WO2010113319A1 - 車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

　車両の駆動制御装置は、例えば内燃機関や変速機などに対して制御を行うために好適に利用される。総合燃料消費量算出手段は、所定の車速及び所定の加速度で単位距離走行した場合の燃料消費量を、目標距離に応じて時間軸上で積算することで、総合燃料消費量を算出する。走行パターン算出手段は、当該総合燃料消費量に基づいて、目標距離を走行する際の車速と加速度との関係を示す走行パターンを算出する。こうして算出された走行パターンに基づいて制御を行うことにより、総合的な燃料消費量を最適にすることができ、実燃費を向上させることが可能となる。

Description

車両の駆動制御装置

　本発明は、車両の駆動制御装置に関する。

　従来から、車両の燃費を向上させることを図った技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、目的地に至る経路を分割し、分割した経路毎に燃料消費量が最小となる車速パターンを算出する技術が提案されている。また、特許文献２には、省燃費用のアクセル開度となるように、自動的にアクセル開度を制御する技術が提案されている。

特開２００８－３２５４２号公報 特開２００６－３３６６０１号公報

　しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、加速度を考慮した総合的な燃料消費量を最小にすることについては考えられてはいなかった。例えば、長距離走行を行う場合には、短距離走行を行う場合に比して、短時間で定常走行が行われるように加速させたほうが、加速時における燃料消費量が悪化したとしても総合的な燃費が改善するといったことについては考慮されていなかった。また、特許文献２に記載された技術でも、加速度を考慮した総合的な燃料消費量を最小にすることについては考えられてはいなかった。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、目標距離を走行する場合の総合燃料消費量に基づいて、最適な走行パターンを算出することが可能な車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。

　本発明の１つの観点では、車両の駆動制御装置は、所定の車速及び所定の加速度で単位距離走行した場合の燃料消費量を、目標距離に応じて時間軸上で積算することで、総合燃料消費量を算出する総合燃料消費量算出手段と、前記総合燃料消費量に基づいて、前記目標距離を走行する際の車速と加速度との関係を示す走行パターンを算出する走行パターン算出手段と、を備える。

　上記の車両の駆動制御装置は、例えば内燃機関や変速機などに対して制御を行うために好適に利用される。総合燃料消費量算出手段は、所定の車速及び所定の加速度で単位距離走行した場合の燃料消費量を、目標距離に応じて時間軸上で積算することで、総合燃料消費量を算出する。そして、走行パターン算出手段は、このような総合燃料消費量に基づいて、目標距離を走行する際の車速と加速度との関係を示す走行パターンを算出する。こうして算出された走行パターンに基づいて制御を行うことにより、総合的な燃料消費量を最適にすることができ、実燃費を向上させることが可能となる。

　上記の車両の駆動制御装置の一態様では、前記走行パターン算出手段は、前記総合燃料消費量が最小となるように、前記走行パターンを算出する。

　この態様によれば、算出された走行パターンに基づいて制御を行うことにより、目標距離を走行する場合の総合燃料消費量を最小にすることが可能となる。

　上記の車両の駆動制御装置の他の一態様では、前記走行パターン算出手段は、外部より燃料消費量における制限値を取得し、前記総合燃料消費量が前記制限値以下となるように、前記走行パターンを算出する。

　この態様によれば、取得された制限値に対応する総合燃料消費量の範囲内で、最適な走行を行わせることが可能となる。

　上記の車両の駆動制御装置の他の一態様では、前記走行パターン算出手段は、外部より定常走行を行う際の速度を取得し、車両が前記速度で定常走行を行うように、前記走行パターンを算出する。

　この態様によれば、取得された定常走行速度についての制約条件を適切に満たしつつ、総合燃料消費量を最適にすることが可能となる。

　上記の車両の駆動制御装置の他の一態様では、前記走行パターン算出手段は、外部より前記目標距離に達するまでの目標到達時間を取得し、前記目標距離への到達時間が前記目標到達時間以下となるように、前記走行パターンを算出する。

　この態様によれば、取得された目標到達時間についての制約条件を適切に満たしつつ、総合燃料消費量を最適にすることが可能となる。

　上記の車両の駆動制御装置の他の一態様では、前記走行パターン算出手段は、外部より最大加速度を取得し、前記目標距離に達するまでに発生する加速度の最大値が前記最大加速度となるように、前記走行パターンを算出する。

　この態様によれば、取得された最大加速度についての制約条件を適切に満たしつつ、総合燃料消費量を最適にすることが可能となる。

　本発明の他の観点では、車両の駆動制御装置は、目標距離が所定距離以上である場合、目標距離が前記所定距離未満である場合に比して、短時間で定常走行が行われるように、前記目標距離を走行する際の車速と加速度との関係を示す走行パターンを算出する。

　上記の車両の駆動制御装置によっても、算出された走行パターンに基づいて制御を行うことにより、総合的な燃料消費量を最適にすることができ、実燃費を向上させることが可能となる。

本発明における車両の駆動制御装置を適用したシステムの一例を示す概略構成図である。 ＥＣＵの概略構成を示したブロック図である。 単位距離進むのに必要な燃料消費量の求め方などを説明するための図である。 同一の燃料消費量での車速と加速度との関係を説明するための図である。 走行パターンによる燃費の違いを説明するための図である。 第１実施例における走行パターンの算出方法を説明するための図である。 ＥＣＵに記憶された走行パターンのマップ例を示す。 第２実施例における走行パターンの算出方法を説明するための図である。 第３実施例における走行パターンの算出方法を説明するための図である。 第４実施例の第１の例における、走行パターンの算出方法を説明するための図である。 第４実施例の第２の例における、走行パターンの算出方法を説明するための図である。 第５実施例における走行パターンの算出方法を説明するための図である。 第６実施例における制御処理を示すフローチャートである。

　以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
［装置構成］
　図１は、本発明における車両の駆動制御装置を適用したシステムの一例を示す概略構成図である。当該システムは、車両に搭載され、主に、燃費走行モードスイッチ１と、制約条件入力部２と、ナビゲーションシステム３と、車速センサ４と、加速度センサ５と、アクセル開度センサ６と、エンジン（内燃機関）８と、無段変速機９と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、を備える。

　燃費走行モードスイッチ１は、車両を省燃費走行させるためのモード（以下、「燃費走行モード」と呼ぶ。）に設定するために、ドライバなどによって操作されるスイッチである。この燃費走行モードは、制約条件入力部２が取得した条件下において、燃費が最適となるように車両を走行させるモードに相当する。燃費走行モードスイッチ１のオン／オフに対応する信号は、ＥＣＵ１０に供給される。

　制約条件入力部２は、燃費走行モードの設定時において満たすべき条件（以下、単に「制約条件」と呼ぶ。）が、ドライバなどにより入力可能に構成されている。例えば、制約条件入力部２は、キー、スイッチ、ボタン、リモコンや、表示装置の表示画面上に設けられたタッチパネルなどで構成される。詳細は後述するが、制約条件は、燃費走行モードで走行する距離や、定常走行を行う際の速度や、最大加速度などに相当する。制約条件入力部２より入力された制約条件に対応する信号は、ＥＣＵ１０に供給される。

　ナビゲーションシステム３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などを利用して、表示画面上に車両の現在位置を表示させたり、目的地までの経路案内を行ったりするシステムである。また、ナビゲーションシステム３は、図示しない通信装置を介して、サーバなどより種々の情報（例えば制限車速や交通量の情報など）を取得する。ナビゲーションシステム３が取得した情報に対応する信号は、ＥＣＵ１０に供給される。

　車速センサ４は、車速を検出可能に構成されたセンサであり、加速度センサ５は、加速度を検出可能に構成されたセンサであり、アクセル開度センサ６は、ドライバによるアクセルペダルの操作に対応するアクセル開度を検出可能に構成されたセンサである。車速センサ４、加速度センサ５、及びアクセル開度センサ６は、それぞれ、検出した車速、加速度、及びアクセル開度に対応する検出信号をＥＣＵ１０に供給する。

　エンジン８は、空気と燃料との混合気を燃焼させることで、車両の走行用動力を出力する装置である。エンジン８は、ＥＣＵ１０から供給される制御信号によって制御が行われる。無段変速機９は、エンジン８から出力された動力を、変速比を連続的に変化させて伝達可能に構成された動力伝達機構である。無段変速機９は、ＥＣＵ１０から供給される制御信号によって制御が行われる。

　ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、車両内の各構成要素に対して種々の制御を行う。例えば、ＥＣＵ１０は、上記のようにして供給された信号に基づいて、エンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　図２は、ＥＣＵ１０の概略構成を示したブロック図である。図示のように、ＥＣＵ１０は、主に、走行パターン算出部１０ａと、制御判定部１０ｂと、目標トルク算出部１０ｃと、エンジン制御部１０ｄと、目標回転数算出部１０ｅと、変速機制御部１０ｆと、を有する。

　本実施形態では、ＥＣＵ１０は、ドライバにより燃費走行モードが選択された際において、ドライバより入力された制約条件を満たし、且つ、総合的な燃料消費量が最適となるような走行パターンを算出する。ここで、「走行パターン」とは、目標距離（ドライバなどによって制約条件入力部２に入力された、目的地までの距離に相当する。以下同じ。）を走行する際の車速と加速度（目標加速度）との関係を示すパターンに相当する。言い換えると、目標距離を走行する際において、車速を変化させるための加速度（目標加速度）の変化のさせ方に相当する。

　そして、ＥＣＵ１０は、算出された走行パターンに基づいて、エンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ１０は、走行パターンに対応する走行が実現されるように（詳しくは、走行パターンに対応する車速や加速度などが実現されるように）、目標距離や現在の車速などに基づいて、エンジン８の駆動力（エンジントルク）の制御や無段変速機９の変速比の制御を行う。このように、ＥＣＵ１０は、本発明における車両の駆動制御装置に相当し、総合燃料消費量算出手段及び走行パターン算出手段として機能する。

　ＥＣＵ１０が行う処理・制御について具体的に説明する。走行パターン算出部１０ａは、上記した燃費走行モードスイッチ１、制約条件入力部２、及びナビゲーションシステム３から供給される信号などに基づいて、走行パターンを算出する。走行パターンの算出方法は、詳細は後述する。制御判定部１０ｂは、アクセル開度センサ６から供給される信号に基づいて、走行パターン算出部１０ａが算出した走行パターンに基づいた制御を行うべきであるか否かを判定する。詳しくは、制御判定部１０ｂは、ドライバよりアクセル操作が行われた際に（アクセルがオンとなった際に）、走行パターンに基づいた制御を行うべきであると判定する。こうしているのは、車両の走行を開始するとのドライバの意思があった場合にのみ、走行パターンに基づいた制御を実行すべきであるからである。

　目標トルク算出部１０ｃは、走行パターンに基づいてエンジン８の目標トルクを算出し、エンジン制御部１０ｄは、目標トルク算出部１０ｃによって算出された目標トルクに基づいて、エンジン８に対する制御を行う。目標回転数算出部１０ｅは、走行パターンに基づいて無段変速機９における目標回転数を算出し、変速機制御部１０ｆは、目標回転数算出部１０ｅによって算出された目標回転数に基づいて、無段変速機９に対する制御を行う。
［走行パターンの算出方法］
　次に、本実施形態における走行パターンの算出方法について具体的に説明する。本実施形態では、所定の車速及び所定の加速度で単位距離走行した場合の燃料消費量を、目標距離に応じて時間軸上で積算することで、総合的な燃料消費量（以下では、「総合燃料消費量」若しくは単に「燃料消費量」と表記する。）を算出し、当該総合燃料消費量に基づいて走行パターンを算出する。例えば、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンが算出される。

　こうする理由は、以下の通りである。一般的に、無段変速機を有する車両においては、燃費最適線に従ってエンジンが動作するように、無段変速機に対する変速制御が行われる。このような燃費最適線に従った制御は、ある仕事量をするのにエンジンの効率が最も良い動作点にて制御することに相当する。そのため、燃費最適線に従った制御をしていても、加速の仕方や定常走行時の車速の違いなどにより、燃料消費量が変化するものと考えられる。例えば、加速度が高い場合には、より早く目的地に到達するものの、走行する距離によっては、燃料を余分に使用していることとなる可能性がある。

　よって、本実施形態では、上記のように算出された総合燃料消費量を考慮して走行パターンを求めて、当該走行パターンに基づいてエンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　次に、図３乃至図５を参照して、本実施形態における走行パターンの算出方法の基本概念について説明する。

　図３は、単位距離進むのに必要な燃料消費量の求め方などを説明するための図である。図３（ａ）は、横軸にエンジン回転数を示し、縦軸にエンジントルクを示している。具体的には、図３（ａ）では、実線でエンジン等燃費線の一例を示し、破線でエンジン８の燃費最適線の一例を示している。図３（ｂ）は、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示している。具体的には、図３（ｂ）では、単位距離進むのに必要な燃料消費量を等高線で示している。例えば、「１（ｍ）」進むのに必要な燃料消費量（ｇ／ｍ）を示している。これより、所定の車速及び所定の加速度で単位距離走行した場合の燃料消費量がわかる。

　図３（ｂ）に示すような単位距離進むのに必要な燃料消費量は、エンジン８が燃費最適線に従って動作することを前提として、車両ごとに実験やシミュレーションを行うことで求められる。例えば、車両ごとの走行抵抗なども加味して求められる。本実施形態では、このような単位距離進むのに必要な燃料消費量を用いて、所定の車速及び所定の加速度で単位距離走行した場合の燃料消費量を、目標距離に応じて時間軸上で積算することで、総合燃料消費量を求める。

　図４は、同一の燃料消費量での車速と加速度との関係を説明するための図である。図４は、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示している。同一の燃料消費量にて加速度を変化させて車速を変化させた場合、矢印３０で示すような加速は、車速を早く上昇させる加速に相当し、矢印３１で示すような加速は、距離を長く進む加速に相当する。また、ハッチング領域で示すような加速は、車速が上昇せず、進む距離も短いような加速に相当する。これらより、車速を早く上昇させて、その後加速度を下げて定常走行（言い換えると等速走行）に移行すれば、総合燃料消費量が比較的小さくなる傾向にあると考えられる。

　図５は、走行パターンによる燃費の違いを説明するための図である。図５（ａ）は、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示しており、単位距離進むのに必要な燃料消費量を等高線で示している。なお、図５（ａ）に示す燃料消費量の等高線は、図３（ｂ）に示したものと同様である。

　ここでは、矢印Ａ１１及び矢印Ａ１２で示すような走行パターンにて走行する場合を例に挙げる。走行パターンＡ１１は、加速度をあまり上昇させずに定常走行に移行するような走行パターンに相当し、走行パターンＡ１２は、車速を早く上昇させて、その後加速度を下げて定常走行に移行するような走行パターンに相当する。なお、走行パターンＡ１１及び走行パターンＡ１２の両方とも、燃料消費量が最小である最適な車速で定常走行を行うものとする。

　図５（ｂ）は、横軸に距離を示し、縦軸に燃費を示している。具体的には、実線Ａ２１は、走行パターンＡ１１で走行した場合における距離と燃費との関係を示しており、破線Ａ２２は、走行パターンＡ１２で走行した場合における距離と燃費との関係を示している。これより、距離Ｌを下回る距離を走行する場合には（矢印Ａ５参照）、走行パターンＡ１１で走行するほうが走行パターンＡ１２で走行するよりも燃費が良いことがわかる。これに対して、距離Ｌを上回る距離を走行する場合には（矢印Ａ６参照）、走行パターンＡ１２で走行するほうが走行パターンＡ１１で走行するよりも燃費が良いことがわかる。これは、走行パターンＡ１２で走行するほうが走行パターンＡ１１で走行するよりも早く定常走行に移行できるからである。

　このようなことから、本実施形態では、目標距離が所定距離以上である場合には、目標距離が所定距離未満である場合に比して、短時間で定常走行が行われるように（言い換えると、加速度を上げて車速を早く上昇させてから定常走行に移行するように）、走行パターンを算出する。なお、当該所定距離は、車両ごとに実験やシミュレーションなどを行うことで得られる。

　こうして算出された走行パターンに基づいて駆動制御を行うことにより、実燃費を向上させることが可能となる。具体的には、総合燃料消費量を最小にすることが可能となる。

　以下で、走行パターンの算出方法の実施例（第１乃至第６実施例）についての説明を行う。

　（第１実施例）
　第１実施例では、上記したような総合燃料消費量が最小となるように走行パターンを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択され、ドライバによって制約条件として距離（目標距離）が入力された場合に、目標距離を走行する上で総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、目標距離の制約条件下において、エンジン８が燃費最適線にて動作した場合、車両が単位距離進むのに必要な燃料消費量が最小となる車速と加速度との関係から、目的地に到達するまでの最適な走行パターンを算出する。

　このように算出された走行パターンに基づいて駆動制御を行うことにより、目標距離を走行する場合の総合燃料消費量を最小にすることが可能となる。

　図６は、第１実施例における走行パターンの算出方法を説明するための図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれ、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示しており、単位距離進むのに必要な燃料消費量を等高線で示している。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す燃料消費量の等高線は、図３（ｂ）に示したものと同様である。

　図６（ａ）は、計算時における走行パターンの例（パターン１及びパターン２）を示している。第１実施例では、目標距離を走行する場合に想定される全ての走行パターンについて、所定の車速及び所定の加速度で単位距離走行した場合の燃料消費量を時間軸上で積算していくことで、総合燃料消費量を計算する。具体的には、図６（ａ）において格子状に示したように、車速と加速度とで規定されたマトリックスを考えて、全ての走行パターンについて総合燃料消費量を計算する。そして、計算された総合燃料消費量の中で最も総合燃料消費量が小さい走行パターンを最適なものとして採用する。こうすることは、燃料消費量の積分値が最小となる、車速に対する加速度の経路を探索することに相当する。

　図６（ｂ）は、最適な走行パターンの計算結果例を示している。具体的には、ハッチングしたブロックにて、目標距離を走行する場合の総合燃料消費量が最小となる走行パターン例を表している。なお、図６（ｂ）中の「×」は、このように加速度を変化させた場合には最適な燃費が得られないといったことを表している。

　なお、上記では、目標距離を走行する場合に想定される全ての走行パターンについて総合燃料消費量を計算する例を示したが、全ての走行パターンについて計算を行わなくても良い。例えば、総合燃料消費量が小さくなると考えられるような走行パターンについてのみ、総合燃料消費量を計算しても良い。こうすれば、効率良く、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出することができる。

　次に、第１実施例においてＥＣＵ１０が行う制御方法の具体例について説明する。

　１つの例では、上記したような方法で目標距離毎に最適な走行パターン（総合燃料消費量が最小となるような走行パターン）を予め算出しておき、算出された走行パターンをＥＣＵ１０にマップとして記憶しておく。そして、ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択され、ドライバによって制約条件として目標距離が入力された場合に、当該目標距離に対応するマップを読み出して、当該マップに従ってエンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　図７は、ＥＣＵ１０に記憶された、目標距離毎の走行パターンのマップ例を示している。なお、このような走行パターンのマップは、ＥＣＵ１０が算出することに限定されず、他のコンピュータが車両の設計段階で予め計算しておき、ＥＣＵ１０に記憶させることとしても良い。

　他の例では、ＥＣＵ１０は、上記のようなマップを用いる代わりに、燃費走行モードでの走行中に、その都度、オンラインで最適な走行パターンを算出する。例えば、ＥＣＵ１０は、所定時間ごとや、障害などに遭遇した際（赤信号で停止した場合や右左折するために減速した場合など）や、ドライバによってブレーキが踏まれた際などに、最適な走行パターンを算出し直す。これにより、より状況に適した走行パターンを算出することが可能となる。

　この例における走行パターンの算出方法について具体的に説明する。式（１）で示す関数ｆは、図３（ｂ）に示したような単位距離進むのに必要な燃料消費量を、車速及び加速度を用いて近似した関数に相当する。式（１）において、「Ｖ」は車速を示し、「Ｇ」は加速度を示し、「Ｑ」は燃料消費量を示している。なお、このような関数ｆは予め用意されて、ＥＣＵ１０に記憶される。

　ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択され、ドライバによって制約条件として目標距離が入力された場合に、以下の式（２）を用いて、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。

　式（２）において、「Ｊ」は目標距離進むのに必要な総合燃料消費量を示し、「ｇ」は最適化のための評価関数を示している。式（２）によれば、式（１）に示した「Ｑ」を目標距離で積分することで総合燃料消費量Ｊが算出される。

　ＥＣＵ１０は、このような式（２）を用いて、種々の（Ｖ、Ｇ）のパターンについて総合燃料消費量Ｊを算出し、この中で総合燃料消費量Ｊが最小となる（Ｖ、Ｇ）のパターンを最適な走行パターンとして採用する。そして、ＥＣＵ１０は、採用された走行パターンに基づいてエンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　以上説明した第１実施例によれば、目標距離を走行する場合の総合燃料消費量を最小にすることが可能となる。

　（第２実施例）
　次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、目標距離に加えて、定常走行を行う際の速度（以下、「定常走行速度」と呼ぶ。）を制約条件として用いて、走行パターンを算出する点で、第１実施例と異なる。具体的には、第２実施例では、ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択され、ドライバによって制約条件として目標距離及び定常走行速度が入力された場合に、目標距離を走行する際に車両が当該定常走行速度で定常走行を行うといった条件を満たしつつ、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、目標距離及び定常走行速度の制約条件下において、エンジン８が燃費最適線にて動作した場合、車両が単位距離進むのに必要な燃料消費量が最小となる車速と加速度との関係から、目的地に到達するまでの最適な走行パターンを算出する。

　こうする理由は以下の通りである。第１実施例に示した方法では、目標距離のみを制約条件として用いていたため、基本的には、算出される走行パターンでの定常走行速度は、その車両固有の単一の値となる。具体的には、燃料消費量が最小となるような車速（図３（ｂ）参照）が、定常走行速度として設定される傾向にある。しかしながら、実際には交通の流れがあるため、このような定常走行速度では、交通の流れにそぐわない場合があると考えられる。

　よって、第２実施例では、ドライバによって指定された定常走行速度も考慮して、走行パターンを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、目標距離の走行時において、指定された定常走行速度に最終的に到達して、且つ総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、目標距離の走行時における最終到達速度が当該定常走行速度となるような走行パターンの中で、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを求める。

　図８は、第２実施例における走行パターンの算出方法を説明するための図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、それぞれ、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示しており、単位距離進むのに必要な燃料消費量を等高線で示している。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す燃料消費量の等高線は、図３（ｂ）に示したものと同様である。

　図８（ａ）は、ドライバによって定常走行速度が指定された場合の目標動作点の例を示す。点Ｂ１で示す車速は、燃料消費量が最小となるような車速に相当する。定常走行速度を制約条件として用いなかった場合には、基本的には、当該車速Ｂ１で定常走行が行われるような走行パターンが算出されることとなる。ここでは、ドライバによって、点Ｂ２で示すような車速が定常走行速度として指定された場合を例に挙げる。この定常走行速度Ｂ２は、燃料消費量が最小となるような車速Ｂ１よりも大きい（白抜き矢印参照）。

　図８（ｂ）は、最適な走行パターンの計算結果例を示している。第２実施例では、ＥＣＵ１０は、目標距離の走行時において定常走行速度Ｂ２に最終的に到達して、且つ総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。基本的には、第１実施例で示したような方法により走行パターンを算出する。これにより、例えば、図８（ｂ）においてハッチングしたブロックで示したような走行パターンが算出される。ＥＣＵ１０は、こうして得られた走行パターンに基づいてエンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　以上説明した第２実施例によれば、ドライバが指定した定常走行速度についての制約条件を適切に満たしつつ、総合燃料消費量を最小にすることが可能となる。

　（第３実施例）
　次に、第３実施例について説明する。第３実施例では、目標距離に加えて、目標距離に達するまでの目標到達時間を制約条件として用いて、走行パターンを算出する点で、第１及び第２実施例と異なる。具体的には、第３実施例では、ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択され、ドライバによって制約条件として目標距離及び目標到達時間が入力された場合に、目標距離への到達時間が当該目標到達時間以下となり、且つ、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、目標距離及び目標到達時間の制約条件下において、エンジン８が燃費最適線にて動作した場合、車両が単位距離進むのに必要な燃料消費量が最小となる車速と加速度との関係から、目的地に到達するまでの最適な走行パターンを算出する。

　こうするのは、例えば第１実施例で示した方法では、目標距離のみを制約条件として用いていたため、これにより算出される走行パターンで走行した場合には、加速・車速が不足して、目的地到達までに長時間かかってしまう傾向にあるからである。

　よって、第３実施例では、ドライバによって指定された目標距離に達するまでの目標到達時間も考慮して、走行パターンを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、目標距離への到達時間が目標到達時間以下となり、且つ総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、目標距離への到達時間が目標到達時間以下となるような走行パターンの中で、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを求める。

　図９は、第３実施例における走行パターンの算出方法を説明するための図である。図９（ａ）は、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示しており、単位距離進むのに必要な燃料消費量を等高線で示している。なお、図９（ａ）に示す燃料消費量の等高線は、図３（ｂ）に示したものと同様である。

　具体的には、図９（ａ）中の矢印によって、計算時における走行パターンの例（走行パターンＣ１～Ｃ４）を示している。走行パターンＣ１～Ｃ４は、第１実施例で示した方法により、目標距離を制約条件として用いて求められた走行パターンの一例に相当する。

　図９（ｂ）は、走行パターンＣ１～Ｃ４について算出された総合燃料消費量及び到達時間を示している。ここでは、目標到達時間として「３００」が指定されたものとする。図９（ｂ）に示す走行パターンＣ１～Ｃ４においては、到達時間が目標到達時間以下で、総合燃料消費量が最も小さくなるパターンは、走行パターンＣ３であることがわかる。したがって、ＥＣＵ１０は、走行パターンＣ３を採用する。そして、ＥＣＵ１０は、こうして採用された走行パターンＣ３に基づいてエンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　以上説明した第３実施例によれば、ドライバが指定した目標到達時間についての制約条件を適切に満たしつつ、総合燃料消費量を最小にすることが可能となる。

　なお、第３実施例と、上記した第２実施例とを組み合わせて実施しても良い。具体的には、目標距離及び目標到達時間に加えて、定常走行速度を制約条件として用いて、燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出しても良い。

　（第４実施例）
　次に、第４実施例について説明する。第４実施例では、目標距離に加えて、総合燃料消費量における制限値を制約条件として用いて、走行パターンを算出する点で、第１乃至第３実施例と異なる。具体的には、第４実施例では、ＥＣＵ１０は、当該制限値までは燃料の消費を許容することとして、走行パターンを算出する。

　詳しくは、ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択され、ドライバによって制約条件として目標距離及び総合燃料消費量の制限値が入力された場合に、目標距離に到達するまでの総合燃料消費量が当該制限値以下で、最も速い走行が可能な走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、目標距離及び総合燃料消費量の制限値の制約条件下において、エンジン８が燃費最適線にて動作した場合、車両が単位距離進むのに必要な燃料消費量が最小となる車速と加速度との関係から、目的地に到達するまでの最適な走行パターンを算出する。

　こうするのは、例えば第１実施例で示した方法では、目標距離のみを制約条件として用いていたため、これにより算出される走行パターンで走行した場合には、総合燃料消費量が少ないがゆえに、車速が不足する傾向にあるからである。

　よって、第４実施例では、目標距離に到達するまでの総合燃料消費量が制限値以下で、最も速い走行が可能な走行パターンを算出する。１つの例（以下、「第４実施例の第１の例」と呼ぶ。）では、ＥＣＵ１０は、目標距離に到達するまでの総合燃料消費量が制限値以下で、加速度が最も高くなる走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、総合燃料消費量が制限値以下となるような走行パターンの中で、加速度が最も高くなるような走行パターンを求める。

　他の例（以下、「第４実施例の第２の例」と呼ぶ。）では、ＥＣＵ１０は、目標距離に到達するまでの総合燃料消費量が制限値以下で、目標距離への到達時間が最も短くなる走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、総合燃料消費量が制限値以下となるような走行パターンの中で、目標距離への到達時間が最も短くなるような走行パターンを求める。

　ここで、図１０及び図１１を参照して、第４実施例の第１の例及び第２の例について具体的に説明する。

　図１０は、第４実施例の第１の例における、走行パターンの算出方法を説明するための図である。図１０（ａ）は、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示しており、単位距離進むのに必要な燃料消費量を等高線で示している。なお、図１０（ａ）に示す燃料消費量の等高線は、図３（ｂ）に示したものと同様である。

　具体的には、図１０（ａ）中の矢印によって、計算時における走行パターンの例（走行パターンＤ１～Ｄ４）を示している。走行パターンＤ１～Ｄ４は、第１実施例で示した方法により、目標距離を制約条件として用いて求められた走行パターンの一例に相当する。

　図１０（ｂ）は、走行パターンＤ１～Ｄ４について算出された総合燃料消費量及び最大加速度を示している。ここでは、総合燃料消費量の制限値として「４」が指定されたものとする。図１０（ｂ）に示す走行パターンＤ１～Ｄ４においては、総合燃料消費量が制限値以下で、加速度が最も高くなるパターンは、走行パターンＤ３であることがわかる。したがって、ＥＣＵ１０は、走行パターンＤ３を採用する。そして、ＥＣＵ１０は、こうして採用された走行パターンＤ３に基づいてエンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　図１１は、第４実施例の第２の例における、走行パターンの算出方法を説明するための図である。図１１（ａ）は、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示しており、単位距離進むのに必要な燃料消費量を等高線で示している。なお、図１１（ａ）に示す燃料消費量の等高線は、図３（ｂ）に示したものと同様である。

　具体的には、図１１（ａ）中の矢印によって、計算時における走行パターンの例（走行パターンＥ１～Ｅ４）を示している。走行パターンＥ１～Ｅ４は、第１実施例で示した方法により、目標距離を制約条件として用いて求められた走行パターンの一例に相当する。

　図１１（ｂ）は、走行パターンＥ１～Ｅ４について算出された総合燃料消費量及び到達時間を示している。ここでは、総合燃料消費量の制限値として「４」が指定されたものとする。図１１（ｂ）に示す走行パターンＥ１～Ｅ４においては、総合燃料消費量が制限値以下で、到達時間が最も短くなるパターンは、走行パターンＥ３であることがわかる。したがって、ＥＣＵ１０は、走行パターンＥ３を採用する。そして、ＥＣＵ１０は、こうして採用された走行パターンＥ３に基づいてエンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　以上説明した第４実施例によれば、ドライバが指定した総合燃料消費量における制限値の範囲内で、最適な走行を適切に行うことが可能となる。

　なお、第４実施例と、上記した第２実施例及び第３実施例の少なくともいずれかとを組み合わせて実施しても良い。具体的には、目標距離及び総合燃料消費量の制限値に加えて、定常走行速度及び目標到達時間の少なくともいずれかを制約条件として用いて、走行パターンを算出しても良い。

　（第５実施例）
　次に、第５実施例について説明する。第５実施例では、目標距離に加えて、最大加速度を制約条件として用いて、走行パターンを算出する点で、第１乃至第４実施例と異なる。具体的には、第５実施例では、ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択され、ドライバによって制約条件として目標距離及び最大加速度が入力された場合に、目標距離に達するまでに当該最大加速度が発生し、且つ、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、目標距離及び最大加速度の制約条件下において、エンジン８が燃費最適線にて動作した場合、車両が単位距離進むのに必要な燃料消費量が最小となる車速と加速度との関係から、目的地に到達するまでの最適な走行パターンを算出する。

　こうするのは、例えば第１実施例で示した方法では、目標距離のみを制約条件として用いていたため、これにより算出される走行パターンで走行した場合には、加速度が不足して交通の流れに乗れないといった可能性があるからである。

　よって、第５実施例では、目標距離に達するまでに発生する加速度の最大値が、指定された最大加速度となるように、走行パターンを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、目標距離に達するまでに当該最大加速度が発生し、且つ、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、指定された最大加速度が発生するような走行パターンの中で、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを求める。

　図１２は、第５実施例における走行パターンの算出方法を説明するための図である。図１２（ａ）は、横軸に車速を示し、縦軸に加速度を示しており、単位距離進むのに必要な燃料消費量を等高線で示している。なお、図１２（ａ）に示す燃料消費量の等高線は、図３（ｂ）に示したものと同様である。

　具体的には、図１２（ａ）中の矢印によって、計算時における走行パターンの例（走行パターンＦ１～Ｆ３）を示している。走行パターンＦ１～Ｆ３は、目標距離に加えて、最大加速度Ｇ１（破線で示す）を制約条件として用いて、第１実施例で示したような方法により求められた走行パターンの一例に相当する。

　図１２（ｂ）は、走行パターンＦ１～Ｆ３について算出された総合燃料消費量及び最大加速度を示している。ここでは、最大加速度として「０．２」が指定されたものとする。図１２（ｂ）に示す走行パターンＦ１～Ｆ３において、総合燃料消費量が最も小さくなるパターンは、走行パターンＦ１であることがわかる。したがって、ＥＣＵ１０は、走行パターンＦ１を採用する。そして、ＥＣＵ１０は、こうして採用された走行パターンＦ１に基づいてエンジン８及び無段変速機９に対する制御を行う。

　以上説明した第５実施例によれば、ドライバが指定した最大加速度についての制約条件を適切に満たしつつ、総合燃料消費量を最小にすることが可能となる。

　なお、第５実施例と、上記した第２乃至第４実施例の少なくともいずれか１つ以上とを組み合わせて実施しても良い。具体的には、目標距離及び最大加速度に加えて、定常走行速度、目標到達時間、及び総合燃料消費量の制限値の少なくともいずれか１つ以上を制約条件として用いて、走行パターンを算出しても良い。

　また、他の例では、目標距離、定常走行速度、目標到達時間、総合燃料消費量の制限値、及び最大加速度のうちの少なくともいずれか２つ以上を制約条件として用いて、走行パターンを算出することができる。

　（第６実施例）
　次に、第６実施例について説明する。第６実施例では、ナビゲーションシステム３より取得された情報を制約条件として用いて走行パターンを算出する点で、第１乃至第５実施例と異なる。具体的には、第６実施例では、ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択された場合において、ナビゲーションシステム３より制約条件が取得された場合に、当該制約条件を満たしつつ、総合燃料消費量が最小となるような走行パターンを算出する。つまり、ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム３より取得された制約条件下において、エンジン８が燃費最適線にて動作した場合、車両が単位距離進むのに必要な燃料消費量が最小となる車速と加速度との関係から、目的地に到達するまでの最適な走行パターンを算出する。

　こうするのは、第１乃至第５実施例で示したようなドライバが指定した制約条件と、実際の交通環境による制限との間に相違があった場合には、第１乃至第５実施例で示した方法で算出された走行パターンによって走行を行うことが困難となるからである。

　よって、第６実施例では、ナビゲーションシステム３より取得された情報を制約条件として用いて、走行パターンを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、第１乃至第５実施例で示した制約条件のうちの少なくともいずれか１つ以上に対して、ナビゲーションシステム３より取得された制約条件を追加して、走行パターンを算出する。この場合、ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム３より制約条件が取得された場合、ドライバが制約条件を入力したとしても、ナビゲーションシステム３より取得された制約条件を、ドライバが入力した制約条件に対して優先して用いて、走行パターンを算出することができる。

　例えば、ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム３より赤信号までの距離が取得された場合には、ドライバより指定された目標距離に対して優先して、赤信号までの距離を制約条件として用いる。また、ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム３より制限車速（規制速度、法制速度）が取得された場合には、ドライバより指定された定常走行速度に対して優先して、制限車速を制約条件として用いる。また、ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム３より交通量が取得された場合には、ドライバより指定された定常走行速度及び最大加速度に対して優先して、交通量に応じた車速及び加速を制約条件として用いる。

　こうすることにより、より周囲の環境に適応した走行が可能となる。なお、ナビゲーションシステム３より取得する制約条件は、これらの例に限定はされない。

　図１３は、第６実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。

　まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１０は、ドライバによって燃費走行モードが選択されているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、燃費走行モードスイッチ１がオンとなっているか否かを判定する。

　燃費走行モードが選択されている場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。これに対して、燃費走行モードが選択されていない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、走行パターンに基づいた制御を行わずに、ＥＣＵ１０は、通常の駆動制御（以下、「通常制御」と呼ぶ。）を実行する（ステップＳ１０９）。そして、処理は終了する。

　ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１０は、ドライバより入力された制約条件を取得する。具体的には、ＥＣＵ１０は、制約条件入力部２から、目標距離、定常走行速度、目標到達時間、総合燃料消費量の制限値、及び最大加速度のうちの少なくともいずれか１つ以上を取得する。そして、処理はステップＳ１０３に進む。

　ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム３より情報（以下、「ナビ情報」と呼ぶ。）が取得されたか否かを判定する。ナビ情報が取得された場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進み、ナビ情報が取得されていない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。

　ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１０は、ナビ情報から制約条件を抽出する。例えば、ＥＣＵ１０は、赤信号までの距離や、制限車速や、交通量などの情報を、ナビ情報から抽出する。そして、処理はステップＳ１０５に進む。

　ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１０は、ナビ情報から抽出された制約条件によって、ドライバより入力された制約条件を調整する。例えば、ＥＣＵ１０は、赤信号までの距離を目標距離に対して優先して制約条件に設定したり、制限車速を定常走行速度に対して優先して制約条件に設定したり、交通量に応じた車速及び加速を定常走行速度及び最大加速度に対して優先して制約条件に設定したりする。そして、処理はステップＳ１０６に進む。

　ステップＳ１０６では、ＥＣＵ１０は、上記したような制約条件を用いて、走行パターンを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、当該制約条件下において、エンジン８が燃費最適線にて動作した場合、車両が単位距離進むのに必要な燃料消費量が最小となる車速と加速度との関係から、目的地に到達するまでの最適な走行パターンを算出する。そして、処理はステップＳ１０７に進む。

　ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ６から供給される信号に基づいて、アクセルがオンとなったか否かを判定する。アクセルがオンとなった場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進む。この場合には、ドライバから走行開始の指示が出されていると言えるため、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０６で算出された走行パターンに基づいて、エンジン８の駆動力の制御及び無段変速機９の変速比の制御を行う（ステップＳ１０８）。そして、処理は終了する。

　これに対して、アクセルがオンとなっていない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、走行パターンに基づいた制御を開始すべきではないので、ＥＣＵ１０は、通常制御を行う（ステップＳ１０９）。そして、処理は終了する。

　以上説明した第６実施例によれば、総合燃料消費量を抑えつつ、より周囲の環境に適応した走行が可能となる。
［変形例］
　上記では、ドライバから制約条件を取得する例、及びナビゲーションシステム３から制約条件を取得する例を示したが、外部から制約条件を取得する方法は、これらに限定はされない。他の例では、センター（サーバ）や、後方車両や、路面情報などから、制約条件を取得することができる。

　また、走行パターンを算出する際に用いる制約条件は、車両の走行を制限するような条件であれば、上記したものに限定はされない。

　また、上記では、無段変速機９を具備するシステムに対して本発明を適用する例を示したが、本発明は、このような無段変速機９を具備しないシステムに対しても同様に適用することができる。

　本発明は、種々の車両に対して利用することができる。

　１　燃費走行モードスイッチ
　２　制約条件入力部
　３　ナビゲーションシステム
　４　車速センサ
　５　加速度センサ５
　６　アクセル開度センサ
　８　エンジン
　９　無段変速機
　１０　ＥＣＵ
　１０ａ　走行パターン算出部
　１０ｂ　制御判定部
　１０ｄ　エンジン制御部
　１０ｆ　変速機制御部

Claims (7)

1. 　所定の車速及び所定の加速度で単位距離走行した場合の燃料消費量を、目標距離に応じて時間軸上で積算することで、総合燃料消費量を算出する総合燃料消費量算出手段と、
   　前記総合燃料消費量に基づいて、前記目標距離を走行する際の車速と加速度との関係を示す走行パターンを算出する走行パターン算出手段と、を備えることを特徴とする車両の駆動制御装置。
2. 　前記走行パターン算出手段は、前記総合燃料消費量が最小となるように、前記走行パターンを算出する請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
3. 　前記走行パターン算出手段は、外部より燃料消費量における制限値を取得し、前記総合燃料消費量が前記制限値以下となるように、前記走行パターンを算出する請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
4. 　前記走行パターン算出手段は、外部より定常走行を行う際の速度を取得し、車両が前記速度で定常走行を行うように、前記走行パターンを算出する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
5. 　前記走行パターン算出手段は、外部より前記目標距離に達するまでの目標到達時間を取得し、前記目標距離への到達時間が前記目標到達時間以下となるように、前記走行パターンを算出する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
6. 　前記走行パターン算出手段は、外部より最大加速度を取得し、前記目標距離に達するまでに発生する加速度の最大値が前記最大加速度となるように、前記走行パターンを算出する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
7. 　目標距離が所定距離以上である場合、目標距離が前記所定距離未満である場合に比して、短時間で定常走行が行われるように、前記目標距離を走行する際の車速と加速度との関係を示す走行パターンを算出することを特徴とする車両の駆動制御装置。

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