特許 7544016 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】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】駆動力制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 50/08 20200101AFI20240827BHJP

   B60W 60/00 20200101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

B60W50/08

B60W60/00

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021184361

(22)【出願日】2021-11-11

(65)【公開番号】P2023071521

(43)【公開日】2023-05-23

【審査請求日】2023-06-23

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土橋 孝平

(72)【発明者】

【氏名】堂上 靖史

(72)【発明者】

【氏名】山中 聡

【審査官】稲本 遥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６８９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０７９７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２２２３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

３０／００－６０／００

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車速、アクセルペダル位置、及び、前記アクセルペダル位置に対応して発生させるべき車両の前後加速度を目標加速度として規定した手動運転モード用駆動力特性に基づいて前記車両の駆動力を制御する手動運転モードと、運転者のアクセルペダル操作に依存せずに自動制御で前記駆動力を制御する自動運転モードと、を切り替えて走行可能であり、前記自動運転モードから前記手動運転モードへ移行する際に、前記自動運転モードで発生させた駆動力から前記手動運転モードで発生させる駆動力へ向けて前記駆動力を変化させる駆動力制御装置であって、
前記自動運転モード中に前記運転者の加速操作によって加速要求があり、前記自動運転モードから前記手動運転モードへ移行する場合に、
前記車速、前記アクセルペダル位置、及び、前記車両に対する走行抵抗に応じて前記目標加速度を規定するオーバーライド用駆動力特性に基づいて前記駆動力を制御し、
全閉のアクセルペダル位置における前記前後加速度が、前記手動運転モード用駆動力特性よりも前記オーバーライド用駆動力特性のほうが高く、
且つ、前記アクセルペダル位置と前記前後加速度との関係を表したグラフの傾きが、同じアクセルペダル位置において前記オーバーライド用駆動力特性のほうが前記手動運転モード用駆動力特性よりも小さく、
前記運転者の加速操作開始時における実際の駆動力と同じ大きさの前記オーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力となるタイミングで、駆動力特性を前記オーバーライド用駆動力特性に切り替えることを特徴とする駆動力制御装置。

【請求項2】

前記オーバーライド用駆動力特性は、前記全閉のアクセルペダル位置における前記前後加速度が０以上であることを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。

【請求項3】

前記オーバーライド用駆動力特性に基づいた前記駆動力と、前記手動運転モード用駆動力特性に基づいた前記駆動力との差が所定値以下であるタイミングで、前記オーバーライド用駆動力特性から前記手動運転モード用駆動力特性に切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動力制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、オーバーライドを検知した場合に、運転者の加速意図を判断してモード移行用駆動力特性を設定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－０７９７４６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、特許文献１に開示された技術では、モード移行用駆動力特性から手動運転モード用駆動力特性に切り替えられた場合に、駆動力の急変が発生するといった問題が生じる。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、駆動力の急変を抑制することができる駆動力制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る駆動力制御装置は、車速、アクセルペダル位置、及び、前記アクセルペダル位置に対応して発生させるべき車両の前後加速度を目標加速度として規定した手動運転モード用駆動力特性に基づいて前記車両の駆動力を制御する手動運転モードと、運転者のアクセルペダル操作に依存せずに自動制御で前記駆動力を制御する自動運転モードと、を切り替えて走行可能であり、前記自動運転モードから前記手動運転モードへ移行する際に、前記自動運転モードで発生させた駆動力から前記手動運転モードで発生させる駆動力へ向けて前記駆動力を変化させる駆動力制御装置であって、前記自動運転モードから前記手動運転モードへ移行する場合に、前記車速、前記アクセルペダル位置、及び、前記車両に対する走行抵抗に応じて前記目標加速度を規定するオーバーライド用駆動力特性に基づいて前記駆動力を制御し、全閉のアクセルペダル位置における前記前後加速度が、前記手動運転モード用駆動力特性よりも前記オーバーライド用駆動力特性のほうが高く、且つ、前記アクセルペダル位置と前記前後加速度との関係を表したグラフの傾きが、同じアクセルペダル位置において前記オーバーライド用駆動力特性のほうが前記手動運転モード用駆動力特性よりも小さいことを特徴とするものである。

【0007】

これにより、自動運転モード中に運転者の加速操作があり、オーバーライド用駆動力特性へ切り替えた場合に駆動力の急変を抑えることができる。

【0008】

また、上記において、前記オーバーライド用駆動力特性は、全閉のアクセルペダル位置における前記前後加速度が０以上であるようにしてもよい。

【0009】

これにより、全てのアクセルペダル位置で減速しないようにできるため、運転者の加速意図でオーバーライドに切り替わった場合の減速感を抑制することができる。

【0010】

また、上記において、前記オーバーライド用駆動力特性に基づいた前記駆動力と、前記手動運転モード用駆動力特性に基づいた前記駆動力との差が所定値以下であるタイミングで、前記オーバーライド用駆動力特性から前記手動運転モード用駆動力特性に切り替えるようにしてもよい。

【0011】

これにより、運転者の意図しない失速感を感じさせずに、オーバーライド用駆動力特性から前記手動運転モード用駆動力特性に切り替えることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る駆動力制御装置は、自動運転モード中に運転者の加速操作があり、オーバーライド用駆動力特性へ切り替えた場合に、駆動力の急変を抑えることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態１に係る車両のギヤトレーン及び制御系統の一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態１に係る車両の制御系統の詳細を説明するための図である。

【図3】図３は、実施形態１に係る車両のＥＣＵによって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。

【図4】図４は、実施形態１におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。

【図5】図５は、実施形態１における時系列の挙動イメージを示した図である。

【図6】図６は、自動運転モード中の実際の駆動力が、運転者の加速操作開始時に、全閉のアクセルペダル位置に対応した手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力よりも小さい場合における時系列のイメージを示した図である。

【図7】図７は、オーバーライド用駆動力特性から手動運転モード用駆動力特性への変更条件として、オーバーライドが終了した場合の一例を示した図である。

【図8】図８は、オーバーライド用駆動力特性から手動運転モード用駆動力特性への変更条件として、オーバーライドが終了した場合の他例を示した図である。

【図9】図９は、実施形態２におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。

【図10】図１０は、実施形態２における時系列の挙動イメージを示した図である。

【図11】図１１は、実施形態３におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。

【図12】図１２は、実施形態３における時系列の挙動イメージを示した図である。

【図13】図１３は、実施形態４におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。

【図14】図１４は、実施形態４における時系列の挙動イメージを示した図である。

【図15】図１５は、実施形態５におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。

【図16】図１６は、実施形態５における時系列の挙動イメージを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（実施形態１）
以下に、本発明に係る駆動力制御装置の実施形態１について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0015】

図１は、実施形態１に係る車両１００のギヤトレーン及び制御系統の一例を示す図である。実施形態１に係る車両１００は、従来の一般的な車両と同様に、運転者の運転操作に従って走行する手動運転モードと、運転者の運転操作には依存せずに、運転操作を自動制御することによって走行する自動運転モードとを切り替えることが可能なように構成されている。具体的には、図１に示すように、車両１００は、主要な構成要素として、駆動力源１、駆動輪２、アクセルペダル３、及び、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４などを備えている。

【0016】

駆動力源１は、車両１００を走行させるための駆動トルクを出力する動力源である。駆動力源１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、並びに、始動及び停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行及び停止、並びに、点火時期などが電気的に制御される。あるいは、ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、または、ＥＧＲシステムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。

【0017】

また、駆動力源１は、例えば、永久磁石式の同期モータ、もしくは、誘導モータなどの電気モータであってもよい。その場合の電気モータは、例えば、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する原動機としての機能と、外部からのトルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータ・ジェネレータであってもよい。モータ・ジェネレータであれば、回転数やトルク、あるいは、原動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどが電気的に制御される。

【0018】

駆動輪２は、駆動力源１が出力する駆動トルクが伝達されて駆動力を発生する。図１には、前輪が駆動輪２となる前輪駆動車の構成を示している。なお、実施形態１に係る車両１００としては、後輪が駆動輪となる後輪駆動車であってもよいし、前輪及び後輪の両方を駆動輪とする四輪駆動車であってもよい。また、駆動力源１としてエンジンを搭載する場合は、エンジンの出力側に変速機を設け、駆動力源１が出力する駆動トルクを変速機で増減して駆動輪２へ伝達するように構成してもよい。駆動輪２を含む各車輪には、それぞれ、制動装置が設けられている。さらに、前輪もしくは後輪の少なくともいずれか一方には、車両１００の操舵を行う操舵装置が設けられている。

【0019】

車両１００では、運転者による加速要求操作、すなわち、運転者によるアクセルペダル操作（アクセルペダル３の踏み込み操作、及び、アクセルペダル３の踏み戻し操作）の操作量、及び、車速に基づいて、車両１００の駆動力あるいは加速度が制御される。例えば、アクセルペダル３の操作量もしくはアクセルペダル位置、及び、車速に基づく目標加速度を設定し、その目標加速度を実現するように、ＥＣＵ４が駆動力源１の出力を制御する。

【0020】

アクセルペダル３は、運転者の加速要求操作によって車両１００の駆動力を調整し、車両１００の加速度を制御するために用いられる。そのため、このアクセルペダル３には、後述する内部センサ１３の一つとして、運転者によるアクセルペダル３の操作量を検出するためのアクセルポジションセンサが設けられている。アクセルポジションセンサにより、アクセルペダル３の操作量、言い換えると、アクセルペダル位置（具体的には、アクセルペダル開度、あるいは、アクセルペダルの踏み込み角度等）を検出することができる。

【0021】

ＥＣＵ４は、例えば、マイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。ＥＣＵ４には、後述する外部センサ１１、ＧＰＳ受信部１２、内部センサ１３、地図データベース１４、及び、ナビゲーションシステム１５などからの各種データが入力される。また、車両間通信システムからのデータが入力されるように構成することもできる。ＥＣＵ４は、入力された各種データ及び予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。それと共に、その演算結果を制御指令信号として出力し、車両１００を制御するように構成されている。

【0022】

例えば、ＥＣＵ４は、アクセルポジションセンサで検出されるアクセルペダル位置をはじめとする各種データを取得する。それと共に、取得した各種データに基づいて、車両１００の目標加速度あるいは目標駆動トルクを算出する。そして、算出した目標加速度あるいは目標駆動トルクに基づいて、車両１００に発生させる前後加速度を制御する。すなわち、目標加速度を実現する駆動力を制御するための制御指令信号を出力する。

【0023】

したがって、ＥＣＵ４は、検出されたアクセルペダル位置に基づいて、目標加速度を設定し、その目標加速度を実現するように、車両１００の駆動力及び制動力を制御する。具体的には、駆動力源１の出力を制御する。すなわち、車両１００の駆動力制御を実行する。なお、図１では一つのＥＣＵ４が設けられた例を示しているが、ＥＣＵ４は、制御する装置や機器毎に、あるいは制御内容毎に、複数設けられていてもよい。例えば、ＥＣＵ４を、車両１００を統合的に制御するメインコントローラとし、ＥＣＵ４と連携して、駆動力源１や変速機などを専門的に制御するサブコントローラが別途設けられていてもよい。

【0024】

実施形態１に係る車両１００は、車両１００の運転操作を自動制御して走行させる自動運転（自動運転モードにおける走行）が可能である。本実施形態において定義している自動運転とは、走行環境の認識や周辺状況の監視、並びに、発進・加速、操舵、及び、制動・停止などの全ての運転操作を、全て車両１００の制御システムが行う自動運転である。例えば、ＮＨＴＳＡ［米国運輸省道路交通安全局］が策定した自動化レベルにおける「レベル４」、あるいは、米国のＳＡＥ［Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ］が策定した自動化レベルにおける「レベル４」及び「レベル５」に該当する高度自動運転もしくは完全自動運転である。車両１００は、例えば、ＳＡＥの自動化レベルにおける「レベル４」で定義されているように、自動運転で走行する自動運転モードと、運転操作を運転者が行う手動運転モードとを選択できる構成であってもよい。

【0025】

上記のような自動運転を実施するＥＣＵ４の具体例を、図２に示している。図２は、実施形態１に係る車両１００の制御系統の詳細を説明するための図である。

【0026】

ＥＣＵ４には、外部センサ１１、ＧＰＳ受信部１２、内部センサ１３、地図データベース１４、及び、ナビゲーションシステム１５などからの検出信号や情報信号が入力されるように構成されている。

【0027】

外部センサ１１は、車両１００の外部における走行環境や周辺状況を検出する。外部センサ１１としては、例えば、車載カメラ、ＲＡＤＡＲ（Ｒａｄｉｏ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、ＬＩＤＡＲ（Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、及び、超音波センサなどが設けられている。外部センサ１１として、上記の各センサの全てが設けられていてもよく、あるいは、上記の各センサのうちの少なくとも１つが設けられた構成であってもよい。

【0028】

例えば、車載カメラは、車両１００の前方及び側方に設置され、車両１００の外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ４に送信する。車載カメラは、単眼カメラであってもよく、あるいはステレオカメラであってもよい。単眼カメラは、ステレオカメラと比較して、小型で低コストであり、車両１００への取り付けが容易である。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された複数の撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報によれば、認識対象物の奥行き方向の情報も得ることができる。

【0029】

ＲＡＤＡＲは、ミリ波やマイクロ波などの電波を利用して車両１００の外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをＥＣＵ４に送信する。例えば、電波を車両１００の周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された電波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。

【0030】

ＬＩＤＡＲ（もしくは、レーザーセンサ、レーザースキャナー）は、レーザー光を利用して車両１００の外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをＥＣＵ４に送信する。例えば、レーザー光を車両１００の周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射されたレーザー光を受光して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。

【0031】

超音波センサは、超音波を利用して車両１００の外部の他車両や障害物等を検出し、その検出データをＥＣＵ４に送信する。例えば、超音波を車両１００の周囲に放射し、他車両や障害物等に当たって反射された超音波を受信して測定・分析することにより、他車両や障害物等を検出するように構成されている。

【0032】

ＧＰＳ受信部１２は、複数のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を受信することにより、車両１００の位置（例えば、車両１００の緯度及び経度）を測定し、その位置情報をＥＣＵ４に送信する。

【0033】

内部センサ１３は、車両１００の走行状態及び各部の作動状態や挙動等を検出する。内部センサ１３は、少なくとも、アクセルペダル３の操作量もしくはアクセルペダル位置を検出するアクセルポジションセンサを有している。その他に、主な内部センサ１３としては、一例として、車速を検出するための車輪速センサ、駆動力源１の出力軸の回転数を検出する回転数センサ（駆動力源として電気モータを搭載する場合、レゾルバ）、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、ブレーキペダルの操作量（操作状態）を検出するブレーキストロークセンサ（ブレーキスイッチ）、車両１００の加速度を検出する加速度センサ、及び、操舵装置の舵角を検出する舵角センサなどが設けられている。内部センサ１３は、ＥＣＵ４と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器・装置等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてＥＣＵ４に出力する。

【0034】

地図データベース１４は、地図情報を蓄積したデータベースであり、例えば、ＥＣＵ４内に形成されている。あるいは、車両１００と通信可能な情報処理センタなどの外部施設のコンピュータに記憶されたデータを利用することもできる。

【0035】

ナビゲーションシステム１５は、ＧＰＳ受信部１２が測定した車両１００の位置情報と、地図データベース１４の地図情報とに基づいて、車両１００の走行ルートを算出するように構成されている。

【0036】

上記のような外部センサ１１、ＧＰＳ受信部１２、内部センサ１３、地図データベース１４、及び、ナビゲーションシステム１５などからの検出データや情報データが、ＥＣＵ４に入力される。そして、ＥＣＵ４は、入力された各種データ及び予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に、車両１００各部のアクチュエータ１６及び補助機器１７などに対して、制御指令信号を出力するように構成されている。

【0037】

アクチュエータ１６は、車両１００を自動運転で走行させる際に、車両１００の発進・加速、操舵、及び、制動・停止などの運転操作に関与し、駆動力源１、制動装置、及び、操舵装置などを制御するための作動装置である。主なアクチュエータ１６としては、例えば、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び、操舵アクチュエータなどが設けられている。

【0038】

例えば、スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ４から出力される制御信号に応じてエンジンのスロットルバルブの開度や、電気モータに対する供給電力を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ４から出力される制御信号に応じて制動装置を作動させ、各車輪へ付与する制動力を制御するように構成されている。操舵アクチュエータは、ＥＣＵ４から出力される制御信号に応じて電動パワーステアリング装置のアシストモータを駆動し、操舵装置における操舵トルクを制御するように構成されている。

【0039】

補助機器１７は、上記のアクチュエータ１６に含まれない機器あるいは装置であり、例えば、ワイパー、前照灯、方向指示器、エアコンディショナ、及び、オーディオ装置など、車両１００の運転操作に直接的には関与しない機器・装置である。

【0040】

さらに、ＥＣＵ４は、車両１００を自動運転モードで走行させるための主な制御部として、例えば、車両位置認識部１８、外部状況認識部１９、走行状態認識部２０、走行計画生成部２１、走行制御部２２、及び、補助機器制御部２３などを有している。

【0041】

車両位置認識部１８は、ＧＰＳ受信部１２で受信した車両１００の位置情報及び地図データベース１４の地図情報に基づいて、地図上における車両１００の現在位置を認識するように構成されている。なお、ナビゲーションシステム１５で用いられる車両１００の位置を、そのナビゲーションシステム１５から得ることもできる。あるいは、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサやサインポスト等で車両１００の位置を測定可能な場合は、そのセンサとの通信によって現在位置を得ることもできる。

【0042】

外部状況認識部１９は、例えば、車載カメラの撮像情報やＲＡＤＡＲもしくはＬＩＤＡＲの検出データに基づいて、車両１００の外部状況を認識するように構成されている。外部状況としては、例えば、走行車線の位置、道路幅、道路の形状、路面勾配、及び、車両周辺の障害物に関する情報等が得られる。また、走行環境として車両１００周辺の気象情報や路面の摩擦係数などを検出してもよい。

【0043】

走行状態認識部２０は、内部センサ１３の各種検出データに基づいて、車両１００の走行状態を認識するように構成されている。車両１００の走行状態としては、例えば、車速、前後加速度、横加速度、及び、ヨーレートなどが入力される。

【0044】

走行計画生成部２１は、例えば、ナビゲーションシステム１５で演算された目標ルート、車両位置認識部１８で認識された車両１００の現在位置、及び、外部状況認識部１９で認識された外部状況等に基づいて、車両１００の進路を生成するように構成されている。進路は、目標ルートに沿って車両１００が進行する経路である。また、走行計画生成部２１は、目標ルート上で、安全に走行すること、法令を順守して走行すること、及び、効率よく走行すること等の基準に沿って、車両１００が適切に走行することができるように進路を生成する。そして、走行計画生成部２１は、生成した進路に応じた走行計画を生成するように構成されている。具体的には、少なくとも、外部状況認識部１９で認識された外部状況及び地図データベース１４の地図情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画が生成される。

【0045】

走行計画は、車両１００の将来の駆動力要求を含む車両の走行状態を設定したものであり、例えば、現在時刻から数秒先の将来のデータが生成される。また、車両１００の外部状況や走行状況によっては、現在時刻から数十秒先の将来のデータが生成される。走行計画は、例えば、目標ルートに沿った進路を車両１００が走行する際に、車速、加速度、及び、操舵トルク等の推移を示すデータとして走行計画生成部２１から出力される。

【0046】

また、走行計画は、車両１００の速度パターン、加速度パターン、及び、操舵パターンとして走行計画生成部２１から出力することもできる。速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加速度パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標加速度からなるデータである。操舵パターンとは、例えば、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置毎に時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。

【0047】

走行制御部２２は、走行計画生成部２１で生成された走行計画に基づいて、車両１００の走行を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び、操舵アクチュエータ等のアクチュエータ１６に対して出力される。また、駆動力源１に対して、上記のような走行計画に応じた制御信号が出力されてもよい。

【0048】

補助機器制御部２３は、走行計画生成部２１で生成された走行計画に基づいて、補助機器１７を自動で制御するように構成されている。具体的には、走行計画に応じた制御信号が、必要に応じて、ワイパー、前照灯、方向指示器、エアコンディショナ、オーディオ装置等の補助機器１７に対して出力される。

【0049】

なお、上述したような走行計画に基づいて車両１００を自動運転モードで走行させる制御に関しては、例えば、特開２０１６－９９７１３号公報に記載されている。この車両１００は、特開２０１６－９９７１３号公報に記載されている内容や、その他の自動運転に関する制御技術を適用して、上述した高度自動運転あるいは完全自動運転による走行が可能なように構成されている。

【0050】

実施形態１に係る車両１００のＥＣＵ４は、運転者の加速意図や減速意図を反映させ、運転者にショックや違和感を感じさせ難くし、自動運転モードから手動運転モードへの運転モードの切り替えを適切に行うように構成されている。なお、手動運転モードでは、アクセルペダル位置、及び、そのアクセルペダル位置に対応して発生させるべき車両１００の前後加速度を目標加速度として規定した手動運転モード用駆動力特性に基づいて駆動力制御がＥＣＵ４によって実行される。

【0051】

例えば、ＥＣＵ４は、自動運転モード中に運転者の加速要求がありオーバーライドを実行するときに、車両走行状態（車速や走行抵抗（路面勾配）など）、及び、運転者の意図（アクセルペダル位置（アクセルペダル３の操作量）や、内部センサ１３に含まれる車内カメラなどによって撮影した運転者の身体や目線の動きなど）に基づいて、駆動力特性を自動運転モード用駆動力特性からオーバーライド用駆動力特性に変更する。なお、オーバーライド用駆動力特性は、車両１００の走行状態及び運転者の意図に基づいて、オーバーライド中の駆動力特性を定めるものである。具体的には、オーバーライド用駆動力特性は、車速と、アクセルペダル位置（アクセルペダル３の操作量）と、車両１００に対する走行抵抗とに応じて、アクセルペダル位置に対応して発生させるべき車両１００の前後加速度を、目標加速度として規定する。したがって、オーバーライド中は、オーバーライド用駆動力特性に基づいて目標加速度が算出され、そのオーバーライド用駆動力特性から算出された目標加速度を基に、車両１００の駆動力制御がＥＣＵ４によって実行される。

【0052】

このように、自動運転モード中に運転者の加速要求がありオーバーライドを実行するときに、駆動力特性をオーバーライド用駆動力特性に変更することによって、自動運転モード中でも運転者の加速意図を反映した車両挙動を速やかに実現することができる。特に、運転者が加速意図の場合には、失速感を与えないように自動運転モード用駆動力特性と調停することによって、運転者の意図を反映した車両挙動を実現することができる。その結果、オーバーライドをスムースに開始することができる。

【0053】

また、車速やアクセルペダル位置、手動運転モード用駆動力特性との関係などの情報に基づいて、オーバーライド用駆動力特性を手動運転モード用駆動力特性に変更するようにしてもよい。これにより、オーバーライド用駆動力特性を手動運転モード用駆動力特性へ、運転者に違和感を与えず切り替えることができる。

【0054】

図３は、実施形態１に係る車両１００のＥＣＵ４によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。図３に示すフローチャートに示す制御は、車両１００が自動運転モードで走行している場合に数［ｍｓ］毎に繰り返し実行する。

【0055】

まず、ＥＣＵ４は、駆動力特性がオーバーライド用駆動力特性であるか否かを判断する（ステップＳ１）。ＥＣＵ４は、駆動力特性がオーバーライド用駆動力特性であると判断した場合（ステップＳ１にてＹｅｓ）、手動運転モード用駆動力特性への変更条件成立か否かを判断する（ステップＳ２）。ＥＣＵ４は、手動運転モード用駆動力特性への変更条件成立と判断した場合（ステップＳ２にてＹｅｓ）、手動運転モード用駆動力特性に変更する（ステップＳ３）。その後、ＥＣＵ４は、一連の制御をリターンする。

【0056】

また、ＥＣＵ４は、ステップＳ２において、手動運転モード用駆動力特性への変更条件成立ではないと判断した場合（ステップＳ２にてＮｏ）、駆動力特性の変更を行わずに、一連の制御をリターンする。

【0057】

また、ＥＣＵ４は、ステップＳ１において、駆動力特性がオーバーライド用駆動力特性ではないと判断した場合（ステップＳ１にてＮｏ）、自動運転モード中であるか否かを判断する（ステップＳ４）。ＥＣＵ４は、自動運転モード中であると判断した場合（ステップＳ４にてＹｅｓ）、オーバーライド用駆動力特性への変更条件成立か否かを判断する（ステップＳ５）。ＥＣＵ４は、オーバーライド用駆動力特性への変更条件成立と判断した場合（ステップＳ５にてＹｅｓ）、オーバーライド用駆動力特性に変更する（ステップＳ６）。その後、ＥＣＵ４は、一連の制御をリターンする。

【0058】

また、ＥＣＵ４は、ステップＳ４において、自動運転モード中ではないと判断した場合（ステップＳ４にてＮｏ）、車両１００が通常の手動運転モードで走行するように制御して、一連の制御をリターンする。

【0059】

また、ＥＣＵ４は、ステップＳ５において、オーバーライド用駆動力特性への変更条件成立ではないと判断した場合（ステップＳ５にてＮｏ）、駆動力特性の変更を行わず、車両１００が通常の自動運転モードで走行するように制御して、一連の制御をリターンする。

【0060】

ここで、本実施形態では、図３に示したフローチャートにおいて、ＥＣＵ４が、スタートからリターンまで、ステップＳ１（ステップＳ１にてＮｏ）、ステップＳ４（ステップＳ４にてＹｅｓ）、ステップＳ５（ステップＳ５にてＹｅｓ）、ステップＳ６の順で実施する処理の流れをフロー１とする。また、図３に示したフローチャートにおいて、ＥＣＵ４が、スタートからリターンまで、ステップＳ１（ステップＳ１にてＹｅｓ）、ステップＳ２（ステップＳ２にてＹｅｓ）、ステップＳ３の順で実施する処理の流れをフロー２とする。また、ＥＣＵ４が、スタートからリターンまで、ステップＳ１（ステップＳ１にてＹｅｓ）、ステップＳ２（ステップＳ２にてＮｏ）の順で実施する処理の流れをフロー３とする。

【0061】

図４は、実施形態１におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。なお、図４中、アクセルペダル位置が０のときが全閉（アクセル開度が全閉）であり、アクセルペダル位置が１００のときが全開（アクセル開度が全開）である。図５は、実施形態１における時系列の挙動イメージを示した図である。なお、図５中の点Ａ１１は、オーバーライド開始時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。また、図５中の点Ｂ１１は、オーバーライド開始時における実際の駆動力と一致する、手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。

【0062】

本実施形態において、自動運転モード中に運転者の加速要求がありオーバーライドを実行するときに用いるオーバーライド用駆動力特性は、図４に示すように、全てのアクセルペダル位置において、アクセルペダル位置に対応して発生させるべき車両１００の前後加速度（目標加速度）を０以上とし減速しないような特性に設定している。これにより、全てのアクセルペダル位置で減速しないようにできるため、運転者の加速意図でオーバーライドに切り替わった場合の減速感を抑制することができる。なお、オーバーライド用駆動力特性の演算タイミングは、例えば、運転者の加速操作（アクセルペダル３の踏み込み操作）が開始されたタイミングや、オーバーライド用駆動力特性への切り替えタイミング、さらには、自動運転モード中は常時など、ＥＣＵ４の処理負荷や目標無反応時間に応じて決定すればよい。

【0063】

また、本実施形態においては、図４に示すように、全閉のアクセルペダル位置における前後加速度が、手動運転モード用駆動力特性よりもオーバーライド用駆動力特性のほうが高く、且つ、アクセルペダル位置と前後加速度との関係を表したグラフの傾きが、同じアクセルペダル位置においてオーバーライド用駆動力特性のほうが手動運転モード用駆動力特性よりも小さくなるように、各駆動力特性を設定している。これにより、自動運転モード中に運転者の加速操作があり、オーバーライド用駆動力特性へ切り替えた場合に駆動力の急変を抑えることができる。

【0064】

そして、自動運転モード中に運転者の加速要求がありオーバーライドを実行するときには、図５に示す時系列の挙動イメージのように、運転者の加速操作開始時における実際の駆動力と同じ大きさのオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力（図５中の点Ａ１１）となるタイミングで、駆動力特性をオーバーライド用駆動力特性に切り替える。これにより、運転者の加速操作開始時における実際の駆動力と同じ大きさの手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力（図５中の点Ｂ１１）となるタイミングで、駆動力特性を手動運転モード用駆動力特性に切り替える場合に比べて、運転者が加速操作を実施しても車両１００が加速しない車両無反応時間を短縮することができる。

【0065】

ここで、自動運転モード中のオーバーライド用駆動力特性への変更条件は様々考えられる。

【0066】

例えば、条件１としては、運転者による加速操作があった場合とすることができる。この条件１は、最もシンプルな変更条件の例であって、運転者によるアクセルまたはブレーキの操作がなされた場合は、オーバーライド用駆動力特性を用いるという条件である。

【0067】

また、条件２としては、「実際の駆動力＞全閉でのアクセルペダル位置に対応した手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力」の関係を満たした場合とすることができる。この条件２は、自動運転モード中は基本的にオーバーライド用駆動力特性に切り替えておくことを前提とした場合に有効な条件である。図６に示すように、自動運転モード中の実際の駆動力が、運転者の加速操作開始時に、全閉でのアクセルペダル位置（図６中で運転者の加速操作開始前におけるアクセルペダル位置）に対応した手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力よりも小さい場合は、駆動力差を拡大してしまうオーバーライド用駆動力特性に切り替えるべきではないことから考えられた条件である。

【0068】

また、条件３としては、運転者の加速意図を先読みできた場合とすることができる。この条件３は、運転者の加速意図を先読みできた場合に、運転者の加速操作を待たずにオーバーライド用特性を変更しておいてもよいことから考えられた条件である。なお、運転者の加速意図の先読み方法としては、足の位置や動き、例えば、内部センサ１３に含まれる検出センサなどによる検出結果に基づいて、運転者の足がアクセルペダル３に近ければ加速意図があると判断する方法などが考えられる。

【0069】

また、本実施形態おいては、例えば、オーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力と、手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力との差が所定値以下であるタイミングで、オーバーライド用駆動力特性から手動運転モード用駆動力特性に切り替えるようにしてもよい。これにより、運転者の意図しない失速感を感じさせずに、オーバーライド用駆動力特性から前記手動運転モード用駆動力特性に切り替えることができる。

【0070】

次に、本実施形態においては、図３に示したフローチャートのフロー１において、駆動力特性をオーバーライド用特性に変更した後、図３に示したフローチャートのフロー２において、オーバーライド用駆動力特性から手動運転モード用駆動力特性への変更条件は、オーバーライドが終了した場合である。

【0071】

図７は、オーバーライド用駆動力特性から手動運転モード用駆動力特性への変更条件として、オーバーライドが終了した場合の一例を示した図である。なお、図７中の点Ａ２１は、オーバーライド開始時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。また、図７中の点Ａ２２は、手動運転開始時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。また、図７中の点Ｂ２１は、手動運転開始時における手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。

【0072】

図８は、オーバーライド用駆動力特性から手動運転モード用駆動力特性への変更条件として、オーバーライドが終了した場合の他例を示した図である。なお、図８中の点Ａ３１は、オーバーライド開始時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。また、図７中の点Ａ３２は、オーバーライド終了時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。

【0073】

本実施形態において、オーバーライドが終了する例としては、図７に示すように、自動運転モードから手動運転モードに切り替わった場合や、図８に示すように、オーバーライド用駆動力特性に基づく駆動力（図８中の点Ａ３２）が自動運転モードでの実施の駆動力を下回った場合などが考えられる。自動運転モードから手動運転モードへの移行によって目標駆動力の急変を抑制したい場合は、例えば、特開２０１９－９３９２４号公報が提案するように駆動力を徐変すればよい。

【0074】

（実施形態２）
以下に、本発明に係る駆動力制御装置の実施形態２について説明する。なお、実施形態２において、実施形態１と共通する部分についての説明は適宜省略する。

【0075】

図９は、実施形態２におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。図１０は、実施形態２における時系列の挙動イメージを示した図である。なお、図１０中の点Ａ４１は、オーバーライド開始時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。また、図１０中の点Ｂ４１は、オーバーライド開始時における実際の駆動力と一致する、手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。

【0076】

実施形態２においては、図９に示すように、全閉のアクセルペダル位置における前後加速度が、手動運転モード用駆動力特性よりもオーバーライド用駆動力特性のほうが高く、且つ、アクセルペダル位置と前後加速度との関係を表したグラフの傾きが、同じアクセルペダル位置においてオーバーライド用駆動力特性のほうが手動運転モード用駆動力特性よりも小さくなるように、各駆動力特性を設定している。これにより、自動運転モード中に運転者の加速操作があり、オーバーライド用駆動力特性へ切り替えた場合に駆動力の急変を抑えることができる。

【0077】

また、実施形態２においては、オーバーライド用駆動力特性を、図９に示すように、全閉付近のアクセルペダル位置で減速側（前後加速度がマイナス側）となるような駆動力特性に設定している。これにより、図１０に示すように、運転者の加速操作開始時における自動運転モードでの実際の駆動力と比べ、全閉のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力が大きくならないようにすることができる。その結果、実施形態２においては、例えば、特開２０１９－９３９２４号公報に開示された駆動力の徐変処理が不要となる上、運転者の加速操作直後に急加速やショックが起きることを抑制することができる。

【0078】

また、オーバーライド用駆動力特性において、アクセルペダル位置の全閉付近に加速に転じない領域を残すことによって、運転者がブレーキペダルと間違えてアクセルペダル３を操作した場合や、運転者がアクセルペダル３を意図せず踏み込んでしまった場合などの運転者の意図しない加速を抑制することができる。そのため、全閉のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力は、運転者の加速操作開始時における実際の駆動力よりも小さいことが望ましい。

【0079】

（実施形態３）
以下に、本発明に係る駆動力制御装置の実施形態３について説明する。なお、実施形態３において、実施形態１と共通する部分についての説明は適宜省略する。

【0080】

図１１は、実施形態３におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。図１２は、実施形態３における時系列の挙動イメージを示した図である。なお、図１２中の点Ａ５１は、オーバーライド開始時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。また、図１２中の点Ｂ５１は、オーバーライド開始時における実際の駆動力と一致する、手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。

【0081】

実施形態３においては、図１１に示すように、全閉のアクセルペダル位置における前後加速度が、手動運転モード用駆動力特性よりもオーバーライド用駆動力特性のほうが高く、且つ、アクセルペダル位置と前後加速度との関係を表したグラフの傾きが、同じアクセルペダル位置においてオーバーライド用駆動力特性のほうが手動運転モード用駆動力特性よりも小さくなるように、各駆動力特性を設定している。これにより、自動運転モード中に運転者の加速操作があり、オーバーライド用駆動力特性へ切り替えた場合に駆動力の急変を抑えることができる。

【0082】

また、実施形態３においては、オーバーライド用駆動力特性を、図１１に示すように、全閉付近のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた前後加速度（目標加速度）が、全閉のアクセルペダル位置に対応した前記前後加速度で一定となるような駆動力特性に設定している。これにより、図１２に示すように、運転者の加速操作開始時における自動運転モードでの実際の駆動力と比べ、全閉及び全閉付近のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力が大きくならないようにすることができる。その結果、実施形態３においては、例えば、特開２０１９－９３９２４号公報に開示された駆動力の徐変処理が不要となる上、運転者の加速操作直後に急加速やショックが起きることを抑制することができる。

【0083】

また、全閉付近に車両無応答領域をわずかに残すことによって、運転者がブレーキペダルと間違えてアクセルペダル３を操作した場合や、運転者がアクセルペダル３を意図せず踏み込んでしまった場合などの運転者の意図しない加速を抑制することができる。そのため、全閉のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力は、運転者の加速操作開始時における実際の駆動力よりも小さいことが望ましい。

【0084】

（実施形態４）
以下に、本発明に係る駆動力制御装置の実施形態４について説明する。なお、実施形態３において、実施形態１と共通する部分についての説明は適宜省略する。

【0085】

図１３は、実施形態４におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。図１４は、実施形態４における時系列の挙動イメージを示した図である。なお、図１４中の点Ａ６１は、オーバーライド開始時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。また、図１４中の点Ｂ６１は、オーバーライド開始時における実際の駆動力と一致する、手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。

【0086】

実施形態４においては、図１３に示すように、全閉のアクセルペダル位置における前後加速度が、手動運転モード用駆動力特性よりもオーバーライド用駆動力特性のほうが高く、且つ、アクセルペダル位置と前後加速度との関係を表したグラフの傾きが、同じアクセルペダル位置においてオーバーライド用駆動力特性のほうが手動運転モード用駆動力特性よりも小さくなるように、各駆動力特性を設定している。これにより、自動運転モード中に運転者の加速操作があり、オーバーライド用駆動力特性へ切り替えた場合に駆動力の急変を抑えることができる。

【0087】

また、実施形態４においては、オーバーライド用駆動力特性を、図１３に示すように、全閉付近のアクセルペダル位置と、オーバーライド用駆動力特性に基づいた前後加速度（目標加速度）との関係を緩慢な駆動力特性に設定している。言い換えれば、全閉付近のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた前後加速度（目標加速度）が、アクセルペダル位置が全開側になるにつれて緩やかに高くなるように、オーバーライド用駆動力特性を設定する。これにより、図１４に示すように、運転者の加速操作開始時における自動運転モードでの実際の駆動力と比べ、全閉及び全閉付近のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力が大きくならないようにしつつ、全閉付近のアクセルペダル位置におけるオーバーライド用駆動力特性を緩慢にすることによって、運転者の加速操作直後に急加速やショックが起きることを抑制することができる。

【0088】

また、全閉付近のアクセルペダル位置での車両応答性を緩慢にすることによって、運転者が、ブレーキペダルと間違えてアクセルペダル３を操作した場合や、運転者がアクセルペダル３を意図せず踏み込んでしまった場合などの運転者の意図しない加速を抑制することができる。そのため、全閉のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力は、運転者の加速操作開始時における実際の駆動力よりも小さいことが望ましい。

【0089】

（実施形態５）
以下に、本発明に係る駆動力制御装置の実施形態３について説明する。なお、実施形態３において、実施形態１と共通する部分についての説明は適宜省略する。

【0090】

図１５は、実施形態５におけるオーバーライド用駆動力特性及び手動運転用駆動力特性のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を示した図である。図１６は、実施形態５における時系列の挙動イメージを示した図である。なお、図１６中の点Ａ７１は、運転者の加速操作開始時におけるオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。また、図１６中の点Ｂ７１は、自動運転中の運転者の加速操作開始時における実際の駆動力と一致する、手動運転モード用駆動力特性に基づいた駆動力を示している。

【0091】

実施形態５においては、図１５に示すように、全閉のアクセルペダル位置における前後加速度が、手動運転モード用駆動力特性よりもオーバーライド用駆動力特性のほうが高く、且つ、アクセルペダル位置と前後加速度との関係を表したグラフの傾きが、同じアクセルペダル位置においてオーバーライド用駆動力特性のほうが手動運転モード用駆動力特性よりも小さくなるように、各駆動力特性を設定している。これにより、自動運転モード中に運転者の加速操作があり、オーバーライド用駆動力特性へ切り替えた場合に駆動力の急変を抑えることができる。

【0092】

また、実施形態５においては、オーバーライド用駆動力特性を、図１５に示すように、全閉のアクセルペダル位置で加速側（前後加速度がプラス側）となるような駆動力特性に設定している。これにより、自動運転モードでの加速中にオーバーライドされた場合に、駆動力特性がオーバーライド用駆動力特性に切り替わるまでの間に生じ得る車両無反応時間の解消を図ることが可能となる。なお、これは平坦路での加速を想定した例であるが、登坂路を一定車速走行あるいは加速している場合にも同様の考え方で車両無反応時間を解消することができる。

【0093】

そして、図１６に示すように、全閉のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力が、自動運転中の運転者の加速操作開始時における実際の駆動力と一致するような、オーバーライド用駆動力特性にすることによって、運転者はアクセルペダル３の踏み込み操作と同時に車両の応答を感じることができる。

【0094】

もちろん、オーバーライド用駆動力特性を、運転者の誤操作（ブレーキペダルと間違えてアクセルペダル３を操作した場合）や粗いアクセルペダル操作での急加速やショックを抑制する目的で、全閉付近のアクセルペダル位置に対応したオーバーライド用駆動力特性に基づいた駆動力が、運転者の加速操作開始時における実際の駆動力よりも小さくなるような駆動力特性にしたり、全閉付近のアクセルペダル位置と前後加速度との関係を一定または緩慢な駆動力特性にしたりしてもよい。

【符号の説明】

【0095】

１ 駆動力源
２ 駆動輪
３ アクセルペダル
４ ＥＣＵ
１１ 外部センサ
１２ ＧＰＳ受信部
１３ 内部センサ
１４ 地図データベース
１５ ナビゲーションシステム
１６ アクチュエータ
１７ 補助機器
１８ 車両位置認識部
１９ 外部状況認識部
２０ 走行状態認識部
２１ 走行計画生成部
２２ 走行制御部
２３ 補助機器制御部
１００ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】