JP2008037152A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】強制用途による車速制限中に一時的に車速制限を解除してドライバーの利便性及び安全性を向上させる。
【解決手段】本発明における車両の駆動力制御装置は、車速及びアクセルペダル踏み込み量に基づいて車両の目標加速度を演算する目標加速度演算手段（２１）と、車速が所定の制限車速を超えないように目標加速度に基づいて制限目標加速度を演算する制限目標加速度演算手段（２２）と、制限目標加速度に基づいて車両の駆動力を演算する駆動力演算手段（２３）とを備え、制限目標加速度演算手段（２２）は、車速を所定の制限車速に制限しているときであって、アクセルペダル踏み込み量が増大したとき、車速が制限車速を超えるように制限目標加速度を演算し、その後車速が制限車速まで再度低下するように制限目標加速度を演算する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に関するものである。

車両の速度を制限する装置が知られており、このような装置は用途に応じて主に２つに分類される。１つはドライバーが任意に車速の制限値を設定することで、制限車速を超えないように走行することが可能となる補助的な用途であり（以下、「補助用途」という）、もう１つは法令に従って国、市町村及び道路管理者などが対象車両の速度を強制的に制限する用途（以下「強制用途」という）である。

上記のような車速制限装置を搭載する車速制限車両と搭載していない非制限車両とが道路に混在する状況では、ドライバーにとって不便な状況や危険な状況が想定される。例えば、高速道路において車速制限車両の車速が８０ｋｍ／ｈに制限されている場合であって、車速制限車両の前方に車速制限車両より少しだけ遅い車両がいる場合、追い越しに時間が掛かり不便である。また、高速道路（特に追越車線）では８０ｋｍ／ｈを超える高速車両が走行しているが、このような高速車両が頻繁に走行している車線（例えば追越車線）に追い越しや合流または危険回避等のために車線変更する場合には車速制限車両が非制限車両から追突される可能性がある。なお、このような状況は一般道であっても同様である。

そこで、ドライバーの意思により一時的に車速を制限値以上に上げることができる機能（以下「オーバーライド機能」という）を有する車速制限装置が知られている。特許文献１には、任意に変更可能な制限車速と法令により強制される制限車速とのうち、小さい方で車速を制限する装置において、手動スイッチ、またはアクセルの２回踏込みによって補助用途による車速制限を解除し、強制用途による制限車速まで加速する点が開示されている。
特開２００３−２２７３６５公報

しかし、上記従来の技術では補助用途による車速制限を解除することはできるが、強制用途による車速制限を解除することはできないので、前述のように追い越しの際に不便であり、また追い越しや合流の際に追突される可能性がある。

ここで、補助用途による車速制限の解除と同様に強制用途による車速制限を解除することが考えられるが、解除状態を維持したまま走行できるので車速制限装置の効果が失われる。

本発明は、強制用途による車速制限中に一時的に車速制限を解除してドライバーの利便性及び安全性を向上させることを目的とする。

本発明の車両の駆動力制御装置は、車速及びアクセルペダル踏み込み量に基づいて車両の目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、車速が所定の制限車速を超えないように目標加速度に基づいて制限目標加速度を演算する制限目標加速度演算手段と、制限目標加速度に基づいて車両の駆動力を演算する駆動力演算手段とを備え、制限目標加速度演算手段は、車速を所定の制限車速に制限しているときであって、アクセルペダル踏み込み量が増大したとき、車速が制限車速を超えるように制限目標加速度を演算し、その後車速が制限車速まで再度低下するように制限目標加速度を演算する。

本発明によれば、車速が所定の制限車速に制限されていても追い越しなどのためにアクセルペダルを踏み込むことによって車速が一時的に制限車速を超えるので、制限車速で走行中に前方の車両を追い越す場合などに迅速な追い越しが可能となってドライバーの利便性及び安全性を向上させることができる。

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１は本実施形態における車両の駆動力制御装置を示すシステム構成図である。

制御開始ＳＷ１は、駆動力制御を実行するか否かを検出する。ＳＷがオン状態の場合は、駆動力制御実行と判断する。ＳＷがオフの場合は、駆動力制御を停止する。

ブレーキＳＷ２は、ドライバーがブレーキを踏んでいるか否かを検出する。ブレーキを踏んでいる場合、オン状態となり、ブレーキを離している場合、オフ状態となる。

アクセル開度センサ３は、ドライバーのアクセルペダル踏込み量ＡＰＯを検出する。

駆動輪速センサ４は、左右の各駆動輪毎に車輪速度を検出する。駆動力制御ＥＣＵ９では左右の駆動輪速を平均化して実車速ａＶＳＰを演算する。

トランスミッションＥＣＵ７は、駆動力制御ＥＣＵ９に対し、実変速比ａＲＡＴ１０を出力する。

駆動力制御ＥＣＵ９は、マイクロコンピューターとその周辺部品により構成され、制御周期（例えば１０ｍｓ）毎に制御開始ＳＷ１、ブレーキＳＷ２、アクセル開度センサ３、駆動輪速センサ４、トランスミッションＥＣＵ７からの信号を取込んで、エンジンＥＣＵ５、トランスミッションＥＣＵ７に指令値を出力する。

駆動力制御ＥＣＵ９は、図１に示すように、マイクロコンピューターのソフトウェア形態により構成される制御開始判定部１０、駆動力制御部２０及び駆動力配分部３０を備え、スロットルバルブとトランスミッションを用いることによって車両の加速度を制御する。

エンジンＥＣＵ５は、駆動力制御ＥＣＵ９から出力されたエンジントルク指令値ｃＴＥをもとにスロットル開度を算出し、スロットルＡＣＴＲ６にスロットル開度信号を出力する。スロットルＡＣＴＲ６は、スロットル開度信号に従ってエンジンのスロットルバルブを制御する。トランスミッションＥＣＵ７は、駆動力制御ＥＣＵ９から出力されたＡＴシフト位置指令値ｓｆｔＰＯＳをもとに変速機のシフト位置を制御する。本実施形態では有段ＡＴを使用しているが、無段階変速が可能なＣＶＴを使用してもよい。

次に図２のフローチャートを参照して制御開始判定部１０の動作について説明する。

ステップＳ１では、制御開始ＳＷ１からの信号を取込んでＳＷがオン状態であるか、オフ状態であるかを判定する。オン状態である場合はステップＳ２へ進み、オフ状態である場合はステップＳ４へ進む。

ステップＳ２では、ブレーキＳＷ２からの信号を取込んでＳＷがオン状態であるか、オフ状態であるかを判定する。オン状態である場合はステップＳ４へ進み、オフ状態である場合はステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを１として処理を終了する。制御実行フラグが１の場合、駆動力制御は実行される。

ステップＳ４では制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを０として処理を終了する。制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０の場合、駆動力制御は停止される。ドライバーがブレーキを踏んでいる場合は、スロットル開度と変速機のシフト位置では目標加速度ｔＡｃｃに実加速度ａＡＣＣを追従させることができないため、フラグを０として制御を停止する。

制御実行フラグｆＳＴＡＲＴは、駆動力制御ＥＣＵ９からエンジンＥＣＵ５、トランスミッションＥＣＵ７に出力され、エンジンＥＣＵ５及びトランスミッションＥＣＵ７はフラグに従って以下のように制御される。

制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１の場合、エンジンＥＣＵ５は駆動力制御実行状態と判定し、駆動力制御ＥＣＵ９から出力されたエンジントルク指令値ｃＴＥに基づいたエンジントルクを出力するようにスロットルＡＣＴＲ６を制御する。制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０の場合、エンジンＥＣＵ５は駆動力制御停止状態と判定し、アクセル踏込み量ＡＰＯに応じたエンジントルクを出力するようにスロットルＡＣＴＲ６を制御する。

同様に制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１の場合、トランスミッションＥＣＵ７は駆動力制御実行状態と判定し、駆動力制御ＥＣＵ９から出力されたＡＴシフト位置指令値ｓｆｔＰＯＳに変速機のシフト位置を設定する。制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０の場合、トランスミッションＥＣＵ７は駆動力制御停止状態と判定し、アクセル踏込み量ＡＰＯと実車速ａＶＳＰに応じた変速機のシフト位置を設定する。

次に図１の駆動力制御部２０の動作について図３のブロック図を用いて説明する。駆動力制御部２０は、目標加速度マップ２１（目標加速度演算手段）、車速制限部２２（制限目標加速度演算手段）、駆動力変換部２３（駆動力演算手段）、フィードフォワード補償部２４、フィードバック補償部２５から構成されアクセル踏込み量ＡＰＯ、実車速ａＶＳＰ、制限車速ｌｉｍＶＳＰからエンジントルク指令用要求駆動力ｄｅｍＦＥＮＧとＡＴシフト位置指令用要求駆動力ｄｅｍＦＡＴを算出する。

エンジントルク指令用要求駆動力ｄｅｍＦＥＮＧは、フィードフォワード補償部２４の出力のエンジントルク指令用要求駆動力ＦＦ出力ｆｆＦＥＮＧに、フィードバック補償部２５の出力の要求駆動力ＦＢ出力ｆｂＦを加算して算出される。また、ＡＴシフト位置指令用要求駆動力ｄｅｍＦＡＴは、フィードフォワード補償部２４の出力のＡＴシフト位置指令用要求駆動力ＦＦ出力ｆｆＦＡＴに、フィードバック補償部２５の出力の要求駆動力ＦＢ出力ｆｂＦを加算して算出する。なお、各部の詳細については後述する。

目標加速度マップ２１は、図４のマップを参照してアクセル踏込み量ＡＰＯと実車速ａＶＳＰに基づいて目標加速度ｔＡＣＣを決定する。図４に示すように目標加速度ｔＡＣＣは、アクセル踏込み量が大きいほど大きく、車速が高いほど小さくなるように設定される。

車速制限部２２は、実車速ａＶＳＰを制限車速ｌｉｍＶＳＰに制限するように目標加速度ｔＡＣＣから制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍＦｉｎを算出する。また、アクセル踏込み量ＡＰＯによって一時的に制限車速ｌｉｍＶＳＰを超えて走行可能なオーバーライド機能を有する。制限車速ｌｉｍＶＳＰの設定値はドライバーが手動で設定するものであってもよいし、ナビゲーションシステムによって自動で設定されるものであってもよい。

駆動力変換部２３は、車速制限部２２から出力された制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍＦｉｎに対して車両質量Ｍを乗算することで目標駆動力ｔＦを算出する。

ここで、図３の車速制限部２２の制御について図５を用いて詳細に説明する。車速制限部２２は、目標加速度ｔＡＣＣ、アクセル踏込み量ＡＰＯ、実車速ａＶＳＰ、制限車速ｌｉｍＶＳＰを入力値として、制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍＦｉｎを算出する。車速制限補償器２２１（フィルタ）は、目標加速度ｔＡＣＣと加速度オフセット量ｏｆｆＡＣＣとを加算した値を入力値ｉｎｐｕｔＬｉｍとし、適合パラメータｇａ（フィルタの分子の定数項）、ｇｂｌｉｍ（フィルタの分子の１次ゲイン）、ｇｃ（フィルタの分母の１次ゲイン）を変更することで、応答特性が変化するフィルタである。具体的な構成を以下の（１）式に示す。

なお、実際にはタスティン近似などで離散化して得られた漸化式を用いて演算する。また、本実施形態の車速制限補償器２２１は分母と分子がそれぞれ１次であるが、これに限定されるものではない。

ｇａマップ２２２は、図６のマップを参照して実車速ａＶＳＰと制限車速ｌｉｍＶＳＰの差である速度差ｄＶＳＰに基づいて適合パラメータｇａを算出する。なお、図６中のＶＳＰ＿Ａは運転フィーリング等の評価実験によって決定する適合パラメータである。

ｇｃマップ２２３は、図７のマップを参照してアクセル踏込み量ＡＰＯに基づいて適合パラメータｇｃを算出する。なお、図７のマップは運転フィーリング等の評価実験によって車種、用途に応じてマップデータを決定する。

ｇｂマップ２２４は、図８のマップを参照してアクセル踏込み量ＡＰＯに基づいて適合パラメータｇｂを算出する。なお、図８は運転フィーリング等の評価実験によって車種、用途に応じてマップデータを決定する。

最小値選択２２５は、適合パラメータｇｂ及びｇｃのうち小さい方の値を適合パラメータｇｂｌｉｍとする。

加速度オフセットマップ２２６は、図９のマップを参照して実車速ａＶＳＰと制限車速ｌｉｍＶＳＰの差である速度差ｄＶＳＰに基づいて加速度オフセット量ｏｆｆＡＣＣを算出する。なお、図９中のＶＳＰ＿Ｂ、ｏｆｆＡＣＣ＿Ｂは運転フィーリング等の評価実験によって決定する適合パラメータである。

最大値選択２２７は、車速制限補償器２２１の出力ｏｕｔｐｕｔＬｉｍの下限値をゼロに制限する。

最小値選択２２８は、最大値選択２２７の出力から加速度オフセット量ｏｆｆＡＣＣを減算して得られる暫定制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍと、目標加速度ｔＡＣＣとのうち小さい方の値を制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍＦｉｎとする。

次に、図３のフィードフォワード補償部２４の制御について図１０を用いて詳細に説明する。フィードフォワード補償部２４は、目標駆動力ｔＦと実車速ａＶＳＰを入力値として、エンジントルク指令用要求駆動力ＦＦ出力ｆｆＦＥＮＧとＡＴシフト位置指令用要求駆動力ＦＦ出力ｆｆＦＡＴを算出する。

位相補償器Ｇａ（ｓ）２４１は、制御対象の加速度応答を規範応答モデルＧｒｅ（ｓ）に一致させるように目標駆動力に対して位相補償を施し、エンジントルク指令用要求駆動力ＦＦ出力ｆｆＦＥＮＧを演算する。位相補償器Ｇａ（ｓ）２４１の伝達特性は、規範応答モデルＧｒｅ（ｓ）に制御対象のエンジントルク応答特性Ｇｅ（ｓ）の逆系をかけた式で表される。本実施形態では、規範応答モデルＧｒｅ（ｓ）及びエンジントルク応答特性Ｇｅ（ｓ）ともに一次の伝達関数を用いており、位相補償器Ｇａ（ｓ）２４１は、以下の（２）式に示すとおりである。

ここで、Ｔｒｅは規範応答モデルの時定数、Ｔｅはエンジン特性の時定数である。なお、実際にはタスティン近似などで離散化して得られた漸化式を用いて演算する。

規範応答モデル時定数マップ２４２は、実車速ａＶＳＰを入力として規範応答モデルＧｒｅ（ｓ）の時定数Ｔｒｅを決定する。時定数Ｔｒｅは例えば図１１のマップを参照して実車速ａＶＳＰに基づいて演算される。なお、図１１のマップを使用した場合、実車速ａＶＳＰがＶＳＰ１以下の場合は進み補償となり、ＶＳＰ１以上の場合には遅れ補償となる。

規範応答モデルＧｒｅ（ｓ）の時定数Ｔｒｅは、前述の方法以外にも運転環境やドライバー特性などにより決定する方法等がある。

要求駆動力切替ＳＷ２４３は、位相補償器Ｇａ（ｓ）２４１が進み補償となる場合と、遅れ補償となる場合とで、シフト位置を決定する要求駆動力を切替選択する。位相補償器Ｇａ（ｓ）２４１が遅れ補償となる場合には、ＡＴシフト位置指令用要求駆動力ＦＦ出力ｆｆＦＡＴを要求駆動力ＦＦ出力ｆｆＦとし、位相補償器Ｇａ（ｓ）２４１が進み補償となる場合には、ＡＴシフト位置指令用要求駆動力ＦＦ出力ｆｆＦＡＴを目標駆動力ｔＦとする。

なお本実施形態では、位相補償器Ｇａ（ｓ）２４１が進み補償となる場合に目標駆動力ｔＦを要求駆動力切替ＳＷ２４３の入力（Ｂポート）としているが、必要に応じて規範応答モデルＧｒｅ（ｓ）や、その他の遅れ特性を有する補償器により、目標駆動力ｔＦを補正した出力を要求駆動力切替ＳＷ２４３の入力（Ｂポート）としてもよい。

次に、図３のフィードバック補償部２５の制御について図１２を用いて詳細に説明する。フィードバック補償部２５は、制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍＦｉｎ、実車速ａＶＳＰを入力値として、要求駆動力ＦＢ出力ｆｂＦを算出する。

エンジンモデルＧｂ（ｓ）２５１は、規範応答モデルＧｒｅ（ｓ）の制御対象と同じ無駄時間Ｔｄが設定された無駄時間処理により構成される。またフィードフォワード補償部２４の規範応答モデルＧｒｅ（ｓ）と同様に、規範応答モデル時定数マップ２５４の出力に応じてエンジンモデルＧｂ（ｓ）２５１の特性は変化する。

加速度変換部２５２では、実車速ａＶＳＰに対し近似微分処理を施し、実加速度ａＡＣＣを演算する。実加速度ａＡＣＣは、例えば以下の（３）式に示すような１次のハイパスフィルタＧｈｐｆ（ｓ）を用いて演算する。

ただし、Ｔａはハイパスフィルタ時定数である。

フィードバック補償器２５３は、エンジンモデルＧｂ（ｓ）２５１の出力と実加速度ａＡＣＣの偏差を入力とし、実加速度ａＡＣＣが制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍＦｉｎに一致するよう要求駆動力ＦＢ出力ｆｂＦを算出する。要求駆動力ＦＢ出力ｆｂＦにより、制御対象のモデル化誤差、路面勾配や走行抵抗などの各種外乱の影響を抑える。フィードバック補償器は、図１２に示すような比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫＩ、微分ゲインＫＤからなるＰＩＤ補償器を用いる。

次に、図１の駆動力配分部の制御について図１３を用いて詳細に説明する。駆動力配分部３０では、実車速ａＶＳＰ、実変速比ａＲＡＴＩＯ、エンジントルク指令用要求駆動力ｄｅｍＦＥＮＧ、ＡＴシフト位置指令用要求駆動力ｄｅｍＦＡＴを入力として、ＡＴシフト位置指令値ｓｈｔＰＯＳとエンジントルク指令値ｃＴＥを算出する。

ＡＴシフト位置指令値マップ３１は、図１４を参照して実車速ａＶＳＰとＡＴシフト位置指令用要求駆動力ｄｅｍＦＡＴからＡＴシフト位置指令値ｓｆｔＰＯＳを決定する。

エンジントルク指令値算出部３２は、エンジントルク指令用要求駆動力ｄｅｍＦＥＮＧ及び実変速比ａＲＡＴＩＯにより、以下の（４）式に従ってエンジントルク指令値ｃＴＥを算出する。

ここで、ｒＴＩＲＥはタイヤ有効半径、Ｇｆは最終減速比である。

駆動力配分部３０にて算出されたＡＴシフト位置指令値ｓｆｔＰＯＳは、図１に示すようにトランスミッションＥＣＵへ出力される。エンジントルク指令値ｃＴＥはエンジンＥＣＵへ出力される。

次に本実施形態の作用について図１５〜図３４のブロック図及びタイムチャートを参照して説明する。以下に示すブロック図は本実施形態の特徴部分を抜き出して説明するものである。また、目標加速度ｔＡＣＣを「通常加速指令」として、制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍＦｉｎを「制限加速指令」として説明する。

本実施形態では、図１５に示すように運転者のアクセル操作に基づいて演算される目標加速度ｔＡＣＣにフィルタ処理を行い、フィルタの出力を制限目標加速度ｔＡＣＣＬｉｍＦｉｎとする。また、図１６に示すようにフィルタの分子と分母の次数を１次とする。これらは車速制限部２２の車速制限補償器Ｇｌｉｍ（ｓ）２２１に相当するものである。

図１７は図１５、図１６に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車両が制限車速ｌｉｍＶＳＰ以下で走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大し、加速指令が通常時と同様に増大し、車速が増大していく。時刻ｔ２において、車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰに到達すると加速指令は制限されてゼロとなり、車速は一定となる。この状態で時刻ｔ３においてドライバーがさらにアクセルペダルを踏み増すと、車速制限中であるが一時的に加速指令を増大させ車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰを超えて加速する。

また本実施形態では、図１８に示すように実車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰ以上であるときフィルタの分子の定数項をゼロとする。この制御は車速制限部２２のｇａマップ２２２における制御に相当する。フィルタの分子の定数項をゼロとすることでフィルタはハイパスフィルタとなり、入力信号の定常成分を除去した信号が出力される。ハイパスフィルタは入力信号の近似微分値を出力信号とするフィルタであり、入力信号が変化しない場合には出力信号がゼロに収束する。

図１９は図１８に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車両が制限車速ｌｉｍＶＳＰ以下で走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大し、加速指令が通常時と同様に増大し、車速ａＶＳＰが増大していく。時刻ｔ２において、車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰに到達すると加速指令は制限されてゼロとなり、車速ａＶＳＰは一定となる。さらに、フィルタの分子の定数項がゼロとなる。この状態で時刻ｔ３においてドライバーがさらにアクセルペダルを踏み増すと、車速制限中であるが一時的に加速指令を増大させ車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰを超えて加速する。加速指令はその後アクセル開度が変化しなければゼロに収束する。

さらに本実施形態では、図２０に示すように実車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰ以上であるとき、フィルタの分子の１次ゲインＧｂを分母の１次ゲインＧｃ以下に設定する。この制御は車速制限部２２の最小値選択２２５における制御に相当する。

図２１は図２０に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車速ａＶＳＰが制限されて制限車速ｌｉｍＶＳＰで走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大すると加速指令が増大するが、フィルタの分子のゲインＧｂを分母のゲインＧｃ以下に設定しているので、最大でも通常加速指令を超えることはない。これにより、車速も通常時以上になることはない。

さらに本実施形態では、図２２に示すようにフィルタの分母の１次ゲインＧｃをアクセル開度ＡＰＯに応じて変化させる。この制御は車速制限部２２のｇｃマップ２２３における制御に相当する。ゲインＧｃはフィルタの時定数Ｔｒｅに相当し、フィルタの入力信号がステップ状に変化したときに、フィルタの出力信号が一旦増加した後ゼロに収束するまでの時間を調整することができる。

図２３は図２２に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車速ａＶＳＰが制限されて制限車速ｌｉｍＶＳＰで走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大すると制限加速指令が増大した後、徐々にゼロに収束する。このとき、時刻ｔ１においてドライバーがアクセルペダルを踏み増す前の時点でのアクセル開度が高いほど、ゲインＧｃが大きく設定されるので制限加速指令がゼロに収束するまでに要する時間が長くなり、車速が高くなる。

さらに本実施形態では、図２４に示すようにフィルタの出力値の上限及び下限を制限する。この制御は車速制限部２２の最大値選択２２７及び最小値選択２２８における制御に相当する。フィルタの入力値は各種センサの出力に基づいて演算されるが、センサの電気信号に電気ノイズなどの外乱が生じた場合、フィルタの出力値が極めて大きな値となり車両が急加速したり、極めて小さな値となり車両が急減速したりする場合がある。そこで、フィルタの出力値の上限及び下限を制限することで出力値を所望の範囲内に制限する。

さらに本実施形態では、図２５に示すようにフィルタの出力の下限値をゼロに設定する。この制御は車速制限部２２の最大値選択２２７における制御に相当する。

図２６は図２５に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車速ａＶＳＰが制限されて制限車速ｌｉｍＶＳＰで走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大すると制限加速指令が増大した後、徐々にゼロに収束していく。時刻ｔ２においてドライバーがアクセルペダルを急激に戻すと制限加速指令が急激に低下するが、フィルタの出力の下限値をゼロに設定しているので、マイナス出力となることはない。これにより車両が急激に減速することはない。

さらに本実施形態では、図２７に示すように実車速ａＶＳＰと制限車速ｌｉｍＶＳＰとの差に応じたオフセット量をフィルタの出力値から減算することで制限加速指令値を演算する。この制御は車速制限部２２の加速度オフセットマップ２２６の出力値を最大値選択２２７の出力値から減算する制御に相当する。

図２８は図２７に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車両が制限車速ｌｉｍＶＳＰ以下で走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大し、加速指令が通常時と同様に増大し、車速ａＶＳＰが増大していく。時刻ｔ２において、車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰに到達すると加速指令は制限されてゼロとなり、車速ａＶＳＰは一定となる。さらに、フィルタの分子の定数項Ｇａがゼロとなる。この状態で時刻ｔ３においてドライバーがさらにアクセルペダルを踏み増すと、車速制限中であるが一時的に加速指令を増大させ車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰを超えて加速する。このとき、車速ａＶＳＰが上昇して車速ａＶＳＰと制限車速ｌｉｍＶＳＰとの差が大きくなるほどオフセット量が増大するので、加速指令値がマイナス側にオフセットされ、これにより時刻ｔ４において車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰまで低下する。車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰまで低下することでオフセット量がゼロとなり加速指令値がゼロとなる。

さらに本実施形態では、図２９に示すように実車速ａＶＳＰと制限車速ｌｉｍＶＳＰとの差に応じたオフセット量をフィルタの入力値に加算して制限加速指令値を演算する。この制御は車速制限部２２の加速度オフセットマップ２２６の出力値を車速制限補償器Ｇｌｉｍ（ｓ）２２１の入力値に加算する制御に相当する。

図３０は図２９に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車速ａＶＳＰが制限されて制限車速ｌｉｍＶＳＰで走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大すると制限加速指令が増大した後、徐々にゼロに収束していく。このとき制限加速指令のピーク値は通常時の加速指令値と同一となる。

さらに本実施形態では、図３１に示すように通常時の加速指令値と制限加速指令値とのうち小さい方を加速指令値とする。この制御は車速制限部２２の最小値選択２２８における制御に相当する。

図３２は図３１に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車速ａＶＳＰが制限されて制限車速ｌｉｍＶＳＰで走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大すると制限加速指令が増大した後、徐々に低下していく。時刻ｔ２においてドライバーがアクセルペダルを急激に戻すと通常時の加速指令が制限加速指令より小さくなるので、加速指令を通常時の加速指令に切り換える。これにより、車速ａＶＳＰは通常走行時と同様に減速していく。

以上のように本実施形態では、車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰに制限されていても追い越しなどのためにアクセルペダルを踏み込むことによって車速ａＶＳＰが一時的に制限車速ｌｉｍＶＳＰを超えるので、制限車速ｌｉｍＶＳＰで走行中に前方の車両を追い越す場合などに迅速な追い越しが可能となってドライバーの利便性及び安全性を向上させることができる。

また、フィルタの伝達特性を運転状況に応じて変化させることで、実車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰより小さいときはドライバーの要求に応じて車両を加速させ、実車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰより大きいときはドライバーの要求に応じて一時的に車両が加速するように制御することができる。

さらに、実車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰに制限されている状態からドライバーのアクセル踏み込みによりアクセル開度ＡＰＯが増加すると、制限加速指令は一時的に増加し、その後フィルタの入力値である通常加速指令の変化がないので出力値である制限加速指令はゼロに収束する。これにより、一時的に車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰを超えた後、ドライバーが操作することなく車速ａＶＳＰを制限車速ｌｉｍＶＳＰまで低下させることができる。

さらに、フィルタの分子の１次ゲインＧｂを分母の１次ゲインＧｃ以下に設定することで、オーバーライド時のアクセル開度ＡＰＯに対する加速指令値の立ち上がりを車速制限のない通常時以下に抑制することができる。

さらに、ドライバーがアクセルペダルを踏み増す前の時点におけるアクセル開度ＡＰＯに応じてゲインＧｃを変化させるので、制限加速指令がゼロに収束するまでに要する時間を調整でき、オーバーライド時の加速の伸びを調整することができる。

さらに、フィルタの出力値の上限及び下限を制限することで出力値を所望の範囲内に制限することができ車両の急加速及び急減速を防止することができる。

さらに、フィルタの出力の下限値をゼロに設定するので、オーバーライド時にドライバーが急激にアクセルペダルを戻しても車両が急減速することを防止できる。

さらに、オーバーライド時に車速ａＶＳＰが上昇して制限車速ｌｉｍＶＳＰとの差が大きくなるに従ってオフセット量が増大し加速指令値が低下していくので、車速ａＶＳＰが一旦制限車速ｌｉｍＶＳＰを超えた後、再度制限車速ｌｉｍＶＳＰまで低下させることができる。また、オフセット量を調整することでオーバーライド後の減速感を調整することができる。

さらに、オーバーライド時にオフセット量をフィルタの入力側に加算するので、オーバーライド時の制限加速指令のピーク値がオフセット量によって変化することを防止して、オーバーライド時の加速特性と減速特性とをそれぞれ独立に設定することができる。

さらに、通常時の加速指令値と制限加速指令値とのうち小さい方を加速指令値とするので、オーバーライド時にドライバーがアクセルペダルを急激に戻したとき、通常の車両と同等の減速特性を実現することができる。

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る。

例えば、図３３に示すように実車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰより低い場合、フィルタ処理を行うことなく制限加速指令値を通常時の加速指令値に設定してもよい。

図３４は図３３に示す制御による作用を示すタイムチャートである。車両が制限車速ｌｉｍＶＳＰ以下で走行中、時刻ｔ１においてアクセル開度が増大し、加速指令が通常時と同様に増大し、車速ａＶＳＰが増大していく。時刻ｔ２において、車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰに到達すると加速指令は制限されてゼロとなり、車速ａＶＳＰは一定となる。さらに、フィルタの分子の定数項Ｇａがゼロとなる。この状態で時刻ｔ３においてドライバーがさらにアクセルペダルを踏み増すと、車速制限中であるが一時的に加速指令を増大させ車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰを超えて加速する。加速指令はその後アクセル開度が変化しなければゼロに収束する。これにより、実車速ａＶＳＰが制限車速ｌｉｍＶＳＰより低い場合には通常の車両と同等の加速特性を実現することができる。

また、本実施形態では加速度を加速指令とする加速度制御装置に本発明を適用して説明したが、アクセル開度、スロットル開度及び燃料噴射量のようなパラメータを加速指令とする制御装置でも同様の効果を得ることができる。

本実施形態における車両の駆動力制御装置を示すシステム構成図である。 制御開始判定部の制御を示すフローチャートである。 駆動力制御部の制御を示すブロック図である。 実車速ａＶＳＰ、アクセル踏み込み量ＡＰＯ及び目標加速度ｔＡＣＣの関係を示すマップである。 車速制限部の制御を示すブロック図である。 速度差ｄＶＳＰと適合パラメータｇａとの関係を示すマップである。 アクセル踏み込み量ＡＰＯと適合パラメータｇｃとの関係を示すマップである。 アクセル踏み込み量ＡＰＯと適合パラメータｇｂとの関係を示すマップである。 速度差ｄＶＳＰと加速度オフセット量ｏｆｆＡＣＣとの関係を示すマップである。 フィードフォワード補償部の制御を示すブロック図である。 車速ａＶＳＰと時定数Ｔｒｅとの関係を示すマップである。 フィードバック補償部の制御を示すブロック図である。 駆動力配分部の制御を示すブロック図である。 実車速ａＶＳＰとＡＴシフト位置指令用要求駆動力ｄｅｍＦＡＴとの関係を示すマップである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図１５、図１６に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図１８に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図２０に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図２２に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図２５に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図２７に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図２９に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図３１に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。 車速制限部の特徴について説明するブロック図である。 図３３に示す制御による作用について説明するタイムチャートである。

符号の説明

３ アクセル開度センサ
４ 駆動輪速センサ
９ 駆動力制御ＥＣＵ
２０ 駆動力制御部
２１ 目標加速度マップ（目標加速度演算手段）
２２ 車速制限部（制限目標加速度演算手段）
２３ 駆動力変換部（駆動力演算手段）
２２１ 車速制限補償器

Claims (12)

1. 車速及びアクセルペダル踏み込み量に基づいて車両の目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、
   車速が所定の制限車速を超えないように前記目標加速度に基づいて制限目標加速度を演算する制限目標加速度演算手段と、
   前記制限目標加速度に基づいて前記車両の駆動力を演算する駆動力演算手段と、
   を備え、
   前記制限目標加速度演算手段は、車速を前記所定の制限車速に制限しているときであって、前記アクセルペダル踏み込み量が増大したとき、車速が前記制限車速を超えるように前記制限目標加速度を演算し、その後車速が前記制限車速まで再度低下するように前記制限目標加速度を演算することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 前記制限目標加速度演算手段は、前記目標加速度を入力値としてフィルタ処理を施すことで得られる出力値を前記制限目標加速度と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. 前記フィルタの分母及び分子の次数は１次であることを特徴とする請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
4. 車速が前記制限車速以上であるとき、前記フィルタの分子の定数項はゼロに設定され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. 車速が前記制限車速以上であるとき、前記フィルタの分子の１次ゲインを分母の１次ゲイン以下に設定す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. 前記フィルタの分母の１次ゲインは前記アクセルペダル踏み込み量が大きいほど大きく設定されることを特徴とする請求項５に記載の車両の駆動力制御装置。
7. 前記フィルタの出力値を所定の範囲内に制限することを特徴とする請求項２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. 前記フィルタの出力値の下限値をゼロに設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. 前記制限目標加速度演算手段は、車速が前記制限車速より大きくなるほど大きく設定されるオフセット量を、前記フィルタの出力値から減算することで前記制限目標加速度を演算することを特徴とする請求項２から８までのいずれか１項に記載の車両の駆動力制御装置。
10. 前記オフセット量を前記フィルタの入力値に加算することを特徴とする請求項９に記載の車両の駆動力制御装置。
11. 前記制限目標加速度演算手段は、演算された前記制限目標加速度と前記目標加速度とのうち、小さい方を前記制限目標加速度とすることを特徴とする請求項２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。
12. 前記制限目標加速度演算手段は、車速が前記制限車速より低いとき、前記目標加速度を前記制限目標加速度とすることを特徴とする請求項２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。