支援制御装置
【課題】走行計画に基づく車両制御とドライバの操作とをより一層効率的に協調させることができ、その結果、走行計画をより一層高い達成度で達成することができる支援制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】車両に搭載されたＥＣＵは、生成した燃費向上を達成可能な目標速度パターンに対して、“加速区間”と“惰性走行区間”の２つの区間を定義し、定義した各々の区間に応じて、燃費向上を達成可能な支援制御を実施する。
【解決手段】車両に搭載されたＥＣＵは、生成した燃費向上を達成可能な目標速度パターンに対して、“加速区間”と“惰性走行区間”の２つの区間を定義し、定義した各々の区間に応じて、燃費向上を達成可能な支援制御を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は支援制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両を含む移動体の走行計画における目標軌跡（区間全て）に対して区間を設定し、区間毎の移動拘束条件を設定して、区間全てを走行した際の走行結果を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２７５４５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、特許文献１では、ドライバの実運転操作に伴う要求加速度に対して、実速度パターンを目標速度パターンに近づけるために、当該目標速度パターンに基づく車両制御とドライバの操作とをどのように協調させるかについては考慮していないので、走行計画に基づく車両制御とドライバの操作とをより一層効率的に協調させるためには改善の余地があるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、走行計画に基づく車両制御とドライバの操作とをより一層効率的に協調させることができ、その結果、走行計画をより一層高い達成度で達成することができる支援制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる支援制御装置は、制御部を備えた支援制御装置であって、前記制御部は、車両が走行する際に目標とする速度に関する制御量のパターンを目標速度制御量パターンとして生成し、前記目標速度制御量パターンに基づいて、走行状態に対応する複数の区間を定義し、定義した前記区間毎に、走行計画の達成を支援するための支援制御を実施すること、を特徴とする。
【０００７】
本発明にかかる支援制御装置は、前記に記載の支援制御装置において、前記制御部は、前記区間に対応する前記走行状態に関する情報及び／又は前記目標速度制御量パターンにおける前記速度に関する制御量とドライバから前記車両に入力された前記速度に関する制御量との乖離に関する情報を、視覚及び／又は聴覚で認識可能に出力すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる支援制御装置は、車両が走行する際に目標とする速度に関する制御量のパターンを目標速度制御量パターンとして生成し、生成した目標速度制御量パターンに基づいて、走行状態に対応する複数の区間を定義し、定義した区間毎に、走行計画の達成を支援するための支援制御を実施するので、走行計画に基づく車両制御とドライバの操作とをより一層効率的に協調させることができ、その結果、走行計画をより一層高い達成度で達成することができるという効果を奏する。
【０００９】
本発明にかかる支援制御装置は、区間に対応する走行状態に関する情報及び／又は目標速度制御量パターンにおける速度に関する制御量とドライバから車両に入力された速度に関する制御量との乖離に関する情報を、視覚及び／又は聴覚で認識可能に出力するので、走行計画に基づく車両制御とドライバの操作との親和性を向上させることができ、その結果、走行計画をさらに一層高い達成度で達成することができるという効果を奏する。換言すると、本発明にかかる支援制御装置は、積極的な支援制御を行い、かつ走行状態に関する情報や乖離に関する情報をドライバに積極的に与えるので、これら２つの相互作用によりドライバの操作と車両制御との親和性を向上させ、その結果、走行計画をより高いパフォーマンスで実現することができるという効果を奏する。また、本発明にかかる支援制御装置は、走行状態に関する情報及び／又は目標パターンとドライバ入力との乖離に関する情報を出力するので、車両側を積極的に支援制御した場合でも、当該支援制御の実施に対するドライバの違和感や唐突感を効果的に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、ＥＣＵ等の構成を示す図である。
【図２】図２は、目標速度パターンの一例を示す模式図である。
【図３】図３は、加速区間及び惰性走行区間の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、区間と支援制御との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、区間インジケータの一例を示す図である。
【図６】図６は、評価インジケータの一例を示す図である。
【図７】図７は、メイン動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、区間表示動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、評価点表示動作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】
以下に、本発明にかかる支援制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、走行計画に燃費重視が含まれている場合の実施形態を一例として説明するが、本発明は当該実施形態により限定されるものではない。
【００１２】
［１．概要］
まず、本実施形態の概要について説明する。
【００１３】
燃費支援システムの代表的なものとして、例えばトヨタ自動車株式会社の“エコモード”や本田技研工業株式会社の“ＥＣＯＮ”、富士重工業株式会社の“ＳＩ−ＤＲＩＶＥ”などが存在している。これら各社のシステムは、“ふんわりアクセル支援制御”や“エコモード制御”とも呼ばれ、ドライバのアクセル入力を、控えめな程度で燃費が良い方向へ変化させる。また、これらシステムは、ドライバがＳＷ等でモード選択する仕様となっている。
【００１４】
しかし、これらシステムでは、ドライバの操作入力を主体（正解）としており、さらに制御側はドライバによるアクセルやブレーキの操作入力が無駄なものか否かを判定することが出来ない（当該判断のための目標を持っていない）。そのため、これらシステムでは、ドライバの操作入力が支配的なままとなり、制御側は燃費向上に対して控えめな支援しか出来ない。その結果、これらシステムでは、５％程度（公称値）の燃費向上に止まり、大幅な燃費向上は難しかった。
【００１５】
そこで、本実施形態では、制御側が、与えられたコース（目標走行経路）とタスク（例えば目的地、目的地への目標到着時間、燃費重視などを含む）に従って目標速度パターン又は目標加速度パターン（速度に関する制御量のパターンとしての目標速度制御量パターン）を含む走行計画を生成し、生成した目標速度パターン又は目標加速度パターンを走行状態（走行パターン）によって区間分けし、区間によって燃費向上のための支援制御を積極的に切り替えることで、従来のシステムに比べて大幅な燃費向上を可能とした。
【００１６】
ところで、このような本実施形態の手法（区間定義を用いた低燃費支援制御）によって従来の燃費支援システムに比べて大幅な燃費向上を実現することができるが、その一方で、積極的な支援制御とその切り替えはドライバに違和感や唐突感を与える可能性がある。なお、ドライバが入力したアクセルやシフト等の操作が良いか悪いかを燃費によって判定・評価するエコインジケータやシフトインジケータ等は存在していた。また、特開２００２−３７０５６０号公報には、走行予定経路（曲線路、傾斜路）の先読み情報に基づいて走行予定経路の各区間において燃費が向上するように目標加減速度（目標パターン）を設定し、目標加速度（経済領域、順経済領域、非経済領域に分けて示す）に対する実際の加速度との乖離度を表示する技術が開示されている。また、特開２００９−１４９２８６号公報には、適切なアクセル操作を車両内表示器に示して運転者に燃費の良いアクセルワークの情報を提供することでＣＯ２の削減を図る技術が開示されている。
【００１７】
しかし、インジケータ等のこれら従来技術では、ドライバの入力を評価の対象としているため、当該入力がムダか否かを判定することができなかった。
【００１８】
そこで、本実施形態では、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインタフェース）要素を“明示”・“提示”・“評価”の３つに分類し、これらの分類に対応するＨＭＩを設置することで、車両側を積極的に支援制御したりそれを切り替えたりした際にドライバが抱く可能性のある唐突感や違和感の防止を可能とし、さらにドライバにタスク達成のための協力を仰ぎ、その結果より高い燃費向上パフォーマンスの実現をも可能とした。
【００１９】
この“明示”の要素によって、ドライバは、“今、制御側が何をしようとしているか、どのような支援をしようとしているか”を知ることができるようになる。また、この“提示”の要素によって、ドライバは、“今、制御側が自分に何をして欲しいのか”を知ることができるようになる。また、この“評価”の要素によって、ドライバは、“自分の行った操作や入力がどれだけタスク達成に貢献したか”を知ることができるようになる。
【００２０】
［２．構成］
つぎに、本実施形態のＥＣＵ（電子制御ユニット）等の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のＥＣＵ等の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、符号１は車両に搭載されたＥＣＵ（本発明にかかる支援制御装置を含む）であり、符号２はアクセルペダルセンサであり、符号３はブレーキペダルセンサであり、符号４は車速センサであり、符号５はナビゲーションシステムであり、符号６はスロットルアクチュエータであり、符号７はブレーキアクチュエータであり、符号８は区間インジケータであり、符号９は評価インジケータである。図１において、符号１ａは生成部であり、符号１ｂは定義部であり、符号１ｃは支援制御部であり、符号１ｄは区間表示部であり、符号１ｅは設定部であり、符号１ｆは評価表示部である。
【００２２】
生成部１ａは、コース形状情報（例えばＲ情報、路面μ情報など）及びドライバの希望タスク（例えばゴール地点、到達時間、燃費重視など）に基づいて、当該希望タスクを満たす中で最適と評価される結果を導き出す速度（又は加速度）の変化に関する目標速度パターン（又は目標加速度パターン）を生成する。具体的には、希望タスクとしてゴール地点及びそこへの到達時間が設定された場合、生成部１ａは、当該設定されたこれら条件を満たす範囲で最も燃費が良いと評価された目標速度パターン（又は目標加速度パターン）を生成する。図２に、生成部１ａで生成する目標速度パターンの一例を示す。
【００２３】
図１に戻り、定義部１ｂは、生成部１ａで得られた目標速度パターン（又は目標加速度パターン）を、走行状態によって区間分けする。換言すると、定義部１ｂは、目標速度又は目標加速度に応じて、与えられたコースを区間分けする。ここで、可能な限り燃費を向上させる為には（そもそも無駄な加速をしない為にも）、不必要な減速を避ける速度パターンが必要であるので、本実施形態では、“加速”と、エンジンブレーキも使用しない“惰性走行”を、走行状態（走行パターン）として組み入れる。そして、本実施形態では、燃費を重視するために、目標速度パターン（又は目標加速度パターン）を、速度を上げる区間である“加速区間”と、実質転がり抵抗のみで惰性走行する区間である“惰性走行区間”の２つに分割する。図３に、定義部１ｂで定義した加速区間及び惰性走行区間の一例をコースと対応付けて示す。
【００２４】
図１に戻り、支援制御部１ｃは、生成部１ａで生成した目標速度パターン（又は目標加速度パターン）と定義部１ｂで定義した区間を基に、燃費重視の支援制御を実施する。具体的には、支援制御部１ｃは、加速区間では、目標加速度とドライバの要求加速度との乖離に応じて“ムダ加速制限（抑制）”と“加速アシスト”のいずれか又は両方の支援制御を実施し、惰性走行区間では、アクセルペダルのＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて“加速制限（抑制）”と“惰性走行支援”のいずれかの支援制御を実施する。図４に、区間と支援制御との関係の一例を示す。
【００２５】
ここで、“ムダ加速制限（抑制）”とは、ドライバの入力した要求加速度が目標加速度パターンを超えているような場合に、当該入力に対して制限又は抑制をかける支援制御である。“加速アシスト”とは、ドライバの入力した要求加速度が目標加速度パターンを下回ってドライバの設定したタスクの達成が困難になったような場合に、危険に至らず且つドライバが違和感を覚えない範囲で当該入力に対して嵩上げを行う支援制御である。
【００２６】
ここで、ムダ加速制限と加速アシストの両方の支援制御を同時に実現するのに用いることができるドライバ違和感考慮協調手法について説明する。「感覚量Ｅは、刺激Ｒの対数に比例する」というウェーバーフェヒナー則（Ｅ［ｄＢ］＝Ｋ×ｌｏｇ（Ｒ））に基づいて、運転者の要求加速度と、駆動力制御装置により設定された加速度の目標値とが調停され、加速度の指令値が設定される。感覚量Ｅには、現在の刺激（加速度）に対して、刺激の変化に気付くか気付かないかの境の刺激変化量ｄＥ［ｄＢ］である弁別閾が存在する。運転者の要求加速度を基準に、加速度の絶対値増側および減側にそれぞれ弁別閾が設定される。なお、車両の駆動力制御では、運転者に加わる加速度は、車両の加速度と同一（実質的に同一）であり、車両の加速度を変化させると、運転者に加わる加速度は、車両の加速度と同様に変化する。言い換えると、運転者に加わる加速度に代えて、車両の加速度を刺激Ｒとして運転者の感覚量Ｅを算出することができる。
【００２７】
また、刺激の時系列変化に気付く閾ｄＥ／ｄｔ［ｄＢ／ｓ］が設けられる。時系列弁別閾には、ドライバの要求ジャークを基準に、絶対値増側（後述するジャーク補正量上限値）、減側（後述するジャーク補正量下限値）の２値が設けられる。加速度の変化に気付く弁別閾、およびジャークの変化に気付く時系列弁別閾に基づいて、加速度（駆動力）および加速度の変化速度（加加速度）にそれぞれガード値が設定される。さらに、アクセルペダルやブレーキペダルに対する運転者の操作量が短時間で大きく変化する場合、すなわち、運転者が大きな加速度の変化を望んでいる場合には、加加速度のガード値が緩められる。
【００２８】
支援制御部１ｃの説明に戻り、“加速制限（抑制）”とは、ドライバがアクセルペダルをＯＮした場合に、惰性走行区間におけるドライバの要求加速度を積極的に抑制する支援制御である。なお、惰性走行区間では基本的に加速する必要がない（換言すると、加速しなくても、設定したタスクを十分に達成することができる）と判断できることから、加速制限の支援制御をこのように設定した。“惰性走行支援”とは、ドライバがアクセルペダルをＯＦＦした場合に、エンジンブレーキをかけずに車両を惰性走行（車両が出力するトルクをゼロにする）させる支援制御である。
【００２９】
ここで、本実施形態では、１．制御側が、目標速度・加速度パターンを持っていること、２．制御側が、コース上のある位置（区間）において、どのような走行状態（走行パターン）であるべきか（例えば加速区間において何が無駄なのか）を知っていること、が特長（優位点）であり、これにより、ドライバの操作入力に対して制御側が積極的且つ効果的な支援制御を実施することができる。
【００３０】
図１に戻り、区間表示部１ｄは、現在走行している位置（区間）における走行状態（走行パターン）のステータス（具体的には“加速”又は“惰性走行”）を、車両に設置された区間インジケータ８に表示させる。ここで、区間インジケータ８の一例について図５を参照して説明する。区間インジケータ８は、図５の（Ａ）に示すようなインジケータＭＡ１及びＭＡ２の組からなる。インジケータＭＡ１は、加速区間であることの明示やドライバへの要求内容の提示等を例えば文字や点灯等で行うための表示器であり、インジケータＭＡ２は、惰性走行区間であることの明示やドライバへの要求内容の提示等を文字や点灯等で行うための表示器である。区間表示部１ｄは、図５の（Ｂ）に示すように、現在位置における区間情報に基づいてインジケータＭＡ１及びＭＡ２の点灯を切り替える。なお、図５では、文字の一例として、加速区間の明示とアクセルペダルＯｎの提示に対応する「《Ａｃｃｅｌ》Ａｃｃｅｌ Ｏｎ」、および惰性走行区間の明示とアクセルペダルＯｆｆの提示に対応する「《ＦｒｅｅＲｕｎ》Ａｃｃｅｌ Ｏｆｆ」を挙げている。
【００３１】
図１に戻り、設定部１ｅは、目標速度パターンにおける目標速度に関する制御量とドライバが入力した速度に関する制御量との乖離度（例えば目標速度とドライバ入力速度との差）又は目標加速度パターンにおける目標加速度に関する制御量とドライバが入力した加速度に関する制御量との乖離度（例えば目標加速度とドライバ入力加速度との差）に対して、段階的に評価点を設定する。
【００３２】
評価表示部１ｆは、設定部１ｅで設定した評価点を、車両に設置された評価インジケータ９に表示させる。ここで、評価インジケータ９の一例について図６を参照して説明する。評価インジケータ９は、図６の（Ａ）に示すようなインジケータＭＢである。インジケータＭＢは、評価点と対応付けられた点灯可能な区画を複数（奇数個が好ましい）並べて構成された、評価点を区画の点灯により表示するための表示器である。評価表示部１ｆは、評価点に対応する区画を定義（決定）し、図６の（Ｂ）に示すように、定義した区画を点灯させる。
【００３３】
ここで、本実施形態では、ドライバの操作入力に対して制御側が積極的且つ効果的な支援制御を実施するが、これに加えて、制御側が持っている又は知っている情報をインジケータを介して制御側がドライバに積極的に与えるので、これらの相互作用によって、ドライバの操作と車両制御との親和性をより向上させ、その結果、より高い燃費向上パフォーマンスを実現することができる。
【００３４】
［２．動作］
つぎに、上述した構成のＥＣＵ１で行われるメイン動作等の一例について図７等を参照して説明する。図７は、本実施形態のメイン動作の一例を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、ＥＣＵ１は、先読み情報としての道路線形情報および路面μを入手する（ステップＳＡ１）。
【００３６】
つぎに、生成部１ａは、ステップＳＡ１で入手した情報に基づいて、目標到達時間や燃費最適などを含むドライバの希望タスクが成立する目標速度・加速度パターン（目標速度制御量パターンを含む）を生成する（ステップＳＡ２）。
【００３７】
ここで、目標速度パターンの演算の一例について説明する。加速区間と惰性走行区間（減速区間）に分割し、各々異なる評価式を用いて目標速度パターンを演算する。具体的には、道路形状情報ファイルに記憶された道路形状情報に基づいて、道路上を車両が走行する場合の走行状態（走行パターン）を予測し、予測された走行状態（走行パターン）に基づいて、道路を複数の道路区間に分割し、道路区間毎に評価関数を設定し、道路区間毎に設定された評価関数に基づいて、道路上を走行する車両の走行軌跡を演算する。また、分割された道路区間の区切り位置を可変条件として走行軌跡を演算する。走行軌跡とは、コース（目標走行経路）における車両の走行位置である。
【００３８】
また、道路形状情報ファイルに記憶された道路形状情報に基づいて、道路上を車両が走行する場合に予測される速度パターンを演算し、演算された速度パターンに基づいて、道路区間として少なくとも加速区間と減速区間に分割し、加速区間に加速区間用の評価関数を、減速区間に減速区間用の評価関数を設定する。また、加速区間には、エンジン回転数が中回転以上の場合をゼロ回転付近の場合と比べて望ましいと評価する評価関数、より具体的には、エンジンの熱効率の最良点を１としたときの各点の熱効率の比率を求め、全体から１を引いたものが評価値となるよう評価関数を設定し、エンジン回転数がゼロ回転付近の評価値を０より大きな数値とする。また、減速区間には、エンジン回転数がゼロ回転付近の場合を中回転以上の場合と比べて望ましいと評価する評価関数、より具体的には、転がり抵抗を基準として０とした場合に、転がり抵抗の減速度から離れた加減速度エネルギーに対して、ハイブリッドシステムにおけるエネルギー入出力のロスを比例させた数値が評価値となる評価関数を設定し、エンジン回転数が中回転以上の場合を０より大きな数値とする。
【００３９】
また、道路形状情報ファイルに記憶された道路形状情報に基づいて、道路上を車両が走行する場合に予測される摩擦円使用率を演算し、演算された摩擦円使用率が相対的に高い道路区間に、摩擦円使用率が相対的に低い道路区間とは異なる評価関数、より具体的には、加速区間に、エンジン回転状態を基本としてハイブリッドシステムと合わせて熱効率を重視した加速を望ましいと評価する評価関数を設定し、減速区間に、エンジンオフ状態を基本として回生と電力アシストによる減速を望ましいと評価する評価関数を設定する。
【００４０】
続いて、目標速度パターンの演算の他の一例について説明する。標準的に生成された速度パターン（定常円最高速度パターン）を走行制御開始位置から終了位置に向けて速度状態を修正し、走行制御終了位置から開始位置に向けて速度状態を修正して、目標速度パターンを演算する。具体的には、目標走行経路（コース）に沿って速度パターンを生成し、この速度パターンに基づいて車両の走行を制御するように構成し、目標走行経路における走行制御の開始位置から走行制御の終了位置に向けて速度状態の修正処理を実行する第１速度状態修正手段と、目標走行経路における走行制御の終了位置から走行制御の開始位置に向けて速度状態の修正処理を実行する第２速度状態修正手段とを設けている。従って、最適化手法を用いることなく、目標走行経路における走行制御の開始位置から終了位置に向けて速度状態の修正処理を実行すると共に、走行制御の終了位置から開始位置に向けて速度状態の修正処理を実行することで、走行経路に応じた速度パターンを短時間で生成する。また、加速側の速度状態を修正処理すると共に、減速側の速度状態を修正処理している。この場合、速度状態を低速側に修正処理している。
【００４１】
また、目標走行経路を一定の間隔に分割する走行経路分割手段を設け、分割された領域ごとに速度状態を修正処理し、隣接する領域の速度状態を比較し、速度が高い領域の速度状態を低速側に修正処理している。この場合、隣接する領域の加速度または減速度を比較し、加速度超過または減速度超過を抑制するように修正処理している。従って、目標走行経路を一定の間隔に分割し、各領域ごとに速度状態を低速側に修正処理する。
【００４２】
なお、目標走行経路における定常円最高速度パターンに対して、走行開始点から走行終了点に向けて隣接点同士の加速度を算出してから、走行終了点から走行開始点に向けて隣接点同士の減速度を算出してもよく、また、目標走行経路における定常円最高速度パターンに対して、走行終了点から走行開始点に向けて隣接点同士の減速度を算出してから、走行開始点から走行終了点に向けて隣接点同士の加速度を算出してもよい。
【００４３】
図７の説明に戻り、定義部１ｂは、ステップＳＡ２で生成した目標速度・加速度パターンを、当該目標速度・加速度パターンにおける走行状態で、“加速区間”と“惰性走行区間”の２つに区間分けする（ステップＳＡ３）。
【００４４】
つぎに、支援制御部１ｄは、車両の実走行を監視しながら、ステップＳＡ３で定義した区間に応じた支援制御を実施する（ステップＳＡ４）。
【００４５】
具体的には、支援制御部１ｄは、車両の実走行の位置がステップＳＡ３で定義した加速区間である場合（ステップＳＡ４１：Ｙｅｓ）において、さらに、現在のアクセルペダル入力量、ブレーキペダル入力量および車速から推定されたドライバの入力加速度が目標加速度を下回る場合（ステップＳＡ４２：Ｙｅｓ）には、上述した“加速アシスト”の支援制御を実施し（ステップＳＡ４３）、一方、当該入力加速度が目標加速度を下回らない場合（ステップＳＡ４２：Ｎｏ）には、上述した“ムダ加速制限”の支援制御を実施する（ステップＳＡ４４）。具体的には、ステップＳＡ４３では、“加速アシスト”の支援制御として、アクセル開度−要求加速度マップのゲインを上げ、ステップＳＡ４４では、“ムダ加速制限”の支援制御として、アクセル開度−要求加速度マップのゲインを下げる。
【００４６】
また、支援制御部１ｄは、車両の実走行状態がステップＳＡ３で定義した加速区間でない場合（ステップＳＡ４１：Ｎｏ）においてさらにその実走行状態が惰性走行区間である場合（ステップＳＡ４５：Ｙｅｓ）には、ドライバがアクセルをＯＮしていれば（ステップＳＡ４６：Ｙｅｓ）、上述した“加速制限”の支援制御を実施し（ステップＳＡ４７）、一方ドライバがアクセルをＯＮしていなければ（ステップＳＡ４６：Ｎｏ）、上述した“惰性走行支援”の支援制御を実施する（ステップＳＡ４８）。具体的には、ステップＳＡ４７では、“加速制限”の支援制御として、アクセル開度−要求加速度マップのゲインを大幅に下げる。なお、ステップＳＡ４７で実施する加速制限での抑制ゲインは、ステップＳＡ４４で実施するムダ加速制限での抑制ゲインよりも大きなものに設定してもよい。また、ステップＳＡ４８では、“惰性走行支援”の支援制御として、ＨＶ（ハイブリッド）車の場合には車両が出力するトルクをゼロにしたり、ＭＴ（マニュアルトランスミッション）車の場合にはＮ（ニュートラル）レンジ相当で走行させたりする。
【００４７】
また、支援制御部１ｄは、車両の実走行の位置が惰性走行区間でない場合（ステップＳＡ４５：Ｎｏ）には、支援制御を実施しない（ステップＳＡ４９）。例えば、マップのゲインが書き換えられていれば、当該ゲインを当初の状態に戻す。
【００４８】
図７のメイン動作の説明に戻り、ＥＣＵ１は、ステップＳＡ４で切り替えられた支援制御を実行するために、各アクチュエータの出力を制御する（ステップＳＡ５）。具体的には、ステップＳＡ４における支援制御の実施によってゲインが書き換えられたアクセル開度−要求加速度のマップに従って車両が走行されるように、スロットルアクチュエータ６等の出力を制御する。
【００４９】
これにて、本実施形態のメイン動作の説明を終了する。
【００５０】
つぎに、上述した構成のＥＣＵ１で行われる区間表示動作の一例について図８を参照して説明する。図８は、本実施形態の区間表示動作の一例を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、区間表示部１ｄは、車両の実走行状態が加速区間である場合（ステップＳＢ１：Ｙｅｓ）には、インジケータＭＡ１を点灯させ且つインジケータＭＡ２を消灯させる（ステップＳＢ２）。
【００５２】
また、区間表示部１ｄは、車両の実走行状態が加速区間でない場合（ステップＳＢ１：Ｎｏ）において、惰性走行区間であるとき（ステップＳＢ３：Ｙｅｓ）にはインジケータＭＡ１を消灯させ且つインジケータＭＡ２を点灯させ（ステップＳＢ４）、惰性走行区間でないとき（ステップＳＢ３：Ｎｏ）にはインジケータＭＡ１及びインジケータＭＡ２を共に消灯させる（ステップＳＢ５）。
【００５３】
これにて、本実施形態の区間表示動作の説明を終了する。
【００５４】
つぎに、上述した構成のＥＣＵ１で行われる評価点表示動作の一例について図９を参照して説明する。図９は、本実施形態の評価点表示動作の一例を示すフローチャートである。
【００５５】
まず、評価部１ｅは、現在のアクセルペダル入力量、ブレーキペダル入力量および車速から推定されたドライバの入力加速度と目標加速度との差「入力加速度−目標加速度」を、乖離度として求める（ステップＳＣ１）。
【００５６】
つぎに、評価部１ｅは、予め設けられている乖離度−評価点マップに基づいて、ステップＳＣ１で求めた乖離度に対して、評価点を段階的に設定する（ステップＳＣ２）。
【００５７】
そして、評価表示部１ｆは、インジケータＭＢを構成する複数の区画の中から、ステップＳＣ２で設定した評価点に対応する区画を定義（決定）し、定義した区画を点灯させる（ステップＳＣ３）。具体的には、評価点が大きくなるにつれて評価点をより右側の区画と対応付けることで、図６に示すような形で、ドライバにアクセル操作が多すぎること（アクセル過多）を知らせることができる。また、評価点が小さくなるにつれて評価点をより左側の区画と対応付けることで、図６に示すような形で、ドライバにアクセル操作が足りないこと（アクセル過少）を知らせることができる。また、評価点が中間的なものであれば評価点をより中央の区画と対応付けることで、図６に示すような形で、ドライバにアクセル操作が丁度良いことを知らせることができる。
【００５８】
これにて、本実施形態の評価点表示動作の説明を終了する。
【００５９】
［３．まとめ］
以上説明したように、本実施形態によれば、コース形状他の情報を用いて目標速度パターン（目標速度制御量パターン）を生成し、生成した目標速度パターンを複数の速度パターン区間に分割し、分割した区間に応じてドライバ操作に対する支援制御を実施する。これにより、ドライバの要求に対して、目標速度パターンに応じた最適な支援制御を実施し、走行計画とドライバ操作とを効率的に協調制御させて、車両の実走行結果を当該走行計画により近づけることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、“加速区間”や“惰性走行区間”といった区間に関する情報、“アクセルＯＮ”や“アクセルＯＦＦ”といったドライバへの操作要求に関する情報、及び目標パターンとドライバ入力との乖離度に関する情報を、インジケータに表示する。これにより、車両側を積極的に支援制御した場合でも、ドライバへの当該支援制御に対する違和感や唐突感を防止することができる。また、本実施形態によれば、制御側が、目標速度・加速度パターンを持っており、又ある位置（区間）において車両がどのような走行状態（走行パターン）であるべきなのかを知っているので、制御側が積極的な支援制御を行い且つこれらの情報をドライバに積極的に与えることにより、この２つの相互作用によって、ドライバ操作と車両制御の親和性をより向上させ、その結果、より高いパフォーマンスでのタスクの実現を可能とした。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかる支援制御装置は、自動車製造産業において有用であり、特に、走行計画をより一層高い達成度で達成するための利用に適している。
【符号の説明】
【００６２】
１ ＥＣＵ
１ａ 生成部
１ｂ 定義部
１ｃ 支援制御部
１ｄ 区間表示部
１ｅ 設定部
１ｆ 評価表示部
８ 区間インジケータ
９ 評価インジケータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は支援制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両を含む移動体の走行計画における目標軌跡（区間全て）に対して区間を設定し、区間毎の移動拘束条件を設定して、区間全てを走行した際の走行結果を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２７５４５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、特許文献１では、ドライバの実運転操作に伴う要求加速度に対して、実速度パターンを目標速度パターンに近づけるために、当該目標速度パターンに基づく車両制御とドライバの操作とをどのように協調させるかについては考慮していないので、走行計画に基づく車両制御とドライバの操作とをより一層効率的に協調させるためには改善の余地があるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、走行計画に基づく車両制御とドライバの操作とをより一層効率的に協調させることができ、その結果、走行計画をより一層高い達成度で達成することができる支援制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる支援制御装置は、制御部を備えた支援制御装置であって、前記制御部は、車両が走行する際に目標とする速度に関する制御量のパターンを目標速度制御量パターンとして生成し、前記目標速度制御量パターンに基づいて、走行状態に対応する複数の区間を定義し、定義した前記区間毎に、走行計画の達成を支援するための支援制御を実施すること、を特徴とする。
【０００７】
本発明にかかる支援制御装置は、前記に記載の支援制御装置において、前記制御部は、前記区間に対応する前記走行状態に関する情報及び／又は前記目標速度制御量パターンにおける前記速度に関する制御量とドライバから前記車両に入力された前記速度に関する制御量との乖離に関する情報を、視覚及び／又は聴覚で認識可能に出力すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる支援制御装置は、車両が走行する際に目標とする速度に関する制御量のパターンを目標速度制御量パターンとして生成し、生成した目標速度制御量パターンに基づいて、走行状態に対応する複数の区間を定義し、定義した区間毎に、走行計画の達成を支援するための支援制御を実施するので、走行計画に基づく車両制御とドライバの操作とをより一層効率的に協調させることができ、その結果、走行計画をより一層高い達成度で達成することができるという効果を奏する。
【０００９】
本発明にかかる支援制御装置は、区間に対応する走行状態に関する情報及び／又は目標速度制御量パターンにおける速度に関する制御量とドライバから車両に入力された速度に関する制御量との乖離に関する情報を、視覚及び／又は聴覚で認識可能に出力するので、走行計画に基づく車両制御とドライバの操作との親和性を向上させることができ、その結果、走行計画をさらに一層高い達成度で達成することができるという効果を奏する。換言すると、本発明にかかる支援制御装置は、積極的な支援制御を行い、かつ走行状態に関する情報や乖離に関する情報をドライバに積極的に与えるので、これら２つの相互作用によりドライバの操作と車両制御との親和性を向上させ、その結果、走行計画をより高いパフォーマンスで実現することができるという効果を奏する。また、本発明にかかる支援制御装置は、走行状態に関する情報及び／又は目標パターンとドライバ入力との乖離に関する情報を出力するので、車両側を積極的に支援制御した場合でも、当該支援制御の実施に対するドライバの違和感や唐突感を効果的に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、ＥＣＵ等の構成を示す図である。
【図２】図２は、目標速度パターンの一例を示す模式図である。
【図３】図３は、加速区間及び惰性走行区間の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、区間と支援制御との関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、区間インジケータの一例を示す図である。
【図６】図６は、評価インジケータの一例を示す図である。
【図７】図７は、メイン動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、区間表示動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、評価点表示動作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】
以下に、本発明にかかる支援制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、走行計画に燃費重視が含まれている場合の実施形態を一例として説明するが、本発明は当該実施形態により限定されるものではない。
【００１２】
［１．概要］
まず、本実施形態の概要について説明する。
【００１３】
燃費支援システムの代表的なものとして、例えばトヨタ自動車株式会社の“エコモード”や本田技研工業株式会社の“ＥＣＯＮ”、富士重工業株式会社の“ＳＩ−ＤＲＩＶＥ”などが存在している。これら各社のシステムは、“ふんわりアクセル支援制御”や“エコモード制御”とも呼ばれ、ドライバのアクセル入力を、控えめな程度で燃費が良い方向へ変化させる。また、これらシステムは、ドライバがＳＷ等でモード選択する仕様となっている。
【００１４】
しかし、これらシステムでは、ドライバの操作入力を主体（正解）としており、さらに制御側はドライバによるアクセルやブレーキの操作入力が無駄なものか否かを判定することが出来ない（当該判断のための目標を持っていない）。そのため、これらシステムでは、ドライバの操作入力が支配的なままとなり、制御側は燃費向上に対して控えめな支援しか出来ない。その結果、これらシステムでは、５％程度（公称値）の燃費向上に止まり、大幅な燃費向上は難しかった。
【００１５】
そこで、本実施形態では、制御側が、与えられたコース（目標走行経路）とタスク（例えば目的地、目的地への目標到着時間、燃費重視などを含む）に従って目標速度パターン又は目標加速度パターン（速度に関する制御量のパターンとしての目標速度制御量パターン）を含む走行計画を生成し、生成した目標速度パターン又は目標加速度パターンを走行状態（走行パターン）によって区間分けし、区間によって燃費向上のための支援制御を積極的に切り替えることで、従来のシステムに比べて大幅な燃費向上を可能とした。
【００１６】
ところで、このような本実施形態の手法（区間定義を用いた低燃費支援制御）によって従来の燃費支援システムに比べて大幅な燃費向上を実現することができるが、その一方で、積極的な支援制御とその切り替えはドライバに違和感や唐突感を与える可能性がある。なお、ドライバが入力したアクセルやシフト等の操作が良いか悪いかを燃費によって判定・評価するエコインジケータやシフトインジケータ等は存在していた。また、特開２００２−３７０５６０号公報には、走行予定経路（曲線路、傾斜路）の先読み情報に基づいて走行予定経路の各区間において燃費が向上するように目標加減速度（目標パターン）を設定し、目標加速度（経済領域、順経済領域、非経済領域に分けて示す）に対する実際の加速度との乖離度を表示する技術が開示されている。また、特開２００９−１４９２８６号公報には、適切なアクセル操作を車両内表示器に示して運転者に燃費の良いアクセルワークの情報を提供することでＣＯ２の削減を図る技術が開示されている。
【００１７】
しかし、インジケータ等のこれら従来技術では、ドライバの入力を評価の対象としているため、当該入力がムダか否かを判定することができなかった。
【００１８】
そこで、本実施形態では、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインタフェース）要素を“明示”・“提示”・“評価”の３つに分類し、これらの分類に対応するＨＭＩを設置することで、車両側を積極的に支援制御したりそれを切り替えたりした際にドライバが抱く可能性のある唐突感や違和感の防止を可能とし、さらにドライバにタスク達成のための協力を仰ぎ、その結果より高い燃費向上パフォーマンスの実現をも可能とした。
【００１９】
この“明示”の要素によって、ドライバは、“今、制御側が何をしようとしているか、どのような支援をしようとしているか”を知ることができるようになる。また、この“提示”の要素によって、ドライバは、“今、制御側が自分に何をして欲しいのか”を知ることができるようになる。また、この“評価”の要素によって、ドライバは、“自分の行った操作や入力がどれだけタスク達成に貢献したか”を知ることができるようになる。
【００２０】
［２．構成］
つぎに、本実施形態のＥＣＵ（電子制御ユニット）等の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のＥＣＵ等の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、符号１は車両に搭載されたＥＣＵ（本発明にかかる支援制御装置を含む）であり、符号２はアクセルペダルセンサであり、符号３はブレーキペダルセンサであり、符号４は車速センサであり、符号５はナビゲーションシステムであり、符号６はスロットルアクチュエータであり、符号７はブレーキアクチュエータであり、符号８は区間インジケータであり、符号９は評価インジケータである。図１において、符号１ａは生成部であり、符号１ｂは定義部であり、符号１ｃは支援制御部であり、符号１ｄは区間表示部であり、符号１ｅは設定部であり、符号１ｆは評価表示部である。
【００２２】
生成部１ａは、コース形状情報（例えばＲ情報、路面μ情報など）及びドライバの希望タスク（例えばゴール地点、到達時間、燃費重視など）に基づいて、当該希望タスクを満たす中で最適と評価される結果を導き出す速度（又は加速度）の変化に関する目標速度パターン（又は目標加速度パターン）を生成する。具体的には、希望タスクとしてゴール地点及びそこへの到達時間が設定された場合、生成部１ａは、当該設定されたこれら条件を満たす範囲で最も燃費が良いと評価された目標速度パターン（又は目標加速度パターン）を生成する。図２に、生成部１ａで生成する目標速度パターンの一例を示す。
【００２３】
図１に戻り、定義部１ｂは、生成部１ａで得られた目標速度パターン（又は目標加速度パターン）を、走行状態によって区間分けする。換言すると、定義部１ｂは、目標速度又は目標加速度に応じて、与えられたコースを区間分けする。ここで、可能な限り燃費を向上させる為には（そもそも無駄な加速をしない為にも）、不必要な減速を避ける速度パターンが必要であるので、本実施形態では、“加速”と、エンジンブレーキも使用しない“惰性走行”を、走行状態（走行パターン）として組み入れる。そして、本実施形態では、燃費を重視するために、目標速度パターン（又は目標加速度パターン）を、速度を上げる区間である“加速区間”と、実質転がり抵抗のみで惰性走行する区間である“惰性走行区間”の２つに分割する。図３に、定義部１ｂで定義した加速区間及び惰性走行区間の一例をコースと対応付けて示す。
【００２４】
図１に戻り、支援制御部１ｃは、生成部１ａで生成した目標速度パターン（又は目標加速度パターン）と定義部１ｂで定義した区間を基に、燃費重視の支援制御を実施する。具体的には、支援制御部１ｃは、加速区間では、目標加速度とドライバの要求加速度との乖離に応じて“ムダ加速制限（抑制）”と“加速アシスト”のいずれか又は両方の支援制御を実施し、惰性走行区間では、アクセルペダルのＯＮ／ＯＦＦの状態に応じて“加速制限（抑制）”と“惰性走行支援”のいずれかの支援制御を実施する。図４に、区間と支援制御との関係の一例を示す。
【００２５】
ここで、“ムダ加速制限（抑制）”とは、ドライバの入力した要求加速度が目標加速度パターンを超えているような場合に、当該入力に対して制限又は抑制をかける支援制御である。“加速アシスト”とは、ドライバの入力した要求加速度が目標加速度パターンを下回ってドライバの設定したタスクの達成が困難になったような場合に、危険に至らず且つドライバが違和感を覚えない範囲で当該入力に対して嵩上げを行う支援制御である。
【００２６】
ここで、ムダ加速制限と加速アシストの両方の支援制御を同時に実現するのに用いることができるドライバ違和感考慮協調手法について説明する。「感覚量Ｅは、刺激Ｒの対数に比例する」というウェーバーフェヒナー則（Ｅ［ｄＢ］＝Ｋ×ｌｏｇ（Ｒ））に基づいて、運転者の要求加速度と、駆動力制御装置により設定された加速度の目標値とが調停され、加速度の指令値が設定される。感覚量Ｅには、現在の刺激（加速度）に対して、刺激の変化に気付くか気付かないかの境の刺激変化量ｄＥ［ｄＢ］である弁別閾が存在する。運転者の要求加速度を基準に、加速度の絶対値増側および減側にそれぞれ弁別閾が設定される。なお、車両の駆動力制御では、運転者に加わる加速度は、車両の加速度と同一（実質的に同一）であり、車両の加速度を変化させると、運転者に加わる加速度は、車両の加速度と同様に変化する。言い換えると、運転者に加わる加速度に代えて、車両の加速度を刺激Ｒとして運転者の感覚量Ｅを算出することができる。
【００２７】
また、刺激の時系列変化に気付く閾ｄＥ／ｄｔ［ｄＢ／ｓ］が設けられる。時系列弁別閾には、ドライバの要求ジャークを基準に、絶対値増側（後述するジャーク補正量上限値）、減側（後述するジャーク補正量下限値）の２値が設けられる。加速度の変化に気付く弁別閾、およびジャークの変化に気付く時系列弁別閾に基づいて、加速度（駆動力）および加速度の変化速度（加加速度）にそれぞれガード値が設定される。さらに、アクセルペダルやブレーキペダルに対する運転者の操作量が短時間で大きく変化する場合、すなわち、運転者が大きな加速度の変化を望んでいる場合には、加加速度のガード値が緩められる。
【００２８】
支援制御部１ｃの説明に戻り、“加速制限（抑制）”とは、ドライバがアクセルペダルをＯＮした場合に、惰性走行区間におけるドライバの要求加速度を積極的に抑制する支援制御である。なお、惰性走行区間では基本的に加速する必要がない（換言すると、加速しなくても、設定したタスクを十分に達成することができる）と判断できることから、加速制限の支援制御をこのように設定した。“惰性走行支援”とは、ドライバがアクセルペダルをＯＦＦした場合に、エンジンブレーキをかけずに車両を惰性走行（車両が出力するトルクをゼロにする）させる支援制御である。
【００２９】
ここで、本実施形態では、１．制御側が、目標速度・加速度パターンを持っていること、２．制御側が、コース上のある位置（区間）において、どのような走行状態（走行パターン）であるべきか（例えば加速区間において何が無駄なのか）を知っていること、が特長（優位点）であり、これにより、ドライバの操作入力に対して制御側が積極的且つ効果的な支援制御を実施することができる。
【００３０】
図１に戻り、区間表示部１ｄは、現在走行している位置（区間）における走行状態（走行パターン）のステータス（具体的には“加速”又は“惰性走行”）を、車両に設置された区間インジケータ８に表示させる。ここで、区間インジケータ８の一例について図５を参照して説明する。区間インジケータ８は、図５の（Ａ）に示すようなインジケータＭＡ１及びＭＡ２の組からなる。インジケータＭＡ１は、加速区間であることの明示やドライバへの要求内容の提示等を例えば文字や点灯等で行うための表示器であり、インジケータＭＡ２は、惰性走行区間であることの明示やドライバへの要求内容の提示等を文字や点灯等で行うための表示器である。区間表示部１ｄは、図５の（Ｂ）に示すように、現在位置における区間情報に基づいてインジケータＭＡ１及びＭＡ２の点灯を切り替える。なお、図５では、文字の一例として、加速区間の明示とアクセルペダルＯｎの提示に対応する「《Ａｃｃｅｌ》Ａｃｃｅｌ Ｏｎ」、および惰性走行区間の明示とアクセルペダルＯｆｆの提示に対応する「《ＦｒｅｅＲｕｎ》Ａｃｃｅｌ Ｏｆｆ」を挙げている。
【００３１】
図１に戻り、設定部１ｅは、目標速度パターンにおける目標速度に関する制御量とドライバが入力した速度に関する制御量との乖離度（例えば目標速度とドライバ入力速度との差）又は目標加速度パターンにおける目標加速度に関する制御量とドライバが入力した加速度に関する制御量との乖離度（例えば目標加速度とドライバ入力加速度との差）に対して、段階的に評価点を設定する。
【００３２】
評価表示部１ｆは、設定部１ｅで設定した評価点を、車両に設置された評価インジケータ９に表示させる。ここで、評価インジケータ９の一例について図６を参照して説明する。評価インジケータ９は、図６の（Ａ）に示すようなインジケータＭＢである。インジケータＭＢは、評価点と対応付けられた点灯可能な区画を複数（奇数個が好ましい）並べて構成された、評価点を区画の点灯により表示するための表示器である。評価表示部１ｆは、評価点に対応する区画を定義（決定）し、図６の（Ｂ）に示すように、定義した区画を点灯させる。
【００３３】
ここで、本実施形態では、ドライバの操作入力に対して制御側が積極的且つ効果的な支援制御を実施するが、これに加えて、制御側が持っている又は知っている情報をインジケータを介して制御側がドライバに積極的に与えるので、これらの相互作用によって、ドライバの操作と車両制御との親和性をより向上させ、その結果、より高い燃費向上パフォーマンスを実現することができる。
【００３４】
［２．動作］
つぎに、上述した構成のＥＣＵ１で行われるメイン動作等の一例について図７等を参照して説明する。図７は、本実施形態のメイン動作の一例を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、ＥＣＵ１は、先読み情報としての道路線形情報および路面μを入手する（ステップＳＡ１）。
【００３６】
つぎに、生成部１ａは、ステップＳＡ１で入手した情報に基づいて、目標到達時間や燃費最適などを含むドライバの希望タスクが成立する目標速度・加速度パターン（目標速度制御量パターンを含む）を生成する（ステップＳＡ２）。
【００３７】
ここで、目標速度パターンの演算の一例について説明する。加速区間と惰性走行区間（減速区間）に分割し、各々異なる評価式を用いて目標速度パターンを演算する。具体的には、道路形状情報ファイルに記憶された道路形状情報に基づいて、道路上を車両が走行する場合の走行状態（走行パターン）を予測し、予測された走行状態（走行パターン）に基づいて、道路を複数の道路区間に分割し、道路区間毎に評価関数を設定し、道路区間毎に設定された評価関数に基づいて、道路上を走行する車両の走行軌跡を演算する。また、分割された道路区間の区切り位置を可変条件として走行軌跡を演算する。走行軌跡とは、コース（目標走行経路）における車両の走行位置である。
【００３８】
また、道路形状情報ファイルに記憶された道路形状情報に基づいて、道路上を車両が走行する場合に予測される速度パターンを演算し、演算された速度パターンに基づいて、道路区間として少なくとも加速区間と減速区間に分割し、加速区間に加速区間用の評価関数を、減速区間に減速区間用の評価関数を設定する。また、加速区間には、エンジン回転数が中回転以上の場合をゼロ回転付近の場合と比べて望ましいと評価する評価関数、より具体的には、エンジンの熱効率の最良点を１としたときの各点の熱効率の比率を求め、全体から１を引いたものが評価値となるよう評価関数を設定し、エンジン回転数がゼロ回転付近の評価値を０より大きな数値とする。また、減速区間には、エンジン回転数がゼロ回転付近の場合を中回転以上の場合と比べて望ましいと評価する評価関数、より具体的には、転がり抵抗を基準として０とした場合に、転がり抵抗の減速度から離れた加減速度エネルギーに対して、ハイブリッドシステムにおけるエネルギー入出力のロスを比例させた数値が評価値となる評価関数を設定し、エンジン回転数が中回転以上の場合を０より大きな数値とする。
【００３９】
また、道路形状情報ファイルに記憶された道路形状情報に基づいて、道路上を車両が走行する場合に予測される摩擦円使用率を演算し、演算された摩擦円使用率が相対的に高い道路区間に、摩擦円使用率が相対的に低い道路区間とは異なる評価関数、より具体的には、加速区間に、エンジン回転状態を基本としてハイブリッドシステムと合わせて熱効率を重視した加速を望ましいと評価する評価関数を設定し、減速区間に、エンジンオフ状態を基本として回生と電力アシストによる減速を望ましいと評価する評価関数を設定する。
【００４０】
続いて、目標速度パターンの演算の他の一例について説明する。標準的に生成された速度パターン（定常円最高速度パターン）を走行制御開始位置から終了位置に向けて速度状態を修正し、走行制御終了位置から開始位置に向けて速度状態を修正して、目標速度パターンを演算する。具体的には、目標走行経路（コース）に沿って速度パターンを生成し、この速度パターンに基づいて車両の走行を制御するように構成し、目標走行経路における走行制御の開始位置から走行制御の終了位置に向けて速度状態の修正処理を実行する第１速度状態修正手段と、目標走行経路における走行制御の終了位置から走行制御の開始位置に向けて速度状態の修正処理を実行する第２速度状態修正手段とを設けている。従って、最適化手法を用いることなく、目標走行経路における走行制御の開始位置から終了位置に向けて速度状態の修正処理を実行すると共に、走行制御の終了位置から開始位置に向けて速度状態の修正処理を実行することで、走行経路に応じた速度パターンを短時間で生成する。また、加速側の速度状態を修正処理すると共に、減速側の速度状態を修正処理している。この場合、速度状態を低速側に修正処理している。
【００４１】
また、目標走行経路を一定の間隔に分割する走行経路分割手段を設け、分割された領域ごとに速度状態を修正処理し、隣接する領域の速度状態を比較し、速度が高い領域の速度状態を低速側に修正処理している。この場合、隣接する領域の加速度または減速度を比較し、加速度超過または減速度超過を抑制するように修正処理している。従って、目標走行経路を一定の間隔に分割し、各領域ごとに速度状態を低速側に修正処理する。
【００４２】
なお、目標走行経路における定常円最高速度パターンに対して、走行開始点から走行終了点に向けて隣接点同士の加速度を算出してから、走行終了点から走行開始点に向けて隣接点同士の減速度を算出してもよく、また、目標走行経路における定常円最高速度パターンに対して、走行終了点から走行開始点に向けて隣接点同士の減速度を算出してから、走行開始点から走行終了点に向けて隣接点同士の加速度を算出してもよい。
【００４３】
図７の説明に戻り、定義部１ｂは、ステップＳＡ２で生成した目標速度・加速度パターンを、当該目標速度・加速度パターンにおける走行状態で、“加速区間”と“惰性走行区間”の２つに区間分けする（ステップＳＡ３）。
【００４４】
つぎに、支援制御部１ｄは、車両の実走行を監視しながら、ステップＳＡ３で定義した区間に応じた支援制御を実施する（ステップＳＡ４）。
【００４５】
具体的には、支援制御部１ｄは、車両の実走行の位置がステップＳＡ３で定義した加速区間である場合（ステップＳＡ４１：Ｙｅｓ）において、さらに、現在のアクセルペダル入力量、ブレーキペダル入力量および車速から推定されたドライバの入力加速度が目標加速度を下回る場合（ステップＳＡ４２：Ｙｅｓ）には、上述した“加速アシスト”の支援制御を実施し（ステップＳＡ４３）、一方、当該入力加速度が目標加速度を下回らない場合（ステップＳＡ４２：Ｎｏ）には、上述した“ムダ加速制限”の支援制御を実施する（ステップＳＡ４４）。具体的には、ステップＳＡ４３では、“加速アシスト”の支援制御として、アクセル開度−要求加速度マップのゲインを上げ、ステップＳＡ４４では、“ムダ加速制限”の支援制御として、アクセル開度−要求加速度マップのゲインを下げる。
【００４６】
また、支援制御部１ｄは、車両の実走行状態がステップＳＡ３で定義した加速区間でない場合（ステップＳＡ４１：Ｎｏ）においてさらにその実走行状態が惰性走行区間である場合（ステップＳＡ４５：Ｙｅｓ）には、ドライバがアクセルをＯＮしていれば（ステップＳＡ４６：Ｙｅｓ）、上述した“加速制限”の支援制御を実施し（ステップＳＡ４７）、一方ドライバがアクセルをＯＮしていなければ（ステップＳＡ４６：Ｎｏ）、上述した“惰性走行支援”の支援制御を実施する（ステップＳＡ４８）。具体的には、ステップＳＡ４７では、“加速制限”の支援制御として、アクセル開度−要求加速度マップのゲインを大幅に下げる。なお、ステップＳＡ４７で実施する加速制限での抑制ゲインは、ステップＳＡ４４で実施するムダ加速制限での抑制ゲインよりも大きなものに設定してもよい。また、ステップＳＡ４８では、“惰性走行支援”の支援制御として、ＨＶ（ハイブリッド）車の場合には車両が出力するトルクをゼロにしたり、ＭＴ（マニュアルトランスミッション）車の場合にはＮ（ニュートラル）レンジ相当で走行させたりする。
【００４７】
また、支援制御部１ｄは、車両の実走行の位置が惰性走行区間でない場合（ステップＳＡ４５：Ｎｏ）には、支援制御を実施しない（ステップＳＡ４９）。例えば、マップのゲインが書き換えられていれば、当該ゲインを当初の状態に戻す。
【００４８】
図７のメイン動作の説明に戻り、ＥＣＵ１は、ステップＳＡ４で切り替えられた支援制御を実行するために、各アクチュエータの出力を制御する（ステップＳＡ５）。具体的には、ステップＳＡ４における支援制御の実施によってゲインが書き換えられたアクセル開度−要求加速度のマップに従って車両が走行されるように、スロットルアクチュエータ６等の出力を制御する。
【００４９】
これにて、本実施形態のメイン動作の説明を終了する。
【００５０】
つぎに、上述した構成のＥＣＵ１で行われる区間表示動作の一例について図８を参照して説明する。図８は、本実施形態の区間表示動作の一例を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、区間表示部１ｄは、車両の実走行状態が加速区間である場合（ステップＳＢ１：Ｙｅｓ）には、インジケータＭＡ１を点灯させ且つインジケータＭＡ２を消灯させる（ステップＳＢ２）。
【００５２】
また、区間表示部１ｄは、車両の実走行状態が加速区間でない場合（ステップＳＢ１：Ｎｏ）において、惰性走行区間であるとき（ステップＳＢ３：Ｙｅｓ）にはインジケータＭＡ１を消灯させ且つインジケータＭＡ２を点灯させ（ステップＳＢ４）、惰性走行区間でないとき（ステップＳＢ３：Ｎｏ）にはインジケータＭＡ１及びインジケータＭＡ２を共に消灯させる（ステップＳＢ５）。
【００５３】
これにて、本実施形態の区間表示動作の説明を終了する。
【００５４】
つぎに、上述した構成のＥＣＵ１で行われる評価点表示動作の一例について図９を参照して説明する。図９は、本実施形態の評価点表示動作の一例を示すフローチャートである。
【００５５】
まず、評価部１ｅは、現在のアクセルペダル入力量、ブレーキペダル入力量および車速から推定されたドライバの入力加速度と目標加速度との差「入力加速度−目標加速度」を、乖離度として求める（ステップＳＣ１）。
【００５６】
つぎに、評価部１ｅは、予め設けられている乖離度−評価点マップに基づいて、ステップＳＣ１で求めた乖離度に対して、評価点を段階的に設定する（ステップＳＣ２）。
【００５７】
そして、評価表示部１ｆは、インジケータＭＢを構成する複数の区画の中から、ステップＳＣ２で設定した評価点に対応する区画を定義（決定）し、定義した区画を点灯させる（ステップＳＣ３）。具体的には、評価点が大きくなるにつれて評価点をより右側の区画と対応付けることで、図６に示すような形で、ドライバにアクセル操作が多すぎること（アクセル過多）を知らせることができる。また、評価点が小さくなるにつれて評価点をより左側の区画と対応付けることで、図６に示すような形で、ドライバにアクセル操作が足りないこと（アクセル過少）を知らせることができる。また、評価点が中間的なものであれば評価点をより中央の区画と対応付けることで、図６に示すような形で、ドライバにアクセル操作が丁度良いことを知らせることができる。
【００５８】
これにて、本実施形態の評価点表示動作の説明を終了する。
【００５９】
［３．まとめ］
以上説明したように、本実施形態によれば、コース形状他の情報を用いて目標速度パターン（目標速度制御量パターン）を生成し、生成した目標速度パターンを複数の速度パターン区間に分割し、分割した区間に応じてドライバ操作に対する支援制御を実施する。これにより、ドライバの要求に対して、目標速度パターンに応じた最適な支援制御を実施し、走行計画とドライバ操作とを効率的に協調制御させて、車両の実走行結果を当該走行計画により近づけることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、“加速区間”や“惰性走行区間”といった区間に関する情報、“アクセルＯＮ”や“アクセルＯＦＦ”といったドライバへの操作要求に関する情報、及び目標パターンとドライバ入力との乖離度に関する情報を、インジケータに表示する。これにより、車両側を積極的に支援制御した場合でも、ドライバへの当該支援制御に対する違和感や唐突感を防止することができる。また、本実施形態によれば、制御側が、目標速度・加速度パターンを持っており、又ある位置（区間）において車両がどのような走行状態（走行パターン）であるべきなのかを知っているので、制御側が積極的な支援制御を行い且つこれらの情報をドライバに積極的に与えることにより、この２つの相互作用によって、ドライバ操作と車両制御の親和性をより向上させ、その結果、より高いパフォーマンスでのタスクの実現を可能とした。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかる支援制御装置は、自動車製造産業において有用であり、特に、走行計画をより一層高い達成度で達成するための利用に適している。
【符号の説明】
【００６２】
１ ＥＣＵ
１ａ 生成部
１ｂ 定義部
１ｃ 支援制御部
１ｄ 区間表示部
１ｅ 設定部
１ｆ 評価表示部
８ 区間インジケータ
９ 評価インジケータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部を備えた支援制御装置であって、
前記制御部は、車両が走行する際に目標とする速度に関する制御量のパターンを目標速度制御量パターンとして生成し、前記目標速度制御量パターンに基づいて、走行状態に対応する複数の区間を定義し、定義した前記区間毎に、走行計画の達成を支援するための支援制御を実施すること、
を特徴とする支援制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記区間に対応する前記走行状態に関する情報及び／又は前記目標速度制御量パターンにおける前記速度に関する制御量とドライバから前記車両に入力された前記速度に関する制御量との乖離に関する情報を、視覚及び／又は聴覚で認識可能に出力すること、
を特徴とする請求項１に記載の支援制御装置。
【請求項１】
制御部を備えた支援制御装置であって、
前記制御部は、車両が走行する際に目標とする速度に関する制御量のパターンを目標速度制御量パターンとして生成し、前記目標速度制御量パターンに基づいて、走行状態に対応する複数の区間を定義し、定義した前記区間毎に、走行計画の達成を支援するための支援制御を実施すること、
を特徴とする支援制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記区間に対応する前記走行状態に関する情報及び／又は前記目標速度制御量パターンにおける前記速度に関する制御量とドライバから前記車両に入力された前記速度に関する制御量との乖離に関する情報を、視覚及び／又は聴覚で認識可能に出力すること、
を特徴とする請求項１に記載の支援制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
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【図５】
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【図７】
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【公開番号】特開２０１１−１７３５２４（Ｐ２０１１−１７３５２４Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３９３４０（Ｐ２０１０−３９３４０）
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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