JP4677945B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、概して、ハイブリッド車を車間距離に基づき制御する車両用走行制御装置に係り、特に、走行状態に応じた適切な車間距離制御を実現する車両用走行制御装置に関する。

従来、ハイブリッド車を定速走行させることを狙った装置／システムが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１には、ハイブリッド車の定速走行時にエンジン出力を一定にし、エンジン以外の推進装置（モータ）による駆動力により車速を加減制御して、バッテリ容量不足時には充電を優先するようにした車両用定速走行制御システムが開示されている。

特許文献２には、ハイブリッド車の定速走行制御において、路面状況に応じてモータを出力又は回生作動させて目標車速を維持するようにしたオートクルーズ制御装置が開示されている。
特開２０００−８９０２号公報 特開２００１−１５７３０５号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２記載の従来装置／システムは、搭載された車両（＝ハイブリッド車）の走行状態を考慮していない。よって、自車両の走行状態に照らして適切でない制御が行われる可能性がある。

例えば、自車両（ハイブリッド車）の前方に先行車が存在しない単独走行の状態を考えると、そのような走行状態においても従来装置／システムによれば目標車速を維持するために加速及び減速が交互に繰り返されることになり、よって単独走行中であっても加減速が発生するため、車両乗員に違和感を与えるおそれがある。

確かに、エンジンを停止させることができるハイブリッド車においては、加速と惰性走行（回生も行わない）とを繰り返すことによって燃費が向上することが知られているが、上記のような違和感を車両乗員に与えることは好ましくないと考えられる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、走行状態に応じた適切な車間距離制御を実現する車両用走行制御装置を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、ハイブリッド車に搭載される車両用走行制御装置であって、自車両と自車両前方を走行中の先行車との車間距離を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記車間距離に基づいて、駆動力を発生させる第１の状態と、内燃機関を停止すると共に電気モータの回生を行わず車両を惰性走行させる第２の状態と、を繰り返すことによって、所定の燃費優先の車間距離制御を実現する制御手段と、を有する車両用走行制御装置である。

上記一態様において、ハイブリッド車とは、内燃機関と内燃機関以外の駆動力発生源（例えば電気モータなど）とによって推進力を得る車両を指すものとする。

また、上記一態様においては、自車両運転者により上記所定の燃費優先の車間距離制御の実行が指示された場合であっても、上記検出手段により先行車が検出されない場合には、上記制御手段は上記所定の燃費優先の車間距離制御を実行しない。

さらに、上記一態様において、上記制御手段は、より具体的には、例えば、Ａ）自車両の車速に応じて最小車間距離を設定し、上記検出手段により検出された上記車間距離が該最小車間距離よりも小さくなったとき、駆動力の発生を停止させ、自車両を惰性走行させる（フリーラン；内燃機関以外の駆動力発生源が電気モータの場合、回生制御も行わない）と共に、Ｂ）自車両の車速に応じて最大車間距離を設定し、惰性走行中、上記検出手段により検出された上記車間距離が上記最大車間距離よりも大きくなったとき、駆動力の発生を開始する。

この場合、上記車両用走行制御装置に更に自車両が走行中の道路の勾配情報を取得する取得手段を設け、上記制御手段は、上記Ａ）の場合、上記検出手段により検出された上記車間距離が上記最小車間距離よりも小さくなったときに、自車両が上り勾配を走行中であれば、内燃機関による駆動力の発生のみを停止させるものとし、上記Ｂ）の場合、上記検出手段により検出された上記車間距離が上記最大車間距離よりも大きくなったとき（或いは、駆動力の発生を開始した後）に、自車両が下り勾配を走行中で（車間距離が減少するような加速が期待できるので）あれば、駆動力の発生を開始せず（或いは、中止して）、自車両を惰性走行させる（継続する／再開する）ものとしてもよい。

上記一態様によれば、自車両の前方に先行車が存在するときに、先行車に所定以上追いつけば減速し、所定以上離れれば加速するという走行であれば車両乗員に違和感を与えないであろうとの洞察に基づき、先行車が存在する場合のみ、先行車との車間距離に応じて加速及び減速を繰り返し、所定の燃費優先の車間距離制御を行うため、走行状態に応じた適切な車間距離制御が実現され、ハイブリッド車の乗員に単独走行時にも加速及び減速が繰り返されるという違和感を与えることがない。

なお、上記一態様において、上記制御手段は、上記所定の燃費優先の車間距離制御中はそれ以外の走行中に比べて加速応答性に対する要求が比較的低いであろうという洞察に基づいて、燃費を一層向上させるために、上記所定の燃費優先の車間距離制御中、内燃機関以外の駆動力発生源のみによって駆動力が生成される車速領域を拡張する（例えば、より高い車速に達しないと内燃機関による駆動力が利用されないようにする、など）が好ましい。

本発明によれば、走行状態に応じた適切な車間距離制御を実現する車両用走行制御装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

なお、ハイブリッド車の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

また、以下の実施例の説明においては、一例として、内燃機関（エンジン）により発生した駆動力と電気モータにより発生した駆動力とで推進するように構成されたハイブリッド車を例に挙げて説明する。

以下、図１〜４を用いて、本発明の一実施例に係る車両用走行制御装置について説明する。本実施例に係る車両用走行制御装置は、概して、走行中にエンジンを停止することができるハイブリッド車において、加速と減速を繰り返すことによって所定の燃費優先の車間距離制御を実現するものである。

図１は、本実施例に係る車両用走行制御装置１００の概略構成図である。

車両用走行制御装置１００は、例えばレーザレーダ、ミリ波レーダ、カメラなどを利用して、自車両前方の先行車の存在を検出すると共に、先行車が存在する場合には自車両と先行車との間の距離（車間距離）を検出する車間距離検出部１０１を有する。先行車の存在及び先行車との車間距離を検出する装置／手法は、例えば先行車との車間距離を一定に保つ追従走行制御システムや衝突可能性を判定するプリクラッシュセーフティシステムなどの当業者には既知のシステムを通じて様々なものが既に提案されているため、詳しい説明を省略する。

車両用走行制御装置１００は、更に、自車両の走行速度を検出する車速検出部１０２を有する。本実施例において、車速検出部１０２は、例えば車輪側センサなどの車速センサを含む。車速センサについては様々な構成・構造のものが知られているが、本実施例においては任意のものを利用することができる。他の車載システムと共用／兼用であってもよい。

車両用走行制御装置１００は、更に、自車両が走行中の道路の勾配（上り／下り）及びその程度（傾斜度）に関する情報を取得する道路勾配情報取得部１０３を有する。本実施例において、道路勾配情報取得部１０３は、例えば、ａ）自車両に地図データを備えたナビゲーションシステムが搭載されており、且つ、当該地図データに道路勾配情報が含まれている場合には、当該ナビゲーションシステムから道路勾配情報を取得すればよく、或いは、ｂ）無線通信機能を備えるものとし、車車間通信、路車間通信、又は、衛星通信のうちの少なくとも１つを経由して、車両外から道路勾配情報を取得するものとしてもよい。いずれの場合であっても、道路勾配情報取得部１０３は、自車両の現在位置に応じて、自車両が走行中の道路についてのみ道路勾配情報を取得すればよい。

車両用走行制御装置１００は、更に、運転者が本実施例に係る所定の燃費優先の車間距離制御の実施を車両側へ指示するためのユーザ入力部１０４を有する。ここで、ユーザ入力部１０４は、例えば、車室内の運転者が操作しやすい位置に設けられた押ボタン式のユーザインターフェースであって、このボタンが押下されたとき、車両用走行制御装置１００は、運転者が本実施例に係る所定の燃費優先の車間距離制御の実施を要求したものと判断する。

車両用走行制御装置１００は、更に、予め車速に応じて設定された最大／最小車間距離のマップを記憶保持する記憶部１０５を有する。本実施例において、記憶部１０３は任意の記憶媒体でよい。

車両用走行制御装置１００は、更に、例えばスロットルバルブ開度を制御するなどして車輪駆動力を発生させるエンジンの出力を制御するエンジン出力制御部１０６を有する。

車両用走行制御装置１００は、更に、例えば通電制御を行うなどして車輪駆動力を発生させる電気モータの出力を制御するモータ出力制御部１０７を有する。

車両用走行制御装置１００は、更に、車両用走行制御装置１００の各構成要素を統括的に制御する主制御部１０８を有する。主制御部１０５は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；電子制御装置）である。

次いで、このような構成の車両用走行制御装置１００による所定の燃費優先の車間距離制御の流れを図２のフローチャートを参照して説明する。

まず、主制御部１０８は、ユーザ入力部１０４を通じて、運転者により所定の燃費優先の車間距離制御の実施が指示されたか否かを判断する（Ｓ２０１）。

運転者により所定の燃費優先の車間距離制御の実行が指示されていない場合（Ｓ２０１の「ＮＯ」）、特段の制御を行わず、本フローの１ルーチンを終了し、運転者のペダル操作に応じた加減速制御が行われる。

他方、運転者により所定の燃費優先の車間距離制御の実行が指示されている場合（Ｓ２０１の「ＹＥＳ」）、次いで、主制御部１０８は、車間距離検出部１０１を通じて、自車両の前方に同じ方向へ走行中の先行車が存在するか否かを判断する（Ｓ２０２）。

先行車が存在しない場合（Ｓ２０２の「ＮＯ」）、先行車が存在しない（すなわち自車両は単独走行している）にもかかわらず加速及び減速を繰り返すと車両乗員に違和感を与える可能性が高いとの洞察に基づき、主制御部１０８は、所定の燃費優先の車間距離制御を実行せずに、本フローの１ルーチンを終了する。

他方、先行車が存在する場合（Ｓ２０２の「ＹＥＳ」）、次いで、主制御部１０８は、車速検出部１０２から取得した自車両の車速を記憶部１０５に予め記憶保持されたマップに照らして、その時点での車速に対して予め設定された最大車間距離及び最小車間距離を算出する（Ｓ２０３）。

記憶部１０５に予め記憶保持させておく車速と最大／最小車間距離との関係を表すマップの一例を図３にグラフ形式で示す。本実施例においては、図示するように、最大車間距離ＭＡＸ及び最小車間距離ＭＩＮいずれも車速が大きくなるほど長くなると共に、車速が大きくなるほど最大車間距離ＭＡＸと最小車間距離ＭＩＮの差が広がるものとする。

次いで、主制御部１０８は、その時点で自車両が加速中であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。換言すれば、本フローの前回ルーチンにおいて自車両を加速させる処理（後述するＳ２０９）が実行されたか否かを判定する。

加速中である場合（Ｓ２０４の「ＹＥＳ」）、次いで、主制御部１０８は、車間距離検出部１０１により検出されたその時点での自車両と先行車との車間距離がＳ２０３において設定された最小車間距離よりも小さいか否か大小判定する（Ｓ２０５）。

その時点での車間距離が最小車間距離以上の場合（Ｓ２０５の「ＮＯ」）、主制御部１０８は、エンジン出力制御部１０６及びモータ出力制御部１０７に引き続き車両が加速し続けるための出力制御を行うように指示して、車間距離が最小車間距離を超えるまで加速を継続する（Ｓ２０９）。この加速制御は、自車両と先行車との車間距離が最小車間距離を超えるまで、換言すれば後続のルーチンでＳ２０５において「ＹＥＳ」となるまで、続けられることになる。

他方、車間距離が最小車間距離より小さい場合（Ｓ２０５の「ＹＥＳ」）、主制御部１０８は、先行車との車間距離が限界値まで縮まったと判断して、エンジン出力制御部１０６及びモータ出力制御部１０７に駆動力の発生を速やかに停止するように指示すると共に、モータ出力制御部１０７にはモータ出力を０として回生制御も行わないよう指示し（Ｓ２０７）、自車両を惰性走行（フリーラン）させ、燃料消費を悪化させずに自車両を減速させる（Ｓ２１０）。この惰性走行による減速制御は、自車両と先行車との車間距離が最大車間距離を超えるまで、換言すれば後続のルーチンで後述するＳ２０６において「ＹＥＳ」となるまで、続けられることになる。

Ｓ２０５へ戻る。自車両が加速中でない場合、換言すれば前回ルーチンにおいてＳ２０９の処理が実行されなかった場合（Ｓ２０５の「ＮＯ」）、次いで、主制御部１０８は、車間距離検出部１０１により検出されたその時点での自車両と先行車との車間距離がＳ２０３において設定された最大車間距離よりも大きいか否か大小判定する（Ｓ２０６）。

その時点での車間距離が最大車間距離よりも大きい場合（Ｓ２０６の「ＹＥＳ」）、主制御部１０８は、先行車との車間距離が限界値まで広がったと判断して、惰性走行を中止する。

このとき、主制御部１０８は、モータにより発生した駆動力のみにより走行する車速領域を通常時よりも拡張変更して、より高い車速に達しなければエンジンが始動しないようにエンジン出力制御部１０６を制御する（Ｓ２０８）。これは、本実施例に係る所定の燃費優先の車間距離制御のような走行を行う際には、このような走行を行っていない場合と比較して、要求される加速応答性が相対的に低く、燃費優先のためにエンジンをなるべく作動させない方が好ましい、との洞察に基づくものである。

このようにエンジンが作動を開始する閾値車速を変更した上で、主制御部１０８は、モータ出力制御部１０７に通常通りのモータ出力制御を実施させ、自車両を加速させる（Ｓ２１１）。この加速制御は、自車両と先行車との車間距離が最小車間距離を超えるまで、換言すれば後続のルーチンでＳ２０５において「ＹＥＳ」となるまで、続けられることになる。

他方、車間距離が最大車間距離以下の場合（Ｓ２０６の「ＮＯ」）、主制御部１０８は、引き続き惰性走行が継続されるようにエンジン出力制御部１０６及びモータ出力制御部１０７を停止制御し、自車両を惰性走行（フリーラン）させ、燃料消費を悪化させずに自車両を減速させる（Ｓ２１２）。この惰性走行による減速制御は、自車両と先行車との車間距離が最大車間距離を超えるまで、換言すれば後続のルーチンでＳ２０６において「ＹＥＳ」となるまで、続けられることになる。

なお、図２では図示を省略しているが、Ｓ２０９及びＳ２１１において、先行車との車間距離を縮めるために自車両を加速させる際に、道路勾配情報取得部１０３により取得された道路勾配情報からその時点での自車両走行道路が下り勾配であって、惰性走行によっても所望の加速が実現されると判断されたとき、主制御部１０８は、エンジン出力制御部１０６及びモータ出力制御部１０７による駆動力発生を停止させて自車両を惰性走行させ、一層の燃費向上を図る。

逆に、同じく図２では図示を省略しているが、Ｓ２１０及びＳ２１２において、先行車との車間距離を広げるために自車両を減速させる際に、道路勾配情報取得部１０３により取得された道路勾配情報からその時点での自車両走行道路が上り勾配であって、惰性走行では所望の減速が実現されない（減速度が大きくなり過ぎる）と判断されたとき、主制御部１０８は、モータ出力制御部１０７にモータの作動を指示すると共に、モータの作動でも適切な減速度が得られない場合には更にエンジン出力制御部１０６にエンジンを作動を指示する。

このような処理により、例えば図４に一例を示すように、先行車との車間距離に応じて、加速（区間Ａ）と減速（区間Ｆ）とが繰り返される所定の燃費優先の車間距離制御が実現される。

このように、本実施例によれば、加速と減速を繰り返す所定の燃費優先の車間距離制御は、先行車が存在する場合のみ、先行車との車間距離に応じて実施されるため、ハイブリッド車の乗員に違和感を与えることがない。換言すれば、先行車が存在しない場合には所定の燃費優先の車間距離制御は実施されないため、走行状態に照らして不適切に加速と減速が繰り返される走行が実施されてしまうことが適切に回避される。

また、本実施例によれば、所定の燃費優先の車間距離制御のために加速する必要がある際には、まず電気モータのみを作動させ、所定の車速に達した時点でエンジンも作動させるという従来手法に対して、所定の燃費優先の車間距離制御時には高い加速応答性は要求されないであろうとの洞察に基づき、エンジンが作動し始める閾値車速を上げることにより、電気モータのみで走行する車速領域を拡張するため、一層の燃費向上が図られる。

さらに、本実施例によれば、所定の燃費優先の車間距離制御のために加速又は減速する必要がある際には、道路勾配情報を参照し、下り勾配走行中にはできる限り惰性走行を行うように制御されると共に、上り勾配走行中であってもできる限り電気モータのみが作動するように制御されるため、一層の燃費向上が図られる。

なお、上記一実施例においては、一例として、エンジンにより発生した駆動力と電気モータにより発生した駆動力とで推進するように構成されたハイブリッド車を例に挙げて説明したが、本発明はこの形態に限られず、エンジンと組み合わせる駆動力発生源はエンジンよりも燃料消費率が良い動力源であれば任意の種類でよい。

本発明は、ハイブリッド車において車間距離制御を実現する車両用走行制御装置に利用できる。制御対象となる車両の外観デザイン、重量、サイズ、走行性能等はいずれも不問である。

本発明の一実施例に係る車両用走行制御装置の概略構成図である。 本発明の一実施例に係る車両用走行制御装置による所定の燃費優先の車間距離制御の流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る車両用走行制御装置により設定される最大／最小車間距離の車速との関係の一例を示すグラフである。 本発明の一実施例に係る車両用走行制御装置により実現される所定の燃費優先の 車間距離制御中の車速変化の一例を表すグラフである。

符号の説明

１００ 車両用走行制御装置
１０１ 車間距離検出部
１０２ 車速検出部
１０３ 道路勾配情報取得部
１０４ ユーザ入力部
１０５ 記憶部
１０６ エンジン出力制御部
１０７ モータ出力制御部
１０８ 主制御部

Claims (7)

1. ハイブリッド車に搭載される車両用走行制御装置であって、
   自車両と自車両前方を走行中の先行車との車間距離を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記車間距離に基づいて、駆動力を発生させる第１の状態と、内燃機関を停止すると共に電気モータの回生を行わず車両を惰性走行させる第２の状態と、を繰り返すことによって、所定の燃費優先の車間距離制御を実現する制御手段と、を有することを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 請求項１記載の車両用走行制御装置であって、
   前記制御手段は、
   自車両の車速に応じて最小車間距離を設定し、
   前記検出手段により検出された前記車間距離が前記最小車間距離よりも小さくなったとき、駆動力の発生を停止させ、自車両を惰性走行させる、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
3. 請求項２記載の車両用走行制御装置であって、
   自車両が走行中の道路の勾配情報を取得する取得手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記車間距離が前記最小車間距離よりも小さくなったときに、自車両が上り勾配を走行中であれば、内燃機関による駆動力の発生のみを停止させる、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
4. 請求項２記載の車両用走行制御装置であって、
   前記制御手段は、
   自車両の車速に応じて最大車間距離を設定し、
   惰性走行中、前記検出手段により検出された前記車間距離が前記最大車間距離よりも大きくなったとき、駆動力の発生を開始する、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
5. 請求項４記載の車両用走行制御装置であって、
   自車両が走行中の道路の勾配情報を取得する取得手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記車間距離が前記最大車間距離よりも大きくなったときに、自車両が下り勾配を走行中であれば、駆動力の発生を開始せず、自車両を惰性走行させる、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の車両用走行制御装置であって、
   前記制御手段は、前記所定の燃費優先の車間距離制御中、内燃機関以外の駆動力発生源のみによって駆動力が生成される車速領域を拡張する、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項記載の車両用走行制御装置であって、
   前記制御手段は、自車両運転者により前記所定の燃費優先の車間距離制御の実行が指示された場合であっても、前記検出手段により先行車が検出されない場合には前記所定の燃費優先の車間距離制御を実行しない、ことを特徴とする車両用走行制御装置。

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