JP2016210243A - 車両の自動運転システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の自動走行中に、車両の急速停止要求があった場合には、先行制御を停止させる。【解決手段】検出センサにより検出された車両の周辺情報と地図情報に基づいて、車両の走行計画が生成され、この走行計画に基づいて車両の自動走行が制御される。走行計画からエンジンの運転状態の変化が予測されたときには、予測されたエンジンの運転状態の変化に先行して、予測されたエンジンの運転状態の変化が生ずる前から、エンジン運転制御機器の制御指令値を先行して制御する先行制御が開始され、車両の走行計画に反し、車両の急速停止要求があった場合には、この先行制御が停止される。【選択図】図１７

Description

本発明は車両の自動運転システムに関する。

内燃機関におけるノッキングは高負荷低回転時に発生しやすく、従って例えば坂道を登るためにアクセルペダルが踏み込まれたとき、即ち機関回転数が低い状態で機関負荷が低負荷から高負荷に移行したときに発生しやすい。この場合、機関に供給される吸入空気を冷却すると、ノッキングの発生を抑制することができる。従って、従来より、機関に供給される吸入空気を冷却するための冷却装置を具備しており、例えば機関負荷が増大し始めたときに、機関に供給される吸入空気の冷却作用を強めるようにした内燃機関が知られている。

しかしながら、機関に供給される吸入空気の冷却作用を強めても、吸入空気の冷却作用が実際に強められるまでには時間を要し、従って機関負荷が増大し始めたときに、機関に供給される吸入空気の冷却作用を強めても、ノッキングの発生を抑制することは困難である。即ち、ノッキングの発生を抑制するためには、機関負荷が増大される前から、機関に供給される吸入空気の冷却を強め始める必要がある。

そこで、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーションシステムを具備しており、このナビゲーションシステムにより、目的地までの走行予定経路とこの走行予定経路における道路勾配等の情報を含む道路情報とが検出され、これらの情報から機関負荷の増大される時期が検出され、機関負荷が増大される前から機関に供給される吸入空気の冷却作用を強めるようにした車両が公知である（例えば特許文献１を参照）。

特許第４５９１４３５号公報

しかしながら、この車両では、車両の周囲の歩行者の動き等、車両の周辺情報を検出していないために、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことは検出できない。従って、吸入空気の冷却作用が強め始められたときに、例えば歩行者の急な飛び出しによって、車両が急速に停止されたとしても、機関に供給される吸入空気の冷却作用は強められたまま維持される。その結果、吸入空気が過冷却され、燃焼が不安定になったり、機関の熱効率が低下するといった問題が生ずる。

本発明は，歩行者の急な飛び出しのような車両の急速停止要求があった場合でも、良好なエンジンの運転を確保することのできる車両の自動運転システムを提供することにある。

即ち、本発明によれば、車両の周辺情報を検出する検出センサと、電子制御ユニットとを具備しており、電子制御ユニットが、検出センサにより検出された車両の周辺情報と地図情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った車両の走行計画を生成し、かつ生成された車両の走行計画に基づいて車両の自動走行を制御するように構成されている車両の自動運転システムにおいて、走行計画からエンジンの運転状態の変化が予測されたときに、予測されたエンジンの運転状態の変化に先行して、予測されたエンジンの運転状態の変化が生ずる前から、エンジン運転制御機器の制御指令値を、予測されたエンジンの運転状態に応じて定まる方向に変化させる制御指令値先行制御が開始され、検出センサにより検出された車両の周辺情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った車両の走行計画に反し、車両の急速停止要求があった場合には、制御指令値先行制御が停止される車両の自動運転システムが提供される。

車両の急速停止要求があったときに、エンジン運転制御機器の制御指令値先行制御を停止することによって、エンジンの運転状態を最適な運転状態に維持することができる。

図１は、車両の自動運転システムの構成を示すブロック図である。 図２は、車両の側面図である。 図３は、自車両の進路の軌跡を説明するための図である。 図４は、自車両の進路の軌跡を説明するための図である。 図５は、走行計画を生成するためのフローチャートである。 図６は、走行制御を行うためのフローチャートである。 図７Ａ,７Ｂおよび７Ｃは、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲの変化およびこの要求駆動トルクＴＲの算出方法を説明するための図である。 図８は、車両の走行計画に基づくエンジン駆動制御の制御構造図である。 図９は、走行計画を生成するためのフローチャートである。 図１０は、エンジン全体を図解的に示す図である。 図１１Ａおよび１１Ｂは、夫々ラジエータ周りを図解的に示す図である。 図１２は、ＥＧＲクーラ周りを図解的に示す図である。 図１３Ａおよび１３Ｂは、夫々過給機を図解的に示す図である。 図１４は、本発明によるエンジンの冷却水温制御のタイムチャートである。 図１５は、本発明によるエンジンの冷却水温制御のタイムチャートである。 図１６Ａおよび１６Ｂは、夫々水温上昇量と発熱量の関係および水温低下量と冷却量の関係を示す図である。 図１７は、エンジンの駆動制御を行うためのフローチャートである。 図１８は、本発明によるエンジンの冷却水温制御のタイムチャートである。 図１９は、エンジンの駆動制御を行うためのフローチャートである。 図２０は、本発明によるエンジンのＥＲＧ量制御のタイムチャートである。 図２１は、本発明によるエンジンのＥＲＧ量制御のタイムチャートである。 図２２は、エンジンの駆動制御を行うためのフローチャートである。 図２３は、本発明によるエンジンのＥＲＧ量制御のタイムチャートである。 図２４は、エンジンの駆動制御を行うためのフローチャートである。 図２５は、本発明によるエンジンのＥＲＧクーラの冷却制御等のタイムチャートである。 図２６は、本発明によるエンジンのＥＲＧクーラの冷却制御等のタイムチャートである。

図１は、自動車等の車両に搭載されている車両の自動運転システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、この車両の自動運転システムは、車両の周辺情報を検出する外部センサ１と、ＧＰＳ[Global Positioning System] 受信部２と、内部センサ３と、地図データベース４と、ナビゲーションシステム５と、種々のアクチュエータ６と、ＨＭＩ [Human Machine Interface] ７と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０とを備えている。

図１において、外部センサ１は、車両Ｖの周辺情報である外部状況を検出するための検出機器を示しており、この外部センサ１は、カメラ、レーダー [Radar] 、およびライダー [LIDER : Laser Imaging Detection and Ranging] のうち少なくとも一つを含んでいる。カメラは、例えば、図２において符号８で示されるように、車両Ｖのフロントガラスの裏側に設けられており、このカメラ８によって車両Ｖの前方が撮影される。このカメラ８による撮影情報は電子制御ユニット１０へ送信される。一方、レーダーは、電波を利用して車両Ｖの外部の障害物を検出する装置である。このレーダーでは、レーダーから車両Ｖの周囲に発射された電波の反射波から車両Ｖの周囲の障害物を検出され、レーダーにより検出された障害物情報は電子制御ユニット１０へ送信される。

ライダーは、レーザー光を利用して車両Ｖの外部の障害物を検出する装置である。このライダーは、例えば、図２において符号９で示されるように、車両Ｖの屋根上に設置される。このライダー９では、車両Ｖの全周囲に向けて順次照射されたレーザー光の反射光から障害物までの距離が計測され、車両Ｖの全周囲における障害物の存在が三次元の形で検出される。このライダー９により検出された三次元の障害物情報はＥＣＵ１０へ送信される。

図１において、ＧＰＳ受信部２では、３個以上のＧＰＳ衛星から信号が受信され、それにより車両Ｖの位置（例えば車両Ｖの緯度及び経度）が検出される。ＧＰＳ受信部２により検出された車両Ｖの位置情報は電子制御ユニット１０へ送信される。

図１において、内部センサ３は、車両Ｖの走行状態を検出するための検出機器を示している。この内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、およびヨーレートセンサのうち少なくとも一つを含んでいる。車速センサは、車両Ｖの速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両Ｖの前後方向の加速度を検出する検出器である。ヨーレートセンサは、車両Ｖの重心の鉛直軸周りの回転角速度を検出する検出器である。これら車速センサ、加速度センサ、およびヨーレートセンサにより検出された情報は電子制御ユニット１０へ送信される。

図１において、地図データベース４は、地図情報に関するデータベースを示しており、この地図データベース４は、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ [Hard disk drive] 内に記憶されている。地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブと直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報が含まれている。なお、図１に示される実施例では、この地図データベース４に、車両が走行車線の真ん中を走行せしめられたときに、ライダー９を用いて作成された外部の固定障害物の三次元基礎データが記憶されている。

図１において、ナビゲーションシステム５は、車両Ｖの運転者によって設定された目的地まで、車両Ｖの運転者に対して案内を行う装置である。このナビゲーションシステム５では、ＧＰＳ受信部２により測定された車両Ｖの現在の位置情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、目的地に至るまでの目標ルートが演算される。この車両Ｖの目標ルートの情報が電子制御ユニット１０へ送信される。

図１において、ＨＭＩ６は、車両Ｖの乗員と車両の自動運転システムとの間で情報の出力および入力を行うためのインターフェイスを示しており、このＨＭＩ６は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、および乗員が入力操作を行うための操作ボタン或いはタッチパネル等を備えている。ＨＭＩ６において、乗員により自動走行を開始すべき入力操作がなされると、ＥＣＵ１０に信号が送られて自動走行が開始され、また、乗員により自動走行を停止すべき入力操作がなされると、ＥＣＵ１０に信号が送られて自動走行が停止される。

図１において、アクチュエータ７は、車両Ｖの走行制御を実行するために設けられており、このアクチュエータ７は、少なくとも、アクセルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、および操舵アクチュエータを含んでいる。アクセルアクチュエータは、電子制御ユニット１０からの制御信号に応じてスロットル開度を制御し、それにより車両Ｖの駆動力を制御する。ブレーキアクチュエータは、電子制御ユニット１０からの制御信号に応じてブレーキペダルの踏み込み量を制御し、それにより車両Ｖの車輪に付与する制動力を制御する。操舵アクチュエータは、電子制御ユニット１０からの制御信号に応じて電動パワーステアリングシステムの操舵アシストモータの駆動を制御し、それにより、車両Ｖの操舵作用を制御する。

電子制御ユニット１０は、双方向性バスによって相互に接続されたＣＰＵ [Central Processing Unit] 、ＲＯＭ [Read Only Memory] 、ＲＡＭ [Random Access Memory] 等を有する。なお、図１には、一つの電子制御ユニット１０を用いた場合が示されているが、複数の電子制御ユニットを用いることもできる。図１に示されるように、電子制御ユニット１０は、車両位置認識部１１、外部状況認識部１２、走行状態認識部１３、走行計画生成部１４、および走行制御部１５を有している。

本発明による実施例では、車両位置認識部１１において、自動走行が開始されたときの地図上における最初の車両Ｖの位置が、ＧＰＳ受信部２で受信した車両Ｖの位置情報に基づいて認識される。自動走行が開始されたときの最初の車両Ｖの位置が認識されると、その後は外部状況認識部１２において、車両Ｖの外部状況の認識と、車両Ｖの正確な位置の認識とが行われる。即ち、外部状況認識部１２では、外部センサ１の検出結果（例えばカメラ８の撮像情報、レーダーからの障害物情報、ライダー９からの障害物情報等）に基づいて、車両Ｖの外部状況が認識される。この場合、外部状況には、車両Ｖに対する走行車線の白線の位置、車両Ｖに対する車線中心の位置、道路幅、道路の形状（例えば走行車線の曲率、路面の勾配変化等）、車両Ｖの周辺の障害物の状況（例えば、固定障害物と移動障害物を区別する情報、車両Ｖに対する障害物の位置、車両Ｖに対する障害物の移動方向、車両Ｖに対する障害物の相対速度等が含まれる。

この外部状況認識部１２では、自動走行が開始されたときの最初の車両Ｖの位置が、ＧＰＳ受信部２で受信した車両Ｖの位置情報に基づき認識されたときに、ライダー９により地図データベース４に記憶されている外部の固定障害物の三次元基礎データと、ライダー９により検出された現在の車両Ｖの外部の固定障害物の三次元検出データとを比較することによって、現在の車両Ｖの正確な位置が認識される。具体的に言うと、ライダー９を用いて検出された外部の固定障害物の三次元画像を少しずつ、ずらしながらこの三次元画像が、記憶されている外部の固定障害物の三次元基礎画像上にぴたり重なる画像位置を見つけ出し、このときの三次元画像のずらした量が、車両の走行車線の真ん中からのずれ量を表すことになるので、このずれ量から現在の車両Ｖの正確な位置が認識できることになる。

なお、このように車両の走行車線の真ん中からのずれ量が求まると、車両の自動走行が開始されたときに、車両が走行車線の真ん中を走行するように車両の走行が制御される。車線の走行中、ライダー９により検出された外部の固定障害物の三次元画像が、記憶されている外部の固定障害物の三次元基礎画像上にぴたり重なる画像位置を見つけ出す作業は、継続して行われ、車両が、運転者によって設定された目標ルートの走行車線の真ん中を走行するように、車両の走行が制御される。なお、この外部状況認識部１２では、ライダー９により検出された外部の障害物（固定障害物および移動障害物）の三次元画像と、記憶されている外部の固定障害物の三次元基礎画像とを比較することにより、歩行者のような移動障害物の存在が認識される。

走行状態認識部１３では、内部センサ３の検出結果（例えば車速センサからの車速情報、加速度センサからの加速度情報、ヨーレートセンサの回転角速度情報等）に基づいて、車両Ｖの走行状態が認識される。車両Ｖの走行状態には、例えば、車速、加速度および車両Ｖの重心の鉛直軸周りの回転角速度が含まれる。

走行計画生成部１４では、地図データベース４の地図情報、車両位置認識部１１および外部状況認識部１２で認識された自車両Ｖの位置、外部状況認識部１２で認識された自車両Ｖの外部状況（他車両の位置や進行方向等）および内部センサ３により検出された自車両Ｖの速度や加速度等に基づいて、運転者により設定された目標ルートに沿う自車両Ｖの走行計画が作成される、即ち、自車両の進路が決定される。この場合、進路は、法令を順守しつつ、安全にかつ最短時間で目的地に到達するように決定される。次に、この進路の決定の仕方について図３および図４を参照しつつ簡単に説明する。

図３および図４は、ｘｙ平面に直交する軸を時間軸ｔとした三次元空間を示している。
図３においてＶはｘｙ平面上に存在する自車両を示しており、ｘｙ平面におけるｙ軸方向が自車両Ｖの進行方向とされる。また、図３においてＲは自車両Ｖが現在走行している道路を示している。走行計画生成部１４では、図３においてＰで示されるように、ｘｙｚ軸からなる三次元空間内に自車両Ｖの今後の進路の軌跡が生成される。この軌跡の初期位置は現在の自車両Ｖの位置であり、このときの時刻ｔが零とされ（時刻ｔ＝０）、このときの自車両Ｖの位置が（ｘ（０）、ｙ（０））とされる。また、自車両Ｖの走行状態は車速
ｖと進行方向θで表され、時刻ｔ＝０における自車両Ｖの走行状態は（ｖ（０）、θ（０））とされる。

さて、自車両Ｖが時刻ｔ＝０からΔｔ時間（０．１〜０．５秒）経過する間に行われる運転操作は、予め設定されている複数の操作の中から選択される。具体的な例を挙げると、加速度については−１０〜＋３０Ｋｍ/ｈ/ｓｅｃの範囲内で予め設定されている複数の値の中から選択され、操舵角については−７〜＋７度／ｓｅｃの範囲で予め設定されている複数の値の中から選択される。この場合、一例を挙げると、複数の加速度の値と複数の操舵角の値の全ての組み合わせについて、Δｔ時間後（ｔ＝Δｔ）の自車両Ｖの位置（ｘ（１）、ｙ（１））と自車両Ｖの走行状態（ｖ（１）、θ（１））とが求められ、次いで更にΔｔ時間後、即ち２Δｔ時間後（ｔ＝２Δｔ）の自車両Ｖの位置（ｘ（２）、ｙ（２））と自車両Ｖの走行状態（ｖ（２）、θ（２））が求められる。同様にして、ｎΔｔ時間後（ｔ＝ｎΔｔ）の自車両Ｖの位置（ｘ（ｎ）、ｙ（ｎ））と自車両Ｖの走行状態（ｖ（ｎ）、θ（ｎ））が求められる。

走行計画生成部１４では、複数の加速度の値と複数の操舵角の値の組み合わせについて夫々求められた自車両Ａの位置（ｘ、ｙ）を結ぶことによって複数の進路の軌跡が生成される。図３のＰは、このようにして得られた軌跡のうちの代表的な一つの軌跡を示している。複数の進路の軌跡が生成されると、これらの軌跡の中から、法令を順守しつつ、安全にかつ最短時間で目的地に到達しうる軌跡が選択され、この選択された軌跡が自車両Ｖの進路として決定される。なお、図３において、この軌跡の道路Ｒ上におけるｘｙ平面上への投影図が自車両Ｖの実際の進路となる。

次に、図４を参照しつつ、複数の進路の軌跡の中から、法令を順守しつつ、安全にかつ最短時間で目的地に到達しうる軌跡を選択する方法の一例について簡単に説明する。図４においてＶは、図３と同様に、自車両を示しており、Ａは自車両Ｖの前方で自車両Ｖと同一方向に進行している他車両を示している。なお、図４には、自車両Ｖについて生成された複数の進路の軌跡Ｐが示されている。さて、走行計画生成部１４では、他車両Ａについても複数の加速度の値と複数の操舵角の値の組み合わせについて複数の進路の軌跡が生成され、他車両Ａについて生成された複数の進路の軌跡が図４においてＰ’で示されている。

走行計画生成部１４では、最初に、外部状況認識部１２により認識された外部情報に基づいて、軌跡Ｐに従って自車両Ｖが進行したときに、自車両Ｖが道路Ｒ内を走行しうるか否か、および固定障害物或いは歩行者と接触しないか否かが、全ての軌跡Ｐについて判別される。軌跡Ｐに従って自車両Ｖが進行したときに、自車両Ｖが道路Ｒ内を走行し得ないと判別されたとき、或いは自車両Ｖが固定障害物或いは歩行者と接触すると判別されたときには、当該軌跡Ｐは選択肢から除外され、残りの軌跡Ｐについて他車両Ａとの干渉の程度について判別される。

即ち、図４において、軌跡Ｐと軌跡Ｐ’とが交差したときは、交差した時刻ｔにおいて自車両Ｖと他車両Ａとが衝突することを意味している。従って、最も単純な判別方法を用いた場合には、上述の残りの軌跡Ｐのうちで軌跡Ｐ’と交差する軌跡Ｐが存在する場合には、軌跡Ｐ’と交差する軌跡Ｐは選択肢から除外され、残りの軌跡Ｐの中から最短時間で目的地に到達しうる軌跡Ｐが選択される。なお、この場合、判別方法が若干複雑となるが、軌跡Ｐと軌跡Ｐ’とが交差したとしても、衝突の程度の軽い軌跡Ｐを最適な軌跡として選択するような選択方法を採用することもできる。このようにして複数の進路の軌跡Ｐの中から、法令を順守しつつ、安全にかつ最短時間で目的地に到達しうる軌跡Ｐが選択される。

軌跡Ｐが選択されると、選択された軌跡Ｐ上の時刻ｔ＝Δｔにおける自車両Ｖの位置（ｘ（１）、ｙ（１））と自車両Ｖの走行状態（ｖ（１）、θ（１））、選択された軌跡Ｐ上の時刻ｔ＝２Δｔにおける自車両Ｖの位置（ｘ（２）、ｙ（２））と自車両Ｖの走行状態（ｖ（２）、θ（２））、・・・・・選択された軌跡Ｐ上の時刻ｔ＝ｎΔｔにおける自車両Ｖの位置（ｘ（ｎ）、ｙ（ｎ））と自車両Ｖの走行状態（ｖ（ｎ）、θ（ｎ））が走行計画生成部１４から出力され、これら自車両Ｖの位置と自車両Ｖの走行状態に基づき走行制御部１５において自車両の走行が制御される。

次いで、時刻ｔ＝Δｔになると、このときの時刻ｔを零とし（時刻ｔ＝０）、自車両Ｖの位置を（ｘ（０）、ｙ（０））とし、自車両Ｖの走行状態を（ｖ（０）、θ（０））とて、再び、複数の加速度の値と複数の操舵角の値の組み合わせについて複数の進路の軌跡Ｐが生成され、これら軌跡Ｐの中から最適な軌跡Ｐが選定される。最適な軌跡Ｐが選定されると、選択された軌跡Ｐ上の各時刻ｔ＝Δｔ、２Δｔ、・・・ｎΔｔにおける自車両Ｖの位置と自車両Ｖの走行状態が、走行計画生成部１４から出力され、これら自車両Ｖの位置と自車両Ｖの走行状態に基づき走行制御部１５において自車両の走行が制御される。以後、これが繰り返される。

次に、車両の自動運転システムにおいて実行される基本的な処理について、図５および図６に示されるフロ一チャートを参照しつつ簡単に説明する。例えば運転者がナビゲーションシステム５において目的地を設定し、ＨＭＩ７において自動走行を開始すべき入力操作を行うと、ＥＣＵ１０において図５で示される走行計画の生成ルーチンが繰り返し実行される。

即ち、まず初めにステップ２０では、ＧＰＳ受信部２で受信した車両Ｖの位置情報に基づいて、車両位置認識部１１により、自車両Ｖの位置が認識される。次いで、ステップ２１では、外部センサ１の検出結果から、外部状況認識部１２により、自車両Ｖの外部状況および自車両Ｖの正確な位置が認識される。次いで、ステップ２２では、内部センサ３の検出結果から、走行状態認識部１３により、車両Ｖの走行状態が認識される。次いで、ステップ２３では、図３および図４を参照しつつ説明したようにして、走行計画生成部１４により、車両Ｖの走行計画が生成される。この走行計画に基づいて車両の走行制御が行われる。この車両の走行制御を行うためのルーチンが図６に示されている。

図６を参照すると、まず初めに、ステップ３０において、走行計画生成部１４により生成された走行計画、即ち、選択された軌跡Ｐ上のｔ＝Δｔからｔ＝ｎΔｔまでの各時刻における自車両Ｖの位置（ｘ、ｙ）と自車両Ｖの走行状態（ｖ、θ）が読み込まれる。次いで、これらの各時刻における自車両Ｖの位置（ｘ、ｙ）と自車両Ｖの走行状態（ｖ、θ）に基づいて、ステップ３１では、車両Ｖのエンジンの駆動制御およびエンジン補機の制御等が行われ、ステップ３２では、車両Ｖの制動制御および制動灯の点灯制御等が行われ、ステップ３３では、操舵制御および方向指示灯の制御等が行われる。これらの制御は、ステップ３０において、更新された新たな走行計画を取得するごとに更新される。

このようにして、生成された走行計画に沿った車両Ｖの自動走行が行われる。車両Ｖの自動走行が行われて、車両Ｖが目的地に到着した場合に、或いは、車両Ｖの自動走行が行われている途中で、運転者によりＨＭＩ７に自動走行を停止させる入力操作が行われた場合に、自動走行が終了せしめられる。

次に、図７Ａを参照しつつ、走行計画生成部１４により生成された走行計画に基づく車両Ｖのエンジンの駆動制御の一例について概略的に説明する。この図７Ａには、道路状況と、車両Ｖの車速ｖと、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲとが示されている。なお、図７Ａにおいて、車速ｖは走行計画生成部１４による走行計画に基づく車速の一例を示しており、図７Ａに示される例は、時刻ｔ＝０では車両Ｖが停止しており、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Δｔの間では車両Ｖの加速運転が行われ、時刻ｔ＝Δｔから時刻ｔ＝７Δｔの間では途中で上り勾配になったとしても定速走行が行われ、時刻ｔ＝７Δｔ以降の下り勾配では車速ｖが減速される場合を示している。

さて、本発明による実施例では、走行計画生成部１４による走行計画に基づく車速ｖから車両Ｖに加えるべき車両Ｖの進行方向の加速度Ａ（ｎ）が求められ、この加速度Ａ（ｎ）から車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが求められ、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるようにエンジンが駆動制御される。例えば、図７Ｂに示されるように、質量Ｍの車両が時間Δｔの間にｖ（ｎ）からｖ（ｎ＋１）に加速されたとすると、このときの車両Ｖの進行方向の加速度Ａ（ｎ）は図７Ａに示されるように加速度Ａ（ｎ）＝（ｖ（ｎ＋１）―ｖ（ｎ））/Δｔで表される。このとき車両Ｖに対し働く力をＦとすると、この力Ｆは車両Ｖの質量Ｍと加速度Ａ（ｎ）との積（＝Ｍ・Ａ（ｎ））で表される。一方、車両Ｖの駆動輪の半径をｒとすると、車両Ｖに対する駆動トルクＴＲはＦ・ｒで表され、従って車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲは、Ｃを定数とすると、Ｃ・Ａ（ｎ）（＝Ｆ・ｒ＝Ｍ・Ａ（ｎ）・ｒ）で表されることになる。

車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲ（＝Ｃ・Ａ（ｎ））が求まると、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるようにエンジンが駆動制御される。具体的に言うと、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるように、機関負荷、即ちスロットル弁の開度および変速機の変速比が制御される。この場合、例えば、車両Ｖに対する駆動トルクが要求駆動トルクＴＲとなるスロットル弁の開度と変速機の変速比との関係が予め求められており、スロットル弁の開度と変速機の変速比との関係がこの予め求められている関係となるように、スロットル弁の開度と変速機の変速比が制御される。

一方、道路が上り勾配の場合には、平坦路の場合に比べて、車両Ｖを走行させるのに大きな駆動トルクが必要になる。即ち、図７Ｃに示されるように、上り勾配においては、重力の加速度をｇとし、勾配をθとすると、質量Ｍの車両Ｖには、車両Ｖを後退させる方向に加速度ＡＸ（＝ｇ・SINθ）が作用する。即ち、車両Ｖには減速度ＡＸ（＝ｇ・SINθ）が作用する。このとき、車両Ｖが後退しないようにするのに必要な車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲは、Ｃを定数とすると、Ｃ・ＡX（＝Ｆ・ｒ＝Ｍ・ＡX・ｒ）で表される。従って、車両Ｖが上り勾配を走行しているときには、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが、この駆動トルクＣ・ＡXだけ増大せしめられる。

従って、図７Ａに示される例では、車両Ｖの加速運転が行われている時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Δｔの間では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが増大され、車両Ｖが平坦路上を定速走行している時刻ｔ＝Δｔから時刻ｔ＝３Δｔの間では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが若干減少され、車両Ｖが上り勾配上を定速走行している時刻ｔ＝３Δｔから時刻ｔ＝５Δｔの間では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが大幅に増大され、車両Ｖが平坦路上を定速走行している時刻ｔ＝５Δｔから時刻ｔ＝７Δｔの間では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが、上り勾配上を定速走行しているときに比べて若干減少され、車両Ｖが下り勾配上を若干減速して定速走行している時刻ｔ＝７Δｔ以降では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが更に若干減少される。

図８は、車両の走行計画に基づくエンジン駆動制御の制御構造図を示している。走行計画４０に基づき生成された現在（時刻ｔ＝０）の車速をｖ（０）とした場合、本発明による実施例では、Δｔ時間後の時刻ｔ＝Δｔにおける車速を、走行計画４０に基づき生成された車速ｖ（１）に制御するフィードフォワード制御と、実際の車速を走行計画４０に基づき生成された車速ｖに制御するフィードバック制御とが同時に平行して行われている。この場合、これらフィードフォワード制御とフィードバック制御とを同時に説明すると分かりづらいので、最初にフィードフォワード制御について説明し、続いてフィードバック制御について説明する。

図８を参照すると、フィードフォワード制御部４１では、走行計画４０に基づき生成された現在（時刻ｔ＝０）の車速ｖ（０）と、時刻ｔ＝Δｔにおける車速ｖ（１）に基づき、車速ｖ（０）からｖ（１）に変化するときの車両Ｖの進行方向の加速度Ａ（１）＝（ｖ（２）―ｖ（１））/Δｔが演算される。一方、勾配補正部４２では、図７Ｃを参照しつつ説明した、上り勾配或いは下り勾配における加速度ＡＸ（＝ｇ・SINθ）が演算される。これらのフィードフォワード制御部４１で得られた加速度Ａ（１）と勾配補正部４３で得られた加速度ＡＸが加算され、要求駆動トルクＴＲの演算部４４において、フィードフォワード制御部４１で得られた加速度Ａ（１）と勾配補正部４３で得られた加速度ＡＸとの和（Ａ（１）＋ＡＸ）から車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが演算される。

この加速度の和（Ａ（１）＋ＡＸ）は、車速をｖ（０）からｖ（１）に変化させるのに必要な加速度を表しており、従ってこの加速度の和（Ａ（１）＋ＡＸ）に基づいて車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが変化せしめられると、時刻ｔ＝Δｔにおける車速は計算上ｖ（１）になる。従って、続くエンジン駆動制御部４５では、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるようにエンジンが駆動制御され、それによって車両が自動走行される。このように、加速度の和（Ａ（１）＋ＡＸ）に基づいて車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが変化せしめられると、時刻ｔ＝Δｔにおける車速は計算上ｖ（１）になる。しかしながら、実際の車速はｖ（１）からずれ、このずれをなくすために、フィードバック制御が行われている。

即ち、フィードバック制御部４３では、走行計画４０に基づき生成された現在の車速ｖ（０）と実際の車速ｖｚとの差（＝ｖ（０）―ｖｚ）が零になるように、即ち、実際の車速ｖｚが走行計画４０に基づき生成された現在の車速ｖ（０）となるように車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲがフィードバック制御される。具体的には、フィードバック制御部４１では、現在の車速ｖ（０）と実際の車速ｖｚとの差（＝ｖ（０）―ｖｚ）に予め設定されたゲインＧを乗算した値（ｖ（０）―ｖｚ）・Ｇが演算され、フィードフォワード制御部４１で得られた加速度Ａ（１）にフィードバック制御部４１で得られた（ｖ（０）―ｖｚ）・Ｇの値が加算される。

このようにして実際の車速ｖｚが走行計画４０に基づき生成された車速ｖ（ｎ）に制御される。なお、走行計画４０では各時刻ｔ＝０、ｔ＝Δｔ、ｔ＝２Δｔ・・・における各車速ｖ（０）、ｖ（１）、ｖ（２）・・・が生成され、フィードフォワード制御部４１ではこれらの車速ｖ（ｎ）に基づいて各時刻ｔ＝０、ｔ＝Δｔ、ｔ＝２Δｔ・・・における車両Ｖの進行方向の加速度Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）・・・が演算され、要求駆動トルクＴＲの演算部４４では、これら加速度Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）・・・に基づいて各時刻ｔ＝０、ｔ＝Δｔ、ｔ＝２Δｔ・・・における車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが演算される。即ち、要求駆動トルクＴＲの演算部４４では、各時刻ｔ＝０、ｔ＝Δｔ、ｔ＝２Δｔ・・・における将来の要求駆動トルクＴＲの予測値が演算されている。

さて、本発明によるエンジンの駆動制御では、走行計画から将来のエンジンの運転状態の変化を予測するようにしており、予測されたエンジンの運転状態の変化に先行して、予測されたエンジンの運転状態の変化が生ずる前から、エンジン運転制御機器の制御指令値を、予測されたエンジンの運転状態に応じて定まる方向、即ち、予測されたエンジンの運転状態に最適な方向に変化させる制御指令値先行制御を開始するようにしている。このような制御指令値先行制御を行うと、エンジンの運転状態が予測されたエンジンの運転状態になったときにエンジンの運転状態を最適な運転状態とすることができる。

一方、本発明によるエンジンの駆動制御では、自動走行中に、例えば歩行者が急に車両の前方に飛び出したような場合には、このことが外部センサ１により検出され、車両が急速に停止せしめられる。ところが、このとき、予測されたエンジンの運転状態に基づき上述の制御指令値先行制御が行われており、車両が急速に停止せしめられたときにも、この制御指令値先行制御が続行されると、エンジンの運転状態が予測された運転状態とはならないために、エンジンの運転状態が最適な運転状態からずれることになる。そこで本発明では、検出センサにより検出された車両の周辺情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った車両の走行計画に反し、車両の急速停止要求があった場合には、制御指令値先行制御を停止するようにしている。

次に、図９から図２６を参照しつつ、本発明によるエンジンの駆動制御について説明する。図９は、本発明によるエンジンの駆動制御のための、図５のステップ２３における走行計画の生成処理を示している。図９を参照すると、まず初めに、ステップ５０において、外部センサ１により検出された障害物情報が取得される。この障害物情報は、自車両Ｖの前方に存在する人間、動物、自動車等の移動可能な移動障害物に関する情報である。このステップ５０では、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したような場合には、移動障害物が自車両Ｖの前方に存在すると判断される。

次いで、ステップ５１では、ステップ５０において取得された障害物情報に基づいて、自車両Ｖが移動障害物と接触する可能性があるか否かが判別され、自車両Ｖが移動障害物と接触する可能性がないと判別されたときには、ステップ５２に進んで、図３および図４を参照しつつ説明したようにして、走行計画生成部１４により、車両Ｖの走行計画が生成される。これに対し、自車両Ｖが移動障害物に接触する可能性があると判別されたときには、ステップ５３に進んで、車両を急速に停止させるための走行停止計画が生成され、次いでステップ５４に進んで、車両の急速停止要求が発せられる。このように、本発明では、検出センサ１により検出された外部の移動障害物との接触を回避するときに車両の急速停止要求が発せられる。なお、本発明によるエンジンの駆動制御のための図９に示される走行計画の走行処理が実行されたときには、図６のステップ３０では、図９のステップ５２おいて生成された走行計画および図９のステップ５３おいて生成された走行停止計画が取得される。

次に、本発明によるエンジンの駆動制御について、具体例を挙げて説明する。なお、初めに、この本発明によるエンジンの駆動制御に関連するエンジン部分について、先に簡単に説明する。図１０は、エンジン全体を図解的に示している。図１０を参照すると、６０はエンジン本体、６１は燃焼室、６２は吸気マニホルド、６３は排気マニホルド、６４は吸気マニホルド６２の各吸気枝管に夫々配置された燃料噴射弁、６５は吸気ダクト、６６は吸気ダクト６５内に配置されたスロットル弁、６７はスロットル弁６６を駆動するためのアクチュエータ、６８は過給機、６９はエアクリーナ、７０はラジエータ、７１はエンジンにより駆動されるウォータポンプ、７２は排気マニホルド６３内の排気ガスを吸気マニホルド６２内は再循環するための排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路、７３はＥＧＲ量を制御するためのＥＧＲ制御弁、７４はＥＧＲ通路７２内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラを夫々示す。

なお、図１０に示される実施例では、過給機６８は排気ターボチャージャからなる。吸入空気はエアクリーナ６９、吸気コンプレッサ６８ａ、吸気ダクト６５、吸気マニホルド６２を介して燃焼室６１内に供給され、燃焼室６１から排気マニホルド６３内に排出された排気ガスは排気タービン６８ｂを介して大気中に排出される。エンジン本体６０内の機関冷却水はウォータポンプ７１によりラジエータ７０内に送り込まれてラジエータ７０により冷却され、ＥＧＲクーラ７４内には機関冷却水が送り込まれてこの機関冷却水によりＥＧＲガスが冷却される。なお、図１０において、破線の矢印は機関冷却水の流れを示している。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、夫々ラジエータ７０周りの別の例を示している。図１１Ａに示される例では、エンジン本体６０内の機関冷却水が冷却水供給管８０を介してラジエータ７０の上部タンク８１に供給され、ラジエータ７０により冷却された機関冷却水は下部タンク８２および冷却水返戻管８３を介してウォータポンプ７１によりエンジン本体６０内に返戻される。図１１Ａに示される例では、冷却水供給管８０が流量制御弁８４および冷却水返戻管８５を介してウォータポンプ７１に連結されており、流量制御弁８４の開度が大きくなるほどウォータポンプ７１を介してエンジン本体６０内に返戻される機関冷却水量が増大する。一方、図１１Ｂに示される例では、ラジエータ７０により冷却された機関冷却水は下部タンク８２および冷却水返戻管８３を介して電動ウォータポンプ８６によりエンジン本体６０内に返戻される。

図１２は、ＥＧＲクーラ７４周りを示している。図１２に示される例では、エンジン本体６０内の機関冷却水が冷却水供給管８７を介してＥＧＲクーラ７４内に供給され、ＥＧＲガスを冷却することにより温度上昇した機関冷却水は冷却水返戻管８８を介してウォータポンプ８９によりエンジン本体６０内に返戻される。また、図１２に示される例では、冷却水供給管８０内にバイパス弁９０が配置されており、このバイパス弁９０は冷却水返戻管９１を介してエンジン本体６０内に連結されている。このバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度を大きくするとＥＧＲクーラ７４内に供給される機関冷却水の量が増大され、バイパス弁９０から冷却水返戻管９１を介してエンジン本体６０内に返戻される機関冷却水の量は減少せしめられる。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、夫々過給機６８の別の例を示している。図１３Ａに示される例では、過給機６８が排気ターボチャージャからなり、図１３Ａは排気ターボチャージャの可変ノズル式排気タービン６８ｂのタービン翼車９２周りを図解的に示している。この例では、図１３Ａに示されるように、タービン翼車９２周りのタービン翼車９２に向かう排気ガス流通路内には回動軸９４回りに回動可能な多数の可動ベーン９３がタービン翼車９２の全周に亘って配置されており、全ての可動ベーン９３がアクチュエータ９５により同時に回動制御される。この例では、各可動ベーン９３が図１３Ａにおいて破線で示す位置から実線で示す位置まで回動せしめられると、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開口面積、即ちノズルの開度が減少する方向に変化する。一方、図１３Ｂに示される例では、過給機６８の吸気コンプレッサ６８ａが電動モータ９６によって駆動される電動ターボからなる。

次に、現在、自車両Ｖが平坦路上を自動走行しており、間もなく道路が上り勾配或いはし下り勾配となる場合を例にとって、本発明によるいくつかの実施例について順次説明する。図１４は、本発明によるエンジンの駆動制御において先行制御される制御対象が機関冷却水である場合のタイムチャートを示しており、この図１４には、エンジンの負荷の変化と、図１１Ａに示される流量制御弁８４の開度の変化と、図１１Ｂに示される電動ウォータポンプ８６への供給電力の変化と、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔの変化とが示されている。図１４において、Ｔ１とＴ２は夫々、最適な冷却水温Ｔの下限値と上限値を示しており、ＴＯはエンジンがオーバヒートとなる冷却水温を示している。なお、この図１４は、先行制御されるエンジン運転制御機器が図１１Ａに示される流量制御弁８４であり、先行制御されるエンジン運転制御機器の制御指令値が流量制御弁８４の開度である場合と、先行制御されるエンジン運転制御機器が図１１Ｂに示される電動ウォータポンプ８６であり、先行制御されるエンジン運転制御機器の制御指令値が電動ウォータポンプ８６への供給電力である場合とを一緒に示している。

さて、道路が平坦路から上り勾配に変化すると、図７Ａを参照しつつ説明したように、要求駆動トルクＴＲが高くなる。要求駆動トルクＴＲが高くなると、図１４に示されるように、エンジンの負荷が増大せしめられ、燃料噴射弁６４からの燃料噴射量が増大せしめられる。その結果、燃焼室６１内における発熱量が増大し、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔが急速に上昇する。従って、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大され始めたときの冷却水温Ｔによっては、エンジンの負荷が増大せしめられている間に冷却水温Ｔが上限値Ｔ２を大幅に超えてしまい、機関冷却水が過熱してしまう場合がある。このように機関冷却水が過熱してしまうのを阻止するためには、エンジン負荷増大時の冷却水温Ｔを、エンジンの負荷が増大しても上限値Ｔ２を超えることのない目標温度まで低下させておけばよいことになる。

しかしながら、冷却水温Ｔを低下させるには時間を要し、従って、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大され始められる以前から、冷却水温Ｔの低下作用を開始させる必要がある。この場合、本発明において用いられている車両の自動運転システムでは、車両Ｖの位置情報、地図データベース４の地図情報および車両Ｖの走行状態から、道路が平坦路から上り勾配に変化することが予測でき、従って、本発明では、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大され始められる以前から、冷却水温Ｔの低下作用を先行して開始させるようにしている。

図１４の実線は、時刻ｔ＝１において道路が平坦路から上り勾配に変化し、従って時刻ｔ＝１においてエンジンの負荷が増大され始められた場合を示している。また、図１４は、時刻ｔ＝１においてエンジンの負荷が増大され始められると予測されたために、時刻ｔ＝１に達する前の時刻ｔ＝０において、冷却水温Ｔの低下作用が開始された場合を示している。即ち、この例では、エンジンの負荷が増大され始められると予測される時刻よりも一定時間前に、冷却水温Ｔの低下作用を開始される。なお、図１１Ａに示される例では、流量制御弁８４の開度を減少させるとラジエータ７０に供給される機関冷却水量が増大するためにエンジン本体６０内の機関冷却水温は低下し、従って図１１Ａに示される例では、時刻ｔ＝０において、流量制御弁８４の開度を減少させることにより、冷却水温Ｔの低下作用が開始される。一方、図１１Ｂに示される例では、電動ウォータポンプ８６への供給電力を増大させるとラジエータ７０内を流れる機関冷却水量が増大するためにエンジン本体６０内の機関冷却水温は低下し、従って図１１Ｂに示される例では、時刻ｔ＝０において、電動ウォータポンプ８６への供給電力を増大させることにより、冷却水温Ｔの低下作用が開始される。

このように、道路が平坦路から上り勾配に変化する以前に、時刻ｔ＝０において、流量制御弁８４の開度を減少させるか、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力を増大させると、図１４において実線でしめされるように、時刻ｔ＝１では、機関冷却水が低下し、従って道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大せしめられても機関冷却水が過熱することがなく、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔが下限値Ｔ１と上限値Ｔ２との間の最適な温度に維持されることになる。

一方、図１４における破線は、冷却水温Ｔの低下作用が開始された後、道路が平坦路から上り勾配に変化する前に、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。図１３における破線からわかるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられると、機関負荷が急速に低下せしめられる。この場合、走行停止計画に応じて車両が完全に停止される場合と、車両が急速に減速された後、低速で走行せしめられる場合がある。図１４に示される例では、破線からわかるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられて車両が完全に停止された後、或いは車両が低速で走行せしめられた後、時刻ｔ＝４において、通常の自動走行が開始される。

ところで、このように車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときに、図１４において実線で示されるように、流量制御弁８４の開度を減少させ続けたり、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力を増大させ続けると、機関負荷が低いにも拘らず冷却水温Ｔの低下作用が続行されるために、図１４において破線で示されるように、冷却水温Ｔが下限値Ｔ１以下まで低下し、機関冷却水が過冷却されることになる。機関冷却水が過冷却されると、エンジンオイルの粘度が高くなり、粘度の増大による摩擦の増大によって燃費が悪化するという問題を生ずる。

そこで本発明では、このように機関冷却水が過冷却されるのを阻止するために、車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときには、冷却水温Ｔを先行して低下させる水温低下先行制御を停止するようにしている。次に、このことを、図１４と同様に、エンジンの負荷の変化と、図１１Ａに示される流量制御弁８４の開度の変化と、図１１Ｂに示される電動ウォータポンプ８６への供給電力の変化と、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔの変化とを示している図１５を参照しつつ説明する。

図１５は、道路が平坦路から上り勾配に変化すると予測されたために、時刻ｔ＝０において、流量制御弁８４の開度が減少されるか、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が増大され、その後、道路が平坦路から上り勾配に変化する前に、車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。この場合、本発明では、図１５に示されるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられるや否や、流量制御弁８４の開度は増大され、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が減少される。即ち、冷却水温Ｔを先行して低下させる水温低下先行制御が停止される。このように、冷却水温Ｔを先行して低下させる水温低下先行制御が停止されると、図１５に示されるように、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔが下限値Ｔ１と上限値Ｔ２との間の最適な温度に維持され、機関冷却水が過冷却されるのを阻止することができる。

冷却水温Ｔを先行して低下させる水温低下先行制御が停止されたときの流量制御弁８４の開度は機関の運転状態に応じた目標開度まで増大される。この場合、流量制御弁８４の開度を、冷却水温Ｔを先行して低下させる水温低下先行制御が停止される前の開度まで、戻すようにすることもできる。また、冷却水温Ｔを先行して低下させる水温低下先行制御が停止されたときの電動ウォータポンプ８６への供給電力は機関の運転状態に応じた目標供給電力まで減少される。この場合、同様に、電動ウォータポンプ８６への供給電力を、冷却水温Ｔを先行して低下させる水温低下先行制御が停止される前の供給電力まで、戻すようにすることもできる。

一方、上述したように、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大せしめられたときに、機関冷却水が過熱してしまうのを阻止するためには、エンジンの負荷が増大され始めたときの冷却水温Ｔを、エンジンの負荷が増大せしめられても上限値Ｔ２を超えることのない目標温度まで低下させておけばよいことになる。この目標温度が図１４および図１５においてＴＸで示されている。次に、この目標温度ＴＸの求め方について簡単に説明する。エンジンか発熱すると冷却水温Ｔは上昇し、この場合の単位時間当たりのエンジンの発熱量と単位時間当たりの冷却水温Ｔの上昇量ΔＴＵとの関係が例えば図１６Ａに示されるように予め求められて記憶されている。また、エンジンか冷却されると冷却水温Ｔは低下し、この場合の単位時間当たりのエンジンの冷却量と単位時間当たりの冷却水温Ｔの低下量ΔＴＤとの関係が例えば図１６Ｂに示されるように予め求められて記憶されている。

この場合、一定時間後の冷却水温Ｔは、現在の冷却水温Ｔにこの一定時間が経過するまで冷却水温Ｔの上昇量ΔＴＵを加算し続けると共に現在の冷却水温Ｔからこの一定時間が経過するまで冷却水温Ｔの低下量ΔＴＤを減算し続ければ求まることになる。本発明による実施例では、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大せしめられているときの単位時間当たりのエンジンの発熱量と単位時間当たりのエンジンの冷却量が予測され、これら予測発熱量および予測冷却量からエンジンの負荷が増大せしめられているときの予測水温変化が求められる。次いで、この予測水温変化でもって冷却水温Ｔが変化したときに、冷却水温Ｔが上限値Ｔ２を超えることがないエンジン負荷増大開始時の目標温度ＴＸが求められる。

図１７は、図１５に示される本発明による実施例を実施するために、図６のステップ３０の実行完了後にステップ３１において実行されるエンジン駆動制御ルーチンを示している。なお、前述したように、この図６のステップ３０では、図９のステップ５２おいて生成された走行計画および図９のステップ５３おいて生成された走行停止計画が取得されている。図１７を参照すると、まず初めに、ステップ１０１では、図６のステップ３０において取得された走行計画および走行停止計画に基づいてエンジンが制御される。具体的には、これらの走行計画或いは走行停止計画に従う自車両Ａの走行状態（ｖ）となるような要求駆動トルクＴＲが算出され、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるように、機関負荷、即ちスロットル弁６６の開度および変速機の変速比が制御される。

次いでステップ１０２では、車両Ｖの位置情報、地図データベース４の地図情報および車両Ｖの走行状態から、平坦路から上り勾配への変化および機関負荷の変化が予測され、例えば一定時間後に、予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＡを超えるか否かが判別される。予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＡを超えないと判別されたとき、即ち、一定時間後は、道路が平坦路であるか、或いは上り勾配であるとしても勾配が緩やかであるときには、ステップ１１１に進んで、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が、エンジンの運転状態に応じた開度、或いは供給電力とされる。即ち、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力について先行制御が行われていないときの通常の機関運転時における流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力とされる。

一方、ステップ１０２において、予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＡを超えると判別されたとき、即ち、一定時間後は、道路が比較的急な上り勾配になると判別されたときには、ステップ１０３に進んで、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大せしめられているときの単位時間当たりのエンジンの発熱量と単位時間当たりのエンジンの冷却量が予測され、これら予測発熱量および予測冷却量から図１６Ａおよび図１６Ｂに示される関係を用いて、エンジンの負荷が増大せしめられているときの水温変化が予測される。次いで、ステップ１０４では、例えばこの予測された水温変化において最も高い予測水温が図１５に示される上限値Ｔ２を越えるか否かが判別される。

予測された水温変化において最も高い予測水温が上限値Ｔ２を越えないと判別されたとき、即ち、エンジンの負荷が増大せしめられても機関冷却水が過熱することがなく、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔが下限値Ｔ１と上限値Ｔ２との間の最適な温度に維持される場合にはステップ１１１に進んで、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が、エンジンの運転状態に応じた開度、或いは供給電力とされる。これに対し、ステップ１０４において、予測された水温変化において最も高い予測水温が上限値Ｔ２を越えると判別されたときには、ステップ１０５に進んで、この予測水温変化でもって冷却水温Ｔが変化したときに、冷却水温Ｔが上限値Ｔ２を超えることがないエンジン負荷増大開始時の目標温度ＴＸが求められる。

次いで、ステップ１０６では、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求が発せられたか否かが判別される。車両の急速停止要求が発せられていないと判別されたときには、ステップ１０７に進んで、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力に対する先行制御が開始される。即ち、このとき、図１４に示されるように、流量制御弁８４の開度が減少せしめられるか、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が増大せしめられ、それにより、冷却水温Ｔを先行して低下させる水温低下先行制御が開始される。次いで、ステップ１０８では、冷却水温Ｔが目標温度ＴＸ以下になったか否かが判別され、冷却水温Ｔが目標温度ＴＸ以下になったときにはステップ１０９に進んで、流量制御弁８４の開度の減少処理、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力の増大処理が終了せしめられる。

一方、ステップ１０６において、車両の急速停止要求が発せられたと判別されたときには、ステップ１１０に進んで、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力に対する先行制御が停止される。次いで、ステップ１１１に進む。従って、このとき、流量制御弁８４の開度はエンジンの運転状態に応じた開度まで増大せしめられ、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力はエンジンの運転状態に応じた供給電力まで低下せしめられる。

このように、図１５から図１７に示される実施例では、エンジン運転制御機器がエンジンの冷却水の温度を制御するための冷却水温制御機器からなり、走行計画から、エンジンの負荷の上昇によりエンジンの冷却水の温度が予め設定されている目標範囲を超えると予測されるときには、エンジンの負荷が上昇する前から、エンジンの冷却水の温度を低下させる水温低下先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、水温低下先行制御が停止される。

この場合、図１１Ａに示される例では、この冷却水温制御機器が、エンジン本体内からラジエータ７０に供給される機関冷却水量を制御する流量制御弁８４からなり、制御指令値が流量制御弁８４の開度であり、流量制御弁８４の開度を制御することにより水温低下先行制御が行われる。一方、この場合、図１１Ｂに示される例では、この冷却水温制御機器が、エンジン本体内からラジエータ７０に供給される機関冷却水量を制御する電動ウォータポンプ８６からなり、制御指令値が電動ウォータポンプ８６への供給電力であり、電動ウォータポンプ８６への供給電力を制御することにより水温低下先行制御が行われる。

次に、図１８を参照しつつ、現在、自車両Ｖが平坦路上又は上り勾配の道路上を自動走行しており、間もなく道路が下り勾配となる場合について説明する。この図１８にも、図１４と同様に、エンジンの負荷の変化と、図１１Ａに示される流量制御弁８４の開度の変化と、図１１Ｂに示される電動ウォータポンプ８６への供給電力の変化と、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔの変化とが示されている。さて、道路が平坦路又は上り勾配から下り勾配に変化してエンジンの負荷が低下せしめられ、それにより燃料噴射弁６４からの燃料噴射量が減少せしめられると、燃焼室６１内における発熱量が減少するために、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔが急速に下降する。従って、道路が下り勾配に変化してエンジンの負荷が減少され始めたときの冷却水温Ｔによっては、エンジンの負荷が減少せしめられている間に冷却水温Ｔが下限値Ｔ１以下に低下してしまい、機関冷却水が過冷却状態になってしまう場合がある。この場合、機関冷却水が過冷却状態になってしまうのを阻止するためには、エンジン負荷減少開始時の冷却水温Ｔを、エンジンの負荷が減少しても下限値Ｔ１以下となることのない目標温度ＴＹまで上昇させておけばよいことになる。

図１８は、道路が時刻ｔ＝１において下り勾配に変化すると予測されたが、その後、道路が下り勾配に変化する前に、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。この場合には、エンジンの負荷が減少され始められると予測されたために、時刻ｔ＝１に達する前の時刻ｔ＝０において、冷却水温Ｔの上昇作用が開始される。このとき、図１１Ａに示される例では、時刻ｔ＝０において、流量制御弁８４の開度を増大させることにより、冷却水温Ｔの上昇作用が開始され、図１１Ｂに示される例では、時刻ｔ＝０において、電動ウォータポンプ８６への供給電力を低下させることにより、冷却水温Ｔの上昇作用が開始される。

次いで、車両の急速停止要求ＤＳが発せられると、機関負荷が急速に低下せしめられる。この場合、図１８に示される例では、破線からわかるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられて車両が完全に停止された後、或いは車両が低速で走行せしめられた後、時刻ｔ＝４において、通常の自動走行が開始される。ところで、このように車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときに、流量制御弁８４の開度を増大させ続けたり、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力を低下させ続けると、機関負荷が低いにも拘らず冷却水温Ｔの上昇作用が続行されるために、冷却水温Ｔが上限値Ｔ２を超えてしまい、機関冷却水が過熱されるという問題を生ずる。

そこで本発明では、このように機関冷却水が過熱されるのを阻止するために、車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときには、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御を停止するようにしている。即ち、本発明では、図１８に示されるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられるや否や、流量制御弁８４の開度は低下され、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が増大される。このように、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止されると、図１８に示されるように、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔが下限値Ｔ１と上限値Ｔ２との間の最適な温度に維持され、機関冷却水が過熱されるのを阻止することができる。

冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止されたときの流量制御弁８４の開度は機関の運転状態に応じた目標開度まで減少される。この場合、流量制御弁８４の開度を、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止される前の開度まで、戻すようにすることもできる。また、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止されたときの電動ウォータポンプ８６への供給電力は機関の運転状態に応じた目標供給電力まで減少される。この場合、同様に、電動ウォータポンプ８６への供給電力を、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止される前の供給電力まで、戻すようにすることもできる。

図１９は、図１８に示される本発明による実施例を実施するために、図６のステップ３１において実行されるエンジン駆動制御ルーチンを示している。なお、図６のステップ３１では、自動走行中、図１８に示されるエンジン駆動制御ルーチンに基づくエンジン駆動制御と、図１９に示されるエンジン駆動制御ルーチンに基づくエンジン駆動制御の両方が実行される。図１９を参照すると、まず初めに、ステップ２０１では、図６のステップ３０において取得された走行計画および走行停止計画に基づいてエンジンが制御される。具体的には、これらの走行計画或いは走行停止計画に従う自車両Ａの走行状態（ｖ）となるような要求駆動トルクＴＲが算出され、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるように、機関負荷、即ちスロットル弁６６の開度および変速機の変速比が制御される。

次いでステップ２０２では、車両Ｖの位置情報、地図データベース４の地図情報および車両Ｖの走行状態から、平坦路又は上り勾配から下り勾配への変化および機関負荷の変化が予測され、例えば一定時間後に、予測機関負荷が現在の機関負荷よりも低い予め定められた設定値ＸＢ以下になるか否かが判別される。予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＢ以下にならないと判別されたとき、即ち、一定時間後は、道路が平坦路又は上り勾配であるか、或いは下り勾配であるとしても勾配が緩やかであるときには、ステップ２１１に進んで、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が、エンジンの運転状態に応じた開度、或いは供給電力とされる。即ち、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力について先行制御が行われていないときの通常の機関運転時における流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力とされる。

一方、ステップ２０２において、予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＢ以下になると判別されたとき、即ち、一定時間後は、道路が比較的急な下り勾配になると判別されたときには、ステップ２０３に進んで、道路が下り勾配に変化してエンジンの負荷が低下せしめられているときの単位時間当たりのエンジンの発熱量と単位時間当たりのエンジンの冷却量が予測され、これら予測発熱量および予測冷却量から図１６Ａおよび図１６Ｂに示される関係を用いて、エンジンの負荷が低下せしめられているときの水温変化が予測される。次いで、ステップ２０４では、例えばこの予測された水温変化において最も低い予測水温が図１８に示される下限値Ｔ１以下になるか否かが判別される。

予測された水温変化において最も低い予測水温が下限値Ｔ１以下にならないと判別されたとき、即ち、エンジンの負荷が低下せしめられても機関冷却水が過冷却状態になることがなく、エンジン本体６０内の冷却水温Ｔが下限値Ｔ１と上限値Ｔ２との間の最適な温度に維持される場合にはステップ２１１に進んで、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が、エンジンの運転状態に応じた開度、或いは供給電力とされる。これに対し、ステップ２０４において、予測された水温変化において最も低い予測水温が下限値Ｔ１以下になると判別されたときには、ステップ２０５に進んで、この予測水温変化でもって冷却水温Ｔが変化したときに、冷却水温Ｔが下限値Ｔ１以下になることがないエンジン負荷低下開始時の目標温度ＴＹが求められる。

次いで、ステップ２０６では、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求が発せられたか否かが判別される。車両の急速停止要求が発せられたていないと判別されたときには、ステップ２０７に進んで、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力に対する先行制御が開始される。即ち、このとき、図１８に示されるように、流量制御弁８４の開度が増大せしめられるか、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力が減少せしめられ、それにより、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が開始される。次いで、ステップ２０８では、冷却水温Ｔが目標温度ＴＹ以上になったか否かが判別され、冷却水温Ｔが目標温度ＴＹ以上になったときにはステップ２０９に進んで、流量制御弁８４の開度の増大処理、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力の減少処理が終了せしめられる。

一方、ステップ２０６において、車両の急速停止要求が発せられたと判別されたときには、ステップ２１０に進んで、流量制御弁８４の開度、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力に対する先行制御が停止される。次いで、ステップ２１１に進む。従って、このとき、流量制御弁８４の開度はエンジンの運転状態に応じた開度まで減少せしめられ、或いは電動ウォータポンプ８６への供給電力はエンジンの運転状態に応じた供給電力まで増大せしめられる。

このように、図１８および図１９に示される実施例では、エンジン運転制御機器がエンジンの冷却水の温度を制御するための冷却水温制御機器からなり、走行計画から、エンジンの負荷の低下によりエンジンの冷却水の温度が予め設定されている目標範囲以下になると予測されるときには、エンジンの負荷が低下する前から、エンジンの冷却水の温度を上昇させる水温上昇先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、水温上昇先行制御が停止される。

この場合、図１１Ａに示される例では、この冷却水温制御機器が、エンジン本体内からラジエータ７０に供給される機関冷却水量を制御する流量制御弁８４からなり、制御指令値が流量制御弁８４の開度であり、流量制御弁８４の開度を制御することにより水温上昇先行制御が行われる。一方、この場合、図１１Ｂに示される例では、この冷却水温制御機器が、エンジン本体内からラジエータ７０に供給される機関冷却水量を制御する電動ウォータポンプ８６からなり、制御指令値が電動ウォータポンプ８６への供給電力であり、電動ウォータポンプ８６への供給電力を制御することにより水温上昇先行制御が行われる。

図２０は、本発明によるエンジンの駆動制御において先行制御される制御対象が、排気マニホルド６３内から吸気マニホルド６２内へ再循環される排気ガス再循環量（以下、ＥＧＲ量と称す）である場合のタイムチャートを示している。この図２０には、エンジンの負荷の変化と、図１０に示されるＥＧＲ制御弁７３の開度の変化と、ＥＧＲ量の変化と、エンジンから排出される排出ＮＯ_Ｘ量の変化と、エンジンから排出されるパティキュレートの量、即ち排出ＰＭ量の変化とが示されている。なお、図２０に示される例では、先行制御されるエンジン運転制御機器がＥＧＲ制御弁７３であり、先行制御されるエンジン運転制御機器の制御指令値がＥＧＲ制御弁７３の開度である。

さて、道路が平坦路から上り勾配に変化すると、図２０に示されるように、エンジンの負荷が増大せしめられ、燃料噴射弁６４からの燃料噴射量が増大せしめられる。その結果、燃焼室６１内における燃焼温が高くなる。燃焼室６１内における燃焼温が高くなると、燃焼室６１内におけるＮＯ_Ｘ量の生成量が増大し、その結果排出ＮＯ_Ｘ量が増大する。この場合、排出ＮＯ_Ｘ量を減少させるには、燃焼室６１内における燃焼温を低下させればよく、そのためにはＥＧＲ量を増大させればよいことになる。

しかしながら、ＥＧＲ量を増大させるには時間を要し、従って、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大され始められる以前から、ＥＧＲ量の増大作用を開始させる必要がある。この場合、本発明において用いられている車両の自動運転システムでは、車両Ｖの位置情報、地図データベース４の地図情報および車両Ｖの走行状態から、道路が平坦路から上り勾配に変化することが予測でき、従って、本発明では、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大され始められる以前から、ＥＧＲ量の増大作用を先行して開始させるようにしている。

図２０の実線は、時刻ｔ＝１において道路が平坦路から上り勾配に変化し、従って時刻ｔ＝１においてエンジンの負荷が増大され始められた場合を示している。また、図２０は、時刻ｔ＝１においてエンジンの負荷が増大され始められると予測されたために、時刻ｔ＝１に達する前の時刻ｔ＝０において、ＥＧＲ量の増大作用が開始された場合を示している。この場合、図２０に示されるように、ＥＧＲ制御弁７３の開度を増大させることによってＥＧＲ量が増大される。ＥＧＲ制御弁７３の開度が増大されると図２０に示されるように、ＥＧＲ量が徐々に増大せしめされ、図２０に示されるように、エンジンの負荷が増大せしめられても、排出ＮＯ_Ｘ量が低い値に維持される。

一方、エンジンの負荷が低いとき、即ち、燃焼室６１内における燃焼温が低いときに、ＥＧＲ量が増大せしめられると燃焼が悪化するために、燃焼室６１内における煤の生成量が増大し、その結果図２０に示されるように、排出ＰＭ量が増大する。なお、エンジンの負荷が高くなると、燃焼室６１内における燃焼温が高くなるためにＥＧＲ量が増大せしめられても燃焼は悪化せず、従って図２０に示されるように、排出ＰＭ量は少なくなる。

一方、図２０における破線は、ＥＧＲ量の増大作用が開始された後、道路が平坦路から上り勾配に変化する前に、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。図２０における破線からわかるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられると、機関負荷が急速に低下せしめられる。この場合、走行停止計画に応じて車両が完全に停止される場合と、車両が急速に減速された後、低速で走行せしめられる場合がある。図２０に示される例では、破線からわかるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられて車両が完全に停止された後、或いは車両が低速で走行せしめられた後、時刻ｔ＝４において、通常の自動走行が開始される。

ところで、このように車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときに、図２０において実線で示されるように、ＥＧＲ制御弁７３の開度を増大させ続けると、機関負荷が低いにも拘らず多量のＥＧＲガスが再循環せしめられるために燃焼が悪化し、図２０において破線で示されるように、排出ＰＭ量が大幅に増大することになる。そこで本発明では、このように排出ＰＭ量が大幅に増大するのを阻止するために、車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときには、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御を停止するようにしている。次に、このことを、図２０と同様に、エンジンの負荷の変化とＥＧＲ制御弁７３の開度の変化と、ＥＧＲ量の変化と、排出ＮＯ_Ｘ量の変化と、排出ＰＭ量の変化を示している図２１を参照しつつ説明する。

図２１は、道路が平坦路から上り勾配に変化すると予測されたために、時刻ｔ＝０において、ＥＧＲ制御弁７３の開度が増大され、その後、道路が平坦路から上り勾配に変化する前に、車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。この場合、本発明では、図２１に示されるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられるや否や、ＥＧＲ制御弁７３の開度が減少される。即ち、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が停止される。このように、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が停止されると、図２１に示されるように、排出ＰＭ量が低い値に維持される。なお、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が停止されたときのＥＧＲ制御弁７３の開度は機関の運転状態に応じた目標開度まで減少される。この場合、ＥＧＲ制御弁７３の開度を、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が停止される前の開度まで、戻すようにすることもできる。

図２２は、図２１に示される本発明による実施例を実施するために、図６のステップ３１において実行されるエンジン駆動制御ルーチンを示している。図２２を参照すると、まず初めに、ステップ３０１では、図６のステップ３０において取得された走行計画および走行停止計画に基づいてエンジンが制御される。具体的には、これらの走行計画或いは走行停止計画に従う自車両Ａの走行状態（ｖ）となるような要求駆動トルクＴＲが算出され、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるように、機関負荷、即ちスロットル弁６６の開度および変速機の変速比が制御される。

次いでステップ３０２では、車両Ｖの位置情報、地図データベース４の地図情報および車両Ｖの走行状態から、平坦路から上り勾配への変化および機関負荷の変化が予測され、例えば一定時間後に、予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＡを超えるか否かが判別される。予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＡを超えないと判別されたとき、即ち、一定時間後は、道路が平坦路であるか、或いは上り勾配であるとしても勾配が緩やかであるときには、ステップ３０６に進んで、ＥＧＲ制御弁７３の開度が、エンジンの運転状態に応じた開度とされる。即ち、ＥＧＲ制御弁７３の開度が、ＥＧＲ制御弁７３の開度について先行制御が行われていないときの通常の機関運転時におけるＥＧＲ制御弁７３の開度とされる。

一方、ステップ３０２において、予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＡを超えると判別されたとき、即ち、一定時間後は、道路が比較的急な上り勾配になると判別されたときには、ステップ３０３に進んで、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求が発せられたか否かが判別される。車両の急速停止要求が発せられていないと判別されたときには、ステップ３０４に進んで、ＥＧＲ制御弁７３の開度に対する先行制御が開始される。即ち、このとき、図２１に示されるように、ＥＧＲ制御弁７３の開度が増大せしめられ、それにより、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が開始される。

次いで、ステップ３０５では、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が完了したか否か、即ちＥＧＲ制御弁７３の開度が予測されたエンジンの運転状態に応じた開度になったか否かが判別される。ＥＧＲ制御弁７３の開度が予測されたエンジンの運転状態に応じた開度になったと判別されたときには、ステップ３０６に進んで、ＥＧＲ制御弁７３の開度がエンジンの運転状態に応じた開度とされる。一方、ステップ３０３において、車両の急速停止要求が発せられたと判別されたときには、ステップ３０７に進んで、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が停止される。次いで、ステップ３０６に進み、ＥＧＲ制御弁７３の開度がエンジンの運転状態に応じた開度まで増大せしめられる。

このように、図２１および図２２に示される実施例では、エンジン運転制御機器がエンジンの再循環排気ガス流量を制御する再循環排気ガス流量制御機器からなり、走行計画からエンジンの負荷が上昇すると予測されるときには、エンジンの負荷が上昇する前から、再循環排気ガス流量を増大させる再循環流量増大先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、再循環流量増大先行制御が停止される。この場合、図１０に示されるように、再循環排気ガス流量制御機器がエンジンの再循環排気ガス通路７２内に配置された再循環排気ガス制御弁７３からなり、制御指令値が再循環排気ガス制御弁７３の開度であり、再循環排気ガス制御弁７３の開度を制御することにより再循環流量増大先行制御が行われる。

次に、図２３を参照しつつ、現在、自車両Ｖが平坦路上又は上り勾配の道路上を自動走行しており、間もなく道路が下り勾配となる場合について説明する。この図２３にも、図２１と同様に、エンジンの負荷の変化と、ＥＧＲ制御弁７３の開度の変化と、ＥＧＲ量の変化と、排出ＮＯ_Ｘ量の変化と、排出ＰＭ量の変化とが示されている。さて、道路が平坦路又は上り勾配から下り勾配に変化すると、エンジンの負荷が低下せしめられ、燃料噴射弁６４からの燃料噴射量が減少せしめられる。その結果、燃焼室６１内における燃焼温が低下する。燃焼室６１内における燃焼温が低くなると、燃焼室６１内におけるＮＯ_Ｘ量の生成量が減少するために、多量のＥＧＲガスを再循環させる必要がなくなる。一方、このとき、ＥＧＲガスを再循環量が多いと、燃焼が悪化し、その結果、排出ＰＭ量が増大することになる。従って、道路が下り勾配に変化すると予測されたときには、ＥＧＲ量を減少させる必要がある。

図２３は、道路が時刻ｔ＝１において下り勾配に変化すると予測されたが、その後、道路が下り勾配に変化する前に、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。この場合には、エンジンの負荷が減少され始められると予測されたために、時刻ｔ＝１に達する前の時刻ｔ＝０において、ＥＧＲ量の減少作用が開始される。このとき、図２３に示されるように、時刻ｔ＝０において、ＥＧＲ制御弁７３の開度を減少させることにより、ＥＧＲ量の減少作用が開始される。

次いで、車両の急速停止要求ＤＳが発せられると、機関負荷が急速に低下せしめられる。この場合、図２３に示される例では、車両の急速停止要求ＤＳが発せられて車両が完全に停止された後、或いは車両が低速で走行せしめられた後、時刻ｔ＝４において、通常の自動走行が開始される。ところで、このように車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときに、ＥＧＲの再循環が多いと排出ＰＭ量が多くなる。

そこで本発明では、このように排出ＰＭ量が多くなるのを阻止するために、車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときには、ＥＧＲ量を先行して減少させるＥＧＲ量減少先行制御を停止するようにしている。即ち、本発明では、図２３に示されるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられるや否や、ＥＧＲ制御弁７３の開度は低下される。このように、ＥＧＲ量を先行して減少させるＥＧＲ量減少先行制御が停止されると、図２３に示されるように、排出ＰＭ量は大幅に低減する。なお、ＥＧＲ量を先行して減少させるＥＧＲ量減少先行制御が停止されたときのＥＧＲ制御弁７３の開度は機関の運転状態に応じた目標開度まで減少される。

図２４は、図２３に示される本発明による実施例を実施するために、図６のステップ３１において実行されるエンジン駆動制御ルーチンを示している。図２４を参照すると、まず初めに、ステップ４０１では、図６のステップ３０において取得された走行計画および走行停止計画に基づいてエンジンが制御される。具体的には、これらの走行計画或いは走行停止計画に従う自車両Ａの走行状態（ｖ）となるような要求駆動トルクＴＲが算出され、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるように、機関負荷、即ちスロットル弁６６の開度および変速機の変速比が制御される。

次いでステップ４０２では、車両Ｖの位置情報、地図データベース４の地図情報および車両Ｖの走行状態から、平坦路又は上り勾配から下り勾配への変化および機関負荷の変化が予測され、例えば一定時間後に、予測機関負荷が現在の機関負荷よりも低い予め定められた設定値ＸＢ以下になるか否かが判別される。予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＢ以下にならないと判別されたとき、即ち、一定時間後は、道路が平坦路又は上り勾配であるか、或いは下り勾配であるとしても勾配が緩やかであるときには、ステップ４０６に進んで、ＥＧＲ制御弁７３の開度が、エンジンの運転状態に応じた開度とされる。即ち、ＥＧＲ制御弁７３の開度が、ＥＧＲ制御弁７３の開度について先行制御が行われていないときの通常の機関運転時におけるＥＧＲ制御弁７３の開度とされる。

一方、ステップ４０２において、予測機関負荷が予め定められた設定値ＸＢ以下になると判別されたとき、即ち、一定時間後は、道路が比較的急な下り勾配になると判別されたときには、ステップ４０３に進んで、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求が発せられたか否かが判別される。車両の急速停止要求が発せられていないと判別されたときには、ステップ４０４に進んで、ＥＧＲ制御弁７３の開度に対する先行制御が開始される。即ち、このとき、図２４に示されるように、ＥＧＲ制御弁７３の開度が減少せしめられ、それにより、ＥＧＲ量を先行して減少させるＥＧＲ量減少先行制御が開始される。

次いで、ステップ４０５では、ＥＧＲ量を先行して減少させるＥＧＲ量減少先行制御が完了したか否か、即ちＥＧＲ制御弁７３の開度が予測されたエンジンの運転状態に応じた開度になったか否かが判別される。ＥＧＲ制御弁７３の開度が予測されたエンジンの運転状態に応じた開度になったと判別されたときには、ステップ４０６に進んで、ＥＧＲ制御弁７３の開度がエンジンの運転状態に応じた開度とされる。一方、ステップ４０３において、車両の急速停止要求が発せられたと判別されたときには、ステップ４０７に進んで、ＥＧＲ量を先行して減少させるＥＧＲ量減少先行制御が停止される。次いで、ステップ４０６に進み、ＥＧＲ制御弁７３の開度がエンジンの運転状態に応じた開度まで減少せしめられる。

このように、図２１および図２２に示される実施例では、エンジン運転制御機器がエンジンの再循環排気ガス流量を制御する再循環排気ガス流量制御機器からなり、走行計画からエンジンの負荷が低下すると予測されるときには、エンジンの負荷が低下する前から、再循環排気ガス流量を低下させる再循環流量低下先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、再循環流量低下先行制御が停止される。この場合、図１０に示されるように、再循環排気ガス流量制御機器がエンジンの再循環排気ガス通路７２内に配置された再循環排気ガス制御弁７３からなり、御指令値が再循環排気ガス制御弁７３の開度であり、再循環排気ガス制御弁７３の開度を制御することにより再循環流量低下先行制御が行われる。

図２５および図２６は、本発明によるエンジンの駆動制御において先行制御される制御対象が、ＥＧＲガス温である場合および過給圧である場合のタイムチャートを示している。なお、これら図２５および図２６には、エンジンの負荷の変化と、図１２に示されるＥＧＲクーラ７４のバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度の変化と、図１３Ａに示される可変ノズル式排気タービン６８ｂの可動ベーン９３間に形成されるノズル開度の変化と、図１３Ｂに示される電動ターボの電動モータ９６への供給電力の変化とが示されている。

さて、道路が平坦路から上り勾配に変化すると、エンジンの負荷が増大せしめられ、燃焼室６１内における燃焼温が高くなるために、前述したように排出ＮＯ_Ｘ量が増大する。この場合、排出ＮＯ_Ｘ量を減少させるには、燃焼室６１内における燃焼温を低下させればよく、そのためにはＥＧＲガスの冷却度合いを高めてＥＧＲガス温を低下させればよいことになる。この場合、バイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度を大きくするとＥＧＲクーラ７４内に供給される機関冷却水の量が増大され、従ってＥＧＲガスの冷却度合いを高められるのでＥＧＲガス温を低下させることができる。

しかしながら、ＥＧＲガスの冷却度合いを高めてＥＧＲガス温を低下させるには時間を要する。そこで、本発明では、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大され始められる以前から、ＥＧＲクーラ７４のバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度を大きくするようにしている。この場合、先行制御されるエンジン運転制御機器はＥＧＲクーラ７４のバイパス弁９０であり、先行制御されるエンジン運転制御機器の制御指令値はＥＧＲクーラ７４のバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度である。

さて、図２５は、道路が平坦路から上り勾配に変化すると予測されたために、時刻ｔ＝０において、ＥＧＲクーラ７４のバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度が増大され、その後、道路が平坦路から上り勾配に変化する前に、車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。この場合、本発明では、図２５に示されるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられるや否や、ＥＧＲクーラ７４のバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度が減少される。即ち、ＥＧＲガス温を先行して低下させるＥＧＲガス温低下先行制御が停止される。このように、ＥＧＲガス温を先行して低下させるＥＧＲガス温低下先行制御が停止されると、前述したＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が停止されたときと同様に、排出ＰＭ量が低い値に維持される。なお、ＥＧＲガス温を先行して低下させるＥＧＲガス温低下先行制御が停止されたときのＥＧＲ制御弁７３の開度は機関の運転状態に応じた目標開度まで減少される。

このように、図２５に示される実施例では、エンジン運転制御機器がエンジンの再循環排気ガス冷却装置７４の冷却水流量を制御する冷却水流量制御機器からなり、走行計画からエンジンの負荷が上昇すると予測されるときには、エンジンの負荷が上昇する前から、再循環排気ガス冷却装置７４の冷却水流量を増大させる再循環排気ガス温低下先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、該再循環排気ガス温低下先行制御が停止される。この場合、図１２に示される例では冷却水流量制御機器がエンジン本体内から再循環排気ガス冷却装置７４に供給される機関冷却水量を制御するバイパス弁９０からなり、制御指令値がバイパス弁９０の再循環排気ガス冷却装置７４側への開度であり、バイパス弁９０の再循環排気ガス冷却装置７４側への開度を制御することにより再循環排気ガス温低下先行制御が行われる。

一方、道路が平坦路から上り勾配に変化すると、エンジンには高出力が要求されるために、過給圧を高めることが好ましい。この場合、図１３Ａに示される例では、各可動ベーン９３が図１３Ａにおいて破線で示す位置から実線で示す位置に向けて回動せしめられると、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度が減少せしめられ、ノズルを通ってタービン翼車９２に流入する排気ガスの流速が早くなる。その結果、流入排気ガスがタービン翼車９２に与える動圧が増大し、タービン翼車９２の回転数が増大するために過給圧が高められる。一方、図１３Ｂに示される例では、電動モータ９６への供給電力が増大されると吸気コンプレッサ６８ａの回転数が増大するために、過給圧が高められる。

しかしながら、図１３Ａに示される例において、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度を減少させることにより、過給圧が高めるには時間を要し、図１３Ｂに示される例において、電動モータ９６への供給電力を増大させることにより、過給圧が高めるには時間を要する。そこで、本発明では、道路が平坦路から上り勾配に変化してエンジンの負荷が増大され始められる以前から、図１３Ａに示される例では、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度を減少させるようにしており、図１３Ｂに示される例では、電動モータ９６への供給電力を増大させるようにしている。この場合、図１３Ａに示される例では、先行制御されるエンジン運転制御機器は可変ノズル式排気タービン６８ｂであり、先行制御されるエンジン運転制御機器の制御指令値は各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度である。一方、図１３Ｂに示される例では、先行制御されるエンジン運転制御機器は電動ターボであり、先行制御されるエンジン運転制御機器の制御指令値は電動モータ９６への供給電力である。

図２５は、道路が平坦路から上り勾配に変化すると予測されたために、時刻ｔ＝０において、図１３Ａに示される例では、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度が減少せしめられ、一方、図１３Ｂに示される例では、電動モータ９６への供給電力が増大せしめられ、その後、道路が平坦路から上り勾配に変化する前に、車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。この場合、本発明では、図２５に示されるように、車両の急速停止要求ＤＳが発せられるや否や、図１３Ａに示される例では、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度が増大されて過給圧が低下され、図１３Ｂに示される例では、電動モータ９６への供給電力が減少され過給圧が低下される。即ち、過給圧を先行して増大させる過給圧増大先行制御が停止される。このように、過給圧を先行して増大させる過給圧増大先行制御が停止されると、不必要なエンジンの出力増大による燃費の増大を阻止することができる。なお、過給圧を先行して増大させる過給圧増大先行制御が停止されたときの各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度は機関の運転状態に応じた目標開度まで増大され、電動モータ９６への供給電力は機関の運転状態に応じた目標電力まで減少される。

このように、図２５に示される実施例では、エンジン運転制御機器が過給圧を制御する過給圧制御機器からなり、走行計画からエンジンの負荷が上昇すると予測されるときには、エンジンの負荷が上昇する前から、過給圧を増大させる過給圧増大先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、過給圧増大先行制御が停止される。この場合、図１３Ａに示される例では、過給圧制御機器が、可変ノズル式の排気ターボチャージャ６８からなり、制御指令値が可変ノズル式排気タービン６８ｂのノズルの開度であり、可変ノズル式排気タービン６８ｂのノズルの開度を制御することにより過給圧増大先行制御が行われる。一方、図１３Ｂに示される例では、過給圧制御機器が電動式吸気コンプレッサからなり、制御指令値が吸気コンプレッサ６８ａを駆動する電動モータ９６への供給電力であり、電動モータ９６への供給電力を制御することにより過給圧増大先行制御が行われる。

図２６は、道路が時刻ｔ＝１において下り勾配に変化すると予測されたが、その後、道路が下り勾配に変化する前に、例えば、歩行者が急に車両の前方に飛び出したことによって車両の急速停止要求ＤＳが発せられた場合を示している。この場合には、エンジンの負荷が減少され始められると予測されたために、時刻ｔ＝１に達する前の時刻ｔ＝０において、図１２に示される例では、バイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度が減少され、図１３Ａに示される例では、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度が増大され、図１３Ｂに示される例では、電動モータ９６への供給電力が減少される。

次いで、車両の急速停止要求ＤＳが発せられると、機関負荷が急速に低下せしめられる。このように車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときに、バイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度が大きいと排出ＰＭ量が多くなり、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度が小さいと不必要なエンジンの出力増大により燃費が増大し、電動モータ９６への供給電力が大きいと不必要なエンジンの出力増大により燃費が増大する。

そこで本発明では、車両の急速停止要求ＤＳが発せられたときに、図１２に示される例では、バイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度が減少されてＥＧＲガス温が高くされ、図１３Ａに示される例では、各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度が増大されて過給圧が低下され、図１３Ｂに示される例では、電動モータ９６への供給電力が減少されて過給圧が低下される。このように、本発明では、車両の急速停止要求ＤＳが発せられるや否や、ＥＧＲガス温を先行して増大させるＥＧＲガス温増大先行制御は停止され、過給圧を先行して減少させる過給圧減少先行制御が停止される。なお、ＥＧＲガス温を先行して上昇させるＥＧＲガス温上昇先行制御が停止されたときにはバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度は機関の運転状態に応じた目標開度まで減少され、過給圧を先行して減少させる過給圧減少先行制御が停止されたときには各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度が機関の運転状態に応じた目標開度まで増大され、或いは電動モータ９６への供給電力が機関の運転状態に応じた目標電力まで減少される。

なお、図２５に示されるバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度制御、或いは各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度制御、或いは電動モータ９６への供給電力制御は、図２２に示されるエンジン駆動制御ルーチンを用いて行うことができ、図２６に示されるバイパス弁９０のＥＧＲクーラ７４側への開度制御、或いは各可動ベーン９３間に形成されるノズルの開度制御、或いは電動モータ９６への供給電力制御は、図２４に示されるエンジン駆動制御ルーチンを用いて行うことができる。従って、図２５に示される制御を実行するためのエンジン駆動制御ルーチンおよび図２６に示される制御を実行するためのエンジン駆動制御ルーチンについては、説明を省略する。

このように、図１２に示される例では、エンジン運転制御機器がエンジンの再循環排気ガス冷却装置７４の冷却水流量を制御する冷却水流量制御機器からなり、走行計画からエンジンの負荷が低下すると予測されるときには、エンジンの負荷が低下する前から、再循環排気ガス冷却装置７４の冷却水流量を減少させる再循環排気ガス温上昇先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、再循環排気ガス温上昇先行制御が停止される。この場合、冷却水流量制御機器がエンジン本体内から再循環排気ガス冷却装置７４に供給される機関冷却水量を制御するバイパス弁９０からなり、制御指令値がバイパス弁９０の再循環排気ガス冷却装置７４側への開度であり、バイパス弁９０の再循環排気ガス冷却装置７４側への開度を制御することにより再循環排気ガス温上昇先行制御が行われる。

一方、図２６に示される別の例では、エンジン運転制御機器が過給圧を制御する過給圧制御機器からなり、走行計画からエンジンの負荷が上昇すると予測されるときには、エンジンの負荷が低下する前から、過給圧を減少させる過給圧減少先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、過給圧減少先行制御が停止される。この場合、図１３Ａに示される例では、過給圧制御機器が、可変ノズル式の排気ターボチャージャ６８からなり、制御指令値が可変ノズル式排気タービン６８ｂのノズルの開度であり、可変ノズル式排気タービン６８ｂのノズルの開度を制御することにより過給圧減少先行制御が行われる。一方、図１３Ｂに示される例では、過給圧制御機器が電動式吸気コンプレッサからなり、制御指令値が吸気コンプレッサ６８ａを駆動する電動モータ９６への供給電力であり、電動モータ９６への供給電力を制御することにより過給圧減少先行制御が行われる。

１ 外部センサ
２ ＧＰＳ受信部
３ 内部センサ
４ 地図データベース
５ ナビゲーションシステム
１０ 電子制御ユニット
１１ 車両位置認識部
１２ 外部状況認識部
１３ 走行状態認識部
１４ 走行計画生成部
６８ｂ 可変ノズル式排気タービン
７０ ラジエータ
７３ ＥＧＲ制御弁
７４ ＥＧＲクーラ
８４ 流量制御弁
８６ 電動ウォータポンプ
９０ バイパス弁

さて、本発明による実施例では、走行計画生成部１４による走行計画に基づく車速ｖから車両Ｖに加えるべき車両Ｖの進行方向の加速度Ａ（ｎ）が求められ、この加速度Ａ（ｎ）から車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが求められ、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるようにエンジンが駆動制御される。例えば、図７Ｂに示されるように、質量Ｍの車両が時間Δｔの間にｖ（ｎ）からｖ（ｎ＋１）に加速されたとすると、このときの車両Ｖの進行方向の加速度Ａ（ｎ）は図７Ｂに示されるように加速度Ａ（ｎ）＝（ｖ（ｎ＋１）―ｖ（ｎ））/Δｔで表される。このとき車両Ｖに対し働く力をＦとすると、この力Ｆは車両Ｖの質量Ｍと加速度Ａ（ｎ）との積（＝Ｍ・Ａ（ｎ））で表される。一方、車両Ｖの駆動輪の半径をｒとすると、車両Ｖに対する駆動トルクＴＲはＦ・ｒで表され、従って車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲは、Ｃを定数とすると、Ｃ・Ａ（ｎ）（＝Ｆ・ｒ＝Ｍ・Ａ（ｎ）・ｒ）で表されることになる。

従って、図７Ａに示される例では、車両Ｖの加速運転が行われている時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Δｔの間では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが増大され、車両Ｖが平坦路上を定速走行している時刻ｔ＝Δｔから時刻ｔ＝３Δｔの間では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが若干減少され、車両Ｖが上り勾配上を定速走行している時刻ｔ＝３Δｔから時刻ｔ＝５Δｔの間では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが大幅に増大され、車両Ｖが平坦路上を定速走行している時刻ｔ＝５Δｔから時刻ｔ＝７Δｔの間では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが、上り勾配上を定速走行しているときに比べて減少され、車両Ｖが下り勾配上を若干減速して定速走行している時刻ｔ＝７Δｔ以降では、車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが更に減少される。

図８を参照すると、フィードフォワード制御部４１では、走行計画４０に基づき生成された現在（時刻ｔ＝０）の車速ｖ（０）と、時刻ｔ＝Δｔにおける車速ｖ（１）に基づき、車速ｖ（０）からｖ（１）に変化するときの車両Ｖの進行方向の加速度Ａ（０）＝（ｖ（１）―ｖ（０））/Δｔが演算される。一方、勾配補正部４２では、図７Ｃを参照しつつ説明した、上り勾配或いは下り勾配における加速度ＡＸ（＝ｇ・SINθ）が演算される。これらのフィードフォワード制御部４１で得られた加速度Ａ（０）と勾配補正部４３で得られた加速度ＡＸが加算され、要求駆動トルクＴＲの演算部４４において、フィードフォワード制御部４１で得られた加速度Ａ（０）と勾配補正部４３で得られた加速度ＡＸとの和（Ａ（０）＋ＡＸ）から車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが演算される。

この加速度の和（Ａ（０）＋ＡＸ）は、車速をｖ（０）からｖ（１）に変化させるのに必要な加速度を表しており、従ってこの加速度の和（Ａ（０）＋ＡＸ）に基づいて車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが変化せしめられると、時刻ｔ＝Δｔにおける車速は計算上ｖ（１）になる。従って、続くエンジン駆動制御部４５では、車両Ｖに対する駆動トルクがこの要求駆動トルクＴＲとなるようにエンジンが駆動制御され、それによって車両が自動走行される。このように、加速度の和（Ａ（０）＋ＡＸ）に基づいて車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが変化せしめられると、時刻ｔ＝Δｔにおける車速は計算上ｖ（１）になる。しかしながら、実際の車速はｖ（１）からずれ、このずれをなくすために、フィードバック制御が行われている。

即ち、フィードバック制御部４３では、走行計画４０に基づき生成された現在の車速ｖ（０）と実際の車速ｖｚとの差（＝ｖ（０）―ｖｚ）が零になるように、即ち、実際の車速ｖｚが走行計画４０に基づき生成された現在の車速ｖ（０）となるように車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲがフィードバック制御される。具体的には、フィードバック制御部４１では、現在の車速ｖ（０）と実際の車速ｖｚとの差（＝ｖ（０）―ｖｚ）に予め設定されたゲインＧを乗算した値（ｖ（０）―ｖｚ）・Ｇが演算され、フィードフォワード制御部４１で得られた加速度Ａ（０）にフィードバック制御部４１で得られた（ｖ（０）―ｖｚ）・Ｇの値が加算される。

このようにして実際の車速ｖｚが走行計画４０に基づき生成された車速ｖ（ｎ）に制御される。なお、走行計画４０では各時刻ｔ＝０、ｔ＝Δｔ、ｔ＝２Δｔ・・・における各車速ｖ（０）、ｖ（１）、ｖ（２）・・・が生成され、フィードフォワード制御部４１ではこれらの車速ｖ（ｎ）に基づいて各時刻ｔ＝０、ｔ＝Δｔ、ｔ＝２Δｔ・・・における車両Ｖの進行方向の加速度Ａ（０）、Ａ（１）、Ａ（２）・・・が演算され、要求駆動トルクＴＲの演算部４４では、これら加速度Ａ（０）、Ａ（１）、Ａ（２）・・・に基づいて各時刻ｔ＝０、ｔ＝Δｔ、ｔ＝２Δｔ・・・における車両Ｖに対する要求駆動トルクＴＲが演算される。即ち、要求駆動トルクＴＲの演算部４４では、各時刻ｔ＝０、ｔ＝Δｔ、ｔ＝２Δｔ・・・における将来の要求駆動トルクＴＲの予測値が演算されている。

冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止されたときの流量制御弁８４の開度は機関の運転状態に応じた目標開度まで減少される。この場合、流量制御弁８４の開度を、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止される前の開度まで、戻すようにすることもできる。また、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止されたときの電動ウォータポンプ８６への供給電力は機関の運転状態に応じた目標供給電力まで増大される。この場合、同様に、電動ウォータポンプ８６への供給電力を、冷却水温Ｔを先行して上昇させる水温上昇先行制御が停止される前の供給電力まで、戻すようにすることもできる。

次いで、ステップ３０５では、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が完了したか否か、即ちＥＧＲ制御弁７３の開度が予測されたエンジンの運転状態に応じた開度になったか否かが判別される。ＥＧＲ制御弁７３の開度が予測されたエンジンの運転状態に応じた開度になったと判別されたときには、ステップ３０６に進んで、ＥＧＲ制御弁７３の開度がエンジンの運転状態に応じた開度とされる。一方、ステップ３０３において、車両の急速停止要求が発せられたと判別されたときには、ステップ３０７に進んで、ＥＧＲ量を先行して増大させるＥＧＲ量増大先行制御が停止される。次いで、ステップ３０６に進み、ＥＧＲ制御弁７３の開度がエンジンの運転状態に応じた開度まで減少せしめられる。

このように、図２３および図２４に示される実施例では、エンジン運転制御機器がエンジンの再循環排気ガス流量を制御する再循環排気ガス流量制御機器からなり、走行計画からエンジンの負荷が低下すると予測されるときには、エンジンの負荷が低下する前から、再循環排気ガス流量を低下させる再循環流量低下先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、再循環流量低下先行制御が停止される。この場合、図１０に示されるように、再循環排気ガス流量制御機器がエンジンの再循環排気ガス通路７２内に配置された再循環排気ガス制御弁７３からなり、御指令値が再循環排気ガス制御弁７３の開度であり、再循環排気ガス制御弁７３の開度を制御することにより再循環流量低下先行制御が行われる。

Claims (15)

1. 車両の周辺情報を検出する検出センサと、電子制御ユニットとを具備しており、該電子制御ユニットが、該検出センサにより検出された車両の周辺情報と地図情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った車両の走行計画を生成し、かつ生成された車両の走行計画に基づいて車両の自動走行を制御するように構成されている車両の自動運転システムにおいて、上記走行計画からエンジンの運転状態の変化が予測されたときに、予測されたエンジンの運転状態の変化に先行して、予測されたエンジンの運転状態の変化が生ずる前から、エンジン運転制御機器の制御指令値を、予測されたエンジンの運転状態に応じて定まる方向に変化させる制御指令値先行制御が開始され、上記検出センサにより検出された車両の周辺情報に基づいて、予め設定された目標ルートに沿った車両の走行計画に反し、車両の急速停止要求があった場合には、該制御指令値先行制御が停止される車両の自動運転システム。
2. 該車両の急速停止要求は該検出センサにより検出された外部の移動障害物との接触を回避するときに発せられる請求項１に記載の車両の自動運転システム。
3. 上記エンジン運転制御機器がエンジンの冷却水の温度を制御するための冷却水温制御機器からなり、上記走行計画から、エンジンの負荷の上昇によりエンジンの冷却水の温度が予め設定されている目標範囲を超えると予測されるときには、エンジンの負荷が上昇する前から、エンジンの冷却水の温度を低下させる水温低下先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、該水温低下先行制御が停止される請求項１に記載の車両の自動運転システム。
4. 該冷却水温制御機器が、エンジン本体内からラジエータに供給される機関冷却水量を制御する流量制御弁からなり、該制御指令値が流量制御弁の開度であり、該流量制御弁の開度を制御することにより該水温低下先行制御が行われる請求項３に記載の車両の自動運転システム。
5. 該冷却水温制御機器が、エンジン本体内からラジエータに供給される機関冷却水量を制御する電動ウォータポンプからなり、該制御指令値が電動ウォータポンプへの供給電力であり、該電動ウォータポンプへの供給電力を制御することにより該水温低下先行制御が行われる請求項３に記載の車両の自動運転システム。
6. 上記エンジン運転制御機器がエンジンの冷却水の温度を制御するための冷却水温制御機器からなり、上記走行計画から、エンジンの負荷の低下によりエンジンの冷却水の温度が予め設定されている目標範囲以下になると予測されるときには、エンジンの負荷が低下する前から、エンジンの冷却水の温度を上昇させる水温上昇先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、該水温上昇先行制御が停止される請求項１に記載の車両の自動運転システム。
7. 該冷却水温制御機器が、エンジン本体内からラジエータに供給される機関冷却水量を制御する流量制御弁からなり、該制御指令値が流量制御弁の開度であり、該流量制御弁の開度を制御することにより該水温上昇先行制御が行われる請求項６に記載の車両の自動運転システム。
8. 該冷却水温制御機器が、エンジン本体内からラジエータに供給される機関冷却水量を制御する電動ウォータポンプからなり、該制御指令値が電動ウォータポンプへの供給電力であり、該電動ウォータポンプへの供給電力を制御することにより該水温上昇先行制御が行われる請求項６に記載の車両の自動運転システム。
9. 上記エンジン運転制御機器がエンジンの再循環排気ガス流量を制御する再循環排気ガス流量制御機器からなり、上記走行計画からエンジンの負荷が上昇すると予測されるときには、エンジンの負荷が上昇する前から、再循環排気ガス流量を増大させる再循環流量増大先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、該再循環流量増大先行制御が停止される請求項１に記載の車両の自動運転システム。
10. 該再循環排気ガス流量制御機器がエンジンの再循環排気ガス通路内に配置された再循環排気ガス制御弁からなり、該制御指令値が再循環排気ガス制御弁の開度であり、該再循環排気ガス制御弁の開度を制御することにより該再循環流量増大先行制御が行われる請求項９に記載の車両の自動運転システム。
11. 上記エンジン運転制御機器がエンジンの再循環排気ガス冷却装置の冷却水流量を制御する冷却水流量制御機器からなり、上記走行計画からエンジンの負荷が上昇すると予測されるときには、エンジンの負荷が上昇する前から、再循環排気ガス冷却装置の冷却水流量を増大させる再循環排気ガス温低下先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、該再循環排気ガス温低下先行制御が停止される請求項１に記載の車両の自動運転システム。
12. 該冷却水流量制御機器がエンジン本体内から再循環排気ガス冷却装置に供給される機関冷却水量を制御するバイパス弁からなり、該制御指令値がバイパス弁の再循環排気ガス冷却装置側への開度であり、バイパス弁の再循環排気ガス冷却装置側への開度を制御することにより再循環排気ガス温低下先行制御が行われる請求項１１に記載の車両の自動運転システム。
13. 上記エンジン運転制御機器が過給圧を制御する過給圧制御機器からなり、上記走行計画からエンジンの負荷が上昇すると予測されるときには、エンジンの負荷が上昇する前から、過給圧を増大させる過給圧増大先行制御が開始され、車両の急速停止要求があった場合には、過給圧増大先行制御が停止される請求項１に記載の車両の自動運転システム。
14. 該過給圧制御機器が、可変ノズル式の排気ターボチャージャからなり、該制御指令値が可変ノズル式排気タービンのノズルの開度であり、可変ノズル式排気タービンのノズルの開度を制御することにより該過給圧増大先行制御が行われる請求項１３に記載の車両の自動運転システム。
15. 該過給圧制御機器が電動式吸気コンプレッサからなり、該制御指令値が吸気コンプレッサを駆動する電動モータへの供給電力であり、該電動モータへの供給電力を制御することにより該過給圧増大先行制御が行われる請求項１３に記載の車両の自動運転システム。

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