(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
前記前輪または前記後輪が該段差を乗り越した場合、該前輪および該後輪に対して、予め設定された初期配分で駆動力を配分することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２２８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両の構成を示す図である。
【図２】車両制御装置の概略的な機能を示した機能ブロック図である。
【図３】カラー画像と距離画像を説明するための説明図である。
【図４】車両制御処理の一例を説明するための図である。
【図５】乗越駆動力を説明するための説明図である。
【図６】後進により段差を乗り越す際の前輪および後輪による、段差を乗り越すための乗越駆動力を説明する図である。
【図７】車両制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】駆動力配分処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
（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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【数１】
0006438328.tif 000002
…（数式１）
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。
【００６４】
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。
【数２】
0006438328.tif 000003
…（数式２）
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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）。
【００７２】
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）。
【００７３】
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。
【００７４】
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）。
【００７５】
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。
【００７６】
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）。
【００７７】
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）。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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）。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
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。
【符号の説明】
【００９０】
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
【図１】
0006438328.tif 000004
【図２】
0006438328.tif 000005
【図３】
0006438328.tif 000006
【図４】
0006438328.tif 000007
【図５】
0006438328.tif 000008
【図６】
0006438328.tif 000009
【図７】
0006438328.tif 000010
【図８】
0006438328.tif 000011