(57)【要約】【課題】先行車と後続車との間でそれぞれの走行状態を互いに連携して制御することにより、車間距離の最適化と燃費向上とを共に達成できるハイブリッド車両の走行制御装置を提供する。【解決手段】オートクルーズ制御による先行車と後続車との追従走行中において前方に存在する降坂路を予測し（S4）、その降坂路の情報に基づき走行中に得られるポテンシャルエネルギＥpを算出する（S10）。モータ２の回生制御と車速Ｖの増加により全てのポテンシャルエネルギＥpを回収可能か否か（S14,16,22,28）、及び先行車と後続車との車間距離の変化方向（S12）を判定し、判定結果に対応する制御パターン１〜３を選択し（S18,20,24,26,30,32）、選択した制御パターンに基づき先行車及び後続車のエネルギ回収状態をそれぞれ制御する。【選択図】図４
2015080977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動力及び該モータに対しクラッチを介して連結されたエンジンの駆動力により走行可能な２台の車両が先行車及び後続車として追従走行を実行しているとき、該先行車と後続車との車間距離の変化を判定する車間変化判定手段と、
上記先行車及び後続車の走行経路上の前方に存在する降坂路を予測する降坂路予測手段と、
上記降坂路予測手段により降坂路が予測されたときに、上記先行車及び後続車にそれぞれ備えられたエネルギを電力として回収する第１のエネルギ回収手段、及びエネルギを車速の増加として回収する第２のエネルギ回収手段により、上記降坂路を走行中に得られる全てのエネルギを上記先行車及び後続車が回収可能であるか否かをそれぞれ判定するエネルギ回収可否判定手段と、
上記降坂路予測手段により降坂路が予測され、上記車間変化判定手段により上記車間距離が拡大方向に変化していると判定され、且つ上記エネルギ回収可否判定手段により上記先行車及び後続車が共に全てのエネルギを回収不能と判定された場合に、上記クラッチを接続して上記エンジンをモータリングさせながら、上記降坂路での走行の開始と共に上記第１のエネルギ回収手段及び第２のエネルギ回収手段を作動させる第１の制御パターンを、上記先行車及び後続車にそれぞれ実行させるエネルギ回収制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の走行制御装置。
【請求項２】
上記エネルギ回収制御手段は、上記エネルギ回収可否判定手段により上記後続車が全てのエネルギを回収可能と判定された場合に、上記クラッチを切断すると共に、上記降坂路での走行開始と共に上記第１のエネルギ回収手段を作動させ、これと並行して上記第２のエネルギ回収手段を作動させて車速を緩やかに増加させる第２の制御パターンを、上記後続車に実行させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の走行制御装置。
【請求項３】
上記エネルギ回収制御手段は、上記エネルギ回収可否判定手段により上記先行車が全てのエネルギを回収可能と判定された場合に、上記クラッチを切断すると共に、上記降坂路での走行開始と共に上記第２のエネルギ回収手段を作動させ、その後に上記第１のエネルギ回収手段を作動させる第３の制御パターンを、上記先行車に実行させることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両の走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッド車両の走行制御装置としては、例えば特許文献１に記載された技術がある。当該特許文献１の技術は、オートクルーズ制御により先行車に対して自車が追従走行している状況で、先行車との車間距離を適切に保つことを目的としたものである。
そのために、車々間通信により先行車の情報を取得しており、取得した情報から求めた先行車と自車との相対速度に基づき、先行車との車間距離が拡大方向に変化しているときにはフューエルカット走行を行う。また、先行車との車間距離が縮小方向に変化しているときには、その時点までフューエルカット走行している場合でも回生制御を開始し、これにより車間距離の適切化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７４６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術は、自車の走行モードの切換により先行車との車間距離を適切化することはできても、燃費を向上させるための配慮はなかった。そして、自車が追従走行している状況で燃費向上を達成するには、自車の走行状態のみならず先行車の走行状態も考慮した上で、それらの走行状態を互いに連携して制御する必要がある。特許文献１の技術は、このような観点に基づくものではないため、必然的に車間距離の適切化と燃費向上とを共に達成することはできなかった。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、先行車と後続車との間でそれぞれの走行状態を互いに連携して制御することにより、車間距離の最適化と燃費向上とを共に達成することができるハイブリッド車両の走行制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の走行制御装置は、モータの駆動力及びモータに対しクラッチを介して連結されたエンジンの駆動力により走行可能な２台の車両が先行車及び後続車として追従走行を実行しているとき、先行車と後続車との車間距離の変化を判定する車間変化判定手段と、先行車及び後続車の走行経路上の前方に存在する降坂路を予測する降坂路予測手段と、降坂路予測手段により降坂路が予測されたときに、先行車及び後続車にそれぞれ備えられたエネルギを電力として回収する第１のエネルギ回収手段、及びエネルギを車速の増加として回収する第２のエネルギ回収手段により、降坂路を走行中に得られる全てのエネルギを先行車及び後続車が回収可能であるか否かをそれぞれ判定するエネルギ回収可否判定手段と、降坂路予測手段により降坂路が予測され、車間変化判定手段により車間距離が拡大方向に変化していると判定され、且つエネルギ回収可否判定手段により先行車及び後続車が共に全てのエネルギを回収不能と判定された場合に、クラッチを接続してエンジンをモータリングさせながら、降坂路での走行の開始と共に第１のエネルギ回収手段及び第２のエネルギ回収手段を作動させる第１の制御パターンを、先行車及び後続車にそれぞれ実行させるエネルギ回収制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
その他の態様として、エネルギ回収可否判定手段により後続車が全てのエネルギを回収可能と判定された場合に、クラッチを切断すると共に、降坂路での走行開始と共に第１のエネルギ回収手段を作動させ、これと並行して第２のエネルギ回収手段を作動させて車速を緩やかに増加させる第２の制御パターンを後続車に実行させるように、エネルギ回収制御手段を構成することが好ましい。
【０００８】
別の態様として、エネルギ回収可否判定手段により先行車が全てのエネルギを回収可能と判定された場合に、クラッチを切断すると共に、降坂路での走行開始と共に第２のエネルギ回収手段を作動させ、その後に第１のエネルギ回収手段を作動させる第３の制御パターンを先行車に実行させるように、エネルギ回収制御手段を構成することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、先行車と後続車との間でそれぞれの走行状態を互いに連携して制御することにより、車間距離の最適化と燃費向上とを共に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の走行制御装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。
【図２】３種の制御パターンの実行状況を示すタイムチャートである。
【図３】ＥＣＵが実行するエネルギ回収ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】ＥＣＵが実行するエネルギ回収ルーチン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】
【００１１】
以下、本発明をハイブリッド型トラックの走行制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の走行制御装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。
ハイブリッド型トラック（以下、車両という）は、走行用動力源としてエンジン１及びモータ２を搭載している。エンジン１の出力軸にはクラッチ３を介してモータ２の回転軸が連結され、モータ２の回転軸は変速機４を介して駆動輪５に連結されている。これらのエンジン１及びモータ２が発生する駆動力が任意に変速機により変速され、その後に駆動輪に伝達されて車両を走行させる。モータ２にはインバータ６を介してバッテリ７が接続されている。モータ２の運転状態はインバータ６により制御され、力行制御時にはバッテリ７からの放電電力によりモータ２が駆動力を発生し、回生制御時にはモータ２が発電した電力がバッテリ７に充電される。
【００１２】
エンジン１及びインバータ６にはＥＣＵ８が接続され、ＥＣＵ８からの指令に基づき、エンジン１の運転状態及びインバータ６を介したモータ２の運転状態が制御される。このような制御を実行するために、図示はしないがＥＣＵ８には種々のセンサ類やデバイス類が接続されている。
【００１３】
一方、ＥＣＵ８は、運転者により図示しないオートクルーズ制御の実行スイッチが操作されて目標車速が設定されると、オートクルーズ制御を実行する。オートクルーズ制御中には、ＥＣＵ８はエンジン１やモータ２の出力を適宜制御することにより、目標車速を中心とした上限速度と下限速度との間（例えば±５km/h）に車速Ｖを保つ。このオートクルーズ制御中においても、降坂路を走行する際にはモータ２の回生制御により車両が有するポテンシャルエネルギを電力として回収可能である（第１のエネルギ回収手段）。また、現在の車速Ｖと上限速度との差分だけは、車両のポテンシャルエネルギを車速Ｖの増加（運動エネルギ）として回収することも可能である（第２のエネルギ回収手段）。
【００１４】
さらにＥＣＵ８は、オートクルーズ制御による走行中において、自車と他車とが同一車線を相前後して走行し先行車と後続車の関係になると、追従走行を実行する。そして、追従走行の実行中に走行経路上の前方に降坂路が予測された場合には、両車両の車間距離を適切に保ちつつ、その降坂路で得られるポテンシャルエネルギを回収するための制御を実行する。本実施形態では、図２に示すように予め３種の制御パターンが設定されており、ＥＣＵ８は、それらの制御パターンの何れかを予め選択して降坂路での走行中に実行する。
【００１５】
制御パターン１では、降坂路での走行開始と共にクラッチ３を接続すると共に、モータ２の回生制御と車速Ｖの増加とを同時に開始する。駆動輪５側からの逆駆動によりモータ２は制動力を発生させながら発電し、その発電電力がバッテリ７に充電される。また、駆動輪５側からの駆動力はクラッチ３を介してエンジン１にも伝達され、エンジン１がモータリングされることにより燃料カットが可能となる。モータ２の回生トルクのみで車速維持できないときには、他の制動手段としてエンジン１の圧縮開放ブレーキを作動させて制動力の不足分を補い、このときの制動力を適宜調整することにより車速Ｖを次第に増加させる。
【００１６】
このように制御パターン１では、エンジン１のモータリング分だけ降坂路でのポテンシャルエネルギが消費される。このため、回生電力の充電によるバッテリ７のＳＯＣ（充電率：State Of Charge）の増加は緩やかなものとなる。
【００１７】
制御パターン２では、降坂路での走行開始と共にクラッチ３を切断し、車速増加とモータ２の回生制御とを同時に開始する。但し、制御パターン１と同じく車速Ｖの増加は緩やかなものとし、降坂路が終了する時点でオートクルーズ制御の制御範囲の上限速度に到達させる。エンジン１は補機類を駆動しているため、駆動継続のためにアイドル回転に保つ。
【００１８】
制御パターン３では、降坂路での走行開始と共にクラッチ３を切断して車速Ｖを上限速度まで増加させ、その後にモータ２の回生制御を実行する。エンジン１をアイドル回転に保つ点は、制御パターン２と同様である。
【００１９】
車両が降坂路に到達する以前に、上記何れかの制御パターンを選択する必要がある。そこで、降坂路の情報を取得するために、図１に示すように、ＥＣＵ８にはナビゲーション装置９及び通信装置１０が接続されており、これらの装置９，１０を介してＥＣＵ８は、自車の走行経路上の前方に存在する降坂路の情報、例えば路面勾配や長さなどを取得する（降坂路予測手段）。また、制御パターンの選択には、追従制御を行っている他車の情報も必要であり、そのためにＥＣＵ８は通信装置１０を介して他車と通信して必要な情報を取得している。
以上の構成は、追従走行を行う先行車及び後続車に共通するものである。そして、以下に説明する制御パターンを選択するための処理は、追従制御中の先行車と後続車の何れのＥＣＵ８で実行してもよいし、両車両のＥＣＵ８で並行して実行してもよい。
【００２０】
図３及び図４はＥＣＵ８が実行するエネルギ回収ルーチンを示すフローチャートであり、ＥＣＵ８は車両の走行中に当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
まず、ステップＳ２で降坂路の情報を取得し、続くステップＳ４で降坂路が予測されたか否かを判定し、判定がＮo（否定）のときには一旦ルーチンを終了する。また、ステップＳ４の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ６に移行し、現在追従走行中であるか否かを判定する。判定がＮoのときにはルーチンを終了し、ＹesのときにはステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、先行車と後続車との間での通信により両車両の加速度αa、αbを取得する。続くステップＳ１０では、次式(1)に従って、降坂路での車速増加及びモータ２の回生制御により回収不能なエネルギＥwを、先行車及び後続車についてそれぞれ算出する。
Ｅw＝Ｅp−(Ｅb＋Ｅv) ……(1)
【００２１】
ここに、Ｅpは、降坂路の走行中に得られるポテンシャルエネルギであり、降坂路での走行に必要な各種走行抵抗（空気抵抗や転がり抵抗など）を減算後の値である。Ｅbは、バッテリ７を満充電するためのエネルギであり、満充電時のバッテリ７のＳＯＣ（充電率：State Of Charge）から現在のＳＯＣを減算した値である。Ｅvは、車速Ｖの増加として蓄えるエネルギであり、現在の車速Ｖと上限速度との差分（例えば５km/h）に相当する。
ステップＳ１２では、先行車の加速度αaから後続車のαbを減算して差Δαを算出し、この差Δαが予め設定された判定値（例えば０）を超えるか否かを判定する（車間変化判定手段）。判定がＹesのとき、即ち、先行車と後続車との車間距離が拡大方向に変化しているときには、ステップＳ１４に移行する。
【００２２】
ステップＳ１４では、先行車の回収不能エネルギＥwが０を超えるか否かを判定する（エネルギ回収可否判定手段）。回収不能エネルギＥwが０を超える場合には、ポテンシャルエネルギＥpの一部を回収できないことを意味し、例えば降坂路が長い場合やバッテリ７のＳＯＣが高い場合などが要因となる。また、回収不能エネルギＥwが０以下の場合には、降坂路でのポテンシャルエネルギＥpを全て回収できることを意味し、例えば降坂路が短い場合やバッテリ７のＳＯＣが低い場合などが要因となる。
【００２３】
ステップＳ１４の判定がＹesのときにはステップＳ１６に移行し、後続車の回収不能エネルギＥwが０を超えるか否かを判定する（エネルギ回収可否判定手段）。判定がＹesのときにはステップＳ１８に移行し、先行車及び後続車に対して制御パターン１をそれぞれ選択した後にルーチンを終了する（エネルギ回収制御手段）。
【００２４】
上記のように制御モード１では、エンジン１のモータリングにより燃料カットを行って消費燃料を節減可能となる。エンジン１のモータリング分だけポテンシャルエネルギＥpが消費されるが、この場合には、元々ポテンシャルエネルギＥpに余剰分がある。このため、降坂路の走行中にバッテリ７の満充電及び上限速度までの車速増加を共に達成でき、結果として先行車及び後続車共に良好な燃費を実現できる。
また、同一の制御パターンの選択により、現状から車間距離が大幅に変化することもない。さらにクラッチ３が接続されているため、降坂路の走行中に速度調整のために制動力の増加が必要になれば、即座にエンジン１の圧縮開放ブレーキを作動でき、走行安定性の点でも望ましい。
【００２５】
また、上記ステップＳ１６の判定がＮoのときにはステップＳ２０に移行し、先行車に対して制御パターン１を選択し、後続車に対して制御パターン２を選択する（エネルギ回収制御手段）。
後続車についてはエネルギの回収能力に対してポテンシャルエネルギＥpが不足するため、可能な限り降坂路でのエネルギ回収量を確保する必要がある。このため後続車では、降坂路の当初からモータ２の回生制御を実行してバッテリ７への充電量を確保しているのである。また、降坂路の開始当初から車速Ｖの増加を開始しているため、先行車との車間距離が大幅に変化することもない。
【００２６】
また、ステップＳ１４の判定がＮoのときにはステップＳ２２に移行し、後続車の回収不能エネルギＥwが０を超えるか否かを判定する（エネルギ回収可否判定手段）。判定がＹesのときにはステップＳ２４に移行し、先行車に対して制御パターン３を選択し、後続車に対して制御パターン１を選択する（エネルギ回収制御手段）。
先行車についてはエネルギの回収能力に対してポテンシャルエネルギＥpが不足するため、可能な限り降坂路でのエネルギ回収量を確保する必要がある。このため先行車では、降坂路の当初から車速Ｖの増加を実行しているのである。車速Ｖの増加は、バッテリ７の充放電を伴う回生制御のようにエネルギ損失が発生しないため、先行車の燃費向上に貢献する。また、先行車が後続車を引き離すことになるが、このときの車間距離の変化は僅かなため問題はない。
【００２７】
また、ステップＳ２２の判定がＮoのときにはステップＳ２６に移行し、先行車に対して制御パターン３を選択し、後続車に対して制御パターン２を選択する。先行車及び後続車共に、エネルギの回収能力に対してポテンシャルエネルギＥpが不足するため、降坂路の当初から先行車では車速Ｖの増加を、後続車ではモータ２の回生制御を実行しているのである。
【００２８】
一方、上記ステップＳ１２の判定がＮoのとき、即ち、先行車と後続車との車間距離が縮小方向に変化しているときには、ステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８では後続車の回収不能エネルギＥwが０を超えるか否かを判定し、ＹesのときにはステップＳ３０に移行し、先行車に対して制御パターン３を選択し、後続車に対して制御パターン１を選択する。また、ステップＳ２８の判定がＮoのときにはステップＳ３２に移行し、先行車に対して制御パターン３を選択し、後続車に対して制御パターン２を選択する。
【００２９】
ステップＳ３０，３２の何れの場合でも、後続車に対して先行車の車速増加が大となるため、車間距離の縮小方向への変化が抑制される。オートクルーズ制御中に後続車が先行車に接近する（車間距離が縮小する）と、不安感をいだいた運転者によりブレーキ操作が誘発される場合があり、車速回復のために余分な駆動力を要して燃費悪化の要因になる。車間距離の縮小が抑制されることで、このような無駄なブレーキ操作に起因する燃料消費を防止することができる。
【００３０】
以上のように本実施形態では、先行車と後続車とが降坂路を追従走行するときに、制御パターン１〜３に基づきそれぞれの走行状態を互いに連携して制御している。結果として車間距離を適切に保ちながら、降坂路で得られるポテンシャルエネルギＥpを電力或いは車速増加として可能な限り回収でき、もって車間距離の最適化と燃費向上とを共に達成することができる。
【００３１】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではハイブリッド型トラックに適用したが、これに限ることはなく、バスや乗用車に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１    エンジン
２    モータ
３    クラッチ
７    バッテリ
８    ＥＣＵ（降坂路予測手段、車間変化判定手段、エネルギ回収可否判定手段、
第１のエネルギ回収手段、第２のエネルギ回収手段、エネルギ回収制御手段）
９    ナビゲーション装置（降坂路予測手段）
１０  通信装置（降坂路予測手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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