(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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または２に記載の走行制御装置。
【請求項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１〜３の何れか１項に記載の走行制御装置。
【請求項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１〜４の何れか１項に記載の走行制御装置。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】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。
【図３】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４】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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
【数１】
2016182887.tif 000003
【００４２】
そして、ΔＶｎ［ｋｍ／ｈ］は、次式（２）を用いて算出される。
【００４３】
【数２】
2016182887.tif 000004
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
【数３】
2016182887.tif 000005
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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）。
【００５４】
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）。
【００５５】
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）。
【００５６】
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）。
【００５７】
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）。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
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
【図１】
2016182887.tif 000006
【図２】
2016182887.tif 000007
【図３】
2016182887.tif 000008
【図４】
2016182887.tif 000009