WO2016152750A1 - 走行制御装置、及び、走行制御方法 - Google Patents

走行制御装置、及び、走行制御方法 Download PDF

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WO2016152750A1
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伸一 石黒
西村　伸之
真央 錦見
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いすゞ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a travel control device and a travel control method for controlling the travel of a vehicle so that the vehicle speed becomes a target speed.
  • Patent Document 1 discloses an auto cruise control device that prevents a passenger from feeling uncomfortable by preventing the vehicle speed from being disturbed when the vehicle enters a slope from a flat ground.
  • this auto-cruise control device images the front in the traveling direction with an imaging device, and detects the slope of the road from the captured image. Then, the auto-cruise control device calculates the fuel injection amount at which the vehicle speed is not disturbed from the road gradient and the target speed, and drives the engine with the fuel injection amount from a position before the slope.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the problem is that even when traveling on an uphill road where the road gradient changes in a certain section, it is possible to climb the uphill road without deteriorating fuel consumption. It is possible to provide a travel control device and a travel control method that can shorten the time to reach the top while avoiding unnecessary downshifts.
  • a travel control device is a travel control device that controls the travel of a vehicle so that the vehicle speed becomes a target speed.
  • the accelerator opening is first opened.
  • a speed prediction unit that predicts the transition of the vehicle speed in a predetermined section when the vehicle travels at a second opening greater than the degree, and when the minimum value of the vehicle speed predicted by the speed prediction unit is smaller than the target speed,
  • An accelerator control unit that controls the accelerator opening so that the accelerator opening of the vehicle becomes the second opening.
  • the travel control method of the present invention is a travel control method for controlling travel of a vehicle so that the vehicle speed becomes a target speed, and information on roads in a predetermined section ahead of a vehicle traveling with an accelerator opening at a first opening.
  • the accelerator opening is larger than the first opening.
  • the uphill road can be climbed without deteriorating fuel consumption, and unnecessary downshifts are avoided.
  • the time to reach the top can be shortened.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows an example of a structure of the automatic traveling apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows an example of a structure of the automatic traveling control apparatus shown in FIG. It is a figure which shows an example of the accelerator opening change necessity determination process which concerns on one Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the traveling control which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an automatic travel device 2 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the automatic travel control device 12 shown in FIG.
  • the engine 3 is described as an in-line 6-cylinder diesel engine.
  • the present invention can be applied to a gasoline engine, and the number and arrangement of the cylinders are not particularly limited.
  • the vehicle 1 is a large vehicle such as a truck equipped with a diesel engine
  • the present invention is not limited to a large vehicle such as a truck.
  • the power of the engine 3 is transmitted to the transmission (transmission) 5 via the clutch 4 and is propelled from the transmission 5. It is transmitted to a differential device (differential gear) 7 through a shaft (propeller shaft) 6, and further transmitted from the differential device 7 to a wheel 9 through a drive shaft (drive shaft) 8. Thereby, the motive power of the engine 3 is transmitted to the wheels 9 and the vehicle 1 travels.
  • the automatic travel device 2 of the present embodiment is a device for automatically driving the vehicle 1 by controlling the output of the engine 3, the connection / disconnection of the clutch 4, and the shift of the transmission 5, and includes a plurality of control devices.
  • the automatic travel device 2 includes an engine ECU (engine control device) 10 that controls the output of the engine 3, a power transmission ECU (power transmission) that controls the connection / disconnection of the clutch 4 and the shift of the transmission 5.
  • the engine ECU 10, the power transmission ECU 11, and the automatic travel control device 12 are each composed of a microcontroller.
  • the engine ECU 10, the power transmission ECU 11, and the automatic travel control device 12 are connected to each other via an in-vehicle network, and exchange necessary data and control signals with each other.
  • the automatic traveling device 2 includes a target vehicle speed setting device 13 and an increase / decrease value setting device 14 on a dashboard of a driver's seat (not shown).
  • the target vehicle speed setting device 13 and the increase / decrease value setting device 14 are automatically Connected to the travel control device 12.
  • the target vehicle speed setting device 13 is a device that is manually operated by the driver before the automatic traveling of the vehicle 1 is started and sets the target vehicle speed V ′ [km / h] when the vehicle 1 is automatically traveling. .
  • the target vehicle speed V ′ is transmitted to the automatic travel control device 12 and stored in a storage device included in the automatic travel control device 12.
  • the increase / decrease value setting device 14 is operated by the driver before the automatic travel of the vehicle 1 is started and after the target vehicle speed V ′ is set, and the speed decrease value ⁇ va when the vehicle 1 is automatically traveled. It is a device in which both [km / h] and speed increase value + vb [km / h] are set.
  • the speed decrease value -va and the speed increase value + vb are transmitted to the automatic travel control device 12. And stored in a storage device included in the automatic travel control device 12.
  • the automatic travel control device 12 adds the speed decrease value ⁇ va and the speed increase value + vb to the target vehicle speed V ′ to add the lower limit target vehicle speed Va ′ [km / h] and the upper limit target vehicle speed Vb ′. [Km / h] is calculated, and the calculated values are stored in the storage device of the automatic travel control device 12.
  • the speed decrease value ⁇ va is ⁇ 5 km / h
  • the speed increase value + vb is +10 km / h
  • the lower limit target vehicle speed Va ′ is 75 km / h
  • the upper limit target vehicle speed Vb ′ Is 90 km / h.
  • the speed decrease value -va and the speed increase value + vb may be set to zero.
  • the lower limit target vehicle speed Va ′ and the upper limit target vehicle speed Vb ′ are in the range of the vehicle speed V [km / h] that can be allowed by the driver when the vehicle 1 is traveling automatically.
  • the road information acquisition device 20 is a device for acquiring road information on the road ahead.
  • a forward road is a road that extends in the traveling direction of the vehicle from the current position of the vehicle.
  • the road information acquisition device 20 detects a distance or a vehicle speed difference between a current position acquisition device 21 that is a receiver of a satellite positioning system (GPS) and a surrounding traveling vehicle such as a preceding vehicle or a parallel running vehicle. Sensor 22.
  • a current position acquisition device 21 that is a receiver of a satellite positioning system (GPS) and a surrounding traveling vehicle such as a preceding vehicle or a parallel running vehicle.
  • GPS satellite positioning system
  • the vehicle information acquisition device 30 is a device for acquiring vehicle information of the vehicle 1.
  • the vehicle information acquisition device 30 includes an accelerator sensor 31 that detects the amount of depression of the accelerator pedal, a brake switch 32 that detects whether or not the brake pedal is depressed, a shift lever 33, a turn signal switch 34, and the vehicle speed V of the vehicle 1.
  • a vehicle speed sensor 35 is detected.
  • the engine ECU 10 and the power transmission ECU 11 are also included in the vehicle information acquisition device 30.
  • the braking device 40 is a device that applies a braking force to the vehicle 1.
  • the brake device 40 includes an auxiliary brake 43 such as an exhaust brake controlled by a foot brake 41, a retarder 42, an engine ECU 10, and a power transmission ECU 11.
  • the automatic travel control device 12 includes a road information acquisition unit 12a, a vehicle information acquisition unit 12b, a speed prediction unit 12c, and an accelerator control unit 12d.
  • the road information acquisition unit 12a acquires road information in a predetermined section ahead of the current location of the vehicle 1.
  • the road information acquisition unit 12a determines a front road from the current position acquired by the current position acquisition device 21 and map data stored in advance, and a predetermined section of the acquired front road. Information on the road gradient, the curve provided in a predetermined section of the road ahead, the presence or absence of a signal, and the like. Further, the road information acquisition unit 12a acquires information such as a distance from the surrounding traveling vehicle detected by the surrounding sensor 22 and a vehicle speed difference.
  • the road information acquisition unit 12a may determine a predetermined section according to the speed of the vehicle 1. For example, the road information acquisition unit 12a may calculate a distance from the product of the current vehicle speed and a predetermined time, and may set a section from the current point of the vehicle 1 to the distance as a predetermined section on the road ahead. Good.
  • the vehicle information acquisition unit 12b acquires vehicle information necessary for automatically driving the vehicle 1.
  • the vehicle information acquisition unit 12b detects the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor 31, the presence or absence of depression of the brake pedal detected by the brake switch 32, the operation of the shift lever 33 and the turn signal switch 34, The vehicle speed V of the vehicle 1 detected by the vehicle speed sensor 35, the output information of the engine 3 used in the engine ECU 10 and the power transmission ECU 11, the weight of the vehicle 1, the information on the gear position of the transmission 5, etc. get.
  • the information acquired by the road information acquisition unit 12a and the vehicle information acquisition unit 12b is not limited to the above-described information, and other information necessary for automatically driving the vehicle 1 may be acquired. Moreover, according to the information to acquire, you may change or increase the apparatus provided in the road information acquisition apparatus 20 or the vehicle information acquisition apparatus 30. FIG.
  • the speed prediction unit 12c predicts the transition of the speed of the vehicle 1 in a predetermined section when the accelerator 1 is fully opened and the vehicle 1 travels based on the road information and the vehicle information.
  • the vehicle speed prediction method by the speed prediction unit 12c will be described in detail later.
  • the accelerator control unit 12d determines that the maximum value of the vehicle speed in the predetermined section predicted by the speed prediction unit 12c is smaller than the upper limit target vehicle speed Vb ′, and the minimum value of the speed predicted by the speed prediction unit 12c is from the target vehicle speed V ′. Is smaller, the accelerator is controlled so that the accelerator opening of the vehicle 1 is fully opened.
  • the upper limit target vehicle speed Vb 'and the target vehicle speed V' are vehicle speeds set by the driver and are obtained as vehicle information.
  • the vehicle speed can be increased at an early stage, so that unnecessary downshifts may be performed on the uphill road. It is suppressed, fuel consumption is improved, and the time to reach the top can be shortened.
  • the vehicle 1 can be controlled so as to climb the uphill road within a range where the vehicle speed does not exceed the upper limit speed by fully opening the accelerator opening.
  • ⁇ V n [km / h] is calculated using the following equation (2).
  • ⁇ [%] is an average road gradient from the current position to the forward position L ahead.
  • the average road gradient is calculated from the aforementioned map data.
  • G [km / h 2 ] is an acceleration when the vehicle is traveling with the accelerator opening fully opened at the current shift speed, and is calculated using the following equation (3).
  • tq [kgf ⁇ m] is the maximum torque of the engine 3 in the case of traveling at the vehicle speed V n at the current shift speed
  • rt is the gear ratio of the current gear
  • rf is the gear ratio of the final gear
  • eta is transmitted Efficiency
  • tr [m] is a tire radius
  • M [kg] is a vehicle weight
  • rrc is a rolling resistance coefficient
  • arc [kgf / (km / h) 2 ] is an air resistance coefficient.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of accelerator opening change necessity determination processing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a vehicle 1 traveling on a flat road and a vehicle 1 ′ traveling on an uphill road ahead by 5 L therefrom.
  • the graph shown in FIG. 3 shows the transition of the predicted vehicle speed.
  • the accelerator control unit 12d determines that the accelerator opening should be fully open, and performs control so that the accelerator opening is fully open on the current vehicle position, that is, on a flat road.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a travel control processing procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the road information acquisition unit 12a determines a road ahead (step S11) and acquires road information of the road ahead (step S12). And the vehicle information acquisition part 12b acquires the information of a vehicle condition (step S13).
  • the speed prediction unit 12c predicts the transition of the vehicle speed of the vehicle 1 in a predetermined section when the vehicle 1 travels with the accelerator opening being fully open based on the road information and the vehicle information (step S14).
  • the accelerator control unit 12d determines that the maximum value of the vehicle speed predicted by the speed prediction unit 12c is smaller than the upper limit target vehicle speed Vb ′, and the minimum value of the speed predicted by the speed prediction unit 12c is greater than the target vehicle speed V ′. Is also smaller (step S15).
  • the accelerator controller 12d When the predicted maximum vehicle speed is smaller than the upper limit target vehicle speed Vb ′ and the predicted minimum vehicle speed is smaller than the target vehicle speed V ′ (YES in step S15), the accelerator controller 12d The accelerator opening is controlled so that the accelerator opening is fully opened on the current vehicle position, that is, on a flat road (step S16).
  • step S16 After the process of step S16, or the condition that the maximum value of the vehicle speed predicted in step S15 is smaller than the upper limit target vehicle speed Vb ′ and the minimum value of the predicted vehicle speed is smaller than the target vehicle speed V ′ is not satisfied.
  • the accelerator control unit 12d determines whether or not to terminate the accelerator control (step S17).
  • the accelerator control unit 12d determines that there is an instruction from the driver to end the automatic travel, or that the shift control is to be ended. On the other hand, the accelerator control unit 12d determines that the accelerator control is not terminated when the shift stage is switched during traveling.
  • Accelerator control unit 12d terminates accelerator control when it is determined that accelerator control is to be terminated (YES in step S17). Further, when the accelerator control unit 12d determines not to end the accelerator control (NO in step S17), the processes after step S11 are executed again.
  • the speed prediction unit 12c changes the vehicle speed when the vehicle 1 travels in a predetermined section of the front road with the accelerator opening fully opened at the current gear position.
  • the present invention is not limited to this.
  • the speed prediction unit 12c may predict the transition of the vehicle speed when the vehicle is traveling with an accelerator opening greater than or equal to the current accelerator opening, even if the accelerator opening is not fully open.
  • the accelerator The control unit 12d controls the accelerator opening so that the accelerator opening is fully opened on the current vehicle position, that is, on a flat road.
  • condition that the maximum value of the vehicle speed is smaller than the upper limit target vehicle speed Vb ′ may not necessarily be taken into consideration.
  • the road information acquisition unit 12a of the automatic travel control device 12 that controls the travel of the vehicle 1 so that the vehicle speed becomes the target speed
  • the accelerator opening is the first opening.
  • the vehicle information acquisition unit 12b acquires road information in a predetermined section ahead of the traveling vehicle 1 and the vehicle information acquisition unit 12b acquires vehicle information.
  • the vehicle speed predicted by the speed prediction unit 12c is predicted by the accelerator control unit 12d by predicting the transition of the vehicle speed in the predetermined section when the vehicle 1 travels at the second opening with the accelerator opening larger than the first opening.
  • the accelerator opening is controlled so that the accelerator opening of the vehicle 1 becomes the second opening.
  • the accelerator control unit 12d determines that the maximum value of the vehicle speed predicted by the speed prediction unit 12c is smaller than the predetermined upper limit value and the minimum value of the vehicle speed predicted by the speed prediction unit 12c is When the speed is smaller than the target speed, the accelerator opening is controlled so that the accelerator opening of the vehicle 1 becomes the second opening. Thereby, the vehicle 1 can be controlled so as to climb the uphill road in a range where the vehicle speed does not exceed the upper limit speed.
  • the second opening is fully open. This further suppresses unnecessary downshifts on the uphill road, further improves fuel consumption, and further shortens the time required to reach the top.
  • the road information acquisition part 12a determines a predetermined area according to the present speed of a vehicle. Thereby, the predetermined area which estimates vehicle speed can be changed more appropriately.
  • the present invention can be used in a travel control device and a travel control method for controlling the travel of a vehicle so that the vehicle speed becomes a target speed.

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Abstract

　道路情報取得部（１２ａ）が、アクセル開度が第１の開度で走行する車両（１）の前方の所定区間における道路の情報を取得し、車両情報取得部（１２ｂ）が、車両（１）の情報を取得し、速度予測部（１２ｃ）が、道路の情報、及び、車両の情報に基づいて、アクセル開度が第１の開度よりも大きい第２の開度で走行した場合の所定区間における車速の推移を予測し、アクセル制御部（１２ｄ）が、予測された車速の最小値が目標速度よりも小さい場合に、車両（１）のアクセル開度が第２の開度となるようアクセル開度を制御する。

Description

走行制御装置、及び、走行制御方法
　本発明は、車速が目標速度となるよう車両の走行を制御する走行制御装置、及び、走行制御方法に関する。
　従来、自動車などの車両の速度（車速）を目標速度に維持するオートクルーズの技術が開発されている。例えば、特許文献１には、車両が平地から坂道に入った場合に車速の乱れを起こさないようにし、搭乗者が違和感を覚えることを防止するオートクルーズ制御装置が開示されている。
　具体的には、このオートクルーズ制御装置は、進行方向前方を撮像装置により撮像し、撮影された画像から道路の勾配を検出する。そして、オートクルーズ制御装置は、上述した車速の乱れが生じない燃料噴射量を、道路の勾配と目標速度とから算出し、坂道の手前の位置からその燃料噴射量でエンジンを駆動する。
特開２０１０－２３４９８７号公報
　しかしながら、上述した特許文献１の従来の技術では、撮像装置により撮像された画像に基づいて道路の勾配を検出しているため、上り坂の先に下り坂が隠れており、また上り坂となるような道路では、道路の勾配を正しく検知することが難しい。その結果、燃料噴射量が適切に算出されず、燃費が悪化する可能性もある。
　本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、ある区間において道路勾配が変化する登坂路を走行する場合であっても、燃費を悪化させることなく登坂路を登ることができ、不要なシフトダウンが行われることを回避しつつ、頂上に到達するまでの時間を短縮することができる走行制御装置、及び、走行制御方法を提供することである。
　上記の課題を解決するため、本発明の走行制御装置は、車速が目標速度となるよう車両の走行を制御する走行制御装置であって、アクセル開度が第１の開度で走行する車両の前方の所定区間における道路の情報を取得する道路情報取得部と、車両の情報を取得する車両情報取得部と、道路の情報、及び、車両の情報に基づいて、アクセル開度が第１の開度よりも大きい第２の開度で車両が走行した場合の所定区間における車速の推移を予測する速度予測部と、速度予測部により予測された車速の最小値が目標速度よりも小さい場合に、車両のアクセル開度が第２の開度となるようアクセル開度を制御するアクセル制御部と、を備える。
　本発明の走行制御方法は、車速が目標速度となるよう車両の走行を制御する走行制御方法であって、アクセル開度が第１の開度で走行する車両の前方の所定区間における道路の情報を取得する道路情報取得ステップと、車両の情報を取得する車両情報取得ステップと、道路の情報、及び、車両の情報に基づいて、アクセル開度が第１の開度よりも大きい第２の開度で車両が走行した場合の所定区間における車速の推移を予測する速度予測ステップと、速度予測ステップにおいて予測された車速の最小値が目標速度よりも小さい場合に、車両のアクセル開度が第２の開度となるようアクセル開度を制御するアクセル制御ステップと、を含む。
　本発明によれば、ある区間において道路勾配が変化する登坂路を走行する場合であっても、燃費を悪化させることなく登坂路を登ることができ、不要なシフトダウンが行われることを回避しつつ、頂上に到達するまでの時間を短縮することができる。
本発明の一実施形態に係る自動走行装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示した自動走行制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るアクセル開度変更要否判定処理の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る走行制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動走行装置２の構成の一例を示すブロック図である。また、図２は、図１に示した自動走行制御装置１２の構成の一例を示すブロック図である。
　なお、図１では、エンジン３が直列６気筒のディーゼルエンジンであるものとして説明するが、本発明は、ガソリンエンジンにも適用することができ、その気筒の数や配列は特に限定されない。また、車両１がディーゼルエンジンを搭載したトラックなどの大型車両である場合を例として説明するが、本発明はトラックなどの大型車両に限定されない。
　図１に示すように、この実施形態の自動走行装置２が搭載される車両１において、エンジン３の動力は、クラッチ４を経由して変速機（トランスミッション）５に伝達され、変速機５より推進軸（プロペラシャフト）６を介して差動装置（デフアレンシャルギヤ）７に伝達され、さらに、差動装置７より駆動軸（ドライブシャフト）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。
　本実施形態の自動走行装置２は、エンジン３の出力、クラッチ４の断接、及び変速機５の変速を制御して、車両１を自動走行させる装置であり、複数の制御装置を備える。
　具体的には、自動走行装置２は、エンジン３の出力を制御するエンジン用ＥＣＵ（エンジン用制御装置）１０、クラッチ４の断接及び変速機５の変速を制御する動力伝達用ＥＣＵ（動力伝達用制御装置）１１、及び、車両１の自動走行を制御する自動走行制御装置１２を備えている。
　エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、自動走行制御装置１２はそれぞれ、マイクロコントローラにより構成される。そして、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、及び、自動走行制御装置１２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やり取りしている。
　また、自動走行装置２は、図示しない運転席のダッシュボードに、目標車速設定装置１３、及び、増減値設定装置１４を備え、これら目標車速設定装置１３、及び、増減値設定装置１４は、自動走行制御装置１２に接続される。
　目標車速設定装置１３は、車両１の自動走行が開始される前に、運転手によって手動で操作され、車両１の自動走行時の目標車速Ｖ’［ｋｍ／ｈ］が設定される装置である。運転手により目標車速設定装置１３に目標車速Ｖ’が設定されると、その目標車速Ｖ’は自動走行制御装置１２に送信され、自動走行制御装置１２が有する記憶装置に記憶される。
　また、増減値設定装置１４は、車両１の自動走行が開始される前で、かつ目標車速Ｖ’が設定された後に、運転手によって操作され、車両１の自動走行時の速度減少値－ｖａ［ｋｍ／ｈ］、及び、速度増加値＋ｖｂ［ｋｍ／ｈ］の両方が設定される装置である。
　運転手により増減値設定装置１４に速度減少値－ｖａ、及び、速度増加値＋ｖｂの両方が設定されると、速度減少値－ｖａ、及び、速度増加値＋ｖｂは自動走行制御装置１２に送信され、自動走行制御装置１２が有する記憶装置に記憶される。
　また、自動走行制御装置１２は、目標車速Ｖ’に速度減少値－ｖａ、及び、速度増加値＋ｖｂのそれぞれを加算して下限目標車速Ｖａ’［ｋｍ／ｈ］、及び、上限目標車速Ｖｂ’［ｋｍ／ｈ］を算出し、算出したそれらの値を自動走行制御装置１２が有する記憶装置に記憶する。
　例えば、目標車速Ｖ’を８０ｋｍ／ｈ、速度減少値－ｖａを－５ｋｍ／ｈ、速度増加値＋ｖｂを＋１０ｋｍ／ｈとした場合、下限目標車速Ｖａ’は７５ｋｍ／ｈとなり、上限目標車速Ｖｂ’は９０ｋｍ／ｈとなる。なお、速度減少値－ｖａ、及び、速度増加値＋ｖｂはゼロに設定されてもよい。
　下限目標車速Ｖａ’及び上限目標車速Ｖｂ’は、車両１の自動走行時に運転手が許容することができる車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］の範囲となる。
　また、道路情報取得装置２０は、前方道路の道路情報を取得するための装置である。前方道路とは、車両の現在位置から車両の進行方向に延在する道路である。
　例えば、道路情報取得装置２０は、衛星測位システム（ＧＰＳ）の受信機である現在位置取得装置２１と、前走車や並走車などの周囲の走行車両との距離や車速差を検知する周囲センサ２２と、を備える。
　車両情報取得装置３０は、車両１の車両情報を取得するための装置である。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、及び、車両１の車速Ｖを検出する車速センサ３５を含む。また、エンジン用ＥＣＵ１０と動力伝達用ＥＣＵ１１も車両情報取得装置３０に含まれる。
　制動装置４０は、車両１に制動力を付与する装置である。制動装置４０には、フットブレーキ４１やリターダ４２、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１により制御される排気ブレーキなどの補助ブレーキ４３が含まれる。
　図２に示すように、自動走行制御装置１２は、道路情報取得部１２ａ、車両情報取得部１２ｂ、速度予測部１２ｃ、アクセル制御部１２ｄ、を備える。
　道路情報取得部１２ａは、車両１の現在地点の前方の所定区間における道路情報を取得する。
　具体的には、道路情報取得部１２ａは、現在位置取得装置２１が取得した現在位置、及び、予め記憶しておいた地図データなどから前方道路を決定すると共に、取得される前方道路の所定区間の道路勾配や前方道路の所定区間に設けられたカーブ、信号の有無の情報などを取得する。また、道路情報取得部１２ａは、周囲センサ２２が検知した周囲の走行車両との距離や車速差などの情報を取得する。
　なお、道路情報取得部１２ａは、車両１の速度に応じて所定区間を決定することとしてもよい。例えば、道路情報取得部１２ａは、現在の車速と所定の時間との積から距離を算出し、前方道路のうち、車両１の現在地点からその距離までの区間を所定区間として設定することとしてもよい。
　車両情報取得部１２ｂは、車両１を自動走行させるために必要な車両情報を取得する。
　具体的には、車両情報取得部１２ｂは、アクセルセンサ３１により検出されたアクセルペダルの踏み込み量、ブレーキスイッチ３２により検出されたブレーキペダルの踏み込みの有無、シフトレバー３３やターンシグナルスイッチ３４の操作、車速センサ３５により検出された車両１の車速Ｖ、エンジン用ＥＣＵ１０、及び、動力伝達用ＥＣＵ１１で使用されるエンジン３の出力情報、車両１の重量、及び、変速機５の変速段の情報などを取得する。
　なお、道路情報取得部１２ａと車両情報取得部１２ｂとが取得する情報は、上記のものに限定されず、車両１を自動走行させるために必要となる他の情報を取得することとしてもよい。また、取得する情報に合わせて、道路情報取得装置２０や車両情報取得装置３０に設けられる装置を変更したり、増やしたりしてもよい。
　速度予測部１２ｃは、道路情報と車両情報とに基づいて、アクセル開度が全開で車両１が走行した場合の所定区間における車両１の速度の推移を予測する。速度予測部１２ｃによる車速の予測方法については後に詳しく説明する。
　アクセル制御部１２ｄは、速度予測部１２ｃにより予測された所定区間における車速の最大値が上限目標車速Ｖｂ’より小さく、かつ、速度予測部１２ｃにより予測された速度の最小値が目標車速Ｖ’よりも小さい場合に、車両１のアクセル開度が全開となるようアクセルを制御する。上限目標車速Ｖｂ’及び目標車速Ｖ’は、運転者によって設定された車速であり、車両情報として得られる。
　このように、目標車速Ｖ’を下回ることが判明した時点でアクセル開度を全開にすることにより、早い段階で車速を増加させることができるので、登坂路において不要なシフトダウンが行われることが抑制され、燃費が向上し、さらに頂上に到達するまでの時間を短縮することができる。
　また、予測された車速の最大値が上限目標車速Ｖｂ’より小さい場合にアクセル開度を全開にすることにより、車速が上限速度を超えない範囲で登坂路を登るように車両１を制御できる。
　さらに、アクセス開度を全開にすることにより、登坂路において不要なシフトダウンが行われることがさらに抑制され、燃費がさらに向上し、頂上に到達するまでの時間をさらに短縮することができる。
　次に、速度予測部１２ｃにおける車速の予測方法について説明する。現在の車速をＶｎ［ｋｍ／ｈ］、Ｌ［ｍ］先の前方位置の予測された車速をＶｎ＋１［ｋｍ／ｈ］とすると、ＶｎとＶｎ＋１の関係は次式（１）により表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　そして、ΔＶｎ［ｋｍ／ｈ］は、次式（２）を用いて算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、θ［％］は現在位置からＬだけ先の前方位置までの平均道路勾配である。平均道路勾配は、前述の地図データから算出される。
　また、Ｇ［ｋｍ／ｈ２］は現在の変速段において、アクセル開度を全開にして走行するとした場合の加速度であり、次式（３）を用いて算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ここで、ｔｑ［ｋｇｆ・ｍ］は現在の変速段で車速Ｖｎで走行する場合のエンジン３の最大トルク、ｒｔは現在の変速段のギヤ比、ｒｆはファイナルギヤのギヤ比、ηは伝達効率、ｔｒ［ｍ］はタイヤ半径、Ｍ［ｋｇ］は車両重量、ｒｒｃは転がり抵抗係数、ａｒｃ［ｋｇｆ／（ｋｍ／ｈ）２］は空気抵抗係数である。これらの情報は、車両情報取得部１２ｂが取得する車両情報に含まれる。
　式（１）～（３）を用いることにより、速度予測部１２ｃは、現在の車速Ｖ０を初期値として、現在位置からｍＬ（ｍ＝１、２、・・・）だけ先の車速Ｖｍを予測することができる。
　次に、本発明の一実施形態に係るアクセル開度変更要否判定処理の一例について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るアクセル開度変更要否判定処理の一例を示す図である。
　図３には、平坦な道路を走行している車両１と、そこから５Ｌだけ前方の登坂路を走行している車両１’が示されている。また、図３に示すグラフには予測された車速の推移が示されている。
　図３の場合、予測された速度Ｖ１の最大値が上限目標車速Ｖｂ’より小さく、かつ、予測された速度の最小値Ｖ５が目標車速Ｖ’よりも小さくなっている。この場合、アクセル制御部１２ｄは、アクセル開度を全開にすべきと判定し、現在の車両の位置、つまり平坦な道路上で、アクセル開度が全開となるよう制御を行う。
　次に、本発明の一実施形態に係る走行制御の処理手順の一例について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る走行制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　まず、道路情報取得部１２ａは、前方道路を決定し（ステップＳ１１）、前方道路の道路情報を取得する（ステップＳ１２）。そして、車両情報取得部１２ｂは、車両状況の情報を取得する（ステップＳ１３）。
　続いて、速度予測部１２ｃは、道路情報と車両情報とに基づいて、アクセル開度が全開で車両１が走行した場合の所定区間における車両１の車速の推移を予測する（ステップＳ１４）。
　次に、アクセル制御部１２ｄは、速度予測部１２ｃにより予測された車速の最大値が上限目標車速Ｖｂ’より小さく、かつ、速度予測部１２ｃにより予測された速度の最小値が目標車速Ｖ’よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１５）。
　そして、予測された車速の最大値が上限目標車速Ｖｂ’より小さく、かつ、予測された車速の最小値が目標車速Ｖ’よりも小さい場合（ステップＳ１５においてＹＥＳの場合）、アクセル制御部１２ｄは、現在の車両の位置、つまり、平坦な道路上で、アクセル開度が全開となるようアクセル開度を制御する（ステップＳ１６）。
　ステップＳ１６の処理の後、または、ステップＳ１５において予測された車速の最大値が上限目標車速Ｖｂ’より小さく、かつ、予測された車速の最小値が目標車速Ｖ’よりも小さいという条件が満たされない場合（ステップＳ１５においてＮＯの場合）、アクセル制御部１２ｄは、アクセル制御を終了するか否かを判定する（ステップＳ１７）。
　例えば、アクセル制御部１２ｄは、運転者から自動走行を終了する指示があった場合、あるいは、この変速制御を終了すると判定する。一方、アクセル制御部１２ｄは、走行中に変速段の切替えが行われた場合、アクセル制御を終了しないと判定する。
　アクセル制御部１２ｄは、アクセル制御を終了すると判定した場合（ステップＳ１７においてＹＥＳの場合）、アクセル制御を終了する。また、アクセル制御部１２ｄがアクセル制御を終了しないと判定した場合（ステップＳ１７においてＮＯの場合）、ステップＳ１１以降の処理が再度実行される。
　なお、以上説明した本発明の一実施形態では、速度予測部１２ｃは、車両１が前方道路の所定区間を現在の変速段でアクセル開度を全開にして走行とするとした場合の車速の推移を予測するとしたが、本発明はこれに限定されない。
　例えば、速度予測部１２ｃは、アクセル開度が全開でなくても、現在のアクセル開度以上のアクセル開度にして走行するとした場合の車速の推移を予測してもよい。
　この場合も、速度予測部１２ｃにより予測された車速の最大値が上限目標車速Ｖｂ’より小さく、かつ、速度予測部１２ｃにより予測された速度の最小値が目標車速Ｖ’よりも小さい場合、アクセル制御部１２ｄは、現在の車両の位置、つまり、平坦な道路上で、アクセル開度が全開となるようアクセル開度を制御する。
　また、車速の最大値が上限目標車速Ｖｂ’より小さいという条件は、必ずしも考慮されなくともよい。
　以上説明したように、本実施形態によれば、車速が目標速度となるよう車両１の走行を制御する自動走行制御装置１２の道路情報取得部１２ａが、アクセル開度が第１の開度で走行する車両１の前方の所定区間における道路の情報を取得し、車両情報取得部１２ｂが、車両の情報を取得し、速度予測部１２ｃが、道路の情報、及び、車両の情報に基づいて、アクセル開度が第１の開度よりも大きい第２の開度で車両１が走行した場合の所定区間における車速の推移を予測し、アクセル制御部１２ｄが、速度予測部１２ｃにより予測された車速の最小値が目標速度よりも小さい場合に、車両１のアクセル開度が第２の開度となるようアクセル開度を制御する。これにより、ある区間において道路勾配が変化する登坂路を走行する場合であっても、燃費を悪化させることなく登坂路を登ることができ、不要なシフトダウンが行われることを回避しつつ、頂上に到達するまでの時間を短縮することができる。
　また、本実施形態によれば、アクセル制御部１２ｄが、速度予測部１２ｃにより予測された車速の最大値が所定の上限値より小さく、かつ、速度予測部１２ｃにより予測された車速の最小値が目標速度よりも小さい場合に、車両１のアクセル開度が第２の開度となるようアクセル開度を制御する。これにより、車速が上限速度を超えない範囲で登坂路を登るように車両１を制御できる。
　また、本実施形態によれば、第２の開度が全開であることを特徴とする。これにより、登坂路において不要なシフトダウンが行われることがさらに抑制され、燃費がさらに向上し、頂上に到達するまでの時間をさらに短縮することができる。
　また、本実施形態によれば、道路情報取得部１２ａが、車両の現在速度に応じて所定区間を決定する。これにより、車速を予測する所定区間をより適切に変更できる。
　２０１５年３月２６日出願の特願２０１５－０６４２４４の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明は、車速が目標速度となるよう車両の走行を制御する走行制御装置、及び、走行制御方法に利用することができる。
　１　車両
　２　自動走行装置
　３　エンジン
　４　クラッチ
　５　変速機
　１０　エンジン用ＥＣＵ（エンジン用制御装置）
　１１　動力伝達用ＥＣＵ（動力伝達用制御装置）
　１２　自動走行制御装置
　１２ａ　道路情報取得部
　１２ｂ　車両情報取得部
　１２ｃ　速度予測部
　１２ｄ　アクセル制御部
　１３　目標車速設定装置
　１４　増減値設定装置
　２０　道路情報取得装置
　３０　車両情報取得装置
　４０　制動装置

Claims (6)

  1. 　車速が目標速度となるよう車両の走行を制御する走行制御装置であって、
    　アクセル開度が第１の開度で走行する前記車両の前方の所定区間における道路の情報を取得する道路情報取得部と、
    　前記車両の情報を取得する車両情報取得部と、
    　前記道路の情報、及び、前記車両の情報に基づいて、前記アクセル開度が前記第１の開度よりも大きい第２の開度で前記車両が走行した場合の前記所定区間における車速の推移を予測する速度予測部と、
    　前記速度予測部により予測された車速の最小値が前記目標速度よりも小さい場合に、前記車両のアクセル開度が前記第２の開度となるようアクセル開度を制御するアクセル制御部と、
    　を備える走行制御装置。
  2. 　前記アクセル制御部は、前記速度予測部により予測された車速の最大値が所定の上限値より小さく、かつ、前記速度予測部により予測された車速の最小値が前記目標速度よりも小さい場合に、前記車両のアクセル開度が前記第２の開度となるよう前記アクセル開度を制御する、
    　請求項１に記載の走行制御装置。
  3. 　前記第２の開度が全開であることを特徴とする、
    　請求項１に記載の走行制御装置。
  4. 　前記道路情報取得部は、前記車両の現在速度に応じて前記所定区間を決定する、
    　請求項１に記載の走行制御装置。
  5. 　前記車両情報取得部は、前記車両においてシフトダウンが行われた場合に、前記車両の情報を再度取得し、前記速度予測部は、前記車速の推移を再度予測する、
    　請求項１に記載の走行制御装置。
  6. 　車速が目標速度となるよう車両の走行を制御する走行制御方法であって、
    　アクセル開度が第１の開度で走行する前記車両の前方の所定区間における道路の情報を取得する道路情報取得ステップと、
    　前記車両の情報を取得する車両情報取得ステップと、
    　前記道路の情報、及び、前記車両の情報に基づいて、前記アクセル開度が前記第１の開度よりも大きい第２の開度で前記車両が走行した場合の前記所定区間における車速の推移を予測する速度予測ステップと、
    　前記速度予測ステップにおいて予測された車速の最小値が前記目標速度よりも小さい場合に、前記車両のアクセル開度が前記第２の開度となるようアクセル開度を制御するアクセル制御ステップと、
    　を含む走行制御方法。
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