JP5989506B2

JP5989506B2 - 車両制御装置及びプログラム

Info

Publication number: JP5989506B2
Application number: JP2012238695A
Authority: JP
Inventors: 孝幸宮島; 春紀小栗
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: JP2014089103A

Description

本発明は、道路の勾配を推定可能な車両制御装置及びプログラムに関するものである。

従来より、道路の勾配を取得する技術に関して種々提案されている。
例えば、所定サイクル時間（０．１秒〜数秒）毎に、車速と方位及び仰角から車両の座標情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を取得する。そして、この座標情報から１ｍ〜数ｍ走行毎に勾配値を算出して、各リンク内における複数地点の勾配として記憶するように構成された勾配情報演算装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−２３６７１４号公報

しかしながら、前記した特許文献１に記載された勾配情報演算装置においては、各リンク内の勾配値を高密度に取得可能であるが、全リンク内について高密度に勾配値を取得して高密度な勾配情報として記憶するためには、膨大な記憶容量が必要になるという問題がある。また、各リンク内で高密度に勾配値を取得して、サーバにプローブ情報として送信し、また、サーバから各リンク内の勾配情報を受信する場合には、通信量が増加して通信負荷が高くなるという問題がある。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、低密度の勾配情報を用いて、実道路上における勾配を高精度に推定することができる車両制御装置及びプログラムを提供する。

前記目的を達成するため請求項１に係る車両制御装置は、勾配推定装置を備えて、モータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド車両の車両制御を行う車両制御装置において、前記勾配推定装置は、装置が位置するリンクの進入側端点に対する退出側端点の標高差に関するリンク標高差情報を取得するリンク標高差取得手段と、前記リンクの進入側端点に対する前記装置が位置する装置位置の標高変化に関する標高変化情報を取得する標高変化取得手段と、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの残距離を取得する残距離取得手段と、前記リンク標高差情報と前記標高変化情報と前記残距離とに基づいて、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配を推定する勾配推定手段と、を有し、前記車両制御装置は、前記リンクより車両進行方向前方の前方リンクの勾配及びリンク長さを取得する前方リンク情報取得手段と、前記勾配推定手段を介して推定した前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と、前記残距離取得手段を介して取得した残距離と、前記前方リンクの勾配及びリンク長さとに基づいて車両制御を行う車両制御手段と、を備え、前記車両制御手段は、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と前記前方リンクの勾配とが下り勾配で、且つ、前記残距離と前記前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離以上の場合に、前記車両制御を行うことを特徴とする。

また、請求項２に係る車両制御装置は、請求項１に記載の車両制御装置において、前記勾配推定手段は、前記リンク標高差情報から前記標高変化情報を減算して、更に、前記残距離で割り算した値の逆正接関数によって算出した角度に基づいて、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配を推定することを特徴とする。

また、請求項３に係る車両制御装置は、請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置において、前記リンク標高差取得手段は、前記リンクの退出側端点の標高から該リンクの進入側端点の標高を減算して前記リンク標高差情報を取得することを特徴とする。

また、請求項４に係る車両制御装置は、請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置において、前記リンク標高差取得手段は、前記リンクの勾配に前記リンクのリンク長さを掛け算して前記リンク標高差情報を取得することを特徴とする。

また、請求項５に係る車両制御装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両制御装置において、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と前記前方リンクの勾配との下り勾配の区間で回収できる回収エネルギーを全て回収可能か否かを判定する回収判定手段を備え、前記車両制御手段は、前記下り勾配の区間で回収できる回収エネルギーを全て回収できないと判定された場合に、前記車両制御を行うことを特徴とする。

また、請求項６に係る車両制御装置は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両制御装置において、前記車両制御は、前記装置位置から前記前方リンクまでのＳＯＣの目標値を下げるように制御することを特徴とする。

更に、請求項７に係るプログラムは、装置が位置するリンクの進入側端点に対する退出側端点の標高差に関するリンク標高差情報を取得するリンク標高差取得手段と、前記リンクの進入側端点に対する前記装置が位置する装置位置の標高変化に関する標高変化情報を取得する標高変化取得手段と、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの残距離を取得する残距離取得手段と、前記リンク標高差情報と前記標高変化情報と前記残距離とに基づいて、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配を推定する勾配推定手段と、を有する勾配推定装置を備えて、モータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド車両の車両制御を行うコンピュータに、前記リンクより車両進行方向前方の前方リンクの勾配及びリンク長さを取得する前方リンク情報取得工程と、前記勾配推定手段を介して推定した前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と、前記残距離取得手段を介して取得した残距離と、前記前方リンク情報取得工程で取得した前記前方リンクの勾配及びリンク長さとに基づいて車両制御を行う車両制御工程と、を実行させ、前記車両制御工程では、前記勾配推定手段を介して推定した前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と前記前方リンク情報取得工程で取得した前記前方リンクの勾配とが下り勾配で、且つ、前記残距離取得手段を介して取得した前記残距離と前記前方リンク情報取得工程で取得した前記前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離以上の場合に、前記車両制御を行うように実行させるためのプログラムである。

前記構成を有する車両制御装置及びプログラムでは、標高変化情報は、装置の仰角及び移動距離から取得することが可能であり、残距離は、装置位置及び退出側端点の地図上の位置情報から取得することが可能である。また、リンク標高差情報は、リンクの両端点に関する勾配情報を予め記憶しておくことによって、当該勾配情報を用いて取得することが可能である。

従って、前記構成を有する車両制御装置及びプログラムでは、各リンクの両端点に関する低密度の勾配情報を用いて、実道路上における勾配を高精度に推定することができる。また、前記構成を有する車両制御装置及びプログラムでは、残距離と高精度に推定された実道路上における勾配と、前方リンクの勾配及びリンク長さに基づいて車両制御を行うことができ、燃料消費量の削減化を図ることができる。

ハイブリッド車両において本発明に関する構成の一例を示すブロック図である。ハイブリッド車両において実行される「ＳＯＣ補正処理」を示すメインフローチャートである。図２の「先読み情報取得処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。図２の「先読み情報補正処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。車両制御の一例を説明する説明図である。

以下、本発明に係る勾配推定装置、車両制御装置、勾配推定方法及びプログラムをハイブリッド車両について具体化した一実施例に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。

［ハイブリッド車両の概略構成］
本実施例に係るハイブリッド車両１の概略構成について図１に基づいて説明する。図１に示すように、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１に対して設置されたナビゲーション装置２と、駆動源であるエンジン３及びモータジェネレータ（ＭＧ）４と、バッテリ６と、車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７と、エンジン制御部８と、モータジェネレータ制御部（ＭＧ制御部）９とから基本的に構成されている。

ここで、ナビゲーション装置２は、ハイブリッド車両１の室内のセンターコンソール又はパネル面に備え付けられ、車両周辺の地図や目的地までの探索経路を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１５や、経路案内に関する音声ガイダンスを出力するスピーカ１６等を備えている。そして、ＧＰＳ３１等によってナビゲーション装置２の現在位置を特定するととともに、目的地が設定された場合においては目的地までの経路の探索、並びに設定された案内経路に従った案内を液晶ディスプレイ１５やスピーカ１６を用いて行う。尚、ナビゲーション装置２の詳細な構成については後述する。

また、エンジン３は、ガソリン、軽油、エタノール等の燃料によって駆動される内燃機関であり、ハイブリッド車両１の第１の駆動源として用いられる。このエンジン３の駆動力であるエンジントルクは、不図示のプラネタリギヤユニットに伝達され、減速機、ディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪が回転させられ、ハイブリッド車両１が駆動される。

また、モータジェネレータ４は、バッテリ６の直流電力がインバータ５を介して交流電力に変換され、その交流電力が供給されるとモータとして機能して動力を発生させ、第２の駆動源として用いられ、駆動輪を回転させる。一方、モータジェネレータ４は、車輪あるいはエンジン３の回転が伝達されることによって回転させられると発電機として機能して交流電力を発生させる。モータジェネレータ４が発電機として機能して発生させた交流電力はインバータ５を介して直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ６に充電される。

充電量監視部６１は、図示しない電流センサによってバッテリ６に対する入出力電流を検出すると共に、バッテリ６の電圧を逐次監視し、それらに基づいてバッテリ６の残容量（以下、「ＳＯＣ」という。）を逐次算出する。そして、ＳＯＣを表す信号を車両制御ＥＣＵ７、及び、ナビゲーション装置２へ送信する。また、充電量監視部６１は、ＳＯＣとバッテリ６の定格容量とから、バッテリ６が充電可能な最大の電力量及び放電可能な最大の電力量を逐次算出する。そして、この充電可能最大電力量及び放電可能最大電力量も車両制御ＥＣＵ７へ送信する。

また、車両制御ＥＣＵ７は、ハイブリッド車両１の全体の制御を行う電子制御ユニットである。また、車両制御ＥＣＵ７には、エンジン３の制御を行う為のエンジン制御部８、モータジェネレータ４の制御を行う為のモータジェネレータ制御部９が接続されると共に、ナビゲーション装置２が備える後述のナビゲーション制御部１３が接続されている。また、車両制御ＥＣＵ７には、充電量監視部６１、充電器制御部７１、車速を検出する車速センサ５１、アクセル開度を検出するアクセルセンサ５２が接続されている。

車両制御ＥＣＵ７は、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ８１、並びにＣＰＵ８１が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ８２、制御用のプログラム等が記録されたＲＯＭ８３等の内部記憶装置を備えている。

［ナビゲーション装置の概略構成］
続いて、ナビゲーション装置２の概略構成について説明する。図１に示すように、本実施例に係るナビゲーション装置２は、ナビゲーション装置２の現在位置等を検出する現在地検出処理部１１と、各種のデータが記録されたデータ記録部１２と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーション制御部１３と、操作者からの操作を受け付ける操作部１４と、操作者に対して地図等の情報を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１５と、経路案内等に関する音声ガイダンスを出力するスピーカ１６と、不図示の道路交通情報センタや不図示の地図情報配信センタ等との間で携帯電話網等を介して通信を行う通信装置１７と、液晶ディスプレイ１５の表面に装着されたタッチパネル１８とから構成されている。

また、ナビゲーション制御部１３には車速センサ５１及びアクセルセンサ５２が接続されている。また、ナビゲーション制御部１３には、エンジン制御部８やモータジェネレータ制御部９等を制御する車両制御ＥＣＵ７、及び、充電量監視部６１が電気的に接続され、ＳＯＣを取得可能に構成されている。

以下に、ナビゲーション装置２を構成する各構成要素について説明すると、現在地検出処理部１１は、ＧＰＳ３１等からなり、ナビゲーション装置２の現在位置（以下、「装置位置」という。）、つまり、ナビゲーション装置２が設置されたハイブリッド車両１の現在位置、方位（水平方向）、走行距離、仰角等を検出することが可能となっている。例えば、ジャイロセンサによって３軸の旋回速度を検出し、方位（水平方向）及び仰角の進行方向をそれぞれ検出することができる。

また、通信装置１７は、不図示の道路交通情報センタから配信された最新の道路情報を所定時間間隔で（例えば、５分間隔である。）受信することが可能に構成されている。また、この「交通情報」は、例えば、道路の渋滞等に関する道路渋滞情報、道路工事、建築工事等による交通規制情報等の交通情報に関する詳細情報である。該詳細情報は、道路渋滞情報の場合、渋滞の実際の長さ、渋滞解消の見込まれる時刻等であり、交通規制情報の場合、道路工事、建築工事等の継続期間、通行止め、片側交互通行、車線規制等の交通規制の種類、交通規制の時間帯等である。

また、データ記録部１２は、外部記憶装置及び記録媒体としてのハードディスク（図示せず）と、ハードディスクに記憶された地図情報データベース（地図情報ＤＢ）２５、交通情報データベース（交通情報ＤＢ）２７、及び、所定のプログラム等を読み出すとともにハードディスクに所定のデータを書き込む為のドライバ（図示せず）とを備えている。

また、地図情報ＤＢ２５には、ナビゲーション装置２の走行案内や経路探索に使用されるナビ地図情報２６が格納されている。また、交通情報ＤＢ２７には、道路交通情報センタから受信した交通情報を収集して作成した渋滞の実際の長さ、所要時間、渋滞の原因、渋滞解消の見込まれる時刻等から構成される現況の道路の渋滞等に関する情報である現況交通情報が、各交通情報に対応するナビ地図情報２６のリンクＩＤに関連付けられて格納されている。

ここで、ナビ地図情報２６は、経路案内及び地図表示に必要な各種情報から構成されており、例えば、各新設道路を特定するための新設道路情報、地図を表示するための地図表示データ、各交差点に関する交差点データ、ノード点に関するノードデータ、道路（リンク）に関するリンクデータ、経路を探索するための探索データ、施設の一種である店舗等のＰＯＩ（Point of Interest）に関する施設データ、地点を検索するための検索データ等から構成されている。

また、ノードデータとしては、実際の道路の分岐点（交差点、Ｔ字路等も含む）、各道路に曲率半径等に応じて所定の距離ごとに設定されたノードの座標（位置）、ノードの標高、ノードが交差点に対応するノードであるか等を表すノード属性、ノードに接続するリンクの識別番号であるリンクＩＤのリストである接続リンク番号リスト、ノードにリンクを介して隣接するノードのノード番号のリストである隣接ノード番号リスト等に関するデータ等が記録される。

また、リンクデータとしては、道路を構成する各リンクに関してリンクを特定するリンクＩＤ、リンクの長さを示すリンク長さ、リンクの始点と終点の座標位置（例えば、緯度と経度である。）、中央分離帯の有無、リンクの属する道路の幅員、踏切り等を表すデータが、コーナに関して、曲率半径、交差点、Ｔ字路、コーナの入口及び出口等を表すデータが、道路種別に関して、国道、県道、細街路等の一般道のほか、高速自動車国道、都市高速道路、一般有料道路、有料橋等の有料道路を表すデータがそれぞれ記録される。

また、施設データとしては、各地域のホテル、遊園地、宮殿、病院、ガソリンスタンド、駐車場、駅、空港、フェリー乗り場、インターチェンジ（ＩＣ）、ジャンクション（ＪＣＴ）、パーキングエリア（ＰＡ）等のＰＯＩに関する名称や住所、電話番号、地図上の座標位置（例えば、中心位置、入口、出口等の緯度と経度である。）、地図上に施設の位置を表示する施設アイコンやランドマーク等のデータがＰＯＩを特定する施設ＩＤとともに記憶されている。また、ユーザが登録したコンビニエンスストア、ガソリンスタンド等の登録施設を特定する登録施設ＩＤも記憶されている。
また、地図情報ＤＢ２５の内容は、不図示の地図情報配信センタから通信装置１７を介して配信された更新情報をダウンロードすることによって更新される。

また、図１に示すように、ナビゲーション装置２を構成するナビゲーション制御部１３は、ナビゲーション装置２の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ４１、並びにＣＰＵ４１が各種の演算処理を行うに当たってワーキングメモリとして使用されるとともに、経路が探索されたときの経路データ等が記憶されるＲＡＭ４２、制御用のプログラム等が記憶されたＲＯＭ４３等の内部記憶装置や、時間を計測するタイマ４５等を備えている。

また、ＲＯＭ４３には、後述の走行しているリンクの装置位置から退出側端点までの勾配を検出して、車両制御ＥＣＵ７に出力する「先読み情報補正処理」（図４参照）等のプログラムが記憶されている。
更に、ナビゲーション制御部１３には、操作部１４、液晶ディスプレイ１５、スピーカ１６、通信装置１７、タッチパネル１８の各周辺装置（アクチュエータ）が電気的に接続されている。

この操作部１４は、走行開始時の現在位置を修正し、案内開始地点としての出発地及び案内終了地点としての目的地を入力する際や施設に関する情報の検索を行う場合等に操作され、各種のキーや複数の操作スイッチから構成される。そして、ナビゲーション制御部１３は、各スイッチの押下等により出力されるスイッチ信号に基づき、対応する各種の動作を実行すべく制御を行う。

また、液晶ディスプレイ１５には、現在走行中の地図情報、目的地周辺の地図情報、操作案内、操作メニュー、キーの案内、現在地から目的地までの案内経路、案内経路に沿った案内情報、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、メール、テレビ番組等が表示される。

また、スピーカ１６は、ナビゲーション制御部１３からの指示に基づいて、案内経路に沿った走行を案内する音声ガイダンス等を出力する。ここで、案内される音声ガイダンスとしては、例えば、「２００ｍ先、○○交差点を右方向です。」等がある。

また、タッチパネル１８は、液晶ディスプレイ１５の表示画面上に装着された透明なパネル状のタッチスイッチであり、液晶ディスプレイ１５の画面に表示されたボタンや地図上を押下することによって各種指示コマンドの入力等をすることが可能に構成されている。尚、タッチパネル１８は、液晶ディスプレイ１５の画面を直接押下する光センサ液晶方式等で構成してもよい。

［ＳＯＣ補正処理］
次に、上記のように構成されたハイブリッド車両１において、ナビゲーション装置２のＣＰＵ４１と車両制御ＥＣＵ７のＣＰＵ８１によって実行される処理であって、走行中にＳＯＣの目標値を補正する「ＳＯＣ補正処理」について図２乃至図５に基づいて説明する。尚、図２にフローチャートで示されるプログラムは、ユーザによりナビゲーション装置２を介して、目的地が設定された場合に実行される処理である。

［ナビゲーション装置２の処理］
図２に示すように、先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１１において、ナビゲーション装置２のＣＰＵ４１は、設定された目的地に関する目的地情報を取得する。具体的には、ＣＰＵ４１は、操作部１４を介して入力された目的地の座標位置（例えば、緯度や経度）、住所、電話番号等に基づいて、地図情報ＤＢ２５に格納されるナビ地図情報２６から当該目的地の地図上での位置を特定してＲＡＭ４２に記憶する。

そして、ＣＰＵ４１は、ナビ地図情報２６や現況交通情報等に基づいて、例えばダイクストラ法等によって、装置位置から目的地までの案内経路を探索して、当該案内経路の経路データをＲＡＭ４２に記憶すると共に、車両制御ＥＣＵ７へ送信する。これにより、車両制御ＥＣＵ７のＣＰＵ８１は、ナビゲーション装置２から受信した案内経路の経路データに基づいて、エンジン制御部８やモータジェネレータ制御部９等を制御する。尚、経路データは、案内経路上の各リンクのリンクＩＤ、両端点（ノード）の座標（例えば、緯度経度である。）、各ノードの標高、リンク長さ等から構成されている。

続いて、Ｓ１２において、ＣＰＵ４１は、「先読み情報取得処理」のサブ処理（図３参照）を実行後、Ｓ１３の処理に移行する。
ここで、Ｓ１２でＣＰＵ４１が実行する「先読み情報取得処理」のサブ処理について図３に基づいて説明する。図３に示すように、ＣＰＵ４１は、Ｓ１１１において、案内経路上における装置位置から前方５ｋｍ以内の現況交通情報を交通情報ＤＢ２７から読み出し、ＲＡＭ４２に記憶する。

そして、Ｓ１１２において、ＣＰＵ４１は、案内経路上における装置位置から前方５ｋｍ以内の各リンクのリンクＩＤ、両端点（ノード）の座標、リンク長さ、各ノードの標高等をナビ地図情報２６から読み出し、ＲＡＭ４２に記憶した後、メインフローチャートに戻り、Ｓ１３の処理に移行する。

Ｓ１３において、ＣＰＵ４１は、車速センサ５１の出力から車速を取得し、ＲＡＭ４２に記憶する。また、ＣＰＵ４１は、現在地検出処理部１１からジャイロセンサ等によって検出された進行方向の方位（水平方向）及び仰角を取得し、ＲＡＭ４２に記憶する。
続いて、Ｓ１４において、現在地検出処理部１１の検出結果に基づいて装置位置、つまり、ハイブリッド車両１の現在位置を検出してＲＡＭ４２に記憶する。

その後、Ｓ１５において、ＣＰＵ４１は、装置位置が案内経路から逸脱して、案内経路の再探索、つまり、リルートが必要か否か、つまり、装置位置が案内経路のリンク上に存在しないと判断した後、所定距離（例えば、約２００ｍである。）走行したか否かを判定する判定処理を実行する。そして、装置位置が案内経路のリンク上に存在しないと判断した後、所定距離走行した場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１は、装置位置が案内経路から逸脱して、リルートが必要であると判定して、Ｓ１１以降の処理を再度実行する。

一方、装置位置が案内経路のリンク上に存在する、又は、案内経路のリンク上に存在しないと判断した後、所定距離走行していない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、ＣＰＵ４１は、装置位置が案内経路から逸脱していない、つまり、リルートは必要でないと判定して、Ｓ１６の処理に移行する。
Ｓ１６において、ＣＰＵ４１は、「先読み情報補正処理」のサブ処理（図４参照）を実行後、Ｓ１７の処理に移行する。

ここで、Ｓ１６でＣＰＵ４１が実行する「先読み情報補正処理」のサブ処理について図４及び図５に基づいて説明する。
図４に示すように、ＣＰＵ４１は、Ｓ２１１において、ＲＡＭ４２から装置位置を読み出し、また、ナビ地図情報２６から装置位置が位置する走行リンクのリンクＩＤを読み出し、ＲＡＭ４２に記憶する。そして、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２から上記Ｓ１２で記憶した当該走行リンクのリンクＩＤに対応するリンクの両端点（ノード）の座標（例えば、緯度経度である。）、各ノードの標高、リンク長さ等を読み出し、走行リンクのリンク情報としてＲＡＭ４２に記憶する。

続いて、Ｓ２１２において、ＣＰＵ４１は、装置位置から走行リンクの退出側端点（ノード）までの残距離を算出してＲＡＭ４２に記憶する。例えば、図５に示すように、ＣＰＵ４１は、走行リンクＭ１の進入側端点（ノード）Ｐ１に進入してから装置位置Ｑ１まで走行した走行時間に上記Ｓ１３で取得した車速を掛け算して、走行リンクＭ１に進入してからの走行距離Ｌ２を算出して、ＲＡＭ４２に記憶する。そして、ＣＰＵ４１は、走行リンクＭ１のリンク長さＬ３から走行距離Ｌ２を減算して、装置位置Ｑ１から走行リンクＭ１の退出側端点（ノード）Ｐ２までの残距離Ｌ１を算出する。

そして、Ｓ２１３において、ＣＰＵ４１は、走行リンクの進入側端点（ノード）に対する装置位置の標高差を算出して、ＲＡＭ４２に記憶する。例えば、図５に示すように、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２から走行リンクＭ１に進入してからの走行距離Ｌ２を読み出し、当該走行距離Ｌ２に上記Ｓ１３で取得した仰角θ２の正接関数の値を掛け算して、走行リンクＭ１の進入側端点（ノード）Ｐ１に対する装置位置Ｑ１の標高差Ｈ１を算出する。

その後、Ｓ２１４において、ＣＰＵ４１は、装置位置から走行リンクの退出側端点（ノード）までの勾配を取得して、ＲＡＭ４２に記憶する。例えば、図５に示すように、ＣＰＵ４１は、上記Ｓ１２で取得した走行リンクＭ１の進入側端点Ｐ１と退出側端点Ｐ２のそれぞれの標高を読み出し、退出側端点Ｐ２の標高から進入側端点Ｐ１の標高を減算して、進入側端点Ｐ１に対する退出側端点Ｐ２の標高差Ｈ２を算出する。

続いて、ＣＰＵ４１は、装置位置Ｑ１から走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２までの勾配を算出して、ＲＡＭ４２に記憶する。具体的には、下記式（１）によって装置位置Ｑ１から走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２までの傾斜角θ１を算出して、ＲＡＭ４２に記憶する。
θ１＝ａｒｃｔａｎ｛（Ｈ２−Ｈ１）／Ｌ１｝・・・・（１）

つまり、ＣＰＵ４１は、走行リンクＭ１の進入側端点Ｐ１に対する退出側端点Ｐ２の標高差Ｈ２から、走行リンクＭ１の進入側端点Ｐ１に対する装置位置Ｑ１の標高差Ｈ１を引き算し、更に、装置位置Ｑ１から走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２までの残距離Ｌ１で割り算した値の逆正接関数によって傾斜角θ１を算出する。そして、ＣＰＵ４１は、傾斜角θ１の正接関数の値に１００を掛け算して、装置位置Ｑ１から走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２までの勾配（単位は％である。）の推定値として、ＲＡＭ４２に記憶する。

尚、ナビ地図情報２６のリンクデータとして、各リンクの進行方向の勾配が記憶されている場合には、ＣＰＵ４１は、走行リンクの進行方向の勾配をナビ地図情報２６から読み出す。そして、ＣＰＵ４１は、この進行方向の勾配に走行リンクのリンク長さを掛け算して、進入側端点に対する退出側端点の標高差を算出するようにしてもよい。

例えば、図５に示すように、走行リンクＭ１の傾斜角θ０が、ナビ地図情報２６のリンクデータとして記憶されている場合には、ＣＰＵ４１は、傾斜角θ０の正接関数の値を走行リンクＭ１の勾配とする。そして、ＣＰＵ４１は、この勾配に走行リンクＭ１のリンク長さＬ３を掛け算して、進入側端点Ｐ１に対する退出側端点Ｐ２の標高差Ｈ２を算出するようにしてもよい。

その後、Ｓ２１５において、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２から上記Ｓ１２で記憶した案内経路の経路データから、走行リンクの退出側端点（ノード）に繋がる次の前方リンクのリンクＩＤ、両端点（ノード）の座標、各ノードの標高、リンク長さを読み出す。そして、ＣＰＵ４１は、前方リンクの退出側端点（ノード）の標高から進入側端点（ノード）の標高を減算して、進入側端点に対する退出側端点の標高差を算出する。続いて、ＣＰＵ４１は、この標高差を前方リンクのリンク長さで割り算した後、この値に１００を掛け算して、走行リンクの退出側端点（ノード）に繋がる次の前方リンクの勾配（単位は％である。）の推定値として、ＲＡＭ４２に記憶する。

例えば、図５に示すように、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２から案内経路の経路データから、走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２に繋がる次の前方リンクＭ２の退出側端点Ｐ３の標高から前方リンクＭ２の進入側端点Ｐ２の標高を減算して、進入側端点Ｐ２に対する退出側端点Ｐ３の標高差−Ｈ３を算出する。そして、ＣＰＵ４１は、この標高差−Ｈ３を前方リンクＭ２のリンク長さＬ４で割り算した後、この値に１００を掛け算して、走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２に繋がる次の前方リンクの勾配（単位は％である。）の推定値として、ＲＡＭ４２に記憶する。

続いて、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２から、装置位置、走行リンクのリンクＩＤ、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離及び勾配の推定値と、当該走行リンクの退出側端点に繋がる次の前方リンクのリンクＩＤ、リンク長さ及び勾配の推定値とを読み出して、当該走行リンクの勾配情報として車両制御ＥＣＵ７に送信した後、当該サブ処理を終了し、メインフローチャートに戻る。

尚、上記Ｓ２１５で、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と、走行リンクの退出側端点に繋がる次の前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離（例えば、１ｋｍである。）未満の場合には、ＣＰＵ４１は、当該走行リンクの退出側端点に繋がる前方の複数のリンクを、当該残距離と各リンク長さとの合計距離が所定距離に達するまで、抽出する。そして、ＣＰＵ４１は、前方の複数のリンクのそれぞれについて、各リンクＩＤと各リンク長さを対応させてＲＡＭ４２に記憶する。

そして、ＣＰＵ４１は、この抽出した前方の複数のリンクのそれぞれについて、進入側端点に対する退出側端点の標高差を算出して、この標高差を各リンクのリンク長さで割り算した後、各値に１００を掛け算して、走行リンクの退出側端点（ノード）に繋がる前方の複数のリンクのそれぞれの勾配（単位は％である。）の推定値として、各リンクのリンクＩＤに対応させてＲＡＭ４２に記憶する。

続いて、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２から、装置位置、走行リンクのリンクＩＤ、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離及び勾配の推定値と、当該走行リンクの退出側端点に繋がる前方の複数のリンクのそれぞれのリンクＩＤ、リンク長さ及び勾配の推定値とを読み出して、当該走行リンクの勾配情報として車両制御ＥＣＵ７に送信した後、当該サブ処理を終了し、メインフローチャートに戻る。

［車両制御ＥＣＵ７の処理］
次に、図２に示すように、Ｓ１７において、車両制御ＥＣＵ７のＣＰＵ８１は、ナビゲーション装置２から走行リンクの勾配情報を受信した場合には、受信した走行リンクの勾配情報をＲＡＭ８２に記憶する。そして、ＣＰＵ８１は、装置位置から走行リンクの退出側端点までの勾配と、当該走行リンクの退出側端点に繋がる次の前方リンクの勾配とが共に下り勾配であり、且つ、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離以上（例えば、約１ｋｍ以上である。）か、若しくは、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンク及び次の前方リンクに連続する下り勾配のリンクの各リンク長さとの合計距離が所定距離以上か否かを判定する判定処理を行う。つまり、ＣＰＵ８１は、装置位置、つまり、ハイブリッド車両１の現在位置から前方リンクまでのＳＯＣの目標値を下げるように補正する車両制御を行うか否かを判定する判定処理を実行する。

そして、装置位置から走行リンクの退出側端点までの勾配と次の前方リンクの勾配とが共に下り勾配でない、又は、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離未満、若しくは、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンク及び次の前方リンクに連続する下り勾配のリンクの各リンク長さとの合計距離が所定距離未満であると判定した場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ８１は、ナビゲーション装置２へ再度、走行リンクの勾配情報を送信するように指示する先読み情報補正指示を送信する。また、ナビゲーション装置２のＣＰＵ４１は、車両制御ＥＣＵ７から先読み情報補正指示を受信した場合には、再度Ｓ１３以降の処理を実行する。

一方、装置位置から走行リンクの退出側端点までの勾配と次の前方リンクの勾配とが共に下り勾配であり、且つ、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離以上、若しくは、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンク及び次の前方リンクに連続する下り勾配のリンクの各リンク長さとの合計距離が所定距離以上であると判定した場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は、Ｓ１８の処理に移行する。

Ｓ１８において、ＣＰＵ８１は、装置位置、つまり、ハイブリッド車両１の現在位置から走行リンクの退出側端点まで、ＳＯＣの目標値を下げて走行を開始する。

続いて、Ｓ１９において、ＣＰＵ８１は、走行リンクの退出側端点に繋がる次の前方リンクからの下り勾配の区間を通過したか否か、つまり、降坂区間が終了したか否かを判定する判定処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ８１は、降坂区間のリンク上に装置位置が位置するか否かを判定する判定処理を実行する。これにより、降坂区間の終了を確実に検出することができる。

そして、走行リンクの退出側端点に繋がる次の前方リンクからの下り勾配の区間を通過していないと判定した場合には（Ｓ１９：ＮＯ）、ＣＰＵ８１は、再度、Ｓ１８以降の処理を実行する。
一方、走行リンクの退出側端点に繋がる次の前方リンクからの下り勾配の区間を通過したと判定した場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は、Ｓ２０の処理に移行する。

例えば、図５に示すように、装置位置Ｑ１から走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２までの勾配と次の前方リンクＭ２の勾配とが共に下り勾配であり、且つ、残距離Ｌ１と当該前方リンクＭ２のリンク長さＬ４との合計距離が所定距離以上（例えば、１ｋｍ以上である。）であると判定した場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は、Ｓ１８の処理に移行する。

Ｓ１８において、ＣＰＵ８１は、装置位置Ｑ１から走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２まで、ＳＯＣの目標値を下げて走行を開始する。そして、ＣＰＵ８１は、前方リンクＭ２の退出側端点Ｐ３を通過した場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は、Ｓ２０の処理に移行する。これにより、装置位置Ｑ１から走行リンクＭ１の退出側端点Ｐ２までの区間でバッテリ６の残容量を少なくすることができる。

続いて、図２に示すように、Ｓ２０において、ＣＰＵ８１は、ＳＯＣの目標値を元の基準値に再設定して、つまり、ＳＯＣの目標値を元の基準値に戻して走行を開始する。例えば、図５に示すように、ＣＰＵ８１は、前方リンクＭ２の退出側端点Ｐ３を通過すると、ＳＯＣの目標値を元の基準値に再設定して、前方リンクＭ２の退出側端点Ｐ３に繋がる次のリンクＭ３の走行を開始する。

その後、Ｓ２１において、ＣＰＵ８１は、ハイブリッド車両１が目的地に到達したか否かを判定する、つまり、ナビゲーション装置２から装置位置が目的地に到達した旨の信号を受信したか否かを判定する判定処理を実行する。そして、目的地に到達していないと判定した場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ８１は、ナビゲーション装置２へ先読み情報取得処理のサブ処理（Ｓ１２）を実行するように指示する先読み情報取得指示を送信する。

また、ナビゲーション装置２のＣＰＵ４１は、車両制御ＥＣＵ７から先読み情報取得指示を受信した場合には、再度Ｓ１２以降の処理を実行する。
一方、目的地に到達したと判定した場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は、当該処理を終了する。

以上詳細に説明した通り、本実施例に係るハイブリッド車両１では、ナビゲーション装置２のＣＰＵ４１は、各リンクのリンク長さ、リンクの両端点（ノード）の標高及び座標のデータを使用して、装置位置から走行リンクの退出側端点までの勾配を推定することができる。従って、ＣＰＵ４１は、リンク内の高密度な勾配値を必要とすることなく、各リンクのリンク長さ、リンクの両端点（ノード）の標高及び座標という低密度なデータを用いて、実道路上における勾配を推定することができる。また、ナビゲーション装置２は、各リンクのリンク長さ、リンクの両端点（ノード）の標高及び座標の各データを記憶しておけばよいため、記憶容量の削減化を図り、更に、通信負荷の低減化を図ることができる。

ＣＰＵ４１は、走行経路の進入側端点に対する退出側端点の標高差から、走行リンクの進入側端点に対する装置位置の標高差を引き算し、更に、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離で割り算した値の逆正接関数によって傾斜角を算出する。そして、ＣＰＵ４１は、傾斜角の正接関数の値に１００を掛け算して、装置位置から走行リンクの退出側端点までの勾配（単位は％である。）の推定値とする。これにより、ＣＰＵ４１は、装置位置から走行リンクの退出側端点までの勾配を迅速に取得して、処理の高速化を図ることができる。

また、車両制御ＥＣＵ７のＣＰＵ８１は、ナビゲーション装置２から装置位置、つまり、ハイブリッド車両１の現在位置から走行リンクの退出側端点までの勾配の推定値を取得することができ、実道路上における勾配を高精度に推定することができる。

また、ＣＰＵ８１は、装置位置、つまり、ハイブリッド車両１の現在位置から走行リンクの退出側端点までの勾配と次の前方リンクの勾配とが共に下り勾配であり、且つ、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離以上、若しくは、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンク及び次の前方リンクに連続する下り勾配のリンクの各リンク長さとの合計距離が所定距離以上であると判定した場合には、装置位置から走行リンクの退出側端点まで、ＳＯＣの目標値を下げて走行する。

これにより、ＣＰＵ８１は、ＳＯＣの目標値を下げるように制御するため、バッテリ６の残容量を少なくし、走行リンクの退出側端点に繋がる次の前方リンクからの下り勾配の区間で回収できる回収エネルギーをより多く回収できるように制御することができる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。

例えば、上記Ｓ１７において、ＣＰＵ８１は、走行リンクの勾配と次の前方リンクの勾配とが共に下り勾配であり、且つ、残距離と当該前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離以上、若しくは、装置位置から走行リンクの退出側端点までの残距離と当該次の前方リンク及び次の前方リンクに連続する下り勾配のリンクの各リンク長さとの合計距離が所定距離以上であると判定し、更に、残距離と当該下り勾配の前方のリンクの区間で回収できる回収エネルギーを全て回収できないと判定した場合に、Ｓ１８の処理に移行するようにしてもよい。

これにより、ＣＰＵ８１は、装置位置、つまり、ハイブリッド車両１の現在位置から走行リンクの退出側端点に繋がる次の前方リンクからの下り勾配の区間で回収できる回収エネルギーをより多く回収できるように制御することができる。

１ハイブリッド車両
２ナビゲーション装置
３エンジン
４モータジェネレータ
６バッテリ
７車両制御ＥＣＵ
１１現在地検出処理部
１２データ記録部
２５地図情報ＤＢ
４１、８１ＣＰＵ
４２、８２ＲＡＭ
４３、８３ＲＯＭ
Ｌ１残距離
Ｍ１走行リンク
Ｍ２前方リンク
Ｍ３リンク
Ｐ１進入側端点
Ｐ２、Ｐ３退出側端点
Ｑ１装置位置

Claims

勾配推定装置を備えて、モータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド車両の車両制御を行う車両制御装置において、
前記勾配推定装置は、
装置が位置するリンクの進入側端点に対する退出側端点の標高差に関するリンク標高差情報を取得するリンク標高差取得手段と、
前記リンクの進入側端点に対する前記装置が位置する装置位置の標高変化に関する標高変化情報を取得する標高変化取得手段と、
前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの残距離を取得する残距離取得手段と、
前記リンク標高差情報と前記標高変化情報と前記残距離とに基づいて、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配を推定する勾配推定手段と、
を有し、
前記車両制御装置は、
前記リンクより車両進行方向前方の前方リンクの勾配及びリンク長さを取得する前方リンク情報取得手段と、
前記勾配推定手段を介して推定した前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と、前記残距離取得手段を介して取得した残距離と、前記前方リンクの勾配及びリンク長さとに基づいて車両制御を行う車両制御手段と、
を備え、
前記車両制御手段は、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と前記前方リンクの勾配とが下り勾配で、且つ、前記残距離と前記前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離以上の場合に、前記車両制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
前記勾配推定手段は、前記リンク標高差情報から前記標高変化情報を減算して、更に、前記残距離で割り算した値の逆正接関数によって算出した角度に基づいて、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配を推定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
前記リンク標高差取得手段は、前記リンクの退出側端点の標高から該リンクの進入側端点の標高を減算して前記リンク標高差情報を取得することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
前記リンク標高差取得手段は、前記リンクの勾配に前記リンクのリンク長さを掛け算して前記リンク標高差情報を取得することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と前記前方リンクの勾配との下り勾配の区間で回収できる回収エネルギーを全て回収可能か否かを判定する回収判定手段を備え、
前記車両制御手段は、前記下り勾配の区間で回収できる回収エネルギーを全て回収できないと判定された場合に、前記車両制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両制御装置。
前記車両制御は、前記装置位置から前記前方リンクまでのＳＯＣの目標値を下げるように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両制御装置。
装置が位置するリンクの進入側端点に対する退出側端点の標高差に関するリンク標高差情報を取得するリンク標高差取得手段と、
前記リンクの進入側端点に対する前記装置が位置する装置位置の標高変化に関する標高変化情報を取得する標高変化取得手段と、
前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの残距離を取得する残距離取得手段と、
前記リンク標高差情報と前記標高変化情報と前記残距離とに基づいて、前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配を推定する勾配推定手段と、
を有する勾配推定装置を備えて、モータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド車両の車両制御を行うコンピュータに、
前記リンクより車両進行方向前方の前方リンクの勾配及びリンク長さを取得する前方リンク情報取得工程と、
前記勾配推定手段を介して推定した前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と、前記残距離取得手段を介して取得した残距離と、前記前方リンク情報取得工程で取得した前記前方リンクの勾配及びリンク長さとに基づいて車両制御を行う車両制御工程と、
を実行させ、
前記車両制御工程では、前記勾配推定手段を介して推定した前記装置位置から前記リンクの退出側端点までの勾配と前記前方リンク情報取得工程で取得した前記前方リンクの勾配とが下り勾配で、且つ、前記残距離取得手段を介して取得した前記残距離と前記前方リンク情報取得工程で取得した前記前方リンクのリンク長さとの合計距離が所定距離以上の場合に、前記車両制御を行うように実行させるためのプログラム。