(57)【要約】【課題】  簡易な構成かつ低コストにて冠水状態に例示される車両の特異環境を推定することを可能とする。【解決手段】  車両が走行する走行面の勾配を検出する走行面勾配検出部としてのヨーレート・加速度センサ１３と、車両のアクセル操作に基づく走行時における走行抵抗の変化を検出する車両状態変化検出部としてのエンジンＥＣＵ３１が用いる各センサと、車両状態変化検出部の検出した検出量と予め定めた基準量とを参照するとともに、走行面勾配検出部の検出した勾配角が所定の範囲内にあるかどうかを判定することにより、車両が特異環境に置かれたことを推定する環境推定部としてのブレーキＥＣＵ１１及びメモリ１６を備えた、車両の環境推定装置１０。【選択図】  図１
2018123719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する走行面の勾配を検出する走行面勾配検出部と、
前記車両のアクセル操作に基づく走行時における走行抵抗の変化を検出する車両状態変化検出部と、
前記車両状態変化検出部の検出した検出量と予め定めた基準量とを参照するとともに、前記走行面勾配検出部の検出した勾配角が所定の範囲内にあるかどうかを判定することにより、前記車両が特異環境に置かれたことを推定する環境推定部とを備えた、
車両の環境推定装置。
【請求項２】
車両が走行する走行面の勾配を検出する走行面勾配検出部と、
前記車両のブレーキ操作に基づく走行時における減速度の変化を検出する車両状態変化検出部と、
前記車両状態変化検出部の検出した検出量と予め定めた基準量とを参照するとともに、前記走行面勾配検出部の検出した勾配角が所定の範囲内にあるかどうかを判定することにより、前記車両が特異環境に置かれたことを推定する環境推定部とを備えた、
車両の環境推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両が走行する外部の環境を推定する車両の環境推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両における燃費や排気ガスの低減を目的として、信号待ちその他の状況下にて車両停止時等のエンジンの作動が不要のときには自動的にエンジンを停止させる、所謂アイドリングストップ機能に関する技術が提案されている。
【０００３】
一方で、通常であればアイドリングストップが実行されるべき車両停止時等の状況下であっても、車両の冠水時においては、外部からエンジンの排気系への水の侵入等を防止するため、アイドリングストップを禁止させる必要がある。
【０００４】
そのような技術の例として、特許文献１には、カメラによる撮像画像を基に自車両の前方環境情報を取得する前方環境認識手段と、前方環境認識手段で認識した環境情報に基づいて路面の冠水を検出する路面冠水検出手段と、路面冠水検出手段で路面の冠水を検出した場合にアイドリングストップ実行手段によるエンジンの自動停止を禁止させるアイドリングストップ禁止手段とを備え、アイドリングストップの実行・禁止を制御する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１１２３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術には、以下のような課題があった。すなわち、アイドリングストップ禁止制御の対象となる冠水状態の検出は、カメラによる撮像及び当該撮像画像に基づく前方環境情報の取得が必要となるところ、専用のハードウェアの付加が必要となり、構成の複雑化、高コスト化を招くこととなっていた。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成かつ低コストにて冠水状態に例示される車両の特異環境を推定することが可能な車両の環境推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、車両が走行する走行面の勾配を検出する走行面勾配検出部と、前記車両のアクセル操作に基づく走行時における走行抵抗の変化を検出する車両状態変化検出部と、前記車両状態変化検出部の検出した検出量と予め定めた基準量とを参照するとともに、前記走行面勾配検出部の検出した勾配角が所定の範囲内にあるかどうかを判定することにより、前記車両が特異環境に置かれたことを推定する環境推定部とを備えた、車両の環境推定装置である。
【０００９】
また、本発明の第２の側面は、車両が走行する走行面の勾配を検出する走行面勾配検出部と、前記車両のブレーキ操作に基づく走行時における減速度の変化を検出する車両状態変化検出部と、前記車両状態変化検出部の検出した検出量と予め定めた基準量とを参照するとともに、前記走行面勾配検出部の検出した勾配角が所定の範囲内にあるかどうかを判定することにより、前記車両が特異環境に置かれたことを推定する環境推定部とを備えた、車両の環境推定装置である。
【００１０】
なお、本発明は、他の側面として、上記本発明の第１又は第２の側面の車両の環境推定装置の推定結果に基づき前記車両のアイドリングストップ機能を停止させるエンジン動作制御部を備えた、車両のエンジン制御装置であるとしてもよい。
【００１１】
更に、本発明は他の側面として、上記本発明の第１又は第２の側面の車両の環境推定装置の推定結果に基づき前記車両の変速器の状態を通知する通知部を備えた、車両の変速器監視装置であるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のような本発明は、簡易な構成かつ低コストにて冠水状態に例示される車両の特異環境を推定することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両の環境推定装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係る車両の環境推定装置の動作のフローチャートを示す図
【図３】本発明の実施の形態に係る車両の環境推定装置の動作例のグラフを示す図
【図４】本発明の実施の形態に係る車両の環境推定装置の動作例のグラフを示す図
【図５】本発明の実施の形態に係る車両の環境推定装置の動作例のグラフを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る車両の環境推定装置１０を有するアイドリングストップ制御システム１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、アイドリングストップ制御システム１は、自動車の車両安定制御制御システム（ＶＳＣ、ＥＳＣ）上にソフトウェア的に実装されて実現され、ブレーキＥＣＵ１１、車速度センサ１２、ヨーレート・加速度センサ１３、マスタシリンダ圧力センサ１４、マスタシリンダストローク量センサ１５、メモリ１６を備えた環境推定装置１０と、車両ブレーキのブレーキアクチュエータ２１及びブレーキマスタシリンダ２２、並びに車両のエンジンＥＣＵ３１及びアイドリングストップ制御部３２とが協働する構成を備える。
【００１７】
ブレーキＥＣＵ１１は、車速度センサ１２、ヨーレート・加速度センサ１３、マスタシリンダ圧力センサ１４、マスタシリンダストローク量センサ１５から取得した各検出量に基づき、ブレーキアクチュエータ２１を制御するとともにエンジンＥＣＵ３１に制御信号を出力して、横滑り防止その他車両の安定性を確保する手段である。
【００１８】
車速度センサ１２は車両の車輪の回転数等に基づき車両の速度を検出する手段である。ヨーレート・加速度センサ１３は、車両の回転角速度及び前後左右方向の加減速度を検出する手段である。マスタシリンダ圧力センサ１４はブレーキのマスタシリンダに加えられる圧力を検出する手段であり、マスタシリンダ圧力センサ１４はブレーキのマスタシリンダに加えられる圧力を検出する手段である。なお、メモリ１６はブレーキＥＣＵ１１が処理するデータを格納する手段であるが、ブレーキＥＣＵ１１内に組み込まれるものであってもよいし、後述するエンジンＥＣＵ３１と共有されるものであってもよい。
【００１９】
エンジンＥＣＵ３１は、図示しないエンジンに配設された各センサから取得したパラメータに基づき、エンジンのスロットル開度、燃料噴出量等を制御する手段である。更に、エンジンＥＣＵ３１は、アイドリングストップ制御部３２の制御に基づき車両停止時等においてエンジンのアイドリングストップを実行する。アイドリングストップ制御部３２は、車速度センサ１２から検出した車速度に基づき、車両の速度が所定値以下（例：車両停止時）となった場合にエンジンＥＣＵ３１にエンジンの停止を行わせる手段である。
【００２０】
以上の構成において、車両の環境推定装置１０は本発明の車両の環境推定装置に相当し、ヨーレート・加速度センサ１３は本発明の走行面勾配検出部に、車速度センサ１２、ヨーレート・加速度センサ１３、マスタシリンダ圧力センサ１４、マスタシリンダストローク量センサ１５及びエンジンＥＣＵ３１が用いる各センサは本発明の車両状態変化検出部に相当し、ブレーキＥＣＵ１１及びメモリ１６は本発明の環境推定部に相当する。
【００２１】
このような構成を備えた本発明の実施の形態の車両の環境推定装置１０を有するアイドリングストップ制御システム１の動作を、図２のフローチャートを参照して説明する。初期状態として、ブレーキＥＣＵ１１は、車速度センサ１２が検出した車両の速度に基づき、道路等の走行面における車両の走行状態を判断する（Ｓ１０）。ここで車両の走行状態とは、（ａ）（アクセル操作に基づき車両が加速又は略一定速で走行している状態）（ｂ）（ブレーキ操作に基づき車両が減速している状態）（ｃ）（車両が停止している状態）に分けられ、これら（ａ）〜（ｃ）の走行状態に応じて、車両状態の変化の判定モードを決定する（Ｓ１１）。
【００２２】
次に、ブレーキＥＣＵ１１は、Ｓ１１にて決定した車両状態の変化の判定モードに対応した、車両状態の変化を検出する（Ｓ１２）。ここで車両状態の変化とは、上記（ａ）〜（ｃ）の判定モード毎に異なり、（ａ）にあっては加速又は走行中における走行抵抗の増大が、（ｂ）にあっては減速度の変化が、（ｃ）にあっては車両の姿勢の変化が、それぞれ検出対象となる。
【００２３】
以下、判定モード毎に車両状態の変化の検出について説明する。
【００２４】
（ａ）（アクセル操作に基づき車両が加速又は略一定速で走行している状態）
加速又は走行中における走行抵抗の増大は、具体的には車速度センサ１２が検出する車速の変化（加速）、エンジンＥＣＵ３１側から取得されるアクセル開度の変化（増大）、エンジンＥＣＵ３１側から取得されるエンジンの吸気管圧力の変化（増大）、検出されたクランク角や吸気量等に基づきエンジンＥＣＵ３１にて算出されるエンジン負荷率（増大）のいずれかを選択的に、又は複数組み合わせることにより検出される。
【００２５】
例として、図３に、車速の変化とエンジン負荷率との対応をプロットしたグラフを示す。例えば車速が５ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈで加速した場合において、エンジン負荷率がある基準値より大きくなる場合は、走行抵抗が増大しているとみなす。
【００２６】
次に、車両が通常に、すなわち車外環境に依存せず走行している場合において、走行抵抗の増大の原因となるのは車両の重量であり、且つ、車両の重量は車両の自重及び乗員数及び積載物の重量の総計に基づき定まる。これに基づき、上記基準値として、車両重量が最大である場合の車速の変化とエンジン負荷率との対応関係を予め最大負荷走行曲線Ｌ１ｍａｘとして定めてメモリ１６に格納しておく。ブレーキＥＣＵ１１は、所定の速度域において最大負荷走行曲線Ｌ１ｍａｘを越えるエンジン負荷率を検出した場合は異常範囲として、走行抵抗の増大の範囲が車外環境に依存していると推定する。
【００２７】
なお、走行抵抗の他の検出例としては、アクセル開度及びエンジン負荷率の積と、車速との関係から求めることができる。すなわち、予め定めた最小車速に対応する基準値である積と実測値である積とを比較して、実測値が基準値より大きければ走行抵抗が増大しているとみなす。あるいは、予め定めた基準値である積が満たされている場合に、実測される速度が、基準値の積に対応する速度以下である場合は、走行抵抗が増大しているとみなすようにしてもよい。
【００２８】
（ｂ）（ブレーキ操作に基づき車両が減速している状態）
減速度の変化は、具体的にはマスタシリンダ圧力センサ１４が検出するマスタシリンダ圧及びマスタシリンダストローク量センサ１５が検出するマスタシリンダのストローク量のいずれかを選択的に、又は双方を組み合わせることにより検出される。
【００２９】
例として、図４に、車両の減速度を、マスタシリンダ圧を用いて評価してプロットしたグラフを示す。減速度の変化は、車両の速度が所定の変化量だけ減速するのに要する時間（以下、減速所要時間）とマスタシリンダ圧との関係に基づき検出され、減速所要時間に応じたマスタシリンダ圧が、ある基準値より小さくなっている場合は、減速度が増大しているとみなす。
【００３０】
更に、上記（ａ）の場合と同様、車両が通常に、すなわち車外環境に依存せず走行し、且つブレーキを掛けた場合において、減速度の増減は車両の重量に依存し、車両の重量が大きいほど減速度は減少する。したがって、上記基準値として、車両重量が最小となる、すなわち乗員が運転者のみであって他に積載物がない場合の、減速所要時間とマスタシリンダ圧との対応関係を予め最小減速度曲線Ｌ２ｍｉｎとして定めメモリ１６に格納しておき、ブレーキＥＣＵ１１は、最小減速度曲線Ｌ２ｍｉｎ未満の減速度変化を検出した場合は異常範囲として、減速度の増大の範囲が車外環境に依存していると推定する。
【００３１】
（ｃ）（車両が停止している状態）
車両停止中における車両の姿勢の変化は、具体的にはヨーレート・加速度センサ１３が検出する車両の回転角速度、前後方向の加速度、及び左右方向の加速度のそれぞれの時間変化のいずれかを選択的に、又は複数組み合わせることにより検出される。
【００３２】
例として、図５に、角速度又は加速度の変化をヨーレート・加速度センサ１３における電圧の変位量に変換し、時間変化としてプロットしたグラフを示す。例えば電圧の変位量がある基準値より大きくなる場合は、車両の姿勢変化が頻発しているとみなす。
【００３３】
更に、上記（ａ）（ｂ）の場合と同様、車両が通常に停止している場合において、姿勢変化の大小は車両の慣性としての重量に依存し、車両の重量が大きいほど姿勢変化は生じにくい。したがって、上記基準値として、車両重量が最大となる場合の電圧の変位量を予め最大電位差直線Ｌ３ｍａｘとして定めメモリ１６に格納しておき、ブレーキＥＣＵ１１は、最大電位差直線Ｌ３ｍａｘを越える電圧の変位量を検出した場合は異常範囲として、車両の姿勢変化が頻発しているとみなし、姿勢変化の原因が車外環境に依存していると推定する。
【００３４】
次に、ブレーキＥＣＵ１１は、車速度センサ１２及びヨーレート・加速度センサ１３から取得した車両の速度並びに回転角速度及び加速度に基づき、車両の道路その他走行面の勾配を検出する（Ｓ１３）。次いで、検出した勾配の角度が所定範囲から外れている場合は、車外環境が斜面であって、車両状態の変化は車両が当該斜面上を走行等していることに起因して生じたものと推定して（Ｓ１５）、それ以上の制御動作を停止し、アイドリングストップ制御部３２を従前の状態に保ち、アイドリングストップ機能をＯＮした状態を継続する（Ｓ１６）。
【００３５】
一方、勾配の角度が所定範囲内にある場合は、車両は水平範囲内状態にあって、かつ車体が通常の環境ではない特異環境に置かれていると推定して（Ｓ１７）、アイドリングストップ制御部３２を停止する制御を行い、アイドリングストップ機能をＯＦＦとする（Ｓ１８）。ここで特異環境としては、上記（ａ）の場合であれば車体に走行抵抗を生じさせる環境であり、上記（ｂ）の場合であれば車両の減速度を高めさせる抵抗を生じさせる環境であり、上記（ｃ）の場合であれば車両の姿勢変化を頻発させる環境である、冠水状態が例示される。
【００３６】
なお、上記のフローにおいて、Ｓ１３において、装置の不具合・不良等により走行面の勾配が検出されない場合や検出値が異常値を示した場合は、特異環境にある恐れが高いとみなして、Ｓ１８に移行し、アイドリングストップ機能をＯＦＦにすることが好ましい。これにより、アイドリングストップ機能が不用意に動作することを抑制して、エンジンを保護することが可能となる。
【００３７】
このように、本実施の形態の車両の環境推定装置１０を有するアイドリングストップ制御システム１によれば、車両の加速時、略一定速の走行時、減速時、停止時等のそれぞれにおける状態変化を検出するとともに、車両が走行又は停止する走行面の勾配を検出して、状態変化が、車両が走行等する走行面の状態に起因するかものかどうかを切り分けることにより、車両が冠水状態に例示される特異環境に置かれたことを推定し、当該推定に基づいてアイドリングストップ機能の制御を行うようにしている。
【００３８】
さらに、以上の構成において、車両の状態変化の推定及び走行面の勾配の検出に用いられるヨーレート・加速度センサ１３、車速度センサ１２、ヨーレート・加速度センサ１３、マスタシリンダ圧力センサ１４、マスタシリンダストローク量センサ１５及びエンジンＥＣＵ３１が用いる各センサは、いずれも既存の自動車の車両安定制御制御システム及びエンジン制御システムにおいて用いられるハードウェアにより実現され、ブレーキＥＣＵ１１による判断はソフトウェア的に実行される。
【００３９】
これにより、既存の自動車の構成に新たなハードウェアその他のシステムを追加することなく、簡易な構成かつ低コストにて冠水状態を含む車両の特異環境を推定して、これに基づきアイドリングストップを制御することが可能となる。
【００４０】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の説明においては、ブレーキＥＣＵ１１は、車速度センサ１２が検出した車両の速度に基づき、道路等の走行面における車両の走行状態（ａ）（アクセル操作に基づき車両が加速又は略一定速で走行している状態）（ｂ）（ブレーキ操作に基づき車両が減速している状態）（ｃ）（車両が停止している状態）に応じて、車両状態の変化の判定モードを決定し、それぞれの判定モード毎に対応して、車両状態の変化を検出し、特異環境を推定するものとしたが、本発明は、上記車両の走行状態（ａ）〜（ｃ）のいずれか１つ又は２つのみに対応して特異環境を推定するものとしてもよい。
【００４１】
更に、上記の説明においては、Ｓ１２における車両状態の変化の検出は、メモリ１６に格納した本発明の基準量としての最大負荷走行曲線Ｌ１ｍａｘ等を基準値として、検出値との比較に基づくものとしたが、本発明の状態推定部は、車両状態変化検出部の検出した検出量と予め定めた基準量とを参照するものであればよく、その具体的な手法によって限定されるものではない。したがって、値域による判断等、任意のアルゴリズムを用いてよい。更に、Ｓ１２の車両状態の変化の検知のステップとＳ１３の走行面の勾配の検出のステップとは逆の順序で行ってもよい。この場合、検出した勾配角に基づいて、最大負荷走行曲線Ｌ１ｍａｘ等を修正して、特異環境の精密な推定が可能となり、好ましい。
【００４２】
更に、上記の説明においては、車両の状態変化の推定は車両安定制御システム側のブレーキＥＣＵ１１及びメモリ１６により行われるものとしたが、エンジン制御システム側のエンジンＥＣＵ３１により行われるものとしてもよい。
【００４３】
更に、上記の説明においては、車両の環境推定装置１０は、エンジンのアイドリングストップ制御システム１内に組み込まれるものとして説明を行ったが、推定結果を利用する任意のシステムに組み込んでもよい。例として、自動車の変速器が冠水状態にあることを検知するシステムに組み込むものとしてもよい。更に、環境推定装置１０単体で実施するものとしてもよい。
【００４４】
以上のように、本発明は、車両の環境推定装置であって、車両が走行する走行面の勾配を検出する走行面勾配検出部と、前記車両のアクセル操作に基づく走行時における走行抵抗の変化を検出する車両状態変化検出部と、前記車両状態変化検出部の検出した検出量と予め定めた基準量とを参照するとともに、前記走行面勾配検出部の検出した勾配角が所定の範囲内にあるかどうかを判定することにより、前記車両が特異環境に置かれたことを推定する環境推定部とを備えたものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００４５】
また、本発明は、車両の環境推定装置であって、車両が走行する走行面の勾配を検出する走行面勾配検出部と、前記車両のブレーキ操作に基づく走行時における減速度の変化を検出する車両状態変化検出部と、前記車両状態変化検出部の検出した検出量と予め定めた基準量とを参照するとともに、前記走行面勾配検出部の検出した勾配角が所定の範囲内にあるかどうかを判定することにより、前記車両が特異環境に置かれたことを推定する環境推定部とを備えたものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００４６】
したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のような本発明は、簡易な構成かつ低コストにて冠水状態に例示される車両の特異環境を推定することが可能になるという効果を有し、例えば自動車等の車両への適用において有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１  アイドリングストップ制御システム
１０  環境推定装置
１１  ブレーキＥＣＵ
１２  車速度センサ
１３  ヨーレート・加速度センサ
１４  マスタシリンダ圧力センサ
１５  マスタシリンダストローク量センサ
１６  メモリ
２１  ブレーキアクチュエータ
２２  ブレーキマスタシリンダ
３１  エンジンＥＣＵ
３２  アイドリングストップ制御部
【図１】
2018123719.tif 000003
【図２】
2018123719.tif 000004
【図３】
2018123719.tif 000005
【図４】
2018123719.tif 000006
【図５】
2018123719.tif 000007