JP2006291863A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行抵抗が瞬間的に増減するような段差を通過する時、車速の変化を抑制するように目標駆動力を補正する。
【解決手段】
本発明における車両の駆動力制御装置は、車両の進行方向前方にある段差による路面の高さの変化量を検出し、運転者のアクセル踏込み量に基づいて算出される車両の目標駆動力を路面の高さの変化量に応じて補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に関するものである。

電子制御スロットルバルブを用いて、車速及びアクセル操作量に基づいてスロットルバルブの開度を制御することで車両の駆動力を制御する技術が知られている。しかし、車速及びアクセル開度が一定でも走行中の路面勾配などが異なれば所望の加速度を生じるのに必要な駆動力も異なるので、例えば上り坂などではアクセル開度が一定のままでは車両が減速する。

そこで、アクセル開度に基づいて算出した目標加減速度を実現するようにスロットルバルブの開度を制御し、目標加減速度と車速から算出した実加減速度とが一致していなければスロットルバルブの開度を補正することで、路面勾配などの変化によらず一定の加減速度を得ようとする技術が特許文献１に記載されている。
特開２０００−２０５０１５公報

しかし、上記従来の技術では路面の高さが急変する段差を通過するときのように車両の走行抵抗が瞬間的に増減して車速が変化するような場合、通過後も変化した車速を復帰させようとしてスロットルバルブの補正が行われるので運転者の求める加減速度より大きな加減速度となって運転者に違和感を与える可能性がある。

また、段差を通過するときに車速を復帰させようとして運転者がアクセル踏込み量を変化させた場合、運転者の求める加減速度よりもさらに大きな加減速度となる可能性がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、車両の走行抵抗が瞬間的に増減するような段差を通過する時、車速の変化を抑制するように目標駆動力を補正することを目的とする。

本発明の車両の駆動力制御装置は、車両の目標駆動力と車両の進行方向前方にある段差による路面の高さの変化量とを検出し、路面の高さの変化量に応じて段差による走行抵抗の増減分を補償するように車両の目標駆動力を補正する。

本発明によれば、路面の高さの変化量に応じて車両が通過する段差による走行抵抗の増減分を補償するように車両の目標駆動力を補正するので、段差通過時に車速の変化が抑制されて運転者に違和感を与えることを防止できる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図２は本実施形態における車両の駆動力制御装置を示す構成図である。エンジン１０２は車両１００の駆動力を発生し、無段変速機１０３、ファイナルギア１０４を介して駆動輪１０５へと伝達される。スロットルアクチュエータ８は、エンジン１０２のスロットルバルブの開度を制御することでエンジン１０２の駆動力を制御する。スロットルアクチュエータ８は駆動力制御ＥＣＵ１０から送信されるエンジントルク指令値ｃＴＥに基づいてエンジンＥＣＵ７によって制御される。

無段変速機１０３はエンジン１０２の回転速度を無段階に変速して出力する。無段変速機１０３は駆動力制御ＥＣＵ１０から送信される変速比指令値ｃＲＡＴＩＯに基づいてトランスミッションＥＣＵ６によって制御される。

制御開始スイッチ１は、車両１００の駆動力制御を実行するか否かを検出する。駆動力制御を実行する状態のときスイッチがオンとなり、駆動力制御を停止する状態のときオフとなる。ブレーキスイッチ２は、運転者がブレーキを踏んでいるか否かを検出する。運転者がブレーキを踏んでいるときスイッチはオンとなり、ブレーキを踏んでいないときオフとなる。超音波センサ３は、車両１００の前方などに取り付けられた超音波発生装置から放射された超音波の反射波を解析することで車両前方にある縁石１０１を検知し、縁石１０１による路面の高さの変化量を検出する。縁石１０１によって路面が高くなるときは縁石１０１の高さを検出し、縁石１０１によって路面が低くなるときは走行中の路面からの下降量を検出する。アクセル操作量センサ４は、運転者によるアクセルペダルの踏込み量を検出する。車速センサ５は、タイヤの回転速度に基づいて車両１００の実車速ａＶＳＰを検出する。トランスミッションＥＣＵ６は、無段変速機１０３の実変速比ａＲＡＴＩＯを検出する。

駆動力制御ＥＣＵ１０は制御開始スイッチ信号、ブレーキスイッチ信号、縁石高さＣｕｒｂ_ｈ、アクセル踏込み量ＡＰＯ、車速ａＶＳＰ及び実変速比ａＲＡＴＩＯに基づいてエンジントルク指令値ｃＴＥ及び変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを算出しそれぞれエンジンＥＣＵ７及びトランスミッションＥＣＵ６に送信する。

図２は、本実施形態における車両の駆動力制御装置を示すブロック図である。駆動力制御ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータ及びその他の周辺部品によって構成され、制御開始スイッチ１、ブレーキスイッチ２、超音波センサ３、アクセル操作量センサ４、車速センサ５及びトランスミッションＥＣＵ６から受信した信号に基づいてエンジンＥＣＵ７及びトランスミッションＥＣＵ６に対してそれぞれエンジントルク指令値ｃＴＥ及び変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを送信する。

エンジンＥＣＵ７は、駆動力制御ＥＣＵ１０から送信されたエンジントルク指令値ｃＴＥに基づいてスロットル開度を算出し、スロットルアクチュエータ８にスロットル開度信号を送信する。スロットルアクチュエータ８はスロットルバルブ開度信号に応じてエンジン１０２のスロットルバルブの開度を制御する。トランスミッションＥＣＵ６は、駆動力制御ＥＣＵ１０から送信された変速比指令値ｃＲＡＴＩＯに基づいて無段変速機１０３の変速比を制御する。

本実施形態の車両１００の駆動力制御装置は以上のように構成され、駆動力制御ＥＣＵ１０はスロットルバルブの開度と無段変速機１０３の変速比を制御することで車両１００の駆動力を制御し、車速の変化を抑制する。

次に、駆動力制御ＥＣＵ１０で行う制御について説明する。なお、本制御は所定時間（例えば１０ｍｓ）ごとに繰り返し行われている。本制御は、車速、アクセル踏込み量ＡＰＯ及び縁石１０１の高さに基づいてエンジントルク指令値ｃＴＥ及び変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを算出し、これらに基づいてスロットルバルブの開度及び無段変速機の変速比を制御しようとするものである。

制御開始判定部２０は、制御開始スイッチ信号及びブレーキスイッチ信号に基づいて駆動力制御を開始するか否かを判定して制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを出力する。制御実行フラグｆＳＴＡＲＴは図３のフローチャートに示す制御によって設定される。

すなわち、ステップＳ１では制御開始スイッチ１がオンであるか否かを判定し、オンであればステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、ブレーキスイッチ２がオンであるか否かを判定し、オフであればステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを１に設定して処理を終了する。

一方、ステップＳ１において制御開始スイッチ１がオフであると判定されたとき又はステップＳ２においてブレーキスイッチ２がオンであると判定されたときは、ステップＳ４へ進んで制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを０に設定して処理を終了する。ここで、ブレーキスイッチ２がオンであるとき、すなわち運転者がブレーキを踏んでいる状態のときはスロットルバルブ開度と変速比とを制御しても車速を制御できないので制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを０として制御を停止させる。

図２に戻って縁石検出部３０では、後述する走行抵抗推定部６０から出力された走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔに基づいて縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎを出力する。ここで、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐは縁石１０１の上昇部に進入したことを検出したとき１となり、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎは縁石１０１の下降部に進入したことを検出したとき１となる。縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎは図４のフローチャートに示す制御によって設定される。

すなわち、ステップ１１では最新の走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）を読み込む。ステップＳ１２では、最新の走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）から前回処理時の走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ−１）を減算して走行抵抗推定値の変化量Δｄｖ_Ｅｓｔを算出する。ステップＳ１３では、変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが正の所定値Ｄ_ＵＰより大きいか否かを判定する。所定値Ｄ_ＵＰより大きければステップＳ１４へ進み、最新の走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）から走行抵抗推定値の平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅを減算した値が正の所定値Ｄｐより大きいか否かを判定する。所定値Ｄｐより大きければステップＳ１５へ進み、所定値Ｄｐ以下であればステップＳ１６へ進む。ステップＳ１５では、縁石１０１の上昇部に進入したと判断して縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐを１に設定してステップＳ２３へ進む。ステップＳ１６では、縁石１０１の下降部を通過したと判断して縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎを０に設定してステップＳ２３へ進む。

一方、ステップＳ１３において走行抵抗推定値の変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが所定値Ｄ_ＵＰ以下と判定されるとステップＳ１７へ進み、走行抵抗推定値の変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが負の所定値Ｄ_ＤＯＷＮより小さいか否かを判定する。所定値Ｄ_ＤＯＷＮより小さいと判定されるとステップＳ１８へ進み、最新の走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）から走行抵抗推定値の平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅを減算した値が負の所定値Ｄｍより小さいか否かを判定する。所定値Ｄｍより小さいと判定されるとステップＳ１９へ進み、所定値Ｄｍより大きいと判定されるとステップＳ２０へ進む。ステップＳ１９では、縁石１０１の下降部に進入したと判断して縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎを１に設定してステップＳ２３へ進む。ステップＳ２０では、縁石１０１の上昇部を通過したと判断して縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐを０に設定してステップＳ２３へ進む。

一方、ステップＳ１７において走行抵抗推定値の変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが所定値Ｄ_ＤＯＷＮ以上であると判定されるとステップＳ２１へ進み、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐが０、かつｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎが０であるか否かを判定する。縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎが両方とも０であると判定されるとステップＳ２２へ進み、一方でも０であると判定されるとステップＳ２３へ進む。ステップＳ２２では、走行抵抗推定値の平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅを算出してステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、前回の走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ−１）をステップＳ２１で読み込んだ最新の走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）に更新して処理を終了する。

図２に戻って移動距離演算部４０は、車速ａＶＳＰ及び縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎに基づいて移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐ、ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎを出力する。移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐは縁石１０１の上昇部に進入してからの移動距離を表し、移動距離ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎは縁石１０１の下降部に進入してからの移動距離を表す。移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐ、ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎは図５のブロック図に示す制御によって算出される。

すなわち、積分処理部４１では縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐが１になったとき積分項を０に初期化し、車速ａＶＳＰを積分することで移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐを算出する。ここで、ｓはラプラス演算子である。

積分処理部４２では縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎが１になったとき積分項を０に初期化し、車速ａＶＳＰを積分することで移動距離ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎを算出する。

なお、縁石検出部３０及び移動距離演算部４０の制御についてはタイムチャートを参照しながら後に詳述する。

図２に戻って駆動力制御部５０は、アクセル踏込み量ＡＰＯ、車速ａＶＳＰ、制御実行フラグｆＳＴＡＲＴ、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎ、移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐ、ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎ及び縁石高さＣｕｒｂ_ｈに基づいて駆動トルク指令値ｃＴＤＲを算出する。駆動トルク指令値ｃＴＤＲは図６のブロック図に示す制御によって算出される。

すなわち、目標駆動トルクマップ５１では車速ａＶＳＰ、目標駆動トルクｔＴＤＲ及びアクセル踏込み量ＡＰＯの関係を示した図７のマップを参照して、アクセル踏込み量ＡＰＯ及び車速ａＶＳＰに基づいて目標駆動トルクｔＴＤＲを算出する。ここで、図７に示すように目標駆動トルクｔＴＤＲはアクセル踏込み量ＡＰＯが大きいほど大きくなり、車速ａＶＳＰが高くなるほどトランスミッションのギア比が低くなるので小さくなる。

エンジンモデル５２、走行抵抗マップ５３、加速度変換部５４、目標加速度入力制限部５５及び車速変換部５６は規範モデルＧ_R（ｓ）を構成し、目標駆動トルクｔＴＤＲ、車速ａＶＳＰ、目標加速度ｔＡＣＣ、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎ、アクセル踏込み量ＡＰＯ、移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐ、ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎに基づいて目標車速ｔＶＳＰを算出する。

車両１００のパワートレインの挙動は、駆動トルク指令値ｃＴＤＲを操作量とし、車速ａＶＳＰを制御量としてモデル化することによって、図８に示す簡易非線形モデルＧ_P（ｓ）で表すことができる。図８は平坦路を走行している車両１００の特性を定義しているので、走行抵抗は車両１００の転がり抵抗と空気抵抗となる。ここでＬは無駄時間を表す。ただし、制御対象の特性にはパワートレイン系の遅れによる無駄時間も含まれることになり、使用するアクチュエータやエンジンによって無駄時間Ｌは変化する。

図６に戻ってエンジンモデル５２は、時定数τ_Emの一次遅れ及び制御対象と同じ無駄時間Ｌが設定された無駄時間処理により構成される。なお、時定数の一次遅れは以下の（１）式によって示される。

Ｇ_re（ｓ）＝１／（τ_Em・ｓ＋１）・・・（１）
ここで、ｓはラプラス演算子である。

走行抵抗マップ５３は、入力された車速ａＶＳＰに基づいて走行抵抗を出力する。走行抵抗は車両１００の転がり抵抗と空気抵抗との和である。

加速度変換部５４は、目標駆動トルクｔＴＤＲから走行抵抗を減算した値を車両１００の質量Ｍとタイヤの有功半径Ｒｔで除算することにより目標加速度ｔＡＣＣを算出する。

目標加速度入力制限部５５は、図９のブロック図に示すようにアクセル踏込み量制限部５５０及び移動距離制限部５５１によって構成され、アクセル踏込み量ＡＰＯ、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎ、移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐ、ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎ及び目標加速度ｔＡＣＣに基づいて目標加速度入力ｔＡＣＣ_ＩＮを算出する。

アクセル踏込み量制限部５５０は図１０に示すフローチャートによって制御が実行され、ステップＳ３１では縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐが０で、かつ縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎが０であるか否かを判定する。いずれも０であればステップＳ３２へ進み、アクセル踏込み量ＡＰＯが所定値αより大きいか否か、すなわち運転者の加速要求が強いか否かを判定する。所定値αより大きければステップＳ３３へ進み、目標加速度ｔＡＣＣ_ＡにｔＡＣＣを代入して処理を終了する。

一方、ステップＳ３１において縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎの少なくとも一方が０でない場合、又はステップＳ３２においてアクセル操作量ＡＰＯが所定値α以下である場合にはステップＳ３４へ進み、目標加速度ｔＡＣＣ_ＢにｔＡＣＣを代入して処理を終了する。

移動距離制限部５５１は図１１に示すブロック図によって制御が実行される。すなわち目標加速度入力切替部５５１Ａでは、目標加速度ｔＡＣＣ_Ｂが０以上のときＰ_ｔＡＣＣにｔＡＣＣ_Ｂを代入し、目標加速度ｔＡＣＣ_Ｂが０より小さいときＭ_ｔＡＣＣにｔＡＣＣ_Ｂを代入する。

加速時目標加速度入力制限ゲイン演算部５５１Ｂでは、移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐと加速時目標加速度入力制限ゲインＰ_ｔＡＣＣ_ｌｉｍとの関係を示した図１２のテーブルを参照して、移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐに基づいて加速時目標加速度入力制限ゲインＰ_ｔＡＣＣ_ｌｉｍを算出する。これにより、例えばゲインが０以上になる距離ｄｉｓｔ_ｕｐ１をホイールベースの長さに設定することで、前輪が縁石１０１の上昇部に進入してから後輪が通過するまでの間、目標加速度入力ｔＡＣＣ_ＩＮが０となり目標車速の上限値が縁石進入時の車速に制限される。

減速時目標加速度入力制限ゲイン演算部５５１Ｃでは、移動距離ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎと減速時目標加速度入力制限ゲインＭ_ｔＡＣＣ_ｌｉｍとの関係を示した図１３のテーブルを参照して、移動距離ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎに基づいて減速時目標加速度入力制限ゲインＭ_ｔＡＣＣ_ｌｉｍを算出する。これにより、例えばゲインが０以上になる距離ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎ１をホイールベースの長さに設定することで、前輪が縁石１０１の下降部に進入してから後輪が通過するまでの間、目標加速度入力ｔＡＣＣ_ＩＮが０となり目標車速の下限値が縁石進入時の車速に制限される。

目標加速度入力切替部５５１Ａ、加速時目標加速度入力制限ゲイン演算部５５１Ｂ及び減速時目標加速度入力制限ゲイン演算部５５１Ｃによって算出された値に基づいて、目標加速度ｔＡＣＣ_Ｂが０以上のとき目標加速度ｔＡＣＣ_Ｂ’はＰ_ｔＡＣＣとＰ_ｔＡＣＣ_ｌｉｍとを乗算することで算出され、目標加速度ｔＡＣＣ_Ｂが０より小さいとき目標加速度ｔＡＣＣ_Ｂ’はＭ_ｔＡＣＣとＭ_ｔＡＣＣ_ｌｉｍとを乗算することで算出される。

図９に戻って、アクセル踏込み量制限部５５０から出力された目標加速度ｔＡＣＣ_Ａと移動距離制限部５５１から出力された目標加速度ｔＡＣＣ_Ｂ’とを加算することで目標加速度入力ｔＡＣＣ_ＩＮを算出する。

図６に戻って車速変換部５６は、目標加速度入力ｔＡＣＣ_ＩＮ、車速ａＶＳＰ及び制御実行フラグｆＳＴＡＲＴに基づいて目標車速ｔＶＳＰを算出する。目標車速ｔＶＳＰは図１４のフローチャートに示す制御によって算出される。

すなわち、ステップＳ４１では制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１であるか否かを判定する。制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１であればステップＳ４２へ進み、目標車速ｔＶＳＰの前回値に目標加速度ｔＡＣＣと制御周期とを乗算した値を加算して目標車速ｔＶＳＰとする。さらに、ｔＶＳＰ前回値を目標車速ｔＶＳＰで更新して処理を終了する。

一方、ステップＳ４１において制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０であると判定されたときはステップＳ４３へ進み、目標車速ｔＶＳＰ及びｔＶＳＰ前回値を実車速ａＶＳＰで更新して処理を終了する。

図６に戻ってフィードバック補償器５７（以下フィードバックを「Ｆ／Ｂ」と示す。）は、目標車速ｔＶＳＰと実車速ａＶＳＰとの差分に基づいて実車速ａＶＳＰを目標車速ｔＶＳＰに一致させるようなＦ／Ｂ出力を算出する。Ｆ／Ｂ補償器は例えば図６に示すように比例ゲインＫ_P及び積分ゲインＫ_Iから構成されるＰＩ補償器などがあり、Ｆ／Ｂ出力によって外乱やモデル化誤差による影響を抑制する。

フィードフォワード出力補正用走行抵抗演算部５８（以下、フィードフォワードを「Ｆ／Ｆ」と示す）は、縁石高さＣｕｒｂ_ｈとＦ／Ｆ出力補正用走行抵抗ｄｖ_ＦＦとの関係を示した図１５のテーブルを参照して、縁石高さＣｕｒｂ_ｈに基づいてＦ／Ｆ出力補正用走行抵抗ｄｖ_ＦＦを算出する。

Ｆ／Ｆ出力補正部５９は、Ｆ／Ｆ出力補正用走行抵抗ｄｖ_ＦＦ及び縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎに基づいてＦ／Ｆ出力を補正する。すなわち、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎが１であるときＦ／Ｆ出力にＦ／Ｆ出力補正用走行抵抗ｄｖ_ＦＦを加算する。

以上により得られたＦ／Ｆ出力とＦ／Ｂ出力とを加算して駆動トルク指令値ｃＴＤＲを算出する。

図２に戻って走行抵抗推定部６０は、車速ａＶＳＰ及び駆動トルク指令値ｃＴＤＲに基づいて走行抵抗推定値ｄｖ_ＥＳＴを算出する。走行抵抗推定値ｄｖ_ＥＳＴは図１６のブロック図に示す走行抵抗推定器によって推定される。

走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔは以下の（２）式によって算出される。

ｄｖ_Ｅｓｔ＝ｃＴＤＲ・Ｈ（ｓ）・ｅ^-Ls−Ｈ（ｓ）／Ｇ_V0（ｓ）・ａＶＳＰ
・・・（２）
ここで、Ｈ（ｓ）は走行抵抗推定性能を決めるローパスフィルタであり、例えば以下の（３）式のように設定する。

Ｈ（ｓ）＝１／（τ_C・ｓ＋１）・・・（３）
τ_Cは１次遅れ時定数である。

また、制御対象である車両１００の線形近似モデルＧ_V0（ｓ）は積分特性で以下の（４）式で示される。

Ｇ_V0（ｓ）＝（１／（Ｍ・Ｒｔ））・（１／ｓ）・・・（４）

図２に戻って駆動力分配部７０は、駆動トルク指令値ｃＴＤＲ、車速ａＶＳＰ及び実変速比ａＲＡＴＩＯに基づいてエンジントルク指令値ｃＴＥ及び変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを算出する。エンジントルク指令値ｃＴＥ及び変速比指令値ｃＲＡＴＩＯは図１７のブロック図に示す制御によって算出される。

すなわち、変速比指令値設定部７１では車速ａＶＳＰ、駆動トルクｃＴＤＲ及び変速比の関係を示した図１８のマップを参照して、車速ａＶＳＰ及び駆動トルク指令値ｃＴＤＲに基づいて変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを算出する。ここで、図１８のマップは無段変速機を用いた場合のマップである。

エンジントルク指令値算出部７２では駆動トルク指令値ｃＴＤＲ及び実変速比ａＲＡＴＩＯに基づいて以下の（５）式を用いてエンジントルク指令値ｃＴＥを算出する。

ｃＴＥ＝ｃＴＤＲ／（Ｇ_f・ａＲＡＴＩＯ）・・・（５）
ここで、Ｇ_fは減速装置の減速比である。

図２に戻って、エンジントルク指令値ｃＴＥはエンジンＥＣＵ７へ出力され、エンジントルク指令値ｃＴＥに基づいて算出したスロットルバルブ開度信号がスロットルアクチュエータ８に出力される。スロットルアクチュエータ８はスロットルバルブ開度信号に基づいてスロットルバルブを制御することでエンジン１０２の駆動トルクを制御する。また、変速比指令値ｃＲＡＴＩＯはトランスミッションＥＣＵ６へ出力され、変速比指令値ｃＲＡＴＩＯに基づいて無段変速機１０３の変速比が制御される。

ここで、図１９を参照して縁石検出部３０及び移動距離演算部４０で行う制御について説明する。図１９は、縁石通過時に本実施形態で行う制御のうち、特に縁石検出部３０及び移動距離演算部４０で行う制御について説明したタイムチャートである。なお、括弧内に対応する図４のフローチャートのステップ番号及び図１９の図面の符号を示した。

時刻ｔ１において路面の高さが上昇する縁石１０１の上昇部に進入すると（図１９（ｂ））、走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）が上昇し、前回演算時の推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ−１）との差である変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが所定値Ｄ_ＵＰより大きくなる（図４−Ｓ１３；Ｙ、図１９（ｃ））。また、走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）とその平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅとの差が所定値Ｄｐより大きくなる（図４−Ｓ１４；Ｙ、図１９（ｄ））。これにより、縁石１０１の上昇部に進入したと判定されて縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐが１にセットされる（図４−Ｓ１５、図１９（ｅ））。また、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐが１にセットされたことで、移動距離ｄｉｓｔ_ｕｐが０にクリアされてから車速ａＶＳＰに基づいて演算される（図１９（ａ））。

時刻ｔ２において縁石１０１の上昇部を通過すると（図１９（ｂ））、走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）が低下し、変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが所定値Ｄ_ＤＯＷＮより小さくなる（図４−Ｓ１７；Ｙ、図１９（ｃ））。また、走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）とその平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅとの差は所定値Ｄｍより大きいので（図４−Ｓ１８；Ｎ、図１９（ｄ））、縁石１０１の上昇部を通過したと判定されて縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐが０にセットされる（図４−Ｓ２０、図１９（ｅ））。

時刻ｔ３において路面の高さが低下する縁石１０１の下降部に進入すると（図１９（ａ））、走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）が低下し、前回演算時の推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ−１）との差である変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが所定値Ｄ_ＤＯＷＮより小さくなる（図４−Ｓ１７；Ｙ、図１９（ｃ））。また、走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）とその平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅとの差が所定値Ｄｍより小さくなる（図４−Ｓ１８；Ｙ、図１９（ｄ））。これにより、縁石１０１の下降部に進入したと判定されて縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎが１にセットされる（図４−Ｓ１９、図１９（ｆ））。また、縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎが１にセットされたことで、移動距離ｄｉｓｔ_ｄｏｗｎは０にクリアされてから車速ａＶＳＰに基づいて演算される（図１９（ａ））。

時刻ｔ４において縁石１０１の下降部を通過すると（図１９（ｂ））、走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）が上昇し、変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが所定値Ｄ_ＵＰより大きくなる（図４−Ｓ１３；Ｙ、図１９（ｃ））。また、走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔ（ｎ）とその平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅとの差は所定値Ｄｐより小さいので（図４−Ｓ１４；Ｎ、図１９（ｄ））、下りの縁石１０１を通過したと判定されて縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎが０にセットされる（図４−Ｓ１６、図１９（ｆ））。

また、時刻ｔ１以前、ｔ２〜ｔ３間及びｔ４以降において縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎはともに０であるので（図４−Ｓ２１；Ｙ）、走行抵抗推定値の平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅを更新するが（図４−Ｓ２２）、時刻ｔ１〜ｔ２間及びｔ３〜ｔ４間では縁石検出フラグｆ_ｃｕｒｂ_ｕｐ、ｆ_ｃｕｒｂ_ｄｏｗｎの一方が１であるので更新しない（図４−Ｓ２１；Ｎ）。

以上の制御をまとめて図２０〜２２を参照しながら本実施形態の作用を説明する。図２０は縁石１０１の上昇部を車両１００が通過するシーンを示した図である。図２１は従来例における車両１００の状態を示したタイムチャートである。（ａ）は車速ａＶＳＰ、（ｂ）はアクセル踏込み量ＡＰＯ、（ｃ）はスロットルバルブ開度補正量、（ｄ）は走行抵抗、（ｅ）は路面の高さＣｕｒｂ_ｈをそれぞれ示している。図２２は本実施形態における車両１００の状態を示したタイムチャートである。（ａ）は車速ａＶＳＰ、（ｂ）はアクセル踏込み量ＡＰＯ、（ｃ）は目標駆動トルク補正量、（ｄ）は走行抵抗、（ｅ）は路面の高さＣｕｒｂ_ｈをそれぞれ示している。図２１、２２はいずれも図２０に示すように車両１００が縁石１０１の上昇部を通過しても、運転者のアクセル踏込み量が一定の状態で車速を一定に保つための制御を行う様子を示している。

初めに図２１を参照して従来例について説明する。時刻ｔ１においてアクセル踏込み量が増大して車両１００が発進する（図２１（ａ）、（ｂ））。時刻ｔ２において路面の高さが上昇する上りの縁石１０１に進入すると走行抵抗が急激に増大して車速が低下する（図２１（ａ）、（ｄ）、（ｅ））。そこで、スロットルバルブ開度補正量を増大させてスロットルバルブの開度を大きくすることで車両１００の駆動トルクを増大させるが（図２１（ｃ））、縁石通過後も落ち込んだ車速を復帰させようとしてバルブ制御を続行するので運転者の求める加速度よりも大きな加速度となり、また実車速がオーバーシュートして目標車速に収束するまでに時間を要するので（図２１（ａ））、運転者に不快感を与える。

次に図２２を参照して本発明を適用した場合の車両１００の状態について説明する。時刻ｔ１においてアクセル踏込み量が増大して車両１００が発進する（図２２（ａ）、（ｂ））。時刻ｔ２において路面の高さが上昇する上りの縁石１０１に進入すると走行抵抗が急激に増大する（図２２（ｄ）、（ｅ））。このとき目標駆動トルク補正量に従って駆動トルクを補正するので（図２２（ｃ））、車両１００の減速度の増大を抑制して車速の低下を抑制する（図２２（ａ））。ここで、縁石１０１の高さは車両１００が縁石１０１に進入する前に予め検出しており、この縁石高さに基づいて目標駆動トルク補正量を算出しているので、時刻ｔ２において車両１００が縁石１０１に進入したことを検出すると縁石の高さに応じて迅速に駆動トルクを補正することができ、車速の低下を最小限に抑制することができる。

以上のように本実施形態では、車両１００が通過する縁石１０１の高さに応じて駆動トルク指令値ｃＴＤＲを補正するので、縁石１０１による走行抵抗の増減分を補償して、車速の変化を抑制することで運転者に違和感を与えることを防止できる。

また、駆動トルク指令値ｃＴＤＲの補正は車両１００が縁石１０１に進入した時に行うので、縁石１０１による走行抵抗の増減分をよりよく補償して車速の変化を抑制することができる。

さらに、車両１００の前輪が縁石１０１の上昇部に進入してから後輪が通過するまでの間、車速の上限値を制限するので、運転者のアクセル操作によって車両１００が急加速することを防止できる。

さらにまた、車両１００の前輪が縁石１０１の上昇部に進入してから後輪が通過して運転者のアクセル踏込み量ＡＰＯが所定値αより大きくなるまでの間、車速の上限値を制限するので、運転者のアクセル操作によって車両１００が急加速することを防止できるとともに、縁石通過後に運転者の加速要求が強いときは車速制限を解除して所望の加速を実現できる。

さらにまた、車速と目標駆動トルクとに基づいて推定される走行抵抗に基づいて車両１００が縁石１０１に進入したことを検出するので、縁石１０１への進入を確実に判定することができ、縁石１０１による走行抵抗の増減分をよりよく補償して車速の変化をさらに抑制することができる。

さらにまた、走行抵抗推定値の変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが正の所定値Ｄ_ＵＰより大きく、かつ走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔから走行抵抗推定値の平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅを減算した値が正の所定値Ｄｐより大きいとき、縁石１０１の上昇部に進入したと判定される。また、走行抵抗推定値の変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが負の所定値Ｄ_ＤＯＷＮより小さく、かつ走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔから走行抵抗推定値の平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅを減算した値が負の所定値Ｄｍより小さいとき、縁石１０１の下降部に進入したと判定される。よって、縁石１０１に進入したことを確実に判定することができ、縁石１０１による走行抵抗の増減分をよりよく補償して車速の変化をさらに抑制することができる。

さらにまた、走行抵抗推定値の変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが正の所定値Ｄ_ＵＰより大きく、かつ走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔから走行抵抗推定値の平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅを減算した値が正の所定値Ｄｐより小さいとき、縁石１０１の下降部を通過したと判定される。また、走行抵抗推定値の変化量Δｄｖ_Ｅｓｔが負の所定値Ｄ_ＤＯＷＮより小さく、かつ走行抵抗推定値ｄｖ_Ｅｓｔから走行抵抗推定値の平均値ｄｖ_Ｅｓｔ_Ａｖｅを減算した値が負の所定値Ｄｍより大きいとき、縁石１０１の上昇部を通過したと判定される。よって、縁石１０１を通過したことを確実に判定することができ、縁石１０１による走行抵抗の増減分をよりよく補償して車速の変化をさらに抑制することができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

本実施形態における車両の駆動力制御装置を示す構成図である。 本実施形態における車両の駆動力制御装置を示すブロック図である。 制御開始判定部の制御を示すフローチャートである。 縁石検出部の制御を示すフローチャートである。 移動距離演算部の制御を示すブロック図である。 駆動力制御部の制御を示すブロック図である。 車速、目標駆動トルク及びアクセル踏込み量の関係を示したマップである。 平坦路を走行している車両の特性を示すブロック図である。 目標加速度入力制限部の制御を示すブロック図である。 アクセル踏込み量制限部の制御を示すフローチャートである。 移動距離制限部の制御を示すブロック図である。 移動距離と加速時目標加速度入力制限ゲインとの関係を示したテーブルである。 移動距離と減速時目標加速度入力制限ゲインとの関係を示したテーブルである。 車速変換部の制御を示すフローチャートである。 縁石高さとＦ／Ｆ出力補正用走行抵抗との関係を示したテーブルである。 走行抵抗推定部の制御を示すブロック図である。 駆動力分配部の制御を示すブロック図である。 車速、変速比及び駆動トルクの関係を示したマップである。 縁石検出部及び移動距離演算部の制御内容を説明したタイムチャートである。 路面の高さが上昇する上りの縁石を車両が通過するシーンを示した図である。 従来例の制御を説明したタイムチャートである。 本発明の制御を説明したタイムチャートである。

符号の説明

１ 制御開始スイッチ
２ ブレーキスイッチ
３ 超音波センサ
４ アクセル操作量センサ
５ 車速センサ
６ トランスミッションＥＣＵ
７ エンジンＥＣＵ
８ スロットルアクチュエータ
１０ 駆動力制御ＥＣＵ
２０ 制御開始判定部
３０ 縁石検出部
４０ 移動距離演算部
５０ 駆動力制御部
５１ 目標駆動トルクマップ
５２ エンジンモデル
５３ 走行抵抗マップ
５４ 加速度変換部
５５ 目標加速度入力制限部
５５０ アクセル踏込み量制限部
５５１ 移動距離制限部
５５１Ａ 目標加速度入力切替部
５５１Ｂ 加速時目標加速度入力制限ゲイン演算部
５５１Ｃ 減速時目標加速度入力制限ゲイン演算部
５６ 車速変換部
５７ Ｆ／Ｂ補償器
５８ Ｆ／Ｆ出力補正用走行抵抗演算部
５９ Ｆ／Ｆ出力補正部
６０ 走行抵抗推定部
７０ 駆動力分配部
７１ 変速比指令値設定部
７２ エンジントルク指令値算出部
１００ 車両
１０１ 縁石
１０２ エンジン
１０３ 無段変速機
１０４ ファイナルギア
１０５ 駆動輪

Claims (11)

1. 車両の駆動力を発生するエンジンと、
   アクセル踏込み量に基づいて車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、
   前記車両の進行方向前方にある段差による路面の高さの変化量を検出する路面高さ変化量検出手段と、
   前記路面の高さの変化量に基づいて前記段差通過時の走行抵抗の増減分が補償されるように前記目標駆動力を補正する目標駆動力補正手段と、
   補正された前記目標駆動力を実現するように前記エンジンを制御する目標駆動力制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 前記エンジンの回転速度を変速して駆動輪へと伝達する変速機をさらに備え、
   前記目標駆動力制御手段は、補正された前記目標駆動力を実現するように前記エンジンのトルク及び前記変速機の変速比を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
3. 前記車両が前記段差を通過中であることを検出する段差検出手段をさらに備え、
   前記目標駆動力補正手段は、前記車両が前記段差に進入したとき前記路面の高さの変化量に基づいて前記目標駆動力を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置。
4. 前記目標駆動力に基づいて前記車両の目標車速を算出する目標車速算出手段と、
   車速を前記目標車速に近づけるように前記目標駆動力補正手段によって補正された目標駆動力を変更する目標駆動力変更手段と、
   を備え、
   前記車両が前記段差に進入したとき、前記目標駆動力の変更を所定時間だけ中止することを特徴とする請求項３に記載の車両の駆動力制御装置。
5. 前記所定時間は、前記車両が前記段差に進入してから前記段差を通過するまでに要する時間であることを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御装置。
6. 前記所定時間は、前記車両が前記段差に進入してから前記段差を通過して前記アクセル踏込み量が所定量より大きくなるまでの時間であることを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御装置。
7. 車速及び前記目標駆動力に基づいて前記車両の走行抵抗を推定する走行抵抗推定手段をさらに備え、
   前記段差検出手段は前記走行抵抗に基づいて前記車両が前記段差を通過中であることを検出することを特徴とする請求項３から６までのいずれか１項に記載の車両の駆動力制御装置。
8. 前記段差検出手段は、前記走行抵抗の変化率が正の第１所定値より大きく、かつ前記走行抵抗から前記走行抵抗の所定回数の演算によって得られる平均値を減算した値が正の第２所定値より大きいとき、前記車両が路面の高さが上昇する段差に進入したと判定することを特徴とする請求項７に記載の車両の駆動力制御装置。
9. 前記段差検出手段は、前記走行抵抗の変化率が正の第１所定値より大きく、かつ前記走行抵抗から前記走行抵抗の所定回数の演算によって得られる平均値を減算した値が正の第２所定値より小さいとき、前記車両が路面の高さが低下する段差を通過したと判定することを特徴とする請求項７又は８に記載の車両の駆動力制御装置。
10. 前記段差検出手段は、前記走行抵抗の変化率が負の第３所定値より小さく、かつ前記走行抵抗から前記走行抵抗の所定回数の演算によって得られる平均値を減算した値が負の第４所定値より大きいとき、前記車両が路面の高さが上昇する段差を通過したと判定することを特徴とする請求７から９までのいずれか１項に記載の車両の駆動力制御装置。
11. 前記段差検出手段は、前記走行抵抗の変化率が負の第３所定値より小さく、かつ前記走行抵抗から前記走行抵抗の所定回数の演算によって得られる平均値を減算した値が負の第４所定値より小さいとき、前記車両が路面の高さが低下する段差に進入したと判定することを特徴とする請求項７から１０までのいずれか１項に記載の車両の駆動力制御装置。

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