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JP2019031153A - 走行制御装置、車両および走行制御方法 - Google Patents

走行制御装置、車両および走行制御方法 Download PDF

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Hirotaka Natsumi
宏貴 夏見
尚基 高橋
Naoki Takahashi
尚基 高橋
林　賢志
Kenji Hayashi
賢志 林
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Abstract

【課題】無駄なエネルギーの消費を抑制することができる走行制御装置、車両および走行制御方法を提供すること。【解決手段】走行制御装置１００は、走行状況に基づいて、車両を減速させる必要性が高いか否かについて判定する走行状況判定部と、車両の走行が駆動走行であり、かつ、走行状況判定部により車両を停止させる必要性が高いと判定される場合、車両の走行を駆動走行から惰性走行に切り替える走行制御部と、を備える。例えば、走行状況は、先行車両の挙動を示す情報、および、車両の進行方向の信号情報を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、走行制御装置、車両および走行制御方法に関する。
従来、車両の速度を予め設定された目標速度に維持するオートクルーズ走行（駆動走行）を制御する技術が開発されている。また、燃費を向上させる観点から、オートクルーズ走行中に、車両の速度が所定速度範囲内であることを条件に、車両の惰性走行（「惰行」とも言う）を制御する装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１２−２１９９８６号公報
ところで、駆動走行には先行車両を追従し、車間距離を保ちつつ一定速度で走行するアダプティブ・クルーズ・コントルール（ＡＣＣ）が含まれる。駆動走行において、先行車両に対する自車両の相対速度が一定以上の場合、車両を停止させる必要性が高い。
また、車両の進行方向上の信号が赤信号である場合、車両を停止させる必要性が高い。
駆動走行中の車両を停止させる必要性が高い場合、駆動走行の制御により車両を減速して、安全性を高めている。
しかしながら、車両を減速することにより、安全性を高めることができるが、無駄なエネルギーの消費を抑制する対策がされていない。
本開示の目的は、無駄なエネルギーの消費を抑制することができる走行制御装置、車両および走行制御方法を提供することである。
本開示の走行制御装置は、
走行状況に基づいて、車両を減速させる必要性が高いか否かについて判定する走行状況判定部と、
前記車両の走行が駆動走行であり、かつ、前記走行状況判定部により前記車両を停止させる必要性が高いと判定される場合、前記車両の走行を前記駆動走行から惰性走行に切り替える走行制御部と、
を備える。
本開示の車両は、上記走行制御装置を備える。
本開示の走行制御方法は、
走行状況に基づいて、車両を停止させる必要性が高いか否かについて判定し、
前記車両の走行が駆動走行であり、かつ、前記車両を停止させる必要性が高いと判定される場合、前記車両の走行を前記駆動走行から惰性走行に切り替える。
本開示によれば、無駄なエネルギーの消費を抑制することができる。
本実施の形態に係る走行制御装置を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係る走行制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 走行制御装置により生成される走行スケジュールの一例を示す図である。 走行制御部における走行制御の動作の一例を示すフローチャートである。
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施の形態に係る走行制御装置１００を含む車両の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る走行制御装置１００を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。なお、ここでは、走行制御装置１００に関連する部分に着目して、図示および説明を行う。
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。
図１に示すように、車両１は、車両を走行させる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、変速機５に伝達された動力は、更に、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３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。
更に、車両１は、車両１の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、走行状況取得装置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の駆動走行時の目標速度を、走行制御装置１００に設定する。増減値設定装置１４は、車両１の駆動走行時の速度減少値、および、速度増加値を、走行制御装置１００に設定する。目標速度、速度減少値、速度増加地は、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。目標速度、速度減少値、速度増加値は、適宜、「設定情報」という。
走行状況取得装置２０は、道路の状況および車両１の現在位置を示す走行状況を取得し、走行制御装置１００へ出力する。例えば、走行状況取得装置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、走行中の天候を取得する天候取得装置２２と、先行車両や並走車両などの周囲の車両との距離や車速差を検知する周囲センサ２３とを含む。
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の速度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、走行状況、および車両情報に基づいて、駆動走行（オートクルーズ走行）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。
本実施の形態において、惰性走行とは、エンジン３と車輪９との間の動力伝達経路を連結したままそのエンジン３の被駆動回転によりエンジンブレーキを効かせて走行するエンジンブレーキ走行、および、エンジン３と車輪９との間の動力伝達経路を遮断した状態で走行するニュートラル惰性走行（以下、「Ｎ惰行」とも言う。）を含む。なお、エンジンブレーキ走行およびＮ惰行では、エンジン３の燃料噴射が停止される。具体的には、燃料噴射量に対応するスロットル弁（図示略）の開度が最小に制御される。以下の説明において、惰行走行という場合は、エンジンブレーキ走行を指すものとする。図２は、走行制御装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
図２に示すように、走行制御装置１００は、走行状況判定部１１０と、走行制御部１２０とを有する。
走行状況判定部１１０は、走行状況に基づいて、車両１を停止させる必要性が高いか否かを判定し、その判定結果を走行制御部１２０に出力する。なお、「車両１を停止させる必要性が高い」は、「車両１を減速させる可能性が高い」をも意味する。ここで、走行状況は、先行車両の挙動を示す情報および車両１の進行方向の信号情報を含む。
先行車両の挙動を示す情報とは、例えば、車両１の対地速度が一定のときの先行車両１Ａ（図３参照）の減速により、車両１が先行車両に対して相対的に接近するときの速度（車両１の先行車両に対する相対速度）である。走行状況判定部１１０は、相対速度が３０ｋｍ／ｈ以上の場合、車両１を停止させる必要性が高いと判定する。
車両１の進行方向の信号情報とは、例えば、路車間通信により取得される車両１の進行方向における信号情報である。走行状況判定部１１０は、信号情報が赤信号の場合、車両１を停止させる必要性が高いと判定する。また、車両１の進行方向の信号情報は、車両１の車載カメラ映像を用いて進行方向の信号の色を認識させるものであってもよい。
走行制御部１２０は、駆動走行と惰性走行（エンジンブレーキ走行）とを含む走行スケジュールを生成し、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、走行制御部１２０は、駆動走行時には、エンジン用ＥＣＵ１０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、走行制御部１２０は、惰性走行時には、スロットル弁（図示略）の開度を最小に制御する。また、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。走行スケジュールの詳細については後述する。
走行制御部１２０は、生成した走行スケジュールにおいて、車両１を駆動走行および惰性走行の何れかに切り替える制御を行う。
具体的には、車両１の走行が駆動走行であり、かつ、走行状況判定部１１０により車両１を停止させる必要性が高いと判断された場合、車両１を駆動走行から惰性走行に切り替える。走行制御部１２０は、惰性走行中において、車両１が停止される場合、惰性走行を終了して、制動装置４０の各部を制御して車両１を減速させる。また、走行制御部１２０は、惰性走行中の車両が先行車両１Ａに対して相対的に離間する場合、車両１を惰性走行から駆動走行に切り替える。
図３の上段側に従来の走行スケジュールの一例を示し、図３の下段側に走行制御部１２０により生成される走行スケジュールの一例を示す。図３の最上段側に車両１（自車両）、先行車両１Ａを示す。
図３の下段側に示す従来の走行スケジュールでは、走行制御部１２０は、車両１の走行が駆動走行であり、かつ、車両１と先行車両１Ａとの間の距離が予め定められた距離以下である場合、駆動走行を終了して、車両１を減速させる。これにより、走行制御部１２０は、車両１と先行車両１Ａとの間の距離が予め定められた距離を超えている場合、駆動走行を継続する。駆動走行が継続することにより、エンジン３の燃料噴射が続行されるため、駆動走行が継続された区間（図３に示す区間Ａ）における無駄な燃費が消費される。
そこで本実施の形態では、図３の下段側に示す走行スケジュールのように、走行制御部１２０は、車両１の走行が駆動走行であり、かつ、走行状況判定部１１０により車両１を停止させる必要性が高いと判断される場合、車両１の走行を駆動走行から惰性走行（エンジンブレーキ走行）に切り替える。車両１の走行が惰性走行に切り替えられることにより、エンジン３の燃焼噴射が続行されないため、無駄な燃料消費を抑制することができる。
また、本実施の形態では、車両１は、走行制御部１２０により制動装置４０の各部が制御されて減速されるまで、エンジンブレーキにより減速される。エンジンブレーキにより減速された車速から車両１を制動するまでの制動距離は、エンジンブレーキにより減速されない車速から車両１を制動するまでの制動距離に比べて短くなる。これにより、制動距離が短くなる分だけ、エンジンブレーキ走行をより長く継続することができる。このため、燃費を向上させることができる。
次に、走行制御部１２０における走行制御の動作例について説明する。図４は、走行制御部１２０における走行制御の動作の一例を示すフローチャートである。図４における処理は、車両１が走行している場合において実行される。
まず、走行制御部１２０は、車両１の走行が駆動走行であるか否かについて判断する（ステップＳ１００）。
その結果、車両１が駆動走行でない場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、処理はステップＳ１００の前に戻る。一方、車両１が駆動走行である場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１１０において、走行制御部１２０は、走行状況判定部１１０により車両１を停止させる必要性が高いと判定されたか否かを判断する。
その結果、車両１を停止させる必要性が高いと判定されない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理はステップＳ１００の前に戻る。一方、車両１を停止させる必要性が高いと判定される場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、走行制御部１２０は、車両１の走行を駆動走行から惰性走行に切り替える（ステップＳ１２０）。その後、本制御は終了する。
＜本実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態に係る走行制御装置１００は、走行状況に基づいて、車両１を停止させる必要性が高いか否かについて判定する走行状況判定部１１０と、車両１の走行が駆動走行であり、かつ、走行状況判定部１１０により車両１を停止させる必要性が高いと判定される場合、車両１の走行を駆動走行から惰性走行に切り替える走行制御部１２０と、を備えている。車両１の走行が駆動走行から惰性走行に切り替えられることで、エンジン３の燃焼噴射が続行されないため、無駄な燃料消費を抑制することができる。
また、本実施の形態にかかる走行制御装置１００によれば、走行制御部１２０は、惰性走行中の車両１を停止させる場合、惰性走行を終了して、車両を減速させて停止させる。これにより、安全性を担保することができる。
また、本実施の形態にかかる走行制御装置１００によれば、惰性走行中の車両１が先行車両１Ａに対して相対的に離間する場合、車両１の走行を惰性走行から駆動走行（ＡＣＣ）に切り替える。これにより、先行車両１Ａとの車間距離を保ちながら車両１を走行させることができる。
なお、上記実施の形態では、惰性走行をエンジンブレーキ走行としたが、本発明はこれに限らず、例えば、Ｎ惰行であってもよい。車両１の走行が駆動走行であり、かつ、車両１を停止させる必要性が高い場合、走行制御部１２０が車両１の走行を駆動走行からＮ惰行に切り替えることよって、エンジン３の燃焼噴射が続行されないため、無駄な燃料消費を抑制することができる。
また、上記実施の形態では、車両１の先行車両に対する相対速度を一定としたが、本発明はこれに限らず、相対速度が一般道路と高速道路で切り替わるように構成されてもよい。例えば、一般道路における相対速度を２０ｋｍ／ｈとする。また、高速道路における相対速度を３０ｋｍ／ｈとする。これにより、安全性をさらに高めることができる。
また、上記実施の形態において、車両１は動力源としてエンジン３を備えているが、本発明はこれに限らず、例えば、動力源としてエンジン３及び電動機（モーター）を備えてもよい。この場合、惰性走行において電動機への電力供給がされない。車両１の走行が駆動走行であり、かつ、車両１を停止させる必要性が高い場合、走行制御部１２０が車両１の走行を駆動走行から惰性走行に切り替えることよって、電動機への電力供給が続行されないため、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
本開示の走行制御装置は、無駄なエネルギーの消費を抑制することが要求される車両として有用である。
１ 車両
１Ａ 先行車両
２ 自動走行装置
３ エンジン
４ クラッチ
５ 変速機
６ 推進軸
７ 差動装置
８ 駆動軸
９ 車輪
１０ エンジン用ＥＣＵ
１１ 動力伝達用ＥＣＵ
１３ 目標車速設定装置
１４ 増減値設定装置
２０ 走行状況取得装置
２１ 現在位置取得装置
２２ 天候取得装置
２３ 周囲センサ
３０ 車両情報取得装置
３１ アクセルセンサ
３２ ブレーキスイッチ
３３ シフトレバー
３４ ターンシグナルスイッチ
３５ 車速センサ
４０ 制動装置
４１ フットブレーキ
４２ リターダ
４３ 補助ブレーキ
１００ 走行制御装置
１１０ 走行状況判定部
１２０ 走行制御部

Claims (6)

  1. 走行状況に基づいて、車両を減速させる必要性が高いか否かについて判定する走行状況判定部と、
    前記車両の走行が駆動走行であり、かつ、前記走行状況判定部により前記車両を停止させる必要性が高いと判定される場合、前記車両の走行を前記駆動走行から惰性走行に切り替える走行制御部と、
    を備える、走行制御装置。
  2. 前記走行状況は、先行車両の挙動を示す情報、および、前記車両の進行方向の信号情報を含む、請求項１に記載の走行制御装置。
  3. 前記走行制御部は、前記車両の走行を前記駆動走行から前記惰性走行に切り替えた後に、前記惰性走行中の車両を停止させる場合、前記惰性走行を終了して、車両を減速させて停止させる、請求項１または２に記載の走行制御装置。
  4. 前記走行制御部は、前記車両の走行を前記駆動走行から前記惰性走行に切り替えた後に、前記惰性走行中の車両が先行車両に対して相対的に離間する場合、前記車両の走行を前記惰性走行から前記駆動走行に切り替える、請求項１または２に記載の走行制御装置。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の走行制御装置を備える車両。
  6. 走行状況に基づいて、車両を停止させる必要性が高いか否かについて判定し、
    前記車両の走行が駆動走行であり、かつ、前記車両を停止させる必要性が高いと判定される場合、前記車両の走行を前記駆動走行から惰性走行に切り替える走行制御方法。
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