JP2017081355A - Vehicle travel control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行制御装置に係り、詳しくは道路の勾配に関わらず車両の減速状況を制御する技術に関する。 The present invention relates to a vehicle travel control device, and more particularly to a technique for controlling a deceleration state of a vehicle regardless of a road gradient.
従来から燃費や排ガス性能の向上等を目的に、走行用動力源としてエンジン及びモータを備えたハイブリッド電気自動車が普及している。この種のハイブリッド電気自動車において、近年ではさらなる燃費向上を目的として、車両の車速をドライバーの制御によらず、自動的に加減速する制御が知られている。このような制御方法としては、オートクルーズ制御の降坂路におけるコースト走行、及びアダプティブクルーズコントロール制御がある。 Conventionally, for the purpose of improving fuel consumption and exhaust gas performance, a hybrid electric vehicle including an engine and a motor as a driving power source has been widespread. In this type of hybrid electric vehicle, in recent years, control for automatically accelerating / decelerating the vehicle speed without depending on driver control is known for the purpose of further improving fuel efficiency. As such a control method, there are coast running on a downhill road of automatic cruise control, and adaptive cruise control control.
例えば、特許文献1には、オートクルーズ制御の降坂路におけるコースト走行に関する技術が開示されている。特に、特許文献1には、オートクルーズ制御の車速レンジを拡大したレンジ拡大コースト走行制御の実行中において、運転者の操作に依存することなく適切な後続車との車間距離を保つことを可能とする制御装置が開示されている。
For example,
しかしながら、従来から自動車による環境負荷の問題点は指摘されているものの、近年においては様々な分野においてもより一層の環境負荷低減が求められており、自動車分野に関してもこれまで以上の環境負荷低減が重要となる。特に、環境負荷低減の観点から、より効率のよいエネルギーマネジメントが要求され、更なる燃費向上について検討の余地が十分にあるものと考えられる。 However, although the problems of environmental impact caused by automobiles have been pointed out in the past, in recent years there has been a demand for further reduction of environmental impact in various fields. It becomes important. In particular, from the viewpoint of reducing the environmental load, more efficient energy management is required, and it is considered that there is sufficient room for further study on fuel efficiency improvement.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、より燃費向上を図ることができる車両の走行制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle travel control device capable of further improving fuel consumption.
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.
本適用例に係る車両の走行制御装置は、車両の前方の所定経路に係る道路情報を取得する道路情報取得部と、前記道路情報に基づき、前記車両が前記所定経路において第1車速から第2車速へ等減速度にて所定時間で減速する際に必要となる減速度または駆動力の等減速変動チャートを推定する等減速度制御推定部と、前記減速度の等減速変動チャートにおける前記減速度の積分値または前記駆動力の等減速変動チャートについて前記第1車速時の駆動力をゼロに補正した等減速補正チャートにおける前記駆動力の積分値を算出し、減速制御開始時間から前記積分値を等分するまでの時間である第1等分時間を算出する等分時間算出部と、前記道路情報に基づき、前記車両が前記所定経路において前記第1車速から前記第2車速へ不等減速度にて前記所定時間で減速する際に必要となる減速度または駆動力の不等減速変動チャートを、減速制御開始時間から前記減速度の不等減速変動チャートにおける不等減速時の前記減速度の積分値または減速制御開始時間から前記駆動力の不等減速変動チャートを前記第1車速時の駆動力をゼロに補正した不等減速補正チャートにおける不等減速時の前記駆動力の積分値を等分するまでの時間である第2等分時間が前記第1等分時間よりも遅くなるように決定する不等減速度制御決定部と、前記不等減速変動チャートに基づき、前記車両の制動装置を制御して前記車両の減速度を制御する減速制御部と、前記不等減速変動チャートに基づいて前記車両の電動機を回生制御して前記車両のバッテリを充電する回生制御部と、を有するものである。 The travel control device for a vehicle according to this application example includes a road information acquisition unit that acquires road information related to a predetermined route ahead of the vehicle, and the vehicle moves from the first vehicle speed to the second on the predetermined route based on the road information. An equal deceleration control estimator for estimating a deceleration or an equal deceleration fluctuation chart of driving force required when decelerating to a vehicle speed at a predetermined time in a predetermined time, and the deceleration in the equal deceleration fluctuation chart of the deceleration Or an integral value of the driving force in the constant deceleration correction chart in which the driving force at the first vehicle speed is corrected to zero, and the integrated value is calculated from the deceleration control start time. Based on the road information, the vehicle is unequally decelerated from the first vehicle speed to the second vehicle speed on the predetermined route based on the road information. Integrating the deceleration at the time of unequal deceleration in the unequal deceleration variation chart of deceleration from the deceleration control start time The integral value of the driving force during unequal deceleration in the unequal deceleration correction chart in which the driving force at the first vehicle speed is corrected to zero from the value or deceleration control start time An unequal deceleration control deciding unit for deciding that the second equal time, which is the time until the second time, is slower than the first equal time, and the braking device for the vehicle based on the unequal deceleration fluctuation chart A deceleration control unit that controls the deceleration of the vehicle and a regeneration control unit that regeneratively controls the motor of the vehicle based on the unequal deceleration fluctuation chart and charges the battery of the vehicle. is there.
上記手段を用いる本発明によれば、燃費をより向上させることができ、車両における環境負荷低減を十分に図ることができる。 According to the present invention using the above means, the fuel consumption can be further improved, and the environmental load on the vehicle can be sufficiently reduced.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る制御装置を搭載するハイブリッド車両の概略構成図であり、同図に基づき説明する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle equipped with a control device according to an embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIG.
ハイブリッド車両1は、いわゆるパラレル型ハイブリッドシステムとして構成されている。なお、以下の説明では、ハイブリッド車両1を単に車両1とも称する。
The
車両1には走行用の動力源としてディーゼルエンジン(以下、エンジンという)2、及び発電機としても作動可能なモータ3(電動機)が搭載されている。エンジン2の出力軸にはクラッチ4が連結され、クラッチ4にはモータ3の回転軸を介して自動変速機5の入力側が連結されている。自動変速機5の出力側にはプロペラシャフト6を介して差動装置7が連結され、差動装置7には駆動軸8を介して左右の駆動輪9が連結されている。
A
自動変速機5は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進12速後退1速の変速段を有している。当然ながら、自動変速機5の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、2系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。
The
モータ3は、具体的には永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備えた同期発電電動機である。すなわち、モータ3は、エンジン2に代わって自動変速機5にその駆動力を伝達することができ、更にはエンジン2の駆動や駆動輪9側からの逆駆動により発電する。例えば、車両1の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪9側からの逆駆動によりモータ3が発電機として作動する(回生制御)。また、モータ3は、所定の配線を介して電力変換装置10と接続されている。
Specifically, the motor 3 is a synchronous generator motor including a rotor on which a permanent magnet is attached and a stator on which a three-phase coil is wound. That is, the motor 3 can transmit the driving force to the
電力変換装置10は、一般的なインバータ及びコンバータを備えており、所定の配線を介してバッテリ11と接続されている。すなわち、電力変換装置10はモータ3及びバッテリ11と電気的に接続されている。従って、電力変換装置10は、バッテリ11から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ3に供給可能であるとともに、モータ3から供給される交流電力を整流してバッテリ11へ供給可能である。
The
モータ3が発生する上記駆動力は上記クラッチ4の断接状態に関わらず駆動輪9側に伝達され、これに対してエンジン2が発生する駆動力はクラッチ4の接続時に限って駆動輪9側に伝達される。従って、クラッチ4の切断時には、上記のようにモータ3が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪9側に伝達されて車両1が走行する。また、クラッチ4の接続時には、エンジン2及びモータ3の駆動力が駆動輪9側に伝達されたり、或いはエンジン2の駆動力のみが駆動輪9側に伝達されたりして車両1が走行する。
The driving force generated by the motor 3 is transmitted to the
車両ECU13は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ECU13には、アクセルペダル14の操作量θaccを検出するアクセルセンサ15、ブレーキペダル16の踏込操作を検出するブレーキスイッチ17、車両1の速度(車速)Vを検出する車速センサ18、エンジン2の回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ19、及びモータ3の回転速度Nmを検出するモータ回転速度センサ20等の各種センサ・スイッチ類が接続されている。
The vehicle ECU 13 is a control circuit for integrated control of the entire vehicle. For this purpose, the vehicle ECU 13 includes an
また、車両ECU13には、図示はしないがクラッチ4を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機5を変速操作するアクチュエータ等が接続されると共に、エンジン制御用のエンジンECU22、電力変換装置10を制御するための電力変換ECU23、及びバッテリ11を管理するバッテリECU24が接続されている。
The vehicle ECU 13 is connected to an actuator (not shown) for connecting / disconnecting the
更に、車両ECU13には、ナビゲーション装置31及び通信装置32が接続されている。ナビゲーション装置31は自己の記憶領域に予め道路のカーブや勾配等を含めた地図情報を記憶しており、車両1の走行中にはアンテナを介してGPS情報を逐次受信して地図上の自車位置を特定する。また、通信装置32は路側に設置されているデータセンタの路側通信システムとの間で路車間通信を行うと共に、周囲を走行中の他車との間で車々間通信を行う。通信対象としては、例えば自車が保有しない地図情報、道路情報(道路のカーブや勾配等)や交通情報(渋滞情報、事故情報、工事情報等)、或いは地域情報(観光スポットの案内等)等があり、通信装置32は、これらの情報を路側通信システムや他車から取得したり、逆に他車に供給したりする。すなわち、車両1の前方における所定経路(走行予定の経路)に係る道路情報は、ナビゲーション装置31又は通信装置32の少なくともいずれか一方から取得されることになる。本実施形態においては、ナビゲーション装置31若しくは通信装置32、又はこれらの両装置が道路情報取得部として機能し、これらの装置から車両ECU13に対して、道路情報が供給されることになる。ここで、道路情報とは、上記所定経路の勾配及び長さを少なくとも含んでいる。
Further, a navigation device 31 and a
そして、車両ECU13には、車両1に装備された各種の制動装置33(例えばリターダ、エンジンの圧縮開放ブレーキ、排気ブレーキなど)も接続されている。車両ECU13は、これらの制動装置33を任意に駆動制御して走行中の車両1に制動力を作用させる。すなわち、本実施形態においては、車両ECU13は、減速制御部として機能することになる。
The vehicle ECU 13 is also connected to various braking devices 33 (for example, a retarder, an engine compression release brake, an exhaust brake, etc.) equipped on the
車両ECU13は、運転者によるアクセル操作量θacc等に基づき車両1を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ11のSOC等に基づき車両1の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン2の駆動力のみを用いるE/Gモード、モータ3の駆動力のみを用いるEVモード、及びエンジン2及びモータ3の駆動力を共に用いるHEVモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ECU13が選択するようになっている。
The
車両ECU13は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン2やモータ3が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばHEVモードでは要求トルクをエンジン2側及びモータ3側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン2及びモータ3のトルク指令値を算出する。また、E/Gモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン2へのトルク指令値に換算し、EVモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ3へのトルク指令値に換算する。
The
そして、車両ECU13は選択した走行モードを実行すべく、EVモードでは上記クラッチ4を切断し、E/Gモード及びHEVモードではクラッチ4を接続した上で、エンジンECU22及び電力変換ECU23にトルク指令値を適宜出力する。また、車両1の走行中において車両ECU13は、アクセル操作量θaccや車速V等に基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ4の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。
The
一方、エンジンECU22は、車両ECU13から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばE/GモードやHEVモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン2に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、EVモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン2を停止保持状態、またはアイドル運転状態とする。
On the other hand, the
また、電力変換ECU23は、車両ECU13から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、電力変換装置10を介してモータ3を制御する。例えばEVモードやHEVモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ3を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ3を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、E/Gモードの場合には、モータ3の駆動力を0に制御する。従って、本実施形態においては、電力変換ECU23が、車両1のモータ3を回生制御し、車両1のバッテリ11を充電する回生制御部として機能する。
Further, the
バッテリECU24は、バッテリ11の温度、バッテリ11の電圧、電力変換装置10とバッテリ11との間に流れる電流等を検出し、これらの検出結果からバッテリ11のSOCを逐次算出して車両ECU13に出力する。
The
一方、車両ECU13は、オートクルーズ制御を実行する。運転者により図示しないオートクルーズ制御の実行スイッチが操作されて目標車速Vtgtが設定されると、車両ECU13は目標車速Vtgtの上下に上限速度VHi及び下限速度VLoを設定し、車両1の走行中にはエンジン2やモータ3の駆動力を適切に制御して車速Vを上限速度VHiと下限速度VLoとの間に保つ。例えば、車両ECU13は、オートクルーズ制御による降坂路の走行中には車速Vを維持するために負側の要求トルクを設定し、その要求トルクを達成しながら車両1の位置エネルギーを電力エネルギー及び運動エネルギーとして回収すべく、モータ3の回生制御及び車速増加制御を実行する。そして、車両ECU13は、オートクルーズ制御による登坂路の走行中には車速Vを維持するために正側の要求トルクを設定するとともに、バッテリ11の状態を鑑みて走行モードを選択して車速増加制御を実行する。
On the other hand, the
また、車両ECU13は、オートクルーズ制御時の走行中であって、上限速度VHiと下限速度VLoとの範囲内において道路の傾斜に関係なく減速制御する場合に、燃費をより向上させるための構成として、等減速度制御推定部41、等分時間算出部42、及び不等減速度制御決定部43を含んでいる。また、等減速度制御推定部41で推定されたデータは等分時間算出部42に供給されて使用され、等分時間算出部42で算出されたデータは不等減速度制御決定部43に供給されて使用されるようなデータの流れが形成されている。なお、これらの3つの構成(等減速度制御推定部41、等分時間算出部42、不等減速度制御決定部43)は、それぞれのプログラムがインストールされた装置として車両ECU13に設けられてもよく、或いはこれらの3つの構成を介したデータの流れを処理する一つのプログラムとして車両ECU13に存在してもよい。
Further, the
より具体的に、等減速度制御推定部41は、車両1の前方の所定経路に係る道路情報をナビゲーション装置31又は通信装置32から受信することになる。そして、等減速度制御推定部41は、受信した道路情報に基づき、車両1が所定経路において第1車速から第2車速へ等減速度にて減速する際に必要となる減速度または駆動力の等減速変動チャートを推定する。ここで、当該減速変動チャートは、横軸を経過時間(sec)とし且つ縦軸を減速度(m/s2)又は駆動力(kW)とし、経過時間に対する減速度又は駆動力の変化量を示すグラフである。従って、道路情報(例えば、勾配、距離)に応じた当該等減速変動チャートが存在することになる。また、第1車速及び第2車速とは、オートクルーズ制御に係る上限速度VHiと下限速度VLoとの範囲内において設定される任意の速度である。更に、減速度とは、加速を正(プラス)とした場合に、負(マイナス)として表される減速の値であり、マイナスの加速度という意味である。更に、駆動力とは、正(プラス)の駆動力が車両1を前進させる方向に生じる力であり、負(マイナス)の駆動力が車両1を後退させる方向に生じる力である。なお、車両1を後退させる方向に生じる力とは、ブレーキ力のことである。
More specifically, the equal deceleration
等分時間算出部42は、推定された減速度の等減速変動チャートを用いて減速度の積分値を算出する。換言すると、等分時間算出部42は、減速度の等減速変動チャートにおける横軸(時間軸)と減速度の等減速変動チャートとによって囲まれる面積(減速度の総和)を算出することになる。また、等分時間算出部42は、推定された駆動力の等減速変動チャートについて上記第1車速の駆動力がゼロとなるように補正した等減速補正チャート(例えば、第1車速時の駆動力が正の値の場合には、駆動力の等減速変動チャートを縦軸上において第1車速の駆動力の値だけマイナス側にシフトしたチャート、第1車速時の駆動力が負の値の場合には、駆動力の等減速変動チャートを縦軸上において第1車速の駆動力の値だけプラス側にシフトしたチャート)の積分値を算出してもよい。換言すると、等分時間算出部42は、駆動力の等減速変動チャートにおける横軸(時間軸)と駆動力の等減速補正チャートとによって囲まれる面積(駆動力の総和)を算出することになる。更に、等分時間算出部42は、算出した2種類の積分値のそれぞれを等分するまでの時間(すなわち、減速開始から減速度又は駆動力の総和の1/2となるまでの経過時間)を第1等分時間として決定する。ここで、第1等分時間は、上記所定経路の勾配、第1車速及び第2車速、並びに減速期間に応じて異なるものである。
The equal
不等減速度制御決定部43は、車両1の前方の所定経路に係る道路情報をナビゲーション装置31又は通信装置32から受信することになる。そして、不等減速度制御決定部43は、等減速度制御推定部41と同様に、受信した道路情報に基づき、車両1が所定経路において第1車速から第2車速へ不等減速度にて減速する際に必要となる減速度及び駆動力の不等減速変動チャートを決定する。ここで、当該不等減速変動チャートは、上述した等減速変動チャートと同様に、横軸を経過時間(sec)とし且つ縦軸を減速度(m/s2)又は駆動力(kW)とし、経過時間に対する減速度又は駆動力の変化量を示すグラフである。また、第1車速及び第2車速とは、オートクルーズ制御に係る上限速度VHiと下限速度VLoとの範囲内において設定される任意の速度であり、減速度とはマイナスの加速度という意味であり、駆動力には、車両を前進させる力及び後退させる力が含まれる。
The unequal deceleration
本実施形態において、不等減速度制御決定部43は、減速度又は駆動力の等減速変動チャートと対比させて不等減速変動チャートを決定する。具体的には、不等減速の減速制御開始時間から不等減速時の減速度の積分値を等分するまでの時間である第2等分時間が、等分時間算出部42で算出される減速度の等減速変動チャートに係る第1等分時間よりも遅くなるように、不等減速度制御決定部43によって決定される。或いは、上記第1車速時の駆動力をゼロに補正した不等減速補正チャートにおいて、不等減速の減速制御開始時間から不等減速時の駆動力の積分値を等分するまでの時間である第2等分時間が、等分時間算出部42で算出される駆動力の等減速補正チャートに係る第1等分時間よりも遅くなるように、不等減速度制御決定部43によって決定される。換言すると、不等減速度制御決定部43は、不等減速時の駆動エネルギーの重心位置が等減速時の駆動エネルギーの重心位置よりも大きく(すなわち、後方に)なるように、上記第2等分時間及び不等減速変動チャートを決定することになる。なお、当該第1等分時間及び第2等分時間の大小については、後述する制御フローの説明の際に図面を参照しつつ説明する。
In the present embodiment, the unequal deceleration
以上のことから、道路情報取得部として機能するナビゲーション装置31及び通信装置32の少なくとも一方、等減速時の等減速変動チャートを推定する等減速度制御推定部41、等減速変動チャート又は等減速補正チャートから第1等分時間を算出する等分時間算出部42、当該第1等分時間を考慮して不等減速時の不等減速変動チャートを決定する不等減速度制御決定部43、減速制御部として機能する車両ECU13、回生制御部として機能する電力変換ECU23により、本実施形態に係る走行制御装置50が構成されていることになる。このような走行制御装置50の構成により、車両1が減速する場合に、道路勾配に関係なく回生効率が向上することになり、車両1の燃費を向上させ、更には車両1における環境負荷低減を十分に図ることができる。なお、これらの効果については、後述する車両1の走行制御フローとともに詳細に説明する。
From the above, at least one of the navigation device 31 and the
以下において、走行制御装置50による車両1の制御について、図2乃至図6を参照しつつ説明する。ここで、図2は、本実施形態に係る走行制御装置50による車両1の走行制御を示す制御フローである。また、図3は加速度(減速度)に関する等減速変動チャート及び不等減速変動チャートを示す図であり、図4は駆動力に関する等減速変動チャート及び不等減速変動チャートを示す図である。更に、図5は等減速及び不等減速における車速の変化を示すシミュレーション結果であり、図6は等減速及び不等減速における移動距離を示すシミュレーション結果である。
Hereinafter, control of the
なお、以下本制御フローにおいては、車両1が高速道路をオートクルーズ制御にて走行する場合を想定する。特に、上限速度VHiが第1車速、下限速度VLoが第2車速に設定されており、勾配が0%である経路を利用して車速を第1車速から第2車速まで減速する場合を説明する。
In the following control flow, it is assumed that the
先ず、ナビゲーション装置31及び通信装置32の少なくとも一方を利用して、車両1の前方の所定経路に係る道路情報を取得する(図2:ステップS1)。当該道路情報は、後述するステップS2、S4における算出処理で利用される。
First, road information relating to a predetermined route ahead of the
次に、等減速度制御推定部41は、受信する道路情報に基づき、減速度または駆動力の等減速変動チャートを推定する(図2:ステップS2)。具体的には、車両1が走行することになる所定経路において、車速を第1車速から第2車速へ等減速にて減速する際に必要となる減速度または駆動力の等減速変動チャートを推定する。本実施形態における推定結果として、減速度の等減速変動チャートを図3において実線で示し、駆動力の等減速変動チャートを図4において実線で示す。ここで、図3及び図4の横軸は時間(秒:sec)であり、図3の縦軸が加速度(m/s2)を示し、図4の縦軸が駆動力(kW)を示す。なお、図3において、縦軸が加速度(m/s2)となっているが、縦軸における符号を反転することによって減速度(m/s2)を示すことになる。すなわち、図3において、縦軸の値である加速度が減少するにつれて減速度が増加することになる。
Next, the uniform deceleration
図3に示すように、減速期間は4秒から25秒までとなっており、5秒から24秒までの期間が等減速度Acc1で制御され、4秒から5秒までの期間が減速度ゼロから上記等減速度まで減速度を増加させる準備期間であり、24秒から25秒までの期間が上記等減速度から減速度ゼロまで減速度を減少させる後処理期間である。従って、本実施形態における等減速変動チャートには、不等減速の期間が厳密に含まれることになるが、所定の減速度に到達すると当該減速度を減速期間の大半において維持されていることになる。 As shown in FIG. 3, the deceleration period is from 4 seconds to 25 seconds, the period from 5 seconds to 24 seconds is controlled by the constant deceleration Acc1, and the period from 4 seconds to 5 seconds is zero deceleration. Is a preparation period for increasing the deceleration from the constant deceleration to the constant deceleration, and a period from 24 seconds to 25 seconds is a post-processing period for decreasing the deceleration from the uniform deceleration to zero deceleration. Therefore, the uniform deceleration fluctuation chart in the present embodiment includes the unequal deceleration period strictly. However, when the predetermined deceleration is reached, the deceleration is maintained over most of the deceleration period. Become.
一方、駆動力については、図4に示すように、減速度が増加する4秒から5秒までの間に、駆動力がFDrive1(プラス)からFDrive2(マイナス)に減少する。すなわち、0秒から減速開始直後までは車両1を前進させる力が生じているものの、減速開始直後から車両1を後退させるブレーキ力が生じていることになる。その後、等減速度Acc1で制御されている5秒から24秒までの期間に、駆動力がFDrive2(マイナス)からFDrive3(マイナス)に増加する。すなわち、当該5秒から24秒までの期間において、ブレーキ力が徐々に弱まっていくことになる。そして、減速度が減少する24秒から25秒までの期間に、駆動力がFDrive3(マイナス)からFDrive4(プラス)に増加する。
On the other hand, the driving force, as shown in FIG. 4, during the period from 4 seconds deceleration increases to 5 seconds, the driving force is reduced from F Drive 1 (plus) to F Drive 2 (negative). That is, a force that moves the
次に、等分時間算出部42は、図3に示す減速度の等減速変動チャートを用いて、減速期間における減速度の積分値を算出する。本実施形態において、等分時間算出部42は、図3に示す減速度の等減速変動チャートについて、4秒から25秒までの減速期間についての積分を行い、等減速変動チャートにおける横軸と等減速変動チャートとによって囲まれる面積を算出することで、減速度の積分値を算出することになる。また、等分時間算出部42は、図4に示す駆動力の減速変動チャートを用いて、減速期間における駆動力に係る積分値を算出する。本実施形態において、等分時間算出部42は、4秒から25秒までの減速期間についての積分を行うものの、駆動力がFDrive1(プラス)である直線(図4において破線Aで示す)と駆動力の等減速変動チャートとによって囲まれる面積を算出することで、駆動力に係る積分値を算出することになる。換言すると、等分時間算出部42は、駆動力の等減速変動チャートの4秒における値(すなわち、第1速度時のFDrive1(プラス))がゼロになるように、駆動力の等減速変動チャートをマイナス側にFDrive1だけシフトさせ、シフトした状態の等減速変動チャートである等減速補正チャートについて、4秒から25秒までの減速期間についての積分を行う。これにより、当該等減速補正チャートにおける横軸(すなわち、図4において破線Aに相当)と等減速補正チャートとによって囲まれる面積が算出され、当該等減速補正チャートにおける駆動力の積分値が算出されることになる。そして、等分時間算出部42は、減速開始から算出した減速度または駆動力の積分値を等分するまでの時間である第1等分時間を算出する(図2:ステップS3)。本実施形態においては、減速開始から12秒までの期間と当該12秒の経過後から減速終了までの期間によって積分値が等分されるため、第1等分時間が12秒となる。
Next, the equal
次に、不等減速度制御決定部43は、受信する道路情報及び等減速変動チャートに基づき、減速度または駆動力の不等減速変動チャートを決定する(図2:ステップS4)。具体的には、不等減速の減速制御開始時間から不等減速時の減速度の積分値を等分するまでの時間である第2等分時間が、等分時間算出部42で算出される減速度の等減速変動チャートに係る第1等分時間である12秒よりも長くなるように、減速度の不等減速変動チャートが不等減速度制御決定部43によって決定される。本実施形態においては、減速度の不等減速変動チャートに係る第2等分時間が12秒より長くなるように、不等減速変動チャートを決定することになる。特に、図3に示すように、本実施形態における減速度の不等減速変動チャート(破線で示す不等減速1)は、約14秒(減速開始から10秒後)に減速度が最大値Acc2となるように、グラフのマイナス側に向けて凸型となる曲線となっている。
Next, the unequal deceleration
一方、駆動力の不等減速変動チャートについては、駆動力の不等減速変動チャートの4秒における値(すなわち、第1速度時のFDrive1(プラス))がゼロになるように補正された状態の不等減速補正チャートにおいて、4秒から25秒までの減速期間についての積分を行った場合を想定する。そして、不等減速の減速制御開始時間から当該不等減速変動チャートにおける横軸と不等減速補正チャートとによって囲まれる面積を等分するまで時間である第2等分時間が、等分時間算出部42で算出される駆動力の等減速補正チャートに係る第1等分時間よりも遅くなるように、駆動力の不等減速変動チャートが不等減速度制御決定部43によって決定される。特に、図4に示すように、本実施形態における駆動力の不等減速変動チャート(破線で示す不等減速1)は、約12秒(減速開始から8秒後)に駆動力が最小値FDrive5(マイナス)となるように、グラフのマイナス側に向けて凸型となる曲線となっている。
On the other hand, the unequal deceleration fluctuation chart of the driving force was corrected so that the value in 4 seconds (that is, F Drive 1 (plus) at the first speed) of the unequal deceleration fluctuation chart of the driving force becomes zero. In the unequal deceleration correction chart in the state, it is assumed that integration is performed for the deceleration period from 4 seconds to 25 seconds. Then, the second equally divided time, which is the time until the area surrounded by the horizontal axis and the unequal deceleration correction chart in the unequal deceleration fluctuation chart is equally divided from the deceleration control start time of unequal deceleration, is calculated as an equal time. The unequal deceleration variation chart for the driving force is determined by the unequal deceleration
なお、図3においては、減速度に係る上記第2等分時間が上記第1等分時間よりも早くなるように決定された減速度に関する他の不等減速変動チャートの一例も、比較例として示されている(図3の一点鎖線で示す不等減速2)。同様に、図4においては、駆動力に係る上記第2等分時間が上記第1等分時間よりも早くなるように決定された駆動量に関する他の不等減速変動チャートの一例も、比較例として示されている(図4の一点鎖線で示す不等減速2)。
In FIG. 3, another example of the unequal deceleration fluctuation chart relating to the deceleration determined so that the second equal time related to the deceleration is earlier than the first equal time is also used as a comparative example. It is shown (
次に、車両ECU13は、車両1が所定経路に到達すると、決定した不等減速変動チャートのいずれかに基づき、制動装置33を制御する(図2:ステップS5)。すなわち、車両ECU13は、車両1の減速度を図3に示す減速度の不等減速変動チャートに沿って変化させるか、或いは車両1の駆動力を図4に示す駆動力の不等減速変動チャートに沿って変化させることになる。
Next, when the
このような減速度の制御により、車速は図5に示すように変化するシミュレーション結果が得られた。具体的に、決定した不等減速変動チャートのいずれかに基づく不等減速の車速(破線で示す不等減速1)は、減速開始から約2秒間において等減速の車速(実線で示す)と比較してなだらかに減少するものの、減速開始から約2秒経過後において等減速の車速と比較してその減速量が大きくなり、減速開始から約16秒経過後において等減速の車速と比較して再びなだらかに減速し、最終的に等減速の場合の車速と同一、すなわち第2車速となる。一方、上述した他の不等減速変動チャート(一点鎖線で示す不等減速2)においては、等減速の車速と比較して減速開始から減速量が大きく、減速開始から約16秒経過後において等減速の車速と比較してなだらかに減少し、その車速が最終的に等減速の場合の車速と同一となる。
As a result of such deceleration control, a simulation result is obtained in which the vehicle speed changes as shown in FIG. Specifically, the vehicle speed of unequal deceleration based on one of the determined unequal deceleration fluctuation charts (
更に、このような減速度の制御により、図6に示すような移動距離(km)のシミュレーション結果、及び以下の表1に示すような等減速度制御に対する単位距離当たりの回生エネルギーの改善率のシミュレーション結果が得られた。ここで、表1の数値が1より大きい場合には改善、1より小さい場合には悪化を示す。 Furthermore, by such deceleration control, the simulation result of the travel distance (km) as shown in FIG. 6 and the improvement rate of the regenerative energy per unit distance for the constant deceleration control as shown in Table 1 below. Simulation results were obtained. Here, when the numerical value of Table 1 is larger than 1, it shows improvement, and when it is smaller than 1, it shows deterioration.
ここで、他の不等減速とは、上述したような上記第1等分時間よりも上記第2等分時間を早くなるように、不等減速変動チャートを決定する場合である。 Here, the other unequal deceleration is a case where the unequal deceleration fluctuation chart is determined so that the second equal time is earlier than the first equal time as described above.
表1に示すように、本実施形態に係る不等減速による減速制御は、等減速の減速制御及び他の不等減速の減速制御と比較して、単位距離当たりの回生エネルギーの改善率が大きいことが分かる。すなわち、本実施形態に係る不等減速による減速制御は、上記3つの減速制御の中で、回生効率が最も良いことになる。 As shown in Table 1, the deceleration control by unequal deceleration according to the present embodiment has a large improvement rate of regenerative energy per unit distance compared to the deceleration control of equal deceleration and other deceleration control of unequal deceleration. I understand that. That is, the deceleration control by unequal deceleration according to the present embodiment has the highest regeneration efficiency among the above three deceleration controls.
また、図6に示すように、本実施形態に係る不等減速においては、30秒経過の時点において移動距離が、等減速の場合(実線で示す等減速)と比較して小さくなるものの、他の不等減速の場合(一点鎖線で示す不等減速2)と比較して大きくなる。すなわち、本実施形態に係る不等減速変動チャートによる減速制御を行うことにより、他の不等減速変動チャートによる減速制御と比較して、所定の移動距離(目的地)までの到達時間が短縮されることになる。
In addition, as shown in FIG. 6, in the unequal deceleration according to the present embodiment, the moving distance is smaller than that in the case of equal deceleration (equal deceleration indicated by a solid line) at the time point when 30 seconds have elapsed. This is larger than the case of unequal deceleration (
以上のことから、本実施形態に係る減速制御においては、回生効率が最も優れている点に加え、車両1の移動距離を比較的に長くしつつ、その到達時間を短縮することができるため、等減速の減速制御及び他の不等減速の減速制御と比較して、より一層の燃費の低減が実現されることになる。従って、本実施形態に係る減速制御は、例えば、車両1の目的地において多くの電気を使用する場合や、冷凍機又はエアコン等の追加機能の使用要求が高い場合に、非常に有効的な走行制御を実現することができる。
From the above, in the deceleration control according to the present embodiment, in addition to the point that the regenerative efficiency is the most excellent, the travel time of the
なお、上述した減速制御は所定経路の勾配が0%の場合を想定していたが、減速にともなう回生が勾配の大小に関係なく生じるため、上記表1の数値等は異なるものの、勾配が0%より大きい場合及び0%未満の場合であっても同様の結果となる。すなわち、登坂路及び降坂路においても、本実施形態に係る減速制御により、等減速の減速制御及び他の不等減速の減速制御と比較して、より一層の燃費の低減が実現されることになる。 Although the deceleration control described above assumes a case where the gradient of the predetermined path is 0%, regeneration due to deceleration occurs regardless of the magnitude of the gradient. Therefore, although the numerical values in Table 1 are different, the gradient is 0. Similar results are obtained when the ratio is greater than% and less than 0%. That is, even on the uphill road and the downhill road, the deceleration control according to the present embodiment realizes further reduction in fuel consumption as compared with the deceleration control of equal deceleration and the deceleration control of other unequal deceleration. Become.
また、上述した実施形態において、オートクルーズ制御中における減速制御の場合を説明したが、本発明に関する走行制御はオートクルーズの場合に限定されず、一般的な走行時における自動の減速制御としても利用することができる。更に、上記実施形態ではハイブリッド車両を前提に説明をしたが、本発明に係る車両の制御装置は、モータのみを駆動源とする電気自動車にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the case of the deceleration control during the auto cruise control has been described. However, the travel control related to the present invention is not limited to the case of the auto cruise, and is also used as an automatic deceleration control during general travel. can do. Furthermore, although the above embodiment has been described on the premise of a hybrid vehicle, the vehicle control device according to the present invention can also be applied to an electric vehicle using only a motor as a drive source.
1 ハイブリッド車両(車両)
2 エンジン
3 モータ(電動機)
4 クラッチ
5 自動変速機
6 プロペラシャフト
7 差動装置
8 駆動軸
9 駆動輪
10 電力変換装置
11 バッテリ
13 車両ECU(減速制御部)
14 アクセルペダル
15 アクセルセンサ
16 ブレーキペダル
17 ブレーキスイッチ
18 車速センサ
19 エンジン回転速度センサ
20 モータ回転速度センサ
22 エンジンECU
23 電力変換ECU(回生制御部)
24 バッテリECU
31 ナビゲーション装置(道路情報取得部)
32 通信装置(道路情報取得部)
33 制動装置
41 等減速度制御推定部
42 等分時間算出部
43 不等減速度制御決定部
50 制御装置
1 Hybrid vehicle (vehicle)
2 Engine 3 Motor (electric motor)
4
DESCRIPTION OF
23 Power conversion ECU (regenerative control unit)
24 battery ECU
31 Navigation device (road information acquisition unit)
32 Communication device (road information acquisition unit)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記道路情報に基づき、前記車両が前記所定経路において第1車速から第2車速へ等減速度にて所定時間で減速する際に必要となる減速度または駆動力の等減速変動チャートを推定する等減速度制御推定部と、
前記減速度の等減速変動チャートにおける前記減速度の積分値または前記駆動力の等減速変動チャートについて前記第1車速時の駆動力をゼロに補正した等減速補正チャートにおける前記駆動力の積分値を算出し、減速制御開始時間から前記積分値を等分するまでの時間である第1等分時間を算出する等分時間算出部と、
前記道路情報に基づき、前記車両が前記所定経路において前記第1車速から前記第2車速へ不等減速度にて前記所定時間で減速する際に必要となる減速度または駆動力の不等減速変動チャートを、減速制御開始時間から前記減速度の不等減速変動チャートにおける不等減速時の前記減速度の積分値または減速制御開始時間から前記駆動力の不等減速変動チャートを前記第1車速時の駆動力をゼロに補正した不等減速補正チャートにおける不等減速時の前記駆動力の積分値を等分するまでの時間である第2等分時間が前記第1等分時間よりも遅くなるように決定する不等減速度制御決定部と、
前記不等減速変動チャートに基づき、前記車両の制動装置を制御して前記車両の減速度を制御する減速制御部と、
前記不等減速変動チャートに基づいて前記車両の電動機を回生制御して前記車両のバッテリを充電する回生制御部と、を有する車両の走行制御装置。
A road information acquisition unit that acquires road information related to a predetermined route ahead of the vehicle;
Based on the road information, a deceleration or driving force equal deceleration variation chart required when the vehicle decelerates from the first vehicle speed to the second vehicle speed at a constant deceleration in a predetermined time on the predetermined route, etc. A deceleration control estimation unit;
The integrated value of the deceleration in the constant deceleration variation chart of the deceleration or the integrated value of the driving force in the constant deceleration correction chart in which the driving force at the first vehicle speed is corrected to zero in the constant deceleration variation chart of the driving force An equal time calculation unit that calculates and calculates a first equal time that is a time from the deceleration control start time until the integral value is equally divided;
Based on the road information, deceleration or unequal deceleration fluctuation of driving force required when the vehicle decelerates at the predetermined time from the first vehicle speed to the second vehicle speed at the predetermined time on the predetermined route. The chart is the integral value of the deceleration at the time of unequal deceleration in the deceleration unequal deceleration fluctuation chart from the deceleration control start time or the unequal deceleration fluctuation chart of the driving force from the deceleration control start time at the first vehicle speed. In the unequal deceleration correction chart in which the driving force is corrected to zero, the second equal time, which is the time until the integral value of the driving force at the time of unequal deceleration, is equally divided is later than the first equal time. An unequal deceleration control deciding unit that decides
A deceleration control unit for controlling the deceleration of the vehicle by controlling the braking device of the vehicle based on the unequal deceleration fluctuation chart;
A vehicle travel control device comprising: a regeneration control unit that regeneratively controls the motor of the vehicle based on the unequal deceleration fluctuation chart and charges the battery of the vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015210726A JP2017081355A (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Vehicle travel control device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2017081355A true JP2017081355A (en) | 2017-05-18 |
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ID=58712420
Family Applications (1)
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JP2015210726A Pending JP2017081355A (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Vehicle travel control device |
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Country | Link |
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2015
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