(57)【要約】【課題】左右の路面のμ値が異なる左右異μ路を走行する場合や、前方走行路において路面のμ値が変化する路面に侵入する場合においても、車両の安定性を確保する。【解決手段】車両の駆動源のトルクを、トルク配分に応じて車両の及び後輪に伝達するカップリング機構を備える四輪駆動の車両の制御装置であって、車両前方走行路の画像を取得するプレビューカメラと制御装置とを備える。制御装置は取得された画像の処理を行い、画像処理の結果に応じて、前方走行路が左右異μ路であること、又は、前方走行路で異μ路乗り移りがあることを検出する。制御装置は、左右異μ路であることが検出された場合に、トルク配分の制御を停止してカップリング機構を解放し、異μ乗り移り路であることが検出された場合に、前輪と後輪との間のトルク配分が所定の値となるようにカップリング機構を拘束するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動源のトルクを、トルク配分に応じて前記車両の前輪及び後輪に伝達するカップリング機構を備える四輪駆動の車両の制御装置であって、
前記車両の前方走行路の画像を取得するプレビューカメラと、
前記プレビューカメラによって取得された画像の画像処理を行うと共に、前記トルク配分を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記画像処理により、前記前方走行路が、左車輪が接地する路面のμ値と右車輪が接地する路面のμ値とが異なる左右異μ路であること、又は、前方走行路でμ値の異なる路面に侵入する異μ路乗り移りがあること、を検出し、
前記左右異μ路であることが検出された場合に、前記トルク配分の制御を停止して前記カップリング機構を解放し、
前記異μ乗り移り路であることが検出された場合に、前記前輪と前記後輪との間のトルク配分が所定の値となるように前記カップリング機構を拘束する、
ように構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の制御装置に関する。より具体的には、駆動源のトルクの前輪及び後輪への伝達の配分を調整可能なカップリング機構を有する四輪駆動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
４輪駆動車両の挙動制御として、特許文献１には、カメラ画像を使って、雪道、未舗装路、低μ路等の路面情報と、カーブ、当番、登坂、降坂、あるいは水平等の道路形状の情報とを取得して、取得された情報に基づいて、アンチロックブレーキ制御、トラクション制御、及び制動力制御における制御量を補正する制御が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０４６５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の制御では、走行路が、左右の路面のμ値が異なる左右異μ路である場合や、前方走行路において走行路面のμ値の変化がある場合などが考慮されていない。しかし、あるμ値の路面を前提とする最適な制御の介入感度と制御量とは、他のμ値の路面では必ずしも最適な制御とはならない。従って、μ値が、車両の左右又は車両の進行方向で異なる場合には同じ制御量で制御を行っても、路面のμ値の違いによって車両の挙動が却って不安定となる場合がある。この点、特許文献１の制御には、改善の余地が残る。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、左右の路面のμ値が異なる左右異μ路を走行する場合や、前方走行路において路面のμ値が変化する路面に侵入する場合においても、車両の安定性を確保できるよう改良した車両の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両の駆動源のトルクを、トルク配分に応じて車両の及び後輪に伝達するカップリング機構を備える四輪駆動の車両の制御装置であって、プレビューカメラと制御装置とを備える。プレビューカメラは、車両の前方走行路の画像を取得する。制御装置は、プレビューカメラによって取得された画像の画像処理を行う。制御装置は、画像処理により、前方走行路が、左車輪が接地する路面のμ値と右車輪が接地する路面のμ値とが異なる左右異μ路であること、又は、前方走行路でμ値の異なる路面に侵入する異μ路乗り移りがあることを検出する。制御装置は、画像処理に応じて、トルク配分を制御する。より詳しくは、制御装置は、左右異μ路であることが検出された場合に、トルク配分の制御を停止してカップリング機構を解放し、異μ乗り移り路であることが検出された場合に、前輪と後輪との間のトルク配分が所定の値となるようにカップリング機構を拘束するように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
上記制御によれば、車両の制動時、左右異μ路である場合には、カップリング機構が解放される。これにより、路面の影響による車両の偏向を抑制することができる。また、異μ路乗り移りである場合には、トルク配分を所定の値とすることで、ドライバのアクセル操作の有無及びブレーキ操作の有無に関わらず、カップリングトルクを大きく確保することができる。その結果、加速によるトラクション早期作動を抑制することで失速感を抑えると共に、減速によるＡＢＳの早期作動を抑制し、減速感の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１のシステムの構成について説明するための図である。
【図２】実施の形態１の制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図３】実施の形態１の画像処理について説明するための図である。
【図４】制動時の前輪の制動力と後輪の制動力との関係を説明するための図である。
【図５】減速時の車輪速の変化について説明するための図である。
【図６】加速時の車輪速の変化について説明するための図である。
【図７】実施の形態２の画像処理による路面状態の判定について説明するための図である。
【図８】実施の形態２の画像処理による路面状態の判定について説明するための図である。
【図９】実施の形態２の制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は実施の形態１のシステムの全体構成について説明するための模式図である。図１に示されるように、本実施の形態１のシステムは、車両２に搭載されて用いられる。車両２は、二輪走行状態と四輪走行状態が切り替え可能な四輪駆動車である。車両２の主駆動輪が前輪ＦＬ、ＦＲとなるＦＦ車両ベースの四輪駆動車である。但し、車両２の主駆動輪は後輪であってもよい。
【００１１】
車両２には、カップリング機構として、センタカップリング（以下「ＣＵ」とも称する）１０が備えられている。ＣＵ１０は、トルク配分に応じて、駆動源のトルクを前後輪に伝達する。ＣＵ１０が解放された状態では、後輪ＲＬ、ＲＲ側へのトルク伝達はゼロとなり、車両２は主駆動輪である前輪ＦＬ、ＦＲによる二輪駆動状態となる。一方、ＣＵ１０のカップリングトルク（以下「ＣＵトルク」とも称する）の大きさを調整することによって、前後輪のトルク配分を、１００：０〜５０：５０の範囲で調整することができる。
【００１２】
車両２には、車両２の前方の走行路（以下、「前方走行路」とも称する）の画像を取得するためのプレビューカメラ１２が設置されている。プレビューカメラ１２は、取得される画像における車両２の中心線と画面中央の線とが一致するように配置されている。
【００１３】
車両２には制御装置２０が搭載されている。制御装置２０は、車両のエンジン全体の制御を行うＥＣＵ(Electronic Control Unit)であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。制御装置２０には、上記プレビューカメラ１２、ヨーレートセンサ、横加速度センサ、操舵角センサ、車輪速センサ、マスタシリンダ圧を検出するＭ/Ｃ圧センサ又はＳＴＥＰスイッチ等の各種センサ、及び車両２に備えられた各アクチュエータが、ワイヤハーネスやＣＡＮ等によって接続されている。ＲＯＭには、後述する制御のルーチンを含む各種制御ルーチンが記憶されている。制御装置２０は、各センサからの信号と取得されたプレビューカメラ１２の画像とに基づいて、制御ルーチンに従ってアクチュエータを操作することによって、ＣＵ１０のＣＵトルクの制御し、前後輪のトルク配分を制御する。
【００１４】
図２により、制御装置２０が実行する制御のルーチンについて説明する。図２のルーチンは、車両２の走行時、一定の制御期間で繰り返し実行されるルーチンである。図２のルーチンでは、まずステップＳ１０２においてプレビューカメラ１２により前方走行路の画像が取得され、次にステップＳ１０４において、取得された画像の処理が実行される。
【００１５】
図３を用いて、プレビューカメラ１２により取得された前方走行路の画像と、画像処理について説明する。図３の（ａ）は、ステップＳ１０２においてプレビューカメラ１２により取得された前方走行路の画像の例を模式的に示している。
【００１６】
ステップＳ１０４の画像処理において、制御装置２０は、取得された画像を、図３の（ｂ）に示されるＡ〜Ｎの領域に分割して画像処理を行う。具体的に、画像は、車両２の走行方向に、画面の中心線及び画面上の車両２の中心線（以下、単に「中心線」と称する）によって分割され、走行方向に垂直な方向（即ち、水平方向）に、３本の水平線で分割される。３本の水平線は、高さを３等分にする高さ２/３の水平線、高さ１/３の水平線、及び、高さ１/３の水平線より下（即ち、車両側）の領域を、高さ方向に２等分する高さ１/６の水平線、である。また、高さ２/３の水平線より下側は、高さ２/３の水平線と中心線との交点と、画面底辺に左右対称に配置される自車線左端と右端とを示す２点それぞれとを結ぶ２つの斜線によって、更に分割されている。
【００１７】
領域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｋ、Ｌは、この順にそれぞれ、領域Ｂ、Ｆ、Ｅ、Ｊ、Ｉ、Ｎ、Ｍと、中心線に対して左右対称に配置されている。領域Ａ、及び領域Ｂは、画面の高さ２/３の水平線より上の、それぞれ左側、右側の領域である。高さ２/３の水平線と１/３の水平線との間には、領域Ｃ、領域Ｄ、領域Ｅ、及び領域Ｆが左から順に配置されている。高さ１/３の水平線と高さ１/６の水平線の間には、領域Ｇ、領域Ｈ、領域Ｉ、及び領域Ｊが左から順に配置されている。高さ１/６の水平線の下には、領域Ｋ、領域Ｌ、領域Ｍ、及び領域Ｎが左から順に配置されている。
【００１８】
制御装置２０は、上記の通りに分割された領域Ａ〜Ｎごとに、画像の色、明るさ、粗さ等で特定される特徴を有する路面（以下「特定路面」とも称する）が含まれる割合を算出する。そして特定の領域同士の特定路面の割合を比較することで、前方走行路が、左右異μ路であるか否か、及び、異μ路乗り移りであるか否か判定する。なお、左右異μ路とは、左車輪が接地する路面のμ値と右車輪が接地する路面のμ値とが異なる路面である。また異μ路乗り移りとは、前方走行路においてμ値が異なる路面に侵入することを意味する。
【００１９】
再び、図２を参照し、ステップＳ１０４の画像処理後、ステップＳ１０６において、左右異μ路であるか否かが判別される。ステップＳ１０４において左右異μ路であると判定された場合、ステップＳ１０８において、ＣＵトルクがゼロとされ、ＣＵ１０が解放される。
【００２０】
ステップＳ１０６において、左右異μ路でないと判別された場合、ステップＳ１１０において、異μ路乗り移りであるか否かが判別される。ステップＳ１１０において異μ路乗り移りであると判別された場合、ステップＳ１１２において、ＣＵトルクが異μ路乗り移り時のＣＵトルクの値Ａに設定されＣＵトルクが増大される。なお、値Ａは、同一μ路かつ異μ路乗り移りではない場合に実行される通常の制御により、現在の車両２の運転状態に応じて設定されるＣＵトルクの値ＣＵｘ以上の値であり、予め適合により決定され、制御装置２０に記憶されている。
【００２１】
一方、ステップＳ１１０において、異μ路乗り移りでないと判別された場合、ステップＳ１１４においてＣＵトルクは、通常時の四輪駆動制御時に設定される値ＣＵｘに設定される。その後今回の処理は終了する。
【００２２】
図４により車両２の制動時における前後輪のトルク配分について説明する。図４において、実線Ａは制動時にＣＵトルクを上げる制御を実行した場合の右前後輪トルク配分比の例を示し、破線Ｂは、同一μ路を前提とする制動力前後接地荷重比の配分線であり、実線Ｃは、ＣＵ１０解除時の油圧ブレーキによる制動力前後配分線である。
【００２３】
例えば、右車輪側が低μ路である場合に、制動時にＣＵトルクを上げる制御を実行すると、右後輪Ｒｒの制動力が過剰となる。そして右後輪Ｒｒの制動力が増加すると右後輪の横力が低下し、モーメント左右差を抑止することができず、車両の安定性が低下する虞がある。しかしながら本実施の形態では、左右異μ路であると判定された場合には、ＣＵトルクをゼロとしＣＵ１０を解除する。その結果、図４の実線Ｃに示されるように、右後輪Ｒｒの制動力の配分を小さくすることができる。従って、左右異μ路走行中の制動時における後輪の横力を大きくすることができ、左右異μ路におけるモーメント左右差を抑制し、車両走行の安定性を向上させることができる。
【００２４】
図５により車両２の減速中に異μ路乗り移りとなる場合の車輪速の変化について説明する。図５に破線で示されるように、ＣＵトルクを大きくする制御を行わない場合、減速中に異μ路乗り移りがあると車輪の減速によってＡＢＳ（Anti-lock Brake System）が早期に作動する場合がある。この場合、減速感が低下する虞がある。これに対し、本実施の形態では、異μ路乗り移りの場合には、ＣＵトルクを増大させる制御が実行される。その結果、図５の実線に示されるように、減速中に異μ路乗り移りとなる際にも、前輪、後輪を一定の割合で減速させることができ、走行の安定性を向上させることができる。
【００２５】
図６により車両２の加速時に異μ路乗り移りとなる場合の、車輪速の変化について説明する。図６に破線で示されるように、ＣＵトルクを大きくする制御を行わない場合、加速中に異μ路乗り移りがあるとＴＲＣ（Traction Control）システムが作動し、失速感が生じる虞がある。これに対し本実施の形態では異μ乗り移りの場合、ＣＵトルクを増大する制御が実行される。その結果、加速中に異μ路乗り移りとなる場合にも、一定の割合で車輪速が増加する安定した加速が実現される。
【００２６】
なお、本実施の形態では、左右異μ路であるか否かを先に判別し、左右異μ路である場合には、異μ路乗り移りであるか否かを判別することなく、ＣＵ１０を解除する制御を行い、左右異μ路でない場合にのみ、異μ路乗り移りかを判断している。これは、加減速性能より、車両２の安定性を優先するためである。
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態２のシステムは、実施の形態１のシステムと同一の構成を有している。実施の形態２では、特定路面として、第１特定路面、第２特定路面、及び第３特定路面、の路面状態が異なる３つの路面を設定する。第１〜第３特定路面はμ値が異なる路面である。第１〜第３特定路面の画像には、路面状態の違いによって、色、明るさ、粗さ等の特徴に違いが生じる。従って、この特徴に基づいて、第１〜第３特定路面を検出することができる。
【００２８】
具体的に、画像処理では、第１〜第３特定路面それぞれに特有の特徴に基づいて、領域Ａ〜Ｎごとに、その領域において第１特定路面、第２特定路面、及び第３特定路面それぞれが占める割合を算出する。算出された第１特定路面、第２特定路面、及び第３特定路面の割合を、領域Ａ〜Ｎのうち、領域Ｄ、領域Ｅ、領域Ｈ、領域Ｉ、領域Ｌ、領域Ｍの間で比較することで、左右異μ路であるか否か、異μ路乗り移りであるか否かが判断される。
【００２９】
具体的に、図７及び図８を用いて前方走行路の判別と制動制御について説明する。図７は前方走行路が左右異μ路である場合であり、図８は前方走行路が異μ路乗り移りである場合を表している。また図７及び図８において（ａ）はカメラ画像であり、（ｂ）はＣＵ１０の制御を説明するための図である。
【００３０】
図７の画像処理では、領域Ｄ、領域Ｈ、及び領域Ｌは、第１特定路面の割合が１００％、領域Ｅ、領域Ｉ、領域Ｍは、第２特定路面の割合が１００％と算出されている。即ち、左右対称の領域（即ち、領域Ｄと領域Ｅ、領域Ｈと領域Ｉ、及び領域Ｌと領域Ｍ）の間で比較した場合に画像処理結果とが異なる。また、左側領域である領域Ｄ、領域Ｈ、及び領域Ｌの画像処理結果が同一である。この場合、左右異μ路であると判定される。左右異μ路である場合には、ＣＵ１０が解放され、ＣＵトルクがゼロとされる。その結果、左右異μ路における後輪の横力を大きく確保することができ、モーメント左右差を抑止することができる。
【００３１】
図８の画像処理では、領域Ｄ、領域Ｅ、領域Ｌ、及び領域Ｍは、第１特定路面の割合が１００％、領域Ｈ、及び領域Ｉは第３特定路面の割合が１００％と算出されている。即ち、左右対称の領域（即ち、領域Ｄと領域Ｅ、領域Ｈと領域Ｉ、及び領域Ｌと領域Ｍ）の間で比較すると画像処理結果が同一である。一方、左側領域である領域Ｄ、領域Ｈ、及び領域Ｌの間で、画像処理の結果が異なっている。従って、異μ路乗り移りであると判定される。異μ路乗り移りである場合には、ＣＵトルクが増大される。
【００３２】
要するに、制御装置２０は、左右対称の領域ごとに比較した場合に、画像処理結果が異なることをもって、左右異μ路であると判定する。また、左右異μ路でない場合に、前後方向の領域である領域Ｄ、領域Ｈ、及び領域Ｌの間で画像処理結果が異なることをもって、異μ路乗り移りであると判定する。
【００３３】
図９に、制御装置２０が実行する制御のルーチンを示す。図９の制御ルーチンでは、まずステップＳ２０２においてプレビューカメラの画像が取得される。ステップＳ２０４において、プレビューカメラの画像処理が行われる。具体的には、取得された画像データが領域Ａ〜Ｎに分割され、それぞれの領域ごとに第１〜第３の特定路面の割合が算出される。
【００３４】
ステップＳ２０６において、領域Ｄ、領域Ｅ、領域Ｈ、領域Ｉ、領域Ｌ、及び領域Ｍにおける画像処理結果が一致しているか否かが判別される。なお、「画像処理結果が一致」とは、同一といえる所定の範囲内にあることを言い、完全同一を意味するものではない。
【００３５】
ステップＳ２０６における判定がＹＥＳであり、領域Ｄ、領域Ｅ、領域Ｈ、領域Ｉ、領域Ｌ、及び領域Ｍにおける画像処理結果が一致していると判別された場合、次に、ステップＳ２０８において、左右異μ路状態フラグＭｕＤｉｆｆ、及び異μ路乗り移り状態フラグＭｕＴｒａｎｓがＯＦＦとされる。左右異μ路状態フラグＭｕＤｉｆｆはＯＮである場合に前方走行路が左右異μ路であることを示すフラグであり、異μ路乗り移り状態フラグＭｕＴｒａｎｓは、ＯＮである場合に前方走行路で異μ路乗り移りがあることを示すフラグである。
【００３６】
ステップＳ２０６における判定がＮＯである場合、次に、ステップＳ２１０において、領域Ｄと領域Ｅ、領域Ｈと領域Ｉ、領域Ｌと領域Ｍとの間で画像処理結果が異なり、かつ、領域Ｄと領域Ｈと領域Ｌとの画像処理結果が一致するか否かが判別される。
【００３７】
ステップＳ２１０における判別結果がＹＥＳである場合、前方走行路は左右異μ路であると判定される。従って、ステップＳ２１２において、左右異μ路状態フラグＭｕＤｉｆｆがＯＮとされ、異μ路乗り移り状態フラグＭｕＴｒａｎｓがＯＦＦとされる。
【００３８】
一方、ステップＳ２１０における判別結果がＮＯである場合、次に、ステップＳ２１４において、領域Ｄと領域Ｅ、領域Ｈと領域Ｉ、及び領域Ｌと領域Ｍそれぞれの間で画像処理結果が一致し、かつ、領域Ｄと領域Ｈと領域Ｌとの画像処理結果が異なるか否かが判別される。
【００３９】
ステップＳ２１４における判別結果がＹＥＳである場合、ステップＳ２１６において異μ路乗り移り状態フラグＭｕＴｒａｎｓがＯＮとされる。
【００４０】
ステップＳ２０８、Ｓ２１２、又はＳ２１６の処理の後、又はステップＳ２１４の判別結果がＮＯであった場合、次に処理はステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８では、左右異μ路状態フラグＭｕＤｉｆｆがＯＮであるか否かが判別される。
【００４１】
ステップＳ２１８における判別結果がＹＥＳであり左右異μ路状態フラグがＯＮであると判別された場合、次に、ステップＳ２２０において、ＣＵトルクがゼロに設定される。即ち、左右異μ路であると判別された場合に、ＣＵ１０が解除される。
【００４２】
ステップＳ２１８における判別結果がＮＯである場合、次に、ステップＳ２２４において異μ路乗り移り状態フラグＭｕＴｒａｎｓがＯＮであるか否かが判別される。
【００４３】
ステップＳ２２４における判別結果がＹＥＳであり、異μ路乗り移り状態フラグＭｕＴｒａｎｓがＯＮであると判別された場合、次に、ステップＳ２２６において、ＣＵトルクが、通常制御時のＣＵトルクの値ＣＵｘより大きな値Ａに設定される。
【００４４】
一方、ステップＳ２２４における判別結果がＮＯである場合、次に、ステップＳ２２８において、ＣＵトルクは、通常時の制御に従った値ＣＵｘに設定される。ステップＳ２２０、Ｓ２２６、又はＳ２２８の処理の後、今回の処理は一旦終了する。
【００４５】
以上説明したように、実施の形態２ではプレビューカメラ１２の画像の簡単な処理によって、前方走行路の状態を判定することができる。従って、制御遅れを発生させることなく、ＣＵトルクの制御を適切に実行することができる。
【００４６】
なお本実施の形態においても、加減速性能より、車両２の安定性を優先している。この左右異μ路であるか否かを先に判別し、左右異μ路である場合には、左右異μ路状態フラグＭｕＤｉｆｆをＯＮかつ異μ路乗り移り状態フラグＭｕＴｒａｎｓをＯＦＦとして、左右異μ路の場合のＣＵ１０を解放する制御を行っている。一方、左右異μ路状態フラグＭｕＤｉｆｆは、異μ路乗り移り状態フラグＭｕＴｒａｎｓがＯＮとされることをもって、自動的にＯＦＦとされることはない。
【００４７】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００４８】
２  車両
１０  ＣＵ（センタカップリング）
１２  プレビューカメラ
２０  制御装置
【図１】
2018095076.tif 000003
【図２】
2018095076.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018095076.tif 000009
【図８】
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【図９】
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