JP6716871B2 - 走行制御装置および走行制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、車両の駆動を制御する走行制御装置および走行制御方法に関する。

従来、車両の燃費向上等を目的として、車両のエンジンの出力馬力を制限する技術が存在する（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の技術（以下「従来技術」という）は、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から、最大出力馬力がエンジンの出力馬力の制限目標値に近いトルクカーブを選択する。そして、従来技術は、シフトの切り替えや燃料噴射量の調整を行うことにより、トルクカーブに従って車両の駆動を制御する。これにより、従来技術は、車両のエンジン出力馬力を制限する制御（以下「馬力制限制御」という）を実現することができる。

特開２０１５−６８２８９号公報

ところで、車両の荷崩れの防止や走行の快適性の向上等の観点から、車両の加速度を、加速度の上限の目標値以下となるように制限する制御（以下「加速度制限制御」という）についても、実現が期待される。加速度制限制御の手法としては、例えば、車両の加速度を検出してフィードバックする手法が考えられる。

しかしながら、このような加速度フィードバックによる加速度制限制御は、加速度信号に対して適用すべきフィルタリング処理の内容が車速や車重等の諸条件に応じて大きく異なるため、実現することが難しい。

本開示の目的は、より簡単に加速度制限制御を実現することができる走行制御装置および走行制御方法を提供することである。

本開示の走行制御装置は、車両の駆動を制御する走行制御装置であって、前記車両の走行抵抗馬力を取得する走行抵抗馬力取得部と、前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値で前記車両を加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得する加速制限余裕馬力取得部と、前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力とを加算して参照馬力を算出し、前記参照馬力に基づいて、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から１つを選択するトルクカーブ選択部と、選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御する駆動制御部と、を有し、前記トルクカーブ選択部は、前記複数のトルクカーブのうち、前記最大出力馬力が前記参照馬力を超えず、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も高い、前記トルクカーブを選択する。
また、本開示の走行制御装置は、車両の駆動を制御する走行制御装置であって、前記車両の走行抵抗馬力を取得する走行抵抗馬力取得部と、前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値で前記車両を加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得する加速制限余裕馬力取得部と、前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力とに基づいて参照馬力を算出し、前記参照馬力に基づいて、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から１つを選択するトルクカーブ選択部と、選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御する駆動制御部と、を有し、前記トルクカーブ選択部は、前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力に所定の係数を乗じた値とを加算した値である参照馬力を算出し、前記複数のトルクカーブのうち、前記最大出力馬力が前記参照馬力よりも高く、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も低い、前記トルクカーブを選択する。

本開示の車両移動推定方法は、車両の駆動を制御する走行制御方法であって、前記車両の走行抵抗馬力を取得するステップと、前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値で前記車両を加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得するステップと、前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力とを加算して参照馬力を算出するステップと、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から、前記最大出力馬力が前記参照馬力を超えず、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も高い、前記トルクカーブを選択するステップと、選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御するステップと、を有する。
また、本開示の車両移動推定方法は、車両の駆動を制御する走行制御方法であって、前記車両の走行抵抗馬力を取得するステップと、前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値で前記車両を加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得するステップと、前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力に所定の係数を乗じた値とを加算した値である参照馬力を算出するステップと、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から、前記最大出力馬力が前記参照馬力よりも高く、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も低い、前記トルクカーブを選択するステップと、選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御するステップと、を有する。

本開示によれば、より簡単に加速度制限制御を実現することができる。

本開示の一実施の形態における車両の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態に係る走行制御装置の構成の一例を示す図 本実施の形態における加速度上限値情報の内容の一例を示す図 本実施の形態における複数のトルクカーブの内容の一例を示す図 本実施の形態に係る走行制御装置の動作の一例を示すフローチャート 本実施の形態における加速度制限制御の実験結果の第１の例を示す図 本実施の形態における加速度制限制御の実験結果の第２の例を示す図

以下、本開示の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜車両の構成＞
まず、本開示の一実施の形態に係る走行制御装置を含む車両の構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係る走行制御装置を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。なお、ここでは、走行制御装置に関連する部分に着目して、図示および説明を行う。

図１に示す車両１は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載した、トラック等の大型車両である。

図１に示すように、車両１は、車両を走行させる駆動系統の構成として、エンジン３、クラッチ４、変速機（トランスミッション）５、推進軸（プロペラシャフト）６、差動装置（デファレンシャルギヤ）７、駆動軸（ドライブシャフト）８、および車輪９を有する。

エンジン３の動力は、クラッチ４を経由して変速機５に伝達され、変速機５に伝達された動力は、更に、推進軸６、差動装置７、および駆動軸８を介して車輪９に伝達される。これにより、エンジン３の動力が車輪９に伝達されて車両１が走行する。

また、車両１は、車両を停止させる制動系統の構成として、制動装置４０を有する。制動装置４０は、車輪９に対して抵抗力を与えるフットブレーキ４１、推進軸６に対して抵抗力を与えるリターダ４２、およびエンジンに対して負荷を与える排気ブレーキなどの補助ブレーキ４３を含む。

更に、車両１は、車両１の走行を制御する制御系統の構成として、走行制御システム２を有する。走行制御システム２は、エンジン３の出力、クラッチ４の断接、および変速機５の変速を制御して、車両１の走行を制御するシステムであり、複数の制御装置を備える。

具体的には、走行制御システム２は、エンジン用ＥＣＵ（エンジン用制御装置）１０、動力伝達用ＥＣＵ（動力伝達用制御装置）１１、車両情報取得装置３０、および走行制御装置１００を有する。なお、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、および、走行制御装置１００は、車載ネットワークにより相互に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。

エンジン用ＥＣＵ１０は、エンジン３の出力を制御する。動力伝達用ＥＣＵ１１は、クラッチ４の断接および変速機５の変速を制御する。

車両情報取得装置３０は、運転者による操作内容や車両１の状態を示す車両情報を取得し、走行制御装置１００へ出力する。

例えば、車両情報取得装置３０は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ３１、ブレーキペダルの踏み込みの有無を検出するブレーキスイッチ３２、シフトレバー３３、ターンシグナルスイッチ３４、および、車両１の車速を検出する車速センサ３５を含む。車両情報取得装置３０は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３６、および、車両１の加速度を検出する加速度センサ３７を有する。そして、車両情報取得装置３０は、車両１の前後左右の各車輪のサスペンション（図示せず）に対してそれぞれ設けられ、各サスペンションの基準長に対する変位を検出する変位センサ３８を含む。

走行制御装置１００は、車両情報取得装置３０から出力される車両情報に基づき、エンジン用ＥＣＵ１０、エンジン３の動力伝達用ＥＣＵ１１、および制動装置４０を制御して、車両１の駆動を制御する。特に、走行制御装置１００は、車両情報が示す運転者の操作内容に基づいて車両１を駆動しつつ、車両１の馬力制限制御および加速度制限制御を行う。走行制御装置１００の詳細については、後述する。

なお、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、走行制御装置１００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、および通信回路をそれぞれ有する。この場合、例えば、走行制御装置１００を構成する上記各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。なお、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、走行制御装置１００の全部または一部は、一体的に構成されていてもよい。

このような構成を有する車両１は、走行制御装置１００により、車両１の出力馬力および加速度を制限しながら、運転者の操作に基づいて走行することができる。

＜走行制御装置の詳細＞
次に、走行制御装置１００の詳細について説明する。

走行制御装置１００は、複数のトルクカーブの中から、加速度上限値に基づいてトルクカーブを選択し、選択されたトルクカーブに従って前記車両の駆動を制御する。ここで、複数のトルクカーブとは、それぞれ異なる最大出力馬力に対応し、エンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する情報である。また、加速度上限値とは、車両１の加速度の上限の目標値である。

図２は、走行制御装置１００の構成の一例を示す図である。なお、ここでは、走行制御装置１００の構成のうち、車両１の馬力制限制御および加速度制限制御に関する部分のみに着目して図示および説明を行う。

図２において、走行制御装置１００は、情報格納部１１０、走行抵抗馬力取得部１２０、加速制限余裕馬力取得部１３０、トルクカーブ選択部１４０、および駆動制御部１５０を有する。

情報格納部１１０は、走行抵抗馬力取得部１２０、加速制限余裕馬力取得部１３０、トルクカーブ選択部１４０、および駆動制御部１５０が処理を行うのに必要な各種情報を格納する。より具体的には、情報格納部１１０は、例えば、車両仕様情報、加速度上限値情報、およびトルクカーブ情報を格納する。

車両仕様情報は、車両の仕様を示す情報であり、少なくとも、後述の走行抵抗馬力および加速制限余裕馬力の算出に必要な各種定数と、車重判定情報と、出力トルク情報とを含む。車重判定情報は、上述の変位センサ３８の変位毎に、当該変位と各車輪の輪重との関係を規定した情報である。出力トルク情報は、エンジン回転数および燃料噴射量の組み合わせと、エンジン出力トルクとの関係を規定した情報である。

加速度上限値情報は、車両１が取り得る走行速度毎に、上述の加速度上限値を規定した情報である。加速度上限値情報の詳細については、後述する。

トルクカーブ情報は、上述の複数のトルクカーブのそれぞれを規定する情報である。トルクカーブ情報の詳細については、後述する。

走行抵抗馬力取得部１２０は、車両１の走行抵抗馬力を取得する。車両１の走行抵抗（ＲＬ：Road Load）馬力とは、一定の速度で車両１が走行するのに必要な動力であり、現在速度を維持する動力である。そして、走行抵抗馬力取得部１２０は、取得した走行抵抗馬力を、トルクカーブ選択部１４０へ通知する。走行抵抗馬力の取得手法の詳細については、後述する。

加速制限余裕馬力取得部１３０は、車両１の加速制限余裕馬力を取得する。車両１の加速制限余裕馬力とは、車両１を上述の加速度上限値で加速させる動力である。そして、加速制限余裕馬力取得部１３０は、取得した加速制限余裕馬力を、トルクカーブ選択部１４０へ通知する。加速度上限値の取得手法の詳細については、後述する。

トルクカーブ選択部１４０は、上述の複数のトルクカーブの中から、走行抵抗馬力と、加速制限余裕馬力とに基づいて、車両１の加速度が加速度上限値を超えない、あるいは、加速度上限値以下に概ね抑えられるような、トルクカーブを選択する。そして、トルクカーブ選択部１４０は、選択されたトルクカーブを、駆動制御部１５０へ通知する。トルクカーブの選択手法の詳細については、後述する。

駆動制御部１５０は、トルクカーブ選択部１４０により選択されたトルクカーブに従って、エンジン用ＥＣＵ１０および動力伝達用ＥＣＵ１１を制御し、車両１の駆動を制御する。より具体的には、駆動制御部１５０は、運転者のアクセル操作やブレーキ操作等に応じてエンジン３における燃料噴射量や駆動系に対する制動力を制御する。このとき、駆動制御部１５０は、エンジン出力トルクが、トルクカーブが規定する最大エンジン出力トルクを超えないように、燃料噴射量を制限する。すなわち、駆動制御部１５０は、馬力制限制御を行う。

このような構成を有する走行制御装置１００は、車両１の加速度が加速度上限値を超えない、あるいは、加速度上限値以下に概ね抑えられるようなトルクカーブを選択して馬力制限制御を行い、車両１を走行させることができる。すなわち、走行制御装置１００は、馬力制限制御により、加速度制限制御を実現することができる。

＜加速度上限値情報＞
ここで、加速度上限値情報の詳細について説明する。

図３は、情報格納部１１０が格納する加速度上限値情報の内容の一例を示す図である。図３において、横軸は車速［ｋｍ／ｈ］を示し、縦軸は加速度［ｍ／ｓ^２］を示す。なお、車種毎の車速と加速度との関係を示す情報を併せて図示するが、かかる情報は必ずしも加速度上限値情報を構成するものではない。

図３において、複数の細い折れ線２１１のそれぞれは、凡例２１２に示す車種（車型Ａ、車型Ｂ、・・・）毎に複数の車両について走行時の最大加速度の実態を測定した結果の、５０パーセンタイル（ｔｈ％）あるいは９０パーセンタイルの値を示す。

図３に示すように、加速度上限値情報２１３は、車速毎に、加速度を、加速度上限値として規定する。また、加速度上限値情報２１３は、例えば、各車種の５０パーセンタイルの値と９０パーセンタイルの値との間で、加速度上限値を規定する。

このような加速度上限値情報２１３は、様々な車種および広い車速域について、加速度が制限されることによる運転者への不快感を防ぎつつ、加速度を効果的に抑制するような値を、加速度上限値として規定することができる。

なお、加速度上限値情報の内容は、かかる例に限定されない。また、加速度上限値情報は、車種、車重、その他の条件に対応して、複数用意されていてもよい。この場合、加速制限余裕馬力取得部１３０は、条件に応じて複数の加速度上限値情報の中から選択してもよい。

＜複数のトルクカーブ＞
次いで、複数のトルクカーブの詳細について説明する。

図４は、情報格納部１１０が格納する複数のトルクカーブの内容の一例を示す図である。図４において、横軸はエンジン回転数［ｒｐｍ］を示し、縦軸はエンジン出力トルク［ｋｇｆ・ｍ］を示す。

図４に示すように、第１〜第７のトルクカーブ２２１〜２２７は、凡例２２８に示す異なる最大出力馬力（１５２、１９０、２２８、２６６、３０４、３４２、３８０）［ＰＳ］に対応するトルクカーブであり、それぞれ、エンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する。第１〜第７のトルクカーブ２２１〜２２７には、それぞれ、上述の最大出力馬力（１５２、１９０、２２８、２６６、３０４、３４２、３８０）［ＰＳ］を示す情報が付与されている。

例えば、第５のトルクカーブ２２５は、約１２００ｒｐｍ〜約１６００ｒｐｍのエンジン回転数の範囲に、最大エンジン出力トルク３０４ＰＳ（１ＰＳ≒７３５.５Ｗ）の等馬力区間を規定している。

第１〜第７のトルクカーブ２２１〜２２７には、それぞれ、シフトアップを行うか否かの判定の基準となるガバニング開始回転数が設定されている。第５のトルクカーブ２２５の場合、例えば、１６００ｒｐｍ付近の値が、ガバニング開始回転数として設定されている。上述の駆動制御部１５０は、あるトルクカーブに従ってエンジン回転数を増大させた結果、エンジン回転数がそのトルクカーブに設定されたガバニング開始回転数に到達したとき、シフトアップを行う。

なお、選択可能なトルクカーブの数が多いほど、加速度の上限の目標値である加速度上限値と、馬力制限制御により実現可能な加速度の最大との間の乖離を小さくすることができる。

＜走行抵抗馬力の取得手法＞
次いで、走行抵抗馬力の取得手法の詳細について説明する。

まず、走行抵抗馬力取得部１２０は、変位センサ３８から各車輪のサスペンションの変位を取得し、情報格納部１１０に格納された車重判定情報を参照して、各車輪の輪重を取得する。そして、走行抵抗馬力取得部１２０は、取得された車両１の全ての車輪の輪重を加算して、車両１の総質量ｍを求める。

なお、車両１の総質量ｍの取得手法は、かかる手法に限定されない。例えば、各車輪のサスペンションとしてエアバッグを使用している場合、走行抵抗馬力取得部１２０は、各エアバッグに備えられた圧力センサの検出値（圧力）に基づいて、車両の輪重を推定してもよい。

そして、走行抵抗馬力取得部１２０は、エンジン回転数および燃料噴射量を、エンジン回転数センサ３６およびエンジン用ＥＣＵ１０のエンジンＥＣＭ（Engine Control Module、図示せず）から取得する。そして、走行抵抗馬力取得部１２０は、情報格納部１１０に格納された出力トルク情報を参照して、エンジン出力トルクＴｅを取得する。

更に、走行抵抗馬力取得部１２０は、加速度センサ３７から車両１の前後方向の加速度ａを取得し、車速センサから車速Ｖを取得する。また、走行抵抗馬力取得部１２０は、情報格納部１１０に格納された車両仕様情報から、現在のギア段の総減速比ｉ、伝達効率η、タイヤ半径ｒ、及び車両１の駆動機構の回転部分の慣性相当質量ｍ'を取得する。なお、走行抵抗馬力取得部１２０は、車速Ｖを微分することにより、加速度ａを取得してもよい。

そして、走行抵抗馬力取得部１２０は、取得した値に基づき、例えば以下の式（１）および（２）を用いて、加速走行中の車両１の走行抵抗馬力Ｐ１を算出する。
ｒｒ ＝ ｉ・η・Ｔｅ／ｒ−（ｍ＋ｍ'）・ａ ・・・（１）
Ｐ１ ＝ ｒｒ・Ｖ／ｇ／７５ ・・・（２）
但し、ｒｒ：走行抵抗［Ｎ］
ｉ: 総減速比
η： 伝達効率
Ｔｅ： エンジン出力トルク［Ｎｍ］
ｒ： タイヤ半径［ｍ］
ｍ： 車両１の総質量［ｋｇ］
ｍ'： 駆動機構の回転部分の慣性相当質量［ｋｇ］
ａ： 車両の前後方向の加速度［ｍ／ｓ^２］
Ｐ１： 走行抵抗馬ＰＳＶ： 車速［ｍ／ｓ］
ｇ：重力加速度

このような手法により、走行抵抗馬力取得部１２０は、車両１の走行抵抗馬力Ｐ１を取得することができる。但し、走行抵抗馬力Ｐ１の取得手法は、かかる例に限定されるものではない。

＜加速制限余裕馬力の取得手法＞
次いで、加速制限余裕馬力の取得手法の詳細について説明する。

まず、加速制限余裕馬力取得部１３０は、走行抵抗馬力取得部１２０と同様の手法により、あるいは走行抵抗馬力取得部１２０から、車両１の車速Ｖを取得する。そして、加速制限余裕馬力取得部１３０は、情報格納部１１０に格納された加速度上限値情報２１３（図３参照）、取得された車速Ｖに対応する加速度の値を取得し、加速度上限値αをとして決定する。

更に、加速制限余裕馬力取得部１３０は、走行抵抗馬力取得部１２０と同様の手法により、あるいは走行抵抗馬力取得部１２０から、車両１の総質量ｍ、駆動機構の回転部分の慣性相当質量ｍ'、および伝達効率ηを取得する。

更に、加速制限余裕馬力取得部１３０は、取得した値に基づき、例えば以下の式（３）を用いて、車両１の加速制限余裕馬力Ｐ２を算出する。
Ｐ２ ＝ （ｍ＋ｍ'）・α／ｇ／η・Ｖ／７５ ・・・（３）
但し、Ｐ２： 加速制限余裕馬力［ＰＳ］
ｍ： 車両１の総質量［ｋｇ］
ｍ'： 駆動機構の回転部分の慣性相当質量［ｋｇ］
α： 加速度上限値［ｍ／ｓ^２］
ｇ: 重力加速度
η： 伝達効率
Ｖ： 車速［ｍ／ｓ］

このような加速制限余裕馬力Ｐ２は、車速Ｖにおいて走行抵抗馬力Ｐ１で走行している車両１に対して、加速度上限値αで車両１を加速させるのに必要な馬力である。

このような手法により、加速制限余裕馬力取得部１３０は、加速制限余裕馬力Ｐ２を取得することができる。但し、加速制限余裕馬力Ｐ２の取得手法は、かかる例に限定されるものではない。

＜トルクカーブの選択手法＞
次いで、トルクカーブの選択手法の詳細について説明する。

まず、トルクカーブ選択部１４０は、走行抵抗馬力Ｐ１および加速制限余裕馬力Ｐ２から、車両１を加速度上限値αで加速させるエンジン３の出力馬力を、参照馬力として算出する。より具体的には、トルクカーブ選択部１４０は、例えば以下の式（４）を用いて、参照馬力Ｐｒを算出する。
Ｐｒ ＝ Ｐ１＋Ｐ２ ・・・（４）
但し、Ｐｒ： 参照馬力［ＰＳ］
Ｐ１： 走行抵抗馬力［ＰＳ］
Ｐ２： 加速制限余裕馬力［ＰＳ］

そして、トルクカーブ選択部１４０は、情報格納部１１０に格納された第１〜第７のトルクカーブ２２１〜２２７（図４参照〉のうち、車両１の加速度が加速度上限値αを超えない、つまり、最大出力馬力が算出された参照馬力Ｐｒを超えない、トルクカーブを選択する。より具体的には、トルクカーブ選択部１４０は、最大出力馬力が参照馬力Ｐｒを超えず、かつ、最大出力馬力が第１〜第７のトルクカーブ２２１〜２２７の間で最も高い、トルクカーブを選択する。

例えば、算出された参照馬力Ｐｒが、２８０ＰＳであったとする。この場合、トルクカーブ選択部１４０は、最大出力馬力が２６６ＰＳの第４のトルクカーブ２２４（図４参照）を選択する。この結果、駆動制御部１５０により、最大出力馬力が参照馬力Ｐｒを超えないようにエンジン３の燃料噴射量が制限されるため、エンジン３の出力馬力は参照馬力Ｐｒ以下に維持され、車両１の加速度は加速度上限値α以下に維持されることになる。

このような手法により、トルクカーブ選択部１４０は、車両１の加速度が加速度上限値αを超えない、あるいは、加速度上限値以下に概ね抑えられるようなトルクカーブを選択することができる。

上述の走行抵抗馬力Ｐ１および加速制限余裕馬力Ｐ２は、いずれも、簡単かつ高精度に算出可能である。また、トルクカーブによる馬力制限制御は、簡単かつ高精度に実現が可能である。したがって、馬力制限制御を用いて加速度を制限する走行制御装置１００は、加速度制限制御を簡単に実現することができる。

また、上述の通り、車速毎の加速度上限値αは、適切な値を、異なる車種およびその他の諸条件に対して共通に設定することができる。したがって、走行制御装置１００の加速度制限制御は、デフォルト値が自明であり、キャリブレーションジョブが容易である。

更に、走行制御装置１００の加速度制限制御は、等馬力的加速感が得られるため、無用な加速を煽らず、かつ、アーリーシフトに誘導し易くすることができる。また、走行制御装置１００の加速度制限制御は、シフト直前の出力トルクが低く抑えられることになり、シフト時の駆動力変化が比較的小さくなるため、シフトショックを低減することができる。

なお、車両１の加速度が加速度上限値αを超えないトルクカーブの選択手法は、上述の例に限定されるものではない。

例えば、トルクカーブ選択部１４０は、第１〜第７のトルクカーブ２２１〜２２７のうち、最大出力馬力が算出された参照馬力Ｐｒよりも高く、かつ、最大出力馬力が第１〜第７のトルクカーブ２２１〜２２７の間で最も低い、トルクカーブを選択してもよい。但し、この場合、車両１の加速度が決定された加速度上限値αを超えないように、参照馬力Ｐｒの算出に用いられる加速制限余裕馬力Ｐ２（あるいは加速度上限値α）に対し、加速制限余裕馬力取得部１３０により、所定の係数が乗じられることが望ましい

また、上記いずれの場合にも、各部の動作タイミングのずれや道路環境等に起因して、車両１の実際の加速度が加速度上限値αを想定よりも大きく上回る可能性がある。したがって、トルクカーブ選択部１４０は、上述の手法により算出される参照馬力Ｐｒに対して更に余裕を持たせた値（例えば１.１を乗じた値）を用いて、トルクカーブを選択してもよい。

＜走行制御装置の動作＞
次に、走行制御装置１００の動作について説明する。

図５は、走行制御装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、走行制御装置１００の動作のうち、馬力制限制御および加速度制限制御に関する動作に着目して説明する。走行制御装置１００は、例えば、エンジン３が始動し、シフトがドライブレンジに切り替わったときに、以下に示す動作を開始する。

ステップＳ１１００において、走行抵抗馬力取得部１２０は、トルクカーブを選択するタイミングか否かを判定する。かかるタイミングは、例えば、動作開始のタイミング、および、その後１秒毎に到来するタイミングである。走行抵抗馬力取得部１２０は、トルクカーブを選択するタイミングである場合（Ｓ１１００：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１２００へ進める。走行抵抗馬力取得部１２０は、トルクカーブを選択するタイミングではない場合（Ｓ１１００：ＮＯ）、処理を後述のステップＳ１６００へ進める。

ステップＳ１２００において、走行抵抗馬力取得部１２０（および加速制限余裕馬力取得部１３０）は、車速Ｖ等の車両状態を検出する。

ステップＳ１３００において、走行抵抗馬力取得部１２０は、検出された車両状態から、走行抵抗馬力Ｐ１を算出する。

ステップＳ１４００において、加速制限余裕馬力取得部１３０は、検出された車両状態から、加速度上限値αを決定し、加速制限余裕馬力Ｐ２を算出する。

ステップＳ１５００において、トルクカーブ選択部１４０は、走行抵抗馬力Ｐ１および加速制限余裕馬力Ｐ２を加算して、参照馬力Ｐｒを算出し、最大出力馬力が参照馬力Ｐｒ以下（あるいは参照馬力Ｐｒに近い値の）トルクカーブを選択する（切り替える）。

ステップＳ１６００において、駆動制御部１５０は、選択中のトルクカーブに従って車両１の駆動を制御する。すなわち、駆動制御部１５０は、エンジン出力トルクが、その時点のエンジン回転速度についてトルクカーブが規定する最大エンジン出力トルクを超えないように燃料噴射量を制限しながら、運転者の操作に応じて車両１を駆動／制動させる。

そして、ステップＳ１７００において、走行抵抗馬力取得部１２０は、馬力制限制御および加速度制限制御に関する動作の終了を、運転者の所定の解除操作等により指示されたか否かを判定する。走行抵抗馬力取得部１２０は、動作の終了を指示されていない場合（Ｓ１７００：ＮＯ）、処理をステップＳ１１００へ戻す。また、走行抵抗馬力取得部１２０は、動作の終了を指示された場合（Ｓ１７００：ＹＥＳ）、馬力制限制御および加速度制限制御に関する動作を終了する。この結果、例えば、走行制御装置１００は、出力馬力および加速度の制限を行わない、通常の走行制御を行う。

このような動作により、走行制御装置１００は、走行中に継続して、上述の馬力制限制御による加速度制限制御を実現することができる。

＜実験結果＞
次に、加速度制限制御の実験結果について説明する。

図６および図７は、走行制御装置１００による加速度制限制御の実験結果の例を示す図である。図６は、勾配が−２％の環境において車両１を走行させたときの、車速毎の最大加速度をプロットした図である。図７は、勾配が＋４％の環境において車両１を走行させたときの、車速毎の最大加速度をプロットした図である。図６および図７において、横軸は車速［ｋｐｈ］を示し、縦軸は加速度［ｍ／ｓ＾２］を示す。

図６および図７にプロットされた最大加速度３１１、３１２の線を、図３の加速度上限値情報２１３の線と比較してみると、いずれの勾配においても、車両１の最大加速度が、加速度の上限の目標値として決定された加速度上限値αを概ね下回り、かつ、かかる加速度上限値αに概ね沿っていることが分かる。すなわち、走行制御装置１００の加速度制限制御により、実現した加速度は、目標にほぼ近いレベルに制御されていることが分かる。

このように、実験により、走行制御装置１００による加速度制限制御が高精度に行われることが分かった。

＜駆動制御の他の例＞
なお、駆動制御部１５０は、車両１が走行する道路の勾配に応じて、ガバニング開始回転数を変更してもよい。より具体的には、駆動制御部１５０は、例えば、シフトアップの後に必要なエンジン回転数と、勾配と、車両の質量とに基づいてガバニング開始回転数を算出し、算出されたガバニング開始回転数にエンジン回転数が到達したときにシフトアップを行う。

この場合、各トルクカーブは、図４に示す例に比べて、より高いエンジン回転数の領域まで、等馬力区間を規定する。また、上述の車両仕様情報は、各ギア段のギア比（レシオ）、および、ＮＶ比（エンジン回転数／車速）に関する情報等を含む。

そして、駆動制御部１５０は、まず、例えば以下の式（５）を用いて、勾配ｇｒａｄを算出する。
ｇｒａｄ ＝ １００・（７５・Ｐ１／Ｖ／ｍ−ｒｒ／ｍ／ｇ）
但し、ｇｒａｄ： 勾配［％］
Ｐ１： 走行抵抗馬力［ＰＳ］
Ｖ： 車速［ｍ／ｓ］
ｍ： 車両１の総質量［ｋｇ］
ｒｒ：走行抵抗［Ｎ］
ｇ: 重力加速度

そして、駆動制御部１５０は、シフトアップ後のシフトに対応するトルクカーブから、シフトアップ後において必要十分なエンジン回転数（例えば、等馬力区間におけるエンジン回転数の最小値）を、シフトアップ後回転数Ｒｌとして取得する。また、駆動制御部１５０は、走行抵抗馬力取得部１２０と同様の手法により、あるいは走行抵抗馬力取得部１２０から、車両１の総質量ｍおよび車速ｖ［ｋｐｈ］を取得する。

また、駆動制御部１５０は、情報格納部１１０に格納された車両仕様情報から、現段レシオＧｕ、シフト先レシオＧｌ、転がり抵抗係数ｒｒｃ、空気抵抗係数ａｒｃ、現段ＮＶ比Ｎｖ、およびシフト所要時間Δｔを取得する。

そして、駆動制御部１５０は、例えば、以下の式（６）〜（１０）を用いて、ガバニング開始回転数（シフトアップ回転数）Ｒｕを算出する。
Ｓ ＝ Ｇｕ／Ｇｌ ・・・（６）
ｒｒ' ＝ （ｒｒｃ・ｍ・ｇ＋ａｒｃ・ｖ^２）／ｍ／ｇ ・・・（７）
ΔＲｇ ＝ Ｒｌ・（Ｓ−１） ・・・（８）
ΔＲｃ ＝ ３５.３・Ｎｖ・Δｔ・（ｇｒａｄ／１００＋ｒｒ'）／Ｓ ・・・（９）
Ｒｕ ＝ Ｒｌ＋ΔＲｇ＋ΔＲｃ ・・・（１０）
但し、
Ｓ： ステップ比
Ｇｕ： 現段レシオ
Ｇｌ： シフト先レシオ
ｒｒ'： 走行抵抗重量比
ｒｒｃ： 転がり抵抗係数
ｍ： 車両総質量［ｋｇ］
ａｒｃ： 空気抵抗係数［Ｎ／ｋｐｈ^２］
ｖ：： 車速［ｋｐｈ］
ΔＲｇ： ギアシフト回転数差［ｒｐｍ］
Ｒｌ： シフトアップ後回転数［ｒｐｍ］
ΔＲｃ： 車速落ち回転数差［ｒｐｍ］
Ｎｖ： 現段ＮＶ比［ｒｐｍ／ｋｐｈ］
Δｔ： シフト所要時間［ｓｅｃ］
ｇｒａｄ： 勾配［％］
Ｒｕ： ガバニング開始回転数［ｒｐｍ］

駆動制御部１５０は、算出されたガバニング開始回転数Ｒｕに基づいて、シフトアップのタイミングを制御する。

このように、走行制御装置１００は、適切なガバニング開始回転数Ｒｕを可変とすることにより、必要十分なエンジン回転数で駆動するようにシフトアップを制御することができ、より精密に低回転シフトを促すことが可能となる。

＜実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態に係る走行制御装置１００は、車両１の駆動を制御する装置であって、車両１の加速度の上限の目標値である加速度上限値αに基づいて、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から１つを選択するトルクカーブ選択部１４０を有する。そして、本実施の形態に係る走行制御装置１００は、選択されたトルクカーブに従って車両１の駆動を制御する駆動制御部１５０と、を有する。

これにより、本実施の形態に係る走行制御装置１００は、馬力制限制御により加速度を制限することができるため、より簡単に加速度制限制御を実現することができる。

＜本実施の形態の変形例＞
なお、以上説明した走行制御装置１００の構成の一部は、走行制御装置１００の構成の他の部分と物理的に離隔していてもよい。この場合、それらの構成は、互いに通信を行うための通信部をそれぞれ備える必要がある。

＜本開示のまとめ＞
本開示の走行制御装置は、車両の駆動を制御する走行制御装置であって、前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値に基づいて、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から１つを選択するトルクカーブ選択部と、選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御する駆動制御部と、を有する。

なお、上記走行制御装置において、前記トルクカーブ選択部は、前記車両の加速度が前記加速度上限値を超えないトルクカーブを選択してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記車両の走行抵抗馬力を取得する走行抵抗馬力取得部と、前記車両を前記加速度上限値で加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得する加速制限余裕馬力取得部と、有し、前記トルクカーブ選択部は、前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力とを加算して参照馬力を算出し、前記参照馬力に基づいて前記トルクカーブを選択してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記加速制限余裕馬力取得部は、前記加速度上限値、前記車両の質量、前記車両の車輪駆動系の慣性相当質量、重力加速度、前記車輪駆動系の伝達効率、および前記車両の走行速度に基づいて、前記加速制限余裕馬力を算出してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記加速制限余裕馬力取得部は、前記車両の走行速度を取得し、取得された前記走行速度と、前記車両が取り得る走行速度毎に前記加速度上限値を規定した加速度上限値情報と、に基づいて、前記トルクカーブの選択に用いる前記加速度上限値を決定してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記トルクカーブ選択部は、前記複数のトルクカーブのうち、前記最大出力馬力が前記参照馬力を超えず、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も高い、前記トルクカーブを選択してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記トルクカーブ選択部は、前記走行抵抗馬力と前記車両を前記加速度上限値で加速させる馬力に所定の係数を乗じた値である加速制限余裕馬力とを加算した値である参照馬力を算出し、前記複数の馬力制限モードのうち、前記最大出力馬力が前記参照馬力よりも高く、かつ、前記最大出力馬力が前記複数の馬力制限モードの間で最も低い、前記馬力制限モードを選択してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記複数のトルクカーブは前記車両の複数のギア段に対応しており、前記駆動制御部は、前記車両が走行する道路の勾配に応じて、ガバニング開始回転数を変更してもよい。

また、上記走行制御装置において、前記駆動制御部は、シフトアップの後に必要なエンジン回転数と、前記勾配と、前記車両の質量と、に基づいて、前記ガバニング開始回転数を算出してもよい。

本開示の走行制御方法は、車両の駆動を制御する走行制御方法であって、前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値に基づいて、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から１つを選択するステップと、選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御するステップと、を有する。

本開示に係る走行制御装置および走行制御方法は、より簡単に加速度制限制御を実現することができる走行制御装置および走行制御方法として有用である。

１ 車両
２ 走行制御システム
３ エンジン
４ クラッチ
５ 変速機
６ 推進軸
７ 差動装置
８ 駆動軸
９ 車輪
１０ エンジン用ＥＣＵ
１１ 動力伝達用ＥＣＵ
３０ 車両情報取得装置
３１ アクセルセンサ
３２ ブレーキスイッチ
３３ シフトレバー
３４ ターンシグナルスイッチ
３５ 車速センサ
３６ エンジン回転数センサ
３７ 加速度センサ
３８ 変位センサ
４０ 制動装置
４１ フットブレーキ
４２ リターダ
４３ 補助ブレーキ
１００ 走行制御装置
１１０ 情報格納部
１２０ 走行抵抗馬力取得部
１３０ 加速制限余裕馬力取得部
１４０ トルクカーブ選択部
１５０ 駆動制御部

Claims (8)

1. 車両の駆動を制御する走行制御装置であって、
   前記車両の走行抵抗馬力を取得する走行抵抗馬力取得部と、
   前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値で前記車両を加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得する加速制限余裕馬力取得部と、
   前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力とを加算して参照馬力を算出し、前記参照馬力に基づいて、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から１つを選択するトルクカーブ選択部と、
   選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御する駆動制御部と、を有し、
   前記トルクカーブ選択部は、前記複数のトルクカーブのうち、前記最大出力馬力が前記参照馬力を超えず、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も高い、前記トルクカーブを選択する、
   走行制御装置。
2. 車両の駆動を制御する走行制御装置であって、
   前記車両の走行抵抗馬力を取得する走行抵抗馬力取得部と、
   前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値で前記車両を加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得する加速制限余裕馬力取得部と、
   前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力とに基づいて参照馬力を算出し、前記参照馬力に基づいて、それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から１つを選択するトルクカーブ選択部と、
   選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御する駆動制御部と、を有し、
   前記トルクカーブ選択部は、前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力に所定の係数を乗じた値とを加算した値である参照馬力を算出し、前記複数のトルクカーブのうち、前記最大出力馬力が前記参照馬力よりも高く、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も低い、前記トルクカーブを選択する、
   走行制御装置。
3. 前記加速制限余裕馬力取得部は、
   前記加速度上限値、前記車両の質量、前記車両の車輪駆動系の慣性相当質量、重力加速度、前記車輪駆動系の伝達効率、および前記車両の走行速度に基づいて、前記加速制限余裕馬力を算出する、
   請求項１または２に記載の走行制御装置。
4. 前記加速制限余裕馬力取得部は、
   前記車両の走行速度を取得し、取得された前記走行速度と、前記車両が取り得る走行速度毎に前記加速度上限値を規定した加速度上限値情報と、に基づいて、前記トルクカーブの選択に用いる前記加速度上限値を決定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
5. 前記複数のトルクカーブは前記車両の複数のギア段に対応しており、
   前記駆動制御部は、
   前記車両が走行する道路の勾配に応じて、前記駆動制御部がシフトアップを行うか否かを判定する基準の回転数を変更する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の走行制御装置。
6. 前記駆動制御部は、
   シフトアップの後に必要なエンジン回転数と、前記勾配と、前記車両の質量と、に基づいて、前記基準の回転数を算出する、
   請求項５に記載の走行制御装置。
7. 車両の駆動を制御する走行制御方法であって、
   前記車両の走行抵抗馬力を取得するステップと、
   前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値で前記車両を加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得するステップと、
   前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力とを加算して参照馬力を算出するステップと、
   それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から、前記最大出力馬力が前記参照馬力を超えず、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も高い、前記トルクカーブを選択するステップと、
   選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御するステップと、を有する、
   走行制御方法。
8. 車両の駆動を制御する走行制御方法であって、
   前記車両の走行抵抗馬力を取得するステップと、
   前記車両の加速度の上限の目標値である加速度上限値で前記車両を加速させる動力である加速制限余裕馬力を取得するステップと、
   前記走行抵抗馬力と前記加速制限余裕馬力に所定の係数を乗じた値とを加算した値である参照馬力を算出するステップと、
   それぞれ異なる最大出力馬力に対応しエンジン回転数毎に最大エンジン出力トルクを規定する複数のトルクカーブの中から、前記最大出力馬力が前記参照馬力よりも高く、かつ、前記最大出力馬力が前記複数のトルクカーブの間で最も低い、前記トルクカーブを選択するステップと、
   選択された前記トルクカーブに従って前記車両の駆動を制御するステップと、を有する、
   走行制御方法。

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