CN115092137A

CN115092137A - 车辆的驱动力控制装置

Info

Publication number: CN115092137A
Application number: CN202210205662.7A
Authority: CN
Inventors: 臼井公二彦; 牛田启介
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2022-09-23
Also published as: US20220281457A1; JP2022135718A

Abstract

本发明提供一种在行驶于上坡路时，能够抑制在上坡行驶中变得不能行驶的情况的车辆的驱动力控制装置。本发明的车辆的驱动力控制装置构成为，在行驶于上坡路时，掌握路面的特性以控制车辆的驱动力，其中，在进入所述上坡路之前，计算路面的滑动系数、与所述滑动系数相对应的驱动力、以及所述上坡路的坡度阻力和包含该坡度阻力在内的行驶阻力，基于所述驱动力和所述行驶阻力，求出所述车辆的加速力，在所述加速力为正值的情况下(步骤S1～S2)，判断为所述车辆能够行驶于所述上坡路，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促驾驶员进行对加速踏板的规定的操作，以便产生与所述加速力相对应的驱动力。

Description

车辆的驱动力控制装置

技术领域

本发明涉及掌握路面坡度等路面状况(或者路面特性)以控制车辆的驱动力的装置。

背景技术

在专利文献1中，记载了一种取得路面的坡度角，以便抑制在行驶于上坡路的期间陷入不能行驶的情况的车辆的控制装置。该专利文献1中记载的控制装置，通过取得路面的坡度角，进而取得在行驶于上坡路时产生影响的规定的值(发动机转矩、进气温度、齿轮比、装载重量)，求出实际上能够行驶的坡度角，判断车辆能否行驶于该上坡路。并且，在判断为不能行驶于上坡路的情况下，将该判断结果通知驾驶员。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-077765号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在行驶于上坡路时，由于由路面坡度产生的行驶阻力作用于车辆，因此，存在着因驱动力不足而在上坡行驶中变得不能行驶的情况。在上述专利文献1记载的控制装置中，根据发动机转矩、齿轮比等规定参数的值，求出实际上能够行驶的坡度角，判断能否行驶于上坡路。即，在判断为根据所述规定的参数的值求出的坡度角比路面的坡度角小的情况下，判断为不能行驶。但是，由于在行驶中以规定的车速行驶，因此，即使在驱动力下降或者不足而减速的情况下，车速也不会立即变为“0”，即，即使在减速的状态下，也可能行驶于上坡路。例如，如果进入上坡路之前的车速高，则也存在着能够一直行驶到该上坡的顶部的可能性。另外，在能够产生超过行驶阻力(路面坡度、空气阻力、滚动阻力)的加速力的情况下，也同样存在着能够行驶到上坡的顶部的可能性。即，在控制驱动力以便产生这样的车速或加速力的情况下，有时能够避免或者抑制在上坡路中变得不能行驶，对于在这样的行驶于上坡路时的驱动力控制，还有改进的余地。

本发明是着眼于上述的技术课题想出的，其目的是提供一种在行驶于上坡路时，能够避免或者抑制在上坡行驶中变得不能行驶的驱动力控制装置。

解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的车辆的驱动力控制装置构成为在行驶于上坡路时，求出路面的特性以控制车辆的驱动力，其特征在于，配备有控制所述驱动力的控制器，在进入存在于所述车辆行驶的行驶道路的前方的上坡路之前，所述控制器计算所述行驶道路的行驶中的路面的滑动系数、与所述滑动系数相对应的驱动力、以及所述上坡路的坡度阻力和包含该坡度阻力在内的行驶阻力，基于所述驱动力和所述行驶阻力，判断所述车辆是否能够登顶所述上坡路，在所述车辆能够登顶所述上坡路的判断成立的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促所述车辆的驾驶员进行加减速操作，以使得所述滑动系数成为能够获得规定的驱动力的预定的滑动系数。

在本发明中，所述控制器可以构成为，在所述车辆能够登顶所述上坡路的判断不成立的情况下，求出从所述上坡路的进入位置爬至所述上坡路的顶部所需的必要车速，判断所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速是否超过所述必要车速，在所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速超过所述必要车速的判断成立的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促所述车辆的驾驶员进行加减速操作，以使得所述滑动系数成为能够获得规定的驱动力的预定的滑动系数。

在本发明中，所述控制器可以构成为，在所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速超过所述必要车速的判断不成立的情况下，判断所述上坡路的进入位置处的车速是否能够加速以便达到所述必要车速以上，在所述上坡路的进入位置处的车速能够加速以便达到所述必要车速以上的判断成立的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促所述车辆的驾驶员进行加减速操作，以使得所述滑动系数成为能够获得规定的驱动力的预定的滑动系数。

另外，在本发明中，所述控制器可以构成为，基于所述顶部处的所述车辆的势能、以及与所述势能平衡的所述车辆的动能，求出所述必要车速。

另外，在本发明中，所述控制器可以构成为，基于所述车辆的当前车速、所述必要车速、加速度、达到所述必要车速的时间、以及从所述车辆的当前的位置至所述上坡路的进入位置的距离，进行是否能够加速到所述必要车速的判断。

另外，在本发明中，所述控制器可以构成为，在能够加速到所述必要车速的判断不成立的情况下，计算距所述上坡路的进入位置的距离成为能够达到所述必要车速的距离的位置，作为所述车辆的起步位置，将计算出的所述车辆的起步位置告知所述驾驶员。

另外，在本发明中，所述车辆能够进行人不操作而控制所述驱动力的自动驾驶控制，所述控制器可以构成为，通过所述自动驾驶控制来控制所述驱动力。

另外，在本发明中，所述车辆可以还配备有用于进行加减速操作的加速踏板，所述驾驶员辅助控制可以包括踩下所述加速踏板的告知和收回所述加速踏板的告知之中的至少一方。

另一方面，本发明的车辆的驱动力控制装置，在行驶于上坡路时，求出包含路面的滑动系数在内的特性，以控制车辆的驱动力，其特征在于，配备有控制所述驱动力的控制器，所述控制器求出从所述上坡路的进入位置爬至所述上坡路的顶部所需的必要车速，判断所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速是否超过所述必要车速，在所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速超过所述必要车速的判断成立的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促所述车辆的驾驶员进行加减速操作，以使得所述滑动系数成为能够获得规定的驱动力的预定的滑动系数。

在如上所述构成的情况下，所述控制器可以构成为，在所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速超过所述必要车速的判断不成立的情况下，判断所述上坡路的进入位置处的车速是否能够加速以便成为所述必要车速以上，在所述上坡路的进入位置处的车速能够加速以便成为所述必要车速以上的判断成立的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促所述车辆的驾驶员进行加减速操作，以使得所述滑动系数成为能够获得规定的驱动力的预定的滑动系数。

另外，在该情况下，所述控制器可以构成为，基于所述顶部处的势能、以及与所述势能平衡的动能，求出所述必要车速。

进而，在该情况下，所述控制器可以构成为，基于所述车辆的当前车速、所述必要车速、加速度、达到所述必要车速的时间、以及从所述车辆的当前的位置到所述上坡路的进入位置的距离，进行是否能够加速到所述必要车速的判断。

并且，在构成为基于必要车速进行控制的情况下，所述控制器可以构成为，在是否能够加速到所述必要车速的判断不成立的情况下，计算距所述上坡路的进入位置的距离成为能够达到所述必要车速的距离的位置，作为所述车辆的起步位置，将计算出的所述车辆的起步位置告知所述驾驶员。

发明的效果

根据本发明，构成为判断在行驶于上坡路时能否行驶到上坡的顶部。具体地，判断能否克服行驶阻力而行驶，在判断为能够行驶的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促进行规定的加速器操作(加减速操作)，以便使滑动系数成为最佳，即，成为预定的规定的滑动系数。由此，驾驶员能够掌握加速踏板的恰当的操作，其结果是，能够避免在上坡中陷于不能行驶的情况。另外，在判断为不能加速且行驶至上坡路的顶部的情况下，根据上坡顶部的势能、以及与该势能平衡的动能，计算行驶至顶部所需的必要车速(上坡路的进入位置处的车速)。并且，在判断为到达上坡路的进入位置的时刻的当前车速比必要车速大的情况下，实施驾驶员辅助控制。由此，能够避免或者抑制车辆因卡陷等而发生在上坡中不能到达顶部等问题。

另外，在当前车速在必要车速以下的情况下，实施驾驶员辅助控制，以便能够通过实施最佳的加速器操作而达到必要车速。由此，驾驶员能够避免在上坡路中陷入不能行驶的情况。进而，即使在判断为不能达到必要车速的情况下，也会告知驾驶员若从哪个位置进行再起步就能够达到必要车速。由此，驾驶员能够通过移动到该再起步位置并进行加速器操作来避免在上坡中陷入不能行驶的情况。

即，在本发明中，通过考虑到进入上坡路以前的车辆的状态或者状况，敦促进行与上述各个情况相对应的规定的加速器操作，能够可靠地行驶于上坡路。

附图说明

图1是用于说明可以在本发明中作为对象的车辆以及该车辆的控制系统的示意图。

图2是用于说明本发明的实施方式中的控制的一个例子的流程图。

图3是用于说明滑动系数与驱动力、行驶阻力、加速度的关系的映射。

图4是用于说明驾驶员辅助控制的一个例子的图。

图5是用于说明行驶于上坡路时的再起步位置的图。

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施方式。另外，下面所示的实施方式只不过是将本发明具体化的情况下的一个例子，并不用于限定本发明。

在本发明中可以作为对象的车辆是配备有发动机或者马达来作为驱动力源的车辆，另外，也可以是只配备有马达来作为驱动力源的电动车，或者，配备有发动机以及马达来作为驱动力源的混合动力车辆。另外，电动车包括只配备有马达来作为驱动力源的纯电动车(BEV)、以及配备有发动机专用于发电的所谓增程式电动车(range extender EV车辆)。进而，也可以是所谓的插电式的车辆或燃料电池汽车。

另外，本发明的实施方式中的车辆可以进行对驾驶操作进行自动控制来行驶的自动驾驶(自动驾驶控制)。在本发明的实施方式中定义的自动驾驶是这样的自动驾驶：车辆的控制系统进行行驶环境的识别或周边状况的监视、以及起步·加速、转向、及制动·停止等全部驾驶操作或者一部分驾驶操作。另外，对于自动驾驶与手动驾驶的切换，例如，由操作开关SW来进行切换。

在图1中，表示在本发明的实施方式中作为控制对象的车辆Ve的驱动系统以及控制系统的一个例子。图1中所示的车辆Ve，作为主要的构成部件配备有：驱动力源(PWR)1、前轮2、后轮3、加速踏板4、制动踏板5、检测部6、以及ECU7。

驱动力源1是输出用于产生车辆Ve的驱动力的驱动转矩的动力源。驱动力源1例如是汽油发动机或柴油发动机等内燃机，构成为对输出的调整、以及起动或停止等动作状态电动地进行控制。如果是汽油发动机，则对节气门的开度、燃油的供应量或者喷射量、点火的实施及停止、以及点火正时等电动地进行控制。或者，如果是柴油发动机，则对燃油的喷射量、燃油的喷射正时、或者EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)系统中的节气门的开度等电动地进行控制。

另外，本发明的实施方式中的驱动力源1，例如，也可以是永磁铁式的同步马达、或者感应马达等马达。这种情况下的马达，例如，兼具有作为通过被供应电力而被驱动以输出马达转矩的电动机的功能、以及作为通过受到来自于外部的转矩而被驱动以进行发电的发电机的功能。即，马达是具有发电功能的马达(所谓的电动发电机)，电动地控制作为电动机的功能与作为发电机的功能的切换等。电池经由逆变器(在图中均未示出)被连接于马达。从而，可以将马达作为发电机进行驱动，将这时发出的电储存到电池中。另外，也可以将储存在电池中的电供应给马达，将马达作为电动机进行驱动，输出马达转矩。

车辆Ve将驱动力源1输出的驱动转矩传递给驱动轮而产生驱动力。在图1中表示出前轮2成为驱动轮的前轮驱动车的结构。另外，本发明的实施方式中的车辆Ve也可以是后轮3成为驱动轮的后轮驱动车。或者，还可以是将前轮2及后轮3这两者作为驱动轮的四轮(或者全轮)驱动车。另外，也可以构成为在驱动力源1的输出侧设置变速器(图中未示出)，将驱动力源1输出的驱动转矩经由变速器向驱动轮传递。

另外，车辆Ve设置有用于驾驶员调整驱动力以进行车辆Ve的加速操作的加速踏板4。加速踏板4是过去已知的通常的结构，通过由驾驶员进行踩下操作以及收回操作，与该加速踏板4的操作量(踩下量、或者加速器开度或加速踏板位置)相对应地使驱动力源1输出的驱动转矩增大，车辆Ve的驱动力增大。相反地，通过加速踏板4的踩下被收回(向加速器关闭进行操作，或者，加速器开度或加速踏板位置降低)，与该加速踏板4的操作量相对应地使驱动转矩减小，车辆Ve的驱动力减小。与此同时，在搭载马达来作为驱动力源1的情况下，马达作为所谓的再生制动器起作用，即，利用马达输出的再生转矩对车辆Ve产生制动力。或者，在搭载发动机来作为驱动力源1的情况下，通过进行加速器关闭的操作，使所谓的发电机制动起作用，车辆Ve的制动力增大。例如，发动机的摩擦转矩或泵损成为对于驱动转矩的阻力(制动转矩)，对车辆Ve产生制动力。

另外，在车辆Ve中，设置有用于驾驶员调整制动力来进行车辆Ve的制动操作的制动踏板5。通过制动踏板5被踩下，液压式的盘式制动器或鼓式制动器等制动装置动作，产生车辆Ve的制动力。另外，上述的加速踏板4也可以是能够以与驾驶员对踏板的操作量相应地控制加速度及减速度这两者的所谓单踏板模式来行驶的操作装置。在该情况下，也可以构成为使加速踏板4和制动踏板5一起连动地进行控制。

检测部6是用于在对车辆Ve进行控制时取得必要的各种数据或信息的设备或装置，包括电源部、微型计算机、传感器、以及输入输出接口等。例如，具有：检测加速踏板4的操作量(即，加速踏板位置、或者加速器开度)的加速器位置传感器6a、检测制动踏板5的操作量(即，制动踏板行程、或者制动踏板开度)的制动器行程传感器6b、用于检测车速的车速传感器6c、检测车轮速度的车轮速度传感器6d、检测车辆Ve的加速度的加速度传感器6e、检测车辆Ve的重量或载重量的车重传感器6f、取得关于车辆Ve的外部状况的摄影信息的车载照相机6g、以及GPS接收器6h等。另外，GPS接收器6h通过接收来自于多个GPS卫星的电波，测定车辆Ve的位置(例如，车辆Ve的经度及纬度)。并且，检测部6与后面将要描述的ECU7电连接，将对应于上述各种传感器或设备·装置等的检测值或计算值或者位置信息等的电信号作为检测数据输出给ECU7。

另外，对于ECU7，除了上述检测部6之外，还从其它的地图数据库8、以及导航系统9、切换驾驶模式的操作开关SW等向ECU输入信号。地图数据库8是存储地图信息的数据库，例如，可以使用存储在能够与车辆Ve通信的信息处理中心等外部设备的计算机中的数据。另外，地图数据库8也可以被存储在ECU7的内部。导航系统9构成为基于GPS接收器6h测定的车辆Ve的位置信息、以及地图数据库8的地图信息，计算车辆Ve的行驶路径。另外，操作开关SW例如是上述手动驾驶模式与自动驾驶模式的切换开关、或者与路面状况相应地切换驾驶模式的开关。所谓与路面状况相应的驾驶模式的切换，例如，是与沙路、泥泞路、深雪路等各种路面相应地控制驱动力(或者制动力)的驾驶模式。

ECU7相当于本发明的实施方式中的“控制器”，例如是以微型计算机作为主体构成的电子控制装置，被输入由上述检测部6等检测或者计算出的各种数据。另外，ECU7使用上述那样的被输入的各种数据、以及预先存储的数据或计算式等来进行运算。与此同时，将其运算结果作为控制指令信号输出，对车辆Ve进行控制。另外，在本发明的实施方式中，ECU7也可以在与设置于车辆Ve的外部的服务器(图中未示出)或终端装置之间发送、接收数据，与这些服务器或终端装置协同工作综合地控制车辆Ve。例如，ECU7将由上述检测部6检测或者计算出的规定的数据发送给服务器。与此同时，以该规定的数据为基础，接收由服务器分析的结果。并且，ECU7基于分析结果分别控制车辆Ve各部的动作等。

这样构成的车辆Ve，在行驶于上坡路时，由于作用有由路面坡度产生的行驶阻力，因此，在克服该行驶阻力的驱动力不足的情况下，存在着在上坡行驶中变得不能行驶的情况。因此，在本发明的实施方式中，以避免或者抑制在上坡路中变得不能行驶的方式来构成。

图2是表示该控制的一个例子的流程图。另外，在进入上坡路之前的平坦路上的行驶中实施该控制例。首先，取得当前的车速、行驶路面的特性、上坡路的信息(步骤S1)。这是用于计算行驶至后面将要描述的上坡的顶部所需的加速力或必要车速的步骤，取得或者计算出各个参数的值。

具体地，利用车速传感器6c取得当前的车速。另外，所谓行驶路面的特征是指行驶中的路面的滑动系数λ与驱动力F、行驶阻力R以及加速力AF的关系，从而，分别计算出滑动系数λ、行驶阻力R、驱动力F、加速力AF。

滑动系数λ可以利用各种公知的方法来求出，例如，可以通过将从车轮速度Vw中减去车身速度(当前的车速)Vo得到的值除以车身速度Vo和车轮速度Vw之中的一方的值(大的一方的值)来求出。在车身速度Vo比车轮速度Vw大情况下，由下面的计算式来表示。

λ＝(Vw-Vo)/Vo···(1)

另外，对于驱动力F，通过将驱动力源1的转矩转换成驱动力来计算，例如，通过将驱动轴的轴转矩除以轮胎半径(驱动轴轴转矩/轮胎半径)来求出。或者，也可以根据要求驱动力、差速比(差动比)和轮胎半径来求出((要求驱动力×差动比)/轮胎半径)。

另外，行驶阻力R可以根据驱动力F、车重M、以及加速度a来求出，若用计算式来表示则如下面所示。另外，行驶阻力R除坡度阻力之外，还包括滚动阻力、以及空气阻力。

R＝F-M×a···(2)

另外，加速力AF可以根据驱动力F与行驶阻力R之差来求出，例如，可以利用由上述计算式求出的驱动力F与行驶阻力R之差来求出加速力AF。另外，例如，如图3所示，也可以根据与滑动系数λ的关系采用最小二乘法利用二次曲线来近似驱动力F以及行驶阻力R，计算由该近似求出的驱动力F与行驶阻力R之差来作为加速力AF。另外，该图3中所示的映射表示沙路(沙地)、泥泞路、深雪路等行驶阻力R比通常的路面大的情况下的路面特性。另外，实线表示平坦路中的路面特性，虚线表示上坡路中的路面特性。

另外，上坡路的信息包括：从当前的车辆的位置到上坡路的进入位置的距离L(以及到上坡顶部的距离)、上坡顶部的高度(标高)h、以及上坡的坡度角θ，从而，基于由GPS接收器6h取得的位置信息或地图数据库8，取得到上坡路的进入位置的距离L(以及到上坡顶部的距离)、上坡顶部的高度h、以及坡度角θ。

接着，判断在上坡中能否加速，即，是否能够克服包括坡度阻力在内的行驶阻力而行驶(步骤S2)。这是判断车辆Ve是否能够行驶于上坡路并爬上顶部(登顶)的步骤，具体地，在产生最大的加速力的情况下，判断该加速力AF是否是正值(加速力＞0)。换句话说，判断最大的驱动力F是否比包含坡度阻力、空气阻力、滚动阻力在内的行驶阻力R大。如上所述，加速力AF是驱动力F与行驶阻力R之差，如可以根据图3的映射掌握的那样，在上坡路的情况下，如虚线所示，与平坦路(实线)相比，行驶阻力R增大相当于坡度阻力的量。另外，与此相伴，在上坡路的情况下，与平坦路相比，加速力AF降低。即，加速力AF降低相当于行驶阻力R增大的量，在图3的映射中，加速力与滑动系数λ相应地成为正值或者负值。例如，在滑动系数λ低的一侧，行驶阻力R比驱动力F大，加速力AF成为负值。另外，坡度阻力根据车重M、重力加速度g、以及坡度角θ而成为Mgsinθ。另外，空气阻力以及滚动阻力可以通过过去已知的计算方法来计算。

从而，在该步骤S2中做出肯定的判断的情况下，即，在由上坡中的加速力AF为正值判断为进行加速并且能够上坡的情况下，实施驾驶员辅助控制(步骤S3)。该驾驶员辅助控制是指对于驾驶员敦促其进行规定的加速器操作的控制，以及自动地对驱动力进行控制。如上所述，在本发明的实施方式的车辆Ve中，驾驶员可以选择手动驾驶和自动驾驶。从而，在选择了手动驾驶模式的情况下，敦促进行规定的加速器操作，以便能够进行加速并行驶于上坡。在该驾驶员辅助控制中，包括敦促进行加速器操作以使得滑动系数成为最佳的控制。即，在以规定的车速行驶的状态下，在轮胎与路面之间存在所谓的抓地力成为最大的滑动系数，过去已知该滑动系数为20％左右的值。从而，在来自于动力源的驱动力不足的情况下，滑动系数变得过低，不能获得必要的加速力(或者驱动力)，另外相反地，在来自于动力源的驱动力过大的情况下，滑动系数变得比最佳值小。因此，在设计上预先确定最佳滑动系数或者目标滑动系数，在驾驶员辅助控制中，敦促驾驶员控制动力源的驱动力，以使得滑动系数成为该预定的最佳值或者目标值。具体地，例如，如图4所示，为了获得上坡所需的驱动力和最佳的滑动系数，在平视显示器10中显示加速器开启(ACC ON)，向驾驶员做出加速踏板4的操作量在何种程度上不足等的显示。另外，在加速踏板4的操作量不足的情况下，除了图4的显示之外，还一并通过仪表显示等来告知是否可以通过进行何种程度的踩下来到达上坡的顶部。

另外，向驾驶员的告知并不局限于图4那样的平视显示器10，也可以显示在车载显示器或能够与车辆Ve通信的外部显示器等其它的HMI装置11中。或者，也可以是通过声音或者告知音等来辨识，或者，通过使方向盘12或座椅振动来识别等方法。即，能够通过视觉、听觉、或者触觉等中的至少任一方法敦促驾驶员进行规定的加速器操作即可。另外，也可以在HMI装置11中显示获得目标驱动力或加速度的目标滑动系数、以及表示图3所示的滑动系数λ与驱动力F、行驶阻力R、加速力AF的关系的映射等。换句话说，通过将当前的行驶状态或路面状况等进行可视化，敦促驾驶员进行恰当的加速器操作。

另外，作为车辆Ve的行驶模式，在选择了自动驾驶模式的情况下，不通过驾驶员的加速器操作，而对驱动力进行控制。具体地说，求出能够加速并行驶到上坡路的顶部的驱动力(以及加速力)，控制驱动力源1的转矩，以便达到该驱动力。

另一方面，在步骤S2中做出否定的判断的情况下，即，在上坡中的加速力为“0”以下的值的情况下(换句话说，在包括坡度阻力在内的行驶阻力在驱动力以上的情况下)，判断当前的车速Vo是否比为了到达上坡路的顶部所需的必要车速Vt大(步骤S4)。如上所述，只要能够加速并行驶于上坡路即可。另一方面，由于即使在上坡中进行减速，车速也不会立即变成“0”，因此，存在着即使减速也能够到达上坡的顶部的可能性。从而，在该步骤S4，求出行驶到上坡的顶部所需的必要车速(最低车速)Vt，判断当前车速Vo是否比该必要车速Vt大。另外，必要车速Vt是上坡路的进入位置处的车辆的车速。

具体地，根据势能求出必要车速Vt。势能可以根据在步骤S1中计算出的车重M、上坡路的顶部的高度h、以及重力加速度g来求出。即，“势能＝Mgh”。并且，在将与该势能平衡的动能下的“Vt”定义为必要车速的情况下，可以表示为：

1/2MVt²＝Mgh···(3)。

即，必要车速Vt是使车辆保持与如下能量相等的动能的车速：即，所述能量是为了使车辆行驶所需的能量之中的与上坡路的坡度阻力相当的能量。如果上坡路的进入位置处的车速为必要车速Vt，则只要车辆输出克服行驶阻力之中的除坡度阻力以外的阻力的驱动力即可，从而，如果行驶道路的状态除了坡度以外是恒定的，则只要行驶来到上坡路的进入位置的车辆在该上坡路的进入位置处具有必要车辆Vt，就能够利用与此前相等的驱动力登顶上坡路。在当前车速Vo比上述必要车速Vt大的情况下，在该步骤S4中做出肯定的判断。

从而，在该步骤S4中做出肯定的判断的情况下，即，在当前车速Vo比必要车速Vt大的情况下，实施上述驾驶员辅助控制(步骤S3)。即，在选择了手动驾驶模式的情况下，如上所述，在图4的平视显示器10或HMI装置11中进行促成规定的加速器操作或驾驶辅助的显示。在选择了自动驾驶模式的情况下，不通过驾驶员的加速器操作，而进行驱动力的控制。从而，对驱动力进行控制，以使得滑动系数成为预定的最佳值或者目标值。

与此相反，在步骤S4中做出否定的判断的情况下，即，在判断为当前车速Vo在必要车速Vt以下的情况下，判断是否能够达到必要车速Vt(步骤S5)。即使在上述当前车速Vo在必要车速Vt以下的情况下，在从当前的车辆的位置到上坡路的进入位置，能够达到必要车速Vt的情况下，也能够行驶到上坡的顶部。因此，在该步骤S5中，判断是否能够达到该必要车速Vt。

具体地，当从当前的车辆的位置到进入上坡路的位置的距离为“L”，当前车速为上述的“Vo”，必要车速为上述的“Vt”，根据在进入上坡路之前的平坦路中获得的最大加速力和车重M求出的加速度为“a”，时间为“t”时，下面的计算式成立。

Vo+at＝Vt···(4)

Vot+1/2at²≤L···(5)

根据上述计算式(4)，求出达到必要车速Vt的时间t，利用该求出的时间t判断计算式(5)是否成立。另外，从上述当前的车辆的位置到进入上坡路的位置的距离L可以利用地图数据库8或导航系统9等来求出，最大加速力可以根据表示上述图3的滑动系数与驱动力、加速力、行驶阻力的关系的映射来求出。

从而，在满足计算式(5)的情况下，即，在因在从当前的车辆的位置到上坡路的进入位置之间能够达到必要车速Vt，而在步骤S5中做出肯定的判断的情况下，实施前面所述的驾驶员辅助控制(步骤S3)。即，在选择了手动驾驶模式的情况下，如上所述，在图4的平视显示器10或HMI装置11中进行促成加速器操作或驾驶辅助的显示。在选择了自动驾驶模式的情况下，不通过驾驶员的加速器操作，而进行驱动力的控制。

与此相反，在该步骤S5中做出否定的判断的情况下，即，在“Vot+1/2at²＞L”的情况下，告知驾驶员再起步位置，并且，实施驾驶员辅助控制(步骤S6)。即，由于至达到必要车速Vt的距离比从当前的车辆的位置到上坡路的进入位置的距离L长，因此，告知从什么位置再起步且以何种程度进行加速器操作才能够达到必要车速Vt。

另外，车辆Ve的再起步位置可以利用下面的计算式来求出。

at＝Vt···(6)

1/2at²＝X···(7)

根据上述计算式(6)，求出达到必要车速Vt的时间t，将该求出的时间t代入到计算式(7)中，求出至再起步位置的距离X。另外，再起步位置的告知，如图5所示，例如，显示于HMI装置11中，告知驾驶员该再起步位置。即，告知从进入用斜线表示的上坡路X[m]近前起进行再起步。另外，在进行再起步的情况下，由于当前车速Vo成为“0”，因此，在上述计算式(6)及(7)中被省略。

另外，在驾驶员移动到再起步位置之后，实施驾驶员辅助控制。即，进行关于从该再起步位置起实施何种程度的加速器操作就能够达到必要车速Vt的辅助驾驶。驾驶员辅助控制可以与在上述步骤S3中说明的驾驶员辅助控制一样，例如，在平视显示器10或HMI装置11中敦促进行规定的驾驶操作。

接着，对于本发明的实施方式中的作用进行说明。如上所述，在本发明的实施方式中，构成为判断在行驶于上坡路时，是否能够行驶到(能够到达)上坡路的顶部。具体地，判断是否能够克服行驶阻力R进行加速并行驶，在判断为能够加速并行驶的情况下，实施敦促进行规定的加速器操作的驾驶员辅助控制。由此，驾驶员能够掌握恰当的对加速踏板4的操作，其结果是，可以避免在上坡中因卡陷等而陷入不能行驶的情况。

另外，在判断为不能加速并行驶到上坡路的顶部的情况下，根据上坡顶部的势能、以及与该势能平衡的动能来计算行驶到顶部所需的必要车速Vt。并且，判断当前车速Vo是否比该必要车速Vt大，在判断为当前车速Vo比必要车速Vt大的情况下，实施驾驶员辅助控制。由此，可以避免或者抑制车辆Ve在上坡中发生不能到达顶部等问题。

另外，在当前车速Vo在必要车速Vt以下的情况下，判断通过进行最佳的加速器操作，是否能够使当前车速Vo达到必要车速Vt。具体地，求出至达到必要车速所需的时间t，由利用该时间t能够行驶的距离与从车辆Ve的当前位置到上坡路的进入位置的距离L的关系来判断是否能够达到必要车速Vt。并且，在判断为能够达到必要车速Vt的情况下，实施上述驾驶员辅助控制。由此，可以避免车辆Ve在上坡路中陷入不能行驶的情况。

进而，即使在判断为不能达到必要车速Vt的情况下，也会判断从哪个位置进行再起步是否能够达到必要车速Vt，并且告知驾驶员该再起步位置。因此，驾驶员可以通过移动到该再起步位置并进行加速器操作来避免在上坡中陷入不能行驶的情况。

即，通过与包括进入上述上坡路以前的状况在内的各种状况相对应地敦促驾驶员进行规定的加速器操作，能够可靠地行驶于上坡路。另外，通过实施这样的控制，在进入上坡路之前，可以事前判断是否能够行驶完该上坡路，在事前掌握到不能行驶的情况下，可以避免或者抑制车辆Ve变成卡陷状态。另外，即使在车辆Ve卡陷了的情况下，通过可以掌握能够达到必要车速Vt的再起步位置，可以避免该车辆Ve多次卡陷。

另外，上述驱动力的控制，除了由车辆Ve的ECU7来实施之外，也可以由能够与车辆Ve通信的外部的服务器或外部的终端装置这样的设备等来实施。从而，除了新制造或者销售的车辆之外，也可以应用于已经售出的车辆，其结果是，可以提高这些车辆的行驶性能。

上面，对于本发明的多个实施方式进行了说明，但是，本发明并不局限于上述例子，在实现本发明的目的的范围内可以适当地变更。具体地，在上述实施方式中，判断在上坡中是否能够加速，在判断结果为否定的情况下，求出前面所述的必要车速Vt，判断是否能够登顶上坡路，并且进行前面所述的规定的控制，但是，也可以构成为不进行这样的判断，而进行对于前面所述的必要车速Vt的判断(前面所述的步骤S4的判断)，之后，进行图2所示的步骤S3、步骤S5、步骤S6的控制。步骤S4的判断与步骤S2的判断同样，是能否登顶上坡路的判断。

另外，在上述实施方式中，作为行驶路面，例如以沙路、泥泞路、深雪路等行驶阻力比较大的路面作为对象进行了说明，但是，本发明也可以适用于行驶阻力比沙路等低的通常的路面。

附图标记说明

1 驱动力源

2 前轮

3 后轮

4 加速踏板

5 制动踏板

6 检测部

6a 加速器位置传感器

6b 制动器行程传感器

6c 车速传感器

6d 车轮速度传感器

6e 加速度传感器

7 ECU(电子控制装置)

8 地图数据库

9 导航系统

10 平视显示器

11 HMI

SW 操作开关

Ve 车辆。

Claims

1.一种车辆的驱动力控制装置，构成为在行驶于上坡路时，求出路面的特性以控制车辆的驱动力，其特征在于，配备有控制所述驱动力的控制器，

所述控制器构成为，

在进入存在于所述车辆行驶的行驶道路的前方的上坡路之前，计算所述行驶道路的行驶中的路面的滑动系数、与所述滑动系数相对应的驱动力、以及所述上坡路的坡度阻力和包含该坡度阻力在内的行驶阻力，

基于所述驱动力和所述行驶阻力，判断所述车辆是否能够登顶所述上坡路，

在所述车辆能够登顶所述上坡路的判断成立的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促所述车辆的驾驶员进行加减速操作，以使得所述滑动系数成为能够获得规定的驱动力的预定的滑动系数。

2.如权利要求1所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，

在所述车辆能够登顶所述上坡路的判断不成立的情况下，求出从所述上坡路的进入位置爬至所述上坡路的顶部所需的必要车速，

判断所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速是否超过所述必要车速，

在所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速超过所述必要车速的判断成立的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促所述车辆的驾驶员进行加减速操作，以使得所述滑动系数成为能够获得规定的驱动力的预定的滑动系数。

3.如权利要求2所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，

在所述车辆到达所述上坡路的进入位置时的车速超过所述必要车速的判断不成立的情况下，判断所述上坡路的进入位置处的车速是否能够加速以便达到所述必要车速以上，

在所述上坡路的进入位置处的车速能够加速以便达到所述必要车速以上的判断成立的情况下，实施如下的驾驶员辅助控制：敦促所述车辆的驾驶员进行加减速操作，以使得所述滑动系数成为能够获得规定的驱动力的预定的滑动系数。

4.如权利要求3所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，基于所述顶部处的所述车辆的势能、以及与所述势能平衡的所述车辆的动能，求出所述必要车速。

5.如权利要求3或4所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，

基于所述车辆的当前车速、所述必要车速、加速度、达到所述必要车速的时间、以及从所述车辆的当前的位置至所述上坡路的进入位置的距离，进行是否能够加速到所述必要车速的判断。

6.如权利要求3至5中任一项所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，

在能够加速到所述必要车速的判断不成立的情况下，计算距所述上坡路的进入位置的距离成为能够达到所述必要车速的距离的位置，作为所述车辆的起步位置，

将计算出的所述车辆的起步位置告知所述驾驶员。

7.如权利要求1至6中任一项所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述车辆能够进行人不操作而控制所述驱动力的自动驾驶控制，

所述控制器构成为，

通过所述自动驾驶控制来控制所述驱动力。

8.如权利要求1至7中任一项所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述车辆还配备有用于进行加减速操作的加速踏板，

所述驾驶员辅助控制包括踩下所述加速踏板的告知和收回所述加速踏板的告知之中的至少一方。

9.一种车辆的驱动力控制装置，所述驱动力控制装置构成为，在行驶于上坡路时，求出包含路面的滑动系数在内的特性，以控制车辆的驱动力，其特征在于，

配备有控制所述驱动力的控制器，

所述控制器构成为，

求出从所述上坡路的进入位置爬至所述上坡路的顶部所需的必要车速，

10.如权利要求9所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，

11.如权利要求10所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，基于所述顶部处的势能、以及与所述势能平衡的动能，求出所述必要车速。

12.如权利要求11所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，

基于所述车辆的当前车速、所述必要车速、加速度、达到所述必要车速的时间、以及从所述车辆的当前的位置到所述上坡路的进入位置的距离，进行是否能够加速到所述必要车速的判断。

13.如权利要求10或12所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

所述控制器构成为，

在是否能够加速到所述必要车速的判断不成立的情况下，计算距所述上坡路的进入位置的距离成为能够达到所述必要车速的距离的位置，作为所述车辆的起步位置，

将计算出的所述车辆的起步位置告知所述驾驶员。