JP4987647B2 - 駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、アクセル操作速度について運転者の操作特性のミクロ的な変化パターンに対応する5〜10分程度の第1の所定期間における第1不偏分散を演算し、マクロ的な変化パターンに対応する30分程度の第2の所定期間における第2不偏分散を演算し、これらの不偏分散比が数学的に有意差を有する場合に、運転パターンが変化したと認識する技術が記載されている
そこで本発明は、運転者のアクセル操作意識を正確に把握して、車両駆動力の制御を的確に行うことが可能な、駆動力制御装置の提供を課題とする。
請求項1に係る発明によれば、アクセルペダル操作のパワースペクトルに基づいて運転者のアクセルペダル操作意識を判断するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握して車両駆動力の制御を行うことができる。なおアクセルペダル操作のパワースペクトルは、少ないデータ数で短時間に算出することが可能である。また、運転者のアクセルペダル操作意識に応じて予め設定されたアクセルペダル操作の標準パワースペクトルと、算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルとを照合することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。なお運転者のアクセルペダル操作意識が低いほど、無意識のアクセルペダル操作が多くなると考えられる。そこで、アクセルペダル開度をローパスフィルタで処理することによって補正することにより、無意識のアクセルペダル操作を排除することが可能になり、アクセルペダル開度の補正を的確に行うことができる。
請求項2に係る発明によれば、ケプストラム分析によりアクセルペダル操作の低周波成分を抽出することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
請求項3に係る発明によれば、車速に応じて標準パワースペクトルが設定されているので、設定運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
請求項4に係る発明によれば、アクセルペダル操作のパワースペクトルを、路面凹凸のパワースペクトルにより修正するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
請求項5に係る発明によれば、車間距離が所定値よりも小さい場合にアクセルペダル開度の補正を行わないので、アクセルペダル開度の補正を的確に行うことができる。
請求項6に係る発明によれば、運転者のアクセルペダル操作のパワースペクトルを算出し、アクセルペダル操作意識に応じた標準パワースペクトルとして記録するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
一般に、エコドライブ(燃料消費を少なくする走り方)を実現するためには、アクセルペダル(以下「AP」という。)の操作を少なくすることが重要である。AP操作を最小限に抑えるには、運転者が高いAP操作意識を持つことが必要である。本願の発明者は、運転者のAP操作意識の評価指標について検討した。具体的には、AP操作量を最小限とするようにAP操作意識が高い状態で運転した場合と、同乗者と会話しながらAP操作意識が低い状態で運転した場合とで、様々な運転データを取得した。
AP操作を最小限とするエコドライブの場合、運転者により最適と判断されるAP開度は、運転者のAP操作意識の高低にかかわらず同様であると考えられる。これに対して、運転者の足によるAP操作は、運転者のAP操作意識が高いほどばたつきが小さくなり、AP操作意識が低いほどばたつきが大きくなると考えられる。
ケプストラム分析は、音声認識に採用されている分析手法である。音声(出力信号)は、声帯の振動によって作られた音(入力信号)に、声道の形状によって音色が付加(伝達回路)されることによって生成される。ここで、声帯振動の周期に起因する音の高さや、声帯振動の振幅に起因する音の強さは、音声認識にとって重要ではない。これに対して、舌の位置や顎の構え等の声道形状によって変化する音色こそが、音声認識にとって重要な言語音を特徴付けるものである。そこで音声認識では、声道形状によって付加される音色のみを評価するため、ケプストラム分析が利用されている。
出力信号x(t)、入力信号s(t)および伝達回路h(t)の関係は、次式で表される。
図1は、本実施形態に係る駆動力制御装置のブロック図である。本実施形態に係る駆動力制御装置1は、AP開度を検出するAP開度センサ12と、AP開度のパワースペクトルを算出する周波数分析部14と、パワースペクトルの低周波成分を抽出するパラメータ算出処理部16とを備えている。なおパラメータ算出処理部16は、パワースペクトルの低周波成分のうち、特徴的な次数(例えば1〜5次)の強度をパラメータとして算出するようになっている。
図4は、AP開度のパワースペクトルの低周波成分を抽出したグラフの一例である。運転者のAP操作意識が高い場合には、AP開度がほぼ一定になるのでグラフCが得られる。これに対して、AP操作意識が低い場合には、無意識のAP操作が行われるためグラフAのようになる。これらのグラフの特定周波数(例えばf1〜f3)におけるパワーが、パラメータとして算出される。
図4の例では、運転者のAP操作意識が高い場合であるグラフCのパラメータが、標準パラメータとして巡航時データベース36に記録されている。
図4の例では、AP開度のパラメータ算出処理部16により算出されたグラフAのパラメータ(例えばa1〜a3)と、巡航時データベース36に記録されたグラフCの標準パラメータ(例えばc1〜c3)との照合が行われる。
図4では、AP開度のパワースペクトルであるグラフAを、路面勾配のパワースペクトルで修正してグラフBを得る。このグラフBから修正AP開度パラメータを算出して、グラフCの標準パラメータと照合する。
また駆動力制御装置1は、AP開度のパラメータを路面勾配のパラメータにより修正する修正部18を備えている。
そこで、図1に示す駆動力制御装置1は、車間距離センサ42を備えている。車間距離センサ42として、マイクロ波レーダやミリ波レーダ、レーザレーダ等のレーダが、自車両の前方に装着されている。このレーダからの照射波が先行車両で反射して戻ってくるまでの時間を計測することにより、自車両と先行車両との車間距離を検出しうるようになっている。そして駆動力制御部52は、検出された車間距離が所定値より小さいか否かを判断し、所定値より小さい場合にはAP開度の補正を行わないようになっている。
次に、本実施形態に係る駆動力制御装置を使用した駆動力制御方法について説明する。
図5は、駆動力制御方法のメインルーチンのフローチャートである。まずS2において、AP開度センサ12によりAP開度データAPを読み込む。またS4において、車速センサ32により車速VPを読み込む。またS6において、路面勾配取得部22により勾配値データSLPを取得する。次にS8において、読み込んだ車速VPから逐次平均車速VPaveを算出する。
S14では、駆動力補正中フラグACTが0であるか判断する。駆動力補正中の状態ではS14の判断がNoになり、次述するAP開度データおよび勾配値データの蓄積処理を行わずに、駆動力補正を継続する。駆動力補正前の状態ではS14の判断がYesになり、S16に進む。
次にS24において、AP開度パラメータAP(f1、f2、…、fx)と、勾配値パラメータSLP(f1、f2、…、fx)との差分を算出し、修正AP開度パラメータAPD(f1、f2、…、fx)を算出する。
次にS26において、平均車速VPaveにおける標準パラメータAPb(f1、f2、…、fx)を、巡航時データベース36から読み込む。
次にS28において、パラメータ照合処理を行う。具体的には、修正AP開度パラメータAPD(f1、f2、…、fx)と、標準パラメータAPb(f1、f2、…、fx)との差分を算出する。
図6は、駆動力補正処理サブルーチンのフローチャートである。まずS402において、前回のトランスミッションのギアレシオRatio_prevを読み込む。次にS404において、AP開度をローパスフィルタLPFで処理し、LPF処理後のAP開度APlpfを生成する。
そしてS414において、休筒処理フラグF_CSOKが1であるか、すなわち休筒処理が可能であるか判断し、Yesの場合はS416に進む。S416では、EV走行フラグF_EVOKが1であるか、すなわちEV走行が可能であるか判断し、Yesの場合はS418に進む。S418では、APlpfに対応するギアレシオRatioが、前回のギアレシオRatio_prevより小さくなるか判断し、Yesの場合はS406に進む。S406では、スロットル値を検索するAP開度APとしてAPlpfを採用する。そしてS422では、APに対応するスロットル値を検索する。
図5に戻り、S42では、駆動力補正中フラグACTを1にする。そしてA44では、APに対応するスロットル値を、指示値として出力する。
以上により、AP開度が補正されて駆動力補正が行われる。
上記構成によれば、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握して車両駆動力の制御を行うことができる。これにより、エコドライブを実現することが可能になり、燃費を向上させることができる。
運転者のAP操作意識の高低に応じて、AP操作の低周波成分に差異が生じる。特にAP操作意識が低いほど、無意識のAP操作が多くなると考えられる。そこで上記構成によれば、ケプストラム分析によりAP操作の低周波成分を抽出することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
また駆動力制御部52は、AP操作意識判断部50により運転者のAP操作意識が低いと判断された場合に、AP開度の補正を行う構成とした。上記構成によれば、運転者のAP操作に対応する駆動力と、補正されたAP開度に対応する駆動力との間に差異があっても、運転者が違和感を覚えることは少ないと考えられる。したがって、運転者に違和感を与えることなくAP開度の補正を行うことができる。また本実施形態によれば、AP操作意識を高い状態に維持するための身体的な負担から、運転者を解放することができる。
上述した第1実施形態では、巡航時データベース36に予め記録されている標準パラメータに基づいて運転者のAP操作意識を判断した。しかしながら、AP操作意識に応じたAP操作は運転者ごとに微妙に異なるため、予め記録された標準パラメータを利用する場合には、運転者のAP操作意識の検出精度向上に限界がある。そこで第2実施形態では、運転者のAP操作意識に応じたAP操作を学習して学習標準パラメータを作成し、この学習標準パラメータに基づいて運転者のAP操作意識を判断する。
この覚醒度判断手段を用いて、運転者の覚醒度からAP操作意識を検出する。AP操作意識が高い状態にあることが検出された場合に、第1実施形態と同様にAP開度パラメータを算出し、これを学習標準パラメータとして巡航時データベース36に記録する。なお第1実施形態と同様に、車速ごとに学習標準パラメータを作成して記録することが望ましい。すべての学習標準パラメータの作成が完了したら、第1実施形態と同様の方法で駆動力制御を実施する。
AP操作意識に応じたAP操作は、運転者ごとに微妙に異なると考えられる。そこで、運転者のAP操作のパラメータを算出し、AP操作意識に応じた学習標準パラメータとして記録することで、運転者のAP操作意識を正確に把握することができる。
この発明はエンジンのみを駆動源とする車両だけでなく、エンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッド車両等にも適用することが可能である。
また、複数のドライバにより運転される車両の場合には、ドライバごとに標準パラメータを設定することも可能である。
Claims (7)
- アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、
前記アクセルペダル開度検出手段により検出された前記アクセルペダル開度に基づいて、車両駆動力を制御する駆動力制御手段と、を備えた駆動力制御装置であって、
前記アクセルペダル操作のパワースペクトルを算出するアクセルペダル操作周波数分析手段と、
運転者のアクセルペダル操作意識が高い場合のアクセルペダル操作のパワースペクトルに応じて予め設定されたアクセルペダル操作の標準パワースペクトルが記録されている記録手段と、
前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルと、前記記録手段に記録されている前記標準パワースペクトルとを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断するアクセルペダル操作意識判断手段と、をさらに備え、
前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル操作意識判断手段により運転者のアクセルペダル操作意識が高いと判断された場合に、前記アクセルペダル開度をそのまま用いて車両駆動力を制御する一方で、前記アクセルペダル操作意識判断手段により運転者のアクセルペダル操作意識が低いと判断された場合に、前記アクセルペダル開度をローパスフィルタで処理することによって補正し、補正した前記アクセルペダル開度を用いて車両駆動力を制御することを特徴とする駆動力制御装置。 - 前記アクセルペダル操作意識判断手段は、ケプストラム分析により算出されたアクセルペダル操作の低周波成分に基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断することを特徴とする請求項1に記載の駆動力制御装置。
- 前記標準パワースペクトルは、車速に応じて設定されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の駆動力制御装置。
- 路面凹凸を取得する路面凹凸取得手段と、
前記路面凹凸取得手段により取得された路面凹凸および車速から、路面凹凸のパワースペクトルを算出する路面凹凸周波数分析手段と、
前記路面凹凸周波数分析手段により算出された路面凹凸のパワースペクトルを用いて、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを修正する修正手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の駆動力制御装置。 - 前方車両との車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、
前記駆動力制御手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離が所定値よりも小さい場合に、前記アクセルペダル開度の補正を行わないことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の駆動力制御装置。 - 運転者の状態から運転者の覚醒度を判断する覚醒度判断手段と、
運転者の覚醒度から運転者のアクセルペダル操作意識を検出するアクセルペダル操作意識検出手段と、を備え、
前記記録手段は、前記アクセルペダル操作意識検出手段より運転者のアクセルペダル操作意識が高い状態にあることが検出された場合に、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを、運転者のアクセルペダル操作意識が高い状態における標準パワースペクトルとして記録しうるようになっていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の駆動力制御装置。 - 前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度を補正することにより、エンジンの気筒一部休止が禁止される場合、電動機による走行が禁止される場合、またはギア比が低下することになる場合には、前記アクセルペダル開度を補正しないことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の駆動力制御装置。
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