(57)【要約】【課題】種々の場面において、より精度よく車両を制御すること。【解決手段】車両制御装置は、車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１駆動力制御を実行する第１駆動力制御部と、前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２駆動力制御を実行する第２駆動力制御部と、第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、車速、第１制限車速および第２制限車速に基づいて、第１駆動力制御と第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行させる制御部とを備える。【選択図】図１
2020079040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、前記車両の車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１駆動力制御を実行する第１駆動力制御部と、
前記車両の前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、前記車両の車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２駆動力制御を実行する第２駆動力制御部と、
前記第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、
前記車両の車速、前記第１制限車速、および前記第２制限車速に基づいて、前記第１駆動力制御と前記第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行させる制御部と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記車両の車速が、前記第１制限車速と前記第２制限車速とのうち低い方の制限車速を超えた場合は、前記低い方の制限車速に対応する駆動力制御を実行し、
前記車両の車速が、前記第１制限車速と前記第２制限車速とを超えた場合は、前記第１駆動力制御により算出された第１上限駆動力と前記第２駆動力制御により算出された第２上限駆動力とのうち、上限駆動力が小さい方の駆動力制御を実行する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記第１駆動力制御部は、前記第１制限車速と前記車速との差を積算する第１積算処理を実行し、前記積算された積算値を用いて第１上限駆動力を算出し、
前記第２駆動力制御部は、前記第２制限車速と前記車速との差を積算する第２積算処理を実行し、前記積算された積算値を用いて第２上限駆動力を算出し、
前記制御部は、
前記車両の車速が、前記第１制限車速と前記第２制限車速とのうち低い方の制限車速を超えた場合は、前記低い方の制限車速に対応する駆動力制御を実行すると共に、前記制限車速が高い方の駆動力制御を停止し、前記積算値をリセットして、
前記車両の車速が、前記第１制限車速と前記第２制限車速とを超えた場合は、前記第１駆動力制御により算出された第１上限駆動力と前記第２駆動力制御による第２上限駆動力とのうち、上限駆動力が小さい方の駆動力制御を実行すると共に、前記第１積算処理と前記第２積算処理とを継続させる、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１駆動力制御が前記第２駆動力制御に切り替わる場合において、前記第１駆動力制御の駆動力と前記第２駆動力制御の目標駆動力が異なるときは、前記第２駆動力制御の目標駆動力の初期値を、前記第１駆動力制御の目標駆動力に設定させる、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２駆動力制御が前記第１駆動力制御に切り替わる場合において、前記第２駆動力制御の駆動力と前記第１駆動力制御の目標駆動力が異なるときは、前記第１駆動力制御の目標駆動力初期値を、前記第２駆動力制御の目標駆動力に設定させる、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
制御装置が、
車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、前記車両の車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１駆動力制御を実行し、
前記車両の前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、前記車両の車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２駆動力制御を実行し、
前記第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、
前記車両の車速、前記第１制限車速、および前記第２制限車速に基づいて、前記第１駆動力制御と前記第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行する、
車両制御方法。
【請求項７】
制御装置に、
車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、前記車両の車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１駆動力制御を実行させ、
前記車両の前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、前記車両の車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２駆動力制御を実行させ、
前記第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、
前記車両の車速、前記第１制限車速、および前記第２制限車速に基づいて、前記第１駆動力制御と前記第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行させる、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、左右駆動輪の回転差が所定値以上のスリップ発生時に、エンジン出力制御に優先して片方の駆動輪の制動を行う装置、および駆動輪と非駆動輪との回転差に基づいて、駆動輪に加わるトルクを減じて駆動輪のスリップを除去する装置が開示されている（例えば、引用文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２０３８６３号公報
【特許文献２】特開昭５９−２０２９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の技術は、異なる制御が干渉する場合や制御が切り替わる場合については考慮されていない。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、種々の場面において、より精度よく車両を制御することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る車両制御装置は、車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、前記車両の車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１駆動力制御を実行する第１駆動力制御部と、前記車両の前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、前記車両の車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２駆動力制御を実行する第２駆動力制御部と、前記第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、前記車両の車速、前記第１制限車速、および前記第２制限車速に基づいて、前記第１駆動力制御と前記第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行させる制御部とを備える。
【０００６】
（２）：上記（１）の態様において、前記制御部は、前記車両の車速が、前記第１制限車速と前記第２制限車速とのうち低い方の制限車速を超えた場合は、前記低い方の制限車速に対応する駆動力制御を実行し、前記車両の車速が、前記第１制限車速と前記第２制限車速とを超えた場合は、前記第１駆動力制御により算出された第１上限駆動力と前記第２駆動力制御により算出された第２上限駆動力とのうち、上限駆動力が小さい方の駆動力制御を実行する。
【０００７】
（３）：上記（１）の態様において、前記第１駆動力制御部は、前記第１制限車速と前記車速との差を積算する第１積算処理を実行し、前記積算された積算値を用いて第１上限駆動力を算出し、前記第２駆動力制御部は、前記第２制限車速と前記車速との差を積算する第２積算処理を実行し、前記積算された積算値を用いて第２上限駆動力を算出し、前記制御部は、前記車両の車速が、前記第１制限車速と前記第２制限車速とのうち低い方の制限車速を超えた場合は、前記低い方の制限車速に対応する駆動力制御を実行すると共に、前記制限車速が高い方の駆動力制御を停止し、前記積算値をリセットして、前記車両の車速が、前記第１制限車速と前記第２制限車速とを超えた場合は、前記第１駆動力制御により算出された第１上限駆動力と前記第２駆動力制御による第２上限駆動力とのうち、上限駆動力が小さい方の駆動力制御を実行すると共に、前記第１積算処理と前記第２積算処理とを継続させる。
【０００８】
（４）：上記（１）から（３）のうちいずれかの態様において、前記制御部は、前記第１駆動力制御が前記第２駆動力制御に切り替わる場合において、前記第１駆動力制御の駆動力と前記第２駆動力制御の目標駆動力が異なるときは、前記第２駆動力制御の目標駆動力の初期値を、前記第１駆動力制御の目標駆動力に設定させる。
【０００９】
（５）：上記（１）から（４）のうちいずれかの態様において、前記制御部は、前記第２駆動力制御が前記第１駆動力制御に切り替わる場合において、前記第２駆動力制御の駆動力と前記第１駆動力制御の目標駆動力が異なるときは、前記第１駆動力制御の目標駆動力の初期値を、前記第２駆動力制御の目標駆動力に設定させる。
【００１０】
（６）：この発明の一態様に係る車両制御方法は、制御装置が、車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、前記車両の車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１駆動力制御を実行し、前記車両の前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、前記車両の車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２駆動力制御を実行し、前記第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、前記車両の車速、前記第１制限車速、および前記第２制限車速に基づいて、前記第１駆動力制御と前記第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行する。
【００１１】
（７）：この発明の一態様に係るプログラムは、制御装置に、車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、前記車両の車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１駆動力制御を実行させ、前記車両の前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、前記車両の車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２駆動力制御を実行させ、前記第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、前記車両の車速、前記第１制限車速、および前記第２制限車速に基づいて、前記第１駆動力制御と前記第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
（１）〜（７）によれば、車両制御装置が、車両の車速、第１制限車速、および第２制限車速に基づいて、第１駆動力制御と第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行させることにより、種々の場面において、より精度よく車両を制御することができる。
【００１３】
（２）によれば、車両制御装置は、車輪の回転差に基づいて変化する閾値を持つ、走行状況に合わせて異なる二つの駆動力制御を相互に切り替えることで、スリップ防止に効果的な駆動力制御を行うことができる。
【００１４】
（３）によれば、デファレンシャルを保護しスリップに至らない最大の駆動力を更新することができる。例えば、一方の制御の動作がオン状態である場合、動作していない制御部は、Ｉ項（積分項）の積算をリセットさせることにより、制御が切り替わる場合であっても、上限駆動力を引き継ぐように積分項の初期値を設定して切り替わることで、上限駆動力が急峻に上昇することを抑制することができる。また、例えば、両方の動作がオン状態である場合、両方の制御部は、Ｉ項の値の積算処理を継続させ、上限駆動力が引き継がれるように積分項の初期値が設定されることにより、実行されていない駆動力制御に切り替わる場合に、適切な上限駆動力を引き継がせることができる。
【００１５】
（４）または（５）によれば、車両制御装置は、一方の制御から他方の制御に切り替わる場合、駆動力のギャップが発生しないように駆動力を制御することにより、車両の乗員に違和感を与えることを抑制すると共に、駆動力の過不足が生じないように適切な駆動力制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】車両制御装置を含む車両システム１の機能構成の一例を示す図である。
【図２】第１制御部３１０の制御について説明するための図である。
【図３】第２制御部３２０の制御について説明するための図である。
【図４】統合制御部３３０の処理の内容を説明するための図（その１）である。
【図５】図４で説明した期間Ｔ１から期間Ｔ５において状態等をまとめた図である。
【図６】第２制御がオン状態のときに行われる処理の一例を示す図である。
【図７】第１制御および第２制御がオン状態のときに行われる処理の一例を示す図である。
【図８】駆動力の引継ぎについて説明するための図である。
【図９】引継ぎ先の第１制御部３１０が駆動力を算出する処理の一例を示す図である。
【図１０】比較例の装置による制御の内容の一例を示す図である。
【図１１】実施形態の制御装置３００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、車両制御装置を含む車両システム１の機能構成の一例を示す図である。車両システム１は、例えば、四輪等の車両に搭載される。車両は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせが駆動源として用いられる。車両は、例えば、駆動源が発生させた回転力が前方または後方の車輪に配分される前輪駆動車または後輪駆動車であってもよいし、駆動源が発生させた回転力が前後の車輪に配分される四輪駆動車であってもよい。車両は、フルタイム四輪駆動であってもよいし、パートタイム四輪駆動であってもよい。
【００１９】
車両システム１は、例えば、センサユニット１００と、記憶装置２００と、制御装置３００と、駆動力出力装置４００とを備える。
【００２０】
［センサユニット］
センサユニット１００は、例えば、フロント側右輪車速センサ１１０と、フロント側左輪車速センサ１２０と、リア側右輪車速センサ１３０と、リア側左車輪車速センサ１４０と、車両センサ１５０とを備える。
【００２１】
フロント側右輪車速センサ１１０は、例えば、車両のフロント側の右車輪に取り付けられ、フロント側の右車輪の回転速度に基づいて、右車輪の車速を検出する。フロント側左輪車速センサ１２０は、例えば、車両の左車輪に取り付けられ、フロント側の左車輪の回転速度に基づいて、左車輪の車速を検出する。
【００２２】
リア側右車輪車速センサ１３０は、例えば、車両のリア側の右車輪に取り付けられ、リア側の右車輪の回転速度に基づいて、右車輪の車速を検出する。リア側左輪車速センサ１４０は、例えば、車両のリア側の左車輪に取り付けられ、フロント側の左車輪の回転速度に基づいて、左車輪の車速を検出する。
【００２３】
車両センサ１５０は、車体の速度を検出する速度センサや、加速度を検出する二軸または三軸の加速度センサ、車両の向きを検出する方位センサ、車両が走行する道路の傾斜を検出する傾斜センサ等を含む。また、車両センサ１５０は、舵角センサや、ヨーレイトセンサ等を含んでもよい。舵角センサは、ステアリングシャフトに設けられ、ステアリングシャフトの回転角を検出する。ヨーレイトセンサは、鉛直軸回りの角速度を検出する。
【００２４】
［記憶装置］
記憶装置２００は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現される。記憶装置２００には、各車輪の制限車速を示す情報（図中、第１制限車速２１０、第２制限車速２２０）や、制限車速を算出するための基情報となる、左右限界差車速、前後限界差車速が記憶されている。制限車速の詳細については後述する。
【００２５】
［制御装置］
制御装置３００は、例えば、第１制御部３１０と、第２制御部３２０と、統合制御部３３０とを備える。第１制御部３１０、第２制御部３２０、および統合制御部３３０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め記憶装置２００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置２００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
【００２６】
［第１制御部］
第１制御部３１０は、例えば、第１制御（氷上スピン保護制御）を行う。第１制御部３１０は、右輪の回転数と左輪の回転数とが所定度合以上離れないように車速が制限車速を超えないように制御する。第１制御部３１０は、フロント側右車輪車速センサ１１０の検出結果と、フロント側左車輪車速センサ１２０の検出結果とに基づいて、右輪の回転数と左輪の回転数との回転差を算出する。第１制御部３１０は、例えば、算出した回転差が所定度合以上である場合、回転差が開かないように、車輪に与える駆動力を制限する。第１制御は、例えば、ＰＩＤ制御（Proportional Integral Differential control）、およびフィードフォワード制御（Ｆ／Ｆ；Feed Forward control）に基づく制御である。
【００２７】
図２は、第１制御部３１０の制御について説明するための図である。図２の縦軸は、前輪車輪回転数、車速、駆動力を示し、横軸は時間を示している。図２の推移線は、前輪の右車輪の回転数、前輪の左車輪の回転数、第１制限車速、前輪の車速（前輪車速）、ドライバーの要求駆動力、および上限駆動力を示している。車速は、例えば、前輪の左車輪の回転数に基づく指標と前輪の右車輪の回転数に基づく指標とを加算した指標を２で除算した値である。回転数に基づく指標とは、例えば、回転数から算出される車速である。
【００２８】
第１制限車速は、第１制御部３１０が予め設定された基準に基づいて算出する車速である。例えば、第１制限車速は、車両の状態や路面状況（車両の前後左右の領域の路面抵抗）等に応じて適宜変更される車速である。上記の前輪車速は、「車両の車速」の一例である。「車両の車速」は、前輪車速に限らず、後輪車速であってもよい。なお、第１制限車速は、予め設定されたマップ等に基づいて第１制御部３１０により導出される車速であってもよい。
【００２９】
例えば、右車輪の回転数が上昇し、右車輪の回転数と左車輪の回転数との差が所定度合以上となり、且つ前輪車速が第１制限車速に到達した場合、第１制御部３１０は、前輪車速が第１制限車速を超えないように、前輪車輪の駆動力を制限する。
【００３０】
［第２制御部］
第２制御部３２０は、例えば、第２制御（スキッド保護制御）を行う。第２制御部３２０は、前輪の回転数と後輪の回転数とが所定度合以上離れないように前輪と後輪とに配分する駆動力を制御する。第２制御部３２０は、フロント側右輪車速センサ１１０、フロント側後左輪車速センサ１２０、リア側右輪車速センサ１３０、およびリア側左車輪車速センサ１４０の検出結果に基づいて、前輪の回転数と後輪の回転数との回転差を算出する。
【００３１】
前輪の回転数とは、例えば、フロント側右輪車速センサ１１０とフロント側後左輪車速センサ１２０との検出結果に基づく回転数（右輪の回転数と左輪の回転数との平均回転数）である。後輪の回転数とは、例えば、リア側右輪車速センサ１３０とリア側左車輪車速センサ１４０との検出結果に基づく回転数（右輪の回転数と左輪の回転数との平均回転数）である。第２制御部３２０は、例えば、算出した回転差が所定度合以上である場合、回転差が開かないように、車輪に与える駆動力を制限する。第２制御は、例えば、ＰＩＤ制御、およびフィードフォワード制御に基づく制御である。
【００３２】
図３は、第２制御部３２０の制御について説明するための図である。図２の縦軸は、回転数、車速、駆動力を示し、横軸は時間を示している。図３の推移線は、前輪の回転数、後輪の回転数、第２制限車速、前輪の回転に基づく車速（前輪車速）、ドライバーの要求駆動力、および上限駆動力を示している。前輪車速は、例えば、上述した前輪の左車輪の回転数に基づく指標と前輪の右車輪の回転数に基づく指標とを加算した指標を２で除算した値である。
【００３３】
第２制限車速は、第１制限車速とは独立して変化する車速の制限値である。第２制限車速は、第２制御部３２０が予め設定された基準に基づいて算出する車速である。例えば、第２制限車速は、車両の状態や路面状況（車両の前後左右の領域の路面抵抗）等に応じて適宜変更される車速である。なお、第２制限車速は、予め設定されたマップ等に基づいて第２制御部３２０により導出される車速であってもよい。
【００３４】
例えば、前輪の回転数が上昇し、前輪の回転数と後輪の回転数との差が所定度合以上となり、且つ前輪車速が第２制限車速に到達した場合、第２制御部３２０は、前輪車速が第２制限車速を超えないように、前輪の駆動力を制限する。
【００３５】
上記のように第１制御または第２制御が行われることにより、スリップを抑制することができる。更に、回転差が拡大することによって駆動力配分装置（デファレンシャル）が潤滑不良で焼き付くことが抑制される。また、走行する路面が摩擦係数の低い路面から摩擦係数の高い路面に変化したときに発生するトルクが駆動力配分装置に掛かることが抑制されたり、スピン状態において急ブレーキがされたときに発生するトルクが駆動力配分装置に掛かることが抑制されたりする。
【００３６】
［統合制御部］
統合制御部３３０は、車両の車速、第１制限車速、および第２制限車速に基づいて、第１制御と第２制御とのいずれか一方の制御を実行させる。例えば、統合制御部３３０は、上記の車速と、第１制限車速または第２制限車速とを比較して、第１制御または第２制御の動作状態をオン状態またはオフ状態にする指示を出力したり、実行させる制御を決定したりする。統合制御部３３０の処理の詳細については後述する。なお、統合制御部３３０の機能は、第１制御部３１０または第２制御部３２０が有してもよい。統合制御部３３０は、「車両の車速」に代えて、「車両の車速に基づく指標」を用いて、第１制御と第２制御とのいずれか一方の制御を実行してもよい。例えば、統合制御部３３０は、車両の車速に基づく指標、第１制限車速、および第２制限車速に基づいて、第１制御と第２制御とのいずれか一方の制御を実行させる。「車両の車速に基づく指標」は、前輪車速や、後輪車速、車両の車輪の回転数等に基づいて算出された指標である。また、「車両の車速に基づく指標」は、車輪の回転速に基づく値など、車速に関するものであればよい。
【００３７】
駆動力出力装置４００は、車両が走行するための駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。駆動力出力装置４００は、例えば、第１制御部３１０、第２制御部３２０、または統合制御部３３０の制御結果を用いて、駆動力を制御する。また、駆動力出力装置４００は、不図示の駆動力配分装置等を制御してもよい。
【００３８】
［具体例１］
図４は、統合制御部３３０の処理の内容を説明するための図（その１）である。図４は、車両が所定の道路を走行した場合における制御の内容の一例である。図４の横軸は時間を示し、縦軸は各推移線に応じた項目（車速、駆動力、指標の大きさ、オン／オフ状態）を示している。
【００３９】
図４では、第１制限車速の推移線、第２制限車速の推移線、車速（前輪車速）、ドライバー要求駆動力の推移線、第１制御の第１上限駆動力、第２制御の第２上限駆動力、統合制御部３３０が算出した上限駆動力、第１制御におけるＩ項の推移線、および第２制御におけるＩ項の推移線を示している。また、図４では、第１制御の動作状態（オン状態またはオフ状態）、第２制御の動作状態（オン状態またはオフ状態）、第１制御部３１０と第２制御部３２０との動作状態、および実行されている制御を示している。
【００４０】
図４では、例えば、第２制限車速は一定で推移し、第１制限車速は第２制限車速よりも高く推移したり、低く推移したり、同様に推移したりするものとする。時刻ｔから時刻ｔ＋１までの期間を「期間Ｔ１」、時刻ｔ＋１から時刻ｔ＋２までの期間を「期間Ｔ２」、時刻ｔ＋２から時刻ｔ＋３までの期間を「期間Ｔ３」、時刻ｔ＋３から時刻ｔ＋４までの期間を「期間Ｔ４」、時刻ｔ＋４以降の期間を「期間Ｔ５」を称する。なお、図４における動作状態［Ａ］、および動作状態［Ｂ］については、後述する図６、および図７で説明する。
【００４１】
期間Ｔ１は、前輪車速（以下、車速）が、第２制限車速を超える期間である。この場合、第２制御部３２０は、第２制御を実行する。車速が制限車速を超えないように第２制御が行われることにより、車速は、第２制御の第２制限車速以下に制限される。車速が第２制限車速を超えた量に応じて第２制御のＩ項の値が基準値よりもマイナスに推移し、車速が第２制限車速に近づくように推移する。なお、第１制御部３１０の動作状態はオフ状態のため、第２制御のＩ項の値は基準値に設定される。
【００４２】
期間Ｔ２は、第１制限車速が第２制限車速よりも低い区間であり、車速が、第１制限車速および第２制限車速を超える期間である。車速が第１制限車速および第２制限車速を超えているため、第１制御部３１０および第２制御部３２０の動作状態がオン状態である区間である。期間Ｔ２において、第１制御の上限駆動力は、第２制御の上限駆動力よりも小さい。この場合、総合制御部３３０は、第１制御を優先して実行させる。第１制御が優先して実行されることにより、車速は、第１制御の第１制限車速以下に制限される。また、第１制御が実行されるとき、第１制御の駆動力は、それまで動作していた第２制御の上限駆動力を引き継ぐようにＩ項の初期値が設定される。これにより、期間Ｔ２の開始時には第１制御のＩ項はマイナス値からスタートする。なお、上限駆動力の引き継ぎについては、後述する図８で説明する。
【００４３】
期間Ｔ３は、第１制限車速が第２制限車速よりも低い区間であり、車速が、期間Ｔ３の一部の期間において第１制限車速を超える期間である。期間Ｔ３は、車速が第１制限車速を超えているため、第１制御部３１０の動作状態がオン状態であり、第２制御部３２０の動作状態がオフ状態である区間である。第１制御が行われることにより、車速は、第１制御の第１制限車速以下に制限される。また、車速が第１制限車速を超えた程度に応じて第１制御のＩ項の値が基準値よりもマイナスに推移する。なお、時刻ｔ＋２で、第２制御部３２０の動作状態はオフ状態となり、第２制御のＩ項の値はリセットされる。
【００４４】
期間Ｔ４は、第１制限車速が第２制限車速よりも低い区間であり、車速が、第１制限車速および第２制限車速を超える期間である。車速が第１制限車速および第２制限車速を超えているため、第１制御部３１０および第２制御部３２０がオン状態である区間である。期間Ｔ４において、第２制御の上限駆動力は、第１制御の上限駆動力よりも小さい。この場合、総合制御部３３０は、第２制御を優先して実行させる。第２制御が行われることにより、車速は、第２制御の第２制限車速以下に制限される。
【００４５】
期間Ｔ５は、第１制限車速が第２制限車速よりも低い区間であり、車速が、第１制限車速を超える期間である。時刻Ｔ３と同様に、車速が第１制限車速を超えているため、第１制御部３１０の動作状態がオン状態であり、第２制御部３２０の動作状態がオフ状態である区間である。第１制御が行われることにより、車速は、第１制御の第１制限車速以下に制限される。そして、駆動力は、ドライバー要求駆動力よりも小さい駆動力に抑制される。
【００４６】
上述したように、車速が第１制限車速と第２制限車速とのうち一方を超える場合には、後述する図６に示すように、当該超えた制限車速に対応する制御が実行され、車速が両方の制限車速を超える場合には、後述する図７に示すように、第１制御および第２制御の上限駆動力のうち小さい方の上限駆動力が制御に用いられる。これにより、種々の場面において、より精度よく車両を制御することができる。
【００４７】
図５は、図４で説明した期間Ｔ１から期間Ｔ５において状態等をまとめた図である。ここでは、Ｉ項が積算される制御について説明し、他の項目については上記図４の説明と同様であるため、説明を省略する。
【００４８】
時間Ｔ１では、第１制御の動作状態がオフ状態であり、第２制御の動作状態がオン状態であるため、第２制御が実行され、第１制御が停止してＩ項の値がリセットされ、第２制御のＰ項、Ｄ項、Ｉ項の値の出力は行われ、上限駆動力が算出される。時間Ｔ２では、第１制御および第２制御の動作状態がオン状態であり、第１制御のＰ項、Ｄ項、Ｉ項の値の出力および第２制御のＰ項、Ｄ項、Ｉ項の値の出力がされるが、上限駆動力が小さい第１制御が実行されて上限駆動力が算出される。
【００４９】
時間Ｔ３では、第１制御の動作状態がオン状態であり、第２制御の動作状態がオフ状態であるため、第１制御が実行され、第１制御のＰ項、Ｄ項、Ｉ項の値の出力が行われ上限駆動力が算出され、第２制御のＩ項の値はリセットされる。時間Ｔ４では、第１制御および第２制御の動作状態がオン状態であり、第１制御のＰ項、Ｄ項、Ｉ項の値の出力および第２制御のＰ項、Ｄ項、Ｉ項の値の出力が行われるが、第２制御が実行されて上限駆動力が算出される。時間Ｔ５では、第１制御の動作状態がオン状態であり、第２制御の動作状態がオフ状態であるため、第１制御が実行され、第１制御のＰ項、Ｄ項、Ｉ項の値の出力が行われ上限駆動力が算出され、第２制御のＩ項の値はリセットされる。
【００５０】
上述したように、第１制御部３１０の動作と第２制御部３２０の動作とのうち一方の動作がオン状態である場合は、動作していない制御のＩ項の値はリセットされる。これにより、制御が切り替わる場合であっても、上限駆動力が急峻に上昇することが抑制される。
【００５１】
また、上述したように、両方の制御部の動作がオン状態である場合は、第１制御部３１０および第２制御部３２０によって行われるＩ項の値の積算処理は継続される。これにより、実行されていない駆動力制御に切り替わる場合に、適切な上限駆動力を引き継ぐことができる。
【００５２】
図６は、第２制御がオン状態のときに行われる処理の一例を示す図である。第２制御部３２０は、ＰＩＤ制御の結果と、フィードフォワード制御の結果とに基づいて、上限駆動力を算出する。Ｆ／Ｆ制御の結果は、例えば、第２制御部３２０が、所定のモデルや関数、情報テーブル等に基づいて算出したフィードフォワード項（ＦＦ項）である。なお、ＦＦ項は、例えば、車両１０のタイヤのグリップ限界となる駆動力や、タイヤがスリップし始めたときの駆動力などに基づいて設定される。
【００５３】
図７は、第１制御および第２制御がオン状態のときに行われる処理の一例を示す図である。第１制御部３１０は、ＰＩＤ制御の結果と、Ｆ／Ｆ制御の結果とに基づいて、第１上限駆動力を算出する。第２制御部３２０は、ＰＩＤ制御の結果と、Ｆ／Ｆ制御の結果とに基づいて、第２上限駆動力を算出する。統合制御部３３０が、第１上限駆動力と第２上限駆動力とのうち小さい方の駆動力を制御に用いる駆動力として決定する。
【００５４】
［駆動力の引継ぎ］
図８は、駆動力の引継ぎについて説明するための図である。図４の内容を抜粋した図である。図８の横軸は時間を示し、図８の縦軸は各推移線に応じた項目（駆動力、指標の大きさ、オン／オフ状態）を示している。
【００５５】
図８は、図４のドライバー要求駆動力の推移線、第１制御の上限駆動力、第２制御の上限駆動力、統合制御部３３０が算出した上限駆動力、第１制御の動作状態（オン状態またはオフ状態）、第２制御の動作状態（オン状態またはオフ状態）、第１制御部３１０と第２制御部３２０との動作状態、および実行されている制御を示している。
【００５６】
時刻ｔ＋１は、第２制御から第１制御に切り替わるタイミングである。このタイミングにおいて、統合制御部３３０は、図８の領域ＡＲ１に示すように、第１制御の駆動力と第２制御の目標駆動力が異なるときは、第１制御の駆動力の初期値を第２制御の目標駆動力に設定させるように、第１制御のＩ項を設定する。
【００５７】
時刻ｔ＋３は、第１制御と第２制御の両方が動作しているタイミングである。このタイミングにおいて、統合制御部３３０は、図８の領域ＡＲ２に示すように、第１制御の駆動力と第２制御の目標駆動力が異なるときは、第２制御の駆動力の初期値を第１制御の目標駆動力に設定させるように、第２制御のＩ項の初期値を設定する。
【００５８】
時刻ｔ＋４は、第２制御から第１制御に切り替わるタイミングである。このタイミングにおいて、図８の領域ＡＲ３に示すように、時刻ｔ＋１のタイミングの処理と同等の処理を行う。
【００５９】
図９は、引継ぎ先の第１制御部３１０が駆動力を算出する処理の一例を示す図である。例えば、第１制御部３１０は、前回駆動力の値から、Ｐ項の値とＤ項の値とを加算した値を減算する。この減算後の値を「減算値」と称する。第１制御部３１０は、減算値をＩゲインで除算する。この除算した値をＩ項の初期値として設定する。そして、第１制御部３１０は、Ｉ項の初期値とＩゲインを乗算し、更に乗算した値に、Ｐ項の値とＤ項の値とを加算した値を加算する。この値が今回の駆動力に相当する。
【００６０】
上述したように、一方の制御から他方の制御に切り替わる場合、駆動力のギャップが発生しないように駆動力を制御することにより、車両の乗員に違和感を与えることを抑制すると共に、駆動力の過不足が生じないように適切な駆動力制御を実行することができる。
【００６１】
［比較例］
図１０は、比較例の装置による制御の内容の一例を示す図である。比較例の装置においても、第１制御部と第２制御部とがあるものとする。第１制御部は、例えば、車速が第１制限車速に近づいた場合に動作を開始し、車速が第１制限車速を超えた場合に第１制御を実行し、第２制御部は、例えば、車速が第２制限車速を超えた場合に制御を実行するものとして説明する。動作を開始するとは、ＰＩＤ制御が実行され、Ｉ項の値が出力されることである。
【００６２】
時刻ｔ１において、車速が第２制限車速を以上になると、第２制御部が、第２制御を実行し、上限駆動力を算出する。これにより、車両の駆動力は、上限駆動力に抑制される。時刻ｔ１＋１において、車速が第１制限車速に近づくと、第１制御部は、第１制御の動作を開始し、上限駆動力を算出する。
【００６３】
時刻ｔ１＋１から時刻ｔ１＋２の期間Ｔ１は、第２制御部が、第２制御を実行する期間である。この期間Ｔ１において、駆動力は、第１制御の上限駆動力よりも小さい第２制御の上限駆動力に抑制される。このため、期間Ｔ１において、第１制御部は、第１制限車速と車速との偏差を補完するようにＩ項の値を積算するため、第１制御の上限駆動力が上昇する。
【００６４】
例えば、時刻ｔ１＋２において、第２制御が停止するものとする。この場合、第１制御が選択される。第１制御部は、期間Ｔ１において積算されていたＩ項の値を制御に反映させるため、時刻ｔ１＋２において、図１０の領域ＡＲ４に示すように上限駆動力を急峻に上昇させる。これにより、駆動力は、急峻に上昇した第１制御の上限駆動力に合致するように制御され、図１０の領域ＡＲ５に示すように車速が第１制限車速を超えるようにオーバーシュートする場合がある。
【００６５】
上述したように、比較例の装置は、Ｉ項の積算を継続することにより、制御が切り替わる場合において、上限駆動力が急峻に上昇して、車速がオーバーシュートする。
【００６６】
これに対して、本実施形態の制御装置３００は、Ｉ項の積算を制御することにより、上限駆動力が急峻に上昇させることを抑制すると共に、車速がオーバーシュートすることを抑制する。
【００６７】
また、比較例の装置では、上限駆動力が急峻に上昇し、車速も急峻にオーバーシュートするため、ドライバーは、急ブレーキを踏むことがある。急ブレーキによって、過大トルクが駆動力配分装置（デファレンシャルギア）に掛かかることがある。これに対して、本実施形態の制御装置３００は、上限駆動力が急峻に上昇することを抑制すると共に、車速が急峻にオーバーシュートすることを抑制するため、ドライバーが急ブレーキを踏むことを抑制させる。このため、本実施形態の制御装置３００は、過大トルクが駆動力配分装置に掛かかることを比較例に比べて抑制させることができる。
【００６８】
具体的には、制御装置３００は、左右の回転差に基づいた閾値と前後の回転差に基づいた閾値の、ふたつの異なる閾値をもつ制限車速が変化することで、路面状況に応じて、常に走行状況とデファレンシャルの耐久性に応じて適切な駆動力を設定することができる。これにより、デファレンシャルの差回転拡大による潤滑不良での焼き付きを防止する。また、いずれか一方のひとつの制御で適切な駆動力を調整可能であるため、制御の干渉を防止し、制御の複雑化を防止することができる。
【００６９】
以上説明した実施形態によれば、制御装置３００は、車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、車両の車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１制御を実行する第１制御部３１０と、車両の前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、車両の車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２制御を実行する第２制御部３２０と、第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、車両の車速、第１制限車速、および第２制限車速に基づいて、第１制御と第２制御とのいずれか一方の制御を実行させる統合制御部３３０とを備えることにより、種々の場面において、より精度よく車両を制御することができる。
【００７０】
［ハードウェア構成］
上述した実施形態の車両システム１の制御装置３００は、例えば、図１１に示すようなハードウェアの構成により実現される。図１１は、実施形態の制御装置３００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００７１】
制御装置３００は、通信コントローラ３００−１、ＣＰＵ３００−２、ＲＡＭ３００−３、ＲＯＭ３００−４、フラッシュメモリやＨＤＤなどの記憶装置３００−５、およびドライブ装置３００−６が、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。ドライブ装置３００−６には、光ディスクなどの可搬型記憶媒体が装着される。記憶装置３００−５に格納されたプログラム３００−５ａがＤＭＡコントローラ（不図示）などによってＲＡＭ３００−３に展開され、ＣＰＵ３００−２によって実行されることで、制御装置３００が実現される。ＣＰＵ３００−２が参照するプログラムは、ドライブ装置３００−６に装着された可搬型記憶媒体に格納されていてもよいし、ネットワークＮＷを介して他の装置からダウンロードされてもよい。
【００７２】
上記実施形態は、以下のように表現することができる。
記憶装置と、
前記記憶装置に格納されたプログラムを実行するハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
車両の左右輪の回転差に基づいて第１制限車速を算出し、前記車両の車速が第１制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第１駆動力制御を実行し、
前記車両の前後輪の回転差に基づいて第２制限車速を算出し、前記車両の車速が第２制限車速を超えたときに車速に応じた上限駆動力を目標駆動力として算出する第２駆動力制御を実行し、
前記第１制限車速と第２制限車速とは、それぞれ独立して変化し、
前記車両の車速、前記第１制限車速、および前記第２制限車速に基づいて、前記第１駆動力制御と前記第２駆動力制御とのいずれか一方の制御を実行する、
ように構成されている車両制御システム。
【００７３】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１‥車両システム、１００‥センサユニット、１１０‥フロント側右輪車速センサ、１２０‥フロント側左輪車速センサ、１３０‥リア側右輪車速センサ、１４０‥リア側左輪車速センサ、１５０‥車両センサ、２００‥記憶装置、３００‥制御装置、３１０‥第１制御部、３２０‥第２制御部、３３０‥統合制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020079040.tif 000009
【図８】
2020079040.tif 000010
【図９】
2020079040.tif 000011
【図１０】
2020079040.tif 000012
【図１１】
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