特許 7168416 駆動力制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】駆動力制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/188 20120101AFI20221101BHJP

   B60W 40/06 20120101ALI20221101BHJP

   B60W 50/14 20200101ALI20221101BHJP

   B60W 10/04 20060101ALI20221101BHJP

   B60W 10/184 20120101ALI20221101BHJP

【ＦＩ】

B60W30/188

B60W40/06

B60W50/14

B60W10/04

B60W10/184

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018208196

(22)【出願日】2018-11-05

(65)【公開番号】P2020075536

(43)【公開日】2020-05-21

【審査請求日】2021-06-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083998

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 丈夫

(74)【代理人】

【識別番号】100096644

【弁理士】

【氏名又は名称】中本 菊彦

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 岳嗣

(72)【発明者】

【氏名】項 警宇

(72)【発明者】

【氏名】山口 卓也

【審査官】藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０５５８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１４４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５２４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１０９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０２２４１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－０８３９９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ ３０／００ ～ ６０／００

Ｂ６０Ｗ １０／０４ ～ １０／０８

Ｂ６０Ｗ １０／１８ ～ １０／１９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の周辺における路面のそれぞれの走行抵抗の大きさを算出することができる路面抵抗算出部と、前記路面抵抗算出部により算出された走行抵抗の大きさに応じて駆動力源の駆動トルクを制御するトルク制御部とを備えた駆動力制御装置であって、
前記路面抵抗算出部により算出された走行抵抗が所定値以上となる高抵抗部と車輪との距離を算出することができる距離算出部を更に備え、
前記トルク制御部は、前記路面抵抗算出部により算出された走行抵抗の大きさと、前記距離算出部により算出された前記高抵抗部と前記車輪との距離とに応じて、前記高抵抗部を走破可能な駆動トルクを前記駆動力源から出力するように構成され、
前記車両の進行方向における前方側の前記高抵抗部を走破するための駆動トルクと、前記駆動力源から出力可能な駆動トルクとに基づいて、前記高抵抗部を走破するために必要な前記車両の慣性力を求め、
前記慣性力を発生させるために要する前記高抵抗部までの距離を算出し、
前記算出された前記高抵抗部までの距離に基づいて前記車両の減速度を増大させて、前記算出された前記高抵抗部までの距離を確保した地点に停車するように構成されている
ことを特徴とする駆動力制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の駆動力制御装置であって、
前記車両は、周辺の路面状況を検出するカメラを備え、
前記路面抵抗算出部は、前記カメラの画像データにより、前記路面の走行抵抗を算出するように構成されている
ことを特徴とする駆動力制御装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の駆動力制御装置であって、
前記高抵抗部を走破する場合は、前記駆動力源の予め定められた上限トルク以上のトルクを出力するように構成されている
ことを特徴とする駆動力制御装置。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか一項に記載の駆動力制御装置であって、
前記トルク制御部により求められた駆動トルクが、運転操作に基づく駆動トルクよりも大きい場合には、前記車両の運転者に通知するように構成されている
ことを特徴とする駆動力制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の駆動力制御装置であって、
前記高抵抗部と前記車両との距離が所定値以下となった場合に、前記トルク制御部により、前記運転操作に基づく駆動トルクよりも大きな駆動トルクが求められる
ことを特徴とする駆動力制御装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか一項に記載の駆動力制御装置であって、
前記高抵抗部は、段差、路面勾配、あるいは溝幅を含む
ことを特徴とする駆動力制御装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか一項に記載の駆動力制御装置であって、
前記駆動力源は、内燃機関とモータとの少なくともいずれか一方を含む
ことを特徴とする駆動力制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、段差や坂などの比較的抵抗が大きい箇所を走行する際の駆動力を制御する装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、走行中における前方に段差がある場合に、その段差を走破するために駆動力を増大させる制御装置が記載されている。具体的には、走行方向に向いたセンサによって段差を検出し、その段差に車輪が到達する時間を車速から推定して、その時間の経過時に駆動トルクを増大させる制御装置が記載されている。なお、この制御装置は、いわゆるクリープトルクを増大させることを目的としたものであって、駆動トルクを増大させる制御の実行中に、アクセル操作された場合には、その制御を強制的に中断するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２０１２７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された制御装置によれば、例えば、段差などの比較的抵抗が大きくなる箇所の手前で一時停車し、その後に、アクセルペダルを踏み込んで段差などを乗り越えるように走行する場合では、駆動トルクを増大させる制御が実行されない。そのため、例えば、駆動力源の耐久性が低下することを抑制するために、駆動力源の出力トルクが制限されている場合などには、段差などを走破することができない可能性がある。また、アクセルペダルの操作量に応じた駆動トルクを出力すると、段差を乗り越えた場合などに、それを運転者が認識してアクセル操作量を減少させるまでの間は、駆動トルクが過剰となる可能性がある。

【0005】

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、段差などの比較的抵抗が大きくなる箇所で適切な駆動トルクを発生させることにより走破できる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明は、上記の目的を達成するために、車両の周辺における路面のそれぞれの走行抵抗の大きさを算出することができる路面抵抗算出部と、前記路面抵抗算出部により算出された走行抵抗の大きさに応じて駆動力源の駆動トルクを制御するトルク制御部とを備えた駆動力制御装置であって、前記路面抵抗算出部により算出された走行抵抗が所定値以上となる高抵抗部と車輪との距離を算出することができる距離算出部を更に備え、前記トルク制御部は、前記路面抵抗算出部により算出された走行抵抗の大きさと、前記距離算出部により算出された前記高抵抗部と前記車輪との距離とに応じて、前記高抵抗部を走破可能な駆動トルクを前記駆動力源から出力するように構成され、前記車両の進行方向における前方側の前記高抵抗部を走破するための駆動トルクと、前記駆動力源から出力可能な駆動トルクとに基づいて、前記高抵抗部を走破するために必要な前記車両の慣性力を求め、前記慣性力を発生させるために要する前記高抵抗部までの距離を算出し、前記算出された前記高抵抗部までの距離に基づいて前記車両の減速度を増大させて、前記算出された前記高抵抗部までの距離を確保した地点に停車するように構成されていることを特徴としている。
また、この発明では、前記車両は、周辺の路面状況を検出するカメラを備え、前記路面抵抗算出部は、前記カメラの画像データにより、前記路面の走行抵抗を算出するように構成されていてよい。
また、この発明では、前記高抵抗部を走破する場合は、前記駆動力源の予め定められた上限トルク以上のトルクを出力するように構成されていてよい。
また、この発明では、前記トルク制御部により求められた駆動トルクが、運転操作に基づく駆動トルクよりも大きい場合には、前記車両の運転者に通知するように構成されていてよい。
また、この発明では、前記高抵抗部と前記車両との距離が所定値以下となった場合に、前記トルク制御部により、前記運転操作に基づく駆動トルクよりも大きな駆動トルクが求められてよい。
また、この発明では、前記高抵抗部は、段差、路面勾配、あるいは溝幅を含んでよい。
そして、この発明では、前記駆動力源は、内燃機関とモータとの少なくともいずれか一方を含んでよい。

【発明の効果】

【0007】

この発明によれば、路面抵抗算出部により算出された走行抵抗の大きさと、距離算出部により算出された高抵抗部と車輪との距離とに応じて、高抵抗部を走破可能な駆動トルクを駆動力源から出力するように構成されているため、例えば、高抵抗部と車輪との距離が離れている場合であれば、高抵抗部と車輪とが接触する時点における車両の慣性力などを加味して駆動トルクを制御することができ、駆動力源から過剰な駆動トルクが出力されることを抑制できる。それとは反対に、高抵抗部と車輪との距離が短い場合であれば、車両の慣性力が小さいことにより、大きな駆動トルクを駆動力源から出力して高抵抗部を走破できる。すなわち、駆動力源から出力される駆動トルクを、高抵抗部を走破するために必要な駆動トルクとなるように適切な大きさに制御することができる。その結果、高抵抗部を走破可能であることに加えて、走破した後に過度に車速が増大することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】車両に搭載されたカメラにより撮影される範囲を説明するための図である。

【図2】ＥＣＵの機能を説明するためのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

この発明で対象とすることができる車両は、駆動力源としてエンジンのみを備えた車両や、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両、あるいはモータのみを備えた電気自動車などであってよく、それらの駆動力源の出力トルクを、運転者のアクセル操作量に応じて制御することに加えて、周辺環境などに応じて自動で制御することができるように構成されている。なお、電気自動車としては、バッテリに蓄電された電力で走行する車両に限らず、水素などを使用した燃料電池により発電された電力で走行する燃料電池自動車であってもよい。なおまた、その車両は、四輪駆動車に限らず、二輪駆動車などであってもよい。

【0010】

エンジンのみを備えた車両としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、あるいはガスタービンエンジンを駆動力源として備えていてよく、その出力トルクは、例えば、供給される燃料や吸入空気量、あるいは混合気の点火時期などを調整することにより制御できる。

【0011】

また、ハイブリッド車両や電気自動車に設けられた駆動力源としてのモータは、例えば、永久磁石式の同期モータを採用することができ、そのモータに通電する電流値などを制御することにより出力トルクを調整できる。なお、モータは、発電機能を備えたモータ・ジェネレータであってもよい。

【0012】

上述した駆動力源には、その出力トルクや回転数を変更可能な有段式または無段式の変速機構などを介して駆動輪が連結されている。この駆動輪は、前輪および後輪のいずれか一方であってもよく、前輪および後輪の双方であってもよい。

【0013】

上述したように構成された車両は、周辺の路面状況などを検出する装置が種々設けられている。その一例としては、単眼カメラやステレオカメラなどであって、それらのカメラからの画像データを取得し、その画像データから路面の勾配や路面の凹凸などの大きさを算出できるように構成されている。この単眼カメラやステレオカメラは、車両の側方の安全確認や接触回避を目的としてドアミラーの下部などに従来設けられているサイドカメラであってもよい。

【0014】

また、上記の路面の凹凸までの距離などを検出するためのレーダーやライダーなどのセンサが設けられている。なお、路面の凹凸までの距離は、上記の画像データから算出することもできる。

【0015】

さらに、カメラを備えた車両では、暗闇などであっても画像データの検出精度を向上させるために、カメラで撮影する範囲を少なくとも照射できる光源を備えていることが好ましい。

【0016】

図１には、車両に搭載されたカメラにより撮影される範囲を破線で示している。なお、図１に示す例では、前輪または後輪が段差を乗り越えた後に停車している状態を示しており、車両の前後方向における前輪と後輪との間に段差が位置している。つまり、後進走行するとすれば早期に前輪と段差とが接触する位置で停車している。

【0017】

図１（ａ）は、車両１の側方側から見た図であり、図１（ａ）に示す例では、その左前輪２を挟んで車両１の前後方向の所定の範囲Ａをカメラにより撮影することができるように構成されている。また、前輪を転舵させて走行した場合に前輪が段差を乗り越える場合がある。そのため、車両１の後方側から見た図１（ｂ）に示すように、車幅方向においても同様に、左前輪２を挟んで所定の範囲をカメラにより撮影することができるように構成されている。なお、図１に示す例では、左前輪２の周辺の路面状況のみを検出するように構成されているが、左右の駆動輪のみ、または全ての車輪のそれぞれの周辺の路面状況を検出するように構成されていてもよい。また、ＧＰＳ情報などの車両の外部から入力される情報と、ナビゲーションシステムなどの路面状態のデータを有する地図情報とから、段差を乗り越えるためなどの走行抵抗の大きさと、その位置関係とを検出、または判断してもよい。

【0018】

上述したカメラなどの各センサや、運転者により操作されるアクセルペダルやブレーキペダル、あるいはステアリングホイールなどの操作量を検出するセンサ、あるいは車速などの車両の走行状態を検出するセンサから入力される信号に基づいて、駆動力源の出力トルクを制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）３が設けられている。このＥＣＵ３は、従来知られているＥＣＵと同様にマイクロコンピュータを主体として構成されており、マップや演算式などが記憶されているＲＯＭや、入力されたデータを一時的に保存するＲＡＭなどを備えている。そのＥＣＵ３の機能を説明するためのブロック図を図２に示してある。

【0019】

図２に示す例では、ＥＣＵ３には、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ４、ブレーキペダルの踏み込み量や踏力を検出するブレーキセンサ５、ステアリングホイールの操作角を検出する舵角センサ６、車速を検出する車速センサ７からデータが入力される。さらに、ＧＰＳからの情報や、カメラなどで検出された画像データが、ＥＣＵ３に入力される。その情報や画像データを検出する部分を、高抵抗検出部８と示してある。

【0020】

上述した各センサ４，５，６，７や高抵抗検出部８から入力された信号を処理部９で数値化または解析するなどして、その信号を、路面の走行抵抗を演算する路面抵抗算出部１０と、走行抵抗が比較的大きい箇所（以下、高抵抗部と記す）までの距離を演算する距離算出部１１とに出力する。路面抵抗算出部１０は、例えば、段差の高さや、路面勾配の勾配角、あるいは溝幅などに基づいて高抵抗部を走破するために必要な駆動トルクを演算する。より具体的には、停車しかつ車輪が高抵抗部と接する位置にある場合に必要な駆動トルクを演算する。なお、段差の高さや、路面勾配の勾配角、あるいは溝幅などをパラメータとしたマップを予め用意しておき、処理部９から入力されるデータに基づいて駆動トルクを求めてもよく、または車重や車輪の外径などから演算してもよい。また、距離算出部１１は、車輪と段差などの高抵抗部との距離を処理部９で画像処理されたデータなどから算出する。

【0021】

そして、路面抵抗算出部１０により演算された駆動トルクと、距離算出部１１で演算された車輪と高抵抗部との距離とに基づいて駆動力源の出力トルクを求め、その求められた出力トルクとなるように駆動力源のトルクを制御する装置（図２における駆動力発生部１２）に信号を出力する。その駆動力源のトルクを求める手段の一例について説明すると、まず、アクセル開度に応じた駆動トルクを駆動力源から出力したとした場合に、高抵抗部に車輪が到達した時点の車速を演算する。そして、演算された車速に基づいて高抵抗部に車輪が到達した時点における車両の慣性力を演算し、その慣性力に応じたトルクを路面抵抗算出部により演算された駆動トルクから減算して、駆動力源に要求される駆動トルクを求める。なお、運転者がアクセルオフしている場合には、クリープトルクを出力した場合に、高抵抗部に車輪が到達した時点の車速を演算する。そして、上記のように駆動トルクを増大させて高抵抗部を走破した後に、その増大させた分の駆動トルクを低下させる。つまり、アクセル操作量に応じた駆動トルクに制御する。

【0022】

なお、エンジンを駆動力源として備えている車両の場合には、エコモードを設定するスイッチがオンされている場合などエンジンの燃費を抑制するためや、エンジン回転数の増加に伴う異音や振動を抑制するために駆動トルクの上限値が定められている場合がある。また、モータを駆動力源として備えている車両の場合には、バッテリや、バッテリとモータとに接続された電気回路の耐久性が低下することを抑制するために、駆動トルクの上限値が定められている。しかしながら、高抵抗部を走破するための駆動トルクの増大は一時的であるため、上記のように定められた上限値を超えて駆動トルクを出力できる場合がある。したがって、上記のように求められた駆動力源に要求される駆動トルクが、駆動力源の上限値を超えている場合には、その上限値を一時的にクリアして駆動力源から駆動トルクを出力してもよい。

【0023】

上述したように高抵抗部を走破するための駆動トルクと、高抵抗部までの距離とを検出して駆動力源に要求する駆動トルクを求めることにより、車両１の慣性力を加味して駆動トルクを制御できるため、過不足なく駆動トルクを出力することができる。したがって、高抵抗部を走破できなくなることや、走破した後に過度に車速が増大することを抑制できる。

【0024】

また、高抵抗部を走破するための駆動トルクと、駆動力源から出力可能な駆動トルクとから、駆動力源の出力トルクの上限値に基づいてトルクを駆動力源から出力した場合に、高抵抗部を走破するために必要な距離を求めることができる。そのため、必要距離に停車させれば、駆動力源から過度な駆動トルクを出力することなく、高抵抗部を走破することができる。

【0025】

そのため、停車位置を調整するように構成してもよい。具体的には、運転者によるブレーキ操作量と車速とに応じて停車を意図した減速であるか否かを判断し、停車を意図した減速である場合には、進行方向の前方側の高抵抗部を走破するための駆動トルクと、駆動力源から出力可能な駆動トルクとに基づいて、高抵抗部を走破するために必要な車両の慣性力を求め、その慣性力から高抵抗部までの距離を算出する。そのように求められた距離に基づいて減速度を僅かに増大させるなどして、高抵抗部までの距離を確保するように停車させる。その場合、運転者が意図した位置よりも手前で停車する可能性があり、また減速度が大きくなる可能性があるため、音声などにより運転者に通知することが好ましい。なお、減速度を自動的に大きくすることなく、音声やモニターを介して運転者に通知して、必要距離を確保するように促してもよい。

【0026】

このように必要距離を確保するように停車することにより、高抵抗部を走破する際に駆動力源の駆動トルクが過度に大きくなることや、駆動トルクが不足して高抵抗部を走破できなくなることを抑制することができる。

【0027】

なお、上述したように駆動トルクを増大させて高抵抗部を走破するため、運転者の意図とは異なった挙動になる可能性が高く、そのため、駆動トルクを増大させて高抵抗部を走破する可能性がある場合、具体的には、高抵抗部と車両との距離が所定値以下となった場合などには、その旨を音声やモニターを介して運転者に通知することが好ましい。

【符号の説明】

【0028】

１…車両、 ２…左前輪、 ３…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ４…アクセル開度センサ、 ５…ブレーキセンサ、 ６…舵角センサ、 ７…車速センサ、 ８…高抵抗検出部、 ９…処理部、 １０…路面抵抗算出部、 １１…距離算出部、 １２…駆動力発生部。

【図1】

【図2】