CN110861644A - 驱动力控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驱动力控制装置(50)，具有：要求驱动力计算部(401)，其计算出要求驱动力、姿势检测部(38)，其对乘员的乘车姿势进行检测、加速度检测部(32b)，其对车辆(100)的加速度进行检测、驱动力产生部(2)，其在能够变更前后和/或左右的驱动力分配的状态下产生行驶驱动力、控制部(404)，其在由加速度检测部(32b)检测到规定大小以上的加速度，且由姿势检测部(38)检测到规定程度以上的乘车姿势的变化时，对驱动力产生部(2)进行控制，以发挥由要求驱动力计算部(401)计算出的要求驱动力，并以将前后和/或左右的驱动力分配变更为抑制乘车姿势的变化的目标驱动力分配的方式变更驱动力分配。

Description

驱动力控制装置
技术领域
本发明涉及一种对车辆的驱动力进行控制的驱动力控制装置。
背景技术
以往已知的装置为，利用分别设置在座椅垫和座椅靠背的载荷传感器分别检测施加在座椅垫的载荷的变化量和施加在座椅靠背的载荷的变化量，并对行驶驱动力进行控制，以使与这些变化量相对应的体感加速度处在舒适区域的范围内。这样的装置例如记载于专利文献1中。
然而，专利文献1所记载的装置中，以体感加速度处在舒适区域的范围内的方式对行驶驱动进行控制，因此车辆的实际驱动力有可能与要求驱动力有很大的偏离。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2007-153160号公报(JP2007-153160A)。
发明内容
本发明一技术方案的驱动力控制装置具有：要求驱动力计算部，其计算出要求驱动力；姿势检测部，其对乘员的乘车姿势进行检测；加速度检测部，其对车辆的加速度进行检测；驱动力产生部，其在能够变更前后和/或左右的驱动力分配的状态下产生行驶驱动力；以及控制部，其对驱动力产生部进行控制，以使当由加速度检测部检测出规定大小以上的加速度且由姿势检测部检测出规定程度以上的乘车姿势的变化时，发挥由要求驱动力计算部计算出的要求驱动力，并将前后和/或左右的驱动力分配变更成抑制乘车姿势变化那样的目标驱动力分配。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
图1是表示应用本发明一实施方式的驱动力控制装置的车辆的行驶系统的概略结构的图。
图2是概略性地表示具有本发明一实施方式的驱动力控制装置的车辆控制系统的整体结构的框图。
图3是表示座椅靠背表面的乘员载荷的表面压力分布的一例的图。
图4是表示本发明一实施方式的驱动力控制装置的主要部分结构的框图。
图5A是表示在车辆紧急加速行驶时车辆的姿势变化的一例的图。
图5B是表示在车辆紧急加速行驶时座椅靠背表面的表面压力分布的一例的图。
图5C是表示在图5A的状态下的车辆应用图4的驱动力控制装置时的动作的一例的图。
图6A是表示在车辆左转弯行驶时车辆的姿势变化的一例的图。
图6B是表示在车辆左转弯行驶时座椅靠背表面的表面压力分布的一例的图。
图6C是表示在图6A的状态下的车辆应用图4的驱动力控制装置时的动作的一例的图。
图7是表示在图4的控制器实施的处理的一例的流程图。
图8是表示利用本发明一实施方式的驱动力控制装置进行动作的一例的时序图。
具体实施方式
以下参照图1～图8对本发明的实施方式进行说明。首先，对应用本实施方式的车辆的结构进行说明。图1是表示应用本发明一实施方式的驱动力控制装置的车辆100的行驶驱动系统的概略结构的图。该车辆100为具有自动驾驶功能的车辆、即自动驾驶车辆。车辆100不仅能够以不需要由驾驶员进行驾驶操作的自动驾驶模式行驶，还能够以由驾驶员进行驾驶操作的手动驾驶模式行驶。
如图1所示，车辆100构成为前后左右的四个车轮1、即，左右前轮1FL、1FR和左右后轮1RL、1RR二者作为驱动轮的四轮驱动车辆。各车轮1上分别连接有马达(电动马达)2。各马达2经由逆变器3与蓄电池4连接，并由从蓄电池4供给的电力分别驱动。另一方面，当马达2由外力被驱动时，马达2作为发电机发挥功能在马达2发电，并蓄电于蓄电池4中。通过与各车轮1相对应而设置马达2，能够相互独立地驱动各车轮1。另外，由控制器40(图2、4)控制逆变器3，由此来控制马达2的驱动。
在驾驶席设有由驾驶员进行转动操作的转向盘5。与转向盘5一体旋转的转向轴6的一端部与转向盘5连结。由转向操纵传感器5a检测转向盘5的操作(转向操纵角)。在转向轴6上安装有转向操纵执行器7。转向操纵执行器7例如由电动马达构成，能够利用转向操纵执行器7的驱动针对驾驶员的转向操作赋予反作用力。赋予的操作反作用力例如能够随着转向盘5的操作量的增大而增大。
在前侧的左右车轮1FL、1FR之间例如配置有齿轮齿条式的转向齿轮箱8。在转向齿轮箱8上安装有转向执行器9。转向执行器9例如由电动马达构成。在自动驾驶模式中，根据由转向操纵传感器5a检测出的转向操纵角来驱动转向执行器9。通过转向执行器9的驱动，转向齿轮箱8的齿条向左右移动，由此，响应驾驶员的转向操作，前侧的车轮1FL、1FR向左右转向。另一方面，在自动驾驶模式下，转向执行器9不依靠驾驶员的转向操作而驱动，车轮1FL、1FR沿着目标行进方向转向。
图2是概略地表示本实施方式的车辆控制系统101的整体结构的框图。如图2所示，车辆控制系统101主要具有控制器40以及分别与控制器40可通信地连接的外部传感器组31、内部传感器组32、输入/输出装置33、GPS装置34、地图数据库35、导航装置36、通信单元37、行驶用执行器AC。
外部传感器组31是对作为车辆100的周边状况的外部状况进行检测的多个传感器(外部传感器)的总称。例如，外部传感器组31包括：激光雷达、雷达以及摄像机等，其中，激光雷达测定对于车辆100全方位的照射光的散射光，来测定从车辆100到周边障碍物的距离，雷达通过照射电磁波并检测反射波来检测车辆100周边的其他车辆、障碍物等，摄像机搭载于车辆100，具有CCD、CMOS等摄像元件，拍摄自车辆100的周边(前方、后方以及侧方)。
内部传感器组32是对车辆100的行驶状态进行检测的多个传感器(内部传感器)的总称。例如，内部传感器组32包括：检测车辆100的车速的车速传感器、分别检测车辆100前后方向的加速度和左右方向的加速度(横向加速度)的加速度传感器、检测车辆100的重心绕铅垂轴旋转的旋转角速度(横摆角速度)的横摆角速度传感器、检测车重的车重传感器等。内部传感器组32中还包括检测手动驾驶模式下的驾驶员的驾驶操作，例如加速踏板的操作、制动踏板的操作、转向盘5的操作等的传感器(例如转向操纵传感器5a)。
输入/输出装置33是从驾驶员输入指令、向驾驶员输出信息的装置的总称。例如，输入/输出装置33包括：供驾驶员通过对操作构件进行操作而输入各种指令的各种开关、供驾驶员通过语音输入指令的话筒、借助显示图像向驾驶员提供信息的显示部、通过语音向驾驶员提供信息的扬声器等。各种开关中包括指示进行自动驾驶模式和手动驾驶模式中的任一个的手动/自动切换开关。
手动/自动切换开关例如构成为供驾驶员能够进行手动操作的开关，根据开关操作输出向使自动驾驶功能有效化的自动驾驶模式或使自动驾驶功能无效化的手动驾驶模式切换的模式切换指令。还能够不依靠手动/自动切换开关的操作地指示从手动驾驶模式向自动驾驶模式的切换或从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换。即，能够在由驾驶员进行了规定的操作时、规定的行驶条件成立时，自动地将驾驶模式切换为手动驾驶模式或自动驾驶模式。
GPS装置34具有接收来自多个GPS卫星的定位信号的GPS接收机(GPS传感器)，根据由GPS接收机接收到的信号来测定车辆100的绝对位置(纬度、经度等)。
地图数据库35是存储在导航装置36中使用的一般性地图信息的装置，例如由硬盘构成。地图信息中包括：道路的位置信息、道路形状(曲率等)的信息、十字路口、岔路口的位置信息。另外，存储于地图数据库35中的地图信息与存储于控制器40的存储部42中的高精度地图信息不同。
导航装置36是搜索到达由驾驶员输入的目的地的道路上的目标路线并进行按照目标路线的引导的装置。通过输入/输出装置33进行目的地的输入和按照目标路线的引导。还能够不通过输入/输出装置33而自动设定目的地。根据由GPS装置34测定到的自车辆的当前位置和存储于地图数据库35中的地图信息来计算目标路线。
通信单元37利用包含互联网线路等无线通信网的网络与未图示的各种服务器进行通信，定期或者在任意时机从服务器获取地图信息和交通信息等。获取的地图信息被输出到地图数据库35、存储部42，进而更新地图信息。获取的交通信息中包括交通堵塞信息、信号从红变绿的剩余时间等信号信息。
执行器AC是用于使与车辆100的行驶动作相关的各种设备工作的行驶用执行器。执行器AC中包括：分别驱动四个车轮1的四个马达2、使制动装置工作的制动用执行器以及使前侧的车轮1FL、1FR转向的转向用执行器(转向执行器9)等。另外，经由逆变器3控制马达2，但在图2中省略了逆变器3的图示。
控制器40包括电子控制单元(ECU)。另外，能够将马达控制用ECU、转向控制用ECU等功能不同的多个ECU分开设置，但图2中为了方便，示出控制器40作为这些ECU的集合。控制器40包含具有进行与行驶控制相关的处理的CPU(微处理器)等运算部41和RAM、ROM、硬盘等存储部42以及输入输出接口等未图示的其他周边电路的计算机而构成。
在存储部42中存储包含车道的中央位置信息、车道位置的边界信息等高精度的详细地图信息。更具体地说，道路信息、交通管制信息、住所信息、设施信息、电话号码信息等作为地图信息进行存储。道路信息中包括：表示高速公路、收费道路、国道等道路类别的信息、道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的三维坐标位置、车道的拐弯处的曲率、车道的汇合点和分岔点的位置、道路标识等信息。交通管制信息中包括：车道由于施工等被限制行驶或者禁止通行的信息等。存储部42中还存储各种控制的程序以及在程序中使用的阈值等信息。
运算部41具有自车位置识别部43、外界识别部44、行动计划生成部45、行驶控制部46作为主要与自动行驶相关的功能性结构。
自车位置识别部43根据由GPS装置34获取的车辆100的位置信息和地图数据库35的地图信息来识别出地图上的车辆100的位置(自车位置)。也可以使用存储于存储部42中的地图信息(建筑物的形状等信息)和由外部传感器组31检测出的车辆100的周边信息来识别出自车位置，由此，能够高精度地识别出自车位置。另外，在能够由设置于道路上或道路旁边的外部的传感器来测定自车位置时，还能够通过借助通信单元37与该传感器进行通信，来高精度地识别出自车位置。
外界识别部44根据来自激光雷达、雷达、摄像机等外部传感器组31的信号来识别车辆100周围的外部状况。例如，识别在车辆100周边行驶的周边车辆(前方车辆、后方车辆)的位置、速度、加速度、在车辆100周围停车或驻车的周边车辆的位置以及其他物体的位置、状态等。其他物体中包括：标识、信号器、道路的边界线、停止线、建筑物、栏杆、电线杆、广告牌、行人、自行车等。其他物体的状态中包括：信号器的颜色(红、绿、黄)、行人、自行车的移动速度、朝向等。
行动计划生成部45例如根据由导航装置36计算出的目标路线、由自车位置识别部43识别出的自车位置、由外界识别部44识别出的外部状况，生成从当前时刻开始经过规定时间为止的车辆100的行驶轨迹(目标轨迹)。当目标路线上存在作为目标轨迹的候补的多个轨迹时，行动计划生成部45从中选择遵守法律且满足高效、安全地行驶等基准的最合适的轨迹，并将所选择的轨迹作为目标轨迹。然后，行动计划生成部45生成与所生成的目标轨迹相对应的行动计划。
行动计划中包括：在从当前时刻开始经过规定时间(例如5秒)为止的期间内，每单位时间(例如0.1秒)设定的行驶计划数据、即与每单位时间的时刻相对应设定的行驶计划数据。行驶计划数据包括每单位时间的车辆100的位置数据和车辆状态的数据。位置数据例如为表示道路上的二维坐标位置的目标点的数据，车辆状态的数据为表示车速的车速数据和表示车辆100的朝向的方向数据等。以每单位时间对行驶计划进行更新。
行动计划生成部45通过将从当前时刻开始经过规定时间(例如5秒)为止的每单位时间的位置数据按照时间顺序连接起来，生成目标轨迹。此时，根据目标轨迹上的每单位时间的各目标点的车速(目标车速)，计算出每单位时间的加速度(目标加速度)。即，行动计划生成部45计算出目标车速和目标加速度。另外，还可以设为由行驶控制部46计算出目标加速度。
行驶控制部46根据行驶模式(自动驾驶模式、手动驾驶模式)对执行器AC进行控制。例如在自动驾驶模式下，行驶控制部46对各执行器AC进行控制，以使车辆100按照行动计划生成部45生成的目标轨迹行驶。更具体地来说，行驶控制部46考虑到在自动驾驶模式下由道路坡度等决定的行驶阻力，计算出用于获得由行动计划生成部45计算出的每单位时间的目标加速度的要求驱动力。然后，例如对执行器AC进行反馈控制，以使由内部传感器组32检测出的实际加速度成为目标加速度。即，对执行器AC进行控制，以使自车辆以目标车速和目标加速度行驶。另一方面，在手动驾驶模式下，行驶控制部46根据由内部传感器组32获取的来自驾驶员的行驶指令(加速器开度、方向盘5的转向操纵角等)对各执行器AC进行控制。
特别是，本实施方式的车辆100具有用于驱动各车轮1的相互独立的四个马达2。因此，行驶控制部46控制各马达2的驱动力，以产生与要求驱动力相对应的驱动力，并使前后和左右的驱动力分配成为规定的驱动力分配。
然而，乘员坐在座椅上，但随着加减速行驶、转弯行驶等车辆100的行驶行为的变化，作用于乘员的加速度也发生变化。因此，在加速度变化的影响下，会有乘车姿势不按照乘员的意思而被迫改变，乘员感到不快的情况。特别是在自动驾驶模式下行驶中，有包括驾驶员在内的乘员未目视车辆100的行进方向的情况，有可能乘车姿势会随着车辆行为的变化而发生很大变化。使用作用于座椅的表面压力的变化对这一点进行说明。
图3是表示在乘员落座的状态下的座椅靠背表面的乘员载荷的表面压力分布的图。图3的左侧是前后方向的加速度的大小(绝对值)为规定值以下且左右方向的加速度的大小为规定值以下的状态、例如停车或巡航行驶状态下的表面压力分布PD1的一例。图3的右侧是前后方向的加速度的大小为规定值以上且左右方向的加速度为规定值以下的状态、例如减速行驶状态下的表面压力分布PD2的一例。各表面压力分布PD1、PD2的中心点P1、P2表示表面压力分布的重心位置、即代表位置(中心位置)。在座椅靠背表面的中央部取原点O，并将通过原点O的水平方向轴设定为X轴、将铅垂方向轴设定为Y轴时，用XY坐标表示代表位置P1、P2。以下，分别用(X1，Y1)、(X2，Y2)来表示代表位置P1、P2的坐标。
在停车或巡航行驶状态下，对乘员作用的来自车辆100的行驶加速度较小，乘员保持稳定的乘车姿势。这种情况下的表面压力分布PD1的代表位置P1还可以称为基准位置。另一方面，在减速行驶状态下乘车姿势前倾，因此表面压力分布PD2的代表位置P2例如从基准位置P1向上方(+Y方向)偏移。另外，在加速行驶状态下，例如代表位置P2从基准位置P1向下方(-Y方向)偏移，在右转弯行驶状态下，代表位置P2从基准位置P1向左方(-X方向)偏移，在左转弯行驶状态下，代表位置P2从基准位置P1向右方(+X方向)偏移。
当基准位置P1与代表位置P2的偏移较大时，乘车姿势发生较大的变化，因此乘员的不快感增大。当为了消除或降低这种不快感，例如逐渐进行车辆100的加减速时，有可能实际驱动力偏离要求驱动力，难以得到适当的行驶动作。因此，在本实施方式中，如下构成应实施发挥与要求驱动力对应的实际驱动力，且抑制乘员的乘车姿势的变化那样的乘车姿势抑制控制的驱动力控制装置。
图4是表示本实施方式的驱动力控制装置50的主要部分结构的框图。该驱动力控制装置50为对车辆100的行驶动作进行控制的装置，构成图2的车辆控制系统101的一部分。
如图4所示，驱动力控制装置50具有控制器40以及分别与控制器40连接的手动/自动切换开关33a、车速传感器32a、加速度传感器32b、车重传感器32c、压力传感器38以及四个马达2(仅图示一个)。另外，经由逆变器3控制各马达2，但在图4中省略了逆变器3的图示。
手动/自动切换开关33a为根据驾驶员的操作进行切换的模式选择开关、即选择手动驾驶模式和自动驾驶模式中的任一个的开关，构成图2的输入/输出装置33的一部分。车速传感器32a、加速度传感器32b、车重传感器32c分别构成图2的内部传感器组32的一部分。
压力传感器38面向座椅靠背的支承面，在座椅靠背内沿水平方向和铅垂方向每隔规定间隔配置有多个，由压力传感器38检测乘员的乘车姿势，更详细地说，检测乘员的落座载荷的表面压力(座压力)。使用来自压力传感器38的信号能够得到图3的表面压力分布。压力传感器38也构成图2的内部传感器组32的一部分。
控制器40具有要求驱动力计算部401、基准位置设定部402、判定部403以及分配控制部404作为主要的功能结构。这些要求驱动力计算部401、基准位置设定部402、判定部403以及分配控制部404例如构成图2的行驶控制部46的一部分。
要求驱动力计算部401在自动驾驶模式时，计算出用于获得由行动计划生成部45(图2)计算出的每单位时间的目标加速度的要求驱动力。另外，在手动驾驶模式时，要求驱动力计算部401根据由作为内部传感器组32的一部分的加速器开度传感器检测出的加速器开度(加速踏板的操作量)计算出要求驱动力。
基准位置设定部402根据由加速度传感器32b检测出的前后方向的加速度Ga的大小(绝对值)为规定值Ga1以下且左右方向的加速度Gb为规定值Gb1以下时的、多个压力传感器38的检测信号设定座椅靠背表面的表面压力分布的基准位置P1的坐标(X1，Y1)。即，将表面压力分布的中心位置(重心位置)设定为基准位置。规定值Ga1、Gb1为用于判定是否有可能由于车辆行为的变化而给乘员带来不快感的预先决定的阈值，若加速度Ga、Gb为规定值Ga1、Gb1以下，则判定为不会带来不快感。当基准位置P1在加速度Ga、Gb为规定值Ga1、Gb1以下时发生变化时，判定为那并不是由于车辆100的加速度变化带来的，而是由于乘员根据自己的意思改变落座姿势带来的。只要加速度Ga、Gb为规定值Ga1、Gb1以下，则基准位置P1的坐标(X1，Y1)随时被更新，即将超过规定值Ga1、Gb1前的最新的加速度Ga、Gb值存储于存储部42中。
判定部403判定是否需要变更车辆100的前后方向的驱动力分配或左右方向的驱动力分配、即是否需要进行乘车姿势抑制控制。具体地说，在前后方向的加速度Ga比规定值Ga1大时，或左右方向的加速度Gb比规定值Gb1大时，首先计算出储存于存储部42的基准位置P1(X1，Y1)与由压力传感器38检测出的代表位置P2(X2，Y2)的位置偏差、即X方向的位置偏差ΔX和Y方向的位置偏差ΔY。
位置偏差ΔX为从X2减去X1得到的值(X2-X1)，位置偏差ΔY为从Y2减去Y1得到的值(Y2-Y1)。因此，在代表位置P2相对于基准位置P1向右方偏移时，位置偏差ΔX为正，向左偏移时，位置偏差ΔX为负。代表位置P2相对于基准位置P1向上方偏移时，位置偏差ΔY为正，向下方偏移时，位置偏差ΔY为负。
并且，判定部403在位置偏差ΔY的大小(绝对值)为规定值ΔY1以上时，判定为需要变更前后方向的驱动力分配，在位置偏差ΔX的大小(绝对值)为规定值ΔX1以上时，判定为需要变更左右方向的驱动力分配。规定值ΔX1、ΔY1为用于判定是否有可能由于车辆行为的变化给乘员带来不快感的预先决定的阈值，若位置偏差ΔX、ΔY的大小(绝对值)低于规定值ΔX1、ΔY1，则判定为未给乘员带来不快感。规定值ΔX1、ΔY1例如为固定值。另外，还可以将规定值ΔX1、ΔY1设为与车速、加速度相对应的可变值。
在由判定部403判定为不需要变更前后轮和左右轮的驱动力分配时，分配控制部404发挥由要求驱动力计算部401计算出的要求驱动力，并将前后轮和左右轮的驱动力分配控制为由行驶控制部46计算出的一般驱动力分配。例如，分别将前后轮和左右轮的驱动力分配控制为与燃料消耗相应的驱动力分配(1：1等)。另一方面，在由判定部403判定为需要变更前后轮或左右轮的驱动力分配时，分配控制部404发挥由要求驱动力计算部401计算出的要求驱动力，并变更前后轮或左右轮的驱动力分配。
具体地说，分配控制部404从代表位置P2的Y坐标Y2减去基准位置P1的Y坐标Y1从而计算出位置偏差ΔY，并基于位置偏差ΔY计算出前后方向的目标驱动力分配。即，计算出抑制位置偏差ΔY那样的目标驱动力分配。例如，在位置偏差ΔY为负时，ΔY越小(绝对值大)则将前轮1FL、1FR与后轮1RL、1RR的驱动力之比(前轮驱动力比)减小。例如，将前轮驱动力比设为0或负数。另外，前轮驱动力比为负时，使后轮产生驱动转矩，使前轮产生再生转矩。另一方面，在位置偏差ΔY为正时，ΔY越大则将后轮1RL、1RR与前轮1FL、1FR的驱动力之比(后轮驱动力比)减小。例如，将后轮驱动力比设为0或负数。另外，后轮驱动力比为负时，使前轮产生驱动转矩，使后轮产生再生转矩。
并且，分配控制部404从代表位置P2的X坐标X2减去基准位置P1的X坐标X1从而计算出位置偏差ΔX，并基于位置偏差ΔX计算出左右方向的目标驱动力分配。即，计算出抑制位置偏差ΔX那样的目标驱动力分配。例如，位置偏差ΔX为正时，ΔX越大则将右轮1FR、1RR与左轮1FL、1RL的驱动力之比减小。另一方面，在位置偏差ΔX为负时，ΔX越小(绝对值大)则将左轮1FL、1RL与右轮1FR、1RR的驱动力之比减小。
分配控制部404不仅计算出位置偏差ΔY，还可以根据车辆100的前后方向的总驱动力或制动力计算出前后轮的目标驱动力分配。例如，还可以根据由车速传感器32a检测出的车速、由加速度传感器32b检测出的前后方向的加速度、由车重传感器32c检测出的车重计算出变更驱动力分配前的车辆100的前后方向的总驱动力或制动力，并根据计算出的总驱动力或制动力、位置偏差ΔY计算出前后轮的目标驱动力分配。
此外，分配控制部404不仅计算出位置偏差ΔX，还可以根据车辆100的左右方向的侧向力计算出左右轮的目标驱动力分配。例如，还可以根据由车速传感器32a检测出的车速、由加速度传感器32b检测出的左右方向的加速度、由车重传感器32c检测出的车重计算出变更驱动力分配前的车辆100的侧向力，根据计算出的侧向力、位置偏差ΔX计算出左右轮的目标驱动力。
分配控制部404向各马达2输出控制信号，以使前后方向的驱动力分配和左右方向的驱动力分配成为计算出的目标驱动力分配。此时，控制全体马达的转矩，以使车辆100能够发挥要求驱动力，即，使马达2的总驱动力成为要求驱动力。
图5A～图5C是说明车辆进行紧急加速行驶时的驱动力分配变更的例子的图，图6A～图6C是说明车辆进行左转弯行驶时的驱动力分配变更的例子的图。
如图5A所示，在车辆100进行紧急加速行驶时，乘员被推向座椅侧(后方)，如图5B所示，乘员载荷的表面压力分布的代表位置P2相对于由基准位置设定部402设定的基准位置P1(图3)向-Y方向(下方)偏移(点P21)。此时，分配控制部404根据从代表位置P2的基准位置P1向Y方向的位置偏差ΔY向马达2输出控制信号，如图5C所示，使前轮1FL、1FR产生再生转矩，并使后轮1RL、1RR的驱动转矩增加以使车辆100发挥要求驱动力。再生转矩的大小随着位置偏差ΔY的绝对值增大而增大。由此，如图5B的箭头所示，代表位置P2向+Y方向(上方)、即基准位置P1侧移动(点P22)。另外，在车辆100进行紧急减速行驶，代表位置P2向+Y方向偏移时，分配控制部404使后轮1RL、1RR产生再生转矩，并使前轮1FL、1FR的驱动转矩增加。
如图6A所示，在车辆100进行左转弯行驶时，乘员被推向座椅右侧，如图6B所示，乘员载荷的表面压力分布的代表位置P2相对于由基准位置设定部402设定的基准位置P1(图3)向+X方向(右方)偏移(点P21)。此时，分配控制部404根据从代表位置P2的基准位置P1向X方向的位置偏差ΔX向马达2输出控制信号，如图6C所示，使外轮侧的右轮1FR、1RR的制动转矩增加。制动转矩的大小随着位置偏差ΔX增大而增大。由此，如图6B的箭头所示，代表位置P2向-X方向(左方)、即基准位置P1侧移动(点P22)。另外，在车辆100进行右转弯行驶，代表位置P2向-X方向偏移时，分配控制部404使左轮1FL、1RL的制动转矩增加。
图7是表示按照预先存储的程序在图4的控制器40的CPU实施的处理的一例的流程图。该流程图所示的处理例如当通过手动/自动切换开关33a切换为自动驾驶模式时开始，在自动驾驶模式中以规定周期反复进行。
首先，在S1(处理步骤)，计算出用于获得由行动计划生成部45计算出的每单位时间的目标加速度的要求驱动力。接下来，在S2，根据来自压力传感器38的信号，设定座椅靠背表面的表面压力分布的代表位置P2的坐标(X2，Y2)。接下来，在S3，判定由加速度传感器32b检测出的前后方向的加速度Ga的大小(绝对值)是否为规定值Ga1以下。当S3为肯定(S3：是)时进入S4，判定由加速度传感器32b检测出的左右方向的加速度Gb的大小(绝对值)是否为规定值Gb1以下。
当S4为肯定(S4：是)时进入S5，将在S2设定的代表位置P2(X2，Y2)设定为基准位置P1(X1，Y1)，并进入S11。在步骤S11，根据目标驱动力分配来控制马达2的驱动。尤其，在S5后的S11中，控制前后左右的马达2的转矩，以使车辆100以符合要求驱动力的驱动力行驶，且成为由行驶控制部46计算出的一般行驶时的规定驱动力分配。这样，在加速度Ga为规定值Ga1以下且加速度Gb为规定值Gb1以下时，在步骤S5中始终对基准位置P1进行更新。
另一方面，当S3和S4的任一步骤为否定时，判定需要进行乘车姿势抑制控制，从而进入S6。在S6，计算在S5设定的基准位置P1(X1，Y1)与之后在S2设定的代表位置P2(X2，Y2)在X方向和Y方向的位置偏差ΔX、ΔY。即，分别计算出从X2减去X1后的值和从Y2减去Y1后的值。
接下来，在S7判定在S6计算出的Y方向的位置偏差ΔY的绝对值是否为规定值ΔY1以上。当S7为肯定(S7：是)时进入S8，否定(S7：否)时越过S8进入S9。在S8，根据位置偏差ΔY计算前轮1FL、1FR和后轮1RL、1RR的目标驱动力分配。即，计算将位置偏差ΔY抑制为低于规定值ΔY1那样的目标驱动力分配。另外，还可以根据由车速传感器32a检测出的车速、由加速度传感器32b检测出的前后方向的加速度Ga、由车重传感器32c检测出的车重，计算出车辆100的总驱动力或制动力，并根据计算出的总驱动力或制动力以及位置偏差ΔY计算前后轮的目标驱动力分配。
在S9判定在S6计算出的X方向的位置偏差ΔX的绝对值是否为规定值ΔX1以上。当S9为肯定(S9：是)时进入S10，当否定(S9：否)时越过S10进入S11。在S10，根据位置偏差ΔX计算左轮1FL、1RL和右轮1FR、1RR的目标驱动力分配。即，计算将位置偏差ΔX抑制为低于规定值ΔX1那样的目标驱动力分配。另外，还可以根据由车速传感器32a检测出的车速、由加速度传感器32b检测出的左右方向的加速度Gb、由车重传感器32c检测出的车重，计算出车辆100的侧向力，并根据计算出的侧向力和位置偏差ΔX计算左右轮的目标驱动力分配。
接下来，在S11，根据目标驱动力分配来控制马达2的驱动。例如，根据在S8和S10计算出的目标驱动力分配来控制马达2的驱动。此时，一并控制全体马达的转矩，以使车辆100以在S1计算出的要求驱动力行驶。由此，能够将车辆的总驱动力保持为符合要求驱动力的值不变，而仅变更驱动力分配，使位置偏差ΔX、ΔY减少。另外，在S7为否定且S9为否定时，在S11将前后轮的驱动力分配和左右轮的驱动力分配控制为由行驶控制部46计算出的一般行驶时的驱动力分配。
图8是表示利用本实施方式的驱动力控制装置50进行动作的一例的时序图，特别示出在车辆100进行紧急加速的情况下的动作的一例。如图8所示，在初期时刻，前后方向的加速度Ga为规定值Ga1以下，表示乘车姿势抑制控制开始的控制开始标志为关闭。此时，前轮1FL、1FR的驱动力(前轮驱动力)与后轮1RL、1RR的驱动力(后轮驱动力)均比0大。
在时刻t1，当前后方向的加速度Ga超过规定值Ga1，Y方向的位置偏差ΔY的绝对值成为规定值ΔY1以上时、即当座椅靠背表面的表面压力分布的代表位置P2相对于基准位置P1为规定值ΔY1以上、向下方偏移时，开启控制开始标志，开始进行乘车姿势抑制控制。由此，前后方向的目标驱动力分配发生变化(S8)，在时刻t2，前轮驱动力变为负，而后轮驱动力增加相应量(S11)。因此，座椅靠背表面的表面压力分布的代表位置P2靠近基准位置P1，能够将代表位置P2与基准位置P1的位置偏差ΔY的绝对值抑制为低于规定值ΔY1。
此时，总驱动力成为符合要求驱动力的值，在变更驱动力分配前后为恒定。由此，在将行驶加速度保持在符合要求驱动力的值不变的情况下，作用于乘员的力发生变化，能够抑制乘员的乘车姿势的变化。因此，能够提高乘员的舒适性。在时刻t3，当位置偏差ΔY低于规定值ΔY1时，前轮驱动力和后轮驱动力恢复到原来的值(例如与燃料消耗相匹配的值)。
采用本实施方式能够起到如下的作用效果。
(1)驱动力控制装置50具有：要求驱动力计算部401，其计算要求驱动力；压力传感器38，其检测乘员的乘车姿势；加速度传感器32b，其检测车辆100的加速度Ga、Gb；四个马达2，其在能够变更前后和左右的驱动力分配的状态下产生行驶驱动力；以及分配控制部404，当由加速度传感器32b检测出前后方向的规定值Ga1以上大小的加速度Ga或左右方向的规定值Gb1以上大小的加速度Gb，且由压力传感器38检测出规定程度以上的乘车姿势的变化时，即检测到从座椅靠背表面上的基准位置P1偏离规定值ΔX1、ΔY1以上的乘员载荷的代表位置P2时，其对马达2进行控制，以使发挥由要求驱动力计算部401计算出的要求驱动力，并将前后或左右的驱动力分配变更为抑制乘车姿势的变化那样的目标驱动力分配(图4)。
由此，乘员的乘车姿势随着车辆100的加减速行驶、转弯行驶等前后方向或左右方向的加速度Ga、Gb的变化而发生变化时，能够维持于要求驱动力相对应的行驶驱动力，并通过变更驱动力分配来抑制乘员的乘车姿势的变化。因此，能够在车辆100的实际驱动力不较大地偏离要求驱动力的情况下，抑制车辆100加减速时给乘员带来的不快感。
(2)压力传感器38检测作用于乘员落座的座椅靠背的乘员载荷在座椅靠背表面上的中心位置(代表位置P2)。驱动力控制装置50还具有基准位置设定部402，其在由加速度传感器32b检测出规定值Ga1、Gb1以上大小的加速度Ga、Gb前，将由压力传感器38检测出的代表位置P2设定为乘员载荷的基准位置P1(图4)。当由加速度传感器32b检测出规定值Ga1、Gb1以上大小的加速度Ga、Gb，且由压力传感器38检测到与基准位置设定部402设定的基准位置P1的偏差ΔX、ΔY为规定值ΔX1、ΔY1以上的代表位置P2时，分配控制部404对马达2进行控制，以发挥由要求驱动力计算部401计算出的要求驱动力，并将前后和/或左右的驱动力分配变更为目标驱动力分配。这样，通过根据座椅靠背表面上的代表位置P2从基准位置P1的变化来变更驱动力分配，能够高精度地判定破坏乘员舒适性的乘车姿势的变化，从而提高车辆100的行为发生变化时的乘员的舒适性。
(3)当由加速度传感器32b检测到前后方向的规定值Ga1以上大小的加速度Ga，且由压力传感器38检测到与基准位置设定部402设定的基准位置P1在上下方向的偏差ΔY为规定值ΔY1以上的代表位置P2时，分配控制部404对马达2进行控制，以使前轮1FL、1FR和后轮1RL、1RR中的任一方产生驱动转矩，任意另一方产生制动转矩。这样，通过使前后轮的一方产生驱动转矩，使另一方产生再生转矩，能够容易地将位置偏差ΔY降低为规定值ΔY1以下。
(4)驱动力控制装置50将选择自动驾驶模式作为条件，进行伴随着与位置偏差ΔX、ΔY相应的驱动力分配的变更的乘车姿势抑制控制。即，在手动驾驶模式时，会有为了应付加速度的变化，乘员以自己的意思改变乘车姿势，而位置偏差ΔX、ΔY发生变化的情况，但这种情况下，给乘员带来的不快感较小，因此进行将乘车姿势恢复到原来状态那样的驱动力分配的必要性较低。考虑到这一点，在本实施方式中，在自动驾驶模式时实施乘车姿势抑制控制，因此能够有效消除由于车辆100的行为发生变化时的乘车姿势的变化给各乘员带来的不快感。
上述实施方式能够变形为各种形式。以下对变形例进行说明。在上述实施方式中，由设在座椅靠背的多个压力传感器38对乘员的乘车姿势进行检测。即，设置用于检测作用于乘员落座的座椅的乘员载荷在座椅表面上的代表位置的代表位置检测部，但姿势检测部的构成并不局限于此。例如，还可以利用摄像机对乘员进行拍摄，并对该摄像机图像进行解析来检测乘车姿势。除了座椅靠背，还可以在座椅垫、头枕上设置压力传感器，通过来自这些压力传感器的信号检测乘车姿势。
在上述实施方式中，由作为加速检测部的加速度传感器32b对前后方向和左右方向的加速度进行检测，但例如还可以仅对前后方向的加速度或仅对左右方向的加速度进行检测。在上述实施方式中，设置与各车轮1对应的四个马达2来分别变更左右的驱动力分配，但驱动力产生部的构成并不局限于此。例如，还可以控制将驱动力传递至各车轮的离合器来变更驱动力分配。
在上述实施方式中，通过乘车姿势抑制控制来变更前后轮的驱动力分配和左右轮的驱动力分配这二者，但还可以构成为仅能够变更前后轮的驱动力分配或仅变更左右轮的驱动力分配。即，若在由加速度检测部检测到规定大小的加速度，且由姿势检测部检测到规定程度以上的乘车姿势的变化时，对驱动力产生部进行控制，以发挥由要求驱动力计算部计算出的要求驱动力，并将前后和/或左右的驱动力分配变更为抑制乘车姿势的变化那样的目标驱动力分配，则作为控制部的分配控制部的构成可以是任何形式。
在上述实施方式中，将车辆100构成为四轮驱动车，但还能够构成为前轮驱动车或后轮驱动车。在这种情况下，对驱动轮侧的驱动转矩和非驱动轮侧的制动转矩(制动装置的工作)进行控制，来变更前后方向的驱动力分配即可。在上述实施方式中，将切换成为自动驾驶模式作为条件，实施乘车姿势抑制控制，但即使在手动驾驶模式时，也可以同样地实施乘车姿势抑制控制。在这种情况下，例如根据来自检测加速踏板的开度的加速器开度传感器和车速传感器的信号，计算驾驶员操作下的要求驱动力即可。
本发明还能够作为控制车辆的驱动力的驱动力控制方法来使用。
既能够任意组合上述实施方式和变形例的一个或者多个，也能够彼此组合各变形例。
采用本发明，能够以车辆的实际驱动力未较大地偏离要求驱动力地抑制车辆加减速时给乘员带来的不快感。
以上，就本发明的优选实施方式进行了说明，本领域技术人员应理解为能够不脱离后述权利要求书的公开范围地进行各种修改和变更。

Claims (7)

1.一种驱动力控制装置，其特征在于，具有：
要求驱动力计算部(401)，其计算出要求驱动力；
姿势检测部(38)，其对乘员的乘车姿势进行检测；
加速度检测部(32b)，其对车辆(100)的加速度进行检测；
驱动力产生部(2)，其在能够变更前后和/或左右的驱动力分配状态下产生行驶驱动力；以及
控制部(404)，其对所述驱动力产生部(2)进行控制，以使当由所述加速度检测部(32b)检测到规定大小以上的加速度，且由所述姿势检测部(38)检测到规定程度以上的乘车姿势的变化时，发挥由所述要求驱动力计算部(401)计算出的要求驱动力，并将前后和/或左右的驱动力分配变更为抑制乘车姿势的变化的目标驱动力分配。
2.根据权利要求1所述的驱动力控制装置，其特征在于，
所述姿势检测部(38)具有：
代表位置检测部(38)，其检测作用于乘员落座的座椅的乘员载荷在座椅表面上的代表位置(P2)，
所述驱动力控制装置还具有：
基准位置设定部(402)，其在由所述加速度检测部(32b)检测到所述规定大小以上的加速度前，将由所述代表位置检测部(38)检测到的所述代表位置(P2)设定为乘员载荷的基准位置(P1)，
所述控制部(404)对所述驱动力产生部(2)进行控制，以使当由所述加速度检测部(32b)检测到所述规定大小以上的加速度，且由所述代表位置检测部(38)检测到与所述基准位置设定部(402)设定的所述基准位置(P1)的偏差为规定值以上的所述代表位置(P2)时，发挥由所述要求驱动力计算部(401)计算出的要求驱动力，并将前后和/或左右的驱动力分配变更为所述目标驱动力分配。
3.根据权利要求2所述的驱动力控制装置，其特征在于，
所述控制部(404)对所述驱动力产生部(2)进行控制，以使当由所述加速度检测部(32b)检测到前后方向的所述规定大小以上的加速度，且由所述代表位置检测部(38)检测到相对于所述基准位置设定部(402)设定的所述基准位置(P1)向上方的偏差为所述规定值以上的所述代表位置(P2)时，后轮与前轮的驱动力之比变小，另一方面，当由所述加速度检测部(32b)检测到前后方向的所述规定大小以上的加速度，且由所述代表位置检测部(38)检测到相对于所述基准位置设定部(402)设定的所述基准位置(P1)向下方的偏差为所述规定值以上的所述代表位置(P2)时，前轮与后轮的驱动力之比变小。
4.根据权利要求3所述的驱动力控制装置，其特征在于，
所述控制部(404)对所述驱动力产生部(2)进行控制，以使当由所述加速度检测部(32b)检测到前后方向的所述规定大小以上的加速度，且由所述代表位置检测部(38)检测到相对于所述基准位置设定部(402)设定的所述基准位置(P1)向上、下方向的偏差为所述规定值以上的所述代表位置(P2)时，使前轮和后轮中的任一方产生驱动转矩，前轮和后轮中的任意另一方产生制动转矩。
5.根据权利要求2～4的任一项所述的驱动力控制装置，其特征在于，
所述控制部(404)对所述驱动力产生部(2)进行控制，以使当由所述加速度检测部(32b)检测到左右方向的所述规定大小以上的加速度，且由所述代表位置检测部(38)检测到相对于所述基准位置设定部(402)设定的所述基准位置(P1)向右方的偏差为所述规定值以上的所述代表位置(P2)时，右轮与左轮的驱动力之比变小，另一方面，当由所述加速度检测部(32b)检测到左右方向的所述规定大小以上的加速度，且由所述代表位置检测部(38)检测到相对于所述基准位置设定部(402)设定的所述基准位置(P1)向左方的偏差为所述规定值以上时，左轮与右轮的驱动力之比变小。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的驱动力控制装置，其特征在于，还具有：
模式选择部(33a)，其选择使自动驾驶功能有效化的自动驾驶模式和使自动驾驶功能无效化的手动驾驶模式中的任一种，
所述控制部(404)对所述驱动力产生部(2)进行控制，以使在通过所述模式选择部(33a)选择所述自动驾驶模式时，当由所述加速度检测部(32b)检测到规定大小以上的加速度，且由所述姿势检测部(38)检测到规定程度以上的乘车姿势的变化时，前后和/或左右的驱动力分配成为与乘车姿势的变化程度相应的目标驱动力分配，另一方面，在通过所述模式选择部(33a)选择所述手动驾驶模式时，不论所述姿势检测部(38)检测到的乘车姿势的变化如何，前后和/或左右的驱动力分配成为规定的目标驱动力分配。
7.一种驱动力控制方法，为对车辆(100)的驱动力进行控制的驱动力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算出要求驱动力的步骤；
对乘员的乘车姿势进行检测的步骤；
对车辆(100)的加速度进行检测的步骤；
对行驶驱动力进行控制，以使当在对所述加速度进行检测的步骤中检测到规定大小以上的加速度，且在对所述乘车姿势进行检测的步骤中检测到规定程度以上的乘车姿势的变化时，发挥所述计算出的要求驱动力，并将前后和/或左右的驱动力分配变更为抑制乘车姿势的变化的目标驱动力分配的步骤。
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