JP2023013808A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低μ路面の坂路で自車両を停車させた際に、ずり下がりが発生しても運転者の動揺を抑制することができるようにする。【解決手段】運転支援装置に設けたＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は、ずり下がり判定部と制動トルク推定部とスリップ率設定部と駆動トルク設定部を備える。ずり下がり判定部はブレーキペダルの踏込みを検出し、且つ各駆動輪Ａｗ（Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒ）の車輪速度と車体速度との関係から、自車両Ｍのずり下がりを判定する。制動トルク推定部はずり下がり時の各駆動輪Ａｗに作用する制動トルクを推定する。スリップ率設定部はずり下がり時の各駆動輪Ａｗのスリップ率λを予め設定されているスリップ分布に基づいて設定する。駆動トルク設定部は各駆動輪Ａｗのスリップ率λに基づき、推定した制動トルクに抗して各駆動輪Ａｗを駆動させる駆動トルクを設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、坂路での停車時にずり下がりが発生した場合に、運転者がブレーキペダルを踏込んでいても、制動トルクに抗して、各駆動輪にグリップ力を回復させる駆動トルクを発生させる運転支援装置に関する。

一般に、極低μ路面（雪路、氷路等の低摩擦係数路面）の坂路を、自車両が降坂或いは登坂走行している状態から停車させるに際し、運転者は車輪がロックしないように注意しながらブレーキペダルを緩く踏み徐々に減速させて停車させる。

このとき、自車両（質量ｍ）が坂路（路面勾配θ）で停車した際の斜面に沿った重量成分（ｍｇ・sinθ）が、坂路の静止摩擦係数μよりも大きいと、タイヤがロックしたままの状態でずり下がり（下方へ滑る現象）が発生する。

自車両にずり下がりが生じた場合、運転者は動揺してしまい、余裕を持ってポンピングブレーキや緩いアクセル操作（駆動力アップ）によりタイヤロックを回復させることは困難で、ブレーキペダルを踏み続けてしまう場合が多い。

又、坂路でのずり下がりは、直線的な滑りに限らず、路面形状（横断勾配を有している場合等）や４輪が接している路面の静止摩擦係数μの相違（スプリットμ路面）によって、自車両に自然ヨーレートが発生し、自車両の向きが徐々に変化してしまう場合がある。その際、運転者が自車両の向きを立て直そうとハンドル操作を行っても、操舵輪側のタイヤがロックし、グリップ力が回復していない状態では横力が発生せず、運転者はより動揺し不安感が助長されてしまう。

この対策として、例えば、特許文献１（特開２０１７－９４８６２号公報）には、制御ユニットが運転者によるブレーキペダルの踏込みで、坂路における自車両の停止を検出した場合、制動装置を作動させてブレーキ液圧による制動力を保持する停車保持制御を実行させる。その際、制御ユニットが、自車両に作用する所定以上のヨー角を検出した場合、自車両が降坂状態と登坂状態との何れで停車しているか、及び坂路に対する自車両のヨー角の発生方向に応じて、左右何れかの車輪の制動力を低下させ、制動力に左右差を与えることで、ヨー角の発生を低減させるようにした技術が開示されている。

特開２０１７－９４８６２号公報

しかし、特許文献１に開示されている技術では、停車保持制御を行う制動装置が搭載されていない車両に適用することはできない。

又、特許文献１に開示されている技術では、単に、制動装置により保持されているブレーキ液圧を減圧し、制動力に左右差を付与することで、単にヨー角の発生を抑制するようにしているに過ぎ無い。そのため、ずり下がり中の自車両を、運転者の意思に沿った方向へ導くことが困難であり、運転者の動揺を抑制し、不安感を軽減させるには限界がある。

本発明は、低μ路面の坂路で自車両を停車させた際に、ずり下がりが発生しても、運転者の意思に沿った方向へ自車両を導くことが可能で、ずり下がりによる運転者の動揺を抑制し、不安感を軽減することのできる運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、独立して駆動可能な前後の各駆動輪に駆動力を付与する駆動源部と、ブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキ検出部と、自車両の車体速度を検出する車体速度検出部と、前記各駆動輪の車輪速度を検出する車輪速度検出部と、前記各駆動輪の駆動力を制御する駆動力制御部とを備える運転支援装置において、前記駆動力制御部は、前記ブレーキ検出部でブレーキペダルの踏込みを検出し、且つ前記車輪速度検出部で検出した前記各駆動輪の車輪速度と前記車体速度検出部で検出した前記車体速度との関係から、前記自車両にずり下がりが発生しているか否かを判定するずり下がり判定部と、前記ずり下がり判定部でずり下がりが発生していると判定した場合、前記各駆動輪に作用する制動トルクを推定する制動トルク推定部と、前記ずり下がり判定部で前記自車両にずり下がりが発生していると判定した場合、前記各駆動輪のスリップ率を予め設定されているスリップ分布に基づいて設定するスリップ率設定部と、前記スリップ率設定部で設定した前記各駆動輪のスリップ率に基づき、前記制動トルク推定部で推定した前記制動トルクに抗して該各駆動輪を駆動する駆動トルクを設定する駆動トルク設定部とを備える。

本発明によれば、ブレーキペダルの踏込みを検出し、且つ各駆動輪の車輪速度と車体速度との関係から、自車両にずり下がりが発生していると判定した場合、各駆動輪に作用する制動トルクを推定し、この各駆動輪のスリップ率を予め設定されているスリップ分布に基づいて設定し、この各駆動輪のスリップ率に基づき制動トルクに抗して各駆動輪を駆動する駆動トルクを設定するようにしたので、低μ路面の坂路で自車両を停車させた際に、ずり下がりが発生しても、各駆動輪のグリップ力が回復され、運転者の意思に沿った方向へ自車両を導くことが可能となる。その結果、ずり下がりによる運転者の動揺を抑制し、不安感を軽減させることができる。

運転支援装置の概略構成図 ずり下がり抑制制御ルーチンを示すフローチャート 前方ずり下がり抑制制御サブルーチンを示すフローチャート 後方ずり下がり抑制制御サブルーチンを示すフローチャート 駆動トルク設定／出力サブルーチンを示すフローチャート 自車両が坂路を前方へずり下がる状態を示す側面図 自車両が坂路を後方へずり下がる状態を示す側面図 前方ずり下がり時に運転者が操舵入力した際に設定する各車輪のスリップ分布を示す図表 前方ずり下がり時に自然ヨーレートが発生した際に設定するステア方向と各車輪に設定するスリップ分布を示す図表 後方ずり下がり時に運転者が操舵入力した際に設定する各車輪に設定するスリップ分布を示す図表 後方ずり下がり時に自然ヨーレートが発生した際に設定するステア方向と各車輪に設定するスリップ分布を示す図表 前方ずり下がり時において右操舵した際に設定する各車輪のスリップ分布による車両挙動を示す説明図 前方ずり下がり時において左操舵した際に設定する各車輪のスリップ分布による車両挙動を示す説明図 前方ずり下がり時において右回りのヨーレートが発生した際に設定する各車輪のスリップ分布と操舵制御による車両挙動を示す説明図 前方ずり下がり時において左回りのヨーレートが発生した際に設定する各車輪のスリップ分布と操舵制御による車両挙動を示す説明図 後方ずり下がり時において右操舵した際に設定する各車輪のスリップ分布による車両挙動を示す説明図 後方ずり下がり時において左操舵した際に設定する各車輪のスリップ分布による車両挙動を示す説明図 後方ずり下がり時において右回りのヨーレートが発生した際に設定するステア方向と各車輪のスリップ分布と操舵制御による車両挙動を示す説明図 後方ずり下がり時において左回りのヨーレートが発生した際に設定するステア方向と各車輪のスリップ分布と操舵制御による車両挙動を示す説明図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示す車両（自車両）Ｍには、駆動系と操舵系と制御系とが搭載されている。駆動系は、前側駆動部１Ｆと後側駆動部１Ｒとで構成された四輪駆動車であり、前側駆動部１Ｆは、電動モータやエンジンを代表とする駆動源１１からの出力が変速機１２の出力軸１２ａからフロントデファレンシャル機構（フロントデフ）１３、左右のアクスル軸１４を介して左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒに伝達される。

このフロントデフ１３は、出力軸１２ａに設けられているドライブピニオンギヤ１２ｂに噛合するリングギヤ１３ａを有し、このリングギヤ１３ａを支持するリングギヤ軸１３ｂの両端と左右のアクスル軸１４とが左右の多板クラッチ（湿式多板クラッチ）１５ｌ，１５ｒを介して連設されている。この左右の多板クラッチ１５ｌ，１５ｒはアウタプレート１５ａとインナプレート１５ｂとが交互に配設されており、アウタプレート１５ａがリングギヤ軸１３ｂに連設され、インナプレート１５ｂが左右のアクスル軸１４に連設されている。

この両多板クラッチ１５ｌ，１５ｒのアウタプレート１５ａとインナプレート１５ｂとは常時半クラッチ状態にあり、カーブ路を走行時に左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒ間に生じる差動が引きずりトルクにより吸収される。又、この両多板クラッチ１５ｌ，１５ｒの締結力が、後述するトランスファ制御ユニット（Ｔ／Ｃ＿ＥＣＵ）４１にて可変制御され、雪道等の低μ路走行、或いは発進時や急加速等の急激なトルク変化において左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒに対するトルク配分が適正に設定される。

又、後側駆動部１Ｒは、左右の駆動モータ１２ｌ，１２ｒを有し、この各駆動モータ１２ｌ，１２ｒの駆動力が、図示しない減速機構を介して左右の後側駆動輪Ｒｌ，Ｒｒに伝達される。尚、駆動源１１、左右の駆動モータ１２ｌ，１２ｒが、本発明の駆動源部に対応している。

一方、操舵系は、左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒにラックアンドピニオン機構等のステアリング機構２１がタイロッド２２を介して連設されている。このステアリング機構２１に、先端にハンドル２３を固定するステアリング軸２４が連設されている。運転者がハンドル２３を操作すると、ステアリング機構２１を介して左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒが転舵される。このステアリング軸２４のステアリング機構２１に近接する部位に、ステアリング駆動部としての電動パワーステアリング（ＥＰＳ）モータ２５が図示しない伝達機構を介して連設されている。

駆動源１１、変速機１２はパワー制御ユニット（ＰＷ＿ＥＣＵ）４２から出力される、出力制御信号、変速制御信号に基づいて制御される。又、ＥＰＳモータ２５がステアリング軸２４に付加するアシストトルク（ＥＰＳトルク）は、ステアリング制御部であるＥＰＳ制御ユニット（ＥＰＳ＿ＥＣＵ）４３で制御する。更に、後輪側の左右駆動モータ１２ｌ，１２ｒの出力がモータ制御ユニット（モータ＿ＥＣＵ）４４で制御される。

これら各制御ユニット４１～４４は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等を用いた車内ネットワークを介して、運転支援（ＤＳＳ：Driving Support System）を行う、駆動力制御部としてのＤＳＳ制御ユニット（ＤＳＳ＿ＥＣＵ）４５と双方向通信自在に接続されている。この制御系を構成する各ＥＣＵ４１～４５は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、書き換え可能な不揮発性メモリ（フラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭ）、及び周辺機器を備えるマイクロコントローラで構成されている。ＲＯＭにはＣＰＵにおいて各処理を実行させるために必要なプログラムや固定データ等が記憶されている。又、ＲＡＭはＣＰＵのワークエリアとして提供され、ＣＰＵでの各種データが一時記憶される。尚、ＣＰＵはＭＰＵ（Microprocessor）、プロセッサとも呼ばれている。又、ＣＰＵに代えてＧＰＵ（Graphics Processing Unit）やＧＳＰ(Graph Streaming Processor)を用いても良い。或いはＣＰＵとＧＰＵとＧＳＰとを選択的に組み合わせて用いても良い。

この各ＥＣＵ４１～４４は、基本的にはＤＳＳ＿ＥＣＵ４５からの制御信号に従って動作が制御される。ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５の入力側には、各ＥＣＵ４１～４４で実行する動作を制御する際に必要とするセンサ類が接続されている。このセンサ類としては、運転者のブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキ検出部としてのブレーキスイッチ２６、各駆動輪Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒの車輪速度Ｖｗを検出する、車輪速度検出部としての車輪速度センサ２７、車体の移動時における前後加速度（Ｇ）、及び、この加速度に基づいて自車両Ｍの進行方向が登坂か降坂かの路面勾配方向を検出する前後加速度センサ２８、車体の移動速度を検出する車体速度検出部２９、運転者のハンドル操作によって生じる操舵角を検出する操舵角検出部としての操舵角センサ３０、車体に作用するヨーレートを検出するヨーレート検出部としてのヨーレートセンサ３１、及び運転者がブレーキペダルを踏み込んだ際のブレーキ圧をマスタシリンダ内の液圧から検出するブレーキ液圧センサ３２等がある。尚、以下においては、便宜的に、各駆動輪Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒを包括的に示す場合は駆動輪Ａｗと総称して記載する。

又、車体速度検出部２９で検出する車体速度Ｖｖは、例えば、自車両にカーナビゲーションシステムが搭載されており、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System ）衛星からの位置情報が取得できる場合は、このＧＮＳＳ衛星からの位置情報に基づき単位時間当たりの移動量から推定する。或いは前後加速度センサ２８で検出した加速度の変化に基づいて推定する。或いは、自車両Ｍに車載カメラ等の前方認識ユニットが搭載されている場合は、この前方認識ユニットで検出した特定の注目点情報に基づき、この注目点の単位時間当たりの移動量から推定するようにしても良い。

ところで、極低μ路面（雪路、氷路等の低摩擦係数路面）で自車両Ｍを停車させようとする場合、運転者はゆっくりとブレーキペダルを踏込んで自車両Ｍを緩やかに減速させ、タイヤがロックしてスリップを発生させないように注意して停車させようとする。しかし、この極低μ路面が坂道であると、この路面勾配により、自車両Ｍの斜面に沿った重量成分（ｍｇ・sinθ）が、坂路の静止摩擦係数μを超えている場合、タイヤがロックした状態でずり下がりが発生する。ずり下がりが発生した場合でも、多くの運転者はブレーキペダルを踏み込んで自車両Ｍを停車させようと試みる。

しかし、タイヤがロックしてスリップしているため、ずり下がりを早期に停止させることは困難である。又、ずり下がり中の操舵不能な状態では、路面が横断勾配を有している場合やスプリットμ路面によって、自車両Ｍに自然に発生したヨーレート（以下、「自然ヨーレート」と称する）が発生し、自車両の向きが徐々に変化してしまう場合もある。ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は、運転者が自車両Ｍを極低μ路面で停車させた際にずり下がりを検出した場合、タイヤのグリップ力を回復させてずり下がりを早期に抑制し、しかも、自車両Ｍの姿勢を安定させる運転支援を行う。

このＤＳＳ＿ＥＣＵ４５でのずり下がり抑制制御は、具体的には、図２に示すずり下がり抑制制御ルーチンに従って実行される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ１でブレーキスイッチ２６がＯＮか否かにより、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるか否かを調べる。そして、ブレーキスイッチ２６がＯＦＦの場合は、ルーチンを抜ける。又、ブレーキスイッチ２６がＯＮの場合は、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいると判定し、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２へ進むと、自車両Ｍがずり下がっているか否かを、前後加速度センサ２８で検出した路面勾配方向と車輪速度センサ２７で検出した４輪の駆動輪速と車体速度検出部２９で検出した車体速度Ｖｖとに基づいて判定する。そして、車体速度Ｖｖと車輪速度Ｖｗとが共に０[Km/h]、或いはほぼ同じ速度の場合は、ずり下がりは発生していないと判定しルーチンをぬける。一方、前後加速度センサ２８で路面勾配方向が検出されている坂路走行であり、且つ、車輪速度Ｖｗが０[Km/h]であって車体速度Ｖｖが０[Km/h]を超えている場合は（Ｖｖ＞０）、スリップによるずり下がりが発生していると判定し、ステップＳ３へ進む。従って、極低μ路面での停車直前のわずかなスリップを検出した場合であっても、坂路を走行していない場合はずり下がりと判定はされない。

ステップＳ３へ進むと、自車両Ｍのずり下がり方向を前後加速度センサ２８で検出した前後加速度方向（路面勾配方向）に基づいて調べる。すなわち、前後加速度センサ２８が降坂走行時における前後加速度を検出している場合、ずり下がりは自車両Ｍの前進方向（前方）に発生していると判定する。これに対し、前後加速度センサ２８が登坂走行時の前後加速度を検出している場合、ずり下がりは自車両Ｍの後進方向（後方）に発生していると判定すれる。尚、このステップＳ３での処理が、本発明のずり下がり方向判定部に対応している。

そして、自車両Ｍへ前方にずり下がっている（図６参照）と判定した場合は、ステップＳ４へ進み、前方ずり下がり抑制制御を実行する。又、自車両Ｍが後方へずり下がっている（図７参照）と判定した場合は、ステップＳ５へ分岐し、後方ずり下がり抑制制御を実行する。尚、ステップＳ２，Ｓ３での処理が、本発明のずり下がり判定部に対応している。

上述したステップＳ４で実行する前方ずり下がり抑制制御は、図３に示す前方ずり下がり抑制制御サブルーチンに従って処理される。又、ステップＳ５で実行する後方ずり下がり抑制制御は、図４に示す後方ずり下がり抑制制御サブルーチンに従って処理される。

先ず、図３に示す前方ずり下がり抑制制御サブルーチンでの処理について説明する。このサブルーチンでは、ステップＳ１１において操舵角センサ３０で検出した操舵角を読込み、ステップＳ１２へ進んで、操舵角に基づき運転者のハンドル２３の操作による操舵入力があるか否かを調べる。そして、操舵角が検出された場合、ステップＳ１３へ進み、又、操舵角が検出されていない場合、即ち、運転者がハンドル２３の操作を行っていないと判定した場合、ステップＳ１４へ分岐する。

ずり下がり中に運転者が操舵する状況は、主に、自車両Ｍの回頭した姿勢を立て直そうとする場合、或いは意図的に自車両Ｍをある方向（例えば、グリップ力を回復させるために轍の形成されていない雪面方向）へ導こうとする場合等が考えられる。一方、運転者がハンドル２３の操作を行っていない状況は、自車両Ｍが回頭（ヨーレートが発生）しておらず、直線状にずり下がっている、或いは動揺していてハンドル操作を行うことができない状態にある場合等が考えられる。

従って、運転者の操舵が検出された場合は、ステップＳ１３，１５，Ｓ１９で運転者の意思に沿う運転支援を実行する。一方、運転者が操舵を行っていない場合は、ステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１９で、自車両Ｍの姿勢を安定させる運転支援を実行させる。

運転者の操舵入力ありと判定してステップＳ１３へ進むと、操舵角センサ３０で検出した操舵角と車体速度とに基づいて、要求ヨーレートを演算或いはマップ検索により設定して、ステップＳ１５へ進む。尚、ずり下がり中の車体速度は遅いため、車体速度は固定値としても良い。又、このステップＳ１３，及び後述するステップＳ２４での処理が、本発明の要求ヨーレート設定部に対応している。

ステップＳ１５へ進むと、要求ヨーレートに対応する全駆動輪Ａｗ（＝Ｆｌ，Ｆｒ，Ｒｌ，Ｒｒ）のスリップ率の分布（スリップ分布）に基づき、各駆動輪Ａｗのスリップ率λを次式（１）から設定して、ステップＳ１９へ進む。
λ＝［（Ｖｖ－Ｖｗ）／Ｖｖ]・１００[%] …（１）
すなわち、全駆動輪Ａｗがロックしている状態では、運転者がハンドル２３を操作しても、タイヤのグリップ力が回復していないので横力が発生せず、従って、自車両Ｍを所望の方向へ回頭させることは困難である。そのため、各駆動輪Ａｗのスリップ率λを調整し、各駆動輪Ａｗのグリップ力に差を持たせて、自車両Ｍを運転者の操舵方向へ回頭させる。

図８Ａに、前方ずり下がり時における、運転者の操舵方向に対応する全駆動輪Ａｗのスリップ分布を概略的に示す。又、図１０Ａに運転者が右操舵した際に設定するスリップ分布に基づく車両挙動を示し、図１０Ｂに運転者が左操舵した際に設定するスリップ分布に基づく車両挙動を示す。

前方ずり下がり時に運転者がハンドル２３を右操舵した場合、運転者は自車両Ｍを右方向へ回頭させようとしているので、右後側駆動輪Ｒｒのスリップ率λを「大」（例えば、λ≒１００[%]）のほぼタイヤロック状態を維持し、左後側駆動輪Ｒｌと右前側駆動輪Ｆｒとのスリップ率λを「中」（例えば、λ＝７０～５０[%]）とし、左前側駆動輪Ｆｌのスリップ率λを「小」（例えば、λ＝３０[%]以下）としてグリップ力を回復させる。これにより、図１０Ａに示すように、スリップ率λが最小の外輪側である左前側駆動輪Ｆｌをゆっくりと駆動させ、スリップ率λが「中」の駆動輪Ｒｌ，Ｆｒをそれに追従するように駆動させることで、自車両Ｍを右方向へ回頭させることが可能となる。

同様に、運転者がハンドル２３を左操舵した場合、運転者は自車両Ｍを左方向へ回頭させようとしているので、右操舵とは逆に、左後側駆動輪Ｒｌのスリップ率λを「大」のほほタイヤロック状態を維持させ、右後側駆動輪Ｒｒと左前側駆動輪Ｆｌとのスリップ率λを「中」とし、右前側駆動輪Ｆｒのスリップ率λを「小」としてグリップ力を回復させる。これにより、スリップ率λが「小」の外輪側である右前側駆動輪Ｆｒをゆっくりと駆動させ、スリップ率λが「中」の駆動輪Ｒｒ，Ｆｌをそれに追従するように駆動させることで、自車両Ｍを左方向へ回頭させることが可能となる。

一方、ステップＳ１２からステップＳ１４へ分岐すると、ヨーレートセンサ３１で検出した自然ヨーレートを読込み、ステップＳ１６で自然ヨーレートが規定範囲内か否かを調べる。この規定範囲は自車両Ｍが直線方向へずり落ちていると見なさる範囲であり、予め実験等から求めて設定した固定値である。尚、右旋回と左旋回とで自然ヨーレートの方向が異なる場合、この自然ヨーレートの絶対値と規定範囲とを比較する。

そして、自然ヨーレートが規定範囲内と判定された場合は、図２のステップＳ６へ進む。又、規定範囲よりも大きい自然ヨーレートが検出された場合は、ステップＳ１７へ進む。尚、前述したステップＳ１５，Ｓ１７での処理、及び、後述するステップＳ２６，Ｓ２８での処理が、本発明のスリップ率設定部に対応している。

ステップＳ１７では、自然ヨーレートを相殺する目標操舵角を設定すると共に、各駆動輪Ａｗのスリップ分布に基づき各駆動輪Ａｗのスリップ率λを設定して、ステップＳ１８へ進む。目標操舵角は自車両Ｍに作用する自然ヨーレートと逆方向のヨーレート（逆ヨーレート）を発生させる操舵角であり、逆ヨーレートと車体速度とに基づいて設定する。尚、ずり下がり時の車体速度は低いため固定値としても良い。

すなわち、全駆動輪Ａｗがロックしている状態では、ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５が左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒの目標操舵角を設定し、ＥＰＳ＿ＥＣＵ４３においてＥＰＳモータ２５を駆動させて操舵させても、タイヤのグリップ力が回復していないので横力が発生しない。しかし、外輪側のスリップ率λを「小」として、グリップ力を回復させれば、操舵は可能となる。そのため、各駆動輪Ａｗのスリップ率λを調整し、各駆動輪Ａｗのグリップ力に差を持たせ、逆ヨーレートが発生する方向へ自車両Ｍを回頭させて、自車両Ｍの姿勢を直線方向へ戻す。

図８Ｂに、前方ずり下がり時において、自車両Ｍに自然ヨーレートが発生した際に、逆ヨーレートを発生させるカウンタステア方向と全駆動輪Ａｗのスリップ分布を概略的に示す。又、図１０Ｃに右回りの自然ヨーレートが発生した際に設定するスリップ分布に基づく車両挙動を示し、図１０Ｄに左周りの自然ヨーレートが発生した際に設定するスリップ分布に基づく車両挙動を示す。

前方ずり下がり時の自車両Ｍに、図１０Ｃに示すような右回りの自然ヨーレートが発生した場合、逆ヨーレートを発生させるには、目標操舵角を左操舵（カウンタステア方向）に設定すると共に、外輪側で最も駆動力を必要とする右前側駆動輪Ｆｒのスリップ率λを「小」に設定してグリップ力を回復させる。又、これに追従させるために、左前側駆動輪Ｆｌと右後側駆動輪Ｒｒのスリップ率λを「中」に設定する。更に、左後側駆動輪Ｒｌのスリップ率λを「大」としてほぼタイヤロック状態を維持させる。

一方、前方ずり下がり時の自車両Ｍに、図１０Ｄに示すような左回りの自然ヨーレートが発生した場合、逆ヨーレートを発生させるには、目標操舵角を左操舵（カウンタステア方向）に設定すると共に、外輪側で最も駆動力を必要とする右前側駆動輪Ｆｒのスリップ率λを「小」に設定してグリップ力を回復させる。又、これに追従させるために、左前側駆動輪Ｆｌと右後側駆動輪Ｒｒのスリップ率λを「中」に設定する。更に、左後側駆動輪Ｒｌのスリップ率λを「大」としてほぼタイヤロック状態を維持させる。

次いで、ステップＳ１８へ進み、目標操舵角に対応するデータをＥＰＳ＿ＥＣＵ４３へ送信し、ステップＳ１９へ進む。ＥＰＳ＿ＥＣＵ４３では、目標操舵角に対応するＥＰＳモータ２５の回転角を演算し、その駆動信号にてＥＰＳモータ２５を駆動させる。すると、ＥＰＳモータ２５がステアリング機構２１を動作させ、タイロッド２２を介して左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒを、設定した角度だけ転舵させる。

一方、ステップＳ１５、或いはステップＳ１８からステップＳ１９へ進むと、各駆動輪Ａｗに対する駆動トルクを設定し、出力する処理を実行して、図２のステップＳ６へ進む。このステップＳ１９での各駆動輪Ａｗの駆動トルク設定/出力処理は、図５に示す駆動トルク設定／主力処理サブルーチンに従って実行される。このサブルーチンでの処理は後述する。

又、図２のステップＳ３からステップＳ５へ分岐して、図４に示す後方ずり下がり抑制制御サブルーチンが実行されると、先ず、ステップＳ２１で、ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は走行モードをリバースモードに一時的に切換える一時リバースモードを実行し、モード切換信号を、ＰＷ＿ＥＣＵ４２とモータ＿ＥＣＵ４４に送信する。

すると、ＰＷ＿ＥＣＵ４２、及びモータ＿ＥＣＵ４４はモードをリバースに切換え、後述する、図５に示す駆動トルク設定／出力サブルーチンにおいて設定される要求駆動トルクに対応して、各駆動輪Ａｗを後進方向へ回転駆動させる。尚、この一時リバースモードは、運転者がブレーキペダルの踏込みを解除する、即ち、ブレーキスイッチ２６がＯＦＦされた場合に解除される。尚、このステップＳ２１での処理が、本発明の一時リバースモード実行部に対応している。

次いで、ステップＳ２２で、操舵角センサ３０で検出した操舵角を読込み、ステップＳ２３で、この操舵角に基づき運転者のハンドル２３の操作による操舵入力があるか否かを調べる。そして、操舵角が検出された場合、ステップＳ２４へ進み、又、運転者がハンドル２３の操作を行っておらず、操舵角が検出されていないと判定した場合、ステップＳ２５へ分岐する。

図７に示すように自車両Ｍが後方にずり下がっている際に運転者が操舵する理由は、主に、自車両Ｍの回頭した姿勢を立て直そうとする場合、或いは自車両Ｍの前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒ或いは後側駆動輪Ｒｌ，Ｒｒを轍から外して、タイヤがグリップしそうな場所へ自車両Ｍを移動させようとする場合等が考えられる。一方、運転者がハンドル２３の操作を行っていない場合は、自車両Ｍが直線状にずり下がっている、或いは動揺していてハンドル操作を行うことができない状態にある場合等が考えられる。

従って、運転者の操舵が検出された場合は、ステップＳ２４，Ｓ２６，Ｓ３０で運転者の意思に沿う運転支援を実行する。一方、運転者が操舵を行っていない場合は、ステップＳ２５，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ３０で、自車両Ｍの姿勢を安定させる運転支援を実行させる。

運転者の操舵入力ありと判定してステップＳ２４へ進むと、操舵角センサ３０で検出した操舵角と車体速度とに基づき、要求ヨーレートを演算或いはマップ検索により設定して、ステップＳ２６へ進む。尚、ずり下がり中の車体速度は遅いため固定値としても良い。

ステップＳ２６へ進むと、要求ヨーレートに対応する各駆動輪Ａｗのスリップ分布に基づき、各駆動輪Ａｗのスリップ率λ[%]を設定して、ステップＳ３０へ進む。全駆動輪Ａｗがロックしている状態ではタイヤに横力が発生せず、自車両Ｍを所望の方向へ回頭させることは困難であるため、各駆動輪Ａｗのスリップ率λを調整し、自車両Ｍを運転者の操舵方向へ回頭させる。

図９Ａに、後方ずり下がり時における、運転者の操舵方向に対応する各駆動輪Ａｗのスリップ分布を概略的に示す。又、図１１Ａに運転者が右操舵した際に設定するスリップ分布に基づく車両挙動を示し、図１１Ｂに運転者が左操舵した際に設定するスリップ分布に基づく車両挙動を示す。

後方ずり下がり時に運転者がハンドル２３を右操舵した場合、運転者は自車両Ｍを左方向へ回頭させようとしているので、外側へ膨らむ左前側駆動輪Ｆｌと左後側駆動輪Ｒｌとのスリップ率λを「小」として、グリップ力を回復させる。又、内輪側の右前側駆動輪Ｆｒと右後側駆動輪Ｒｒのスリップ率λを「中」として、左前側駆動輪Ｆｌと左後側駆動輪Ｒｌとに追従させる。その際、内輪側の右前側駆動輪Ｆｒのスリップ率λを「大」にすれば、追従性は良くなるとも考えられるが、右前側駆動輪Ｆｒは操舵輪であるため、スリップ率λを「中」としてある程度のグリップ力を回復させる必要がある。

これにより、図１１Ａに示すように、スリップ率λが「小」の左前側駆動輪Ｆｌと左後側駆動輪Ｒｌとをゆっくりと駆動させ、スリップ率λが「中」の右前側駆動輪Ｆｒと右後側駆動輪Ｒｒとを、それに追従するように駆動させることで、自車両Ｍをゆっくりと左方向へ回頭させる。

同様に、運転者がハンドル２３を左操舵した場合、運転者は自車両Ｍを右方向へ回頭させようとしているので、右操舵とは逆に、外輪側である右前側駆動輪Ｆｒと右後側駆動輪Ｒｒのスリップ率λを「小」として、グリップ力を回復させる。又、内輪側である左前側駆動輪Ｆｌと左後側駆動輪Ｒｌとのスリップ率λを「中」として、右前側駆動輪Ｆｒと右後側駆動輪Ｒｒと追従させる。この場合も、内輪側の左前側駆動輪Ｆｌは操舵輪であるため、スリップ率λを「大」とせずに「中」に設定してある程度のグリップ力を回復させる。

これにより、図１１Ｂに示すように、スリップ率λが「小」の右前側駆動輪Ｆｒと右後側駆動輪Ｒｒとをゆっくりと駆動させ、スリップ率λが「中」の左前側駆動輪Ｆｌと左後側駆動輪Ｒｌとを、それに追従するように駆動させて、自車両Ｍをゆっくりと右方向へ回頭させる。

一方、ステップＳ２３からステップＳ２５へ分岐すると、ヨーレートセンサ３１で検出した自然ヨーレートを読込み、ステップＳ２７で自然ヨーレートが規定範囲内か否かを調べる。そして、自然ヨーレートが規定範囲内と判定された場合は、図２のステップＳ６へ進む。又、規定範囲よりも大きい自然ヨーレートが検出された場合は、ステップＳ２８へ進む。

ステップＳ２８へ進むと、自然ヨーレートを相殺する目標操舵角と各駆動輪Ａｗのスリップ分布に基づく各駆動輪Ａｗのスリップ率λとを設定して、ステップＳ２９へ進む。目標操舵角は自車両Ｍに作用する自然ヨーレートと逆方向のヨーレート（逆ヨーレート）を発生させる操舵角であり、逆ヨーレートと車体速度とに基づいて設定する。尚、ずり下がり時の車体速度は低いため固定値としても良い。

すなわち、全駆動輪Ａｗがロックしている状態では、ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５が左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒの目標操舵角を設定し、ＥＰＳ＿ＥＣＵ４３においてＥＰＳモータ２５を駆動させて操舵させても、タイヤのグリップ力が回復していないので横力が発生しない。しかし、外輪側のスリップ率λを「小」として、グリップ力を回復させれば、操舵は可能となる。そのため、各駆動輪Ａｗのスリップ率λを調整し、各駆動輪Ａｗのグリップ力に差を持たせて、逆ヨーレートが発生する方向へ自車両Ｍの操舵輪側を回頭させて、自車両Ｍの姿勢を直線方向へ戻す。

図９Ｂに、後方ずり下がり時において、自車両Ｍに自然ヨーレートが発生した際に、逆ヨーレートを発生させるステア方向と全駆動輪Ａｗのスリップ分布を概略的に示す。又、図１１Ｃに右回りの自然ヨーレートが発生した際に設定するスリップ分布に基づく車両挙動を示し、図１１Ｄに左周りの自然ヨーレートが発生した際に設定するスリップ分布に基づく車両挙動を示す。

後方ずり下がり時の自車両Ｍに右回りの自然ヨーレートが発生した場合、逆ヨーレートを発生させるには、目標操舵角を右操舵に設定すると共に、最も駆動力を必要とする外輪側の左前側駆動輪Ｆｌと左後側駆動輪Ｒｌのスリップ率λを「小」に設定してグリップ力を回復させる。又、これに追従させるために、右前側駆動輪Ｆｒと右後側駆動輪Ｒｒのスリップ率λを「中」に設定する。

次いで、ステップＳ２９へ進み、目標操舵角に対応するデータをＥＰＳ＿ＥＣＵ４３へ送信し、ステップＳ３０へ進む。ＥＰＳ＿ＥＣＵ４３では、目標操舵角に対応するＥＰＳモータ２５の回転角を演算し、その駆動信号にてＥＰＳモータ２５を駆動させ、ＥＰＳモータ２５がステアリング機構２１、タイロッド２２を介して左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒを、設定した角度だけ転舵させる。一方、ステップＳ２６、或いはステップＳ２９からステップＳ３０へ進むと、各駆動輪Ａｗに対する駆動トルクを設定し、出力する処理を実行して、図２のステップＳ６へ進む。

図３のステップＳ１９、或いは図４のステップＳ３０で実行される各駆動輪Ａｗの駆動トルク設定/出力は、図５に示す駆動トルク設定／主力処理サブルーチンに従って処理される。ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は、先ず、ステップＳ３１においてブレーキ液圧センサ３２で検出したブレーキ液圧を読込み、続く、ステップＳ３２で、このブレーキ液圧に基づき、各駆動輪Ａｗに付与されている制動トルクを推定する。尚、ステップＳ３１，Ｓ３２での処理が、本発明の制動トルク推定部に対応している。

次いで、ステップＳ３３へ進み、各駆動輪Ａｗに設定したスリップ率λに基づき、各駆動輪Ａｗに対する要求車輪速度Ｖｗを、前述した（１）式に基づいて算出し、ステップＳ３４へ進み、制動トルクと各駆動輪Ａｗの要求車輪速度Ｖｗとに基づき、各駆動輪Ａｗの要求駆動力トルクを設定し、ステップＳ３５へ進む。すなわち、ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は、このステップＳ３４において、各駆動輪Ａｗに付与されている制動トルクに抗して、各駆動輪Ａｗのタイヤを回転させる要求駆動トルクを設定する。尚、このステップＳ３３，Ｓ３４での処理が、本発明の駆動トルク設定部に対応している。

そして、ステップＳ３５へ進むと、ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は、各制御ユニット４１～４４に対して、各駆動輪Ａｗに設定した要求駆動トルクを出力して、図２のステップＳ６へ進む。

すると、ＰＷ＿ＥＣＵ４２は、駆動源１１の出力、及び変速機１２の変速比を、左右前側の駆動輪Ｆｌ，Ｆｒに対する要求駆動トルクに基づいて設定する。又、Ｔ／Ｃ＿ＥＣＵ４１は、フロントデフ１３に設けられている左右の多板クラッチ１５ｌ，１５ｒの締結力を調整して、左右の前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒの車輪速度を設定する。更に、モータ＿ＥＣＵ４４は左右駆動モータ１２ｌ，１２ｒの駆動トルクを要求駆動トルクに基づいて設定して、左右の後側駆動輪Ｒｌ，Ｒｒの車輪速度を設定する。そして、これらの制御により、各駆動輪Ａｗのタイヤをスリップ率λに対応する車輪速でゆっくりと回転させて、所望のグリップ力を回復させる。その結果、運転者の意思に沿った方向へ自車両Ｍを導くことが可能となり、ずり下がりによる運転者の動揺が抑制され、不安感を軽減させることができる。

そして、図２のステップＳ４に示す前方ずり下がり抑制制御、或いはステップＳ５に示す後方ずり下がり抑制制御を実行した後、ステップＳ６へ進むと、ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は車体速度検出部２９で検出した車体速度Ｖｖを読み込み、自車両Ｍのずり下がりが停止したか否かを調べる。そして、ずり下がりが停止していないと判定した場合はルーチンを抜ける。又、自車両Ｍのずり下がりが停止したと判定した場合は、ルーチンを終了する。尚、運転者がブレーキペダルの踏込みを解放した場合は（ブレーキスイッチがＯＦＦ）、ステップＳ１においてルーチンを抜けるため、ずり下がり抑制制御は解除される。

このように、本実施形態によれば、低μ路面の坂路で自車両Ｍを停車させた際に、ずり下がりが発生し、運転者がブレーキペダルを踏み続けてタイヤのロック状態が継続していても、ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は、タイヤロックを継続させている制動トルクに抗し、且つ所定のスリップ率λに対応する駆動トルクを各駆動輪Ａｗに出力するようにしたので、タイヤのグリップ力が回復され、運転者の意思に沿った方向へ自車両を導くことが可能になる。その結果、自車両Ｍにずり下がりが生じた際に運転者が受ける動揺が抑制され、不安感を軽減することができる。

又、自車両Ｍのずり下がりにおいて自然ヨーレートが検出された場合、ＤＳＳ＿ＥＣＵ４５は、当該自然ヨーレートを相殺する逆ヨーレートを、各駆動輪Ａｗのスリップ率λ、及び操舵輪である左右前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒの操舵角を調整することで発生させるようにして、ずり下がり中における自車両Ｍの姿勢を修正するようにしたので、運転者が動揺してハンドル操作を行うことができない状況に陥っても、自車両Ｍは安定した姿勢を保持することができ、運転者により安心感を与えることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば左右前側駆動輪Ｆｌ，Ｆｒを左右の駆動モータで独立して駆動させるようにしても良い。この場合、駆動源１１、変速機１２、フロントデフ１３、Ｔ／Ｃ＿ＥＣＵ４１を不要とし、ＰＷ＿ＥＣＵ４２にて左右駆動モータを制御する。

１Ｆ…前側駆動部、
１Ｒ…後側駆動部、
１１…駆動源、
１２…変速機、
１２ａ…出力軸、
１２ｂ…トライブピニオンギヤ、
１２ｌ，１２ｒ…左右駆動モータ、
１３…フロントデファレンシャル機構、
１３ａ…リングギヤ、
１３ｂ…リングギヤ軸、
１４…アクスル軸、
１５ａ…アウタプレート、
１５ｂ…インナプレート、
１５ｌ，１５ｒ…多板クラッチ、
２１…ステアリング機構、
２２…タイロッド、
２３…ハンドル、
２４…ステアリング軸、
２５…ＥＰＳモータ、
２６…ブレーキスイッチ、
２７…車輪速度センサ、
２８…前後加速度センサ、
２９…車体速度検出部、
３０…操舵角センサ、
３１…ヨーレートセンサ、
３２…ブレーキ液圧センサ、
４１…トランスファ制御ユニット（Ｔ／Ｃ＿ＥＣＵ）、
４２…パワー制御ユニット（ＰＷ＿ＥＣＵ）、
４３…ＥＰＳ制御ユニット（ＥＰＳ＿ＥＣＵ）、
４４…モータ制御ユニット（モータ＿ＥＣＵ）、
４５…ＤＳＳ制御ユニット（ＤＳＳ＿ＥＣＵ）、
Ａｗ…駆動輪、
Ｆｌ…左前側駆動輪、
Ｆｒ…右前側駆動輪、
Ｍ…自車両、
Ｒｌ…左後側駆動輪、
Ｒｒ…右後側駆動輪、
Ｖｖ…車体速度、
Ｖｗ…車輪速度（要求車輪速度）、
ｍ…自車両（質量、
λ…スリップ率、
θ…路面勾配、
μ…静止摩擦係数

Claims (5)

1. 独立して駆動可能な前後の各駆動輪に駆動力を付与する駆動源部と、
   ブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキ検出部と、
   自車両の車体速度を検出する車体速度検出部と、
   前記各駆動輪の車輪速度を検出する車輪速度検出部と、
   前記各駆動輪の駆動力を制御する駆動力制御部と
   を備える運転支援装置において、
   前記駆動力制御部は、
   前記ブレーキ検出部でブレーキペダルの踏込みを検出し、且つ前記車輪速度検出部で検出した前記各駆動輪の車輪速度と前記車体速度検出部で検出した前記車体速度との関係から、前記自車両にずり下がりが発生しているか否かを判定するずり下がり判定部と、
   前記ずり下がり判定部でずり下がりが発生していると判定した場合、前記各駆動輪に作用する制動トルクを推定する制動トルク推定部と、
   前記ずり下がり判定部で前記自車両にずり下がりが発生していると判定した場合、前記各駆動輪のスリップ率を予め設定されているスリップ分布に基づいて設定するスリップ率設定部と、
   前記スリップ率設定部で設定した前記各駆動輪のスリップ率に基づき、前記制動トルク推定部で推定した前記制動トルクに抗して該各駆動輪を駆動する駆動トルクを設定する駆動トルク設定部と
   を備えることを特徴とする運転支援装置。
2. 運転者によるハンドル操作によって生じる操舵角を検出する操舵角検出部を更に有し、
   前記駆動力制御部は、
   前記操舵角検出部で検出した前記操舵角に基づいて、前記運転者の要求ヨーレートを設定する要求ヨーレート設定部
   を更に備え、
   前記スリップ率設定部は、前記要求ヨーレート設定部で設定した前記要求ヨーレートに対応した前記各駆動輪のスリップ率を設定する
   ことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
3. 前記自車両に発生するヨーレートを検出するヨーレート検出部と、
   ステアリングを駆動するステアリグモータと
   を更に有し、
   前記スリップ率設定部は、前記操舵角検出部で前記操舵角が検出されておらず、且つ前記ヨーレート検出部でヨーレートが検出された場合、該ヨーレートを相殺する目標操舵角で前記ステアリングモータを駆動させる
   ことを特徴とする請求項１記載の運転支援装置。
4. 前記スリップ率設定部は、前記自車両が操舵される際の前記各駆動輪の内で外輪側の操舵輪の前記スリップ率を最小に設定する
   ことを特徴とする請求項２或いは３記載の運転支援装置。
5. 前記駆動力制御部は、
   前記ずり下がり判定部で前記自車両にずり下がりが発生していると判定した場合、該自車両のずり下がり方向を判定するずり下がり方向判定部と、
   前記ずり下がり方向判定部で前記自車両が後方へずり下がっていると判定した場合、一時リバースモードを実行して、前記各駆動輪を後進方向へ回転駆動させる一時リバースモード実行部と
   を更に有することを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の運転支援装置。

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