JP5397006B2 - 車両走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両がこれから走行する走行経路を生成すると共に、この走行経路に応じて速度パターンを生成し、この走行経路及び速度パターンに基づいて車両の走行を制御する車両走行制御装置に関するものである。

走行経路に対して目標の速度パターンを生成し、この速度パターンに基づいて車両の走行を制御する車両走行制御装置として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された車両制御装置は、ハイブリッド車両に適用され、エンジンによる加速と回生を共に行わない無回生無加速走行を行った場合の走行速度パターンを生成し、この無回生無加速走行パターンに基づいて、進行方向前方に位置する減速目標地点にて目標速度となる目標走行速度パターンを生成する一方、無回生無加速走行パターンに従ったときに減速目標地点にて車速が目標速度を上回る場合には、無回生無加速走行パターンと回生走行パターンとを組み合わせて目標走行速度パターンを生成し、生成された目標走行速度パターンに基づいて車両の走行速度を制御するものである。

特開２００８−０７４３３７号公報

上述した従来の車両制御装置にあっては、減速・停止必要地点までの距離が短いときには、無回生無加速走行パターンに加えて、回生走行パターンを組み合わせて目標走行速度パターンを生成している。ところが、車両の走行時にて、実際に必要な減速度が、回生による減速以上必要となる場合が多い。このため、燃費の改善のためには、更なる工夫が必要となる。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、停止距離に応じて適正な速度パターンを生成し、燃費の向上を可能とする車両走行制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両走行制御装置は、目標走行経路に沿って速度パターンを生成し、この速度パターンに基づいて車両の走行を制御する車両走行制御装置において、速度パターンにおいて車両の減速を行う第１減速パターンを生成する第１減速パターン生成手段と、第１減速パターンの継続期間がより長くなるように速度パターンを修正する減速パターン修正手段と、を設けることを特徴とするものである。

本発明の車両走行制御装置では、第１減速パターンの実行領域は、走行する車両における減速開始位置から目標停止位置までの領域であり、前記減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける減速開始位置側または目標停止位置側の減速度が大きくなるように修正することを特徴としている。

本発明の車両走行制御装置では、前記減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける目標停止位置までの走行距離が目標停止位置までの実際の走行距離よりも長いとき、第１減速パターンにおける目標停止位置側に、第１減速パターンより減速度が大きい第２減速パターンを生成することを特徴としている。

本発明の車両走行制御装置では、前記減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける目標停止位置までの走行距離が目標停止位置までの実際の走行距離よりも長いとき、第１減速パターンにおける減速開始位置側に、第１減速パターンより減速度が大きい第３減速パターンを生成することを特徴としている。

本発明の車両走行制御装置では、第１減速パターンは、燃料カット制御または回生制御を実行して車両を減速する領域であることを特徴としている。

本発明の車両走行制御装置では、前記減速パターン修正手段は、車両の運転状態に応じて、減速開始位置から一定減速度となるように第１減速パターンを修正することを特徴としている。

本発明の車両走行制御装置では、ドライバにより車両の速度を調整可能な操作手段が設けられ、現在の減速度合が第１減速パターンからずれているときには、現在の車両の速度と目標速度との偏差に応じて前記操作手段による操作量を変更することを特徴としている。

本発明の車両走行制御装置では、走行する車両における目標停止位置は、赤表示した信号であり、車両が目標停止位置に到達する前に信号が青表示に変わるときには、速度パターンにおける減速度合を小さく修正することを特徴としている。

本発明の車両走行制御装置では、走行する車両における目標停止位置は、赤表示した信号であり、車両が目標停止位置に到達する前に信号が青表示に変わるときには、減速して停止してから再加速する速度パターンと、加速して定常走行する速度パターンとを生成し、燃費性を考慮して速度パターンを選択することを特徴としている。

本発明の車両走行制御装置によれば、速度パターンにおいて車両の減速を行う第１減速パターンを生成する第１減速パターン生成手段と、第１減速パターンの継続期間がより長くなるように速度パターンを修正する減速パターン修正手段とを設けるので、停止距離に応じて適正な速度パターンを生成し、燃費の向上を可能とすることができる。

図１は、本発明の実施例１に係る車両走行制御装置を表す概略構成図である。 図２は、実施例１の車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャートである。 図３は、実施例１の車両走行制御装置における減速パターンを表すグラフである。 図４は、本発明の実施例２に係る車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャートである。 図５は、実施例２の車両走行制御装置における減速パターンを表すグラフである。 図６は、本発明の実施例３に係る車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャートである。 図７は、本発明の実施例４に係る車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャートである。 図８は、本発明の実施例５に係る車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャートである。 図９は、実施例５の車両走行制御装置における減速パターンを表すグラフである。

以下に、本発明に係る車両走行制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係る車両走行制御装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャート、図３は、実施例１の車両走行制御装置における減速パターンを表すグラフである。

本実施例の車両走行制御装置において、図１に示すように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０には、ブレーキペダルセンサ１１と、アクセルペダルセンサ１２と、舵角センサ１３と、Ｇ（加速度）センサ１４と、ヨーレイトセンサ１５と、車輪速センサ１６と、白線認識センサ１７と、ナビゲーションシステム１８が接続されている。

ブレーキペダルセンサ１１は、ドライバにより踏み込まれたブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキペダルストロークまたは踏力）を検出するものであり、検出したブレーキペダルの踏み込み量をＥＣＵ１０に出力する。アクセルペダルセンサ１２は、ドライバにより踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するものであり、検出したアクセルペダルの踏み込み量をＥＣＵ１０に出力する。舵角センサ１３は、ドライバにより操舵されたハンドルの操舵角を検出するものであり、検出した操舵角をＥＣＵ１０に出力する。

Ｇ（加速度）センサ１４は、車両に作用する前後加速度と横加速度を検出するものであり、検出した各加速度をＥＣＵ１０に出力する。ヨーレイトセンサ１５は、車両に発生しているヨーレイト（横旋回速度）を検出するものであり、検出したヨーレイトをＥＣＵ１０に出力する。車輪速センサ１６は、車両の四輪にそれぞれ設けられ、各車輪の回転速度を検出するものであり、検出した各車輪の回転速度をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、各車輪の回転速度に基づいて車速を算出する。

白線認識センサ１７は、カメラと画像処理装置を有しており、走行車線の両側にある左右の白線を検出するものであり、検出した左右の白線の位置（座標）をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、この左右の白線の位置から車両の中心を通る線（中心線）、この中心線のカーブ半径などを算出する。ナビゲーションシステム１８は、車両の現在位置の検出、目的地までの経路案内などを行うシステムである。特に、このナビゲーションシステム１８は、地図データベースから現在走行中の道路形状を読み出し、その道路形状情報をＥＣＵ１０に出力する。

また、ＥＣＵ１０には、スロットルアクチュエータ２１、ブレーキアクチュエータ２２、操舵アクチュエータ２３、変速機アクチュエータ２４が接続されている。

スロットルアクチュエータ２１は、電子スロットル装置におけるスロットル弁を開閉すると共に、このスロットル開度を調整するものであり、ＥＣＵ１０は、エンジン制御信号に応じてスロットルアクチュエータ２１を作動し、スロットル弁の開度を調整する。ブレーキアクチュエータ２２は、ブレーキ装置に設けられるホイールシリンダへの制御油圧調整するものであり、ＥＣＵ１０は、ブレーキ制御信号に応じてブレーキアクチュエータ２２を作動し、ホイールシリンダのブレーキ油圧を調整する。操舵アクチュエータ２３は、モータによる回転駆動力を減速機構を介してステアリング機構に操舵トルクとして付与するものであり、ＥＣＵ１０は、操舵制御信号に応じて操舵アクチュエータ２３を作動し、モータにより操舵トルクを調整する。変速機アクチュエータ２４は、自動変速機（または、無段変速機）の変速操作を実行するものであり、ＥＣＵ１０は、変速機制御信号に応じて変速機アクチュエータ２４を作動し、自動変速機の変速操作を実行する。

ところで、車両をある形状の道路に沿って自動走行させる場合、または、手動走行を支援する場合、道路形状に応じ、燃費、通過時間、安全性などを考慮して目標走行経路を設定すると共に速度パターンを設定する必要がある。この場合、目標走行経路は、車両がこれから将来走行する走行経路である。そして、この目標走行経路には、車両の位置、車速、加速度、ヨーレイトなど車両の走行に必要な多数のパラメータから構成されている。

実施例１の車両走行制御装置は、速度パターンにおいて車両の減速を行う第１減速パターンを生成する第１減速パターン生成手段と、第１減速パターンの継続期間がより長くなるように速度パターンを修正する減速パターン修正手段とを設けている。

この場合、速度パターンにおける減速領域、つまり、第１減速パターンの実行領域は、走行する車両における減速開始位置から目標停止位置までの領域であり、減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける減速開始位置側または目標停止位置側の減速度が大きくなるように修正する。

具体的に、減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける目標停止位置までの走行距離が目標停止位置までの実際の走行距離よりも長いとき、第１減速パターンにおける目標停止位置側に、第１減速パターンより減速度が大きい第２減速パターンを生成する。また、減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける目標停止位置までの走行距離が目標停止位置までの実際の走行距離よりも長いとき、第１減速パターンにおける減速開始位置側に、第１減速パターンより減速度が大きい第３減速パターンを生成する。

そして、この第１減速パターンは、車両における燃料カット制御（または、回生制御）を実行して車両を減速する領域としている。

なお、本実施例にて、上述した第１減速パターン生成手段、減速パターン修正手段は、ＥＣＵ１０が機能し、各種の処理を実行する。

実施例１の車両走行制御装置を具体的に説明すると、この実施例１の車両走行制御装置は、ナビゲーションシステム１８により、地図データベースからこれから走行するコースの道路形状を読み出し、目標走行経路を設定し、この目標走行経路に応じた速度パターンを生成する。そして、ＥＣＵ１０は、この速度パターンに基づいてスロットルアクチュエータ２１、ブレーキアクチュエータ２２、操舵アクチュエータ２３、変速機アクチュエータ２４を制御し、車両の走行を制御する。

このとき、ナビゲーションシステム１８により、目標走行経路にある信号の情報（または踏切情報）を受取り、この信号情報から走行中の車両が将来停止する位置を把握し、現在の車両の走行位置から停止位置までの減速パターン（速度パターン）を生成する。そして、ＥＣＵ１０は、この減速パターンに基づいて車両の走行を制御する。

本実施例では、車両は、エンジンと自動変速機を搭載しており、燃料カット制御とブレーキ制御とを組み合わせることで、低燃費減速パターンを生成する。この場合、変速位置をニュートラルとして車両の減速を行うニュートラル減速制御は、燃料カット制御による減速よりも、車両の停止距離が長くなることから、実用性に乏しい。また、燃料カット制御時における車両の運転条件は、所定エンジン回転数（例えば、１０００ｒｐｍ）以上で、且つ、所定車速（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以上である。更に、ナビゲーションシステム１８から信号情報を受け取る位置は、例えば、信号の手前２００ｍ程度の位置が好適であり、これは、車両が信号情報を受け取ってからこの信号を通過するまでの時間が長くならないように配慮する必要があるからである。

走行中の車両における減速開始の初速度、通信の信頼度、制動予告時間などを考慮すると、車両が信号情報を受け取ってからこの信号を通過するまでの間に、燃料カット制御による減速だけでは、停止位置に停止できないことがある。このとき、本実施例では、燃流カット制御が実行されている時間（例えば、２０ｋｍ／ｈ以上の減速区間）が長くなるように低燃費減速パターンを生成する。

燃流カット制御を実行する時間を長くするためには、燃流カット制御を実行する区間の車両平均速度を低くしたり、燃流カット制御を実行する区間の距離を長くすることが考えられる。本実施例では、燃流カット制御を実行する区間の車両平均速度を低くすることで、燃流カット制御を実行する区間の距離が長くなることから、車両の停止位置から現在の車両走行位置までの燃流カット制御を用いた減速パターンを暫定的に生成し、現在の車両速度に応じてブレーキ制御による減速パターンを加味し、低燃費減速パターンを生成する。そして、ＥＣＵ１０がこの低燃費減速パターンに基づいて車両の走行を制御する。この場合、初期のブレーキ制御による減速では、乗員の乗心地を考慮すると、減速度を０．２Ｇ程度に設定することが望ましい。

ここで、実施例１の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理について、図２のフローチャートを用いて詳細に説明する。

実施例１の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、ナビゲーションシステム１８から、現在、車両が走行する走路の前方にある信号の情報を受取る。ステップＳ１２では、この信号情報に基づいて、車両が現在の速度を維持すると、青信号で通過可能であるかを判定する。ここで、車両が現在の速度を維持すると青信号で通過可能であると判定されたら、ＥＣＵ１０は、現在使用している定常速度走行の速度パターンを継続して使用し、車両の走行制御を実行する。

一方、ステップＳ１２にて、車両が現在の速度を維持すると青信号で通過できないと判定されたら、ステップＳ１３にて、減速パターンを生成する。即ち、まず、車両の現在位置と停止位置とに基づいて、減速開始位置とこの減速開始位置での目標速度を設定する。次に、減速開始位置と目標速度を起点として、燃料カット制御の実施条件を満した状態が維持されるような変速比パターン（シフトパターン）を生成すると共に、この変速比パターンに応じて走行する燃料カット走行を行った場合の速度パターンであって、減速開始位置で目標速度となる走行速度パターン、つまり、燃料カット制御を用いた減速パターンを生成する。この場合、燃料カット制御を用いた減速パターンでは、減速度Ａｆが自動変速機のギア比により変動するため、変速比と速度に応じたマップにより求めればよく、例えば、Ａｆ＝０．０６Ｇ程度が望ましい。

ここで説明した燃料カット制御を用いた減速パターンの生成方法は、例えば、特開２００８−０７４３３７号公報に記載されている技術であり、詳細な説明は省略する。なお、燃料カット制御を用いた減速パターンの生成方法は、この手法に限定されるものではない。

そして、ステップＳ１４にて、ステップＳ１３で生成した燃料カット制御を用いた減速パターンによる車両の停止位置までの走行距離をＬ１、車両の現在位置から停止位置までの走行距離をＬ２とするとき、両者の偏差（減速パターンにおける過不足距離）Ｌ３を算出する。
Ｌ３＝Ｌ１−Ｌ２

ステップＳ１５では、減速パターンにおける過不足距離Ｌ３が０以下かどうか、つまり、燃料カット制御を用いた減速パターンによる車両の停止位置までの走行距離をＬ１が、車両の現在位置から停止位置までの走行距離をＬ２以下かどうかを判定する。ここで、減速パターンによる走行距離をＬ１が、実際の走行距離をＬ２より長い（Ｌ３＞０）であると判定されたら、ステップＳ１６にて、上述した定常速度走行の速度パターンに燃料カット制御を用いた減速パターンを追加し、車両の走行制御を実行する。

一方、ステップＳ１５にて、減速パターンによる走行距離をＬ１が、実際の走行距離をＬ２以下（Ｌ３≦０）と判定されたら、ステップＳ１７にて、燃料カット制御時における不可速度Ｖｆ（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以下の速度パターンを、限界域速度の減速パターン（停止時減速パターンＢ）に変更する。この限界域速度とは、車両の性能限界ではなく、乗員の乗心地を考慮し、例えば、減速度Ａ_ｍａｘが０．２Ｇ程度になる減速パターンである。

そして、ステップＳ１８にて、新たに設定した減速パターンに対して、上述したステップＳ１４の処理と同様に、この減速パターンによる車両の停止位置までの走行距離をＬ１、車両の現在位置から停止位置までの走行距離をＬ２とするとき、減速パターンにおける過不足距離Ｌ３を再算出する。
Ｌ３＝Ｌ１−Ｌ２

ステップＳ１９では、減速パターンにおける過不足距離Ｌ３が０以下かどうかを判定する。ここで、減速パターンによる走行距離をＬ１が、実際の走行距離をＬ２以下（Ｌ３≦０）と判定されたら、ステップＳ２０にて、燃料カット制御時における不可速度Ｖｆ（例えば、２０ｋｍ／ｈ）以下の速度パターンにて、Ｌ３＝０となるような減速度Ａ_ｍａｘを設定する。そして、ステップＳ１８に戻って処理を繰り返す。

なお、この場合、下記の物理式に、距離として過不足距離Ｌ３、初速として不可速度Ｖｆ、終速として０を当てはめることで、加速度として減速度Ａ_ｍａｘを算出することができる。
距離×加速度＝初速^２−終速^２

一方、ステップＳ１９にて、減速パターンによる走行距離をＬ１が、実際の走行距離Ｌ２より長い（Ｌ３＞０）であると判定されたら、ステップＳ２１にて、燃料カット制御を用いた減速パターンＡと、減速開始位置から車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速した初期減速パターンＣとの交点を算出する。そして、ステップＳ２２にて、燃料カット制御を用いた減速パターンＡと、停止位置まで車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する停止減速パターンＢと、減速速開始位置から車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する初期減速パターンＣを用いて減速パターンを設定する。

ここで、図３のグラフを用いて上述した減速パターンについて説明する。図３に示すように、この減速パターンを表すグラフは、減速パターンの生成処理を表すものであり、横軸に時間を取っているが、０位置が車両の停止位置（赤信号）であり、ｓ１が減速開始位置（信号情報受信位置）である。上述した減速パターンの生成処理により、まず、燃料カット制御を用いた減速パターンＡが設定される。次に、燃料カット制御時における不可速度Ｖｆに基づいて停止位置まで車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する停止減速パターンＢが設定される。最後に、燃料カット制御を用いた減速パターンＡを減速開始位置側に延長した線と、減速速開始位置から車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する初期減速パターンＣとの交点を求め、３つの減速パターンＡ，Ｂ，Ｃに基づいて減速速開始位置から停止位置までの減速パターンが生成される。

このように実施例１の車両走行制御装置にあっては、目標走行経路に沿って速度パターンを生成し、この速度パターンに基づいて車両の走行を制御するように構成し、速度パターンにおいて車両の減速を行う第１減速パターンを生成する第１減速パターン生成手段と、第１減速パターンの継続期間がより長くなるように速度パターンを修正する減速パターン修正手段とを設けている。

従って、停止距離が不十分であっても、第１減速パターンの継続時間がより長くなるように、できれば、最長となるように修正することで、停止距離に応じて適正な速度パターンを生成することができ、燃費の向上を可能とすることができる。

また、実施例１の車両走行制御装置では、第１減速パターンの実行領域を、走行する車両における減速開始位置から目標停止位置までの領域とし、減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける減速開始位置側または目標停止位置側の減速度が大きくなるように修正している。従って、第１減速パターンにおける減速開始位置側または目標停止位置側の減速度が大きくなるように修正することで、第１減速パターンをできるだけ長く確保することができ、燃費の向上に寄与することができる。

また、実施例１の車両走行制御装置では、減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける目標停止位置までの走行距離が目標停止位置までの実際の走行距離よりも長いとき、第１減速パターンにおける目標停止位置側に、第１減速パターンより減速度が大きい第２減速パターンを生成する。また、減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける目標停止位置までの走行距離が目標停止位置までの実際の走行距離よりも長いとき、第１減速パターンにおける減速開始位置側に、第１減速パターンより減速度が大きい第３減速パターンを生成する。従って、第１減速パターンの前後に減速度が大きい第２減速パターンまたは第３減速パターンを生成することで、燃費の良好な第１減速パターンをできるだけ長く確保することができる。

また、実施例１の車両走行制御装置では、第１減速パターンを、燃料カット制御または回生制御を実行して車両を減速する領域としている。従って、自動変速機や無段変速機を搭載した車両であれば、容易に燃費を低減可能な減速パターンを生成することができる。

図４は、本発明の実施例２に係る車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャート、図５は、実施例２の車両走行制御装置における減速パターンを表すグラフである。なお、本実施例の車両走行制御装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図１を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例２の車両走行制御装置は、減速パターン修正手段は、車両の運転状態に応じて、減速開始位置から一定減速度となるように第１減速パターンを修正する。

実施例２の車両走行制御装置を具体的に説明すると、この実施例２の車両走行制御装置は、上述した実施例１の減速パターンの生成処理にて、乗員の違和感や不快感を考慮して減速パターンを生成するものである。即ち、実施例１の減速パターンの生成処理では、車両の減速開始位置から初期減速が発生した後、燃料カット減速が発生する減速パターンとなる。この場合、初期減速が大きく、乗員の乗心地を低下させたり、後続車両に対して不快感を与えるおそれがある。

そこで、実施例２の車両走行制御装置では、燃料カット制御を実行する領域、つまり、実施例１の減速パターンにおける燃料カット制御を用いた減速パターンＡ及び減速速開始位置から車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する初期減速パターンＣを、一定の減速度で減速する減速パターンを生成する。そして、車両の走行条件に応じて複数の減速パターンを使い分けることで、燃費重視、乗心地重視、安全重視となる車両の走行状態を選択可能としている。

ここで、実施例２の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理について、図４のフローチャートを用いて詳細に説明する。

実施例２の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理において、図４に示すように、ステップＳ３１にて、前述した実施例１における減速パターンの生成処理方法にて、燃料カット制御を用いた減速パターンＡと、停止位置まで車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する停止減速パターンＢと、減速速開始位置から車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する初期減速パターンＣとからなる減速パターンＰ_１を生成する。

続いて、ステップＳ３２にて、減速開始位置から燃料カット制御における不可速度Ｖｆの位置まで、減速度が一定となる減速パターンＰ_２を生成する。この場合、まず、燃料カット制御における不可速度Ｖｆから停止位置まで車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する停止減速パターンＢを生成し、減速開始位置から車両速度が不可速度Ｖｆとなる位置まで、減速度が一定となる初期減速パターンＤを生成し、この初期減速パターンＤと停止減速パターンＢに基づいて減速パターンＰ_２を生成する。

ステップＳ３３では、車両の後方に後続車が存在するかどうか、後続車が存在するときには、後続車との車間距離、相対速度を検知し、また、後続車の速度を算出する。この場合、車両の後方検知レーザ装置を搭載することで、車両（自車）と後続車の有無及び後続車との距離を検出し、相対速度、後続車の速度を算出する。

ステップＳ３４では、車両の後方に後続車が存在するかどうかを判定し、後続車が存在しないと判定されたら、ステップＳ３５にて、ドライバによる手動走行データがあるかどうかを判定する。ここで、手動走行データがないと判定されたら、ステップＳ３６にて、平均的なドライバの希望減速度分散値を適用し、手動走行データがあると判定されたら、ステップＳ３７にて、手動走行時におけるドライバの減速度分散値を適用する。

そして、ステップＳ３８にて、減速パターンＰ_１と減速パターンＰ_２における同一時刻に重み付け係数ｋを設定して融合して減速パターンＰ_３を生成する。このとき、重み付け係数ｋを０（車両停止位置）から徐々（例えば、０．００１単位づつ）に増加させ、減速度分散値が希望する減速度分散値に最も近い速度パターンを採用して処理を終了する。
Ｖ_３ｔ＝Ｖ_１ｔ×ｋ＋Ｖ_２ｔ×（１−ｋ）
なお、Ｖ_１ｔは、減速パターンＰ_１における車両速度、Ｖ_２ｔは、減速パターンＰ_２における車両速度、Ｖ_３ｔは、減速パターンＰ_１と減速パターンＰ_２を融合した減速パターンＰ_３における車両速度であり、ｔを付けることで、その時刻のときの速度を表している。

一方、ステップＳ３４にて、車両の後方に後続車が存在すると判定されたら、ステップＳ３９にて、車両（自車）と後続車との車間距離を後続車の車速で除算することで、後続車間時間Ｔｒを算出する。そして、ステップＳ４０にて、重み付け係数ｋを設定するが、この場合、車間時間Ｔｒが短い（例えば、１秒以下）ときには、ｋ＝０とし、車間時間Ｔｒが長い（例えば、２秒以下）ときには、ｋ＝１となるように、下記数式に基づいて重み付け係数ｋを設定する。
ｋ＝Ｔｒ−１．０

そして、ステップＳ４１では、ステップＳ３８と同様に、減速パターンＰ_１と減速パターンＰ_２における同一時刻に重み付け係数ｋを設定して融合して減速パターンＰ_３を生成し、処理を終了する。

ここで、図５のグラフを用いて上述した減速パターンについて説明する。図５に示すように、この減速パターンを表すグラフは、減速パターンの生成処理を表すものであり、横軸に時間を取っているが、０位置が車両の停止位置（赤信号）であり、ｓ１が減速開始位置（信号情報受信位置）である。上述した減速パターンの生成処理により、まず、３つの減速パターンＡ，Ｂ，Ｃに基づいて減速速開始位置から停止位置までの減速パターンＰ_１を生成し、続いて、停止減速パターンＢと減速度が一定となる初期減速パターンＤに基づいて減速パターンＰ_２を生成する。そして、この減速パターンＰ_１と減速パターンＰ_２を融合することで、減速パターンＰ_３を生成する。

この減速パターンＰ_３における初期減速パターンＤは、燃料カット制御を用いた減速パターンＡ_１と、停止位置まで車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する停止減速パターンＢと、減速速開始位置から車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する初期減速パターンＣ_１とからなるものである。このとき、減速パターンＡ_１の減速度は、減速パターンＡの減速度より大きく、初期減速パターンＣ_１の減速パターンＣの減速度より小さい物に設定される。

このように実施例２の車両走行制御装置にあっては、減速パターン修正手段は、車両の運転状態に応じて、減速開始位置から一定減速度となるように第１減速パターンを修正する。

従って、乗員が違和感や不快感を感じることが少なく、且つ、燃費を向上することのできる減速パターンを生成することができる。

また、実施例２の車両走行制御装置では、後続車の有無に応じて、複数の減速パターンの中から最適なものを選択し、減速度合を調整することで、後続車に対しても追突の危険性のない安全な減速パターンを生成することができる。

図６は、本発明の実施例３に係る車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャートである。なお、本実施例の車両走行制御装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図１を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例３の車両走行制御装置は、ドライバにより車両の速度を調整可能な操作手段としてアクセルペダルとブレーキペダルが設けられ、現在の減速度合が第１減速パターンからずれているときには、現在の車両の速度と目標速度の偏差に応じてアクセルペダルとブレーキペダルによる操作量を変更する。

実施例３の車両走行制御装置を具体的に説明すると、この実施例３の車両走行制御装置は、実施例１、２で説明した車両の自動走行制御に対して、手動走行時における支援装置としての機能を提供するものである。即ち、実施例１、２で生成した減速パターンに従い、車両の走行時に各地点で目標速度へ減速する誘導制御を行う。この場合、低燃費走行を実現する誘導を実行するためには、減速を速やかに開始させることで、燃料カット制御による減速時間を長くすることが重要であり、車両の速度を必ずしも頑なに目標速度に追従させる必要はない。

具体的には、現在の車両の走行速度が、減速パターンから導かれる目標速度より速いときには、強い誘導を実行する。つまり、ＥＣＵ１０は、ドライバが踏み込んだアクセルペダルの踏込み量に対して制御量を減少させる。また、ＥＣＵ１０は、ドライバが踏み込んだブレーキペダルの踏込み量に対して制御量を増加させる。一方、現在の車両の走行速度が、減速パターンから導かれる目標速度より遅くときには、弱い誘導を実行する。つまり、ＥＣＵ１０は、ドライバが踏み込んだアクセルペダルの踏込み量に対する制御量の増減量を少なくする。また、ＥＣＵ１０は、ドライバが踏み込んだブレーキペダルの踏込み量に対する制御量の増減量を少なくする。これらの制御は、アクセルマップやブレーキマップを変更する制御を実行する。

ここで、実施例３の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理について、図６のフローチャートを用いて詳細に説明する。

実施例３の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理において、図６に示すように、ステップＳ５１にて、前述した実施例１または実施例２における減速パターンの生成処理方法にて、減速パターン（Ｐ_１，Ｐ_１）を生成する。ステップＳ５２にて、時間（時刻）に対する車両の速度を規定した減速パターンを、目標停止位置から減速開始位置までの距離に対しての車両の速度及び加速度を規定した減速パターンに変換する。この場合、一般的な数学の微分及び積分等により算出することができる。

続いて、ステップＳ５３では、目標停止位置から減速開始位置までの距離に対する車両の速度及び加速度を規定した減速パターンに基づいて、車両が現在走行する位置から減速開始位置までの距離に応じた目標速度及び目標加速度を抽出する。そして、ステップＳ５４にて、現在の車両の速度が目標速度よりも速い（速すぎる）かどうかを判定する。

ここで、現在の車両の速度が目標速度よりも速いと判定されたら、ステップＳ５５にて、強い誘導を実行する。例えば、下記数式を用いて指示加速度を設定する。なお、ｋ_１は大きな値であって、１ｋｍ／ｈあたり１ｍ／ｓ^２以上に設定する。
指示加速度＝目標加速度−（目標速度差−現在の車速）×ｋ_１

ステップＳ５４にて、現在の車両の速度が目標速度よりも遅いと判定されたら、ステップＳ５６にて、弱い誘導を実行する。例えば、下記数式を用いて指示加速度を設定する。なお、ｋ_２は小さな値であって、１ｋｍ／ｈあたり１ｍ／ｓ^２未満に設定する。
指示加速度＝目標加速度−（目標速度差−現在の車速）×ｋ_２
また、この場合、下記数式を用いて指示加速度を設定してもよい。
指示加速度＝目標加速度
即ち、ｋ_２＝２に設定することと同様である。

そして、ステップＳ５７にて、算出した指示加速度を誘導目標加速度または誘導目標減速度として、アクセルマップ及びブレーキマップ（操作量に対する誘導目標加減速度）を作成する。ステップＳ５８では、現在走行する車両にて、ドライバによるアクセル操作量（アクセル開度）とブレーキ操作量（ブレークペダルストローク）を取得する。ステップＳ５９では、アクセルマップ及びブレーキマップに基づいて制御するために誘導する目標加減速度を算出し、ＥＣＵ１０に送信する。

ステップＳ６０では、車両が目標停止位置に到達して停止したかどうかを判定する。ここで、車両が目標停止位置に到達しておらず停止していないと判定されたら、ステップＳ５３に戻って処理を繰り返す。一方、車両が目標停止位置に到達して停止したと判定されたら、処理を終了する。

このように実施例３の車両走行制御装置にあっては、ドライバにより車両の速度を調整可能な操作手段としてアクセルペダルとブレーキペダルが設けられ、現在の減速度合が第１減速パターンからずれているときには、現在の車両の速度と目標速度の偏差に応じてアクセルペダルとブレーキペダルによる操作量を変更している。

従って、ドライバにより手動走行時であっても、停止距離に応じて減速度が燃費や乗心地を考慮して適正、できれば、最適となるように、車両の速度を誘導することができ、車両の支援装置としての機能を付加することができる。

図７は、本発明の実施例４に係る車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャートである。なお、本実施例の車両走行制御装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図１を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例４の車両走行制御装置は、走行する車両における目標停止位置を、赤表示した信号とし、車両が目標停止位置に到達する前に信号が青表示に変わるときには、速度パターンにおける減速度合を小さく修正する。

実施例４の車両走行制御装置を具体的に説明すると、この実施例４の車両走行制御装置は、上述した実施例１または実施例２の減速パターンの生成処理では、燃費や乗員の違和感や不快感を考慮して減速パターンを生成している。そのため、車両が目標停止位置に到達する前に赤信号が青信号に変わった場合、車両を再加速する必要があり、燃費が悪化してしまう。

そこで、実施例４の車両走行制御装置では、ナビゲーションシステム１８から、車両が走行する走路の前方にある信号の情報を受取したとき、燃費や乗員の違和感や不快感を考慮して減速パターンを生成するが、車両が目標停止位置に到達する前に赤信号が青信号に変わることは判明したときには、最適な減速パターンを再生成する。

この場合、車両の走行状態に応じて、生成した減速パターンにおける停止減速パターンＢ、初期減速パターンＣ、減速パターンＡを順に削除したり、初期減速パターンＣ_１に変更したりする。つまり、まず、車両が目標停止位置に到達する前に赤信号が青信号に変わることは判明したときには、停止減速パターンＢを削除する。それでも、車両の減速中に青信号に変わるときには、初期減速パターンＣを削除する。それでも、車両の減速中に青信号に変わるときには、初期減速パターンＣ_１に変更する。最後には、減速パターンＡを削除する。

ここで、実施例４の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理について、図７のフローチャート及び図５の減速パターンのグラフを用いて詳細に説明する。

実施例４の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理において、図７及び図５に示すように、ステップＳ７１にて、ナビゲーションシステム１８から、現在、車両が走行する走路の前方にある信号の情報を受取る。ステップＳ７２では、この信号情報に基づいて、前述した実施例１における減速パターンの生成処理方法にて、燃料カット制御を用いた減速パターンＡと、停止位置まで車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する停止減速パターンＢと、減速速開始位置から車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する初期減速パターンＣとからなる減速パターンＰ_１を生成する。また、前述した実施例２における減速パターンの生成処理方法にて、燃料カット制御における不可速度Ｖｆから停止位置まで車両を減速度Ａ_ｍａｘで減速する停止減速パターンＢと、減速開始位置から車両速度が不可速度Ｖｆとなる位置まで減速度が一定となる初期減速パターンＤとからなる減速パターンＰ_２を生成すると共に、減速パターンＰ_１と減速パターンＰ_２を融合する減速パターンＰ_３を生成する。

そして、ステップＳ７３にて、車両が定常走行しているとき、このままで青信号を通過可能であるかどうかを判定する。つまり、現在の速度で車両が走行するとき、信号が赤に変わらずに青のままでこの信号を通過できるかどうかを判定する。ここで、車両が青信号を通過可能であると判定されたら、定常走行の速度パターンを維持して走行制御を継続する。一方、車両が青信号を通過できないと判定されたら、ステップＳ７４にて、車両が定常走行しているとき、赤信号で停止するかどうかを判定する。

ここで、車両が赤信号で停止すると判定されたら、減速パターンＰ_１または減速パターンＰ_１または両者を融合する減速パターンＰ_３を採用し、採用した減速パターンに基づいて走行制御を実行する。一方、車両が赤信号で停止しないと判定されたら、ステップＳ７５にて、車両が燃料カット制御における不可速度Ｖｆの位置にあるとき、青信号であるかどうかを判定する。ここで、車両が不可速度Ｖｆの位置にあるとき、青信号でないと判定されたら、ステップＳ７６にて、燃料カット制御時における不可速度Ｖｆ以下の速度パターンにて、減速度Ａ_ｍａｘを修正する。なお、この処理は、実施例１におけるステップＳ２０の処理とほぼ同様である。

一方、ステップＳ７５にて、車両が燃料カット制御における不可速度Ｖｆの位置にあるとき、青信号であると判定されたら、ステップＳ７７では、減速パターンＰ_１または減速パターンＰ_３を採用可能であるかを判定する。ここで、減速パターンＰ_１または減速パターンＰ_３を採用可能であると判定されたら、ステップＳ７８にて、初期減速パターンＣの時間を短縮する。そして、ステップＳ７９では、初期減速パターンＣの時間を短縮したとき、車両が不可速度Ｖｆの位置にあるときの時刻が、赤信号から青信号に変わる時刻と一致するかどうかを判定する。ここで、不可速度Ｖｆの位置の時刻が赤信号から青信号に変わる時刻と一致すると判定されたら、一致する短縮時間を加味した減速パターンを採用する。一方、不可速度Ｖｆの位置の時刻が赤信号から青信号に変わる時刻と一致しないと判定されたら、ステップＳ８０にて、初期減速パターンＣを全て削除し、全削除が完了したら、この初期減速パターンＣが全て削除された減速パターンを採用する。

また、ステップＳ７７にて、減速パターンＰ_１または減速パターンＰ_３を採用不可能であると判定されたら、ステップＳ８１にて、減速パターンＰ_２を採用、つまり、燃料カット制御の領域の減速度を小さくする。そして、ステップＳ８２では、燃料カット制御の領域の減速度を小さくしたとき、車両が不可速度Ｖｆの位置にあるときの時刻が、赤信号から青信号に変わる時刻と一致するかどうかを判定する。ここで、不可速度Ｖｆの位置の時刻が赤信号から青信号に変わる時刻と一致すると判定されたら、一致する減速パターンを採用する。一方、不可速度Ｖｆの位置の時刻が赤信号から青信号に変わる時刻と一致しないと判定されたら、ステップＳ８３にて、減速パターンＰ_２にて、燃料カット制御の減速度と一致するかどうかを判定する。

ここで、減速パターンＰ_２にて、燃料カット制御の減速度と一致しないと判定されたら、ステップＳ８１に戻り、燃料カット制御の減速度を変更する。一方、減速パターンＰ_２にて、燃料カット制御の減速度と一致すると判定されたら、ステップＳ８４にて、燃料カット制御における減速領域を、不可速度Ｖｆの位置の時刻が赤信号から青信号に変わる時刻と一致するように、つまり、燃料カット区間を短縮するように減速パターンＰ_２を修正し、修正した減速パターンを採用する。

このように実施例４の車両走行制御装置にあっては、走行する車両における目標停止位置を、赤表示した信号とし、車両が目標停止位置に到達する前に信号が青表示に変わるときには、速度パターンにおける減速度合を小さく修正している。

従って、車両が目標停止位置に到達する前に信号が赤から青に変わるときには、速度パターンにおける減速度合を小さくするため、車両が目標停止位置に到達する前に再加速することはなく、この場合であっても、良好な燃費を確保できる減速パターンを生成することができる。

図８は、本発明の実施例５に係る車両走行制御装置における減速パターンを生成するためのフローチャート、図９は、実施例５の車両走行制御装置における減速パターンを表すグラフである。なお、本実施例の車両走行制御装置における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図１を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例５の車両走行制御装置は、走行する車両における目標停止位置は、赤表示した信号であり、車両が目標停止位置に到達する前に信号が青表示に変わるときには、減速して停止してから再加速する速度パターンと、加速して定常走行する速度パターンとを生成し、燃費性を考慮して速度パターンを選択する。

実施例５の車両走行制御装置を具体的に説明すると、この実施例５の車両走行制御装置は、上述した実施例４の減速パターンの生成処理では、車両が目標停止位置に到達する前に赤信号が青信号に変わった場合、車両の減速度を小さくすることで、再加速を防止している。しかし、車両が減速中に赤信号が青信号に変わった場合、減速せずに加速することで青信号を通過した方が燃費を向上できることがある。

そこで、実施例５の車両走行制御装置では、良好な燃費となる加速（最適）を上限車速まで行い、その後に定常走行を行う速度パターンを生成する。ここで、良好な燃費となる加速とは、エンジンの熱効率の良好な運転領域を使用する加速であり、上限車速とは、道路の正減速度である。

即ち、車両が青信号で通過可能であれば、その速度及び加速度を青信号通過速度パターンとして生成する。車両が青信号に間に合わずに通過不可能であれば、加速度を徐々に上げて、青信号で通過できる速度及び加速度を青信号通過速度パターンとして生成する。この場合、実施例１、２で生成した減速パターンに、この青信号通過速度パターンを加えた複数の速度パターンの中から車両の走行状態に応じた良好な燃費となる速度パターンを選択する。

ここで、実施例５の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理について、図８のフローチャートを用いて詳細に説明する。

実施例５の車両走行制御装置における減速パターンの生成処理において、図８に示すように、ステップＳ１０１にて、前述した実施例１における減速パターンの生成処理方法にて、減速パターンＰ_１を生成する。また、前述した実施例２における減速パターンの生成処理方法にて、減速パターンＰ_２を生成すると共に、減速パターンＰ_１と減速パターンＰ_２を融合する減速パターンＰ_３を生成する。

そして、ステップＳ１０２にて、良好な燃費となる燃費加速を上限車速まで行い、その後に定常走行を行う速度パターンを生成する。ステップＳ１０３では、車両が定常走行しているとき、このままで青信号を通過可能であるかどうかを判定する。つまり、現在の速度で車両が走行するとき、信号が赤に変わらずに青のままでこの信号を通過できるかどうかを判定する。ここで、車両が青信号を通過可能であると判定されたら、ステップＳ１０７に移行する。

一方、車両が青信号を通過不可能であると判定されたら、ステップＳ１０４にて、加速度を徐々に上げて、青信号で通過できる速度及び加速度を青信号通過速度パターンとして再生成する。そして、ステップＳ１０５にて、車両性能の限界での最大加速で車両が青信号を通過可能であるかどうかを判定する。ここで、車両性能の限界での加速で車両が青信号を通過可能であると判定されたら、ステップＳ１０３に戻り、一方、車両性能の限界での加速で車両が青信号を通過不可能であると判定されたら、ステップＳ１０６にて、減速パターンＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３のいずれかを採用する。

ステップＳ１０７では、減速パターンＰ_１に、赤信号停止時間のエンジンアイドル動作、青信号に変更後に上限速度まで良好な燃費となる加速を行う加速パターンを加え、低燃費速度パターンを生成する。続いて、ステップＳ１０８にて、低燃費速度パターンによる車両の走行時間（最加速後の上限速度への到達時間）と等しくなるように、ステップと１０２で生成した青信号通過速度パターンにて、その上限速度を一定として延長する。

ステップＳ１０９では、一般的な車両の走行燃費シミュレーションを行って、低燃費速度パターンと青信号通過速度パターンとの燃費を算出する。そして、ステップＳ１１０にて、低燃費速度パターンと青信号通過速度パターンのうち、低燃費な速度パターンを選択して処理を終了する。

ここで、図９のグラフを用いて上述した速度パターンについて説明する。図９に示すように、この減速パターンを表すグラフは、減速パターンの生成処理を表すものであり、横軸に時間を取っているが、０位置が車両の停止位置（赤信号）であり、ｓ１が減速開始位置であり、ｓ２が停止後の最加速位置であり、ｓ３が上限速度到達位置である。

ここで、低燃費速度パターンは、３つの減速パターンＡ，Ｂ，Ｃからなる減速パターンＰ_１に、赤信号で停止している停止パターンＥと、青信号に変更後に上限速度まで良好な燃費となる加速を行う加速パターンＦを加えたものである。一方、青信号通過速度パターンは、減速開始位置から良好な燃費となる加速で上限速度まで加速する加速パターンＧと、その後に定常走行を行う速度パターンＨとを融合したものである。

このように実施例５の車両走行制御装置にあっては、走行する車両における目標停止位置は、赤表示した信号であり、車両が目標停止位置に到達する前に信号が青表示に変わるときには、減速して停止してから再加速する速度パターンと、加速して定常走行する速度パターンとを生成し、燃費性を考慮して速度パターンを選択している。

従って、減速して停止してから再加速する速度パターンと、加速して定常走行する速度パターンとを生成し、低燃費である速度パターンを選択することで、車両の走行状態に応じた良好な燃費となる速度パターンを生成することができる。

なお、上述した実施例では、本発明に係る車両走行制御装置を車両の自動走行制御に適用して説明したが、自動走行制御と手動走行制御が可能なものに適用してもよい。

以上のように、本発明に係る車両走行制御装置は、速度パターンにおいて車両の減速を行う第１減速パターンの継続期間がより長くなるように速度パターンを修正することで、停止距離に応じて適正な速度パターンを生成し、燃費の向上を可能とするものであり、いずれの車両に適用しても有用である。

１０ 電子制御ユニット、ＥＣＵ（パターンを生成手段、第１減速パターン生成手段、第２減速パターン生成手段）
１１ ブレーキペダルセンサ
１２ アクセルペダルセンサ
１３ 舵角センサ
１４ Ｇ（加速度）センサ
１５ ヨーレイトセンサ
１６ 車輪速センサ
１７ 白線認識センサ
１８ ナビゲーションシステム
２１ スロットルアクチュエータ
２２ ブレーキアクチュエータ
２３ 操舵アクチュエータ
２４ 変速機アクチュエータ

Claims (6)

1. 目標走行経路に沿って速度パターンを生成し、この速度パターンに基づいて車両の走行を制御する車両走行制御装置において、
   速度パターンにおいて車両の減速を行う第１減速パターンを生成する第１減速パターン生成手段と、
   第１減速パターンの継続期間がより長くなるように速度パターンを修正する減速パターン修正手段と、
   を設け、
   第１減速パターンの実行領域は、走行する車両における減速開始位置から目標停止位置までの領域であり、前記減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける減速開始位置側または目標停止位置側の減速度が大きくなるように修正し、
   前記減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける目標停止位置までの走行距離が目標停止位置までの実際の走行距離よりも長いとき、第１減速パターンにおける目標停止位置側に、第１減速パターンより減速度が大きい第２減速パターンを生成すると共に、
   前記減速パターン修正手段は、第１減速パターンにおける目標停止位置までの走行距離が目標停止位置までの実際の走行距離よりも長いとき、第１減速パターンにおける減速開始位置側に、第１減速パターンより減速度が大きい第３減速パターンを生成する、
   ことを特徴とする車両走行制御装置。
2. 第１減速パターンは、燃料カット制御または回生制御を実行して車両を減速する領域であることを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。
3. 前記減速パターン修正手段は、車両の運転状態に応じて、減速開始位置から一定減速度となるように第１減速パターンを修正することを特徴とする請求項１に記載の車両走行制御装置。
4. ドライバにより車両の速度を調整可能な操作手段が設けられ、現在の減速度合が第１減速パターンからずれているときには、現在の車両の速度と目標速度との偏差に応じて前記操作手段による操作量を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車両走行制御装置。
5. 走行する車両における目標停止位置は、赤表示した信号であり、車両が目標停止位置に到達する前に信号が青表示に変わるときには、速度パターンにおける減速度合を小さく修正することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の車両走行制御装置。
6. 走行する車両における目標停止位置は、赤表示した信号であり、車両が目標停止位置に到達する前に信号が青表示に変わるときには、加速して定常走行する速度パターンを生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の車両走行制御装置。

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