(57)【要約】【課題】登坂路での車両の後退を抑えることができる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、車両２に対する要求加速度と車両に作用する重力の運動方向の成分とに基づき、車両２に作用する運動方向の加速度が要求加速度を満たすように、駆動アクチュエータに要求する要求駆動力（Ｆ）と制動アクチュエータに要求する要求制動力（Ｂ）とを設定する。ただし、少なくとも車両２が減速中であることを含む所定条件が満たされた場合は、要求駆動力（Ｆ）の大きさと要求制動力（Ｂ）の大きさとの合計が、車両に作用する重力の運動方向の成分（Ｓ）の大きさ以上となるように、要求駆動力（Ｆ）と要求制動力（Ｂ）とをそれぞれ増大側に補正する。【選択図】図６
2020117065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を作用させる駆動アクチュエータと制動力を作用させる制動アクチュエータとを備える車両の制御装置において、
前記車両に対する要求加速度と前記車両に作用する重力の運動方向の成分とに基づき、前記車両に作用する運動方向の加速度が前記要求加速度を満たすように、前記駆動アクチュエータに要求する要求駆動力と前記制動アクチュエータに要求する要求制動力とを設定する設定部と、
前記要求駆動力に基づいて前記駆動アクチュエータを制御し、前記要求制動力に基づいて前記制動アクチュエータを制御する制御部と、を備え、
前記設定部は、少なくとも前記車両が減速中であることを含む所定条件が満たされた場合、前記要求駆動力の大きさと前記要求制動力の大きさとの合計が、前記車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上となるように、前記要求駆動力と前記要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記所定条件には、前記車両の実速度と要求速度とがそれぞれ所定速度よりも低いことが含まれる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記所定条件には、前記車両が登坂路を走行中であることが含まれる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記所定条件には、前記車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさが、前記要求駆動力の大きさと前記要求制動力の大きさとの合計よりも大きいことが含まれる
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記要求駆動力と前記要求制動力とを同じ値だけ増大側に補正する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記設定部は、前記車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさから、前記要求駆動力の大きさと前記要求制動力の大きさとの合計を差し引いて得られる値の半分の値以上の値を、前記要求駆動力と前記要求制動力のそれぞれに対する嵩上げ量として設定し、前記要求駆動力と前記要求制動力とをそれぞれ前記嵩上げ量だけ増大側に補正する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記設定部は、前記所定条件が満たされた場合、補正後の前記要求駆動力及び前記要求制動力まで前記要求駆動力及び前記要求制動力を漸増させていく
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記設定部は、前記所定条件が満たされた後に前記車両の状態が減速状態から加速状態或いは定常走行状態に移行した場合、増大側に補正された前記要求駆動力及び前記要求制動力をそれぞれ減少側に再補正する
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記設定部は、前記所定条件が満たされた後に前記車両の状態が減速状態から加速状態或いは定常走行状態に移行した場合、増大側に補正された前記要求駆動力及び前記要求制動力をそれぞれ補正前の前記要求駆動力及び前記要求制動力へ向けて漸減させていく
ことを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。
【請求項１０】
前記設定部は、前記所定条件が満たされたことを受けて前記要求駆動力と前記要求制動力とをそれぞれ増大側に補正した後、前記車両の実速度の要求速度への追従性の低下が確認された場合、前記要求駆動力を減少させるか或いは前記要求制動力を増大させる
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１１】
駆動力を作用させる駆動アクチュエータと制動力を作用させる制動アクチュエータとを備える車両の制御装置において、
前記車両に対する要求加速度と前記車両に作用する重力の運動方向の成分とに基づき、前記車両に作用する運動方向の加速度が前記要求加速度を満たすように、前記駆動アクチュエータに要求する要求駆動力と前記制動アクチュエータに要求する要求制動力とを設定する設定部と、
前記要求駆動力に基づいて前記駆動アクチュエータを制御し、前記要求制動力に基づいて前記制動アクチュエータを制御する制御部と、を備え、
前記設定部は、少なくとも前記車両の実速度と要求速度とがそれぞれ所定速度よりも低いことを含む所定条件が満たされた場合、前記要求駆動力の大きさと前記要求制動力の大きさとの合計が、前記車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上となるように、前記要求駆動力と前記要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項１２】
駆動力を作用させる駆動アクチュエータと制動力を作用させる制動アクチュエータとを備える車両の制御装置において、
前記車両に対する要求加速度と前記車両に作用する重力の運動方向の成分とに基づき、前記車両に作用する運動方向の加速度が前記要求加速度を満たすように、前記駆動アクチュエータに要求する要求駆動力と前記制動アクチュエータに要求する要求制動力とを設定する設定部と、
前記要求駆動力に基づいて前記駆動アクチュエータを制御し、前記要求制動力に基づいて前記制動アクチュエータを制御する制御部と、を備え、
前記設定部は、少なくとも前記車両が登坂路を走行中であることを含む所定条件が満たされた場合、前記要求駆動力の大きさと前記要求制動力の大きさとの合計が、前記車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上となるように、前記要求駆動力と前記要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項１３】
駆動力を作用させる駆動アクチュエータと制動力を作用させる制動アクチュエータとを備える車両の制御装置において、
前記車両に対する要求加速度と前記車両に作用する重力の運動方向の成分とに基づき、前記車両に作用する運動方向の加速度が前記要求加速度を満たすように、前記駆動アクチュエータに要求する要求駆動力と前記制動アクチュエータに要求する要求制動力とを設定する設定部と、
前記要求駆動力に基づいて前記駆動アクチュエータを制御し、前記要求制動力に基づいて前記制動アクチュエータを制御する制御部と、を備え、
前記設定部は、少なくとも前記車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさが、前記要求駆動力の大きさと前記要求制動力の大きさとの合計よりも大きいことを含む所定条件が満たされた場合、前記要求駆動力の大きさと前記要求制動力の大きさとの合計が、前記車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上となるように、前記要求駆動力と前記要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する
ことを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両制御装置に関し、特に、駆動力を作用させる駆動アクチュエータと制動力を作用させる制動アクチュエータとを備える車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−２５５８０８号公報には、自動走行により車両が登坂路を走行している際のずり下がりを抑制する従来技術が開示されている。この従来技術によれば、車両の目標加速度と路面勾配に応じた重力の影響を含む車両の走行抵抗とに基づいて目標車軸トルクが算出され、目標車軸トルクに基づいて駆動アクチュエータに要求する車軸トルクと制動アクチュエータに要求する車軸トルクとが決定される。そして、登坂路を走行中に車両の後方へのずり下がりが予測されたときには、制動アクチュエータによる制動力を増大させるように目標車軸トルクが補正される。また、目標車軸トルクを補正しても車両のずり下がりが発生してしまう場合には、ずり下がり量を最小限に抑えるように目標車軸トルクのフィードバック制御の比例ゲインが増加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５５８０８号公報
【特許文献２】特開２０１５−０９８３０７号公報
【特許文献３】特開２０１８−０９００６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、登坂路での車両のずり下がりを予防するための制御を行う一方で、車両のずり下がりが発生した場合の事後的な制御も行っている。つまり、上記従来技術は、登坂路での車両のずり下がりの可能性を排除していない。しかし、乗員が覚える違和感をなくすためには、登坂路での車両の後退は高い確実性をもって抑制したい。本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、登坂路での車両の後退を抑えることができる車両制御装置を提供することを目的とする。 
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る車両制御装置は、駆動力を作用させる駆動アクチュエータと制動力を作用させる制動アクチュエータとを備える車両の制御装置であって、設定部と制御部とを備える。本発明に係る車両制御装置は、少なくとも一つのプロセッサと、プログラムを記憶する少なくとも一つのメモリとを物理的に有している。少なくとも一つのメモリに記憶されたプログラムは、少なくとも一つのプロセッサにより実行されることで、少なくとも一つのプロセッサを設定部と制御部として機能させる。設定部は、車両に対する要求加速度と車両に作用する重力の運動方向の成分とに基づき、車両に作用する運動方向の加速度が要求加速度を満たすように、駆動アクチュエータに要求する要求駆動力と制動アクチュエータに要求する要求制動力とを設定する。制御部は、要求駆動力に基づいて駆動アクチュエータを制御し、要求制動力に基づいて制動アクチュエータを制御する。
【０００６】
本発明に係る車両制御装置の一つの実施の形態では、設定部は、少なくとも車両が減速中であることを含む所定条件が満たされた場合、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計が、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上となるように、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する。車両が減速中である場合には、車両はやがて停止する可能性が高く、登坂路において車両が停止する可能性もある。また、車両に作用する重力の運動方向の成分は、車両が登坂路を走行している場合には、車両を後退させる方向に作用する。ゆえに、車両が停止する以前に上記の所定条件が満たされた場合には、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計を、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上にしておくことで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの応答遅れに影響されずに停止後の車両の後退を抑えることができる。また、制動力のみ増大側に補正した場合には車両に過度な減速力が作用するおそれがあるが、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正することで、要求加速度に対して減速度が不足したり過剰になったりするのを抑えることができる。
【０００７】
上記の所定条件、つまり、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する処理の実施条件である補正実施条件には、車両の実速度と要求速度とがそれぞれ所定速度よりも低いことが含まれてもよい。また、補正実施条件には、車両が登坂路を走行中であることが含まれてもよい。さらに、補正実施条件には、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさが、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計よりも大きいことが含まれてもよい。車両が減速中であることと共にこれらの条件の少なくとも一つが上記の所定条件に含まれることで、近い将来に車両が停止することをより正確に判断することができる。
【０００８】
設定部は、要求駆動力と要求制動力とを同じ値だけ増大側に補正してもよい。これによれば、車両が停止するまでは駆動力の増大分と制動力の増大分が相殺されるので、車両の減速度の変化を抑えることができる。より詳しくは、設定部は、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさから、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計を差し引いて得られる値の半分の値以上の値を、要求駆動力と要求制動力のそれぞれに対する嵩上げ量として設定し、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ嵩上げ量だけ増大側に補正してもよい。
【０００９】
設定部は、前述の補正実施条件が満たされた場合、補正後の要求駆動力及び要求制動力まで要求駆動力及び要求制動力を漸増させてもよい。そのようにすることで、車両の減速度の急変を抑えることができる。
【００１０】
また、設定部は、前述の補正実施条件が満たされた後に車両の状態が減速状態から加速状態或いは定常走行状態に移行した場合、増大側に補正された要求駆動力及び要求制動力をそれぞれ減少側に再補正してもよい。そのようにすることで、制動力を残したまま加速状態或いは定常走行状態に移行することによる燃費の低下を抑えることができる。この場合、増大側に補正された要求駆動力及び要求制動力をそれぞれ補正前の要求駆動力及び要求制動力へ向けて漸減させてもよい。そのようにすることで、駆動力や制動力の急変による車両の挙動の乱れを抑えることができる。
【００１１】
また、設定部は、前述の補正実施条件が満たされたことを受けて要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正した後、車両の実速度の要求速度への追従性の低下が確認された場合、要求駆動力を減少させるか或いは要求制動力を増大させてもよい。そのようにすることで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの動作の誤差に起因して低下した速度追従性を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係る車両制御装置の別の実施の形態では、設定部は、少なくとも車両の実速度と要求速度とがそれぞれ所定速度よりも低いことを含む所定条件が満たされた場合、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計が、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上となるように、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する。車両の実速度と要求速度とがそれぞれ低い状態では、車両はやがて停止する可能性が高く、登坂路において車両が停止する可能性もある。ゆえに、車両が停止する以前に上記の所定条件（補正実施条件）が満たされた場合には、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計を、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上にしておくことで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの応答遅れに影響されずに停止後の車両の後退を抑えることができる。
【００１３】
本発明に係る車両制御装置のさらに別の実施の形態では、設定部は、少なくとも車両が登坂路を走行中であることを含む所定条件が満たされた場合、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計が、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上となるように、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する。車両が登坂路を走行中である場合、その登坂路において車両が停止する可能性がある。ゆえに、車両が停止する以前に上記の所定条件（補正実施条件）が満たされた場合には、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計を、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上にしておくことで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの応答遅れに影響されずに停止後の車両の後退を抑えることができる。
【００１４】
本発明に係る車両制御装置のさらに別の実施の形態では、設定部は、少なくとも車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさが、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計よりも大きいことを含む所定条件が満たされた場合、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計が、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上となるように、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する。車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさが、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計よりも大きい場合、車両はやがて停止する可能性が高く、登坂路において車両が停止する可能性もある。ゆえに、車両が停止する以前に上記の所定条件（補正実施条件）が満たされた場合には、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計を、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上にしておくことで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの応答遅れに影響されずに停止後の車両の後退を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたように、本発明に係る車両制御装置によれば、車両が停止する以前に補正実施条件が満たされた場合、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正し、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計を、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさ以上にしておくことで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの応答遅れに影響されずに登坂路での車両の後退を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】登坂路を走行中の車両における加速時の力の釣り合いを示す図である。
【図２】登坂路を走行中の車両における減速時の力の釣り合いを示す図である。
【図３】停車時に車両が動き出さない駆動力と制動力との関係を示す図である。
【図４】登坂路に停車中の車両が後退する条件について説明する図である。
【図５】登坂路に停車中の車両における力の釣り合いを示す図である。
【図６】登坂路を走行中の車両が停車時に後退しないための条件について説明する図である。
【図７】登坂路を走行中の車両が停車時に後退しないための駆動力と制動力の設定について説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る車両制御装置の制御ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御フローを示すフローチャートである。
【図１０】比較例の制動力／駆動力制御の制御結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御結果の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御結果の別の例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る制動力／駆動力制御の制御フローを示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る制動力／駆動力制御の制御結果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、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１８】
１．制動力／駆動力制御の概要
まず、図１乃至図７の各図を用いて本発明の実施の形態に係る制動力／駆動力制御の概要について説明する。図１及び図２は、登坂路１００を走行中の車両２における力の釣り合いを示す図である。路面に平行な方向、すなわち、車両２の運動方向における力の釣り合いについて観察すると、登坂路１００を走行中の車両２には、重力の運動方向の成分Ｓと、駆動力Ｆと、制動力Ｂとが作用する。重力の運動方向の成分（以下、単に重力成分という）Ｓは、車両２を後退させる方向に作用する力であり、登坂路１００の勾配角度をθ、車両２に作用する重力（車両の重量）をＷとすると、Ｗ×ｓｉｎθで表される力である。ゆえに、勾配角度θが大きいほど、重力成分Ｓは大きくなる。駆動力Ｆは車両２の進行方向に作用する力であり、制動力Ｂは車両の進行方向とは逆方向に作用する力である。
【００１９】
登坂路１００を走行中の車両２の加速時には、重力成分Ｓと制動力Ｂとの合力よりも駆動力Ｆが大きく、図１に示すように、車両２にはその進行方向に向けて加速力Ａが作用している。一方、登坂路１００を走行中の車両２の減速時には、重力成分Ｓと制動力Ｂとの合力よりも駆動力Ｆが小さく、図２に示すように、車両２にはその進行方向とは逆方向に向けて減速力Ａが作用している。減速力を加速力の負の値とすると、駆動力Ｆと制動力Ｂと重力成分Ｓと加速力Ａとの間には、以下の関係式が成立する。
Ｆ＝Ｂ＋Ｓ＋Ａ  ・・・式１
【００２０】
次に、登坂路１００で車両２が停止した場合の力の釣り合いについて考える。登坂路１００で停止中の車両２には、重力成分Ｓが車両を後退させる方向に作用する。この状態で車両２に駆動力Ｆを作用させた場合、駆動力の大きさが重力成分Ｓの大きさを超えるならば、車両２は登坂路１００を前進しようとする。車両２を停止状態にとどめるためには、重力成分Ｓに対する駆動力Ｆの過剰分よりも大きい制動力Ｂを車両２に作用させる必要がある。この場合、制動力Ｂは駆動力Ｆと逆方向に作用する。停止中の車両２が前進しないための条件は以下の式で表される。
Ｆ≦Ｂ＋Ｓ  ・・・式２
【００２１】
一方、駆動力の大きさが重力成分Ｓの大きさ未満であるならば、車両２は登坂路１００を後退しようとする。車両２を停止状態にとどめるためには、重力成分Ｓに対する駆動力Ｆの不足分よりも大きい制動力Ｂを車両２に作用させる必要がある。この場合、制動力Ｂは駆動力Ｆと同方向に作用する。停止中の車両２が後退しないための条件は以下の式で表される。
Ｆ≧−Ｂ＋Ｓ  ・・・式３
【００２２】
式２と式３とで表される停車時に車両２が動き出さないための駆動力Ｆと制動力Ｂとの関係をグラフで表すと、図３のようになる。グラフにおいてハッチングが施された停止領域は、停車時に車両２が動き出さない駆動力Ｆと制動力Ｂとの関係が保たれる領域である。詳しくは、駆動力Ｆが重力成分Ｓより大きく、且つ、制動力Ｂと重力成分Ｓとの合計以下の領域では、制動力Ｂが車両２の進行方向とは逆方向に作用することで、車両２の前進は阻まれている。駆動力Ｆが重力成分Ｓより小さく、且つ、重力成分Ｓと制動力Ｂとの差以上の領域では、制動力Ｂが車両２の進行方向と同方向に作用することで、車両２の後退は阻まれている。
【００２３】
グラフには、加速時と減速時のそれぞれにおける駆動力Ｆと制動力Ｂと重力成分Ｓと加速力Ａとの関係を示す直線が描かれている。加速時、つまり、加速力Ａがゼロよりも大きいときには、登坂路１００において車両２が停止することはない。しかし、減速時、つまり、加速力Ａがゼロよりも小さいときには、登坂路１００において車両２がやがて停止する可能性がある。車両２を減速させて停止させる際、燃費の観点からは、駆動力Ｆが制動力Ｂによって消費されるのを抑えるため、制動力Ｂは出力せずに駆動力Ｆの調整のみで所望の減速力（負の値の加速力）Ａを実現することが好ましい。つまり、減速時には、グラフにおいて点ｐ０で表す動作点、或いは、それに近い動作点にて車両２を運転することが望ましい。
【００２４】
しかしながら、図４に示すように、動作点ｐ０では、重力成分Ｓが駆動力Ｆに勝るため、車両２は一旦停止した後に後退し始める。その際、慌てて制動力Ｂを増大させようとしても、制動アクチュエータの応答遅れによって制動力Ｂは直ぐには増大しない。同様に、駆動力Ｆを発生させる駆動アクチュエータにも応答遅れがある。ゆえに、停車後の車両２の後退を防ぐためには、減速時には動作点ｐ０で運転していたとしても、車両２が停止したときには図５に示す力の釣り合いが実現されていることが求められる。すなわち、制動力Ｂの大きさと駆動力Ｆの大きさとの合計が、重力成分Ｓの大きさ以上になっていることが求められる。
【００２５】
前述のように、制動アクチュエータの応答遅れによって、停車後すぐに制動力Ｂを増大させることは難しい。そうであるならば、図６に示すように、停車後に必要となる制動力Ｂを減速中から予め出力しておけばよい。減速中から制動力Ｂを出力している場合、車両２が走行している間は、制動力Ｂは駆動力Ｆとは反対の方向に作用する。しかし、車両２が停止した後は、点線で示すように制動力Ｂは駆動力Ｆと同方向、すなわち、車両２の後退を妨げる方向に作用する。なお、減速中から制動力Ｂを出力すると、車両２に作用する減速力Ａが過大になるおそれがある。しかし、その問題は、制動力Ｂによって駆動力Ｆが相殺される分だけ駆動力Ｆを嵩上げしておくことで解決することができる。
【００２６】
図６で説明した登坂路１００を走行中の車両２が停車時に後退しないための処理について、図７に示すグラフを用いてより詳細に説明する。グラフ中には、駆動力Ｆと制動力Ｂとで決まる車両２の動作点が複数個示されている。ここでは、減速中の車両２の動作点は、例えば動作点ｐ０に設定されているものとする。動作点が動作点ｐ０に近いほど減速時の燃費の低下を抑えることができる。しかし、このままでは停止後に車両２は後退し始めてしまうので、車両２が減速中であることを含む所定の停車条件が満たされた場合、車両２の停車に備えて動作点をグラフ中の停止領域内へ移行させる。
【００２７】
グラフ中には、停止領域内での動作点の選択の例として動作点ｐ１，ｐ１ａ，ｐ１ｂ，ｐ１ｃが示されている。停車後に車両２が後退しないことだけが目的ならば、これらの動作点のどれもが許容される。しかし、燃費の観点からは、停車中の駆動力Ｆは小さいほうがよい。つまり、動作点ｐ１ａ，ｐ１ｂよりも動作点ｐ１，ｐ１ｃの方が好ましい。一方、減速度の連続性の観点からは、動作点ｐ０と同じ減速力Ａが得られたほうがよい。つまり、動作点ｐ１ｂ，ｐ１ｃよりも動作点ｐ１，ｐ１ａの方が好ましい。動作点ｐ１ｂでは減速度の減少により、動作点ｐ１ｃでは減速度の増大により乗員が違和感を覚えるおそれがある。以上のことから、総合的には、車両２の停車に備える場合には、動作点ｐ０から動作点ｐ１へ動作点を移行させることが好ましい。動作点ｐ１は、動作点ｐ０と同じ減速力Ａが得られる動作点、つまり、動作点ｐ０と同じ減速力Ａにおいて式１の関係を満たすことができる動作点であり、且つ、最小の駆動力Ｆにて式３の関係を満たすことができる動作点である。
【００２８】
２．車両制御装置の構成
次に、上述の制動力／駆動力制御を実行するための車両制御装置の構成について説明する。ここでは、本発明の実施の形態として、例えばＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）のレベル定義において、レベル１以上の自動運転レベルの運転支援制御を行う車両制御装置において上述の制動力／駆動力制御を実現する例について説明する。レベル１以上の自動運転レベルの運転支援制御には、例えば、ＡＤＳ（Autonomous Driving SystemやＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）が含まれる。ここでは、ＡＤＳを備えた車両制御装置に本発明が適用された例について説明する。
【００２９】
図８は、本発明の実施の形態に係る車両制御装置の制御ブロック図である。後述するように、本明細書では、制動力／駆動力制御に関して２つの実施の形態を開示する。図８に示す車両制御装置１０の構成は、どちらの実施の形態に係る制動力／駆動力制御にも適用可能である。車両制御装置１０は、駆動アクチュエータと制動アクチュエータとを独立して操作可能な車両２に適用される。例えば、実施の形態では、駆動アクチュエータとしては、内燃機関と電動モータとが組み合わされたハイブリッド式のパワートレイン３が設けられている。制動アクチュエータとしては、油圧式のブレーキ４が設けられている。また、車両２には、車両２の運転状態に関する情報を取得する手段として、少なくとも加速度センサ５と速度センサ６としての車輪速センサが取り付けられている。それらセンサ５，６により取得された情報は、車両制御装置１０に取り込まれる。
【００３０】
車両制御装置１０は、少なくとも１つのプロセッサ２１と少なくとも１つのメモリ２２とを有するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。メモリ２２には、マップを含む各種のデータや各種のプログラムが記憶されている。メモリ２２に記憶されているプログラムが読み出されてプロセッサ２１で実行されることで、以下に説明する様々な機能が車両制御装置１０にて実現される。なお、車両制御装置１０は、複数のＥＣＵの集合であってもよい。
【００３１】
車両制御装置１０は、プランナ１１を備える。プランナ１１は、設定された走行ルートに沿って車両２を走行させる場合の要求加速度及び要求速度を現在から将来の所定期間にわたって演算し、それらを一定の周期で更新する。ただし、加速度は、車両２の運動方向の加速度、すなわち、対地加速度を意味し、速度は、車両２の運動方向の速度、すなわち、対地速度を意味する。要求加速度及び要求速度の演算は、先行車両との車間を保つことと、設定車速を超えないように車速調整をすることと、横加速度が規定値を超えないように車速調整をすること等を目的として行われる。
【００３２】
車両制御装置１０は、加速度フィードフォワード項と速度フィードバック項とからなる目標加速度を演算する。プランナ１１で演算された要求加速度は、目標加速度の加速度フィードフォワード項（以下、加速度Ｆ／Ｆ項と表記する）として用いられる。速度フィードバック項（以下、速度Ｆ／Ｂ項と表記する）は、速度センサ６で得られた車両２の実速度を要求速度に一致させるためのフィードバック項である。速度Ｆ／Ｂ項の演算は、車両制御装置１０の速度Ｆ／Ｂ項演算部１２で行われる。速度Ｆ／Ｂ項演算部１２は、要求速度と車両２から取得した実速度との偏差を算出し、その偏差に対する比例積分制御によって速度Ｆ／Ｂ項を演算する。
【００３３】
車両制御装置１０は、速度センサ６で得られた車両２の実加速度を目標加速度に一致させるための加速度フィードバック項を加算する。加速度フィードバック項（以下、加速度Ｆ／Ｂ項と表記する）は、車両制御装置１０の加速度Ｆ／Ｂ項演算部１３で演算される。加速度Ｆ／Ｂ項演算部１３は、制動操作或いは駆動操作に対する車両２の応答遅れの分だけ目標加速度を応答補正し、応答補正した目標加速度と車両２から取得した実対地加速度との偏差を算出し、その偏差に対する比例積分制御によって加速度Ｆ／Ｂ項を演算する。
【００３４】
車両制御装置１０は、目標加速度に加速度Ｆ／Ｂ項を加えて得られる補正目標加速度に基づいて要求加速力を演算する。詳しくは、まず、補正目標加速度に車両２の車重を乗算することによって、補正目標加速度を加速力に変換することによって要求加速力を演算する。
【００３５】
車両制御装置１０は、次に、路面勾配補正、空気抵抗補正、転がり抵抗補正などの各種補正のための加速力補正項を演算する。加速力補正項の演算は、加速力補正項演算部１４で行われる。補正目標加速度から変換された要求加速力に加速力補正項を加算することによって要求制駆動力が演算される。なお、これらの補正項のうち、路面勾配補正項は、車両２に作用する重力の運動方向の成分であり、登坂路においては図１に示す重力成分Ｓに相当する。車両２に作用する重力加速度の路面方向の推定値は、例えば、加速度センサ５で得られた加速度と、速度センサ６としての車輪速センサで得られた車速の微分値との差から計算することができる。また、路面勾配情報を有する地図にＧＰＳで得られた車両２の現在位置を当てはめることによって、車両２の現在位置における路面勾配情報を得ることもできる。
【００３６】
要求制駆動力は、登坂路においては図１に示す加速力Ａに重力成分Ｓを加えた値に相当する。車両制御装置１０は、制動力／駆動力分配部１５において要求制駆動力を制動力と駆動力とに分配する。この分配は、予め定められた分配規則にしたがい、例えば燃費が最良になることを優先して行われる。減速時を例にとると、要求制駆動力を駆動力の低減で実現できる範囲では、駆動力にのみ要求制駆動力が分配される。そして、駆動力をパワートレイン３が出力できる最小駆動力まで低減した後は、要求制駆動力から最小駆動力を差し引いた残りが制動力に分配される。例えば登坂路での減速時には、図３のグラフに示す動作点ｐ０に対応するような制動力と駆動力が算出されることになる。
【００３７】
車両制御装置１０は、要求制駆動力から分配された制動力と駆動力とに対し、制動力／駆動力補正部１６にて補正を行う。パワートレイン３を操作するパワートレイン制御部１７には、補正後の駆動力が要求駆動力として与えられる。ブレーキ４を操作するブレーキ制御部１８には、補正後の制動力が要求制動力として与えられる。パワートレイン制御部１７は、要求駆動力を実現するための操作量でパワートレイン３を操作する。パワートレイン３の操作量は、例えば内燃機関による走行時は燃料噴射量、電動モータによる走行時は電流である。ブレーキ制御部１８は、要求制動力を実現するための操作量でブレーキ４を操作する。ブレーキ４の操作量とは、具体的には、ブレーキマスター圧、或いは、ブレーキストローク量である。
【００３８】
制動力／駆動力補正部１６は、車両２の走行状態及び走行状態間の遷移に応じて制動力及び駆動力の補正を行う。走行状態には、停車中と、走行中と、走行から停車への移行中とが含まれる。制動力／駆動力補正部１６は、これらの走行状態間の遷移を以下のように判断する。
【００３９】
＜走行中から停車移行中へ＞
走行中から停車移行中への遷移は、プランナ１１で演算された要求加速度が負の値であること、つまり、減速が要求されているという要件（要件１）と、プランナ１１で演算された要求速度と速度センサ６で得られた実速度とがそれぞれ所定の微小速度（例えば５ｋｍ／ｈ）未満であるという要件（要件２）とがともに満たされていることが条件である。ただし、要求速度と実速度の閾値については、要求されている減速度が大きいほど閾値が大きくなるように、要求加速度に応じて可変にしてもよい。
＜停車移行中から停車中へ＞
停車移行中から停車中への遷移は、プランナ１１で演算された要求速度と速度センサ６で得られた実速度とがそれぞれゼロになることが条件である。
＜停車中或いは停車移行中から走行中へ＞
停車中から走行中への遷移と停車移行中から走行中への遷移については、プランナ１１で演算された要求加速度が正の値になることが条件である。
【００４０】
制動力／駆動力補正部１６は、例えば、車両２の走行状態が登坂路において走行中から停車移行中へ遷移した場合、図７のグラフに示す動作点ｐ１に対応するような制動力と駆動力とが得られるように、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ補正する。ただし、制動力／駆動力補正部１６による補正は全ての走行状態で行われるわけではない。例えば、単なる走行中であれば補正は行われず、制動力／駆動力分配部１５にて算出された制動力と駆動力とが、そのまま要求制動力と要求駆動力としてパワートレイン制御部１７とブレーキ制御部１８とに与えられる。
【００４１】
制動力／駆動力補正部１６は制動力／駆動力分配部１５とともに本願の請求項に記載の「設定部」を構成する。また、パワートレイン制御部１７とブレーキ制御部１８とは本願の請求項に記載の「制御部」を構成する。以下の章では、制動力／駆動力補正部１６による制動力及び駆動力の補正を含めて、車両制御装置１０による制動力／駆動力制御の詳細について、フローチャートと制御結果のグラフとを用いて説明する。
【００４２】
３．実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の詳細
図９は、本発明の実施の形態１に係る車両制御装置１０による制動力／駆動力制御の制御フローを示すフローチャートである。車両制御装置１０は、このフローチャートに示す処理を繰り返し実行する。以下、実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御フローをフローチャートに沿って説明する。
【００４３】
まず、ステップＳ１００では、車両２が停車中かどうかの判定が行われる。この判定は、例えば、速度センサ６で得られる実速度と、プランナ１１で設定される要求加速度とに基づいて行われる。実速度がゼロであり、且つ、要求加速度がゼロであれば、車両２は停車中であると判断してもよい。
【００４４】
車両２が停車中であるならば、ステップＳ２００の判定が行われる。ステップＳ２００では、車両２がブレーキ４の制動力のみで停車できているかどうかが判定される。この判定は、例えば、車両２に作用する重力の運動方向の成分の大きさと、ブレーキ４が発生させている制動力の大きさとの比較に基づいて行うことができる。車両２に作用する重力の運動方向の成分の大きさは、加速度センサ５から得ることができる。ブレーキ４が発生させている制動力の大きさは、ブレーキ４の操作量から計算することができる。
【００４５】
車両２がブレーキ４の制動力のみで停車できている場合、ステップＳ３００の処理が行われる。ステップＳ３００では、パワートレイン３に対する要求駆動力を、パワートレイン３が発生させることが可能な最小駆動力まで所定の漸減勾配で漸減させることが行われる。漸減勾配の値の一例としては、−２００００Ｎ／ｓを挙げることができる。既に駆動力がパワートレイン３の最小駆動力になっているのであれば、その状態を維持することが行われる。
【００４６】
車両２がブレーキ４の制動力のみで停車できていない場合、ステップＳ４００の処理が行われる。ステップＳ４００では、ブレーキ４に対する要求制動力を、以下の式４で計算される最大制動力まで所定の漸増勾配で漸増させることが行われる。
最大制動力＝（｜路面勾配推定値｜＊（１＋路面勾配ゲイン誤差）
＋路面勾配オフセット誤差）＊車両最大重量  ・・・式４
【００４７】
式４において、路面勾配推定値は重力加速度の路面方向の推定値であって、例えば、加速度センサ５で得られた加速度と速度センサ６で得られた車速の微分値との差として計算することができる。車両２が登坂路を走行している場合、路面勾配推定値は正の値になり、車両２が降坂路を走行している場合、路面勾配推定値は負の値になる。路面勾配ゲイン誤差は路面勾配推定値のゲイン誤差であって、その設定例として０．０５を挙げることができる。路面勾配オフセット誤差は路面勾配推定値のオフセット誤差であって、その設定例として０．７ｍ／ｓ２を挙げることができる。車両最大重量は誤差を考慮した車両２の最大重量であって、その設定例として標準の車両重量の１．２倍を挙げることができる。式４によれば、路面勾配推定値や車両重量に誤差があった場合でも、車両２の停車時の後退を防止できるように、それらの誤差を踏まえて最大制動力の演算が行われる。なお、漸増勾配の値の一例としては、５４００Ｎ／ｓを挙げることができる。
【００４８】
ステップＳ１００において車両２が停車中でないと判定された場合、ステップＳ５００以降の処理が行われる。まず、ステップＳ５００では、要求制駆動力の演算が行われる。次に、ステップＳ６００では、予め定められた分配規則にしたがって要求制駆動力が制動力と駆動力とに分配される。なお、要求制駆動力の演算方法と、要求制駆動力の分配方法については、車両制御装置１０の構成の説明において述べた通りである。
【００４９】
次に、ステップＳ７００では、車両２が停車移行中かどうか判定される。車両２が停車移行中かどうかは、前述の走行中から停車移行中への遷移の条件の成否によって判断される。繰り返し説明すると、プランナ１１で演算された要求加速度が負の値であり、且つ、要求速度と実速度とがそれぞれ所定の微小速度未満である場合、車両２は停車移行中であると判断される。
【００５０】
車両２が停車移行中である場合、続いて、ステップＳ８００の判定が行われる。ステップＳ８００では、車両２が停車した後の後退を防止するための要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正が必要かどうか判定される。図７のグラフで説明すると、駆動力Ｆが重力成分Ｓと制動力Ｂとの差よりも低い領域に車両２の動作点が入っている場合には、停車後に車両２は後退し始める。この場合、車両２の動作点がグラフ中の停止領域内に入るように、要求駆動力及び要求制動力をステップＳ６００で演算された各値に対して嵩上げ補正する必要がある。
【００５１】
詳しくは、ステップＳ８００では、まず、以下の式５により要求駆動力及び要求制動力の必要嵩上げ量が計算される。図７のグラフで説明すると、必要嵩上げ量は、路面勾配の誤差や車両重量の誤差を考慮した上で、車両２の動作点を停止領域内に入れるために必要な嵩上げ量である。要求駆動力の必要嵩上げ量と要求制動力の必要嵩上げ量とは同値とされている。これは、駆動力の嵩上げ分と制動力の嵩上げ分とを互いに相殺させ、嵩上げの前後での減速度の変化を抑えるためである。
必要嵩上げ量＝（（路面勾配推定値＋｜路面勾配推定値｜＊路面勾配ゲイン誤差＋
路面勾配オフセット誤差）＊車両最大重量−補正前要求駆動力−補正前要求制動力）／２
・・・式５
【００５２】
ステップＳ８００では、次に、式５で計算された必要嵩上げ量がゼロより大きいかどうか判定される。そして、必要嵩上げ量がゼロより大きければ、要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正は必要と判断される。必要嵩上げ量がゼロ以下であるならば、現在の車両２の動作点は、既に停止領域内に入っていることを意味する。ゆえに、その場合には車両２が後退するおそれはなく、要求駆動力と要求制動力の更なる嵩上げ補正は必要とはされない。
【００５３】
必要嵩上げ量がゼロより大きくなるためには、路面勾配推定値は正の値である必要がある。つまり、車両２が登坂路を走行していることは、要求駆動力と要求制動力の嵩上げ補正を行う上での一つの必要条件である。また、式５において、「路面勾配推定値＋｜路面勾配推定値｜＊路面勾配ゲイン誤差＋路面勾配オフセット誤差」は、誤差を考慮した上での車両２に作用する重力の運動方向の成分の大きさを示している。ゆえに、式５は、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさが、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計よりも大きいことが、要求駆動力と要求制動力の嵩上げ補正を行う上での必要十分条件であることを意味している。
【００５４】
ステップＳ８００において要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正が必要と判定された場合、ステップＳ９００の処理が行われる。ステップＳ９００では、要求制動力を必要嵩上げ量まで急増させるのではなく、以下の式６及び式７のように所定の演算周期で漸増させていく。式６は、制動力嵩上げジャークに演算周期を掛けた値を制動力嵩上げ量前回値に加えた値と、必要嵩上げ量とのうち、より小さいほうの値が制動力嵩上げ量として選択されることを意味する。なお、式６において、制動力嵩上げジャークは要求制動力の演算周期毎の増加率を規定する。式６における制動力嵩上げ量前回値は、ステップＳ８００における嵩上げ補正の要否の判断が必要から不要へ変化したタイミングでゼロにリセットされる。
制動力嵩上げ量＝ｍｉｎ（（制動力嵩上げ量前回値
＋制動力嵩上げジャーク＊演算周期），必要嵩上げ量）  ・・・式６
補正後の要求制動力＝補正前の要求制動力＋制動力嵩上げ量  ・・・式７
【００５５】
また、ステップＳ９００では、要求駆動力を必要嵩上げ量まで急増させるのではなく、以下の式８及び式９のように所定の演算周期で漸増させていく。式８の意味は式６の意味と同様である。なお、式８において、駆動力嵩上げジャークは要求駆動力の演算周期毎の増加率を規定する。式８における制動力嵩上げ量前回値は、ステップＳ８００における嵩上げ補正の要否の判断が必要から不要へ変化したタイミングでゼロにリセットされる。
駆動力嵩上げ量＝ｍｉｎ（（駆動力嵩上げ量前回値
＋駆動力嵩上げジャーク＊演算周期），必要嵩上げ量）  ・・・式８
補正後の要求駆動力＝補正前の要求駆動力＋駆動力嵩上げ量  ・・・式９
【００５６】
式６と式８において、制動力嵩上げジャークと駆動力嵩上げジャークは、車両２の挙動への影響を考慮して設定される。その設定例としては２．７ｍ／ｓ３を挙げることができる。また、演算周期は例えば１０ｍｓである。ただし、制動力嵩上げ量と駆動力嵩上げ量の各値には、ブレーキ４やパワートレイン３の応答性を考慮し、応答補償フィルタによる処理を施してもよい。また、車両２の走行状態に応じて応答補償フィルタの時定数を変化させてもよい。
【００５７】
ステップＳ８００において要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正は不要と判定された場合、ステップＳ１０００の処理が行われる。ステップＳ１０００では、補正前の要求制動力が制動力／駆動力補正部１６からブレーキ制御部１８に与えられ、補正前の要求制動力に従ってブレーキ４が制御される。また、補正前の要求駆動力が制動力／駆動力補正部１６からパワートレイン制御部１７に与えられ、補正前の要求駆動力に従ってパワートレイン３が制御される。
【００５８】
次に、ステップＳ７００の判定の結果、車両２が停車移行中でない場合について説明する。車両２が停止中ではなく停車移行中ではない場合とは、車両２が定常走行中である場合と、停車移行中から走行中へ移行した場合とが含まれる。また、停車移行中であった車両２が再び加速し始めた場合もここに含まれる。
【００５９】
車両２が停車移行中ではない場合、続いて、ステップＳ１１００の判定が行われる。ステップＳ１１００では、要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正が実施されているかどうか判定される。ステップＳ９００において要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正が行われ、且つ、後述するステップＳ１２００において各嵩上げ量が未だゼロに戻されていない場合、嵩上げ補正の実施中であると判定される。
【００６０】
ステップＳ１１００において要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正の実施中と判定された場合、ステップＳ１２００の処理が行われる。ステップＳ１２００では、嵩上げを解除して要求制動力を本来の値に戻すことが行われる。嵩上げを解除することにより、制動力を嵩上げしたまま加速状態或いは定常走行状態に移行することによる燃費の低下を抑えることができる。ただし、制動力嵩上げ量をゼロまで急減させるのではなく、以下の式１０及び式１１のように所定の演算周期で漸減させていく。式１０は、制動力嵩下げジャークに演算周期を掛けた値を制動力嵩上げ量前回値から引いた値と、ゼロとのうち、より大きいほうの値が制動力嵩上げ量として選択されることを意味する。なお、式１０において、制動力嵩下げジャークは要求制動力の演算周期毎の減少率を規定する。
制動力嵩上げ量＝ｍａｘ（（制動力嵩上げ量前回値
−制動力嵩下げジャーク＊演算周期），０）  ・・・式１０
補正後の要求制動力＝補正前の要求制動力＋制動力嵩上げ量  ・・・式１１
【００６１】
また、ステップＳ１２００では、要求駆動力をゼロまで急減させるのではなく、以下の式１２及び式１３のように所定の演算周期で漸減させていく。式１２の意味は式１０の意味と同様である。なお、式１２において、駆動力嵩下げジャークは要求駆動力の演算周期毎の減少率を規定する。
駆動力嵩上げ量＝ｍａｘ（（駆動力嵩上げ量前回値
−駆動力嵩下げジャーク＊演算周期），０）  ・・・式１２
補正後の要求駆動力＝補正前の要求駆動力＋駆動力嵩上げ量  ・・・式１３
【００６２】
式１０と式１２において、制動力嵩下げジャークと駆動力嵩下げジャークは、車両２の挙動への影響を考慮して設定される。その設定例としては２．７ｍ／ｓ３を挙げることができる。また、演算周期は例えば１０ｍｓである。ただし、ステップＳ９００の場合と同様に、制動力嵩上げ量と駆動力嵩上げ量の各値には、ブレーキ４やパワートレイン３の応答性を考慮し、応答補償フィルタによる処理を施してもよい。
【００６３】
ステップＳ１１００において要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正の実施中ではないと判定された場合、ステップＳ１３００の処理が行われる。ステップＳ１３００では、ステップＳ６００で演算された要求制動力が制動力／駆動力補正部１６からブレーキ制御部１８に与えられ、その要求制動力に従ってブレーキ４が制御される。また、ステップＳ６００で演算された要求駆動力が制動力／駆動力補正部１６からパワートレイン制御部１７に与えられ、その要求駆動力に従ってパワートレイン３が制御される。
【００６４】
４．実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御結果
次に、実際の制御結果に基づいて実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の効果について説明する。まず、実施の形態１に係る制動力／駆動力制御に対する比較例として、車両２の後退を抑制する機能が実装されていない制動力／駆動力制御の制御結果を説明し、次に、実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御結果について２つの例を挙げて考察する。
【００６５】
図１０は、比較例の制動力／駆動力制御の制御結果を示す図である。図１０の上段は速度のグラフであり、下段は加速度のグラフである。速度のグラフには、要求速度と実速度の時間による変化を示すラインが描かれている。加速度のグラフには、要求対地Ｇ、実対地Ｇ、要求駆動Ｇ、要求制動Ｇ、勾配Ｇ、停止Ｇ、及び、要求駆動Ｇと要求制動Ｇの合計の時間による変化を示すラインが描かれている。なお、要求対地Ｇは要求加速度を意味し、実対地Ｇは実加速度を意味し、要求駆動Ｇは要求駆動力を車両重量で除算した値を意味し、要求制動Ｇは要求制動力を車両重量で除算した値を意味し、勾配Ｇは重力加速度の路面下り方向の成分を意味し、停止Ｇは式４で計算される最大制動力を車両重量で除算した値を意味するものとする。
【００６６】
図１０には、車両２の走行状態が走行中から停車移行中に移行し、さらに、停車移行中から停車中に移行した場合の制御結果がグラフで示されている。ここでは、前提条件として、車両２は勾配Ｇが２ｍ／ｓ２となる登坂路を走行しており、パワートレイン３の最小駆動力はゼロＮであるとする。後述する実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御結果でもこれと同じ前提条件が用いられている。
【００６７】
比較例の制御結果では、要求速度に追従して実速度が制御され、要求対地Ｇに追従して実対地Ｇが制御されている。そして、要求速度と実速度とは一旦は共にゼロになっており、その間の車両２は停車中になっている。比較例では、要求対地Ｇに実対地Ｇを追従させるための制御は要求駆動Ｇのみによって行われ、停車移行中も停車移行中から停車中へ遷移した後も、要求制動Ｇはゼロに維持されている。しかし、比較例では、車両２の停車後の要求駆動Ｇは勾配Ｇに対して不足している。車両２が一旦停車した後、要求速度がゼロであるのに実速度がゼロより小さくなっているのは、車両２が後退していることを表している。つまり、車両２の後退抑制機能が実装されていない場合には、比較例のように登坂路での車両２の後退が起こりうる。
【００６８】
図１１には、実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御結果の一例が示されている。図１１の最上段は速度のグラフであり、第二段は走行状態を示すグラフであり、第三段は要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇの嵩上げ状態を示すグラフであり、最下段は加速度のグラフである。比較例と同様、図１１には、車両２の走行状態が走行中から停車移行中に移行し、さらに、停車移行中から停車中に移行した場合の制御結果がグラフで示されている。
【００６９】
図１１に示す制御結果と比較例の制御結果との違いは、車両２の走行状態が停車移行中になってからの要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇの変化にある。要求対地Gが負の値のとき要求速度及び実速度が所定速度未満になると、車両２の走行状態は走行中から停車移行中へ遷移したと判定される。停車移行中のフラグが立つと、要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇの嵩上げ補正が必要かどうか判定される。図１１に示す制御結果では、要求制動Ｇと要求駆動Ｇとの合計よりも勾配Ｇが大きくなっているので、要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇの嵩上げ補正は必要と判定される。以上の判定は図９に示す制御フローのステップＳ７００及びステップＳ８００に対応する。
【００７０】
嵩上げ補正のフラグが立つと、要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇの嵩上げ補正が開始される。嵩上げ補正によって、要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇは一定の増大率で漸増されていき、要求制動Ｇと要求駆動Ｇの合計が停止Ｇ以上になったところで、要求制動Ｇと要求駆動Ｇは一旦値を保持される。この処理は図９に示す制御フローのステップＳ９００に対応する。この状態で車両２が停止した場合、要求制動Ｇと要求駆動Ｇの合計は勾配Ｇよりも大きくなっているので車両２が後退することは防止される。
【００７１】
要求速度と実速度とがそれぞれゼロになると、車両２の走行状態は停車移行中から停車中へ遷移したと判定される。この判定は図９に示す制御フローのステップＳ１００に対応する。停車中のフラグが立つと、要求制動Ｇが停止Ｇに達するまで要求制動Ｇは漸増されていく。この処理は図９に示す制御フローのステップＳ２００及びＳ４００に対応する。なお、図１１に示す制御結果では、車両２の走行状態が停車移行中から停車中へ遷移したときに要求駆動Ｇがステップ状に急増している。これは、車両２の停車の完了に伴って要求対地Ｇが負の値からゼロにステップ状に変更されたことに対応する。要求制動Ｇが漸増している間、要求駆動Ｇは一定値に保持される。
【００７２】
要求制動Ｇが停止Ｇに達した後は、車両２は制動力のみで停車できていると判定され、要求制動Ｇは停止Ｇに保持される。一方、要求駆動Ｇはゼロまで落とされる。この処理は図９に示す制御フローのステップＳ２００及びＳ３００に対応する。ただし、ここでは要求駆動Ｇはゼロまで急激に落とされているが、ステップＳ３００で説明したように要求駆動Ｇは漸減させてもよい。図１１に示す制御結果によれば、車両２の走行状態が停車移行中から停車中へ遷移した後も、実速度はゼロより小さくはなっていない。これより、実施の形態１に係る制動力／駆動力制御によれば、車両２の後退を防止できることが分かる。
【００７３】
次に、実施の形態１に係る制動力／駆動力制御の制御結果の別の例について図１２を用いて説明する。図１２の最上段は速度のグラフであり、第二段は走行状態を示すグラフであり、第三段は要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇの嵩上げ状態を示すグラフであり、最下段は加速度のグラフである。図１２には、車両２の走行状態が走行中から停車移行中に移行した後、そのまま停車することなく、停車移行中から再び走行中に移行した場合の制御結果がグラフで示されている。
【００７４】
図１２に示す制御結果では、停車移行中に要求対地Ｇが負の値から正の値へと変更される。これにより、車両２の走行状態は停車移行中から走行中へ遷移したと判定され、停車移行中のフラグが降ろされる。この判定は図９に示す制御フローのステップＳ７００に対応する。停車中のフラグが降ろされると、停車移行中に嵩上げされた要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇは一定の減少率で漸減されていく。この処理は図９に示す制御フローのステップＳ１１００及びＳ１２００に対応する。なお、図１２に示す制御結果では、車両２の走行状態が停車移行中から走行中へ遷移したときに要求駆動Ｇがステップ状に急増している。これは、車両２の再加速に伴って要求対地Ｇが負の値から正の値にステップ状に変更されたことに対応する。
【００７５】
やがて嵩上げが解消して要求制動Ｇがゼロになると、嵩上げ補正のフラグが降ろされる。嵩上げ補正のフラグが降ろされた後は、要求制動Ｇはゼロに保持されたまま要求対地Ｇの増大に応じて要求駆動Ｇが増大される。この処理は図９に示す制御フローのステップＳ１１００及びＳ１３００に対応する。図１２に示す制御結果によれば、停車移行中から走行中にかけて実速度は要求速度の変化に追従している。これより、実施の形態１に係る制動力／駆動力制御によれば、減速状態から加速状態へ滑らかに移行できることが分かる。なお、図１２に示す制御結果は、車両２が減速状態から加速状態へ移行する場合を表しているが、実施の形態１に係る制動力／駆動力制御によれば、車両２が減速状態から定常走行状態に移行する際にも滑らかな移行が実現できる。
【００７６】
５．実施の形態２に係る制動力／駆動力制御の詳細
次に、本発明の実施の形態２に係る制動力／駆動力制御について説明する。図１３は、実施の形態２に係る車両制御装置１０による制動力／駆動力制御の制御フローを示すフローチャートである。車両制御装置１０は、このフローチャートに示す処理を繰り返し実行する。以下、実施の形態２に係る制動力／駆動力制御の制御フローをフローチャートに沿って説明する。ただし、図１３に示す制御フローにおいて実施の形態１の制御フローと同じ内容の判定及び処理については、その説明を省略或いは簡略化するものとする。
【００７７】
図１３に示す制御フローは、ステップＳ８００において要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正は必要と判定された場合、ステップＳ８１０の判定を行い、その判定結果に応じてステップＳ８２０又はステップＳ９００の処理を行うことに特徴がある。要求駆動力及び要求制動力の嵩上げ補正は、制動力の増分を駆動力の増分が相殺するように実施される。しかし、パワートレイン３やブレーキ４の動作には誤差があるため、実際には制動力に不足が生じ、実速度の要求速度に対する追従性が低下することが想定し得る。ステップＳ８１０は、実速度の要求速度に対する追従性の低下の有無を確認するためのステップである。
【００７８】
ステップＳ８１０では、車両２の停車移行中に実速度が増速した場合には、実速度の要求速度に対する追従性が低下したと判定される。また、停車移行中に要求速度がゼロである状態が一定時間（例えば１秒）継続した場合、つまり、要求速度がゼロになった後一定時間経過しても実速度がゼロにならない場合にも、速度追従性が低下したと判定される。
【００７９】
ステップＳ８１０において速度追従性の低下が確認されなかった場合、実施の形態１の場合と同様にステップＳ９００の処理が行われる。一方、速度追従性の低下が確認された場合、ステップＳ８２０の処理が行われる。ステップＳ８２０では、以下の式１４及び式１５に従い要求制動力と要求駆動力の各嵩上げ量の調整が行われる。
制動力嵩上げ量＝ｍｉｎ（（制動力嵩上げ量前回値
＋制動力嵩上げジャーク＊演算周期），必要嵩上げ量）  ・・・式１４
駆動力嵩上げ量＝ｍｉｎ（（駆動力嵩上げ量前回値
−駆動力嵩下げジャーク＊演算周期），必要嵩上げ量）  ・・・式１５
【００８０】
式１４は前述の式６に等しく式１５は前述の式１２に等しい。つまり、速度追従性が低下している場合には、要求制動力は漸増させながら、要求駆動力を漸減させることが行われる。この処理が行われることで、車両２に作用する減速力は大きくなり、実速度の低下が促進される。なお、式１５において駆動力嵩下げジャークの値はゼロであってもよい。制動力嵩上げ量を増大させつつ駆動力嵩上げ量を保持するだけでも、実速度を低下させて速度追従性を向上させる効果はある。
【００８１】
６．実施の形態２に係る制動力／駆動力制御の制御結果
次に、実施の形態２に係る制動力／駆動力制御の制御結果の例について図１４を用いて説明する。図１４の最上段は速度のグラフであり、第二段は走行状態を示すグラフであり、第三段は要求制動Ｇ及び要求駆動Ｇの嵩上げ状態を示すグラフであり、最下段は加速度のグラフである。図１４には、車両２の走行状態が走行中から停車移行中に移行した後、速度追従性が低下した場合の制御結果がグラフで示されている。
【００８２】
図１４に示す制御結果では、停車移行中に実速度が増速している。停車移行中に実速度の増速が判定されると、要求制動Ｇをそのまま漸増させながら要求駆動Ｇは一定の減少率で漸減されていく。この処理は図９に示す制御フローのステップＳ８１０及びＳ８２０に対応する。図１４に示す制御結果によれば、要求駆動Ｇを漸減させた結果、一旦要求速度から乖離した実速度は再び要求速度に追従している。これより、実施の形態２に係る制動力／駆動力制御によれば、車両２の後退を防止しつつ実速度の要求速度への追従性を担保できることが分かる。
【００８３】
図１４に示す制御結果では、要求駆動Ｇの嵩上げ量がゼロになったタイミングで要求駆動Ｇの漸減は停止されて要求駆動Ｇはそのまま保持されている。そして、要求制動Ｇが停止Ｇに到達したタイミングで要求駆動Ｇはゼロまで落とされている。ただし、速度追従性の低下が解消した後は、ステップＳ９００の処理に従って要求制動Ｇとともに要求駆動Ｇを再び漸増させてもよい。
【００８４】
７．その他の実施の形態
要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正する処理の実施条件である補正実施条件としては、車両が減速中であることのみでもよい。つまり、車両が減速中であることを条件として、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正するようにしてもよい。車両が減速中である場合には、車両はやがて停止する可能性が高く、登坂路において車両が停止する可能性があるからである。車両が減速中であることを補正実施条件とすることで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの応答遅れに影響されずに停止後の車両の後退を抑えることができる。ただし、後述する他の条件と組み合わせて補正実施条件としてもよいことは言うまでもない。
【００８５】
また、上記補正実施条件としては、車両の実速度と要求速度とがそれぞれ所定速度よりも低いことのみでもよい。つまり、車両の要求速度が低下しそれに追従して実速度も低下したことを条件として、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正するようにしてもよい。車両の実速度と要求速度とがともに低い状態では、車両はやがて停止する可能性が高く、登坂路において車両が停止する可能性があるからである。車両の実速度と要求速度とがそれぞれ所定速度よりも低いことを補正実施条件とすることで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの応答遅れに影響されずに停止後の車両の後退を抑えることができる。ただし、後述する他の条件と組み合わせて補正実施条件としてもよいことは言うまでもない。
【００８６】
また、上記補正実施条件としては、車両が登坂路を走行中であることのみでもよい。つまり、車両が登坂路を走行中であることを条件として、要求駆動力と要求制動力とをそれぞれ増大側に補正するようにしてもよい。車両が登坂路を走行中である場合、その登坂路において車両が停止する可能性があるからである。車両が登坂路を走行中であることを補正実施条件とすることで、制動アクチュエータや駆動アクチュエータの応答遅れに影響されずに停止後の車両の後退を抑えることができる。ただし、後述する他の条件と組み合わせて補正実施条件としてもよいことは言うまでもない。
【００８７】
また、上記補正実施条件としては、車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさが、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計よりも大きいことのみでもよい。車両に作用する重力の運動方向の成分の大きさが、要求駆動力の大きさと要求制動力の大きさとの合計よりも大きい場合、車両はやがて停止する可能性が高く、登坂路において車両が停止する可能性があるからである。なお、路面勾配の誤差や車両重量の誤差を考慮するならば、式５の右辺がゼロよりも大きいことを上記補正実施条件としてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
２  車両
３  パワートレイン（駆動アクチュエータ）
４  ブレーキ（制動アクチュエータ）
１０  車両制御装置
１１  プランナ
１２  速度Ｆ／Ｂ項演算部
１３  加速度Ｆ／Ｂ項演算部
１４  加速力補正項演算部
１５  制動力／駆動力分配部
１６  制動力／駆動力補正部
１７  パワートレイン制御部
１８  ブレーキ制御部
２１  プロセッサ
２２  メモリ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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