(57)【要約】【課題】手動変速機を搭載する車両にあってシフトレバー操作により変更されるシフトポジションに応じたエンジン回転数を迅速に得ることのできる車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両には、運転者のシフトレバー操作によってシフトポジションを変更可能な手動変速機が搭載されている。車両の制御装置は、運転者による手動変速機シフトレバー操作の動きを撮影する撮影部と、撮影部によって撮影されたシフトレバー操作の動きから変更先のシフトポジションを推定するシフト操作位置推定部と、車両のエンジン回転数を制御するエンジンＥＣＵとを備える。エンジンＥＣＵは、エンジン回転数を、シフト操作位置推定部によって推定されるシフトポジションに応じたエンジン回転数に制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者のシフトレバー操作によってシフトポジションを変更可能な手動変速機が搭載された車両の制御装置であって、
前記運転者によるシフトレバー操作の動きを撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影されたシフトレバー操作の動きから変更先のシフトポジションを推定する推定部と、
当該車両のエンジン回転数を制御するエンジン回転数制御部とを備え、
前記エンジン回転数制御部は、前記エンジン回転数を、前記推定部によって推定されるシフトポジションに応じたエンジン回転数に制御する
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、手動変速機を搭載する車両のシフトレバーの操作によって変更されるシフトポジションに応じたエンジン回転数となるように車両を制御する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動変速機を搭載する車両では、運転者がクラッチペダルを踏んでクラッチが開放された後、シフトレバーを操作することで変速機のギヤが変更され、その後クラッチペダルを戻してクラッチを再締結することで変速が行われる。そして、このような手動変速機による変速の際のクラッチ再締結時には、エンジン回転数と変速機の入力軸の回転数とが乖離していると変速ショックが発生しやすいこともよく知られている。
【０００３】
そこで従来は、特許文献１に見られるように、クラッチペダルスイッチによりクラッチの開放が検知されているときに、手動変速機の変速操作による変速後の目標ギヤ位置で走行するのに必要な目標エンジン回転数を算出し、エンジン回転数を目標エンジン回転数にフィードバック制御する装置なども提案されている。このようにエンジン回転数が手動変速機の目標ギヤ位置に応じてフィードバック制御されることで、変速ショックも抑制されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような制御では、運転者がシフトレバーによって変速操作した後に目標ギヤ位置で走行するのに必要な目標エンジン回転数が算出される。そして、エンジン回転数がこの目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御が行われる。このため、シフトレバーのシフトポジションの変更とほぼ同時にクラッチの締結が行われたようなときには、エンジン回転数の制御がクラッチの締結までに間に合わない可能性がある。そして、このようにエンジン回転数の制御が間に合わないようなことがあれば、運転者に変速ショックなどの違和感を与えることになる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、手動変速機を搭載する車両にあってシフトレバー操作により変更されるシフトポジションに応じたエンジン回転数を迅速に得ることのできる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する車両の制御装置は、運転者のシフトレバー操作によってシフトポジションを変更可能な手動変速機が搭載された車両の制御装置であって、前記運転者によるシフトレバー操作の動きを撮影する撮影部と、前記撮影部によって撮影されたシフトレバー操作の動きから変更先のシフトポジションを推定する推定部と、当該車両のエンジン回転数を制御するエンジン回転数制御部とを備え、前記エンジン回転数制御部は、前記エンジン回転数を、前記推定部によって推定されるシフトポジションに応じたエンジン回転数に制御することをその要旨としている。
【０００８】
上記構成によれば、撮影部が撮影した運転者によるシフトレバー操作の動きから推定部が変更先のシフトポジションを推定し、この推定される変更先のシフトポジションに応じてエンジン回転数が制御される。これにより、運転者によるシフトレバー操作が完了する前に、変更先のシフトポジションに応じたエンジン回転数に迅速に制御されるようになる。すなわち、シフトポジションの変更とほぼ同時にクラッチの締結が行われるような場合であれ、変速ショック等のない円滑な手動変速が実現されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両の制御装置の一実施形態について概略構成を示す側面図及びブロック図。
【図２】同実施形態の車両の制御装置によるエンジン回転数の制御処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図３】シフトレバー操作の動きに基づくシフトポジションの推定態様を示す図であって、（ａ）は同実施形態の車両に設けられた撮影部によって撮影された運転者によるシフトレバー操作がないときの背景画像例を示す図、（ｂ）は運転者によるシフトレバー操作があるときの操作画像例を示す図、（ｃ）は（ａ）の背景画像と（ｂ）の操作画像との差分をとった差分情報を示す図、（ｄ）はシフトレバー操作の途中状態における差分情報を示す図、（ｅ）は推定されたシフトポジションの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜図３を参照して、車両の制御装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態の車両は、手動変速機を搭載した車両である。また、車両の制御装置は、シフトレバーの操作時、手動変速機のシフトポジションを推定してエンジンの回転数を制御する装置である。
【００１１】
図１に示すように、車両１０に搭載されるエンジン２０の出力側には、クラッチ２１を介して手動変速機２２が接続されている。クラッチ２１は、運転者のクラッチペダル１４に対する踏み込み操作によって開放され、踏み込み操作がなくなると締結される。クラッチペダル１４には、クラッチペダル１４の位置に応じた信号を出力するクラッチセンサ１５が設けられている。クラッチセンサ１５は、クラッチ２１が開放されているとき、言い換えるとクラッチペダル１４が踏み込まれているときにオン信号を出力する。
【００１２】
また、エンジン２０は、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２３により制御される。エンジンＥＣＵ２３は、吸入空気量や吸入空気量に応じた所望の空燃比となるように燃料供給量等を制御する。エンジンＥＣＵ２３は、エンジン回転数制御部として機能し、スロットルバルブ（図示略）の開度を変更する等、吸入空気量を変更することでエンジン回転数を制御する。手動変速機２２は、車室内のセンターコンソール１２等に設けられたシフトレバー１３が運転者により操作されることによってギヤの切替えが行われる。
【００１３】
車両１０の天井１１には、運転者のシフトレバー操作の動きを撮影する撮影部３０が固定されている。撮影部３０は、シフトレバー１３を上方から撮影して、撮影した画像を随時出力するカメラである。撮影部３０は、シフトレバー１３の操作範囲を含むシフト領域を撮影する。この撮影部３０として、例えば距離画像センサを用いることで、特にシフトレバー１３に対する運転者の手の位置や動きを正確に撮影することができるようになる。
【００１４】
車両１０には、シフトレバー１３の操作位置（シフトポジション）を推定するシフト操作位置推定部３１が設けられている。シフト操作位置推定部３１は、運転者によるシフトレバー操作が完了する前に変更先の操作位置を推定する。
【００１５】
シフト操作位置推定部３１には、撮影部３０、クラッチセンサ１５、及び車速センサ１６が接続されており、撮影部３０からは画像が、クラッチセンサ１５からはクラッチ２１の状態を示す信号が、車速センサ１６からは車速がそれぞれ入力される。
【００１６】
シフト操作位置推定部３１は、撮影部３０から入力された画像を処理する画像処理部３２と、画像処理部３２が処理した結果に基づいてシフト操作位置を推定する演算部３３とを備えている。
【００１７】
画像処理部３２は、クラッチセンサ１５からの信号によってクラッチ２１が開放されたことが検知されることを契機として撮影部３０から入力された画像を処理し、処理結果を演算部３３に出力する。ここで、画像処理部３２は、運転者によるシフトレバー操作がない状態における画像を背景画像として予め保持しており、運転者によるシフトレバー操作がある状態（操作状態）における画像を操作画像として取得して、背景画像と操作画像との差分をとる。そして画像処理部３２は、運転者がシフトレバー操作を行っている間、撮影部３０から随時入力される操作画像と初期画像との差分をとり、その処理結果を演算部３３に出力する。すなわち、画像処理部３２から演算部３３に随時入力される処理結果は、運転者によるシフトレバー操作の動きを示した情報となる。
【００１８】
演算部３３は、画像処理部３２から入力された処理結果に基づき運転者によるシフトレバー操作の動きを算出して、シフトレバー１３の変更先の操作位置（シフトポジション）を推定し、その後推定したシフトポジションに応じたエンジン回転数を算出する。すなわち、演算部３３は、画像処理部３２からシフトレバー操作に応じた手の情報を随時取得すると、取得した連続する手の情報からシフトレバー１３の操作方向を割り出して、シフトレバー操作の動きを示す操作ベクトルを算出する。この操作ベクトルは、シフトレバー操作中の手の動きの方向を示すベクトルであって、その後の手の操作先を示していることから、演算部３３は、この算出した操作ベクトルによって変更先のシフトポジションを推定する。なお、演算部３３は、操作ベクトルによって、推定される変更先のシフトポジションが複数存在するときには、変更先が１つのシフトポジションに絞られるまで操作ベクトルの算出を繰り返し実行して、変更先となる１つのシフトポジションを推定する。そして、演算部３３は、車速センサ１６から入力される車速とこの推定したシフトポジションとに基づいて手動変速機２２側の回転数を算出し、この算出した回転数を推定したシフトポジションに応じたエンジン回転数として、クラッチ２１の開放中にエンジンＥＣＵ２３に出力する。
【００１９】
エンジンＥＣＵ２３は、エンジン２０の回転数を上記演算部３３から入力された回転数に制御する。つまり、エンジンＥＣＵ２３は、シフトレバー操作が完了する前、言い換えればクラッチ２１が締結される前に、エンジン２０の回転数を推定されたシフトポジションに応じた回転数に制御する。
【００２０】
次に、図２及び図３を併せ参照して、シフト操作位置推定部３１を中心に実行される車両の制御装置の動作について具体的に説明する。ここでは、運転者によってシフトポジションが６速から５速にシフトダウン操作される場合について説明する。
【００２１】
シフト操作位置推定部３１の画像処理部３２は、まず、クラッチセンサ１５によってクラッチ２１が開放されていることを検知すると、撮影部３０から入力される画像について処理を開始する。なお、画像処理部３２は上述のように、クラッチ２１が締結されているとともにシフトレバー操作がないときの画像を背景画像として予め保持している。図３（ａ）は、６速のシフトポジションが選択されているときのシフト領域における背景画像ＰＡを示している。
【００２２】
図２に示すように、処理が開始されると、画像処理部３２は、シフト領域の操作画像を撮影部３０から取得する（ステップＳ１）。すなわち、画像処理部３２は、クラッチ２１が開放されたことで運転者によるシフトレバー操作が開始されたことを判断し、そのシフトレバー操作の一過程の画像である操作画像を撮影部３０から取得する。例えば、画像処理部３２は、図３（ｂ）に示すように手が６速に位置している画像を操作画像ＰＢとして取得する。そして、画像処理部３２は、予め保持している背景画像ＰＡと操作画像ＰＢとに差分があるか否かを判断する（ステップＳ２）。すなわち、運転者によるシフトレバー操作があれば、シフト領域に運転者の手が存在して、背景画像ＰＡと操作画像ＰＢとに差分が生じるようになる。図３（ｃ）には、この背景画像ＰＡと操作画像ＰＢとの差分情報ＰＸを示している。
【００２３】
画像処理部３２は、こうして背景画像ＰＡと操作画像ＰＢとに差分があると判断したときには（ステップＳ２：ＹＥＳ）、背景画像ＰＡと操作画像ＰＢとの差分情報に手が存在するか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、演算部３３は、差分情報ＰＸに存在する手の位置の変化に基づいてシフトレバー操作の動きを判断する。
【００２４】
また、画像処理部３２は、手が存在すると判断したときには（ステップＳ３：ＹＥＳ）、今回のフレーム（Ｎフレーム目）の手の位置を算出する（ステップＳ４）。すなわち、画像処理部３２は、撮影部３０から随時画像が入力されるため、今回判断した画像のフレームをＮフレームとして、背景画像ＰＡと操作画像ＰＢとの差分情報ＰＸに含まれる手の位置を算出する。具体的には、図３（ｃ）に示す差分情報ＰＸから、手が６速のシフトポジションに位置していると算出する。
【００２５】
一方、画像処理部３２は、背景画像ＰＡと操作画像ＰＢとに差分がないと判断したとき（ステップＳ２：ＮＯ）、あるいは背景画像ＰＡと操作画像ＰＢとに差分があったとしても手が存在しないと判断したときには（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ１に移行して上述同様の処理を繰り返し実行する。
【００２６】
上記手の位置を算出した画像処理部３２は次に、今回よりも１回前のフレーム（（Ｎ−１）フレーム目）の手の位置が算出されているか否かを判断する（ステップＳ５）。演算部３３は、今回よりも１回前のフレームと今回のフレームとを比較することで運転者によるシフトレバー操作の動きを算出する。そのため、画像処理部３２は、（Ｎ−１）フレーム目の手の位置を算出していないと判断したときには（ステップＳ５：ＮＯ）、比較対象を得るためにステップＳ１に移行して上述同様の処理を繰り返し実行する。
【００２７】
以下では、図３（ｃ）に示す「手が６速のシフトポジションに位置する」差分情報ＰＸが（Ｎ−１）フレーム目の情報であり、図３（ｄ）に示す「手が５速のシフトポジションの手前に位置する」差分情報ＰＸがＮフレーム目の情報であるとして説明する。
【００２８】
画像処理部３２は、（Ｎ−１）フレーム目の手の位置が算出されていると判断したときには（ステップＳ５：ＹＥＳ）、Ｎフレーム目の手の位置を処理結果として演算部３３に出力する。
【００２９】
これにより、演算部３３では、画像処理部３２から入力される処理結果に基づき、Ｎフレーム目の手の位置と（Ｎ−１）フレーム目の手の位置との差分から操作ベクトルＶ（図３（ｄ）参照）を算出する（ステップＳ６）。すなわち、演算部３３は、運転者によるシフトレバー操作があれば、Ｎフレーム目の手の位置と（Ｎ−１）フレーム目の手の位置とが異なるため、手の位置が変化した方向に基づいて操作ベクトルＶを算出する。
【００３０】
そして、演算部３３は、この算出した操作ベクトルＶに基づいてシフトレバー１３の変更先のシフトポジションを推定する（ステップＳ７）。すなわち、図３（ｄ）に示すように、操作ベクトルＶの先に５速のシフトポジションが存在しているので、演算部３３は、５速のシフトポジションにシフトレバー１３が操作されると推定して、当該５速のシフトポジションを変更先のシフトポジションと推定する。図３（ｅ）には、推定した５速のシフトポジションに手が行きかけている状態を示している。
【００３１】
続いて、演算部３３は、車速センサ１６から車速を取得して（ステップＳ８）、変更先のシフトポジションに応じたエンジン回転数を算出する（ステップＳ９）。すなわち、演算部３３は、車速と推定したシフトポジション（５速）とに基づいて手動変速機２２側の回転数を算出し、この算出した回転数を推定したシフトポジション（５速）に応じたエンジン回転数とする。
【００３２】
そして、演算部３３は、推定したシフトポジションに応じたエンジン回転数をエンジンＥＣＵ２３に出力する（ステップＳ１０）。これによりエンジンＥＣＵ２３は、シフトレバー操作が完了する前、言い換えればクラッチ２１が締結される前に、エンジン２０の回転数を演算部３３から入力された回転数に制御する。すなわち、その後クラッチ２１が締結されたとしても、変速ショック等のない円滑な手動変速が実現されるようになる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）撮影部３０が撮影した運転者によるシフトレバー操作の動きからシフト操作位置推定部３１が変更先のシフトポジションを推定し、この推定される変更先のシフトポジションに応じてエンジン回転数が制御される。これにより、運転者によるシフトレバー操作が完了する前に、変更先のシフトポジションに応じたエンジン回転数に迅速に制御されるようになる。すなわち、シフトポジションの変更とほぼ同時にクラッチ２１の締結が行われるような場合であれ、変速ショック等のない円滑な手動変速が実現されるようになる。
【００３４】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもができる。
・上記実施形態では、撮影部３０を天井１１に設置したが、運転者によるシフトレバー操作の動きを撮影することができれば、シフトレバー１３に対して側方から撮影する位置、例えばセンターコンソール１２等に撮影部３０を設置してもよい。また、シフトレバー１３を保持するシフトレバー装置の内部に撮影部３０を設置してもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、シフトレバー１３をセンターコンソール１２に設けたが、シフトレバー１３をインスツルメントパネル等に設けてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０…車両、１１…天井、１２…センターコンソール、１３…シフトレバー、１４…クラッチペダル、１５…クラッチセンサ、１６…車速センサ、２０…エンジン、２１…クラッチ、２２…手動変速機、２３…エンジンＥＣＵ、３０…撮影部、３１…シフト操作位置推定部、３２…画像処理部、３３…演算部、ＰＡ…背景画像、ＰＢ…操作画像、ＰＸ…差分情報、Ｖ…操作ベクトル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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