JP6821267B2 - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置および車両制御方法に関する。

特許文献１は、自車の走行する道路の路面状況、例えば、低μ路を光学的な画像認識手段で検出して、摩擦係数μに応じて、油圧をコントロールすることで、適切な油圧でコントロールできることから、燃費の向上を図ったり、変速段（含む変速比）をコントロールすることで、走行性能の向上を図ったりすることを開示している。

特開平０３−２０４４６５号公報

しかしながら、レーザー光を使って物体の検知や物体までの距離を測定可能なレーザーライダーのようなセンサを用いて路面の摩擦係数μ（言い換えると、アスファルト路面、コンクリート路面、ブロック路面、砂利路面）を検出する場合、光の反射を検知してそれを画像処理し、前方の路面の種別を判定するまで処理に時間がかかるため、車両が高速で走行しているときは、実際の走行路面に対し路面の判定が間に合わない恐れがある。

本発明の目的は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、高車速で走行している場合はレーザーライダーのような光の反射を利用した路面検知を中止することで、路面種別の判定結果に基づく車両制御の遅れを防止し、路面に応じた適切な制御を行うことができる車両制御装置および車両制御方法を提供することにある。

車両制御装置および車両制御方法であって、車両制御部は、車両が所定速度以上で走行している場合には、路面種別判定部の判定結果による車両の制御を禁止することとした。

路面種別の判定結果に基づく車両制御の遅れを防止し、路面に応じた適切な制御を行うことができる。

本発明に係る車両制御装置の概略構成を示す図である。 実施例１に係る路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。 実施例１に係る路面種別による無段変速機の概略の油圧特性図である。 実施例１に係る車両制御装置において、所定車速未満の場合の車両制御時の無段変速機の油圧の変化を示すタイムチャートである。 実施例２に係る路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。 実施例２で路面検知処理を停止中の路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。 実施例３に係る路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。 実施例３に係る路面種別によるエンジンの概略の出力特性図である。 実施例３に係る車両制御装置の車両制御時のエンジンの出力の変化を示すタイムチャートである。

図１は、本発明に係る車両制御装置の概略構成を示す図である。
この車両は動力源としてエンジン１を備える。エンジン１の出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２、第１ギヤ列３、バリエータ２０、副変速機３０（以下、バリエータ２０と副変速機３０を合わせて、単に「無段変速機４」という。）、第２ギヤ列５、終減速装置６を介して駆動輪７へと伝達される。第２ギヤ列５には駐車時に変速機４の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構８が設けられている。

車両には、車両制御部としての、エンジン１を制御するエンジンコントローラ１ａと、エンジン１の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ１０と、オイルポンプ１０からの油圧を調圧して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１を制御する制御装置としての変速機コントローラ１２と、ホイールシリンダへ供給されるブレーキ圧をブレーキペダル踏力に応じて制御する制御装置としてブレーキコントローラ１００とが設けられている。
また、アクセル開度（スロットル開度）センサ４１、プライマリ入力回転速度センサ４２、車速センサ４３、無段変速機４の油圧センサ４４、運転者が操作するセレクトレバー位置センサ４５等が設けられている。これらのセンサは、ＣＡＮ(Controller Area Network)や高速通信バス等の適切なバスを介して接続されており、相互に情報を共有することができる。

また、路面種別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、エンジンコントローラ１ａ、変速機コントローラ１２、ブレーキコントローラ１００へ路面種別の情報を出力する。
各コントローラ１ａ、１２、１００は、路面種別に適合した特性を有している。詳細は、後述する。
路面種別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、車両前方約３０ｍ先の路面にレーザー光を照射して、反射するレーザー光を受信するセンサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から、受信結果を取得し、受信結果から路面の反射率を算出し、路面種別を判定している。

さらに、路面種別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、ワイパー７１、フロントガラスに設置された振動センサ７２、あるいはインターネット経由での走行中の場所の天気等の情報７３に基づき、路面が濡れているか否かを判定する路面状況判定部７０から判定結果データを取得している。詳細は、後述する。

無段変速機４の各構成について説明すると、バリエータ２０と、バリエータ２０に対して直列に設けられる副変速３０とを備える。

バリエータ２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを備えるベルト式無段変速機である。プーリ２１、２２は、それぞれ固定円錐板と、この固定円錐板に対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板との間にＶ溝を形成する可動円錐板と、この可動円錐板の背面に設けられて可動円錐板を軸方向に変位させる油圧シリンダ２３ａ、２３ｂとを備える。油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト２ ３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが無段階に変化する。

副変速機３０は前進２段・後進１段の変速機構である。副変速機３０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構３１と、ラビニョウ型遊星歯車機構３１を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）とを備える。各摩擦締結要素３２〜３４への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素３２〜３４の締結・解放状態を変更すると、副変速機３０の変速段が変更される。例えば、Ｌｏｗブレーキ３２を締結し、Ｈｉｇｈクラッチ３３とＲｅｖブレーキ３４を解放すれば副変速機３０ の変速段は１速となる。Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＲｅｖブレーキ３４を解放すれば副変速機３０の変速段は１速よりも変速比が小さな２速となる。また、Ｒｅｖブレーキ３４を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＨｉｇｈクラッチ３３を解放すれば副変速機３０の変速段は後進となる。

図２は、実施例１に係る路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。
ステップＳ１では、路面種別判定部５０は、ワイパー作動中、振動センサが雨滴を検知、あるいはインターネット経由で走行中の場所が雨の情報に基づき、路面が濡れていると判定する路面状況判定部７０の判定結果データを読み込み、処理をステップ２へと移行する。

ステップＳ２では、路面種別判定部５０は、路面状況判定部７０の判定結果データから、路面が濡れていると判定すると、処理をステップＳ９へ移行する。また、路面は濡れていないと判定すると、処理をステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、路面種別判定部５０は、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から路面検出データを読み込み、処理をステップＳ４へと移行する。

ステップＳ４では、路面種別判定部５０は、読み込んだ路面検出データを記憶している路面学習データと比較可能な形式に変換を行い、処理をステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、路面種別判定部５０は、路面学習データを読み込み、処理をステップＳ６へ移行する。
なお、ここで、路面学習データは、４種類（アスファルト路面、コンクリート路面、ブロック路面、砂利路面）の乾いた路面の学習データを有している。

ステップＳ６では、路面種別判定部５０は、読み込んだ路面検出データと４種類の路面学習データを比較し一致するか否かを判定する。
一致しない場合には、路面種別に応じた制御を禁止し、ステップ９へ移行する。
あるいは、一番安全率が大きいアスファルト路面に応じた制御を行っても良い。
４種類の路面種別のいずれかと一致した場合には、処理をステップＳ７へ移行する。
なお、具体的な一致する判断は、路面検出データと路面学習データが８０％以上の確率で類似であるとの判断で行っている。

ステップＳ７では、路面種別判定部５０は、判定した路面種別を変速機コントローラ１２へ出力し、処理をステップＳ１１へ移行する。ここで、路面種別判定部５０の処理は、終了する。

ステップＳ１１では、変速機コントローラ１２は、ＣＡＮ通信により車速センサ４３から取得した車速データに基づいて、車両の走行速度が所定速度以上か否かを判定する。所定速度以上の場合は、処理をステップＳ１２へ移行し、所定速度未満であると判断した場合は、処理をステップＳ８へ移行する。ここで、所定速度とは、高車速で走行している場合、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０で近くの路面を判定しても、判定時にはその地点を通過してしまうような走行速度のことであり、センサ６０により測定しうる対象物までの距離や測定時間を考慮して決定することができる。

ステップ１２では、変速機コントローラ１２は路面種別に応じた制御を禁止し、処理を終了する。

ステップＳ８では、変速機コントローラ１２が路面種別に応じた油圧特性あるいは変速比特性に変更して、処理を終了する。

ステップＳ９では、濡れた路面情報を変速機コントローラ１２へ出力し、処理をステップＳ１０へ移行する。ここで、路面種別判定部５０の処理は、終了する。

ステップＳ１０では、変速機コントローラ１２が、濡れた路面に応じた油圧特性あるいは変速比特性に変更して、処理を終了する。
なお、本実施例の場合、一番安全率が大きいアスファルト路面に応じた特性としている。

図３は、実施例１に係る路面種別による概略の無段変速機の油圧特性図である。
横軸は、アクセル開度、縦軸は、無段変速機油圧、例えばライン圧を示している。
車輪のグリップ力が一番高いアスファルト路面が一番油圧が高く、次にコンクリート路面、ブロック路面、最もグリップ力が低い砂利路面を一番油圧を低く設定してある。
車両が高μ路を走行する場合は駆動輪７から受ける大きなトルクの影響でベルト滑りの恐れがあるため、無段変速機４に高い油圧を供給する必要がある。一方、低μ路では、駆動輪７からの大きなトルク入力がないため油圧を下げることができる。このような路面種別に基づいて油圧制御を行うことで、燃費の向上を図りつつベルト滑りを防止することを目的として、変速機コントローラ１２は、路面種別判定部５０よりの路面種別に応じて、油圧特性を切り替えている。

図４は、実施例１に係る車両制御装置の車両制御時の無段変速機の油圧の変化を示すタイムチャートである。
図４にて、実施例１の作動を説明する。

横軸は、時間であり、縦軸は、上が路面種別、下が無段変速機の油圧を示している。

前述したが、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、車両前方約３０ｍ先の路面にレーザー光を照射して、その反射光を受信するセンサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から、路面検出データを取得している。
そこで、時間ｔ１で、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０が、現在走行中のアスファルト路面から車両前方約３０ｍ先はコンクリート路面と判定し、時間ｔ２でコンクリート路面の走行を開始する。そして、時間ｔ２で、予め備えたコンクリート路面の油圧特性に基づき、徐々に目標油圧に向けて、油圧の低下を開始する。
時間ｔ３で、目標油圧に達し、この目標油圧を維持する。時間Ｔは、判定してからコンクリート路面に達する時間である。これは、車速に応じて変化するため、算定した時間Ｔが経過したときに、上記の油圧制御を開始している。

次に作用効果を説明する。
実施例１の車両制御装置および車両制御方法にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。
（１）変速機コントローラ１２は、車両が所定の速度以上のときは、路面種別判定部の判定結果による車両の制御を禁止するようにした。
よって、高車速で走行している場合、レーザーライダーで路面種別を判定しても、判定時には実際の走行地点がレーザーライダーで判定した地点を通過してしまい、路面種別に基づく適切な車両制御ができないという課題を解決できる。
（２）とくに、コンクリート路面といった低μ路を走行中に、アスファルト路面に切り替わる場合、路面種別の判定が遅くなると、実際の路面の切り替わり地点に対して油圧の上変更が遅れることになる。すなわち、実際の走行路面がアスファルト路面に切り替わったときには自動変速機の油圧が低いままとなるため、路面が切り替わった瞬間にベルトに大きな負荷がかかりベルト滑りが発生する恐れがある。しかしながら、車両が所定の速度以上のときは、路面種別判定部の判定結果に基づいて行う自動変速機の油圧の変更を行わないことで、制御遅れに起因するベルト滑りを防止できる。

図５は、実施例２に係る路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。
ステップＳ２１では、路面種別判定部５０は、ＣＡＮ通信により車速センサから取得した車速データに基づいて、車両の走行速度が所定速度以上か否かを判定する。所定速度以上の場合は、処理をステップＳ２２へ移行し、所定速度未満であると判断した場合は、処理を終了する。

ステップＳ２２では、路面種別判定部５０は、路面検知処理を停止し、処理をステップ２３へ移行する。ここで、路面検知処理とは、路面種別判定部５０の作動を禁止することであり、これにはセンサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０によるセンシングを停止すること、その回転を停止すること、レーザー照射も行わないこと、および路面種別判定の演算処理のみを行わないことの何れか１つ又はすべてを含む。

ステップ２３では、変速機コントローラ１２が油圧低減中か否かを判定する。油圧低減中の場合は、処理をステップ２４へ移行し、油圧低減中でない場合は、処理を終了する。

ステップ２４では、変速機コントローラ１２は、路面種別による低減油圧をゼロにし、処理を終了する。ここで、路面種別による低減油圧とは、車輪のグリップ力が一番高く、最も高い油圧が設定された路面（例えば、図３のアスファルト路面）の油圧特性（基本油圧）から、別の路面に移行する場合に差し引く油圧のことであり、例えば、図４に示すように、アスファルトからコンクリートに移行する場合は、これらの油圧特性の差を示すものである。

図６は、上記路面検知処理を停止中の路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。
ステップＳ３１では、路面種別判定部５０は、路面検知処理を中止しているか否かを判定する。路面検知処理を中止している場合は、処理をステップＳ３２へ移行し、路面検知処理を中止していないと判断した場合は、処理を終了する。

ステップＳ３２では、路面種別判定部５０は、ＣＡＮ通信により車速センサから取得した車速データに基づいて、車両の走行速度が所定速度以上か否かを判定する。所定速度以上の場合は、処理をステップＳ３３へ移行し、所定速度未満であると判断した場合は、処理を終了する。

ステップ３３では、図５に示したフローチャートに基づく路面検知処理を開始し、本処理を終了する。

次に作用効果を説明する。
実施例２の車両制御装置および車両制御方法にあっては、以下に列挙ずる作用効果を奏する。
（１）前記路面種別判定部は、前記車両が所定速度以上で走行している場合には、前記路面種別判定部の作動を禁止するようにした。
よって、路面検知処理を停止することで電力消費を抑えることができる。

本発明の他の実施例に係る車両制御装置は、車両制御部が、車両が所定速度以上で走行している場合には、路面種別判定部の判定結果に応じた自動変速機の油圧変更を禁止することを特徴とする。この場合、車両制御部は、高μ路の油圧特性に基づいて、自動変速機の油圧を制御することが好ましい。また、油圧制御を行わないだけで、その他の制御、例えば、エンジン出力の制御は行ってもよい。

図７は、油圧制御の代わりにエンジン出力制御を行う場合の実施例３に係る路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。

ステップＳ６までは、図２に示した実施例１および２のフローチャートと同じため、同一の符号を付しているので、説明は省略し、ステップＳ１７より説明する。

ステップＳ１７では、路面種別判定部５０は、判定した路面種別をエンジンコントローラ１ａへ出力し、処理をステップＳ１８へ移行する。ここで、路面種別判定部５０の処理は、終了する。

ステップＳ１８では、エンジンコントローラ１ａが、路面種別に応じたエンジン出力特性に変更して、処理を終了する。

ステップＳ１９では、路面種別判定部５０は、濡れた路面情報をエンジンコントローラ１ａへ出力し、処理をステップＳ２０へ移行する。ここで、路面種別判定部５０の処理は、終了する。

ステップＳ２０では、エンジンコントローラ１ａが、濡れた路面に応じたエンジン出力特性に変更して、処理を終了する。
なお、本実施例の場合、一番安全率が大きい砂利路面に応じた特性としている。

図８は、実施例３に係る路面種別による概略のエンジンの出力特性図である。
横軸は、スロットル開度、縦軸は、エンジン出力を示している。
車輪のグリップ力が一番高いアスファルト路面がアクセル開度ＡＰＯに対するエンジン出力が一番高く、次にコンクリート路面、ブロック路面、最もグリップ力が低い砂利路面をアクセル開度ＡＰＯに対するエンジン出力を一番低く設定してある。
エンジンコントローラ１ａは、路面種別判定部５０よりの路面種別に応じて、エンジン出力特性を切り替えている。
なお、濡れた路面の場合には、砂利路面の特性を使用している。

図９は、実施例３に係る車両制御装置の車両制御時のエンジンの出力の変化を示すタイムチャートである。
図９にて、実施例３の作動を説明する。
横軸は、時間であり、縦軸は、上が路面種別、下がエンジン出力を示している。
前述したが、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、車両前方約３０ｍ先の路面にレーザー光を照射して、その反射光を受信するセンサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から、路面検出データを取得している。
そこで、時間ｔ１で、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０が、車両前方約３０ｍ先は砂利路面と判定し、時間ｔ２で事前に砂利路面の特性により、徐々に目標エンジン出力に向けて、エンジン出力の低下を開始する。
時間ｔ３で、目標エンジン出力に達すると、目標エンジン出力を維持し、時間ｔ４で砂利路面の走行を開始する。時間Ｔは、判定してから砂利路面に到達する時間である。これは、車速に応じて変化するため、算定した時間Ｔ内で、制御が終了するようにしている。

次に作用効果を説明する。
実施例３の車両制御装置および車両制御方法にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。
（１）車両制御部は、前記車両が所定速度以上で走行している場合には、前記路面種別判定部の判定結果に応じたエンジン出力制御を禁止するようにした。
よって、エンジン出力を低減して走行中に、低μ路から高μ路に切り替わり、エンジン出力を戻す必要がある場合に、エンジン出力の復帰の遅れを防止することができる。
（２）また、前記路面種別判定部は、前記車両が所定速度以上で走行している場合には、前記路面種別判定部の作動を禁止するようにした。よって、路面検知処理を停止することで電力消費を抑えることができる。

以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

上記実施例では、４種類の路面状況の学習データを有しているが、これだけに限るモノではなく、砂混じり路面等を追加してもよい。また、上記実施例における車速センサ４３は、トランスミッションの出力軸の回転数を計測するセンサであるが、各輪に配置され、車輪速に応じた周期でパルス信号を発する車輪速センサであってもよい。
また、路面種別判定部（ＡＤＡＳ）５０では、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０で検出した反射光を用いて路面の反射率を算出しているが、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０が独自の制御部を有し路面の反射率を算出してもよい。いずれの形態も本発明の範囲に含まれる。

１ａ エンジンコントローラ（車両制御部）
１２ 変速機コントローラ（車両制御部）
５０ 路面種別判定部（ＡＤＡＳ）
６０ センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）
７０ 路面状況判定部

Claims (5)

1. 光を使った路面の反射率に基づき路面種別を判定する路面種別判定部と、該路面種別判定部の判定結果に基づいて、車両の自動変速機の油圧または変速比あるいはエンジンの出力の制御を行う車両制御部と、車両の走行速度を検出する車速センサと、
   を備えた車両制御装置において、
   前記車両制御部は、前記車両が所定速度以上で走行している場合には、前記路面種別判定部の判定結果による車両の自動変速機の油圧または変速比あるいはエンジンの出力の制御を禁止すること、
   を特徴とする車両制御装置。
2. 光を使った路面の反射率に基づき路面種別を判定する路面種別判定部と、該路面種別判定部の判定結果に基づいて、車両の自動変速機の油圧または変速比あるいはエンジンの出力の制御を行う車両制御部と、車両の走行速度を検出する車速センサと、
   を備えた車両制御装置において、
   前記路面種別判定部は、前記車両が所定速度以上で走行している場合には、前記路面種別判定部の作動を禁止すること、
   を特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記車両制御部は、前記車両が所定速度以上で走行している場合には、前記路面種別判定部の判定結果に応じた自動変速機の油圧変更を禁止する、
   ことを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置において、
   前記車両制御部は、前記車両が所定速度以上で走行している場合には、高μ路の油圧特性に基づいて、自動変速機の油圧を制御する、
   ことを特徴とする車両制御装置。
5. 光を使った路面の反射率に基づき路面種別を判定する路面種別判定部と、車両の自動変速機の油圧または変速比あるいはエンジンの出力の制御を行う車両制御部と、車両の走行速度を検出する車速センサとを備え、
   路面種別に基づいて、車両の自動変速機の油圧または変速比あるいはエンジンの出力の制御を行う車両制御方法であって、
   光を使った路面の反射率に基づき路面種別を判定するステップと、
   路面種別に基づいて車両の自動変速機の油圧または変速比あるいはエンジンの出力の制御を行うステップと、
   を含み、
   前記車両制御部は、前記車両が所定速度以上で走行している場合には、前記路面種別判定部の判定結果による車両の自動変速機の油圧または変速比あるいはエンジンの出力の制御を禁止することを特徴とする車両制御方法。

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