(57)【要約】      （修正有）【課題】自動運転制御における減速時に振動・騒音の低減性能と安全性との両立を図ることができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両１の操舵と加減速のうち少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転モードが可能な車両の制御装置１００であって、経路情報取得部１３と、地図情報に基づいて行動計画を決定する自動運転制御部１１０を有し、行動計画は、少なくとも次期走行する道路において、所定の地点ごとに目標車速を定めた目標車速列を含み、自動運転制御部１１０は、減速によって目標車速を達成する場合の、目標車速まで減速するための制動力である要求制動力を算出し、ブレーキ装置９４によって要求制動力を達成する際のブレーキ装置９４の予測温度Ｔを算出し、算出されたブレーキ装置９４の予測温度Ｔに基づき、要求制動力に対するブレーキ装置９４の使用割合を決定する。【選択図】図１
2019188962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵と加減速のうち少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転モードが可能な車両の制御装置であって、
地図情報に基づいて車両が次期走行する経路の経路情報を取得することが可能な経路情報取得部と、
前記経路情報取得部が取得した前記経路情報に基づいて行動計画を決定する自動運転制御部と、を有し、
前記行動計画は、少なくとも車両が次期走行する道路において、所定の地点ごとに目標車速を定めた目標車速列を含み、
前記車両は、該車両を減速させるための手段として、動力源の制動力を用いた動力源制動機構による減速と、車輪の回転に機械的な制動力を付与する機械的制動機構による減速とが可能であり、
前記自動運転制御部は、
前記車両の減速によって前記目標車速を達成する場合の前記目標車速まで減速するための制動力である要求制動力を算出し、
前記機械的制動機構によって前記要求制動力を達成する場合の前記機械的制動機構の予測温度を算出し、
算出した前記機械的制動機構の前記予測温度に基づき、前記要求制動力に対する前記動力源制動機構と前記機械的制動機構の使用割合を決定する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記機械的制動機構の前記予測温度の値が所定値未満である場合、
前記機械的制動機構の前記予測温度の値が所定値以上である場合に比べて、前記要求制動力に対する前記機械的制動機構の前記使用割合が多くなるように制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記機械的制動機構の前記予測温度の値が所定値以上である場合、
前記機械的制動機構の前記予測温度の値が所定値未満である場合に比べて、前記要求制動力に対する前記機械的制動機構の前記使用割合が少なくなるように制御を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記動力源制動機構は、内燃機関と変速機構を用いて制動力を発生させる内燃機関制動機構であり、
前記機械的制動機構の前記予測温度の値が所定値未満である場合、前記変速機構の変速比を変更せずに、前記内燃機関制動機構と前記機械的制動機構によって前記要求制動力を満たすよう制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記動力源制動機構は、内燃機関と変速機構を用いて制動力を発生させる内燃機関制動機構であり、
前記機械的制動機構の前記予測温度の値が所定値以上である場合、前記変速機構の変速比が大きくなるように制御を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記自動運転制御部は、前記車両の走行中に減速を行っている際に前記機械的制動機構の温度を走行中温度として算出し、算出した前記走行中温度の値が所定値以上である場合、前記変速機構の変速比が大きくなるように制御を行う
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記自動運転制御部は、制動時における前記機械的制動機構の発熱量に基づいて、前記機械的制動機構の前記走行中温度を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記行動計画は、前記次期走行する道路の勾配列を含む
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項９】
前記行動計画は、前記次期走行する道路の曲率を含む
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項１０】
前記勾配列または前記曲率に基づいて、前記次期走行する道路の前記目標車速列を算出する
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の車両の制御装置。
【請求項１１】
路面情報に基づいて前記次期走行する道路の前記目標車速列を算出する
ことを特徴とする請求項１０に記載の車両の制御装置。
【請求項１２】
渋滞情報に基づいて前記次期走行する道路の前記目標車速列を算出する
ことを特徴とする請求項１０に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に自車両の加減速および操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御を行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自車両の加減速および操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御を行う機能を備えた車両の開発が進んでいる。このような自動運転制御では、乗員が自ら車両を運転する訳ではないため、乗員が意図しない加減速が行われる場合がある。この際に、車両の加減速に伴うエンジンや変速機の動作による車両の振動や騒音に対して乗員がより敏感になるため、手動運転のときよりも更に高い振動・騒音の低減性能（以下、本明細書では「ＮＶ低減性能」と称する。）が要求される。特に、自動運転における車両の減速時には、エンジンブレーキによる減速度の付与や自動変速機の変速段のダウンシフトによる減速度の増加を伴う制御を行うと、それによる振動や騒音が大きくなることで、乗員に不快感を与えるおそれがある。その一方で、車両の走行中に摩擦ブレーキ（ホイールブレーキ）のみを長時間連続して使用すると、摩擦ブレーキの温度が過度に上昇することでフェード発生のおそれがある。したがって、自動運転制御において、摩擦ブレーキのフェードを防止して安全性を確保しながらも、ＮＶ低減性能の向上を図ることが求められている。
【０００３】
この点に関して、特許文献１には、車両のＮＶ低減性能の向上のために、エンジンブレーキ（内燃機関制動機構）とホイールブレーキ（機械的制動機構）とを使い分けることの開示がある。具体的には、特許文献１に示す車両の制御装置および方法によれば、車両の減速時にＮＶ低減性能を考慮し、エンジンブレーキによる減速制御とホイールブレーキによる減速制御のどちらを行うかを決定するよう構成されている。
【０００４】
特許文献２には、安全性のために、エンジンブレーキとホイールブレーキとを使い分ける開示がある。具体的には、特許文献２に示す運転支援装置および運転支援方法によれば、カーブの手前で減速する際に、自車両情報・外部環境情報に基づき安全性が高まるように変速機およびブレーキシステムによる分担割合を決定するよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６８７４１号公報
【特許文献２】特開２００７−２１６８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１と２のいずれにも、自動運転制御において、ＮＶ低減性能と安全性とを両立させるために、エンジンブレーキとホイールブレーキをどのように使い分けるかという開示はない。このため、自動運転制御における次期走行経路において、例えば長い降坂路で減速したい場合に、ホイールブレーキの過熱を確実に回避しつつも、ＮＶ低減のためになるべくシフトダウンせずホイールブレーキだけで減速したいといった要求には答えることができなかった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、自動運転制御において、地図情報を取得し次期走行の行動計画を立てることで、機械的制動機構の温度を予測し、この予測に基づいて内燃機関制動機構と機械的制動機構とを適切に使い分けることで、車両の減速時のＮＶ低減性能と安全性を両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、車両（１）の操舵と加減速のうち少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転モードが可能な車両の制御装置（１００）であって、地図情報に基づいて車両が次期走行する経路の情報を取得することが可能な経路情報取得部（１３）と、経路情報取得部（１３）が取得した経路情報に基づいて行動計画を決定する自動運転制御部（１１０）と、を有し、行動計画は、少なくとも車両が次期走行する道路において、所定の地点ごとに目標車速を定めた目標車速列を含み、車両は、該車両を減速させるための手段として、動力源（ＥＧ）の制動力を用いた動力源制動機構による減速と、車輪の回転に機械的な制動力を付与する機械的制動機構（９４）による減速とが可能であり、自動運転制御部（１１０）は、車両の減速によって目標車速を達成する場合の目標車速まで減速するための制動力である要求制動力を算出し、機械的制動機構（９４）によって要求制動力を達成する場合の機械的制動機構（９４）の予測温度（Ｔ）を算出し、算出した機械的制動機構（９４）の予測温度（Ｔ）に基づき、要求制動力に対する動力源制動機構と機械的制動機構（９４）の使用割合を決定することを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる車両の制御装置によれば、自動運転モードにおいて決定した行動計画に含まれる目標車速列における要求制動力を達成するための制御として、機械的制動機構の予測温度に基づいて、要求制動力に対する機械的制動機構の使用割合を決定するようにした。このように、予測温度に基づいて機械的制動機構の使用割合を決定するようにしたことで、自動運転モードにおける次期走行する経路において、より確実に機械的制動機構の過熱を防ぐことが可能となる。したがって、機械的制動機構を最大限に活用することが可能となるので、機械的制動機構の過熱を防止しながらも、車両の減速におけるＮＶ低減性能の向上を図ることができる。
【００１０】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、機械的制動機構（９４）の予測温度（Ｔ）の値が所定値（Ｔ１）未満である場合、機械的制動機構（９４）の予測温度（Ｔ）の値が所定値（Ｔ１）以上である場合に比べて、要求制動力に対する機械的制動機構（９４）の使用割合が多くなるように制御を行うようにしてよい。
【００１１】
この構成によれば、機械的制動機構の予測温度の値が低い場合には、機械的制動機構をより多く使うことにより、動力源制動機構の使用を低減することができる。これにより、動力源制動機構の使用に伴う振動や騒音の増加を回避できるので、ＮＶ低減性能の悪化を防ぐことができる。
【００１２】
また、この車両の制御装置では、機械的制動機構（９４）の予測温度（Ｔ）の値が所定値（Ｔ１）以上である場合、機械的制動機構（９４）の予測温度（Ｔ）の値が所定値（Ｔ１）未満である場合に比べて、要求制動力に対する機械的制動機構（９４）の使用割合が少なくなるように制御を行うようにしてよい。
【００１３】
この構成によれば、機械的制動機構の予測温度が高い場合には、機械的制動機構の使用を減らすことにより、機械的制動機構の過熱を防ぐことができる。
【００１４】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、内燃機関（ＥＧ）による制動力（エンジンブレーキ）と変速機構（ＴＭ）による変速比の変更による制動力とを用いて車両に制動力を発生させる内燃機関制動機構を有し、機械的制動機構（９４）の予測温度（Ｔ）の値が所定値（Ｔ１）未満である場合、変速機構（ＴＭ）の変速比を変更せずに、内燃機関制動機構と機械的制動機構（９４）によって要求制動力を満たすよう制御を行うようにしてよい。
【００１５】
この構成によれば、変速機構によるシフトダウンを行わずにエンジンブレーキと機械的制動機構とで減速することにより、シフトダウンに伴う振動や騒音の発生を回避できるので、ＮＶ低減性能の悪化を防ぐことができる。
【００１６】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、機械的制動機構（９４）の予測温度（Ｔ）の値が所定値（Ｔ１）以上である場合、変速機構の変速比が大きくなるように制御を行うようにしてよい。
【００１７】
この構成によれば、エンジンブレーキの使用と併せて変速機構によるシフトダウンを行うことで必要な減速度を得ることができるので、機械的制動機構の使用を減らすことができる。したがって、機械的制動機構の過熱を防ぐことができる。
【００１８】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、自動運転制御部（１１０）は、車両（１）の走行中に減速を行っている際に機械的制動機構（９４）の温度を走行中温度として算出し、算出した走行中温度の値が所定値以上である場合、変速比が大きくなるように制御を行うようにしてよい。
【００１９】
この構成によれば、機械的制動機構における事前に算出した予測温度に基づく制御を行うだけでなく、機械的制動機構の実際の走行中の温度を考慮することにより、更に効果的に機械的制動機構の過熱を防止することができる。
【００２０】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、自動運転制御部（１１０）は、制動時における機械的制動機構（９４）の発熱量に基づいて、機械的制動機構（９４）の走行中温度を算出するようにしてよい。
【００２１】
この構成によれば、機械的制動機構の発熱量を考慮することで、より正確な温度を算出することができる。
【００２２】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、行動計画は、次期走行する道路の勾配列を含むようにしてよい。
【００２３】
この構成によれば、次期走行する道路の勾配列を考慮することにより適切な車速での走行を行うことができる。
【００２４】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、行動計画は、次期走行する道路の曲率を含むようにしてよい。
【００２５】
この構成によれば、次期走行する道路の曲率を考慮することにより適切な車速での走行を行うことができる。
【００２６】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、勾配列または曲率に基づいて、次期走行する道路の目標車速列を算出するようにしてよい。
【００２７】
この構成によれば、次期走行する道路の勾配または曲率から算出する目標車速列を考慮することにより、適切な車速での走行を行うことができる。
【００２８】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、路面情報に基づいて次期走行する道路の目標車速列を算出するようにしてよい。
【００２９】
この構成によれば、路面情報を考慮することでより適切な車速での走行を行うことができる。
【００３０】
また、この車両（１）の制御装置（１００）では、渋滞情報に基づいて次期走行する道路の目標車速列を算出するようにしてよい。
【００３１】
この構成によれば、渋滞情報を考慮することでより適切な車速での走行を行うことができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の図面参照番号を参考のために示すものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明にかかる車両の制御装置によれば、自動運転制御において、地図情報を取得し次期走行の行動計画を立てることで、機械的制動機構の発熱量を予測し、この予測に基づいて内燃機関制動機構と機械的制動機構とを使い分けることで、車両の減速時のＮＶ低減性能と安全性を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態である車両の制御装置の機能構成図である。
【図２】車両の走行駆動力出力装置（駆動装置）の構成を示す概略図である。
【図３】自動運転モードにおいて次期走行する道路として、ブレーキ装置を使用して勾配が変化する降坂路を走行したときのブレーキ装置の温度変化のモデルを示すグラフである。
【図４】降坂路の走行時にブレーキ装置を主に使用して減速する場合の、勾配、車速、トルク、ブレーキ装置の温度、およびエンジン回転数の相関関係を示すグラフである。
【図５】降坂路の走行時にエンジンブレーキを主に使用して減速する場合の、勾配、車速、トルク、ブレーキ装置の温度、およびエンジン回転数の相関関係を示すグラフである。
【図６】行動計画でどのタイミングでブレーキを掛けるか、離すかにより車両の加減速を制御する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、車両１に搭載された制御装置１００の機能構成図である。同図を用いての制御装置１００の構成を説明する。この制御装置１００が搭載される車両（自車両）１は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。
【００３５】
車両１は、該車両１の駆動又は操舵を行うための装置として、走行駆動力出力装置（駆動装置）９０と、ステアリング装置９２と、ブレーキ装置（以下、「ホイールブレーキ」ともいう）９４を備えると共に、これらを制御するための制御装置１００を備える。制御装置１００は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４など車両１の外部からの各種情報を取り入れるための手段を備える。
【００３６】
また、制御装置１００は、アクセルペダル７０、ブレーキペダル７２、およびステアリングホイール（ハンドル）７４、切替スイッチ８０等の操作デバイスと、アクセルペダル７０の踏み込みに応じたアクセル開度を検出するアクセル開度センサ７１、ブレーキペダル７２の踏み込みに応じたブレーキ踏量を検出するブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）７３、およびステアリングホイール７４の操舵に応じたステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）７５等の操作検出センサと、報知装置（出力部）８２と、乗員識別部（車内カメラ）１５とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、例示した操作デバイスについてはあくまで一例であり、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等が車両１に搭載されても構わない。
【００３７】
外部状況取得部１２は、車両１の外部状況、例えば、走行路の車線や車両周辺の物体といった車両周辺の環境情報を取得するように構成される。外部状況取得部１２は、例えば、各種カメラ（単眼カメラ、ステレオカメラ、赤外線カメラ等）や各種レーダ（ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、レーザレーダ等）等を備える。また、カメラにより得られた情報とレーダにより得られた情報を統合するフュージョンセンサを使用することも可能である。
【００３８】
経路情報取得部１３は、地図情報（ナビ地図）を取得し、自動運転の開始地点と終了予定地点の間の区間や開始地点と自動運転の目的地との間の区間を次期走行する道路として少なくとも導出するナビゲーション装置を含む。具体的には、ナビゲーション装置は、地図情報を随時に更新取得する地図情報取得アプリ、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機やユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有し、取得した地図情報におけるＧＮＳＳ受信機によって車両１の現位置を特定し、現位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置により導出された経路は、次期走行する道路であり、経路情報１４４として記憶部１４０に格納される。車両１の位置は、走行状態取得部１４の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置は、制御装置１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、車両１の位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と制御装置１００との間で無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。
【００３９】
走行状態取得部１４は、車両１の現在の走行状態を取得するように構成される。走行状態取得部１４は、走行位置取得部２６と、車速取得部２８と、ヨーレート取得部３０と、操舵角取得部３２と、走行軌道取得部３４とを含む。
【００４０】
走行位置取得部２６は、走行状態の１つである車両１の走行位置および車両１の姿勢（進行方向）を取得するように構成される。走行位置取得部２６は、測位装置、ジャイロセンサおよび加速度センサ等を備える。測位装置は、例えば、衛星や路上装置から送信される電磁波を受信して位置情報（緯度、経度、高度、座標等）を取得する装置（ＧＰＳ受信機、ＧＮＳＳ受信機、ビーコン受信機等）である。車両１の走行位置は車両１の特定部位を基準に測定される。
【００４１】
車速取得部２８は、走行状態の１つである車両１の速度（車速という。）を取得するように構成される。車速取得部２８は、例えば、１以上の車輪に設けられる速度センサ等を備える。
【００４２】
ヨーレート取得部３０は、走行状態の１つである車両１のヨーレート（車両の重心点を通る鉛直軸まわりの回転角速度）を取得するように構成される。ヨーレート取得部３０は、例えば、ヨーレートセンサ等を備える。
【００４３】
操舵角取得部３２は、走行状態の１つである操舵角を取得するように構成される。操舵角取得部３２は、例えば、ステアリングシャフトに設けられる操舵角センサ等を備える。ここでは、取得された操舵角に基づいて操舵角速度および操舵角加速度も取得される。
【００４４】
走行軌道取得部３４は、走行状態の１つである車両１の実走行軌道の情報（実走行軌道）を取得するように構成される。実走行軌道とは、実際に車両１が走行した軌道（軌跡）を含み、これから走行する予定の軌道、例えば走行した軌道（軌跡）の進行方向前側の延長線を含んでいてもよい。走行軌道取得部３４はメモリを備える。メモリは実走行軌道に含まれる一連の点列の位置情報を記憶する。また、実走行軌道の延長線はコンピュータ等により予測可能である。
【００４５】
操作検出センサであるアクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ７３、ステアリング操舵角センサ７５は、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、ステアリング操舵角を制御装置１００に出力する。
【００４６】
切替スイッチ８０は、車両１の乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、乗員の操作を受け付け、受け付けた操作内容から運転モード（例えば、自動運転モードおよび手動運転モード）の切り替えを行う。例えば、切替スイッチ８０は、乗員のスイッチ操作内容から、車両１の運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、制御装置１００に出力する。
【００４７】
また、本実施形態の車両１は、運転者によりシフトレバーを介して操作されるシフト装置６０を備える。シフト装置６０におけるシフトレバー（図示せず）のポジションには、図１に示すように、例えば、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（自動変速モード（ノーマルモード）での前進走行）、Ｓ（スポーツモードでの前進走行）などがある。シフト装置６０の近傍には、シフトポジションセンサ２０５が設けられる。シフトポジションセンサ２０５は、運転者によって操作されるシフトレバーのポジションを検出する。シフトポジションセンサ２０５で検出されたシフトポジションの情報は、制御装置１００に入力される。なお、手動運転モードでは、シフトポジションセンサ２０５で検出されたシフトポジションの情報は、直接的に走行駆動力出力装置９０（図２に示すＡＴ−ＥＣＵ５）に出力される。
【００４８】
また、本実施形態の車両１は、ステアリングホイール７４の近傍に設けられたパドルスイッチ６５を備える。パドルスイッチ６５は、手動運転時（手動運転モード）での手動変速モード（マニュアルモード）でシフトダウンを指示するための−スイッチ（マイナスボタン）６６と、手動変速モードでシフトアップを指示するための＋スイッチ（プラスボタン）６７とから構成される。手動運転モードにおける自動変速機ＴＭの手動変速モードでは、これらマイナスボタン６６およびプラスボタン６７の操作信号は、電子制御ユニット１００に出力され、車両１の走行状態等に応じて自動変速機ＴＭで設定される変速段のアップシフトまたはダウンシフトが行われる。なお、本実施形態では、手動運転時に、例えば、シフトレバーのポジションがＤレンジまたはＳレンジにおいて自動変速モードが設定されているときに、運転者によりいずれかのパドルスイッチ６６，６７が操作されると、自動変速モードから手動変速モード（マニュアルモード）に切り替えられる。また、自動運転時には、パドルスイッチ６５の操作に対して下記で詳細に説明する機能（手動運転時とは異なる機能）が与えられる。
【００４９】
報知装置８２は、情報を出力可能な種々の装置である。報知装置８２は、例えば車両１の乗員に、自動運転モードから手動運転モードへの移行を促すための情報を出力する。報知装置８２としては、例えばスピーカ、バイブレータ、表示装置、および発光装置等のうち少なくとも１つが用いられる。
【００５０】
乗員識別部１５は、例えば、車両１の車室内を撮像可能な車内カメラを備える。この車内カメラは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラや近赤外光源と組み合わされた近赤外カメラなどであってよい。制御装置１００は、乗員識別部１５（車内カメラ）によって撮影された画像を取得し、画像に含まれる車両１の運転者の顔の画像から、現在の車両１の運転者を識別することが可能である。
【００５１】
図２は、本実施形態の車両１の走行駆動力出力装置（駆動装置）９０の機能構成図である。走行駆動力出力装置９０は、駆動源である内燃機関（エンジン）ＥＧと、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータＴＣを介してエンジンＥＧと連結される自動変速機ＴＭとを備え、さらに、エンジンＥＧを制御するＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、自動変速機ＴＭを制御するＡＴ−ＥＣＵ５を備えている。
【００５２】
本実施形態のように、走行駆動力出力装置９０がエンジンＥＧおよび自動変速機ＴＭを備えて構成されている場合、ＦＩ−ＥＣＵ４およびＡＴ−ＥＣＵ５は、図１に示す後述する走行制御部１２０から入力される情報に従って、エンジンＥＧのスロットル開度や自動変速機ＴＭのシフト段等を互いに協調して制御し、車両１が走行するための走行駆動力（トルク）を制御する。また、走行駆動力出力装置９０がエンジンＥＧおよび自動変速機ＴＭに替えて走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１２０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整し、上述した走行駆動力を制御する。また、走行駆動力出力装置９０がエンジンおよび走行用モータを含む場合、ＦＩ−ＥＣＵ４およびモータＥＣＵの双方は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
【００５３】
ステアリング装置９２は、例えば、電動モータを備える。該電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリング装置９２は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、転舵輪の向きを変更する。
【００５４】
ブレーキ装置９４は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、シリンダおよび電動モータを制御してブレーキキャリパーの制動を制御する制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置は、制動力出力装置であり、その制動制御部は、走行制御部１２０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じた制動力を出力するブレーキトルクが各車輪に出力されるように制御する。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダル７２の操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置９４は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１２０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。
【００５５】
次に、再び図１を参照して制御装置１００について説明する。制御装置１００は、自動運転制御部１１０と、走行制御部１２０と、記憶部１４０とを備える。
【００５６】
自動運転制御部１１０の各部、走行制御部１２０の一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよい。また、記憶部１４０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１４０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１４０にインストールされてもよい。また、制御装置１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。これにより、車両１の車載コンピュータに対して、上述したハードウェア機能部と、プログラム等からなるソフトウェアとを協働させて、本実施形態における各種処理を実現することができる。
【００５７】
記憶部１４０は、地図情報１４２と、経路情報１４４と、行動計画情報１４６とを有する。
【００５８】
地図情報１４２は、例えば、経路情報取得部１３が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報１４２には、道路情報や、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。
【００５９】
経路情報１４４は、記憶部１４０に格納される一要素であり、例えば、経路情報取得部１３のナビゲーション装置を構成するＧＮＳＳ受信機によって車両１の位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地まで導出された経路である。
【００６０】
行動計画情報１４６は、記憶部１４０に格納される一要素であり、経路情報取得部１３が取得した地図情報に基づいて、自動運転制御部１１０の行動計画生成部１１６が生成した行動計画を示す情報である。
【００６１】
自動運転制御部１１０は、自車位置認識部１１２と、外界認識部１１４と、行動計画生成部１１６と、目標走行状態設定部１１８とを備える。
【００６２】
自動運転制御部１１０は、切替スイッチ８０からの信号の入力に従い、運転モードを切り替えて制御を行う。運転モードとしては、車両１の加減速および操舵を自動的に制御する運転モード（自動運転モード）や、車両１の加減速をアクセルペダル７０やブレーキペダル７２等の操作デバイスに対する人為操作に基づいて制御し、操舵をステアリングホイール７４等の操作デバイスに対する人為操作に基づいて制御する運転モード（手動運転モード）があるが、これに限定されるものではない。他の運転モードとして、例えば、車両１の加減速および操舵のうち一方を自動的に制御し、他方を操作デバイスに対する人為操作に基づいて制御する運転モード（半自動運転モード）を含んでいてもよい。なお、以下の説明で「自動運転」というときは、上記の自動運転モードに加えて半自動運転モードも含むものとする。
【００６３】
なお、手動運転モードの実施時においては、自動運転制御部１１０は動作を停止し、操作検出センサ７１、７３、７５からの入力信号が、自動運転制御部１１０に出力されず走行制御部１２０に出力されるようにしてもよいし、直接的に走行駆動力出力装置９０（ＦＩ−ＥＣＵ４又はＡＴ−ＥＣＵ５）、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に供給されるようにしてもよい。
【００６４】
自車位置認識部１１２は、記憶部１４０に格納された地図情報１４２と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、または走行状態取得部１４から入力される情報とに基づいて、車両１が走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する車両１の相対位置を認識する。
【００６５】
自車位置認識部１１２は、例えば、車両１の基準点（例えば重心）の走行車線中央からの乖離、および車両１の進行方向の走行車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１１２は、自車線の何れかの側端部に対する車両１の基準点の位置等を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識してもよい。
【００６６】
外界認識部１１４は、外部状況取得部１２等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。本実施形態における周辺車両とは、車両１の周辺を走行する他の車両であって、車両１と同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、車両１の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、車両１の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１１４は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。
【００６７】
行動計画生成部１１６は、自動運転の開始地点、自動運転の終了予定地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転の開始地点は、車両１の現在位置であってもよいし、車両１の乗員により自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。
【００６８】
行動計画生成部１１６が生成する行動計画は、例えば、次期走行する道路の所定の地点ごとに順次実行される複数のイベントで構成される。該イベントには、例えば、車両１を減速させる減速イベントや、車両１を加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように車両１を走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、車両１に前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように車両１を走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において車両１を加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。
【００６９】
目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６により決定された行動計画と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、および走行状態取得部１４により取得される各種情報に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態を設定するように構成される。
【００７０】
目標走行状態設定部１１８は、目標値設定部５２と目標軌道設定部５４と偏差取得部４２と補正部４４とを含む。
【００７１】
目標軌道設定部５４は、外部状況取得部１２により取得される外部状況、および、経路情報取得部１３により取得される走行経路情報に基づいて、車両１の目標軌道の情報（単に目標軌道ともいう。）を設定するように構成される。目標軌道は、単位時間毎の目標位置の情報を含む。各目標位置には、車両１の姿勢情報（進行方向）が対応づけられる。また、各目標位置に車速、加速度、ヨーレート、横Ｇ、操舵角、操舵角速度、操舵角加速度等の目標値情報が対応づけられてもよい。上述した目標位置、目標車速、目標ヨーレート、目標軌道は目標走行状態を示す情報である。
【００７２】
偏差取得部４２は、目標走行状態設定部１１８の目標値設定部５２と目標軌道設定部５４で設定される目標走行状態と、走行状態取得部１４で取得される実走行状態とに基づいて、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得するように構成される。
【００７３】
補正部４４は、偏差取得部４２により取得される偏差に応じて、目標走行状態を補正するように構成される。具体的には、補正部４４は、偏差が大きくなるほど、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態を、走行状態取得部１４により取得された実走行状態に近づけて、新たな目標走行状態を設定する。
【００７４】
走行制御部１２０は、加減速指令部５６と、操舵指令部５８とを含み、車両１の走行を制御するように構成される。具体的には、走行制御部１２０は、車両１の実走行状態を、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態、又は、補正部４４により設定された新たな目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を、上述した走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４に出力する。
【００７５】
加減速指令部５６は、車両１の走行制御のうち、加減速制御を行うように構成される。具体的には、加減速指令部５６は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態（目標加減速度）と実走行状態（実加減度）とに基づいて、車両１の走行状態を目標走行状態に一致させるための加減速度指令値を演算する。
【００７６】
操舵指令部５８は、車両１の走行制御のうち、操舵制御を行うように構成される。具体的には、操舵指令部５８は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態と、実走行状態とに基づいて、車両１の実走行状態を目標走行状態に一致させるための操舵角速度指令値を演算する。
【００７７】
続いて、再び図２を参照して走行駆動力出力装置９０について説明する。エンジンＥＧの回転出力は、クランクシャフト（エンジンＥＧの出力軸）２２１に出力され、トルクコンバータＴＣを介して自動変速機ＴＭの入力軸２２７に伝達される。自動変速機ＴＭは、エンジンＥＧから入力軸２２７に伝達された駆動力による回転を変速して出力軸２２８から駆動輪側に出力する変速機であって、前進走行用の複数の変速段と後進走行用の一の変速段とを設定可能な有段式の自動変速機である。
【００７８】
また、走行駆動力出力装置９０は、エンジンＥＧを電子的に制御するＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４と、トルクコンバータＴＣを含む自動変速機ＴＭを電子的に制御するＡＴ−ＥＣＵ（自動変速制御装置）５と、ＡＴ−ＥＣＵ５の制御に従いトルクコンバータＴＣの回転駆動やロックアップ制御および自動変速機ＴＭが備える複数の摩擦係合機構の締結（係合）・解放を油圧制御する油圧制御装置６とを備えている。
【００７９】
車両１は、クランクシャフト回転数センサ２０１、入力軸回転数センサ２０２、および出力軸回転数センサ２０３を備えている。クランクシャフト回転数センサ２０１は、クランクシャフト２２１（エンジンＥＧ）の回転数Ｎｅを検出し該回転数ＮｅがＡＴ−ＥＣＵ５に与えられる。入力軸回転数センサ２０２は、入力軸２２７の回転数（自動変速機ＴＭの入力軸回転数）Ｎｉを検出し該回転数ＮｉがＡＴ−ＥＣＵ５およびＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４に与えられる。出力軸回転数センサ２０３は、出力軸２２８の回転数（自動変速機ＴＭの出力軸回転数）Ｎｏを検出し該回転数ＮｏがＡＴ−ＥＣＵ５に与えられる。そして、ＡＴ−ＥＣＵ５が各センサ２０１〜２０３により検出された回転数データＮｅ，Ｎｉ，Ｎｏから車速データを算出する。また、車両１は、スロットル開度センサ２０６を備えている。スロットル開度センサ２０６は、エンジンＥＧのスロットル開度ＴＨを検出し該スロットル開度ＴＨのデータは、ＦＩ−ＥＣＵ４に与えられる。
【００８０】
また、自動変速機ＴＭを制御するＡＴ−ＥＣＵ５は、車速取得部２８の車速センサで検出した車速とアクセル開度センサ７１で検出したアクセル開度とに応じて、自動変速機ＴＭで設定可能な変速段の領域を定めたシフトマップ（変速特性）５５を有している。シフトマップ５５は、変速段毎に設定されたアップシフト線およびダウンシフト線を含むもので、特性の異なる複数種類のシフトマップが予め用意されている。自動変速機ＴＭの変速制御では、ＡＴ−ＥＣＵ５が、これら複数種類のシフトマップから選択したシフトマップに従い自動変速機ＴＭの変速段を切り替える制御を行う。
【００８１】
車両１では、運転者による切替スイッチ８０の操作で自動運転モードが選択された場合、自動運転制御部１１０は車両１の自動運転制御を行う。この自動運転制御では、自動運転制御部１１０は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４などから取得した情報、あるいは自車位置認識部１１２および外界認識部１１４で認識した情報に基づいて、車両１の現在の走行状態（実走行軌道や走行位置等）を把握する。目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６で生成した行動計画に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態（目標軌道や目標位置）を設定する。偏差取得部４２は、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得する。走行制御部１２０は、偏差取得部４２により偏差が取得される場合に、車両１の走行状態を目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御を行う。
【００８２】
補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道又は目標位置を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道又は目標位置に車両１が追従するように、車速取得部２８により取得される車速等に基づいて、走行駆動力出力装置９０およびブレーキ装置９４による車両１の加減速制御を行う。
【００８３】
また、補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道に車両１が追従するように、操舵角取得部３２により取得される操舵角速度に基づいて、ステアリング装置９２による操舵制御を行う。
【００８４】
ここで、車両１は、ブレーキ装置（機械的制動機構）９４による制動機能と、エンジンＥＧと自動変速機ＴＭを用いて制動力を発生させるエンジンブレーキ（内燃機関制動機構）による制動機能とを有している。図３は、自動運転モードにおいて次期走行する道路として、ブレーキ装置９４を使用して勾配が変化する降坂路を走行したときのブレーキ装置９４の温度変化のモデルを示すグラフである。同図のグラフでは、縦軸がブレーキ装置９４の温度（ブレーキディスクの温度）Ｔ、横軸が現時点から未来の経過時間ｔである。同図に示すグラフ中でブレーキ装置９４の温度Ｔが閾値温度Ｔ１以上になると、ブレーキ装置９４にフェード（制動力が低下する）現象が生じるおそれがある。すなわち、車両１の走行中にブレーキ装置９４を長時間連続して使用すると、（ブレーキディスクの）温度が閾値温度Ｔ１に達してしまうことでフェード発生の恐れがある。そこで、車両１が長い降坂路を走行する際には、フェード現象を防ぐため摩擦ブレーキではないエンジンブレーキを併用する必要がある。
【００８５】
次に、図４及び図５を用いて、自動運転モードにおける車両１の走行において、降坂路の走行時にブレーキ装置９４（ホイールブレーキ）を主に使用して走行する場合のメリットとデメリットと、降坂路の走行時にエンジンブレーキを主に使用して走行する場合のメリットとデメリットを説明する。
【００８６】
図４は、降坂時にブレーキ装置９４（ホイールブレーキ）を主に使用する場合の、勾配Ｌ、車速Ｖ、トルクＴＲ、ブレーキ装置９４の温度Ｔｅ、エンジン回転数Ｎｅの相関関係を示すグラフである。このグラフ例では、以下のような相関関係がある。
（１Ａ）走行する路面の実勾配は、降坂のためマイナス側である。そのため、アクセル開度ＡＰ＝０（アクセルオフ）、ブレーキオフで車速Ｖが伸びる傾向がある。
（２Ａ）車速（実車速）Ｖは、目標車速に関して上下に波打って変位し、下り勾配の斜度、ブレーキコントロールで車速がばらつく。
（３Ａ）トルクＴＲは、自動変速機ＴＭの変速段が６速段のエンジンブレーキによるトルクと、ブレーキ装置９４によるトルク（ホイールブレーキトルク）との両方が作用するが、エンジンブレーキによるトルクよりもブレーキ装置９４によるトルク（ホイールブレーキトルク）の方が絶対値が大きな値（負の値なので減速力が大きな値）となっている。
（４Ａ）ブレーキ装置９４の温度（ディスク温度）Ｔｅは、ホイールブレーキを常に利用しているため、初期温度Ｔ０から次第に上昇してゆく。
（５Ａ）エンジン回転数Ｎｅは、６速段の回転数で緩やかに波状に変化する。
【００８７】
したがって、降坂時にブレーキ装置９４（ホイールブレーキ）を主に使用する場合には、上記の（１Ａ）〜（５Ａ）のような相関関係があるので、メリットは、エンジンＥＧの回転音が大きくならずに済むこと、および自動変速機ＴＭのダウンシフトによるショックが発生しないことであり、デメリットは、ブレーキ装置９４の温度が高温になることである。
【００８８】
図５は、降坂時にエンジンブレーキを主に使用する場合の、勾配Ｌ、車速Ｖ、トルクＴＲ、ブレーキ装置９４の温度Ｔｅ、およびエンジン回転数Ｎｅの相関関係を示すグラフである。このグラフ例では、以下のような相関関係がある。
（１Ｂ）走行する路面の実勾配は、（１Ａ）と同様、降坂のためマイナス側である。そのため、アクセル開度ＡＰ＝０（アクセルオフ）、ブレーキオフで車速Ｖが伸びる傾向がある。
（２Ｂ）車速（実車速）Ｖは、（２Ａ）と同様、目標車速に関して上下に波打って変位し、下り勾配の斜度、ブレーキコントロールで車速がばらつく。
（３Ｂ）トルクＴＲは、自動変速機ＴＭの変速段が４速段のエンジンブレーキによるトルクと、ブレーキ装置９４によるトルク（ホイールブレーキトルク）との両方が作用するが、４速段のエンジンブレーキによるトルクは６速段のエンジンブレーキによるトルクよりも絶対値が大きな値（負の値なので減速力が大きな値）となっている。
（４Ｂ）ブレーキ装置９４の温度Ｔｅは、ブレーキ装置９４の使用頻度が低下するため初期温度Ｔ０に対して温度上昇が起こり難い。
（５Ｂ）エンジン回転数は、６速段の回転数よりも高い４速段の回転数で波状に変化する。
【００８９】
したがって、エンジンブレーキを主に使用する場合には、上記の（１Ｂ）〜（５Ｂ）のような相関関係があるので、メリットは、ブレーキ装置９４（ホイールブレーキ）の使用頻度が下がることで、ブレーキ装置９４の温度が高温になり難いことである。一方、デメリットは、ダウンシフト（６速段→４速段）による減速度の変動（変速ショック）が発生することと、低速段側の変速段でエンジンＥＧの回転数が高くなるため、エンジンＥＧの回転音が大きくなることである。なお、勾配情報から事前にダウンシフトすれば、減速度の変動は避けることができるが、その場合でも低速段側の変速段でエンジンＥＧの回転数が高くなるため、エンジンＥＧの回転音が大きくなることは回避できない。
【００９０】
そこで、本実施形態の車両１の制御装置では、自動運転モードにおいて、事前に取得した経路情報に基づいて決定した目標車速列を含む行動計画において、目標車速まで減速するための制動力である要求制動力を算出し、ブレーキ装置９４によって要求制動力を達成する場合の当該ブレーキ装置９４の予測温度Ｔを算出し、この算出した予測温度Ｔに基づき、要求制動力に対するブレーキ装置９４による制動力とエンジンブレーキによる制動力との使用割合を決定する制御を行う。これにより、自動運転モードによる車両の走行において、降坂路の走行時にブレーキ装置９４（ホイールブレーキ）を使用するメリットとエンジンブレーキを使用するメリットとの両方が得られ、かつ、ブレーキ装置９４（ホイールブレーキ）を使用するデメリットとエンジンブレーキを使用するデメリットについては、回避することができる。以下、この制御について詳細に説明する。
【００９１】
自動運転モードのときに、加減速指令部５６は、ブレーキ装置９４の予測温度Ｔが閾値温度Ｔ１（所定値）未満である場合、自動変速機ＴＭの変速比を変更せずに、エンジンブレーキとブレーキ装置９４によって要求制動力を満たすよう制御を行う。これにより、シフトダウンを行わずにエンジンブレーキとブレーキ装置９４とで減速することにより、ＮＶ低減性能の悪化を防ぐことができる。その一方で、加減速指令部５６は、ブレーキ装置９４の予測温度Ｔが閾値温度Ｔ１以上である場合、自動変速機ＴＭの変速比が大きくなるように制御を行う。これにより、シフトダウンを行ってエンジンブレーキを使用することで要求性動力を達成できるので、ブレーキ装置９４の過熱を防ぐことができる。
【００９２】
上記の制御において、目標値設定部５２は、車両１が目標とする走行位置（緯度、経度、高度、座標等）の情報（単に目標位置ともいう。）、上記の目標車速列、ヨーレートの目標値情報（単に目標ヨーレートともいう。）を設定するように構成される。目標値設定部５２は、適切な車速での走行を行うため、次期走行する道路の勾配列、曲率、路面情報、または渋滞情報に基づいて目標車速列を算出する。勾配列を加味するのは、次期走行する道路がどのようなアップダウンの勾配になるかに応じた目標走行状態を設定するためである。曲率を加味するのは次期走行する道路がどのようなコーナリングになるかに応じた目標走行状態を設定するためである。渋滞情報を加味するのは、車両が途中で停車するかしないかでブレーキ装置９４で発生する熱量が変わるためである。
【００９３】
行動計画生成部１１６により決定される行動計画には、道路の勾配列および曲率を考慮し適切な車速での走行を行うことができるよう、次期走行する道路の所定の地点ごとに順次実行される勾配列および曲率に対する複数のイベントが含まれ、目標軌道設定部５４が勾配列および曲率に対する複数のイベントに対応した車速、加速度、減速度、ヨーレートを設定するように構成される。
【００９４】
目標値設定部５２は、自動運転モードにおいて、少なくとも次期走行する道路において所定の地点ごとに車速の目標値情報（単に目標車速ともいう。）を定めた目標車速列を含む目標走行状態を設定する。そして、減速によって目標車速を達成する場合、目標車速まで減速するための制動力である要求制動力を算出する。そして、ブレーキ装置（機械的制動機構）９４によって要求制動力を達成する際のブレーキ装置９４の温度（予測温度）を算出し、算出されたブレーキ装置９４の予測温度に基づき、要求制動力に対するブレーキ装置９４の使用割合を決定する。このように、予測温度に基づいて要求制動力に対するブレーキ装置９４の使用割合を決定することにより、確実にブレーキ装置９４の過熱を防ぐことができる。したがって、自動運転中の車両の走行時に、地図情報を取得し行動計画を立てることで、将来の温度を予測し、ＮＶ低減性能と安全性を両立させながらエンジンブレーキ（内燃機関制動機構）とブレーキ装置（機械的制動機構）９４とを使い分けて要求制動力を達成することできる。
【００９５】
また、目標値設定部５２は、ブレーキ装置９４の予測温度Ｔが図３に示す閾値温度Ｔ１（所定温度）未満である場合、ブレーキ装置９４の予測温度Ｔが閾値温度Ｔ１以上である場合に比べて、要求制動力に対するブレーキ装置９４の使用割合が多くなるように制御を行う。これにより、ブレーキ装置９４を安全に多く使用することで、自動変速機ＴＭのシフトダウンによるＮＶ低減性能の悪化を防ぐことができる。
【００９６】
一方、目標値設定部５２は、ブレーキ装置９４の予測温度Ｔが閾値温度Ｔ１以上である場合、ブレーキ装置９４の予測温度Ｔが閾値温度Ｔ１未満である場合に比べて、要求制動力に対するブレーキ装置９４の使用割合が少なくなるように制御を行う。これにより、ブレーキ装置９４の使用を減らすことで、ブレーキ装置９４の過熱を防ぐことができる。
【００９７】
ここで、算出したブレーキ装置９４の予測温度に基づいてエンジンブレーキによる制動力とブレーキ装置９４による制動力とを使い分ける制御の手順を説明する。図６は、自動運転モードにおいて、車両の次期走行する道路が降坂路である場合のエンジンブレーキによる制動力とブレーキ装置９４による制動力とを使い分ける制御手順を示すフローチャートである。同図のフローでは、まず、記憶部１４０に記憶されている地図情報１４２のＭＰＵ（高精度地図）から判断した次期走行する道路が降坂路であるか否かを判断する（ＳＴ１）。その結果、次期走行する道路が降坂路であると判断した場合（ＹＥＳ）には、続けて、ＭＰＵから次期走行する道路の所定の地点ごとに勾配を定めた勾配列を取得し（ＳＴ２）、次いで、ＭＰＵから次期走行する道路の所定の地点ごとにコーナリングを定めたコーナリング列を取得し（ＳＴ３）、次いで、外部状況取得部１２で取得した外部状況（外界状況）から得た渋滞情報から次期走行する道路の勾配・コーナリング曲率を取得し（ＳＴ４）、次いで、上記３つのステップ（ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４）で得られた情報から経路計画（車速プロファイル）を設定する（ＳＴ５）。次いで、車速プロファイルからブレーキ装置９４のディスク総発熱量を計算し、ディスク最大温度を算出する（ＳＴ６）。続いて、通常走行ギヤ段（変速段）のエンジンブレーキを用いた場合のディスク最大温度が閾値温度Ｔ１以上になるか否かを判断する（ＳＴ７）。この判断の結果、ディスク最大温度が閾値温度Ｔ１以上になるとき（ＹＥＳ）は、ダウンシフトを許可してエンジンブレーキを積極的に使用する（ＳＴ８）。具体的には、フェードを抑えられるギヤ段（変速段）を選択し（ダウンシフトしてエンジンブレーキを増やし）、初期ステップ（ＳＴ１）に戻る。また、上記ステップＳＴ７の判断の結果、ディスク最大温度が閾値温度Ｔ１未満になるとき（ＮＯ）は、ダウンシフトを原則禁止してブレーキ装置９４を積極的に使用する（ＳＴ９）。具体的には、ブレーキ装置９４（ホイールブレーキ）を積極的に使用して低回転にならない限りダウンシフトを禁止し、初期ステップ（ＳＴ１）に戻る。
【００９８】
図６のフローチャートから分かるように、本実施形態の車両１の制御装置では、地図情報を取得し行動計画を立てることで、ブレーキ装置９４の将来の温度を予測し、ＮＶ低減性能と安全性を両立させながらエンジンブレーキとブレーキ装置９４とを使い分けることができる。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態の車両１の制御装置では、自動運転モードにおいて決定した行動計画に含まれる目標車速列における要求制動力を達成するための制御として、ブレーキ装置９４の予測温度に基づいて、要求制動力に対するブレーキ装置９４の使用割合を決定するようにした。このように、予測温度に基づいてブレーキ装置９４の使用割合を決定するようにしたことで、自動運転モードにおける次期走行する経路において、より確実にブレーキ装置９４の過熱を防ぐことが可能となる。したがって、ブレーキ装置９４を最大限に活用することが可能となるので、ブレーキ装置９４の過熱を防止しながらも、車両１の減速におけるＮＶ低減性能の向上を図ることができる。
【０１００】
また、本実施形態では、ブレーキ装置９４によって要求制動力を達成する場合の当該ブレーキ装置９４の予測温度Ｔを算出する場合を示した。しかしながら、これに加えて、加減速指令部５６は、自動運転モードにおける車両１の走行中に減速を行っている際にブレーキ装置９４の温度を走行中温度として算出し、当該算出した走行中温度の値に基づいて、エンジンブレーキとブレーキ装置９４の使用割合を決定（変更）するようにしてもよい。具体的には、車両１の走行中に減速を行っている際にブレーキ装置９４の温度を走行中温度として算出し、算出した走行中温度の値が所定値以上である場合、自動変速機ＴＭの変速比が大きくなるように制御を行うようにしてよい。これにより、事前の計算による予測温度だけでなく、走行中の放熱等も加味した実際の温度を考慮することにより、より確実にブレーキ装置９４の過熱を防止することができる。なお、図示は省略するが、ブレーキ装置９４のブレーキディスクの正確な温度を算出するため、ブレーキディスクの温度を計測する温度センサが設けられていてもよい。また、ブレーキディスクの摩擦面の発熱量を検出するように熱量計が設けられ、制動時におけるブレーキ装置９４の発熱量に基づいて、ブレーキ装置９４の温度を算出するように構成されてもよい。
【０１０１】
また、上記実施の形態では、車両１がエンジンＥＧを動力源とした車両であり、本発明の動力源制動機構による制動力がエンジンＥＧと自動変速機ＴＭによるエンジンブレーキである場合を示した。しかしながらこれ以外にも、車両１が電動機（走行用モータ）を動力源とした電気自動車である場合には、走行駆動力出力装置９０として、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備えていてよい。また、車両１がハイブリッド自動車である場合には、エンジンおよびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵを備えてよい。このように、走行駆動力出力装置９０が駆動源としての走行用モータを備える場合には、上記のエンジンブレーキに代えて、該走行用モータによる回生ブレーキを本発明の動力源制動機構による制動力とすることができる。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記の変速段切替制御を実施する際の自動運転モードは、車両１の操舵角と加減速度の両方を自動的に制御するものであるが、これ以外にも、目標加速度の修正制御を実施する際の運転モードは、車両１の加減速度のみを自動的に制御する半自動運転モードであってもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１  車両
４  ＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）
５  ＡＴ−ＥＣＵ（自動変速制御装置）
６  油圧制御装置
１２  外部状況取得部
１３  経路情報取得部
１４  走行状態取得部
１５  乗員識別部
２６  走行位置取得部
２８  車速取得部
３０  ヨーレート取得部
３２  操舵角取得部
３４  走行軌道取得部
４２  偏差取得部
４４  補正部
５２  目標値設定部
５４  目標軌道設定部
５５  シフトマップ
５６  加減速指令部
５８  操舵指令部
６０  シフト装置
６５  パドルスイッチ
６６  マイナスボタン
６７  プラスボタン
７０  アクセルペダル
７１  アクセル開度センサ
７２  ブレーキペダル
７３  ブレーキ踏量センサ
７４  ステアリングホイール
７５  ステアリング操舵角センサ
８０  切替スイッチ
８２  報知装置
９０  走行駆動力出力装置
９２  ステアリング装置
９４  ブレーキ装置（機械的制動機構）
１００  制御装置
１１０  自動運転制御部
１１２  自車位置認識部
１１４  外界認識部
１１６  行動計画生成部
１１８  目標走行状態設定部
１２０  走行制御部
１４０  記憶部
１４２  地図情報
１４４  経路情報
１４６  行動計画情報
２０１  クランクシャフト回転数センサ
２０２  入力軸回転数センサ
２０３  出力軸回転数センサ
２０５  シフトポジションセンサ
２０６  スロットル開度センサ
２２１  クランクシャフト
２２７  入力軸
２２８  出力軸
ＥＧ  内燃機関（エンジン）
ＴＣ  トルクコンバータ
ＴＭ  自動変速機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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