JP6137228B2 - 車速制限装置 - Google Patents

Description

本発明は、車速制限装置に関する。

運転者要求駆動力（アクセル開度に基づいて算出される運転者が要求する駆動力）が車速制限用目標駆動力よりも大きい場合、実車速が制限車速を超えることのないようにするために、両者のうちの小さい方、即ち車速制限用目標スロットル開度をスロットル開度指令として選択し、電子制御スロットルバルブの開度制御を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2010-077960号公報

実車速と制限車速の偏差から車速制限用加速度を算出し、車速制限用加速度から車速制限用目標駆動力を算出し、アクセル開度から運転者要求駆動力を算出し、車速制限用目標駆動力と運転者要求駆動力の内小さい方に基づいて駆動力を制御するとする。すなわち、運転者要求駆動力が車速制限用目標駆動力より大きい場合は、駆動力を車速制限用目標駆動力に制限する。

ここで、車速制限用目標駆動力が運転者要求駆動力より小さく、車速制限用目標駆動力に基づいて駆動力が制御されている状態を「制限状態」、車速制限用目標駆動力が運転者要求駆動力より大きく、運転者要求駆動力に基づいて駆動力が制御されている状態を「非制限状態」とする。車速制限用目標駆動力は車速制限用加速度から算出されるが、実車速が制限車速を超える可能性を低減するためには、車速制限用目標駆動力を走行状況に基づいて補正する必要がある。制限状態では、車速制限用目標駆動力に基づいて駆動力を制御しているため、実加速度と車速制限用加速度の偏差の周期毎の積算値に基づいて車速制限用目標駆動力を補正する。しかしながら、制限状態で、かかる補正を常に行うと以下のような問題が生じる。例えば、登坂路では、車速制限用目標駆動力が駆動力発生装置の出力可能な最大駆動力より大きくなる場合がある。かかる場合において、実加速度が車速制限用加速度通りに出ないため、実加速度と制限加速度との偏差が大きく、かかる偏差の周期毎の積算に伴って車速制限用目標駆動力が必要以上に大きく補正される。車速制限用目標駆動力が必要以上に大きく補正された状態において、登坂路から平坦路に移行すると、車速制限用目標駆動力が機能せずに、制限車速を実車速が超える可能性がある。

そこで、本発明は、登坂路から平坦路への移行後に制限車速に対して実車速が超えてしまう可能性を低減できる車速制限装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によれば、駆動力に関連する要求値であって、アクセル開度に応じた要求値を算出する要求値算出手段と、
制限車速及び現在の車速の車速偏差に応じた制限加速度に基づく補正前上限値を算出する上限値算出手段と、
前記補正前上限値を、前記制限加速度と現在の加速度との加速度偏差の周期毎の積算値に基づいて補正することで、前記補正前上限値を補正した第１上限値を算出する第１上限値補正手段と、
前記補正前上限値を、駆動力発生装置により発生可能な最大駆動力と現在の加速度とに基づいて補正することで、前記補正前上限値を補正した第２上限値を算出する第２上限値補正手段と、
前記第１上限値が前記最大駆動力に対応する所定閾値を超えるときは、前記要求値及び前記第２上限値のうち小さい方の値を選択し、前記第１上限値が前記所定閾値を超えていないときは、前記要求値及び前記第１上限値の内の小さい方の値を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された値に対応した駆動力が発生するように前記駆動力発生装置を制御する制御手段と、を含む車速制限装置が提供される。

本発明によれば、登坂路から平坦路への移行後に制限車速に対して実車速が超えてしまう可能性を低減できる車速制限装置が得られる。

本発明の一実施例による車速制限装置１０を含む車両制御システム１の一例を示す図である。 上限値算出部１０２の機能ブロック図である。 車速制限装置１０により実行される処理の一例を示すフローチャートである。 上限駆動力算出処理の一例を示すフローチャートである。 選択処理の一例を示すフローチャートである。 第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢに基づく第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の算出態様の説明図である。 第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}から第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}への切り替えが発生する場面の説明図である。 登坂路中に第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}から第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}への切り替えがなされた場合の説明図である。 比較例による同時系列を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明の一実施例による車速制限装置１０を含む車両制御システム１の一例を示す図である。

車両制御システム１は、車速制限装置１０を含む。車速制限装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により形成される。

車速制限装置１０は、ＡＳＬ（Adjustable Speed Limiter）機能を備える。

車速制限装置１０には、車速を検出する車速センサ３０と、ＡＳＬメインスイッチ３２と、アクセル開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ４６と、が接続される。車速センサ３０は、例えば複数の車輪にそれぞれ設けられる車輪速センサである。この場合、車速は、例えば、複数の車輪速センサの検出値の平均値に基づいて算出される。

車速制限装置１０は、要求値算出部１０１と、上限値算出部１０２と、選択部１０３と、制御部１０４と、記憶部１０５とを含む。

要求値算出部１０１は、アクセル開度センサ４６からのアクセル開度に応じた要求値を算出する。例えば、要求値算出部１０１は、アクセル開度と、車速とに基づいて、駆動力に関連する要求値を算出する。駆動力に関連する要求値とは、駆動力自体の要求値であってもよいし、加速度、スロットル開度、駆動トルク等に関する要求値であってもよい。以下では、駆動力に関連する要求値は、一例として、駆動力自体の要求値であるとし、「運転者要求駆動力」とも称する。

上限値算出部１０２は、制限車速に基づいて、駆動力に関連する上限値を算出する。制限車速は、固定値である。或いは、制限車速は、運転者によって設定される設定値である。或いは、制限車速は、ＩＳＡ（Intelligent Speed Assistance）の場合のように、自動的に設定される。例えば、制限車速は、インフラ等の車外施設（センタサーバーを含む）から通信により取得できる制限速度情報であって、現在の走行中の道路の制限速度を表す制限速度情報に基づいて、自動的に設定される。また、例えば、制限車速は、車載カメラ等を用いて画像認識できる道路標識の制限速度情報に基づいて、自動的に設定される。

駆動力に関連する上限値とは、駆動力に関連する要求値と同様、駆動力自体の上限値であってもよいし、加速度、スロットル開度、駆動トルク等に関する上限値であってもよい。以下では、駆動力に関連する上限値は、一例として、駆動力自体の上限値であるとし、「上限駆動力」とも称する。上限値算出部１０２の更なる機能について後述する。

選択部１０３は、要求値算出部１０１により算出される運転者要求駆動力と、上限値算出部１０２により算出される上限駆動力のうちの小さい方の値を選択する。例えば、選択部１０３は、運転者要求駆動力が上限駆動力以上である場合に、上限駆動力を選択し、それ以外の場合は、運転者要求駆動力を選択する。以下、選択部１０３により選択された駆動力を「目標駆動力」とも称する。また、以下では、選択部１０３により運転者要求駆動力が選択されている状態を「非制限状態」とも称し、選択部１０３により上限駆動力が選択されている状態を「制限状態」とも称する。

制御部１０４は、選択部１０３により選択された駆動力（目標駆動力）に対応した駆動力が発生するようにエンジン４０及びトランスミッション４２（両者が駆動力発生装置の一例）を制御する。例えば、制御部１０４は、目標駆動力を発生するように、エンジン４０の目標回転数及びトランスミッション４２の目標変速比を決定し、目標回転数及び目標変速比が実現されるようにエンジン４０及びトランスミッション４２を制御する。

尚、要求値算出部１０１、上限値算出部１０２、選択部１０３、及び、制御部１０４は、周期毎に同期して動作する（図３参照）。具体的には、ある周期では、要求値算出部１０１及び上限値算出部１０２は、それぞれ、運転者要求駆動力及び上限駆動力を算出し、選択部１０３は、これらのうちの小さい方の値を選択し、制御部１０４は、選択された駆動力（目標駆動力）に基づいてエンジン４０及びトランスミッション４２を制御する。

記憶部１０５には、要求値算出部１０１等の各種処理に使用する情報（例えば車両重量、マップ等）が記憶される。

図２は、上限値算出部１０２の機能ブロック図である。尚、図２には、要求値算出部１０１、選択部１０３及び制御部１０４についても併せて示されている。

上限値算出部１０２は、制限加速度算出部２００と、ＦＦ制限駆動力算出部２０２と、第１ＦＢ制限駆動力算出部２０４と、最小値選択部２０７と、第２ＦＢ制限駆動力算出部２０８とを含む。

上限値算出部１０２には、制限車速、実車速、実加速度、走行抵抗、車両重量、限界駆動力、及び、現在発生駆動力が入力される。制限車速は、上述のとおりである。実車速（現在の実車速）は、車速センサ３０の出力値に基づく値である。実加速度（現在の実加速度）は、車速センサ３０の出力値の微分値に基づく値である。走行抵抗は、例えば実車速に応じて算出される値である。走行抵抗は、転がり抵抗及び空気抵抗を含む。走行抵抗と車速との関係を表すマップは、記憶部１０５に記憶される。現在発生駆動力は、選択部１０３により選択された方の駆動力に基づく値（例えば制御部１０４で用いられる目標駆動力）である。但し、現在発生駆動力は、現在のエンジン４０の出力の推定値（例えば噴射量や空気量から算出値）に基づく値であってもよい。車両重量は、設計値に基づく値であり、記憶部１０５に記憶される。限界駆動力は、駆動力発生装置により発生可能な最大駆動力に対応し、設計値に基づく値であり、記憶部１０５に記憶される。

上限値算出部１０２は、これらの入力パラメータ（制限車速、実車速等）に基づいて、上限駆動力を算出し、選択部１０３に出力する。上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}は、図２に示すように、以下の式で算出される。
上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}＝制限駆動力Ｆ_ＦＦ＋制限駆動力Ｆ_ＦＢ 式（１）
以下、区別のため、制限駆動力Ｆ_ＦＦ（補正前上限値の一例）は、ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦと称し、制限駆動力Ｆ_ＦＢは、区別のためＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢと称する。

ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦは、次の通り算出される。まず、制限加速度算出部２００において、制限車速及び実車速の偏差から制限加速度が算出される。本例では、制限車速及び実車速の偏差は、制限車速から実車速が引かれる。制限加速度は、現在の実車速で許容できる最大の加速度（制限車速の観点から許容できる最大加速度）に対応する。基本的には、制限加速度は、制限車速及び実車速の偏差が大きいほど大きな値が算出される（図６参照）。次いで、ＦＦ制限駆動力算出部２０２において、制限加速度からＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦが算出される。ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦは、例えば制限加速度に車両重量を乗じた値に、走行抵抗を付加することで算出される。

ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢは、次の３通りの方法のうちの選択された方法で算出される。即ち、ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢの算出方法は、３つの方法がある。図２には、３つの方法のうちの２つの方法に係る部分のみが示されている。第３算出方法については、図４を参照して後述する。

第１算出方法によれば、図２に示すように、第１ＦＢ制限駆動力算出部２０４において、制限加速度と実加速度の偏差からＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが算出される。具体的には、制限加速度から実加速度を引いて得られる加速度偏差に所定のゲインを乗じ、ゲインを乗じて得られた値（今回値）を前回値に積算し（各周期にわたって積分し）、積算して得られた値に、車両重量を乗じることで、ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが算出される。尚、所定のゲインに車両重量を含めることで、車両重量を乗じる演算部分は省略されてもよい。以下、このようにして第１算出方法により算出されるＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢを「第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ」とも称し、第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢに基づいて算出される上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}（第１上限値の一例）を「第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}」とも称する。

第２算出方法によれば、図２に示すように、実加速度と限界加速度とに基づいてＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ（補正値の一例）が算出される。具体的には、図２に示すように、最小値選択部２０７において限界加速度と制限加速度のうちの小さい方が選択され、第２ＦＢ制限駆動力算出部２０８において、選択された小さい方の加速度から実加速度を引いて得られる加速度偏差に所定のゲインを乗じ、ゲインを乗じて得られた値（今回値）を前回値に積算し（各周期にわたって積分し）、積算して得られた値に、車両重量を乗じることで、ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが算出される。例えば、最小値選択部２０７において限界加速度が選択された場合は、以下のとおりである。但し、Ｇａはゲインである。
ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ＝（車両重量）×∫｛（限界加速度）‐（実加速度）｝×Ｇａ 式（２）
式（２）において、∫｛（限界加速度）‐（実加速度）｝の項は、各周期にわたって積分されることを意味する。尚、式（２）において、ゲインＧａに車両重量を含めることで、車両重量を乗じる演算部分（右辺の最初の乗算部分）は省略されてもよい。以下、このようにして第２算出方法により算出されるＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢを「第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ」とも称し、第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢに基づいて算出される上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}（第２上限値の一例）を「第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}」とも称する。

限界加速度は、車両の限界駆動力から算出される。例えば、限界加速度は、図２に示すように、限界駆動力からＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢを引いて得られる駆動力偏差から、走行抵抗を減算し、減算して得られた値を、車両重量で除算することで算出される。即ち、以下のとおりである。
限界加速度＝｛（限界駆動力）‐（ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ）‐（走行抵抗）｝／（車両重量） 式（３）
式（３）において、ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢは、上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を算出する際に用いられるＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが用いられる。即ち、式（３）において、ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢは、スイッチ２０６で選択された方のＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが用いられる。この際、式（３）で用いられるＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢは、現在発生駆動力と同様、前回周期で算出された値が用いられる。式（３）から分かるように、限界加速度は、現在の走行環境（走行抵抗や路面勾配等）における限界加速度である。

尚、式（３）において、限界駆動力として、現在発生駆動力が用いられてもよい。これは、後述の如く、第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが用いられる場合は、制限状態において第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力を超える場合であり、かかる場合には、現在発生駆動力が限界駆動力に略等しくなっているためである。

第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢは、当該第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢに基づく第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力以下である場合に、今回周期で用いられる。他方、第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢは、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力を超える場合に、今回周期で用いられる。この２つのＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢの選択は、図２において符号２０６が付されたスイッチで模式的に示されている。尚、スイッチ２０６の機能（選択機能）は、等価的に、２つのＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢのそれぞれが制限駆動力Ｆ_ＦＦに別々に加算された後に実現されてもよい。この場合、スイッチ２０６の機能は、選択部１０３に組み込まれてもよい。

図２に示す構成によれば、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力以下である場合に、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が選択部１０３に入力され、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力を超える場合に、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が選択部１０３に入力される。従って、図２に示す構成によれば、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力を超える場合に、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が用いられるので、登坂路から平坦路への移行後等に上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が機能せずに制限車速に対して実車速が超えてしまう可能性を低減できる。これの効果の詳細は、後述する。

尚、図２に示す例では、制限加速度算出部２００及びＦＦ制限駆動力算出部２０２を含むブロック１０２Ｃは、特許請求の範囲の「上限値算出手段」を形成する。第１ＦＢ制限駆動力算出部２０４を含むブロック１０２Ａは、特許請求の範囲の「第１上限値補正手段」を形成する。最小値選択部２０７及び第２ＦＢ制限駆動力算出部２０８を含むブロック１０２Ｂは、特許請求の範囲の「第２上限値補正手段」を形成する。図２に示す例では、第１ＦＢ制限駆動力算出部２０４又は第２ＦＢ制限駆動力算出部２０８で算出されたＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢがＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦに加算されることで上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の補正が実現されている。

次に、図３乃至図５のフローチャートを参照して、車速制限装置１０の動作について説明する。

図３は、車速制限装置１０により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図３に示す処理は、例えば、ＡＳＬ機能がオンしている間、所定周期毎に実行される。尚、ＡＳＬ機能は、基本的には、ＡＳＬメインスイッチ３２がオンしている場合にオンする。

ステップＳ３００では、要求値算出部１０１は、アクセル開度及び車速を読み出し、読み出したアクセル開度及び車速に基づいて、運転者要求駆動力を算出する。

ステップＳ３０２では、上限値算出部１０２は、上限駆動力算出処理を行う。上限駆動力算出処理については、図４を参照して後述する。

ステップＳ３０４では、選択部１０３は、ステップＳ３００で得られる運転者要求駆動力と、ステップＳ３０２で得られる上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}のうちの小さい方の値を選択する選択処理を行う。選択処理については、図５を参照して後述する。

ステップＳ３０６では、制御部１０４は、ステップＳ３０４で選択された駆動力（目標駆動力）に対応した駆動力が発生するようにエンジン４０及びトランスミッション４２を制御する。

図４は、上限駆動力算出処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ４００では、上限値算出部１０２は、制限車速、実車速、実加速度、走行抵抗、車両重量、限界駆動力、及び、現在発生駆動力を読み出す。尚、これらのパラメータのうち、車両重量及び限界駆動力は固定値であるので、算出式に定数として組み込まれてもよい。

ステップＳ４０２では、上限値算出部１０２は、ステップＳ４００で読み出したパラメータに基づいて、ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦを算出する。ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦの算出方法は上述のとおりである。

ステップＳ４０４では、上限値算出部１０２は、制限フラグが"１"であるか否かを判定する。制限フラグが"０"であることは、非制限状態であることを表し、制限フラグが"１"であることは、制限状態であることを表す。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４０６に進み、判定結果が"ＮＯ"の場合は、ステップＳ４０８に進む。

ステップＳ４０６では、上限値算出部１０２は、ステップＳ４００で読み出したパラメータに基づいて、第１算出方法によりＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ（第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ）を算出する。第１算出方法は上述のとおりである。尚、第１算出方法における上述の積算は、本ステップＳ４０６の処理が連続的に実行される周期毎に実行されるが、初回の周期では、前回値を０として実行される。

ステップＳ４０８では、上限値算出部１０２は、ステップＳ４００で読み出したパラメータに基づいて、第３算出方法によりＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢを算出する。第３算出方法によれば、実加速度と現在発生駆動力とに基づいてＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが算出される。具体的には、実加速度に車両重量を乗じ、車両重量を乗じて得られた値に、走行抵抗を付加し、付加して得られた値を、現在発生駆動力から引くことで、ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが算出される。即ち、以下のとおりである。
ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ＝（現在発生駆動力）‐｛（車両重量）×（実加速度）＋（走行抵抗）｝ 式（４）
ステップＳ４０８では、更に、上限値算出部１０２は、第３算出方法により算出したＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢに基づいて、上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を算出する。上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の算出方法は上述のとおりである。

ステップＳ４１０では、上限値算出部１０２は、ステップＳ４０２で算出したＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦと、ステップＳ４０６で算出した第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢとに基づいて、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を算出する。第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の算出方法は上述のとおりである。

ステップＳ４１２では、上限値算出部１０２は、ステップＳ４１０で算出した第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力以下であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、そのまま終了し（この結果、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が出力される）、判定結果が"ＮＯ"の場合は、ステップＳ４１４に進む。

ステップＳ４１４では、上限値算出部１０２は、ステップＳ４００で読み出したパラメータに基づいて、第２算出方法によりＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ（第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ）を算出する。第２算出方法は上述のとおりである。尚、第２算出方法における上述の積算は、本ステップＳ４１４の処理が連続的に実行される周期毎に実行されるが、初回の周期では、前回値を０として実行される。

ステップＳ４１６では、上限値算出部１０２は、ステップＳ４０２で算出したＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦと、ステップＳ４１４で算出した第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢとに基づいて、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を算出する。第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の算出方法は上述のとおりである。

図４に示す処理によれば、制限状態において、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力以下である場合、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}として出力し、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力を超える場合、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}として出力できる。

図５は、選択処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ５００では、選択部１０３は、運転者要求駆動力が、図４の処理で出力される上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}以上であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ５０２に進み、判定結果が"ＮＯ"の場合は、ステップＳ５０６に進む。

ステップＳ５０２では、選択部１０３は、上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を選択する。

ステップＳ５０４では、選択部１０３は、制限フラグを"１"にセットする。

ステップＳ５０６では、選択部１０３は、運転者要求駆動力を選択する。

ステップＳ５０８では、選択部１０３は、制限フラグを"０"にセットする。

図５に示す処理によれば、上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を選択した場合に、制限フラグを"１"にセットし、運転者要求駆動力を選択を選択した場合に、制限フラグを"０"にセットできる。

次に、図６を参照して、ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢの第１算出方法の意義について説明する。ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢの第１算出方法は、上述の如く、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が車両の限界駆動力以下である状態において採用される。

図６は、第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢに基づく第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の算出態様の説明図である。図６には、上から順に、アクセル開度の時系列、車速の時系列、加速度の時系列、及び、各駆動力（ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦ、第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}）の時系列の一例が示されている。車速の時系列については、実車速の時系列（実線）及び制限車速の時系列（点線）が示されている。また、加速度の時系列については、実加速度の時系列（実線）及び制限加速度の時系列（点線）が示されている。

図６に示す例では、時刻ｔ１よりも前は、アクセル開度が１００％であり、制限車速が９０ｋｍ／ｈであり、実車速は略９０ｋｍ／ｈである。図６に示す例では、時刻ｔ１にて、アクセル開度が１００％のままで、制限車速を９０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈに変更させる指示が生成される。これにより、制限車速が徐々に増加し、時刻ｔ３にて１００ｋｍ／ｈに達する。これに伴って、制限車速及び実車速の偏差が０よりも有意に大きくなり（図６の上下の矢印参照）、時刻ｔ１よりも前に比べて、制限車速及び実車速の偏差に応じてＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦが増加する。

また、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは制限加速度が実加速度よりも有意に大きく、これに伴い、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが増加する。他方、時刻ｔ２から時刻ｔ４までは制限加速度が実加速度よりも有意に小さく、これに伴い、時刻ｔ２から時刻ｔ４まで第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが減少する。また、時刻ｔ４から時刻ｔ６までは制限加速度が実加速度よりも有意に大きく、これに伴い、時刻ｔ４から時刻ｔ６まで第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが増加する。この結果、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}は、図６に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで徐々に増加し、時刻ｔ３の後、時刻ｔ４まで徐々に減少し、その後、時刻ｔ６まで増加する。この結果、時刻ｔ６では、制限車速及び実車速の偏差が略０となる。

このようにして、第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢの第１算出方法に基づく第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の算出方法によれば、制限車速及び実車速の偏差が０よりも有意に大きくなった場合に、偏差が０になるように、ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦ及び第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢが算出される。

図７は、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}から第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}への切り替えが発生する場面の説明図である。図７には、上から順に、車速の時系列、加速度の時系列、各ＦＢ制限駆動力（第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ及び第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ）、及び、上限駆動力（第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}及び第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}）と運転者要求駆動力の時系列の一例が示されている。車速の時系列については、実車速の時系列（実線）及び制限車速の時系列（点線）が示されている。また、加速度の時系列については、実加速度の時系列（実線）及び制限加速度の時系列（点線）と共に、限界加速度が示されている。また、上限駆動力と運転者要求駆動力の時系列については、限界駆動力が併せて示されている。

図７に示す例では、時刻ｔ１０よりも前に制限状態が形成されるものとする。時刻ｔ１０よりも前は、平坦路であり、アクセル開度が８０％であり、制限車速が９０ｋｍ／ｈであり、実車速は略９０ｋｍ／ｈである。図７に示す例では、時刻ｔ１０から登坂路となり、アクセル開度が１００％に上昇（これに伴い運転者要求駆動力が増加）する。登坂路であるため、制限状態において実加速度が制限加速度通りに出ないため、時刻ｔ１１にて、アクセル開度が１００％のままで、制限車速を９０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈに変更させる指示が生成される。依然として、登坂路であるため、実加速度と制限加速度との間の加速度偏差が大きく、それに伴い第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ及びひいては第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が大きくなっていく。時刻ｔ１２にて、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が限界駆動力を超える。この結果、時刻ｔ１２にて、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}から第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}への切り替えが実現される。尚、図７に示す例では、時刻ｔ１２では、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が運転者要求駆動力と等しくなるが、制限状態が維持される（図５参照）。

次に、図８及び図９を参照して、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}から第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}への切り替えの意義について説明する。

図８は、登坂路中に第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}から第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}への切り替えがなされた場合の説明図である。図８には、上から順に、車速の時系列、加速度の時系列、駆動力（運転者要求駆動力及び第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}）の時系列と限界駆動力、及び、制限駆動力（ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦ、第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ）の時系列の一例が示されている。（Ａ）車速の時系列については、実車速の時系列（実線）及び制限車速の時系列（点線）が示されている。また、（Ｂ）加速度の時系列については、実加速度の時系列（実線）及び限界加速度の時系列（点線）が示されている。また、（Ｃ）駆動力の時系列については、運転者要求駆動力の時系列（実線）及び第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の時系列（点線）が示されている。また、（Ｄ）制限駆動力の時系列については、ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦの時系列（実線）及び第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢの時系列（点線）が示されている。

図９は、比較例による同時系列を示す図である。但し、図９に示す例では、（Ｂ）加速度の時系列については、実加速度の時系列（実線）及び制限加速度の時系列（点線）が示されている。また、（Ｃ）駆動力については、運転者要求駆動力及び第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}の時系列が示されている。また、（Ｄ）制限駆動力の時系列については、ＦＦ制限駆動力Ｆ_ＦＦの時系列（実線）及び第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢの時系列（点線）が示されている。比較例は、登坂路中に第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}から第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}への切り替えがなされない構成である。即ち、比較例では、常に第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が用いられ、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が用いられることはない。

図８及び図９に示す例では、共に時刻０からアクセル開度が１００％であるとする。また、時刻ｔ２０にて、登坂路が平坦路に移行しているものとする。例えば、時刻ｔ２０にて、勾配５％から０％に変化しているものとする。

比較例によれば、図７を参照して上述したように、登坂路では、制限状態において実加速度が制限加速度通りに出ないため、図９に示すように、実加速度と制限加速度との間の加速度偏差が大きくなり、かかる加速度偏差の周期毎の積算によって第１ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢ及びひいては第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が大きくなっていく。この結果、登坂路が終了して平坦路に移行する時刻ｔ２０において、第１上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が運転者要求駆動力（及び限界駆動力）よりも有意に大きく、比較的大きい運転者要求駆動力（図９に示す例では、限界駆動力相当）が許容される状態（非制限状態）が比較的長く継続してしまう（図９に示す例では、時刻ｔ２１まで継続する）。この結果、図９（Ａ）に示すように、時刻ｔ２０以後の時刻ｔ２１では、制限車速に対して実車速が超えてしまう。

これに対して、本実施例によれば、登坂路において、第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢは、図８（Ｄ）に示すように、ほとんど増加せず、従って、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}は、図８（Ｃ）に示すように、ほとんど増加しない。これは、上述の如く、第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢは、実加速度と制限加速度との間の加速度偏差ではなく、限界加速度及び制限加速度のうちの小さい方と実加速度との間の加速度偏差に基づいて算出されるためである（登坂路のような制限加速度が大きくなる状況では制限加速度が限界加速度よりも大きくなり、限界加速度が用いられるためである）。登坂路が終了して平坦路に移行する時刻ｔ２０において、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が運転者要求駆動力（及び限界駆動力）よりも有意に大きくならず、図８に示すように、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}は限界駆動力と略等しくなる。従って、時刻２０のすぐ後から、限界駆動力以下の第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}に基づいて制限状態を形成できる。この結果、図８（Ａ）に示すように、時刻ｔ２０以後においても、制限車速に対して実車速が超えてしまう可能性が低減される。

また、本実施例によれば、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}は、上述の如く、限界加速度及び制限加速度のうちの小さい方と実加速度との間の加速度偏差に基づいて算出される。これにより、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}を常に限界加速度と実加速度との間の加速度偏差に基づいて算出する構成に比べて、制限車速に対する実車速の定常的な偏差（定常偏差）を低減できる。これは、限界加速度は、上述の如く、実車速に基づく値でないためである。例えば、図８に示す例では、時刻ｔ２０以降、制限加速度の低下に伴って、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が限界加速度と実加速度との間の加速度偏差に基づいて算出される状態から、第２上限駆動力Ｆ_{ＬＩＭＩＴ}が制限加速度と実加速度との間の加速度偏差に基づいて算出される状態へと切り替わり得る。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、定常偏差を低減する目的のために、最小値選択部２０７を設けているが、最小値選択部２０７は省略されてもよい。この場合、第２ＦＢ制限駆動力算出部２０８は、常に、限界加速度と実加速度との間の加速度偏差に基づいて、第２ＦＢ制限駆動力Ｆ_ＦＢを算出する。

また、上述した実施例では、エンジン４０及びトランスミッション４２の組み合わせが駆動力発生装置の一例として用いられているが、これに限られない。駆動力発生装置は、電気モータ及びトランスミッションの組み合わせであってもよいし、エンジン、電気モータ及びトランスミッション（例えば遊星歯車による減速機構を含む）の組み合わせであってもよい。

また、上述した実施例では、上述の如く、一例として、駆動力に関連する要求値は、駆動力自体の要求値（運転者要求駆動力）であり、駆動力に関連する上限値は、駆動力自体の上限値（上限駆動力）である。しかしながら、駆動力に関連する値は、上述の如く、加速度、スロットル開度、駆動トルク等に関する値であってもよい。例えば、駆動力に関連する要求値は、加速度の要求値（運転者要求加速度）であり、駆動力に関連する上限値は、加速度の上限値（上限加速度）であってよい。この場合も、運転者要求駆動力や上限駆動力のような各駆動力は、車両重量で除算されることで、加速度の次元で扱うことができる。

また、上述した実施例では、運転者要求駆動力の最大値は、限界駆動力に等しく設定されているが、運転者要求駆動力の最大値は、限界駆動力よりも大きくてもよい。この場合、非制限状態で運転者要求駆動力が限界駆動力を超える場合は、限界駆動力に対応した駆動力が発生される。

１ 車両制御システム
１０ 車速制限装置
３０ 車速センサ
３２ ＡＳＬメインスイッチ
４０ エンジン
４２ トランスミッション
４６ アクセル開度センサ
１０１ 要求値算出部
１０２ 上限値算出部
１０２Ａ 第１上限値補正部
１０２Ｂ 第２上限値補正部
１０３ 選択部
１０４ 制御部
１０５ 記憶部

Claims (4)

1. 駆動力に関連する要求値であって、アクセル開度に応じた要求値を算出する要求値算出手段と、
   制限車速及び現在の車速の車速偏差に応じた制限加速度に基づく補正前上限値を算出する上限値算出手段と、
   前記補正前上限値を、前記制限加速度と現在の加速度との加速度偏差の周期毎の積算値に基づいて補正することで、前記補正前上限値を補正した第１上限値を算出する第１上限値補正手段と、
   前記補正前上限値を、駆動力発生装置により発生可能な最大駆動力と現在の加速度とに基づいて補正することで、前記補正前上限値を補正した第２上限値を算出する第２上限値補正手段と、
   前記第１上限値が前記最大駆動力に対応する所定閾値を超えるときは、前記要求値及び前記第２上限値のうちの小さい方の値を選択し、前記第１上限値が前記所定閾値を超えていないときは、前記要求値及び前記第１上限値のうちの小さい方の値を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された値に対応した駆動力が発生するように前記駆動力発生装置を制御する制御手段と、を含む車速制限装置。
2. 前記第２上限値補正手段は、前記補正前上限値に補正値を加算することで、前記第２上限値を算出し、
   前記第２上限値補正手段は、前記最大駆動力に基づく限界加速度であって現在の走行状況で発生可能な最大の限界加速度と、現在の加速度との加速度偏差の周期毎の積算値に基づいて、前記補正値を算出する、請求項１に記載の車速制限装置。
3. 前記第２上限値補正手段は、前記第１上限値が前記所定閾値を超える間、前記最大駆動力と、走行抵抗と、車両重量と、前記補正値の前回値とに基づいて、前記限界加速度を周期毎に算出し、周期毎に算出した前記限界加速度に基づいて、前記補正値を周期毎に算出する、請求項２に記載の車速制限装置。
4. 前記第２上限値補正手段は、前記限界加速度及び前記制限加速度のうちの小さい方と現在の加速度との加速度偏差の周期毎の積算値に基づいて、前記補正値を算出する、請求項２に記載の車速制限装置。

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