車両の制駆動力制御装置
【課題】車両の制駆動力制御装置において、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両を停止することで容易に再発進を可能とする。
【解決手段】車両１１が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部６２と、駆動力の余剰分を検出する駆動力余剰分検出部６３と、ドライバの要求制動力を算出する要求制動力算出部６４と、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する目標制動力算出部６５とを設ける。
【解決手段】車両１１が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部６２と、駆動力の余剰分を検出する駆動力余剰分検出部６３と、ドライバの要求制動力を算出する要求制動力算出部６４と、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する目標制動力算出部６５とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が通常の舗装路よりも走行抵抗の大きい砂利路や砂地路では、ＡＢＳ制御を用いて、車輪をロック傾向に制御することで、この車輪を砂利路や砂地路に潜り込ませて停止距離を短縮することが知られている。しかし、このような砂利路や砂地路にて、車輪をロック傾向に制御すると、車輪の路面への埋没量が多くなりすぎて発進時にスタックしたり、車体底面が接地して再発進ができなくなったりする場合がある。
【０００３】
そこで、下記特許文献１に記載されたＡＢＳ装置では、車両が走行抵抗の大きな路面を走行中であるときには、走行抵抗の大きくない路面の走行時よりも、ＡＢＳ制御の目標スリップ率を大きく設定してＡＢＳ制御を行い、車速が低速になるほど、この目標スリップ率を小さく設定してＡＢＳ制御を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５９９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のＡＢＳ装置にあっては、車両が走行抵抗の大きな路面（砂利路や砂地路）を走行しているときであっても、車速が低速であれば、目標スリップ率を小さく設定してＡＢＳ制御が作動しやすいものとなっている。しかし、車両が走行抵抗の大きな路面を走行している場合、制駆動源により発生する車両の制駆動力と、実際に車両が前進・後退または停止するための制駆動力との間に大きな差がある。そのため、このような車両の走行状態で、ＡＢＳ制御が作動すると、車両に対して不必要な制動力を付与してしまい、結果として、路面への車輪の埋没量が多くなり、車両の再発進が困難となってしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両を停止することで容易に再発進を可能とする車両の制駆動力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】
本発明の車両の制駆動力制御装置は、車両が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部と、ドライバの要求制動力を算出する要求制動力算出部と、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出する目標制動力算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記車両の制駆動力制御装置にて、車両の走行速度を検出する車速検出部を設け、前記目標制動力算出部は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出することが好ましい。
【０００９】
上記車両の制駆動力制御装置にて、車両の急制動を検出する急制動検出部を設け、前記目標制動力算出部は、車両の急制動を検出したときには、要求制動力を目標制動力とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両の制駆動力制御装置は、走行抵抗が大きいときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出するので、余分な制動力を与えることがなくなり、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両を停止することで容易に再発進することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る車両の制駆動力制御装置を表す全体構成図である。
【図２】図２は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置における制御ブロック図である。
【図３】図３は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置による処理の流れを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両の制駆動力制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
〔実施形態〕
図１は、本発明の実施形態に係る車両の制駆動力制御装置を表す全体構成図、図２は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置における制御ブロック図、図３は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置による処理の流れを表すフローチャートである。
【００１４】
本実施形態の車両の制駆動力制御装置は、制動装置として、ブレーキペダルから入力されたブレーキ操作量などに対して、車両の制動力、つまり、制動力を発生させるホイールシリンダへ供給する油圧を電気的に制御する電子制御式制動装置である。具体的に、この電子制御式制動装置としては、ブレーキ操作量に応じて目標制動油圧を設定し、アキュムレータに蓄えられた油圧を調圧してから、ホイールシリンダへ供給することで、制動力を制御するＥＣＢ（Electronically Controlled Brake）である。
【００１５】
このＥＣＢでは、ドライバがブレーキペダルを踏み込むと、マスタシリンダがその操作量に応じた油圧を発生すると共に、作動油の一部がストロークシミュレータに流れ込み、ブレーキペダルストロークを吸収すると共に、ブレーキペダルにブレーキ反力を付与することで、ブレーキペダルの操作量が調整される。一方、制御部は、ブレーキ操作量に応じて車両の目標制動力、つまり、目標制動油圧を設定し、調圧機構によりアキュムレータの油圧を調圧して各ホイールシリンダに供給することで、乗員が所望する制動力が得られる。
【００１６】
以下、本実施形態の車両の制駆動力制御装置について詳細に説明する。図１に示すように、車両１１は、４つの駆動可能な車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを有している。ここで、車輪ＦＲは運転席から見て前方右側、車輪ＦＬは前方左側、車輪ＲＲは後方右側、車輪ＲＬは後方左側の車輪をそれぞれ表している。また、この車両１１は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである内燃機関１２と、自動変速機または無段変速機である変速機１３を含むトランスアクスル１４と、図示されないトランスファとを有している。
【００１７】
即ち、本実施形態の車両１１は、４輪駆動車両として構成されており、前輪ＦＬ，ＦＲに、トランスファ、図示されないフロントデファレンシャル、ドライブシャフト１５Ｌ，１５Ｒを介して、内燃機関１２から動力が伝達される。また、トランスアクスル１４のアウトプットシャフト１６は、リヤデファレンシャル１７に接続されており、このリヤデファレンシャル１７に、ドライブシャフト１８Ｌ，１８Ｒを介して後輪ＲＬ，ＲＲが連結されている。そのため、車両１１は、後輪ＲＬ，ＲＲに、アウトプットシャフト１６、リヤデファレンシャル１７、ドライブシャフト１８Ｌ，１８Ｒを介して、内燃機関１２から動力が伝達される。
【００１８】
なお、本実施形態の車両１１は、４輪駆動車両に限定されるものではなく、２輪駆動車両であってもよく、また、内燃機関に代えて電気モータを搭載した電気自動車、内燃機関及び電気モータを搭載したハイブリッド車両であってもよい。
【００１９】
また、車両１１は、車輪ＦＲ〜ＲＬごとに設けられたディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬを含む制動装置２２を有している。この制動装置２２は、所謂、ＥＢＤ（Electronic Brake force Distribution：電子制動力分配制御）付きのＡＢＳ（Antilock Brake System：アンチロックブレーキ装置）として構成されている。各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２３とブレーキキャリパ２４を有し、各ブレーキキャリパ２４は、ホイールシリンダ２５を内蔵している。そして、各ブレーキキャリパ２４のホイールシリンダ２５は、それぞれ独立の液圧ライン２６を介してブレーキアクチュエータを有するブレーキ油圧回路２７に接続されている。
【００２０】
ブレーキペダル２８は、ドライバが踏み込み可能に支持され、ブレーキブースタ２９が接続され、このブレーキブースタ２９にマスタシリンダ３０が固定されている。ブレーキブースタ２９は、ドライバによるブレーキペダル２８の踏み込み操作に対して所定の倍力比を有するアシスト力を発生することができる。マスタシリンダ３０は、内部に図示しないピストンが移動自在に支持されることで、２つの油圧室を有しており、各油圧室には、ブレーキ踏力とアシスト力を合わせたマスタシリンダ圧を発生させることができる。マスタシリンダ３０の上部には、リザーバタンク３１が設けられており、このマスタシリンダ３０とリザーバタンク３１とは、ブレーキペダル２８が踏み込まれていない状態で連通し、ブレーキペダル２８が踏み込まれると閉鎖され、マスタシリンダ３０の油圧室が加圧される。マスタシリンダ３０は、各油圧室がそれぞれ油圧供給通路３２を介してブレーキ油圧回路２７に接続されている。
【００２１】
ブレーキ油圧回路２７は、ドライバによるブレーキペダル２８の踏み込み量に応じてブレーキ油圧を生成し、このブレーキ油圧を各液圧ライン２６からホイールシリンダ２５に供給し、この各ホイールシリンダ２５を作動させることで、制動装置２２により車輪ＦＲ〜ＲＬに対してブレーキ力を付与し、車両１１に制動力を作用させることができる。
【００２２】
車両１１には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４１が搭載されており、このＥＣＵ４１は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポート及び通信ポートを有している。従って、このＥＣＵ４１は、内燃機関１２、変速機１３、ブレーキ油圧回路２７などを制御可能となっている。
【００２３】
即ち、ＥＣＵ４１には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ４２、アクセルペダル操作によるアクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ４３、スロットル操作によるスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ４４、内燃機関１２の回転数を検出する回転数センサ４５、変速機１３における変速位置（変速段）を検出する変速位置センサ４６が接続されている。
【００２４】
従って、ＥＣＵ４１は、検出された吸入空気量、アクセル開度、スロットル開度、内燃機関回転数、変速位置などに基づいてインジェクタによる燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグによる点火時期を設定し、内燃機関１２及び変速機１３を制御している。
【００２５】
また、ＥＣＵ４１には、ブレーキペダル２８の踏み込み量（ブレーキペダルストローク）を検出するブレーキストロークセンサ４７、マスタシリンダ３０から供給される油圧（マスタシリンダ圧）を検出するマスタシリンダ圧センサ４８が接続されている。従って、ＥＣＵ４１は、検出されたブレーキペダルストローク、マスタシリンダ圧などに基づいてブレーキ油圧回路２７により生成されるブレーキ油圧を制御している。
【００２６】
また、ＥＣＵ４１は、車両１１に作用する前後加速度及び左右加速度を検出する加速度センサ４９が接続されており、検出した前後加速度及び左右加速度をＥＣＵ４１に送信する。更に、ＥＣＵ４１は、各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度を検出する車輪速センサ５０が接続されており、検出した各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度をＥＣＵ４１に送信する。
【００２７】
本実施形態の車両の制駆動力制御装置にて、図２に示すように、ＥＣＵ４１は、車速検出部６１と、走行抵抗検出部６２と、駆動力余剰分検出部６３と、要求制動力算出部６４と、目標制動力算出部６５とを有している。
【００２８】
車速検出部６１は、車両１１の走行速度を検出する。走行抵抗検出部６２は、車両１１が走行する路面の走行抵抗を検出する。駆動力余剰分検出部６３は、車両１１における駆動力の余剰分を検出する。要求制動力算出部６４は、ドライバの要求制動力を算出する。目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する。具体的に、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する。
【００２９】
ここで、駆動力余剰分検出部６３は、車両１１に搭載された駆動源としての内燃機関１２の現在の出力に基づいて求めた推定駆動力と、現在の車両１１の走行状態に基づいて求めた実駆動力との偏差から車両１１における駆動力の余剰分を検出する。
【００３０】
以下、ＥＣＵ４１によるブレーキ油圧回路２７の具体的な制御について説明する。
【００３１】
各車輪速センサ５０は、それぞれの車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度を検出しており、検出した各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度をＥＣＵ４１に送信している。ＥＣＵ４１を構成する車速検出部６１は、受信した車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度に基づいて車両１１の速度としての推定車体速度Ｖａを算出する。また、加速度センサ４９は、車両１１に作用する前後加速度及び左右加速度を検出しており、検出した前後加速度及び左右加速度をＥＣＵ４１に送信している。車速検出部６１は、受信した車両１１に作用する前後加速度に基づいて車両１１の速度としての実車体速度Ｖｂを算出する。
【００３２】
回転数センサ４５は、内燃機関１２の回転数を検出しており、検出した各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度をＥＣＵ４１に送信している。また、変速位置センサ４６は、変速機１３における変速位置（変速段）を検出している。ＥＣＵ４１を構成する走行抵抗検出部６２は、内燃機関１２の回転数と、変速機１３における変速位置に基づいて得られる変速機１３のギヤ比（変速比）とに基づいて、駆動輪である各車輪ＦＲ〜ＲＬの推定車輪速度を算出し、所定期間ごとに算出した推定車輪速度に基づいて推定車輪加速度を算出する。走行抵抗検出部６２は、この推定車輪加速度を利用して車両１１の推定加速度Ｇａを算出する。
【００３３】
また、走行抵抗検出部６２は、加速度センサ４９が検出した実際の車両１１に作用する前後加速度を利用して車両１１の実加速度Ｇｂを算出する。そして、走行抵抗検出部６２は、算出された推定加速度Ｇａと実加速度Ｇｂに基づいて、つまり、推定加速度Ｇａから実加速度Ｇｂを減算することで、車両１１が走行する路面の走行抵抗Ｒを検出する。
【００３４】
なお、路面の走行抵抗Ｒを算出する方法としては、上述した方法に限定されるものではない。例えば、各車輪速センサ５０が検出した各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度に基づいて推定車輪加速度を算出し、この推定車輪加速度を利用して車両１１の推定加速度Ｇａを算出してもよい。また、道路の勾配、車両重量、車両前面投影面積、車速などから路面の走行抵抗Ｒを算出してもよい。更に、走行抵抗Ｒを求めるための他の要素として、この道路の勾配、車両重量、横加速度などを加味してもよい。この場合、カーナビゲーションシステム、サスペンションシステム（ストロークセンサ）、積載量センサ、シートベルトセンサの検出結果を利用すればよい。
【００３５】
アクセルポジションセンサ４３は、アクセルペダル操作によるアクセル開度を検出し、スロットルポジションセンサ４４は、スロットル操作によるスロットル開度を検出しており、検出したアクセル開度とスロットル開度をＥＣＵ４１に送信している。ＥＣＵ４１を構成する駆動力余剰分検出部６３は、アクセル開度とスロットル開度と内燃機関１２の回転数などに基づいて内燃機関１２の推定駆動トルクを算出し、この推定駆動トルクに、トランスアクスル１４を構成するトルクコンバータのトルク比、変速機１３のギヤ比、変速機１３の効率、デファレンシャル比、各車輪ＦＲ〜ＲＬのタイヤ有効半径などに基づいて車両１１の推定駆動力Ｆａを算出する。
【００３６】
また、駆動力余剰分検出部６３は、加速度センサ４９が検出した実際の車両１１に作用する前後加速度を利用して車両１１の実加速度Ｇｂを算出し、この実加速度Ｇｂと車両重量に基づいて車両１１の実駆動力Ｆｂを算出する。そして、駆動力余剰分検出部６３は、推定駆動力Ｆａと実駆動力Ｆｂに基づいてその偏差から、つまり、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算することで、駆動力の余剰分Ｆｓを算出する。
【００３７】
なお、ここで、駆動力とは、駆動輪ＦＲ〜ＲＬにおける車両駆動力やその駆動力に１対１で対応する駆動力関連値（相当値）であって、上述のように算出した駆動力Ｆａ，Ｆｂだけでなく、車体加速度、駆動軸トルク、車両の出力（パワー）、内燃機関の出力トルク、変速機の入力トルク、トルクコンバータの出力トルクなどを用いてもよいものである。
【００３８】
ブレーキストロークセンサ４７は、ブレーキペダル２８の踏み込み量（ブレーキペダルストローク）を検出しており、検出したブレーキペダルストロークをＥＣＵ４１に送信している。ＥＣＵ４１を構成する要求制動力算出部６４は、このブレーキペダルストロークに基づいてドライバの要求制動力Ｂｒを算出する。
【００３９】
そして、ＥＣＵ４１を構成する目標制動力算出部６５は、通常、ドライバの要求制動力Ｂｒに基づいて目標制動力Ｂｔを算出する。但し、本実施形態にて、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗Ｒが予め設定された所定の走行抵抗Ｒｄより大きく、且つ、走行速度としての実車体速度Ｖｂ（または、推定車体速度Ｖａ）が予め設定された所定の走行速度Ｖｄ以下のときには、要求制動力Ｂｒから駆動力の余剰分Ｆｓを減算して目標制動力Ｂｔを算出する。
【００４０】
ここで、本実施形態の車両の制駆動力制御装置による処理の流れを図３のフローチャートに用いて説明する。
【００４１】
本実施形態の車両の制駆動力制御装置において、図１乃至図３に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ４１は、車両１１が発進状態であるかどうかを判定する。この場合、ＥＣＵ４１は、実車体速度Ｖｂ（または、推定車体速度Ｖａ）が０より大きくなったかどうかにより車両１１の発進状態を判定する。ここで、車両１１が発進状態であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１２にて、ＥＣＵ４１は、車両１１の走行抵抗Ｒが大きい状態であるかどうかを判定する。一方、車両１１が発進状態にないと判定（Ｎｏ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４２】
ＥＣＵ４１を構成する走行抵抗検出部６２は、推定加速度Ｇａから実加速度Ｇｂを減算することで車両１１に対する路面の走行抵抗Ｒを検出しており、ステップＳ１２では、この走行抵抗Ｒが予め設定された所定の走行抵抗Ｒｄより大きいかどうかを判定する。この所定の走行抵抗Ｒｄとは、例えば、車両１１が砂利路、砂地路、雪路などの悪路を走行するときに、この車両１１に対して発生する走行抵抗であって、事前に実験などにより求めておく。
【００４３】
このステップＳ１２にて、ＥＣＵ４１により、車両１１の走行抵抗Ｒが大きい状態（Ｒ＞Ｒｄ）であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１３にて、ＥＣＵ４１は、車両１１が低速走行状態であるかどうかを判定する。一方、車両１１の走行抵抗Ｒが大きい状態（Ｒ≦Ｒｄ）でないと判定（Ｎｏ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４４】
ＥＣＵ４１を構成する車速検出部６１は、実車体速度Ｖｂ（及び、推定車体速度Ｖａ）を算出しており、ステップＳ１３では、この実車体速度Ｖｂ（または、推定車体速度Ｖａ）が予め設定された所定の走行速度Ｖｄ以下であるかどうかを判定する。この所定の走行速度Ｖｄとは、例えば、１０ｋｍ／ｈであるが、この数値に限定されるものではない。
【００４５】
このステップＳ１３にて、ＥＣＵ４１により、車両１１が低速走行状態（Ｖｂ≦Ｖｄ）であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１４にて、ＥＣＵ４１は、車両１１の駆動力が余剰状態にあるかどうかを判定する。一方、車両１１が低速走行状態（Ｖｂ＞Ｖｄ）にないと判定（Ｎｏ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４６】
ＥＣＵ４１を構成する駆動力余剰分検出部６３は、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算することで駆動力の余剰分Ｆｓを算出しており、ステップＳ１４では、この駆動力の余剰分Ｆｓが予め設定された所定の駆動力の余剰分Ｆｄより大きいかどうかを判定する。この所定の駆動力の余剰分Ｆｄとは、車両１１が砂利路、砂地路、雪路などの悪路を走行するときに、この車両１１に対して発生する駆動力の余剰分であって、事前に実験などにより求めておく。
【００４７】
このステップＳ１４にて、ＥＣＵ４１により、駆動力の余剰分Ｆｓが所定の駆動力の余剰分Ｆｄより大きい（Ｆｓ＞Ｆｄ）と判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１５に移行する。一方、駆動力の余剰分Ｆｓが所定の駆動力の余剰分Ｆｄより大きくない（Ｆｓ≦Ｆｄ）と判定（Ｎｏ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４８】
そして、ステップＳ１５にて、ＥＣＵ４１は、車両１１の走行状態が、低速状態で、且つ、走行抵抗大状態であると認識し、ステップＳ１６に移行する。このステップＳ１６にて、ＥＣＵ４１は、目標制動力を算出する。ＥＣＵ４１を構成する目標制動力算出部６５は、通常、ドライバの要求制動力Ｂｒに基づいて目標制動力Ｂｔを算出するが、ステップＳ１５にて、車両１１が低速時に走行抵抗大状態にあると認識したことから、ここでは、要求制動力Ｂｒから駆動力の余剰分Ｆｓを減算して目標制動力Ｂｔを算出する。
Ｂｔ＝Ｂｒ−Ｆｓ
【００４９】
その後、ＥＣＵ４１は、この目標制動力Ｂｔに基づいてブレーキ油圧回路２７を制御し、ドライバによるブレーキペダル２８の踏み込み量に応じると共に、車両１１の走行状態に応じたブレーキ油圧を生成し、このブレーキ油圧を供給してホイールシリンダ２５を作動させることで、車輪ＦＲ〜ＲＬに対してブレーキ力を付与し、車両１１に適正な制動力が作用する。
【００５０】
即ち、車両１１が路面の走行抵抗の大きい砂利路、砂地路、雪路などを走行中に制動操作したとき、ＡＢＳ制御により車輪ＦＲ〜ＲＬをロックしやすい傾向に制御することで、車輪ＦＲ〜ＲＬを砂利路、砂地路、雪路などに潜り込ませて停止距離を短縮することができる。しかし、車両１１が低速で走行しているときに、上記制御を実行すると、車輪ＦＲ〜ＲＬの路面への埋没量が多くなりすぎて発進時にスタックしたり、車体底面が接地して再発進ができなくなったりする場合がある。
【００５１】
本実施形態では、車両１１が路面の走行抵抗が大きい砂利路、砂地路、雪路などを走行しているとき、この車両１１の走行速度が低速であるときには、ドライバの要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出し、通常より小さい制動力により車両１１を停止させている。車両１１が走行抵抗の大きい砂利路、砂地路、雪路などを走行しているときには、車輪ＦＲ〜ＲＬが空転することで駆動力を損失しながら走行している。そのため、この車両１１を停止させる場合には、この損失している駆動力、つまり、駆動力の余剰分に対応する制動力は不要となる。
【００５２】
例えば、車両１１が駆動力１００Ｎで砂利路を走行し、路面の抵抗により駆動力の余剰分６０Ｎが発生しているとき、ドライバから要求制動力１００Ｎがあったとしても、路面の抵抗として駆動力の余剰分６０Ｎがあることから、車両１１を停止するために必要な制動力（目標制動力）は４０Ｎ（１００Ｎ−６０Ｎ）でよいこととなる。
【００５３】
そのため、制動装置２２による不必要な制動力の付与がなくなり、車両１１を適正に停止することができると共に、制動装置２２の耐久性を向上することができる。
【００５４】
このように本実施形態の車両の制駆動力制御装置にあっては、車両１１が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部６２と、駆動力の余剰分を検出する駆動力余剰分検出部６３と、ドライバの要求制動力を算出する要求制動力算出部６４と、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する目標制動力算出部６５とを設けている。
【００５５】
従って、車両１１が走行抵抗の大きい路面を走行中に制動操作されたときに、制動装置２２により余分な制動力を与えることがなくなり、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両１１を停止することができ、その結果、車両１１を容易に再発進することができる。
【００５６】
また、本実施形態の車両の制駆動力制御装置では、車両１１の走行速度を検出する車速検出部６１を設け、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出している。従って、車両１１が低速で走行しているときだけ、上述した制御を実行することで、車両１１の走行安全性を確保することができる。
【００５７】
また、本実施形態の車両の制駆動力制御装置では、駆動力余剰分検出部６３は、車両１１に搭載された駆動源としての内燃機関１２の現在の出力に基づいて求めた推定駆動力と、車両１１の現在の走行状態に基づいて求めた実駆動力との偏差から、駆動力の余剰分を算出している。従って、駆動力の余剰分を高精度に算出することができる。
【００５８】
なお、上述した実施形態にて、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出している。しかし、車両１１の走行安全性を考慮し、車両１１の急制動時には、この制御を実行しないようにしてもよい。
【００５９】
即ち、車両１１の急制動を検出する急制動検出部を設ける。この急制動検出部は、ブレーキストロークセンサ４７が検出したブレーキペダルストロークの変化率が、予め設定された所定の変化率より大きいときに車両１１の急制動を判定する。そして、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下であっても、急制動検出部が車両１１の急制動を検出したときには、要求制動力を目標制動力とする。
【００６０】
即ち、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下で、車両１１が急制動でないときに、要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する。
【００６１】
また、車両１１が走行抵抗の大きい路面を走行しているときや、駆動力が余剰している状態になったときに、ＥＣＵ４１がこの状態をドライバに報知するようにしてもよい。この報知の方法としては、ディスプレイに表示したり、ランプを点灯したり、音声を出したりすればよい。
【００６２】
また、上述した実施形態では、ステップＳ１４にて、ＥＣＵ４１が、車両１１の駆動力が余剰状態にあるかどうかを判定するとき、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算した駆動力の余剰分Ｆｓが所定の駆動力の余剰分Ｆｄより大きいかどうかで判定したが、この方法に限定されるものではない。即ち、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算した駆動力の余剰分Ｆｓが０より大きいときに車両１１の駆動力が余剰状態にあると判定してもよい。
【００６３】
更に、上述した実施形態にて、走行抵抗検出部６２は、内燃機関１２の回転数と変速機１３のギヤ比に基づいて各車輪ＦＲ〜ＲＬの推定車輪速度を算出して車両１１の推定加速度Ｇａを算出する一方、車両１１に作用する前後加速度を利用して実加速度Ｇｂを算出し、推定加速度Ｇａから実加速度Ｇｂを減算して路面の走行抵抗Ｒを求めている。また、駆動力余剰分検出部６３は、アクセル開度とスロットル開度と内燃機関１２の回転数などに基づいて内燃機関１２の推定駆動トルクを算出して車両１１の推定駆動力Ｆａを算出する一方、車両１１に作用する前後加速度を利用して車両１１の実加速度Ｇｂを算出して実駆動力Ｆｂを算出し、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算して駆動力の余剰分Ｆｓを求めている。
【００６４】
この場合、走行抵抗検出部６２と駆動力余剰分検出部６３の処理方法は、これらの方法に限定されるものではない。即ち、走行抵抗検出部６２が、推定駆動力Ｆａと実駆動力Ｆｂに基づいて路面の走行抵抗Ｒを求めたり、駆動力余剰分検出部６３が、推定加速度Ｇａと実加速度Ｇｂに基づいて駆動力の余剰分Ｆｓを求めたりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明にかかる車両の制駆動力制御装置は、走行抵抗が大きいときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出することで、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両を停止することで容易に再発進を可能とするものであり、車両の駆動力及び制動力を制御する装置に有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 車両
１２ 内燃機関
１３ 変速機
２１ＦＲ，２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬ ディスクブレーキユニット
２２ 制動装置
２５ ホイールシリンダ
２７ ブレーキ油圧回路
２８ ブレーキペダル
４１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４３ アクセルポジションセンサ
４４ スロットルポジションセンサ
４５ 回転数センサ
４６ 変速位置センサ
４７ ブレーキストロークセンサ
４９ 加速度センサ
５０ 車輪速センサ
６１ 車速検出部
６２ 走行抵抗検出部
６３ 駆動力余剰分検出部
６４ 要求制動力算出部
６５ 目標制動力算出部
ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ 車輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が通常の舗装路よりも走行抵抗の大きい砂利路や砂地路では、ＡＢＳ制御を用いて、車輪をロック傾向に制御することで、この車輪を砂利路や砂地路に潜り込ませて停止距離を短縮することが知られている。しかし、このような砂利路や砂地路にて、車輪をロック傾向に制御すると、車輪の路面への埋没量が多くなりすぎて発進時にスタックしたり、車体底面が接地して再発進ができなくなったりする場合がある。
【０００３】
そこで、下記特許文献１に記載されたＡＢＳ装置では、車両が走行抵抗の大きな路面を走行中であるときには、走行抵抗の大きくない路面の走行時よりも、ＡＢＳ制御の目標スリップ率を大きく設定してＡＢＳ制御を行い、車速が低速になるほど、この目標スリップ率を小さく設定してＡＢＳ制御を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５９９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のＡＢＳ装置にあっては、車両が走行抵抗の大きな路面（砂利路や砂地路）を走行しているときであっても、車速が低速であれば、目標スリップ率を小さく設定してＡＢＳ制御が作動しやすいものとなっている。しかし、車両が走行抵抗の大きな路面を走行している場合、制駆動源により発生する車両の制駆動力と、実際に車両が前進・後退または停止するための制駆動力との間に大きな差がある。そのため、このような車両の走行状態で、ＡＢＳ制御が作動すると、車両に対して不必要な制動力を付与してしまい、結果として、路面への車輪の埋没量が多くなり、車両の再発進が困難となってしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両を停止することで容易に再発進を可能とする車両の制駆動力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】
本発明の車両の制駆動力制御装置は、車両が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部と、ドライバの要求制動力を算出する要求制動力算出部と、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出する目標制動力算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記車両の制駆動力制御装置にて、車両の走行速度を検出する車速検出部を設け、前記目標制動力算出部は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出することが好ましい。
【０００９】
上記車両の制駆動力制御装置にて、車両の急制動を検出する急制動検出部を設け、前記目標制動力算出部は、車両の急制動を検出したときには、要求制動力を目標制動力とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両の制駆動力制御装置は、走行抵抗が大きいときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出するので、余分な制動力を与えることがなくなり、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両を停止することで容易に再発進することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る車両の制駆動力制御装置を表す全体構成図である。
【図２】図２は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置における制御ブロック図である。
【図３】図３は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置による処理の流れを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両の制駆動力制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
〔実施形態〕
図１は、本発明の実施形態に係る車両の制駆動力制御装置を表す全体構成図、図２は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置における制御ブロック図、図３は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置による処理の流れを表すフローチャートである。
【００１４】
本実施形態の車両の制駆動力制御装置は、制動装置として、ブレーキペダルから入力されたブレーキ操作量などに対して、車両の制動力、つまり、制動力を発生させるホイールシリンダへ供給する油圧を電気的に制御する電子制御式制動装置である。具体的に、この電子制御式制動装置としては、ブレーキ操作量に応じて目標制動油圧を設定し、アキュムレータに蓄えられた油圧を調圧してから、ホイールシリンダへ供給することで、制動力を制御するＥＣＢ（Electronically Controlled Brake）である。
【００１５】
このＥＣＢでは、ドライバがブレーキペダルを踏み込むと、マスタシリンダがその操作量に応じた油圧を発生すると共に、作動油の一部がストロークシミュレータに流れ込み、ブレーキペダルストロークを吸収すると共に、ブレーキペダルにブレーキ反力を付与することで、ブレーキペダルの操作量が調整される。一方、制御部は、ブレーキ操作量に応じて車両の目標制動力、つまり、目標制動油圧を設定し、調圧機構によりアキュムレータの油圧を調圧して各ホイールシリンダに供給することで、乗員が所望する制動力が得られる。
【００１６】
以下、本実施形態の車両の制駆動力制御装置について詳細に説明する。図１に示すように、車両１１は、４つの駆動可能な車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを有している。ここで、車輪ＦＲは運転席から見て前方右側、車輪ＦＬは前方左側、車輪ＲＲは後方右側、車輪ＲＬは後方左側の車輪をそれぞれ表している。また、この車両１１は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである内燃機関１２と、自動変速機または無段変速機である変速機１３を含むトランスアクスル１４と、図示されないトランスファとを有している。
【００１７】
即ち、本実施形態の車両１１は、４輪駆動車両として構成されており、前輪ＦＬ，ＦＲに、トランスファ、図示されないフロントデファレンシャル、ドライブシャフト１５Ｌ，１５Ｒを介して、内燃機関１２から動力が伝達される。また、トランスアクスル１４のアウトプットシャフト１６は、リヤデファレンシャル１７に接続されており、このリヤデファレンシャル１７に、ドライブシャフト１８Ｌ，１８Ｒを介して後輪ＲＬ，ＲＲが連結されている。そのため、車両１１は、後輪ＲＬ，ＲＲに、アウトプットシャフト１６、リヤデファレンシャル１７、ドライブシャフト１８Ｌ，１８Ｒを介して、内燃機関１２から動力が伝達される。
【００１８】
なお、本実施形態の車両１１は、４輪駆動車両に限定されるものではなく、２輪駆動車両であってもよく、また、内燃機関に代えて電気モータを搭載した電気自動車、内燃機関及び電気モータを搭載したハイブリッド車両であってもよい。
【００１９】
また、車両１１は、車輪ＦＲ〜ＲＬごとに設けられたディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬを含む制動装置２２を有している。この制動装置２２は、所謂、ＥＢＤ（Electronic Brake force Distribution：電子制動力分配制御）付きのＡＢＳ（Antilock Brake System：アンチロックブレーキ装置）として構成されている。各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２３とブレーキキャリパ２４を有し、各ブレーキキャリパ２４は、ホイールシリンダ２５を内蔵している。そして、各ブレーキキャリパ２４のホイールシリンダ２５は、それぞれ独立の液圧ライン２６を介してブレーキアクチュエータを有するブレーキ油圧回路２７に接続されている。
【００２０】
ブレーキペダル２８は、ドライバが踏み込み可能に支持され、ブレーキブースタ２９が接続され、このブレーキブースタ２９にマスタシリンダ３０が固定されている。ブレーキブースタ２９は、ドライバによるブレーキペダル２８の踏み込み操作に対して所定の倍力比を有するアシスト力を発生することができる。マスタシリンダ３０は、内部に図示しないピストンが移動自在に支持されることで、２つの油圧室を有しており、各油圧室には、ブレーキ踏力とアシスト力を合わせたマスタシリンダ圧を発生させることができる。マスタシリンダ３０の上部には、リザーバタンク３１が設けられており、このマスタシリンダ３０とリザーバタンク３１とは、ブレーキペダル２８が踏み込まれていない状態で連通し、ブレーキペダル２８が踏み込まれると閉鎖され、マスタシリンダ３０の油圧室が加圧される。マスタシリンダ３０は、各油圧室がそれぞれ油圧供給通路３２を介してブレーキ油圧回路２７に接続されている。
【００２１】
ブレーキ油圧回路２７は、ドライバによるブレーキペダル２８の踏み込み量に応じてブレーキ油圧を生成し、このブレーキ油圧を各液圧ライン２６からホイールシリンダ２５に供給し、この各ホイールシリンダ２５を作動させることで、制動装置２２により車輪ＦＲ〜ＲＬに対してブレーキ力を付与し、車両１１に制動力を作用させることができる。
【００２２】
車両１１には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４１が搭載されており、このＥＣＵ４１は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポート及び通信ポートを有している。従って、このＥＣＵ４１は、内燃機関１２、変速機１３、ブレーキ油圧回路２７などを制御可能となっている。
【００２３】
即ち、ＥＣＵ４１には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ４２、アクセルペダル操作によるアクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ４３、スロットル操作によるスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ４４、内燃機関１２の回転数を検出する回転数センサ４５、変速機１３における変速位置（変速段）を検出する変速位置センサ４６が接続されている。
【００２４】
従って、ＥＣＵ４１は、検出された吸入空気量、アクセル開度、スロットル開度、内燃機関回転数、変速位置などに基づいてインジェクタによる燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグによる点火時期を設定し、内燃機関１２及び変速機１３を制御している。
【００２５】
また、ＥＣＵ４１には、ブレーキペダル２８の踏み込み量（ブレーキペダルストローク）を検出するブレーキストロークセンサ４７、マスタシリンダ３０から供給される油圧（マスタシリンダ圧）を検出するマスタシリンダ圧センサ４８が接続されている。従って、ＥＣＵ４１は、検出されたブレーキペダルストローク、マスタシリンダ圧などに基づいてブレーキ油圧回路２７により生成されるブレーキ油圧を制御している。
【００２６】
また、ＥＣＵ４１は、車両１１に作用する前後加速度及び左右加速度を検出する加速度センサ４９が接続されており、検出した前後加速度及び左右加速度をＥＣＵ４１に送信する。更に、ＥＣＵ４１は、各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度を検出する車輪速センサ５０が接続されており、検出した各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度をＥＣＵ４１に送信する。
【００２７】
本実施形態の車両の制駆動力制御装置にて、図２に示すように、ＥＣＵ４１は、車速検出部６１と、走行抵抗検出部６２と、駆動力余剰分検出部６３と、要求制動力算出部６４と、目標制動力算出部６５とを有している。
【００２８】
車速検出部６１は、車両１１の走行速度を検出する。走行抵抗検出部６２は、車両１１が走行する路面の走行抵抗を検出する。駆動力余剰分検出部６３は、車両１１における駆動力の余剰分を検出する。要求制動力算出部６４は、ドライバの要求制動力を算出する。目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する。具体的に、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する。
【００２９】
ここで、駆動力余剰分検出部６３は、車両１１に搭載された駆動源としての内燃機関１２の現在の出力に基づいて求めた推定駆動力と、現在の車両１１の走行状態に基づいて求めた実駆動力との偏差から車両１１における駆動力の余剰分を検出する。
【００３０】
以下、ＥＣＵ４１によるブレーキ油圧回路２７の具体的な制御について説明する。
【００３１】
各車輪速センサ５０は、それぞれの車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度を検出しており、検出した各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度をＥＣＵ４１に送信している。ＥＣＵ４１を構成する車速検出部６１は、受信した車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度に基づいて車両１１の速度としての推定車体速度Ｖａを算出する。また、加速度センサ４９は、車両１１に作用する前後加速度及び左右加速度を検出しており、検出した前後加速度及び左右加速度をＥＣＵ４１に送信している。車速検出部６１は、受信した車両１１に作用する前後加速度に基づいて車両１１の速度としての実車体速度Ｖｂを算出する。
【００３２】
回転数センサ４５は、内燃機関１２の回転数を検出しており、検出した各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度をＥＣＵ４１に送信している。また、変速位置センサ４６は、変速機１３における変速位置（変速段）を検出している。ＥＣＵ４１を構成する走行抵抗検出部６２は、内燃機関１２の回転数と、変速機１３における変速位置に基づいて得られる変速機１３のギヤ比（変速比）とに基づいて、駆動輪である各車輪ＦＲ〜ＲＬの推定車輪速度を算出し、所定期間ごとに算出した推定車輪速度に基づいて推定車輪加速度を算出する。走行抵抗検出部６２は、この推定車輪加速度を利用して車両１１の推定加速度Ｇａを算出する。
【００３３】
また、走行抵抗検出部６２は、加速度センサ４９が検出した実際の車両１１に作用する前後加速度を利用して車両１１の実加速度Ｇｂを算出する。そして、走行抵抗検出部６２は、算出された推定加速度Ｇａと実加速度Ｇｂに基づいて、つまり、推定加速度Ｇａから実加速度Ｇｂを減算することで、車両１１が走行する路面の走行抵抗Ｒを検出する。
【００３４】
なお、路面の走行抵抗Ｒを算出する方法としては、上述した方法に限定されるものではない。例えば、各車輪速センサ５０が検出した各車輪ＦＲ〜ＲＬの回転速度に基づいて推定車輪加速度を算出し、この推定車輪加速度を利用して車両１１の推定加速度Ｇａを算出してもよい。また、道路の勾配、車両重量、車両前面投影面積、車速などから路面の走行抵抗Ｒを算出してもよい。更に、走行抵抗Ｒを求めるための他の要素として、この道路の勾配、車両重量、横加速度などを加味してもよい。この場合、カーナビゲーションシステム、サスペンションシステム（ストロークセンサ）、積載量センサ、シートベルトセンサの検出結果を利用すればよい。
【００３５】
アクセルポジションセンサ４３は、アクセルペダル操作によるアクセル開度を検出し、スロットルポジションセンサ４４は、スロットル操作によるスロットル開度を検出しており、検出したアクセル開度とスロットル開度をＥＣＵ４１に送信している。ＥＣＵ４１を構成する駆動力余剰分検出部６３は、アクセル開度とスロットル開度と内燃機関１２の回転数などに基づいて内燃機関１２の推定駆動トルクを算出し、この推定駆動トルクに、トランスアクスル１４を構成するトルクコンバータのトルク比、変速機１３のギヤ比、変速機１３の効率、デファレンシャル比、各車輪ＦＲ〜ＲＬのタイヤ有効半径などに基づいて車両１１の推定駆動力Ｆａを算出する。
【００３６】
また、駆動力余剰分検出部６３は、加速度センサ４９が検出した実際の車両１１に作用する前後加速度を利用して車両１１の実加速度Ｇｂを算出し、この実加速度Ｇｂと車両重量に基づいて車両１１の実駆動力Ｆｂを算出する。そして、駆動力余剰分検出部６３は、推定駆動力Ｆａと実駆動力Ｆｂに基づいてその偏差から、つまり、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算することで、駆動力の余剰分Ｆｓを算出する。
【００３７】
なお、ここで、駆動力とは、駆動輪ＦＲ〜ＲＬにおける車両駆動力やその駆動力に１対１で対応する駆動力関連値（相当値）であって、上述のように算出した駆動力Ｆａ，Ｆｂだけでなく、車体加速度、駆動軸トルク、車両の出力（パワー）、内燃機関の出力トルク、変速機の入力トルク、トルクコンバータの出力トルクなどを用いてもよいものである。
【００３８】
ブレーキストロークセンサ４７は、ブレーキペダル２８の踏み込み量（ブレーキペダルストローク）を検出しており、検出したブレーキペダルストロークをＥＣＵ４１に送信している。ＥＣＵ４１を構成する要求制動力算出部６４は、このブレーキペダルストロークに基づいてドライバの要求制動力Ｂｒを算出する。
【００３９】
そして、ＥＣＵ４１を構成する目標制動力算出部６５は、通常、ドライバの要求制動力Ｂｒに基づいて目標制動力Ｂｔを算出する。但し、本実施形態にて、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗Ｒが予め設定された所定の走行抵抗Ｒｄより大きく、且つ、走行速度としての実車体速度Ｖｂ（または、推定車体速度Ｖａ）が予め設定された所定の走行速度Ｖｄ以下のときには、要求制動力Ｂｒから駆動力の余剰分Ｆｓを減算して目標制動力Ｂｔを算出する。
【００４０】
ここで、本実施形態の車両の制駆動力制御装置による処理の流れを図３のフローチャートに用いて説明する。
【００４１】
本実施形態の車両の制駆動力制御装置において、図１乃至図３に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ４１は、車両１１が発進状態であるかどうかを判定する。この場合、ＥＣＵ４１は、実車体速度Ｖｂ（または、推定車体速度Ｖａ）が０より大きくなったかどうかにより車両１１の発進状態を判定する。ここで、車両１１が発進状態であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１２にて、ＥＣＵ４１は、車両１１の走行抵抗Ｒが大きい状態であるかどうかを判定する。一方、車両１１が発進状態にないと判定（Ｎｏ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４２】
ＥＣＵ４１を構成する走行抵抗検出部６２は、推定加速度Ｇａから実加速度Ｇｂを減算することで車両１１に対する路面の走行抵抗Ｒを検出しており、ステップＳ１２では、この走行抵抗Ｒが予め設定された所定の走行抵抗Ｒｄより大きいかどうかを判定する。この所定の走行抵抗Ｒｄとは、例えば、車両１１が砂利路、砂地路、雪路などの悪路を走行するときに、この車両１１に対して発生する走行抵抗であって、事前に実験などにより求めておく。
【００４３】
このステップＳ１２にて、ＥＣＵ４１により、車両１１の走行抵抗Ｒが大きい状態（Ｒ＞Ｒｄ）であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１３にて、ＥＣＵ４１は、車両１１が低速走行状態であるかどうかを判定する。一方、車両１１の走行抵抗Ｒが大きい状態（Ｒ≦Ｒｄ）でないと判定（Ｎｏ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４４】
ＥＣＵ４１を構成する車速検出部６１は、実車体速度Ｖｂ（及び、推定車体速度Ｖａ）を算出しており、ステップＳ１３では、この実車体速度Ｖｂ（または、推定車体速度Ｖａ）が予め設定された所定の走行速度Ｖｄ以下であるかどうかを判定する。この所定の走行速度Ｖｄとは、例えば、１０ｋｍ／ｈであるが、この数値に限定されるものではない。
【００４５】
このステップＳ１３にて、ＥＣＵ４１により、車両１１が低速走行状態（Ｖｂ≦Ｖｄ）であると判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１４にて、ＥＣＵ４１は、車両１１の駆動力が余剰状態にあるかどうかを判定する。一方、車両１１が低速走行状態（Ｖｂ＞Ｖｄ）にないと判定（Ｎｏ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４６】
ＥＣＵ４１を構成する駆動力余剰分検出部６３は、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算することで駆動力の余剰分Ｆｓを算出しており、ステップＳ１４では、この駆動力の余剰分Ｆｓが予め設定された所定の駆動力の余剰分Ｆｄより大きいかどうかを判定する。この所定の駆動力の余剰分Ｆｄとは、車両１１が砂利路、砂地路、雪路などの悪路を走行するときに、この車両１１に対して発生する駆動力の余剰分であって、事前に実験などにより求めておく。
【００４７】
このステップＳ１４にて、ＥＣＵ４１により、駆動力の余剰分Ｆｓが所定の駆動力の余剰分Ｆｄより大きい（Ｆｓ＞Ｆｄ）と判定（Ｙｅｓ）されたら、ステップＳ１５に移行する。一方、駆動力の余剰分Ｆｓが所定の駆動力の余剰分Ｆｄより大きくない（Ｆｓ≦Ｆｄ）と判定（Ｎｏ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００４８】
そして、ステップＳ１５にて、ＥＣＵ４１は、車両１１の走行状態が、低速状態で、且つ、走行抵抗大状態であると認識し、ステップＳ１６に移行する。このステップＳ１６にて、ＥＣＵ４１は、目標制動力を算出する。ＥＣＵ４１を構成する目標制動力算出部６５は、通常、ドライバの要求制動力Ｂｒに基づいて目標制動力Ｂｔを算出するが、ステップＳ１５にて、車両１１が低速時に走行抵抗大状態にあると認識したことから、ここでは、要求制動力Ｂｒから駆動力の余剰分Ｆｓを減算して目標制動力Ｂｔを算出する。
Ｂｔ＝Ｂｒ−Ｆｓ
【００４９】
その後、ＥＣＵ４１は、この目標制動力Ｂｔに基づいてブレーキ油圧回路２７を制御し、ドライバによるブレーキペダル２８の踏み込み量に応じると共に、車両１１の走行状態に応じたブレーキ油圧を生成し、このブレーキ油圧を供給してホイールシリンダ２５を作動させることで、車輪ＦＲ〜ＲＬに対してブレーキ力を付与し、車両１１に適正な制動力が作用する。
【００５０】
即ち、車両１１が路面の走行抵抗の大きい砂利路、砂地路、雪路などを走行中に制動操作したとき、ＡＢＳ制御により車輪ＦＲ〜ＲＬをロックしやすい傾向に制御することで、車輪ＦＲ〜ＲＬを砂利路、砂地路、雪路などに潜り込ませて停止距離を短縮することができる。しかし、車両１１が低速で走行しているときに、上記制御を実行すると、車輪ＦＲ〜ＲＬの路面への埋没量が多くなりすぎて発進時にスタックしたり、車体底面が接地して再発進ができなくなったりする場合がある。
【００５１】
本実施形態では、車両１１が路面の走行抵抗が大きい砂利路、砂地路、雪路などを走行しているとき、この車両１１の走行速度が低速であるときには、ドライバの要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出し、通常より小さい制動力により車両１１を停止させている。車両１１が走行抵抗の大きい砂利路、砂地路、雪路などを走行しているときには、車輪ＦＲ〜ＲＬが空転することで駆動力を損失しながら走行している。そのため、この車両１１を停止させる場合には、この損失している駆動力、つまり、駆動力の余剰分に対応する制動力は不要となる。
【００５２】
例えば、車両１１が駆動力１００Ｎで砂利路を走行し、路面の抵抗により駆動力の余剰分６０Ｎが発生しているとき、ドライバから要求制動力１００Ｎがあったとしても、路面の抵抗として駆動力の余剰分６０Ｎがあることから、車両１１を停止するために必要な制動力（目標制動力）は４０Ｎ（１００Ｎ−６０Ｎ）でよいこととなる。
【００５３】
そのため、制動装置２２による不必要な制動力の付与がなくなり、車両１１を適正に停止することができると共に、制動装置２２の耐久性を向上することができる。
【００５４】
このように本実施形態の車両の制駆動力制御装置にあっては、車両１１が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部６２と、駆動力の余剰分を検出する駆動力余剰分検出部６３と、ドライバの要求制動力を算出する要求制動力算出部６４と、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する目標制動力算出部６５とを設けている。
【００５５】
従って、車両１１が走行抵抗の大きい路面を走行中に制動操作されたときに、制動装置２２により余分な制動力を与えることがなくなり、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両１１を停止することができ、その結果、車両１１を容易に再発進することができる。
【００５６】
また、本実施形態の車両の制駆動力制御装置では、車両１１の走行速度を検出する車速検出部６１を設け、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出している。従って、車両１１が低速で走行しているときだけ、上述した制御を実行することで、車両１１の走行安全性を確保することができる。
【００５７】
また、本実施形態の車両の制駆動力制御装置では、駆動力余剰分検出部６３は、車両１１に搭載された駆動源としての内燃機関１２の現在の出力に基づいて求めた推定駆動力と、車両１１の現在の走行状態に基づいて求めた実駆動力との偏差から、駆動力の余剰分を算出している。従って、駆動力の余剰分を高精度に算出することができる。
【００５８】
なお、上述した実施形態にて、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出している。しかし、車両１１の走行安全性を考慮し、車両１１の急制動時には、この制御を実行しないようにしてもよい。
【００５９】
即ち、車両１１の急制動を検出する急制動検出部を設ける。この急制動検出部は、ブレーキストロークセンサ４７が検出したブレーキペダルストロークの変化率が、予め設定された所定の変化率より大きいときに車両１１の急制動を判定する。そして、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下であっても、急制動検出部が車両１１の急制動を検出したときには、要求制動力を目標制動力とする。
【００６０】
即ち、目標制動力算出部６５は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下で、車両１１が急制動でないときに、要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出する。
【００６１】
また、車両１１が走行抵抗の大きい路面を走行しているときや、駆動力が余剰している状態になったときに、ＥＣＵ４１がこの状態をドライバに報知するようにしてもよい。この報知の方法としては、ディスプレイに表示したり、ランプを点灯したり、音声を出したりすればよい。
【００６２】
また、上述した実施形態では、ステップＳ１４にて、ＥＣＵ４１が、車両１１の駆動力が余剰状態にあるかどうかを判定するとき、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算した駆動力の余剰分Ｆｓが所定の駆動力の余剰分Ｆｄより大きいかどうかで判定したが、この方法に限定されるものではない。即ち、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算した駆動力の余剰分Ｆｓが０より大きいときに車両１１の駆動力が余剰状態にあると判定してもよい。
【００６３】
更に、上述した実施形態にて、走行抵抗検出部６２は、内燃機関１２の回転数と変速機１３のギヤ比に基づいて各車輪ＦＲ〜ＲＬの推定車輪速度を算出して車両１１の推定加速度Ｇａを算出する一方、車両１１に作用する前後加速度を利用して実加速度Ｇｂを算出し、推定加速度Ｇａから実加速度Ｇｂを減算して路面の走行抵抗Ｒを求めている。また、駆動力余剰分検出部６３は、アクセル開度とスロットル開度と内燃機関１２の回転数などに基づいて内燃機関１２の推定駆動トルクを算出して車両１１の推定駆動力Ｆａを算出する一方、車両１１に作用する前後加速度を利用して車両１１の実加速度Ｇｂを算出して実駆動力Ｆｂを算出し、推定駆動力Ｆａから実駆動力Ｆｂを減算して駆動力の余剰分Ｆｓを求めている。
【００６４】
この場合、走行抵抗検出部６２と駆動力余剰分検出部６３の処理方法は、これらの方法に限定されるものではない。即ち、走行抵抗検出部６２が、推定駆動力Ｆａと実駆動力Ｆｂに基づいて路面の走行抵抗Ｒを求めたり、駆動力余剰分検出部６３が、推定加速度Ｇａと実加速度Ｇｂに基づいて駆動力の余剰分Ｆｓを求めたりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明にかかる車両の制駆動力制御装置は、走行抵抗が大きいときに要求制動力から駆動力の余剰分を減算して目標制動力を算出することで、走行抵抗の大きな路面であっても、最適な制動力により車両を停止することで容易に再発進を可能とするものであり、車両の駆動力及び制動力を制御する装置に有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１１ 車両
１２ 内燃機関
１３ 変速機
２１ＦＲ，２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬ ディスクブレーキユニット
２２ 制動装置
２５ ホイールシリンダ
２７ ブレーキ油圧回路
２８ ブレーキペダル
４１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４３ アクセルポジションセンサ
４４ スロットルポジションセンサ
４５ 回転数センサ
４６ 変速位置センサ
４７ ブレーキストロークセンサ
４９ 加速度センサ
５０ 車輪速センサ
６１ 車速検出部
６２ 走行抵抗検出部
６３ 駆動力余剰分検出部
６４ 要求制動力算出部
６５ 目標制動力算出部
ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ 車輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部と、
ドライバの要求制動力を算出する要求制動力算出部と、
路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出する目標制動力算出部と、
を備えることを特徴とする車両の制駆動力制御装置。
【請求項２】
車両の走行速度を検出する車速検出部を設け、前記目標制動力算出部は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項３】
車両の急制動を検出する急制動検出部を設け、前記目標制動力算出部は、車両の急制動を検出したときには、要求制動力を目標制動力とすることを特徴とする請求項２に記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項１】
車両が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部と、
ドライバの要求制動力を算出する要求制動力算出部と、
路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きいときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出する目標制動力算出部と、
を備えることを特徴とする車両の制駆動力制御装置。
【請求項２】
車両の走行速度を検出する車速検出部を設け、前記目標制動力算出部は、路面の走行抵抗が予め設定された所定の走行抵抗より大きく、且つ、走行速度が予め設定された所定の走行速度以下のときに要求制動力から走行抵抗を減算して目標制動力を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項３】
車両の急制動を検出する急制動検出部を設け、前記目標制動力算出部は、車両の急制動を検出したときには、要求制動力を目標制動力とすることを特徴とする請求項２に記載の車両の制駆動力制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１５７０３８（Ｐ２０１１−１５７０３８Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３２９（Ｐ２０１０−２２３２９）
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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