JP2022131152A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の要求する加速度を実現しつつ、アクセルペダルの操作性が低下することを抑制可能な車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】アクセルペダルの操作量と車速とに基づいて一義的に決まるベース加速度を算出し、要求加速度が予め定めた所定値より大きく、かつアクセルペダルの操作速度が所定速度より大きい場合に（ステップＳ１）、要求加速度をベース加速度より大きい補正加速度に設定し、その設定した補正加速度を発生させるように駆動力を制御する（ステップＳ６～Ｓ７）。【選択図】図３

Description

この発明は、アクセルペダルの操作量に応じて駆動力を制御する装置に関するものである。

特許文献１には、運転者の要求する加速度を満たすために、アクセル操作に基づく目標加速度を補正するように構成された車両の制御装置が記載されている。具体的には、この特許文献１に記載された制御装置は、アクセルペダルの速踏みが行われたと判定した場合に、速踏みが行われない場合の目標加速度（基準加速度）に「１」より大きいゲインを乗じて目標加速度を増加させる補正を行う。また、アクセルペダルから足を離すなどの操作によりアクセル開度が小さくなると、そのアクセル開度、ならびに、ゲインに応じて、目標加速度は基準加速度に収束し、加速度が「０」になった際に、目標加速度は基準加速度に完全に収束する。なお、ゲインは、アクセルペダルの操作速度に応じて決定され、アクセルペダルの操作速度と増幅ゲインとの関係を予めマップ化してＥＣＵに記憶させるように構成されている。

なお、特許文献２には、アクセルペダルの操作速度に応じて目標加速度を求め、かつその目標加速度に基づいて目標車速を求めて、自車速が目標車速に追従するように駆動力制御を行うことにより、アクセル操作に応じた車速変化に対する実車速の応答遅れを補償するように構成された制御装置が記載されている。

特開２０１１－１４８３４２号公報 特開２００４－２７６６６９号公報

上述の特許文献１に記載された制御装置では、急加速などアクセルペダルの速踏みが実行された場合に、基準加速度にゲインを乗じるなどの補正を行うことにより、運転者の要求する加速度を実現する。しかしながら、特許文献１に記載された基準加速度は、アクセルペダルの操作量と車速とから一義的に決まるものであって、その基準加速度にゲインを乗じた場合には、速踏みによる実際の要求加速度とゲインを乗じた補正加速度とでは乖離が生じるおそれがあり、ひいては正確に運転者の要求する加速度を把握できない場合がある。また、補正した加速度は、加速度が「０」の状態で、基準加速度に収束するように構成され、言い換えれば加速度「０」の状態で基準加速度に復帰するように構成されている。そのため、その加速度「０」付近の領域では、補正後の目標加速度から基準加速度に切り替わることによってジャーク変化が生じる。加速度「０」付近は、定常走行領域であるから、運転者のアクセルペダルの操作頻度が最も多くなり、このようなジャーク変化は、加速度に段付き（あるいは段差）が生じ、ひいては運転者に違和感や不快感を与えるおそれがある。また、そのように、アクセルペダルの操作頻度が多い定常走行領域において、ジャーク変化が生じると、アクセルペダルの操作性が低下するおそれがある。なお、このような技術的な課題は、特許文献２においても同様に生じる。

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って、運転者の要求する加速度を実現しつつ、アクセルペダルの操作性が低下することを抑制可能な車両の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。

上記の目的を達成するために、この発明は、運転者に操作されるアクセルペダルと、前記アクセルペダルの操作量と車速とに基づいて要求加速度を決定し、かつ決定された前記要求加速度に基づく指令信号を出力するコントローラとを備えた車両の駆動力制御装置において、前記コントローラは、前記アクセルペダルの操作量と前記車速とに基づいて一義的に決まるベース加速度を算出し、前記要求加速度が予め定めた所定値より大きく、かつ前記アクセルペダルの操作速度が所定速度より大きい場合に、前記要求加速度を前記ベース加速度より大きい補正加速度に設定し、その設定した前記補正加速度を発生させるように前記駆動力を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明では、前記補正加速度は、前記ベース加速度と、前記ベース加速度に対する加速度の加算量とに基づいて算出され、前記加速度の加算量は、前記アクセルペダルの操作量、前記車速、および、前記アクセルペダルの操作速度から求まる動的加速度と前記ベース加速度との差分と、所定の制御ゲインとによって決定されるように構成されていてよい。

また、この発明では、前記制御ゲインは、前記アクセルペダルの操作量と前記車速とに応じて設定され、前記要求加速度が前記所定値より大きい場合に最大ゲインに設定され、前記要求加速度が前記ベース加速度の場合に、最小ゲインに設定されるように構成されていてよい。

また、この発明では、前記制御ゲインは、前記要求加速度が、前記ベース加速度より大きく、かつ前記所定値より小さい場合に、その要求加速度に応じて連続的に変化するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記アクセルペダルの操作量に応じて前記制御ゲインを低下させ、前記制御ゲインが低下して前記要求加速度が前記補正加速度から前記ベース加速度に復帰した際に、そのベース加速度に復帰する際の加速度を「０」より大きくなるように前記駆動力を制御してよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記車両の走行する路面勾配を取得し、前記アクセルペダルの操作量、前記車速、前記路面勾配に基づいて前記要求加速度を算出し、前記加速度の加算量は、前記アクセルペダルの操作量と前記車速と前記路面勾配とに応じて定まる制御ゲインを用いて算出するように構成されていてよい。

そして、この発明では、所定の前記アクセルペダルの操作量における前記路面勾配が所定勾配以上の場合の加速度「０」となる領域は、前記路面勾配が前記所定勾配未満の場合の加速度「０」となる領域より大きくてよい。

この発明の車両の駆動力制御装置によれば、要求加速度およびアクセルペダルの操作速度が所定値より大きい場合に、加速度を向上させる制御を実行するように構成されている。具体的には、要求加速度が所定値より大きく、アクセルペダルの操作速度が所定速度より大きい場合に、予め定めたベース加速度に対して、加速度の加算量を求め、最終的な加速度である補正加速度を算出するように構成されている。そして、その補正加速度を実現するように駆動力を発生させる。これにより、例えば前掲の特許文献１に記載された構成に比べて、より正確に運転者の要求する加速度を発生させることができる。

また、この発明によれば、加速度を向上させる制御が終了して、補正加速度からベース加速度に復帰する際の加速度は０Ｇより大きくなっている。そのため、ベース加速度に復帰する際のジャーク変化は０Ｇより大きい加速度領域で生じる。そのため、低下した加速度が定常走行領域である０Ｇ付近に到達した際には、その０Ｇ付近でのジャーク変化は生じない。したがって、定常走行領域である０Ｇ付近のアクセルペダルの操作性が良好となる。

この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両の構成および制御系統の概要を示す図である。 アクセル開度毎の加速度特性を説明するための図である。 この発明の実施形態における制御の一例を説明するためのフローチャートである。 制御量反映率（制御ゲイン）の決め方を説明するための図である。 復帰Ｇおよび制御開始Ｇの決め方を説明するための図である。 図３の制御例を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図であって、特にアクセル開度を一定として加速する場合の例を説明するための図である。 図６の制御を実行した場合における制御量反映率の変化を説明するための図である。 図６の制御を実行した場合における加速度特性を説明するための図である。 この発明の実施形態における効果を説明するための図である。 この発明の実施形態における他の効果を説明するための図である。 図３の制御例を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図であって、特に加速後にアクセル開度を低下させた場合の例を説明するための図である。 図１１の制御を実行した場合における制御量反映率の変化を説明するための図である。 図１１の制御を実行した場合における加速度特性を説明するための図である。 図３の制御例を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図であって、特に加速後にアクセル開度を低下させて加速度を向上させる制御を終了後に、再度アクセルペダルを踏み増して加速する場合の例を説明するための図である。 図１４の制御を実行した場合における制御量反映率の変化を説明するための図である。 図１４の制御を実行した場合における加速度特性を説明するための図である。 図３の制御例を実行した場合のタイムチャートの一例を示す図であって、特にアクセルペダルを戻しつつ加速度を向上させる制御を実行中に、再度アクセルペダルを踏み増しして加速する場合の例を説明するための図である。 図１７の制御を実行した場合における制御量反映率の変化を説明するための図である。 図１７の制御を実行した場合における加速度特性を説明するための図である。 この発明の実施形態における他の制御例を説明するためのフローチャートである。 図２０の制御例を実行した場合のタイムチャートの一例を説明するための図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

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やモータを備えた車両であって、また駆動力源としてモータのみを備えた電気自動車、あるいは、駆動力源としてエンジンおよびモータを備えたハイブリッド車両であってもよい。なお、電気自動車は、駆動力源としてモータのみを備えた純電気自動車（ＢＥＶ）、ならびに、エンジンを発電専用として備えたいわゆるレンジエクステンダーＥＶ車が含まれる。さらに、いわゆるプラグインタイプの車両や燃料電池自動車であってもよい。

図１に、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅの駆動系統および制御系統の一例を示してある。図１に示す車両Ｖｅは、主要な構成要素として、駆動力源（PWR）１、前輪２、後輪３、アクセルペダル４、ブレーキペダル５、検出部６、および、ＥＣＵ７を備えている。

駆動力源１は、車両Ｖｅの駆動力を発生す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、ならびに、始動およ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、点火の実行および停止、ならびに、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［Exhaust Gas Recirculation］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。

また、この発明の実施形態における駆動力源１は、例えば、永久磁石式の同期モータ、もしくは、誘導モータなどのモータであってもよい。その場合のモータは、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電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ている。すなわち、モータは、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、電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。モータには、インバータを介してバッテリ（共に図示せず）が接続されている。したがって、モータを発電機として駆動し、その際に発生する電気をバッテリに蓄えることができる。また、バッテリに蓄えられている電気をモータに供給し、モータを電動機として駆動してモータトルクを出力することもできる。

車両Ｖｅは、駆動力源１が出力する駆動トルクを、駆動輪に伝達して駆動力を発生する。図１には、前輪２が駆動輪となる前輪駆動車の構成を示してある。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、後輪３が駆動輪となる後輪駆動車であってもよい。あるいは、前輪２および後輪３の両方を駆動輪とする四輪（全輪）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（図示せず）を設け、駆動力源１が出力する駆動トルクを、変速機を介して、駆動輪へ伝達するように構成してもよい。

また、車両Ｖｅは、運転者が駆動力を調整して車両Ｖｅの加速操作を行うためのアクセルペダル４が設けられている。アクセルペダル４は、従来知られている一般的な構成であって、運転者により踏み込み操作ならびに踏み戻し操作されることにより、そのアクセルペダル４の操作量（踏み込み量、もしくは、アクセル開度またはアクセルペダルポジション）に対応して駆動力源１が出力する駆動トルクが増大し、車両Ｖｅの駆動力が増大する。反対に、アクセルペダル４の踏み込みが戻される（アクセルオフに操作される、もしくは、アクセル開度またはアクセルペダルポジションが低下する）ことにより、そのアクセルペダル４の操作量に対応して駆動トルクが減少し、車両Ｖｅの駆動力が減少する。それとともに、駆動力源１としてモータを搭載している場合は、モータがいわゆる回生ブレーキとして機能し、すなわち、モータが出力する回生トルクにより、車両Ｖｅに制動力が発生する。あるいは、駆動力源１としてエンジンを搭載する場合は、アクセルオフの操作が行われることにより、いわゆるエンジンブレーキが作用し、車両Ｖｅの制動力が増大する。例えば、エンジンのフリクショントルクやポンピングロスが駆動トルクに対する抵抗力（制動トルク）となり、車両Ｖｅに制動力が発生する。

また、車両Ｖｅには、運転者が制動力を調整して車両Ｖｅの制動操作を行うためのブレーキペダル５が設けられている。ブレーキペダル５が踏み込まれることにより、油圧式のディスクブレーキやドラムブレーキなど制動装置が作動し、車両Ｖｅの制動力が発生する。なお、上述のアクセルペダル４は、運転者によるペダルの操作量に応じて加速度および減速度の両方を制御する、いわゆるワンペダルモードで走行することが可能な操作装置であってもよい。その場合には、アクセルペダル４とブレーキペダル５とを併せて連動させて制御するように構成してもよい。

検出部６は、車両Ｖｅの各部を制御するための各種データを取得するものであり、特に、アクセルペダル４の操作状態に関連する各種データを検出する。検出部６は、そのような各種データを検出するためのセンサや機器を総称している。したがって、この発明の実施形態における検出部６は、少なくとも、アクセルペダル４の操作量（すなわち、アクセルペダルポジション、または、アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ６ａを有している。また、検出部６は、ブレーキペダル５の操作量（すなわち、ブレーキペダルストローク、または、ブレーキペダル開度）を検出するブレーキストロークセンサ６ｂ、車速を検出するための車速センサ６ｃ、車両Ｖｅの前後方向の加速度を検出する加速度センサ６ｄ、路面の勾配角を検出する勾配角センサ６ｅ、および、モータの出力軸の回転数、あるいは、エンジンの出力軸の回転数を検出する回転数センサ６ｆなどを有している。そして検出部６は、ＥＣＵ７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等の検出値に応じた電気信号を検出データとしてＥＣＵ７に出力する。

ＥＣＵ７は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当し、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って、上記の検出部６で検出あるいは算出された各種データが入力される。また、ＥＣＵ７は、上記のような入力された各種データ、および、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。それとともに、その演算結果を制御指令信号として出力し、車両Ｖｅを制御するように構成されている。

具体的には、例えば上記のアクセルポジションセンサ６ａで検出したアクセルペダル４の操作状態に関連するデータを取得し、その取得したデータに基づいて、駆動力源１の目標駆動トルク、ならびに、車両Ｖｅの目標加速度（あるいは目標減速度）を算出する。そして、算出した目標駆動トルクに基づいて、駆動力源１の出力を制御する。すなわち、駆動力源１を制御するための制御指令信号を出力する。また、算出あるいは検出した目標加速度や要求加速度に基づいて、アクセルペダル４あるいはブレーキペダル５の操作状態に対応させて車両Ｖｅに発生させる駆動力および制動力を制御する。すなわち、駆動力および制動力を制御するための制御指令信号を出力する。なお、図１では一つのＥＣＵ７が設けられた例を示しているが、ＥＣＵ７は、例えば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。

このように構成された車両Ｖｅは、一般的に、運転者のアクセルペダル４の操作量（アクセル開度）に応じて、車両Ｖｅの目標加速度を決定し、その目標加速度となるように駆動力源１のトルクを制御して駆動力を発生させる。また、この目標加速度は、例えば図２に示すように車速との関係で予めマップ化するなどして、ＥＣＵ７に記憶される。一方、急加速時など運転者がアクセルペダル４を所定速度以上で踏み込んだ場合など加速要求が大きい場合には、不可避的な遅れによって、運転者の要求する加速度を発生させることができないことがある。そこで、この発明の実施形態では、比較的大きい加速要求があった場合に、運転者のアクセル操作に応じて、目標加速度の加算量を算出して、その加算量を加えた補正目標加速度を発生させるように駆動力を制御するように構成されている。

図３は、その制御の一例を示すフローチャートであって、先ず、加速意図があるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、運転者の要求加速度Ｇが予め定めた所定値αより大きいか否か、および、アクセルペダル４の操作速度が予め定めた所定速度βより大きいか否かを判断する。要求加速度Ｇが所定値αより大きいか否かの判断は、アクセル開度と車速とに基づくマップ（図２）から求められる。なお、このステップＳ１における要求加速度Ｇは、上述のように予め定めたマップ等から算出できるため、言い換えれば静的な加速度となる。この静的な要求加速度が、この発明の実施形態における「ベース加速度Ｇｂ」に相当する。したがって、このステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち要求加速度Ｇが所定値α以下である場合、または、アクセルペダル４の操作速度が所定速度β以下である場合には、加速要求の意図がないと判断し、これ以降の制御を実行することなく、図３に示す制御例を一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち要求加速度Ｇが所定値αより大きい場合、および、アクセルペダル４の操作速度が所定速度βより大きい場合には、加速要求の意図がありと判断し、運転者の意図に沿った加速感を実現するための加速度特性Ｇｉを算出する（ステップＳ２）。この加速度特性Ｇｉは、上述のステップＳ１の静的加速度に対して動的加速度である。上述のステップＳ１の要求加速度Ｇは、アクセル開度と車速とから一義的に決まるものに対して、加速度特性Ｇｉは、アクセル開度、車速に加えてアクセルペダル４の操作速度をパラメータとして算出される。つまり、動的な操作であるアクセルペダル４の操作速度をパラメータとして加えることにより、より正確に運転者の加速意図を把握する。

ついで、ステップＳ２で算出した加速度特性Ｇｉに対して上限処理および下限処理を行う（ステップＳ３）。上述のように、運転者の加速意図を正確に把握するために、加速度特性Ｇｉを算出したものの、その加速度特性Ｇｉが、車両Ｖｅの実現可能な最大加速度Ｇｍａｘを超える場合には、上限処理（補正処理）を行う必要がある。具体的には、加速度特性Ｇｉが車両Ｖｅの最大加速度Ｇｍａｘを超える場合には、加速度特性Ｇｉを最大加速度Ｇｍａｘに補正する。一方、加速度特性Ｇｉが最大加速度Ｇｍａｘ以下である場合には、補正することなく、そのままの値を維持する。なお、下限処理は、ステップＳ１で求めたベース加速度Ｇｂとなる。

ついで、ベース加速度Ｇｂと加速度特性Ｇｉとの差分Ｇｓ（＝Ｇｉ－Ｇｂ）を算出する（ステップＳ４）。また差分Ｇｓに制御ゲイン（以下、単にゲインとも記す）を乗じて加速度加算量Ｇｓｇａｉｎ（＝Ｇｓ×ｇａｉｎ）を算出する（ステップＳ５）。このステップＳ４およびステップＳ５は、実現したい加速度特性Ｇｉとベース加速度Ｇｂとの差分Ｇｓに制御量の反映率であるゲインを乗じて最終的な加算量Ｇｓｇａｉｎを求めるステップである。つまり、ステップＳ４は、単に差分を求め、ステップＳ５は、ベース加速度Ｇｂに加算すべき加速度の大きさを求めている。なお、制御量の反映率であるゲインは、予め定めたマップから求められ、そのゲインの具体的な求め方については後述する。

ついで、ステップＳ５で算出した加速度加算量Ｇｓｇａｉｎをベース加速度Ｇｂに加えて、補正加速度Ｇｈを算出する（ステップＳ６）。つまり、この補正加速度Ｇｈが最終的な運転者の要求加速度となる。これを計算式で示すと以下のようになる。
Ｇｈ＝Ｇｂ＋Ｇｓｇａｉｎ

ついで、ステップＳ６で算出した補正加速度Ｇｈを車両Ｖｅの車重、ギヤ比、タイヤ径、走行抵抗などの諸元から駆動力に換算し、要求駆動力として発生させる（ステップＳ７）。つまり、最終的に算出された要求加速度を発生させるために、駆動力を決定する。

そして、ゲインが「０」になったか否かを判断し（ステップＳ８）、ゲインが「０」になったと判断された場合には、図３に示す制御例を終了する。つまり、ゲインが「０」になったら、加速度を向上させる制御を終了して、ベース加速度Ｇｂに復帰する。それとは反対に、ゲインが「０」でないと判断された場合には、ステップＳ２へ戻り、このステップＳ８で肯定的に判断されるまでステップＳ２からステップＳ８を繰り返し実行する。

ここで、制御量の反映率である制御ゲインの求め方について説明する。制御ゲインは０～１００％であって、要求される加速度に応じて変化する。図４に示すように、制御量の反映率０％がベース加速度Ｇｂに復帰するＡ点（以下、復帰Ｇとも記す）であって、言い換えれば、運転者の加速意図がなくなる点である。また、制御量反映率１００％が加速感を向上させる制御を実行を開始するＢ点（以下、制御開始Ｇとも記す）であって、言い換えれば、運転者の加速意図が有りと判断される点である。なお、制御量反映率＝０％が、この発明の実施形態における「最小ゲイン」であって、制御量反映率＝１００％が、この発明の実施形態における「最大ゲイン」に相当する。また、復帰Ｇが０Ｇより大きくなるように設定されているのは、０Ｇ付近は、加速度が「０」となる定常走行領域であり、アクセルペダル４の使用頻度が最も多い領域であるため、操作性（アクセルペダル４のコントロール性）が良好であることが望まれる。そのため、加速度を向上させる制御を終了して、ベース加速度Ｇｂへ復帰する際の加速度を０Ｇより大きくすることで、ベース加速度Ｇｂに復帰した際のアクセルペダル４の操作性を向上させるように構成されている。

復帰ＧであるＡ点および制御開始ＧであるＢ点は、図５に示すように、要求加速度と車速との関係によって決まり、復帰Ｇのラインは、車速の増大に伴って緩やかに増大している。これは、高車速になるに連れて、運転者が感じる加速度変化の領域が大きくなるためである。一方、制御開始Ｇのラインは、車速の増大に伴って低下している。これは、運転者は、高車速時の場合には、低車速時の場合に比べて加速度の増大を要求しないためである。そして、復帰Ｇ以下の領域が制御量反映率が０％の領域であって、制御開始Ｇ以上の領域が制御量反映率１００％であり、また復帰Ｇと制御開始Ｇとの間の領域が制御量反映率０～１００％となっている。

つぎに、図３の制御例を実行した場合における要求加速度などの変化をタイムチャートを参照して説明する。図６は、そのタイムチャートを示す図であって、アクセル開度、要求駆動力、制御量反映率（ゲイン）、および、Ｇ加算実行フラグの変化をそれぞれ示している。なお、この図６に示すタイムチャートは、アクセル開度が一定で加速している状態の例を示している。

具体的には、先ず、アクセル開度が増大して、要求加速度が増大する（ｔ０時点）。上述のステップＳ１で説明したように、要求加速度が所定値αより大きく、かつ、アクセルペダル４の操作速度が所定速度βより大きいことにより、加速度を向上させる制御が実行される。したがって、Ｇ加算実行フラグがＯＮされる。そして、Ｇ加算実行フラグがＯＮされることにより、制御量反映率が１００％になる。なお、要求加速度において、破線がベース加速度Ｇｂを示し、実線が最終的な加速度である補正加速度Ｇｈを示している。

ついで、ｔ０時点からｔ１時点において、ベース加速度Ｇｂが低下し、そのベース加速度Ｇｂが、制御開始Ｇである符号Ｂのラインを下回ると、制御量反映率が低下し始める（ｔ１時点）。つまり、制御量反映率が１００％から下降し始め、加速度加算量Ｇｓｇａｉｎが低下し始める。

そして、ベース加速度Ｇｂが更に低下して、復帰Ｇである符号Ａのラインに到達すると、制御量反映率は０％になる。つまり、加速度加算量Ｇｓｇａｉｎが「０」になる（ｔ２時点）。そして、制御量反映率が「０」になることにより、Ｇ加算実行フラグがＯＦＦになる。なお、この図６から把握できるように、制御量反映率は、ベース加速度Ｇｂに復帰する際に０％になるように構成されている。つまり、ベース加速度Ｇｂに復帰した際に、加速度の加算量が「０」に収束するように構成され、言い換えれば、ベース加速度Ｇｂに復帰した際には、加速度の段差が生じないように構成されている。

そして、制御量反映率が「０」になり、ベース加速度Ｇｂに復帰して、更に要求加速度が低下すると、要求加速度が定常走行領域である０Ｇ付近になるものの、０Ｇ付近での加速度は、既にベース加速度Ｇｂに復帰しており、加速度のジャーク変化がない。つまり、この発明の実施形態では、復帰Ｇが０Ｇより大きいことによりアクセルペダル４の操作性が良好となるようになっている。

なお、図７は、図６のタイムチャートにおける制御量反映率の変化であって、矢印で示すようにｔ１時点で制御量反映率が１００％から下降し始め、ｔ２時点で制御量反映率が０％に達する。また図８は、図６のタイムーチャートにおける要求加速度Ｇの変化を車速との関係で示しており、ｔ０時点でアクセル開度が増大して、要求加速度が増大し、加速度を向上させる制御が開始される。そして、車速の増大に伴って、要求加速度が徐々に低下し、ベース加速度Ｇｂが制御開始Ｇである符号Ｂのラインを跨ぎ、要求加速度が復帰Ｇである符号Ａのラインに到達することで加速度を向上させる制御が終了する。この際に、要求加速度は、０Ｇより大きい点で復帰Ｇに到達する。

つぎに、この発明の実施形態における作用について説明する。上述のように、この発明の実施形態では、要求加速度が大きい場合に、加速度を向上させる制御を実行するように構成されている。具体的には、要求加速度が所定値αより大きく、アクセルペダル４の操作速度が所定速度βより大きい場合に、予め定めたベース加速度Ｇｂに対して、加算する加速度である加算量Ｇｓｇａｉｎを求め、最終的な加速度である補正加速度Ｇｈを算出するように構成されている。そして、その補正加速度Ｇｈを実現するように駆動力を発生させる。これにより、例えば前掲の特許文献１に記載された構成に比べて、より正確に運転者の要求する加速度を発生させることができる。

また、この発明の実施形態によれば、要求加速度が低下した際の０Ｇ付近の定常走行領域でのアクセル操作のコントロール性が向上する。図９は、前掲の特許文献１の制御例（従来例）と、この発明の実施形態とを比較したものであって、従来例では、加速度を向上させる制御が終了して、ベース加速度Ｇｂに復帰する際の加速度が０Ｇ付近となっており、その０Ｇ付近における加速度の時間変化率（ジャーク）が変化している。そのため、アクセルペダル４の操作性が低下する。この０Ｇ付近は、定常走行領域であるため、運転者のアクセルペダル４の操作頻度が最も高い領域である。したがって、０Ｇ付近でのジャーク変化を抑制することが望まれる。それに対して、この発明の実施形態では、加速度を向上させる制御が終了して、ベース加速度Ｇｂに復帰する際の要求加速度Ｇが０Ｇより大きくなっている。そして、その０Ｇより大きい加速度領域でジャーク変化が生じ、要求加速度が０Ｇ付近に到達した際には、ジャーク変化が生じない。したがって、この発明の実施形態では、定常走行領域でのアクセルペダル４の操作性が良好となる。

また、図１０に示すように、この発明の実施形態では、加速度特性Ｇｉとベース加速度Ｇｂとの差分Ｇｓに基づいて加算量Ｇｓｇａｉｎを算出しているため、実現したい加速度、ならびに、駆動力を適宜発生させることができる。例えば図１０に示すように従来例では、加速度が増大した後に、その加速度が急低下しているため、運転者に対して急失速による違和感を与えることになる。それに対して、この発明の実施形態では、加速度が増大した後も、その加速感を維持するように構成されている。そのため、加速後半の落ち込みを抑制でき、その結果、運転者の意図に応じた加速度を発生させることができる。つまり、この発明の実施形態では、運転者の意図に応じて加速度加算量Ｇｓｇａｉｎを自由に制御できるため、狙った駆動力および加速度を発生させることができる。

そのように、この発明の実施形態では、加速度の加算量Ｇｓｇａｉｎを運転者のアクセル操作に応じて制御することができるため、上述の図６のアクセル開度が一定で加速している状態の例に限られず、複数の走行シーンに図３の制御を適用することができる。以下に、その複数の走行シーンに適用した例をタイムーチャートを用いて説明する。

図１１は、そのタイムチャートの一例を示す図であって、加速後に運転者がアクセルペダル４を踏み戻した場合の要求加速度などの各パラメータの変化を示している。なお、ｔ０時点からｔ２時点までの各パラメータの変化は、図６の例とほぼ同様であるため、同様の部分は、簡略化して説明する。

先ず、アクセル開度が増大して、要求加速度が増大し、Ｇ加算実行フラグがＯＮされることにより、加速度を向上させる制御が実行される（ｔ０時点）。また、その加速度を向上させる制御が実行されることにより制御量反映率が１００％になる。

ついで、ｔ０時点からｔ１時点において、ベース加速度Ｇｂが低下し、そのベース加速度Ｇｂが、制御開始Ｇである符号Ｂのラインを下回ると、制御量反映率が低下し始める（ｔ１時点）。つまり、制御量反映率が１００％から下降し始め、加速度加算量Ｇｓｇａｉｎが低下し始める。また、このｔ１時点でアクセル開度が低下し始め、要求加速度Ｇが低下する変化率も大きくなる。

そして、アクセル開度およびベース加速度Ｇｂが更に低下して、復帰Ｇである符号Ａのラインに到達すると、制御量反映率は０％になる。つまり、加速度加算量Ｇｓｇａｉｎが「０」になる（ｔ２時点）。そして、制御量反映率が「０」になることにより、Ｇ加算実行フラグがＯＦＦになる。なお、このｔ２時点で、要求加速度は、加速度の変化（加速度の段差）が生じないように、ベース加速度Ｇｂに復帰し、かつその復帰Ｇは０Ｇより大きくなっている。

ついで、制御量反映率が「０」になり、ベース加速度Ｇｂに復帰して、更に要求加速度が低下すると、要求加速度が定常走行領域である０Ｇ付近になるものの、０Ｇ付近での加速度は、既にベース加速度Ｇｂに復帰しており、加速度のジャーク変化がない（ｔ２時点からｔ３時点）。つまり、復帰Ｇが０Ｇより大きいことによりアクセルペダル４の操作性が良好となるようになっている。

そして、更にアクセル開度が低下して「０」付近になると（ｔ３時点）、要求加速度が負の値になる。すなわち車両Ｖｅは制動することになる。

なお、図１２は、図１１のタイムチャートにおける制御量反映率の変化であって、矢印で示すようにｔ１時点で制御量反映率が１００％から下降し始め、ｔ２時点で制御量反映率が０％に達し、ｔ３時点においても０％のままである。また図１３は、図１１のタイムーチャートにおける要求加速度Ｇの変化を車速との関係で示しており、ｔ０時点でアクセル開度が増大して、要求加速度が増大し、加速度を向上させる制御が開始される。そして、車速の増大に伴って、要求加速度が徐々に低下し、ベース加速度Ｇｂが制御開始Ｇである符号Ｂのラインを跨ぐ。更にアクセルペダルが戻されてアクセル開度が低下すると、そのアクセル開度の変化に応じて、要求加速度Ｇが低下し、その低下した要求加速度Ｇは、復帰Ｇである符号Ａのラインを跨ぎ、負の加速度になる。なお、要求加速度Ｇが復帰Ｇに到達した時点で加速度を向上させる制御は終了する。

つぎに、図３の制御例を、アクセルペダル４を戻して加速度を向上させる制御を終了後に、再度アクセルペダル４を踏み増しして加速する場合に適用した場合の各パラメータの変化について、タイムーチャートを参照して説明する。なお、各パラメータの変化について、上述の図６および図１１と同様の部分は、省略あるいは簡略化して説明する。図１４は、そのタイムチャートを示す図であって、先ず、ｔ０時点からｔ２時点は、図１１のタイムーチャートの例と同様であって、すなわちアクセル開度の増大に応じて加速度を向上させる制御を実行し、その後、アクセル開度およびベース加速度Ｇｂの低下により要求加速度Ｇは、ベース加速度Ｇｂに復帰する（ｔ０時点からｔ２時点）。そして、更にアクセル開度が低下して、要求加速度Ｇが負の値になる（ｔ３時点）。

その状態から、再度アクセルペダル４が踏み込まれると、要求加速度Ｇが増大する（ｔ３時点からｔ４時点）。このｔ３時点からｔ４時点における要求加速度は、ベース加速度Ｇｂに設定される。なお、その後、更にアクセルペダル４が踏み増し操作されることにより、制御開始する符号Ｂのラインを超えたら、再度、加速度を向上させる制御が実行されることになる。

また、図１５は、図１４のタイムチャートにおける制御量反映率の変化であって、矢印で示すようにｔ１時点で制御量反映率が１００％から下降し始め、ｔ２時点で制御量反映率が０％に達し、ｔ３時点では、負の加速度であるため、またｔ４時点では、要求加速度Ｇは増大するものの、制御を開始する符号Ｂに達していないので、制御量反映率はいずれも０％のままである。また図１６は、図１４のタイムーチャートにおける要求加速度Ｇの変化を車速との関係で示しており、ｔ０時点でアクセル開度が増大して、要求加速度が増大し、加速度を向上させる制御が開始される。そして、車速の増大に伴って、要求加速度が徐々に低下し、ベース加速度Ｇｂが制御開始Ｇである符号Ｂのラインを跨ぐ。更にアクセルペダルが戻されてアクセル開度が低下すると、そのアクセル開度の変化に応じて、要求加速度Ｇが低下し、その低下した要求加速度Ｇは、復帰Ｇである符号Ａのラインを跨ぎ、加速度を向上させる制御を終了する。その後、更にアクセル開度が低下して、要求加速度Ｇは、負の加速度になるものの、再度、アクセルペダルが踏み増し操作されることにより、要求加速度Ｇが復帰Ｇに到達している。

つぎに、図３の制御例を、アクセルペダル４を戻すことにより制御量反映率が低下中に、再度アクセルペダル４を踏み増しして加速する場合に適用した場合の各パラメータの変化について、タイムーチャートを参照して説明する。なお、各パラメータの変化について、上述の図６、図１１、および、図１４のタイムーチャートと同様の部分は、省略あるいは簡略化して説明する。図１７は、そのタイムチャートを示す図であって、先ず、アクセル開度の増大に応じて加速度を向上させる制御を実行する（ｔ０時点からｔ１時点）。

ついで、ベース加速度Ｇｂが制御開始であるＢのラインを下回ることにより制御量反映率が１００％から下降して、０～１００％の間に制御される（ｔ２時点）。したがって、このｔ２時点では、加速度加算量Ｇｓｇａｉｎが低下し、上述のベース加速度Ｇｂとの差分Ｇｓが小さくなる。

ついで、この状態から、再度、アクセルペダル４が踏み込まれると、アクセル開度が増大し、それに応じて要求加速度Ｇも増大する（ｔ２時点からｔ３時点）。その要求加速度が制御開始であるＢのラインを跨ぐと、再度、制御量反映率は１００％になる（ｔ３時点）。なお、この図１７の制御を実行中は、Ｇ加算実行フラグがｔ０時点でフラグがＯＮされた以降は、要求加速度Ｇはベース加速度Ｇｂに復帰していないので、フラグは、ＯＮの状態が維持される。

なお、図１８は、図１７のタイムチャートにおける制御量反映率の変化であって、矢印で示すようにｔ１時点で制御量反映率が１００％から下降し始め、ｔ２時点で制御量反映率が０％付近まで低下し、再度アクセルペダル４が踏み増し操作されることにより、ｔ３時点で、再度１００％に達している。また図１９は、図１７のタイムーチャートにおける要求加速度Ｇの変化を車速との関係で示しており、ｔ０時点でアクセル開度が増大して、要求加速度が増大し、加速度を向上させる制御が開始される。そして、車速の増大に伴って、要求加速度が徐々に低下し、ｔ１時点でベース加速度Ｇｂが制御開始Ｇである符号Ｂのラインを跨ぐ。更にアクセルペダルが戻されてアクセル開度が低下すると、そのアクセル開度の変化に応じて、要求加速度Ｇが低下する（ｔ２時点）。その状態から、再度アクセルペダルが踏み増しされることにより、再度、制御開始である符号Ｂのラインを跨ぐ（ｔ３時点）。

つぎに、この発明の実施形態における他の制御例について説明する。上述の図３の制御例では、アクセル開度と車速とから求まる要求駆動力、および、アクセルペダル４の操作速度をパラメータとして、加速意図があるか否かを判断し、加速度を向上させる制御を実行するように構成されている。一方、車両Ｖｅが走行する路面が、平坦路ではなく、路面勾配が所定値以上の登坂路の場合には、路面勾配を考慮して駆動力を発生させることが好ましい。登坂路で、平坦路と同様の駆動力を発生させた場合には、例えば運転者の加速意図が消滅しているにも拘わらず、加速度を向上させる制御が実行されることがある。そこで、この発明の実施形態では、アクセル開度、車速、アクセルペダル４の操作速度に加えて、路面勾配を検出して、加速度を向上させる制御を実行するように構成されている。

図２０は、その制御の一例を示すフローチャートである。なお、各ステップの制御内容について、路面勾配を考慮した制御以外の構成は、上述の図３の制御内容と同様であるため、その説明については省略あるいは簡略化する。

先ず、加速意図があるか否かを判定する（ステップＳ１００）。このステップＳ１００は、図３の制御例のステップＳ１とほぼ同様であって、運転者の要求加速度Ｇが予め定めた所定値αより大きいか否か、および、アクセルペダル４の操作速度が予め定めた所定速度βより大きいか否かを判断する。要求加速度Ｇが所定値αより大きいか否かの判断は、アクセル開度、車速に加えて路面勾配をパラメータとする。なお、このステップＳ１００における要求加速度Ｇは、上述のベース加速度Ｇｂに相当する静的な加速度である。このステップＳ１００で否定的に判断された場合、すなわち要求加速度Ｇが所定値α以下である場合、または、アクセルペダル４の操作速度が所定速度β以下である場合には、加速要求の意図がないと判断し、これ以降の制御を実行することなく、図２０に示す制御例を一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ１００で肯定的に判断された場合、すなわち要求加速度Ｇが所定値αより大きい場合、および、アクセルペダル４の操作速度が所定速度βより大きい場合には、加速要求の意図がありと判断し、運転者の意図に沿った加速感を実現するための加速度特性Ｇｉを算出する（ステップＳ２００）。このステップＳ２００は、図３の制御例のステップＳ２とほぼ同様であって、この加速度特性Ｇｉは、上述のステップＳ１００の静的な加速度に対して動的な加速度である。上述のステップＳ１００の要求加速度Ｇは、アクセル開度と車速と路面勾配とから一義的に決まるものに対して、加速度特性Ｇｉは、アクセル開度、車速、路面勾配に加えてアクセルペダル４の操作速度をパラメータとして算出される。つまり、動的な操作であるアクセルペダル４の操作速度をパラメータとして加えることにより、より正確に運転者の加速意図を把握する。

ついで、ステップＳ２００で算出した加速度特性Ｇｉに対して上限処理および下限処理を行う（ステップＳ３００）。これは、図３の制御例のステップＳ３とほぼ同様であって、上述のように、運転者の加速意図を正確に把握するために、加速度特性Ｇｉを算出したものの、その加速度特性Ｇｉが、車両Ｖｅの実現可能な最大加速度Ｇｍａｘを超える場合には、上限処理（補正処理）を行う必要がある。具体的には、加速度特性Ｇｉが車両Ｖｅの最大加速度Ｇｍａｘを超える場合には、加速度特性Ｇｉを最大加速度Ｇｍａｘに補正する。一方、加速度特性Ｇｉが最大加速度Ｇｍａｘ以下である場合には、補正することなく、そのままの値を維持する。なお、下限処理は、ステップＳ１で求めたベース加速度Ｇｂとなる。また、最大加速度Ｇｍａｘは、アクセル開度１００％における車速と路面勾配とに基づいて求められる。

ついで、ベース加速度Ｇｂと加速度特性Ｇｉとの差分Ｇｓ（＝Ｇｉ－Ｇｂ）を算出する（ステップＳ４００）。また差分Ｇｓにゲインを乗じて加速度加算量Ｇｓｇａｉｎ（＝Ｇｓ×ｇａｉｎ）を算出する（ステップＳ５００）。このステップＳ４００およびステップＳ５００は、図３の制御例のステップＳ４およびステップＳ５と同様であるため、詳細な説明については省略する。

ついで、ステップＳ５００で算出した加速度加算量Ｇｓｇａｉｎをベース加速度Ｇｂに加えて、補正加速度Ｇｈを算出する（ステップＳ６００）。これは、図３の制御例のステップＳ６と同様であって、つまり、この補正加速度Ｇｈが最終的な運転者の要求加速度となる。

ついで、ステップＳ６００で算出した補正加速度Ｇｈを車両Ｖｅの車重、ギヤ比、タイヤ径、走行抵抗などの諸元から駆動力に換算し、要求駆動力として発生させる（ステップＳ７００）。これは、図３の制御例のステップＳ７と同様であって、つまり、最終的に算出された要求加速度を発生させるための、駆動力を決定する。

そして、ゲインが「０」になったか否か（すなわち制御量反映率が０％になったか否か）を判断し（ステップＳ８００）、ゲインが「０」になったと判断された場合には、図２０に示す制御例を終了する。これは、図３の制御例のステップＳ８と同様であって、つまり、ゲインが「０」になったら、加速度を向上させる制御を終了して、ベース加速度Ｇｂに復帰する。それとは反対に、ゲインが「０」でないと判断された場合には、ステップＳ２００へ戻り、このステップＳ８００で肯定的に判断されるまでステップＳ２００からステップＳ８００を繰り返し実行する。

このように、図２０の制御例では、路面勾配を考慮して要求加速度を設定するように構成されている。図２１は、路面勾配を考慮せずに加速度を向上させる制御を実行した場合の例（従来例）と、路面勾配を考慮して加速度を向上させる制御を実行した場合の例とを比較するタイムチャートである。図２１の紙面左側に示す従来例では、ｔ１０’時点でアクセル開度が増大することにより、Ｇ加算実行フラグがＯＮされ、加速度を向上させる制御が開始される。ついで、ｔ１１’時点から路面勾配が０％から増大し始め、ｔ１２’時点で路面勾配はγ％になる。そして、ｔ１２’時点からｔ１３’時点の過渡期において、要求加速度が登坂γ％での０Ｇのラインを跨ぎ、ｔ１３’時点でベース加速度Ｇｂに復帰している。つまり、ｔ１２’時点とｔ１３’時点の過渡期において、加速意図が消滅しているのにも拘わらず、減速領域であるｔ１３’時点でベース加速度Ｇｂに復帰している。そのため、運転者の加速意図に合致しない制御となっている。

それに対して、図２１の紙面右側に示すこの発明の実施形態では、ｔ１０時点でアクセル開度が増大することにより、Ｇ加算実行フラグがＯＮされ、加速度を向上させる制御が開始される。ついで、ｔ１１時点から路面勾配が０％から増大し始め、ｔ１２時点で路面勾配はγ％になる。そして、この路面勾配がγ％になったｔ１２時点で、ベース加速度Ｇｂに復帰するように構成されている。つまり、登坂路において、車両Ｖｅの加速度が０Ｇになった際に加速意図が消滅したと判断している。言い換えれば、所定のアクセルペダル４の操作量において、そのアクセルペダル４の操作量を路面勾配がある場合（所定勾配以上の場合）の加速度「０」となる領域が、路面勾配がない場合（所定勾配未満の場合）の加速度「０」となる領域より大きくなっている。このように、この発明の実施形態では、路面勾配の抵抗分を考慮してベース加速度Ｇｂへの復帰を平坦路の場合から補正することにより、運転者の加速意図に応じた制御が可能となる。つまり、運転者の加速意図に応じた駆動力の制御を適切に行うことができる。

１ 駆動力源
２ 前輪
３ 後輪
４ アクセルペダル
５ ブレーキペダル
６ 検出部
７ ＥＣＵ（電子制御装置）
Ｖｅ 車両

Claims (7)

1. 運転者に操作されるアクセルペダルと、前記アクセルペダルの操作量と車速とに基づいて要求加速度を決定し、かつ決定された前記要求加速度に基づく指令信号を出力するコントローラとを備えた車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記アクセルペダルの操作量と前記車速とに基づいて一義的に決まるベース加速度を算出し、
   前記要求加速度が予め定めた所定値より大きく、かつ前記アクセルペダルの操作速度が所定速度より大きい場合に、前記要求加速度を前記ベース加速度より大きい補正加速度に設定し、その設定した前記補正加速度を発生させるように前記駆動力を制御するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記補正加速度は、前記ベース加速度と、前記ベース加速度に対する加速度の加算量とに基づいて算出され、
   前記加速度の加算量は、前記アクセルペダルの操作量、前記車速、および、前記アクセルペダルの操作速度から求まる動的加速度と前記ベース加速度との差分と、所定の制御ゲインとによって決定されるように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記制御ゲインは、前記アクセルペダルの操作量と前記車速とに応じて設定され、
   前記要求加速度が前記所定値より大きい場合に最大ゲインに設定され、前記要求加速度が前記ベース加速度の場合に、最小ゲインに設定されるように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
4. 請求項２または３に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記制御ゲインは、前記要求加速度が、前記ベース加速度より大きく、かつ前記所定値より小さい場合に、その要求加速度に応じて連続的に変化するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
5. 請求項３また４に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記アクセルペダルの操作量に応じて前記制御ゲインを低下させ、前記制御ゲインが低下して前記要求加速度が前記補正加速度から前記ベース加速度に復帰した際に、そのベース加速度に復帰する際の加速度を「０」より大きくなるように前記駆動力を制御する
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
6. 請求項２から５のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記車両の走行する路面勾配を取得し、
   前記アクセルペダルの操作量、前記車速、前記路面勾配に基づいて前記要求加速度を算出し、
   前記加速度の加算量は、前記アクセルペダルの操作量と前記車速と前記路面勾配とに応じて定まる制御ゲインを用いて算出するように構成されている
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
7. 請求項６に記載の車両の駆動力制御装置において、
   所定の前記アクセルペダルの操作量における前記路面勾配が所定勾配以上の場合の加速度「０」となる領域は、前記路面勾配が前記所定勾配未満の場合の加速度「０」となる領域より大きい
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。

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