JP2018002099A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セーリングストップ制御が搭載された車両に、設定車速や制限速度に自動的に車速に制御する技術が適用されると、燃費を低減させるために長い惰性走行（セーリングストップ走行）が行なわれることによって、ドライバに違和感を生じさせる可能性が考えられる。
【解決手段】先行車両を追従する追従制御、又は設定速度で走行するように加速と減速とを繰り返す自動走行制御を行う車両制御装置において、
第１目標速度となるように前記追従制御、又は前記自動走行制御を行っている場合で、かつ、外部情報認識部の外部情報から自車両より先の所定地点において前記第１目標速度から前記第１目標速度よりも小さい第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合において、前記第１目標速度で走行するように加速と減速を継続した後、エンジンブレーキをかけることで前記所定地点において前記第２目標速度となるように自車両を制御する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自動車等の車両、特にエンジンを走行中に自動停止する機能を備えた車両用制御装置に関する。

従来、自車両の速度が設定車速と一致するように車両を制御する自動加減速装置において、道路の制限速度を取得し、取得した制限速度が変化した場合に、設定車速を制限速度に変更するか、そのままの設定車速を維持するかをドライバに選択できるようにする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）
また、車両の電源がオンされている状態において車両が停止し、所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、燃料の節約、排気エミッションの低減、あるいは騒音の低減等を図るように構成した車両が提案され、すでに実用化されている。またエンジン停止条件として、車両が停止をしていない場合においても、惰性走行中にエンジンを自動停止させることによって、より燃費低減効果を図るセーリングストップ制御を搭載した車両が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００８−２６５７０６号公報 特開２０１０−１６４１４３号公報

しかしながら、セーリングストップ制御が搭載された車両に、設定車速や制限速度に自動的に車速に制御する技術が適用されると、燃費を低減させるために長い惰性走行（セーリングストップ走行）が行なわれることによって、ドライバに違和感を生じさせる可能性が考えられる。

本発明は、先行車両を追従する追従制御、又は設定速度で走行するように加速と減速とを繰り返す自動走行制御を行う車両制御装置において、第１目標速度となるように前記追従制御、又は前記自動走行制御を行っている場合で、かつ、外部情報認識部の外部情報から自車両より先の所定地点において前記第１目標速度から前記第１目標速度よりも小さい第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合において、前記第１目標速度で走行するように加速と減速を継続した後、エンジンブレーキをかけることで前記所定地点において前記第２目標速度となるように自車両を制御する制御する。

本発明によれば、自動加減速走行に伴う燃料消費の抑制と運低性能の悪化を抑制することができる。本発明のその他の構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。

図１は、本発明のセーリングストップ車両の走行駆動系の構成を示すブロック図である。 図２は、車両用制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、車両用制御装置によって実行させる自動加減速判定制御の制御内容を示したフローチャートである。 図４は、車両用制御装置によって実行させる目標速度変更制御演算部の制御内容を示したフローチャートである。 図５は、本実施形態の作用効果を説明するためのタイムチャートである。 図６は、車両用制御装置によって実行させる目標速度変更制御演算部の制御内容を示したフローチャートである。 図７は、セーリングストップ減速が可能であるかを判定するための第１目標速度と第２目標速度の関係を示すグラフである 図８は、本実施形態の作用効果を説明するためのタイムチャートである。 図９は、車両用制御装置によって実行させる自動加減速判定の制御内容を示したフローチャートである。 図１０は、車両用制御装置によって実行させる目標速度変更制御演算部の制御内容を示したフローチャートである。 図１１は、本実施形態の作用効果を説明するためのタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施形態における車両用制御装置を備えた車両の構成を示す図である。車両１００には、エンジン１０１が搭載されており、エンジン１０１によって発生させた駆動力は動力伝達機構１０３と変速機１０２を経て、ディファレンシャル機構１０７を介して連結された駆動輪１０８に伝達されることで車両１００を走行させる。

変速機１０２は、ベルトあるいはチェーンとプーリを組み合わせた無段変速機や、トルクコンバータと遊星歯車機構を組み合わせた有段変速機でもよい。また無段変速機と有段変速機を組み合わせた変速機であってもよい。

また、エンジン１０１と変速機１０２との間の動力伝達量を制御可能な動力伝達機構１０３が備わっており、動力伝達機構１０３により、エンジン１０１と駆動輪１０８の動力伝達量を調整することで、走行中にエンジン１０１への燃料供給を停止（燃料カット）させている場合にエンジンを停止することが可能となる。ここで、動力伝達機構１０３としてはトルクコンバータ、乾式あるいは湿式クラッチ、遊星歯車機構を用いてもよい。また、トルクコンバータ内のロックアップクラッチを用いる方法も考えられる。

また、エンジン駆動装置として回転機１１１がエンジン１０１に組みつけられており、バッテリ１０９から電力を供給することで回転機１１１を駆動し、その駆動トルクを用いてエンジン１０１を回転させた後、燃料噴射と点火を行なうことにより、燃焼を開始させてエンジンを始動することができる。ここで、エンジン駆動装置としての回転機１１１は、始動用スタータに限定されず、始動用モータと発電機の両方の機能を有したモータでもあってもよい。また、バッテリからの電力を必要とせずに、エンジン駆動中にその回転エネルギを使用して、回転させるフライホイールなどでも良い。

また、発電機１０４は、エンジン１０１の回転軸に対してベルトやプーリを用いて接続しており、エンジンの回転を動力源として用いて発電する。発電した電力は車両内にあるパワーステアリングやエアコンなど補機装置で使用される。また、発電した電力はバッテリ１０９に充電されることにより、エンジン１０１が停止して発電機１０４が発電できない状態においても、車両内の補機へ電力を供給することができる。

また、バッテリ１０９は、エンジン１０１をクランキング可能な性能を有する蓄電デバイスとし、鉛蓄電池や、ニッケル水素、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのいずれかを用いてもよい。また、バッテリ１０９にはバッテリ残量を検知することが出来るバッテリ残量検知センサが備わっており、その情報を基にして、車両用制御装置１１０はセーリングストップを許可することを判定している。また、その情報を基にして、発電機１０４の発電量を制御している。

また、車両１００内で変速機１０２や動力伝達機構１０３を動作させること、および潤滑と冷却を行なうことに主に用いる油圧を発生させるためにエンジン１０１のクランク軸に駆動ベルトを介して接続された図示しない作動油供給オイルポンプが備わっており、エンジン１０１が駆動している間は連続的に油圧の供給を行なっている。

また、バッテリ１０９から電力を得ることによって駆動することができる電動式オイルポンプ１１４が備わっており、エンジン停止中などの作動油供給オイルポンプ１０５によって油圧の供給が十分でないと判断された場合には、電動式オイルポンプ内のモータドライバによってモータを駆動させて、必要な油圧を供給することを可能とする。電動式オイルポンプ１１４は、オイルポンプ本体と、これを回転駆動する電気モータおよびモータドライバとで構成されている。ただし、モータドライバなどによって駆動出力を連続的に可変制御できる機構を持つものだけでなく、リレーなどにより出力のオンとオフを切り替える制御のみをできるものであっても良い。

なお、エンジン１０１の運転中であっても、作動油供給オイルポンプによる冷却用オイル又は潤滑用オイルの供給不足を補うために、電動式オイルポンプ１１４を作動させる場合もあり、電動式オイルポンプ１１４の作動を、エンジン１０１の一時停止中に限定するものではない。

また、作動油供給オイルポンプおよび電動式オイルポンプ１１４によって発生した油圧を変速機１０２および動力伝達機構１０３に調圧されて供給するために油圧制御回路１０６が備わっており、車両用制御装置１１０によって演算された変速比やクラッチ状態を実現するために各油圧回路内の油圧制御弁やステップモータなどの制御を行なっている。

また、制動装置１０５は、駆動輪１０８に制動力を作用させる。この結果、車両１００は駆動輪１０８の接地面と路面との間に制動力が生じ、これにより制動することができる。
制動装置１０５として油圧ブレーキユニットおよびブレーキブースタを持つ構成が考えられる。油圧ブレーキユニットは、ドライバのブレーキ操作力に応じて、又は、車両状態に応じて４輪に制動トルクを付与するホイルシリンダ圧を独立に制御する。この油圧ブレーキユニットは、既存の制御であるビークルダイナミクス制御やビークルスタビリティ制御といった車両挙動制御を実現するＶＤＣユニットでもよいし、独自の油圧ユニットでもよく特に限定しない。ブレーキブースタは、ブレーキペダル１１３によって作動するマスタシリンダ内のピストンに対し、ドライバのブレーキ踏力を倍力してピストンストローク力を電気的にアシストする倍力装置である。ブレーキブースタによって倍力された力によってマスタシリンダ圧が発生し、油圧ブレーキユニットへ出力する。尚、電気的にアシストする構成に限らず、エンジンの負圧を用いた負圧ブースタであってもよく特に限定しない。

また、ドラバイが車両を操作するために、ハンドル１１７が取り付けられている。

また、車両用制御装置１１０はドライバのアクセルペダル１１２およびブレーキペダル１１３の操作量を読み取ることにより、走行に必要とする車両の駆動力および制動力をエンジン１０１および制動装置１１０が出力するように制御する。ただし、アクセルペダル１１２およびブレーキペダル１１３の代替として、車両速度を一定とするクルーズ・コントロール制御や自車の前方を走行する車両を自動的に追従するアダプティブ・クルーズ・コントロール制御で走行している場合や、ドライバの操作を必要とせずに車両が走行することができる自動運転車両などにおいては、走行に必要となる駆動力および制動力を車両の周囲情報から演算する制御装置としてもよい。そのために、ドライバが走行モードを切り替えることを目的として、切り替えスイッチ１１５がハンドル１１７に取り付けられている。ただし、取り付け場所に関しては、ここに限定せず、ドライバが操作できる場所に取り付けられていれば良いとする。

また、車両用制御装置１１０は、エンジン１０１、油圧制御回路１０６を用いた変速機１０２、または動力伝達機構１０３を統合的に制御する装置であり、図２に示すように、ＣＰＵ２０１および記憶装置２０２や他のコントローラやセンサ類と通信を行なうためのインターフェースなどから構成されている。

主なセンサ類は、エンジンの回転数を測定するエンジン回転数センサ２０３、車両１０１の速度を推定するための車輪速度センサ２０４、変速機内の各場所の回転数を測定するための変速機回転数センサ、油圧制御回路内や変速機、動力伝達機構内の油圧などの状態を検知するための油圧センサ２０６、ドライバのアクセルの操作量を測定するためのアクセルペダル操作量センサ２０７、ドライバのブレーキの操作量を測定するためのブレーキペダル操作量センサ２０８、車両の外界情報を取得する外界情報取得センサ２０９などである。

外界情報取得センサ２０９としては、ＧＰＳ情報を取得することができるＧＰＳ用アンテナや、車両の前方をレーザー、レーダー、単眼カメラ、ステレオカメラなどが考えられる。また、周囲を走行している車両や道路周辺からと情報をやり取りするための車々間および路車間通信のアンテナなどでも良い。

また、ＣＰＵ２０１は、車両制御に必要な演算を行なっており、例えばエンジン制御演算部、ブレーキ制御演算部、油圧制御演算部、セーリングストップ制御演算部などがある。これらは、各種センサ類から得られた信号および記憶装置２０３に格納されている情報を基に演算を行なっている。記憶装置２０２は点火タイミング、燃料噴射量、目標変速比マップなどの情報が格納されている。

次に本実施例の車両用制御装置１１０に実装されている走行中の加減速走行をドライバがアクセルペダルおよびブレーキペダルを操作することなく自動で行う自動加減速判定制御演算部について、図３に示したフローチャートを用いて説明する。具体的には車両用制御装置１１０はエンジン制御を行う制御部（ＣＰＵ２０１）を備えており、制御部（ＣＰＵ２０１）がセーリングストップ開始制御演算を行い、制御を行う。なお、本実施例においてセーリングストップとは、車両が停止していない状況において、エンジンの回転動作を停止することを示す。

ステップＳ１００では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、車両が自動加減速モードであることを判定する。このために、車両速度が所定値以上であること、ブレーキペダルが踏まれていないこと、油圧制御回路１０６への油圧の供給量が所定値以上であること、電動式オイルポンプ１１４が異常判定されていないこと、バッテリ１０９のバッテリ算量が所定値以上などの所定の自動加減速モード条件が全て成立しているかを判定する。上記の自動加減速モードＯＮであることの条件が成立していると判定されたときは、ステップＳ１０１の処理に進み、成立していないと判定されたときにはステップＳ１０３の処理に進む。なお、上記の自動加減速モード条件はあくまでも一例を示すものであり、これに限定されるわけではなく、一部の条件を自動加減速モード条件として設定してもよい。

ステップＳ１０１では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、目標速度低下判定を実施する。目標速度低下判定では、外界情報取得センサ２０９によって得られる自車両が将来走行する地点における目標速度が、現時刻における目標速度よりも低下していることを判定する。例えば、外界情報取得センサ２０９として、車両に前方認識用カメラが搭載されている場合、自車両の前方に位置する制限速度標識の情報から目標速度が低下することを判定する。また、レーザーレーダが搭載されており、車両前方における走行車線のカーブ情報を検知した場合においても目標速度の低下が判断できる。

また、ＧＰＳによる位置情報と車載されているＲＯＭに記録されている地図情報、通信装置によって車両外部に存在するサーバーなどに格納されている渋滞発生などの交通情報や制限速度標識や信号の有無などに基づいて、目標速度の低下を判定できる。

また、カメラから得られる前方情報およびＧＰＳによる位置情報や照度センサや温度センサから得られる環境情報と車載されているＲＯＭに記録された過去のドライバ操作情報に基づいて、ドライバが自車両前方において減速を期待していることが予測される場合にも、目標速度の低下を判定することができる。

目標速度が低下していると判定された場合には、ステップＳ１０２の処理に進み、成立していないと判定されたときにはステップＳ１０３の処理に進む。

ステップＳ１０２では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、目標速度変更制御演算を実施する。

ステップＳ１０３では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、自動加減速走行制御演算を実施する。

図４は、目標速度変更制御演算部について示したフローチャートである。

ステップＳ２０１では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、自動加減速モード走行演算を実施する。

ステップＳ２０２では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、減速開始条件が成立しているかを判定する。

ここで車両前方における道路状態や車両周囲環境により生じることが予測される走行抵抗Ｒ１［Ｎ］、エンジンのフリクショントルクおよび発電トルクが車輪に伝達されることによって生じる車両の減速力Ｒ２［Ｎ］、乗員を含めた車両重量Ｍ、第１車両速度Ｖ１［ｍ／ｓ］、第２目標速度Ｖ２［ｍ／ｓ］、エンジンブレーキによって減速した時の減速度をａ［ｍ／ｓ＾２］とし、これらの値を基に、数式（１）（２）を用いて車両の惰性走行距離Ｌ［ｍ］を推測する。

ａ＝Ｒ１＋Ｒ２／Ｍ ・・・（１）

Ｌ＝（Ｖ１＾２−Ｖ２＾２）／２ａ ・・・（２）

これによって得られた惰性走行距離Ｌと現在車両位置から目標速度変化地点までの距離Ｌ２が略一致したことにより、減速開始条件が成立したと判定する。

減速開始条件が成立していると判定された場合は、ステップＳ２０３に進み、成立していないと判定されたときにはステップＳ２０１に進む。

ステップＳ２０３では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、エンジンブレーキ減速処理を実施する。エンジンブレーキ減速処理として、はじめに動力伝達機構１０３が変速機とエンジンが伝達状態になっている状態とする。そして、エンジンに噴射する燃料噴射量を０とするようにインジェクタを制御する。これにより、エンジンのフリクショントルクおよびエンジン１０１に接続されている発電機によって生じる発電トルクの合算トルクが動力伝達機構１０３および変速機１０２、ディファレンシャル機構１０７を経由して駆動輪１０８に制動側の力を与える。これにより、車両は発電機によって発電しながら、車両は第２目標速度に向かって減速していく。また、エンジンへの燃料噴射を実施せずに燃料カット状態となることができるため、燃料消費を削減することできる。

ステップＳ２０４では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、エンジンブレーキ終了条件が成立しているかを判定する。エンジンブレーキ終了条件判定では、自車速度が第２目標速度と略一致したことをもって条件成立とする。もしくは第２目標速度に対して、所定の速度を減算した値に自車速度が略一致としてもよい。これにより、自動加減速モードに復帰した際に加速側から開始することになり、減速段差が生じることがなくため、ドライバの違和感が減少する。エンジンブレーキ終了条件が成立していると判定された場合は目標速度変更制御演算を終了し、成立していないと判定された場合には、ステップＳ２０３の処理に進む。

以上のように、本実施例の車両制御装置１１０は、先行車両を追従する追従制御、又は設定速度で走行するように加速と減速とを繰り返す自動走行制御を行う。そして、車両制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、第１目標速度となるように追従制御、又は自動走行制御を行っている場合で、かつ、外部情報認識部の外部情報から自車両より先の所定地点において第１目標速度から第１目標速度よりも小さい第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合に、以下のように制御する。つまり、制御部（ＣＰＵ２０１）は第１目標速度で走行するように加速と減速を継続した後、エンジンブレーキをかけることで上記した所定地点において第２目標速度となるように自車両を制御する。

また制御部（ＣＰＵ２０１）は、自動走行制御で自車両を減速させる場合に、エンジン１０１と駆動輪１０８との間の動力伝達を遮断して自車両を惰性で走行させることが望ましい。また、制御部（ＣＰＵ２０１）は、エンジンブレーキをかける場合に、エンジン１０１への燃料供給を遮断しつつ、駆動輪１０８による動力をエンジン１０１に伝達させることでエンジン１０１を動作させることが望ましい。

図５は、上記制御を行なった場合のタイムチャートを表す。横軸を時間軸とし、縦軸をドライバのアクセルペダル操作量、自動加減速モード状態、車両の加減速状態、車両速度を示している。

例えば、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、自動加減速モード走行中に第２目標速度が第１目標速度よりも低下したところで、目標速度移行モードに移行する。ここでは、時刻ｔ１１において、目標速度移行モードに移行している。そして、自動加減速モード走行演算により、加速もしくは減速制御を行なう。その後、減速開始条件が成立することを判定する。時刻ｔ１１においては、この時刻からエンジンブレーキ減速を開始すると、車両が第２目標速度が変化する地点よりも手前の地点（時刻に換算するとｔ１５）で自車速度が第２目標速度と略一致することになる。この場合、ドライバが認識できない減速となり、違和感が生じる可能性があり、また車両の平均速度も低下することになり、結果として車両が目的地に到達するまでの時間が延長することとなる。そのため、時刻ｔ１１においては自動加減速走行を継続することが望ましい。そして、時刻ｔ１２において、エンジンブレーキ減速を開始した場合、車両が第２目標速度が変化する地点に達した際に（時刻ｔ１３）、自車速度が第２目標速度に略一致することが判定されると、エンジンブレーキ減速制御を開始する。そして、時刻ｔ１３において、エンジンブレーキ終了条件成立判定部により、車両速度と第２目標速度が略一致したことが判定されると目標速度変更制御演算が終了し、自動加減速走行制御演算に切り替わる。ここで、終了条件に関して、車両速度が第２目標速度から所定値を減算した値（第３目標速度）と略一致した際に、終了条件が成立したとしてもよい。

また、エンジンブレーキ減速を実施している際に、ドライバに対して、車両前方における目標速度が変化したことでエンジンブレーキ減速により車両を減速させていること、又は実施していることを報知する。報知する方法は、運転席のインストルメントパネルやカーナビゲーションシステムのディスプレイ、ブザーなどが考えられる。これにより、セーリングストップ減速による減速度変化に対して、ドライバの違和感が軽減する効果がある。

目標速度が変更されたことが検知された時刻、もしくはセーリングストップ減速を行なうと目標速度が切り替わる地点において、自車速度が目標速度変更後の値と略一致する時刻において、セーリングストップ減速を開始する方法も考えられる。また、目標速度が変更される直前の地点において、制動装置１０５を用いて第２目標速度となるように減速を行なう方法も考えられる。これに対し、本実施例によれば、エンジンブレーキで変更後の目標速度に向かって減速していくことができるため、セーリングストップで減速する場合と比較して、減速時間が短くなることにより、ドライバの違和感が低減することが期待できる。

また、発電機によるバッテリへの発電によって、充電量を必要以上に低下させないことにより、バッテリの寿命を延長させることができる。またセーリングストップではなくエンジンブレーキにより減速することによって、回転機１１１の使用頻度を低減することができる。そのため、電気エネルギの使用低減や始動時の燃焼に用いる燃料の低減ができ、燃費が改善できる。また回転機１１１の使用頻度を低減できるため、回転機の故障の確率を低減することができる。

図６は本発明の第２実施形態における車両用制御装置１１０に実装されている目標速度変更制御演算を示す図である。

ステップＳ３００では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、セーリングストップ減速判定が成立しているかを判定する。セーリングストップ減速判定の条件は、第１目標速度と第２目標速度の差が所定値よりも小さいこと、油圧制御回路１１３への油圧の供給量が所定値以下であること、電動式オイルポンプ１０６が異常判定されていること、バッテリ残量が所定値以下となったこと、ドライバの減速要求が所定値以上となったこと、ドライバの加速要求が所定値以上となったこと、ブレーキ負圧が低下したことなどの所定のセーリングストップ条件が共に成立しているかを判定する。上記のセーリングストップ減速判定条件が成立していると判定された場合は、ステップＳ３０１に進み、成立していないと判定されたときにはステップＳ２０２に進む。

セーリングストップ減速判定が成立していることを判定するため、図７に示すセーリングストップ減速判定マップを参照する。このマップは、横軸が第１目標速度、縦軸が第２目標速度を示す。

すなわち本実施例において車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、車両の第１目標速度、及び、第２目標速度からセーリング減速が可能な領域か不可の領域かを判断する。

具体的には第１目標速度に対して、第２目標速度が所定値よりも大きくなる場合、セーリングストップ状態により車両を第２目標速度に向けて減速を行なっていくことを考える。例えば目標速度の変更が車両前方に位置する速度制限標識によって生じる場合において、セーリングストップで減速して第２目標速度に略一致するように制御すると、減速時間および減速距離が長大となる。これはドライバが速度制限標識を認識できる距離よりも遠方から減速が開始することになり、ドライバへ違和感あるいは不快感を与える可能性がある。

一方で、第１目標速度と第２目標速度の差が所定値よりも小さくなる場合においては、セーリングストップ減速を行なったとしても、減速時間および距離が長大となることはない。そのため、ドライバへの違和感あるいは不快感を与える可能性が小さくなる。したがって、この場合に車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、エンジンブレーキ減速ではなくセーリングストップ減速となるように制御する。

ステップＳ３０１で、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、セーリングストップ減速開始条件が成立していることを判定する。ここで車両の走行方向における道路状態や車両周囲環境から予測される車両走行抵抗Ｒ１［Ｎ］、乗員を含めた車両重量Ｍ［ｋｇ］、現在車両速度Ｖ１［ｍ／ｓ］、第２目標速度Ｖ２［ｍ／ｓ］、エンジンブレーキによって減速したときの加速度をａ［ｍ／ｓ＾２］とし、これらの値を基に、数式（３）（４）を用いて車両の惰性走行距離Ｌ［ｍ］を推定する。

ａ＝Ｒ１ ／Ｍ ・・・（３）

Ｌ＝（Ｖ１＾２−Ｖ２＾２）／２ａ ・・・（４）

これによって得られた惰性走行推定距離Ｌと現在車両位置から目標速度変化地点までの距離Ｌ２が略一致したことにより、減速開始条件が成立したと判定する。減速開始条件が成立していると判定された場合は、ステップＳ３０２に進み、成立していないと判定されたときにはステップＳ２０１に進む。

ステップＳ３０２では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、セーリングストップ減速処理を実施する。セーリングストップ減速処理として、はじめに動力伝達機構１０３により変速機とエンジンの動力伝達がされていない状態（開放状態）とする。そして、エンジンに噴射する燃料噴射量を０とするようにインジェクタを制御する。これにより、エンジンの回転数は次第にゼロとなり、セーリングストップ減速状態となる。この状態では、エンジンのフリクショントルクおよびエンジン１０１に接続されている発電機によって生じる発電トルクの合算トルクが駆動輪１０８に伝達しない。これにより車両は走行抵抗のみにより減速していくため、エンジンブレーキ減速するよりも減速距離が延長できる。

ステップＳ３０３では、車両用制御装置１１０は、セーリングストップ終了条件が成立しているかを判定する。セーリングストップ終了条件判定では、自車速度が第２目標速度と略一致したことをもって条件成立とする。もしくは第２目標速度に対して、所定の速度を減算した値に自車速度が略一致としてもよい。この場合、自動加減速モードに復帰した際に加速から開始することになる。これにより減速段差が生じることがなくなるため、ドライバの違和感が減少する。エンジンブレーキ終了条件が成立していると判定された場合は目標速度変更制御演算を終了し、成立していないと判定された場合には、ステップＳ３０２の処理に進む。

また、セーリングストップ減速を実施している際に、ドライバに対して、セーリングストップ減速により車両を減速させていること、又は実施していることを報知する。さらに、どのような理由で目標速度が変化したかも含めて報知するとなお良い。例えば、車両前方において制限速度標識が存在していることなどである。報知する方法は、運転席のインストルメントパネルやカーナビゲーションシステムのディスプレイ、ブザー、オーディオ用スピーカーなどが考えられる。これにより、セーリングストップ減速によって生じる減速度変化に対して、ドライバの違和感が軽減する効果がある。

以上の通り、本実施例の制御部（ＣＰＵ２０１）は、第１目標速度となるように追従制御、又は自動走行制御を行っている場合で、かつ、外部情報認識部の外部情報から所定地点において第１目標速度から第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合において、第１目標速度と第２目標速度との差が設定値よりも大きい場合に第１目標速度で走行するように加速と減速を継続した後、エンジンブレーキをかけることで所定地点において第２目標速度となるように自車両を制御する。

また制御部（ＣＰＵ２０１）は、第１目標速度と第２目標速度との差が設定値以下の場合には、第１目標速度で走行するように加速と減速を継続することなく、エンジン１０１と駆動輪１０８との間の動力伝達を遮断して自車両を惰性で走行させることで所定地点において第２目標速度となるように自車両を制御するのが望ましい。

また制御部（ＣＰＵ２０１）は、第１目標速度と第２目標速度との差が上記した設定値よりも小さい設定値以下の場合には、第１目標速度で走行するように加速と減速を継続することなく、エンジンブレーキをかけることで所定地点において第２目標速度となるように自車両を制御することが望ましい。

また、制御部（ＣＰＵ２０１）は、第１目標速度から第２目標速度に変化の差が設定値以上である際、これによりエンジンブレーキ減速を開始したことをドライバに報知することが望ましい。また、制御部（ＣＰＵ２０１）は、第１目標速度から第２目標速度に変化の差が設定値以下である際、これによりセーリングストップ減速を開始したことをドライバに報知することが望ましい。

次に、本実施形態における上記制御を行なった場合について、図８に示すタイムチャートを用いて説明する。

図８は、上記制御を行なった場合のタイムチャートを表す。横軸は時間軸を示し、縦軸はそれぞれドライバのアクセルペダル操作量、自動加減速モード状態、車両の加減速状態、車両速度を示している。

例えば、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、自動加減速モード走行中に第２目標速度が第１目標速度よりも低下したところで、目標速度移行モードに移行する。ここでは、時刻ｔ１１において、目標速度移行モードに移行している。そして、第１目標速度と第２目標速度とセーリングストップ減速判定マップを参照することによって、セーリングストップ減速を行なうか、セーリングストップ減速を行なうかを判定する。ここでは、第１目標速度と第２目標速度の差が所定値よりも小さいことから、セーリングストップ減速を選択する。そして、セーリングストップ減速開始条件が成立することを判定する。実施例１と同様にセーリングストップ減速を行なった場合に、車両が第２目標速度の変化地点に達した時刻（時刻ｔ１３）における自車速度が第２目標速度に略一致することが判定された時刻（時刻ｔ１２）において、セーリングストップ減速制御を開始する。そして、時刻ｔ１３において、セーリングストップ終了条件成立判定部により、車両速度と第２目標速度が略一致したことが判定されると目標速度変更制御演算が終了し、自動加減速走行制御演算に切り替わる。ここで、終了条件に関して、車両速度が第２目標速度から所定値を減算した値（第３目標速度）と略一致した際に、終了条件が成立したとしてもよい。

図９は本発明の第３実施形態における車両用制御装置１１０に実装されている目標速度変更制御演算を示す図である。

ステップＳ１００では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、車両が自動加減速モードであることを判定する。自動加減速モード条件が成立していると判定された場合は、ステップＳ１０１に進み、成立していないと判定されたときにはステップＳ４０１に進む。

ステップＳ４０１では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、自動加減速モードではないときに、ドライバが自動加減速開始の切り替えスイッチ１１５のＯＮ操作をしたかを判定する。ＯＮ操作をしている場合にはステップＳ１０１に進み、していない場合には目標速度変更制御演算を終了する。

ステップＳ１０１では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、目標速度低下判定を実施する。目標速度が低下している場合にはＳ４０２に進み、していない場合には目標速度変更制御演算を終了する。

Ｓ４０２では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、自動加減速モード移行制御を実施する。

図１０は、自動加減速モード移行制御部について示したフローチャートである。

Ｓ５００では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、ドライバ要求加速度推定を行なう。ドライバの加減速意図を推定するために、アクセル開度から求める方法が考えられる。また、アクセル開度だけでなく前方車両との車間距離や相対速度、道路の路面状態、道路形状、道路標識を用いて補正する方法も考えられる。例えば、自車両前方に位置する先行車両や制限速度標識までの距離が大きく、アクセル開度が大きい場合には、推定ドライバ要求加速度を大きい値だと推定する。

Ｓ５０１では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、ドライバ要求加速度が所定加速度よりも小さいことを判定する。小さい場合はＳ３０２に進み、小さくない場合はＳ５０２に進む。所定加速度は実験を用いて運転性を損なわない値を同定する必要があるが、例えば減速と加速の境界値となるゼロとすることが考えられる。

Ｓ５０２では、車両用制御装置１１０の制御部（ＣＰＵ２０１）は、加速モード処理を実施する。加速モード処理ではドライバの推定ドライバ要求加速度に応じて、車両を所定時間加速させる。所定時間経過した後に、Ｓ２０２に進み、減速開始条件が成立しているかを判定する。成立していない場合には、加速を継続し、成立している場合にはＳ２０３に進む。

上記のようにドライバの要求加速度に基づく自動加減速モード移行制御を行なうことにより、自動加減速モードに移行する際のドライバの違和感を低減することができる。例えば、ドライバが自動加減速モード切り替えスイッチを操作した際に、そのときのドライバが認識している道路制限速度が現在車両速度よりも大きくかつアクセルペダルが所定値以上となっている場合、ドライバは車両に対して加速状態を期待していると考えられる。そのときに、セーリング減速もしくはエンジンブレーキ減速を開始すると、ドライバはエンジン等の故障を想起し、違和感あるいは不快感を持つ可能性がある。そのため、ドライバの加速状態が期待される場合には加速モード処理を行なうことにより、このような違和感あるいは不快感を持つ可能性を低減できる効果がある。

以上の通り、本実施例の自車両は、通常運転から追従制御、又は自動走行制御へ切り替える切り替え部を備えている。そして、本実施例の制御部（ＣＰＵ２０１）は、ドライバが自車両のアクセルペダル１１２を踏んでいる状態で、切り替え部により追従制御、又は自動走行制御への切り替え操作を行った場合において、かつ、外部情報認識部の外部情報から自車両より先の所定地点において第１目標速度から第１目標速度よりも小さい第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合に以下の制御を行う。この場合に、制御部（ＣＰＵ２０１）は自車両を第１目標速度で走行させた後、エンジン１０１と駆動輪１０８との間の動力伝達を遮断して自車両を惰性で走行させる、又はエンジンブレーキをかけることで所定地点において第２目標速度となるように自車両を制御する。

また制御部（ＣＰＵ２０１）は、ドライバが自車両のアクセルペダル１１２を踏んでいる状態で、切り替え部により追従制御、又は自動走行制御への切り替え操作を行った場合において、かつ、外部情報認識部の外部情報から自車両より先の所定地点において第１目標速度から第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合に以下の制御を行う。この場合に、制御部（ＣＰＵ２０１）は第１目標速度と第２目標速度との差が設定値よりも大きい場合に、自車両を第１目標速度で走行させた後、エンジン１０１と駆動輪１０８との間の動力伝達を遮断して自車両を惰性で走行させる、又はエンジンブレーキをかけることで所定地点において第２目標速度となるように自車両を制御する。

図１１は、上記制御において、要求加速度が所定加速度よりも小さくない場合におけるタイムチャートを表す。横軸は時間軸を示し、縦軸はそれぞれドライバのアクセルペダル操作量、自動加減速モード状態、車両の加減速状態、車両速度を示している。

時刻ｔ１１において、ドライバは切り替えスイッチを操作し自動加減速モードに入る。その状態において、ドライバはアクセルペダル操作を行なっていたことから要求加速度が所定加速度よりも小さくないと判断し、加速状態となる。エンジンブレーキ減速を行なった場合に、車両が第２目標速度の変化地点に達した時刻（時刻ｔ１３）における自車速度が第２目標速度に略一致することが判定された時刻（時刻ｔ１２）において、エンジンブレーキ減速制御を開始する。

１００ 車両
１０１ エンジン
１０２ 変速機
１０３ 動力伝達機構
１０４ 発電機
１０５ 制動装置
１０６ 油圧制御回路
１０７ ディファレンシャル機構
１０８ 駆動輪
１０９ バッテリ
１１０ 車両用制御装置
１１１ 回転機
１１２ アクセルペダル
１１３ ブレーキペダル
１１４ 電動式作動オイル供給ポンプ
１１５ 自動加減速走行スイッチ
１１６ 通信装置
１１７ 車両操作ハンドル
２０１ ＣＰＵ
２０２ 記憶装置
２０３ エンジン回転数センサ
２０４ 車輪速度センサ
２０５ 変速機回転数センサ２０６ 油圧センサ
２０７ アクセルペダル操作量センサ
２０８ ブレーキペダル操作量センサ
２０９ 外界情報取得センサ

Claims (10)

1. 先行車両を追従する追従制御、又は設定速度で走行するように加速と減速とを繰り返す自動走行制御を行う車両制御装置において、
   第１目標速度となるように前記追従制御、又は前記自動走行制御を行っている場合で、かつ、外部情報認識部の外部情報から自車両より先の所定地点において前記第１目標速度から前記第１目標速度よりも小さい第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合において、
   前記第１目標速度で走行するように加速と減速を継続した後、エンジンブレーキをかけることで前記所定地点において前記第２目標速度となるように自車両を制御する制御部を備えた車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記制御部は、第１目標速度となるように前記追従制御、又は前記自動走行制御を行っている場合で、かつ、前記外部情報認識部の外部情報から前記所定地点において前記第１目標速度から前記第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合において、
   前記第１目標速度と前記第２目標速度との差が設定値よりも大きい場合に前記第１目標速度で走行するように加速と減速を継続した後、前記エンジンブレーキをかけることで前記所定地点において前記第２目標速度となるように自車両を制御する車両制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両制御装置において、
   前記自車両はエンジンと駆動輪とを備えており、
   前記制御部は、前記自動走行制御で前記自車両を減速させる場合に、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達を遮断して前記自車両を惰性で走行させる車両制御装置。
4. 請求項１又は２に記載の車両制御装置において、
   前記自車両はエンジンと駆動輪とを備えており、
   前記制御部は、前記エンジンブレーキをかける場合に、前記エンジンへの燃料供給を遮断しつつ、前記駆動輪による動力を前記エンジンに伝達させることで前記エンジンを動作させる車両制御装置。
5. 請求項１又は２に記載の車両制御装置において、
   前記制御部は、前記第１目標速度と前記第２目標速度との差が前記設定値以下の場合には、前記第１目標速度で走行するように加速と減速を継続することなく、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達を遮断して前記自車両を惰性で走行させることで前記所定地点において前記第２目標速度となるように自車両を制御する車両制御装置。
6. 請求項１又は２に記載の車両制御装置において、
   前記制御部は、前記第１目標速度と前記第２目標速度との差が前記設定値よりも小さい設定値以下の場合には、前記第１目標速度で走行するように加速と減速を継続することなく、前記エンジンブレーキをかけることで前記所定地点において前記第２目標速度となるように自車両を制御する車両制御装置。
7. 先行車両を追従する追従制御、又は設定速度で走行するように加速と減速とを繰り返す自動走行制御を行う車両制御装置において、
   前記自車両は、通常運転から前記追従制御、又は前記自動走行制御へ切り替える切り替え部を備え、
   ドライバが前記自車両のアクセルペダルを踏んでいる状態で、前記切り替え部により前記追従制御、又は前記自動走行制御への切り替え操作を行った場合において、かつ、外部情報認識部の外部情報から自車両より先の所定地点において前記第１目標速度から前記第１目標速度よりも小さい第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合において、
   前記自車両を前記第１目標速度で走行させた後、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達を遮断して前記自車両を惰性で走行させる、又はエンジンブレーキをかけることで前記所定地点において前記第２目標速度となるように自車両を制御する制御部を備えた車両制御装置。
8. 請求項７に記載の車両制御装置において、
   前記制御部は、ドライバが前記自車両のアクセルペダルを踏んでいる状態で、前記切り替え部により前記追従制御、又は前記自動走行制御への切り替え操作を行った場合において、かつ、前記外部情報認識部の外部情報から自車両より先の所定地点において前記第１目標速度から前記第２目標速度への変更が必要であることを認識した場合において、
   前記第１目標速度と前記第２目標速度との差が設定値よりも大きい場合に、前記自車両を前記第１目標速度で走行させた後、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達を遮断して前記自車両を惰性で走行させる、又はエンジンブレーキをかけることで前記所定地点において前記第２目標速度となるように自車両を制御する制御部を備えた車両制御装置。
9. 請求項２に記載の車両用制御装置において、
   前記制御部は、第１目標速度から前記第２目標速度に変化の差が設定値以上である際、これによりエンジンブレーキ減速を開始したことをドライバに報知することを特徴とする車両用制御装置。
10. 請求項２に記載の車両用制御装置において、
    前記制御部は、第１目標速度から前記第２目標速度に変化の差が設定値以下である際、これによりセーリングストップ減速を開始したことをドライバに報知することを特徴とする車両用制御装置。

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