JPS63176735A - 雪道判別システムおよび該システムを用いた４輪駆動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２輪駒動／４輪駆動の切換可能なバー｝・タ
イム式４輪駆動車またはセンターデフ機構の制１（Ｒ機
構を備えたフルタイム式４輪駆動車等のＩｌ；１後輸係
合機構等の制御或いは交通管制における道路降雪情報の
自動収集等に採用される雪道判別システムおよび該シス
テムを用いた４輪駆動車に関する。

〔従来の技術〕

従来より、４輪駆動車においては、路面状況や加減速等
の走行条件が変化したときでも適切な走行状態が得られ
るようにするため、必要に応じて単なる４輪駆動走行と
は異なった駆動方式にも切換えられるような４輪駆動車
が提緊されている。

その１つはパー１・タイム式４輪駆動車であり、前輪と
後輪の何れか一方を駆動輪とする２ｊ＾駆’Ｉｒ）Ｊと
、前後輪の両方を駆動軸とする４輪駆動とを路面状況等
に応じて切換えられるようにしたものである。例えば、
エンジンをフロント側に載置した場合には、第７図に示
すような駆動力伝達機構となり、エンジンから動力が自
動変速機５０内に配置されたトルクコンバータ５１、主
変速機５２及び副変速機５３に伝達され、その出力が駆
動山車５５を介して４輪駆動用トランスファ５Ｇに伝達
される。すなわち、該駆動歯車５５に一体に設置れたフ
ロンｌ−デフ装置５７を介して前輪駆動軸５８、５８に
伝達され、２輪駆動が行われるように構成されている。

一方、後輪駆動用プロペラシャフト５９か傘１壜車６０
を介して後輪伝達装置６１に連結され、該後輪伝達装置
６１とＩｌ；１記駆動歯屯５５に一体に設置された後輪
出力装置６２とが、２｛１一駆動７４輪駆動切挨川クラ
ノチ６３により切換自在に配置され、該切｝Ｑ用りラノ
チ６３の保合により、自動変速｛Ｘ５０から動力がｎ；
１記プｌコペラシヤフト５９に伝達されて後輪も駆動さ
れることになり、４輪駆動が行われるように構成されて
いる。

また、別の駆動方式としてはフルタイム式４輪駆動車が
あり、コーナリングの際に生じる１１：１輪と後輪の間
の旋回半径の差を吸収するための差動機｛１・１として
センターデフ機ＨＡを備えたものである。

このセンターｙフ付フルタイム式４ｉＱ！Ｓ［＜動車に
おいても、１８面状況等に応じて駆動方式を切換え可能
にするために、１１：Ｉ輸と後輪間の動力伝達をセンタ
ーデフ機構を介することなく直結さロ・る制限機構を設
け、加速時或いは悪路走行時のように大きな駆動力を必
要とするときは、センターデフ機構を無効化（ロック状
態）できるようにしている。

例えば、エンジンをフロント側に載置した場合には、第
８図に示すような駆動力伝達機構となり、エンジンから
の動力が自動変速Ｑ７０内に配置されたトルクコンバー
タ７１、主変速機７２、及び副変速８！７３に伝達され
、その出力が駆動山車７５を介して４輪駆動用トランス
ファ７６に伝達される。ここでセンターデフクラッチ７
７力様・ｖ放されている場合には、駆動歯車７５の回転
はＩ）；１後輸出力装置７８を介して前後輪の間の差ω
Ｊ機構であるセンターデフ装置７９に伝達され、さらに
、＋ｉｉｉ輪伝達装置８０を介してフロントデフ装置８
ｌに伝達され、左右の前輪駆動軸８２、８２が駆動され
る。また、センターデフ装置７９の出力は後輪伝達装置
８３にも伝達され、さらに傘歯車８５を介して後輪駆動
用プロペラシャフト８６に伝達され後輪が駆動される。

従っζ、センターデフクラッチ７７が解放されている場
合には、センターデフ装置７９により０；１後輪の間の
差動機構が働く４輪駆動走行となる。

一方、センターデフクラッチ７７を係合させた場合には
、駆動歯車７５の回転は該クラッチ７７を介して直接フ
ロントデフ装置８１に伝達され、左右の前輪駆動軸８２
．８２が駆動される。これと同時に、前後輸出力装置η
７８、前ｉ１−伝達装置８０およびセンターデフ装置７
９が一体化されるため、駆動歯車７５の回転は後輪伝達
装置８３にも伝達され、さらに傘歯車８５を介して後輪
駆動用プロペラソヤフト８６に伝達され後輪が駆動され
る。従って、センターデフクランチア５が係合されてい
る場合には、センターデフ装置７７による差！ＩＩ機構
が働かない４輪駆動走行となる。

従来、これら４輪駆動車を雪道で走行させる場合には、
運転者が手動でセンターデフをロックさゼたり、２輪駆
動から４輪駆動に切換えているが、近年、２輪−４輪の
切換機構、センターデフロック機構等を、車両の走行状
態に応じて的確に自動制御することが東要な課題となっ
ている。

そのために、本出願人は既に特願昭６１−１５４３３０
号を出願し、進行方向の雪道状態を判別可能にする雪道
判別手段を提案している。これは、ＣＣＤカメラにより
得られるカラー画像データから、光の三原色（Ｒ，Ｇ、
Ｂ）の１３号の強さを演算し、その三原色の信号と予め
各種表面状態について求めている光の三原色のデータヘ
ースとを比較して、路面状態を判別する方法である。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来のシステムでは路面検出時に自
然光が混入すると、自然光は太陽の■藁境条件、すなわ
ち時刻、天候、場所等の要因で色温度が相違するため、
光の三原色イシー号のバランスが自然光により左右され
ることにより、路面検出が不正確になっζしまうという
問題を有しζいる。

そのため、自然光の色温度検出用センサおよびその検出
イ３号処理回路が必要となり、構成が複雑になるという
問題を有している。さらに、撮影部と補正用のセンサが
分離しているため、セン４ノ等に温度、経年変化のよう
な特性変化が生じた場合に適正な補正ができなくなると
いう問題を有している。

本発明は、上記の問題点を解決するものであって、ｌＢ
ｉ　ｊｉな構成により、自然光の色温度の変化により生
しる路面画像の色変化の影響を除去し、走行路面の状態
を正確に判別することができる雪道判別システムおよび
該システムを用いた４輪駆動東金提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の雪道判別システムは、変調光を発光させるパル
ス発光手段と、該発光手段から反射光を検出するカラー
センサと、該カラーセンサの信号のパルス成分を取出す
ハイパスフィルタと、該ハイパスフィルタの信号のピー
ク値を保持する手段と、該ピーク値が所定値以上か否か
を判断することにより雪道であるか否かを判別するコン
パレータとを備えたことを特徴とし、さらには、非接触
式温度センサと、該温度センサの信号が所定値以ドであ
るか否かを判断するコンパレータと、該コンパレータの
出力により変調光を発光させるパルス発光手段と、該発
光手段から反射光を検出するカラーセンサと、８亥カラ
ーセンサの（８号のパルス成分を取出すハイパスフィル
タと、該ハイパスフィルタの信号のピーク値を保持する
手段と、該ピーク値が所定値以上か否かを判断するコン
パシ・−タと、前記両コンパレータの出力により雪道で
あるか否かを判別する判別手段を備えたごと’５”　４
１ｆｆｆｉとする。

また、本発明の雪道判別システムを用いた４輪駆動車は
、変調光を発光させるパルス発光り段と、該発光手段か
ら反射光を検出するカラーセンサと、該カラーセンサの
信号のパルス成分を取出すハイパスフィルタと、該ハイ
パスフィルタの信号のピーク値を保持する手段と、該ピ
ーク値が所定値以上か否かを判断することにより雪道で
あるかびかを判別するコンパレータとを備えた雪道判別
システムを用い、該雪道判別システムの出力信号により
４輪駆動車の［１η後輪係合機構または変速機構を制御
することを特徴とするものである。

〔作用及び発明の効果〕

本発明においては、例えば第２図に示すように、コンパ
レータ１８が非接触式温度センサ１７の信号が０度Ｃ以
下であるか力・かを判断し、０度Ｃ以下の場合にはハイ
レヘルの信号ＩＩをスト１．Ｊボ駆動部１９に出力し、
ピークホールド回路２１をす七ノドした後、ストロボ２
２を一定光）ｄで発光させる。ごのス１−ロボによる。

！：調光は路面Ｇで反射され、青華色カラーセンサ２３
で受光され、ハイパスフィルタ２５を経てピークホール
ド回路２１に送られ、ここでストロボ光のパルス成分の
ピーク値が保持され、コンパレータ２Ｇにおいて該ピー
ク値か所定値以上であるか否かの判断が行われ、所定値
以上の場合にはハイレヘルの４１１号１１が、そうでな
い場合にはローレヘルの信号１．が論理演算回路２０に
出力される。そして、論理演算回路２０においては両方
のコンパレータ１８．２６の出力が共にハイレヘルの信
℃］■になった場合にハイレヘルの信号１１を警告ラン
プ駆動部２７に出力する。

従って、ストロボの変調光を路面に反射させ、その反射
光を青色カラーセンサにより検出するため、ｆ：ｎ単な
構成により太陽光等の外光の影習を除外でき、雪道の検
出Ｊｌｊ度を向上させることができる。また、自然光の
色温度検出用センサおよびその検出（ご号処理回路が不
用となり、構成を籠ｉ’ｌ’ｔにすることができる。ま
た、補正用センサ等の温度、経年変化のような特性変化
の影習をなくすごとができる。

さらに、本発明の雪道判別システムを４論駆動車に用い
た場合には、走行中はもとより雪道発進の際に自動的に
センターデフがロックされ、かつ、自動的に低速段発進
となるため、タイヤがスリップしにくくなり、安全性を
向にさゼることかできる。また、センターデフのロック
操作を忌れることがなく、不快な振動、異音、保合ンヨ
、り等の発生を防止すると共に、摩擦係合手段の摩１才
材等の耐久性を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明の雪道判別システムを用いた４１＝駆動
車の制御系の１実施例を示すブロック図、第２図は第１
図における雪道判別システムのＬ実施例を示すブし】ツ
ク図、第３図は第２図における処理の流れを説明するた
めの図、第４図は本発明によ３ける信号の処理方式を説
明するための図、第５図は本発明におけるストロボの設
置個所を示す閣、第６図は本発明の雪道判別システムを
４ＱＳｉＸ動車に用いた場合の処理の流れを説明′ノ゛
るための図である。図中、１はセンターデフ制御・変速
制御装置、２ば雪道判別システム、３はセンターデフ制
御ｌ！Ｊ路、５は変速制御回路、６は１−ランスファ、
７は車速センサ、８はスロットル開度七ン４ノ・、９は
ンフトレハー位置セン１す、１０ばＩＥ　ＣＴコンピュ
ータ、１１はＯ３Ｃ，１２はパターンセレクトスイッチ
、１３はトランスミノノゴンコントロールスイッチ（○
／Ｄスイノナ）、１５はブレーキランプスインチ、１Ｇ
は電子制御式自動変速機（ｌｊｃＴ）　、ｌ　７は非１
妾触弐温度センサ、１８はコンパレータ、１９はス）　
ｒ＋ボ駆動部、２０は論理演算回１？３．２１はピーク
ホール１．２２はストロボ、２３は青噴色カラーセンサ
、２５はハイパスフィルタ、２６はコンパレータ、２７
は警告ランプ駆動部を示す。

第１図において、センターデフ制御・変速制御装置１は
、雪道判別システム２、センターデフ制御回路３および
変速制御回路５から構成される。

センターデフ制御回路、３は、雪道判別システム２の出
力信号によりトランスファ６内のセンターデフクラッチ
を作動させるものであり、変速制御回路５ば、通常走行
においては車速センサ７、ス［２ントル開度センサ８お
よびシフトレバ−位置センサ９の出力信号にもとすいて
変速信号をＥＣＴコンピュータ１０に出力しているが、
雪道判別システＪ、　２から信号が入力された場合には
、スイッチＳ４、Ｓｚ、Ｓコ、Ｓ、が実線の位置から反
転し、スイッチＳＩの反転により車速センサ７が切離さ
れ、０３ＣＩＩにより実際の車速よりも大きい車速に相
当するパルス信号が出力され、また、スイッチ５２の反
転によりスＬ′］ノトル開度センサが切離され、実際の
スロットル開度よりも大きいスＩコソトル開度に相当す
る４５号が出力され、さらに、スイッチＳ：＋、Ｓ４の
反転により常に２レンジのシフトレバ−位置の信ぢを出
力する。すなわち、路面が雪道の場合には２レンジの変
速パターンが選択され、かつ、車速およびスロ、トル開
瓜が２速領域にある点の偽信号を出力する。

［Ｚ　ＣＴコンピュータ１ｏは、変速制御回路５の出力
信号およびパターンセレクトスイッチ１２、Ｉ・ランス
ミッションコントロールスイッチ（０／Ｄスイツチ）１
３、ブレーキランプスイッチ１５の信？；に基ついて電
子制？ｆｆ１１式自動変速機（ＥｃＴ）１６を制御して
いる。

次に第２図により第１し１における雪道判別システム２
について説明すると、非接触式温度センサ１７は、例え
ば放射温度；１、集電里温度計であり路面Ｇから放射さ
れる赤外線のエネルギーを測定することにより路面Ｇの
／ＭＡ度を検出づるものである。コンパレータ１８は非
接触式温度センサ１７の１８号が０度Ｃ以下であるが否
かを判断し、０度Ｃ以下の場合にはハイレヘルの信号Ｉ
Ｉをストロボ駆動部１９に出力し、ぞうでない場合には
ローレヘルの信号りを論理演算回路２０に出力する。

上記ストロボ駆動部１９にハイレヘルの信号Ｉ（が人力
されると、ピークホールド回路２Ｉをリセットした後、
スＩ−ロボ２２を一定光量で発光させる。ストし１ボの
発光周期は判定に要求される時間幅に応じた一定の周期
でもよいし、或いは車速に応じて発光周期を変化させて
一定距離間における信号を得るようにしてもよい。ごの
スｌ−ｏボによる変調光は路面Ｇで反射され、冑耳）色
カラーセンサ２３で受光され、ハイパスフィルタ２５を
？子でピークホールド回路２１に送られ、ここでストロ
ボ光のパルス成分のピーク値が保持される。ずなわら、
第４図（ａ）に示すようにストロボ光の反射パルス成分
は、ハイパスフィルタを通過すると第４図（ｂ）に示す
ように変換される。こごで、青ｉｎ色カラーセンサ２３
を用いる理由は、赤色、緑色に比較して雪の反射率の状
態を判別し易いためである。

そして、コンパレータ２６において該ピーク値が所定値
以上であるか否かの判断が行われ、所定値以上の場合に
はハイレヘルの信号１−１が、そうでない場合にばロー
レヘルの信号りが論理演算回路２０に出力される。論理
演算回路２０においては両方のコンパレーク１８．２６
の出力が共にハイレヘルの信号Ｈになった場合にハイレ
ヘルの信号ＩＩをｔｚ告ラうプ駆動部２７に出力する。

以上の処理をまとめると、第３図のようになる。

第５図（ａ）、（ｂ）はストロボ２２を車両の前方下部
に設置した例を示している。これは、雪の反射を受けや
すく、また、雨、雪等の影口を防止するためである。

次に第６図により本発明の雪道判別システムを０１述し
た第８図のフルタイム式４輪駆動車に用いた場合の実施
例について説明する。雪道判別システム内の処理は第２
図の例と同一であるので説明を省略する。雪道判別シス
テムにおいてストロボ光の反射パルスのピーク値が所定
値以上であるか否かの判断がなされ、ピーク値が所定値
以上でない場合には、雪道ではないと判断してセンター
デフをフリーにしてセンターデフ機構の差動機構を働か
せると共に、シフトレンジ、車速およびスロットル開度
は各センザ通りの信号を出力して通常の変速を行わせる
。

一方、ピーク値が所定値以上の場合には、雪道であると
判断してセンターデフをロック（或いはセンターデフク
ラッチを半クラツチ状態にしてスリップ状！さに）させ
、次いで、車速が低ｉ！領域（例えば１０ｋｍ／ｈ未満
）であるか否かを１４１１断し、所定の速度以上であれ
ば通常の変速を行わせ、車速が低速領域の場合には、２
レンツの変速パターンを選択すると共に、車速、スロッ
トル開度が２速領域にある点の偽信号を出力さ−Ｕて２
１！８発進を行わける。そして、車両が走り始めである
車速（例えば１０ｋｍ／ｈ）を越えれば、変速制御を通
常の状態にするものである。

なお、本発明は種々の変形が可能であり、上記実施例に
限定されるものではない。例えば、上記実施例において
は、フルタイム式４（Ｉ−駆動車の例を説明しているが
、前述した第７図のパートタイム式４輪駆動車にも適用
できることは勿論のことである。この場合、前者ではセ
ンターデフの差動制限機構であるクラッチが制御される
のに対して、後者では前輪と後輪とを直結するクラッチ
が制御される。

また、上記実施例においては雪道の場合に２速発進を行
わせるようにしているが、３速発進を行わせるようにし
ζもよい。

また、上記実施例においては、車速か低速領域であるか
否かを判断して所定の速度以上の場合には通常の変速を
行わせ、低速領域の場合に２速発進を行わせζいるが、
車両の発進をイグニッションキー、ブレーキレバー或い
はシフトレバ−の状態により判断さゼ、タイマにより所
定時間経過後に通常変速に移行させるようにしζもよい
。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、スト
ロボの変調光を路面に反射させ、その反射光を古色カラ
ーセンサにより検出するため、簡単な構成により太陽光
等の外光の影響を除外でき、雪道の検出精度を向上さゼ
ることができる。

また、自然光の色温度検出用センサおよびその検出信号
処理回路が不用となり、構成を簡単にすることができる
。また、センサ等の温度、経年変化のような特性変化の
影響をなくすことができる。

さらに、本発明の雪道判別システムを４輪駆動車に用い
た場合には、走行中はもとより雪道発進の際に自動的に
センターデフがロックされ、かつ、自動的に低速段発進
となるため、タイヤがスリップしにくくなり、安全性を
向上させることができる。また、センターデフのロック
操作を忘れることがなく、不快な振動、異音、係合ショ
ック等の発生を防止すると共に、摩擦係合手段の１？擦
相等の耐久性を向上させることができる。

４、図面のＰ！Ｊ　ｊｉｉな説明 第１図は本発明の雪道判別システムを用いた４輪駆動車
の制御系の１実施例を示すブロック図、第２図は第１図
における雪道判別システムの１実施例を示すブロック図
、第３図は第２図における処理の流れを説明するための
図、第４図は本発明における信号の処理方式を説明する
ための図、第５図は本発明におけるストロボの設置個所
を示す図、第６図は本発明の雪道判別システムを４輪駆
動車に用いた場合の処理の流れを説明するための図、第
７図および第８図は本発明に適用される４倫駆動車の駆
動系の概略構成図である。

ｌ・・・センターデフ制御・変速制御装置、２・・・雪
道判別システム、３・・・センターデフ制御回路、５・
・・変速制御回路、６・・・トランスフア、７・・・車
速センサ、８・・・スロットル開度センサ、９・・・シ
フトレバ−位Ｗセンサ、１０・・・ＥＣＴコンピュータ
、ｌｌ・・・Ｏ３Ｃ，１２・・・パターンセレクトスイ
ッチ、１３・・・トランスミッションコントロールスイ
ッチ（０／Ｄスイツチ）、１５・・・ブレーキランブス
インチ、１６・・・電子制御式自動変速機（ＥＣＴ）、
１７・・・非接触式温度センサ、１８・・・コンパレー
タ、１９・・・ストロボ駆動部、２０・・・論理演算回
路、２１・・・ピークホールド、２２・・・ストロボ、
２３・・・青Ｉ修色カラーセンサ、２５・・・ハイパス
フィルタ、２６・・・コンパレータ、２７・・・警告ラ
ンプ駆動部。

弐　　９　　　σ 第４図 （α）　　　　　　　　　　　　　　　　　　（時第５
図 （１）　　　　　　　（す 第６図 第７図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）変調光を発光させるパルス発光手段と、該発光手
   段から反射光を検出するカラーセンサと、該カラーセン
   サの信号のパルス成分を取出すハイパスフィルタと、該
   ハイパスフィルタの信号のピーク値を保持する手段と、
   該ピーク値が所定値以上か否かを判断することにより雪
   道であるか否かを判別するコンパレータとを備えたこと
   を特徴とする雪道判別システム。
2. （２）上記カラーセンサが青色カラーセンサであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の雪道判別シス
   テム。
3. （３）上記パルス発光手段は、車速に応じて発光周期を
   変化させることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の雪道判別システム。
4. （４）非接触式温度センサと、該温度センサの信号が所
   定値以下であるか否かを判断するコンパレータと、該コ
   ンパレータの出力により変調光を発光させるパルス発光
   手段と、該発光手段から反射光を検出するカラーセンサ
   と、該カラーセンサの信号のパルス成分を取出すハイパ
   スフィルタと、該ハイパスフィルタの信号のピーク値を
   保持する手段と、該ピーク値が所定値以上か否かを判断
   するコンパレータと、前記両コンパレータの出力により
   雪道であるか否かを判別する判別手段を備えたことを特
   徴とする雪道判別システム。
5. （５）変調光を発光させるパルス発光手段と、該発光手
   段から反射光を検出するカラーセンサと、該カラーセン
   サの信号のパルス成分を取出すハイパスフィルタと、該
   ハイパスフィルタの信号のピーク値を保持する手段と、
   該ピーク値が所定値以上か否かを判断することにより雪
   道であるか否かを判別するコンパレータとを備えた雪道
   判別システムを用い、該雪道判別システムの出力信号に
   より４輪駆動車の前後輪係合機構または変速機構を制御
   することを特徴とする雪道判別システムを用いた４輪駆
   動車。
6. （６）上記変速機構の制御は低速段発進の制御であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の雪道判別シ
   ステムを用いた４輪駆動車。
7. （７）上記４輪駆動車はフルタイム式４輪駆動車であり
   、前後輪係合機構はセンターデフの差動制限機構である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項または第６項記
   載の雪道判別システムを用いた４輪駆動車。
8. （８）上記４輪駆動車はパートタイム式４輪駆動車であ
   り、前後輪係合機構は２輪４輪の切換機構であることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項または第６項記載の雪
   道判断システムを用いた４輪駆動車。