(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に対する加速度を検出し、該加速度に対して比例した信号を出力する加速度センサと、該加速度センサの出力信号に対する所定レベル以上の変動の有無を判定する第１の判定手段と、前記車両の少くとも一つの車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、該車輪速度検出手段が検出した車輪速度に基づき連続して車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、該車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度が前記加速度センサの出力信号の変動と同方向に変動した後、逆方向に変動して所定の基準値を超えたか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１及び第２の判定手段の判定結果に基づき前記車輪が段差を通過したか否かを判定する段差判定手段とを備えたことを特徴とする車両走行路面の段差判定装置。
【請求項２】
前記第１の判定手段は、前記車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度の変化に基づき、前記加速度センサの出力信号に対する所定レベル以上の変動の有無を判定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の加速度センサの段差判定装置。
【請求項３】
車両に対する加速度を検出し、該加速度に対して比例した信号を出力する加速度センサと、該加速度センサの出力信号に対し所定レベル以上の減速度の変化が生じたか否かを判定する第１の判定手段と、前記車両の少くとも一つの車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、該車輪速度検出手段が検出した車輪速度に基づき連続して車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、該車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度が減少した後増加し、所定の加速度より大となったか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１及び第２の判定手段の判定結果に基づき前記車輪が段差を通過したか否かを判定する段差判定手段とを備えたことを特徴とする車両走行路面の段差判定装置。
【請求項４】
車両に対する加速度を検出し、該加速度に対して比例した信号を出力する加速度センサと、該加速度センサの出力信号に対し所定レベル以上の加速度の変化が生じたか否かを判定する第１の判定手段と、前記車両の少くとも一つの車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、該車輪速度検出手段が検出した車輪速度に基づき連続して車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、該車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度が増加した後減速し、所定の減速度より低下したか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１及び第２の判定手段の判定結果に基づき前記車輪が段差を通過したか否かを判定する段差判定手段とを備えたことを特徴とする車両走行路面の段差判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両走行路面の段差判定装置に関し、特に、リニア前後加速度センサの出力信号を利用し、車両が走行中の路面に段差があるか否かを判定し得る段差判定装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
車両制動時に車輪がロック状態となってスリップすることを防止する装置として、アンチスキッド制御装置が知られているが、例えば特開平５−２９４２２６号公報には、段差路面等の路面反力の急激な変化のある路面を検出してブレーキ液圧の減圧を抑えたり、またブレーキ液圧の増圧勾配を大きくすることにより、運転者の違和感を解消するアンチスキッド制御装置が提案されている。そして、同公報に記載のアンチスキッド制御装置には、アンチスキッド制御開始直前または直後の車輪加速度および車輪速度の落ち込み状態およびアンチスキッド制御開始後の車輪加速度および車輪速度の復帰状態を所定レベルと比較し、アンチスキッド制御中の路面が路面反力の急激な変化のある路面であるか否かを判定する路面判定手段が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平５−２９４２２６号公報に開示の路面判定手段においては、車輪速度及び車輪加速度の落ち込み状態や復帰状態に基づき段差判定を行なうので、特に低摩擦係数の路面では、駆動側の車輪の振動等の影響で段差路と誤判定するおそれがある。従って、上記の路面判定手段をアンチスキッド制御に供する場合には、低摩擦係数の路面での早期ロック対策が必要となる。
【０００４】
そこで、本発明は、車両が段差のある路面を走行中であることを確実に判定し得る車両走行路面の段差判定装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、本発明の段差判定装置は、請求項１に記載のように、車両に対する加速度を検出し、該加速度に対して比例した信号を出力する加速度センサと、該加速度センサの出力信号に対する所定レベル以上の変動の有無を判定する第１の判定手段と、前記車両の少くとも一つの車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、該車輪速度検出手段が検出した車輪速度に基づき連続して車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、該車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度が前記加速度センサの出力信号の変動と同方向に変動した後、逆方向に変動して所定の基準値を超えたか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１及び第２の判定手段の判定結果に基づき前記車輪が段差を通過したか否かを判定する段差判定手段とを備えることとしたものである。
【０００６】
前記第１の判定手段は、請求項２に記載のように、前記車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度の変化に基づき、前記加速度センサの出力信号に対する所定レベル以上の変動の有無を判定するように構成するとよい。
【０００７】
本発明の段差判定装置を例えばアンチスキッド制御に供する場合には、請求項３に記載のように、車両に対する加速度を検出し、該加速度に対して比例した信号を出力する加速度センサと、該加速度センサの出力信号に対し所定レベル以上の減速度の変化が生じたか否かを判定する第１の判定手段と、前記車両の少くとも一つの車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、該車輪速度検出手段が検出した車輪速度に基づき連続して車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、該車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度が減少した後増加し、所定の加速度より大となったか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１及び第２の判定手段の判定結果に基づき前記車輪が段差を通過したか否かを判定する段差判定手段とを備えたものとするとよい。
【０００８】
また、本発明の段差判定装置を例えばトラクション制御に供する場合には、請求項４に記載のように、車両に対する加速度を検出し、該加速度に対して比例した信号を出力する加速度センサと、該加速度センサの出力信号に対し所定レベル以上の加速度の変化が生じたか否かを判定する第１の判定手段と、前記車両の少くとも一つの車輪の車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、該車輪速度検出手段が検出した車輪速度に基づき連続して車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段と、該車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度が増加した後減速し、所定の減速度より低下したか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１及び第２の判定手段の判定結果に基づき前記車輪が段差を通過したか否かを判定する段差判定手段とを備えたものとするとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態に係る車両走行路面の段差判定装置の全体構成を示すもので、車両（図示せず）に対する前後方向の加速度を検出し、この加速度に対してリニアに比例した信号を出力する加速度センサＬＳが設けられている。この加速度センサＬＳには、その出力信号に対する所定レベル以上の変動の有無を判定する第１の判定手段Ｃ１が接続されている。また、車両の少くとも一つの車輪ＷＬの車輪速度を検出する車輪速度検出手段ＷＳと、この車輪速度検出手段ＷＳが検出した車輪速度に基づき連続して車輪加速度を演算する車輪加速度演算手段ＷＤが設けられ、この車輪加速度演算手段ＷＤが演算した車輪加速度が加速度センサＬＳの出力信号の変動と同方向に変動した後、逆方向に変動して所定の基準値を超えたか否かを判定する第２の判定手段Ｃ２が設けられている。そして、段差判定手段ＳＤにて、第１及び第２の判定手段Ｃ１，Ｃ２の判定結果に基づき車輪ＷＬが段差を通過したか否かが判定される。
【００１０】
上記第１の判定手段Ｃ１は、例えば、車輪加速度演算手段ＷＤが演算した車輪加速度の変化に基づき、加速度センサＬＳの出力信号に対する所定レベル以上の変動の有無を判定するように構成される。例えば車輪速度が減少する減速時には、車輪加速度が負の値になった時の加速度センサＬＳの出力信号と車輪加速度が負の値から正の値に切り換わった時の加速度センサＬＳの出力信号との差の絶対値が所定の基準値以上のときに所定レベル以上の変動有と判定される。また、上記段差判定手段ＳＤは、例えば第１の判定手段Ｃ１が加速度センサＬＳの出力信号に対する所定レベル以上の変動有と判定し、且つ第２の判定手段Ｃ２にて車輪加速度が所定の基準値を超えたと判定したときに、車輪ＷＬが段差を通過したと判定するように構成される。
【００１１】
図２は上記の実施形態に係る段差判定装置を備えたアンチスキッド制御装置を示すもので、液圧発生手段としてはマスタシリンダ２ａ及びブースタ２ｂを備え、これらがブレーキペダル３によって駆動される。各車輪ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬにはホイールシリンダ５１乃至５４が装着されている。尚、車輪ＦＲは運転席からみて前方右側の車輪を示し、以下車輪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示しており、図２に明らかなように所謂ダイアゴナル配管が構成されているが、所謂前後配管としてもよい。
【００１２】
そして、マスタシリンダ２ａとホイールシリンダ５１乃至５４との間に、アンチスキッド制御（ＡＢＳ）用のアクチュエータ３０が介装されている。このアクチュエータ３０は図２に二点鎖線で示したように構成されており、マスタシリンダ２ａの一方の出力ポートとホイールシリンダ５１，５４の各々を接続する液圧路に夫々常開の電磁弁３１，３７が介装され、これらとマスタシリンダ２ａとの間に液圧ポンプ２１の吐出側が接続されている。同様に、マスタシリンダ２ａの他方の出力ポートとホイールシリンダ５２，５３の各々を接続する液圧路に夫々常開の電磁弁３３，３５が介装され、これらとマスタシリンダ２ａとの間に液圧ポンプ２２の吐出側が接続されている。液圧ポンプ２１，２２は電動モータ２０によって駆動され、その作動時に上記の各液圧路に所定の圧力に昇圧されたブレーキ液が供給される。
【００１３】
ホイールシリンダ５１，５４は更に常閉の電磁弁３２，３８に接続されており、これらの下流側はリザーバ２３に接続されると共に、液圧ポンプ２１の吸入側に接続されている。ホイールシリンダ５２，５３は同じく常閉の電磁弁３４，３６に接続され、これらの下流側はリザーバ２４に接続されると共に、液圧ポンプ２２の吸入側に接続されている。リザーバ２３，２４は夫々ピストンとスプリングを備えており、電磁弁３２，３４，３６，３８を介して排出される各ホイールシリンダのブレーキ液を収容する。
【００１４】
電磁弁３１乃至３８は２ポート２位置電磁切替弁であり、夫々ソレノイドコイル非通電時には図２に示す第１位置にあって、各ホイールシリンダ５１乃至５４はマスタシリンダ２ａに連通している。ソレノイドコイル通電時には第２位置となり、各ホイールシリンダ５１乃至５４はマスタシリンダ２ａとは遮断され、リザーバ２３あるいは２４と連通する。尚、図２においてはＰＶはプロポーショニングバルブ、ＤＰはダンパ、ＣＶはチェックバルブ、ＯＲはオリフィス、ＦＴはフィルタを示し、図２中同一記号のものは同一の部品を示す。チェックバルブＣＶはホイールシリンダ５１乃至５４及びリザーバ２３，２４側からマスタシリンダ２ａ側への還流を許容し、逆方向の流れを遮断するものである。
【００１５】
而して、これらの電磁弁３１乃至３８のソレノイドコイルに対する通電、非通電を制御することによりホイールシリンダ５１乃至５４内のブレーキ液圧を増圧、減圧又は保持することができる。即ち、電磁弁３１乃至３８のソレノイドコイル非通電時にはホイールシリンダ５１乃至５４にマスタシリンダ２ａ及び液圧ポンプ２１あるいは２２からブレーキ液圧が供給されて増圧し、通電時にはホイールシリンダ５１乃至５４がリザーバ２３あるいは２４側に連通し減圧する。また、電磁弁３１，３３，３５，３７のソレノイドコイルに通電しその他の電磁弁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５１乃至５４内のブレーキ液圧が保持される。従って、上記ソレノイドコイルに対する通電、非通電の時間間隔を調整することにより後述するようにパルス増圧（ステップ増圧）を行ない、緩やかに増圧するように制御することができ、またパルス減圧によって緩やかに減圧するように制御することができる。
【００１６】
上記電磁弁３１乃至３８は電子制御装置１０に接続され、各々のソレノイドコイルに対する通電、非通電が制御される。電動モータ２０も電子制御装置１０に接続され、これにより駆動制御される。また、車輪ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ，ＦＬには車輪速度センサ４１乃至４４が配設され、これらが電子制御装置１０に接続されており、各車輪の回転速度、即ち車輪速度信号が電子制御装置１０に入力されるように構成されている。更に、車両には本発明にいう加速度センサとしてリニア前後加速度センサ１（以下、リニアＧセンサ１という）が搭載されており、その出力信号が電子制御装置１０に入力されるように構成されている。電子制御装置１０には、更に、ブレーキペダル３が踏み込まれたときオンとなるブレーキスイッチ４等が接続されている。
【００１７】
リニアＧセンサ１は、図１及び図２に模式的に示したように、車両の加減速に伴う前後方向の錘の移動を電気信号に変換し、車両の加速度（減速度を含む）に対しリニアに比例する信号を出力するものであり、既に市販されているので詳細な説明は省略する。尚、電子制御装置１０は、一般的なマイクロコンピュータで構成されており、図示は省略するが、バスを介して相互に接続されたセントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、タイマ、入出力インターフェース等から成る。
【００１８】
上記のように構成された本実施例においては、電子制御装置１０によりアンチスキッド制御のための一連の処理が行なわれアクチュエータ３０の作動が制御されるが、以下図３のフローチャートに基づいて説明する。イグニッションスイッチ（図示せず）が閉成されると、先ず図２のステップ１０１にて初期化が行なわれ、各種の演算値がクリアされる。ステップ１０２は車輪速度センサ４１乃至４４からの出力信号に基づき各車輪の車輪速度（代表してＶｗで表す）が演算され、ステップ１０３にて車輪速度Ｖｗが微分されて車輪加速度ＤＶｗ（減速度を含む）が求められる。そして、ステップ１０４において各車輪の車輪速度Ｖｗに基づき推定車体速度Ｖsoが演算される。この推定車体速度Ｖsoは、例えばＭＥＤ（αDNｔ，Ｖｗ，αUPｔ）によって求めることができる。ここで、ＭＥＤは中間値を求める関数を表し、αUPは車両の加速度（減速度を含む）αの上限側（車輪速度Ｖｗより大とする側）の値で、αDNは加速度αの下限側（車輪速度Ｖｗより小とする側）の値であり、ｔは時間である。尚、例えば対地センサ等によって、直接車体速度を検出することも可能である。
【００１９】
続いて、ステップ１０５に進み、アンチスキッド制御に供する各車輪の実スリップ率（代表してＳａで表す）が演算される（Ｓａ＝（Ｖso−Ｖｗ）／Ｖso）。続いてステップ１０６に進み、各車輪毎に目標スリップ率が設定される。次に、ステップ１０７にてリニアＧセンサ１の出力Ｇｘが読み込まれる。ステップ１０８では、悪路判定が行なわれるが、ここでいう悪路は未舗装路に限らず、石畳路、雪路等を含む。
【００２０】
そして、ステップ１０９においてアンチスキッド制御中か否かが判定され、未だアンチスキッド制御中でなければステップ１１２にてアンチスキッド制御が開始したか否かが判定される。既に、アンチスキッド制御中であればステップ１１０に進み、走行路面が段差であるか否かが判定されるが、これについては図４を参照して後述する。ステップ１１０において段差と判定されると、ステップ１１１にてアンチスキッド制御条件が段差用に切り換えられ、そうでなければそのままステップ１１３に進む。段差用制御は、アクチュエータ３０を舗装路走行時のアンチスキッド制御におけるブレーキ液圧制御に比し増圧側に調整するものであり、具体的には、舗装路走行時より増圧時間が長いパルス増圧モードに設定されている。
【００２１】
一方、ステップ１１２においては、例えば車輪速度Ｖｗ及び車輪加速度ＤＶｗに基づき各車輪のロック状態が判定され、アンチスキッド制御の開始条件を充足しているか否かが判定される。開始条件を充足しておればステップ１１０以降に進み、充足していなければそのままステップ１０２に戻る。
【００２２】
而して、ステップ１１３においては、各車輪のロック状態に応じて減圧モード、パルス減圧モード、パルス増圧モード及び保持モードの何れかの制御モードに設定され、ステップ１１４乃至１２０に進み、各制御モードに応じた液圧制御信号が出力される。而して、各制御モードに基づき、前述のように電磁弁３１乃至３８の各々のソレノイドコイルに対する通電、非通電が制御され、ホイールシリンダ５１乃至５４内のブレーキ液圧（ホイールシリンダ液圧）が増圧、減圧又は保持される。
【００２３】
上記ステップ１１０において実行される段差判定は、図４に示すフローチャートに従って行なわれる。尚、この間の車輪速度Ｖｗ、車輪加速度ＤＶｗ及びリニアＧセンサ１の出力値Ｇｘの関係の一例を図５に示している。先ず、ステップ２０１において、制御対象のホイールシリンダに対するアクチュエータ３０による液圧モードが、減圧モードであるか否かが判定される。減圧モードであればステップ２０２に進み、減圧モードに切り換わった直後か否かが判定される。例えば図５のｔａ時のように、減圧モードに切り換わった直後であれば、ステップ２０３に進み、そのときのリニアＧセンサ１の出力値Ｇｘが開始値Ｇａとされる。そして、ステップ２０４に進み、車輪加速度回復フラグＦｄがリセット（０）されると共に、ステップ２０５に進み、車輪速度落ち込みフラグＦｗがリセット（０）される。
【００２４】
一方、ステップ２０２において減圧モード切換直後ではないと判定されると、ステップ２０６に進み車輪加速度ＤＶｗが所定の基準値Ｄ１（負の値）以下か否かが判定される。車輪加速度ＤＶｗが減速度であれば、ステップ２０７にて車輪速度落ち込みフラグＦｗがセット（１）される。そして、ステップ２０８に進み、車輪速度Ｖｗに対するボトム値Ｖｂ（以下、単にボトム値Ｖｂという）の検知処理が行なわれる。具体的には、例えば図５のｔｂ時のように、車輪加速度ＤＶｗが負の値から正の値に切り換わった時の値が車輪速度Ｖｗのボトム値Ｖｂとして検知される。続くステップ２０９において、車輪速度Ｖｗにボトム値Ｖｂが存在するか否かが判定され、存在すれば（Ｖｗ＝Ｖｂ）ステップ２１０に進み、そのときのリニアＧセンサ１の出力値Ｇｘがボトム値Ｇｂとされる。
【００２５】
そして、ステップ２１１に進み、開始値Ｇａとボトム値Ｇｂとの差（Ｇａ−Ｇｂ）が演算され、この差の絶対値（｜Ｇａ−Ｇｂ｜）が基準値Ｇ１と比較される。差の絶対値（｜Ｇａ−Ｇｂ｜）が基準値Ｇ１より大であるときには、ステップ２１２に進み、リニアＧセンサ１の出力が所定レベル以上低下したと判定され、センサ出力低下フラグＦｇがセット（１）される。これに対し、差の絶対値（｜Ｇａ−Ｇｂ｜）が基準値Ｇ１以下であるときにはステップ２１３にてセンサ出力低下フラグＦｇがリセット（０）される。
【００２６】
ステップ２０１において減圧モードではないと判定されたときには、ステップ２１４に進み車輪加速度ＤＶｗが所定の基準値Ｄ２（正の値）と比較される。車輪加速度ＤＶｗが基準値Ｄ２を上回っているときには、車輪加速度ＤＶｗが回復したと判定され、ステップ２１５にて車輪速度回復フラグＦｄがセット（１）される。これに対し、車輪加速度ＤＶｗが基準値Ｄ２以下であるときには、そのままステップ２１６に進む。
【００２７】
而して、ステップ２１６，２１７，２１８に進み、センサ出力低下フラグＦｇ、車輪速度落ち込みフラグＦｗ、及び車輪速度回復フラグＦｄの状態が判定される。これら全てのフラグがセット（１）されると、ステップ２１９にて「段差」と判定される。従って、図３のステップ１１１に進み、前述の段差用制御切換が行なわれる。これに対し、何れか一つのフラグがリセット状態にある場合には、段差ではないと判定され、そのままメインルーチンに戻る。
【００２８】
尚、本発明の段差判定装置は、上記実施形態のアンチスキッド制御装置に限らず、トラクション制御をはじめ、車両安定性制御、前後制動力配分制御等の、車両の運動制御装置に適用することができる。この場合において、例えばトラクション制御に適用する場合には、前述の実施形態とは判定対象が減速側と加速側とで逆になり、例えば車輪速度Ｖｗの加速側のピーク値が判定基準に用いられることになるが、前述の実施形態と同様に処理することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１及び請求項２に記載の車両走行路面の段差判定装置においては、第１の判定手段にて、加速度センサの出力信号に対する所定レベル以上の変動の有無を判定し、第２の判定手段にて、車輪加速度演算手段が演算した車輪加速度が加速度センサの出力信号の変動と同方向に変動した後、逆方向に変動して所定の基準値を超えたか否かを判定し、第１及び第２の判定手段の判定結果に基づき車輪が段差を通過したか否かを判定するように構成されているので、駆動側の車輪の速度振動等に影響されることなく、車両が段差のある路面を走行中であることを確実に判定することができる。
【００３０】
また、段差判定装置を請求項３又は請求項４に記載のように構成すれば、夫々アンチスキッド制御又はトラクション制御における段差判定を適切に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る段差判定装置の構成の概要を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る段差判定装置を備えたアンチスキッド制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるアンチスキッド制御のための処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態における段差判定の処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態における車輪速度、車輪加速度、及び加速度センサ出力の関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１  リニア前後加速度センサ
２ａ  マスタシリンダ
２ｂ  ブースタ
３  ブレーキペダル
１０  電子制御装置
２０  電動モータ
２１，２２  液圧ポンプ
２３，２４  リザーバ
３０  アクチュエータ
３１〜３６  電磁弁
４１〜４４  車輪速度センサ
５１〜５４  ホイールシリンダ
ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ  車輪
【図１】
0003939859.tif 000002
【図２】
0003939859.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003939859.tif 000005
【図５】
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