(57)【要約】【課題】車両の目標減速・停止点に向けての減速走行を、当該車両の車両状態、道路状態、周辺交通状況、に適合した、あるいは運転者の減速走行方法に関する意図に沿った、最適な減速走行形態で実行する。【解決手段】走行中の車両における目標減速・停止点までの惰性走行主体の減速走行形態を複数設定するとともに、前記設定した走行形態毎に車両特性・車両状態、道路状況、および周辺交通状況等、に関する減速走行実行可能条件を規定し、前記設定した複数の減速走行形態中から、前記規定した減速走行実行可能条件に基づいて、あるいは減速走行に関する運転者の意図に沿って選択・抽出した減速走行形態で目標減速・停止点までの減速走行を行う。【選択図】  図１−１
2020131924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車両における目標減速・停止点までの惰性走行および制動走行の組み合わせによる減速走行形態を複数設定するとともに、前記設定した減速走行形態毎に車両特性・車両状態、道路状況、周辺交通状況等、に関する減速走行実行可能条件を規定し、
目標減速・停止点が特定された走行中の車両において、前記設定した複数の減速走行形態中から、前記規定した減速走行実行可能条件、あるいは車両運転者の減速方法に関する意向に基づいて、現地点・現時点から目標減速・停止点まで間の最適減速走行形態、を選択・抽出し、前記選択・抽出された減速走行形態で目標減速・停止点までの減速走行を行う、ことを特徴とする省エネルギー・低排出ガス走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、走行中の車両の有する運動エネルギーを有効に活用した省エネルギー・低排出ガス減速走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速走行によって車両が獲得した運動エネルギーを有効に車両走行に活かす方法として、回生制動走行がある。
これは減速時、車両の有する運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、それを後の加速走行のための駆動源電力として、あるいは電装品用電源として活かす制動走行方法として、実用化されている。
しかしこの回生制動方法は、
・摩擦制動との同時並行的利用（回生協調制動）のため運動エネルギーのうち摩擦制動で熱として放散される部分が多く、これがエネルギー損失となる、
・摩擦制動で消費されない残りの運動エネルギー分、即ち回生されるべき運動エネルギー分もその回生効率が低い、特に大容量バッテリーの高速蓄・放電効率が悪い、
等の理由で、減速開始時車両の有している運動エネルギーは充分有効に車両走行に活かされているとは言い難い。
【０００３】
この対策として、運動エネルギーを電気エネルギーとして大容量バッテリーに蓄積・回生するのではなく、フライホイールあるいは圧縮空気等機械エネルギーとして回生する方法（特許文献１、非特許文献１、２）も提案されているが、これもまた安全性・コストの問題等で一部特殊な用途以外は実用化に至っていない。
【０００４】
上記回生制動に代えて、運動エネルギーを直接車両の走行に活かす惰性走行による方法がある（特許文献２、特許文献３）。
但しこの惰性走行による方法も、その減速走行距離長大化および減速走行距離長大化の結果としての減速走行速度の低下等の問題があり、広く実用化されるに至っていない。
ここで、惰性走行とは、エンジン・モーター等の車両駆動体の駆動力発生を停止、あるいはエンジン・モーター等の駆動力の駆動源への伝達を停止・軽減することによって、その時点の車両の有している運動エネルギーを有効に車両走行に利用する減速走行状態をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０３８６２１
【特許文献２】特開２０１１−０４６２７２
【特許文献３】特開２０１３−１７７１２６
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】２０１２年９月４日  日刊工業新聞記事  「蘭大、車向けフライホイールエンジン開発」
【非特許文献２】response.jp/article/2013/04/30/197134.html 「ボルボカーズ、フライホイールＫＥＲＳを開発」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、車両の目標減速・停止点に向けての減速走行を、惰性走行主体で行うに際しての減速走行距離の長大化にかかわる問題に対応するため複数の減速走行形態を設定し、前記設定した複数の減速走行形態中から最適な減速走行形態を特定し、その特定された減速走行形態で減速走行を行うことによって、車両の走行状態あるいは走行環境状態に最適に適合した省エネルギー・低排出ガス減速走行制御を行おうとするものである。
ここで、減速走行を惰性走行で行う場合の問題としては、
・減速走行距離の長大化
・減速走行中の平均速度の低下
・減速走行中の車両状態変化（電装品駆動用バッテリー電圧の低下、電装品動作状態の変化等）、道路状態変化（道路勾配・道路面状態の変化等）、周辺交通状況変化（前方車両・障害物の出現等）の恐れ、
がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
目標減速・停止地点に向けての減速走行を、惰性走行主体、即ち惰性走行と制動走行の組み合わせ、で行う方法には大別して以下の２方法がある。
第一の方法は図１−１に示す如く、惰性走行開始速度vcから惰性走行終了速度vbn（vbn：vb1、vb2、vb3）までの間を惰性走行減速度αiで惰性走行し、その後の惰性走行終了速度（制動走行開始速度）vbnから速度0までの間を制動走行する方法、即ち、惰性走行と制動走行の時系列的結合による減速走行であるのに対し、
第二の方法は図１−２に示す如く、速度vcから速度vb１までの間の減速走行を惰性走行減速度αiと制動減速度αbn（vbn：vba、vbb、vbc）の和の減速度αdn（αdn：αda、αdb、αdc）で行い、制動開始速度vb1から速度0までの間を制動減速度αbで制動走行する方法、即ち惰性走行と制動走行の並行利用主体による減速走行、である。
（但し第一の方法において、惰性走行中速度vがv＞vbnであるにもかかわらずＬbn＞v2／（２・αb）  （但しＬbn：Ｌba、Ｌbb、Ｌbc）となった場合は、その時点から制動走行に移行する。）
【０００９】
上記２方法のうち第二の減速方法は、惰性走行減速度αiと制動減速度αbnの和（αda＝αi＋αba、あるいはαdb＝  αi＋αbb、あるいは  αdc＝αi＋αbc、）主体で減速走行を行うに際しての制動減速度αbnの設定および制御が、特に自動運転でなく行う場合、煩雑になるのに対し、第一の方法においては減速度開始は惰性走行減速度αi一定で行うことができることから第二の方法による困難さはない。従って以下の本願発明の説明は第一の方法による減速走行で行うものとする。
【００１０】
本願発明は、上記の如く、減速走行を車両の走行状態あるいは走行環境状態（道路状態、交通状態等）に適合した、また運転者の運転意図にも合致した、合理的な減速走行を行うため、惰性走行と制動走行の時系列的結合による複数の減速走行形態（減速走行形態Ａ、減速走行形態Ｂ、減速走行形態Ｃ、減速走行形態Ｄ）を、車両の有する運動エネルギーの利用効率ηに対応して、図１−１に示す如く、設定する。
【００１１】
図１−１において、
（数１）に示す速度vcで走行中の車両の有する運動エネルギーＥvcに対して、速度vb1、vb2、vb3で走行する車両の運動エネルギーＥb1、Ｅb2、Ｅb3は各々（数２）、（数３）、（数４）、従って、走行形態Ａ、走行形態Ｂ、走行形態Ｃでの惰性走行による運動エネルギー利用効率ηa、ηb、ηcは各々（数５）、（数６）、（数７）、となる。
（数１）
Ｅvc＝ｍ・vc2／２
（数２）
Ｅvb1＝ｍ・vb12／２
（数３）
Ｅvb2＝ｍ・vb22／２
（数４）
Ｅvb3＝ｍ・vb32／２
（数５）
ηa＝（vc2−vb12）／vc2
（数６）
ηb＝（vc2−vb22）／vc2
（数７）
ηc＝（vc2−vb32）／vc2
となる。
ここで
ｍ：車両質量
である。
【００１２】
また
減速走行形態Ａの減速走行距離Ｌaは、（数８）で、
減速走行形態Ｂの減速走行距離Ｌbは、（数９）で、
減速走行形態Ｃの減速走行距離Ｌcは、（数１０）で、
減速走行形態Ｄの減速走行距離Ｌdは、（数１１）で、
各々示される。
（数８）
Ｌa＝Ｌia ＋Ｌba
（数９）
Ｌb＝Ｌiｂ ＋Ｌbｂ
（数１０）
Ｌc＝Ｌic ＋Ｌbc
（数１１）
Ｌd＝Ｌbd
【００１３】
ここで、Ｌiaは減速走行形態Ａ中の惰性走行距離、Ｌibは減速走行形態Ｂ中の惰性走行距離、Ｌicは減速走行形態Ｃ中の惰性走行距離、であり、各々（数１２）、（数１３）、（数１４）で、
またＬbaは減速走行形態Ａ中の制動走行距離、Ｌbbは減速走行形態Ｂ中の制動走行距離、Ｌbcは減速走行形態Ｃ中の制動走行距離、Ｌbdは減速走行形態Ｄ中の制動走行距離、であり各々（数１５）、（数１６）、（数１７）、（数１８）で、示される。
（数１２）
Ｌia＝（vc2  −vb12 ）／（２・αi(vc) ）
（数１３）
Ｌib＝（vc2  −vb22 ）／（２・αi(vc) ）
（数１４）
Ｌic＝（vc2  −vb32 ）／（２・αi(vc) ）
（数１５）
Ｌba＝vb12／（２・αb）
（数１６）
Ｌbb＝vb22／（２・αb）
（数１７）
Ｌbc＝vb32／（２・αb）
（数１８）
Ｌbd＝vc2／（２・αb）
但し、
αi(vc)：速度vc時の惰性走行減速度
αb：制動減速度
である。
【００１４】
ここで、例えば、減速走行開始直前即ち惰性走行開始直前の速度vcに対して、惰性走行終了速度（制動走行開始速度）をvb1＝(２／５)vc、vb2＝(３／５)vc、vb3＝(４／５)vc、とすると、惰性走行開始速度〜惰性走行終了速度間の惰性走行距離範囲Ｌia、Ｌib、Ｌicは各々（数１９）、（数２０）、（数２１）、で示される。
（数１９）
Ｌia＝２１／（２・αi(vc) ）
（数２０）
Ｌib＝１６／（２・αi(vc) ）
（数２１）
Ｌic＝９／（２・αi(vc) ）
また、距離Ｌia、Ｌib、Ｌicを惰性走行する間の平均速度via、vib、vicは各々（数２２）、（数２３）、（数２４）となる。
（数２２）
via＝（vc＋vb1）／２＝０．７vc
（数２３）
vib＝（vc＋vb2）／２＝０．８vc
（数２４）
vic＝（vc＋vb3）／２＝０．９vc
【００１５】
上記より、惰性走行への運動エネルギーの利用効率ηが高ければ高いほど惰性走行距離が長大化し、かつ惰性走行の間の平均速度は惰性走行開始直前の速度vcに比べて低下する、ことがわかる。
従って車両状態あるいは走行環境から上記惰性走行距離および惰性走行の間の平均速度許容範囲を設定し、上記範囲内にある、即ち車両の走行状態、走行環境に合致し、また運転者の意向に合致した、減速走行形態を減速走行形態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、より選択・抽出して減速走行を実行することによって前記惰性走行主体による目標減速・停止点へ向けての減速走行の問題、即ち惰性走行距離の長大化及び惰性走行の間の平均速度の低下の問題、は軽減・解決されることになる。
【００１６】
上記惰性走行主体の減速走行は、ガソリンエンジン車だけでなく、現状の運動エネルギー回生機能を有する電気自動車あるいはハイブリッド車においても、回生制動機能に代えて本減速方法を採用することによって、有効にかつ簡易に適用できるものである。
【発明の効果】
【００１７】
走行中の車両の有する運動エネルギーの効率的な減速走行への利用に有効な（惰性走行を主体とした）複数の減速走行形態中から、実走行に支障のない範囲内で最も効率的・効果的な減速走行形態を選択して減速走行することによって、車両状態あるいは走行環境に合致した、また運転者の意向に合致した効果的・効率的かつ安全な省エネルギー・低排出ガスでの減速走行実行が可能となる。
また、本省エネルギー・低排出ガス減速走行制御方法は、ドライバーの手動操作による減速走行制御に有効であるばかりでなく、自動運転車における省エネルギー・低排出ガス減速走行制御方法としても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１−１】省エネルギー減速走行のための減速走行形態として、惰性走行と制動走行を時系列的に接続した場合の、本願発明の基本的考え方説明図
【図１−２】省エネルギー減速走行のための減速走行形態として、惰性走行と制動走行を並行的に接続した場合の、基本的考え方説明図
【図２】図１−１に示す本願発明の基本的考え方に基づく省エネルギー減速走行制御手順例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本願発明実施、即ち想定される複数の減速走行形態中から最適な減速走行状態を選択して減速走行を実行するには、車両状態情報、道路状態情報、および周辺車両情報を事前（および減速走行中）に知る必要がある。
これら情報は基本的には従来の車両が有する、あるいは車載されたカーナビゲーション装置が有する、情報を基本とし、これに不足がある場合、例えば周辺車両情報は、前方車両検知用レーダー装置あるいはカメラ装置からの情報、を新たに取得すること等、によって充当する。
またこれら情報を活用しての、最適な減速走行形態の選択は、例えば前記カーナビゲーション装置の信号処理機能によって行う子ｔができる。
【実施例１】
【００２０】
本願発明の実施例として、減速走行形態として図１−１に示す減速走行形態Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの場合について、図2にその最適減速形態抽出・減速走行実行手順例を示す。
但し、本実行手順実施に必要な主要情報のうち、車両現在位置はＧＰＳ受信機で、目標停止点位置は車両現在位置とカーナビゲーション装置が経路探索機能であらかじめ特定した経路から、また速度はＧＰＳでの速度特定機能あるいは車両の速度センサーによる情報から、各々特定する、
さらに、車両現在位置−目標減速・停止点間距離算出、惰性走行距離算出、もカーナビゲーション装置の演算処理機能を使用して行う。
また、車両速度および車両現在地の特定、および車両現在地−目標減速・停止点間距離Ｌの算出は図２に示す処理手順のバックグラウンドで周期的・継続的に行うものとする。
【００２１】
図２において
２０１は、本願発明による省エネルギー・低排出ガス減速走行制御方法処理開始点、
２０２は、車両が走行中か否かを車速から判定する走行確認処理、
２０３は、処理２０２で車両が走行中であることを確認できた場合、車両が次に減速・停止すべき目標減速・停止点が特定済か否かを判定する目標減速・停止点特定判定処理、
２０４は、処理２０３で目標減速・停止点特定済と判定された場合、目標減速・停止点までの減速走行が「形態Ａ」で可能か否かを車両状態情報、道路状態情報、および周辺車両情報から判定する減速走行状態Ａ判定処理、
２０５は、処理２０４で目標減速・停止点までの減速走行が「形態Ａ」で可と判定された場合、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが減速走行形態Ａでの減速走行可能距離 Ｌa＝Lia+Lba以内にあるか否かを判定する減速走行可能距離Ｌa判定処理、
２０６は、処理２０５において、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが減速走行形態Ａでの減速走行可能距離Ｌa以内にあると判定された場合、距離Lia の惰性走行を行う惰性走行Ａ実行処理、
２０７は、処理２０６の実行中、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが制動距離Ｌbaの範囲内にあるか否かを判定する、制動距離Ｌba判定処理、
【００２２】
２０８は、処理２０４で目標減速・停止点までの減速走行が「形態Ａ」では不可と判定された場合「形態Ｂ 」で可能か否かを車両状態情報、道路状態情報、および周辺車両情報から判定する減速走行状態Ｂ判定処理、
２０９は、処理２０８で目標減速・停止点までの減速走行が「形態Ｂ」で可と判定された場合、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが減速走行形態Ｂでの減速走行可能距離Ｌb＝Ｌib+Ｌbb以内にあるか否かを判定する減速走行可能距離Ｌb判定処理、
２１０は、処理２０９において、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが減速走行形態Ｂでの減速走行可能距離Ｌb以内にあると判定された場合、距離Ｌibの惰性走行を行う惰性走行Ｂ実行処理、
２１１は、処理２１０の実行中、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが制動距離Ｌbbの範囲内にあるか否かを判定する、制動距離Ｌbb判定処Ｂ、
【００２３】
２１２は、処理２０８で目標減速・停止点までの惰性走行が「形態Ｂ」では不可と判定された場合、「形態Ｃ」で可能か否かを車両状態情報、道路状態情報、および周辺車両情報から判定する減速走行状態Ｃ判定処理、
２１３は、処理２１２で目標減速・停止点までの減速走行が「形態Ｃ」で可と判定された場合、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが減速走行形態Ｃでの減速走行可能距離Ｌc以内にあるか否かを判定する減速走行可能距離Ｌc判定処理、
２１４は、処理２１３において、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが減速走行形態Ｃでの減速走行可能距離Ｌc以内にあると判定された場合、距離Ｌicでの惰性走行を行う惰性走行Ｃ実行処理、
２１５は、処理２１４の実行中、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが制動距離Ｌbcの範囲内にあるか否かを判定する、制動距離Ｌbc判定処理、
【００２４】
２１６は、処理２１２で目標減速・停止点までの走行が「減速走行形態Ｃ」で不可と判定された場合、即ち、目標減速・停止点までの走行が、減速走行形態Ａ、Ｂ、Ｃ、ともに不可となった場合、速度vcの現走行を継続する現走行継続処理、
２１７は、処理２１６での現走行を継続中、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが制動距離Ｌbdの範囲内にあるか否かを判定する、制動距離Ｌbd判定処理、
２１８は、処理２０７、処理２１１、処理２１５、および処理２１７、において、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌが各々制動距離Ｌba、制動距離Ｌbb、制動距離Ｌbc、制動距離Ｌbd、の範囲内にあると判定された場合、制動走行を実行する制動走行処理、
２１９は、現地点−目標減速・停止点間距離Ｌ＝０、即ち車両が目標減速・停止点に到達したか否かを判定する目標減速・停止点到達判定処理、
２２０は、処理２１９で車両が目標減速・停止点に到達したと判定した場合に停止処理を行う車両停止処理、
２２１は、本願発明による省エネルギー減速走行制御処理が終了し次の省エネルギー減速走行処理に移行するためのＲＥＴ．処理、
である。
【００２５】
以上の処理手順によって、目標減速・停止点が特定された車両の減速走行の、最も省エネルギー効率の高い減速走行形態Ａから、最も省エネルギー効率の低い減速走行形態Ｄ、の間の減速走行形態中、車両状態、道路状態及び周辺車両状態の許す範囲で最も高効率の減速走行形態の選択・実行が可能となる。
ここで、上記制御手順例には運転者の減速走行方法に関する意図情報の採用は含まれていないが、これは、各減速走行状態採用可否判定時に、運転者意図情報も併せて取り込むことによって実行可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本願発明による省エネルギー・低排出ガス減速走行制御方法は、ガソリン車、ディーゼル車等エンジン車両のみならず、電気自動車、ハイブリッド車等モータを駆動源とする車両に従来採用されているバドルスイッチによる省エネルギー減速走行制御装置にも代えて利用できる、基本的には回生制動機能を必要とせずに、走行中の車両の有する運動エネルギー利用を高効率・安全にかつ低排出ガス走行に活用する、減速走行制御方法である。
特に自動運転車においては、本願発明による目標減速・停止点上流惰性走行可能距離範囲内地点からの惰性走行主体による省エネルギー・低排出ガスの減速走行を自動化・簡易化でき、地球環境に配慮した人に優しい車両として、自動運転効果のさらなる向上が可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
図１−１、および（数１）〜（数２４）において、
A  ：減速走行形態Ａ走行開始地点、
B  ：減速走行形態Ｂ走行開始地点
C  ：減速走行形態Ｃ走行開始地点、
D  ：減速走行形態Ｄ走行開始地点、
O  ：目標減速:停止点
vc ：定速走行速度、惰性走行開始速度
vb1：減速走行形態Ａでの惰性走行終了速度、制動走行開始速度
vb2：減速走行形態Ｂでの惰性走行終了速度、制動走行開始速度
vb3：減速走行形態Ｃでの惰性走行終了速度、制動走行開始速度
αi(vc) ：速度vc時の惰性走行減速度
αb ：制動走行減速度
Lia ：地点Ａからの惰性走行距離  、走行形態A中の惰性走行距離
Lib ：地点Bからの惰性走行距離、走行形態B中の惰性走行距離    
Lic ：地点Cからの惰性走行距離、走行形態C中の惰性走行距離  
Lba ：走行形態A中の制動走行距離
Lbb  ：走行形態B中の制動走行距離
Lbc  ：走行形態C中の制動走行距離
Lbd  ：走行形態D中の制動走行距離、走行形態D中の全走行距離、
【図１−１】
2020131924.tif 000003
【図１−２】
2020131924.tif 000004
【図２】
2020131924.tif 000005