JP2018122819A

JP2018122819A - 走行制御装置および走行制御方法

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Publication number: JP2018122819A
Application number: JP2017018717A
Authority: JP
Inventors: 尚基高橋; Naoki Takahashi
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2018-08-09
Also published as: US20210009132A1; WO2018143352A1; CN110234551A; DE112018000686T5

Abstract

【課題】車両の走行状態を適切に切り替えることができる走行制御装置を提供する。【解決手段】走行制御装置１００の自動走行制御部１２０は、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールに従って車両を走行させる。惰性走行制御部１１０は、アクセルセンサ３１から出力されるアクセル開度が第１の閾値を超えた場合、惰性走行を禁止し、アクセル開度が第１の閾値より小さい第２の閾値を下回った場合、惰性走行の禁止を解除するように、自動走行制御部１２０を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の走行を制御する走行制御装置および走行制御方法に関する。

特許文献１には、アクセル開度の変化率が所定の負の第１閾値以下であるという惰性走行禁止条件が成立したとき、惰性走行の実行中には、惰性走行を終了し、その後に惰性走行を禁止することが開示されている。

特開２０１６−１１８２４０号公報

しかしながら、特許文献１のようなアクセル開度による惰性走行制御の場合、走行状態が頻繁に切り替わる恐れがある。例えば、ドライバが単にアクセルに足を載せ、意識しないアクセル操作によって、惰性走行になったり、ならなかったりと走行状態が頻繁に切り替わる恐れがある。

そこで本発明は、車両の走行状態を適切に切り替えることができる技術を提供することを目的とする。

本発明の走行制御装置は、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールに従って車両を走行させる自動走行制御部と、アクセル開度が第１の閾値を超えた場合、前記惰性走行を禁止し、アクセル開度が前記第１の閾値より小さい第２の閾値を下回った場合、前記惰性走行の禁止を解除するように前記自動走行制御部を制御する惰性走行制御部と、を有する。

本発明によれば、車両の走行状態を適切に切り替えることができる。

本発明の一実施形態に係る走行制御装置を含む車両の構成例を示した図である。走行制御装置の機能ブロックの一例を示した図である。道路勾配情報および走行スケジュールの一例を示す図である。惰性走行の制御例を説明する図である。走行制御装置の動作例を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、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走行制御装置を含む車両の構成例を示した図である。図１に示す車両１は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載した、トラック等の大型車両である。なお、以下の説明に置いて、惰性走行とは、変速機のギヤ段がニュートラルである場合の惰性走行を指す。

図１に示すように、車両１は、走行するための駆動系統の構成として、エンジン３、クラッチ４、変速機（トランスミッション）５、推進軸（プロペラシャフト）６、差動装置（デファレンシャルギヤ）７、駆動軸（ドライブシャフト）８、および車輪９を有する。

エンジン３の動力は、クラッチ４を経由して変速機５に伝達される。変速機５に伝達された動力は、さらに、推進軸６、差動装置７、および駆動軸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。

また、車両１は、車両を停止させる制動系統の構成として、制動装置４０を有する。制動装置４０は、車輪９に対して抵抗力を与えるフットブレーキ４１、推進軸６に対して抵抗力を与えるリターダ４２、およびエンジンに対して負荷を与える排気ブレーキなどの補助ブレーキ４３を含む。

さらに、車両１は、車両１の自動走行を制御する制御系統の構成として、自動走行装置２を有する。自動走行装置２は、エンジン３の出力、クラッチ４の断接、および変速機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。

具体的には、自動走行装置２は、エンジン用ＥＣＵ（エンジン用制御装置）１０、動力伝達用ＥＣＵ（動力伝達用制御装置）１１、目標車速設定装置１３、増減値設定装置１４、ナビゲーション装置２０、車両情報取得装置３０、および走行制御装置１００を有する。なお、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、および、走行制御装置１００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送受信可能となっている。

エンジン用ＥＣＵ１０は、エンジン３の出力を制御する。動力伝達用ＥＣＵ１１は、クラッチ４の断接および変速機５の変速を制御する。

目標車速設定装置１３は、車両１の自動走行時の目標車速「Ｖ’」を、走行制御装置１００に設定する。増減値設定装置１４は、車両１の自動走行時の速度減少値「−ｖａ」、および、速度増加値「＋ｖｂ」を、走行制御装置１００に設定する。これらの値「Ｖ’」、「−ｖａ」、「＋ｖｂ」は、車両１の自動走行に用いられるパラメータである。

目標車速設定装置１３および増減値設定装置１４は、例えば、運転席のダッシュボード（図示せず）に配置されたタッチパネル付きディスプレイ等の情報入力インタフェースを含み、運転者から上記パラメータの設定を受け付ける。目標車速Ｖ’、速度減少値−ｖａ、速度増加値＋ｖｂは、適宜、「設定情報」という。

ナビゲーション装置２０は、ＧＰＳ（global positioning system）信号を受信し、車両１の現在位置および道路の状況を示す道路情報を取得し、走行制御装置１００へ出力する。

道路情報は、後述の走行スケジュールの生成のために、道路の各地点の勾配を示す道路勾配情報を含む。道路勾配情報は、例えば、道路各所の水平位置（緯度経度情報等）に対応付けて、該当する位置の標高（道路標高）を記述したデータである。

車両情報取得装置３０は、運転者による操作内容や車両１の状態を示す車両情報を取得し、走行制御装置１００へ出力する。例えば、車両情報取得装置３０は、アクセルペダルの開度（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、および、車両１の車速Ｖを検出する車速センサ３５を含む。

走行制御装置１００は、上述の設定情報、道路情報、および車両情報に基づいて、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールを生成する。そして、走行制御装置１００は、生成した走行スケジュールに従って車両１が走行するように、車両１の各部を制御する。ただし、走行制御装置１００は、以下で説明するように、アクセルセンサ３１から出力されるアクセル開度に基づいて、惰性走行を禁止し、また、惰性走行の禁止を解除する。

図２は、走行制御装置１００の機能ブロックの一例を示した図である。図２には、走行制御装置１００の他に、図１に示したアクセルセンサ３１も示してある。図２に示すように、走行制御装置１００は、惰性走行制御部１１０と、自動走行制御部１２０とを有している。

アクセルセンサ３１は、上記したように、アクセル開度を出力する。アクセルセンサ３１から出力されるアクセル開度は、走行制御装置１００の惰性走行制御部１１０に受信される。

惰性走行制御部１１０は、アクセルセンサ３１から出力されるアクセル開度に基づいて、自動走行制御部１２０に対して惰性走行を禁止し、また、惰性走行の禁止を解除するように制御する。

例えば、惰性走行制御部１１０は、アクセル開度が第１の閾値を超えたとき（例えば、図４の矢印Ａ１を参照）、自動走行制御部１２０に対し、惰性走行を禁止させるため、禁止信号を出力する。また、惰性走行制御部１１０は、アクセル開度が第１の閾値より小さい第２の閾値を下回ったとき（例えば、図４の矢印Ａ２を参照）、自動走行制御部１２０に対し、惰性走行の禁止を解除させるため、禁止信号の出力を停止する。

自動走行制御部１２０は、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールを生成し、車両１の現在位置に基づき、生成された走行スケジュールに従って車両１を走行させる。

例えば、自動走行制御部１２０は、駆動走行時には、動力伝達用ＥＣＵ１１を介して、エンジン３の燃料噴射量の制御等を行うことにより、走行スケジュールに沿った速度での走行を実現させる。また、自動走行制御部１２０は、惰性走行時には、動力伝達用ＥＣＵ１１を介してクラッチ４を切断する。また、自動走行制御部１２０は、適宜、制動装置４０の各部を制御して車両１を停止させる。

ここで、走行スケジュールの例について説明する。自動走行制御部１２０は、例えば、車両１の現在位置から所定の走行距離分の、あるいは、現在時刻から所定の時間長分の走行スケジュールを、一定間隔で逐次生成する。かかる走行スケジュールは、例えば、移動平均車速が目標車速Ｖ’であり、惰性走行における最高車速が「Ｖ_ｍａｘ’＝Ｖ’＋ｖｂ」以下であり、かつ、惰性走行における最低車速が「Ｖ_ｍｉｎ’＝Ｖ’−ｖａ」以上であるという走行条件を満たすように、生成される。

例えば、自動走行制御部１２０は、道路情報に基づいて、下り坂の道路では惰性走行を積極的に行うような走行スケジュールを生成する。さらに、自動走行制御部１２０は、道路が上り坂から下り坂に転じる頂点位置において車速が許容最低車速「Ｖ_ｍｉｎ’」以上となることを条件として、頂点位置の手前において駆動走行から惰性走行へと切り替える内容を含む走行スケジュールを生成する。

図３は、道路勾配情報および走行スケジュールの一例を示す図である。道路勾配情報は、例えば、図３の上側の実線２１１で示すように、車両１の現在位置Ｌ_０からの水平距離（道のり）毎に道路標高を示す情報を含む。なお、車両１の現在位置Ｌ_０からの水平距離は、現在時刻からの経過時間に置き換えることも可能である。また、道路標高は、前後の道路標高との関係から、道路勾配に置き換えることも可能である。実線２１１の道路勾配情報は、車両１の現在位置Ｌ_０が上り坂の途中であり、当該上り坂の直後には下り坂が存在していることを示している。

例えば、自動走行制御部１２０は、道路勾配情報に基づいて、道路前方の所定の距離の範囲内に、上り坂から下り坂へと転じる部分（坂の頂上）が存在するか否かを、逐次判定する。

そして、自動走行制御部１２０は、坂の頂上が存在する場合、現在位置Ｌ_０の直後の位置Ｌ_１で惰性走行に切り替えた場合に、惰性走行のまま坂の頂上を超えられるかを判定する。すなわち、自動走行制御部１２０は、坂の頂上における車速が許容最低車速「Ｖ_ｍｉｎ’」以上となるか否かを計算する。自動走行制御部１２０は、かかる計算を、現在の車速「ｖ_０」と、実験等により予め求められた車両１の走行抵抗係数と、道路勾配情報とに基づいて行う。

上り坂で惰性走行に切り替えた場合、車速は徐々に低下する。しかしながら、下り坂に差し掛かる位置で最低車速が「Ｖ_ｍｉｎ’」（Ｖ’−ｖａ）以上の車速が維持される程度に、速度が高い、あるいは、頂上までの距離が短い場合がある。このような場合、上り坂で惰性走行に切り替えたとしても、惰性走行における最低車速が「Ｖ_ｍｉｎ’」以上であるという上記走行条件を満たすことが可能である。

自動走行制御部１２０は、惰性走行のまま坂の頂上を超えられると判定した場合、例えば、直後の位置Ｌ_１で惰性走行に切り替え、車速が「Ｖ_ｍｉｎ’〜Ｖ_ｍａｘ’」（Ｖ’−ｖａ〜Ｖ’＋ｖｂ）の範囲を逸脱する位置Ｌ_２まで惰性走行を維持することを決定する。そして、自動走行制御部１２０は、図３の下側に実線２１２で示すように、位置Ｌ_１で惰性走行に切り替えて位置Ｌ_２まで惰性走行を維持する内容の走行スケジュールを生成する。

具体的には、自動走行制御部１２０は、例えば、以下の式（１）を用いて、車両１が頂上位置Ｌ_ｔまで惰性走行を行った場合の頂上位置Ｌ_ｔにおける車速の推定値（以下「頂上推定車速」という）「ｖ_ｔ」を算出する。

ここで、Ｍは車両１の現在の車重、ｇは重力加速度、ｈ０は車両１の現在位置Ｌ_０の標高、ｈ_ｔは頂上位置Ｌ_ｔの標高、μは車両１の転がり抵抗係数、Δｘは現在位置Ｌ_０から頂上位置Ｌ_ｔまでの水平方向における距離（道のり）である。

そして、自動走行制御部１２０は、算出された頂上推定車速「ｖ_ｔ」が設定された許容最低車速「Ｖ_ｍｉｎ’」以上である場合、惰性走行中であればこれを維持し、駆動走行中であれば惰性走行に切り替えることを決定する。すなわち、自動走行制御部１２０は、例えば図３の実線２１２に示すような走行スケジュールを生成し、これに従って車両１を制御する。

このような、道路勾配情報に基づいて決定された惰性走行の区間を含む走行スケジュールは、車両１の燃費を効果的に向上させる。また、走行スケジュールに従って車両１を走行させることにより、運転者が逐次のアクセル操作を行う必要がなくなる。以下、道路勾配情報に基づいて生成された、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールに基づく自動走行は、「エコ地図クルーズ走行」という。

図２の説明に戻る。自動走行制御部１２０は、惰性走行制御部１１０から禁止信号が出力されていると、走行スケジュールが惰性走行となっていても、惰性走行を行わない。自動走行制御部１２０は、惰性走行制御部１１０から禁止信号が出力されておらず、走行スケジュールが惰性走行であると、惰性走行を行う。

図４は、惰性走行の制御例を説明する図である。図４に示す第１の閾値は、第２の閾値より値が大きいとする。第１の閾値は、例えば、アクセル開度が５％（全開を１００％とする）となる値であり、第２の閾値は、例えば、アクセル開度が２％となる値である。

車両１が惰性走行中のとき、アクセルが踏まれたとする。アクセルセンサ３１から出力されるアクセル開度が第１の閾値未満であると、惰性走行制御部１１０は、自動走行制御部１２０に対し、禁止信号を出力しない。すなわち、車両１は、アクセルが少し踏まれただけでは（アクセル開度が第１の閾値未満であれば）、惰性走行が解除されず、惰性走行を続ける。

一方、アクセルセンサ３１から出力されるアクセル開度が、矢印Ａ１に示すように、第１の閾値を超えた場合、自動走行制御部１２０は、惰性走行制御部１１０に対し、禁止信号を出力する。これにより、自動走行制御部１２０は、車両１の惰性走行を解除（終了）し、例えば、車両１に対してアクセル開度に応じた走行を行うよう制御する。すなわち、ドライバがアクセルを大きく踏むと（アクセル開度が第１の閾値を超えるようにアクセルを踏むと）、車両１は、惰性走行が解除され、ドライバのアクセル操作に応じた加速を行う。つまり、ドライバは、アクセルを大きく踏むことにより、惰性走行を解除し、車両１を加速させることができる。

惰性走行制御部１１０は、アクセル開度が第１の閾値を超え、禁止信号を出力すると、アクセル開度が第２の閾値を下回るまでは、禁止信号を出力し続ける。すなわち、車両１は、惰性走行が解除されると、ドライバがある程度アクセルを戻すまでは（アクセル開度が第２の閾値を下回るようにアクセルを戻すまでは）、惰性走行が禁止され、ドライバのアクセル操作に応じた加速を行う。

惰性走行制御部１１０は、矢印Ａ２に示すように、アクセル開度が第２の閾値を下回ると、禁止信号の出力を停止する。これにより、自動走行制御部１２０は、車両１が惰性走行を行うように制御する。

惰性走行制御部１１０は、アクセル開度が第２の閾値を下回り、禁止信号の出力を停止すると、アクセル開度が第１の閾値を超えるまで、禁止信号の出力を停止する。すなわち、車両１は、アクセルが少し踏まれただけでは（アクセル開度が第１の閾値未満であれば）惰性走行が解除されず、惰性走行を続ける。

このように、惰性走行制御部１１０から出力される禁止信号は、ヒステリシスを持つ。これにより、走行制御装置１００は、例えば、ドライバの意識しない頻繁なアクセル操作による、走行状態の切り替わることを抑制できる。また、走行制御装置１００は、ドライバの意識したアクセル操作に応じて、車両１を惰性走行から、加速させることができる。

なお、上記では、車両１が惰性走行中のときについて説明したが、駆動走行中でも同様である。例えば、駆動走行中、アクセル開度が第１の閾値を超えない限り、惰性走行制御部１１０からは、禁止信号は出力されない。従って、車両１は、アクセル開度が第１の閾値を超えない限りは、走行スケジュールに従って、駆動走行から惰性走行に移行することができる（惰性走行は禁止されない）。

走行制御装置１００の動作例について説明する。

図５は、走行制御装置１００の動作例を示したフローチャートである。走行制御装置１００は、例えば、運転者からエコ地図クルーズ走行の操作を受け付けると、所定の周期で図５に示すフローチャートの処理を実行する。なお、自動走行制御部１２０は、エコ地図クルーズ走行によって、車両１を惰性走行させているとする。

まず、惰性走行制御部１１０は、アクセルセンサ３１からアクセル開度を受信する（ステップＳ１）。

次に、惰性走行制御部１１０は、ステップＳ１にて受信したアクセル開度が、第１の閾値を超えたか否か判定する（ステップＳ２）。惰性走行制御部１１０は、ステップＳ１にて受信したアクセル開度が、第１の閾値を超えたと判定した場合（Ｓ２の「Ｙｅｓ」）、自動走行制御部１２０に禁止信号を出力する（ステップＳ３）。そして、惰性走行制御部１１０は、当該フローチャートの処理を終了する。これにより、自動走行制御部１２０は、車両１の惰性走行を禁止する。

一方、惰性走行制御部１１０は、ステップＳ１にて受信したアクセル開度が、第１の閾値を超えてないと判定した場合（Ｓ２の「Ｎｏ」）、ステップＳ１にて受信したアクセル開度が、第２の閾値を下回ったか否か判定する（ステップＳ４）。惰性走行制御部１１０は、ステップＳ１にて受信したアクセル開度が、第２の閾値を下回ったと判定した場合（Ｓ４の「Ｙｅｓ」）、自動走行制御部１２０への禁止信号の出力を停止する（ステップＳ５）。これにより、自動走行制御部１２０は、車両１の惰性走行の禁止を解除する。

一方、惰性走行制御部１１０は、ステップＳ１にて受信したアクセル開度が、第２の閾値を下回ってないと判定した場合（Ｓ４の「Ｎｏ」）、当該フローチャートの処理を終了する。

以上説明したように、走行制御装置１００は、駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールに従って車両１を走行させる自動走行制御部１２０を有する。また、走行制御装置１００は、アクセルセンサ３１から出力されるアクセル開度が第１の閾値を超えた場合、惰性走行を禁止し、アクセル開度が第１の閾値より小さい第２の閾値を下回った場合、惰性走行の禁止を解除するように自動走行制御部１２０を制御する惰性走行制御部１１０を有する。これにより、走行制御装置１００は、車両の走行状態を適切に切り替えることができる。

３１アクセルセンサ
１００走行制御装置
１１０惰性走行制御部
１２０自動走行制御部

Claims

駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールに従って車両を走行させる自動走行制御部と、
アクセル開度が第１の閾値を超えた場合、前記惰性走行を禁止し、アクセル開度が前記第１の閾値より小さい第２の閾値を下回った場合、前記惰性走行の禁止を解除するように前記自動走行制御部を制御する惰性走行制御部と、
を有する走行制御装置。
前記惰性走行制御部は、アクセル開度が前記第１の閾値を超えた後、前記第２の閾値を下回るまで、前記自動走行制御部に対し前記惰性走行を禁止する、
請求項１に記載の走行制御装置。
前記惰性走行制御部は、アクセル開度が前記第２の閾値を下回った後、前記第１の閾値を超えるまで、前記自動走行制御部に対し前記惰性走行の禁止を解除する、
請求項１または２に記載の走行制御部。
駆動走行と惰性走行とを含む走行スケジュールに従って車両を走行させ、
アクセル開度が第１の閾値を超えた場合、惰性走行を禁止し、アクセル開度が第１の閾値より小さい第２の閾値を下回った場合、前記惰性走行の禁止を解除する、
走行制御方法。