JP2014190332A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面状況に応じて、燃費の低下を抑制しながら駆動制御を良好に行うことができる駆動制御装置を提供する。
【解決手段】車両の駆動部を制御する駆動制御装置は、車輪が空転していると判定されるときに駆動部２１から出力される駆動力を制限し、車輪が空転していると判定されないときに、予め定められた期間に亘って駆動輪と非駆動輪の車輪速の差が予め定められた閾値を超えている場合に、駆動部２１に対する要求駆動力を抑制する駆動力制御部１４を備える。これにより、車輪のスリップが前もって抑制されるので、燃費の低下を抑制しながら駆動制御を良好に行うことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の駆動部を制御する駆動制御装置に関する。

従来、駆動制御装置に関連して、例えば特開２００５−５１８８８号公報には、車両の駆動輪と非駆動輪の車輪速の差が所定の閾値より大きいときに車輪がスリップしていると判定し、モータの出力トルクを制限する制御装置が知られている。

特開２００５−５１８８８号公報

しかし、上記制御装置では、スリップの発生頻度が高い場合には、燃費が低下したり、駆動制御が最適に行われなかったりするおそれがある。すなわち、上記制御装置では、スリップ発生時に車両挙動を安定化できるが、燃費性や操作性の観点において改良の余地が残されている。

このため、本発明は、路面状況に応じて、燃費の低下を抑制しながら駆動制御を良好に行うことができる駆動制御装置を提供しようとするものである。

本発明に係る駆動制御装置は、車両の駆動部を制御する駆動制御装置である。駆動制御装置は、車輪が空転していると判定されるときに駆動部から出力される駆動力を制限し、車輪が空転していると判定されないときに、予め定められた期間に亘って駆動輪と非駆動輪の車輪速の差が予め定められた閾値を超えている場合に、駆動部に対する要求駆動力を抑制する駆動力制御部を備える。

本発明に係る駆動制御装置は、車輪が空転していると判定されないときに、予め定められた期間に亘って駆動輪と非駆動輪の車輪速の差が予め定められた閾値を超えている場合に、駆動部に対する要求駆動力を抑制する。これにより、車輪のスリップが前もって抑制されるので、燃費の低下を抑制しながら駆動制御を良好に行うことができる。

本発明によれば、路面状況に応じて、燃費の低下を抑制しながら駆動制御を良好に行うことができる駆動制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る駆動制御装置を示すブロック図である。 駆動力マップの一例を示す図である。 駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。 車輪速比較試験の結果を示す図である。 燃費試験の結果を示す図である。 加速評価試験の結果を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る駆動制御装置について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る駆動制御装置の構成について説明する。駆動制御装置は、車両の駆動部２１を制御する、具体的には、駆動部２１から出力される駆動力を制御する装置である。

図１は、本発明の実施形態に係る駆動制御装置を示すブロック図である。駆動制御装置は、車両に搭載されており、図１に示すように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０により構成される。ＥＣＵ１０には、駆動部２１、車輪速センサ２２、及びアクセルセンサ２３が接続される。

駆動部２１は、車両を駆動する装置、具体的には車両の駆動輪に接続された駆動軸に駆動力を出力する装置である。駆動部２１は、車両のエンジン又はモータ（電動発電機）のうち少なくともいずれかである。車輪速センサ２２は、車両の駆動輪及び非駆動輪の回転速度を検出するセンサである。アクセルセンサ２３は、アクセルペダルの操作に応じて変化するアクセル開度を検出するセンサである。

ＥＣＵ１０は、図１に示すように、路面状態判定部１１、空転判定部１２、マップ記憶部１３、及び駆動力制御部１４を備える。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等により構成されるコンピュータであり、ＲＯＭ等に記憶された処理プログラムをＣＰＵ上で実行することにより、路面状態判定部１１、空転判定部１２、マップ記憶部１３、及び駆動力制御部１４の機能を実現する。なお、路面状態判定部１１、空転判定部１２、マップ記憶部１３、及び駆動力制御部１４の機能は、２つ以上のＥＣＵにより実現されてもよい。

路面状態判定部１１は、車両が低摩擦路を走行中であるか否かを判定する。低摩擦路とは、車輪のスリップが発生し易い走行路を意味する。路面状態判定部１１は、車輪速の差が所定の期間に亘って第１の閾値を超えているか否かを判定する。車輪速の差とは、駆動輪と非駆動輪の車輪速の差であり、駆動輪の車輪速から非駆動輪の車輪速を減じて求められる。所定の期間は、走行試験等に基づいて予め定められる。第１の閾値は、走行試験等に基づいて正の値として予め定められる。

空転判定部１２は、車輪が空転しているか否かを判定する。空転判定部１２は、車輪速の差が第２の閾値を超えている場合に、車輪が空転していると判定する。第２の閾値は、走行試験等に基づいて第１の閾値より大きい正の値として予め定められる。

マップ記憶部１３は、駆動部２１に対する要求駆動力を決定するための基準となる駆動力マップ（基準マップ）を記憶している。駆動力マップは、図２に示すように、アクセル開度を条件として車速（車体速度）と要求駆動力との関係を定めるマップであり、駆動部２１の特性に応じて予め定められる。要求駆動力は、一定以上の車両では車速が大きいほど低くなり、車速を一定と仮定すると、アクセル開度が大きいほど高くなる。

駆動力制御部１４は、駆動力マップに基づいて要求駆動力を決定することにより、駆動部２１から出力される駆動力を制御する。駆動力制御部１４は、車速及びアクセル開度に基づいて駆動力マップを参照することにより、要求駆動力を決定する。

駆動力制御部１４は、車輪が空転していると判定されないときに、駆動輪と非駆動輪の車輪速の差が所定の期間に亘って第１の閾値を超えている場合に、駆動部２１に対する要求駆動力を抑制する。要求駆動力を抑制するとは、スリップの発生を前もって抑制するように、要求駆動力を低くすることを意味する。

駆動力制御部１４は、車輪が空転していると判定されるときに、駆動部２１から出力される駆動力を制限する。駆動力制御部１４は、車輪速の差が第２の閾値を超えている場合に、駆動部２１から出力される駆動力を制限する。駆動力を制限するとは、スリップの発生による車両挙動の不安定化を抑制するように、駆動力を低くすることを意味する。

つぎに、図３から図６を参照して、駆動制御装置の動作及び駆動制御方法について説明する。駆動制御方法は、ＥＣＵ１０の処理プログラムにより実行される

図３は、駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。ＥＣＵ１０は、図３に示す処理を予め定められた処理周期で繰り返し実行する。

図３に示すように、ＥＣＵ１０は、車輪速センサ２２及びアクセルセンサ２３の検出結果を読み込む（Ｓ１１）。また、ＥＣＵ１０は、複数の車輪速センサ２２の検出結果の平均値、例えば、四輪車の場合、駆動輪２つと非駆動輪２つ、合計４つの車輪の車輪速の平均値として車速を求める。

ＥＣＵ１０は、駆動輪と非駆動輪の車輪速の差を求める（Ｓ１２）。車輪速の差は、例えば前輪駆動車の場合、左（又は右）前輪の車輪速から左（又は右）後輪の車輪速を減じて求められてもよく、左右前輪の平均車輪速から左右後輪の平均車輪速を減じて求められてもよい。

路面状態判定部１１は、車輪速の差が所定の期間に亘って第１の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ１３）。車輪速の差が前述の条件を満たす場合、以下で示すよう特性に基づいて、車両が低摩擦路を走行中であると判定される。

図４は、車輪速比較試験の結果を示す図である。この試験では、低摩擦路と高摩擦路において車両が緩やかに加速する時（約１０秒間で時速０ｋｍ〜６０ｋｍまで加速）の車輪速の差が測定された。この試験の結果として、低摩擦路を走行中には、車速の増加とともに車輪速の差が継続的に増加する傾向が確認された。このような特性をふまえることにより、車輪速の差に基づいて、車両が低摩擦路を走行中であるか否かが判定される。

図３の説明に戻って、Ｓ１３にて車輪速の差が所定の期間に亘って第１の閾値を超えていると判定されなかった場合に、駆動力制御部１４は、車速及びアクセル開度に基づいて基準マップを参照することにより、要求駆動力を決定する（Ｓ１４）。

一方、Ｓ１３にて車輪速の差が所定の期間に亘って第１の閾値を超えていると判定された場合に、駆動力制御部１４は、基準マップの修正係数を求める（Ｓ１５）。修正係数は、なまし係数とも称され、車輪速の差が大きいほど小さい１未満の値として求められる。

修正係数を求めると、駆動力制御部１４は、基準マップの要求駆動力に修正係数を乗じた修正マップを作成し、車速及びアクセル開度に基づいて、修正マップを参照することにより、要求駆動力を決定する（Ｓ１６）。ここで、車輪速の差が前述の条件を満たす場合、つまり車両が低摩擦路を走行中であると判定される場合には、修正マップを用いて要求駆動力を抑制することによって、スリップの発生が前もって抑制される。

Ｓ１４又はＳ１６にて要求駆動力が決定されると、空転判定部１２は、車輪速の差が、第１の閾値より大きい第２の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ１７）。車輪速の差が第２の閾値を超えている場合、スリップが発生していると判定される。

車輪速の差が第２の閾値を超えていると判定された場合、駆動力制御部１４は、決定された要求駆動力に制限係数を乗じて補正する（Ｓ１８）。制限係数は、例えば車速の増加とともに増加する、１未満の値として設定される。要求駆動力を補正して駆動部２１から出力される駆動力を制限することによって、スリップの発生による車両挙動の不安定化が抑制される。

そして、駆動力制御部１４は、Ｓ１４若しくはＳ１６にて決定した要求駆動力、又はＳ１８にて補正した要求駆動力に基づいて駆動部２１を制御する（Ｓ１９）。

このように、駆動制御装置では、車輪が空転していると判定される場合に、駆動力が制限されるとともに、車輪が空転していると判定されず、低摩擦路を走行中であると判定される場合に、要求駆動力が抑制される。

前述したように、駆動制御装置では、低摩擦路を走行中に要求駆動力が抑制される。これにより、以下で説明するように、燃費の低下を抑制しながら駆動制御を良好に行うことができる。

図５は、燃費試験の結果を示す図である。この試験では、市街地を模した試験コースにおいて、２種類の駆動力マップによる駆動制御が行われた。２種類の駆動力マップは、高駆動力マップと低駆動力マップからなる。低駆動力マップは、高駆動力マップの場合より小さいアクセル開度を条件とするマップである。低駆動力マップによる駆動制御では、要求駆動力が抑制される。この試験は、駆動制御方法の違いを知らせずにモニタドライバに車両を自由に運転させる形式で、８名のモニタドライバを対象として２４０回試行された（駆動力マップ２種類×８名×１５回）。

燃費試験の結果として、駆動制御方法の違いを知らないモニタドライバが同じように運転したにも拘わらず、低駆動力マップによる駆動制御では、高駆動力マップによる駆動制御により生じた１０％近い平均燃費の低下が抑制されることが確認された。また、図５に示すように、駆動制御方法の違いに関係なく、平均車速と燃費との間に一定の負の相関が確認された。すなわち、低駆動力マップを用いることにより、車速が抑制され、結果として燃費の低下が抑制されることが確認された。

図６は、加速評価試験の結果を示す図である。この試験では、市街地の低摩擦路と高摩擦路を模した試験コースにおいて、数種類の駆動力マップによる駆動制御が行われた。数種類の駆動力マップは、基準マップの要求駆動力に０．５〜３．０のゲインを乗じたマップである。この試験は、駆動制御方法の違いを知らせずにモニタドライバに停止状態の車両を加速させる形式で、２名のモニタドライバを対象として１２０回試行された。

加速評価は、アクセルペダルの踏込みに対して得られた加速の体感度を５段階の評点により評価することにより行われた。５段階の評点は、評点「１」、「２」が加速過小、評点「３」が理想的な加速、評点「４」、「５」が加速過大をそれぞれ意味する。

加速評価試験の結果として、低摩擦路の走行では、モニタドライバによる運転が慎重となるため、低駆動力マップ（ゲイン０．５〜１．０）による駆動制御によって、良好な評価結果が得られることが確認された。すなわち、低摩擦路の走行では、要求駆動力が抑制されても、操作性の観点で駆動制御が良好に行われることが確認された。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る駆動制御装置によれば、車輪が空転していると判定されないときに、予め定められた期間に亘って駆動輪と非駆動輪の車輪速の差が予め定められた閾値を超えている場合に、駆動部２１に対する要求駆動力を抑制する。これにより、車輪のスリップが前もって抑制されるので、燃費の低下を抑制しながら駆動制御を良好に行うことができる。

なお、前述した実施形態は、本発明に係る駆動制御装置の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る駆動制御装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る駆動制御装置は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る駆動制御装置を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。

例えば、前述した実施形態では、基準マップを修正することにより、要求駆動力を抑制する場合について説明した。しかし、基準マップを修正する代わりに、基準マップから得られる要求駆動力を修正してもよい。また、駆動力マップは、車速と要求駆動力との関係を定めるテーブルにより代替されてもよい。

１０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１１…路面状態判定部、１２…空転判定部、１３…マップ記憶部、１４…駆動力制御部、２１…駆動部、２２…車輪速センサ、２３…アクセルセンサ。

Claims (1)

1. 車両の駆動部を制御する駆動制御装置において、
   車輪が空転していると判定されるときに前記駆動部から出力される駆動力を制限し、前記車輪が空転していると判定されないときに、予め定められた期間に亘って駆動輪と非駆動輪の車輪速の差が予め定められた閾値を超えている場合に、前記駆動部に対する要求駆動力を抑制する駆動力制御部を備える
   駆動制御装置。

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