JP4872385B2 - 車両の走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１制駆動機構及び第２制駆動機構により制駆動される車両に搭載され、第１制駆動機構及び第２制駆動機構から得られる制駆動力を制御する、車両の走行支援装置に関する。

従来技術（特許文献１）に係る車両では、減速効果の異なる複数の減速手段が用意され、車間制御量に応じて減速手段を移行選択する。加速度偏差に応じ、スロットル制御→アクセルオフ制御→シフトダウン制御→ブレーキ制御というように減速度の小さなものから大きなものへ順次移行しながら実行する。ここで、シフトダウン制御に移行してから所定時間、シフトダウン制御からブレーキ制御への移行を禁止することで、不要なブレーキ制御の実行を防止している。しかし、この従来技術では、アクセルオフ制御からシフトダウン制御へ移行されてから、シフトダウン制御による減速効果が得られるまでの時間遅れが大きいため、シフトダウン制御からブレーキ制御へ移行した際に制動力のハンチングが発生する可能性がある、という問題がある。
特開２０００−１４２１６７号公報

車両に搭載された駆動機構及び制動機構（以下、これらを制駆動機構と総称する）を制御すると、上述した従来技術のように制駆動力のハンチングが発生する場合がある。そして、このような制駆動力のハンチングが発生すると車両の乗り心地を悪化してしまう、という問題がある。

そこで、本発明は、制駆動機構により得られる制駆動力のハンチングを抑制して、車両の乗り心地を良好とすることが可能な車両の走行支援装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明は、第１制駆動機構及び第２制駆動機構により制駆動される車両に搭載され、第１制駆動機構及び第２制駆動機構から得られる制駆動力を制御する走行支援装置であって、車両全体として得られるべき総制駆動力を示す総制駆動力指令値を求める総制駆動力指令値演算手段と、総制駆動力における第１制駆動機構の寄与分を示す第１制駆動力指令値を設定する第１制駆動力指令値設定手段と、総制駆動力における第２制駆動機構の寄与分を示す第２制駆動力指令値として、総制駆動力指令値と第１制駆動力指令値との差分を設定する第２制駆動力指令値設定手段と、を備えることを特徴とする。

上述した車両の走行支援装置によれば、総制駆動力指令値演算手段により、第１制駆動機構及び第２制駆動機構から得られるべき制駆動力である総制駆動力指令値が求められる。そして、第１制駆動力指令値設定手段により第１制駆動機構を制御するための第１制駆動力指令値が設定されるため、第１制駆動機構は第１制駆動力指令値に応じて制御される。また、第２制駆動力指令値設定手段により第２制駆動機構を制御するための第２制駆動力指令値が設定されるため、第２制駆動機構は第２制駆動力指令値に応じて制御される。この第２制駆動力指令値は、総制駆動力指令値演算手段により求められた総制駆動力指令値と第１制駆動力指令値との差分であるため、第１制駆動機構の制駆動力が第２制駆動機構の制駆動力により調節されて、総制駆動力指令値に相当する制駆動力を得ることができる。ここで、２つの制駆動機構を組み合わせて制駆動力を得ることによって制御応答性は良好であり、さらに結果として得られる制駆動力は総制駆動力指令値に対して精度が良い。このため、制駆動力のハンチングが生じることがなく、車両の乗り心地を良好とすることができる。

上述した車両の走行支援装置において、第２制駆動機構は、第１制駆動機構よりも制御応答性が高いものであり、第１制駆動力指令値設定手段により設定される第１制駆動力指令値は、実質的に総制駆動力指令値の低周波成分であり、第２制駆動力指令値設定手段により設定される第２制駆動力指令値は、実質的に総制駆動力指令値の高周波成分であることが好ましい。この構成によれば、第１制駆動力指令値設定手段により設定される第１制駆動力指令値は、実質的に総制駆動力指令値の低周波成分であるため、第１制駆動機構により主要な制駆動力が得られる。また、第２制駆動力指令値設定手段により設定される第２制駆動力指令値は、実質的に総制駆動力指令値の高周波成分であるため、第２制駆動機構により補助的な制駆動力が得られる。ここで、第２制駆動機構は、第１制駆動機構よりも制御応答性が高いため、総制駆動力指令値の高周波成分に追従して、総制駆動力指令値に相当する制駆動力を良好に得ることができる。なお、総制駆動力指令値の高周波成分及び低周波成分は互いに周波数の異なる２つの成分であり、第１制駆動機構及び第２制駆動機構の制御応答性に応じて決定される。

上述した車両の走行支援装置において、第１制駆動機構はエンジンであり、第２制駆動機構はブレーキであることが好ましい。この構成によれば、第１制駆動機構をエンジンとし、第２制駆動機構をブレーキとしている。よって、エンジンの駆動力がブレーキの制動力により調節されて、総制駆動力指令値に相当する制駆動力を得ることができる。

上述した車両の走行支援装置において、第１制駆動機構はエンジンであり、第２制駆動機構はモーターであることが好ましい。この構成によれば、第１制駆動機構をエンジンとし、第２制駆動機構をモーターとしている。よって、エンジンの駆動力がモーターの制駆動力により調節されて、総制駆動力指令値に相当する制駆動力を得ることができる。

上述した車両の走行支援装置は、第１制駆動機構から得られる制駆動力に生ずる誤差を演算し、演算された誤差に基づいて第１制駆動力指令値を調節する誤差調節手段を備えることが好ましい。この構成によれば、誤差調節手段は、第１制駆動機構から得られる制駆動力に生ずる誤差を演算し、演算された誤差に基づいて第１制駆動力指令値を調節する。このため、第１制駆動機構の制駆動力は、第２制駆動機構の制駆動力により確実に調節可能となるため、総制駆動力指令値に相当する制駆動力を良好に得ることができる。また、第１制駆動機構から得られる制駆動力に生ずる誤差を演算することで、第２制駆動機構が不要な制駆動力を発生することを防止することができる。

上述した車両の走行支援装置において、総制駆動力指令値演算手段は、総制駆動力指令値として、車両を所望の加速度目標値及び速度目標値に調節するための加速度指令値を求め、第１制駆動力指令値設定手段は、加速度目標値に基づいて第１制駆動力指令値を演算して設定し、第２制駆動力指令値設定手段は、加速度目標値と加速度指令値との差分に基づいて第２制駆動力指令値を演算して設定することが好ましい。

本発明に係る車両の走行支援装置によれば、制駆動機構により得られる制駆動力のハンチングを抑制して、車両の乗り心地を良好とすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の走行支援装置に係る好適な実施形態について説明する。以下に説明する実施形態では、既定のコースを自動走行する車両に走行支援装置が搭載された場合を一例として説明する。

図１には、本実施形態に係る走行支援装置１０が搭載された車両１が示されている。図１に示されるように、車両１には、車両１の主要な駆動源である第１制駆動機構としてのエンジン３０と、各車輪に制動力を与える第２制駆動機構としてのブレーキ装置３４とが搭載されている。そして、エンジン３０の駆動力を調節するための手段として、スロットルバルブの開度を調節するスロットルアクチュエータ３２が設けられており、ブレーキ装置３４の制動力を調節するための手段として、ブレーキ装置３４に供給される油圧を調節するブレーキアクチュエータ３６が設けられている。また、車両１には、車輪の回転を検出する車輪速センサ４１、路面に埋設された磁気マーカＭを検出する磁気センサ４０等のセンサ類が設けられている。走行支援装置１０は、これらのセンサ類の検出出力を取り込み、センサ類の検出値に応じた動作指令をスロットルアクチュエータ３２及びブレーキアクチュエータ３６のそれぞれに与えて、エンジン３０及びブレーキ装置３４に所望の制駆動力を発生させる。

上述した磁気マーカＭは、車両１が走行する路面に一定間隔ごとに埋設されている。車両１に設けられた磁気センサ４０が磁気マーカＭ上を通過して、磁気マーカＭを検出したことを示す検出出力が磁気センサ４０から出力されると、走行支援装置１０はその検出出力に基づいて既定コースにおける車両１の存在位置を認識する。走行支援装置１０は、既定コースの各位置ごとに車両１の所望の走行状態（速度目標値、加速度目標値等）が登録されたデータを記憶しており、磁気センサ４０の検出出力に基づいて車両１の存在位置を認識すると、その車両１の存在位置に対応する走行状態のデータを読み出して、車両がその走行状態に調節されるようにエンジン３０及びブレーキ装置３４を制御する。

次に、図２に示される走行支援装置１０を含む機能ブロック図を参照して、走行支援装置１０及びこれに関連する構成について説明する。図２に示されるように、車両１には、車両１の状態を検出するための検出手段として、既に説明した磁気センサ４０及び車輪速センサ４１のほかに、車両の重量を検出する車重センサ４２、エンジン３０の回転数を検出するエンジン回転数センサ４３、エンジン３０への吸気の圧力を検出する吸気圧センサ４４、エンジン３０への吸気の温度を検出する吸気温センサ４５、エンジン３０への吸気の流量を検出する空気流量センサ４６、エンジン３０からの排気の圧力を検出する排気圧センサ４７、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ４８、ブレーキ装置３４に供給される油圧を検出するブレーキ圧センサ４９などが設けられている。

走行支援装置１０は、車両の制駆動力を制御するための制駆動力制御ＥＣＵ（ElectricalControl Unit）１１と、スロットルバルブの開度を制御するためのスロットル制御ＥＣＵ２０と、ブレーキ装置３４に供給される油圧を制御するためのブレーキ制御ＥＣＵ２２とを備えている。これらのＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどで含んで構成されており、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行する。

制駆動力制御ＥＣＵ１１は、車両１の制駆動力の調節に関して総合的な制御を行う制御部であり、制御プログラムを実行することで、車両全体として得られるべき総制駆動力を示す総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔを演算する総制駆動力指令値演算部１２、総制駆動力におけるエンジン３０の寄与分を示す第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒを演算して設定する第１制駆動力指令値設定部１３、総制駆動力におけるブレーキ装置３４の寄与分を示す第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒを演算して設定する第２制駆動力指令値設定部１４、最大予測制御誤差Ｖｅｒｒに基づいて第１制駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒを調節する誤差調節部１５としての機能を実現している。また、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、制御プログラムを実行することで、磁気センサ４０の検出出力に基づいて車両１の存在位置を演算する進行位置演算部１６、既定コースのコースマップから路面の勾配を演算する勾配演算部１７、車重センサ４２の検出出力に基づいて車両重量を演算する車重演算部１８としての機能を実現している。

次に、図３に示されるフローチャートを参照して、走行支援装置１０による制駆動力の調節処理について説明する。以下に説明する制駆動力調節処理は、制駆動力制御ＥＣＵ１１が、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより実現される。

制駆動力制御ＥＣＵ１１は、既定コースの各位置ごとに車両１の所望の走行状態（速度目標値、加速度目標値等）が登録されたデータを記憶しており、磁気センサ４０の検出出力に基づいて車両１の存在位置を認識すると、その車両１の存在位置に対応する走行状態のデータを読み出す（Ｓ３０１）。なお、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、速度目標値Ｖｔｇｔ及び加速度目標値Ａｔｇｔを読み出す処理を２０ｍｓｅｃ周期で行う。

次に、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、速度目標値Ｖｔｇｔ及び加速度目標値Ａｔｇｔに基づいて総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔを算出する処理を行う。ここで、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔとは、車両全体として得られるべき総制駆動力であり、言い換えれば、車両１の車輪から路面に伝達される力である。制駆動力制御ＥＣＵ１１は、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔに実質的に等価な値として、車両１に求められる加速度である加速度指令値ｒｅｑ＿Ｇ＿ｔを算出する（Ｓ３０２）。制駆動力制御ＥＣＵ１１は、速度目標値Ｖｔｇｔ、加速度目標値Ａｔｇｔ、速度検出値Ｖ、加速度検出値Ａに基づいて、次の数式（１）に従って、加速度指令値ｒｅｑ＿Ｇ＿ｔを算出する。

なお、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、車輪速センサ４１の検出値に基づいて、上の数式（１）に含まれる速度検出値Ｖ及び加速度検出値Ａを求めている。

上述したように、加速度指令値ｒｅｑ＿Ｇ＿ｔは、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔに実質的に等価である。即ち、一般的に移動物体の質量に加速度を乗じることで制駆動力が求められることから、加速度指令値ｒｅｑ＿Ｇ＿ｔは総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔと比例するため、制駆動力の制御上、加速度指令値ｒｅｑ＿Ｇ＿ｔは総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔと同等に扱うことができる。但し、路面の勾配を考慮した場合には、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔは、車両１の質量Ｍ、加速度指令値ｒｅｑ＿Ｇ＿ｔ、道路勾配ｇｒａｄ＿ｔに基づいて、次の数式（２）に従って算出可能である。

次に、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、第１制駆動機構の応答時間から定まる規定時間Ｔ秒先の車両状態において予測される最大の制御誤差である最大予測制御誤差Ｖｅｒｒを算出する処理を行う（Ｓ３０３）。ここで、最大予測制御誤差Ｖｅｒｒとは、与えられた指令値に応じてエンジン３０が出力すべき駆動力に対して、エンジン３０から実際に出力される駆動力に含まれる誤差のことである。最大予測制御誤差Ｖｅｒｒの算出手順について説明する。

制駆動力制御ＥＣＵ１１は、Ｔ秒先の加速度目標値Ａｔｇｔ、Ｔ秒先の加速度目標値Ａｔｇｔの時間微分値、路面勾配の時間微分値、スロットル開度、エンジン回転数、車両速度などの複数のパラメータに基づいて、次の数式（３）に従って、車両１の制駆動モデルから求められる誤差要因部分Ｖｅｒｒ１を算出する。

ここで、制御誤差関数ｆｕｎｃ１は、上述した複数のパラメータを含む数式であり、複数のパラメータの組合せに応じた誤差要因部分Ｖｅｒｒ１を求めるための数式である。例えば、制御誤差関数ｆｕｎｃ１は、それぞれのパラメータの１次式として表現される。なお、制御誤差関数ｆｕｎｃ１は、上述した複数のパラメータの組合せに対して誤差要因部分Ｖｅｒｒ１が登録された多次元マップデータを利用し、複数のパラメータの組合せに応じた誤差要因部分Ｖｅｒｒ１を求めるものであってもよい。

また、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、車両１の走行状態によって異なる誤差要因部分Ｖｅｒｒ２を算出する。制駆動力制御ＥＣＵ１１は、Ｔ秒先の速度目標値Ｖｔｇｔ及び加速度目標値Ａｔｇｔを参照して、車両１の数秒後の走行状態（加速状態、定速状態、減速状態）を判定してから、次の数式（４）に従って、加速状態、定速状態、減速状態のいずれの状態であるかによって異なる誤差要因部分Ｖｅｒｒ２を算出する。

ここで、σ_ｉは、車両１の走行状態によって異なる制御誤差の標準偏差である。即ち、σ_１は、車両１が加速している時の制御誤差の標準偏差であり、σ_２は、車両１が一定速度で走行している時の制御誤差の標準偏差であり、σ_３は、車両１が減速している時の制御誤差の標準偏差である。各走行状態における制御誤差の標準偏差σ_１，σ_２，σ_３は、実際に車両１が走行したときの制御誤差から求められた値であり、制駆動力制御ＥＣＵ１１のＲＯＭに記憶されている。

そして、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、次の数式（５）に従って、制駆動モデルから求められる誤差要因部分Ｖｅｒｒ１と、車両１の走行状態によって異なる誤差要因部分Ｖｅｒｒ２とを加算することで、車両１のＴ秒先の最大予測制御誤差Ｖｅｒｒを算出する。

さらに、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、次の数式（６）に従って、最大予測制御誤差Ｖｅｒｒに制御ゲインＫｐｖ＿ｔを乗算することで、最大予測制御誤差Ｖｅｒｒを制御上利用可能な値ｐｒｅ＿ＦＢに変換する。以下の説明では、制御上利用可能に変換された値ｐｒｅ＿ＦＢを、予測最大制御誤差ｐｒｅ＿ＦＢと呼ぶ。

次に、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、車両１の質量Ｍ、加速度目標値Ａｔｇｔ、道路勾配ｇｒａｄ＿ｔ及び予測最大制御誤差ｐｒｅ＿ＦＢに基づいて、次の数式（７）に従って、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒを算出する（Ｓ３０４）。そして、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、この第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒを、エンジン３０を制御するための指令値として設定する。

ここで、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒは、加速度目標値Ａｔｇｔと道路勾配ｇｒａｄ＿ｔとの加算値に車両１の質量Ｍを乗じて演算されるため、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒは、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔと同程度の大きさとなっている。言い換えれば、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒは、車両１のセンサ類の検出値を考慮せずに制御目標値Ａｔｇｔから算出されたフィードフォワード成分であり、実質的に総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔの低周波成分である。さらに、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒは、予測最大制御誤差ｐｒｅ＿ＦＢが加算されて演算されるため、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒは、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔよりも常に大きな値となっている。

また、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、車両１の質量Ｍ、加速度目標値Ａｔｇｔ、加速度指令値ｒｅｑ＿Ｇ＿ｔ及び予測最大制御誤差ｐｒｅ＿ＦＢに基づいて、次の数式（８）に従って、第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒを算出する（Ｓ３０５）。そして、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、この第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒを、ブレーキ装置３４を制御するための指令値として設定する。

ここで、第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒは、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒから総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔを減算した差分値に相当する。言い換えれば、第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒは、車両１のセンサ類の検出値を考慮して算出されたフィードバック成分であり、実質的に総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔの高周波成分である。これは、エンジン３０から出力される駆動力がブレーキ装置３４の制動力に抑えられることで、車両全体では総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔに相当する駆動力が得られることを意味している。なお、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、上述した第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒ及び第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒを算出する処理を、２０ｍｓｅｃ周期で行う。

次に、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、駆動系モデルから導かれる次の数式（９）に従ってエンジントルクＴを算出し、さらに数式（１０）に従ってスロットル開度指令値αを算出する（Ｓ３０６）。なお、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、スロットル開度指令値αを算出する処理を、２４０ｍｓｅｃ周期で行う。

なお、上記の数式（９）及び数式（１０）において、トルクコンバータトルク比特性関数τとは、エンジン回転数ｎ_１及びトルクコンバータのタービン回転数ｎ_２を引数として、そのエンジン回転数ｎ_１及びタービン回転数ｎ_２の状態におけるトルクコンバータのトルク比を求める関数である。また、エンジントルク関数ｆｕｎｃ２とは、エンジントルクＴ及びエンジン回転数ｎ_１を引数として、そのエンジントルクＴ及びエンジン回転数ｎ_１の状態におけるスロットル開度指令値αを求める関数である。

次に、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、ブレーキ圧指令値βを算出する処理を行う（Ｓ３０７）。ここで、ブレーキ圧指令値βとは、ブレーキ装置３４に所望の油圧を供給するために、ブレーキアクチュエータ３６に与えられる指令値である。ブレーキ圧指令値βの算出手順について説明する。

制駆動力制御ＥＣＵ１１は、駆動系モデルから導かれる上記の数式（９）及び数式（１０）を利用して、車両速度Ｖに基づいてエンジンブレーキによる制動力ｅｎｇ＿ｂｒｋ＿ｆｏｒｃｅを算出する。次に、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、次の数式（１１）に従って、制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒからエンジンブレーキによる制動力ｅｎｇ＿ｂｒｋ＿ｆｏｒｃｅを減算して、ブレーキ装置３４により得られるべき制動力ｂｒｋ＿ｆｏｒｃｅを演算する。

さらに、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、次の数式（１２）に従って、ブレーキ圧指令値βを算出する。

ここで、ブレーキ制動特性関数ｆｕｎｃ３とは、ブレーキ装置３４による制動力ｂｒｋ＿ｆｏｒｃｅ及び車両速度Ｖを引数として、その車両速度Ｖにおいてブレーキ装置３４による制動力ｂｒｋ＿ｆｏｒｃｅを得るために必要とされるブレーキ油圧βを求める関数である。なお、制駆動力制御ＥＣＵ１１は、ブレーキ圧指令値βを算出する処理を、２０ｍｓｅｃ周期で行う。

次に、スロットル制御ＥＣＵ２０は、スロットル開度の検出値をフィードバックして、スロットル開度指令値α及びスロットル開度検出値に基づいてＰＩＤ制御を実行し、ＰＩＤ制御により演算された指令値を出力する。スロットルアクチュエータ３２は、ＰＩＤ制御により演算された指令値を取り込んで、スロットルバルブを所望の開度に調節する。なお、スロットル制御ＥＣＵ２０は、８ｍｓｅｃ周期でＰＩＤ制御を行う。なお、上述した処理では、スロットル開度指令値α及びスロットル開度検出値に基づいてＰＩＤ制御を実行しているが、スロットル開度指令値αに代えてエンジントルク指令値を算出し、スロットル開度検出値に代えてエンジントルク検出値をフィードバックして、エンジントルク指令値及びエンジントルク検出値に基づいてＰＩＤ制御を実行してもよい。

次に、ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、ブレーキ油圧の検出値をフィードバックして、ブレーキ圧指令値β及びブレーキ圧検出値に基づいてＰＩＤ制御を実行し、ＰＩＤ制御により演算された指令値を出力する。ブレーキアクチュエータ３６は、ＰＩＤ制御により演算された指令値を取り込んで、ブレーキ装置３４に供給される油圧を所望の圧力に調節する。なお、ブレーキ制御ＥＣＵ２２は、１０ｍｓｅｃ周期でＰＩＤ制御を行う。

以上に説明した走行支援装置１０による制駆動力の調節処理によれば、制駆動力制御ＥＣＵ１１により、エンジン３０及びブレーキ装置３４から得られるべき制駆動力である総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔが求められる。また、制駆動力制御ＥＣＵ１１によりエンジン３０を制御するための第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒが設定されるため、エンジン３０は第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒに応じて制御される。一方、制駆動力制御ＥＣＵ１１によりブレーキ装置３４を制御するための第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒが設定されるため、ブレーキ装置３４は第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒに応じて制御される。ここで、第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒは、制駆動力制御ＥＣＵ１１により求められた総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔと第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒとの差分であるため、エンジン３０の制駆動力がブレーキ装置３４の制駆動力により調節されて、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔに相当する制駆動力を得ることができる。

次に、走行支援装置１０により制駆動力の調節処理が行われた結果を、処理結果の一例を示して説明する。図４には、ある条件下で車両１が走行した場合における、制駆動力の調節処理に関する複数のパラメータの経時変化が示されている。ここで、図４（ｃ）に示されるように、車両１が走行する路面は、平坦な路面から登り勾配に変化し、再び平坦な路面となっている。また、図４（ｂ）に示されるように、速度目標値Ｖｔｇｔは、登り勾配の途中まで一定の加速度で増加してから一定となり、その後、若干減少している。このような条件下で車両１が走行した場合には、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔ及び第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒは、図４（ａ）に示されるように変化している。

図４（ａ）に示されるように、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔは、車両１の走行状況の変化に応じて絶えず変化している。この総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔの変化には、上下幅の小さい急激な増減が数多く含まれている。これに対して、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒは、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔよりも常に大きな値となっており、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔのように細かな増減を殆ど含んでいない。一方、第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒは、第１駆動力指令値ｔｒａｃｔｉｏｎ＿ｏｒｄｅｒと総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔとの差分となっている。制御応答性の良好なブレーキ装置３４の制動力は、第２制動力指令値ｂｒａｋｅ＿ｏｒｄｅｒの急激な変化に追従して良好に応答するため、エンジン３０の駆動力をブレーキ装置３４の制動力で抑えることで、総制駆動力指令値ｒｅｑ＿ｆｏｒｃｅ＿ｔに相当する所望の駆動力を車両全体として得ることができる。このように制御された結果、図４（ｂ）に示されるように、速度検出値Ｖは速度目標値Ｖｔｇｔの変化に追従するように制御される。

上述した実施形態の走行支援装置１０によれば、主要な駆動源であるエンジン３０からの駆動力を、制御応答性の良好なブレーキ装置３４の制動力により調節することで、所望の駆動力を精度及び応答性良く得ることができる。また、上述した実施形態の走行支援装置１０によれば、エンジン３０及びブレーキ装置３４を用いた制駆動力の制御において、制駆動力のハンチングが生じることがなく、車両１の乗り心地を良好とすることができる。

なお、上述した実施形態では、車両１の制駆動機構として、駆動力を発生するエンジン３０と、制動力を発生するブレーキ装置３４が搭載された場合を一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、制御応答性の異なる２つの制駆動機構が搭載された車両に適用することができる。例えば、本発明に係る走行支援装置１０は、２つの駆動機構が搭載された車両や、２つの制動機構が搭載された車両にも適用することができる。なお、本発明に係る走行支援装置１０は、２つの制駆動機構の制御応答性が大きく異なるほど有効である。

特に、本発明に係る走行支援装置１０は、第１制駆動機構としてエンジンを用い、第２制駆動機構としてモーターを用いたハイブリッド車両に適用されることが好適である。エンジンは制御応答性が比較的に遅いため、制御応答性が良好なモーターを用いることで、車両の制駆動力を良好に制御することができる。なお、本発明に係る走行支援装置１０は、第１制駆動機構としてモーターを用い、第２制駆動機構としてブレーキ装置を用いた電気自動車に適用されてもよい。

なお、上述した実施形態では、エンジン３０の駆動力をブレーキ装置３４の制動力により確実に調節可能とするために、第１駆動力指令値に最大予測制御誤差Ｖｅｒｒを加算することで、第１駆動力指令値を調節している。この第１制駆動力指令値の調節処理は、制御応答性の異なる２つの駆動機構が搭載された車両の場合には、制御応答性の劣る駆動機構の駆動力の誤差を演算し、制御応答性の劣る駆動機構の第１制駆動力指令値から、その誤差を減算する処理に置き換えればよい。また、制御応答性の異なる２つの制動機構が搭載された車両の場合には、制御応答性の劣る制動機構の制動力の誤差を演算し、制御応答性の劣る制動機構の第１制駆動力指令値に、その誤差を加算する処理に置き換えればよい。

なお、上述した実施形態では、既定のコースを自動走行する車両１に走行支援装置１０が搭載された場合を一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、車間距離制御装置（Adaptive Cruise Control：ＡＣＣ）が車両１に搭載されている場合において、車間距離制御装置の一部として、上述した走行支援装置１０を適用することもできる。即ち、上述した実施形態の自動走行車両１のように全面的に走行支援される車両１の他、車間距離制御装置が搭載された車両のように部分的に走行支援される車両にも適用可能である。

走行支援装置が搭載された車両を示す構成図である。 走行支援装置を含む車両の機能ブロック図である。 走行支援装置による制駆動力調節処理のフローチャートである。 制駆動力の経時変化の一例を示すチャートである。

符号の説明

１…車両、１０…走行支援装置、１１…制駆動力制御ＥＣＵ、１２…総制駆動力指令値演算部、１３…第１制駆動力指令値設定部、１４…第２制駆動力指令値設定部、１５…誤差調節部、１６…進行位置演算部、１７…勾配演算部、１８…車重演算部、２０…スロットル制御ＥＣＵ、２２…ブレーキ制御ＥＣＵ、３０…エンジン（第１制駆動機構）、３２…スロットルアクチュエータ、３４…ブレーキ装置（第２制駆動機構）、３６…ブレーキアクチュエータ、４０…磁気センサ、４１…車輪速センサ、４２…車重センサ、４３…エンジン回転数センサ、４４…吸気圧センサ、４５…吸気温センサ、４６…空気流量センサ、４７…排気圧センサ、４８…スロットル開度センサ、４９…ブレーキ圧センサ、Ｍ…磁気マーカ。

Claims (7)

1. 第１制駆動機構により制駆動され、且つ、ブレーキである第２制駆動機構により制動される車両に搭載され、前記第１制駆動機構及び前記第２制駆動機構から得られる制駆動力を制御する走行支援装置であって、
   前記車両全体として得られるべき総制駆動力を示す総制駆動力指令値を求める総制駆動力指令値演算手段と、
   前記総制駆動力における第１制駆動機構の寄与分を示す第１制駆動力指令値を設定する第１制駆動力指令値設定手段と、
   前記総制駆動力における第２制駆動機構の寄与分を示す第２制駆動力指令値として、前記総制駆動力指令値と前記第１制駆動力指令値との差分を設定する第２制駆動力指令値設定手段と、
   少なくとも加速度目標値を含む情報に基づいて前記第１制駆動機構から得られる制駆動力に生ずる誤差を演算し、演算された誤差を前記第１制駆動力指令値及び前記第２制駆動力指令値に加算する誤差調節手段と、
   を備えることを特徴とする車両の走行支援装置。
2. 前記誤差調節手段は、規定時間先の加速度目標値、規定時間先の加速度目標値の時間微分値、路面勾配の時間微分値、スロットル開度、エンジン回転数、車両速度に基づいて制御誤差関数により、前記第１制駆動機構から得られる制駆動力に生ずる誤差を演算し、演算された誤差を前記第１制駆動指令値及び前記第２制駆動力指令値に加算することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行支援装置。
3. 前記誤差調節手段は、規定時間先の加速度目標値、規定時間先の加速度目標値の時間微分値、路面勾配の時間微分値、スロットル開度、エンジン回転数、車両速度に基づいて多次元マップデータにより、前記第１制駆動機構から得られる制駆動力に生ずる誤差を演算し、演算された誤差を前記第１制駆動指令値及び前記第２制駆動力指令値に加算することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行支援装置。
4. 前記誤差調節手段は、規定時間先の速度目標値、規定時間先の加速度目標値に基づいて、車両の走行状態が加速状態、定速状態、減速状態のいずれであるかを判定し、判定された車両の走行状態に基づいて、前記第１制駆動機構から得られる制駆動力に生ずる誤差を演算し、演算された誤差を前記第１制駆動指令値及び前記第２制駆動力指令値に加算することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の走行支援装置。
5. 前記第２制駆動機構は、前記第１制駆動機構よりも制御応答性が高いものであり、
   前記第１制駆動力指令値設定手段により設定される第１制駆動力指令値は、実質的に前記総制駆動力指令値の低周波成分であり、
   前記第２制駆動力指令値設定手段により設定される第２制駆動力指令値は、実質的に前記総制駆動力指令値の高周波成分である、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の走行支援装置。
6. 前記第１制駆動機構はエンジンであり、前記第２制駆動機構はブレーキであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両の走行支援装置。
7. 前記総制駆動力指令値演算手段は、前記総制駆動力指令値として、前記車両を所望の加速度目標値及び速度目標値に調節するための加速度指令値を求め、
   前記第１制駆動力指令値設定手段は、前記加速度目標値に基づいて前記第１制駆動力指令値を演算して設定し、
   前記第２制駆動力指令値設定手段は、前記加速度目標値と前記加速度指令値との差分に基づいて前記第２制駆動力指令値を演算して設定する、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両の走行支援装置。

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