は複数のレンズ及び／又は別の光学素子を含むことができる。第１の検出器２２とは異なり、図２に示す例では、第２の検出器３２は偏光子又は偏光フィルタを持っていない。放射される光は既に偏光されているので、偏光は必要でない。従って第２の検出器により、拡散反射されかつ鏡面反射されて第２の検出器光路３１に沿って反射される光が検出される。しかし鏡面反射される光のみを第２のホトダイオードにおいて検出するため、放射偏光子１４の偏光方向に対して平行な偏光方向を持つ偏光フィルタ（図示せず）を、第２の検出器３２も持つことができる。

第２の軸３０ａは、第２の集束レンズ３６又は第２の検出装置３０の光軸にほぼ一致し、かつ放射レンズ１６及び／又は光放射装置１０の光軸にほぼ一致する放射軸１０ａに対してほぼ平行に向けられている。

上述したセンサは、赤外線範囲においても種々の波長で使用することができる。このため第１の検出器２２及び／又は第２の検出器３２を使用することができる。例えば波長が１４６０ｎｍの赤外光は水により特によく吸収されるので、この波長の光は、湿った車道において、第１の検出器２２又は第２の検出器３２へ向かって僅かな程度しか反射されない。これに反し乾燥した車道では、この波長は正常に反射される。波長が１５５０ｎｍの赤外光は氷によりよく吸収される。これら両方の波長の反射の比較と基準波長の考慮によって、車道上の氷又は水を推論することができる。氷によっても水によってもあまり吸収されない例えば１３００ｎｍの基準波長は、両方の異なる波長の吸収度を評価するための基準量として役立つ。その場合車道上の水及び氷又は乾いている車道についての情報を得るために、波長１５５０ｎｍ／１３００ｎｍにおける測定された強さ比を、公知のように比１４６０ｎｍ／１３００ｎｍと関係させることができる。

異なる波長を、並行してただし特に順次時間をずらして放射することができる。それにより１つの時点１つの波長の光のみが放射され、それに応じて検出される。これにより、費用のかかるスペクトル分析又はビーム分割をやめることができる。

センサ２は更に評価装置５０を持ち、第１の検出器２２又は第２の検出器３２により検出されるか又は求められるデータがこの評価装置で処理される。評価装置５０はハウジング４外に設けることができ、例えば車両６０内の他の場所にあってもよい。評価装置５０は、ケーブル又は無線接続を介して、第１の検出器２２及び第２の検出器３２に接続することができる。評価装置は、光源装置２１用制御装置を含むか、制御装置に接続することができる。しかし評価装置５０及び／又は制御装置は、ハウジング４に設けるか、図２に関して示すようにこれに統合することができる。

上述したセンサ２により、コンパクトで安価な構造で、スペクトル反射も鏡面反射及び拡散反射も短時間に測定し、これに基いて車道の種類及び状態を推論することができる。それにより、車両６０の下の車道１又は車道表面１ａの種類及び実際の状態についての一層良好で正確な情報が生じる。測定のために１つのセンサ２しか必要でない。

例えば測定精度が十分なため、スペクトル反射のみを測定する場合、場合によっては第２の検出装置３０をなくすことができる。

図３は装置９の別の例を示す。図３に関して示しかつ説明する特徴は、適用に応じて、図２に関して示しかつ説明した特徴と組合わせるか又はこれと代えることができる。

図３に示すセンサ２は、光源偏光子が設けられていない点を別として、図２に関して説明したセンサと一致している。この場合放射される光線１１０は偏光されていない。しかし鏡面反射される光を濾別できるようにするため、第２の検出器３２の前の光路に第２の偏光フィルタ３４が設けられている。第２の偏光フィルタ３４の偏光方向は、第１の偏光フィルタ２４の偏光方向に対してほぼ直角である。センサ２の他のすべての素子は、図２に関して示したセンサの素子に一致している。

図３に示す例では、車道表面１ａに水膜７１も氷層７２もない。

図３に示す例では、第１の集束レンズ２６及び／又は第２の検出装置２０全体の光軸に相当する第１の軸２０ｂが、放射軸１０ａに対して角αをなし、この角αは最大で約１０°である。第２の集束レンズ３６及び／又は第２の検出装置３０全体の光軸に相当する第２の軸３０ｂは、放射軸１０ａに対して角βをなし、角βも同様に最大約１０°である。放射軸１０ａと第１の軸２０ｂ及び／又は第２の軸３０ｂとの交点４０は車道表面１ａにあるか、又は車道表面１ａから５０ｃｍまでの間隔の所にある。

更に図１に関して説明したように、光源偏光フィルタ１４を光源装置１２に設けること、また第２の偏光子又は第２の偏光フィルタ３４を第２の検出器３２に設けることも可能である。その場合光源偏光フィルタ１４及び第２の偏光フィルタ３４の偏光方向は、互いに平行に向けられている。しかし光源偏光フィルタ１４及び第２の検出器３２の第２の偏光フィルタ３４の偏光方向は、第１の偏光子又は第１の偏光フィルタ２４の偏光方向に対してほぼ直角に設けられている。

図３ではさらに、評価装置５０がセンサ２のハウジング４内に設けられるか、又はハウジング２に統合されて示されている。図１に示すように、評価装置をセンサ２外に設けることができることも明らかである。

センサ２及び特に放射レンズ１６及び集束レンズ２６又は場合によって集束レンズ３６は、車道表面１ａより上の特定の高さ又は高さ範囲に設けられるように設計することができる。例えばセンサ２は、車道表面１ａから約１０ｃｍ〜約１ｍの高さｈ又は間隔に設けられるように設計することができ、この間隔はそのつどの使用目的に合わせることができる。乗用車におけるセンサ２の使用のために、高さｈは約１０ｃｍ〜４０ｃｍの範囲にあってもよい。センサ２を実用車、バス又は不整地車両に使用する場合、高さは約３０ｃｍ〜約１００ｃｍ特に５０ｃｍ〜８０ｃｍの範囲にあってもよい。

図４は運転支援システムを制御する方法の例を示す。この方法は車道の性質又は車道表面１ａの性質についての情報１００を検出する段階を含んでいる。車道表面１ａの性質についての情報１００の検出は、少なくとも１つの波長なるべく赤外線範囲にある少なくとも３つの互いに異なる波長の光１１０の放射及び車道表面１ａで反射される光の検出１２０を含んでいる。上述したように、異なる波長の光は、時間的にずれて例えば異なる周波数で変調されるか又は同じ周波数で移相されて変調されて放射され、それに応じて検出される。これにより複数の波長に対して１つの検出器のみを使用し、場合によっては光源が遮断されている場合背景光線を使用することができる。

異なる波長の反射される光の強さの比又は拡散反射される光と鏡面反射される光の比から、段階１５０において、車道表面１ａの性質についての情報、即ち車道表面１ａが乾いているか、湿っているか、氷結しているか、雪で覆われているか又は別の性質を持っているか否かの情報が求められる。この段階において、車道表面１ａの水膜７１の厚さｄ１又は氷層７２の厚さも同様に求められる。

車道表面１ａの性質が認識されると、段階２００において、この情報が運転支援システムへ伝送され、場合によっては車両速度、横加速度、変速機回転数のような別のパラメータも加えられて、支援システムをどのように制御すべきか、また運転支援システムのどのパラメータを変化すべきかが決定される。それから段階３００において、運転支援システムの適当なパラメータが変化される。

車道性質をどのように求めるかが、図５に原理的に示されている。赤外線範囲にある上述した異なる波長の拡散反射、鏡面反射される光及び拡散反射される光の求められる光強さから、車道性質即ち車道表面１ａの水高さｄ１、車道表面１ａの氷厚さｄ２、車道表面１ａの明るさｄ３及び／又は粗さｄ４が求められる。

氷厚さｄ２及び水高さｄ１は求められないが、大きくなった粗さが確認されると、それから、車両６０が固められた車道１上になく、不整地モード８８が接続されることが推論される。不整地モード８８の活動は、全輪駆動装置の接続、機械及び／又は電子差動止めの接続、レベル制御装置の走行レベルの調節及び／又はＡＢＳの制御閾値の適合を含んでいる。

水膜７１の特定の厚さｄ１、氷層７２の特定の厚さｄ２及び／又は乾いた車道表面１ａが検出されると、この情報を例えばＡＢＳ８２の制御装置へ供給することができる。それから制御サイクルを各車輪に対して個々に合わせることができる。それから車道性質に応じて、走行状態のための摩擦係数を評価し、過制動従って車輪の長いロックが防止されるように、ＡＢＳの第１の制御サイクルを調節することができる。それにより制動過程中にＡＢＳの制御が一層速く行われる。

場合によっては積載されるか又は積載されない車両における重心の高さのような別の量を、制動力の決定に関係させることができる。

それぞれの車輪における制動力の算定は例えば次式により行うことができる。
Ｆ_ｓｏｌｌ＝μ_ｍａｘｐ（Ｇ＋ＡＧ）ｃ
ここでＦ_ｓｏｌｌは制動力、μ_ｍａｘはセンサ２により求められる摩擦係数、ｐは制動圧力、Ｇは静的軸荷重、ＡＧは動的軸荷重、ｃは係数である。目標は、それぞれの車輪における制動力と制動圧力から平衡を得ることである。

ＡＢＳ８２の制御と同様に、ＡＳＲも制御し、車輪の駆動又は制動を現在求められた摩擦係数に関係して行うことができる。

ＥＳＣ又はＥＳＰのような安定性監視装置の制御のため、各車輪にあるセンサ２により求められる現在の摩擦係数を、必要な摩擦係数と比較することができる。必要な摩擦係数は、例えば走行速度及びカーブ走行のためのかじ取りハンドル旋回角及び場合によってはそれ以外の量から求めることができる。必要な摩擦係数を求めるための摩擦力は、一方では縦方向力（駆動及び制動）と横方向力とのベクトル和からも得られる。縦方向力は、機関トルクと制動圧力から良い近似で計算することができる。横方向力は、ＥＳＣ制御の単線モデルから第１近似で得られる。車両が直進走行してないすべての操縦において、円軌道上を動く。円軌道は、ＥＳＣモジュールにおいて直接測定される準定常横加速力により、かつ同様に測定される片揺れ加速度により求めることができる動的成分により、描かれる。車両形状を知ることにより、今や前輪６２，６３及び後輪６４，６５のために、必要な横方向案内力が計算される。更に単線モデルから実際の２線モデルへの移行により、この力を左と右へ分配することができる。

こうして各車輪に瞬間に加わる摩擦力の評価が行われる。例えば加速されるカーブ走行の際、センサ２により求められる摩擦限界に近づくと、不安定さが起こる前に、安定化手段が既にとられる。換言すれば、必要な摩擦係数が求められる現在の摩擦係数に近づくか、又は一層小さくなると、安定性監視装置８４へ早い介入を行うことができる。

車道性質についての情報は、最大に可能な引きずりトルクを求めるためにも使用することができる。

ダウンシフトによりタイヤに生じる力は、次のように計算又は評価される。即ち変速機８７の変速段は既知であるか、又は各速段に対して求められる機関回転数と走行速度６との比から計算することができる。各機関に対して、摩擦トルクの準定常成分が（回転数に関係して）示され、機関の慣性モーメント及び必要な加速度（回転数変化）から生じる動的成分が示される。それにより特定の速段へのダウンシフトに対して、摩擦トルクに打勝って機関を目標回転数へ加速するためにタイヤにおいて必要な力を計算することができる。さてこの駆動力を（差滑り制御から誘導可能な）存在する車輪荷重によって除算すると、必要な摩擦係数が得られる。この必要な摩擦係数を、駆動される車輪においてセンサ２により現在求められる摩擦係数と比較すると、既に変速の意図がある場合、車輪の滑り従って安定性によって危険な状態になるか否かを確認することができる。既に予めダウンシフトを防止するか、機関を目標回転数に加速することができる。そのために公知のＤＴＣ又はＳＭＲシステムを使用することができる。

以上の説明は、図に示される例に関して与えられた。しかし当業者は、上述した例を直ちに変更するか又は組合わせ、また例えば警告信号又は別の制御信号及び別の運転支援システムを補足することができる。当業者は、本発明による装置及び本発明による方法の別の適用可能性を見出し、例えば車両の別の個所への取付けを見出すこともできる。

同様に当業者は、測定結果を異なる要求に合わせるため、上述した波長とは異なる波長を考慮することができる。上述した波長が正確に値に限定されず、上述した不連続な値に限定されることなく、波長範囲を含むことができることは明らかである。

更に車両の１つだけでなく複数又はすべての運転支援システム８２，８４，８６，８８へ車道表面１ａの性質についての情報を供給して、それぞれの運転支援システム８２，８４，８６，８８の少なくとも１つのパラメータを、車道表面１ａの性質に関係して変化することも可能である。

Claims (25)

1. 車両（６０）の少なくとも１つの運転支援システム（８２，８４，８６，８８）を制御する方法であって、この方法が
   少なくとも１つの波長の光（１１）を車両（６０）の下の車道表面（１ａ）へ放射し、
   車道表面（１ａ）で反射される光（２１，３１）を検出し、
   反射される光（２１，３１）により、車道表面（１ａ）の性質についての少なくとも１つの情報（１００）を求め、
   車道表面（１ａ）の性質についての情報を少なくとも１つの運転支援システム（８２，８４，８６，８８）へ伝送（２００）し、
   運転支援システム（８２，８４，８６，８８）の少なくとも１つのパラメータを変化（３００）して、運転支援システム（８２，８４，８６，８８）が車道表面（１ａ）の性質に関係して動作するようにする
   方法。
2. 車道表面（１ａ）の性質についての情報は、車道表面（１ａ）が湿っているか、氷結しているか、雪で覆われているか、かつ／又は乾いているかの情報を含んでいる、請求項１に記載の方法。
3. 車道表面（１ａ）の性質についての情報は、車道表面（１ａ）がコンクリート面を持つか、アスファルト面を持つか又は異なる粗さを持つかについての情報を含んでいる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 運転支援システムがロック防止システム（８２）を含んでいる、先行する請求項の１つに記載の方法。
5. 運転支援システム（８２）の少なくとも１つのパラメータの変化（３００）が、車道表面（１ａ）の性質に関係してロック防止システム（８２）の第１の制御サイクルを調節することを含んでいる、請求項４に記載の方法。
6. 運転支援システムが安定性制御装置（８４）を含んでいる、先行する請求項の１つに記載の方法。
7. 運転支援システム（８４）のパラメータの変化が、安定性制御装置（８４）への介入の時点を変化することを含んでいる、請求項６に記載の方法。
8. 運転支援システムが自動変速機の変速機制御装置（８６）を含んでいる、先行する請求項の１つに記載の方法。
9. 運転支援システム（８６）のパラメータの変化（３００）が、車道表面（１ａ）の性質に関係して自動変速機（８７）の変速時点及び／又は入れるべき速段を含んでいる、請求項８に記載の方法。
10. 運転支援システムが不整地モード（８８）を含んでいる、先行する請求項の１つに記載の方法。
11. 運転支援システム（８８）のパラメータの変化（３００）が、車道表面（１ａ）の性質に関係して不整地モードを調節する、請求項１０に記載の方法。
12. 光の放射及び車道表面（１ａ）で反射される光の検出が、赤外線範囲にある３つの異なる波長の光を含んでいる、先行する請求項の１つに記載の方法。
13. 車道表面（１ａ）で反射される光の検出が、拡散反射される光及び鏡面反射される光の検出を含んでいる、先行する請求項の１つに記載の方法。
14. 車両（６０）の少なくとも１つの運転支援システム（８２，８４，８６，８８）を制御する装置（９）であって、装置（９）が、車道表面（１ａ）の性質についての少なくとも１つの情報を求める光学表面センサ（２）、及び光学表面センサ（２）及び運転支援システム（８２，８４，８６，８８）に接続されかつ車道表面（１ａ）についての情報により運転支援システム（８２，８４，８６，８８）の少なくとも１つのパラメータを変化する制御装置（７）を含み、それにより運転支援システム（８２，８４，８６，８８）が、車道表面（１ａ）の性質に関係して動作する、装置。
15. 車道表面（１ａ）の性質についての情報は、車道表面（１ａ）が湿っているか、氷結しているか、雪で覆われているか、かつ／又は乾いているかの情報を含んでいる、請求項１４に記載の装置。
16. 車道表面（１ａ）の性質についての情報は、車道表面（１ａ）がコンクリート面を持つか、アスファルト面を持つか又は粗さについての情報を含んでいる、請求項１４又は１５に記載の装置。
17. 運転支援システムがロック防止システム（８２）を含んでいる、請求項１４〜１６ノ１つに記載の装置。
18. 運転支援システムが安定性制御装置（８４）を含んでいる、請求項１４〜１７の１つに記載の装置。
19. 運転支援システムが自動変速機の変速機制御装置（８６）を含んでいる、請求項１４〜１８の１つに記載の装置。
20. 運転支援システムが不整地モード（８８）を含んでいる、請求項１４〜１９の１つに記載の装置。
21. 光学表面センサ（２）が、少なくとも１つの波長の光を路床（１）へ放射する光源装置（１２）、及び車道表面（１ａ）により反射される光を検出する少なくとも１つの第１の検出器とを含んでいる、請求項１４〜２０の１つに記載の装置。
22. 光源装置（１２）及び第１の検出器（２０，３０）が１つのハウジング（４）内に設けられている、請求項２１に記載の装置。
23. 装置が鏡面反射される光を検出する少なくとも１つの第２の検出器（３０）を含んでいる、請求項２１又は２２に記載の装置。
24. 光源装置（１２）が３つの異なる波長の光を放射する３つの光源を含んでいる、請求項２１〜２３の１つに記載の装置。
25. 請求項１４〜２４の１つに記載の装置（９）を持つ車両（６０）。

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