WO2014091591A1 - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明に係る制御装置で学習し、また評価する制御は、車両の燃費を向上させる制御であり、したがってその制御が実行される条件に適した連続する区画を学習区間の一単位とすることができる。ここで「制御が実行される条件に適した」とは、例えば直線もしくは直線に近い道路環境であり、図2に示すように、自車両V0 が走行している道路Rにおいて、所定の曲率以下の道路が連続している区間を「1区間」とすることができる。学習区間をこのように設定した場合の学習制御の例を図3にフーチャートで示してあり、先ず、曲率が予め定めた閾値以下か否かが判断される(ステップS101)。燃費向上制御の実行条件は設計上決めておくことができるから、ステップS101での曲率についての閾値も設計上設定しておくことができる。なお、道路の曲率は、操舵角度から判定することができ、あるいは前述したGPSやVICSなどの走行環境検出装置7のデータによって判定することができる。このステップS101で否定的に判断された場合には、自車両が学習区間に入っていないことになるので、特に制御を行うことなく図3のルーチンを一旦終了する。
上記のように道路の状態に基づいて学習区間を設定する替わりに、自車両の走行情報の変化によって学習区間を設定してもよい。すなわち、N惰行制御やフリーランS&S制御は、加速や減速などのための特別な操作が行われずに、その時点の走行状態を維持することを運転者が意図していると推定される場合に実行する制御である。したがって、そのような走行意図をアクセル操作やブレーキ操作から推定することが可能であり、これを利用して学習区間を設定する。図4はその一例を説明するためのフローチャートであって、まず、アクセルオフか否かが判断される(ステップS111)。これは、アクセル開度Accが「0」か否か、あるいはアクセル開度Accが所定の判断基準値以下か否かを判断することにより行うことができる。
一方、停止S&S制御や減速S&S制御は、車両を停止もしくは減速させる場合に実行されるから、そのような走行状態の場合には、アクセルオフからアクセルオンまでの間を学習区間とすることができる。その例を図6に示してあり、まず、アクセルオフか否かが判断される(ステップS121)。これは、前述した図4に示す制御例におけるステップS111と同様であって、アクセル開度Accが「0」か否か、あるいはアクセル開度Accが所定の判断基準値以下か否かを判断することにより行うことができる。
上記のいずれの例でも、学習区間の始点と終点とを車両の走行情報や環境情報などに基づいて設定し、その学習区間内での制御の種別や車速などの上述したデータを学習する。こうして得られた学習値は、その学習区間を次回、走行する際の制御のためのデータとして使用される。そのために学習値はデータベース化することが好ましく、その例を図8に示してある。この発明に係る制御装置は、走行箇所ごとに燃費の良好な制御を判定し、その判定結果を次回の走行の際に利用するように構成されており、したがって制御の種別や燃料消費量などのデータは、走行箇所である学習区間に関連づけたデータ(学習値)とされる。具体的には、前述した学習区間毎に識別票(ID)が付され、図8に示す例では、各学習区間に「1000」から順に番号が付されている。各学習区間での燃料消費量が学習されているから、その学習値とその学習区間について既に得られている燃料消費量とを比較することにより、制御の種別毎の燃費の悪化の有無が判る。図8の(b)に示すデータベースは、このようにして判定された悪化の有無を示すものであり、各学習区間1000,1001,1002……毎に、N惰行制御およびフリーランS&S制御ならびに停止S&S制御および減速S&S制御を行った場合の燃費の悪化の判定結果がフラグとして示されている。なお、図8の「b」において「0」は学習されていないことを示し、「1」は燃費が悪化したことを示している。
ここで各制御の評価について説明する。その評価とは、燃費の向上のために有効か否かの判定であり、「有効」とは、消費する燃料もしくはエネルギをより少なくすることができることである。したがってその判定は、学習して得られた燃料消費量に基づいて行うことができる。また、その判定は、同一の学習区間について行われる。図9にその判定制御の一例を示してあり、N惰行制御もしくはフリーランS&S制御を行った場合の燃料消費量と、これらの制御を行わない場合の燃料消費量とを比較して、それぞれの場合の有効性を判定する例である。先ず、同一区間(学習区間)で、上記のN惰行制御もしくはフリーランS&S制御を行った場合の学習値と、これらの制御を行わなかった場合の学習値とがあるか否かが判断される(ステップS201)。両方の学習値がない場合に有効性の判定を行うことができないので、ステップS201で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなく、図9のルーチンを一旦終了する。これとは反対に両方の学習値があることによりステップS201で肯定的に判断された場合には、N惰行制御もしくはフリーランS&S制御を行った場合の燃料消費量を「Qa」、これらいずれの制御も行わなかった場合の燃料消費量を「Qb」とし(ステップS202)、それらの燃料消費量Qa,Qbを比較する(ステップS203)。
実際に走行して得られた学習値と、シミュレーションで得られた値とを比較して、制御の有効性を判定することとしてもよい。このような判定方法は、同一の学習区間でN惰行制御もしくはフリーランS&S制御による学習値のみが存在する場合に採用することができる。その例を図10に示してある。先ず、同一区間(学習区間)で、上記のN惰行制御もしくはフリーランS&S制御を行った場合の学習値と、これらの制御を行わなかった場合の学習値との両方がないか否かが判断される(ステップS211)。より具体的には、N惰行制御もしくはフリーランS&S制御を行った場合の学習値が有って、これらのいずれの制御を実行しなかった場合の学習値が無いか否かが判断される。このステップS211で肯定的に判断された場合に、両方の学習値が存在し、それを比較することができる。すなわち、図10に示すルーチンに依らずに例えば図9に示すルーチンに依って判定することができるので、図10に示す例では特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。
上記のシミュレーションに替えて、燃料消費量を推定する例について説明する。図12はその例を説明するためのフローチャートであり、ここに示す例は、前述した図10におけるステップS212を、燃料消費量の推定を行うステップ222に置き換え、他の各ステップの制御内容は、前述した図10に示す例と同様にしたものである。この燃料消費量の推定について説明すると、この推定は、N惰行制御もしくはフリーランS&S制御を行った場合のデータを利用して、N惰行制御もしくはフリーランS&S制御を行わなかった場合の燃料消費量を推定するためものである。その推定を行う学習区間での実際値が例えば図13の(a)に示すようになっていたとする。すなわち、アクセルペダルが戻されてN惰行制御もしくはフリーランS&S制御が開始され(t31時点)、したがって燃料消費量(燃料消費率)が低下し、それに伴い車速が徐々に低下する。この場合、エンジン1が変速機3などの動力伝達系統から切り離されて、積極的には走行抵抗を生じさせていないので、車速の低下勾配は小さくなっている。車速がある程度低下したことにより、車速を従前の車速に戻すべくアクセルペダルが踏み込まれると、燃料消費量(燃料消費率)がアクセル開度に応じて増大し、また車速が増大する。その場合、N惰行制御もしくはフリーランS&S制御は、加速操作されたことにより中止される。車速が従前の車速程度に増大すると、アクセルペダルが戻され、いわゆるアクセルオフになることにより学習区間の終了点が設定される(t32時点)。このt31時点からt32時点までが学習区間であって、この学習区間でのトータルの燃料消費量(燃料消費量の積算値)が、いわゆる燃費向上制御が実行された場合の燃料消費量Qaとされる。
さらに、走行中にエンジン1を変速機3などからなる動力伝達系統から切り離す制御であるN惰行制御とフリーランS&S制御との有効性の判定について説明する。N惰行制御は、所定以上の車速で走行している状態でエンジン1の駆動力が要求されていない場合に、エンジン1を動力伝達系統から切り離すとともにエンジン1をアイドル運転状態に維持する制御であり、したがってアイドル運転のための燃料を消費するものの、エンジン1を再起動する必要が無いことによりその分のエネルギの消費が生じない。これに対してフリーランS&S制御は、所定以上の車速で走行している状態でエンジン1の駆動力が要求されていない場合に、エンジン1を動力伝達系統から切り離すとともにエンジン1を停止する制御であり、したがってその制御の実行中には燃料を消費することがない反面、エンジン1を再起動するためのエネルギを消費することになる。このようにN惰行制御とフリーランS&S制御とでは燃料あるいはエネルギの消費の態様が異なるので、車両の走行の状態によって燃費が異なることになる。
上述したエンジン1を起動するために消費するエネルギとの比較によって制御の有効性を判定する手法は、停止S&S制御や減速S&S制御の有効性の判定にも応用することができる。これは、他の制御との比較ではないので、所定の学習区間についての学習値が、停止S&S制御あるいは減速S&S制御による学習値のみの場合の有効性の判定に利用できる。具体的に説明すると、図16はその制御の一例を説明するためのフローチャートであり、まず、停止S&S制御の学習値あるいは減速S&S制御の学習値があるか否かが判断される(ステップS241)。このステップS241で否定的に判断された場合には、判定に必要なデータが存在しないことになるので、特に制御を行うことなく図16のルーチンを一旦終了する。これに対して停止S&S制御の学習値もしくは減速S&S制御による学習値のいずれかがあることによりステップS241で肯定的に判断された場合には、エンジン1を停止させていた時間に基づいて、これらの制御を行わなかった場合の燃料消費量Qbが求められる(ステップS242)。こうして求められる燃料消費量は、停止S&S制御もしくは減速S&S制御によって削減される燃料消費量でもある。
上記の制御の評価例4で述べた過去に実施された制御が停止S&S制御であり、その制御の効果がなかった場合、すなわちエンジン1の停止時間が短く、エンジン1の再起動のために消費するエネルギの燃料への換算量が、エンジン1の停止によって節減された燃料量より少ない場合、その過去の走行で得た走行情報もしくは環境情報を利用して、他の燃費向上制御の実施の可能性、もしくは制御の有効性を判定することもできる。その例を図18に示してある。ここに示す例では、先ず、停止S&S制御を実行したことによる学習値があるか否かが判断される(ステップS251)。これは、例えば前述したデータベースを参照することにより判断することができる。その学習値がないことによりステップS251で否定的に判断された場合には、判定のための資料がないので、特に制御を行うことなく図18のルーチンを一旦終了する。
上述したように、この発明に係る制御装置によれば、実際に走行することによりその走行路が前述したように学習区間に区分され、それぞれの学習区間で停止S&S制御やN惰行制御などの燃費向上制御が実行されたこと、あるいは実行されなかったこと、もしくは代替的に他の燃費向上制御を行ったと仮定した場合の評価が行われる。そして、その評価の結果がデータベースなどの形で学習値として保持される。このようにして保持されている学習値を、次回にその学習区間を走行する場合に採用するべき燃費向上制御の選択に用いる。その選択は、要は、有効の判定がなされている制御、もしくはより有効であるとの判定のある制御を採用することであり、その例を図20にフローチャートで示してある。ここで対象としている車両はナビゲーションシステムを備えていて自車両の地図上の位置を検出できるから、その自車両の位置と前述したデータベースとに基づいて、現在地の前方に燃費向上制御を実行する箇所が存在するか否かが判断される(ステップS301)。ここで「前方」とは、以下に述べる選択制御を行うのに十分な時間的余裕があり、かつ走行することが確実な距離として設計上定めることができる。このステップS301で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなく図20のルーチンを一旦終了する。これとは反対に前記制御を行う箇所が前方に存在していることによりステップS301で肯定的に判断された場合には、その前方箇所に関連づけて記憶されている学習値が読み出される(ステップS302)。
燃費向上制御のうちN惰行制御やフリーランS&S制御は、前述したクラッチ2を開放してエンジン1を動力伝達系統から切り離す制御であるからエンジンブレーキが効かなくなる。したがって、ブレーキに対する負荷が大きくなることが予想される降坂路などでは、N惰行制御やフリーランS&S制御などのエンジンブレーキが効かなくなる制御は禁止する場合がある。しかしながら、その禁止が、降坂路であること、あるいはその勾配が大きいことなどに基づいて決められている場合、実際の走行時の状況がブレーキの負荷を増大させる状況ではなかったり、安全走行に支障がないなどの場合には、禁止の必要がないことになる。この発明では、実際に走行した場合の状態を学習値として保持し、これを次回以降の走行に反映させるだけではなく、リアルタイムで走行状態を制御に反映させるように構成することもできる。
上述したようにN惰行制御やフリーランS&S制御は、アクセルペダルが戻されるなど車両に対する駆動要求がない場合に実行され、またその前提として下り勾配が所定値以下であることや湾曲路の曲率が所定値以下であることなどの許可条件が成立していることにより実行される。この許可条件は、あくまでも設計上定めたものであるから、許可条件が成立しないとされている走行区間であっても、運転者の運転技量や実際の走行路の状況によっては許可条件が成立しているとして差し支えない場合もある。このような実際の走行によって得られた情報によって前述した他の許可条件が成立したとするように構成してもよい。
この発明で対象とする車両は、アクセルペダルを踏み込むことにより駆動力が発生もしくは増大し、またブレーキペダルを踏み込むことにより制動力が発生もしくは増大する車両である。したがって、運転者がこれらのペダルを適宜に操作することにより、運転者が意図する走行を行うことができる。これに対して、上述したN惰行制御やフリーランS&S制御、あるいは停止S&S制御や減速S&S制御などの燃費向上制御は、エンジン1を自動的に停止したり、変速機3などの動力伝達系統からエンジン1を切り離す制御であるから、運転者の走行もしくは制動の意図とは異なる走行状態が一時的に生じる可能性がある。言い換えれば、運転者の意図とは外れた走行状態が発生し、これが違和感となる可能性がある。このような不都合を解消するために、上述した燃費向上制御の実行・不実行を選択するスイッチ(いわゆる制御不用スイッチ)を設けることが可能であり、そのようなスイッチを設けた場合には、過去に行われたスイッチ操作の内容を学習値として保持し、スイッチの操作内容として現れた運転者の意図を次回の走行に反映させることが好ましい。
Claims (10)
- 予め定められた条件が成立することによりエンジンに対する燃料の供給を削減する燃費向上のための制御を実行するように構成された車両制御装置において、
走行中に前記燃費向上のための制御を実行した場合にその制御を実行した走行区間を含む所定の学習区間での燃費を学習して前記制御を評価し、その評価が燃費に関して悪い評価である場合には前記学習区間を走行する場合に、前記制御を禁止しもしくは前記制御以外の燃費向上のための他の制御を実行するように構成されていることを特徴とする車両制御装置。 - 前記学習値は、前記学習区間での燃料消費量を含むことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
- 前記学習値を前記学習区間に関連づけて保持するように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両制御装置。
- 前記学習区間は、実際に走行した走行路のうち、曲率が予め定めた値以下の箇所が予め定めた距離以上継続している区間であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両制御装置。
- 前記エンジンは、アクセル開度に応じて出力が増大する内燃機関を含み、
前記学習区間は、アクセル開度が減じられた時点から、アクセル開度が増大させられた後再度減じられた時点までに走行した区間であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両制御装置。 - 前記エンジンは、アクセル開度に応じて出力が増大する内燃機関を含み、
前記学習区間は、アクセル開度が減じられた時点から、アクセル開度が増大させられた時点までに走行した区間であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両制御装置。 - 前記制御の評価は、前記学習区間において前記制御を実行した場合の燃料消費量と前記学習区間において前記制御を実行しなかった場合の燃料消費量とを比較して燃料消費量が多い方について悪化の評価を行うように構成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の車両制御装置。
- 前記燃費向上のための制御は、実行条件が異なる複数の制御を含み、
前記学習値を得た制御についての評価は、その学習値を得た実際の走行時の実燃料消費量と、その実際の走行を模擬しかつ前記実際の走行時とは異なる他の燃費向上のための制御を実行したことを想定してシミュレーションを行って得られた模擬燃料消費量とを比較し、前記実燃料消費量が前記模擬燃料消費量より多い場合に、前記実際の走行時に実行された制御について燃費に関する悪い評価を行うように構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の車両制御装置。 - 同一の学習区間について複数の前記学習値が存在する場合に、燃費に関して良い評価が成される学習値が得られた燃費向上のための制御を、次回の走行の際に採用して実行するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の車両制御装置。
- 前記燃費向上のための制御は、走行中にエンジンに対する出力要求がなくなった場合にエンジンをその出力側に連結されている動力伝達系統から切り離すニュートラル惰行制御と、走行中にエンジンに対する出力要求がなくなった場合にエンジンをその出力側に連結されている動力伝達系統から切り離すとともにエンジンに対する燃料の供給を止めるフリーラン・ストップ・アンド・スタート制御と、エンジンブレーキが要求されていない減速中にエンジンをその出力側に連結されている動力伝達系統から切り離すとともにエンジンに対する燃料の供給を止める減速・ストップ・アンド・スタート制御と、車両が停止した場合にエンジンに対する燃料の供給を止める停止・ストップ・アンド・スタート制御との少なくともいずれか一つの制御を含むことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の車両制御装置。
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