JP2013049389A - 車両の制駆動力制御装置及び制駆動力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】段差を通過して間もない位置に車両を停止する必要があっても、急な速度変化が発生することを抑制可能とすることを目的とする。
【解決手段】車両の制動力及び駆動力を制御して、取得した目標位置に車両を誘導または駐車する車両の制駆動力制御する際に、段差を通過する際に生じる目標位置に対する車両の相対速度の変動に応じて駆動力指令値を増大する。但し、上記段差を乗り越えるために、当該段差に接触した車輪の上方への変位である車輪の浮き上がりと判定すると、上記付加駆動力分の指令値が小さくなるように、上記駆動力指令値の上昇を抑制する。そして、駆動力指令値の抑制中に制動指令を制動装置に出力する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両の制動力及び駆動力を制御して、取得した目標位置に車両を誘導または駐車する車両の制駆動力制御の技術に関する。

車両を駐車させる際などの場面にあっては、極低速の車速で、車両を目標位置まで前進または後退させる必要性が生じる場合がある。このような場面では、段差によって車両が停止しないように、駆動トルクを増大して段差を通過する必要がある。しかし、駆動トルクを過大に発生して段差を通過しようとすると、段差通過後に急な加速を伴うことがある。

そのような課題に対し、特許文献１には、段差通過後に車両の加速度が所定値以上になった場合には、駆動トルクを減少させることが開示されている。そして、特許文献１には、これによって、急な加速を防止することができると記載されている。

特開２００７−２３０３４３号公報

しかし、特許文献１では、車両の加速度が所定値以下にならないと駆動トルクを減少しない。このため、特許文献１では、段差を通過して間もない位置に車両を停止しようとした場合には、急な制動が必要となる。このような場合、急な減速度が車両に発生し、乗員への負荷が高くなってしまうという課題がある。逆に、段差を通過して間もない位置に車両を停止させることに対応するために、上記駆動トルクを減少させる閾値となる上記所定値を下げると、下げるほど加速度を計測するセンサの分解能に高い精度が要求されることになる。
本発明は、上記のような点に着目したもので、段差を通過して間もない位置に車両を停止する必要があっても、急な速度変化が発生することを抑制可能とすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両の制動力及び駆動力を制御して、取得した目標位置に車両を誘導または駐車する車両の制駆動力制御する際に、段差を通過する際に生じる目標位置に対する車両の相対速度の変動に応じて駆動力指令値を増大する。このとき、上記段差を乗り越えるために、当該段差に接触した車輪の上方への変位である車輪の浮き上がりと判定すると、上記段差を通過する際に増大する駆動力指令値の上昇を抑制しながら制動する。

本発明によれば、段差を通過する際に駆動力指令値を増大させる。これによって、段差によって一時的に必要とする駆動力が高くなっても目標位置に向けた移動が可能となる。このとき、段差を通過するために駆動力指令値が増大することになるが、本発明によれば、車輪の浮き上がりと判定すると上記段差によって増大する駆動力指令値の上昇を抑制することで、段差を通過する動作中の急激な加速度の変化を低減することが可能となる。
この結果、段差を通過して間もない位置に車両を停止する必要があっても、急な速度変化が発生することを抑制可能となる。

本発明に基づく実施形態に係る車両全体の構成図である。 駐車支援コントローラの構成を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る処理のフローチャートを示す図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る制駆動力演算部の構成を説明する図である。 第１駆動トルク演算部の構成を説明する図である。 第２駆動トルク演算部の構成を説明する図である。 車輪が段差に接触してから段差を乗り上げるまでの間の各瞬間を示す図であり、（ａ）は、車輪が段差に接触した瞬間を、（ｂ）は車輪が段差に接触して地面から浮き上がった瞬間を、（ｃ）は車輪が段差の上に乗り上がった瞬間をそれぞれ示す図である。 制動トルク演算部を説明する図である。 停止距離ｘ_ＢＧとゲインＫとの関係の一例を示す図である。 本発明に基づく第１実施形態における駆動トルク指令Ａの時系列動作を表した図である。 本発明に基づく第１実施形態での動作を模式的に表した図である。 本発明に基づく第２実施形態での動作（段差通過後、図１１に比べ近くに停止する場合）を模式的に表した図である。 本発明に基づく第２実施形態を適用した場合の応答を示す図である。

「第１実施形態」
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、本発明の制駆動力制御装置を駐車支援装置に適用した例である。
（構成）
図１は、本実施形態の駐車支援装置を搭載した車両の全体構成を示す図である。
車両１は、制動力を発生する制動装置、及び駆動力（駆動トルク）を発生する駆動装置を備える。制動装置は、図１に示すように、車輪に設けられるブレーキ装置１４ａ〜１４ｄと、その各ブレーキ装置１４ａ〜１４ｄに接続する配管を含む流体圧回路１５と、ブレーキアクチュエータ１２とを備える。ブレーキアクチュエータ１２は、上記流体圧回路１５を介して各ブレーキ装置１４ａ〜１４ｄで発生する制動力を、制動力指令値に応じた値に制御する。ブレーキ装置は、流体圧で制動力を付与する装置に限定されず、電動ブレーキ装置等であっても良い。

駆動装置は、図１に示すように、駆動源としてのエンジン１６と、エンジン１６で発生するトルク（駆動力）を制御するエンジンコントローラ１３とを備える。駆動装置の駆動源は、エンジン１６に限定されず、電動モータであっても良いし、エンジンとモータを組合せたハイブリッド構成であっても良い。
上記ブレーキアクチュエータ１２とエンジンコントローラ１３は、それぞれ上位コントローラである駐車支援コントローラ１０からの制動指令、駆動指令の各指令値を受け付ける構成とする。

また、車輪には、車輪速を検出する車輪速検出センサ１７が設置されている。本実施形態では、車輪速検出センサ１７として、ロータリエンコーダなどのパルス発生部１７ａおよび１７ｂを例示している。車輪速検出センサ１７は、検出信号を駐車支援コントローラ１０に出力する。車輪速検出センサ１７の検出信号は、車両１の移動距離ｙ（ｔ）および目標位置に対する車両の相対速度（目標位置が定位置の場合には車速）を算出するために使用される。上記車輪速検出センサ１７は、予め設定された単位角度だけ車輪が回転する度に、パルスを発生する。従って、このパルスをカウントすることで、車両の移動量や車輪の回転角を取得することが可能となる。

また、支援スイッチ１１が、車室内における運転席近傍に設けられている。例えば支援スイッチ１１は、ステアリングホイールに設定する。そして、支援スイッチ１１の操作情報は上記駐車支援コントローラ１０に伝達される。
駐車支援コントローラ１０は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路を備えるコントローラである。この駐車支援コントローラ１０は、機能的には、図２に示すように、制御開始判定部１０Ａ、移動距離検出部１０Ｂ、目標位置取得部１０Ｃ、制御終了判定部１０Ｄ、制駆動指令値演算部１０Ｅを備える。

制御開始判定部１０Ａは、支援スイッチ１１からの信号に基づき、操作スイッチがＯＮになったと判定すると、制御中でなければ、制御フラグを初期化すると共に、移動距離ｙ（ｔ）や距離閾値などを初期化して、制御開始を示す制御中フラグをＯＮに設定する。
移動距離検出部１０Ｂは、車輪速検出センサ１７からの信号（パルスカウント）に基づき、制御中フラグがＯＮになってからの車両１の移動距離ｙ（ｔ）を演算する。また、移動距離検出部１０Ｂは、車輪速検出センサ１７からの信号（パルスカウント）に基づき、予め設定した制御時間毎の車輪の回転角θｗを求める。移動距離ｙ（ｔ）は、車輪速検出センサ１７からの信号と車輪の半径とから演算することが出来る。例えば予め設定した時間間隔におけるパルス数に車輪の半径を掛け合わせて、移動距離ｙ（ｔ）を求めることが出来る。

目標位置取得部１０Ｃは、車両１を誘導して停止する目標位置の情報を取得する。本実施形態の目標位置の情報は、支援スイッチ１１がＯＮになったときの車両位置からの前進若しくは後退する目標距離ｙ^＊である。車両の進行方向が前進方向か後退方向かの判定は、例えば支援スイッチ１１がＯＮになったときの変速機のシフト位置で判定すればよい。本実施形態の目標位置取得部１０Ｃは、予め設定されている設定値（例えば５０ｃｍ）を目標距離ｙ^＊として記憶部から取得する。

ここで、運転者が目標位置（移動する距離や位置）を設定する構成であっても良い。例えば運転者が移動距離ｙ（ｔ）を入力したり、ナビゲーション装置の表示部に表示されている地図に対して目標位置を指示したりすることで目標位置を設定する。この場合には、目標位置取得部１０Ｃは、その設定された目標位置を座標で特定することで目標位置の情報を取得することとなる。また、車両１に超音波センサなどの外界認識センサを設けて、外界認識センサで検出された車両１の前方や後方などの進行方向に位置する障害物と車両１との距離を計測し、その計測した距離（車両に対する位置情報も含む）を車両１の目標位置の情報として取得する構成を採用しても良い。

制駆動指令値演算部１０Ｅは、目標位置取得部１０Ｃが検出した目標位置の情報（目標距離ｙ^＊）と移動距離検出部１０Ｂが検出した移動距離ｙ（ｔ）とに基づき駆動力指令及び制動力指令を算出し、算出した駆動力指令及び制動力指令をそれぞれエンジンコントローラ１３及びブレーキアクチュエータ１２に出力する。制駆動指令値演算部１０Ｅの構成については後述する。

次に、上記駐車支援コントローラ１０の処理を、図３を参照して説明する。
上記駐車支援コントローラ１０は、まずステップＳ３１では、制御開始判定部１０Ａが、支援スイッチ１１の操作状態を読み取る。支援スイッチ１１が操作されてＯＮになったと判定すると、ステップＳ３２に進む。一方、支援スイッチ１１がＯＦＦのままの場合には、予め設定したサンプリング周期で上記ステップＳ３１の処理を繰り返す。

ステップＳ３２では、制御開始判定部１０Ａが、制駆動制御が既に実行中であるかどうかを判定する。制駆動制御が非実行中の場合は、ステップＳ３３に移行する。一方、既に制駆動制御が実行中の場合、すなわち、支援スイッチ１１が押されたが、車両が目標位置まで到達しておらず、制駆動制御が継続中の場合には、支援スイッチ１１のスイッチ操作を無視してステップＳ３４に移行して、実行中の制駆動制御を継続させるものとする。

ステップＳ３３では、制御開始判定部１０Ａが、制御を開始するために、制御中を表す制御フラグをセットし、かつ移動距離ｙ（ｔ）をリセットする。また、目標位置取得部１０Ｃが目標位置の情報を取得する。その後、ステップＳ３４に移行する。
ステップＳ３４では、制駆動指令値演算部１０Ｅは、目標位置取得部１０Ｃが取得した目標位置と移動距離検出部１０Ｂが検出した移動距離ｙ（ｔ）とに基づき駆動力指令及び制動力指令の指令値を算出し、算出した駆動力指令及び制動力指令の指令値をそれぞれエンジンコントローラ１３及びブレーキアクチュエータ１２に出力する。これによって、制駆動制御を行う。

また、ステップＳ３５では、制御終了判定部１０Ｄが、車両１の位置が目標位置まで達したか否かを判定する。目標位置まで達していない場合にはステップＳ３４に移行して、制駆動制御を継続する。一方、車両１の位置が目標位置まで達した場合には、ステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６では、制御中を表すフラグをクリアし、一連の駆動制御の動作を終了する。

次に、上記制駆動指令値演算部１０Ｅについて、図４を参照して説明する。
上記制駆動指令値演算部１０Ｅは、目標位置偏差検出部４０、第１駆動トルク制御部１２１、第２駆動トルク制御部１３１、段差判定部１１１、車輪浮き上がり判定部５１、段差形状推定部６１、段差通過判定部７１、停止位置導出部８１、目標制動挙動導出部９１、制動トルク制御部１０１を備える。

第２駆動トルク制御部１３１は、第１駆動トルク制御部１２１、車輪浮き上がり判定部５１、段差判定部１１１、段差形状推定部６１からの信号により、スロットル開度θ（ｔ）を求める。第２駆動トルク制御部１３１は、エンジンコントローラ１３へ指令を送る。
制動トルク制御部１０１は、目標制動挙動導出部９１、停止位置導出部８１、段差通過判定部７１、段差形状推定部６１、車輪浮き上がり判定部５１、段差判定部１１１からの信号により、ブレーキアクチュエータ指令Ｂ（ｔ）を求める。制動トルク制御部１０１は、ブレーキアクチュエータ１２へ指令を送る。

まず上記制駆動指令値演算部１０Ｅにおける駆動系の処理に係る部分を説明する。
段差判定部１１１は、駆動トルクを発生しているにも関わらず、車輪が回転しないことを検知すると段差がある（車輪が段差に接触した）と判定して、段差判定フラグを「１」とする、ここで、車輪が段差に接触すると、車輪の回転角変化が一時的にゼロ若しくは略ゼロとなる。

第１駆動トルク制御部１２１は、目標位置に向けて車両を誘導するための基本駆動力分の指令値、及び段差通過の際に生じる目標位置に対する車両の相対速度の変動に応じた付加駆動力分の指令値を演算して、目標とする駆動力指令値を求める。
第１駆動トルク制御部１２１は、図５に示すように、目標位置偏差補償部１２２、段差乗り越え補償部１２３、制御切り替え部１２４を備える。

目標位置偏差補償部１２２は、目標位置偏差検出部４０が求めた目標位置偏差に応じて、駆動トルクを決める。目標位置偏差補償部１２２は、目標位置偏差に対するＰＩＤ制御でも、最適制御、Ｈ_∞制御部でもよい。例えば、目標位置偏差補償部１２２は、目標位置までの残りの距離（＝ｙ^＊−ｙ（ｔ））に予め設定したゲインを乗算することで、基本駆動力分の指令値とする。

段差乗り越え補償部１２３は、車輪が段差に接触した瞬間の駆動トルクから、徐々に駆動トルクを上昇させる補償部である。駆動トルクの上昇のさせ方は、いち早く停止させたい場合はより早く上昇させればよいし、より滑らかに上昇させたい場合は緩やかに上昇させればよく、その上方の設定の方法に関して特に限定はない。ここで、車輪が段差に接触することで、目標位置に対する車両の相対速度の変動（目標位置が固定の場合には車両の速度の変動）が発生する。車輪が段差に接触する際には、車速が減少する方向に変動する。段差乗り越え補償部１２３は、この相対速度の変動分を補償するように補償する。例えば、目標位置偏差補償部１２２が演算した駆動トルクを、車速の減少に応じて増大補正する。

制御切り替え部１２４は、段差判定フラグに基づき、段差判定フラグが「０」（車輪が段差に接触する前の状態）であれば、目標位置偏差補償部１２２が求めた駆動トルクを駆動トルク指令Ａとして出力する。一方、段差判定フラグが「１」（車輪が段差に接触した場合）には、段差乗り越え補償部１２３によって補償後の駆動トルクを駆動トルク指令Ａとして出力する。なお、制御切り替え部１２４を省略して、段差乗り越え補償部１２３によって補償後の駆動トルクを常に駆動トルク指令Ａとしても良い。補償を実施しても相対速度に変動が発生するほどの段差が無ければ補償しないのと同等の駆動トルク指令となる。

次に、第２駆動トルク制御部１３１は、図６に示すように、データ保持部１３２、ゼロリセット部１３３、駆動トルク補正部１３４、制御切り替え部１３５、スロットル開度制御部１３６を備える。
データ保持部１３２は、車輪浮き上がり判定フラグに基づき、車輪浮き上がり判定フラグが「１」となると、そのときの駆動トルク指令値を、浮き上がった瞬間の駆動トルク値Ｔ_{ｒｑ＿ｐ０}として保持する。

ゼロリセット部１３３は、車輪浮き上がり判定フラグが「１」になると、車輪の回転角θｗをゼロにリセットする。すなわち、ゼロリセット部１３３は、車輪浮き上がり判定フラグが「１」になった時点の車輪の回転角θｗをゼロつまり基準とした車輪の回転角をθｗ′として出力する。これによって、回転角θｗ′は、段差を上るに従い大きい値となり、図７（ｃ）の状態になると、θｗ′ ＝ θ_ｐ０となる。
駆動トルク補正部１３４は、段差傾斜角θ_ｐ０と車輪の回転角θｗの差であるθ_ｐと、データ保持部１３２で保持した駆動トルク値Ｔ_{ｒｑ＿ｐ０}とを用いて、補正駆動トルク指令Ｔ_{ｒｑ＿Ｄ′}を求める。
補正駆動トルク指令Ｔ_{ｒｑ＿Ｄ′}は、例えば次式に基づき演算する。

制御切り替え部１３５は、車輪浮き上がり判定フラグに基づき、車輪浮き上がり判定フラグが「１」となる前は、駆動トルク指令Ａの出力を選択する。一方、制御切り替え部１３５は、車輪浮き上がり判定フラグが上がると、駆動トルク補正部１３４の出力である補正駆動トルク指令Ｔ_{ｒｑ＿Ｄ′}を選択する。
スロットル開度制御部１３６は、制御切り替え部１３５で選択されて出力された駆動トルク指令値を、予め設定したマップや関数によって、スロットル開度θ（ｔ）に変換する。スロットル開度制御部１３６は、スロットル開度に対するエンジンのダイナミクスや、信号の遅れを加味した実際の駆動トルクの伝達関数で表現できる駆動系シテムモデルの逆モデルを用いることで、駆動系の動特性を加味したスロットル開度指令θ（ｔ）を導出できる。

上記車輪浮き上がり判定部５１は、目標位置に移動する間に存在する段差によって、車輪が地面から浮き上がる状態を判定する。ここで、車輪が段差に接触してその段差を乗り越える際には、駆動トルクは増加する。
車輪の浮き上がりとは、上記段差に接触した車輪における車軸の鉛直下方に位置する車輪接地点が地面から離れた状態、つまり上記段差に接触した車輪が上方に変位する状態を指す。図７を参照して説明すると、この車輪の浮き上がりは、車輪が、段差に接触した図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態に遷移した瞬間を意味する。図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態になる場合、車輪が回転する際の車輪速パルス波形が急に変化する。従って、車輪浮き上がり判定部５１は、車輪速パルス波形の変化に基づき車輪が地面から浮き上がる状態を判定することが出来る。

次に制駆動指令値演算部１０Ｅにおける制動系の処理部分を、上記図４を参照して説明する。
段差形状推定部６１は、車輪浮き上がり判定部５１の判定に基づき、車輪の浮き上がりを判定したら、車輪浮き上がりの瞬間の駆動トルクＴｒｑから、段差の形状を推定する。
ここで、駆動トルクＴｒｑと段差高さとは、次式の関係がある。
Ｔｒｑ ＝ｍｇ√（２Ｒｈ −ｈ^２） ・・・（２）
ここで、
ｍ：車両前軸荷重
ｇ：重力加速度
Ｒ：ホイール半径
である。
また駆動トルクは、スロットル指令演算部４１が演算したスロットル開度指令値θ（ｔ）に、予め設定したゲインを掛けて求めたり、エンジンコントローラ１３から取得したりすればよい。

本実施形態の段差形状推定部６１は、車輪を図１０（ｂ）の状態に持ち上げた駆動トルクＴｒｑによって、段差の形状として、段差高さｈを推定する。ここで、本実施形態では、車輪速パルスおよび駆動トルクが直接計測もしくは、推定することができる前提となっているため、上述のように、段差の形状として、段差高さｈを推定する。段差形状推定部６１は、勿論、段差の形状を直接測定することが可能な装置を用いて、当該段差形状を測定する構成であっても良い。
段差通過判定部７１は、車輪が段差を通過したことを判定する。
ここで、車輪が段差に接した状態（図７（ａ））における段差角部、車輪中心、車輪接地中心ＣＰを結ぶ線分によるなす角θ_ｐ０は幾何学的に次式の関係がある。

そして、段差通過判定部７１は、車輪が段差に接触したときから、車輪の回転角がθ_ｐ０だけ変化したら、段差を通過したと判定する。車輪が段差に接触した状態から、段差を上がるに従い、車輪の回転角は変化する。
停止位置導出部８１は、段差通過判定部７１の判定に基づき、車輪が段差を通過したと判定したときの車両位置から、目標位置までの停止距離ｘ_ＢＧを求める。目標位置までの停止距離ｘ_ＢＧは、車輪速パルスカウント（車輪の移動量）と目標位置との差によって求めることが可能である。停止位置導出部８１は、入力情報を停止距離ｘ_ＢＧとしても良い。また、停止位置導出部８１は、超音波センサ等などの車両周囲の情報を取得するセンサの検出値によって、目標位置までの停止距離ｘ_ＢＧを取得しても良い。

目標制動挙動導出部９１は、段差を通過したと判定した瞬間の車速Ｖ_Ｂと停止位置導出部８１が求めた停止距離ｘ_ＢＧに基づき、目標の減速加速度α_ｒｅｆを求める。車速は、例えば車輪速パルスカウント（車輪の移動量）を微分処理することで演算可能である。
上記目標の減速加速度α_ｒｅｆは、例えば、上記瞬間の車速Ｖ_Ｂと停止距離ｘ_ＢＧに基づき、次式によって演算する。この例では、目標制動挙動として加速度を求めている。

制動トルク制御部１０１は、目標となる減速度を実現するように制動トルクを制御する。
本実施形態の制動トルク制御部１０１は、図８に示すように、制動トルク導出部１０２、制動トルク補正部１０３からなる。また制動トルク補正部１０３は、補正ゲインマップ１０４を備える。
制動トルク導出部１０２は、目標制動挙動導出部９１が求めた目標の減速加速度α_ｒｅｆ（目標制動挙動）をフィードフォワード制御で実現するための制動トルク指令を演算する。具体的には、制動トルク導出部１０２は、制動トルク指令に対する制動挙動の伝達関数で表現できるブレーキシステムモデルの逆モデルを用いることで、ブレーキシステムの動特性を加味した制動トルク指令を導出する。

一方、ブレーキパットの磨耗や路面の特性によっては、実際の応答がブレーキシステムモデルと同様にならない場合がある。これを鑑み、制動トルク補正部１０３において、目標制動挙動と実制動挙動との差に応じた制動トルク補正値を求める。そして、その求めた制動トルク補正値によって、制動トルク導出部１０２が求めた制動トルク指令を補正する。
図１１に示す制動トルク補正部１０３は、目標制動挙動導出部９１が求めた目標の減速加速度α_ｒｅｆ（目標とする車両挙動）と実際に発生している減速加速度（実際に発生している車両挙動）との差に対して、補正ゲインを掛けることで制動トルク補正値を求める。

上記補正ゲインは、図９の補正ゲインマップ１０４に示すように、目標位置までの距離である停止距離ｘ_ＢＧによって変更される。すなわち、補正ゲインｋ１は、停止距離ｘ_ＢＧが短い場合、停止距離ｘ_ＢＧが長い場合に比べて大きくなるように調整される。図１１に示す補正ゲインマップ１０４では、補正ゲインｋ１は、停止距離ｘ_ＢＧが短いほど高い値に調整される。このように補正ゲインを調整することで、目標位置により近い場合ほど精度良く停止することが可能となる。

（動作その他）
図１０は、本実施形態の制駆動力制御を適用した場合の各部の応答例を示す図である。
図１０の時刻Ｔ_０において、目標位置への停止させる動作を開始したとする。ここでは、制御開始位置から目標位置までの距離ｙ^＊を固定値の５０ｃｍとした。制御開始によって車両は目標位置に向けて移動する。
時刻Ｔ_０から時刻Ｔ_２の間は、目標位置と現在の車両位置との差異に応じて、駆動トルクＡを制御する。ここで、補正駆動トルク指令は、駆動トルク指令Ａを補正し、最終的にエンジンコントローラで発生させたい駆動トルクである。この間（時刻Ｔ_０から時刻Ｔ_２の間）は、段差に触れることなく略平地を移動している。本実施形態の処理においては、この間の駆動トルクの制御方法は重要ではないため、図１０では簡単のため、駆動トルクを一定で示している。

続いて、時刻Ｔ_２で、車輪が段差に接触したとする。車輪が段差に当接することで、車輪の回転角が一時的に変化が無くなる。このように、時刻Ｔ_２において、駆動トルクを発生しているにも関わらず、車輪が回転しないことから、段差があると判断し、段差判定フラグが「１」となる。そして、駆動トルク指令Ａが上昇する。
続いて、時刻Ｔ_２から時刻Ｔ_３に向けて、駆動トルク指令Ａが上昇し続けるが、車輪の回転角は変化しないことから、車輪は段差に対し図７（ａ）の状態にある。さらに駆動トルクを上げ、時刻Ｔ_３になった瞬間に、車軸の鉛直下向きにある車輪接地点ＣＰが地面から離れて図７（ｂ）の状態になり、車輪浮き上がり判定フラグが「１」となる。車輪浮き上がり判定フラグが「１」となった瞬間から、駆動トルク指令Ａに補正が加わり、車輪の回転角の上昇と共に補正駆動トルク指令値はゼロに漸近し、停止動作に移行する。

ここで、図１０における時刻Ｔ_０から時刻Ｔ_３の間の駆動トルクは、第１駆動トルク制御部１２１で導出される。第１駆動トルク制御部１２１では、目標位置への移動動作が開始すると、目標位置と現在の位置の偏差である目標位置偏差に応じて、駆動トルクを制御する目標位置偏差補償部１２２が駆動トルクを決める。そして、図５の時刻Ｔ_２になると、車輪が段差に接触し段差判断フラグが上がり、制御切り替え部１２４により、段差乗り越え補償部１２３が出力する駆動トルクに切り替える。段差乗り越え補償部１２３では、車輪が段差に接触した瞬間の駆動トルクから、徐々に駆動トルクを上昇させる。以上によって、図５における時刻Ｔ_０〜時刻Ｔ_３の間の駆動トルクを、第１駆動トルク制御部１２１により制御する。

次に、図１０における時刻Ｔ_３から時刻Ｔ_４の間の駆動トルクは、第２駆動トルク制御部１３１で導出される。第２駆動トルク制御部１３１では、車輪浮き上がり判定フラグが「１」となる前は、駆動トルク指令Ａが制御切り替え部１３５によって選択され、駆動トルク指令Ａが補正駆動トルク指令となる。車輪浮き上がり判定フラグが「１」となると、浮き上がった瞬間の駆動トルク値をＴ_{ｒｑ＿ｐ０}としてデータ保持部１３２で保持される。また、段差形状推定部６１において、浮き上がった瞬間の駆動トルク値をＴ_{ｒｑ＿ｐ０}から段差の形状を推定する。本実施形態では、段差形状として段差高さｈを推定する。また、車輪が段差に接した状態（図７（ａ））における段差角部、車輪中心、車輪接地中心ＣＰを結ぶ線分によるなす角θ_ｐ０が、第２駆動トルク制御部１３１に出力される。

また、車輪浮き上がり判定フラグが「１」となると、ゼロリセット部１３３において車輪の回転角θｗ′がゼロにリセットされる。このθｗ′は、段差を上るに従い大きい値となり、図７（ｃ）の状態になると、θｗ′＝ θ_ｐ０となる。段差傾斜角θ_ｐ０と車輪の回転角θｗ′の差であるθ_ｐとデータ保持部１３２で保持さした駆動トルクＴ_{ｒｑ＿ｐ０}を用いて、駆動トルク補正部１３４は、駆動トルクＴ_{ｒｑ＿Ｄ′}が求められる。

時刻Ｔ_３から時刻Ｔ_４の間の駆動トルクは、車輪浮き上がり判定フラグによって制御切り替え部１３５を作動させ、θ_ｐに応じて式（１）の通りとなる。続いて、車輪が段差を上がり図７（ｃ）の状態になると、θ_ｐがゼロとなり、駆動トルクＴ_ｒｑ＿Ｄもゼロに漸近する。制御切り替え部１３５から出力される駆動トルクＴ_ｒｑ＿Ｄは、スロットル開度制御部１３６によって、スロットル開度θ（ｔ）に変換され、変換値をエンジンコントローラに出力する。

図１１は、本実施形態を適用し、目標位置まで車両を移動し、停止させる動作の一連の動作を示している。
図１１の時刻Ｔ_０において、目標位置への停止動作を開始させ、時刻Ｔ_１では略平坦な路面を移動している。時刻Ｔ２で車輪が段差に接触すると、段差を越えるために駆動トルクが増加する。本実施形態では、図１１に示す駆動トルクの例で示しているが、本発明は駆動トルクの実応答を加味すれば、駆動トルクの波形によらず適用可能である。時刻Ｔ_２から駆動トルクを増加させ時刻Ｔ_３になると、それまで一定値を示していた回転角が変化をする。回転角が変化した時の駆動トルクをＴ_{ｒｑ＿ｐ０}とし、この駆動トルクＴ_{ｒｑ＿ｐ０}に基づき、段差高さｈを求めると共に、段差角部、車輪中心、車輪接地中心を結ぶ線分によるなす角θ_ｐ０を幾何学的に関係から求める。

時刻Ｔ_３から時刻Ｔ_４に向けて、車輪が浮き上がった状態から段差を上がり、式（１）の通り駆動トルクを制御する。このとき、車輪の回転角がθ_ｐ０だけ変化したら、段差を通過したと判定し、この時刻を時刻Ｔ_４とする。時刻Ｔ_４では、段差通過判定部７１で、車輪が段差に接触した状態から、車輪浮き上がり判定をした瞬間の回転角が段差を上がるに従い変化し、回転角が角θ_ｐ０だけ変化したら、段差を通過したと判定する。段差を通過したと判断した位置から、目標位置までの距離ｘ_ＢＧを停止位置導出部８１が求める。目標制動挙動導出部９１では、段差を通過したと判断した瞬間の車速Ｖ_Ｂと停止位置導出部によって求められた停止距離ｘ_ＢＧによって、目標の減速加速度α_ｒｅｆを求める。

最後に、制動トルク制御部１０１では、目標となる減速度（目標位置で停止するための減速度）を実現するように制動トルクを制御する。これによって制動トルクが立ち上がり、時刻Ｔ_５まで制動動作を行って停止する。ここでは、目標制動トルクが実現できる前提で説明をしたが、制動装置の動作遅れや、信号処理のむだ時間などにより、必ずしも所望応答になら場合がある。その場合は、制動トルク制御部１０１によって、制動トルクの補正を行う。

制動トルク制御部１０１では、目標制動挙動導出部９１において求められた目標制動挙動は加速度であり、その加速度をフィードフォワード制御で実現するのが制動トルク導出部１０２である。制動トルク導出部１０２は、制動トルク指令に対する制動挙動の伝達関数で表現できるブレーキシステムモデルの逆モデルを用いることで、ブレーキシステムの動特性を加味した制動トルク指令を導出できる。一方、ブレーキパットの磨耗や路面の特性によっては、実際の応答がブレーキシステムモデルと同様にならない場合がある。制動トルク補正部１０３において、目標制動挙動と実制動挙動との差に対して、制動トルクの補正を行う。制動トルクの補正ゲインマップ１０４は、停止位置に応じて変更される。目標位置が近い場合は、補正ゲインが高い値を示し、目標位置が遠い場合は補正ゲインが小さい値を示す。これにより、より近い場合ほど精度良く停止することが可能となる。

（変形例）
（１）ここで、上記実施形態の制動制御分は、制御を開始する車両位置と停車する目標位置との間に、車両の速度（目標位置が移動する場合には、相対速度）が変動するような大きさの段差がある場合に特に有効である。
上記制駆動指令値演算部１０Ｅは、上述の制動トルク制御部と共に、次のようなブレーキ指令演算部４２を備えていても良い。
このブレーキ指令演算部４２は、目標距離ｙ＊と実移動距離ｙ（ｔ）との差である差距離Δｙに応じて、車両を目標位置に誘導するための制動指令値を演算する。本実施形態では、下記（２）式に基づき制動力指令値Ｂ（ｔ）を演算する。

この（５）式における第１項は、車両１の移動開始時はほぼゼロの値で、目標位置に近づくと目標位置に近づくほど指数的に大きくなる値となる。これによって、目標位置に近づくと制動指令値が大きくなることで、できるだけ目標位置で停止するようにする。また、（５）式における第２項は、予め設定した制御時間δｔ秒間での移動量に基づく値で、目標位置との相対速度（目標位置が定位置の場合には車速）が大きいほど大きくなる。これによって、予め想定している車速よりも車速が大きくなりすぎる傾向にある場合には、フィードバック的に制動指令値を大きくして車速が大きくなりすぎないようにする。これによって、車両がより目標位置で停止可能となる。
そして、制動トルク制御部の出力とブレーキ指令演算部４２の出力の大きい方（セレクトハイ）をブレーキアクチュエータ１２の入力とする。

（２）また上記説明では、運転者の操作負荷を低減する支援システムとして、運転者がボタン操作を行ったときに、予め設定された距離だけ移動する運転支援システムの場合を例とした。これ以外にも、本発明の適用先としては、例えば運転者が任意の移動距離を入力できるようなシステムとしたりすることも良いし、レーダなどの外界認識センサを用いて障害物を検出して障害物直前に目標位置を設定して当該障害物直前で車両を停止させることができるような駐車支援システムであっても良い。

ここで、目標位置取得部１０Ｃは目標位置取得手段を構成する。移動距離検出部１０Ｂは距離検出手段を構成する。目標位置偏差補償部１２２は基本駆動力演算手段を構成する。段差乗り越え補償部１２３は付加駆動力演算手段を構成する。第２駆動トルク制御部１３１は駆動指令出力手段を構成する。制動トルク制御部は制動指令出力手段を構成する。段差判定部１１１は段差検出手段を構成する。車輪浮き上がり判定部５１は車輪浮き上がり判定手段を構成する。駆動トルク補正部１３４は、駆動力指令抑制手段を構成する。段差形状推定部６１は段差形状推定手段を構成する。移動距離検出部１０Ｂ、車輪速検出センサ１７はホイール角度検出手段を構成する。

（本実施形態の効果）
本実施形態は、次の効果を奏する。
（１）制駆動指令値演算部１０Ｅは、目標位置に向けて車両を誘導するための基本駆動力分の指令値を演算する。制駆動指令値演算部１０Ｅは、段差の通過の際に生じる目標位置に対する車両の相対速度の変動に応じた付加駆動力分の指令値を演算する。制駆動指令値演算部１０Ｅは、上記基本駆動力分の指令値と付加駆動力分の指令値に基づき求めた駆動力指令値を、上記駆動力を発生する駆動装置に出力する。制駆動指令値演算部１０Ｅは、段差に接触した車輪における車軸の鉛直下方に位置する車輪接地点が地面から離れた状態である車輪浮き上がりを判定する。制駆動指令値演算部１０Ｅは、車輪浮き上がりと判定すると、付加駆動力分の指令値が小さくなるように、上記駆動指令出力手段が出力する駆動力指令値の上昇を抑制する。そして、制駆動指令値演算部１０Ｅは、駆動力指令値の抑制中に制動指令を制動装置に出力する。

この構成によれば、段差の通過の際に駆動力指令値を増大させる。これによって、段差によって一時的に要求される駆動力が高くなっても目標位置に向けた移動が可能となる。このとき、段差を通過するために駆動力指令値が増大するが、本発明によれば、車輪の浮き上がりと判定すると付加駆動力分の指令値が小さくなるように駆動力指令値の上昇を抑制することで、段差を通過する動作中の急激な加速度の変化を低減することが可能となる。すなわち、段差を通過する動作中の急激な加速度の変化を低減することが可能となる。
この結果、段差を通過して間もない位置に車両を停止する必要があっても、急な速度変化が発生することを抑制可能となる。

（２）制駆動指令値演算部１０Ｅは、駆動力指令値を低減する方向に抑制する。
この構成によれば、付加駆動力によって段差を通過する際、最も付加トルクを要する車輪が浮き上がる瞬間に大きな駆動トルクを発生させるが、その後は段差の通過とともに駆動トルクを下げることで、加速度の変化を低減することが可能となる。

（３）制駆動指令値演算部１０Ｅは、上記段差の形状を推定する。上記駆動力指令抑制手段は、段差形状推定手段が推定した段差の形状に応じて、駆動力指令値が下がる方向に抑制する。
この構成によれば、付加駆動力によって段差を通過する際、最も付加トルクを要する車輪が浮き上がる瞬間に大きな駆動トルクを発生させるが、その後、急激に駆動トルクを下げることなく、段差通過後の停止動作をスムーズに行うことが可能となる。

（４）制駆動指令値演算部１０Ｅは、車輪の回転角に応じて、駆動力指令値の抑制を行う。
この構成によれば、車輪の回転角によって段差の通過状況を判定出来るので、段差を通過するのに必要な駆動トルクを補正することが可能となる。この結果、段差途中で車輪が段差から落ちる動作や、段差を勢いよく通過するなどの動作を抑えることが出来る。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。上記実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
（構成）
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様である。但し、駆動トルク補償部１３４の構成が異なる。
本実施形態では、駆動トルク補償部１３４は、次式によって、駆動トルクＴ_{ｒｑ＿Ｄ′}を演算する。

ここで、ゲインＫの例を図１１に示す。ゲインＫは、車輪が段差通過後の車両位置から目標位置までの停止距離ｘ_ＢＧに応じて変化する。図１１に示す例では、ゲインＫは、停止距離ｘ_ＢＧが短い場合、停止距離ｘ_ＢＧが長い場合に比べて大きくなるように設定されている。具体的には、停止距離ｘ_ＢＧが予め設定した距離より長い場合には、ゲインＫはゼロとなっている。また、停止距離ｘ_ＢＧが予め設定した距離以下の場合には、ゲインＫは、停止距離ｘ_ＢＧが短いほど大きな値となる。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（動作その他）
第２実施形態の駆動トルク補償部１３４で演算される駆動トルクＴ_{ｒｑ＿Ｄ′}は、第１実施形態に対し、第２項を追加した点が異なる。
すなわち、駆動トルクＴ_{ｒｑ＿Ｄ′}は、車輪の回転角θｗ′とゲインＫとの積を引いた分だけ補正される。ここで、車輪の回転角θｗ′は、ゼロリセット部１３３の処理でゼロにリセットさせた後の値である。このときゲインＫは、停止距離ｘ_ＢＧが短い場合、停止距離ｘ_ＢＧが長い場合に比べて大きくなるように設定されている。具体的には、停止距離ｘ_ＢＧが予め設定した距離より長い場合には、ゲインＫはゼロとなっている。また、停止距離ｘ_ＢＧが予め設定した距離以下の場合には、ゲインＫは、停止距離ｘ_ＢＧが短いほど大きな値となる。

これによって、車輪が段差通過後に間もない位置で停止する場合は、ゲインＫは大きな値となることで、駆動トルクＴ_{ｒｑ＿Ｄ′}はその分小さくなる。すなわち、駆動トルクＴ_{ｒｑ＿Ｄ′}は、より早くゼロに収束する。一方、車輪が段差通過後からある程度距離がある位置で停止する場合は、ゲインＫはゼロとなり、回転角θｗ′による補正は行わない。
図１２に、目標位置がより近い場合の応答例を示す。

目標位置が相対的に遠い場合には、上記第１実施形態で説明した応答となる（図９参照）。これに対し、図１２に示す応答例の場合には、（６）式の第２項分の補正によって、駆動トルクがゼロに漸近させるまでの時間が、第１実施形態の場合と異なる。その他は、上記図９で説明した応答例と同様な応答となる。
すなわち、目標位置が近い場合は、車輪が段差の突起の真上（図１３の時刻Ｔ_４）に来る前に、駆動トルクが下がることで、より段差の角に近い位置で停止することが可能となる。

図１３は、本実施形態を適用した場合の前後移動量に対するトルク応答、前後加速度応答の例を示す図である。段差と車輪が接触し、続いて車輪が回転し、段差通過と判定すると制動トルクが立ち上がる。この結果、目標位置に精度高くかつ加速度の変化が少なく、停止することが可能となる。

（本実施形態の効果）
本実施形態は、上記第１実施形態による効果の他、次の効果を奏する。
（１）制駆動指令値演算部１０Ｅは、段差から目標位置までの距離が予め設定した閾値よりも短い場合、当該段差から目標位置までの距離が短いほど、上記駆動力指令値の抑制による低減度合を大きくする。
この構成によれば、段差に目標位置が近い場合においても、段差を上る際の加速度と、段差を通過し停止する際の減速度の差が小さくなり、段差を上る動作から停止する一連の動作をスムーズに行うことが可能となる。

１０ 駐車支援コントローラ
１０Ａ 制御開始判定部
１０Ｂ 移動距離検出部
１０Ｃ 目標位置取得部
１０Ｄ 制御終了判定部
１０Ｅ 制駆動指令値演算部
１１ 支援スイッチ
１２ ブレーキアクチュエータ
１３ エンジンコントローラ
１７ 車輪速検出センサ
１７ａ パルス発生部
４０ 目標位置偏差検出部
４１ スロットル指令演算部
４２ ブレーキ指令演算部
５１ 車輪浮き上がり判定部
６１ 段差形状推定部
７１ 段差通過判定部
８１ 停止位置導出部
９１ 目標制動挙動導出部
１０１ 制動トルク制御部
１０２ 制動トルク導出部
１０３ 制動トルク補正部
１０４ 補正ゲインマップ
１１１ 段差判定部
１２１ 第１駆動トルク制御部
１２２ 目標位置偏差補償部
１２３ 段差乗り越え補償部
１２４ 制御切り替え部
１３１ 第２駆動トルク制御部
１３２ データ保持部
１３３ ゼロリセット部
１３４ 駆動トルク補正部
１３４ 駆動トルク補償部
１３５ 制御切り替え部
１３６ スロットル開度制御部

Claims (6)

1. 車両の制動力及び駆動力を制御して、当該車両を誘導または駐車する車両の制駆動力制御装置であって、
   目標位置を取得する目標位置取得手段と、
   現在の車両位置から目標位置までの距離を検出する距離検出手段と、
   上記距離検出手段が検出した現在の車両位置から目標位置までの距離に基づき目標位置取得手段が取得した目標位置に向けて車両を誘導するための基本駆動力分の指令値を演算する基本駆動力演算手段と、
   段差への車輪の接触を検出する段差検出手段と、
   上記段差を通過する際に生じる目標位置に対する車両の相対速度の変動に応じた付加駆動力分の指令値を演算する付加駆動力演算手段と、
   上記基本駆動力分の指令値と付加駆動力分の指令値に基づき求めた駆動力指令値を、上記駆動力を発生する駆動装置に出力する駆動指令出力手段と、
   現在の車両位置から目標位置までの距離に基づき制動力指令を演算し、その演算した制動指令を制動装置に出力する制動指令出力手段と、
   上記段差に接触した車輪における車軸の鉛直下方に位置する車輪接地点が地面から離れた状態である車輪浮き上がりを判定する車輪浮き上がり判定手段と、
   上記車輪浮き上がり判定手段の判定結果に基づき上記車輪浮き上がりと判定すると、上記付加駆動力分の指令値が小さくなるように、上記駆動指令出力手段が出力する駆動力指令値の上昇を抑制する駆動力指令抑制手段と、を備え、上記制動指令出力手段は、駆動力指令値の抑制中に制動指令を制動装置に出力することを特徴とする車両の制駆動力制御装置。
2. 上記駆動力指令抑制手段は、駆動力指令値が低減する方向に抑制することを特徴とする請求項１に記載した車両の制駆動力制御装置。
3. 上記段差の形状を推定する段差形状推定手段を備え、
   上記駆動力指令抑制手段は、段差形状推定手段が推定した段差の形状に応じて、駆動力指令値が低減する方向に抑制することを特徴とする請求項２に記載した車両の制駆動力制御装置。
4. 上記車輪の回転角を取得するホイール角度検出手段を備え、
   上記駆動力指令抑制手段は、取得する車輪の回転角に応じて、駆動力指令値の抑制を行うことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載した車両の制駆動力制御装置。
5. 上記駆動力指令抑制手段は、上記段差から目標位置までの距離が予め設定した閾値よりも短い場合、当該段差から目標位置までの距離が短いほど、上記駆動力指令値の抑制による低減度合を大きくすることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載した車両の制駆動力制御装置。
6. 車両の制動力及び駆動力を制御して、取得した目標位置に車両を誘導または駐車する車両の制駆動力制御方法であって、
   段差を通過する際に生じる目標位置に対する車両の相対速度の変動に応じて駆動力指令値を増大すると共に、
   上記段差を乗り越えるために、当該段差に接触した車輪の上方への変位である車輪の浮き上がりと判定すると、上記段差を通過する際に増大する駆動力指令値の上昇を抑制しながら制動することを特徴とする車両の制駆動力制御方法。

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