JP2023121041A - 駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が減速する際に運転者に与える違和感を低減すること。【解決手段】車両の運転者によるアクセル操作に応じて車両の駆動力を制御する駆動力制御装置であって、車両を加速させるためのアクセル操作に応じた車両の前後加速度の変化を検出し、加速時に検出した前後加速度のうちの最大値を算出し、車両を減速させる際、加速時の前後加速度の最大値に基づいて車両の減速度を制御する。【選択図】図７

Description

本発明は、駆動力制御装置に関する。

特許文献１には、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ際の車両の減速の性質（減速特性）を学習し、この学習した減速特性に基づいて車両の減速度を制御する駆動力制御装置が開示されている。

特開２０２１－０８４５０２号公報

環境情報や学習機能を用いたシステムにより減速度を制御する構成では、減速時にシステムにより減速度が変化するので、その際に学習用として得られた情報（減速時に得られた情報）はシステム起因の減速度変化を含む情報である。そのため、減速時に得られた情報を用いて減速特性を定めると、システム起因の変化を含む情報を用いることになり、運転者の特性を捉えたものとはならず、運転者の特性を正確に反映した減速度変化は実現されない。運転者の特性をどのように減速度に反映させるべきか、改善の余地がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、車両が減速する際に運転者に与える違和感を低減することができる駆動力制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両の運転者によるアクセル操作に応じて前記車両の駆動力を制御する駆動力制御装置であって、前記車両を加速させるための前記アクセル操作に応じた前記車両の前後加速度の変化を検出し、加速時に検出した前記前後加速度のうちの最大値を算出し、前記車両を減速させる際、前記加速時の前後加速度の最大値に基づいて前記車両の減速度を制御することを特徴とする。

本発明では、システム起因の減速度変化を含む減速時の情報ではなく、システム起因の減速度変化を含まない加速時の情報を用いて車両の減速度を制御する。さらに、加速中に発生する前後加速度の最大値と減速中に発生する前後加速度の最大値とは相関があるため、加速時の前後加速度の最大値に応じて車両の減速度を制御することにより、運転者の特性を反映させた減速度変化が可能になる。これにより、車両が減速する際に運転者に与える違和感を低減することができる。

図１は、実施形態における車両を模式的に示す図である。 図２は、減速度のベースを設定した場合を説明するための図である。 図３は、アクセルＯＦＦ時の減速度のベースを設定した場合を説明するための図である。 図４は、走行中における前後加速度と車速との変化を示す図である。 図５は、加速イベントを説明するための図である。 図６は、加速時のピークＧと減速時のピークＧとの相関を示す図である。 図７は、加速時のピークＧを用いて減速度をベースから変化させた場合を説明するための図である。 図８は、加速時のピークＧを用いてアクセルＯＦＦ時の減速度をベースから変化させた場合を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における駆動力制御装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、実施形態における車両を模式的に示す図である。車両１は、走行用の動力源であるアクチュエータ２と、アクチュエータ２から出力された動力を車輪３に伝達する動力伝達機構４と、制御装置１０と、アクセル開度センサ２１と、車速センサ２２と、加速度センサ２３と、を備える。

アクチュエータ２は、エンジンやモータにより構成されている。例えばアクチュエータ２がモータにより構成された場合、そのモータはインバータを介してバッテリと電気的に接続されており、バッテリから供給された電力により駆動する。アクチュエータ２が駆動すると、アクチュエータ２が出力した動力によって車輪３が駆動する。

車輪３は、車両１の駆動輪である。この車輪３は、動力伝達機構４を介してアクチュエータ２と動力伝達可能に接続されている。

動力伝達機構４は、回転軸やギヤなどの回転部材を含んで構成される。例えば動力伝達機構４は減速機を有し、アクチュエータ２の動力を車輪３に伝達する際に回転を減速して出力する。

制御装置１０は、車両１を制御する電子制御装置により構成されている。この電子制御装置はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを備えたマイクロコントローラを含んで構成されている。制御装置１０はＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。制御装置１０には、アクセル開度センサ２１や車速センサ２２や加速度センサ２３など、車両１に搭載された各種センサからの信号が入力される。

アクセル開度センサ２１は、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ際のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度を検出する。アクセルペダルの操作（以下、アクセル操作という）は、アクセルペダルが踏み込まれた操作と、アクセルペダルが戻された操作とを含む。アクセル開度センサ２１は、車両１を加速させるためのアクセル操作に応じたアクセル開度の変化を検出し、車両１を減速させるためのアクセル操作に応じたアクセル開度の変化を検出する。そして、アクセル開度センサ２１はアクセル開度信号を制御装置１０に出力する。アクセル開度信号はアクセル開度を示す情報を含む。

車速センサ２２は、車両１の車速を検出する。そして、車速センサ２２は車速信号を制御装置１０に出力する。車速信号は車両１の現在の車速を示す情報を含む。

加速度センサ２３は、車両１の前後加速度を検出する。加速度センサ２３は、加速時の前後加速度（加速Ｇ）の変化を検出し、減速時の前後加速度（減速Ｇ）の変化を検出する。そして、加速度センサ２３は加速度信号を制御装置１０に出力する。加速度信号は車両１の前後加速度を示す情報を含む。

そして、制御装置１０は各種センサから入力される信号に基づいてアクチュエータ２を制御する。制御装置１０は、走行用の動力源を制御して車両１の駆動力を制御する駆動制御を実行する。

この制御装置１０は、駆動力制御部１１を備える。

駆動力制御部１１は、車両１の運転者によるアクセル操作に応じて駆動力を制御する。駆動力制御部１１はアクセル開度と車速とに基づいて要求駆動力を算出し、その算出した要求駆動力を実現するようにアクチュエータ２を制御する。その際、制御装置１０からアクチュエータ２に制御信号が出力される。

また、制御装置１０は、パドルシフトやワンペダル機能により駆動力を変化させることが可能である。この車両１は、アクセル開度に紐づけられた駆動力（減速時には減速度）を変化させることにより車両１の運動性能を変化させるシステムを搭載している。そして、制御装置１０は運転者の特性に合った運動性能を実現するために、運転者個々人の特性や状況に合わせてエンジンブレーキや回生時におけるアクセル開度と駆動力との関係（減速度）を自動的に変化させるように構成されている。

具体的には、制御装置１０は、アクセル開度と駆動力との関係を示す基準（ベース）を設定し、運転者の特性に合わせてその関係をベースから自動的に変化させる。

まず、制御装置１０は道路情報や走行情報などの環境情報に基づいて、図２に示すように、アクセル開度と駆動力との関係のベースを設定する。駆動力は、正の駆動力が加速時の駆動力、負の駆動力が減速時の駆動力を表す。図２に示す例では、環境情報により設定されたベースが実線Ｌ１により表されている。この実線Ｌ１で示すベースは、アクセル開度がゼロの場合に負の駆動力（減速度）が最も大きくなり、アクセル開度がゼロから大きくなるに連れて負の駆動力がゼロに向けて徐々に変化し、アクセル開度が所定値になると駆動力がゼロになる。そして、実線Ｌ１ではアクセル開度が所定値よりも大きくなるに連れて正の駆動力（加速度）が大きくなるように設定されている。

さらに、制御装置１０は、アクセルＯＦＦ時の減速度のベースを設定する。アクセルＯＦＦの加速度は、図３に示すように、車速と前後加速度（Ｇ）との関係により表される。前後加速度は、正の前後加速度が加速度、負の前後加速度が減速度を表す。アクセルＯＦＦの減速度は車速に応じて変化する。図３に示す例では、車速がある車速よりも低い場合に、アクセルＯＦＦの減速度は正の前後加速度となり、車速が増加すると正の前後加速度から負の前後加速度になる。車速がゼロのよりも大きい所定車速となる際、アクセルＯＦＦの減速度は最も強くなり、その所定車速よりも高車速域では車速の増加に伴い、アクセルＯＦＦの減速度はゼロに向けて緩やかに弱くなる。

そして、制御装置１０はベースを設定した後、運転者の特性に合わせて運動性能が変化するよう、アクセル開度と駆動力との関係、特にアクセル開度と減速度との関係をベースの設定値から自動的に変化させる制御（自動調整制御）を実行する。自動調整制御は、図４～図６に示すように、加速時のピークＧを用いて減速度を自動的に調整する制御である。制御装置１０は、車両１が走行中、加速時のピークＧに基づいて自動調整制御を実行する。

より詳細には、駆動力制御部１１は加速度信号と車速信号とに基づいて、図４および図５に示すように、加速イベントにおけるピークＧ（加速時のピークＧ）を算出する。加速イベントは車両１を加速させるイベントである。また、図６に示すように、加速時のピークＧは減速時のピークＧと強い相関性を有する。

加速時のピークＧが大きい場合には、減速時のピークＧも大きくなる。一方、加速時のピークＧが小さい場合には、減速時のピークＧも小さくなる。なお、減速時のピークＧが大きいとは、絶対値が大きいことを表し、減速度が強いことを表す。減速時のピークＧが小さいとは、絶対値が小さいことを表し、減速度が弱いことを表す。

そして、加速時のピークＧはシステム起因で変化しない値である。そのため、制御装置１０は加速時のピークＧを用いて運転者の特性を定める。すなわち、制御装置１０は運転者の特性を学習させる際、対象パラメータとして「加速時のピークＧ」を用いる。このように、制御装置１０はパラメータである「加速時のピークＧ」を取得する必要があるため、図４および図５に示すように、加速時を加速イベントと定義するように構成されている。なお、図４には、前後加速度が実線Ｌ３で示され、車速が実線Ｌ４で示されている。図５には、図４に示す車速が実線Ｌ４で示されている。

図４に示す例では、実線Ｌ４で示すように車速が低下していく走行状態から車両１を加速させるためのアクセル操作が行われると（時刻ｔ１）、前後加速度は実線Ｌ３で示すように負の値から正の値に変化し、車速は実線Ｌ４で示すように上昇し始める。時刻ｔ１以降、前後加速度は正の値を推移してからゼロになる（時刻ｔ２）。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、車速は上昇し続ける。この加速時について制御装置１０は加速イベントであると判定する。つまり、制御装置１０は、車速センサ２２から取得した車速の変化に基づいて、図５に示すように、加速イベントを判定する。

ここで、加速イベントの判定から減速度の調整までの流れを説明する。

まず、制御装置１０は加速開始を判定する。その際、制御装置１０は、駆動トルクが０以上であること、かつ車速が所定範囲内であることを満たす場合に加速開始と判定する。この所定範囲は、例えば１０～５０ｋｍ／ｈである。

つぎに、制御装置１０は加速完了を判定する。その際、制御装置１０は、駆動トルクが０以下であること、または車速が低下することを満たす場合に加速完了と判定する。

また、制御装置１０は、加速完了後に、加速完了車速から加速開始車速を減じた値が所定車速以上であった場合に加速イベントと判定する。この制御装置１０は加速完了車速と加速開始車速との差分を算出し、その算出値が所定値以上、例えば１５ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判定する。加速開始車速と加速完了車速との差が１５ｋｍ／ｈ以上である場合に加速イベントと判定する。

そして、制御装置１０は加速イベントと判定した場合に、図４に示すように、その加速イベント中のピークＧ（最大加速Ｇ）を取得する。車両１を加速させるためのアクセル操作により発生した加速イベントに対して、制御装置１０は加速Ｇの最大値（ピークＧ）を算出する。この場合、制御装置１０は加速度センサ２３から取得した前後加速度の変化に基づいて加速Ｇを取得することができる。

制御装置１０は対象パラメータである加速時のピークＧを取得すると、そのピークＧを減速度指標とする。例えば、駆動力制御部１１は加速時のピークＧを、減速度を制御する際の指標（減速度指標）に設定する。あるいは、駆動力制御部１１は加速時のピークＧから減速度指標を算出する。

さらに、制御装置１０は、アクセル開度と駆動力との関係を減速度指標に応じてベースから変化させる。図７に示すように、アクセル開度と駆動力との関係のうちの減速度について、制御装置１０は減速度指標に応じてベースから減速度を強めるように設定を変化させる。図７に実線Ｌ５で示すように、減速度がベースから強まるように設定が変化する。この図７に示す例では、減速度指標はベースよりも減速度を強めることを示す指標である。また、減速度指標に応じて減速度をベースから変化させた場合であっても、正の駆動力はベースから変化しない。負駆動力が実線Ｌ１から実線Ｌ５に変化しても、正駆動力は実線Ｌ１のままである。

加えて、制御装置１０は、アクセルＯＦＦの減速度を減速度指標に応じて変化させる。図８に示すように、アクセルＯＦＦの減速度について、制御装置１０は減速度指標に応じてベースから減速度を強めるように設定を変化させる。図８に実線Ｌ６で示すように、アクセルＯＦＦの減速度がベースから強まるように設定が変化する。この図８に示す例は、上述した図７に示す例となる際にアクセルＯＦＦの減速度を変化させる場合を例示したものである。そのため、図８に示すように、減速度指標に応じてアクセルＯＦＦの減速度をベースよりも強めるように変化させるので、実線Ｌ２で示すベースよりも大きな減速度となる実線Ｌ６へと設定が変化する。

このように制御装置１０は、加速時のピークＧを用いて定めた減速度指標を基にして、予め環境情報などによって設定されたベース減速度から減速度を強めたり、弱めたりすることができる。この場合、制御装置１０は運転者からの切り替え要求を不要で自動的に減速度を変更する。その際、制御装置１０は減速度指標に応じた駆動力を実現するようにアクチュエータ２を制御する。

以上の通り、実施形態によれば、アクセル開度と駆動力との関係を、運転者の特性に合わせて自動的に変化させることができる。その際、加速時のピークＧを用いて減速度指標を定めて、その減速度指標に基づいて車両の減速度を調整する。このように加速時のピークＧをパラメータにして減速度指標を定めることにより、システム起因で変化しない加速度を減速度変化の指標とすることになり、運転者の特性をより正確に反映させた減速度変化が可能になる。その結果、車両が減速する際に運転者に与える違和感を低減することができる。

なお、車両１は、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＢＥＶ）に限らず、いわゆるコンベ車（エンジンのみを動力源とする車両）やハイブリッド車（ＨＥＶ）や燃料電池車（ＦＣＥＶ）などであってよい。要するに、アクチュエータ２がモータの場合には、制御装置１０は自動調整制御によって回生制動時の減速度（回生制動力）を制御する。また、アクチュエータ２がエンジンの場合には、制御装置１０は自動調整制御によってエンジンブレーキによる減速度を制御する。

また、実施形態では、ベースから減速度を強める方向に自動的に変化させる例について説明したがこれに限定されない。制御装置１０は自動調整制御として、ベースから減速度を弱める方向に自動的に変化させる制御を実行することも可能である。要するに、制御装置１０は加速時のピークＧに応じて減速度指標を算出すればよく、その算出された減速度指標に応じて減速度をベースよりも強めるように変化させる場合と、減速度をベースよりも弱めるように変化させる場合とを実現することが可能である。その際、制御装置１０は、図６に示すように、加速時のピークＧが所定値よりも大きい場合には、ベースよりも減速度を強めることを表す減速度指標を算出し、加速時のピークＧが所定値以下の場合には、ベースよりも減速度を弱めることを表す減速度指標を算出する。

また、制御装置１０は加速開始であるか否かを判定する際、駆動トルクが０以上である場合を条件とする構成に限定されない。駆動トルクが０以上となる場合には、定常走行時の僅かな加速である場合も含まれるため、この僅かな加速の発生時に加速開始と判定してしまう可能性がある。そこで、例えば駆動トルクが５０Ｎｍ以上という制限を付けることもできる。

また、制御装置１０は加速完了であるか否かを判定する際、駆動トルクが０以下である場合を条件とする構成に限定されない。駆動トルクが０以下となる場合には、緩加速時にアクセルペダルを瞬間的に戻した場合が含まれるため、この緩加速時からのアクセル戻し時に加速完了と判定してしまう可能性がある。そこで、例えば駆動トルクが－５０Ｎｍ以下という制限を付けることもできる。

また、制御装置１０は加速完了であるか否かを判定する際、車速が低下する場合を条件とする構成に限定されない。車速が低下という条件では、緩加速時にアクセルペダルを瞬間的に戻した際に加速完了と判定してしまう可能性がある。そこで、例えば１０ｋｍ／ｈ以上車速が低下したという制限を付けることもできる。

また、駆動力制御部１１が加速時のピークＧを算出し、減速度指標を算出する例について説明したがこれに限定されない。例えば制御装置１０に含まれる算出部が、加速時のピークＧを算出し、減速度指標を算出してもよい。この場合、駆動力制御部１１は算出部による算出結果に基づいて、減速度指標に応じた減速度の変化を実施する。

また、制御装置１０は自動調整制御によりベースから設定を変更する際、複数の段階に設けられた変更度合いのうちのいずれかに減速度を変化させることができる。減速度について、例えば図２に破線で示す５本の線のうちのいずれかに設定を変更させることができる。アクセルＯＦＦの減速度についても、図３に破線で示す５本の線のうちのいずれかに設定を変更させることができる。その際、図２と図３とで示す破線は、同じ変更度合いが選択される。例えば、図２に示す破線のうち、減速度が最も強くなる破線に設定を変更する場合には、アクセルＯＦＦの減速度についても、図３に示す破線のうち、減速度が最も強くなる破線に設定を変更することになる。この変更後の減速度が図７および図８に示されている。

また、減速度のベースは環境情報に基づいて設定されるため、環境情報によって変化する。そのため、減速度のベースは、図２に示す実線Ｌ１や図３に示す実線Ｌ２となる場合に限定されない。

１ 車両
２ アクチュエータ
３ 車輪
４ 動力伝達機構
１０ 制御装置
１１ 駆動力制御部
２１ アクセル開度センサ
２２ 車速センサ
２３ 加速度センサ

Claims (1)

1. 車両の運転者によるアクセル操作に応じて前記車両の駆動力を制御する駆動力制御装置であって、
   前記車両を加速させるための前記アクセル操作に応じた前記車両の前後加速度の変化を検出し、
   加速時に検出した前記前後加速度のうちの最大値を算出し、
   前記車両を減速させる際、前記加速時の前後加速度の最大値に基づいて前記車両の減速度を制御する
   ことを特徴とする駆動力制御装置。

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