車両駆動力制御装置

【課題】車両が、前方または後方の障害物と衝突することを確実に回避する。
【解決手段】車両の前部に備えた前方センサの検出結果により、前方に障害物があると、判定されたとき、または、車両の後部に備えた前方センサの検出結果により、後方に障害物があると判定された場合は、急激なアクセルペダルの踏み込みが行われたかを判定し、急激なアクセルペダルの踏み込みがあったと判定されたときは、車両の駆動力制限制御を実行し、表示装置にその旨を表示する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物に対応して車両の駆動力を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両前方にある障害物までの距離が短いときには、自動変速機のギア位置を高速位置に制御して駆動力を小さくすることにより急加速を抑制し、障害物までの距離が長いときには、低速位置に制御して十分な加速性が満たされるようにした技術が開示されている。
【特許文献１】特開平２−２１２２３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のものでは、障害物までの距離が短いと検出されたときでも、運転者によるアクセル急踏み込み操作（アクセル、ブレーキの間違いによる誤操作等）が行われた場合、急加速を抑制することが難しく、また、オフロード走行時に前方の障害物を乗り越えたい場合など、駆動力を大きくする必要がある場合には、妨げとなっていた。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、障害物によって急加速を抑制する必要がある場合には、確実に急加速を抑制でき、また、必要に応じて急加速を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、請求項１に係る発明は、
車両の前方または後方に障害物があることを検出する障害物検出手段と、
アクセル操作量の急激な増大を検出するアクセル操作量急増検出手段と、
前記障害物検出手段で障害物が検出され、かつ、アクセル操作量急増検出手段によるアクセル操作量の急激な増大を検出したときに、車両の駆動力を小さくまたはゼロとする駆動力制限制御を実行する駆動力制限制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に係る発明は、
自動変速機が走行レンジにあるときのみ、前記障害物検出手段による障害物の検出、または前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御を実施することを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、
前記障害物検出手段は、障害物の高さを検出する機能を含み、障害物の高さが所定値以下であることを検出したときは、前記駆動力制限制御を実行させる障害物はないと検出することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項４に係る発明は、
前記駆動力制限制御の実行許可条件は、車速が、設定車速以上であることを含むことを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、
前記設定車速は、検出された障害物までの距離の増大に応じて増大するように設定されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項６に係る発明は、
前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御をキャンセルさせるキャンセル手段を含んで構成したことを特徴とする。
また、請求項７に係る発明は、
前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御は、エンジン出力を小さくする制御を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項８に係る発明は、
前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御は、自動変速機のギア位置を高速位置とする制御を含むことを特徴とする。
また、請求項９に係る発明は、
前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御は、自動変速機の動力伝達を切断して車両の駆動力をゼロとする制御であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によると、
車両の前方または後方に障害物があったときには、アクセルの急踏み込み操作（アクセル操作量の急増）を行った場合でも車両駆動力が小さく制限されるので、障害物に接触することを確実に回避できる。
請求項２に係る発明によると、
走行レンジにあるときのみ障害物検出または車両駆動力制限制御を実行し、走行レンジ以外の車両駆動力を制限する必要がないときは、障害物検出または車両駆動力制限制御を実行せず、これら検出や制御の実行による無駄な車両駆動力制限制御の実行を回避でき、燃費の悪化などを防止できる。
【００１１】
請求項３に係る発明によると、
障害物が低く、車両が乗り越えることができるような場合は、障害物がないと検出されるので駆動力制限制御が実行されることがなく、支障なく障害物を乗り越えることができる。
請求項４に係る発明によると、
車速が十分低く障害物に衝突する可能性が低いときは、車両駆動力制限制御を行う必要がないので、設定車速以上を、車両駆動力制限制御を行う条件として含ませることにより、無駄な車両駆動力制限制御の実行を回避できる。
【００１２】
請求項５に係る発明によると、
同一車速でも障害物までの距離が長くなるほど障害物に衝突する可能性が高くなるので、
障害物までの距離の増大に応じて設定車速を増大するように設定することにより、無駄な車両駆動力制限制御の実行をより効率的に回避できる。
【００１３】
請求項６に係る発明によると、
オフロード時などで障害物を乗り越えて運転したい状況では、運転者の意志によってキャンセル手段によって駆動力制限制御をキャンセルすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、実施形態の概要構成の制御ブロックを示す。
図示しない自動車本体の前部および後部には、障害物検出手段として前方の障害物を検出する前方センサ１および後方の障害物を検出する後方センサ２を備える。
これら、前方センサ１および後方センサ２は、例えば、レーザーセンサを用いることができる。この場合は、レーザーセンサからレーザーを照射し、その反射を受けて障害物の有無および車体（センサ設置箇所）から障害物までの距離を検出することができる。
【００１５】
また、障害物の高さＨが設定高さＨ０未満の場合（自動車が問題なく乗り越えられる高さ）は、障害物として検出する必要が無く、検出して後述する駆動力制限制御を実行すると駆動力不足によって障害物を乗り越えることができなくなる。
そこで、図２に示す実施形態では、指向性の高いレーザーセンサを用い、車両前方または後方に乗り越えることができる物体の最大高さより少し高い位置Ｈ０に、レーザーセンサを取り付けて水平方向にレーザー光を照射する。
【００１６】
この場合、指向性の高いレーザーセンサが物体を検出するということは、乗り越えることができない障害物を検出するということであり、図２で障害物Ｘ１は検出されるが、障害物Ｘ２は検出されない。
図１に戻って、駆動力制限制御に用いる情報として、前記前方センサ１および後方センサ２からの障害物検出情報の他、自動変速機のレンジ位置を検出するレンジセンサ３からのレンジ位置情報、駆動力制限制御を手動でキャンセルするキャンセルスイッチ４のオン、オフ情報、アクセル開度（アクセルペダル踏み込み量）を検出するアクセル開度センサ５からのアクセル開度情報、車速センサ６からの車速情報などが、コントロールユニット７に入力される。なお、アクセル開度情報として、アクセル開度に応じて開度制御されるスロットル弁開度情報を入力してもよい。
【００１７】
コントロールユニット７は、これらの入力情報に基づいて、車両の前方または後方に障害物を検出したときは、駆動力制限制御手段８（スロットル開度制御あるいは自動変速機による変速制御）によって駆動力制限制御を実行する。
また、駆動力制限制御を実行したときに、実行したことをインストルメントパネルに備えられた表示装置９に表示する。または、音、音声等で警報するようにしてもよい。
【００１８】
図３は、最も簡易的な駆動力制限制御の第１の実施形態における制御フローを示す。
ステップＳ１では、前方センサ１の検出結果により、前方に障害物があるか否かを判定する。
ステップＳ１で、前方に障害物がないと判定された場合は、ステップＳ２へ進み、後方センサ２の検出結果により、後方に障害物があるか否かを判定する。
【００１９】
ステップＳ２で、後方に障害物がないと判定された場合は、駆動力制限制御を実行することなく、フローを終了する。
ステップＳ１またはステップＳ２で、前方または後方に障害物があると判定された場合は、ステップＳ３へ進み、アクセル開度センサ５からのアクセル開度に基づいて、急激なアクセルペダルの踏み込み（アクセル操作量の急増）が行われたかを判定する。具体的には、アクセル開度の増大速度が所定値以上のときに急激な踏み込みがあったと判定することができる。なお、ガソリンエンジン等では、アクセル操作量に相関して制御されるスロットル開度の増大変化量によって、急激なアクセルペダルの踏み込みを判定してもよい。
【００２０】
そして、急激なアクセルペダルの踏み込みがあったと判定されたときは、ステップＳ４へ進み駆動力制限制御を実行し、表示装置にその旨を表示する。
駆動力制限制御としては、例えば、スロットル開度を所定の制限開度あるいは最小開度に減少し、また、燃料噴射量を所定値または０としてエンジン出力を減少またはゼロとする。
【００２１】
あるいは、自動変速機のギア位置をニュートラル位置として、エンジン駆動力の車輪側への伝達を遮断することにより駆動力を０とするようにしてもよく、これらの制御を併用することもできる。
図４は、駆動力制限制御の第２の実施形態における制御フローを示す。
ステップＳ１１で、レンジセンサ３で検出される自動変速機の走行レンジが、前方走行レンジ（Ｄレンジ、マニュアルレンジなど）であるかを判定し、前方走行レンジと判定されたときに、ステップＳ１２へ進んで前方に障害物があるか否かの判定を行う。
【００２２】
また、ステップＳ１１の判定がＮＯのときにステップＳ１３へ進んで、自動変速機の走行レンジが、Ｒレンジであるかを判定し、Ｒレンジと判定されたときに、ステップＳ１４へ進んで後方に障害物があるか否かの判定を行う。
以下、ステップＳ１５、Ｓ１６は、第１の実施形態のステップＳ３、Ｓ４と同様である。
【００２３】
本実施形態では、走行可能なレンジで障害物へ衝突する可能性がある場合だけ、駆動力制限制御を行うようにすることができる。
次に、前方センサ１および後方センサ２の別の実施形態を示す。
図５に示す実施形態のように、前方センサ１および後方センサ２を、それぞれ、カメラ１Ａ，１Ｂ、２Ａ，２Ｂの２台ずつで構成し、立体視による障害物検出とすることもできる。
【００２４】
この場合、２台のカメラ１Ａとカメラ１Ｂ、（カメラ２Ａとカメラ２Ｂ）は、同じ垂直軸で高さの異なる位置に取り付ける。以下、車両前方に物体Ｘがある場合について説明する。車両後方に物体がある場合も同様である。
図６に示すように、カメラ１Ａで物体Ｘを写した画像Ｃと、カメラ１Ｂで物体Ｘを写した画像Ｄでは、写り方が異なる。
【００２５】
例えば、画像Ｃと画像Ｄを重ね合わせたとき、物体Ｘの画像の同一点における高さ方向の差が小さい場合は、車両から物体Ｘまでの距離は遠く、差が大きい場合は、車両から物体Ｘまでの距離は近いと判断でき、該高さ方向の差によって、物体Ｘまでの距離を測定できる。
また、物体Ｘまでの距離が長いほど、物体Ｘの画像における高さ方向の長さは短くなるため、物体Ｘまでの距離Ｌｘと物体Ｘの画像における高さ方向の長さＬｉとに基づいて、物体Ｘの高さＨｘを測定することができる。なお、物体Ｘの画像における高さ方向の長さは、画像Ｃ，Ｄのいずれを用いて求めてもよい。
【００２６】
この場合、カメラ１Ａ，１Ｂの取り付け高さ位置の違いで画像Ｃ，Ｄにおける同一物体Ｘの高さ方向の長さに差がでても、それぞれの画像における長さおよび距離と、物体Ｘの高さと、の関係から、物体Ｘの高さを測定することができる。
具体的には、画像Ｃ，Ｄにおける物体Ｘの高さ方向の長さの差ΔＬｉと、いずれかの画像Ｃ，Ｄにおける物体Ｘの高さ方向の長さＬｉとをパラメータとして、物体Ｘまでの距離Ｌｘと物体Ｘの高さＨｘのデータをマップ化し、該マップを参照して算出するようにしてもよい。
【００２７】
このように、カメラ２台を用いた立体視を使用すれば、カメラ２台による一度の同時撮影で車両前後の障害物までの距離Ｌｘと障害物の高さＨｘを測定することができる。
また、図７に示すように、カメラ１台での立体視による障害物検出も可能である。
例えば、エンジンスタート時にカメラ画像Ｅを取り込み、車両が前方または後方に一定距離Ｌ進んだとき、カメラ画像Ｆを取り込む。
【００２８】
図８に示す両画像Ｅ，Ｆの画像における物体Ｙの画像における高さ方向の長さの差Δｈ（＝ｈｅ−ｈｆ）は、エンジンスタート時における車両から物体Ｙまでの距離Ｌ’に比例し、かつ、両画像の撮像時における車両位置間の距離Ｌ０が既知の値であることから、Δｈによって、距離Ｌ’（あるいは、後の画像Ｆ撮像時における車両位置から物体Ｙまでの距離Ｌ”＝Ｌ’−Ｌ０）を測定することができる。
【００２９】
そして、画像Ｅ（または画像Ｆ）における物体Ｙの画像における高さ方向の長さｈｅ（またはｈｆ）と、前記距離Ｌ’（または距離Ｌ”）とに基づいて、物体Ｙの高さを測定することができる。
本実施形態によれば、１台のカメラで車両前後の障害物までの距離Ｌｙと障害物の高さＨｙを測定することができる。
【００３０】
図９は、これらカメラなどを用いて障害物の高さを測定することができるものにおける駆動力制限制御の実施形態（第３の実施形態）のフローを示す。
ステップＳ２１，Ｓ２４では、図４のステップＳ１１，Ｓ１２と同様に前方走行レンジ、Ｒレンジであるかの判定を行い、同じくステップＳ２２，Ｓ２５では、前方に障害物があるか、後方に障害物があるかを判定する。
【００３１】
そして、前方に障害物があると判定されたときは、ステップＳ２３において、前記画像解析により前方の障害物の高さＨｆを測定し、後方に障害物があると判定されたときは、ステップＳ２６において、後方の障害物の高さＨｒを測定する。
ステップＳ２５，２６では、測定された障害物の高さＨｆまたはＨｒが、規定高さＨ０以上であるかを判定し、Ｈ０以上と判定され、アクセルペダルの急踏み込みが行われたことを判定したときに、ステップＳ２７へ進んで駆動力制限制御を実行する。なお、規定高さＨ０は、前方障害物の高さＨｆと後方の障害物の高さＨｒとに対して、前者を大きくするなど異なる値に設定してもよい
前記第１、第２の実施形態のように、前方センサ１，２としてレーザーセンサを用いた場合は、障害物の検出が同時に、駆動力制限制御を行う所定高さ以上であることも検出しているため、新たに高さを判定する必要がないが（高さ測定もできないが）、本実施形態では、測定された障害物の高さを、規定高さを比較して判定する必要がある。
【００３２】
また、このように、障害物の高さを測定できる場合は、前記駆動力制限制御の実行を判断する規定高さＨ０を人為的に変更可能な設定とすることもできる。
図１０は、同じくカメラなどを用いて車両前後の障害物までの距離と障害物の高さを測定することができるものにおいて、駆動力制限制御の実行を、より多角的に判断するようにした実施形態（第４の実施形態）のフローを示す。
【００３３】
ステップＳ３１では、前記駆動力制限制御をキャンセルするキャンセルスイッチ４がオフされているかを判定し、オンされているときは、駆動力制限制御をキャンセルするため、このフローを終了する。
キャンセルスイッチ４がオフされているときは、ステップＳ３２へ進む。
ステップＳ３２，Ｓ３３、ステップＳ３５，Ｓ３６は、図７のステップＳ２１〜Ｓ２４と同様であり、ステップＳ３３で車両から前方の障害物までの距離Ｌｆ及び障害物の高さＨｆを測定し、または、ステップＳ３６で後方の障害物までの距離Ｌｒ及び障害物の高さＨｒを測定する。
【００３４】
ステップＳ３３を経た後、ステップＳ３４では、前方の障害物までの距離Ｌｆに基づいて、図１１に示す特性マップテーブルから、駆動力制限制御の実行を許可する車速Ｓ’を算出する。
同様に、ステップＳ３６を経た後、ステップＳ３７では、後方の障害物までの距離Ｌｒに基づいて、図１１から駆動力制限制御の実行を許可する車速Ｓ’を算出する。
【００３５】
図１１の特性は、前記制御許可車速Ｓ’は、障害物までの距離Ｌが短くなるほど、低車速側に設定されて駆動力制限制御の実行を促し、障害物との衝突を確実に回避するようになっている。
そして、ステップＳ３８では、車速センサ６で検出された現在の車速Ｓが、前記制御許可車速Ｓ’以上であるかを判定し、Ｓ≧Ｓ’と判定されたときは、ステップＳ３９へ進み、これまでの実施形態と同様に、障害物の高さＨｆまたはＨｒが所定値Ｈ０以上で、アクセルペダルの急踏み込みを行ったと判定されたときに、駆動力制限制御を実行する。
【００３６】
図１２は、前記第４の実施形態と同様の制御を、別方式で行う第５の実施形態のフローを示す。
すなわち、第４の実施形態では、測定した障害物までの距離Ｌに対して、駆動力制限制御の実行を許可する車速Ｓ’を設定する構成としたが、本第５の実施形態では、これとは逆に、ステップＳ４４，Ｓ４８に示すように、検出した車速に対して図１２に示す特性マップテーブルから、駆動力制限制御の実行を許可する障害物までの距離Ｌ’を設定する。
【００３７】
そして、ステップＳ４５，Ｓ４９で、測定された距離ＬｆまたはＬｒが前記制御許可距離Ｌ’以下となったときに、駆動力制限制御の実行を許可し、その後、ステップＳ５０以降へ進んで駆動力制限制御を実行させるようにしたものである。
上記第４、第５の実施形態では、車両発進後の車速と距離との関係に基づいて、駆動力制限制御実行の許可を判断している。
【００３８】
これに対し、走行時のブレーキ操作等でピッチ（車両の縦揺れ）が変化したとき、地面を障害物として判定することを防止するため、車速が０または略０であるときのみ、つまり発進前または発進し始めたときを条件として駆動力制限制御を行う構成としてもよい。
なお、第４、第５の実施形態でも、図１１、図１３の特性マップテーブルにおいて、一点鎖線で示すように、障害物までの距離が所定値Ｌ１以下では、判定用車速を０または略０と設定し、あるいは、車速が所定値以下では判定用距離Ｌ１に固定することで、距離Ｌ１以下の距離で発進するときには、必ず駆動力制限制御が許可されるように構成することができる。
【００３９】
このようにすれば、発進の際、距離Ｌ１以内に障害物があるときに駆動力制限制御が許可されるとともに、発進後に障害物が接近してきた場合に、車速との関係で駆動力制限制御が許可されることとなる。
この他、駆動力制限制御の実行条件を人為的に変更できるパラメータとして、既述した障害物の高さ以外に、障害物までの距離を変更できるようにすることもでき、ダイヤル式操作スイッチとすれば、これらのパラメータを連続的に変更することもできる。
【００４０】
さらに、カーナビゲーションなどの車両表示装置から、上記パラメータを設定する構成とすることもできる。
その他、駆動力制限制御として、エンジン回転速度、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期、目標トルクなどのエンジン制御を併用したり、駆動力制限制御を、時間、走行距離、アクセル操作回数等で自動解除する構成としたりしてもよい。
【００４１】
次に、上記の実施形態から把握し得る請求項に記載以外の発明について、以下にその作用効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の車両駆動力制御制限装置において、
前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御は、エンジン出力を小さくする制御を含むことを特徴とする車両駆動力制御制限装置。
【００４２】
かかる構成によると、
エンジン出力を小さくすることで、容易に車両の駆動力を小さくすることができる。
（ロ）請求項１〜請求項６および上記（イ）のいずれか１つに記載の車両駆動力制御制限装置において、
前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御は、自動変速機のギア位置を高速位置とする制御を含むことを特徴とする車両駆動力制御制限装置。
【００４３】
かかる構成によると、
自動変速機のギア位置を高速位置とすることで、車両の駆動力を確実に小さくすることができる。
（ハ）請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の車両駆動力制御制限装置において、
前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御は、自動変速機の動力伝達を切断して車両の駆動力をゼロとする制御であることを特徴とする記載の車両駆動力制御制限装置。
【００４４】
かかる構成によると、
自動変速機の動力伝達を切断して車両の駆動力をゼロとすることにより、発進が停止される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態の概要構成の制御ブロック図。
【図２】障害物検出手段の一例を示す図。
【図３】駆動力制限制御の第１の実施形態における制御フローを示すフローチャート。
【図４】駆動力制限制御の第２の実施形態における制御フローを示すフローチャート。
【図５】障害物検出手段の第２の例を示す図。
【図６】上記第２の例の作用を示す図。
【図７】障害物検出手段の第３の例を示す図。
【図８】上記第３の例の作用を示す図。
【図９】駆動力制限制御の第３の実施形態における制御フローを示すフローチャート。
【図１０】駆動力制限制御の第４の実施形態における制御フローを示すフローチャート。
【図１１】上記第４の実施形態において用いる特性マップを示す図。
【図１２】駆動力制限制御の第５の実施形態における制御フローを示すフローチャート。
【図１３】上記第５の実施形態において用いる特性マップを示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１…前方センサ１Ａ，１Ｂ…カメラ２…後方センサ２Ａ，２Ｂ…カメラ、３…レンジセンサ４…キャンセルスイッチ５…アクセル開度センサ６…車速センサ７…コントロールユニット８…駆動力制限制御手段９…表示装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方または後方に障害物があることを検出する障害物検出手段と、
アクセル操作量の急激な増大を検出するアクセル操作量急増検出手段と、
前記障害物検出手段が障害物があることを検出し、かつ、前記アクセル操作量急増検出手段によるアクセル操作量の急激な増大を検出したことを含む実行許可条件が成立したときに、車両の駆動力を小さくまたはゼロとする駆動力制限制御を実行する駆動力制限制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする車両駆動力制御装置。
【請求項２】
自動変速機が走行レンジにあるときのみ、前記障害物検出手段による障害物の検出、または前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御を実施することを特徴とする請求項１に記載の車両駆動力制御装置。
【請求項３】
前記障害物検出手段は、障害物の高さを検出する機能を含み、障害物の高さが所定値以下であることを検出したときは、前記駆動力制限制御を実行させる障害物はないと検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両駆動力制御装置。
【請求項４】
前記駆動力制限制御の実行許可条件は、車速が、設定車速以上であることを含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両駆動力制御装置。
【請求項５】
前記設定車速は、検出された障害物までの距離の増大に応じて増大するように設定されていることを特徴とする請求項４に記載の車両駆動力制御装置。
【請求項６】
前記駆動力制限制御手段による駆動力制限制御をキャンセルさせるキャンセル手段を含んで構成したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の車両駆動力制御装置。

【図１】