運転支援システム、方法およびプログラム
【課題】回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電した場合であってもエンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにする技術の提供。
【解決手段】車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定し、前記バッテリが前記上限電力量まで充電された状態で前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得し、前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる。
【解決手段】車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定し、前記バッテリが前記上限電力量まで充電された状態で前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得し、前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生ブレーキとエンジンブレーキとを作用させることが可能な車両における運転支援システム、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に作用するエネルギーによってモータを駆動してバッテリを充電することによって車両に制動力を作用させる回生ブレーキが知られており、効率的に回生ブレーキを利用して走行時の消費エネルギーを抑制する各種の技術が開発されている。例えば、特許文献１には、経路上に大きな回生エネルギーを回収できる降坂路がある場合、一時的にバッテリに充電可能な上限電力量を増大させ、増大させた上限電力量まで回生エネルギーを回収可能にする技術が開示されている。すなわち、降坂路においてできるだけ多くの回生エネルギーを回収することで効率的にエネルギーを回収する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６０２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術においては、一時的にバッテリに充電可能な上限電力量が増大されるものの、当該増大された上限電力量までバッテリに充電されると、回生ブレーキを利用できなくなって回生ブレーキが停止する。そして、長い降坂路等においては、走行過程でバッテリに上限電力量まで充電されることがあり、バッテリに上限電力量まで電力が充電された場合、制動力を補うためにエンジンブレーキが利用されることがある。
【０００５】
しかし、回生ブレーキを使用し、かつ、エンジンブレーキを使用していない状態から、回生ブレーキを使用せず、かつ、エンジンブレーキを使用する状態に切り替わると、エンジン回転数が急激に上昇し、運転者に大きな違和感を与えてしまう。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電した場合であってもエンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明においては、車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電される場合、バッテリの残電力量が上限電力量となる前にエンジンブレーキによって第２制動力を車両に作用させる。そして、当該第２制動力は、バッテリが上限電力量まで充電された状態で車両に作用させるべき制動力である第１制動力よりも小さくなるように制御する。
【０００７】
すなわち、バッテリの残電力量が上限電力量となった状態で車両に第１制動力を作用させるべき場合、バッテリの残電力量が上限電力量となる以前に回生ブレーキによって車両を制動させ、バッテリの残電力量が上限電力量となった後にエンジンブレーキによって車両を制動させると、エンジン回転数が最低値である状態から急激に上昇し、運転者に大きな違和感を与えてしまう。そこで、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、第１制動力より小さい第２制動力が車両に作用するように車両に作用する制動力を制御する。
【０００８】
この結果、バッテリの残電力量が上限電力量となった後にエンジン回転数が最低値である状態から急激に上昇することを防止することができ、回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電した場合であってもエンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにすることができる。
【０００９】
ここで、電力量推定手段は、車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定することができればよい。すなわち、予め走行予定経路が設定されている状態において、走行予定経路を構成する道路の地点毎のバッテリの残電力量を推定し、走行予定経路のいずれかの地点でバッテリの残電力量が上限電力量となるか否かを推定することができればよい。地点毎のバッテリの残電力量は、車両の動作（車速や加速度等）、道路の高度など、車両に作用するエネルギーを特定するために必要なパラメータに基づいて特定すればよい。また、車両の動作は道路の高度や渋滞度、時間帯等によって推定しても良いし、過去の車両の動作の履歴によって推定しても良い。なお、上限電力量は予め決められていればよく、一定の値でも良いし、動的に変動する値であっても良い。なお、走行予定経路は、車両で利用されるナビゲーションシステムによって設定されても良いし、車両と異なる位置に存在する管理装置にて設定された走行予定経路が通信によって取得される構成であっても良い。
【００１０】
制動力取得手段は、バッテリが上限電力量まで充電された状態で車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得することができればよい。すなわち、車両に回生ブレーキを作用させずにエンジンブレーキを作用させた場合に、当該エンジンブレーキによってエンジン回転数が急激に増大することが運転者の違和感の原因となるため、当該エンジン回転数に対応するエンジンブレーキの制動力を第１制動力として取得することができればよい。また、第１制動力の大きさは走行前に特定できるように構成されていればよい。例えば、車両の仕様によって一定の制動力が作用するように決められている場合には当該一定の制動力が第１制動力になる。また、各種の指標に基づいて第１制動力が特定される構成であってもよく、例えば、バッテリが上限電力量まで充電される地点における道路勾配や車両の動作等によって特定する構成としてもよい。なお、車両の動作としては、車両の速度や加速度等が挙げられるが、むろん、車両が備えるトランスミッションの状態を規定するシフトレバーの状態から決められる動作であっても良い。
【００１１】
制動力制御手段は、バッテリに上限電力量まで充電されると推定される場合、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させることができればよい。すなわち、エンジンブレーキによる制動を開始することに伴うエンジン回転数の上昇幅が、エンジンブレーキが車両に作用していない状態からエンジンブレーキによって車両に第１制動力を作用させる状態に切り替える場合と比較して抑制できるように、事前に第２制動力を車両に作用させることができればよい。
【００１２】
なお、バッテリの残電力量が上限電力量となる前にエンジンブレーキによって第２制動力を作用させる状態とすることができる限り、その後、エンジンブレーキによって第１制動力を作用させる状態とすることは可能である。すなわち、ここでは、バッテリに上限電力量まで充電される前にエンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させることができれば、エンジンブレーキによる制動を開始することに伴うエンジン回転数の上昇幅を抑制することができるため、第２制動力を作用させた後、制動力を変化させ車両に第１制動力が作用する状態となっても良い。
【００１３】
例えば、エンジンブレーキによって第２制動力を車両に作用させる制御を開始した後、第１制動力となるまでエンジンブレーキによる制動力を徐々に増大させる構成としても良い。すなわち、第２制動力を作用させた後、制動力を徐々に増大させて第１制動力とすれば、エンジン回転数が徐々に上昇するため、運転者に違和感を与えることはない。
【００１４】
また、エンジンブレーキによって一定の第２制動力を車両に作用させる構成としても良い。この構成によれば、極めて簡易な制御によって運転者の違和感を防止することができる。
【００１５】
さらに、回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する際に、走行予定経路に含まれる降坂路においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させた場合にバッテリに上限電力量まで充電される地点を推定する構成としても良い。この場合、当該地点に到達する前にエンジンブレーキによって第２制動力を車両に作用させることになる。すなわち、当該地点が存在することが推定される場合に、回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるとみなす。また、走行予定経路に含まれる降坂路においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させた場合にバッテリに上限電力量まで充電される地点を推定する構成においては、エンジンブレーキによる制動力を考慮することなく降坂路におけるバッテリの残電力量を推定することができるため、バッテリに上限電力量まで充電される地点を容易に推定することができる。
【００１６】
さらに、バッテリに上限電力量まで充電された場合にエンジンブレーキによる制動が開始される車両において、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる構成としても良い。すなわち、走行予定経路に基づいてバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定し、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる構成とする。この場合、第１制動力は、バッテリに上限電力量まで充電された場合に始動するエンジンブレーキによって車両に作用させるべき制動力として予め決められた制動力である。
【００１７】
さらに、本発明のようにバッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合や、複数の装置によって実現される場合、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合が想定可能であり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーションシステムや方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】運転支援システムを含むナビゲーション装置のブロック図である。
【図２】（２Ａ）（２Ｂ）（２Ｃ）は車両に制動力を作用させる際の各部の動作状態を説明する図である。
【図３】運転支援処理を示すフローチャートである。
【図４】（４Ａ）は地点毎の高度、（４Ｂ）は目標車速、（４Ｃ）は制動力、（４Ｄ）は残電力量、（４Ｅ）はエンジン回転数を示す図である。
【図５】（５Ａ）は地点毎の高度、（５Ｂ）は目標車速、（５Ｃ）は制動力、（５Ｄ）は残電力量、（５Ｅ）はエンジン回転数を示す図である。
【図６】（６Ａ）は地点毎の高度、（６Ｂ）は目標車速、（６Ｃ）は制動力、（６Ｄ）は残電力量、（６Ｅ）はエンジン回転数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ナビゲーション装置の構成：
（２）運転支援処理：
（３）他の実施形態：
【００２０】
（１）ナビゲーション装置の構成：
図１は、本発明にかかる運転支援システムを含むナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０、記録媒体３０を備えており、記録媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することが可能である。本実施形態においては、このプログラムとしてナビゲーションプログラムを実行可能であり、当該ナビゲーションプログラムは運転支援プログラム２１を含んでいる。運転支援プログラム２１は、制御部２０がナビゲーションプログラムを実行している過程で実行される。
【００２１】
本実施形態における車両は、ＧＰＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３と内燃機関４４とギア機構４５と出力軸４６と発電機４７とモータ４８とバッテリ４９と摩擦制動部５０とを備えており、各部を必要に応じて利用して制御部２０が運転支援プログラム２１による機能を実現する。
【００２２】
ＧＰＳ受信部４１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在地点を算出するための情報を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の現在地点を取得する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車両の現在車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両に作用する角速度に対応した信号を出力する。制御部２０は図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車両の走行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号から特定される車両の現在地点を補正するなどのために利用される。また、車両の現在地点は、当該車両の走行軌跡に基づいて適宜補正される。
【００２３】
内燃機関４４は、液体燃料の燃焼によって回転軸を回転させ、または回転軸の回転に対する抵抗によってエンジンブレーキを発生させる機関である。出力軸４６は、車両が備える車輪に連動して回転軸が回転する機構である。発電機４７は、バッテリ４９からの電力共有によって回転軸が回転し、また、回転軸に作用するエネルギーによって電力を生成する装置である。発電機４７の動作は制御部４７ａに制御され、制御部４７ａは制御部２０からの指示によって発電機４７の動作を決定する機能も備えている。すなわち、制御部２０は、発電機４７がバッテリ４９から電力を受けて動力を発生する状態とギア機構４５からトルクを受けて電力を発生する状態とを切り替えることができる。また、制御部４７ａは、図示しないインバータによって発電機４７のインピーダンスを調整することができ、発電機４７の回転軸を回転させるために必要なトルクを調整することができる。従って、発電機４７を回転させるためのトルクを実質的に０として空転させることができる。
【００２４】
モータ４８、はバッテリ４９からの電力共有によって回転軸が回転し、また、回転軸に作用する動力によって電力を生成する装置である。モータ４８の動作は制御部４８ａに制御され、制御部４８ａは制御部２０からの指示によってモータ４８の動作を決定する機能も備えている。従って、制御部２０は、モータ４８がバッテリ４９から電力を受けて動力を発生する状態とギア機構４５からトルクを受けて電力を発生する状態とを切り替えることができる。また、制御部４８ａは、図示しないインバータによってモータ４８のインピーダンスを調整することができ、モータ４８の回転軸を回転させるために必要なトルクを調整することができる。従って、モータ４８を回転させるためのトルクを実質的に０として空転させることができる。
【００２５】
バッテリ４９は電力を蓄積する機構であり、発電機４７、モータ４８のいずれかまたは双方を対象とし、蓄積された電力を供給し、また、電力の供給を受けて電力を蓄積することが可能である。なお、本実施形態においてバッテリ４９に対して充電可能な電力量には予め上限が設定されており、ここでは当該上限を上限電力量と呼ぶ。また、制御部２０がバッテリ４９に対して制御信号を出力すると当該バッテリ４９から残電力量を示す情報が出力され、制御部２０は当該情報に基づいて残電力量を取得することができる。
【００２６】
本実施形態にかかる車両は、ハイブリッド車両であり、内燃機関４４と発電機４７とモータ４８とはギア機構４５を介して出力軸４６に接続されている。すなわち、ギア機構４５は、内燃機関４４の回転軸に連動するプラネタリキャリアと出力軸４６の回転軸に連動するリングギアと発電機４７の回転軸に連動するサンギアとを備えている。また、モータ４８の回転軸と出力軸４６の回転軸とリングギアとはギア機構４５が備えるギアを介して接続されている。
【００２７】
以上の構成により、ギア機構４５においては、プラネタリキャリアに接続されたピニオンギアとリングギアとサンギアの歯数の比に応じた所定の関係の回転数で内燃機関４４の回転軸と出力軸４６の回転軸と発電機４７の回転軸を回転させることができる。そして、ギア機構４５は、内燃機関４４の回転軸と出力軸４６の回転軸と発電機４７の回転軸の回転数を所定の関係に維持しながら、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８のいずれかまたは複数の部位における回転軸に作用するトルクを他の部位または他の複数の部位における回転軸に伝達することができる。
【００２８】
また、本実施形態において、内燃機関４４は図示しないスロットルペダルの操作量に応じてトルクが増減し、発電機４７は制御部４７ａの制御によってトルクが増減し、モータ４８は制御部４８ａの制御によってトルクが増減する。そして、本実施形態においては、内燃機関４４の回転軸がスロットルペダルの操作量に応じた回転数で回転している状態、あるいは、スロットルペダルが操作されていないことによって積極的に目的回転数となるような制御が行われていない状態のそれぞれにおいて、制御部４７ａ、制御部４８ａが適宜発電機４７、モータ４８のトルクを制御することで車両に作用する力を制御する。すなわち、制御部４７ａ、制御部４８ａが適宜発電機４７、モータ４８のトルクを制御することにより、内燃機関４４、発電機４７、モータ４８のいずれかまたは組み合わせが出力するトルクによって車両が駆動される。
【００２９】
また、制御部４７ａ、制御部４８ａが適宜発電機４７、モータ４８のトルクを制御することにより、出力軸４６に作用するトルクを内燃機関４４、発電機４７、モータ４８のいずれかまたは組み合わせに伝達することによって車両に作用する制動力を制御する。本実施形態においては、後述の処理により、回生ブレーキを使用し、エンジンブレーキを使用せずに車両を制動する状態と、回生ブレーキとエンジンブレーキとを使用して車両を制動する状態と、回生ブレーキを使用せず、エンジンブレーキを使用して車両を制動する状態とを切り替えることができる。また、制御部４７ａ、制御部４８ａが発電機４７、モータ４８のトルクを制御することにより、車両に作用する制動力を制御することができる。
【００３０】
図２Ａは、回生ブレーキを使用し、エンジンブレーキを使用せずに車両を制動する状態における内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を説明するため図である。当該図２Ａにおいては、内燃機関４４等の各部の間に記された矢印がエネルギーの流れを示しており、矢印の幅がエネルギー量を模式的に示している。また、円形はエネルギーの分配が行われる部分を模式的に示しており、内燃機関４４と出力軸４６との間の２つの円形はギア機構４５によって実現されるエネルギーの分配を示し、バッテリ４９の上方に示す円形は電気的に実現されるエネルギーの分配を示している。当該表記は図２Ｂ，２Ｃにおいても同様である。
【００３１】
図２Ａに示す状態はスロットルペダルが操作されていない場合に実現される。スロットルペダルが操作されていない状態において、内燃機関４４は積極的に回転されないため、内燃機関４４の回転軸から他の部位へのエネルギーの流れは存在しない。一方、車両が走行することにより、出力軸４６の回転軸は回転し、出力軸４６から他の部位へエネルギーが伝達される。また、本実施形態では、図２Ａに示す状態において、制御部４７ａが発電機４７のインピーダンスを調整することで発電機４７のトルクを調整し、発電機４７の回転軸を空転させる。従って、出力軸４６からギア機構４５に伝達されるエネルギーから内燃機関４４および発電機４７に有意な量のエネルギーは伝達されず、図２Ａにおいては、出力軸４６側から内燃機関４４や発電機４７側に延びる矢印は記されていない。
【００３２】
一方、図２Ａに示す状態においては、制御部４８ａがモータ４８のインピーダンスを調整することにより、出力軸４６からモータ４８にエネルギーが伝達されるようにモータ４８のトルクを調整する。この結果、モータ４８は出力軸４６から伝達されるエネルギーによって発電し、発電されたエネルギーはバッテリ４９に蓄積される。図２Ａにおいては、この様子を矢印によって示している。また、当該モータ４８での発電に伴って生じる抵抗が車両に対して制動力を作用させるため、図２Ａに示す状態においては、車両に回生ブレーキを作用させた状態となる。さらに、制御部４８ａがモータ４８のトルクを調整することにより、回生ブレーキによって車両に作用させる制動力を調整することができる。
【００３３】
図２Ｂは、回生ブレーキとエンジンブレーキとを使用して車両を制動する状態における内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を説明するため図であり、図２Ｂに示す状態もスロットルペダルが操作されていない場合に実現される。図２Ｂに示す状態においても、車両が走行することにより出力軸４６の回転軸は回転し、出力軸４６から他の部位へエネルギーが伝達される。また、本実施形態では、図２Ｂに示す状態において、制御部４８ａがモータ４８のインピーダンスを調整することにより、出力軸４６からモータ４８にエネルギーが伝達されるようにモータ４８のトルクを調整する。さらに、制御部４７ａが発電機４７のインピーダンスを調整することにより、出力軸４６から内燃機関４４へもエネルギーが伝達されるように発電機４７のトルクを調整する。
【００３４】
この結果、モータ４８は出力軸４６から伝達されるエネルギーによって発電し、発電されたエネルギーはバッテリ４９に蓄積される。同時に、内燃機関４４には出力軸４６からエネルギーが伝達されて回転軸が回転する。図２Ｂにおいては、この様子を矢印によって示している。また、当該モータ４８での発電に伴って生じる抵抗と内燃機関４４の回転に伴って生じる抵抗とが車両に対して制動力を作用させるため、図２Ｂに示す状態においては、車両に回生ブレーキおよびエンジンブレーキを作用させた状態となる。なお、本実施形態においては、発電機４７のトルクを調整することによって発電機４７の回転数を調整することで、出力軸４６の回転に伴って回転される内燃機関４４の回転軸の回転数も調整することができる。従って、出力軸４６から伝達されるエネルギーをモータ４８と内燃機関４４とに分配する際の分配率を調整することができる。このため、制御部４７ａの制御により、車両に作用する制動力と当該制動力における回生ブレーキとエンジンブレーキとの分配率とを調整することができる。
【００３５】
図２Ｃは、回生ブレーキを使用せず、エンジンブレーキを使用して車両を制動する状態における内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を説明するため図であり、図２Ｃに示す状態もスロットルペダルが操作されていない場合に実現される。図２Ｃに示す状態においても、車両が走行することにより出力軸４６の回転軸は回転し、出力軸４６から他の部位へエネルギーが伝達される。また、本実施形態では、制御部４８ａがモータ４８のインピーダンスを調整することでモータ４８のトルクを調整し、モータ４８の回転軸を空転させる。従って、出力軸４６からギア機構４５に伝達されるエネルギーからモータ４８に有意な量のエネルギーは伝達されず、図２Ｃにおいては、出力軸４６側からモータ４８側に延びる矢印は記されていない。
【００３６】
一方、図２Ｃに示す状態において、制御部４７ａが発電機４７のインピーダンスを調整することにより、出力軸４６から内燃機関４４にエネルギーが伝達されるように発電機４７のトルクを調整する。この結果、内燃機関４４には出力軸４６からエネルギーが伝達されて回転軸が回転する。図２Ｃにおいては、この様子を矢印によって示している。また、当該内燃機関４４の回転に伴って生じる抵抗が車両に対して制動力を作用させるため、図２Ｃに示す状態においては、車両にエンジンブレーキを作用させた状態となる。なお、本実施形態においては、発電機４７のトルクを調整することによって発電機４７の回転数を調整することで、出力軸４６の回転に伴って回転される内燃機関４４の回転軸の回転数も調整することができる。従って、制御部４７ａの制御により、車両に作用する制動力を調整することができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態において制御部４７ａ、制御部４８ａは、車両に対してエンジンブレーキのみが作用する状態と、回生ブレーキのみが作用する状態と、エンジンブレーキと回生ブレーキとが作用する状態とを切り替えることができるとともに、各状態における制動力を調整することができる。そして、制御部２０から、制動力を指示する制御信号を制御部４７ａ、４８ａのいずれかまたは双方に出力すると、エンジンブレーキと回生ブレーキとの一方または双方を利用して所望の制動力を車両に作用させるように調整することができる。
【００３８】
摩擦制動部５０は、車輪に搭載された摩擦ブレーキによる制動力を調整するホイールシリンダおよびホイールシリンダの圧力を調整するための減速量調整ペダルを含む装置である。すなわち、運転者は減速量調整ペダルを操作してホイールシリンダの圧力を調整して車両に作用する制動力を調整し、車両を減速させることができる。制御部２０は、図示しないインタフェースを介して摩擦制動部５０に対して制御信号を出力して減速量調整ペダルの操作量を示す情報を取得し、減速量調整ペダルの操作に応じて車両に作用している摩擦制動力の大きさを取得することができる。
【００３９】
ユーザＩ／Ｆ部５１は、ユーザに各種の情報を提供し、またはユーザの指示を入力するためのインタフェース部であり、本実施形態においては図示しないタッチパネルディスプレイからなる表示部と音声を出力するスピーカーを備えている。制御部２０は、当該ユーザＩ／Ｆ部５１に対して制御信号を出力して任意の画像を表示部に表示させ、任意の音声をスピーカーから出力させる。また、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部５１の出力信号に基づいて利用者の指示内容を特定する。
【００４０】
記録媒体３０には地図情報３０ａが記録されている。地図情報３０ａは、車両が走行する道路上に設定されたノードを示すノードデータ，ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点データ，ノード同士の連結を示すリンクデータ等を含んでいる。また、ノードデータおよび形状補間点データには、ノードや形状補間点に相当する道路の高度を示す情報が含まれており、リンクデータには、各リンクに対応した道路の摩擦や空気抵抗など車両走行時に作用する抵抗力を評価するための抵抗係数を示すデータが含まれている。
【００４１】
制御部２０は、ナビゲーションプログラムの処理により、ユーザＩ／Ｆ部５１を介した利用者からの指示に応じて地図情報３０ａを参照し、車両の現在地点から目的地点までの経路を探索し、探索された経路を走行予定経路として取得する。また、制御部２０は、走行予定経路を示す情報を経路情報３０ｂとして記録媒体３０に記録する。さらに、制御部２０は、ナビゲーションプログラムの処理により、ＧＰＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在地点を特定する。また、走行予定経路が設定されている場合、制御部２０は、ナビゲーションプログラムの処理によりユーザＩ／Ｆ部５１に制御信号を出力し、車両が走行予定経路に沿って走行できるように経路案内を行う。
【００４２】
本実施形態においては、車両が走行予定経路に沿って走行している過程で降坂路にて車両に制動力を作用させることで運転支援を行う構成となっており、当該運転支援を実行するために、制御部２０は、運転支援プログラム２１の処理を実行する。運転支援プログラム２１は、電力量推定部２１ａと制動力取得部２１ｂと制動力制御部２１ｃとを備えている。
【００４３】
電力量推定部２１ａは、車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、ナビゲーションプログラムによって走行予定経路が設定され、走行予定経路を示す経路情報３０ｂが記録媒体３０に記録されている状態において、経路情報３０ｂを参照し、走行予定経路を構成する道路の地点毎のバッテリの残電力量を推定する。
【００４４】
具体的には、制御部２０は、バッテリ４９に対して制御信号を出力して走行開始前のバッテリ４９の残電力量を取得する。また、制御部２０は、地図情報３０ａを参照して走行予定経路を構成する道路の高度変化（勾配）と各道路での抵抗係数を取得し、車両の重量など、車両の動作を評価するためのパラメータに基づいて、各道路を所定の目標車速で走行するために車両に作用させるべき加速度を特定し、走行過程における地点毎の車速を特定する。制動力は当該加速度に基づいて特定される。すなわち、制御部２０は、加速度が負である場合に車両の重量と加速度との積の絶対値を制動力として特定する。なお、車両の重量は定数であるため、制動力を特定することと加速度を特定することとは等価である。
【００４５】
本実施形態においては、車両の制動力および車速に応じて内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態が予め決められており、制御部２０は、走行予定経路上の各地点における内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態に基づいて各地点における電力の消費量あるいは充電量を特定する。この結果、走行開始前のバッテリ４９の残電力量に対する走行後のバッテリ４９の残電力量の推移を推定することができる。
【００４６】
なお、本実施形態において制御部２０は、走行予定経路に含まれる降坂路においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。このような動作状態においては、回生ブレーキによって生成された電力がバッテリ４９に充電されるため、当該動作状態での降坂路上の走行が続くと徐々にバッテリ４９の残電力量が増大する。そして、降坂路の勾配や長さによっては、降坂路の途中でバッテリ４９に上限電力量まで充電され得る。従って、このような地点が存在すると推定される場合、制御部２０は、車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されると推定する。なお、本実施形態において、上限電力量は予め決められた一定の値である。
【００４７】
制動力取得部２１ｂは、バッテリ４９が上限電力量まで充電された状態で車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、電力量推定部２１ａの処理によりバッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される地点が走行予定経路上に特定された場合、当該地点における制動力を第１制動力として取得する。すなわち、電力量推定部２１ａの処理により上述のようにして走行予定経路上の地点毎に車両に作用させるべき制動力が特定されているため、制御部２０は、当該制動力を第１制動力として取得する。
【００４８】
制動力制御部２１ｃは、バッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される場合、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、電力量推定部２１ａの処理によりバッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される地点が走行予定経路上に特定された場合、車両が走行を開始し、当該地点を含む降坂路に到達すると降坂路の開始地点以後においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。
【００４９】
そして、制御部２０は、バッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される地点に車両が到達する前に、エンジンブレーキによって車両に第２制動力を作用させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。なお、このとき、制御部２０は、降坂路上の各地点にて車両に作用させるべき制動力を特定し、第２制動力が車両に作用させるべき制動力に満たない場合には回生ブレーキを併用して当該車両に作用させるべき制動力で車両を減速させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。また、本実施形態において制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に第２制動力を作用させる制御を開始した後、第１制動力となるまでエンジンブレーキによって車両に作用させる制動力を徐々に増大させる。
【００５０】
なお、第２制動力は、エンジンブレーキによる制動を開始することに伴うエンジン回転数の上昇幅が、エンジンブレーキが車両に作用していない状態からエンジンブレーキによって車両に第１制動力を作用させる状態に切り替える場合と比較して抑制できるように決定されていればよい。従って、第２制動力は、エンジン回転数が最低値である状態から、エンジンブレーキによって車両に第２制動力を作用させた状態に切り替わった場合であっても、運転者が違和感を感じないように設定されていればよい。本実施形態において第２制動力は、エンジンブレーキによって車両に作用させることができる最小限の制動力として設定されている。
【００５１】
以上の構成により、本実施形態においては、エンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにすることができる。すなわち、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となった場合に第１制動力を車両に作用させるべき場合、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となる以前にエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキによって車両を制動させ、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となった後にエンジンブレーキによって車両を制動させると、エンジン回転数が最低値である状態から急激に上昇し、運転者に大きな違和感を与えてしまう。
【００５２】
しかし、本実施形態においては、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となる前に、第１制動力より小さい第２制動力が車両に作用するように車両に作用する制動力を制御する。従って、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となった後にエンジン回転数が最低値である状態から急激に上昇することを防止することができ、回生ブレーキによってバッテリ４９に上限電力量まで充電した場合であってもエンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにすることができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、エンジンブレーキによって第２制動力を作用させた後、エンジンブレーキによる制動力を徐々に増大させて第１制動力としているため、エンジンブレーキによる制動力の上昇に伴って徐々にエンジン回転数が上昇する。従って、エンジン回転数を急激に上昇させることなく車両に必要とされる第１制動力を作用させることができ、運転者に違和感を与えることなく制動力を制御することができる。
【００５４】
（２）運転支援処理：
次に、本実施形態にかかる運転支援処理を説明する。図３は、運転支援処理示すフローチャートであり、ナビゲーションプログラムの処理によって走行予定経路が作成された後、車両による走行が開始される前に運転支援処理の実行が開始される。以下、図４Ａ〜図４Ｅに示す例を参照しながら運転支援処理を説明する。
【００５５】
運転支援処理において、まず制御部２０は、電力量推定部２１ａの処理により、経路情報３０ｂを参照して走行予定経路を取得する（ステップＳ１００）。次に、制御部２０は、電力量推定部２１ａの処理により、走行予定経路を構成する道路の地点毎のバッテリの残電力量を推定する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、走行予定経路を構成する道路の地点毎の制動力と車速とを特定し、当該制動力と車速に対応する内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を決定して地点毎の電力の消費量あるいは充電量を特定することで、バッテリ４９の残電力量の推移を推定する。
【００５６】
図４Ａは、走行予定経路に含まれるある降坂路に関する地点毎の高度、図４Ｂは対応する地点の目標車速、図４Ｃは対応する地点の制動力、図４Ｄは対応する地点の残電力量、図４Ｅは対応する地点のエンジン回転数を示す図であり、横軸を地点、縦軸を高度、目標車速、制動力、残電力量、エンジン回転数として示している。図４Ａ〜４Ｅに示す例においては、地点Ｐ1より後方の道路区間Ｚ1が平坦であり、地点Ｐ1から地点Ｐ2の間の道路区間Ｚ2が降坂路であり、地点Ｐ2より前方の道路区間Ｚ3が平坦である。また、本例において、道路区間Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3における目標車速は図４Ｂに示すように一定の車速Ｖ0である。
【００５７】
この例に関してステップＳ１０５が実行されると、制御部２０は、道路区間Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3において一定の目標車速Ｖ0で走行するために車両に作用させるべき加速度を地点毎に特定し、当該加速度で走行した場合の車両の車速を特定する。また、制御部２０は、加速度が負である場合に、車両の重量と加速度との積の絶対値を制動力として特定する。図４Ｃにおいては、道路区間Ｚ2における加速度が負であり、制動力Ｆが特定された状態を示している。すなわち、本例において、道路区間Ｚ2の勾配は一定であるため、一定の目標車速Ｖ0で車両を走行させるための制動力が一定値として特定されている。むろん、加速度、車速、制動力は図４Ｃに示す道路区間のみならず、走行予定経路を構成する全ての道路区間について実行される。
【００５８】
このようにして制動力が特定されると、制御部２０は、さらに、バッテリ４９の残電力量を推定する。すなわち、制御部２０は、各地点における車両の制動力および車速に応じて内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を特定し、当該動作状態に基づいて各地点における電力の消費量あるいは充電量を特定する。そして、制御部２０は、各地点における電力量の消費量あるいは充電量の累積値を走行前のバッテリ４９における残電力量に加えることによってバッテリ４９の残電力量の推移を推定する。
【００５９】
図４Ｄに示す例においては、道路区間Ｚ1，Ｚ3おいて残電力量が徐々に減少している。また、本実施形態において制御部２０は、上述のように、走行予定経路に含まれる降坂路においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。従って、図４Ｄに示す例のように、降坂路である道路区間Ｚ2において残電力量は徐々に増加する。なお、図４Ｄに示す例においては、道路区間Ｚ2内の地点Ｐ3においてバッテリ４９の残電力量が上限電力量Ｗuとなる。
【００６０】
以上のようにして、ステップＳ１０５にて地点毎のバッテリ４９の残電力量を推定すると、制御部２０は、制動力取得部２１ｂの処理により、バッテリ４９に上限電力量まで充電される降坂路が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。図４Ｄに示す例においては道路区間Ｚ2内の地点Ｐ3においてバッテリ４９の残電力量が上限電力量Ｗuとなると推定されるため、本例においてステップＳ１１０が実施されると、バッテリ４９に上限電力量まで充電される降坂路が存在すると判定される。
【００６１】
次に、制御部２０は、制動力取得部２１ｂの処理により、第１制動力を取得する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、バッテリ４９が上限電力量まで充電された状態で車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する。図４Ｃに示す例においては、地点Ｐ3において車両に作用させるべき制動力Ｆが第１制動力となる。
【００６２】
次に、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点と降坂路の終了地点とを取得する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１０５にて特定された地点毎のバッテリ４９の残電力量に基づいて、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点を取得し、地図情報３０ａに基づいて当該地点を含む降坂路の終了地点を取得する。図４Ｄに示す例においては、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点Ｐ3および地点Ｐ3を含む降坂路の終了地点Ｐ2が取得される。
【００６３】
次に、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、エンジンブレーキの開始地点を取得し、当該開始地点と降坂路の終了地点との間の制動力を取得する（ステップＳ１２５）。なお、本実施形態において、制御部２０は、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点以後、降坂路の終了地点までエンジンブレーキのみで車両を制動させる場合の制動力によって消費されるエネルギーと、エンジンブレーキの開始地点と降坂路の終了地点との間の区間にてエンジンブレーキによる制動力を徐々に増加させた場合に当該制動力によって消費されるエネルギーとが一致するように制動力を決定する。
【００６４】
具体的には、制御部２０は、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点において、エンジンブレーキによる制動力を第１制動力の１／２に設定する。また、当該地点の前後で単位距離当たりの制動力の変化が予め決められた値となるようにエンジンブレーキによる制動力を変化させることを想定し、制御部２０は、当該地点よりも後方において制動力が最小限の制動力となる地点をエンジンブレーキの開始地点とする。また、制御部２０は、当該地点よりも前方において制動力が第１制動力となる地点を特定するとともに当該地点から降坂路の終了地点までにおいては制動力が第１制動力となるように設定する。
【００６５】
例えば、図４Ｃに示すように、制御部２０は、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点Ｐ3における制動力を第１制動力Ｆの１／２、すなわちＦ／２に設定する。また、図４Ｃに示す例においては、地点Ｐ3の前後で単位距離当たりの制動力の変化が予め決められた値となるように設定した場合の制動力の変化を一点鎖線によって示している。さらに、図４Ｃに示す例において、最小限の制動力は略０であるため、一点鎖線とグラフの横軸とが交わる地点Ｐ4がエンジンブレーキの開始地点として設定される。また、図４Ｃに示す例において、第１制動力はＦであるため、一点鎖線と制動力Ｆを示す実線の直線とが交わる地点Ｐ5が特定されると当該地点Ｐ5から降坂路の終了地点Ｐ2までにおいては制動力が第１制動力Ｆに設定される。なお、降坂路の終了地点Ｐ2がより後方であることにより、単位距離当たりの制動力の変化を予め決められた一点鎖線のような値とした場合に降坂路の終了地点までに制動力を第１制動力Ｆとすることができない場合、単位距離当たりの制動力の変化を修正することにより、降坂路の終了地点までに制動力を第１制動力Ｆとすることができるように調整すればよい。
【００６６】
図４Ｃに示す例において、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点以後、降坂路の終了地点までエンジンブレーキのみで車両を制動させる場合の制動力によって消費されるエネルギーは、地点Ｐ3，Ｐ2間における制動力Ｆ以下の部分の面積に相当する。また、エンジンブレーキの開始地点と降坂路の終了地点との間の区間にてエンジンブレーキによる制動力を徐々に増加させた場合に当該制動力によって消費されるエネルギーは、地点Ｐ4，Ｐ5間における一点鎖線で示す制動力以下の部分の面積と地点Ｐ5，Ｐ2間における制動力Ｆ以下の部分の面積との和に相当する。従って、図４Ｃから明らかなように、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点以後、降坂路の終了地点までエンジンブレーキのみで車両を制動させる場合の制動力によって消費されるエネルギーと、エンジンブレーキの開始地点と降坂路の終了地点との間の区間にてエンジンブレーキによる制動力を徐々に増加させた場合に当該制動力によって消費されるエネルギーとは一致している。
【００６７】
ここで、図４Ｃに示すように車両に作用させるべき制動力は道路区間Ｚ2に渡って一定の制動力Ｆであるため、地点Ｐ4，Ｐ5間においてエンジンブレーキによって一点鎖線で示す制動力を車両に作用させるだけでは制動力Ｆに満たない。このため、地点Ｐ4，Ｐ5間において制動力Ｆを車両に作用させるためにエンジンブレーキのみでは足りない部分は回生ブレーキの制動力によって補われる。
【００６８】
そして、上述のように、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点以後、降坂路の終了地点までエンジンブレーキのみで車両を制動させる場合の制動力によって消費されるエネルギーと、エンジンブレーキの開始地点と降坂路の終了地点との間の区間にてエンジンブレーキによる制動力を徐々に増加させた場合に当該制動力によって消費されるエネルギーとが一致するため、エンジンブレーキによって一点鎖線で示す制動力を車両に作用させたとしても、バッテリ４９は上限電力量となるまで充電される。図４Ｄに示す例においては、エンジンブレーキによって一点鎖線で示す制動力を車両に作用させた場合のバッテリ４９の残電力量の変化を一点鎖線で示している。なお、バッテリ４９に上限電力量Ｗuまで蓄積された状態で回生ブレーキを使用せずエンジンブレーキを使用した場合、バッテリ４９の電力が消費され得るが、その量は僅かであるため、図４Ｄに示す例においては、当該消費量を反映していない。
【００６９】
以上のようなステップＳ１１５〜Ｓ１２５に示す処理は、走行予定経路に含まれる降坂路であって、バッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される地点が複数箇所存在する場合、各地点について実行される。この場合、エンジンブレーキの開始地点以後の制動力が複数箇所について設定される。ステップＳ１２５において、エンジンブレーキの開始地点および当該開始地点と降坂路の終了地点との間の制動力が取得されると、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、車両が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。車両が走行中であるか否かを判定するための構成としては、種々の構成を採用可能であり、例えば、車速センサ４２の出力信号に基づいて車速が所定値以上となっている場合に車両が走行中であると判定する構成を採用可能である。むろん、車両の走行中において制御部２０は、図示しないスロットルペダルの操作量、摩擦制動部５０における減速量調整ペダルの操作量、車両の車速等に応じて予め決められた動作状態となるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を制御して走行を行う。
【００７０】
ただし、本実施形態において、摩擦制動部５０の減速量調整ペダルが操作されておらず、上述のステップＳ１０５の処理過程で決定された制動力が０より大きい地点において制御部２０は、内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を制御して回生ブレーキを車両に作用させる。例えば、図４Ｃに示す例では道路区間Ｚ2において制動力が０より大きいため、道路区間Ｚ2において減速量調整ペダルが操作されていない場合、制御部２０は、制御部４７ａに対して発電機４７を空転させるための制御信号を出力し、制御部４８ａに対して制動力Ｆで車両を制動させる回生ブレーキを作用させるための制御信号を出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ａに示す状態となり、回生ブレーキによって車両に制動力Ｆが作用する。
【００７１】
ステップＳ１３０にて車両が走行中であると判定されない場合、車両が走行中であると判定されるまで待機する。一方、ステップＳ１３０にて、車両が走行中であると判定された場合、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、現在地点がエンジンブレーキの開始地点であるか否かを判定する（ステップＳ１３５）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１、車速センサ４２、ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在地点を取得し、当該現在地点が、ステップＳ１２５にて取得されたエンジンブレーキの開始地点と一致するか否かを判定する。むろん、ここでは、所定のマージンを設け、車両の現在地点から所定範囲内の位置にエンジンブレーキの開始地点が存在する場合に、現在地点がエンジンブレーキの開始地点であると判定する構成であっても良い。
【００７２】
ステップＳ１３５にて、現在地点がエンジンブレーキの開始地点であると判定された場合、制御部２０は、エンジンが始動することを案内する（ステップＳ１４０）。すなわち、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部５１に対して制御信号を出力し、ユーザＩ／Ｆ部５１によってエンジンブレーキを車両に作用させていない状態からエンジンブレーキを車両に作用させる状態に切り替わることに伴ってエンジン回転数が上昇する旨を利用者に対して案内する。なお、当該案内は、エンジンブレーキが車両に作用する以前に実行されればよく、現在地点がエンジンブレーキの開始地点より後方の所定範囲内に達した段階で案内を行う構成であっても良い。
【００７３】
次に、制御部２０は、現在地点に対応付けられた制動力で制動する（ステップＳ１４５）。すなわち、制御部２０は、制御部４７ａ、制御部４８ａのいずれかまたは双方に制御信号を出力し、現在地点に対応付けられた制動力でエンジンブレーキが作用し、第１制動部に満たない制動力が回生ブレーキによって補われるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を制御する。例えば、図４Ｃに示す例においては、エンジンブレーキの開始地点Ｐ4から地点Ｐ5までの区間においては一点鎖線、地点Ｐ5から降坂路の終了地点Ｐ2までの区間においては実線の直線で示す制動力となるように地点毎の制動力が決定されているため、当該一点鎖線および実線の直線で示す制動力がエンジンブレーキによって車両に作用し、制動力Ｆに満たない残余の制動力が回生ブレーキによって車両に作用するように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態が制御される。
【００７４】
すなわち、エンジンブレーキの開始地点Ｐ4から地点Ｐ5までの区間において制御部２０は、各地点におけるエンジンブレーキの制動力と回生ブレーキの制動力とを特定し、特定されたエンジンブレーキの制動力と回生ブレーキの制動力とで車両を制動させるための制御信号を制御部４７ａおよび制御部４８ａに対して出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｂに示す状態となり、エンジンブレーキによって図４Ｃに示す一点鎖線の制動力が車両に作用し、エンジンブレーキと回生ブレーキとの和が制動力Ｆとなる。
【００７５】
また、地点Ｐ5から降坂路の終了地点Ｐ2までの区間において制御部２０は、制御部４７ａに対して制動力Ｆで車両を制動させるための制御信号を出力し、制御部４８ａに対してモータ４８を空転させるための制御信号を出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｃに示す状態となり、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆが作用する。
【００７６】
なお、ステップＳ１４５が実行されると制御部２０は、ステップＳ１３０以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１３５において、現在地点がエンジンブレーキの開始地点であると判定されない場合、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、現在地点が降坂路の終了地点であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。そして、ステップＳ１５０にて、現在地点が降坂路の終了地点であると判定された場合、制御部２０はステップＳ１４５に示す制動処理を終了し（ステップＳ１５５）、再度ステップＳ１３０以降の処理を繰り返す。
【００７７】
一方、ステップＳ１５０にて、現在地点が降坂路の終了地点であると判定されない場合、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、車両が目的地点に到着したか否かを判定する（ステップＳ１６０）。すなわち、走行予定経路の目的地点と車両の現在地点とが一致するか否かを判定する。そして、ステップＳ１６０にて、目的地点に到着したと判定されない場合には、ステップＳ１３０以降の処理を繰り返す。すなわち、本実施形態においては、車両がエンジンブレーキの開始地点に到達することによってステップＳ１４５における制動処理が開示されると、降坂路の終了地点に到達するまでステップＳ１４５における制動処理が実行される。そして、ステップＳ１４５における制動処理が開始されると、車両が他のエンジンブレーキの開始地点に到達するか、目的地点に到達するまでステップＳ１３０以降の処理が繰り返されることになる。
【００７８】
図４Ｅは地点毎のエンジン回転数を示すグラフである。当該図４Ｅにおいては、エンジン回転数と制動力とがほぼ比例関係にある場合におけるエンジン回転数をグラフ上に示している。また、当該図４Ｄにおいては、道路区間Ｚ2において地点Ｐ3よりも後方では回生ブレーキ、地点Ｐ3よりも前方ではエンジンブレーキによって車両を制動させた場合のエンジン回転数を破線、道路区間Ｚ2において地点Ｐ4からエンジンブレーキによる制動を開始して第１制動力となるまで制動力を徐々に増加させた場合のエンジン回転数を一点鎖線で示している。同図４Ｄに示すように、回生ブレーキのみで制動する状態からエンジンブレーキのみで制動する状態に切り替える場合には、地点Ｐ3にて急激にエンジン回転数が増加し、運転者に違和感を与える。しかし、図４Ｃにて一点鎖線で示す例のように、地点Ｐ4からエンジンブレーキによる制動を開始して第１制動力となるまで制動力を徐々に増加させた場合エンジン回転数が徐々に上昇するため、運転者に違和感を与えることはない。
【００７９】
（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。
【００８０】
例えば、地点毎の車両の動作は、目標車速に基づいて決定する構成の他、道路上の地点毎の渋滞度や時間帯等によって推定しても良いし、過去の車両の動作の履歴によって推定しても良い。また、上述の上限電力量は予め決められていればよく、動的に変動する値であっても良い。さらに、走行予定経路は、車両と異なる位置に存在する管理装置にて設定された走行予定経路が通信によって取得される構成であっても良い。
【００８１】
さらに、第１制動力の大きさは走行前に特定できるように構成されていればよく、車両の仕様によってバッテリが上限電力量まで充電される地点にて一定の制動力が作用するように決められている場合には当該一定の制動力を第１制動力とすればよい。また、各種の指標に基づいて第１制動力が特定される構成であってもよく、例えば、バッテリが上限電力量まで充電される地点における道路勾配や車両が備えるトランスミッションの状態を規定するシフトレバーの状態に基づいて特定されても良い。
【００８２】
さらに、エンジンブレーキによって一定の第２制動力を車両に作用させる構成としても良い。図５Ａは、一定の第２制動力を車両に作用させる構成におけるある降坂路に関する地点毎の高度、図５Ｂは対応する地点の目標車速、図５Ｃは対応する地点の制動力、図５Ｄは対応する地点の残電力量、図５Ｅは対応する地点のエンジン回転数を示す図である。同図５Ａ，５Ｂに示す地点毎の高度および目標車速は図４Ａ、４Ｂに示す地点毎の高度および目標車速と同様である。従って、図１と同様の構成において、地点毎の制動力を特定すれば、道路区間Ｚ2において車両に作用させるべき制動力が図５Ｃに示すように制動力Ｆとなる。
【００８３】
この結果、バッテリ４９の残電力量の推移は、図５Ｄにおいて実線で示されるような推移となり、バッテリ４９が上限電力量まで充電されると推定される地点は地点Ｐ3となる。本例においては、バッテリ４９が上限電力量まで充電されると推定される、制動力Ｆを作用させるべき降坂路の開始地点Ｐ1から一定の第２制動力Ｆ1を車両に作用させることによって車両を制動させる。すなわち、地点Ｐ1から地点Ｐ2の間の区間に車両の現在地点が存在する場合、制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆ1を作用させ、回生ブレーキによって制動力（Ｆ−Ｆ1）を作用させるための制御信号を制御部４７ａおよび制御部４８ａに対して出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｂに示す状態となり、エンジンブレーキによって図５Ｃに示す一点鎖線の制動力が車両に作用し、エンジンブレーキと回生ブレーキとの和が制動力Ｆとなる。
【００８４】
本例においても、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点Ｐ3以後、降坂路の終了地点Ｐ2までエンジンブレーキによって制動力Ｆで車両を制動させる場合に消費されるエネルギーと、地点Ｐ1，Ｐ2間においてエンジンブレーキによって制動力Ｆ1で車両を制動させる場合に消費されるエネルギーとが一致するように構成される。このため、地点Ｐ1，Ｐ2間において、図５Ｃにて一点鎖線で示す一定の制動力Ｆ1をエンジンブレーキによって車両に作用させた場合であっても、図５Ｄにて一点鎖線で示すようにバッテリ４９の残電力量が推移し、上限電力量となるまで充電される。
【００８５】
さらに、図５Ｅに示すエンジン回転数のグラフも、エンジン回転数と制動力とがほぼ比例関係にある場合におけるエンジン回転数を示している。また、当該図５Ｅにおいては、道路区間Ｚ2において地点Ｐ3よりも後方では回生ブレーキ、地点Ｐ3よりも前方ではエンジンブレーキによって車両を制動させた場合のエンジン回転数を破線、道路区間Ｚ2においてエンジンブレーキによって一定の第２制動力で車両を制動させた場合のエンジン回転数を一点鎖線で示している。同図５Ｅに示すように、回生ブレーキのみで制動する状態からエンジンブレーキのみで制動する状態に切り替える場合には、地点Ｐ3にて急激にエンジン回転数が増加し、運転者に違和感を与える。しかし、図５Ｃに示す例のように、地点Ｐ1から一定の第２制動力でエンジンブレーキによる制動を開始する場合、地点Ｐ1においてエンジン回転数は変化するもののその変化幅は小さく運転者に違和感を与えることはない。以上の構成によれば、極めて簡易な制御によって運転者の違和感を防止することができる。
【００８６】
図６Ａは、過去の車両の動作の履歴によって車両の動作を推定する構成におけるある降坂路に関する地点毎の高度、図６Ｂは対応する地点の目標車速、図６Ｃは対応する地点の制動力、図６Ｄは対応する地点の残電力量、図６Ｅは対応する地点のエンジン回転数を示す図である。同図６Ａに示す地点毎の高度は図４Ａに示す地点毎の高度と同様である。そして、本例においては、図１と同様の構成において、車両の走行履歴として地点毎の車速を記録する構成とし、走行予定経路が設定された場合に、当該走行予定経路を構成する道路の各地点における目標車速を、走行履歴が示す車速（例えば、過去の平均車速）とする。
【００８７】
ここでは、道路区間Ｚ2における目標車速が図６Ｂに示すように地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間で徐々に小さくなり、地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間で目標車速が徐々に大きくなる場合を想定する。このように、車両の走行履歴に基づいて地点毎の目標車速が特定されると、当該目標車速に基づいて図６Ｃに示すように地点毎の制動力が特定される。本例では、図６Ｃに示すように、道路区間Ｚ2において車両に作用させるべき制動力が、地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間で一定の制動力Ｆ、地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間で一定の制動力Ｆ2となる場合を想定する。
【００８８】
図６Ｃに示すように、地点毎の制動力が特定されると、バッテリ４９の残電力量の推移が推定される。ここでは、降坂路内で車両を制動させる場合に回生ブレーキを優先的に使用した場合の残電力量の推移が推定される。すなわち、地点毎の制動力が回生ブレーキの上限制動力以下である場合には必要とされる制動力の全てが回生ブレーキによってまかなわれ、地点毎の制動力が回生ブレーキの上限制動力より大きい場合には回生ブレーキで上限制動力を発生させ、残りの制動力を他のブレーキ（例えば、摩擦ブレーキ）によって発生させる状態を想定する。
【００８９】
図６Ｃにおいては、回生ブレーキの上限制動力をＦmaxとして示しており、地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間での制動力Ｆは回生ブレーキの上限制動力Ｆmaxより大きい。従って、地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間においては回生ブレーキによって車両に上限制動力Ｆmaxを作用させた場合の充電量に基づいて地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間のバッテリ４９の残電力量の推移が推定される。また、地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間での制動力Ｆ2は回生ブレーキの上限制動力Ｆmaxより小さい。従って、地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間においては回生ブレーキによって車両に制動力Ｆ2を作用させた場合の充電量に基づいて地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間のバッテリ４９の残電力量の推移が推定される。
【００９０】
ここでは、図６Ｄにおいて実線の直線で示すようにバッテリ４９の残電力量の推移が推定された例を想定する。従って、本例において、バッテリ４９が上限電力量まで充電されると推定される地点は地点Ｐ7である。そして、本例においては、車両による走行が開始された後、当該地点Ｐ7に車両が到達する前に車両が通過する地点である降坂路の開始地点Ｐ1から一定の第２制動力Ｆ1を車両に作用させる。すなわち、地点Ｐ1から地点Ｐ2の間の区間に車両の現在地点が存在する場合、制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆ1を作用させる。また、運転者が減速量調整ペダルを操作すると、制御部２０は当該減速量調整ペダルの操作量を示す制御信号を摩擦制動部５０に対して出力し、摩擦制動部５０は当該減速量調整ペダルの操作量に応じた制動力を車両に作用させる。
【００９１】
さらに、各地点において、上述の制動力Ｆ1と減速量調整ペダルの操作量に応じた制動力との和が図６Ｃに示す制動力に満たない場合、制御部２０は、不足分を回生ブレーキで補う。この場合、エンジンブレーキと回生ブレーキとが併用される状態となる。なお、エンジンブレーキと回生ブレーキとが併用される場合、制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆ1を作用させ、回生ブレーキによって上述の不足分の制動力を作用させるための制御信号を制御部４７ａおよび制御部４８ａに対して出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｂに示す状態となる。また、回生ブレーキを使用しない場合、制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆ1を作用させるための制御信号を制御部４７ａおよび制御部４８ａに対して出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｃに示す状態となる。
【００９２】
なお、本例においては、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点Ｐ7以後、降坂路の終了地点Ｐ2まで車両を制動させる場合に消費されるエネルギーと、地点Ｐ1，Ｐ2間においてエンジンブレーキによって制動力Ｆ1で車両を制動させる場合に消費されるエネルギーとが一致するように構成される。このため、地点Ｐ1，Ｐ2間において、図６Ｃに示すような制動力が車両に作用した場合には、図６Ｄにて一点鎖線で示すようにバッテリ４９の残電力量が推移し、地点Ｐ2まで走行する過程でバッテリ４９は上限電力量となるまで充電される。
【００９３】
さらに、図６Ｅに示すエンジン回転数のグラフも、エンジン回転数と制動力とがほぼ比例関係にある場合におけるエンジン回転数を示している。また、当該図６Ｅにおいては、道路区間Ｚ2において地点Ｐ7よりも後方でエンジンブレーキを使用せず、地点Ｐ7よりも前方でエンジンブレーキを使用して車両を制動させた場合のエンジン回転数を破線、道路区間Ｚ2においてエンジンブレーキによって一定の第２制動力で車両を制動させた場合のエンジン回転数を一点鎖線で示している。同６Ｅに示すように、エンジンブレーキを使用しない状態からエンジンブレーキのみで制動する状態に切り替える場合には、地点Ｐ7にて急激にエンジン回転数が増加し、運転者に違和感を与える。しかし、図６Ｃに示す例のように、地点Ｐ1から一定の第２制動力でエンジンブレーキによる制動を開始する場合、地点Ｐ1においてエンジン回転数は変化するもののその変化幅は小さく運転者に違和感を与えることはない。以上の構成によれば、極めて簡易な制御によって運転者の違和感を防止することができる。
【００９４】
以上の構成においては、降坂路を構成する道路区間でエンジンブレーキによって一定の第２制動力を作用させる構成となっていたが、むろん、車両の走行履歴に基づいてバッテリ４９の残電力量が上限電力量となる地点を推定する構成において、第２制動力を徐々に増大させる構成であっても良い。例えば、車両が走行する過程において、バッテリ４９の残電力量と上限電力量との差分が所定の閾値以下となった地点からエンジンブレーキによって最小限の制動力を車両に作用させ、制動力を徐々に増大させて第１制動力に一致させるように制御する構成であっても良い。
【符号の説明】
【００９５】
１０…ナビゲーション装置、２０…制御部、２１…運転支援プログラム、２１ａ…電力量推定部、２１ｂ…制動力取得部、２１ｃ…制動力制御部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、３０ｂ…経路情報、４１…ＧＰＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…内燃機関、４５…ギア機構、４６…出力軸、４７…発電機、４７ａ…制御部、４８…モータ、４８ａ…制御部、４９…バッテリ、５０…摩擦制動部、５１…ユーザＩ／Ｆ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生ブレーキとエンジンブレーキとを作用させることが可能な車両における運転支援システム、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に作用するエネルギーによってモータを駆動してバッテリを充電することによって車両に制動力を作用させる回生ブレーキが知られており、効率的に回生ブレーキを利用して走行時の消費エネルギーを抑制する各種の技術が開発されている。例えば、特許文献１には、経路上に大きな回生エネルギーを回収できる降坂路がある場合、一時的にバッテリに充電可能な上限電力量を増大させ、増大させた上限電力量まで回生エネルギーを回収可能にする技術が開示されている。すなわち、降坂路においてできるだけ多くの回生エネルギーを回収することで効率的にエネルギーを回収する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６０２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術においては、一時的にバッテリに充電可能な上限電力量が増大されるものの、当該増大された上限電力量までバッテリに充電されると、回生ブレーキを利用できなくなって回生ブレーキが停止する。そして、長い降坂路等においては、走行過程でバッテリに上限電力量まで充電されることがあり、バッテリに上限電力量まで電力が充電された場合、制動力を補うためにエンジンブレーキが利用されることがある。
【０００５】
しかし、回生ブレーキを使用し、かつ、エンジンブレーキを使用していない状態から、回生ブレーキを使用せず、かつ、エンジンブレーキを使用する状態に切り替わると、エンジン回転数が急激に上昇し、運転者に大きな違和感を与えてしまう。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電した場合であってもエンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明においては、車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電される場合、バッテリの残電力量が上限電力量となる前にエンジンブレーキによって第２制動力を車両に作用させる。そして、当該第２制動力は、バッテリが上限電力量まで充電された状態で車両に作用させるべき制動力である第１制動力よりも小さくなるように制御する。
【０００７】
すなわち、バッテリの残電力量が上限電力量となった状態で車両に第１制動力を作用させるべき場合、バッテリの残電力量が上限電力量となる以前に回生ブレーキによって車両を制動させ、バッテリの残電力量が上限電力量となった後にエンジンブレーキによって車両を制動させると、エンジン回転数が最低値である状態から急激に上昇し、運転者に大きな違和感を与えてしまう。そこで、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、第１制動力より小さい第２制動力が車両に作用するように車両に作用する制動力を制御する。
【０００８】
この結果、バッテリの残電力量が上限電力量となった後にエンジン回転数が最低値である状態から急激に上昇することを防止することができ、回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電した場合であってもエンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにすることができる。
【０００９】
ここで、電力量推定手段は、車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定することができればよい。すなわち、予め走行予定経路が設定されている状態において、走行予定経路を構成する道路の地点毎のバッテリの残電力量を推定し、走行予定経路のいずれかの地点でバッテリの残電力量が上限電力量となるか否かを推定することができればよい。地点毎のバッテリの残電力量は、車両の動作（車速や加速度等）、道路の高度など、車両に作用するエネルギーを特定するために必要なパラメータに基づいて特定すればよい。また、車両の動作は道路の高度や渋滞度、時間帯等によって推定しても良いし、過去の車両の動作の履歴によって推定しても良い。なお、上限電力量は予め決められていればよく、一定の値でも良いし、動的に変動する値であっても良い。なお、走行予定経路は、車両で利用されるナビゲーションシステムによって設定されても良いし、車両と異なる位置に存在する管理装置にて設定された走行予定経路が通信によって取得される構成であっても良い。
【００１０】
制動力取得手段は、バッテリが上限電力量まで充電された状態で車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得することができればよい。すなわち、車両に回生ブレーキを作用させずにエンジンブレーキを作用させた場合に、当該エンジンブレーキによってエンジン回転数が急激に増大することが運転者の違和感の原因となるため、当該エンジン回転数に対応するエンジンブレーキの制動力を第１制動力として取得することができればよい。また、第１制動力の大きさは走行前に特定できるように構成されていればよい。例えば、車両の仕様によって一定の制動力が作用するように決められている場合には当該一定の制動力が第１制動力になる。また、各種の指標に基づいて第１制動力が特定される構成であってもよく、例えば、バッテリが上限電力量まで充電される地点における道路勾配や車両の動作等によって特定する構成としてもよい。なお、車両の動作としては、車両の速度や加速度等が挙げられるが、むろん、車両が備えるトランスミッションの状態を規定するシフトレバーの状態から決められる動作であっても良い。
【００１１】
制動力制御手段は、バッテリに上限電力量まで充電されると推定される場合、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させることができればよい。すなわち、エンジンブレーキによる制動を開始することに伴うエンジン回転数の上昇幅が、エンジンブレーキが車両に作用していない状態からエンジンブレーキによって車両に第１制動力を作用させる状態に切り替える場合と比較して抑制できるように、事前に第２制動力を車両に作用させることができればよい。
【００１２】
なお、バッテリの残電力量が上限電力量となる前にエンジンブレーキによって第２制動力を作用させる状態とすることができる限り、その後、エンジンブレーキによって第１制動力を作用させる状態とすることは可能である。すなわち、ここでは、バッテリに上限電力量まで充電される前にエンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させることができれば、エンジンブレーキによる制動を開始することに伴うエンジン回転数の上昇幅を抑制することができるため、第２制動力を作用させた後、制動力を変化させ車両に第１制動力が作用する状態となっても良い。
【００１３】
例えば、エンジンブレーキによって第２制動力を車両に作用させる制御を開始した後、第１制動力となるまでエンジンブレーキによる制動力を徐々に増大させる構成としても良い。すなわち、第２制動力を作用させた後、制動力を徐々に増大させて第１制動力とすれば、エンジン回転数が徐々に上昇するため、運転者に違和感を与えることはない。
【００１４】
また、エンジンブレーキによって一定の第２制動力を車両に作用させる構成としても良い。この構成によれば、極めて簡易な制御によって運転者の違和感を防止することができる。
【００１５】
さらに、回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する際に、走行予定経路に含まれる降坂路においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させた場合にバッテリに上限電力量まで充電される地点を推定する構成としても良い。この場合、当該地点に到達する前にエンジンブレーキによって第２制動力を車両に作用させることになる。すなわち、当該地点が存在することが推定される場合に、回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるとみなす。また、走行予定経路に含まれる降坂路においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させた場合にバッテリに上限電力量まで充電される地点を推定する構成においては、エンジンブレーキによる制動力を考慮することなく降坂路におけるバッテリの残電力量を推定することができるため、バッテリに上限電力量まで充電される地点を容易に推定することができる。
【００１６】
さらに、バッテリに上限電力量まで充電された場合にエンジンブレーキによる制動が開始される車両において、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる構成としても良い。すなわち、走行予定経路に基づいてバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定し、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる構成とする。この場合、第１制動力は、バッテリに上限電力量まで充電された場合に始動するエンジンブレーキによって車両に作用させるべき制動力として予め決められた制動力である。
【００１７】
さらに、本発明のようにバッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合や、複数の装置によって実現される場合、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合が想定可能であり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーションシステムや方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】運転支援システムを含むナビゲーション装置のブロック図である。
【図２】（２Ａ）（２Ｂ）（２Ｃ）は車両に制動力を作用させる際の各部の動作状態を説明する図である。
【図３】運転支援処理を示すフローチャートである。
【図４】（４Ａ）は地点毎の高度、（４Ｂ）は目標車速、（４Ｃ）は制動力、（４Ｄ）は残電力量、（４Ｅ）はエンジン回転数を示す図である。
【図５】（５Ａ）は地点毎の高度、（５Ｂ）は目標車速、（５Ｃ）は制動力、（５Ｄ）は残電力量、（５Ｅ）はエンジン回転数を示す図である。
【図６】（６Ａ）は地点毎の高度、（６Ｂ）は目標車速、（６Ｃ）は制動力、（６Ｄ）は残電力量、（６Ｅ）はエンジン回転数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ナビゲーション装置の構成：
（２）運転支援処理：
（３）他の実施形態：
【００２０】
（１）ナビゲーション装置の構成：
図１は、本発明にかかる運転支援システムを含むナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０、記録媒体３０を備えており、記録媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することが可能である。本実施形態においては、このプログラムとしてナビゲーションプログラムを実行可能であり、当該ナビゲーションプログラムは運転支援プログラム２１を含んでいる。運転支援プログラム２１は、制御部２０がナビゲーションプログラムを実行している過程で実行される。
【００２１】
本実施形態における車両は、ＧＰＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３と内燃機関４４とギア機構４５と出力軸４６と発電機４７とモータ４８とバッテリ４９と摩擦制動部５０とを備えており、各部を必要に応じて利用して制御部２０が運転支援プログラム２１による機能を実現する。
【００２２】
ＧＰＳ受信部４１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在地点を算出するための情報を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の現在地点を取得する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車両の現在車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両に作用する角速度に対応した信号を出力する。制御部２０は図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車両の走行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号から特定される車両の現在地点を補正するなどのために利用される。また、車両の現在地点は、当該車両の走行軌跡に基づいて適宜補正される。
【００２３】
内燃機関４４は、液体燃料の燃焼によって回転軸を回転させ、または回転軸の回転に対する抵抗によってエンジンブレーキを発生させる機関である。出力軸４６は、車両が備える車輪に連動して回転軸が回転する機構である。発電機４７は、バッテリ４９からの電力共有によって回転軸が回転し、また、回転軸に作用するエネルギーによって電力を生成する装置である。発電機４７の動作は制御部４７ａに制御され、制御部４７ａは制御部２０からの指示によって発電機４７の動作を決定する機能も備えている。すなわち、制御部２０は、発電機４７がバッテリ４９から電力を受けて動力を発生する状態とギア機構４５からトルクを受けて電力を発生する状態とを切り替えることができる。また、制御部４７ａは、図示しないインバータによって発電機４７のインピーダンスを調整することができ、発電機４７の回転軸を回転させるために必要なトルクを調整することができる。従って、発電機４７を回転させるためのトルクを実質的に０として空転させることができる。
【００２４】
モータ４８、はバッテリ４９からの電力共有によって回転軸が回転し、また、回転軸に作用する動力によって電力を生成する装置である。モータ４８の動作は制御部４８ａに制御され、制御部４８ａは制御部２０からの指示によってモータ４８の動作を決定する機能も備えている。従って、制御部２０は、モータ４８がバッテリ４９から電力を受けて動力を発生する状態とギア機構４５からトルクを受けて電力を発生する状態とを切り替えることができる。また、制御部４８ａは、図示しないインバータによってモータ４８のインピーダンスを調整することができ、モータ４８の回転軸を回転させるために必要なトルクを調整することができる。従って、モータ４８を回転させるためのトルクを実質的に０として空転させることができる。
【００２５】
バッテリ４９は電力を蓄積する機構であり、発電機４７、モータ４８のいずれかまたは双方を対象とし、蓄積された電力を供給し、また、電力の供給を受けて電力を蓄積することが可能である。なお、本実施形態においてバッテリ４９に対して充電可能な電力量には予め上限が設定されており、ここでは当該上限を上限電力量と呼ぶ。また、制御部２０がバッテリ４９に対して制御信号を出力すると当該バッテリ４９から残電力量を示す情報が出力され、制御部２０は当該情報に基づいて残電力量を取得することができる。
【００２６】
本実施形態にかかる車両は、ハイブリッド車両であり、内燃機関４４と発電機４７とモータ４８とはギア機構４５を介して出力軸４６に接続されている。すなわち、ギア機構４５は、内燃機関４４の回転軸に連動するプラネタリキャリアと出力軸４６の回転軸に連動するリングギアと発電機４７の回転軸に連動するサンギアとを備えている。また、モータ４８の回転軸と出力軸４６の回転軸とリングギアとはギア機構４５が備えるギアを介して接続されている。
【００２７】
以上の構成により、ギア機構４５においては、プラネタリキャリアに接続されたピニオンギアとリングギアとサンギアの歯数の比に応じた所定の関係の回転数で内燃機関４４の回転軸と出力軸４６の回転軸と発電機４７の回転軸を回転させることができる。そして、ギア機構４５は、内燃機関４４の回転軸と出力軸４６の回転軸と発電機４７の回転軸の回転数を所定の関係に維持しながら、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８のいずれかまたは複数の部位における回転軸に作用するトルクを他の部位または他の複数の部位における回転軸に伝達することができる。
【００２８】
また、本実施形態において、内燃機関４４は図示しないスロットルペダルの操作量に応じてトルクが増減し、発電機４７は制御部４７ａの制御によってトルクが増減し、モータ４８は制御部４８ａの制御によってトルクが増減する。そして、本実施形態においては、内燃機関４４の回転軸がスロットルペダルの操作量に応じた回転数で回転している状態、あるいは、スロットルペダルが操作されていないことによって積極的に目的回転数となるような制御が行われていない状態のそれぞれにおいて、制御部４７ａ、制御部４８ａが適宜発電機４７、モータ４８のトルクを制御することで車両に作用する力を制御する。すなわち、制御部４７ａ、制御部４８ａが適宜発電機４７、モータ４８のトルクを制御することにより、内燃機関４４、発電機４７、モータ４８のいずれかまたは組み合わせが出力するトルクによって車両が駆動される。
【００２９】
また、制御部４７ａ、制御部４８ａが適宜発電機４７、モータ４８のトルクを制御することにより、出力軸４６に作用するトルクを内燃機関４４、発電機４７、モータ４８のいずれかまたは組み合わせに伝達することによって車両に作用する制動力を制御する。本実施形態においては、後述の処理により、回生ブレーキを使用し、エンジンブレーキを使用せずに車両を制動する状態と、回生ブレーキとエンジンブレーキとを使用して車両を制動する状態と、回生ブレーキを使用せず、エンジンブレーキを使用して車両を制動する状態とを切り替えることができる。また、制御部４７ａ、制御部４８ａが発電機４７、モータ４８のトルクを制御することにより、車両に作用する制動力を制御することができる。
【００３０】
図２Ａは、回生ブレーキを使用し、エンジンブレーキを使用せずに車両を制動する状態における内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を説明するため図である。当該図２Ａにおいては、内燃機関４４等の各部の間に記された矢印がエネルギーの流れを示しており、矢印の幅がエネルギー量を模式的に示している。また、円形はエネルギーの分配が行われる部分を模式的に示しており、内燃機関４４と出力軸４６との間の２つの円形はギア機構４５によって実現されるエネルギーの分配を示し、バッテリ４９の上方に示す円形は電気的に実現されるエネルギーの分配を示している。当該表記は図２Ｂ，２Ｃにおいても同様である。
【００３１】
図２Ａに示す状態はスロットルペダルが操作されていない場合に実現される。スロットルペダルが操作されていない状態において、内燃機関４４は積極的に回転されないため、内燃機関４４の回転軸から他の部位へのエネルギーの流れは存在しない。一方、車両が走行することにより、出力軸４６の回転軸は回転し、出力軸４６から他の部位へエネルギーが伝達される。また、本実施形態では、図２Ａに示す状態において、制御部４７ａが発電機４７のインピーダンスを調整することで発電機４７のトルクを調整し、発電機４７の回転軸を空転させる。従って、出力軸４６からギア機構４５に伝達されるエネルギーから内燃機関４４および発電機４７に有意な量のエネルギーは伝達されず、図２Ａにおいては、出力軸４６側から内燃機関４４や発電機４７側に延びる矢印は記されていない。
【００３２】
一方、図２Ａに示す状態においては、制御部４８ａがモータ４８のインピーダンスを調整することにより、出力軸４６からモータ４８にエネルギーが伝達されるようにモータ４８のトルクを調整する。この結果、モータ４８は出力軸４６から伝達されるエネルギーによって発電し、発電されたエネルギーはバッテリ４９に蓄積される。図２Ａにおいては、この様子を矢印によって示している。また、当該モータ４８での発電に伴って生じる抵抗が車両に対して制動力を作用させるため、図２Ａに示す状態においては、車両に回生ブレーキを作用させた状態となる。さらに、制御部４８ａがモータ４８のトルクを調整することにより、回生ブレーキによって車両に作用させる制動力を調整することができる。
【００３３】
図２Ｂは、回生ブレーキとエンジンブレーキとを使用して車両を制動する状態における内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を説明するため図であり、図２Ｂに示す状態もスロットルペダルが操作されていない場合に実現される。図２Ｂに示す状態においても、車両が走行することにより出力軸４６の回転軸は回転し、出力軸４６から他の部位へエネルギーが伝達される。また、本実施形態では、図２Ｂに示す状態において、制御部４８ａがモータ４８のインピーダンスを調整することにより、出力軸４６からモータ４８にエネルギーが伝達されるようにモータ４８のトルクを調整する。さらに、制御部４７ａが発電機４７のインピーダンスを調整することにより、出力軸４６から内燃機関４４へもエネルギーが伝達されるように発電機４７のトルクを調整する。
【００３４】
この結果、モータ４８は出力軸４６から伝達されるエネルギーによって発電し、発電されたエネルギーはバッテリ４９に蓄積される。同時に、内燃機関４４には出力軸４６からエネルギーが伝達されて回転軸が回転する。図２Ｂにおいては、この様子を矢印によって示している。また、当該モータ４８での発電に伴って生じる抵抗と内燃機関４４の回転に伴って生じる抵抗とが車両に対して制動力を作用させるため、図２Ｂに示す状態においては、車両に回生ブレーキおよびエンジンブレーキを作用させた状態となる。なお、本実施形態においては、発電機４７のトルクを調整することによって発電機４７の回転数を調整することで、出力軸４６の回転に伴って回転される内燃機関４４の回転軸の回転数も調整することができる。従って、出力軸４６から伝達されるエネルギーをモータ４８と内燃機関４４とに分配する際の分配率を調整することができる。このため、制御部４７ａの制御により、車両に作用する制動力と当該制動力における回生ブレーキとエンジンブレーキとの分配率とを調整することができる。
【００３５】
図２Ｃは、回生ブレーキを使用せず、エンジンブレーキを使用して車両を制動する状態における内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を説明するため図であり、図２Ｃに示す状態もスロットルペダルが操作されていない場合に実現される。図２Ｃに示す状態においても、車両が走行することにより出力軸４６の回転軸は回転し、出力軸４６から他の部位へエネルギーが伝達される。また、本実施形態では、制御部４８ａがモータ４８のインピーダンスを調整することでモータ４８のトルクを調整し、モータ４８の回転軸を空転させる。従って、出力軸４６からギア機構４５に伝達されるエネルギーからモータ４８に有意な量のエネルギーは伝達されず、図２Ｃにおいては、出力軸４６側からモータ４８側に延びる矢印は記されていない。
【００３６】
一方、図２Ｃに示す状態において、制御部４７ａが発電機４７のインピーダンスを調整することにより、出力軸４６から内燃機関４４にエネルギーが伝達されるように発電機４７のトルクを調整する。この結果、内燃機関４４には出力軸４６からエネルギーが伝達されて回転軸が回転する。図２Ｃにおいては、この様子を矢印によって示している。また、当該内燃機関４４の回転に伴って生じる抵抗が車両に対して制動力を作用させるため、図２Ｃに示す状態においては、車両にエンジンブレーキを作用させた状態となる。なお、本実施形態においては、発電機４７のトルクを調整することによって発電機４７の回転数を調整することで、出力軸４６の回転に伴って回転される内燃機関４４の回転軸の回転数も調整することができる。従って、制御部４７ａの制御により、車両に作用する制動力を調整することができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態において制御部４７ａ、制御部４８ａは、車両に対してエンジンブレーキのみが作用する状態と、回生ブレーキのみが作用する状態と、エンジンブレーキと回生ブレーキとが作用する状態とを切り替えることができるとともに、各状態における制動力を調整することができる。そして、制御部２０から、制動力を指示する制御信号を制御部４７ａ、４８ａのいずれかまたは双方に出力すると、エンジンブレーキと回生ブレーキとの一方または双方を利用して所望の制動力を車両に作用させるように調整することができる。
【００３８】
摩擦制動部５０は、車輪に搭載された摩擦ブレーキによる制動力を調整するホイールシリンダおよびホイールシリンダの圧力を調整するための減速量調整ペダルを含む装置である。すなわち、運転者は減速量調整ペダルを操作してホイールシリンダの圧力を調整して車両に作用する制動力を調整し、車両を減速させることができる。制御部２０は、図示しないインタフェースを介して摩擦制動部５０に対して制御信号を出力して減速量調整ペダルの操作量を示す情報を取得し、減速量調整ペダルの操作に応じて車両に作用している摩擦制動力の大きさを取得することができる。
【００３９】
ユーザＩ／Ｆ部５１は、ユーザに各種の情報を提供し、またはユーザの指示を入力するためのインタフェース部であり、本実施形態においては図示しないタッチパネルディスプレイからなる表示部と音声を出力するスピーカーを備えている。制御部２０は、当該ユーザＩ／Ｆ部５１に対して制御信号を出力して任意の画像を表示部に表示させ、任意の音声をスピーカーから出力させる。また、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部５１の出力信号に基づいて利用者の指示内容を特定する。
【００４０】
記録媒体３０には地図情報３０ａが記録されている。地図情報３０ａは、車両が走行する道路上に設定されたノードを示すノードデータ，ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点データ，ノード同士の連結を示すリンクデータ等を含んでいる。また、ノードデータおよび形状補間点データには、ノードや形状補間点に相当する道路の高度を示す情報が含まれており、リンクデータには、各リンクに対応した道路の摩擦や空気抵抗など車両走行時に作用する抵抗力を評価するための抵抗係数を示すデータが含まれている。
【００４１】
制御部２０は、ナビゲーションプログラムの処理により、ユーザＩ／Ｆ部５１を介した利用者からの指示に応じて地図情報３０ａを参照し、車両の現在地点から目的地点までの経路を探索し、探索された経路を走行予定経路として取得する。また、制御部２０は、走行予定経路を示す情報を経路情報３０ｂとして記録媒体３０に記録する。さらに、制御部２０は、ナビゲーションプログラムの処理により、ＧＰＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在地点を特定する。また、走行予定経路が設定されている場合、制御部２０は、ナビゲーションプログラムの処理によりユーザＩ／Ｆ部５１に制御信号を出力し、車両が走行予定経路に沿って走行できるように経路案内を行う。
【００４２】
本実施形態においては、車両が走行予定経路に沿って走行している過程で降坂路にて車両に制動力を作用させることで運転支援を行う構成となっており、当該運転支援を実行するために、制御部２０は、運転支援プログラム２１の処理を実行する。運転支援プログラム２１は、電力量推定部２１ａと制動力取得部２１ｂと制動力制御部２１ｃとを備えている。
【００４３】
電力量推定部２１ａは、車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、ナビゲーションプログラムによって走行予定経路が設定され、走行予定経路を示す経路情報３０ｂが記録媒体３０に記録されている状態において、経路情報３０ｂを参照し、走行予定経路を構成する道路の地点毎のバッテリの残電力量を推定する。
【００４４】
具体的には、制御部２０は、バッテリ４９に対して制御信号を出力して走行開始前のバッテリ４９の残電力量を取得する。また、制御部２０は、地図情報３０ａを参照して走行予定経路を構成する道路の高度変化（勾配）と各道路での抵抗係数を取得し、車両の重量など、車両の動作を評価するためのパラメータに基づいて、各道路を所定の目標車速で走行するために車両に作用させるべき加速度を特定し、走行過程における地点毎の車速を特定する。制動力は当該加速度に基づいて特定される。すなわち、制御部２０は、加速度が負である場合に車両の重量と加速度との積の絶対値を制動力として特定する。なお、車両の重量は定数であるため、制動力を特定することと加速度を特定することとは等価である。
【００４５】
本実施形態においては、車両の制動力および車速に応じて内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態が予め決められており、制御部２０は、走行予定経路上の各地点における内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態に基づいて各地点における電力の消費量あるいは充電量を特定する。この結果、走行開始前のバッテリ４９の残電力量に対する走行後のバッテリ４９の残電力量の推移を推定することができる。
【００４６】
なお、本実施形態において制御部２０は、走行予定経路に含まれる降坂路においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。このような動作状態においては、回生ブレーキによって生成された電力がバッテリ４９に充電されるため、当該動作状態での降坂路上の走行が続くと徐々にバッテリ４９の残電力量が増大する。そして、降坂路の勾配や長さによっては、降坂路の途中でバッテリ４９に上限電力量まで充電され得る。従って、このような地点が存在すると推定される場合、制御部２０は、車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されると推定する。なお、本実施形態において、上限電力量は予め決められた一定の値である。
【００４７】
制動力取得部２１ｂは、バッテリ４９が上限電力量まで充電された状態で車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、電力量推定部２１ａの処理によりバッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される地点が走行予定経路上に特定された場合、当該地点における制動力を第１制動力として取得する。すなわち、電力量推定部２１ａの処理により上述のようにして走行予定経路上の地点毎に車両に作用させるべき制動力が特定されているため、制御部２０は、当該制動力を第１制動力として取得する。
【００４８】
制動力制御部２１ｃは、バッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される場合、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、電力量推定部２１ａの処理によりバッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される地点が走行予定経路上に特定された場合、車両が走行を開始し、当該地点を含む降坂路に到達すると降坂路の開始地点以後においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。
【００４９】
そして、制御部２０は、バッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される地点に車両が到達する前に、エンジンブレーキによって車両に第２制動力を作用させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。なお、このとき、制御部２０は、降坂路上の各地点にて車両に作用させるべき制動力を特定し、第２制動力が車両に作用させるべき制動力に満たない場合には回生ブレーキを併用して当該車両に作用させるべき制動力で車両を減速させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。また、本実施形態において制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に第２制動力を作用させる制御を開始した後、第１制動力となるまでエンジンブレーキによって車両に作用させる制動力を徐々に増大させる。
【００５０】
なお、第２制動力は、エンジンブレーキによる制動を開始することに伴うエンジン回転数の上昇幅が、エンジンブレーキが車両に作用していない状態からエンジンブレーキによって車両に第１制動力を作用させる状態に切り替える場合と比較して抑制できるように決定されていればよい。従って、第２制動力は、エンジン回転数が最低値である状態から、エンジンブレーキによって車両に第２制動力を作用させた状態に切り替わった場合であっても、運転者が違和感を感じないように設定されていればよい。本実施形態において第２制動力は、エンジンブレーキによって車両に作用させることができる最小限の制動力として設定されている。
【００５１】
以上の構成により、本実施形態においては、エンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにすることができる。すなわち、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となった場合に第１制動力を車両に作用させるべき場合、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となる以前にエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキによって車両を制動させ、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となった後にエンジンブレーキによって車両を制動させると、エンジン回転数が最低値である状態から急激に上昇し、運転者に大きな違和感を与えてしまう。
【００５２】
しかし、本実施形態においては、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となる前に、第１制動力より小さい第２制動力が車両に作用するように車両に作用する制動力を制御する。従って、バッテリ４９の残電力量が上限電力量となった後にエンジン回転数が最低値である状態から急激に上昇することを防止することができ、回生ブレーキによってバッテリ４９に上限電力量まで充電した場合であってもエンジンブレーキを作用させることによるエンジン回転によって運転者に大きな違和感を与えないようにすることができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、エンジンブレーキによって第２制動力を作用させた後、エンジンブレーキによる制動力を徐々に増大させて第１制動力としているため、エンジンブレーキによる制動力の上昇に伴って徐々にエンジン回転数が上昇する。従って、エンジン回転数を急激に上昇させることなく車両に必要とされる第１制動力を作用させることができ、運転者に違和感を与えることなく制動力を制御することができる。
【００５４】
（２）運転支援処理：
次に、本実施形態にかかる運転支援処理を説明する。図３は、運転支援処理示すフローチャートであり、ナビゲーションプログラムの処理によって走行予定経路が作成された後、車両による走行が開始される前に運転支援処理の実行が開始される。以下、図４Ａ〜図４Ｅに示す例を参照しながら運転支援処理を説明する。
【００５５】
運転支援処理において、まず制御部２０は、電力量推定部２１ａの処理により、経路情報３０ｂを参照して走行予定経路を取得する（ステップＳ１００）。次に、制御部２０は、電力量推定部２１ａの処理により、走行予定経路を構成する道路の地点毎のバッテリの残電力量を推定する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、走行予定経路を構成する道路の地点毎の制動力と車速とを特定し、当該制動力と車速に対応する内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を決定して地点毎の電力の消費量あるいは充電量を特定することで、バッテリ４９の残電力量の推移を推定する。
【００５６】
図４Ａは、走行予定経路に含まれるある降坂路に関する地点毎の高度、図４Ｂは対応する地点の目標車速、図４Ｃは対応する地点の制動力、図４Ｄは対応する地点の残電力量、図４Ｅは対応する地点のエンジン回転数を示す図であり、横軸を地点、縦軸を高度、目標車速、制動力、残電力量、エンジン回転数として示している。図４Ａ〜４Ｅに示す例においては、地点Ｐ1より後方の道路区間Ｚ1が平坦であり、地点Ｐ1から地点Ｐ2の間の道路区間Ｚ2が降坂路であり、地点Ｐ2より前方の道路区間Ｚ3が平坦である。また、本例において、道路区間Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3における目標車速は図４Ｂに示すように一定の車速Ｖ0である。
【００５７】
この例に関してステップＳ１０５が実行されると、制御部２０は、道路区間Ｚ1，Ｚ2，Ｚ3において一定の目標車速Ｖ0で走行するために車両に作用させるべき加速度を地点毎に特定し、当該加速度で走行した場合の車両の車速を特定する。また、制御部２０は、加速度が負である場合に、車両の重量と加速度との積の絶対値を制動力として特定する。図４Ｃにおいては、道路区間Ｚ2における加速度が負であり、制動力Ｆが特定された状態を示している。すなわち、本例において、道路区間Ｚ2の勾配は一定であるため、一定の目標車速Ｖ0で車両を走行させるための制動力が一定値として特定されている。むろん、加速度、車速、制動力は図４Ｃに示す道路区間のみならず、走行予定経路を構成する全ての道路区間について実行される。
【００５８】
このようにして制動力が特定されると、制御部２０は、さらに、バッテリ４９の残電力量を推定する。すなわち、制御部２０は、各地点における車両の制動力および車速に応じて内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を特定し、当該動作状態に基づいて各地点における電力の消費量あるいは充電量を特定する。そして、制御部２０は、各地点における電力量の消費量あるいは充電量の累積値を走行前のバッテリ４９における残電力量に加えることによってバッテリ４９の残電力量の推移を推定する。
【００５９】
図４Ｄに示す例においては、道路区間Ｚ1，Ｚ3おいて残電力量が徐々に減少している。また、本実施形態において制御部２０は、上述のように、走行予定経路に含まれる降坂路においてエンジンブレーキを使用せず、かつ、回生ブレーキを車両に作用させるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を設定する。従って、図４Ｄに示す例のように、降坂路である道路区間Ｚ2において残電力量は徐々に増加する。なお、図４Ｄに示す例においては、道路区間Ｚ2内の地点Ｐ3においてバッテリ４９の残電力量が上限電力量Ｗuとなる。
【００６０】
以上のようにして、ステップＳ１０５にて地点毎のバッテリ４９の残電力量を推定すると、制御部２０は、制動力取得部２１ｂの処理により、バッテリ４９に上限電力量まで充電される降坂路が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。図４Ｄに示す例においては道路区間Ｚ2内の地点Ｐ3においてバッテリ４９の残電力量が上限電力量Ｗuとなると推定されるため、本例においてステップＳ１１０が実施されると、バッテリ４９に上限電力量まで充電される降坂路が存在すると判定される。
【００６１】
次に、制御部２０は、制動力取得部２１ｂの処理により、第１制動力を取得する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、バッテリ４９が上限電力量まで充電された状態で車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する。図４Ｃに示す例においては、地点Ｐ3において車両に作用させるべき制動力Ｆが第１制動力となる。
【００６２】
次に、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点と降坂路の終了地点とを取得する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１０５にて特定された地点毎のバッテリ４９の残電力量に基づいて、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点を取得し、地図情報３０ａに基づいて当該地点を含む降坂路の終了地点を取得する。図４Ｄに示す例においては、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点Ｐ3および地点Ｐ3を含む降坂路の終了地点Ｐ2が取得される。
【００６３】
次に、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、エンジンブレーキの開始地点を取得し、当該開始地点と降坂路の終了地点との間の制動力を取得する（ステップＳ１２５）。なお、本実施形態において、制御部２０は、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点以後、降坂路の終了地点までエンジンブレーキのみで車両を制動させる場合の制動力によって消費されるエネルギーと、エンジンブレーキの開始地点と降坂路の終了地点との間の区間にてエンジンブレーキによる制動力を徐々に増加させた場合に当該制動力によって消費されるエネルギーとが一致するように制動力を決定する。
【００６４】
具体的には、制御部２０は、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点において、エンジンブレーキによる制動力を第１制動力の１／２に設定する。また、当該地点の前後で単位距離当たりの制動力の変化が予め決められた値となるようにエンジンブレーキによる制動力を変化させることを想定し、制御部２０は、当該地点よりも後方において制動力が最小限の制動力となる地点をエンジンブレーキの開始地点とする。また、制御部２０は、当該地点よりも前方において制動力が第１制動力となる地点を特定するとともに当該地点から降坂路の終了地点までにおいては制動力が第１制動力となるように設定する。
【００６５】
例えば、図４Ｃに示すように、制御部２０は、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点Ｐ3における制動力を第１制動力Ｆの１／２、すなわちＦ／２に設定する。また、図４Ｃに示す例においては、地点Ｐ3の前後で単位距離当たりの制動力の変化が予め決められた値となるように設定した場合の制動力の変化を一点鎖線によって示している。さらに、図４Ｃに示す例において、最小限の制動力は略０であるため、一点鎖線とグラフの横軸とが交わる地点Ｐ4がエンジンブレーキの開始地点として設定される。また、図４Ｃに示す例において、第１制動力はＦであるため、一点鎖線と制動力Ｆを示す実線の直線とが交わる地点Ｐ5が特定されると当該地点Ｐ5から降坂路の終了地点Ｐ2までにおいては制動力が第１制動力Ｆに設定される。なお、降坂路の終了地点Ｐ2がより後方であることにより、単位距離当たりの制動力の変化を予め決められた一点鎖線のような値とした場合に降坂路の終了地点までに制動力を第１制動力Ｆとすることができない場合、単位距離当たりの制動力の変化を修正することにより、降坂路の終了地点までに制動力を第１制動力Ｆとすることができるように調整すればよい。
【００６６】
図４Ｃに示す例において、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点以後、降坂路の終了地点までエンジンブレーキのみで車両を制動させる場合の制動力によって消費されるエネルギーは、地点Ｐ3，Ｐ2間における制動力Ｆ以下の部分の面積に相当する。また、エンジンブレーキの開始地点と降坂路の終了地点との間の区間にてエンジンブレーキによる制動力を徐々に増加させた場合に当該制動力によって消費されるエネルギーは、地点Ｐ4，Ｐ5間における一点鎖線で示す制動力以下の部分の面積と地点Ｐ5，Ｐ2間における制動力Ｆ以下の部分の面積との和に相当する。従って、図４Ｃから明らかなように、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点以後、降坂路の終了地点までエンジンブレーキのみで車両を制動させる場合の制動力によって消費されるエネルギーと、エンジンブレーキの開始地点と降坂路の終了地点との間の区間にてエンジンブレーキによる制動力を徐々に増加させた場合に当該制動力によって消費されるエネルギーとは一致している。
【００６７】
ここで、図４Ｃに示すように車両に作用させるべき制動力は道路区間Ｚ2に渡って一定の制動力Ｆであるため、地点Ｐ4，Ｐ5間においてエンジンブレーキによって一点鎖線で示す制動力を車両に作用させるだけでは制動力Ｆに満たない。このため、地点Ｐ4，Ｐ5間において制動力Ｆを車両に作用させるためにエンジンブレーキのみでは足りない部分は回生ブレーキの制動力によって補われる。
【００６８】
そして、上述のように、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点以後、降坂路の終了地点までエンジンブレーキのみで車両を制動させる場合の制動力によって消費されるエネルギーと、エンジンブレーキの開始地点と降坂路の終了地点との間の区間にてエンジンブレーキによる制動力を徐々に増加させた場合に当該制動力によって消費されるエネルギーとが一致するため、エンジンブレーキによって一点鎖線で示す制動力を車両に作用させたとしても、バッテリ４９は上限電力量となるまで充電される。図４Ｄに示す例においては、エンジンブレーキによって一点鎖線で示す制動力を車両に作用させた場合のバッテリ４９の残電力量の変化を一点鎖線で示している。なお、バッテリ４９に上限電力量Ｗuまで蓄積された状態で回生ブレーキを使用せずエンジンブレーキを使用した場合、バッテリ４９の電力が消費され得るが、その量は僅かであるため、図４Ｄに示す例においては、当該消費量を反映していない。
【００６９】
以上のようなステップＳ１１５〜Ｓ１２５に示す処理は、走行予定経路に含まれる降坂路であって、バッテリ４９に上限電力量まで充電されると推定される地点が複数箇所存在する場合、各地点について実行される。この場合、エンジンブレーキの開始地点以後の制動力が複数箇所について設定される。ステップＳ１２５において、エンジンブレーキの開始地点および当該開始地点と降坂路の終了地点との間の制動力が取得されると、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、車両が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。車両が走行中であるか否かを判定するための構成としては、種々の構成を採用可能であり、例えば、車速センサ４２の出力信号に基づいて車速が所定値以上となっている場合に車両が走行中であると判定する構成を採用可能である。むろん、車両の走行中において制御部２０は、図示しないスロットルペダルの操作量、摩擦制動部５０における減速量調整ペダルの操作量、車両の車速等に応じて予め決められた動作状態となるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を制御して走行を行う。
【００７０】
ただし、本実施形態において、摩擦制動部５０の減速量調整ペダルが操作されておらず、上述のステップＳ１０５の処理過程で決定された制動力が０より大きい地点において制御部２０は、内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を制御して回生ブレーキを車両に作用させる。例えば、図４Ｃに示す例では道路区間Ｚ2において制動力が０より大きいため、道路区間Ｚ2において減速量調整ペダルが操作されていない場合、制御部２０は、制御部４７ａに対して発電機４７を空転させるための制御信号を出力し、制御部４８ａに対して制動力Ｆで車両を制動させる回生ブレーキを作用させるための制御信号を出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ａに示す状態となり、回生ブレーキによって車両に制動力Ｆが作用する。
【００７１】
ステップＳ１３０にて車両が走行中であると判定されない場合、車両が走行中であると判定されるまで待機する。一方、ステップＳ１３０にて、車両が走行中であると判定された場合、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、現在地点がエンジンブレーキの開始地点であるか否かを判定する（ステップＳ１３５）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１、車速センサ４２、ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在地点を取得し、当該現在地点が、ステップＳ１２５にて取得されたエンジンブレーキの開始地点と一致するか否かを判定する。むろん、ここでは、所定のマージンを設け、車両の現在地点から所定範囲内の位置にエンジンブレーキの開始地点が存在する場合に、現在地点がエンジンブレーキの開始地点であると判定する構成であっても良い。
【００７２】
ステップＳ１３５にて、現在地点がエンジンブレーキの開始地点であると判定された場合、制御部２０は、エンジンが始動することを案内する（ステップＳ１４０）。すなわち、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部５１に対して制御信号を出力し、ユーザＩ／Ｆ部５１によってエンジンブレーキを車両に作用させていない状態からエンジンブレーキを車両に作用させる状態に切り替わることに伴ってエンジン回転数が上昇する旨を利用者に対して案内する。なお、当該案内は、エンジンブレーキが車両に作用する以前に実行されればよく、現在地点がエンジンブレーキの開始地点より後方の所定範囲内に達した段階で案内を行う構成であっても良い。
【００７３】
次に、制御部２０は、現在地点に対応付けられた制動力で制動する（ステップＳ１４５）。すなわち、制御部２０は、制御部４７ａ、制御部４８ａのいずれかまたは双方に制御信号を出力し、現在地点に対応付けられた制動力でエンジンブレーキが作用し、第１制動部に満たない制動力が回生ブレーキによって補われるように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態を制御する。例えば、図４Ｃに示す例においては、エンジンブレーキの開始地点Ｐ4から地点Ｐ5までの区間においては一点鎖線、地点Ｐ5から降坂路の終了地点Ｐ2までの区間においては実線の直線で示す制動力となるように地点毎の制動力が決定されているため、当該一点鎖線および実線の直線で示す制動力がエンジンブレーキによって車両に作用し、制動力Ｆに満たない残余の制動力が回生ブレーキによって車両に作用するように内燃機関４４と発電機４７とモータ４８との動作状態が制御される。
【００７４】
すなわち、エンジンブレーキの開始地点Ｐ4から地点Ｐ5までの区間において制御部２０は、各地点におけるエンジンブレーキの制動力と回生ブレーキの制動力とを特定し、特定されたエンジンブレーキの制動力と回生ブレーキの制動力とで車両を制動させるための制御信号を制御部４７ａおよび制御部４８ａに対して出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｂに示す状態となり、エンジンブレーキによって図４Ｃに示す一点鎖線の制動力が車両に作用し、エンジンブレーキと回生ブレーキとの和が制動力Ｆとなる。
【００７５】
また、地点Ｐ5から降坂路の終了地点Ｐ2までの区間において制御部２０は、制御部４７ａに対して制動力Ｆで車両を制動させるための制御信号を出力し、制御部４８ａに対してモータ４８を空転させるための制御信号を出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｃに示す状態となり、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆが作用する。
【００７６】
なお、ステップＳ１４５が実行されると制御部２０は、ステップＳ１３０以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１３５において、現在地点がエンジンブレーキの開始地点であると判定されない場合、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、現在地点が降坂路の終了地点であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。そして、ステップＳ１５０にて、現在地点が降坂路の終了地点であると判定された場合、制御部２０はステップＳ１４５に示す制動処理を終了し（ステップＳ１５５）、再度ステップＳ１３０以降の処理を繰り返す。
【００７７】
一方、ステップＳ１５０にて、現在地点が降坂路の終了地点であると判定されない場合、制御部２０は、制動力制御部２１ｃの処理により、車両が目的地点に到着したか否かを判定する（ステップＳ１６０）。すなわち、走行予定経路の目的地点と車両の現在地点とが一致するか否かを判定する。そして、ステップＳ１６０にて、目的地点に到着したと判定されない場合には、ステップＳ１３０以降の処理を繰り返す。すなわち、本実施形態においては、車両がエンジンブレーキの開始地点に到達することによってステップＳ１４５における制動処理が開示されると、降坂路の終了地点に到達するまでステップＳ１４５における制動処理が実行される。そして、ステップＳ１４５における制動処理が開始されると、車両が他のエンジンブレーキの開始地点に到達するか、目的地点に到達するまでステップＳ１３０以降の処理が繰り返されることになる。
【００７８】
図４Ｅは地点毎のエンジン回転数を示すグラフである。当該図４Ｅにおいては、エンジン回転数と制動力とがほぼ比例関係にある場合におけるエンジン回転数をグラフ上に示している。また、当該図４Ｄにおいては、道路区間Ｚ2において地点Ｐ3よりも後方では回生ブレーキ、地点Ｐ3よりも前方ではエンジンブレーキによって車両を制動させた場合のエンジン回転数を破線、道路区間Ｚ2において地点Ｐ4からエンジンブレーキによる制動を開始して第１制動力となるまで制動力を徐々に増加させた場合のエンジン回転数を一点鎖線で示している。同図４Ｄに示すように、回生ブレーキのみで制動する状態からエンジンブレーキのみで制動する状態に切り替える場合には、地点Ｐ3にて急激にエンジン回転数が増加し、運転者に違和感を与える。しかし、図４Ｃにて一点鎖線で示す例のように、地点Ｐ4からエンジンブレーキによる制動を開始して第１制動力となるまで制動力を徐々に増加させた場合エンジン回転数が徐々に上昇するため、運転者に違和感を与えることはない。
【００７９】
（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、バッテリの残電力量が上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって第１制動力よりも小さい第２制動力を車両に作用させる限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。
【００８０】
例えば、地点毎の車両の動作は、目標車速に基づいて決定する構成の他、道路上の地点毎の渋滞度や時間帯等によって推定しても良いし、過去の車両の動作の履歴によって推定しても良い。また、上述の上限電力量は予め決められていればよく、動的に変動する値であっても良い。さらに、走行予定経路は、車両と異なる位置に存在する管理装置にて設定された走行予定経路が通信によって取得される構成であっても良い。
【００８１】
さらに、第１制動力の大きさは走行前に特定できるように構成されていればよく、車両の仕様によってバッテリが上限電力量まで充電される地点にて一定の制動力が作用するように決められている場合には当該一定の制動力を第１制動力とすればよい。また、各種の指標に基づいて第１制動力が特定される構成であってもよく、例えば、バッテリが上限電力量まで充電される地点における道路勾配や車両が備えるトランスミッションの状態を規定するシフトレバーの状態に基づいて特定されても良い。
【００８２】
さらに、エンジンブレーキによって一定の第２制動力を車両に作用させる構成としても良い。図５Ａは、一定の第２制動力を車両に作用させる構成におけるある降坂路に関する地点毎の高度、図５Ｂは対応する地点の目標車速、図５Ｃは対応する地点の制動力、図５Ｄは対応する地点の残電力量、図５Ｅは対応する地点のエンジン回転数を示す図である。同図５Ａ，５Ｂに示す地点毎の高度および目標車速は図４Ａ、４Ｂに示す地点毎の高度および目標車速と同様である。従って、図１と同様の構成において、地点毎の制動力を特定すれば、道路区間Ｚ2において車両に作用させるべき制動力が図５Ｃに示すように制動力Ｆとなる。
【００８３】
この結果、バッテリ４９の残電力量の推移は、図５Ｄにおいて実線で示されるような推移となり、バッテリ４９が上限電力量まで充電されると推定される地点は地点Ｐ3となる。本例においては、バッテリ４９が上限電力量まで充電されると推定される、制動力Ｆを作用させるべき降坂路の開始地点Ｐ1から一定の第２制動力Ｆ1を車両に作用させることによって車両を制動させる。すなわち、地点Ｐ1から地点Ｐ2の間の区間に車両の現在地点が存在する場合、制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆ1を作用させ、回生ブレーキによって制動力（Ｆ−Ｆ1）を作用させるための制御信号を制御部４７ａおよび制御部４８ａに対して出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｂに示す状態となり、エンジンブレーキによって図５Ｃに示す一点鎖線の制動力が車両に作用し、エンジンブレーキと回生ブレーキとの和が制動力Ｆとなる。
【００８４】
本例においても、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点Ｐ3以後、降坂路の終了地点Ｐ2までエンジンブレーキによって制動力Ｆで車両を制動させる場合に消費されるエネルギーと、地点Ｐ1，Ｐ2間においてエンジンブレーキによって制動力Ｆ1で車両を制動させる場合に消費されるエネルギーとが一致するように構成される。このため、地点Ｐ1，Ｐ2間において、図５Ｃにて一点鎖線で示す一定の制動力Ｆ1をエンジンブレーキによって車両に作用させた場合であっても、図５Ｄにて一点鎖線で示すようにバッテリ４９の残電力量が推移し、上限電力量となるまで充電される。
【００８５】
さらに、図５Ｅに示すエンジン回転数のグラフも、エンジン回転数と制動力とがほぼ比例関係にある場合におけるエンジン回転数を示している。また、当該図５Ｅにおいては、道路区間Ｚ2において地点Ｐ3よりも後方では回生ブレーキ、地点Ｐ3よりも前方ではエンジンブレーキによって車両を制動させた場合のエンジン回転数を破線、道路区間Ｚ2においてエンジンブレーキによって一定の第２制動力で車両を制動させた場合のエンジン回転数を一点鎖線で示している。同図５Ｅに示すように、回生ブレーキのみで制動する状態からエンジンブレーキのみで制動する状態に切り替える場合には、地点Ｐ3にて急激にエンジン回転数が増加し、運転者に違和感を与える。しかし、図５Ｃに示す例のように、地点Ｐ1から一定の第２制動力でエンジンブレーキによる制動を開始する場合、地点Ｐ1においてエンジン回転数は変化するもののその変化幅は小さく運転者に違和感を与えることはない。以上の構成によれば、極めて簡易な制御によって運転者の違和感を防止することができる。
【００８６】
図６Ａは、過去の車両の動作の履歴によって車両の動作を推定する構成におけるある降坂路に関する地点毎の高度、図６Ｂは対応する地点の目標車速、図６Ｃは対応する地点の制動力、図６Ｄは対応する地点の残電力量、図６Ｅは対応する地点のエンジン回転数を示す図である。同図６Ａに示す地点毎の高度は図４Ａに示す地点毎の高度と同様である。そして、本例においては、図１と同様の構成において、車両の走行履歴として地点毎の車速を記録する構成とし、走行予定経路が設定された場合に、当該走行予定経路を構成する道路の各地点における目標車速を、走行履歴が示す車速（例えば、過去の平均車速）とする。
【００８７】
ここでは、道路区間Ｚ2における目標車速が図６Ｂに示すように地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間で徐々に小さくなり、地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間で目標車速が徐々に大きくなる場合を想定する。このように、車両の走行履歴に基づいて地点毎の目標車速が特定されると、当該目標車速に基づいて図６Ｃに示すように地点毎の制動力が特定される。本例では、図６Ｃに示すように、道路区間Ｚ2において車両に作用させるべき制動力が、地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間で一定の制動力Ｆ、地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間で一定の制動力Ｆ2となる場合を想定する。
【００８８】
図６Ｃに示すように、地点毎の制動力が特定されると、バッテリ４９の残電力量の推移が推定される。ここでは、降坂路内で車両を制動させる場合に回生ブレーキを優先的に使用した場合の残電力量の推移が推定される。すなわち、地点毎の制動力が回生ブレーキの上限制動力以下である場合には必要とされる制動力の全てが回生ブレーキによってまかなわれ、地点毎の制動力が回生ブレーキの上限制動力より大きい場合には回生ブレーキで上限制動力を発生させ、残りの制動力を他のブレーキ（例えば、摩擦ブレーキ）によって発生させる状態を想定する。
【００８９】
図６Ｃにおいては、回生ブレーキの上限制動力をＦmaxとして示しており、地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間での制動力Ｆは回生ブレーキの上限制動力Ｆmaxより大きい。従って、地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間においては回生ブレーキによって車両に上限制動力Ｆmaxを作用させた場合の充電量に基づいて地点Ｐ1，Ｐ6間および地点Ｐ7，Ｐ3間のバッテリ４９の残電力量の推移が推定される。また、地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間での制動力Ｆ2は回生ブレーキの上限制動力Ｆmaxより小さい。従って、地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間においては回生ブレーキによって車両に制動力Ｆ2を作用させた場合の充電量に基づいて地点Ｐ6，Ｐ7間および地点Ｐ3，Ｐ2間のバッテリ４９の残電力量の推移が推定される。
【００９０】
ここでは、図６Ｄにおいて実線の直線で示すようにバッテリ４９の残電力量の推移が推定された例を想定する。従って、本例において、バッテリ４９が上限電力量まで充電されると推定される地点は地点Ｐ7である。そして、本例においては、車両による走行が開始された後、当該地点Ｐ7に車両が到達する前に車両が通過する地点である降坂路の開始地点Ｐ1から一定の第２制動力Ｆ1を車両に作用させる。すなわち、地点Ｐ1から地点Ｐ2の間の区間に車両の現在地点が存在する場合、制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆ1を作用させる。また、運転者が減速量調整ペダルを操作すると、制御部２０は当該減速量調整ペダルの操作量を示す制御信号を摩擦制動部５０に対して出力し、摩擦制動部５０は当該減速量調整ペダルの操作量に応じた制動力を車両に作用させる。
【００９１】
さらに、各地点において、上述の制動力Ｆ1と減速量調整ペダルの操作量に応じた制動力との和が図６Ｃに示す制動力に満たない場合、制御部２０は、不足分を回生ブレーキで補う。この場合、エンジンブレーキと回生ブレーキとが併用される状態となる。なお、エンジンブレーキと回生ブレーキとが併用される場合、制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆ1を作用させ、回生ブレーキによって上述の不足分の制動力を作用させるための制御信号を制御部４７ａおよび制御部４８ａに対して出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｂに示す状態となる。また、回生ブレーキを使用しない場合、制御部２０は、エンジンブレーキによって車両に制動力Ｆ1を作用させるための制御信号を制御部４７ａおよび制御部４８ａに対して出力する。この結果、内燃機関４４、出力軸４６、発電機４７、モータ４８、バッテリ４９の動作状態が図２Ｃに示す状態となる。
【００９２】
なお、本例においては、バッテリ４９に上限電力量まで充電される地点Ｐ7以後、降坂路の終了地点Ｐ2まで車両を制動させる場合に消費されるエネルギーと、地点Ｐ1，Ｐ2間においてエンジンブレーキによって制動力Ｆ1で車両を制動させる場合に消費されるエネルギーとが一致するように構成される。このため、地点Ｐ1，Ｐ2間において、図６Ｃに示すような制動力が車両に作用した場合には、図６Ｄにて一点鎖線で示すようにバッテリ４９の残電力量が推移し、地点Ｐ2まで走行する過程でバッテリ４９は上限電力量となるまで充電される。
【００９３】
さらに、図６Ｅに示すエンジン回転数のグラフも、エンジン回転数と制動力とがほぼ比例関係にある場合におけるエンジン回転数を示している。また、当該図６Ｅにおいては、道路区間Ｚ2において地点Ｐ7よりも後方でエンジンブレーキを使用せず、地点Ｐ7よりも前方でエンジンブレーキを使用して車両を制動させた場合のエンジン回転数を破線、道路区間Ｚ2においてエンジンブレーキによって一定の第２制動力で車両を制動させた場合のエンジン回転数を一点鎖線で示している。同６Ｅに示すように、エンジンブレーキを使用しない状態からエンジンブレーキのみで制動する状態に切り替える場合には、地点Ｐ7にて急激にエンジン回転数が増加し、運転者に違和感を与える。しかし、図６Ｃに示す例のように、地点Ｐ1から一定の第２制動力でエンジンブレーキによる制動を開始する場合、地点Ｐ1においてエンジン回転数は変化するもののその変化幅は小さく運転者に違和感を与えることはない。以上の構成によれば、極めて簡易な制御によって運転者の違和感を防止することができる。
【００９４】
以上の構成においては、降坂路を構成する道路区間でエンジンブレーキによって一定の第２制動力を作用させる構成となっていたが、むろん、車両の走行履歴に基づいてバッテリ４９の残電力量が上限電力量となる地点を推定する構成において、第２制動力を徐々に増大させる構成であっても良い。例えば、車両が走行する過程において、バッテリ４９の残電力量と上限電力量との差分が所定の閾値以下となった地点からエンジンブレーキによって最小限の制動力を車両に作用させ、制動力を徐々に増大させて第１制動力に一致させるように制御する構成であっても良い。
【符号の説明】
【００９５】
１０…ナビゲーション装置、２０…制御部、２１…運転支援プログラム、２１ａ…電力量推定部、２１ｂ…制動力取得部、２１ｃ…制動力制御部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、３０ｂ…経路情報、４１…ＧＰＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…内燃機関、４５…ギア機構、４６…出力軸、４７…発電機、４７ａ…制御部、４８…モータ、４８ａ…制御部、４９…バッテリ、５０…摩擦制動部、５１…ユーザＩ／Ｆ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する電力量推定手段と、
前記バッテリが前記上限電力量まで充電された状態で前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する制動力取得手段と、
前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる制動力制御手段と、
を備える運転支援システム。
【請求項２】
前記制動力制御手段は、前記エンジンブレーキによって前記第２制動力を前記車両に作用させる制御を開始した後、前記第１制動力となるまで前記エンジンブレーキによる制動力を徐々に増大させる、
請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項３】
前記制動力制御手段は、前記エンジンブレーキによって一定の前記第２制動力を前記車両に作用させる、
請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項４】
前記電力量推定手段は、前記走行予定経路に含まれる降坂路において前記エンジンブレーキを使用せず、かつ、前記回生ブレーキを前記車両に作用させた場合に前記バッテリに前記上限電力量まで充電される地点を推定し、
前記制動力制御手段は、前記地点に到達する前に前記エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい前記第２制動力を前記車両に作用させる、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の運転支援システム。
【請求項５】
前記電力量推定手段は、ナビゲーションシステムによって設定された前記走行予定経路に基づいて前記バッテリに前記上限電力量まで充電されるか否かを推定する、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の運転支援システム。
【請求項６】
バッテリに上限電力量まで充電された場合にエンジンブレーキによる制動が開始される車両の運転支援システムであって、
前記車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する電力量推定手段と、
前記エンジンブレーキによる制動が開始される場合に当該エンジンブレーキによって前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する制動力取得手段と、
前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、前記エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる制動力制御手段と、
を備える運転支援システム。
【請求項７】
車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する電力量推定工程と、
前記バッテリが前記上限電力量まで充電された状態で前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する制動力取得工程と、
前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる制動力制御工程と、
を含む運転支援方法。
【請求項８】
車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する電力量推定機能と、
前記バッテリが前記上限電力量まで充電された状態で前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する制動力取得機能と、
前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる制動力制御機能と、
をコンピュータに実現させる運転支援プログラム。
【請求項１】
車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する電力量推定手段と、
前記バッテリが前記上限電力量まで充電された状態で前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する制動力取得手段と、
前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる制動力制御手段と、
を備える運転支援システム。
【請求項２】
前記制動力制御手段は、前記エンジンブレーキによって前記第２制動力を前記車両に作用させる制御を開始した後、前記第１制動力となるまで前記エンジンブレーキによる制動力を徐々に増大させる、
請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項３】
前記制動力制御手段は、前記エンジンブレーキによって一定の前記第２制動力を前記車両に作用させる、
請求項１に記載の運転支援システム。
【請求項４】
前記電力量推定手段は、前記走行予定経路に含まれる降坂路において前記エンジンブレーキを使用せず、かつ、前記回生ブレーキを前記車両に作用させた場合に前記バッテリに前記上限電力量まで充電される地点を推定し、
前記制動力制御手段は、前記地点に到達する前に前記エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい前記第２制動力を前記車両に作用させる、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の運転支援システム。
【請求項５】
前記電力量推定手段は、ナビゲーションシステムによって設定された前記走行予定経路に基づいて前記バッテリに前記上限電力量まで充電されるか否かを推定する、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の運転支援システム。
【請求項６】
バッテリに上限電力量まで充電された場合にエンジンブレーキによる制動が開始される車両の運転支援システムであって、
前記車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する電力量推定手段と、
前記エンジンブレーキによる制動が開始される場合に当該エンジンブレーキによって前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する制動力取得手段と、
前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、前記エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる制動力制御手段と、
を備える運転支援システム。
【請求項７】
車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する電力量推定工程と、
前記バッテリが前記上限電力量まで充電された状態で前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する制動力取得工程と、
前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる制動力制御工程と、
を含む運転支援方法。
【請求項８】
車両が走行予定経路を走行する過程において回生ブレーキによってバッテリに上限電力量まで充電されるか否かを推定する電力量推定機能と、
前記バッテリが前記上限電力量まで充電された状態で前記車両に作用させるべき制動力を第１制動力として取得する制動力取得機能と、
前記バッテリに前記上限電力量まで充電されると推定される場合、前記バッテリの残電力量が前記上限電力量となる前に、エンジンブレーキによって前記第１制動力よりも小さい第２制動力を前記車両に作用させる制動力制御機能と、
をコンピュータに実現させる運転支援プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３５４８０（Ｐ２０１３−３５４８０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４６２４（Ｐ２０１１−１７４６２４）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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