駆動力制御装置
【課題】運転者のアクセル操作意識を正確に把握して、車両駆動力の制御を的確に行うことが可能な、駆動力制御装置１を提供する。
【解決手段】ＡＰ操作のパワースペクトルを算出する周波数分析部１４と、運転者のＡＰ操作意識に応じた標準パワースペクトルが記録されている巡航時データベース３６とを備え、ＡＰ操作意識判断部５０は、周波数分析部１４により算出されたパワースペクトルと、巡航時データベース３６に記録されている標準パワースペクトルとを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断し、駆動力制御部５２は、運転者のＡＰ操作意識に応じてＡＰ開度を補正する。
【解決手段】ＡＰ操作のパワースペクトルを算出する周波数分析部１４と、運転者のＡＰ操作意識に応じた標準パワースペクトルが記録されている巡航時データベース３６とを備え、ＡＰ操作意識判断部５０は、周波数分析部１４により算出されたパワースペクトルと、巡航時データベース３６に記録されている標準パワースペクトルとを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断し、駆動力制御部５２は、運転者のＡＰ操作意識に応じてＡＰ開度を補正する。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エコドライブ（燃料消費を少なくする走り方）を実現するためには、アクセルペダル操作を少なくして加減速を抑制することが重要である。アクセル操作を最小限に抑えるには、運転者が高いアクセル操作意識を持つことが必要である。そこで、運転者のアクセル操作意識を評価する技術が開発されている。
特許文献１には、アクセル操作速度について運転者の操作特性のミクロ的な変化パターンに対応する５〜１０分程度の第１の所定期間における第１不偏分散を演算し、マクロ的な変化パターンに対応する３０分程度の第２の所定期間における第２不偏分散を演算し、これらの不偏分散比が数学的に有意差を有する場合に、運転パターンが変化したと認識する技術が記載されている
【特許文献１】特許第２５２７７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、運転パターンが変化したことを判定できても、それが運転者のアクセル操作意識が低いことに起因するものなのか、それとも路面状況や交通流などの走行状況に起因するものなのか、判断することができないという問題がある。その結果、運転パターンの認識を車両駆動力の制御に反映することができない。また特許文献１に記載された技術では、マクロ的な変化パターンを把握するために長時間を要するという問題がある。
そこで本発明は、運転者のアクセル操作意識を正確に把握して、車両駆動力の制御を的確に行うことが可能な、駆動力制御装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度検出手段（例えば、実施形態におけるＡＰ開度センサ１２）と、前記アクセルペダル開度検出手段により検出された前記アクセルペダル開度に基づいて、車両駆動力を制御する駆動力制御手段（例えば、実施形態における駆動力制御部５２）と、を備えた駆動力制御装置であって、前記アクセルペダル操作のパワースペクトルを算出するアクセルペダル操作周波数分析手段（例えば、実施形態における周波数分析部１４）と、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたパワースペクトルに基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断するアクセルペダル操作意識判断手段（例えば、実施形態におけるＡＰ操作意識判断部５０）と、をさらに備え、前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル操作意識判断手段により判断された運転者のアクセルペダル操作意識に応じて、前記アクセルペダル開度を補正することを特徴とする。
【０００５】
請求項２に係る発明は、運転者のアクセルペダル操作意識に応じて予め設定されたアクセルペダル操作の標準パワースペクトルが記録されている記録手段（例えば、実施形態における巡航時データベース３６）を備え、前記アクセルペダル操作意識判断手段は、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトル（例えば、実施形態におけるグラフＡ）と、前記記録手段に記録されている前記標準パワースペクトル（例えば、実施形態におけるグラフＣ）とを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断することを特徴とする。
【０００６】
請求項３に係る発明は、前記アクセルペダル操作意識判断手段は、ケプストラム分析により算出されたアクセルペダル操作の低周波成分に基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断することを特徴とする。
【０００７】
請求項４に係る発明は、前記標準パワースペクトルは、車速に応じて設定されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に係る発明は、路面勾配を取得する路面勾配取得手段（例えば、実施形態における路面勾配取得部２２）と、前記路面勾配取得手段により取得された路面勾配のパワースペクトルを算出する路面勾配周波数分析手段（例えば、実施形態における周波数分析部２４）と、前記路面勾配周波数分析手段により算出された路面勾配のパワースペクトルを用いて、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを修正する修正手段（例えば、実施形態における修正部１８）と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項６に係る発明は、前方車両との車間距離を検出する車間距離検出手段（例えば、実施形態における車間距離センサ４２）を備え、前記駆動力制御手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離が所定値よりも小さい場合に、前記アクセルペダル開度の補正を行わないことを特徴とする。
【００１０】
請求項７に係る発明は、運転者のアクセルペダル操作意識を検出するアクセルペダル操作意識検出手段（例えば、実施形態における覚醒度判断手段）を備え、前記記録手段は、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを、前記アクセルペダル操作意識検出手段より検出された運転者のアクセルペダル操作意識における標準パワースペクトルとして記録しうるようになっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項８に係る発明は、前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度をローパスフィルタで処理することによって補正することを特徴とする。
【００１２】
請求項９に係る発明は、前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度を補正することにより、エンジンの気筒一部休止が禁止される場合、電動機による走行が禁止される場合、またはギア比が低下することになる場合には、前記アクセルペダル開度を補正しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本願の発明者は、アクセルペダル開度分布により運転者のアクセルペダル操作意識を評価しうることを見出した（図２参照）。
請求項１に係る発明によれば、アクセルペダル操作のパワースペクトルに基づいて運転者のアクセルペダル操作意識を判断するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握して車両駆動力の制御を行うことができる。なおアクセルペダル操作のパワースペクトルは、少ないデータ数で短時間に算出することが可能である。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、運転者のアクセルペダル操作意識に応じて予め設定されたアクセルペダル操作の標準パワースペクトルと、算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルとを照合することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００１５】
本願の発明者は、運転者のアクセルペダル操作意識の高低に応じて、アクセルペダル操作の低周波成分に差異が生じることを見出した。特に、アクセルペダル操作意識が低いほど、無意識のアクセルペダル操作が多くなると考えられる。
請求項３に係る発明によれば、ケプストラム分析によりアクセルペダル操作の低周波成分を抽出することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００１６】
運転者のアクセルペダル操作意識が同程度でも、車速に応じてアクセルペダル操作が異なると考えられる。
請求項４に係る発明によれば、車速に応じて標準パワースペクトルが設定されているので、設定運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００１７】
運転者のアクセルペダル操作意識の高低にかかわらず、路面勾配に応じたアクセルペダル操作は必然的に行われる。
請求項５に係る発明によれば、アクセルペダル操作のパワースペクトルを、路面勾配のパワースペクトルにより修正するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００１８】
車間距離が短い場合には、運転者のアクセルペダル操作意識の高低にかかわらず、アクセルペダル操作が頻繁に行われる。
請求項６に係る発明によれば、車間距離が所定値よりも小さい場合にアクセルペダル開度の補正を行わないので、アクセルペダル開度の補正を的確に行うことができる。
【００１９】
アクセルペダル操作意識に応じたアクセルペダル操作は、運転者ごとに微妙に異なると考えられる。
請求項７に係る発明によれば、運転者のアクセルペダル操作のパワースペクトルを算出し、アクセルペダル操作意識に応じた標準パワースペクトルとして記録するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００２０】
運転者のアクセルペダル操作意識が低いほど、無意識のアクセルペダル操作が多くなると考えられる。
請求項８に係る発明によれば、無意識のアクセルペダル操作を排除することが可能になり、アクセルペダル開度の補正を的確に行うことができる。
【００２１】
請求項９に係る発明によれば、アクセルペダル開度を補正することによりかえって燃費が低下するおそれがある場合に、アクセルペダル開度を補正しない構成としたので、燃費の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
一般に、エコドライブ（燃料消費を少なくする走り方）を実現するためには、アクセルペダル（以下「ＡＰ」という。）の操作を少なくすることが重要である。ＡＰ操作を最小限に抑えるには、運転者が高いＡＰ操作意識を持つことが必要である。本願の発明者は、運転者のＡＰ操作意識の評価指標について検討した。具体的には、ＡＰ操作量を最小限とするようにＡＰ操作意識が高い状態で運転した場合と、同乗者と会話しながらＡＰ操作意識が低い状態で運転した場合とで、様々な運転データを取得した。
【００２３】
図２（ａ）はＡＰ開度の分布であり、図２（ｂ）は車速（平均車速からの偏差）の分布である。図２では、ＡＰ操作意識が高い状態のグラフを実線で、低い状態のグラフを破線で示している。図２（ｂ）から、ＡＰ操作意識が高い状態と低い状態とで、車速分布に大きな違いはないことがわかる。すなわち、車速分布に基づいてＡＰ操作意識を評価するのは困難である。これに対して図２（ａ）から、ＡＰ操作意識が高いほどＡＰ開度の分布幅は小さくなり、ＡＰ操作意識が低いほどＡＰ開度の分布幅が大きくなることがわかる。これにより、ＡＰ開度分布に基づいてＡＰ操作意識を評価できることがわかる。
【００２４】
図３は、ＡＰ開度の実現過程の説明図である。現実のＡＰ開度を出力信号ｘ（ｔ）とし、運転者により最適と判断されたＡＰ開度を入力信号ｓ（ｔ）としたときに、運転者の足によるＡＰ操作が伝達回路ｈ（ｔ）になる。すなわち、運転者により最適と判断された（フラットな）ＡＰ開度が、足によるＡＰ操作を経ることにより、現実の（ばたついた）ＡＰ開度となる。
ＡＰ操作を最小限とするエコドライブの場合、運転者により最適と判断されるＡＰ開度は、運転者のＡＰ操作意識の高低にかかわらず同様であると考えられる。これに対して、運転者の足によるＡＰ操作は、運転者のＡＰ操作意識が高いほどばたつきが小さくなり、ＡＰ操作意識が低いほどばたつきが大きくなると考えられる。
【００２５】
そこで、伝達回路ｈ（ｔ）となる運転者の足によるＡＰ操作のみを評価するため、ケプストラム分析を導入する。
ケプストラム分析は、音声認識に採用されている分析手法である。音声（出力信号）は、声帯の振動によって作られた音（入力信号）に、声道の形状によって音色が付加（伝達回路）されることによって生成される。ここで、声帯振動の周期に起因する音の高さや、声帯振動の振幅に起因する音の強さは、音声認識にとって重要ではない。これに対して、舌の位置や顎の構え等の声道形状によって変化する音色こそが、音声認識にとって重要な言語音を特徴付けるものである。そこで音声認識では、声道形状によって付加される音色のみを評価するため、ケプストラム分析が利用されている。
【００２６】
ケプストラム分析のアルゴリズムについて、具体的に説明する。
出力信号ｘ（ｔ）、入力信号ｓ（ｔ）および伝達回路ｈ（ｔ）の関係は、次式で表される。
【００２７】
【数１】
【００２８】
両辺をフーリエ変換（ＦＦＴ）すると、次式が得られる。
【００２９】
【数２】
【００３０】
次に、Ｘ（ω）のパワースペクトルを求め、その対数をとると、次式が得られる。
【００３１】
【数３】
【００３２】
両辺を逆フーリエ変換すると、次式が得られる。
【００３３】
【数４】
【００３４】
これにより、ＡＰ開度の出力信号が高周波成分（Ｓ（ω））および低周波成分（Ｈ（ω））に分離される。そこで、伝達回路に起因する低周波成分のみを抽出して評価する。具体的には、抽出したデータが、（言語音ごとに）予め用意された標準データと一致するか判断する。
【００３５】
（駆動力制御装置）
図１は、本実施形態に係る駆動力制御装置のブロック図である。本実施形態に係る駆動力制御装置１は、ＡＰ開度を検出するＡＰ開度センサ１２と、ＡＰ開度のパワースペクトルを算出する周波数分析部１４と、パワースペクトルの低周波成分を抽出するパラメータ算出処理部１６とを備えている。なおパラメータ算出処理部１６は、パワースペクトルの低周波成分のうち、特徴的な次数（例えば１〜５次）の強度をパラメータとして算出するようになっている。
図４は、ＡＰ開度のパワースペクトルの低周波成分を抽出したグラフの一例である。運転者のＡＰ操作意識が高い場合には、ＡＰ開度がほぼ一定になるのでグラフＣが得られる。これに対して、ＡＰ操作意識が低い場合には、無意識のＡＰ操作が行われるためグラフＡのようになる。これらのグラフの特定周波数（例えばｆ１〜ｆ３）におけるパワーが、パラメータとして算出される。
【００３６】
図１に戻り、駆動力制御装置１は、自車両の車速を検出する車速センサ３２と、平均車速を算出する車速処理部３４と、平均車速ごとに標準パラメータが保存された巡航時データベース３６を備えている。巡航時データベース３６には、標準パラメータとして、ＡＰ操作意識が高い場合の平均的なパラメータが予め記録されている。なおＡＰ操作意識が高い場合でも、車速が低い場合には、ＡＰ操作のばたつきが大きくなるものと考えられる。そこで、車速ごとに標準パラメータが記録されている。
図４の例では、運転者のＡＰ操作意識が高い場合であるグラフＣのパラメータが、標準パラメータとして巡航時データベース３６に記録されている。
【００３７】
図１に戻り、駆動力制御装置１は、パラメータ照合およびＡＰ操作意識判断部（以下「ＡＰ操作意識判断部」という。）５０を備えている。ＡＰ操作意識判断部５０は、ＡＰ開度のパラメータ算出処理部１６により算出されたパラメータと、巡航時データベース３６に記録された標準パラメータとを照合するようになっている。両パラメータの照合は、両パラメータの差分が閾値未満か否かによって行うことが可能であるが、ニューラルネットワーク等の認識手法を用いてもよい。そして、照合結果が一致しなかった場合に、運転者のＡＰ操作意識が低いと判断する。
図４の例では、ＡＰ開度のパラメータ算出処理部１６により算出されたグラフＡのパラメータ（例えばａ１〜ａ３）と、巡航時データベース３６に記録されたグラフＣの標準パラメータ（例えばｃ１〜ｃ３）との照合が行われる。
【００３８】
なお本実施形態では、巡航時データベース３６に標準パラメータとしてＡＰ操作意識が高い場合のパラメータが記録され、ＡＰ操作意識判断部５０において照合結果が一致しなかった場合に、運転者のＡＰ操作意識が低いと判断する構成としたが、これとは逆に、巡航時データベース３６に標準パラメータとしてＡＰ操作意識が低い場合のパラメータが記録され、ＡＰ操作意識判断部５０において照合結果が一致した場合に、運転者のＡＰ操作意識が低いと判断する構成としてもよい。
【００３９】
ところで路面に凹凸がある場合には、運転者のＡＰ操作意識が高いほど、その凹凸に対応してＡＰ操作が行われる傾向にある。このようなＡＰ操作が、無意識のＡＰ操作であると誤って判断されるのを防止する必要がある。そこで路面勾配に基づくパラメータを算出し、これによりＡＰ開度のパラメータを修正して、修正ＡＰ開度パラメータを算出する。
図４では、ＡＰ開度のパワースペクトルであるグラフＡを、路面勾配のパワースペクトルで修正してグラフＢを得る。このグラフＢから修正ＡＰ開度パラメータを算出して、グラフＣの標準パラメータと照合する。
【００４０】
そのため、図１に示す駆動力制御装置１は、路面の勾配を取得する路面勾配取得部２２と、路面勾配のパワースペクトルを算出する周波数分析部２４と、パワースペクトルの低周波成分を抽出するパラメータ算出処理部２６とを備えている。なお路面勾配取得部２２は、車両駆動力と車速との関係から路面勾配を算出するようになっている。またパラメータ算出処理部２６は、ＡＰ開度のパラメータ算出処理部１６と同じ次数のパラメータを算出するようになっている。
また駆動力制御装置１は、ＡＰ開度のパラメータを路面勾配のパラメータにより修正する修正部１８を備えている。
【００４１】
さらに駆動力制御装置１は、駆動力制御部５２を備えている。駆動力制御部５２は、ＡＰ開度に対応するスロットル量を指示するものである。ただし、ＡＰ操作意識判断部５０において運転者のＡＰ操作意識が高くないと判断された場合には、駆動力制御部５２はＡＰ開度を補正し、補正されたＡＰ開度に対応するスロットル量を指示して、駆動力を補正する。具体的な補正方法として、ＡＰ開度をローパスフィルタで処理する。運転者のＡＰ操作意識が低い場合のＡＰ開度（図４のグラフＡに相当）をローパスフィルタで処理することにより、ＡＰ操作意識が高い場合と同様のＡＰ開度（図４のグラフＣに相当）を得ることができる。このＡＰ開度に基づいてスロットル量を指示すれば、ＡＰ操作意識が高い場合と同様のエコドライブを実現することができる。なお、ＡＰ開度をローパスフィルタで処理する代わりに、ＡＰ開度を一定とした場合のスロットル量を指示してもよい。
【００４２】
ところで、自車両と前方車両との車間距離が短い場合には、運転者のＡＰ操作意識が高いほど、ＡＰ操作が頻繁に行われる傾向にある。この場合に、ＡＰ操作意識が低いと判断して駆動力補正を行うことは適切でない。
そこで、図１に示す駆動力制御装置１は、車間距離センサ４２を備えている。車間距離センサ４２として、マイクロ波レーダやミリ波レーダ、レーザレーダ等のレーダが、自車両の前方に装着されている。このレーダからの照射波が先行車両で反射して戻ってくるまでの時間を計測することにより、自車両と先行車両との車間距離を検出しうるようになっている。そして駆動力制御部５２は、検出された車間距離が所定値より小さいか否かを判断し、所定値より小さい場合にはＡＰ開度の補正を行わないようになっている。
【００４３】
（駆動力制御方法）
次に、本実施形態に係る駆動力制御装置を使用した駆動力制御方法について説明する。
図５は、駆動力制御方法のメインルーチンのフローチャートである。まずＳ２において、ＡＰ開度センサ１２によりＡＰ開度データＡＰを読み込む。またＳ４において、車速センサ３２により車速ＶＰを読み込む。またＳ６において、路面勾配取得部２２により勾配値データＳＬＰを取得する。次にＳ８において、読み込んだ車速ＶＰから逐次平均車速ＶＰaveを算出する。
【００４４】
Ｓ１０において、加減速判定処理を行う。具体的には、今回のＡＰ開度と前回のＡＰ開度との差分が所定値を超える場合には加速中であると判断し、今回のＡＰ開度が０であるかブレーキが踏み込まれた場合には減速中であると判断する。次にＳ１２において、巡航（クルーズ）走行中であるか判断する。Ｓ１０において加速中または減速中と判定された場合には、Ｓ１２の判断はＮｏ（巡航中でない）であり、駆動力補正は行わない。逆に、Ｓ１０において加速中および減速中と判定されなかった場合には、Ｓ１２の判断はＹｅｓ（巡航中）であり、Ｓ１４に進む。
Ｓ１４では、駆動力補正中フラグＡＣＴが０であるか判断する。駆動力補正中の状態ではＳ１４の判断がＮｏになり、次述するＡＰ開度データおよび勾配値データの蓄積処理を行わずに、駆動力補正を継続する。駆動力補正前の状態ではＳ１４の判断がＹｅｓになり、Ｓ１６に進む。
【００４５】
Ｓ１６ではデータ蓄積数ｎをカウントする。Ｓ１８では、読み込んだＡＰ開度データＡＰおよび勾配値データＳＬＰを、それぞれＡＰ（ｎ）およびＳＬＰ（ｎ）として記録する。Ｓ２０では、データ蓄積数ｎが規定回数を超えたか判断する。なお高速フーリエ変換（ＦＦＴ）では２ｍ個のデータが必要になるので、規定回数を例えば２０４８に設定する。この場合でも、データのサンプリング時間を短くできるので、周波数分析を短時間で行うことができる。
【００４６】
次にＳ２２において、ケプストラム分析を行う。具体的には、蓄積したＡＰ開度データをフーリエ変換し（数式２）、パワースペクトルを求める（数式３）。さらに逆フーリエ変換して（数式４）、低周波成分のパラメータを算出する。勾配値データについても同様にパラメータを算出する。
次にＳ２４において、ＡＰ開度パラメータＡＰ（f1、f2、…、fx）と、勾配値パラメータＳＬＰ（f1、f2、…、fx）との差分を算出し、修正ＡＰ開度パラメータＡＰＤ（f1、f2、…、fx）を算出する。
次にＳ２６において、平均車速ＶＰaveにおける標準パラメータＡＰｂ（f1、f2、…、fx）を、巡航時データベース３６から読み込む。
次にＳ２８において、パラメータ照合処理を行う。具体的には、修正ＡＰ開度パラメータＡＰＤ（f1、f2、…、fx）と、標準パラメータＡＰｂ（f1、f2、…、fx）との差分を算出する。
【００４７】
次にＳ３０において、照合結果が一致したか判断する。具体的には、算出した差分が所定値より小さいか否かによって判断する。Ｓ３０の判断がＹｅｓ（照合結果が一致）の場合には、運転者のＡＰ操作意識が高い状態にあるから、駆動力補正処理を行わない。具体的には、Ｓ３２に進み、駆動力補正中フラグＡＣＴが１であるか判断する。判断がＮｏの場合はＳ３４に進み、通常通りＡＰ開度に対応したスロットル量を算出する。なおＳ３６において駆動力補正中フラグＡＣＴを０とし、Ｓ３８においてデータ蓄積数ｎをリセットする。そして、Ｓ４４においてスロットル量を指示する。
【００４８】
一方、Ｓ３０の判断がＮｏ（照合結果が不一致）の場合には、運転者のＡＰ操作意識が低い状態にあるから、Ｓ４００に進んで駆動力補正処理を行う。
図６は、駆動力補正処理サブルーチンのフローチャートである。まずＳ４０２において、前回のトランスミッションのギアレシオRatio_prevを読み込む。次にＳ４０４において、ＡＰ開度をローパスフィルタＬＰＦで処理し、ＬＰＦ処理後のＡＰ開度ＡＰlpfを生成する。
【００４９】
次にＳ４０８において、ＡＰlpfに対応するギアレシオRatioを算出する。またＳ４１０において、ＡＰlpfにより休筒（エンジンの気筒一部休止）処理が可能であるか判断する。またＳ４１０において、ＡＰlpfによりＥＶ走行（電動機による走行）が可能であるか判断する。
そしてＳ４１４において、休筒処理フラグF_CSOKが１であるか、すなわち休筒処理が可能であるか判断し、Ｙｅｓの場合はＳ４１６に進む。Ｓ４１６では、ＥＶ走行フラグF_EVOKが１であるか、すなわちＥＶ走行が可能であるか判断し、Ｙｅｓの場合はＳ４１８に進む。Ｓ４１８では、ＡＰlpfに対応するギアレシオRatioが、前回のギアレシオRatio_prevより小さくなるか判断し、Ｙｅｓの場合はＳ４０６に進む。Ｓ４０６では、スロットル値を検索するＡＰ開度ＡＰとしてＡＰlpfを採用する。そしてＳ４２２では、ＡＰに対応するスロットル値を検索する。
【００５０】
これに対して、Ｓ４１４、Ｓ４１６およびＳ４１８のうちいずれかの判断がＮｏの場合には、ＡＰlpfを採用することでかえって燃費が低下するおそれがある。そこでＳ４２０に進み、スロットル値を検索するＡＰ開度ＡＰとしてローパスフィルタ処理前のＡＰを採用する。そしてＳ４２２では、ＡＰに対応するスロットル値を検索する。
図５に戻り、Ｓ４２では、駆動力補正中フラグＡＣＴを１にする。そしてＡ４４では、ＡＰに対応するスロットル値を、指示値として出力する。
以上により、ＡＰ開度が補正されて駆動力補正が行われる。
【００５１】
以上に詳述したように、図１に示す第１実施形態に係る駆動力制御装置１は、ＡＰ操作のパワースペクトルを算出する周波数分析部１４と、運転者のＡＰ操作意識に応じた標準パラメータが記録されている巡航時データベース３６とを備え、ＡＰ操作意識判断部５０は、算出されたパラメータと、巡航時データベース３６に記録されている標準パラメータとを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断し、駆動力制御部５２は、運転者のＡＰ操作意識に応じてＡＰ開度を補正する構成とした。
上記構成によれば、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握して車両駆動力の制御を行うことができる。これにより、エコドライブを実現することが可能になり、燃費を向上させることができる。
【００５２】
またＡＰ操作意識判断部５０は、ケプストラム分析により算出されたＡＰ操作の低周波成分に基づいて、運転者のＡＰ操作意識を判断する構成とした。
運転者のＡＰ操作意識の高低に応じて、ＡＰ操作の低周波成分に差異が生じる。特にＡＰ操作意識が低いほど、無意識のＡＰ操作が多くなると考えられる。そこで上記構成によれば、ケプストラム分析によりＡＰ操作の低周波成分を抽出することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００５３】
また駆動力制御部５２は、ＡＰ開度をローパスフィルタで処理して補正する構成とした。上記構成によれば、無意識のＡＰ操作を排除することが可能になり、ＡＰ開度の補正を的確に行うことができる。
また駆動力制御部５２は、ＡＰ操作意識判断部５０により運転者のＡＰ操作意識が低いと判断された場合に、ＡＰ開度の補正を行う構成とした。上記構成によれば、運転者のＡＰ操作に対応する駆動力と、補正されたＡＰ開度に対応する駆動力との間に差異があっても、運転者が違和感を覚えることは少ないと考えられる。したがって、運転者に違和感を与えることなくＡＰ開度の補正を行うことができる。また本実施形態によれば、ＡＰ操作意識を高い状態に維持するための身体的な負担から、運転者を解放することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
上述した第１実施形態では、巡航時データベース３６に予め記録されている標準パラメータに基づいて運転者のＡＰ操作意識を判断した。しかしながら、ＡＰ操作意識に応じたＡＰ操作は運転者ごとに微妙に異なるため、予め記録された標準パラメータを利用する場合には、運転者のＡＰ操作意識の検出精度向上に限界がある。そこで第２実施形態では、運転者のＡＰ操作意識に応じたＡＰ操作を学習して学習標準パラメータを作成し、この学習標準パラメータに基づいて運転者のＡＰ操作意識を判断する。
【００５５】
第２実施形態の駆動力制御装置は、運転者の覚醒度を判断する覚醒度判断手段を備えている。覚醒度判断手段として、運転者の脳波を測定する脳波センサや、脈拍を測定する脈拍センサ等を採用することが可能である。
この覚醒度判断手段を用いて、運転者の覚醒度からＡＰ操作意識を検出する。ＡＰ操作意識が高い状態にあることが検出された場合に、第１実施形態と同様にＡＰ開度パラメータを算出し、これを学習標準パラメータとして巡航時データベース３６に記録する。なお第１実施形態と同様に、車速ごとに学習標準パラメータを作成して記録することが望ましい。すべての学習標準パラメータの作成が完了したら、第１実施形態と同様の方法で駆動力制御を実施する。
【００５６】
以上に詳述したように、第２実施形態に係る駆動力制御装置は、運転者のＡＰ操作意識を検出する覚醒度判断手段を備え、巡航時データベース３６は、算出されたＡＰ操作のパラメータを、覚醒度判断手段により検出された運転者のＡＰ操作意識における学習標準パラメータとして記録しうるようになっている構成とした。
ＡＰ操作意識に応じたＡＰ操作は、運転者ごとに微妙に異なると考えられる。そこで、運転者のＡＰ操作のパラメータを算出し、ＡＰ操作意識に応じた学習標準パラメータとして記録することで、運転者のＡＰ操作意識を正確に把握することができる。
【００５７】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
この発明はエンジンのみを駆動源とする車両だけでなく、エンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッド車両等にも適用することが可能である。
また、複数のドライバにより運転される車両の場合には、ドライバごとに標準パラメータを設定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態に係る駆動力制御装置のブロック図である。
【図２】（ａ）はＡＰ開度の分布であり、（ｂ）は車速（平均車速からの偏差）の分布である。
【図３】ＡＰ開度の実現過程の説明図である。
【図４】ＡＰ開度のパワースペクトルの低周波成分を抽出したグラフである。
【図５】駆動力制御方法のメインルーチンのフローチャートである。
【図６】駆動力補正処理サブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１…駆動力制御装置 １２…ＡＰ開度センサ（アクセルペダル開度検出手段） １４…周波数分析部（アクセルペダル操作周波数分析手段） １８…修正部（修正手段） ２２…路面勾配取得部（路面勾配取得手段） ２４…周波数分析部（路面勾配周波数分析手段） ３６…巡航時データベース（記録手段） ４２…車間距離センサ（車間距離検出手段） ５０…ＡＰ操作意識判断部（アクセルペダル操作意識判断手段） ５２…駆動力制御部（駆動力制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エコドライブ（燃料消費を少なくする走り方）を実現するためには、アクセルペダル操作を少なくして加減速を抑制することが重要である。アクセル操作を最小限に抑えるには、運転者が高いアクセル操作意識を持つことが必要である。そこで、運転者のアクセル操作意識を評価する技術が開発されている。
特許文献１には、アクセル操作速度について運転者の操作特性のミクロ的な変化パターンに対応する５〜１０分程度の第１の所定期間における第１不偏分散を演算し、マクロ的な変化パターンに対応する３０分程度の第２の所定期間における第２不偏分散を演算し、これらの不偏分散比が数学的に有意差を有する場合に、運転パターンが変化したと認識する技術が記載されている
【特許文献１】特許第２５２７７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、運転パターンが変化したことを判定できても、それが運転者のアクセル操作意識が低いことに起因するものなのか、それとも路面状況や交通流などの走行状況に起因するものなのか、判断することができないという問題がある。その結果、運転パターンの認識を車両駆動力の制御に反映することができない。また特許文献１に記載された技術では、マクロ的な変化パターンを把握するために長時間を要するという問題がある。
そこで本発明は、運転者のアクセル操作意識を正確に把握して、車両駆動力の制御を的確に行うことが可能な、駆動力制御装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度検出手段（例えば、実施形態におけるＡＰ開度センサ１２）と、前記アクセルペダル開度検出手段により検出された前記アクセルペダル開度に基づいて、車両駆動力を制御する駆動力制御手段（例えば、実施形態における駆動力制御部５２）と、を備えた駆動力制御装置であって、前記アクセルペダル操作のパワースペクトルを算出するアクセルペダル操作周波数分析手段（例えば、実施形態における周波数分析部１４）と、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたパワースペクトルに基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断するアクセルペダル操作意識判断手段（例えば、実施形態におけるＡＰ操作意識判断部５０）と、をさらに備え、前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル操作意識判断手段により判断された運転者のアクセルペダル操作意識に応じて、前記アクセルペダル開度を補正することを特徴とする。
【０００５】
請求項２に係る発明は、運転者のアクセルペダル操作意識に応じて予め設定されたアクセルペダル操作の標準パワースペクトルが記録されている記録手段（例えば、実施形態における巡航時データベース３６）を備え、前記アクセルペダル操作意識判断手段は、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトル（例えば、実施形態におけるグラフＡ）と、前記記録手段に記録されている前記標準パワースペクトル（例えば、実施形態におけるグラフＣ）とを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断することを特徴とする。
【０００６】
請求項３に係る発明は、前記アクセルペダル操作意識判断手段は、ケプストラム分析により算出されたアクセルペダル操作の低周波成分に基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断することを特徴とする。
【０００７】
請求項４に係る発明は、前記標準パワースペクトルは、車速に応じて設定されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に係る発明は、路面勾配を取得する路面勾配取得手段（例えば、実施形態における路面勾配取得部２２）と、前記路面勾配取得手段により取得された路面勾配のパワースペクトルを算出する路面勾配周波数分析手段（例えば、実施形態における周波数分析部２４）と、前記路面勾配周波数分析手段により算出された路面勾配のパワースペクトルを用いて、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを修正する修正手段（例えば、実施形態における修正部１８）と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項６に係る発明は、前方車両との車間距離を検出する車間距離検出手段（例えば、実施形態における車間距離センサ４２）を備え、前記駆動力制御手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離が所定値よりも小さい場合に、前記アクセルペダル開度の補正を行わないことを特徴とする。
【００１０】
請求項７に係る発明は、運転者のアクセルペダル操作意識を検出するアクセルペダル操作意識検出手段（例えば、実施形態における覚醒度判断手段）を備え、前記記録手段は、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを、前記アクセルペダル操作意識検出手段より検出された運転者のアクセルペダル操作意識における標準パワースペクトルとして記録しうるようになっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項８に係る発明は、前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度をローパスフィルタで処理することによって補正することを特徴とする。
【００１２】
請求項９に係る発明は、前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度を補正することにより、エンジンの気筒一部休止が禁止される場合、電動機による走行が禁止される場合、またはギア比が低下することになる場合には、前記アクセルペダル開度を補正しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本願の発明者は、アクセルペダル開度分布により運転者のアクセルペダル操作意識を評価しうることを見出した（図２参照）。
請求項１に係る発明によれば、アクセルペダル操作のパワースペクトルに基づいて運転者のアクセルペダル操作意識を判断するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握して車両駆動力の制御を行うことができる。なおアクセルペダル操作のパワースペクトルは、少ないデータ数で短時間に算出することが可能である。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、運転者のアクセルペダル操作意識に応じて予め設定されたアクセルペダル操作の標準パワースペクトルと、算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルとを照合することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００１５】
本願の発明者は、運転者のアクセルペダル操作意識の高低に応じて、アクセルペダル操作の低周波成分に差異が生じることを見出した。特に、アクセルペダル操作意識が低いほど、無意識のアクセルペダル操作が多くなると考えられる。
請求項３に係る発明によれば、ケプストラム分析によりアクセルペダル操作の低周波成分を抽出することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００１６】
運転者のアクセルペダル操作意識が同程度でも、車速に応じてアクセルペダル操作が異なると考えられる。
請求項４に係る発明によれば、車速に応じて標準パワースペクトルが設定されているので、設定運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００１７】
運転者のアクセルペダル操作意識の高低にかかわらず、路面勾配に応じたアクセルペダル操作は必然的に行われる。
請求項５に係る発明によれば、アクセルペダル操作のパワースペクトルを、路面勾配のパワースペクトルにより修正するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００１８】
車間距離が短い場合には、運転者のアクセルペダル操作意識の高低にかかわらず、アクセルペダル操作が頻繁に行われる。
請求項６に係る発明によれば、車間距離が所定値よりも小さい場合にアクセルペダル開度の補正を行わないので、アクセルペダル開度の補正を的確に行うことができる。
【００１９】
アクセルペダル操作意識に応じたアクセルペダル操作は、運転者ごとに微妙に異なると考えられる。
請求項７に係る発明によれば、運転者のアクセルペダル操作のパワースペクトルを算出し、アクセルペダル操作意識に応じた標準パワースペクトルとして記録するので、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００２０】
運転者のアクセルペダル操作意識が低いほど、無意識のアクセルペダル操作が多くなると考えられる。
請求項８に係る発明によれば、無意識のアクセルペダル操作を排除することが可能になり、アクセルペダル開度の補正を的確に行うことができる。
【００２１】
請求項９に係る発明によれば、アクセルペダル開度を補正することによりかえって燃費が低下するおそれがある場合に、アクセルペダル開度を補正しない構成としたので、燃費の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
一般に、エコドライブ（燃料消費を少なくする走り方）を実現するためには、アクセルペダル（以下「ＡＰ」という。）の操作を少なくすることが重要である。ＡＰ操作を最小限に抑えるには、運転者が高いＡＰ操作意識を持つことが必要である。本願の発明者は、運転者のＡＰ操作意識の評価指標について検討した。具体的には、ＡＰ操作量を最小限とするようにＡＰ操作意識が高い状態で運転した場合と、同乗者と会話しながらＡＰ操作意識が低い状態で運転した場合とで、様々な運転データを取得した。
【００２３】
図２（ａ）はＡＰ開度の分布であり、図２（ｂ）は車速（平均車速からの偏差）の分布である。図２では、ＡＰ操作意識が高い状態のグラフを実線で、低い状態のグラフを破線で示している。図２（ｂ）から、ＡＰ操作意識が高い状態と低い状態とで、車速分布に大きな違いはないことがわかる。すなわち、車速分布に基づいてＡＰ操作意識を評価するのは困難である。これに対して図２（ａ）から、ＡＰ操作意識が高いほどＡＰ開度の分布幅は小さくなり、ＡＰ操作意識が低いほどＡＰ開度の分布幅が大きくなることがわかる。これにより、ＡＰ開度分布に基づいてＡＰ操作意識を評価できることがわかる。
【００２４】
図３は、ＡＰ開度の実現過程の説明図である。現実のＡＰ開度を出力信号ｘ（ｔ）とし、運転者により最適と判断されたＡＰ開度を入力信号ｓ（ｔ）としたときに、運転者の足によるＡＰ操作が伝達回路ｈ（ｔ）になる。すなわち、運転者により最適と判断された（フラットな）ＡＰ開度が、足によるＡＰ操作を経ることにより、現実の（ばたついた）ＡＰ開度となる。
ＡＰ操作を最小限とするエコドライブの場合、運転者により最適と判断されるＡＰ開度は、運転者のＡＰ操作意識の高低にかかわらず同様であると考えられる。これに対して、運転者の足によるＡＰ操作は、運転者のＡＰ操作意識が高いほどばたつきが小さくなり、ＡＰ操作意識が低いほどばたつきが大きくなると考えられる。
【００２５】
そこで、伝達回路ｈ（ｔ）となる運転者の足によるＡＰ操作のみを評価するため、ケプストラム分析を導入する。
ケプストラム分析は、音声認識に採用されている分析手法である。音声（出力信号）は、声帯の振動によって作られた音（入力信号）に、声道の形状によって音色が付加（伝達回路）されることによって生成される。ここで、声帯振動の周期に起因する音の高さや、声帯振動の振幅に起因する音の強さは、音声認識にとって重要ではない。これに対して、舌の位置や顎の構え等の声道形状によって変化する音色こそが、音声認識にとって重要な言語音を特徴付けるものである。そこで音声認識では、声道形状によって付加される音色のみを評価するため、ケプストラム分析が利用されている。
【００２６】
ケプストラム分析のアルゴリズムについて、具体的に説明する。
出力信号ｘ（ｔ）、入力信号ｓ（ｔ）および伝達回路ｈ（ｔ）の関係は、次式で表される。
【００２７】
【数１】
【００２８】
両辺をフーリエ変換（ＦＦＴ）すると、次式が得られる。
【００２９】
【数２】
【００３０】
次に、Ｘ（ω）のパワースペクトルを求め、その対数をとると、次式が得られる。
【００３１】
【数３】
【００３２】
両辺を逆フーリエ変換すると、次式が得られる。
【００３３】
【数４】
【００３４】
これにより、ＡＰ開度の出力信号が高周波成分（Ｓ（ω））および低周波成分（Ｈ（ω））に分離される。そこで、伝達回路に起因する低周波成分のみを抽出して評価する。具体的には、抽出したデータが、（言語音ごとに）予め用意された標準データと一致するか判断する。
【００３５】
（駆動力制御装置）
図１は、本実施形態に係る駆動力制御装置のブロック図である。本実施形態に係る駆動力制御装置１は、ＡＰ開度を検出するＡＰ開度センサ１２と、ＡＰ開度のパワースペクトルを算出する周波数分析部１４と、パワースペクトルの低周波成分を抽出するパラメータ算出処理部１６とを備えている。なおパラメータ算出処理部１６は、パワースペクトルの低周波成分のうち、特徴的な次数（例えば１〜５次）の強度をパラメータとして算出するようになっている。
図４は、ＡＰ開度のパワースペクトルの低周波成分を抽出したグラフの一例である。運転者のＡＰ操作意識が高い場合には、ＡＰ開度がほぼ一定になるのでグラフＣが得られる。これに対して、ＡＰ操作意識が低い場合には、無意識のＡＰ操作が行われるためグラフＡのようになる。これらのグラフの特定周波数（例えばｆ１〜ｆ３）におけるパワーが、パラメータとして算出される。
【００３６】
図１に戻り、駆動力制御装置１は、自車両の車速を検出する車速センサ３２と、平均車速を算出する車速処理部３４と、平均車速ごとに標準パラメータが保存された巡航時データベース３６を備えている。巡航時データベース３６には、標準パラメータとして、ＡＰ操作意識が高い場合の平均的なパラメータが予め記録されている。なおＡＰ操作意識が高い場合でも、車速が低い場合には、ＡＰ操作のばたつきが大きくなるものと考えられる。そこで、車速ごとに標準パラメータが記録されている。
図４の例では、運転者のＡＰ操作意識が高い場合であるグラフＣのパラメータが、標準パラメータとして巡航時データベース３６に記録されている。
【００３７】
図１に戻り、駆動力制御装置１は、パラメータ照合およびＡＰ操作意識判断部（以下「ＡＰ操作意識判断部」という。）５０を備えている。ＡＰ操作意識判断部５０は、ＡＰ開度のパラメータ算出処理部１６により算出されたパラメータと、巡航時データベース３６に記録された標準パラメータとを照合するようになっている。両パラメータの照合は、両パラメータの差分が閾値未満か否かによって行うことが可能であるが、ニューラルネットワーク等の認識手法を用いてもよい。そして、照合結果が一致しなかった場合に、運転者のＡＰ操作意識が低いと判断する。
図４の例では、ＡＰ開度のパラメータ算出処理部１６により算出されたグラフＡのパラメータ（例えばａ１〜ａ３）と、巡航時データベース３６に記録されたグラフＣの標準パラメータ（例えばｃ１〜ｃ３）との照合が行われる。
【００３８】
なお本実施形態では、巡航時データベース３６に標準パラメータとしてＡＰ操作意識が高い場合のパラメータが記録され、ＡＰ操作意識判断部５０において照合結果が一致しなかった場合に、運転者のＡＰ操作意識が低いと判断する構成としたが、これとは逆に、巡航時データベース３６に標準パラメータとしてＡＰ操作意識が低い場合のパラメータが記録され、ＡＰ操作意識判断部５０において照合結果が一致した場合に、運転者のＡＰ操作意識が低いと判断する構成としてもよい。
【００３９】
ところで路面に凹凸がある場合には、運転者のＡＰ操作意識が高いほど、その凹凸に対応してＡＰ操作が行われる傾向にある。このようなＡＰ操作が、無意識のＡＰ操作であると誤って判断されるのを防止する必要がある。そこで路面勾配に基づくパラメータを算出し、これによりＡＰ開度のパラメータを修正して、修正ＡＰ開度パラメータを算出する。
図４では、ＡＰ開度のパワースペクトルであるグラフＡを、路面勾配のパワースペクトルで修正してグラフＢを得る。このグラフＢから修正ＡＰ開度パラメータを算出して、グラフＣの標準パラメータと照合する。
【００４０】
そのため、図１に示す駆動力制御装置１は、路面の勾配を取得する路面勾配取得部２２と、路面勾配のパワースペクトルを算出する周波数分析部２４と、パワースペクトルの低周波成分を抽出するパラメータ算出処理部２６とを備えている。なお路面勾配取得部２２は、車両駆動力と車速との関係から路面勾配を算出するようになっている。またパラメータ算出処理部２６は、ＡＰ開度のパラメータ算出処理部１６と同じ次数のパラメータを算出するようになっている。
また駆動力制御装置１は、ＡＰ開度のパラメータを路面勾配のパラメータにより修正する修正部１８を備えている。
【００４１】
さらに駆動力制御装置１は、駆動力制御部５２を備えている。駆動力制御部５２は、ＡＰ開度に対応するスロットル量を指示するものである。ただし、ＡＰ操作意識判断部５０において運転者のＡＰ操作意識が高くないと判断された場合には、駆動力制御部５２はＡＰ開度を補正し、補正されたＡＰ開度に対応するスロットル量を指示して、駆動力を補正する。具体的な補正方法として、ＡＰ開度をローパスフィルタで処理する。運転者のＡＰ操作意識が低い場合のＡＰ開度（図４のグラフＡに相当）をローパスフィルタで処理することにより、ＡＰ操作意識が高い場合と同様のＡＰ開度（図４のグラフＣに相当）を得ることができる。このＡＰ開度に基づいてスロットル量を指示すれば、ＡＰ操作意識が高い場合と同様のエコドライブを実現することができる。なお、ＡＰ開度をローパスフィルタで処理する代わりに、ＡＰ開度を一定とした場合のスロットル量を指示してもよい。
【００４２】
ところで、自車両と前方車両との車間距離が短い場合には、運転者のＡＰ操作意識が高いほど、ＡＰ操作が頻繁に行われる傾向にある。この場合に、ＡＰ操作意識が低いと判断して駆動力補正を行うことは適切でない。
そこで、図１に示す駆動力制御装置１は、車間距離センサ４２を備えている。車間距離センサ４２として、マイクロ波レーダやミリ波レーダ、レーザレーダ等のレーダが、自車両の前方に装着されている。このレーダからの照射波が先行車両で反射して戻ってくるまでの時間を計測することにより、自車両と先行車両との車間距離を検出しうるようになっている。そして駆動力制御部５２は、検出された車間距離が所定値より小さいか否かを判断し、所定値より小さい場合にはＡＰ開度の補正を行わないようになっている。
【００４３】
（駆動力制御方法）
次に、本実施形態に係る駆動力制御装置を使用した駆動力制御方法について説明する。
図５は、駆動力制御方法のメインルーチンのフローチャートである。まずＳ２において、ＡＰ開度センサ１２によりＡＰ開度データＡＰを読み込む。またＳ４において、車速センサ３２により車速ＶＰを読み込む。またＳ６において、路面勾配取得部２２により勾配値データＳＬＰを取得する。次にＳ８において、読み込んだ車速ＶＰから逐次平均車速ＶＰaveを算出する。
【００４４】
Ｓ１０において、加減速判定処理を行う。具体的には、今回のＡＰ開度と前回のＡＰ開度との差分が所定値を超える場合には加速中であると判断し、今回のＡＰ開度が０であるかブレーキが踏み込まれた場合には減速中であると判断する。次にＳ１２において、巡航（クルーズ）走行中であるか判断する。Ｓ１０において加速中または減速中と判定された場合には、Ｓ１２の判断はＮｏ（巡航中でない）であり、駆動力補正は行わない。逆に、Ｓ１０において加速中および減速中と判定されなかった場合には、Ｓ１２の判断はＹｅｓ（巡航中）であり、Ｓ１４に進む。
Ｓ１４では、駆動力補正中フラグＡＣＴが０であるか判断する。駆動力補正中の状態ではＳ１４の判断がＮｏになり、次述するＡＰ開度データおよび勾配値データの蓄積処理を行わずに、駆動力補正を継続する。駆動力補正前の状態ではＳ１４の判断がＹｅｓになり、Ｓ１６に進む。
【００４５】
Ｓ１６ではデータ蓄積数ｎをカウントする。Ｓ１８では、読み込んだＡＰ開度データＡＰおよび勾配値データＳＬＰを、それぞれＡＰ（ｎ）およびＳＬＰ（ｎ）として記録する。Ｓ２０では、データ蓄積数ｎが規定回数を超えたか判断する。なお高速フーリエ変換（ＦＦＴ）では２ｍ個のデータが必要になるので、規定回数を例えば２０４８に設定する。この場合でも、データのサンプリング時間を短くできるので、周波数分析を短時間で行うことができる。
【００４６】
次にＳ２２において、ケプストラム分析を行う。具体的には、蓄積したＡＰ開度データをフーリエ変換し（数式２）、パワースペクトルを求める（数式３）。さらに逆フーリエ変換して（数式４）、低周波成分のパラメータを算出する。勾配値データについても同様にパラメータを算出する。
次にＳ２４において、ＡＰ開度パラメータＡＰ（f1、f2、…、fx）と、勾配値パラメータＳＬＰ（f1、f2、…、fx）との差分を算出し、修正ＡＰ開度パラメータＡＰＤ（f1、f2、…、fx）を算出する。
次にＳ２６において、平均車速ＶＰaveにおける標準パラメータＡＰｂ（f1、f2、…、fx）を、巡航時データベース３６から読み込む。
次にＳ２８において、パラメータ照合処理を行う。具体的には、修正ＡＰ開度パラメータＡＰＤ（f1、f2、…、fx）と、標準パラメータＡＰｂ（f1、f2、…、fx）との差分を算出する。
【００４７】
次にＳ３０において、照合結果が一致したか判断する。具体的には、算出した差分が所定値より小さいか否かによって判断する。Ｓ３０の判断がＹｅｓ（照合結果が一致）の場合には、運転者のＡＰ操作意識が高い状態にあるから、駆動力補正処理を行わない。具体的には、Ｓ３２に進み、駆動力補正中フラグＡＣＴが１であるか判断する。判断がＮｏの場合はＳ３４に進み、通常通りＡＰ開度に対応したスロットル量を算出する。なおＳ３６において駆動力補正中フラグＡＣＴを０とし、Ｓ３８においてデータ蓄積数ｎをリセットする。そして、Ｓ４４においてスロットル量を指示する。
【００４８】
一方、Ｓ３０の判断がＮｏ（照合結果が不一致）の場合には、運転者のＡＰ操作意識が低い状態にあるから、Ｓ４００に進んで駆動力補正処理を行う。
図６は、駆動力補正処理サブルーチンのフローチャートである。まずＳ４０２において、前回のトランスミッションのギアレシオRatio_prevを読み込む。次にＳ４０４において、ＡＰ開度をローパスフィルタＬＰＦで処理し、ＬＰＦ処理後のＡＰ開度ＡＰlpfを生成する。
【００４９】
次にＳ４０８において、ＡＰlpfに対応するギアレシオRatioを算出する。またＳ４１０において、ＡＰlpfにより休筒（エンジンの気筒一部休止）処理が可能であるか判断する。またＳ４１０において、ＡＰlpfによりＥＶ走行（電動機による走行）が可能であるか判断する。
そしてＳ４１４において、休筒処理フラグF_CSOKが１であるか、すなわち休筒処理が可能であるか判断し、Ｙｅｓの場合はＳ４１６に進む。Ｓ４１６では、ＥＶ走行フラグF_EVOKが１であるか、すなわちＥＶ走行が可能であるか判断し、Ｙｅｓの場合はＳ４１８に進む。Ｓ４１８では、ＡＰlpfに対応するギアレシオRatioが、前回のギアレシオRatio_prevより小さくなるか判断し、Ｙｅｓの場合はＳ４０６に進む。Ｓ４０６では、スロットル値を検索するＡＰ開度ＡＰとしてＡＰlpfを採用する。そしてＳ４２２では、ＡＰに対応するスロットル値を検索する。
【００５０】
これに対して、Ｓ４１４、Ｓ４１６およびＳ４１８のうちいずれかの判断がＮｏの場合には、ＡＰlpfを採用することでかえって燃費が低下するおそれがある。そこでＳ４２０に進み、スロットル値を検索するＡＰ開度ＡＰとしてローパスフィルタ処理前のＡＰを採用する。そしてＳ４２２では、ＡＰに対応するスロットル値を検索する。
図５に戻り、Ｓ４２では、駆動力補正中フラグＡＣＴを１にする。そしてＡ４４では、ＡＰに対応するスロットル値を、指示値として出力する。
以上により、ＡＰ開度が補正されて駆動力補正が行われる。
【００５１】
以上に詳述したように、図１に示す第１実施形態に係る駆動力制御装置１は、ＡＰ操作のパワースペクトルを算出する周波数分析部１４と、運転者のＡＰ操作意識に応じた標準パラメータが記録されている巡航時データベース３６とを備え、ＡＰ操作意識判断部５０は、算出されたパラメータと、巡航時データベース３６に記録されている標準パラメータとを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断し、駆動力制御部５２は、運転者のＡＰ操作意識に応じてＡＰ開度を補正する構成とした。
上記構成によれば、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握して車両駆動力の制御を行うことができる。これにより、エコドライブを実現することが可能になり、燃費を向上させることができる。
【００５２】
またＡＰ操作意識判断部５０は、ケプストラム分析により算出されたＡＰ操作の低周波成分に基づいて、運転者のＡＰ操作意識を判断する構成とした。
運転者のＡＰ操作意識の高低に応じて、ＡＰ操作の低周波成分に差異が生じる。特にＡＰ操作意識が低いほど、無意識のＡＰ操作が多くなると考えられる。そこで上記構成によれば、ケプストラム分析によりＡＰ操作の低周波成分を抽出することで、運転者のアクセルペダル操作意識を正確に把握することができる。
【００５３】
また駆動力制御部５２は、ＡＰ開度をローパスフィルタで処理して補正する構成とした。上記構成によれば、無意識のＡＰ操作を排除することが可能になり、ＡＰ開度の補正を的確に行うことができる。
また駆動力制御部５２は、ＡＰ操作意識判断部５０により運転者のＡＰ操作意識が低いと判断された場合に、ＡＰ開度の補正を行う構成とした。上記構成によれば、運転者のＡＰ操作に対応する駆動力と、補正されたＡＰ開度に対応する駆動力との間に差異があっても、運転者が違和感を覚えることは少ないと考えられる。したがって、運転者に違和感を与えることなくＡＰ開度の補正を行うことができる。また本実施形態によれば、ＡＰ操作意識を高い状態に維持するための身体的な負担から、運転者を解放することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
上述した第１実施形態では、巡航時データベース３６に予め記録されている標準パラメータに基づいて運転者のＡＰ操作意識を判断した。しかしながら、ＡＰ操作意識に応じたＡＰ操作は運転者ごとに微妙に異なるため、予め記録された標準パラメータを利用する場合には、運転者のＡＰ操作意識の検出精度向上に限界がある。そこで第２実施形態では、運転者のＡＰ操作意識に応じたＡＰ操作を学習して学習標準パラメータを作成し、この学習標準パラメータに基づいて運転者のＡＰ操作意識を判断する。
【００５５】
第２実施形態の駆動力制御装置は、運転者の覚醒度を判断する覚醒度判断手段を備えている。覚醒度判断手段として、運転者の脳波を測定する脳波センサや、脈拍を測定する脈拍センサ等を採用することが可能である。
この覚醒度判断手段を用いて、運転者の覚醒度からＡＰ操作意識を検出する。ＡＰ操作意識が高い状態にあることが検出された場合に、第１実施形態と同様にＡＰ開度パラメータを算出し、これを学習標準パラメータとして巡航時データベース３６に記録する。なお第１実施形態と同様に、車速ごとに学習標準パラメータを作成して記録することが望ましい。すべての学習標準パラメータの作成が完了したら、第１実施形態と同様の方法で駆動力制御を実施する。
【００５６】
以上に詳述したように、第２実施形態に係る駆動力制御装置は、運転者のＡＰ操作意識を検出する覚醒度判断手段を備え、巡航時データベース３６は、算出されたＡＰ操作のパラメータを、覚醒度判断手段により検出された運転者のＡＰ操作意識における学習標準パラメータとして記録しうるようになっている構成とした。
ＡＰ操作意識に応じたＡＰ操作は、運転者ごとに微妙に異なると考えられる。そこで、運転者のＡＰ操作のパラメータを算出し、ＡＰ操作意識に応じた学習標準パラメータとして記録することで、運転者のＡＰ操作意識を正確に把握することができる。
【００５７】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
この発明はエンジンのみを駆動源とする車両だけでなく、エンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッド車両等にも適用することが可能である。
また、複数のドライバにより運転される車両の場合には、ドライバごとに標準パラメータを設定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態に係る駆動力制御装置のブロック図である。
【図２】（ａ）はＡＰ開度の分布であり、（ｂ）は車速（平均車速からの偏差）の分布である。
【図３】ＡＰ開度の実現過程の説明図である。
【図４】ＡＰ開度のパワースペクトルの低周波成分を抽出したグラフである。
【図５】駆動力制御方法のメインルーチンのフローチャートである。
【図６】駆動力補正処理サブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１…駆動力制御装置 １２…ＡＰ開度センサ（アクセルペダル開度検出手段） １４…周波数分析部（アクセルペダル操作周波数分析手段） １８…修正部（修正手段） ２２…路面勾配取得部（路面勾配取得手段） ２４…周波数分析部（路面勾配周波数分析手段） ３６…巡航時データベース（記録手段） ４２…車間距離センサ（車間距離検出手段） ５０…ＡＰ操作意識判断部（アクセルペダル操作意識判断手段） ５２…駆動力制御部（駆動力制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、
前記アクセルペダル開度検出手段により検出された前記アクセルペダル開度に基づいて、車両駆動力を制御する駆動力制御手段と、を備えた駆動力制御装置であって、
前記アクセルペダル操作のパワースペクトルを算出するアクセルペダル操作周波数分析手段と、
前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたパワースペクトルに基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断するアクセルペダル操作意識判断手段と、をさらに備え、
前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル操作意識判断手段により判断された運転者のアクセルペダル操作意識に応じて、前記アクセルペダル開度を補正することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
運転者のアクセルペダル操作意識に応じて予め設定されたアクセルペダル操作の標準パワースペクトルが記録されている記録手段と、
前記アクセルペダル操作意識判断手段は、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルと、前記記録手段に記録されている前記標準パワースペクトルとを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断す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】
前記アクセルペダル操作意識判断手段は、ケプストラム分析により算出されたアクセルペダル操作の低周波成分に基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記標準パワースペクトルは、車速に応じて設定されていることを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項５】
路面勾配を取得する路面勾配取得手段と、
前記路面勾配取得手段により取得された路面勾配のパワースペクトルを算出する路面勾配周波数分析手段と、
前記路面勾配周波数分析手段により算出された路面勾配のパワースペクトルを用いて、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを修正する修正手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の駆動力制御装置。
【請求項６】
前方車両との車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、
前記駆動力制御手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離が所定値よりも小さい場合に、前記アクセルペダル開度の補正を行わないことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の駆動力制御装置。
【請求項７】
運転者のアクセルペダル操作意識を検出するアクセルペダル操作意識検出手段を備え、
前記記録手段は、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを、前記アクセルペダル操作意識検出手段より検出された運転者のアクセルペダル操作意識における標準パワースペクトルとして記録しうるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項８】
前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度をローパスフィルタで処理することによって補正することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の駆動力制御装置。
【請求項９】
前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度を補正することにより、エンジンの気筒一部休止が禁止される場合、電動機による走行が禁止される場合、またはギア比が低下することになる場合には、前記アクセルペダル開度を補正しないことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の駆動力制御装置。
【請求項１】
アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、
前記アクセルペダル開度検出手段により検出された前記アクセルペダル開度に基づいて、車両駆動力を制御する駆動力制御手段と、を備えた駆動力制御装置であって、
前記アクセルペダル操作のパワースペクトルを算出するアクセルペダル操作周波数分析手段と、
前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたパワースペクトルに基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断するアクセルペダル操作意識判断手段と、をさらに備え、
前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル操作意識判断手段により判断された運転者のアクセルペダル操作意識に応じて、前記アクセルペダル開度を補正することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
運転者のアクセルペダル操作意識に応じて予め設定されたアクセルペダル操作の標準パワースペクトルが記録されている記録手段と、
前記アクセルペダル操作意識判断手段は、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルと、前記記録手段に記録されている前記標準パワースペクトルとを照合して、運転者のアクセルペダル操作意識を判断す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】
前記アクセルペダル操作意識判断手段は、ケプストラム分析により算出されたアクセルペダル操作の低周波成分に基づいて、運転者のアクセルペダル操作意識を判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記標準パワースペクトルは、車速に応じて設定されていることを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項５】
路面勾配を取得する路面勾配取得手段と、
前記路面勾配取得手段により取得された路面勾配のパワースペクトルを算出する路面勾配周波数分析手段と、
前記路面勾配周波数分析手段により算出された路面勾配のパワースペクトルを用いて、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを修正する修正手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の駆動力制御装置。
【請求項６】
前方車両との車間距離を検出する車間距離検出手段を備え、
前記駆動力制御手段は、前記車間距離検出手段により検出された車間距離が所定値よりも小さい場合に、前記アクセルペダル開度の補正を行わないことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の駆動力制御装置。
【請求項７】
運転者のアクセルペダル操作意識を検出するアクセルペダル操作意識検出手段を備え、
前記記録手段は、前記アクセルペダル操作周波数分析手段により算出されたアクセルペダル操作のパワースペクトルを、前記アクセルペダル操作意識検出手段より検出された運転者のアクセルペダル操作意識における標準パワースペクトルとして記録しうるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項８】
前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度をローパスフィルタで処理することによって補正することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の駆動力制御装置。
【請求項９】
前記駆動力制御手段は、前記アクセルペダル開度を補正することにより、エンジンの気筒一部休止が禁止される場合、電動機による走行が禁止される場合、またはギア比が低下することになる場合には、前記アクセルペダル開度を補正しないことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の駆動力制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−７４３９５（Ｐ２００９−７４３９５Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４２５９７（Ｐ２００７−２４２５９７）
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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