JP2022135719A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリップ率が比較的大きい路面や走行抵抗が大きい路面において、運転者が意図する駆動力を発生させることが可能な車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】路面特性を把握して車両の駆動力を制御するように構成された車両の駆動力制御装置において、前記駆動力を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、所定の路面におけるスリップ率、前記駆動力、前記車両の走行抵抗、および、前記車両の加速力の各パラメータの関係を算出し（ステップＳ２）、前記各パラメータに基づいて前記駆動力を制御する（ステップＳ７～Ｓ８）。【選択図】図２

Description

この発明は、スリップ率などの路面の特性を把握して車両の駆動力を制御する装置に関するものである。

特許文献１には、駆動力源としてエンジンとモータとを備えた駆動力制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された制御装置は、駆動輪がスリップ状態である場合に、その駆動輪に伝達される駆動力を制御するように構成されている。具体的には、砂路などスリップしやすく、かつ走行抵抗が大きい走行路面であると判断した場合に、駆動輪に伝達される駆動力を抑制する制御モード（トラクションコントロール）から、駆動輪の回転数を所定の駆動輪回転数に制御するモードへ切り替えるように構成されている。これにより、路面の走行抵抗に釣り合う駆動力を発生させることができ、運転者が高度なアクセル操作を要することなく、上述のスリップ路における走破性を確保できる、とされている。

特開２００７－０８５２０７号公報

従来、砂路や深雪路などの悪路では、路面の摩擦係数が低くスリップ率が大きくなりやすいため、運転者のアクセルペダルの操作性が低下することが知られている。上述の特許文献１に記載された制御装置では、路面の走行抵抗に釣り合う駆動力を発生させることで、スタック状態に陥ることなどを回避するように構成されている。しかしながら、路面の走行抵抗に釣り合う駆動力を発生させるための制御は、運転者がアクセル操作することで実現するように構成されており、また、時々刻々に変化する路面状況に応じて運転者の要求もしくは意図を充足する駆動力制御を行うことは困難である。そのため、運転者によっては、アクセルペダルの操作量が過多になったり、あるいは、アクセルペダルの操作量が不足するなどの不都合が生じるおそれがある。つまり、運転者のアクセル操作の感覚に頼ることになり、狙った駆動力や加速度を発生させることができない、あるいは、それにより車両がスタック状態に陥るおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、スリップ率が比較的大きい路面や走行抵抗が大きい路面において、運転者が意図する駆動力を発生させることが可能な車両の駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、路面特性を把握して車両の駆動力を制御するように構成された車両の駆動力制御装置において、前記駆動力を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、所定の路面におけるスリップ率と、前記駆動力、前記車両の走行抵抗、および、前記車両の加速力の各パラメータとの関係を算出し、前記各パラメータとの関係に基づいて前記駆動力を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明では、前記コントローラは、運転者が要求する走行モードを検出し、前記検出した走行モードに応じた目標スリップ率を算出し、前記算出した目標スリップ率に基づいて前記駆動力を制御するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記駆動力を制御する際に、運転者にアクセルペダルの所定の操作を促すように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、現在の前記路面のスリップ率が前記目標スリップ率より小さいと判断した場合に、前記運転者に前記アクセルペダルの操作量を大きくするように前記アクセルペダルの操作を促してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、現在の前記路面のスリップ率が前記目標スリップ率より大きいと判断した場合に、前記運転者に前記アクセルペダルの操作量を小さくするように前記アクセルペダルの操作を促してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、視覚的、聴覚的、あるいは、触覚的に前記アクセルペダルの所定の操作を促すように構成されていてよい。

また、この発明では、前記車両は、人が操作することなく前記駆動力を制御する自動運転制御が可能であって、前記コントローラは、前記自動運転制御によって、前記目標スリップ率に基づく前記駆動力を制御するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記車両が旋回する際に、前記車両の各輪のスリップ率差を「０」あるいは予め定めた所定値以下に制御するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記所定の路面におけるスリップ率と、前記駆動力、前記車両の走行抵抗、および、前記車両の加速力の各パラメータとの関係を、予め定めた所定時間ごとに更新し、かつ前記駆動力を制御するように構成されていてよい。

そして、この発明では、前記所定の路面は、砂路、泥濘路、深雪路の少なくともいずれかの路面であってよい。

この発明によれば、時々刻々に変化する路面状況（路面特性）を把握して、駆動力を制御するように構成されている。具体的には、所定の路面（砂路、泥濘路、深雪路などのスリップ率が比較的大きい路面、言い換えれば走行抵抗が大きい路面）のスリップ率と、駆動力、走行抵抗、および、加速力の各パラメータとの関係を求め、その各パラメータに基づいて駆動力を制御するように構成されている。また、上記のような路面において、運転者が要求する走行モードに応じた目標スリップ率を求め、かつその目標スリップ率を達成することが可能な目標駆動力を求め、駆動力の制御を行うように構成されている。そのため、時々刻々変化し、かつ砂路などの走行抵抗が大きい路面において、要求される駆動力ならびに加速度を確実に発生させることができる。

また、この発明によれば、上記の駆動力の制御を実行する際に、運転者にアクセルペダルの所定の操作を促す運転支援を行うように構成されている。例えば目標の駆動力を達成するのにアクセルペダルの操作量が足りない場合には、アクセルペダルの操作量を大きくする操作を促す。それとは反対に、アクセルペダルの操作量が過多になっている場合には、アクセルペダルの操作量を小さくする操作を促す。運転者は、このような運転支援に沿ってアクセルペダルを操作することで、より確実に目標の駆動力を発生させることができる。したがって、砂路などのオフロードであっても、運転者は狙った走行が可能となり、車両がスタック状態に陥るなどの不都合が生じることを回避もしくは抑制できる。

この発明で対象とすることのできる車両およびその車両の制御系統を説明するための模式図である。 この発明の実施形態における制御の一例を説明するためのフローチャートである。 図２の制御例のサブルーチンであって、特に、学習値を適用するか否かを判断するためのフローチャートである。 スリップ率と、駆動力、走行抵抗、および、加速力との関係を示す図である。 図２の制御例のサブルーチンであって、特に、各パラメータの更新について説明するためのフローチャートである。 目標スリップ率を説明するための図である。 図２の制御例のサブルーチンであって、特に、各輪のスリップ率の調整について説明するためのフローチャートである。 所定のアクセル操作を促す表示の一例を説明するための図である。 図２の制御例のサブルーチンであって、特に、自動運転制御による駆動力制御について説明するためのフローチャートである。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明で対象とすることができる車両は、駆動力源としてエンジンやモータを備えた車両であって、また駆動力源としてモータのみを備えた電気自動車、あるいは、駆動力源としてエンジンおよびモータを備えたハイブリッド車両であってもよい。なお、電気自動車は、駆動力源としてモータのみを備えた純電気自動車（ＢＥＶ）、ならびに、エンジンを発電専用として備えたいわゆるレンジエクステンダーＥＶ車が含まれる。さらに、いわゆるプラグインタイプの車両や燃料電池自動車であってもよい。

また、この発明の実施形態における車両は、運転操作を自動制御して走行させる自動運転（自動運転制御）が可能である。この発明の実施形態において定義している自動運転とは、走行環境の認識や周辺状況の監視、ならびに、発進・加速、操舵、および、制動・停止などの全ての運転操作あるいは一部の運転操作を、車両の制御システムが行う自動運転である。なお、自動運転と手動運転との切り替えは、例えば操作スイッチによって切り替える。

図１に、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅの駆動系統および制御系統の一例を示してある。図１に示す車両Ｖｅは、主要な構成要素として、駆動力源（PWR）１、前輪２、後輪３、アクセルペダル４、ブレーキペダル５、検出部６、および、ＥＣＵ７を備えている。

駆動力源１は、車両Ｖｅの駆動力を発生するための駆動トルクを出力する動力源である。駆動力源１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。あるいは、ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、または、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。

また、この発明の実施形態における駆動力源１は、例えば、永久磁石式の同期モータ、もしくは、誘導モータなどのモータであってもよい。その場合のモータは、例えば、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する電動機としての機能と、外部からのトルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能とを兼ね備えている。すなわち、モータは、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、電動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどが電気的に制御される。モータには、インバータを介してバッテリ（共に図示せず）が接続されている。したがって、モータを発電機として駆動し、その際に発生する電気をバッテリに蓄えることができる。また、バッテリに蓄えられている電気をモータに供給し、モータを電動機として駆動してモータトルクを出力することもできる。

車両Ｖｅは、駆動力源１が出力する駆動トルクを、駆動輪に伝達して駆動力を発生する。図１には、前輪２が駆動輪となる前輪駆動車の構成を示してある。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、後輪３が駆動輪となる後輪駆動車であってもよい。あるいは、前輪２および後輪３の両方を駆動輪とする四輪（あるいは全輪）駆動車であってもよい。また、駆動力源１の出力側に変速機（図示せず）を設け、駆動力源１が出力する駆動トルクを、変速機を介して、駆動輪へ伝達するように構成してもよい。

また、車両Ｖｅは、運転者が駆動力を調整して車両Ｖｅの加速操作を行うためのアクセルペダル４が設けられている。アクセルペダル４は、従来知られている一般的な構成であって、運転者により踏み込み操作ならびに踏み戻し操作されることにより、そのアクセルペダル４の操作量（踏み込み量、もしくは、アクセル開度またはアクセルペダルポジション）に対応して駆動力源１が出力する駆動トルクが増大し、車両Ｖｅの駆動力が増大する。反対に、アクセルペダル４の踏み込みが戻される（アクセルオフに操作される、もしくは、アクセル開度またはアクセルペダルポジションが低下する）ことにより、そのアクセルペダル４の操作量に対応して駆動トルクが減少し、車両Ｖｅの駆動力が減少する。それとともに、駆動力源１としてモータを搭載している場合は、モータがいわゆる回生ブレーキとして機能し、すなわち、モータが出力する回生トルクにより、車両Ｖｅに制動力が発生する。あるいは、駆動力源１としてエンジンを搭載する場合は、アクセルオフの操作が行われることにより、いわゆるエンジンブレーキが作用し、車両Ｖｅの制動力が増大する。例えば、エンジンのフリクショントルクやポンピングロスが駆動トルクに対する抵抗力（制動トルク）となり、車両Ｖｅに制動力が発生する。

また、車両Ｖｅには、運転者が制動力を調整して車両Ｖｅの制動操作を行うためのブレーキペダル５が設けられている。ブレーキペダル５が踏み込まれることにより、油圧式のディスクブレーキやドラムブレーキなど制動装置が作動し、車両Ｖｅの制動力が発生する。なお、上述のアクセルペダル４は、運転者によるペダルの操作量に応じて加速度および減速度の両方を制御する、いわゆるワンペダルモードで走行することが可能な操作装置であってもよい。その場合には、アクセルペダル４とブレーキペダル５とを併せて連動させて制御するように構成してもよい。

検出部６は、車両Ｖｅの各部を制御するための各種データを取得するものであり、特に、アクセルペダル４の操作状態に関連する各種データを検出する。検出部６は、そのような各種データを検出するためのセンサや機器を総称している。したがって、この発明の実施形態における検出部６は、アクセルペダル４の操作量（すなわち、アクセルペダルポジション、または、アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ６ａを有している。また、検出部６は、ブレーキペダル５の操作量（すなわち、ブレーキペダルストローク、または、ブレーキペダル開度）を検出するブレーキストロークセンサ６ｂ、車速を検出するための車速センサ６ｃ、車輪速を検出する車輪速センサ６ｄ、車両Ｖｅの加速度を検出する加速度センサ６ｅ、および、モータの出力軸の回転数、あるいは、エンジンの出力軸の回転数を検出する回転数センサ６ｆなどを有している。そして検出部６は、ＥＣＵ７と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器等の検出値に応じた電気信号を検出データとしてＥＣＵ７に出力する。

ＥＣＵ７は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当し、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置であって、上記の検出部６で検出あるいは算出された各種データが入力される。また、ＥＣＵ７は、上記のような入力された各種データ、および、予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。それとともに、その演算結果を制御指令信号として出力し、車両Ｖｅを制御するように構成されている。

具体的には、例えば上記のアクセルポジションセンサ６ａで検出したアクセルペダル４の操作状態に関連するデータを取得し、その取得したデータに基づいて、駆動力源１の目標駆動トルク、ならびに、車両Ｖｅの目標加速度（あるいは目標減速度）を算出する。そして、算出した目標駆動トルクに基づいて、駆動力源１の出力を制御する。すなわち、駆動力源１を制御するための制御指令信号を出力する。また、算出あるいは検出した目標加速度や要求加速度に基づいて、アクセルペダル４あるいはブレーキペダル５の操作状態に対応させて車両Ｖｅに発生させる駆動力および制動力を制御する。すなわち、駆動力および制動力を制御するための制御指令信号を出力する。なお、図１では一つのＥＣＵ７が設けられた例を示しているが、ＥＣＵ７は、例えば制御する装置や機器毎に、あるいは制御内容毎に、複数設けられていてもよい。

このように構成された車両Ｖｅは、上述のように、砂路や深雪路などスリップ率が大きく変化する路面では、アクセル操作が通常とは異なる。すなわち、駆動力と走行抵抗とがスリップ量に応じて変化する路面の場合には、運転者のアクセルペダル４の操作性が低下することがある。例えば運転者によっては、アクセルペダル４の操作量が過多になったり、あるいは、アクセルペダル４の操作量が足りなくなったりする。そのような場合、狙った駆動力を発生させることができない、あるいは、車両Ｖｅがスタック状態に陥ることがある。そこで、この発明の実施形態では、スリップが発生しやすい路面において、要求される駆動力を発生させて運転者の意図する走行を実現することが可能なように構成されている。

図２は、その制御の一例を示すフローチャートであって、砂路や深雪路などの悪路を走行中に、狙った駆動力を発生させるために、スリップ率、走行抵抗などの各種データを取得するように構成されている。なお、この図２に示すルーチンは、所定の短時間ごとにＥＣＵ７によって繰り返し実行される。

具体的には、先ず、走行前の処理として、路面のスリップ率と、駆動力、走行抵抗、加速力とのそれぞれの関係における初期値を入力する（ステップＳ１）。なお、走行する路面が、既に走行したことのある路面である場合には、学習値として記憶されているため、その学習値を利用する。初期値として学習値を利用するか否かは、図３のサブルーチンによって実行される。

図３に示すように、先ず、走行路面に対する学習値があるか否かを判断する（ステップＳ１０）。既に走行したことがある路面の場合には、その走行した際のスリップ率、駆動力、走行抵抗、および、加速力のデータがＥＣＵ７や外部のサーバ等に記憶されている。あるいは図４に示すような各パラメータの関係を示すマップがＥＣＵ７や外部のサーバ等に記憶されている。したがって、このステップ１０で肯定的に判断された場合、すなわち走行路面に対する学習値があると判断された場合には、その学習値を入力し（ステップＳ１１）、この図３に示す制御例を終了する。なお、図４の各パラメータの求め方については、後述する。

それとは反対に、このステップＳ１０で否定的に判断された場合、すなわち走行路面に対する学習値がないと判断された場合には、スリップ率、駆動力、走行抵抗、および、加速力に無効値を入力し（ステップＳ１２）、この図３に示す制御例を終了する。

ついで、図２の制御例に戻り、スリップ率と、駆動力、走行抵抗、および、加速力との関係を更新する（ステップＳ２）。この発明の実施形態では、走行中に常時、各種データを取得、および、そのデータを処理することにより、スリップ率と各パラメータとの路面特性を更新する。

図５は、ステップＳ２のサブルーチンであって、上述の路面特性を更新するためのフローチャートである。先ず、走行中に各種データを取得する（ステップＳ２０）。これは、スリップ率λ、駆動力Ｆ、走行抵抗Ｒ、および、加速力ＡＰを算出するために必要なデータを取得するステップである。したがって、上述の車輪速センサ６ｄ、車速センサ６ｃ、および、加速度センサ６ｅによって、車輪速Ｖｗ、車体速（車速）Ｖ、加速度ａなどのデータを取得する。

ついで、ステップＳ２０で取得したデータを用いて、スリップ率λ、駆動力Ｆ、および、走行抵抗Ｒを算出する（ステップＳ２１）。スリップ率λは、種々の公知の手法により求めることができ、例えば車輪速Ｖｗから車体速Ｖを減算した値を車体速Ｖと車輪速Ｖｗとの一方の値（大きい方の値）で除算することにより求めることができる。車体速Ｖの方が車輪速Ｖｗより大きいとした場合には、以下の計算式で示される。
λ＝（Ｖｗ－Ｖ）／Ｖ

また、駆動力Ｆは、駆動力源１のトルクを駆動力に変換することによって算出され、例えば、ドライブシャフトの軸トルクをタイヤ半径で除算（ドライブシャフト軸トルク／タイヤ径）することにより求められる。あるいは、要求駆動力とデファレンシャル比（デフ比）とタイヤ径とから求めてもよい（（要求駆動力×デフ比）／タイヤ径）。

また、走行抵抗Ｒは、駆動力Ｆ、車重Ｍ、および加速度ａから求めることができ、これを計算式で示すと以下のように示される。なお、走行抵抗Ｒは、転がり抵抗、空気抵抗、および、勾配抵抗を含んでいる。
Ｒ＝Ｆ－Ｍ×ａ
そして、ステップＳ２１で算出したこれら各値をバッファとして残す（ステップＳ２２）。

ついで、加速力ＡＦを求める（ステップＳ２３）。加速力ＡＦは、駆動力Ｆと走行抵抗Ｒとの差分から求めることができる。例えば図４に示すように、駆動力Ｆおよび走行抵抗Ｒをスリップ率λとの関係から最小二乗法を用いて二次曲線で近似させ、その近似して求めた駆動力Ｆと走行抵抗Ｒとの差分を加速力ＡＦとして算出する。なお、上述の計算式で求めた駆動力Ｆと走行抵抗Ｒとの差分によって加速力ＡＦを求めてもよい。

ついで、そのステップ２１およびステップＳ２３で算出したスリップ率λ、駆動力Ｆ、走行抵抗Ｒ、加速力ＡＦの各値を更新値として用いることができるか否かの判断を行う。言い換えれば、各値の信頼性の判断を行う（ステップＳ２４）。各値の信頼性の判断は、種々の手法によって判断することができ、例えば、図４に示すように、所定時間アクセルＯＮの状態で、各スリップ率間でのプロット点が所定数以上のデータを基に近似曲線が引かれている場合には、信頼性があると判断できる。したがって、例えばスリップ率が低い領域やスリップ率が高い領域のみにプロット点が集中しており、それに基づいて近似曲線が引かれている場合には、信頼性に欠けると判断する。

また、駆動力、走行抵抗、加速力は、図４に示すように、二次関数、「ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ」で表されるから、この二次関数におけるａ，ｂ，ｃの各係数が以下の条件を満たす場合には、信頼性があると判断できる。例えば、駆動力Ｆにおいて、「ａ＜０、－ｂ／２ａ＞１、かつ、ｃ＞０」の条件を満たす場合には、駆動力の近似曲線が上側に凸の形となり、信頼性ありと判断する。また、走行抵抗Ｒにおいて、「ａ＞０、－ｂ／２ａ＜０、かつ、ｃ＞０」の条件を満たす場合には、走行抵抗Ｒの近似曲線が下側に凸の形となり、信頼性ありと判断する。また、加速力ＡＦにおいて、「ａ＜０、－ｂ／２ａ＞１、かつ、ｃ＞０」の条件を場合には、加速力ＡＦが上側に凸の形となり、信頼性ありと判断する。

上述のような手法によって、各値の信頼性を判断し、このステップＳ２４で肯定的に判断された場合には、スリップ率λ、駆動力Ｆ、走行抵抗Ｒ、および加速力ＡＦの値を更新する（ステップＳ２５）。それとは反対に、このステップＳ２４で否定的に判断された場合、すなわち各値が信頼性に欠けると判断した場合には、ステップＳ１で説明した初期値を維持し（ステップＳ２６）、この図５に示す制御例を一旦終了する。なお、この発明の実施形態では、図４で示した各パラメータの関係を、走行しつつ所定の短時間ごとに学習することによって、常時、路面状況あるいは路面特性を把握ならびに更新するように構成されている。

ついで、図２の制御例に戻り、運転者の目標とする（あるいは意図する）走り方、または、選択された走行モードを検出する（ステップＳ３）。これは、運転者が操作スイッチＳＷを選択、あるいは、車載ディスプレイや車両Ｖｅと通信可能な機器（例えばスマートフォンなどの端末）等を操作することによって、その目標の走り方を検出する。ここでいう目標の走り方とは、例えばドライバが自ら、目標の加速度、車速、あるいは、駆動力などを指定（数値で特定）する場合や、それら加速度、車速、駆動力の各パラメータを「大」、「中」、「小」のパターンから選択するなどによって決まるものである。また、ここでいう走行モードとは、この発明の実施形態は、砂路や深雪路などのオフロードでの走破性を向上させるものであるから、泥濘路、砂路、深雪路など滑りやすい路面を想定した走行モード等、各種オフロードを想定したモードである。したがって、各種操作スイッチＳＷや車載ディスプレイ等を操作することにより、運転者の意図する走り方や走行モードを検出する。なお、運転者が、操作スイッチＳＷ等を操作しない場合には、「オート」や「ノーマル」などいわゆる通常の走り方を想定していると判断してよい。

ついで、ステップＳ３で検出された目標の走り方や走行モードを実現可能な目標スリップ率を算出する（ステップＳ４）。目標スリップ率は、各種車両、砂などの粒子の大きさ、路面の濡れ具合、路面の摩擦係数などをパラメータとして算出する。また、図６に示すように、スリップ率について、加速力や駆動力との関係で予めマップ化しておき、そのマップに基づいて目標スリップ率を算出してもよい。なお、砂路などのオフロードでは、通常の路面に比べて走行抵抗が大きく、スリップしやすいため、目標スリップ率は通常の路面の場合より大きくなる。例えば、通常の路面において、最大駆動力を発生させることが可能なスリップ率が例えば０．２前後の場合、砂路などのオフロードでは、例えば０．４前後となる。なお、図中における「○」は、現在のスリップ率を示し、図中における「●」は、目標スリップ率を示している。

ついで、各輪のスリップ率差を調整する（ステップＳ５）。これは、車両Ｖｅが直進時の場合は、各輪の目標スリップ率は同じであることが通常であるものの、旋回時のように、各輪で差回転が生じる場合には、最大駆動力を発生させることが可能なスリップ率は、前輪２と後輪３とで、あるいは、左右輪で異なり、車両Ｖｅとして最大駆動力（あるいは加速度）を得られないことがある。例えば前輪２では、最大駆動力を発生できるのに対して、後輪３では最大駆動力を発生させることができないことがある。そこで、このステップＳ４では、車両Ｖｅとして最大駆動力を発生させることができる車輪のスリップ率に各輪を制御するように構成されている。

図７は、ステップＳ４のサブルーチンであって、各輪の差回転数を「０」あるいは予め定めた所定値以下に制御するように構成されている。具体的には、各輪の車輪速を重心位置に変化する（ステップＳ５０）。これは、上述のように旋回時は、各輪で差回転が生じていることが通常である。例えば左旋回時の場合には、旋回半径が最も小さい左後輪の回転数が小さく、旋回半径が最も大きい右前輪の回転数が大きい。したがって、各輪でスリップ率も異なっており、車両Ｖｅとして最大駆動力を発生させることができないことがある。そこで、このステップＳ５０では、各輪の車輪速を車両Ｖｅの重心位置に変換、すなわち、重心位置を基準とした場合の車輪速を求めるように構成されている。重心位置に変換した場合は、各輪で差回転が生じていた車輪速が所定の回転数に定まることになる。

そして、各輪の車輪速の差を「０」あるいは所定値以下にするように各輪の回転数を制御する（ステップＳ５１）。つまり、上述のステップＳ５０で、重心位置に変換することにより定めた所定の車輪速になるように各輪の回転数を制御する。これにより、各輪のスリップ率が同様、もしくは、ほぼ同様となるためである。なお、各輪の回転数の制御は、ブレーキ装置、トルクベクタリング、カップリング（クラッチ）等によって動力を分配することにより制御する。

ついで、図２の制御例に戻り、選択された運転モードが自動運転モードか否かを判断する（ステップＳ６）。上述のように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、自動運転（自動運転モード）と手動運転（手動運転モード）とを任意に選択できるように構成されている。またこの発明の実施形態は、砂路などの悪路での走破性を向上させるものであり、手動運転が選択されている場合には、目標のスリップ率での走行、すなわち要求駆動力や最大駆動力を発生させることができるように、運転者に所定のアクセル操作を促すように構成されている。一方、自動運転が選択されている場合には、目標のスリップ率に基づく駆動力を発生されるように運転者のアクセル操作を介さず、すなわち自動で駆動力制御を行う。

したがって、このステップＳ６で否定的に判断された場合、すなわち手動運転モードが選択されている場合に、所定の運転操作を促すドライバアシスト制御を実行する（ステップＳ７）。すなわち所定の運転操作を促す運転支援を行う。このドライバアシスト制御は、運転者が意図する走行を実現するための運転操作（すなわちアクセル操作）を促す制御であって、ステップＳ３で検出した目標の走り方や走行モードに応じた目標加速度や目標駆動力を実現するための、アクセル操作を促す。具体的には、現在のアクセルペダル４の操作量に対して、操作量が不足している場合には、アクセルペダル４の踏み増し操作を促す表示をする。例えば図８に示すように、ヘッドアップディスプレイ８に表示する。つまり、運転者が視覚的に所定の操作を把握できるように、その所定の操作を表示して知らせる。それとは反対に、現在のアクセルペダル４の操作量に対して、その操作量が大きい場合には、アクセルペダル４の踏み込みを緩める操作を促す表示をすることで運転者に知らせる。

なお、運転者への通知は、図８のヘッドアップディスプレイ８に限られず、車載ディスプレイや車両Ｖｅと通信可能な外部ディスプレイなどのＨＭＩ装置９に表示してもよい。または、音声あるいは告知音によって認識させる、あるいは、ステアリングホイール１０やシートを振動させることで認識させるなどの手法であってよい。つまり、視覚的、聴覚的、あるいは、触覚的など少なくともいずれかの手法によって運転者にアクセル操作を促すことができればよい。

また、上記のアクセル操作を促す際に、併せて、ステップＳ４で算出した目標スリップ率および現在のスリップ率をＨＭＩ装置９に表示して、運転者に目標スリップ率と現在のスリップ率との乖離を知らせることで、適切なアクセル操作を促すように構成してもよい。なお、目標加速度や目標駆動力を実現するにあたり、現在のスリップ率が目標スリップ率より小さい場合には、アクセルペダル４の踏み増し操作を促し、それとは反対に現在のスリップ率の方が目標スリップ率より大きい場合には、アクセルペダル４の踏み込みを緩める操作を促す。

そして、ステップＳ７のドライバアシスト制御を実行後、この図２に示す制御例を終了する。なお、ドライバアシスト制御を実行した際に、仮に運転者が、ドライバアシスト制御により促されたアクセル操作を実行しない場合であっても、一旦、この図２の制御例を終了する。つまり、ステップＳ１に戻り、再度、図２の制御例を実行する。

一方、上述のステップＳ６で肯定的に判断された場合、すなわち自動運転モードが選択されている場合には、自動スリップ制御および駆動力制御を実行する（ステップＳ８）。すなわち、運転者のアクセル操作等を介さずに、目標スリップ率になるように駆動力を制御する。図９は、そのステップＳ８のサブルーチンであって、先ず、目標スリップ率に基づいて目標駆動力を求める（ステップＳ８０）。これは例えばステップＳ４で算出したスリップ率を基にフィードフォワード制御によって求める。

そして、目標スリップ率と現在のスリップ率とに基づいて、目標駆動力を補正する（ステップＳ８１）。具体的には、目標スリップ率と現在のスリップ率との差分に基づいてフィードバック制御を行い、ステップＳ８０で求めた目標駆動力を補正する。そして、その目標駆動力となるように、駆動力源１のトルクを制御する。

つぎに、この発明の実施形態における作用について説明する。上述のように、この発明の実施形態では、時々刻々に変化する路面状況を把握して、駆動力を制御するように構成されている。具体的には、上述のように、路面のスリップ率λと駆動力Ｆ、走行抵抗Ｒ、加速力ＡＦとの関係を求め、その関係を所定の短時間ごとに更新することで、運転者が目標とする走り方に応じた駆動力や加速度を確実に発生させるように構成されている。また、その目標の駆動力や加速度を発生させる制御を実行する際に、運転者に所定の運転操作を促すなどの運転支援を行うように構成されている。例えば目標の駆動力を達成するのにアクセルペダル４の操作量が足りない場合には、アクセルペダル４の踏み増しを促す表示や通知をする。それとは反対に、アクセルペダル４の操作量が過多になっている場合には、アクセルペダル４の踏み込みを緩める表示や通知をする。さらに、現在のスリップ率と目標のスリップ率との乖離を表示あるいは通知をする。運転者は、その表示や通知によって、どの程度アクセルペダル４を操作すればよいのかを把握できるため、意図した駆動力をより確実に発生させることが可能となる。したがって、砂路、泥濘路、深雪路などのオフロードであっても、運転者は狙った走行が可能となり、車両Ｖｅがスタック状態に陥るなどの不都合が生じることを回避もしくは抑制できる。

また、この発明の実施形態では、運転者にアクセル操作を促す他、運転者が自動運転モードを選択している場合には、アクセル操作を介在させることなく、自動で駆動力を制御するように構成されている。したがって、例えば砂路などのオフロードにおいて、アクセルペダル４の操作性が低下するような場合であっても、車両Ｖｅを確実に走行させることができ、言い換えれば運転者の意図した走行を確実に行うことができる。また、手動運転と同様に、車両Ｖｅがスタック状態に陥ることも回避できる。

また、上述の駆動力の制御は、車両ＶｅのＥＣＵ７で実行する他、車両Ｖｅと通信可能な外部のサーバや外部の端末のアプリケーション等で実行してもよい。したがって、新たに製造あるいは販売する車両の他、既に販売されている車両にも適用することができ、その結果、それら車両の走行性能を向上させることができる。

１ 駆動力源
２ 前輪
３ 後輪
４ アクセルペダル
５ ブレーキペダル
６ 検出部
６ａ アクセルポジションセンサ
６ｂ ブレーキストロークセンサ
６ｃ 車速センサ
６ｄ 車輪速センサ
６ｅ 加速度センサ
７ ＥＣＵ（電子制御装置）
８ ヘッドアップディスプレイ
９ ＨＭＩ装置
１０ ステアリングホイール
ＳＷ 操作スイッチ
Ｖｅ 車両

Claims (10)

1. 路面特性を把握して車両の駆動力を制御するように構成された車両の駆動力制御装置において、
   前記駆動力を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   所定の路面におけるスリップ率と、前記駆動力、前記車両の走行抵抗、および、前記車両の加速力の各パラメータとの関係を算出し、
   前記各パラメータとの関係に基づいて前記駆動力を制御するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   運転者が要求する走行モードを検出し、
   前記検出した走行モードに応じた目標スリップ率を算出し、
   前記算出した目標スリップ率に基づいて前記駆動力を制御するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記駆動力を制御する際に、運転者にアクセルペダルの所定の操作を促すように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
4. 請求項３に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   現在の前記路面のスリップ率が前記目標スリップ率より小さいと判断した場合に、
   前記運転者に前記アクセルペダルの操作量を大きくするように前記アクセルペダルの操作を促す
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
5. 請求項３または４に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   現在の前記路面のスリップ率が前記目標スリップ率より大きいと判断した場合に、
   前記運転者に前記アクセルペダルの操作量を小さくするように前記アクセルペダルの操作を促す
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
6. 請求項３から５のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   視覚的、聴覚的、あるいは、触覚的に前記アクセルペダルの所定の操作を促すように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
7. 請求項３に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記車両は、人が操作することなく前記駆動力を制御する自動運転制御が可能であって、
   前記コントローラは、
   前記自動運転制御によって、前記目標スリップ率に基づく前記駆動力を制御するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記車両が旋回する際に、前記車両の各輪のスリップ率差を「０」あるいは予め定めた所定値以下に制御するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記所定の路面におけるスリップ率と、前記駆動力、前記車両の走行抵抗、および、前記車両の加速力の各パラメータとの関係を、予め定めた所定時間ごとに更新し、かつ前記駆動力を制御するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置において、
    前記所定の路面は、砂路、泥濘路、深雪路の少なくともいずれかの路面である
    ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。

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