JP6438328B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、前輪および後輪に駆動力の配分が可能な車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device capable of distributing driving force to front wheels and rear wheels.
従来、車両が段差を乗り越えようとする場合に、アクセルの踏み込み量に対して、駆動力を増加させることで、段差を乗り越え易くする、つまり、乗り越し性能を向上する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, when a vehicle tries to get over a step, a technique has been proposed that makes it easy to get over the step by increasing the driving force with respect to the amount of depression of the accelerator, that is, improve the overpass performance (for example, Patent Document 1).
ところで、前輪および後輪に駆動力の配分が可能な車両において、車両が段差を乗り越えようとする場合には、段差に当接している前輪または後輪の一方の駆動力に対して、段差に当接していない前輪または後輪の他方の駆動力が、段差を乗り越すための乗越駆動力に寄与する割合が低い。 By the way, in a vehicle in which the driving force can be distributed to the front wheels and the rear wheels, when the vehicle tries to get over the step, the difference between the driving force of one of the front wheels and the rear wheel that is in contact with the step. The ratio of the other driving force of the front wheels and the rear wheels that are not in contact with each other contributes to the passing drive force for getting over the step.
したがって、前輪および後輪に駆動力の配分が可能な車両において、上記の技術を適応し、車両が段差を乗り越えようとする場合に、単に駆動力を増加させるだけでは十分に乗り越し性能を発揮することができないといった問題があった。 Therefore, in a vehicle in which driving force can be distributed to the front wheels and rear wheels, when the above technique is applied and the vehicle tries to get over the step, simply increasing the driving force provides sufficient riding performance. There was a problem that I couldn't.
そこで、本発明は、段差の乗り越し性能を向上することが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of improving the step-over performance of a step.
上記課題を解決するために、本発明の車両制御装置は、駆動源からの駆動力を前輪および後輪に配分が可能な車両の車両制御装置であって、前記車両の進行方向にある段差に前記前輪または前記後輪が当接したかを判定する段差当接判定部と、前記段差当接判定部により前記前輪または前記後輪が前記段差に当接したと判定された場合、前記段差に当接している前輪または後輪に駆動力を偏重配分する駆動力配分制御部と、を備える。 In order to solve the above-described problems, a vehicle control device according to the present invention is a vehicle control device for a vehicle that can distribute a driving force from a driving source to front wheels and rear wheels, at a step in the traveling direction of the vehicle. A step contact determination unit that determines whether the front wheel or the rear wheel has contacted, and a step contact determination unit that determines that the front wheel or the rear wheel has contacted the step. A driving force distribution control unit that distributes the driving force unevenly to the abutting front wheel or rear wheel.
また、前記駆動力配分制御部は、前記段差に当接している前輪または後輪に、配分可能な最大限の配分比率となるように駆動力を配分するとよい。 The driving force distribution control unit may distribute the driving force to the front wheel or the rear wheel that is in contact with the step so that the maximum distribution ratio can be distributed.
また、前記駆動力配分制御部は、前記駆動源が出力可能な最大駆動力が所定の閾値以上の場合に、前記段差に当接している前輪または後輪に駆動力を偏重配分するとよい。 The driving force distribution control unit may distribute the driving force to the front wheels or the rear wheels that are in contact with the step when the maximum driving force that can be output from the driving source is equal to or greater than a predetermined threshold.
また、前記段差に当接している前輪または後輪のスリップを検出するスリップ検出部をさらに備え、前記駆動力配分制御部は、前記スリップ検出部によりスリップが検出された場合、前記前輪および前記後輪に対して、前記段差に当接している前輪または後輪に対する駆動力を減少させるように駆動力を配分するとよい。 In addition, a slip detection unit that detects a slip of a front wheel or a rear wheel that is in contact with the step is provided, and the driving force distribution control unit is configured to detect the front wheel and the rear wheel when slip is detected by the slip detection unit. The driving force may be distributed to the wheel so as to reduce the driving force with respect to the front wheel or the rear wheel that is in contact with the step.
また、前記前輪または後輪が該段差を乗り越した場合、前記前輪および前記後輪に対して、予め設定された初期配分で駆動力を配分するとよい。 Further, when the front wheel or the rear wheel passes over the step, the driving force may be distributed to the front wheel and the rear wheel with a preset initial distribution.
本発明によれば、段差の乗り越し性能を向上することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the step-over performance.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
図1は、車両100の構成を示す図である。図1に示すように、車両100は、エンジン102、モータ104および発電機106を有する所謂ハイブリッド自動車である。ここでは、車両100としてハイブリッド自動車を例に挙げて説明するが、車両100として、電気自動車やモータ非搭載の自動車を適用してもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the
エンジン102は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが適応され、ECU108(エンジンコントロールユニット)の制御に基づいて、不図示の燃料タンクから供給される燃料を燃焼させることで駆動力を得、得られた駆動力をダンパ124に出力する。
The
モータ104は、インバータ110を介してバッテリ112に接続され、バッテリ112からの電力を受けて回転軸114に駆動力を伝達する。また、モータ104は、車両100の減速時、ブレーキ118の代わりに、または、ブレーキ118とともに車両100に制動力を作用させ、回生によって発電する発電機として機能する。
The
発電機106は、インバータ110を介してバッテリ112に接続され、後述する動力分割機構126を介してエンジン102からの駆動力を受けて発電した電力をバッテリ112に蓄電させる。また、発電機106は、発電した電力をモータ104に供給する場合もある。さらに、発電機106は、発電とは異なるタイミングにおいて電動機(モータ)としても機能し、インバータ110を介してバッテリ112から供給される電力により駆動する。
The
動力分割機構126は、例えば、サンギヤ、リングギヤ、プラネタリギヤ、キャリアからなる遊星歯車機構が適応される。サンギヤは、発電機106の回転軸に接続され、リングギヤは、回転軸114に接続され、キャリアは、ダンパ124を介してエンジン102に接続される。動力分割機構126では、例えば、エンジン102からダンパ124を介して伝達された駆動力を分割し、発電機106および回転軸114に伝達する。回転軸114およびドライブシャフト132には、ギヤ機構128a、128bがそれぞれ設けられ、ギヤ機構128a、128bは、回転軸114からドライブシャフト132に駆動力を伝達する。
As the
エンジン102やモータ104で得られた駆動力は、回転軸114、ギヤ機構128a、128b、ドライブシャフト132、フロントデファレンシャルギア130、前輪シャフト116を介して駆動力として前輪120に伝達される。また、エンジン102やモータ104で得られた動力は、回転軸114、ギヤ機構128a、128b、ドライブシャフト132、電子制御カップリング134、リアデファレンシャルギア136、および、後輪シャフト138を介して後輪122にも駆動力として伝達される。
The driving force obtained by the
電子制御カップリング134は、連結状態において、エンジン102およびモータ104から出力される駆動力を、リアデファレンシャルギア136、および、後輪シャフト138を介して後輪122に伝達する。また、電子制御カップリング134は、切断状態において、エンジン102およびモータ104から出力される駆動力を前輪120のみに伝達する。
In the connected state, the
そして、電子制御カップリング134では、前輪120に伝達される駆動力と、後輪122に伝達される駆動力との比が70%:30%となるように初期配分として設定されている。そして、電子制御カップリング134は、走行状態や詳しくは後述する車両制御処理に応じて、前輪120に伝達される駆動力と、後輪122に伝達される駆動力との比を、100%:0%〜50%:50%の範囲で調整可能となっている。つまり、前輪120に可能な限り最大限の駆動力を偏重配分した場合には、前輪120に伝達される駆動力と、後輪122に伝達される駆動力との比が100%:0%となり、後輪122に可能な限り最大限の駆動力を偏重配分した場合には、前輪120に伝達される駆動力と、後輪122に伝達される駆動力との比が50%:50%となる。
In the
このように、車両100は、前輪120のみ、または、前輪120および後輪122で駆動するAWD(All Wheel Drive)車である。なお、ここでは、前輪120のみ、または、前輪120および後輪122で駆動するAWD車を例に挙げて説明するが、前輪120および後輪122に駆動力を配分可能なAWD車に適応することができる。
Thus, the
車両制御装置140は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含む半導体集積回路で構成され、車両100の各部を統括制御する。
The
車両制御装置140は、シフトポジションセンサ150、アクセルペダルセンサ152、ブレーキペダルセンサ154、車速センサ156、加速度センサ158、回転数センサ160、162とそれぞれ接続され、各センサで検出された値を示す信号が入力される。
The
また、車両制御装置140は、ECU108、インバータ110と接続され、各センサから入力される信号に基づいて、ECU108、インバータ110を介してエンジン102、モータ104、発電機106の駆動または発電を制御する。ECU108は、エンジン102のエンジン回転数を検出し、エンジン回転数を示す信号を車両制御装置140に出力する。
The
さらに、車両制御装置140は、電子制御カップリング134と接続され、電子制御カップリング134の連結状態、切断状態を制御することにより、エンジン102およびモータ104からの駆動力を、前輪120および後輪122に配分する。
Further, the
シフトポジションセンサ150は、シフトポジション(前進「D」、後進「R」、パーキング「P」、ニュートラル「N」等)を検出し、シフトポジションを示す信号を車両制御装置140に出力する。アクセルペダルセンサ152は、アクセルペダルの踏込み量(アクセル踏込み量)を検出し、アクセル踏込み量を示す信号を車両制御装置140に出力する。ブレーキペダルセンサ154は、ブレーキペダルの踏込み量(ブレーキ踏込み量)を検出し、ブレーキ踏込み量を示す信号を車両制御装置140に出力する。
車速センサ156は、車両100の車速を検出し、車速を示す信号を車両制御装置140に出力する。加速度センサ158は、車両100の加速度を検出し、加速度を示す信号を車両制御装置140に出力する。回転数センサ160、162は、例えばレゾルバでなり、モータ104、発電機106の回転数をそれぞれ検出し、回転数を示す信号を車両制御装置140に出力する。
The
また、車両制御装置140は、撮像装置164、166と接続される。車両100では、車両100の前方側において2つの撮像装置164それぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置され、車両100の後方側において2つの撮像装置166それぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置される。撮像装置164、166は、CCD(Charge-Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子を含んで構成される。
In addition, the
そして、撮像装置164は、車両100の前方に相当する環境を撮像し、カラー値によるカラー画像を生成する。また、撮像装置166は、車両100の後方に相当する環境を撮像し、カラー値によるカラー画像を生成する。ここで、カラー値は、1つの輝度(Y)と2つの色差(U、V)からなるYUV形式の色空間、3つの色相(R(赤)、G(緑)、B(青))からなるRGB形式の色空間、または、色相(H)、彩度(S)、明度(B)からなるHSB形式の色空間のいずれかで表される数値群である。
And the
図2は、車両制御装置140の概略的な機能を示した機能ブロック図である。図2に示すように、車両制御装置140は、車両制御処理を行う際、段差検出部170、段差当接判定部172、許可判定部174、駆動力配分制御部176、駆動制御部178、スリップ検出部180、乗越完了判定部182として機能する。また、段差検出部170は、画像処理部170a、3次元位置情報生成部170b、立体物特定部170cとして機能する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic function of the
段差検出部170は、撮像装置164、166それぞれから画像データを取得し、取得した画像データに基づいて、車両100の進行方向(前方、後方)の段差を検出する。以下に、具体的な段差を検出する処理について説明する。なお、ここでは、撮像装置164から取得した画像データに基づいて、車両100の前方の段差を検出する段差検出処理について説明するが、撮像装置166から取得した画像データに基づいて、車両100の後方の段差を検出する段差検出処理も同様にして行われる。
The level
(段差検出処理)
画像処理部170aは、2つの撮像装置164それぞれから画像データを取得し、一方の画像データから任意に抽出したブロック(例えば水平4画素×垂直4画素の配列)に対応するブロックを他方の画像データから検索する、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出す。ここで、「水平」は、撮像したカラー画像の画面横方向を示し、「垂直」は、撮像したカラー画像の画面縦方向を示す。
(Step detection processing)
The
このパターンマッチングとしては、2つの画像データ間において、任意の画像位置を示すブロック単位で輝度(Y色差信号)を比較することが考えられる。例えば、輝度の差分をとるSAD(Sum of Absolute Difference)、差分を2乗して用いるSSD(Sum of Squared intensity Difference)や、各画素の輝度から平均値を引いた分散値の類似度をとるNCC(Normalized Cross Correlation)等の手法がある。画像処理部170aは、このようなブロック単位の視差導出処理を検出領域(例えば水平600画素×垂直180画素)に映し出されている全てのブロックについて行う。ここでは、ブロックを水平4画素×垂直4画素としているが、ブロック内の画素数は任意に設定することができる。
As this pattern matching, it is conceivable to compare the luminance (Y color difference signal) in units of blocks indicating an arbitrary image position between two pieces of image data. For example, SAD (Sum of Absolute Difference) that takes a luminance difference, SSD (Sum of Squared Intensity Difference) that uses the difference squared, or NCC that takes the similarity of a variance value obtained by subtracting an average value from the luminance of each pixel There are methods such as (Normalized Cross Correlation). The
ただし、画像処理部170aでは、検出分解能単位であるブロック毎に視差を導出することはできるが、そのブロックがどのような立体物の一部であるかを認識できない。したがって、視差情報は、立体物単位ではなく、検出領域における検出分解能単位(例えばブロック単位)で独立して導出されることとなる。ここでは、このようにして導出された視差情報(後述する相対距離に相当)を画像データに対応付けた画像を距離画像という。
However, the
図3は、カラー画像200と距離画像202を説明するための説明図である。例えば、2つの撮像装置164を通じ、検出領域204について図3(a)のようなカラー画像200が生成されたとする。ただし、ここでは、理解を容易にするため、2つのカラー画像200の一方のみを模式的に示している。本実施形態において、画像処理部170aは、このようなカラー画像200からブロック毎の視差を求め、図3(b)のような距離画像202を形成する。距離画像202における各ブロックには、そのブロックの視差が関連付けられている。ここでは、説明の便宜上、視差が導出されたブロックを黒のドットで表している。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the
図2に戻って説明すると、3次元位置情報生成部170bは、画像処理部170aで生成された距離画像202に基づいて検出領域204内のブロック毎の視差情報を、所謂ステレオ法を用いて、水平距離、高さおよび相対距離を含む3次元の位置情報に変換する。ここで、ステレオ法は、三角測量法を用いることで、立体物の視差からその立体物の撮像装置164に対する相対距離を導出する方法である。このとき、3次元位置情報生成部170bは、対象部位の相対距離と、対象部位と同相対距離にある道路表面上の点と対象部位との距離画像202上の検出距離とに基づいて、対象部位の道路表面からの高さを導出する。かかる相対距離の導出処理や3次元位置の特定処理は、様々な公知技術を適用できるので、ここでは、その説明を省略する。
Returning to FIG. 2, the three-dimensional position information generation unit 170 b uses the so-called stereo method to calculate disparity information for each block in the
立体物特定部170cは、任意の対象部位を基点として、その対象部位と、水平距離の差分および高さの差分(さらに相対距離の差分を含めてもよい)が所定範囲内にある、同一の立体物に対応するとみなされた対象部位をグループ化する。ここで、所定範囲は実空間上の距離で表され、任意の値(例えば、1.0m等)に設定することができる。また、立体物特定部170cは、グループ化により新たに追加された対象部位に関しても、その対象部位を基点として、水平距離の差分および高さの差分が所定範囲内にある、立体物が等しい対象部位をグループ化する。結果的に、対象部位同士の距離が所定範囲内であれば、それら全ての対象部位がグループ化されることとなる。
The three-dimensional
そして、立体物特定部170cは、3次元位置情報生成部170bが導出した3次元の位置情報を用いて、グループ化された対象部位がいずれの立体物に対応するかを特定する。
Then, the three-dimensional
こうして、車両制御装置140は、特定された立体物に応じて、先行車両との車間距離を安全な距離に保つクルーズコントロールや、道路標識に示される制限速度に基づく速度制御処理などを実行する。
Thus, the
また、本実施形態においては、立体物特定部170cは、例えば、高さが所定値(例えば、20cm)以下で、車両100が乗り越し可能な段差を立体物として特定する。また、立体物特定部170cは、車両100の前輪120および後輪122から段差までの距離を、段差として特定された対象部位までの相対距離に基づいて導出する。
In the present embodiment, the three-dimensional
段差当接判定部172は、段差検出部170により検出された段差に前輪120または後輪122が当接しているかを判定する。具体的には、段差当接判定部172は、段差検出部170により検出された段差までの距離に対して、車両100の段差へ近接する方向への移動距離が同一または当接されているとされる範囲内になったことをもって、前輪120または後輪122が段差に当接したと判定する。なお、車両100の段差へ近接する方向への移動距離は、例えば、前輪120、後輪122の回転数、モータ104の回転数、ODO(ODOmeter)などから導出される。
The step
また、段差当接判定部172は、段差に前輪120または後輪122が当接したと判定した場合には、段差に当接した車輪、つまり、段差に前輪120が当接したか、または、段差に後輪122が当接したかも合わせて判定する。
Further, when the step
許可判定部174は、モータ104の温度、バッテリ112の残量、エンジン102の燃料残量等に基づき、車両100の段差への移動方向に対する、出力し得る総駆動力を導出する。そして、許可判定部174は、導出した総駆動力が、モータ104およびエンジン102が本来出力可能な最大駆動力に基づく駆動力閾値(例えば、最大駆動力の50%)以上である場合には、段差の乗り越しが可能である許可判定を行う。一方で、許可判定部174は、導出した総駆動力が駆動力閾値未満である場合には、段差の乗り越しが不能である不許可判定を行う。
The
駆動力配分制御部176は、許可判定部174によって段差の乗り越しが可能である許可判定が行われると、アクセルペダルセンサ152から出力されるアクセル踏込み量を示す信号に基づいて、段差を乗り越す方向に車両100を進行させる意思が運転者にあるかを判定する。つまり、ここでは、前輪120または後輪122が段差に当接してから、さらに、段差を乗り越えるためにアクセルが踏み込まれているかを、アクセル踏み込み量が所定値以上となるかによって判定する。
When the
そして、駆動力配分制御部176は、運転者が段差を乗り越す意思があると判定した場合には、段差に当接している前輪120または後輪122に、可能な限りの最大限の配分比率となるように駆動力を偏重配分する。例えば、前輪120が段差に当接している場合には、電子制御カップリング134を切断状態にして前輪120のみに駆動力が伝達されるように駆動力を偏重配分する。また、後輪122が段差に当接している場合には、電子制御カップリング134を連結状態にして、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が50%:50%となるように駆動力を偏重配分する。
When the driving force
スリップ検出部180は、駆動力配分制御部176が駆動力を偏重配分している間、段差に当接している前輪120または後輪122のスリップを検出する。スリップの検出方法としては、例えば、前輪120と後輪122の回転数差が所定回転数差以上である場合にスリップしていると判定したり、段差に当接している前輪120または後輪122と、車速とに基づいてスリップを判定したりする方法が適応される。
The
駆動力配分制御部176は、スリップ検出部180によって段差に当接している前輪120または後輪122がスリップしていると判定された場合には、段差に当接している前輪120または後輪122に伝達される駆動力を減らすように駆動力の再配分を行う。例えば、前輪120が段差に当接している場合には、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が100%:0%となるように偏重配分がなされていたものを、スリップが検出された場合には、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が90%:10%となるように駆動力を再配分する。
When the
このように、駆動力配分制御部176は、スリップ検出部180によって段差に当接している前輪120または後輪122がスリップしていると判定される度に、段差に当接している前輪120または後輪122に伝達される駆動力を減らすように駆動力の再配分を行う。ただし、駆動力配分制御部176は、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が初期配分として設定されている70%:30%になると、その後は、スリップが検出されても駆動力の再配分は行わない。
As described above, the driving force
乗越完了判定部182は、段差に前輪120または後輪122が当接してから、車両100が、段差を乗り越したとされる一定距離だけ移動したかを判定することによって、段差の乗り越しが完了したかを判定する。
Whether the overpass completion is completed by determining whether the
そして、駆動力配分制御部176は、乗越完了判定部182によって段差に当接している前輪120または後輪122が段差を乗り越したと判定された場合には、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が初期配分として設定されている70%:30%となるように駆動力の配分を行う。
Then, the driving force
図4は、車両制御処理の一例を説明するための図である。ここでは、後進により段差を乗り越す場合について説明する。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the vehicle control process. Here, the case of overcoming a step by reverse travel will be described.
図4(a)に示すように、車両100の後方に、車両100が乗り越し可能な段差Bがあり、車両100が段差Bに接近するよう後進しているとする。そして、段差検出部170により段差Bが検出され、図4(b)に示すように、車両100の後輪122が段差Bに当接すると、段差当接判定部172は、段差Bに後輪122が当接していると判定する。
As shown in FIG. 4A, it is assumed that there is a step B on which the
その後、許可判定部174は、車両100の後進により出力し得る総駆動力を導出し、導出した総駆動力が、駆動力閾値以上であれば、段差Bの乗り越しが可能である許可判定を行う。そして、駆動力配分制御部176は、車両100を後進させる意思が運転者にあると判定すると、電子制御カップリング134を連結状態にして、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が50%:50%となるように駆動力の偏重配分を行う。
Thereafter, the
その後、図4(c)に示すように、後輪122が段差Bを乗り越すと、乗越完了判定部182は、段差の乗り越しが完了したと判定し、駆動力配分制御部176は、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が、初期配分となるように駆動力の配分を行う。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, when the
そして、図4(d)に示すように、車両100がさらに後進して前輪120が段差Bに当接すると、段差当接判定部172は、段差Bに前輪120が当接していると判定する。その後、許可判定部174は、車両100の後進により出力し得る総駆動力を導出し、導出した総駆動力が駆動力閾値以上であれば、段差Bの乗り越しが可能である許可判定を行う。
Then, as shown in FIG. 4D, when the
そして、駆動力配分制御部176は、車両100を後進させる意思が運転者にあると判定すると、電子制御カップリング134を切断状態にして、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力と比が100%:0%となるように駆動力の偏重配分を行う。
When the driving force
その後、図4(e)に示すように、前輪120が段差Bを乗り越すと、乗越完了判定部182は、段差Bの乗り越しが完了したと判定し、駆動力配分制御部176は、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が、初期配分となるように駆動力の配分を行う。
Thereafter, as shown in FIG. 4 (e), when the
なお、図4(b)に示すように、後輪122が段差Bに当接した状態で駆動力の偏重配分を行ってから、図4(c)に示すように、後輪122が段差Bを乗り越すまでの間、スリップ検出部180は、後輪122のスリップの検出を行っている。また、図4(d)に示すように、前輪120が段差Bに当接した状態で駆動力の偏重配分を行ってから、図4(e)に示すように、前輪120が段差Bを乗り越すまでの間、スリップ検出部180は、前輪120のスリップの検出を行っている。
As shown in FIG. 4B, after the distribution of the driving force is distributed with the
図5は、乗越駆動力を説明するための説明図である。図5では、段差Bに当接したときの前輪120または後輪122を実線で示し、段差Bに乗り上げたときの前輪120または後輪122を破線で示す。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the overpass driving force. In FIG. 5, the
ここで、図5にクロスハッチングで示すように、前輪120または後輪122には、車両100の自重の一部が配分された軸重Ftが鉛直下方に向かって作用している。軸重Ftのうち、前輪120または後輪122における段差Bとの接地点Aにおける接線方向の力の成分Fta(図4中、黒塗り矢印で示す)は、Ft・sinαとなる。
Here, as indicated by cross hatching in FIG. 5, the axial weight Ft to which a part of the weight of the
この角αは余弦定理から下記の数式1によって導出される。
ここで、長さbは、前輪120または後輪122の半径cから段差Bの高さHを減算した値となり、長さaは、パスカルの定理から長さb、半径cで求められる。すなわち、角αおよび力の成分Ftaは、検出された段差Bの高さH、および、既知の前輪120または後輪122の半径cから導出される。
This angle α is derived from the cosine theorem by the following formula 1.
Here, the length b is a value obtained by subtracting the height H of the step B from the radius c of the
また、cosα=b/c、および、b=c−Hの関係式から、下記の数式2が導かれる。数式2を用いても、角αおよび力の成分Ftaは、検出された段差Bの高さH、および、既知の前輪120または後輪122の半径cから導出される。
この力の成分Ftaが段差Bを乗り越す際の抵抗となる。角αは、前輪120または後輪122の段差Bへの乗り上げに伴って漸減し、力の成分Ftaは、角αの変化に伴って連続的に減少する。
This force component Fta becomes a resistance when overcoming the step B. The angle α gradually decreases as the
また、車速の車両100全体に作用する走行抵抗(例えば、車速の影響を受けない転がり抵抗など)を、走行抵抗Rとすると、Ft・sinαとRとが抵抗の総和となる。車両100は、少なくとも、このFt・sinαとRとの総和である乗越可能駆動力Ft・sinα+Rと等しい駆動力を出せれば、段差Bの乗り越しが可能となる。
Further, assuming that the running resistance (for example, rolling resistance not affected by the vehicle speed) acting on the
図6は、後進により段差Bを乗り越す際の前輪120および後輪122による、段差Bを乗り越すための乗越駆動力を説明する図である。図6に示すように、段差Bに後輪122が当接している場合、段差Bに当接している後輪122に伝達される駆動力Frは、そのまま段差Bを乗り越すための乗越駆動力Frとして段差Bに作用する。一方、段差Bに当接していない前輪120に伝達される駆動力Ffは、cosαとの積である乗越駆動力Ffcosαとして段差Bに作用する。
FIG. 6 is a diagram for explaining the overpass driving force for overcoming the step B by the
そして、車両100では、乗越駆動力Frと乗越駆動力Ffcosαとの和が、乗越可能駆動力Ft・sinα+R以上になると、後輪122が段差Bを乗り越すことができる。したがって、段差Bに当接している後輪122に偏重配分した場合の方が、段差Bに当接している後輪122に偏重配分していない場合よりも、全体として少ない駆動力で段差Bを乗り越すことが可能となる。
In the
以上のように、前輪120および後輪122に駆動力の配分が可能な車両100において、前輪120または後輪122が段差Bに当接した場合に、段差Bに当接した前輪120または後輪122に可能な範囲で最大限の偏重配分を行うようにした。これにより、段差Bの乗り越しを行う場合に、エンジン102およびモータ104から出力される駆動力を低減させることができ、乗り越し性能を向上することができる。特に、後進をモータ104のみで行うハイブリッド自動車においては、更新により段差Bを乗り越す際に、エンジン102の動力を付加することができないので、特に有用である。
As described above, in the
続いて、上述した定速走行処理を遂行するための車両制御処理の流れについて、フローチャートを用いて詳述する。 Next, the flow of the vehicle control process for performing the above-described constant speed traveling process will be described in detail using a flowchart.
図7は、車両制御処理の流れを示すフローチャートである。図7に示すように、車両制御処理が実行されると、段差検出部170は、段差Bを検出する(S300)。そして、段差当接判定部172は、S300において段差Bが検出され、検出された段差Bに前輪120または後輪122が当接したかを判定する(S302)。
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the vehicle control process. As shown in FIG. 7, when the vehicle control process is executed, the level
そして、段差Bに前輪120または後輪122が当接していない場合(S302におけるNO)、当該車両制御処理を終了する。一方、段差Bに前輪120または後輪122が当接した場合(S302におけるYES)、許可判定部174は、車両100の前進または後進により出力し得る総駆動力を導出する(S304)。
If the
続いて、許可判定部174は、S304で導出した総駆動力が、駆動力閾値以上であるか、つまり、段差Bの乗り越しが可能であるかを判定する(S306)。そして、S304で導出した総駆動力が駆動力閾値未満であり、段差の乗り越しが不能である不許可判定をした場合(S306におけるNO)、当該車両制御処理を終了する。
Subsequently, the
一方、S304で導出した総駆動力が駆動力閾値以上であり、段差Bの乗り越しが可能な許可判定をした場合(S306におけるYES)、駆動力配分制御部176は、シフトポジションセンサ150から出力されるシフトポジションを示す信号が前進であるかを判定する(S308)。
On the other hand, when the total driving force derived in S304 is equal to or greater than the driving force threshold value and permission determination is made that the step B can be overridden (YES in S306), the driving force
シフトポジションセンサ150から出力されるシフトポジションを示す信号が前進である場合(S308におけるYES)、駆動力配分制御部176は、段差Bを前進により乗り越すための駆動力配分処理を行う(S310)。なお、駆動力配分処理については、詳しくは後述する。
When the signal indicating the shift position output from the
一方、シフトポジションセンサ150から出力されるシフトポジションを示す信号が前進でない場合(S308におけるNO)、駆動力配分制御部176は、シフトポジションセンサ150から出力されるシフトポジションを示す信号が後進であるかを判定する(S312)。
On the other hand, when the signal indicating the shift position output from the
シフトポジションセンサ150から出力されるシフトポジションを示す信号が後進である場合(S312におけるYES)、駆動力配分制御部176は、段差Bを後進により乗り越すための駆動力配分処理を行う(S310)。
When the signal indicating the shift position output from the
駆動力配分処理(S310)の実行後、乗越完了判定部182は、段差Bに当接している前輪120または後輪122が段差Bの乗り越しを完了したかを判定する(S314)。そして、段差Bに当接している前輪120または後輪122が段差Bの乗り越しを完了していない場合(S314におけるNO)、スリップ検出部180は、段差Bに当接している前輪120または後輪122のスリップを検出したかを判定する(S316)。段差Bに当接している前輪120または後輪122のスリップを検出していない場合(S316におけるNO)、S314の処理に戻る。
After the execution of the driving force distribution process (S310), the passover
一方、段差Bに当接している前輪120または後輪122のスリップを検出した場合(S316におけるYES)、駆動力配分制御部176は、段差Bに当接している前輪120または後輪122への駆動力を減少させるように駆動力の再配分を行う(S318)。続いて、駆動力配分制御部176は、前輪120および後輪122への駆動力の配分が初期配分であるかを判定し(S320)、初期配分である場合(S320におけるYES)、当該車両制御処理を終了し、初期配分でない場合(S320におけるNO)、S314の処理に戻る。
On the other hand, when the slip of the
また、段差Bに当接している前輪120または後輪122が段差Bの乗り越しを完了した場合(S314におけるYES)、駆動力配分制御部176は、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が初期配分となるように駆動力を配分し(S322)、当該車両制御処理を終了する。また、シフトポジションセンサ150から出力されるシフトポジションを示す信号が後進でない場合(S312におけるNO)、駆動力配分制御部176は、前輪120に伝達される駆動力と後輪122に伝達される駆動力との比が初期配分となるように駆動力を配分し(S322)、当該車両制御処理を終了する。
Further, when the
図8は、駆動力配分処理の流れを示すフローチャートである。図8に示すように、駆動力配分制御部176は、前輪120が段差Bに当接しており、かつ、アクセル踏み込み量が所定値以上となったかによって、前輪120が段差Bを乗り越すためにアクセルペダルが操作された、つまり、前輪乗越意思があるかを判定する(S310−2)。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the driving force distribution process. As shown in FIG. 8, the driving force
そして、前輪乗越意思がある場合(S310−2におけるYES)、駆動力配分制御部176は、段差Bに当接している前輪120に、可能な限りの最大限の偏重比率で駆動力を偏重配分し(S310−4)、当該駆動力配分処理を終了する。
If there is a willingness to get over the front wheel (YES in S310-2), the driving force
一方、前輪乗越意思がない場合(S310−6)、駆動力配分制御部176は、後輪122が段差Bに当接しており、かつ、アクセル踏み込み量が所定値以上となったかによって、後輪122が段差Bを乗り越すためにアクセルペダルが操作された、つまり、後輪乗越意思があるかを判定する(S310−6)。そして、後輪乗越意思がある場合(S310−6におけるYES)、駆動力配分制御部176は、段差に当接している後輪122に、可能な限りの偏重比率で駆動力を偏重配分し(S310−8)、当該駆動力配分処理を終了する。一方、後輪乗越意思がない場合(S310−6におけるNO)、駆動力配分制御部176は、上記S322(図7)の処理に戻る。
On the other hand, when there is no intention to get over the front wheel (S310-6), the driving force
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上述した実施形態では、段差検出部170は、カラー画像200に基づいて段差Bを検出する場合について説明したが、例えば、赤外線センサなど、他の手段で段差Bを検出してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the case where the level
また、上述した実施形態では、段差当接判定部172は、段差検出部170により検出された段差までの距離と、車両100の移動距離とに基づいて、前輪120または後輪122と段差Bとの当接を検出するようにした。しかしながら、例えば、前輪120または後輪122の空気圧に基づいて、段差Bとの当接を検出するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the step
また、上述した実施形態では、乗越完了判定部182は、車両100の移動距離に基づいて段差Bに当接している前輪120または後輪122の乗り越しの完了を判定するようにした。しかしながら、駆動トルクや車両100の傾斜に基づいて段差Bに当接している前輪120または後輪122の乗り越しの完了を判定するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the overpass
また、上述した実施形態では、駆動力配分制御部176は、前輪120または後輪122が段差Bに当接した場合、段差Bに当接している前輪120または後輪122に、可能な限り最大限の駆動力を偏重配分するようにした。しかしながら、前輪120または後輪122が段差Bに当接した場合、段差Bに当接している前輪120または後輪122に、駆動力を偏重配分すれば、可能な限り最大限の駆動力を偏重配分しなくてもよい。
In the above-described embodiment, when the
本発明は、前輪および後輪に駆動力の配分が可能な車両制御装置に利用できる。 The present invention can be used for a vehicle control device capable of distributing driving force to front wheels and rear wheels.
B 段差
100 車両
102 エンジン(駆動源)
104 モータ(駆動源)
120 前輪
122 後輪
140 車両制御装置
170 段差検出部
172 段差当接判定部
176 駆動力配分制御部
180 スリップ検出部
104 Motor (drive source)
120
Claims (5)
前記車両の進行方向にある段差に前記前輪または前記後輪が当接したかを判定する段差当接判定部と、
前記段差当接判定部により前記前輪または前記後輪が前記段差に当接したと判定された場合、前記段差に当接している前輪または後輪に駆動力を偏重配分する駆動力配分制御部と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control device for a vehicle capable of distributing driving force from a driving source to front wheels and rear wheels,
A step contact determination unit for determining whether the front wheel or the rear wheel is in contact with a step in the traveling direction of the vehicle;
A driving force distribution control unit that distributes the driving force to the front wheels or the rear wheels that are in contact with the step when the step contact determination unit determines that the front wheel or the rear wheel is in contact with the step; ,
A vehicle control device comprising:
前記段差に当接している前輪または後輪に、配分可能な最大限の配分比率となるように駆動力を配分することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 The driving force distribution control unit
2. The vehicle control device according to claim 1, wherein the driving force is distributed to a front wheel or a rear wheel that is in contact with the step so as to have a maximum distribution ratio that can be distributed.
前記駆動源が出力可能な最大駆動力が所定の閾値以上の場合に、前記段差に当接している前輪または後輪に駆動力を偏重配分することを特徴とする請求項1または2に記載の車両制御装置。 The driving force distribution control unit
The driving force is distributed to the front wheels or the rear wheels that are in contact with the step when the maximum driving force that can be output from the driving source is equal to or greater than a predetermined threshold value. Vehicle control device.
前記駆動力配分制御部は、
前記スリップ検出部によりスリップが検出された場合、前記前輪および前記後輪に対して、前記段差に当接している前輪または後輪に対する駆動力を減少させるように駆動力を配分することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両制御装置。 A slip detector for detecting a slip of a front wheel or a rear wheel in contact with the step;
The driving force distribution control unit
When slip is detected by the slip detection unit, the driving force is distributed to the front wheel and the rear wheel so as to reduce the driving force with respect to the front wheel or the rear wheel contacting the step. The vehicle control device according to any one of claims 1 to 3.
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