WO2019181785A1 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

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WO2019181785A1
WO2019181785A1 PCT/JP2019/010841 JP2019010841W WO2019181785A1 WO 2019181785 A1 WO2019181785 A1 WO 2019181785A1 JP 2019010841 W JP2019010841 W JP 2019010841W WO 2019181785 A1 WO2019181785 A1 WO 2019181785A1
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gear
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coasting
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林 賢志
尚基 高橋
伸一 石黒
宏貴 夏見
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いすゞ自動車株式会社
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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle control device and a vehicle control method.
  • Patent Document 1 discloses a control device that causes a vehicle to travel in a neutral coasting state in which the vehicle travels without connecting an engine and gears based on the road gradient of the road on which the vehicle travels.
  • Neutral coasting has low vehicle braking power. For this reason, when the vehicle travels in the neutral coasting state on the downhill road, there is a problem that the speed of the vehicle is likely to increase, and the driver's feeling with respect to travel control deteriorates.
  • an object of the present disclosure is to provide a vehicle control device that can improve a driver's feeling for travel control.
  • a vehicle control device includes a road gradient specifying unit that specifies a road gradient in a section from a position of the vehicle to a position ahead of a predetermined distance on a road on which the vehicle is traveling, and the traveling of the vehicle A gear-in coasting state in which the engine and the gear are connected and fuel is not supplied to the engine when the state is a neutral coasting state in which the vehicle travels without connecting the engine and the gear.
  • a balance gradient calculation unit for calculating a balance gradient that is a gradient in which the propulsive force of the vehicle and the resistance force applied to the vehicle when the vehicle travels in a state; and the traveling state of the vehicle is the neutral coasting state
  • a balance gradient that is a gradient in which the propulsive force of the vehicle and the resistance force applied to the vehicle when the vehicle travels in a state
  • the traveling state of the vehicle is the neutral coasting state
  • the traveling control unit determines whether or not the vehicle is decelerating at a predetermined time interval when the traveling state of the vehicle is the gear-in coasting state, and determines that the vehicle is decelerating a predetermined number of times continuously. Then, the gear-in coasting state may be terminated.
  • the traveling control unit when the traveling state of the vehicle is the neutral coasting state, is based on the balance gradient and the road gradient at a time interval shorter than the predetermined time interval. Is switched to the gear-in coasting state, and when it is determined that the traveling state of the vehicle is switched to the gear-in coasting state, the traveling state of the vehicle may be switched from the neutral coasting state to the gear-in coasting state. .
  • a vehicle control method includes a step of specifying a road gradient in a section from a position of the vehicle to a position ahead of a predetermined distance on a road on which the vehicle runs, which is executed by a computer; Is a state in which the engine and the gear are connected and fuel is not supplied to the engine while the vehicle is traveling in a neutral coasting state where the engine and the gear are not connected.
  • a row balance gradient that is a gradient in which the propulsive force of the vehicle and the resistance force applied to the vehicle when the vehicle travels in a gear-in coasting state
  • the traveling state of the vehicle is the neutral coasting state
  • the traveling state of the vehicle is changed to the neutral state.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the internal configuration of the vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process flow in the vehicle control device after the traveling state of the vehicle according to the present embodiment is switched to the N coasting state.
  • FIG. 4 is a diagram showing a comparative example of vehicle control by the conventional vehicle control device and vehicle control by the vehicle control device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a vehicle V according to the present embodiment.
  • the vehicle V is a vehicle that can travel in the auto cruise mode in which the vehicle travels so as to maintain a preset speed of the vehicle V without operating the accelerator or the shift lever.
  • the vehicle V can travel in a neutral coasting state and a gear-in coasting state in addition to a traveling state in which fuel is supplied to the engine.
  • the neutral coasting state is a state of traveling without connecting the engine and the gear.
  • the gear-in coasting state is a state in which the engine and the gear are connected and the vehicle travels without supplying fuel to the engine.
  • the neutral coasting state is also referred to as the N coasting state.
  • a traveling state in which the vehicle travels by supplying fuel to the engine is also referred to as a coasting state.
  • Vehicle V specifies the road gradient on the road on which it is traveling.
  • the vehicle V determines whether or not the vehicle is not decelerated even if the traveling state is switched from the N coasting state to the gear-in coasting state based on the road gradient. Then, when vehicle V determines that it does not decelerate even if it travels by switching the traveling state from the N coasting state to the gear-in coasting state, it switches the traveling state of vehicle V from the N coasting state to the gear-in coasting state (time T1 in FIG. ).
  • the speed of the vehicle V is likely to increase, which may give a driver a feeling of fear.
  • the gear-in coasting state since the engine and the gear are connected, the engine brake is applied, and the speed is less likely to increase compared to the N coasting state. Therefore, the vehicle V travels by switching the traveling state from the N coasting state to the gear-in coasting state, so that the speed increase during traveling on the downhill road can be moderated and the feeling of the driver can be improved.
  • the vehicle V determines at any time whether or not the vehicle V is decelerated after a time T2 when a predetermined time has elapsed since the traveling state is switched to the gear-in coasting state.
  • the vehicle V ends the gear-in coasting state (time T3 in FIG. 1). Since the vehicle V determines whether or not the vehicle V is decelerated after a predetermined time has elapsed since switching to the gear-in coasting state, the vehicle V can travel in the gear-in coasting state for a predetermined time.
  • the vehicle V can prevent the gear-in coasting state from being terminated early within a predetermined time after the traveling state has been switched to the gear-in coasting state, so that the driver does not feel uncomfortable. Therefore, the vehicle V can improve a driver's feeling with respect to traveling control.
  • the vehicle V will be described in detail below.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the internal configuration of the vehicle V according to the present embodiment.
  • the vehicle V includes an engine 1, a transmission 2, a GPS (Global Positioning System) sensor 3, a weight sensor 4, a speed sensor 5, and a vehicle control device 10.
  • GPS Global Positioning System
  • the vehicle V is a large vehicle that uses the engine 1 such as a diesel engine as a driving force, and is a vehicle equipped with the auto-cruise mode as described above.
  • the transmission 2 transmits the rotational driving force of the engine 1 to driving wheels (not shown) of the vehicle V.
  • the transmission 2 includes a plurality of gears for converting the rotational driving force of the engine 1.
  • the GPS sensor 3 acquires the position of the GPS sensor 3, that is, the position of the vehicle V on which the GPS sensor 3 is mounted, by receiving and analyzing radio waves transmitted from a plurality of navigation satellites.
  • the GPS sensor 3 outputs information indicating the position of the vehicle V to the vehicle control device 10.
  • the weight sensor 4 acquires the total weight of the vehicle V. Specifically, the weight sensor 4 measures the weight of the load of the vehicle V, and acquires the total weight of the vehicle V by adding the weight of the vehicle V alone excluding the load. The weight sensor 4 outputs information indicating the total weight of the vehicle V to the vehicle control device 10. The speed sensor 5 measures the speed of the vehicle V. The speed sensor 5 outputs information indicating the measured speed to the vehicle control device 10.
  • the vehicle control device 10 acquires information from each of the sensors described above, and controls the traveling state of the vehicle V based on the acquired information.
  • the vehicle control device 10 keeps the vehicle V traveling at the set speed, and improves the fuel efficiency of the vehicle V and the engine 1 and the transmission. 2 is controlled.
  • the vehicle control device 10 includes a storage unit 11 and a control unit 12.
  • the storage unit 11 is, for example, a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory).
  • the storage unit 11 stores various programs for causing the control unit 12 to function.
  • the control unit 12 is a computing resource including a processor such as a CPU (Central Processing Unit) (not shown).
  • the control unit 12 implements the functions of the road gradient specifying unit 121, the balance gradient calculation unit 122, and the travel control unit 123 by executing a program stored in the storage unit 11.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) (not shown).
  • the control unit 12 implements the functions of the road gradient specifying unit 121, the balance gradient calculation unit 122, and the travel control unit 123 by executing a program stored in the storage unit 11.
  • the road gradient specifying unit 121 specifies the road gradient of the preceding travel section that is a section from the position of the vehicle V to a position ahead of a predetermined distance (for example, 500 m) on the road on which the vehicle V travels. Specifically, the road gradient specifying unit 121 specifies the road gradient of the preceding travel section based on the information indicating the position of the vehicle V acquired from the GPS sensor 3 and the map information stored in the storage unit 11. To do. The road gradient specifying unit 121 specifies the road gradient at each of a plurality of positions included in the previous travel section.
  • the balance gradient calculation unit 122 is a gradient in which the propulsive force of the vehicle V and the resistance force applied to the vehicle V are balanced when the vehicle V travels in the gear-in coasting state when the traveling state of the vehicle V is the N coasting state. Calculate the gear-in coasting balance gradient.
  • the balance gradient calculation unit 122 identifies the current rotational speed of the engine 1.
  • the balance gradient calculation unit 122 refers to the engine characteristic map information indicating the relationship between the engine speed and the engine torque stored in the storage unit 11, and specifies the torque corresponding to the specified engine 1 speed. To do.
  • the balance gradient calculation part 122 calculates an engine braking force based on the specified torque, the radius of the tire of the vehicle V, the transmission efficiency and gear ratio of each gear.
  • the specified torque is T f
  • the tire radius is R tire
  • the current gear transmission efficiency is ⁇ Trans
  • the current gear gear ratio is ⁇ Trans
  • the differential gear transmission efficiency is ⁇ final
  • the differential gear gear ratio is ⁇
  • the balance gradient calculation unit 122 acquires the total weight of the vehicle V output from the weight sensor 4, and acquires the air resistance coefficient, the rolling resistance coefficient, and the gravitational acceleration that are stored in advance in the storage unit 11.
  • the balance gradient calculation unit 122 calculates a gear-in coasting balance gradient based on the calculated engine braking force and the acquired information.
  • the traveling control unit 123 controls the traveling state of the vehicle V based on the road gradient specified by the road gradient specifying unit 121. Specifically, the traveling control unit 123 determines whether or not the identified road gradient satisfies the start condition for the N coasting state when the vehicle V is in the coasting state.
  • the starting condition of the N coasting state is, for example, that when the vehicle V travels in the N coasting state, it does not fall below the lower limit speed, which is the lower limit of the speed set in the auto cruise mode, in the preceding traveling section.
  • the traveling control unit 123 controls the engine 1 and the transmission 2 to switch the traveling state of the vehicle V to the N coasting state.
  • the traveling control unit 123 changes the traveling state of the vehicle V from the N coasting state to the gear-in based on the calculated gear-in coasting balance gradient and the specified road gradient. It is determined whether to switch to the coasting state. For example, the traveling control unit 123 determines whether or not the maximum value of the identified road gradient is smaller than the gear-in coasting balance gradient at a first time interval (for example, 50 milliseconds). It is determined whether or not to switch to a state.
  • a first time interval for example, 50 milliseconds
  • the traveling control unit 123 determines to switch to the gear-in coasting state, the traveling state of the vehicle V is switched from the N coasting state to the gear-in coasting state by controlling the engine 1 and the transmission 2.
  • the traveling control unit 123 determines whether or not a termination condition for the gear-in coasting state is satisfied after a predetermined time (for example, 5 seconds) has elapsed since the traveling state of the vehicle V is switched to the gear-in coasting state. If it is determined that the termination condition is satisfied, the gear-in coasting state is terminated.
  • a predetermined time for example, 5 seconds
  • the traveling control unit 123 determines whether or not the vehicle V is decelerating at a first time interval (for example, an interval of 200 milliseconds) based on the speed of the vehicle V acquired by the speed sensor 5, and is predetermined. If it is determined that the vehicle is decelerating continuously a number of times (for example, 5 times), it is determined that the gear-in coasting state is terminated. By doing in this way, the vehicle control apparatus 10 can determine with the gear-in coasting state being complete
  • a first time interval for example, an interval of 200 milliseconds
  • the traveling control unit 123 determines that the speed of the vehicle V acquired by the speed sensor 5 exceeds the upper limit speed that is the upper limit of the speed set in the auto-cruise mode, the traveling control unit 123 determines to end the gear-in coasting state. To do.
  • traveling control unit 123 determines that the gear-in coasting state is to be terminated, it supplies the fuel to engine 1 to terminate the gear-in coasting state and operates an auxiliary brake (not shown) provided in vehicle V. Thus, the traveling state of the vehicle V is switched to the coastingless state.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process flow in the vehicle control device 10 after the traveling state of the vehicle V according to the present embodiment is switched to the N coasting state.
  • the road gradient specifying unit 121 specifies the road gradient of the preceding travel section on the road on which the vehicle V travels (S10). Subsequently, the balance gradient calculation unit 122 calculates a gear-in coasting balance gradient when the vehicle V travels in the preceding travel section (S20).
  • the traveling control unit 123 determines whether or not the maximum value of the road gradient is smaller than the gear-in coasting balance gradient (S30). If it is determined that the maximum value of the road gradient is smaller than the gear-in coasting balance gradient, the traveling control unit 123 proceeds to S60.
  • the traveling control unit 123 determines whether or not the end condition of the N coasting state different from S30 is satisfied.
  • An end condition of the N coasting state different from S30 is, for example, that the vehicle V decelerates when the vehicle V travels in the preceding traveling section in the N coasting state. If the traveling control unit 123 determines that the end condition of the N coasting state is satisfied, the traveling control unit 123 moves the process to S50, switches the traveling state of the vehicle V to the state without coasting, and terminates the processing according to this flowchart. If the traveling control unit 123 determines that the end condition of the N coasting state is not satisfied, the traveling control unit 123 proceeds to S10.
  • the traveling control unit 123 switches the traveling state of the vehicle V to the gear-in coasting state. Thereafter, the traveling control unit 123 specifies the speed of the vehicle V (S70).
  • the traveling control unit 123 determines whether or not the vehicle V has decelerated or exceeded the upper limit speed based on the speed of the vehicle V (S80). If it is determined that the speed of the vehicle V has decreased or exceeds the upper limit speed, the traveling control unit 123 proceeds to S90, and if it is determined that the speed of the vehicle V has not decreased and the upper limit speed has not been exceeded, S80 is determined. Try again.
  • the traveling control unit 123 ends the gear-in coasting state by supplying fuel to the engine 1, and operates the auxiliary brake provided in the vehicle V, thereby changing the traveling state of the vehicle V to the state without coasting. Switch to.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a comparative example of vehicle control by the conventional vehicle control device and vehicle control by the vehicle control device 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 when the conventional vehicle control device is mounted on the vehicle V and when the vehicle control device 10 according to the present embodiment is mounted on the vehicle V, the vehicle V when traveling on the same position on the same road.
  • the traveling state of the vehicle V and the speed of the vehicle V at each time are shown.
  • the speed indicated by the solid line is the speed of the vehicle V when the vehicle control device 10 according to the present embodiment is mounted on the vehicle V.
  • the speed indicated by a broken line is the speed of the vehicle V when the conventional vehicle control device is mounted on the vehicle V.
  • the conventional vehicle control device and the vehicle control device 10 switch the traveling state of the vehicle V to the N coasting state.
  • the conventional vehicle control device and the vehicle control device 10 according to the present embodiment switch the traveling state of the vehicle V to the N coasting state at time T ⁇ b> 10.
  • the conventional vehicle control device does not switch the traveling state of the vehicle V to the gear-in coasting state after switching the traveling state of the vehicle V to the N coasting state. For this reason, the speed of the vehicle V significantly increases on the downhill road, and the speed of the vehicle V reaches the upper limit vehicle speed at time T12. Therefore, the conventional vehicle control device switches the traveling state of the vehicle V to the no coasting state at time T12 and operates the auxiliary brake.
  • the vehicle control device 10 switches the traveling state of the vehicle V to the N coasting state, and then, based on the road gradient of the preceding traveling section, the traveling state of the vehicle V at the time T11 earlier than the time T12. To the gear-in coasting state. As a result, the speed of the vehicle V on the downhill road gradually increases as compared with the case of traveling in the N coasting state. Then, the speed of the vehicle V reaches the upper limit vehicle speed at time T13. Therefore, the vehicle control device 10 according to the present embodiment switches the traveling state of the vehicle V to the no coasting state at time T13 that is later than the time T12.
  • the vehicle control apparatus 10 since the vehicle control apparatus 10 according to the present embodiment can continue the state in which the fuel is not consumed until time T13, the fuel consumption can be improved.
  • the vehicle control device 10 when the traveling state of the vehicle V is the N coasting state, based on the calculated gear-in coasting balance gradient and the identified road gradient, The traveling state of the vehicle V is switched from the N coasting state to the gear-in coasting state. Then, the vehicle control device 10 determines whether or not the vehicle V is decelerating after a predetermined time has elapsed since the traveling state of the vehicle V is switched to the gear-in coasting state, and the vehicle V is decelerating. If determined, the gear-in coasting state is terminated.
  • the vehicle control device 10 moderates the increase in the speed of the vehicle V while traveling on the downhill road, so that the fuel consumption is improved as compared with the case where the N coasting state is continued without switching to the gear-in coasting state.
  • the driver's feeling can be improved while improving the driver's feeling.
  • the vehicle control device 10 can prevent the gear-in coasting state from being terminated early within a predetermined time after the traveling state is switched to the gear-in coasting state, and can prevent the driver from feeling uncomfortable. Therefore, the vehicle V can further improve the driver's feeling for the travel control.
  • the vehicle control device and the vehicle control method of the present disclosure are useful in that the feeling of the driver with respect to the travel control can be improved.

Abstract

車両制御装置10は、ニュートラル惰行状態である場合に、エンジン1とギヤとを接続させるとともにエンジン1に燃料を供給せずに走行する状態であるギヤイン惰行状態で車両Vが走行したときの車両Vの推進力と車両Vにかかる抵抗力とが釣り合う勾配であるバランス勾配を算出するバランス勾配算出部122と、車両Vの走行状態がニュートラル惰行状態である場合に、算出されたバランス勾配と、特定された道路勾配とに基づいて、車両Vの走行状態をニュートラル惰行状態からギヤイン惰行状態に切り替え、車両Vの走行状態がギヤイン惰行状態に切り替えられてから所定時間が経過した後に、ギヤイン惰行状態の終了条件が満たされているか否かを判定し、終了条件が満たされていると判定すると、ギヤイン惰行状態を終了させる走行制御部123と、を備える。

Description

車両制御装置及び車両制御方法
 本開示は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。
 従来、車両が走行する道路の勾配を示す道路勾配を特定し、当該道路勾配に基づいて車両の走行を制御することにより燃費を向上させることが行われている。例えば、特許文献1には、車両が走行する道路の道路勾配に基づいて、エンジンとギヤとを接続させずに走行する状態であるニュートラル惰行状態で車両を走行させる制御装置が開示されている。
日本国特開2016-182935号公報
 ニュートラル惰行は車両の制動力が低い。このため、下坂路において車両がニュートラル惰行状態で走行すると、車両の速度が増加しやすく、走行制御に対する運転者のフィーリングが悪化するという問題があった。
 そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、走行制御に対する運転者のフィーリングを向上させることができる車両制御装置を提供することを目的とする。
 本開示の第1の態様に係る車両制御装置は、車両が走行する道路における、前記車両の位置から所定距離前方の位置までの区間の道路勾配を特定する道路勾配特定部と、前記車両の走行状態がエンジンとギヤとを接続させずに走行する状態であるニュートラル惰行状態である場合に、前記エンジンと前記ギヤとを接続させるとともに前記エンジンに燃料を供給せずに走行する状態であるギヤイン惰行状態で前記車両が走行したときの前記車両の推進力と前記車両にかかる抵抗力とが釣り合う勾配であるバランス勾配を算出するバランス勾配算出部と、前記車両の走行状態が前記ニュートラル惰行状態である場合に、算出された前記バランス勾配と、特定された前記道路勾配とに基づいて、前記車両の走行状態を前記ニュートラル惰行状態から前記ギヤイン惰行状態に切り替え、前記車両の走行状態が前記ギヤイン惰行状態に切り替えられてから所定時間が経過した後に、前記ギヤイン惰行状態の終了条件が満たされているか否かを判定し、前記終了条件が満たされていると判定すると、前記ギヤイン惰行状態を終了させる走行制御部と、を備える。
 前記走行制御部は、前記車両の走行状態が前記ギヤイン惰行状態である場合に、所定の時間間隔で前記車両が減速しているか否かを判定し、所定回数連続して減速していると判定すると、前記ギヤイン惰行状態を終了させてもよい。
 前記走行制御部は、前記車両の走行状態が前記ニュートラル惰行状態である場合に、前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で、前記バランス勾配と前記道路勾配とに基づいて、前記車両の走行状態を前記ギヤイン惰行状態に切り替えるか否かを判定し、前記車両の走行状態を前記ギヤイン惰行状態に切り替えると判定すると、前記車両の走行状態を前記ニュートラル惰行状態から前記ギヤイン惰行状態に切り替えてもよい。
 本開示の第2の態様に係る車両制御方法は、コンピュータが実行する、車両が走行する道路における、前記車両の位置から所定距離前方の位置までの区間の道路勾配を特定するステップと、前記車両の走行状態がエンジンとギヤとを接続させずに走行する状態であるニュートラル惰行状態である場合に、前記エンジンと前記ギヤとを接続させるとともに前記エンジンに燃料を供給せずに走行する状態であるギヤイン惰行状態で前記車両が走行したときの前記車両の推進力と前記車両にかかる抵抗力とが釣り合う勾配である行バランス勾配を算出するステップと、前記車両の走行状態が前記ニュートラル惰行状態である場合に、算出された前記バランス勾配と、特定された前記道路勾配とに基づいて、前記車両の走行状態を前記ニュートラル惰行状態から前記ギヤイン惰行状態に切り替え、前記車両の走行状態が前記ギヤイン惰行状態に切り替えられてから所定時間が経過した後に、前記ギヤイン惰行状態の終了条件が満たされているか否かを判定し、前記終了条件が満たされていると判定すると、前記ギヤイン惰行状態を終了させるステップと、を備える。
 本開示によれば、走行制御に対する運転者のフィーリングを向上させることができるという効果を奏する。
図1は、本実施形態に係る車両の概要を示す図である。 図2は、本実施形態に係る車両の内部構成を模式的に示す図である。 図3は、本実施形態に係る車両の走行状態がN惰行状態に切り替わった後の車両制御装置における処理の流れを示すフローチャートである。 図4は、従来の車両制御装置による車両制御と、本実施形態に係る車両制御装置による車両制御との比較例を示す図である。
 図1は、本実施形態に係る車両Vの概要を示す図である。
 車両Vは、運転者がアクセルやシフトレバーを操作しなくても、予め設定された車両Vの速度を維持するように走行するオートクルーズモードで走行することができる車両である。
 車両Vは、オートクルーズモードで走行している場合に、エンジンに燃料を供給することにより走行する走行状態に加えて、ニュートラル惰行状態と、ギヤイン惰行状態とで走行することができる。ニュートラル惰行状態は、エンジンとギヤとを接続させずに走行する状態である。ギヤイン惰行状態は、エンジンとギヤとを接続させるとともにエンジンに燃料を供給せずに走行する状態である。なお、以降の説明では、ニュートラル惰行状態を、N惰行状態ともいう。また、エンジンに燃料を供給することにより走行する走行状態を惰行なし状態ともいう。
 車両Vは、自身が走行中の道路における道路勾配を特定する。車両Vは、N惰行状態で走行している場合に、道路勾配に基づいて、N惰行状態からギヤイン惰行状態に走行状態を切り替えて走行しても減速しないかを判定する。そして、車両Vは、N惰行状態からギヤイン惰行状態に走行状態を切り替えて走行しても減速しないと判定すると、車両Vの走行状態をN惰行状態からギヤイン惰行状態に切り替える(図1の時刻T1)。
 N惰行状態で車両Vが下坂路を走行すると、車両Vの速度が増加しやすく、運転者に恐怖感を与えることがある。ギヤイン惰行状態は、エンジンとギヤとが接続されていることからエンジンブレーキがかかり、N惰行状態に比べて速度が増加しにくい。したがって、車両Vは、N惰行状態からギヤイン惰行状態に走行状態を切り替えて走行することにより、下坂路の走行時の速度増加を緩やかにして、運転者のフィーリングを向上させることができる。
 車両Vは、図1に示すように、走行状態をギヤイン惰行状態に切り替えてから所定時間が経過した時刻T2よりも後に、車両Vが減速しているか否かを随時判定する。車両Vは、自身が減速していると判定すると、ギヤイン惰行状態を終了させる(図1の時刻T3)。車両Vは、ギヤイン惰行状態に切り替えてから所定時間が経過した後に、車両Vが減速しているか否かを判定することから、所定時間にわたってギヤイン惰行状態で走行することができる。これにより、車両Vは、走行状態がギヤイン惰行状態に切り替わってから、所定時間以内に早期にギヤイン惰行状態が終了することを防ぎ、運転者に違和感を与えないようにすることができる。よって、車両Vは、走行制御に対する運転者のフィーリングを向上させることができる。以下に、車両Vの詳細な説明を行う。
[車両Vの構成]
 図2は、本実施形態に係る車両Vの内部構成を模式的に示す図である。車両Vは、エンジン1、変速機2、GPS(Global Positioning System)センサ3、重量センサ4、速度センサ5、及び車両制御装置10を備える。
 車両Vは、ディーゼルエンジン等のエンジン1を駆動力とする大型車両であり、上述したようにオートクルーズモードを搭載する車両である。変速機2は、エンジン1の回転駆動力を車両Vの駆動輪(不図示)に伝達する。変速機2は、エンジン1の回転駆動力を変換するための複数段のギヤを含む。
 GPSセンサ3は、複数の航法衛星から送信された電波を受信して解析することにより、GPSセンサ3の位置、すなわちGPSセンサ3を搭載する車両Vの位置を取得する。GPSセンサ3は、車両Vの位置を示す情報を車両制御装置10に出力する。
 重量センサ4は、車両Vの総重量を取得する。具体的には、重量センサ4は車両Vの積荷の重量を計測し、積荷を除いた車両V単体の重量と合算することで車両Vの総重量を取得する。重量センサ4は、車両Vの総重量を示す情報を車両制御装置10に出力する。
 速度センサ5は、車両Vの速度を計測する。速度センサ5は、計測された速度を示す情報を車両制御装置10に出力する。
 車両制御装置10は、上述の各センサから情報を取得し、取得した情報に基づいて車両Vの走行状態を制御する。車両制御装置10は、車両Vがオートクルーズモードで走行している場合には、車両Vが設定された速度を保って走行するとともに、車両Vにおける燃費が向上するように、エンジン1及び変速機2を制御する。
[車両制御装置10の構成]
 続いて、図2を参照しながら、車両制御装置10の構成について説明する。車両制御装置10は、図2に示すように、記憶部11と、制御部12とを備える。
 記憶部11は、例えば、ROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)である。記憶部11は、制御部12を機能させるための各種のプログラムを記憶する。
 制御部12は、図示しないCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部12は、記憶部11に記憶されているプログラムを実行することによって、道路勾配特定部121、バランス勾配算出部122、及び走行制御部123の機能を実現する。
 道路勾配特定部121は、車両Vが走行する道路における、車両Vの位置から所定距離(例えば、500m)前方の位置までの区間である先走行区間の道路勾配を特定する。具体的には、道路勾配特定部121は、GPSセンサ3から取得した車両Vの位置を示す情報と、記憶部11に格納されている地図情報とに基づいて、先走行区間の道路勾配を特定する。道路勾配特定部121は、先走行区間に含まれる複数の位置のそれぞれにおける道路勾配を特定する。
 バランス勾配算出部122は、車両Vの走行状態がN惰行状態である場合に、ギヤイン惰行状態で車両Vが走行したときの車両Vの推進力と車両Vにかかる抵抗力とが釣り合う勾配であるギヤイン惰行バランス勾配を算出する。
 具体的には、まず、バランス勾配算出部122は、現在のエンジン1の回転数を特定する。まず、バランス勾配算出部122は、記憶部11に記憶されているエンジン回転数とエンジンのトルクとの関係を示すエンジン特性マップ情報を参照し、特定したエンジン1の回転数に対応するトルクを特定する。そして、バランス勾配算出部122は、特定したトルクと、車両Vのタイヤの半径と、各ギヤの伝達効率及びギヤ比とに基づいて、エンジンブレーキ力を算出する。
 特定したトルクをT、タイヤの半径をRtire、現在のギヤの伝達効率をηTrans、現在のギヤのギヤ比をγTrans、デファレンシャルギアの伝達効率をηfinal、デファレンシャルギアのギヤ比をγfinal、エンジンブレーキ力をFとすると、エンジンブレーキ力Fは、以下の式(1)により算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 続いて、バランス勾配算出部122は、重量センサ4から出力される車両Vの総重量を取得するとともに、記憶部11に予め記憶されている空気抵抗係数、ころがり抵抗係数、重力加速度を取得する。バランス勾配算出部122は、算出したエンジンブレーキ力と、取得した情報とに基づいて、ギヤイン惰行バランス勾配を算出する。
 ギヤイン惰行バランス勾配をθengbrk、エンジンブレーキ力をF、車両Vの重量をM、ころがり抵抗係数をμ、空気抵抗係数をλ、重力加速度をg、ギヤイン惰行バランス勾配をθengbrkとすると、ギヤイン惰行バランス勾配θengbrkは、以下の式(2)により算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 走行制御部123は、道路勾配特定部121により特定された道路勾配に基づいて、車両Vの走行状態を制御する。具体的には、走行制御部123は、車両Vが惰行なし状態である場合に、特定した道路勾配がN惰行状態の開始条件を満たすか否かを判定する。N惰行状態の開始条件は、例えば、車両VがN惰行状態により走行した場合に、先走行区間において、オートクルーズモードにおいて設定されている速度の下限である下限速度を下回らないことである。走行制御部123は、N惰行状態の開始条件を満たすと判定すると、エンジン1及び変速機2を制御することにより、車両Vの走行状態をN惰行状態に切り替える。
 走行制御部123は、車両Vの走行状態がN惰行状態である場合に、算出されたギヤイン惰行バランス勾配と、特定された道路勾配とに基づいて、車両Vの走行状態をN惰行状態からギヤイン惰行状態に切り替えるか否かを判定する。例えば、走行制御部123は、第1の時間間隔(例えば、50ミリ秒)で、特定された道路勾配の最大値が、ギヤイン惰行バランス勾配よりも小さいか否かを判定することにより、ギヤイン惰行状態に切り替えるか否かを判定する。
 走行制御部123は、ギヤイン惰行状態に切り替えると判定すると、エンジン1及び変速機2を制御することにより、車両Vの走行状態をN惰行状態からギヤイン惰行状態に切り替える。
 走行制御部123は、車両Vの走行状態がギヤイン惰行状態に切り替えられてから所定時間(例えば5秒)が経過した後に、ギヤイン惰行状態の終了条件が満たされているか否かを判定し、当該終了条件が満たされていると判定すると、ギヤイン惰行状態を終了させる。
 例えば、走行制御部123は、速度センサ5により取得された車両Vの速度に基づいて、第1の時間間隔(例えば200ミリ秒間隔)で車両Vが減速しているか否かを判定し、所定回数(例えば5回)連続して減速していると判定すると、ギヤイン惰行状態を終了させると判定する。このようにすることで、車両制御装置10は、車両Vが確実に減速している場合に、ギヤイン惰行状態を終了させると判定することができる。また、走行制御部123は、速度センサ5により取得された車両Vの速度が、オートクルーズモードにおいて設定されている速度の上限である上限速度を超えたと判定すると、ギヤイン惰行状態を終了させると判定する。
 走行制御部123は、ギヤイン惰行状態を終了させると判定すると、エンジン1に燃料を供給することによりギヤイン惰行状態を終了させるとともに、車両Vに設けられている補助ブレーキ(不図示)を動作させることにより、車両Vの走行状態を惰行なし状態に切り替える。
[N惰行状態に切り替わった後の処理の流れ]
 続いて、車両Vの走行状態がN惰行状態に切り替わった後の車両制御装置10における処理の流れについて説明する。図3は、本実施形態に係る車両Vの走行状態がN惰行状態に切り替わった後の車両制御装置10における処理の流れを示すフローチャートである。
 まず、道路勾配特定部121は、車両Vが走行する道路における先走行区間の道路勾配を特定する(S10)。
 続いて、バランス勾配算出部122は、車両Vが先走行区間を走行したときのギヤイン惰行バランス勾配を算出する(S20)。
 続いて、走行制御部123は、道路勾配の最大値がギヤイン惰行バランス勾配よりも小さいか否かを判定する(S30)。走行制御部123は、道路勾配の最大値がギヤイン惰行バランス勾配よりも小さいと判定すると、S60に処理を移し、道路勾配の最大値がギヤイン惰行バランス勾配以上と判定すると、S40に処理を移す。
 S40において、走行制御部123は、S30とは異なるN惰行状態の終了条件を満たすか否かを判定する。S30とは異なるN惰行状態の終了条件は、例えば、車両VがN惰行状態で先走行区間を走行した場合に、車両Vが減速することである。走行制御部123は、N惰行状態の終了条件を満たすと判定すると、S50に処理を移し、車両Vの走行状態を惰行なし状態に切り替え、本フローチャートに係る処理を終了する。走行制御部123は、N惰行状態の終了条件を満たしていないと判定すると、S10に処理を移す。
 S60において、走行制御部123は、車両Vの走行状態をギヤイン惰行状態に切り替える。
 その後、走行制御部123は、車両Vの速度を特定する(S70)。
 続いて、走行制御部123は、車両Vの速度に基づいて、車両Vが減速又は上限速度を超えたか否かを判定する(S80)。走行制御部123は、車両Vの速度が減少又は上限速度を超えたと判定すると、S90に処理を移し、車両Vの速度が減少しておらず、上限速度も超えていないと判定すると、S80を再実行する。
 S90において、走行制御部123は、エンジン1に燃料を供給することによりギヤイン惰行状態を終了させるとともに、車両Vに設けられている補助ブレーキを動作させることにより、車両Vの走行状態を惰行なし状態に切り替える。
[比較例]
 続いて、ギヤイン惰行を行わない従来の車両制御装置による車両制御と、本実施形態に係る車両制御装置10による車両制御との比較例を示す。図4は、従来の車両制御装置による車両制御と、本実施形態に係る車両制御装置10による車両制御との比較例を示す図である。
 図4では、従来の車両制御装置を車両Vに搭載した場合と、本実施形態に係る車両制御装置10を車両Vに搭載した場合とで、同じ道路の同じ位置を走行させた場合の車両Vの走行状態と、各時刻における車両Vの速度を示している。図4において、実線で示される速度は、本実施形態に係る車両制御装置10を車両Vに搭載した場合における車両Vの速度である。また、図4において、破線で示される速度は、従来の車両制御装置を車両Vに搭載した場合における車両Vの速度である。
 車両Vが下坂路に差し掛かると、従来の車両制御装置及び本実施形態に係る車両制御装置10は、車両Vの走行状態をN惰行状態に切り替える。図4に示す例では、従来の車両制御装置及び本実施形態に係る車両制御装置10は、時刻T10において、車両Vの走行状態をN惰行状態に切り替える。
 従来の車両制御装置は、車両Vの走行状態をN惰行状態に切り替えた後に、車両Vの走行状態をギヤイン惰行状態に切り替えない。このため、車両Vの速度が下坂路において著しく増加し、車両Vの速度は、時刻T12において上限車速に到達する。したがって、従来の車両制御装置は、時刻T12において車両Vの走行状態を惰行なし状態に切り替えて補助ブレーキを動作させる。
 他方、本実施形態に係る車両制御装置10は、車両Vの走行状態をN惰行状態に切り替えた後、先走行区間の道路勾配に基づいて、時刻T12よりも早い時刻T11において車両Vの走行状態をギヤイン惰行状態に切り替える。これにより、下坂路における車両Vの速度は、N惰行状態で走行する場合に比べて緩やかに増加する。そして、車両Vの速度は、時刻T13において上限車速に到達する。したがって、本実施形態に係る車両制御装置10は、時刻T12よりも遅い時刻T13において車両Vの走行状態を惰行なし状態に切り替える。
 このように、本実施形態に係る車両制御装置10は、時刻T13まで燃料を消費しない状態を継続できるので、燃費を向上させることができる。
[本実施形態の効果]
 以上説明したように、本実施形態に係る車両制御装置10は、車両Vの走行状態がN惰行状態である場合に、算出されたギヤイン惰行バランス勾配と、特定された道路勾配とに基づいて、車両Vの走行状態をN惰行状態からギヤイン惰行状態に切り替える。そして、車両制御装置10は、車両Vの走行状態がギヤイン惰行状態に切り替えられてから所定時間が経過した後に、車両Vが減速しているか否かを判定し、車両Vが減速していると判定すると、ギヤイン惰行状態を終了させる。
 このようにすることで、車両制御装置10は、下坂路を走行中における車両Vの速度の増加を緩やかにするので、ギヤイン惰行状態に切り替えずにN惰行状態を継続する場合に比べて燃費を向上させるとともに、運転者のフィーリングを向上させることができる。また、車両制御装置10は、走行状態がギヤイン惰行状態に切り替わってから、所定時間以内に早期にギヤイン惰行状態が終了することを防ぎ、運転者に違和感を与えないようにすることができる。よって、車両Vは、走行制御に対する運転者のフィーリングをさらに向上させることができる。
 以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
 本出願は、2018年3月19日付で出願された日本国特許出願(特願2018-051094)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本開示の車両制御装置及び車両制御方法は、走行制御に対する運転者のフィーリングを向上させることができる、という点において有用である。
1・・・エンジン
2・・・変速機
3・・・GPSセンサ
4・・・重量センサ
5・・・速度センサ
10・・・車両制御装置
11・・・記憶部
12・・・制御部
121・・・道路勾配特定部
122・・・バランス勾配算出部
123・・・走行制御部
V・・・車両 

Claims (4)

  1.  車両が走行する道路における、前記車両の位置から所定距離前方の位置までの区間の道路勾配を特定する道路勾配特定部と、
     前記車両の走行状態がエンジンとギヤとを接続させずに走行する状態であるニュートラル惰行状態である場合に、前記エンジンと前記ギヤとを接続させるとともに前記エンジンに燃料を供給せずに走行する状態であるギヤイン惰行状態で前記車両が走行したときの前記車両の推進力と前記車両にかかる抵抗力とが釣り合う勾配であるバランス勾配を算出するバランス勾配算出部と、
     前記車両の走行状態が前記ニュートラル惰行状態である場合に、算出された前記バランス勾配と、特定された前記道路勾配とに基づいて、前記車両の走行状態を前記ニュートラル惰行状態から前記ギヤイン惰行状態に切り替え、前記車両の走行状態が前記ギヤイン惰行状態に切り替えられてから所定時間が経過した後に、前記ギヤイン惰行状態の終了条件が満たされているか否かを判定し、前記終了条件が満たされていると判定すると、前記ギヤイン惰行状態を終了させる走行制御部と、
     を備える車両制御装置。
  2.  前記走行制御部は、前記車両の走行状態が前記ギヤイン惰行状態である場合に、所定の時間間隔で前記車両が減速しているか否かを判定し、所定回数連続して減速していると判定すると、前記ギヤイン惰行状態を終了させる、
     請求項1に記載の車両制御装置。
  3.  前記走行制御部は、前記車両の走行状態が前記ニュートラル惰行状態である場合に、前記所定の時間間隔よりも短い時間間隔で、前記バランス勾配と前記道路勾配とに基づいて、前記車両の走行状態を前記ギヤイン惰行状態に切り替えるか否かを判定し、前記車両の走行状態を前記ギヤイン惰行状態に切り替えると判定すると、前記車両の走行状態を前記ニュートラル惰行状態から前記ギヤイン惰行状態に切り替える、
     請求項2に記載の車両制御装置。
  4.  コンピュータが実行する、
     車両が走行する道路における、前記車両の位置から所定距離前方の位置までの区間の道路勾配を特定するステップと、
     前記車両の走行状態がエンジンとギヤとを接続させずに走行する状態であるニュートラル惰行状態である場合に、前記エンジンと前記ギヤとを接続させるとともに前記エンジンに燃料を供給せずに走行する状態であるギヤイン惰行状態で前記車両が走行したときの前記車両の推進力と前記車両にかかる抵抗力とが釣り合う勾配であるバランス勾配を算出するステップと、
     前記車両の走行状態が前記ニュートラル惰行状態である場合に、算出された前記バランス勾配と、特定された前記道路勾配とに基づいて、前記車両の走行状態を前記ニュートラル惰行状態から前記ギヤイン惰行状態に切り替え、前記車両の走行状態が前記ギヤイン惰行状態に切り替えられてから所定時間が経過した後に、前記ギヤイン惰行状態の終了条件が満たされているか否かを判定し、前記終了条件が満たされていると判定すると、前記ギヤイン惰行状態を終了させるステップと、
     を備える車両制御方法。
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