車両走行制御方法
【課題】走行中の車両の有する運動エネルギーを最大限に活用した車両走行制御方法。
【解決手段】車両走行区間を、起点および終点を各々信号交差点あるいは一時停止点とする単位走行制御区間に分割する。前記単位走行制御区間毎に、起点からの加速走行・定速走行を行いその後の終点に向けての走行は終点到達条件を満足する範囲内で前記加速走行・定速走行後に車両の有している運動エネルギーを最大限有効利用した惰性走行を行う。また、前記惰性走行時の車両の惰性走行減速度は、惰性走行中の一定時間あるいは一定走行距離毎に算出し以降それが更新されるまでの間の惰性走行可否の判定に利用する。
【解決手段】車両走行区間を、起点および終点を各々信号交差点あるいは一時停止点とする単位走行制御区間に分割する。前記単位走行制御区間毎に、起点からの加速走行・定速走行を行いその後の終点に向けての走行は終点到達条件を満足する範囲内で前記加速走行・定速走行後に車両の有している運動エネルギーを最大限有効利用した惰性走行を行う。また、前記惰性走行時の車両の惰性走行減速度は、惰性走行中の一定時間あるいは一定走行距離毎に算出し以降それが更新されるまでの間の惰性走行可否の判定に利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両走行の省エネルギー化、排出ガス量低減化のため、車両走行における加減速を極力低減するとともに、走行車両の有する運動エネルギーを最大限に活用しての惰性走行を行う車両走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行中に有している運動エネルギーを、車両減速時に有効利用あるいは回収して燃料消費量、排出ガス量を削減しようとする試みは古くから数多くなされている (特許文献１、特許文献２、特許文献３、等）。
本願発明は上記考え方をより進化させて、ハイブリッド車両、電気自動車の如きエネルギー回生機能を有する車両のみならず、単一駆動源の車両、すなわちエネルギー回生機能を有していないガソリンエンジン車・ディーゼルエンジン車等の車両、あるいは自動２輪車等においても、車両走行における加減速量を最適化し、かつ車両減速時においてその時点で車両が有している運動エネルギーを最大限効率的に車両の惰性走行エネルギーとして活用するとともに、エネルギー回生機能を有する車両においては前記車両運動エネルギー中の惰性走行に供するエネルギーに余るエネルギーを有効に回収することによって、総合的に車両のエネルギー消費量、排出ガス量の削減を図ろうとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１８７５９５
【特許文献２】特開平８−３３７１３５
【特許文献３】特開２００５−１４６９６６
【特許文献４】特開２００７−２９１９１９
【特許文献５】特開２００９−２０５２８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明は車両走行中の加速および定速走行を必要最低限に抑えるとともに、減速時において車両の有している運動エネルギーＥ＝ｍ・ｖ2／２（ここでｍ：車両質量、ｖ：車両走行速度）を最大限効率的・効果的に車両の惰性走行に活用する方法に関するものである。
即ち、車両の加速および定速走行は、その後の減速時惰性走行によって目標地点への到達条件を満足して到達するに必要十分なだけ行うことによって、車両のエネルギー消費量、排出ガス量を削減しようとするものである。
【０００５】
ここで、惰性走行とは、車両の安全走行上あるいは車両動作の信頼性上の支障をきたさない範囲内で、エンジン、モータ等の車両駆動体の駆動力発生動作を停止する、あるいはエンジン、モータ等の駆動力の駆動輪への伝達を停止・低減する、ことによってその時点で車両の有している運動エネルギーを車両走行に有効に利用するとともに、走行安全上加速動作・制動動作が必要な状態が発生した場合は直ちに正常な動作に移行できる走行状態をいう。
【０００６】
ハイブリッド車両あるいは電気自動車等の減速時において、車両の有する運動エネルギーをエネルギー回生機能によって回収・蓄積を行い、その後改めて前記蓄積エネルギーを運動エネルギーへ転換即ち走行エネルギー化することによって車両走行に要するエネルギーを節約する方法は、エネルギーの回収効率、蓄積効率および転換効率を考えると車両の有する運動エネルギーを直接的に惰性走行に活用する方法に比べてエネルギー利用効率は劣ることから、本願発明における減速は、原則として車両が惰性走行可能な状態においては、惰性走行を行い、惰性走行に余るエネルギーがある場合にのみ回生ブレーキによってエネルギーの回生を行う（回生ブレーキを有しない場合は摩擦ブレーキによって摩擦熱として廃棄する）ものとする。
即ち、車両の減速に際しての車両運動エネルギーの低減方法は、走行の安全性あるいは車両動作の信頼性が確保できる範囲内で、車両の有している運動エネルギーの利用効率の高い順に、惰性走行による減速走行、回生ブレーキによる減速、摩擦ブレーキによる減速、の順に、減速の優先順位を設定し制御する。
【０００７】
上記思想に基づいて惰性走行を行う場合、問題になるのは惰性走行減速度、即ち車両が惰性走行する際の車両の走行抵抗による車両走行速度の時間経過に対する減少度合い、である。
即ち、車両現在位置から車両停止位置までの間惰性走行で到達可能か否かの判定を行う場合、言い換えれば車両の有している運動エネルギーを最大限活用した惰性走行を開始できる車両停止点からの上流最遠点位置を検出しようとする場合、正確な惰性走行減速度を知ることが必須となる。
【０００８】
標準的な道路で標準的な惰性走行を行う場合の惰性走行減速度は、あらかじめ設定しておき、これを上記判定に用いることは可能であるが、実際の惰性走行減速度は車両走行中の道路状態（道路勾配、道路表面状況等）、車両走行状態（車両走行速度、車両負荷等）によって変化する。したがって正しい惰性走行可否の判定および惰性走行制御を行おうとした場合、車両走行中の道路状態、走行状態、負荷状態に対応した惰性走行減速度が必要になる。
本願発明は上記実走行状態に即した正確な惰性走行減速度算出方法およびその利用方法をも包含している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
図１に示すごとく、車両走行開始点から終了点までの車両走行路を複数の単位走行制御区間（以降、単位区間と言う）に分割する（図１の場合、車両走行開始点から終了点の間の車両走行路は７つの単位区間に分割されている）。
また、前記単位区間の起点、終点は、原則として、信号のある交差点あるいは信号のない交差点等の一時停止点とし、走行制御は前記起点−終点間の単位区間毎に行うものとする。
【００１０】
単位区間内での走行制御例を図２a、図２bに示す。
図２a 、図２bにおいて、縦軸は車両走行速度、横軸は時刻あるいは距離（位置）である。
図２a は、単位区間起点・終点とも車両停止点である場合、即ち車両停止状態から設定速度Vｓまで設定した加速度α0で加速して後（設定速度Ｖsでの必要最低限の定速走行を行った後）惰性走行に移行して単位区間終点直前（地点Ｐnb ）からの制動走行によって停止点である終点（地点Ｐb）で停止する場合である。
【００１１】
また図２b は、単位区間起点・終点とも信号のある交差点である場合、即ち車両は単位区間起点である交差点（地点Ｐa ）を定められた最低速度Ｖmin以上の速度Ｖaで時刻ta に到達して後、青信号・無停止で通過して設定速度Ｖｓまで加速して後（必要最低限の定速走行を行った後）惰性走行に移行し、前記終点である信号のある交差点（地点Pｂ）に、起点において設定された時刻tbに最低速度Ｖmin以上の速度で到達し交差点を青信号・無停止で通過する、即ち交差点無停止走行制御を行うものである。
ここで、交差点無停止走行における交差点への到達時刻tb 設定方法は、特許文献5に記載されているのでここでの説明は省略する。
【００１２】
単位区間走行形態としては上記図２a、図２bに示す形態の他に単位区間起点が車両停止点で終点が信号のある交差点である場合、あるいはその逆の単位区間起点が信号のある交差点で終点が車両停止点である場合があるが、これらの場合の制御方法は以下に説明する、図２a の場合、図２b の場合、から推定可能であるのでここでの説明は、図２a 、図２b の場合のみにとどめる。
【００１３】
先ず図２aに示す走行制御について説明する。
車両は起点である地点Ｐa において、終点である地点Ｐb までの走行条件を設定する（走行条件には終点（地点Pｂ）への到達状態を含む）。
走行条件には、地点Ｐa −地点Ｐb 間走行距離Ｄab、加速度α0（α0 ＞０）、通常走行時の設定速度Vｓ、最高走行速度Ｖmax 、最低走行速度Ｖmin 、惰性走行の減速度αi （αi ＜０）、惰性走行から制動走行への移行地点（地点Ｐnb）から地点Ｐb間距離Ｄb算出に必要な惰性走行開始時と惰性走行終了時（制動開始時）の速度比ｋ（従って、惰性走行開始時の速度が設定速度Vｓである場合の惰性走行終了時速度をＶmin とするとＶmin=k・Ｖsである）、および制動減速度αb（αb ＜αi ＜０）が含まれる。
これら走行条件は、少なくとも起点での走行開始時においては、あらかじめ車側で設定しておく、あるいはその一部は路側からの提供を受ける。
【００１４】
単位区間起点である地点Ｐaにおいて、車両速度ｖ＝０の状態から加速度α0 での加速走行を開始すると同時に車両速度ｖの検出および地点Ｐaからの走行距離ΔＤの計数、現地点から単位区間終点までの残距離Ｄr ＝Ｄab −ΔＤの算出を開始する。
上記車両速度の検出、地点Ｐaからの走行距離ΔＤの計数、残距離Ｄr ＝Ｄab −ΔＤの算出は、走行開始後一定時間Ｔu 経過あるいは一定走行距離Ｄu走行毎に行う。
合わせて、前記検出した車両速度ｖ
で前記単位区間終点までの（残距離Ｄrの）惰性走行および制動走行での到達可否を（数１）を満足しているか否かで判定する。
【００１５】
（数１）
（Ｄab−Ｄb −ΔＤ）≦｛（ｋ・ｖ）2 −ｖ2 ｝／（２・αi ）
【００１６】
ここで、（数1）Ｄb は（数２）で示される制動距離である。
（数２）
Ｄb ＝−（ｋ・ｖ）2 ／（２・αb ）
【００１７】
但し、車両が定速走行（速度Vs ）から惰性走行に移行する場合の上記（数１）は
（数３）となる。
（数３）
（Ｄab −｛−（Ｖmin2）／(2・αb )｝−ΔＤ）≦（ Ｖmin2 −Ｖs2 ）／（２・αi ）
【００１８】
判定の結果走行距離ΔＤが（数１）（あるいは（数３））を満足している場合、車両は減速度からの惰性走行で地点Ｐnbに到達可能として惰性走行に移行する。
惰性走行移行後、残距離ＤrがＤr＝Ｄb となった後は惰性走行から減速度αb の制動走行に移行して終点で停止する。
ここで制動走行は、可能な限り回生制動による走行とし、回生制動に余る運動エネルギーは摩擦制動で吸収する。
【００１９】
ここで、（数１）、（数２）、（数３）において、
Ｄab ：単位区間の起点（地点Ｐa）−終点（地点Ｐb）間距離
ΔＤ：単位区間起点からの車両実走行距離
Ｄb ：制動距離
ｖ：現時点の車両速度
ｋ：現時点の車両速度に対して制動を開始すべき車両速度の比、
ｖ＝Ｖs 時においてはｋ＝Ｖmin／Ｖs である
Ｖs ：設定速度（定速走行速度）
Ｖmin：設定速度で惰性走行に移行した場合の制動開始速度
α0：加速走行加速度、（α0＞０である）
αi：惰性走行減速度、（一般的にはαi＜０であるが、下り坂の道路等において
αi ＞０となる場合もある）
αb：制動減速度、（αb＜０である）
である。
【００２０】
上記（数１）を満足しているか否かの判定の結果、満足していない即ち惰性走行での終点到達不可の場合は前記車両速度ｖが設定速度Ｖs に達しているか否かを判定し、達している場合、以降は速度Ｖs での定速走行を行う。また前記車両速度ｖが設定速度Ｖs に達していない場合は、加速度α0での加速走行を継続する。
また加速走行中、定速走行中は勿論、惰性走行中においても継続的に前記車両速度ｖ検出、走行距離ΔＤの計数、残距離Ｄr算出を行うとともに惰性走行可否の判定を行い、否の場合はその状態（車両速度、残距離等）に対応した加速走行、定速走行あるいは制動走行を行う。
【００２１】
惰性走行移行後、単位区間終点の地点Ｐb の手前距離Ｄbの地点、即ち地点Ｐaからの走行距離ΔＤ＝Ｄab−Ｄb の地点、に達した時から減速度αbによる制動走行に移行し、地点Ｐbで速度ｖ＝０となり停止する。
以上の如き制御によって起点および終点が共に停止点である単位区間の本願発明による省エネルギー走行が可能となる。
【００２２】
次に図２bに示す走行制御に関する説明を行う。
車両が地点Ｐa において、地点Ｐb までの走行条件を設定することは、図２aの場合と同様である。但し、図２bの場合は、単位区間終点Ｐbは信号のある交差点であることから車両はそこで停止するのではなく青信号の間の特定時刻（時刻tb ）に通過しなければならない。したがって、走行条件は、地点Ｐa −地点Ｐb 間走行距離Ｄab、加速度α0、定速走行時の設定速度Vｓ、最高走行速度Ｖmax 、最低走行速度Ｖmin 、惰性走行の減速度αi、および地点Ｐa通過時刻ta 、地点Ｐb到達時刻tbとなる。これら走行条件中単位区間起点Ｐa 通過時刻ta 、単位区間終点到達時刻tb、あるいは車中においてtb 算出に必要な情報、たとえば交差点信号状態変移情報（青信号点灯時刻、青信号滅等時刻、信号周期等）等、に関しては単位区間起点Ｐa において外部から提供を受ける必要がある。
【００２３】
単位区間起点である地点Ｐaにおいて、そこを無停止で通過する速度ｖ（＝ｖa ）の検出および地点Ｐaからの経過時間Δｔ、地点Ｐaからの走行距離ΔＤの計数、現地点から単位区間終点までの残時間Ｔr＝{（tb −ta ）−Δt }、残距離Ｄr＝Ｄab −ΔＤ、の算出を開始する。
上記速度ｖ（地点Ｐaにおいてはｖ＝ｖa ）の検出、地点Ｐaからの経過時間Δｔ、地点Ｐaからの走行距離ΔＤの計数、および残時間Ｔr＝{（tb −ta ）−Δt }、残距離Ｄr＝Ｄab −ΔＤ、の算出は、地点Ｐa通過後一定時間Ｔu 経過あるいは一定走行距離Ｄu走行ごとに行う。
合わせて、前記検出した車両速度ｖ
で前記単位区間終点Ｐbへ向けて惰性走行した場合の時刻tb（走行速度はＶmin 以上）での到達可否を判定する。
即ち、残時間Ｔr が、（数４）を満足する範囲内で残距離Ｄr が（数５）を満足するか否かを判定する。
【００２４】
（数４）
ｖ＋αi・Ｔr ≧Ｖmin
【００２５】
（数５）
Ｄr ≦Ｔr{ｖ＋（αi・Ｔr ）／２}
【００２６】
ここで、（数４）、（数５）において、
Ｔr ＝{（tb −ta ）−Δt }
：現時点から、地点Ｐb （交差点）到達設定時刻tb までの残時間
Ｄr ＝Ｄab −ΔＤ
：現地点から地点Ｐb （交差点）までの残距離
Ｖmin ：車両が惰性走行で地点Ｐb に到達する際の最低速度
（車両はＶmin 以上の速度で地点Ｐb （交差点）に到達し、通過する）
ｖ：現時点の車両速度
αi：惰性走行減速度、（一般的にはαi＜０であるが、下り坂の道路等においてαi ＞０となる場合もある）
である。
【００２７】
（数４）を満足する範囲内で（数５）を満足する、即ち惰性走行で地点Ｐbに到達可と判定した場合には車両はその時点から惰性走行に移行する。
判定の結果到達不可の場合は前記車両速度ｖが設定速度Ｖs に到達しているか否かを判定し、到達している場合は速度Ｖs での定速走行に移行する。また否である場合は、加速度α0での走行を継続する。
その後において走行状態が加速走行、定速走行、惰性走行如何にかかわらず継続的に前記車両速度ｖ検出、地点Ｐaからの経過時間Δｔ、走行距離ΔＤの計数、残時間Ｔr、残距離Ｄr算出を行い、残時間Ｔr、残距離Ｄrが、（数４）、（数５）を共に満足した時点で惰性走行に移行して、単位区間終点（地点Ｐb）である交差点に時刻tb に到達し、交差点を青信号無停止で通過する。
【００２８】
また、惰性走行による減速度αi は、惰性走行中の一定時間Ｔm（＝ｍ・Ｔu 、Ｔu ：車両速度ｖ検出周期、ｍ：正の整数
） の間の車両速度変化Δｖから（数６）によって算出し、その後の惰性走行可否の判定等に利用する。
【００２９】
（数６）
αi ＝Δｖ／Ｔm
【００３０】
ここで、（数６）において
Δｖ：惰性走行減速度計測時の速度差
Ｔm ：惰性走行減速度計測時間
である。
【００３１】
以上図２bは、単位区間終点が信号のある交差点であって、信号を青信号・無停止で通過するための最適交差点到達時刻tb 情報が得られる場合の走行制御方法であるが、信号のある交差点であっても信号状態遷移情報が得られず、従って交差点到達時刻tb が設定できない状態においては、図２aの如き単位区間終点を停止点とする走行制御を行うことによって、即ち図２aにおける時刻t2 から時刻t3 の間惰性走行を行い、時刻t３ に達した時点で交差点信号状況を目視で確認し、確認した信号状態に対応しての運転者の通常の交差点通過あるいは停止操作を行うことによって、交差点無停止走行による省エネルギー効果、排出ガス量削減効果は得られないが、交差点に至る惰性走行区間における省エネルギー効果、排出ガス削減効果は得ることができる。
【００３２】
上記図２a 、図２b 、においてはいずれも単位区間起点から終点までの単位区間全域で車両走行制御を行うとしているが、起点からの加速あるいは定速走行は制御を行わず、車両速度ｖ、終点までの残距離Ｄr 、終点到着までの残時間、の計測およびその時点・地点からの終点までの惰性走行での、終点到達条件を満足しての、到達可否判定を一定時間あるいは一定走行距離毎に行い、判定の結果可となった時点・地点からの惰性走行を行う方法もある。
【発明の効果】
【００３３】
本願発明によって、車両は走行開始点から走行終了点までの走行路間を、加速走行、定速走行を最小限に抑えた、また減速走行時には、車両の有する運動エネルギーを、摩擦ブレーキ使用による損失は勿論回生ブレーキ使用による回生損失も極力抑え、車両の走行抵抗に打ち勝つための惰性走行エネルギーとして最大限活用しての、省エネルギー、排出ガス量低減走行が可能となる。
【００３４】
本走行制御方法は、ハイブリッド車、電気自動車等の走行エネルギー回生機能を有する車両は勿論、エネルギー回生機能を有しないガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車等、あるいは自動２輪車、原動機付自転車等にも有効である。
また、電気自動車においてはその走行距離を現状ガソリンエンジン車並みにするためには極めて大きな容量のバッテリーが必要であるが、本願発明の走行制御方法を採用することによってこのバッテリー容量の必要量も削減することができる。
【００３５】
また、本願発明による信号のある交差点通過は、交差点無停止走行制御方法がその基礎となっているが、交差点無停止走行制御における交差点の青信号・無停止通過のための走行制御に加えて、本願発明による単位走行区間起点から終点までの総合的な走行制御を行うことによって車両の一層の省エネルギー化、排出ガス量削減化が期待できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本願発明による車両走行路および単位区間説明図、
【図２ａ】本願発明による単位区間走行制御例（単位区間起点、終点とも停止点である場合）、
【図２ｂ】本願発明による単位区間走行制御例（単位区間起点、終点とも信号のある交差点である場合）
【図３ａ】本願発明による車両走行制御方法実現のための車側装置における制御手順中の、単位区間終点が停止点の場合の制御手順例
【図３ｂ】本願発明による車両走行制御方法実現のための車側装置における制御手順中の、 単位区間終点が交差点である場合の制御手順例
【図３ｃ】本願発明による車両走行制御方法の車側装置における制御手順中の、 惰性走行減速度算出手順例である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本願発明による車両走行制御方法は、路側装置および車側装置からなる車両走行制御システムによって実現される。
車側装置は、自車位置特定機能、道路あるいは交通に関する地図データベース機能、経路探索誘導機能、を有する従来のカーナビゲーション装置に、路側からの必要情報を路車間通信あるいは放送によって獲得する通信（受信）機能、単位区間内走行時間・走行距離を計数・較正する走行距離計数・較正機能、惰性走行可否判定および減速度算出機能、を付加するとともに、車両の走行を制御する走行制御装置、で構成する。
【００３８】
但し、上記走行制御装置は、従来のＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）装置による車両前方状態をレーダ等によって確認する機能、定速走行・加速走行制御機能、に加えて惰性走行開始に際しての車両駆動体の動作停止あるいは駆動力の駆動輪への伝達遮断等に関連する惰性走行移行操作、および惰性走行状態からドライバーのブレーキ／アクセル操作に際しての減速／加速状態への移行操作、をドライバーの手動操作によるのではなく、車両機能の信頼性を保ちつつ安全走行に支障をきたさないようかつ自動的に一括して行うことが可能な、惰性走行への移行／惰性走行からの復帰機能、エネルギー回生制御機能を含む制動走行制御機能、を有することが望ましい。
【００３９】
また路側装置は、車側装置のカーナビゲーション地図データベース中に保持することができない情報たとえば交差点の信号状態遷移情報等、あるいは正確な車両位置特定のための情報、現在時刻情報等、車両が走行制御を行うに必要な情報を単位区間の起点・終点において路車間通信によって、あるいは複数の起点情報を一括して放送によって、車両に提供する。
【実施例１】
【００４０】
図３a、図３b、図３ｃに本願発明による車両走行制御方法実現のための車側装置における走行制御手順例を示す。
但し、
図３aは、単位区間の終点が信号のない交差点の如き車両停止点である場合、即ち車両が単位区間終点に到達した場合は車両を停止させる制御を行う場合、
図３bは、単位区間の終点が信号のある交差点であって、車両は前記単位区間終点に単位区間起点においてあらかじめ設定された時刻tb に、最低速度以上の速度で到達する制御を行う場合、
図３cは、惰性走行中に惰性走行減速度αi を算出する場合、
各々の制御手順例であって、これら図３a、図３b、図３c、の制御手順を一体化して車側装置の制御手順とする。
【００４１】
図３aにおいて、
３０１は、本願発明による単位区間起点における制御開始点、
３０２は、車両現在位置が単位区間起点であるか否かを確認する起点確認処理、
３０３は、車両を単位区間終点に起点−終点間の走行条件を満足しかつ終点到達条件を満足した状態で到達させるに必要な各種条件を、車側装置内のデータベースおよび路側装置からの通信あるいは放送受信により取り込む走行条件取り込み処理、
ここで取り込まれる情報には、終点は停止点かあるいは信号のある交差点かの情報、信号のある交差点である場合は交差点到達時刻tb情報（あるいは車側において交差点到達時刻tbを算出するに必要な交差点信号状態変移情報等）、起点−終点間距離Ｄab、起点−終点間許容最高速度Vmax、定速走行を行う場合の速度Vs、惰性走行開始時と終了時（制動走行移行時）の速度比k 、惰性走行によって交通の混乱が起きないようにするための惰性走行最低速度Ｖmin(Ｖmin＝k・Ｖs)、等がある。
【００４２】
３０４は、加速度α0での加速走行を開始する走行開始処理、
３０５は、処理３０３において取り込んだ情報中から単位区間終点が停止点か信号のある交差点かの判定をする終点判別処理、
３０６は、処理３０５の結果、終点が信号のある交差点であるとして図３b に示す走行制御の処理手順に移行するための接続端子、
３０７は、起点からの経過時間Δt 、車両走行距離ΔD、の計測を開始すると同時に現時点の車両速度ｖを検出する車両走行状態検出処理、
３０８は、処理３０７結果と、処理３０３で取り込んだ情報から現地点から単位区間終点までの残距離Ｄr ＝Ｄab −ΔＤを算出する残距離算出処理、
【００４３】
３０９は、（数１）、（数２）より、現地点から単位区間終点までの惰性走行が可能か否かを判定する惰性走行判定処理、
３１０は、処理３０９で惰性走行不可と判定された場合、車速ｖが設定速度Vs未満か否かを判定する車速判定処理、
３１１は、処理３１０で車速ｖが設定速度Vs未満であると判定された場合は加速走行を行う（加速走行中であれば加速走行を継続する）加速走行処理、
３１２は、処理３１０で車速ｖが設定速度Vsに達していると判定した場合は、設定速度Vｓでの定速走行を行う（定速走行中であれば定速走行を継続する）定速走行処理、
３１３は、図３c に示す惰性走行減速度算出処理手順への移行のための接続端子、
３１４は、図３c に示す惰性走行減速度算出処理手順からの処理３１５への移行のための接続端子、
【００４４】
３１５は、処理３０８で算出した残距離Ｄr が（数２）で算出される制動距離Ｄbに達したか否か、即ち終点までのまでの残距離Ｄr が制動すべき距離Ｄb以内に達したか否か、を判定する制動走行移行判定処理、
３１６は、処理３１５において制動距離Ｄbに達していないと判定した場合は惰性走行を行う（惰性走行中であれば惰性走行を継続する）惰性走行処理、
３１７は、処理３１５において制動距離Ｄbに達している判定した場合は制動走行を行う（制動走行中であれば制動走行を継続する）制動走行処理、
３１８は、処理３１７の制動走行によって車速がｖ＝０に達したか否かを判定する車速０判定処理、
３１９は、処理３１８で車速がv＝０となった時点で車両が単位区間終点に達したとして終点到達処理を行う車両停止処理、
３２０は、本願発明による単位区間終点における制御終了点、
である。
【００４５】
次に図３b において、
３０６は、図３a における処理３０５の結果、終点が交差点であるとして本図処理
３２２ の処理手順に移行するための接続端子、
３２２は、図３a 処理３０７と同様、起点からの経過時間Δt 、起点からの車両走行距離ΔＤの計測を開始すると同時に現時点の車両速度ｖを検出する車両走行状態検出処理
（本処理は図３a 処理３０７を兼用することができるが、説明を簡明化する都合上処理３２２として記載している。以下にも同様な処理があるが、その旨の説明は省略する）、
３２３は、処理３２２結果と、図３aの処理３０３で取り込んだ情報から、単位区間終点到達までの残時間Ｔｒ＝tb−ta −Δt 、残距離Ｄr ＝Ｄab −ΔＤ、を算出する残時間／残距離算出処理、
【００４６】
３２４は、現状走行状態から惰性走行で終点に時刻tb に到達可能か否かを（数４）、（数５）より判定する惰性走行判定処理、
３２５は、図３c に示す惰性走行減速度算出処理手順への移行のための接続端子、
３２６は、図３c に示す惰性走行減速度算出処理手順からの処理３３０への移行のための接続端子、
【００４７】
３２７は、処理３２４で惰性走行で終点に時刻tb に到達不可と判定された場合、車速ｖが設定速度Ｖs 未満か否かを判定する車速判定処理、
３２８は、処理３２７で車速ｖが設定速度Ｖs 未満であると判定された場合は加速走行を行う（加速走行中であれば加速走行を継続する）加速走行処理、
３２９は、処理３２７で車速ｖが設定速度Ｖs に達していると判定した場合は、速度Ｖｓでの定速走行を行う（定速走行中であれば定速走行を継続する）定速走行処理、
【００４８】
３３０は、単位区間終点までの残時間Ｔｒが０になったか、即ち時刻が所定時刻tb達したか否かの判定を行う、残時間０判定処理、
３３１は、処理３３０において時刻が所定時刻tb に達していないと判定した場合は惰性走行を行う（惰性走行中であれば惰性走行を継続する）惰性走行処理、
３３２は、処理３３０において時刻が所定時刻tb に達したと判定した場合は車両が所定時刻に交差点に到達したとして、交差点到達・通過に必要な処理を行う単位区間終点通過処理、
３３３は、本願発明による単位区間終点における制御終了点、
である。
【００４９】
また図３c において、
３１３（３２５）は、図３a における処理３０９（図３b における処理３２４）との接続端子、
３１４（３２６）は、図３a における処理３１５（図３b における処理３３０）との接続端子、
３３４は、惰性走行減速度αi ` 計測中か否かを判別するためのFLGであり、FLG＝１の場合は惰性走行減速度αi ` 計測中とする。
３３５は、惰性走行減速度を計測開始して後時間が一定時間Ｔm経過したか否かを判定する惰性走行計測時間判定処理、
３３６は、処理３３４で惰性走行減速度αi ` 計測中ではないと判定した場合は、以降は計測中とするため、FLGを１にセットするFLGセット処理、
【００５０】
３３７は、車両の現速度ｖをレジスターｖm1に、また現時点の経過時間Δt をレジスターΔt１ に、それぞれ記憶する、現速度／経過時間記憶処理
３３８は、処理３３５で、惰性走行減速度αi ` 計測時間Tm が経過したと判定した場合車両現速度vをレジスターｖm2に記憶するvm2記憶処理、
３３９は、惰性走行減速度αi ` を（数６）より算出するαi ` 算出処理、
３４０は、処理３３９で算出した惰性走行減速度αi ` を正規な惰性走行減速度αiとして記憶・更新する、惰性走行減速度αi 更新処理、
３４１は、惰性走行減速度の算出・更新が終了したとして（継続しての惰性走行減速度計測に備えて）FLGを０にするFLGリセット処理、
である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上の如く車両の単位区間走行に際しての演算・処理・走行制御を行うことによって、車両は単位区間の起点から終点に向けての惰性走行を最大限活用した、また加速走行、定速走行を最小限に抑えた、走行が可能になる。本単位区間の走行制御を複数の単位区間から構成される走行路全体にわたって単位区間毎に繰り返すことによって、車両の省エネルギー走行、排出ガス低減走行は可能となる。
【００５２】
本車両走行制御方法は車両の駆動形態、即ち、現行のガソリンエンジン車、ジーゼルエンジン車、ハイブリッド車、あるいは今後の普及が期待される電気自動車、燃料電池車、にかかわらず、また自動２輪車等にも、広く適用することができる
【符号の説明】
【００５３】
（数１）、（数２）、（数３）において、
Ｄab ：単位区間の起点（地点Ｐa）−終点（地点Ｐb）間距離
ΔＤ：単位区間起点からの車両実走行距離
Ｄb ：制動距離
ｖ：現時点の車両速度
ｋ：現時点の車両速度に対して制動を開始すべき車両速度の比、
ｖ＝Ｖs 時においてはｋ＝Ｖmin／Ｖs である
Ｖs ：設定速度（定速走行速度）
Ｖmin：設定速度で惰性走行に移行した場合の制動開始速度
αi：惰性走行減速度、（一般的にはαi＜０であるが、下り坂の道路等において
αi ＞０となる場合もある）
αb：制動減速度、（αb＜０である）
【００５４】
（数４）、（数５）において、
Ｔr ＝{（tb −ta ）−Δt }
：現時点から、地点Ｐb （交差点）到達設定時刻tb までの残時間
Ｄr ＝Ｄab −ΔＤ
：現地点から地点Ｐb （交差点）までの残距離
Ｖmin ：車両が惰性走行で地点Ｐb に到達する際の最低速度
（車両はＶmin 以上の速度で地点Ｐb （交差点）に到達し、通過する）
Ｄb ：制動距離
ｖ：現時点の車両速度
αi：惰性走行減速度、（一般的にはαi＜０であるが、下り坂の道路等において
αi ＞０となる場合もある）
【００５５】
（数６）において、
Δｖ：惰性走行減速度計測時の速度差
Ｔm ：惰性走行減速度計測時間
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両走行の省エネルギー化、排出ガス量低減化のため、車両走行における加減速を極力低減するとともに、走行車両の有する運動エネルギーを最大限に活用しての惰性走行を行う車両走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行中に有している運動エネルギーを、車両減速時に有効利用あるいは回収して燃料消費量、排出ガス量を削減しようとする試みは古くから数多くなされている (特許文献１、特許文献２、特許文献３、等）。
本願発明は上記考え方をより進化させて、ハイブリッド車両、電気自動車の如きエネルギー回生機能を有する車両のみならず、単一駆動源の車両、すなわちエネルギー回生機能を有していないガソリンエンジン車・ディーゼルエンジン車等の車両、あるいは自動２輪車等においても、車両走行における加減速量を最適化し、かつ車両減速時においてその時点で車両が有している運動エネルギーを最大限効率的に車両の惰性走行エネルギーとして活用するとともに、エネルギー回生機能を有する車両においては前記車両運動エネルギー中の惰性走行に供するエネルギーに余るエネルギーを有効に回収することによって、総合的に車両のエネルギー消費量、排出ガス量の削減を図ろうとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１８７５９５
【特許文献２】特開平８−３３７１３５
【特許文献３】特開２００５−１４６９６６
【特許文献４】特開２００７−２９１９１９
【特許文献５】特開２００９−２０５２８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明は車両走行中の加速および定速走行を必要最低限に抑えるとともに、減速時において車両の有している運動エネルギーＥ＝ｍ・ｖ2／２（ここでｍ：車両質量、ｖ：車両走行速度）を最大限効率的・効果的に車両の惰性走行に活用する方法に関するものである。
即ち、車両の加速および定速走行は、その後の減速時惰性走行によって目標地点への到達条件を満足して到達するに必要十分なだけ行うことによって、車両のエネルギー消費量、排出ガス量を削減しようとするものである。
【０００５】
ここで、惰性走行とは、車両の安全走行上あるいは車両動作の信頼性上の支障をきたさない範囲内で、エンジン、モータ等の車両駆動体の駆動力発生動作を停止する、あるいはエンジン、モータ等の駆動力の駆動輪への伝達を停止・低減する、ことによってその時点で車両の有している運動エネルギーを車両走行に有効に利用するとともに、走行安全上加速動作・制動動作が必要な状態が発生した場合は直ちに正常な動作に移行できる走行状態をいう。
【０００６】
ハイブリッド車両あるいは電気自動車等の減速時において、車両の有する運動エネルギーをエネルギー回生機能によって回収・蓄積を行い、その後改めて前記蓄積エネルギーを運動エネルギーへ転換即ち走行エネルギー化することによって車両走行に要するエネルギーを節約する方法は、エネルギーの回収効率、蓄積効率および転換効率を考えると車両の有する運動エネルギーを直接的に惰性走行に活用する方法に比べてエネルギー利用効率は劣ることから、本願発明における減速は、原則として車両が惰性走行可能な状態においては、惰性走行を行い、惰性走行に余るエネルギーがある場合にのみ回生ブレーキによってエネルギーの回生を行う（回生ブレーキを有しない場合は摩擦ブレーキによって摩擦熱として廃棄する）ものとする。
即ち、車両の減速に際しての車両運動エネルギーの低減方法は、走行の安全性あるいは車両動作の信頼性が確保できる範囲内で、車両の有している運動エネルギーの利用効率の高い順に、惰性走行による減速走行、回生ブレーキによる減速、摩擦ブレーキによる減速、の順に、減速の優先順位を設定し制御する。
【０００７】
上記思想に基づいて惰性走行を行う場合、問題になるのは惰性走行減速度、即ち車両が惰性走行する際の車両の走行抵抗による車両走行速度の時間経過に対する減少度合い、である。
即ち、車両現在位置から車両停止位置までの間惰性走行で到達可能か否かの判定を行う場合、言い換えれば車両の有している運動エネルギーを最大限活用した惰性走行を開始できる車両停止点からの上流最遠点位置を検出しようとする場合、正確な惰性走行減速度を知ることが必須となる。
【０００８】
標準的な道路で標準的な惰性走行を行う場合の惰性走行減速度は、あらかじめ設定しておき、これを上記判定に用いることは可能であるが、実際の惰性走行減速度は車両走行中の道路状態（道路勾配、道路表面状況等）、車両走行状態（車両走行速度、車両負荷等）によって変化する。したがって正しい惰性走行可否の判定および惰性走行制御を行おうとした場合、車両走行中の道路状態、走行状態、負荷状態に対応した惰性走行減速度が必要になる。
本願発明は上記実走行状態に即した正確な惰性走行減速度算出方法およびその利用方法をも包含している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
図１に示すごとく、車両走行開始点から終了点までの車両走行路を複数の単位走行制御区間（以降、単位区間と言う）に分割する（図１の場合、車両走行開始点から終了点の間の車両走行路は７つの単位区間に分割されている）。
また、前記単位区間の起点、終点は、原則として、信号のある交差点あるいは信号のない交差点等の一時停止点とし、走行制御は前記起点−終点間の単位区間毎に行うものとする。
【００１０】
単位区間内での走行制御例を図２a、図２bに示す。
図２a 、図２bにおいて、縦軸は車両走行速度、横軸は時刻あるいは距離（位置）である。
図２a は、単位区間起点・終点とも車両停止点である場合、即ち車両停止状態から設定速度Vｓまで設定した加速度α0で加速して後（設定速度Ｖsでの必要最低限の定速走行を行った後）惰性走行に移行して単位区間終点直前（地点Ｐnb ）からの制動走行によって停止点である終点（地点Ｐb）で停止する場合である。
【００１１】
また図２b は、単位区間起点・終点とも信号のある交差点である場合、即ち車両は単位区間起点である交差点（地点Ｐa ）を定められた最低速度Ｖmin以上の速度Ｖaで時刻ta に到達して後、青信号・無停止で通過して設定速度Ｖｓまで加速して後（必要最低限の定速走行を行った後）惰性走行に移行し、前記終点である信号のある交差点（地点Pｂ）に、起点において設定された時刻tbに最低速度Ｖmin以上の速度で到達し交差点を青信号・無停止で通過する、即ち交差点無停止走行制御を行うものである。
ここで、交差点無停止走行における交差点への到達時刻tb 設定方法は、特許文献5に記載されているのでここでの説明は省略する。
【００１２】
単位区間走行形態としては上記図２a、図２bに示す形態の他に単位区間起点が車両停止点で終点が信号のある交差点である場合、あるいはその逆の単位区間起点が信号のある交差点で終点が車両停止点である場合があるが、これらの場合の制御方法は以下に説明する、図２a の場合、図２b の場合、から推定可能であるのでここでの説明は、図２a 、図２b の場合のみにとどめる。
【００１３】
先ず図２aに示す走行制御について説明する。
車両は起点である地点Ｐa において、終点である地点Ｐb までの走行条件を設定する（走行条件には終点（地点Pｂ）への到達状態を含む）。
走行条件には、地点Ｐa −地点Ｐb 間走行距離Ｄab、加速度α0（α0 ＞０）、通常走行時の設定速度Vｓ、最高走行速度Ｖmax 、最低走行速度Ｖmin 、惰性走行の減速度αi （αi ＜０）、惰性走行から制動走行への移行地点（地点Ｐnb）から地点Ｐb間距離Ｄb算出に必要な惰性走行開始時と惰性走行終了時（制動開始時）の速度比ｋ（従って、惰性走行開始時の速度が設定速度Vｓである場合の惰性走行終了時速度をＶmin とするとＶmin=k・Ｖsである）、および制動減速度αb（αb ＜αi ＜０）が含まれる。
これら走行条件は、少なくとも起点での走行開始時においては、あらかじめ車側で設定しておく、あるいはその一部は路側からの提供を受ける。
【００１４】
単位区間起点である地点Ｐaにおいて、車両速度ｖ＝０の状態から加速度α0 での加速走行を開始すると同時に車両速度ｖの検出および地点Ｐaからの走行距離ΔＤの計数、現地点から単位区間終点までの残距離Ｄr ＝Ｄab −ΔＤの算出を開始する。
上記車両速度の検出、地点Ｐaからの走行距離ΔＤの計数、残距離Ｄr ＝Ｄab −ΔＤの算出は、走行開始後一定時間Ｔu 経過あるいは一定走行距離Ｄu走行毎に行う。
合わせて、前記検出した車両速度ｖ
で前記単位区間終点までの（残距離Ｄrの）惰性走行および制動走行での到達可否を（数１）を満足しているか否かで判定する。
【００１５】
（数１）
（Ｄab−Ｄb −ΔＤ）≦｛（ｋ・ｖ）2 −ｖ2 ｝／（２・αi ）
【００１６】
ここで、（数1）Ｄb は（数２）で示される制動距離である。
（数２）
Ｄb ＝−（ｋ・ｖ）2 ／（２・αb ）
【００１７】
但し、車両が定速走行（速度Vs ）から惰性走行に移行する場合の上記（数１）は
（数３）となる。
（数３）
（Ｄab −｛−（Ｖmin2）／(2・αb )｝−ΔＤ）≦（ Ｖmin2 −Ｖs2 ）／（２・αi ）
【００１８】
判定の結果走行距離ΔＤが（数１）（あるいは（数３））を満足している場合、車両は減速度からの惰性走行で地点Ｐnbに到達可能として惰性走行に移行する。
惰性走行移行後、残距離ＤrがＤr＝Ｄb となった後は惰性走行から減速度αb の制動走行に移行して終点で停止する。
ここで制動走行は、可能な限り回生制動による走行とし、回生制動に余る運動エネルギーは摩擦制動で吸収する。
【００１９】
ここで、（数１）、（数２）、（数３）において、
Ｄab ：単位区間の起点（地点Ｐa）−終点（地点Ｐb）間距離
ΔＤ：単位区間起点からの車両実走行距離
Ｄb ：制動距離
ｖ：現時点の車両速度
ｋ：現時点の車両速度に対して制動を開始すべき車両速度の比、
ｖ＝Ｖs 時においてはｋ＝Ｖmin／Ｖs である
Ｖs ：設定速度（定速走行速度）
Ｖmin：設定速度で惰性走行に移行した場合の制動開始速度
α0：加速走行加速度、（α0＞０である）
αi：惰性走行減速度、（一般的にはαi＜０であるが、下り坂の道路等において
αi ＞０となる場合もある）
αb：制動減速度、（αb＜０である）
である。
【００２０】
上記（数１）を満足しているか否かの判定の結果、満足していない即ち惰性走行での終点到達不可の場合は前記車両速度ｖが設定速度Ｖs に達しているか否かを判定し、達している場合、以降は速度Ｖs での定速走行を行う。また前記車両速度ｖが設定速度Ｖs に達していない場合は、加速度α0での加速走行を継続する。
また加速走行中、定速走行中は勿論、惰性走行中においても継続的に前記車両速度ｖ検出、走行距離ΔＤの計数、残距離Ｄr算出を行うとともに惰性走行可否の判定を行い、否の場合はその状態（車両速度、残距離等）に対応した加速走行、定速走行あるいは制動走行を行う。
【００２１】
惰性走行移行後、単位区間終点の地点Ｐb の手前距離Ｄbの地点、即ち地点Ｐaからの走行距離ΔＤ＝Ｄab−Ｄb の地点、に達した時から減速度αbによる制動走行に移行し、地点Ｐbで速度ｖ＝０となり停止する。
以上の如き制御によって起点および終点が共に停止点である単位区間の本願発明による省エネルギー走行が可能となる。
【００２２】
次に図２bに示す走行制御に関する説明を行う。
車両が地点Ｐa において、地点Ｐb までの走行条件を設定することは、図２aの場合と同様である。但し、図２bの場合は、単位区間終点Ｐbは信号のある交差点であることから車両はそこで停止するのではなく青信号の間の特定時刻（時刻tb ）に通過しなければならない。したがって、走行条件は、地点Ｐa −地点Ｐb 間走行距離Ｄab、加速度α0、定速走行時の設定速度Vｓ、最高走行速度Ｖmax 、最低走行速度Ｖmin 、惰性走行の減速度αi、および地点Ｐa通過時刻ta 、地点Ｐb到達時刻tbとなる。これら走行条件中単位区間起点Ｐa 通過時刻ta 、単位区間終点到達時刻tb、あるいは車中においてtb 算出に必要な情報、たとえば交差点信号状態変移情報（青信号点灯時刻、青信号滅等時刻、信号周期等）等、に関しては単位区間起点Ｐa において外部から提供を受ける必要がある。
【００２３】
単位区間起点である地点Ｐaにおいて、そこを無停止で通過する速度ｖ（＝ｖa ）の検出および地点Ｐaからの経過時間Δｔ、地点Ｐaからの走行距離ΔＤの計数、現地点から単位区間終点までの残時間Ｔr＝{（tb −ta ）−Δt }、残距離Ｄr＝Ｄab −ΔＤ、の算出を開始する。
上記速度ｖ（地点Ｐaにおいてはｖ＝ｖa ）の検出、地点Ｐaからの経過時間Δｔ、地点Ｐaからの走行距離ΔＤの計数、および残時間Ｔr＝{（tb −ta ）−Δt }、残距離Ｄr＝Ｄab −ΔＤ、の算出は、地点Ｐa通過後一定時間Ｔu 経過あるいは一定走行距離Ｄu走行ごとに行う。
合わせて、前記検出した車両速度ｖ
で前記単位区間終点Ｐbへ向けて惰性走行した場合の時刻tb（走行速度はＶmin 以上）での到達可否を判定する。
即ち、残時間Ｔr が、（数４）を満足する範囲内で残距離Ｄr が（数５）を満足するか否かを判定する。
【００２４】
（数４）
ｖ＋αi・Ｔr ≧Ｖmin
【００２５】
（数５）
Ｄr ≦Ｔr{ｖ＋（αi・Ｔr ）／２}
【００２６】
ここで、（数４）、（数５）において、
Ｔr ＝{（tb −ta ）−Δt }
：現時点から、地点Ｐb （交差点）到達設定時刻tb までの残時間
Ｄr ＝Ｄab −ΔＤ
：現地点から地点Ｐb （交差点）までの残距離
Ｖmin ：車両が惰性走行で地点Ｐb に到達する際の最低速度
（車両はＶmin 以上の速度で地点Ｐb （交差点）に到達し、通過する）
ｖ：現時点の車両速度
αi：惰性走行減速度、（一般的にはαi＜０であるが、下り坂の道路等においてαi ＞０となる場合もある）
である。
【００２７】
（数４）を満足する範囲内で（数５）を満足する、即ち惰性走行で地点Ｐbに到達可と判定した場合には車両はその時点から惰性走行に移行する。
判定の結果到達不可の場合は前記車両速度ｖが設定速度Ｖs に到達しているか否かを判定し、到達している場合は速度Ｖs での定速走行に移行する。また否である場合は、加速度α0での走行を継続する。
その後において走行状態が加速走行、定速走行、惰性走行如何にかかわらず継続的に前記車両速度ｖ検出、地点Ｐaからの経過時間Δｔ、走行距離ΔＤの計数、残時間Ｔr、残距離Ｄr算出を行い、残時間Ｔr、残距離Ｄrが、（数４）、（数５）を共に満足した時点で惰性走行に移行して、単位区間終点（地点Ｐb）である交差点に時刻tb に到達し、交差点を青信号無停止で通過する。
【００２８】
また、惰性走行による減速度αi は、惰性走行中の一定時間Ｔm（＝ｍ・Ｔu 、Ｔu ：車両速度ｖ検出周期、ｍ：正の整数
） の間の車両速度変化Δｖから（数６）によって算出し、その後の惰性走行可否の判定等に利用する。
【００２９】
（数６）
αi ＝Δｖ／Ｔm
【００３０】
ここで、（数６）において
Δｖ：惰性走行減速度計測時の速度差
Ｔm ：惰性走行減速度計測時間
である。
【００３１】
以上図２bは、単位区間終点が信号のある交差点であって、信号を青信号・無停止で通過するための最適交差点到達時刻tb 情報が得られる場合の走行制御方法であるが、信号のある交差点であっても信号状態遷移情報が得られず、従って交差点到達時刻tb が設定できない状態においては、図２aの如き単位区間終点を停止点とする走行制御を行うことによって、即ち図２aにおける時刻t2 から時刻t3 の間惰性走行を行い、時刻t３ に達した時点で交差点信号状況を目視で確認し、確認した信号状態に対応しての運転者の通常の交差点通過あるいは停止操作を行うことによって、交差点無停止走行による省エネルギー効果、排出ガス量削減効果は得られないが、交差点に至る惰性走行区間における省エネルギー効果、排出ガス削減効果は得ることができる。
【００３２】
上記図２a 、図２b 、においてはいずれも単位区間起点から終点までの単位区間全域で車両走行制御を行うとしているが、起点からの加速あるいは定速走行は制御を行わず、車両速度ｖ、終点までの残距離Ｄr 、終点到着までの残時間、の計測およびその時点・地点からの終点までの惰性走行での、終点到達条件を満足しての、到達可否判定を一定時間あるいは一定走行距離毎に行い、判定の結果可となった時点・地点からの惰性走行を行う方法もある。
【発明の効果】
【００３３】
本願発明によって、車両は走行開始点から走行終了点までの走行路間を、加速走行、定速走行を最小限に抑えた、また減速走行時には、車両の有する運動エネルギーを、摩擦ブレーキ使用による損失は勿論回生ブレーキ使用による回生損失も極力抑え、車両の走行抵抗に打ち勝つための惰性走行エネルギーとして最大限活用しての、省エネルギー、排出ガス量低減走行が可能となる。
【００３４】
本走行制御方法は、ハイブリッド車、電気自動車等の走行エネルギー回生機能を有する車両は勿論、エネルギー回生機能を有しないガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車等、あるいは自動２輪車、原動機付自転車等にも有効である。
また、電気自動車においてはその走行距離を現状ガソリンエンジン車並みにするためには極めて大きな容量のバッテリーが必要であるが、本願発明の走行制御方法を採用することによってこのバッテリー容量の必要量も削減することができる。
【００３５】
また、本願発明による信号のある交差点通過は、交差点無停止走行制御方法がその基礎となっているが、交差点無停止走行制御における交差点の青信号・無停止通過のための走行制御に加えて、本願発明による単位走行区間起点から終点までの総合的な走行制御を行うことによって車両の一層の省エネルギー化、排出ガス量削減化が期待できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本願発明による車両走行路および単位区間説明図、
【図２ａ】本願発明による単位区間走行制御例（単位区間起点、終点とも停止点である場合）、
【図２ｂ】本願発明による単位区間走行制御例（単位区間起点、終点とも信号のある交差点である場合）
【図３ａ】本願発明による車両走行制御方法実現のための車側装置における制御手順中の、単位区間終点が停止点の場合の制御手順例
【図３ｂ】本願発明による車両走行制御方法実現のための車側装置における制御手順中の、 単位区間終点が交差点である場合の制御手順例
【図３ｃ】本願発明による車両走行制御方法の車側装置における制御手順中の、 惰性走行減速度算出手順例である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本願発明による車両走行制御方法は、路側装置および車側装置からなる車両走行制御システムによって実現される。
車側装置は、自車位置特定機能、道路あるいは交通に関する地図データベース機能、経路探索誘導機能、を有する従来のカーナビゲーション装置に、路側からの必要情報を路車間通信あるいは放送によって獲得する通信（受信）機能、単位区間内走行時間・走行距離を計数・較正する走行距離計数・較正機能、惰性走行可否判定および減速度算出機能、を付加するとともに、車両の走行を制御する走行制御装置、で構成する。
【００３８】
但し、上記走行制御装置は、従来のＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）装置による車両前方状態をレーダ等によって確認する機能、定速走行・加速走行制御機能、に加えて惰性走行開始に際しての車両駆動体の動作停止あるいは駆動力の駆動輪への伝達遮断等に関連する惰性走行移行操作、および惰性走行状態からドライバーのブレーキ／アクセル操作に際しての減速／加速状態への移行操作、をドライバーの手動操作によるのではなく、車両機能の信頼性を保ちつつ安全走行に支障をきたさないようかつ自動的に一括して行うことが可能な、惰性走行への移行／惰性走行からの復帰機能、エネルギー回生制御機能を含む制動走行制御機能、を有することが望ましい。
【００３９】
また路側装置は、車側装置のカーナビゲーション地図データベース中に保持することができない情報たとえば交差点の信号状態遷移情報等、あるいは正確な車両位置特定のための情報、現在時刻情報等、車両が走行制御を行うに必要な情報を単位区間の起点・終点において路車間通信によって、あるいは複数の起点情報を一括して放送によって、車両に提供する。
【実施例１】
【００４０】
図３a、図３b、図３ｃに本願発明による車両走行制御方法実現のための車側装置における走行制御手順例を示す。
但し、
図３aは、単位区間の終点が信号のない交差点の如き車両停止点である場合、即ち車両が単位区間終点に到達した場合は車両を停止させる制御を行う場合、
図３bは、単位区間の終点が信号のある交差点であって、車両は前記単位区間終点に単位区間起点においてあらかじめ設定された時刻tb に、最低速度以上の速度で到達する制御を行う場合、
図３cは、惰性走行中に惰性走行減速度αi を算出する場合、
各々の制御手順例であって、これら図３a、図３b、図３c、の制御手順を一体化して車側装置の制御手順とする。
【００４１】
図３aにおいて、
３０１は、本願発明による単位区間起点における制御開始点、
３０２は、車両現在位置が単位区間起点であるか否かを確認する起点確認処理、
３０３は、車両を単位区間終点に起点−終点間の走行条件を満足しかつ終点到達条件を満足した状態で到達させるに必要な各種条件を、車側装置内のデータベースおよび路側装置からの通信あるいは放送受信により取り込む走行条件取り込み処理、
ここで取り込まれる情報には、終点は停止点かあるいは信号のある交差点かの情報、信号のある交差点である場合は交差点到達時刻tb情報（あるいは車側において交差点到達時刻tbを算出するに必要な交差点信号状態変移情報等）、起点−終点間距離Ｄab、起点−終点間許容最高速度Vmax、定速走行を行う場合の速度Vs、惰性走行開始時と終了時（制動走行移行時）の速度比k 、惰性走行によって交通の混乱が起きないようにするための惰性走行最低速度Ｖmin(Ｖmin＝k・Ｖs)、等がある。
【００４２】
３０４は、加速度α0での加速走行を開始する走行開始処理、
３０５は、処理３０３において取り込んだ情報中から単位区間終点が停止点か信号のある交差点かの判定をする終点判別処理、
３０６は、処理３０５の結果、終点が信号のある交差点であるとして図３b に示す走行制御の処理手順に移行するための接続端子、
３０７は、起点からの経過時間Δt 、車両走行距離ΔD、の計測を開始すると同時に現時点の車両速度ｖを検出する車両走行状態検出処理、
３０８は、処理３０７結果と、処理３０３で取り込んだ情報から現地点から単位区間終点までの残距離Ｄr ＝Ｄab −ΔＤを算出する残距離算出処理、
【００４３】
３０９は、（数１）、（数２）より、現地点から単位区間終点までの惰性走行が可能か否かを判定する惰性走行判定処理、
３１０は、処理３０９で惰性走行不可と判定された場合、車速ｖが設定速度Vs未満か否かを判定する車速判定処理、
３１１は、処理３１０で車速ｖが設定速度Vs未満であると判定された場合は加速走行を行う（加速走行中であれば加速走行を継続する）加速走行処理、
３１２は、処理３１０で車速ｖが設定速度Vsに達していると判定した場合は、設定速度Vｓでの定速走行を行う（定速走行中であれば定速走行を継続する）定速走行処理、
３１３は、図３c に示す惰性走行減速度算出処理手順への移行のための接続端子、
３１４は、図３c に示す惰性走行減速度算出処理手順からの処理３１５への移行のための接続端子、
【００４４】
３１５は、処理３０８で算出した残距離Ｄr が（数２）で算出される制動距離Ｄbに達したか否か、即ち終点までのまでの残距離Ｄr が制動すべき距離Ｄb以内に達したか否か、を判定する制動走行移行判定処理、
３１６は、処理３１５において制動距離Ｄbに達していないと判定した場合は惰性走行を行う（惰性走行中であれば惰性走行を継続する）惰性走行処理、
３１７は、処理３１５において制動距離Ｄbに達している判定した場合は制動走行を行う（制動走行中であれば制動走行を継続する）制動走行処理、
３１８は、処理３１７の制動走行によって車速がｖ＝０に達したか否かを判定する車速０判定処理、
３１９は、処理３１８で車速がv＝０となった時点で車両が単位区間終点に達したとして終点到達処理を行う車両停止処理、
３２０は、本願発明による単位区間終点における制御終了点、
である。
【００４５】
次に図３b において、
３０６は、図３a における処理３０５の結果、終点が交差点であるとして本図処理
３２２ の処理手順に移行するための接続端子、
３２２は、図３a 処理３０７と同様、起点からの経過時間Δt 、起点からの車両走行距離ΔＤの計測を開始すると同時に現時点の車両速度ｖを検出する車両走行状態検出処理
（本処理は図３a 処理３０７を兼用することができるが、説明を簡明化する都合上処理３２２として記載している。以下にも同様な処理があるが、その旨の説明は省略する）、
３２３は、処理３２２結果と、図３aの処理３０３で取り込んだ情報から、単位区間終点到達までの残時間Ｔｒ＝tb−ta −Δt 、残距離Ｄr ＝Ｄab −ΔＤ、を算出する残時間／残距離算出処理、
【００４６】
３２４は、現状走行状態から惰性走行で終点に時刻tb に到達可能か否かを（数４）、（数５）より判定する惰性走行判定処理、
３２５は、図３c に示す惰性走行減速度算出処理手順への移行のための接続端子、
３２６は、図３c に示す惰性走行減速度算出処理手順からの処理３３０への移行のための接続端子、
【００４７】
３２７は、処理３２４で惰性走行で終点に時刻tb に到達不可と判定された場合、車速ｖが設定速度Ｖs 未満か否かを判定する車速判定処理、
３２８は、処理３２７で車速ｖが設定速度Ｖs 未満であると判定された場合は加速走行を行う（加速走行中であれば加速走行を継続する）加速走行処理、
３２９は、処理３２７で車速ｖが設定速度Ｖs に達していると判定した場合は、速度Ｖｓでの定速走行を行う（定速走行中であれば定速走行を継続する）定速走行処理、
【００４８】
３３０は、単位区間終点までの残時間Ｔｒが０になったか、即ち時刻が所定時刻tb達したか否かの判定を行う、残時間０判定処理、
３３１は、処理３３０において時刻が所定時刻tb に達していないと判定した場合は惰性走行を行う（惰性走行中であれば惰性走行を継続する）惰性走行処理、
３３２は、処理３３０において時刻が所定時刻tb に達したと判定した場合は車両が所定時刻に交差点に到達したとして、交差点到達・通過に必要な処理を行う単位区間終点通過処理、
３３３は、本願発明による単位区間終点における制御終了点、
である。
【００４９】
また図３c において、
３１３（３２５）は、図３a における処理３０９（図３b における処理３２４）との接続端子、
３１４（３２６）は、図３a における処理３１５（図３b における処理３３０）との接続端子、
３３４は、惰性走行減速度αi ` 計測中か否かを判別するためのFLGであり、FLG＝１の場合は惰性走行減速度αi ` 計測中とする。
３３５は、惰性走行減速度を計測開始して後時間が一定時間Ｔm経過したか否かを判定する惰性走行計測時間判定処理、
３３６は、処理３３４で惰性走行減速度αi ` 計測中ではないと判定した場合は、以降は計測中とするため、FLGを１にセットするFLGセット処理、
【００５０】
３３７は、車両の現速度ｖをレジスターｖm1に、また現時点の経過時間Δt をレジスターΔt１ に、それぞれ記憶する、現速度／経過時間記憶処理
３３８は、処理３３５で、惰性走行減速度αi ` 計測時間Tm が経過したと判定した場合車両現速度vをレジスターｖm2に記憶するvm2記憶処理、
３３９は、惰性走行減速度αi ` を（数６）より算出するαi ` 算出処理、
３４０は、処理３３９で算出した惰性走行減速度αi ` を正規な惰性走行減速度αiとして記憶・更新する、惰性走行減速度αi 更新処理、
３４１は、惰性走行減速度の算出・更新が終了したとして（継続しての惰性走行減速度計測に備えて）FLGを０にするFLGリセット処理、
である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上の如く車両の単位区間走行に際しての演算・処理・走行制御を行うことによって、車両は単位区間の起点から終点に向けての惰性走行を最大限活用した、また加速走行、定速走行を最小限に抑えた、走行が可能になる。本単位区間の走行制御を複数の単位区間から構成される走行路全体にわたって単位区間毎に繰り返すことによって、車両の省エネルギー走行、排出ガス低減走行は可能となる。
【００５２】
本車両走行制御方法は車両の駆動形態、即ち、現行のガソリンエンジン車、ジーゼルエンジン車、ハイブリッド車、あるいは今後の普及が期待される電気自動車、燃料電池車、にかかわらず、また自動２輪車等にも、広く適用することができる
【符号の説明】
【００５３】
（数１）、（数２）、（数３）において、
Ｄab ：単位区間の起点（地点Ｐa）−終点（地点Ｐb）間距離
ΔＤ：単位区間起点からの車両実走行距離
Ｄb ：制動距離
ｖ：現時点の車両速度
ｋ：現時点の車両速度に対して制動を開始すべき車両速度の比、
ｖ＝Ｖs 時においてはｋ＝Ｖmin／Ｖs である
Ｖs ：設定速度（定速走行速度）
Ｖmin：設定速度で惰性走行に移行した場合の制動開始速度
αi：惰性走行減速度、（一般的にはαi＜０であるが、下り坂の道路等において
αi ＞０となる場合もある）
αb：制動減速度、（αb＜０である）
【００５４】
（数４）、（数５）において、
Ｔr ＝{（tb −ta ）−Δt }
：現時点から、地点Ｐb （交差点）到達設定時刻tb までの残時間
Ｄr ＝Ｄab −ΔＤ
：現地点から地点Ｐb （交差点）までの残距離
Ｖmin ：車両が惰性走行で地点Ｐb に到達する際の最低速度
（車両はＶmin 以上の速度で地点Ｐb （交差点）に到達し、通過する）
Ｄb ：制動距離
ｖ：現時点の車両速度
αi：惰性走行減速度、（一般的にはαi＜０であるが、下り坂の道路等において
αi ＞０となる場合もある）
【００５５】
（数６）において、
Δｖ：惰性走行減速度計測時の速度差
Ｔm ：惰性走行減速度計測時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行制御区間を終点に向けての走行中、一定時間毎あるいは一定走行距離毎に、現速度で惰性走行を行った場合終点到達条件を満足しての車両走行制御区間終点への到達が可能か否かを判定し、可能となった時点から惰性走行を行うこと、
を特徴とする車両走行制御方法。
ここで、「終点到達条件」とは、終点が信号のある交差点の場合は、交差点を青信号・無停止で通過することができる時刻に交差点に到達すること、終点が一時停止点である場合は、終点の手前所定の距離到達まで惰性走行しその後の所定距離は所定の減速度で制動走行を行って停止点に到達すること、をいう。
【請求項２】
車両走行区間を、起点および終点を各々信号交差点あるいは信号のない交差点等の一時停止点とする単位走行制御区間に分割し、
前記単位走行制御区間毎に、車両は起点から加速走行および／あるいは定速走行で走行し、走行中一定時間あるいは一定走行距離毎に現時点での車両走行速度で惰性走行に移行して当該単位走行制御区間終点に、終点到達条件を満足して、到達可能か否かを判定し、
到達否なる場合は、一定時間あるいは一定走行距離加速走行および／あるいは定速走行を継続して後、再度前記惰性走行による当該単位走行制御区間終点への到達可否の判定を行う、
可となった場合は惰性走行によって終点に向けて走行し、終点に終点到達条件を満足して到達する、ことを特徴とする車両走行制御方法。
ここで、「終点到達条件」とは、終点が信号のある交差点の場合は、交差点を青信号・無停止で通過することができる時刻に交差点に到達すること、終点が一時停止点である場合は、終点の手前所定の距離到達まで惰性走行しその後の所定距離は所定の減速度で制動走行を行って停止点に到達すること、をいう。
【請求項３】
加速走行中、惰性走行中は勿論惰性走行中においても一定時間Ｔu経過毎あるいは一定走行距離Ｄu走行毎に継続して終点への惰性走行可否の判定を行うこと、
また、惰性走行可否の判定に使用する惰性走行減速度は、直前の一定時間Ｔm(=m・Ｔu 、ｍ：正の整数)あるいは一定走行距離Ｄm(=m・Ｄu 、ｍ：正の整数)の惰性走行によって実測した惰性走行減速度とすること、
を特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の車両走行制御方法。
【請求項１】
車両走行制御区間を終点に向けての走行中、一定時間毎あるいは一定走行距離毎に、現速度で惰性走行を行った場合終点到達条件を満足しての車両走行制御区間終点への到達が可能か否かを判定し、可能となった時点から惰性走行を行うこと、
を特徴とする車両走行制御方法。
ここで、「終点到達条件」とは、終点が信号のある交差点の場合は、交差点を青信号・無停止で通過することができる時刻に交差点に到達すること、終点が一時停止点である場合は、終点の手前所定の距離到達まで惰性走行しその後の所定距離は所定の減速度で制動走行を行って停止点に到達すること、をいう。
【請求項２】
車両走行区間を、起点および終点を各々信号交差点あるいは信号のない交差点等の一時停止点とする単位走行制御区間に分割し、
前記単位走行制御区間毎に、車両は起点から加速走行および／あるいは定速走行で走行し、走行中一定時間あるいは一定走行距離毎に現時点での車両走行速度で惰性走行に移行して当該単位走行制御区間終点に、終点到達条件を満足して、到達可能か否かを判定し、
到達否なる場合は、一定時間あるいは一定走行距離加速走行および／あるいは定速走行を継続して後、再度前記惰性走行による当該単位走行制御区間終点への到達可否の判定を行う、
可となった場合は惰性走行によって終点に向けて走行し、終点に終点到達条件を満足して到達する、ことを特徴とする車両走行制御方法。
ここで、「終点到達条件」とは、終点が信号のある交差点の場合は、交差点を青信号・無停止で通過することができる時刻に交差点に到達すること、終点が一時停止点である場合は、終点の手前所定の距離到達まで惰性走行しその後の所定距離は所定の減速度で制動走行を行って停止点に到達すること、をいう。
【請求項３】
加速走行中、惰性走行中は勿論惰性走行中においても一定時間Ｔu経過毎あるいは一定走行距離Ｄu走行毎に継続して終点への惰性走行可否の判定を行うこと、
また、惰性走行可否の判定に使用する惰性走行減速度は、直前の一定時間Ｔm(=m・Ｔu 、ｍ：正の整数)あるいは一定走行距離Ｄm(=m・Ｄu 、ｍ：正の整数)の惰性走行によって実測した惰性走行減速度とすること、
を特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の車両走行制御方法。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【公開番号】特開２０１１−２２５１０３（Ｐ２０１１−２２５１０３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９６８１６（Ｐ２０１０−９６８１６）
【出願日】平成２２年４月２０日（２０１０．４．２０）
【出願人】（３０１００１１９９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２０日（２０１０．４．２０）
【出願人】（３０１００１１９９）
【Ｆターム（参考）】
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