JP2009286185A

JP2009286185A - 走行制御装置

Info

Publication number: JP2009286185A
Application number: JP2008138361A
Authority: JP
Inventors: Koji Taguchi; 康治田口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2028-05-27
Also published as: JP5056587B2

Abstract

【課題】バッテリのＳＯＣの状態を考慮して燃費低下を回避する走行制御を行うことができる走行制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン４２及びモータ４３を有し、モータ４３を発電機として作動させ回生制御によりバッテリ４４を充電可能に構成された車両の走行制御装置であって、所定地点までの行程を複数の区間に分割して各区間での目標速度パターンを生成する目標速度パターン生成部１０と、バッテリ４４のＳＯＣが第１の所定値以下の場合には、目標速度パターンに基づいて加速する加速区間において目標速度パターンに規定される加速よりも大きな加速を行い、目標速度パターンに基づいて減速する減速区間において回生制御による減速を行う目標速度パターンを再生成する目標速度パターン再生成部１１と、を備えることにより、ＳＯＣ不足状態に起因した動作により燃費が低下することを回避することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の走行を制御する走行制御装置に関するものである。

従来、車両の走行を制御する装置として、燃費が向上するように車両の走行を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置は、エンジンとモータを駆動源とするハイブリット車両において、車両を目標速度に維持しながら燃費向上を図るものである。具体的には、目標速度より大きい上限速度、及び目標速度より小さい下限速度を設定し、設定した上限速度までエンジンで加速させたのちにエンジンを停止させて走行させ（惰性走行）、車速が下限速度に到達した後、エンジンを始動させて上限速度まで加速させる走行を行うものである。このように、特許文献１の装置は目標速度を基準として加速と減速とを繰り返す速度制御を実行するものである。
特開２００７−１８７０９０号公報

ここで、ハイブリット車両の駆動源の一つであるモータはバッテリを電源としている。一般的にバッテリの充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）には目標値があり、この目標値を基準に充電するか否かを判定している。このため、従来の走行制御装置にあっては、惰性走行をする予定の区間であっても、例えば、バッテリのＳＯＣが不足しているためにエンジンを作動させなければならない場合がある。また、回生制御をしながら走行する予定の区間であっても、バッテリが満充電状態であるため充電できない場合がある。このように、従来の走行制御装置は、バッテリのＳＯＣの状態によっては予定通りの低燃費走行が行えず、燃費向上が妨げられるおそれがある。

そこで、本発明はこのような技術課題を解決するためになされたものであって、バッテリのＳＯＣの状態を考慮して燃費低下を回避する走行制御を行うことができる走行制御装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る走行制御装置は、エンジン及びモータを有し、モータを発電機として作動させ回生制御によりバッテリを充電可能に構成された車両の走行制御装置であって、所定地点までの行程を複数の区間に分割して各区間での目標速度パターンを生成する目標速度パターン生成手段と、バッテリのＳＯＣが第１の所定値以下の場合には、目標速度パターンに基づいて加速する加速区間において目標速度パターンに規定される加速よりも大きな加速を行い、目標速度パターンに基づいて減速する減速区間において回生制御による減速を行う目標速度パターンを再生成する目標速度パターン再生成手段とを備えて構成される。

この発明では、所定の速度パターンを生成後、バッテリのＳＯＣが第１の所定値以下となる場合には、加速区間の加速を大きくするように速度パターンを再生成する。加速区間において増加した加速により車速を上昇させて加速区間の運動エネルギーを大きくすることができる。このように、バッテリのＳＯＣの不足を補うために必要な運動エネルギーの生成タイミングを制御することで、例えばエンジン停止による惰性走行をする予定の走行区間において充電のためにエンジンを駆動しなければならない事態が発生することを回避することができる。このため、バッテリのＳＯＣが不足していても予定通りの走行を行うことができるので、ＳＯＣ不足状態に起因した動作により燃費が低下することを回避することが可能となる。また、この発明では、減速の際に回生制御による減速を行うように速度パターンを再生成する。このようにバッテリの充電タイミングを制御することで、加速中に充電する場合、すなわち力学エネルギー発生と同時に電気エネルギーに変換する場合に比べて所定地点までの平均速度を大きくすることができる。このため、全体の旅行時間を短縮することが可能となる。これにより、例えば、短縮した分の旅行時間を燃費優先の惰性走行や低速走行に割り当てることができるため、決められた到着時刻に間に合いつつ燃費向上を図ることが可能となる。

ここで、モータは、バッテリから供給される電力により駆動源として機能し、目標速度パターン再生成手段は、バッテリのＳＯＣが第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上の場合には、減速区間においてモータを駆動させて放電を行う目標速度パターンを再生成することが好適である。

このように構成することで、バッテリが満充電状態となることを回避するためにバッテリのＳＯＣをモータ駆動による放電により減少させる場合には、減速区間を走行する際に行わせることができる。これにより、例えば、加速と減速とを繰り返す低燃費な目標速度パターンをモータの駆動力によってなだらかな目標速度パターンとすることができる。このように、放電タイミングを制御することで、回生制御により得られる電気エネルギーをバッテリに無駄なく充電することができるとともに、乗り心地を向上することが可能となる。

また、目標速度パターン再生成手段は、バッテリのＳＯＣが第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上の場合には、モータを駆動源として駆動させるための放電を、後続車両の存在しない区間よりも後続車両の存在する区間で優先させる目標速度パターンを再生成することが好適である。

このように構成することで、モータ駆動による放電によってバッテリのＳＯＣを減少させる場合には、後続車両が存在する区間で優先的にモータを駆動させるため、後続車両の走行に影響を与えやすい低速走行や波状走行をモータの駆動力によって定速走行に近づけることができる。よって、低燃費走行を実行しつつ交通流の妨げになることを回避することができる。

さらに、目標速度パターンにより規定された各区間での目標速度に基づいた走行制御を行う際に、エンジンの動作状態情報、車速と目標速度との差を示す速度超過不足情報、及び、バッテリのＳＯＣと目標ＳＯＣとの差を示すＳＯＣ過不足情報の何れか一つに基づいてフィードバック制御を行う走行制御手段を備えることが好適である。

このように構成することで、生成あるいは再生成した目標速度パターンにより規定される目標速度に対してフィードバック制御を行う場合に、燃費効率の良い実行を行うことができる。

本発明によれば、バッテリのＳＯＣの状態を考慮して燃費低下を回避する走行制御を行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る走行制御装置は、バッテリを回生制御により充電可能に構成された車両の走行制御装置であって、例えば、自動運転機能を備えた車両や、追従運転や車線維持運転などの運転者支援システムを搭載した車両に好適に採用されるものである。

最初に、本実施形態に係る走行制御装置（走行制御部）の構成を説明する。図１は本発明の実施形態に係る走行制御部を備えた車両の構成を示すブロック図である。図１に示す車両５は、自動運転機能を有する車両であって、エンジン４２、モータ４３及びバッテリ４４を含むハイブリットシステム４を備えている。

ハイブリットシステム４は、エンジン４２及びモータ４３の２つの駆動源を、単独であるいは組み合わせて駆動させることにより車両５を走行させる機能を有している。すなわち、ハイブリットシステム４は、エンジン４２を停止したままの惰性による走行、いわゆる滑空走行が可能に構成されている。エンジン４２は、例えば電子スロットル等のスロットルアクチュエータで出力が制御可能に構成されている。モータ４３は、接続されたバッテリ４４から供給される電力、あるいは発電機（不図示）を介して供給される電力により駆動する機能を有している。また、ハイブリットシステム４は、回生ブレーキあるいは発電機により、モータ４３を回転させて運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生制御を行う機能を有している。すなわち、モータ４３は発電機としても機能する。そして、ハイブリットシステム４は、得られた電気エネルギーをバッテリ４４に充電する機能を有している。また、ハイブリットシステム４は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２に接続され、ＥＣＵ２から出力される信号に基づいて駆動制御、回生制御を行う機能を有している。

また、車両５は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機３０、センサ３１、操作部３２、ナビゲーションシステム３３、ＥＣＵ２、操舵アクチュエータ４０、ブレーキアクチュエータ４１を備えている。ここで、ＧＰＳは、衛星を用いた計測システムのことであり、自車両の現在位置の把握に好適に用いられるものである。また、ＥＣＵは、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、及び入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。

ＧＰＳ受信機３０は、例えば、車両５の位置情報を受信する機能を有している。また、ＧＰＳ受信機３０は、受信した位置情報をＥＣＵ２へ出力する機能を有している。

センサ３１は、車両５の周囲の走行環境情報や、車両５の車両状態情報を取得する機能を有している。センサ３１としては、例えば、車両５の走行レーンを認識するためのレーン認識センサや画像センサ、車両５の周辺の障害物や後続車両を検知し距離情報を取得する電磁波センサやミリ波センサ、ヨーレートを計測するヨーレートセンサ、バッテリ４４のＳＯＣを検出するセンサ、ハンドル舵角及びタイヤ角を検知する舵角センサ、加速度を検出する加速度センサ、車輪速を計測する車輪速センサ等が用いられる。また、センサ３１は、取得した情報をＥＣＵ２へ出力する機能を有している。

操作部３２は、運転者の要求する条件を入力する機能を有している。操作部３２としては、例えば、目標地点、目標旅行時間、乗り心地レベル等を入力する操作パネル等が用いられる。また、操作部３２は、入力した情報をＥＣＵ２へ出力する機能を有している。

ナビゲーションシステム３３は、所定地点（例えば目的地）までの経路案内等を行う機能を有している。また、ナビゲーションシステム３３は、例えば地図データベースから現在走行中付近の道路情報を読み出し、その道路情報をナビ信号としてＥＣＵ２へ出力する機能を有している。さらに、ナビゲーションシステム３３は、信号機点灯情報等の交通情報をナビ信号としてＥＣＵ２へ出力する機能を有している。

ＥＣＵ２は、目標速度パターン生成部（目標速度パターン生成手段）１０、目標速度パターン再生成部（目標速度パターン再生成手段）１１、車両運動制御部１２、加減速制御部２０及び操舵制御部２１を備えており、目標速度パターン生成部１０、目標速度パターン再生成部１１及び車両運動制御部１２により走行制御部１が構成されている。

目標速度パターン生成部１０は、車両５の目標速度パターンを生成する機能を有している。目標速度パターンは、例えば、時刻又は距離に依存した速度を示すものである。目標速度パターン生成部１０は、所定地点までの行程を複数の区間に分割して各区間での目標速度パターン（初期速度パターン）を生成する機能を有している。例えば、目標速度パターン生成部１０は、操作部３２が出力した目的地と、ナビゲーションシステム３３が出力した地図情報等に基づいて、目的地までの行程を複数の区間に分割する機能を有している。そして、目標速度パターン生成部１０は、例えば、センサ３１が入力した車両５の周囲の走行環境情報及びＥＣＵ２のメモリに格納された車両情報に基づいて、分割した区間ごとに初期速度パターンを生成する機能を有している。例えば、目標速度パターン生成部１０は、車両の走行において必ず満たさなければならない条件である拘束条件と、重視する項目を評価するための項を含む評価関数とを用いた最適化処理により、速度パターンを生成する機能を有している。重視する項目が燃費の場合、例えばエンジン４２の熱効率を評価する項を評価関数に含むことによって、低燃費な初期速度パターンを生成することができる。この低燃費な初期速度パターンは、エンジン４２の熱効率の評価により、例えば２０ｋｍ／ｈ程度の低速な速度パターンや、加速する区間と減速する区間を繰り返す波状の速度パターンとなる。なお、加速区間においてはエンジン４２の熱効率が最も良い条件で生成され、減速区間においてはエンジン４２を停止した走行、いわゆる滑空走行となる。また、目標速度パターン生成部１０は、生成した初期速度パターンを目標速度パターン再生成部１１へ出力する機能を有している。

目標速度パターン再生成部１１は、目標速度パターン生成部１０が生成した初期速度パターンを再生成する機能を有している。例えば、バッテリ４４のＳＯＣが不足基準値（第１の所定値）以下の場合には、初期速度パターンに基づいて加速する加速区間において初期速度パターンに規定される加速よりも大きな加速を行い、初期速度パターンに基づいて減速する減速区間において回生制御による減速を行う目標速度パターン（充電速度パターン）を再生成する機能を有している。ここで、不足基準値は、例えばバッテリ４４のＳＯＣ目標値から許容される不足量を減算した値が設定される。不足基準値として、ＳＯＣを全体容量に対する割合で表示した場合、例えば５０％〜４０％が用いられる。なお、以下では、ＳＯＣは全体容量に対する割合で表示するものとする。また、増分する加速量は、ハイブリットシステム４の通常のＨＶ制御により決定される。さらに、目標速度パターン再生成部１１は、再生成した速度パターンを車両運動制御部１２へ出力する機能を有している。

車両運動制御部１２は、目標速度パターン及びセンサ３１からの周囲の走行環境や自車両の走行状態に基づいて、操舵制御情報や加減速制御情報を算出する機能を有している。車両運動制御部１２は、初期速度パターンと充電速度パターンのうち、ＥＣＵ２によって選択された速度パターンを用いて制御情報を生成する機能を有している。速度パターンの選択は、例えば、ナビゲーションシステム３３により出力された交通情報に基づいてＥＣＵ２により行われる。また、車両運動制御部１２は、算出した操舵制御情報を操舵制御部２１へ、算出した加減速制御情報を加減速制御部２０へ出力する機能を有している。さらに、車両運動制御部１２は、モータ４３を駆動あるいは発電機として作動させてバッテリ４４の放電や充電を行うタイミング情報をハイブリットシステム４へ出力する機能を有している。例えば、車両運動制御部１２は、充電速度パターンの減速区間において回生ブレーキを作動させる命令信号をハイブリットシステム４に出力する機能を有している。

加減速制御部２０は、車両運動制御部１２が出力した加減速制御情報に基づいて、ハイブリットシステム４や、ブレーキアクチュエータ４１を制御するための信号を生成し、生成した制御信号をハイブリットシステム４及びブレーキアクチュエータ４１へ出力する機能を有している。ここで、ブレーキアクチュエータ４１は、例えば油圧式ブレーキの場合には、各車輪のブレーキ油圧の調整を行うバルブ等が用いられる。

操舵制御部２１は、車両運動制御部１２が出力した操舵制御情報に基づいて操舵アクチュエータ４０を制御するための信号を生成し、生成した制御信号を操舵アクチュエータ４０へ出力する機能を有している。なお、操舵アクチュエータ４０は、車両の走行を制御する機械的な構成要素であり、例えば、操舵角制御モータ等が用いられる。

次に、第１実施形態に係る走行制御部１の動作について説明する。図２，３は、第１実施形態に係る走行制御部１の動作を示すフローチャートである。図２，３に示す制御処理は、例えばイグニッションオン又は車両５に備わる開始ボタンがオンされてから、所定のタイミングで繰り返し実行される。

図２に示すように、走行制御部１は初期速度パターン生成処理から開始する（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理は、目標速度パターン生成部１０が実行し、初期速度パターンを生成する処理である。目標速度パターン生成部１０は、例えば、操作部３２により取得した目的地と、ナビゲーションシステム３３が出力した地図情報等に基づいて、目的地までの行程を複数の区間に分割する。そして、例えば、重視する項目を評価する項を含む評価関数を用いて最適化処理により初期速度パターンを生成する。以下では説明理解の容易性を考慮して、低燃費速度パターンを生成する例を説明する。目標速度パターン生成部１０は、例えば、ＥＣＵ２のメモリに格納された車両情報を入力して拘束条件を設定する。車両情報として、例えば、車両加速性能、車両減速性能、車重、許容最大加速度、許容最大減速度、許容最大ジャーク、最高速度、最大横加速度、最大ハンドル角速度、最小定常速度、最小定常加速度、最小定常ジャーク、加減速時の加減速変化回数、緊急ブレーキ性能、故障判定時間、速度制御誤差、位置制御誤差が用いられる。これらの値は、諸元情報や、操作部３２から入力された運転者の要望、学習等により設定される。

次に、旅行時間とエンジン出力熱効率を評価する項を含む評価関数とを用いた最適化処理により、低燃費な初期速度パターンを生成する。生成された初期速度パターンの一例を図４（ａ）に示す。図４に示すグラフは、横軸が時間、縦軸が速度で示された速度パターンである。図４（ａ）に示す速度パターンは、車両５が発進して停止するまで、例えば青点灯による発進時刻ｔ０から赤点灯による停止時刻ｔ６までの短い時間の速度パターンである。このような速度パターンを繋げることによって目的地までの速度パターンが完成する。図４（ａ）では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの加速区間Ｔ１、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの波状走行区間Ｔ２、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの波状走行区間Ｔ３、時刻ｔ５から時刻ｔ６まで減速区間Ｔ４の４つの区間に分割して低燃費な速度パターンを生成している。波状走行区間Ｔ２、Ｔ３内には減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａと加速区間Ｔ２ｂ、Ｔ３ｂが含まれており、波状走行区間が連続することにより、減速区間と加速区間が交互に繰り返されている。減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ４での走行は、いわゆる滑空走行であり、エンジン４２は停止している。目標速度パターン生成部１０が速度パターンを生成すると、Ｓ１０の処理は終了し、ＳＯＣ確認処理へ移行する（Ｓ１２）。

Ｓ１２の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、バッテリ４４のＳＯＣが不足しているか否かを判定する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、例えば、センサ３１から入力したＳＯＣが不足基準値以下であるかを判定する。不足基準値として例えば４０％が用いられる。Ｓ１２の処理において、ＳＯＣが不足していないと判定した場合には、通常走行制御処理へ移行する（Ｓ１４）。

Ｓ１４の処理は、ＥＣＵ２が実行し、通常の速度制御処理を行う処理である。通常の速度制御処理は、バッテリ４４のＳＯＣを考慮せずに、操舵制御及び加減速制御を行う処理である。例えば低燃費走行をする場合には、燃費に最も良い車速や加速度等を演算して制御する。また、Ｓ１０の処理で設定した初期速度パターンを採用して走行してもよい。Ｓ１４の処理が終了すると、図２,３に示す制御処理は終了する。

一方、Ｓ１２の処理において、ＳＯＣが不足していると判定した場合には、フル回生状態判定処理へ移行する（Ｓ１６）。Ｓ１６の処理は、ハイブリットシステム４が実行し、フル回生状態であるか否かを判定する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、例えば図４（ａ）に示す初期速度パターンの減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ４において、ハイブリットシステム４によりその速度で許容されている最大の減速度で減速するか否かを判定することで、フル回生状態であるか否かを判定する。この最大の減速度は、バッテリ４４の入力密度限界となる回生、すなわちフル回生が行われる減速度であり、例えば−０.２Ｇが用いられる。Ｓ１６の処理において、フル回生状態であると判定した場合には、第１充電速度パターン生成処理へ移行する（Ｓ１８）。

Ｓ１８の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、目標速度パターンを再生成する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、初期速度パターンの加速区間Ｔ１、Ｔ２ｂ、Ｔ３ｂにおいてエンジン４２の出力を増加し、初期速度パターンの減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ４において滑空走行でなく回生制御による減速を行うように速度パターン（第１充電速度パターン）を再生成する。エンジン４２の出力の増加量は、ハイブリットシステム４の通常のＨＶ制御により決定され、例えばＳＯＣが基準値となるように設定される。生成した第１充電速度パターンの例を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）と同一の座標系であり、図４（ａ）に示す初期速度パターンに基づいてＳ１８の処理において再生成したものである。図４（ｂ）に示すように、加速区間Ｔ１、Ｔ２ｂ、Ｔ３ｂにおいてエンジン４２の出力を増加して加速区間の最終速度をｖ２からｖ３へ増加している。このように、ＳＯＣが不足してエンジン４２が充電のために停止できないことが予測される場合には、充電タイミングを制御するためにエンジン４２が駆動する加速区間Ｔ１、Ｔ２ｂ、Ｔ３ｂにおいて速度を上げて、減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ４で回生制御をすることができる。これにより、エンジン４２を停止する減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ４でエンジン４２を停止できないという事態が発生することを回避できる。また、加速区間Ｔ１、Ｔ２ｂ、Ｔ３ｂにおいて加速し速度を上げているので、区間を距離で規定した場合には、加速区間の最終に到達するまでの時間を短縮することができる。このため、短縮した分の時間を減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ４の走行時間に割り当てることができる。すなわち、エンジン４２を駆動する場合には速く移動し、エンジン４２を停止する場合には時間を掛けて移動することにより、燃費の良いエンジン４２停止走行に時間を掛けることができるので、燃費向上を図ることが可能となる。Ｓ１８の処理が終了すると、ＳＯＣ不足量確認処理へ移行する（Ｓ２０）。

Ｓ２０の処理は、ＥＣＵ２が実行し、ＳＯＣが著しく不足しているか否かを判定する処理である。ＥＣＵ２は、現状のＳＯＣと不足基準値との差からＳＯＣ不足量を算出し、ＳＯＣの不足量が所定値以下か否かを判定することで、ＳＯＣが著しく不足しているか否かを判定する。所定値として、例えば３０％が用いられる。Ｓ２０の処理において、ＳＯＣ不足量が所定値以下と判定した場合、すなわち、ＳＯＣが著しく不足していないと判定した場合には、信号機判定処理へ移行する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の処理は、ＥＣＵ２が実行し、ナビゲーションシステム３３が出力した交通情報に基づいて、Ｓ１０の処理で生成した初期速度パターンを採用した場合に直前の信号を通過できるか否か、Ｓ１８の処理で生成した第１充電速度パターンを採用した場合に直前の信号を通過できるか否かを判定する処理である。交通情報には、例えば点灯色の切換時刻が含まれたものが用いられる。Ｓ２２の処理において、初期速度パターンを採用すると赤信号で初期速度パターンを採用することで直前の信号を通過できると判定した場合、あるいはどの速度パターンでも信号機で停止することが避けられない場合には、初期速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ２４）。

Ｓ２４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ１０の処理で生成した初期速度パターンを採用して走行する処理である。このように、ＳＯＣ不足量が著しくない場合には、なるべくバッテリ４４への充電を控えることにより、充電によるエネルギーロスを回避することができる。Ｓ２４の処理が終了すると、図２,３に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ２０の処理において、ＳＯＣが著しく不足していると判定した場合には、第１充電速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ２６）。Ｓ２６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ１８の処理で生成した第１充電速度パターンを採用して走行する処理である。Ｓ２６の処理が終了すると、図２,３に示す制御処理は終了する。

また、Ｓ２２の処理において、初期速度パターンを採用した場合に、直前の信号を通過できず、かつ、第１充電速度パターンを採用した場合に直前の信号を通過することができる場合には、旅行時間を優先して第１充電速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ２６）。

また、Ｓ１６の処理において、フル回生状態でないと判定した場合には、フル回生速度パターン生成処理へ移行する（図３のＳ２８）。Ｓ２８の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、減速区間全体をフル回生状態にした場合の速度パターン（フル回生速度パターン）を生成する処理である。例えば、図４（ａ）における減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ４において、バッテリ４４の入力密度限界の回生を行う減加速で減速するように目標速度パターンを生成する。目標速度パターンの生成に必要な情報及び手法は、Ｓ１０の処理と同様である。Ｓ２８の処理が終了すると、エネルギー演算処理へ移行する（Ｓ３０）。

Ｓ３０の処理は、ＥＣＵ２が実行し、各区間の回生エネルギーを演算する処理である。まず、ＥＣＵ２は、フル回生速度パターンを採用した場合における、減速区間全体の回生エネルギーＵを演算する。ここで、車両質量をｍ、減速区間の初速度をＶｓ、減速区間の終速度（加速区間の初速度）をＶｅ、回生減速度をａ_ｋ１、フル回生減速度をａ_ｆとすると、各区間の回生エネルギーをＵｎ（ｎ：整数）は、以下の式１のように表される。

Ｕｎ＝ｍ・（Ｖｓ^２−Ｖｅ^２）・ａ_ｋ１／ａ_ｆ …（１）

減速区間全体の回生エネルギーＵは、各区間の回生エネルギーＵｎの総和で求めることができる。なお、車両質量ｍは、例えば諸元情報に基づいて事前に設定される。次に、ＥＣＵ２は初期速度パターンを採用した場合における、減速区間全体の回生エネルギーＵｓを演算する。ここで、車両質量をｍ、減速区間の初速度をＶ２、減速区間の終速度（加速区間の初速度）をＶ１、回生減速度をａ_ｋ２、フル回生減速度をａ_ｆとすると、各区間の回生エネルギーをＵｓｎ（ｎ：整数）は、以下の式２のように表される。

Ｕｓｎ＝ｍ・（Ｖ２^２−Ｖ１^２）・ａ_ｋ２／ａ_ｆ …（２）

減速区間全体の回生エネルギーＵｓは、各区間の回生エネルギーＵｓｎの総和で求めることができる。次に、ＥＣＵ２は、増加見込みエネルギーＵｚを演算する。増加見込みエネルギーＵｚは、仮にフル回生状態にした場合、増加するエネルギーを示すものである。この増加見込みエネルギーＵｚは、以下の式３のように表される。

Ｕｚ＝Ｕ−Ｕｓ …（３）

次に、ＥＣＵ２は、ＳＯＣ余剰見込みエネルギーＵｕを演算する。ＳＯＣ余剰見込みエネルギーＵｕは、増加見込みエネルギーでＳＯＣ不足量Ｅを補った後に余剰するエネルギーを示すものである。このＳＯＣ余剰見込みエネルギーＵｕは、以下の式４のように表される。

Ｕｕ＝Ｕｚ−Ｅ …（４）

ＥＣＵ２はＳＯＣ余剰見込みエネルギーＵｕを算出すると、Ｓ３０の処理を終了し、充電予測判定処理へ移行する（Ｓ３２）。

Ｓ３２の処理は、ＥＣＵ２が実行し、ＳＯＣを目標ＳＯＣまで回復させることができるか否かを判定する処理である。目標ＳＯＣは予め設定した所定値であり、例えば５０％である。ＥＣＵ２は、式４を用いて演算したＳＯＣ余剰見込みエネルギーＵｕが負の場合には、目標ＳＯＣまで充電することができないと判定し、第２充電速度パターン生成処理へ移行する（Ｓ３４）。

Ｓ３４の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、目標速度パターンを再生成する処理である。この処理は、Ｓ１８の処理と同様であり、第１充電速度パターンと同様の第２速度パターンを再生成する。Ｓ３４の処理が終了すると、ＳＯＣ不足量確認処理へ移行する（Ｓ３６）。

Ｓ３６の処理は、ＥＣＵ２が実行し、ＳＯＣが著しく不足しているか否かを判定する処理である。この処理はＳ２０の処理と同様である。Ｓ３６の処理において、ＳＯＣが著しく不足していないと判定した場合には、信号機判定処理へ移行する（Ｓ３８）。

Ｓ３８の処理は、ＥＣＵ２が実行し、ナビゲーションシステム３３が出力した交通情報に基づいて、Ｓ１０の処理で生成した初期速度パターンを採用した場合に直前の信号を通過できるか否か、Ｓ３４の処理で生成した第２充電速度パターンを採用した場合に直前の信号を通過できるか否かを判定する処理である。この処理はＳ２２の処理と同様である。Ｓ３８の処理において、初期速度パターンを採用すると赤信号で初期速度パターンを採用することで直前の信号を通過できると判定した場合、あるいはどの速度パターンでも信号機で停止することが避けられない場合には、初期速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ４０）。

Ｓ４０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ１０の処理で生成した初期速度パターンを採用して走行する処理である。このように、ＳＯＣの不足が著しくない場合には、なるべくバッテリ４４への充電を控えることにより、充電によるエネルギーロスを回避することができる。Ｓ４０の処理が終了すると、図２,３に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ３６の処理において、ＳＯＣが著しく不足していると判定した場合には、第２充電速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ４２）。Ｓ４２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ３４の処理で生成した第２充電速度パターンを採用して走行する処理である。Ｓ４２の処理が終了すると、図２,３に示す制御処理は終了する。

また、Ｓ３８の処理において、初期速度パターンを採用した場合に、直前の信号を通過できず、かつ、第２充電速度パターンを採用した場合に直前の信号を通過することができる場合には、旅行時間を優先して第２充電速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ４２）。

また、Ｓ３２の処理において、式４を用いて演算したＳＯＣ余剰見込みエネルギーＵｕが正の場合には、目標ＳＯＣまで充電することができると判断し、フル回生速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ４４）。Ｓ４４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ２８の処理で生成したフル回生速度パターンを採用して走行する処理である。Ｓ４４の処理が終了すると、図２,３に示す制御処理は終了する。

以上で図２,３に示す制御処理を終了する。図２,３に示す制御処理を実行することで、ＳＯＣの不足状態に起因した動作による燃費低下を回避することができる。例えば、従来であれば、図４（ａ）に示すように波状走行する予定であっても、ＳＯＣが不足することにより、滑空走行の予定の区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ４においてエンジン４２が強制始動する場合がある。このため、計画通りの走行を行うことができない場合がある。これに対して、第１実施形態に係る走行制御部１は、所定の速度パターンを生成後、バッテリ４４のＳＯＣが不足基準値以下となる予定の場合には、例えば図４（ｂ）に示すように、区間Ｔ１、Ｔ２ｂ、Ｔ３ｂの加速を大きくするように速度パターンを再生成する。このため、加速区間において増加した加速により車速を上昇させて加速区間の運動エネルギーを大きくすることができる。そして、増加した運動エネルギーを回生によりバッテリ４４に充電することができる。このように、バッテリ４４のＳＯＣの不足を補うために必要な運動エネルギーの生成タイミングを制御することで、例えばエンジン４２停止走行をする予定の走行区間において充電のためにエンジン４２を駆動しなければならない事態が発生することを回避することができる。このため、バッテリ４４のＳＯＣが不足していても予定通りの走行を行うことができるので、ＳＯＣ不足状態に起因した動作により燃費が低下することを回避することが可能となる。さらに、減速の際に回生制御による減速を行うように速度パターンを再生成することで、バッテリ４４の充電タイミングを制御し、加速中に充電する場合、すなわち力学エネルギー発生と同時に電気エネルギーに変換する場合に比べて目的地までの平均速度を大きくすることができる。このため、加速に必要な時間ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５を短縮し、短縮した時間をエンジン４２停止による走行時間ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６に割り当てることで、エンジン４２停止時間をｔ６〜ｔ２、ｔ８〜ｔ４、ｔ９〜ｔ６と伸ばすことができる。これにより、停止時刻（到着時刻）ｔ６に間に合いつつ燃費向上を図ることが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る走行制御装置（走行制御部）は、第１実施形態に係る走行制御部１とほぼ同様に構成されるものであって、走行制御部１と比べ、ＳＯＣの超過を考慮した速度パターンを再生成する点が相違する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と重複する部分は説明を省略し、相違点を中心に説明する。

本実施形態に係る走行制御部を備えた車両の構成は、第１実施形態に係る走行制御部１を備えた車両と同様である。また、本実施形態に係る走行制御部は、第１実施形態に係る走行制御部１とほぼ同様に構成され、目標速度パターン再生成部１１が有する機能の一部が相違する。

目標速度パターン再生成部１１は、目標速度パターン生成部１０が生成した初期速度パターンを再生成する機能を有している。例えば、バッテリ４４のＳＯＣが超過基準値（第２の所定値）以上の場合には、初期速度パターンに基づいて減速する減速区間においてモータ４３を駆動させてバッテリ４４の放電を行う目標速度パターン（充電速度パターン）を再生成する機能を有している。ここで、超過基準値は不足基準値よりも大きく、例えばバッテリ４４のＳＯＣ目標値から許容される超過量を加算した値が設定される。超過基準値として、例えば７０％が用いられる。また、目標速度パターン再生成部１１は、センサ３１やナビゲーションシステム３３に基づいて後続車両が存在するか否かを判定し、モータ４３駆動による放電を、後続車両が存在しない区間よりも後続車両が存在する区間で優先的に行う目標速度パターンを再生成する機能を有している。ここで、モータ４３を駆動するためにする放電の電気量は、ハイブリットシステム４の通常のＨＶ制御により決定される。なお、その他の機能は第１実施形態に係る目標速度パターン再生成部１１と同様である。

次に、第２実施形態に係る走行制御部の動作について説明する。図５,６は、第２実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。図５,６に示す制御処理は、例えばイグニッションオン又は車両５に備わる開始ボタンがオンされてから、所定のタイミングで繰り返し実行される。

図５に示す制御処理が開始されると、走行制御部は、初期速度パターン生成処理から開始する（Ｓ５０）。Ｓ５０の処理は、目標速度パターン生成部１０が実行し、初期速度パターンを生成する処理である。この処理は、図２のＳ１０の処理と同様であり、例えば図７（ａ）に示すような速度パターンが生成される。Ｓ５０の処理が終了すると、ＳＯＣ確認処理へ移行する（Ｓ５２）。

Ｓ５２の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、バッテリ４４のＳＯＣが超過しているか否かを判定する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、例えば、センサ３１から入力したＳＯＣが超過基準値以上であるかを判定する。超過基準値として、例えば７０％が用いられる。Ｓ１２の処理において、ＳＯＣが超過していないと判定した場合には、通常走行制御処理へ移行する（Ｓ６８）。

Ｓ６８の処理は、ＥＣＵ２が実行し、通常の速度制御処理を行う処理である。通常の速度制御処理は、バッテリ４４のＳＯＣを考慮せずに、操舵制御及び加減速制御を行う処理である。例えば低燃費走行をする場合には、燃費に最も良い車速や加速度等を演算して制御する。また、Ｓ５０の処理で設定した初期速度パターンを採用して走行してもよい。Ｓ６８の処理が終了すると、図５,６に示す制御処理は終了する。

一方、Ｓ５２の処理において、ＳＯＣが超過していると判定した場合には、波状走行判定処理へ移行する（Ｓ５４）。Ｓ５４の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、波状走行中であるか否かを判定する処理である。例えば、図７（ａ）に示す初期速度パターンにおいて、区間Ｔ２、Ｔ３は波状走行する区間であり、発進加速を実行している区間Ｔ１や減速停止を実行している区間Ｔ４は波状走行する区間ではないと判定する。Ｓ５４の処理において、波状走行中でないと判定した場合には、通常走行制御処理へ移行する（Ｓ６８）。このように、ＳＯＣが超過していても、加速中であればエンジン４２の出力を直接駆動力とするため、エネルギー変換によるロスを少なくして効率の良く走行できる。一方、Ｓ５４の処理において、波状走行中であると判定した場合には、車間距離確認処理へ移行する（Ｓ５６）。

Ｓ５６の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、後続車両との車間距離が長いか否かを判定する処理である。ＥＣＵ２は、例えば、センサ３１やナビゲーションシステム３３から後続車両の情報を入力し、波状走行区間Ｔ２、Ｔ３において後続車両との車間距離が所定値より大きいか否かを判定する。所定値には例えば１００ｍが用いられる。Ｓ５６の処理において、後続車両との車間距離が長いと判定した場合には、加速判定処理へ移行する（Ｓ５８）。

Ｓ５８の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、加速中であるか否かを判定する処理である。ＥＣＵ２は、波状走行区間Ｔ２、Ｔ３において、加速区間Ｔ２ｂ、Ｔ３ｂを走行している場合には加速中であると判定し、減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａを走行している場合には、減速中であると判定する。Ｓ５８の処理において、加速中でないと判定した場合には、通常走行制御処理へ移行する（Ｓ６８）。このように、ＳＯＣが超過していても、加速中であればエンジン４２の出力を直接駆動力とするため、エネルギー変換によるロスを少なくして効率の良く走行できる。一方、Ｓ５８の処理において、加速中でないと判定した場合には、定速速度パターン生成処理へ移行する（Ｓ６０）。

Ｓ６０の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、定速速度パターンを生成する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、例えばＳ５０の処理で生成した初期速度パターンにおける減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａにおいて区間Ｔ２、Ｔ３が一定速度となるように、モータ４３を駆動させて走行する場合の定速速度パターンを生成する。Ｓ６０の処理が終了すると、最終ＳＯＣ確認処理へ移行する（Ｓ６２）。

Ｓ６２の処理は、ＥＣＵ２が実行し、最終停止地点でのＳＯＣが目標充電量以下であるか否かを判定する処理である。ＥＣＵ２は、モータ４３を駆動させて走行した場合の停止時刻ｔ６でのＳＯＣが目標充電量以下であるか否かを判定する。目標充電量は所定値であり、例えば５０％が用いられる。Ｓ６２の処理において、目標充電量以下であると判定した場合には、初期速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ６４）。

Ｓ６４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ５０の処理で生成した初期速度パターンを採用して走行する処理である。車両運動制御部１２は、停止地点で目標充電量以下となる場合には、例えば波状走行する初期速度パターンを採用して走行を行う。このように、モータ４３駆動による放電によって停止地点で目標充電量以下になってしまうとＳＯＣの充電が再度必要となるので、モータ４３駆動による放電を行わない初期速度パターンを採用することにより、充電によるエネルギー変換ロスの発生を回避することができる。Ｓ６４の処理が終了すると、図５,６に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ６２の処理において、目標充電量以下でないと判定した場合には、定速速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ６６）。Ｓ６６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ６０の処理で生成した定速速度パターンを採用する処理である。このように、すべての減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａでモータ４３駆動により放電しても最終停止地点において目標充電量を満たしていればＳＯＣの充電が再度必要となる事態が即座に発生することがないので、定速速度パターンを採用する。Ｓ６６の処理が終了すると、図５,６に示す制御処理を終了する。

また、Ｓ５６の処理において、後続車両との車間距離が長くないと判定した場合には、定速速度パターン生成処理へ移行する（図６のＳ７０）。Ｓ７０の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、定速速度パターンを生成する処理である。この処理はＳ６０の処理と同様である。定速速度パターンを生成すると、Ｓ７０の処理は終了し、最終ＳＯＣ確認処理へ移行する（Ｓ７２）。

Ｓ７２の処理は、ＥＣＵ２が実行し、最終停止地点でのＳＯＣが目標充電量以下であるか否かを判定する処理である。この処理はＳ６２の処理と同様である。Ｓ７２の処理において、最終停止地点でのＳＯＣが目標充電量以下であると判定した場合には、放電速度パターン生成処理へ移行する（Ｓ７４）。

Ｓ７４の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、放電速度パターンを生成する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、例えば、Ｓ５０の処理で生成した速度パターンの減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａにおいて定速走行（加速度０）を上限として、後続車両との車間距離に応じてモータ４３駆動による放電によって減速緩和した速度パターンを生成する。まず、目標速度パターン再生成部１１は、各区間の放電電力から算出する。ここで、最大放電電力をＷｍ、後続車間係数をＫｃとすると、バッテリ４４の放電電力Ｈは、例えば以下の式５のように表される。

Ｈ＝Ｗｍ・Ｋｃ …（５）

後続車間係数Ｋｃは、例えば後続車両との車間距離が３０ｍより小さい場合には１が設定され、後続車両との車間距離が３０〜１００ｍの場合には、線形補完によって求めた値が設定される。すなわち、車間距離をＨｃとすると、後続車間係数Ｋｃは、例えば以下の式６のように表される。

Ｋｃ＝１−｛（Ｈｃ−３０）／（１００−３０）｝ …（６）

次に、目標速度パターン再生成部１１は、求めた放電電力Ｈに基づいて速度パターンを生成する。例えば、区間Ｔ２では後続車両との車間距離が４４ｍ、区間Ｔ３では後続車両との車間距離が２０ｍであるとする。すると、後続車両との車間距離が短い区間Ｔ３ａでの放電電力Ｈは、式５より最大放電電力Ｗｍで実行され、区間Ｔ３は一定速度となる。一方、後続車両との車間距離が長い区間Ｔ３ａでの放電電力Ｈは、式６より後続車間係数Ｋｃが０.２であるので、式５より０.８Ｗｍとなる。これにより、例えば図７（ｂ）に示すように、後続車両との車間距離に応じてモータ４３駆動により放電する区間を変更する放電速度パターンを生成することができる。Ｓ７４の処理が終了すると、放電速度パターン採用処理へ移行する（Ｓ７６）。

Ｓ７６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ７４の処理で生成した放電速度パターンを採用して走行する処理である。Ｓ７６の処理が終了すると、図５,６に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ７２の処理において、最終停止地点でのＳＯＣが目標充電量以下でないと判定した場合には、定速速度パターン採用処理へ移行する（７８）。Ｓ７８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ７０の処理で生成した定速速度パターンを採用して走行する処理である。このように、すべての減速区間Ｔ２ａ、Ｔ３ａでモータ４３駆動により放電しても最終停止地点において目標充電量を満たしていればＳＯＣの充電が再度必要となる事態が即座に発生することがないので、定速速度パターンを採用する。Ｓ７８の処理が終了すると、図５,６に示す制御処理を終了する。

以上で図５,６に示す制御処理を終了する。図５,６に示す制御処理を実行することで、ＳＯＣの超過状態を回避するためにモータ４３駆動により放電するタイミングを制御して燃費向上を図ることができる。

ところで、従来の走行制御装置であれば、図７（ａ）に示すように波状走行する予定であっても、ＳＯＣが超過した時点でモータ４３駆動により放電を行う場合がある。ハイブリットシステム４において、力学エネルギーと電気エネルギーを変換するだけでエネルギーロスが生じるため、バッテリ４４からの放電はエネルギーロスとなる。このため、変換によるエネルギーロスにより非効率な走行となる場合がある。

これに対して、第２実施形態に係る走行制御部によれば、所定の速度パターンを生成後、バッテリ４４が満充電状態となることを回避するためにバッテリ４４のＳＯＣをモータ４３駆動による放電によって減少させる場合には、例えば図７（ｂ）に示すように、放電タイミングを制御して減速区間Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを走行する際に行わせることができる。これにより、例えば、加速と減速とを繰り返す低燃費な目標速度パターンをなだらかな目標速度パターンとすることができるので、乗り心地を向上することが可能となる。さらに、放電タイミングを制御することで、バッテリ４４が満充電状態となることを回避し、回生制御により得られる電気エネルギーをバッテリ４４に無駄なく充電することができる。

また、第２実施形態に係る走行制御部によれば、モータ４３駆動による放電によってバッテリ４４のＳＯＣを減少させる場合には、後続車両が近くに存在する区間Ｔ３ａで優先的にモータ４３を駆動するため、後続車両の走行に影響を与えやすい波状走行を定速走行に近づけることができる。また、後続車両の走行に影響を与えやすい低速走行の速度を上げることができる。このため、低燃費走行を実行しつつ交通流の妨げになることを回避することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る走行制御装置（走行制御部）は、第１実施形態に係る走行制御部１とほぼ同様に構成されるものであって、走行制御部１と比べ、目標とした速度パターンを低燃費に制御することができる機能を有する点が相違する。なお、第３実施形態においては、第１実施形態と重複する部分は説明を省略し、相違点を中心に説明する。

本実施形態に係る走行制御部を備えた車両の構成は、第１実施形態に係る走行制御部１を備えた車両と同様である。また、本実施形態に係る走行制御部は、第１実施形態に係る走行制御部１とほぼ同様に構成され、車両運動制御部１２が有する機能の一部が相違する。

車両運動制御部１２は、目標速度パターンにより規定された各区間での目標速度に基づいた走行制御を行う際に、エンジン４２の動作状態情報、車速と目標速度との差を示す速度超過不足情報、及び、バッテリ４４のＳＯＣと目標ＳＯＣとの差を示すＳＯＣ過不足情報に基づいてフィードバック制御を行う機能を有している。その他の機能については、第１実施形態と同様である。

次に、第３実施形態に係る走行制御部の動作について説明する。図８〜１１は、第３実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。図８〜１１に示す制御処理は、例えばイグニッションオン又は車両５に備わる開始ボタンがオンされてから、所定のタイミングで繰り返し実行される。

図８に示す制御処理が開始されると、走行制御部は、速度パターン生成処理から開始する（Ｓ８０）。Ｓ８０の処理は、目標速度パターン生成部１０が実行し、速度パターンを生成する処理である。この処理は、図２のＳ１０の処理と同様であり、例えば図４（ａ）に示すような速度パターンが生成される。以下ではこの目標速度パターンに沿って車両制御を実行する。Ｓ８０の処理が終了すると、速度誤差確認処理へ移行する（Ｓ８２）。

Ｓ８２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度誤差を算出する処理である。車両運動制御部１２は、センサ３１が取得した車速と、Ｓ８０の処理で生成した速度パターンの目標車速との差を算出し速度誤差とする。Ｓ８２の処理が終了すると、誤差判定処理へ移行する（Ｓ８４）。

Ｓ８４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度誤差の大きさを判定する処理である。車両運動制御部１２は、Ｓ８２の処理で算出した速度誤差の絶対値が所定値以上か否かを判定する。所定値として、例えば０.３ｋｍ／ｈが用いられる。Ｓ８４の処理において、速度誤差が大きくないと判定した場合には、車速を変更する必要がないので、図８〜１１までの処理を終了する。一方、Ｓ８４の処理において、速度誤差が大きいと判定した場合には、エンジン４２状態確認処理へ移行する（Ｓ８６）。

Ｓ８６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、エンジン４２状態が停止しているか否かを判定する処理である。車両運動制御部１２は、例えば減速中であったり、滑空走行中である場合にはエンジン４２停止中であると判定する。Ｓ８６の処理において、エンジン４２停止中であると判定した場合には、フィードバックパラメータ変更処理へ移行する（Ｓ８８）。

Ｓ８８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、実速度を目標速度とするためのフィードバック制御のパラメータを変更する処理である。この処理の詳細は後述する。Ｓ８８の処理が終了すると、指示加速度演算処理へ移行する（Ｓ９０）。

Ｓ９０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、一般的な速度フィードバック制御を行う。車両運動制御部１２は、例えば、Ｓ８０の処理で生成した速度パターンの微分を求めて目標加速度ａ_ｍとする。そして、速度誤差をＶ_ｈ、比例ゲイン（Ｐゲイン）をＰとすると、指示加速度ａ_ｈは以下の式７で表すことができる。

ａ_ｈ＝ａ_ｍ＋Ｖ_ｈ・Ｐ

このように、車両運動制御部１２は、得られた目標加速度ａ_ｍをフィードバック項として速度誤差に対して比例ゲイン（Ｐゲイン）のフィードバック項を加える制御を行う。比例ゲインＰは、基本ゲインとして所定値Ｐ_０が設定される。そして、車両運動制御部１２は、所定の条件を満たす場合には、後述するＳ８８の処理及びＳ９６の処理において比例ゲインＰを変更する。Ｓ９０の処理が終了すると、制御継続確認処理へ移行する（Ｓ９２）。

Ｓ９２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、フィードバック制御が継続しているか否かを判定する処理である。Ｓ９２の処理において、フィードバック制御が終了していると判定した場合には、図８〜１１に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ９２の処理において、フィードバック制御が終了していないと判定した場合には、速度誤差算出処理へ再度移行する（Ｓ８２）。

また、Ｓ８６の処理において、エンジン４２停止中であると判定した場合には、エンジン４２状態判定処理へ移行する（Ｓ９４）。Ｓ９４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、エンジン４２が動作しているか否かを判定する処理である。車両運動制御部１２は、例えばエンジン４２動作中でないと判定した場合には、指示加速度演算処理へ移行する（Ｓ９０）。一方、加速中である場合等、エンジン４２動作中であると判定した場合には、フィードバックパラメータ変更処理へ移行する（Ｓ９６）。

Ｓ９６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、実速度を目標速度とするためのフィードバック制御のパラメータを変更する処理である。この処理の詳細は後述する。Ｓ９６の処理が終了すると、指示加速度演算処理へ移行する（Ｓ９０）。

以上で、図８に示す制御処理を終了する。次に、図８のＳ８８の処理であるエンジン４２停止中のフィードバックパラメータ変更処理の詳細を図９を用いて説明する。

図９に示す制御処理は、図８のＳ８６の処理において、エンジン４２停止状態と判定した場合に実行する。まず、速度判定処理から開始する（Ｓ１００）。Ｓ１００の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度超過状態であるか否かを判定する処理である。車両運動制御部１２は、例えば速度誤差が正であり、所定値以上であるか否かを判定する。所定値として、例えば０.３ｋｍ／ｈが用いられる。Ｓ１００の処理において、速度超過状態であると判定した場合には、バッテリ４４のＳＯＣ状態及び回生状態判定処理へ移行する（Ｓ１０２）。

Ｓ１０２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、バッテリ４４のＳＯＣ状態とハイブリットシステム４の回生状態を判定する処理である。車両運動制御部１２は、センサ３１からバッテリ４４のＳＯＣを確認し、不足基準値以下であるか否かを判定する。不足基準値として、例えば４０％が用いられる。次に、車両運動制御部１２は、センサ３１から車速を入力し、ハイブリットシステム４における速度ごとの回生限界（フル回生状態）となっているかを確認する。Ｓ１０２の処理において、ＳＯＣが不足基準値以下すなわち不足している場合であって、フル回生状態でない場合には、比例ゲイン変更処理へ移行する（Ｓ１０８）。

Ｓ１０８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、比例ゲインＰを大きくする処理である。例えば、基本ゲインＰ_０を１.５倍した値を比例ゲインＰに設定する。このように、ＳＯＣが不足しており、回生能力に余力がある場合には比例ゲインＰを大きく設定する。Ｓ１０８の処理が終了すると、図９に示す制御処理を終了する。これにより、図８のＳ９０の処理において、増大させた比例ゲインＰによって指示加速度ａ_ｈが算出され、結果、回生減速度を大きくすることができる。よって、ＳＯＣが不足している場合には、減速中や滑空走行中のようなエンジン４２停止中の速度超過に関して積極的に回生が行えるようにフィードバック制御を変更することができるので、燃費向上を図ることができる。

一方、Ｓ１０２の処理において、ＳＯＣが不足している場合であってフル回生状態である場合、あるいはＳＯＣが不足基準値以上の場合には、ＳＯＣ状態確認処理へ移行する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、ＳＯＣが超過状態であるか否かを判定する処理である。車両運動制御部１２は、例えばＳＯＣが超過基準値以上であるか否かを判定する。超過基準値として、例えば６０％が用いられる。Ｓ１０４の処理において、ＳＯＣが超過状態であると判定した場合には、比例ゲイン変更処理へ移行する（Ｓ１０６）。

Ｓ１０６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、比例ゲインＰを小さくする処理である。例えば、基本ゲインＰ_０を０.５倍した値を比例ゲインＰに設定する。このように、ＳＯＣが超過状態であって回生能力が限界である場合には、比例ゲインＰを小さく設定する。Ｓ１０６の処理が終了すると、図９に示す制御処理を終了する。これにより、図８のＳ９０の処理において、減少させた比例ゲインＰによって指示加速度ａ_ｈが算出され、結果、回生減速度を小さくすることができる。よって、ＳＯＣが超過状態であって回生能力が限界である場合には、滑空走行のようなエンジン４２停止状態を優先し、回生力が増えないようにフィードバック制御を変更することができるので、燃費向上を図ることができる。

一方、Ｓ１０４の処理において、ＳＯＣが超過状態でないと判定した場合には、ＳＯＣが不足しているがフル回生状態であり、あるいはＳＯＣが理想的な状態であるので、特に比例ゲインの変更を行わずに図９に示す制御処理を終了する。

また、Ｓ１００の処理において、速度超過状態でないと判定した場合には、速度判定処理へ移行する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、車速が不足しているか否かを判定する処理である。車両運動制御部１２は、センサ３１から入力した車速が所定値以下であるか否かを判定する。所定値として、例えば−０.３ｋｍ／ｈが用いられる。Ｓ１１０の処理において、速度不足状態でないと判定した場合には、特に比例ゲインの変更を行わずに図９に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１１０の処理において、速度不足状態であると判定した場合には、ＳＯＣ状態判定処理へ移行する（Ｓ１１２）。

Ｓ１１２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、ＳＯＣが不足しているか否かを判定する処理である。この判定処理は、Ｓ１０２のＳＯＣ判定処理と同様である。Ｓ１１２の処理において、ＳＯＣが不足していないと判定した場合には、ＳＯＣ超過判定処理へ移行する（Ｓ１１４）。

Ｓ１１４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、ＳＯＣが超過しているか否かを判定する処理である。この処理は、Ｓ１０４の処理と同様である。Ｓ１１４の処理において、ＳＯＣが超過していないと判定した場合には、特に比例ゲインの変更を行わずに図９に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１１４の処理において、ＳＯＣが超過していると判定した場合には、放電電力判定処理へ移行する（Ｓ１１６）。

Ｓ１１６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、加速に用いる放電が電池出力限界であるか否かを判定する処理である。Ｓ１１６の処理において、放電が最大電力である場合には、特に比例ゲインの変更を行わずに図９に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１１６の処理において、放電が最大電力でない場合には、比例ゲイン変更処理へ移行する（Ｓ１１８）。

Ｓ１１８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、比例ゲインＰを大きくする処理である。例えば、基本ゲインＰ_０を１.５倍した値を比例ゲインＰに設定する。このように、速度が不足しており、かつＳＯＣが超過している場合には比例ゲインＰを大きく設定する。Ｓ１１８の処理が終了すると、図９に示す制御処理を終了する。これにより、図８のＳ９０の処理において、増大させた比例ゲインＰによって指示加速度ａ_ｈが算出され、結果、放電加速度を大きくすることができる。よって、エンジン４２停止中に速度が不足してＳＯＣが超過している場合には放電を大きくするようにフィードバック制御を変更することができるので、効率的にエネルギーを使用することができる。

一方、Ｓ１１２の処理において、ＳＯＣが不足していると判定した場合には、比例ゲイン変更処理へ移行する（Ｓ１２０）。Ｓ１２０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、比例ゲインＰを大きくするとともに、エンジン４２を始動する処理である。例えば、基本ゲインＰ_０を１.５倍した値を比例ゲインＰに設定する。このように、速度が不足しており、かつＳＯＣが不足している場合には、比例ゲインＰを大きく設定するとともにエンジン４２を始動する。Ｓ１２０の処理が終了すると、図９に示す制御処理を終了する。これにより、図８のＳ９０の処理において、増大させた比例ゲインＰによって指示加速度ａ_ｈが算出され、結果、加速度を大きくすることができる。このため、速度が不足してＳＯＣが不足している場合にはエンジン４２の出力を大きくするようにフィードバック制御を変更することができるので、速度超過を誘発させることができる。エンジン４２を始動させた場合には、エネルギー変換ロスを考慮して充電は行わずに、速度超過が発生した際に回生を行うように制御する。これにより、燃費向上を図ることができる。

以上で、図９に示す制御処理を終了する。次に、図８のＳ９６の処理であるエンジン４２動作中のフィードバックパラメータ変更処理の詳細を図１０,１１を用いて説明する。

図１０に示す制御処理は、図８のＳ９４の処理において、エンジン４２動作状態と判定した場合に実行する。まず、速度判定処理から開始する（Ｓ１３０）。Ｓ１３０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度超過状態であるか否かを判定する処理である。この処理は図９のＳ１０４の処理と同様である。Ｓ１３０の処理において、速度超過状態であると判定した場合には、バッテリ４４のＳＯＣ状態及び速度超過量判定処理へ移行する（Ｓ１３２）。

Ｓ１３２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、バッテリ４４のＳＯＣ状態とＳ１３０の処理で判定した速度超過量を判定する処理である。ＳＯＣ状態を確認する処理は、図９のＳ１０２の処理と同様である。また、車両運動制御部１２は、Ｓ１３０の処理で演算した速度超過量が所定値未満の小さな超過量であるか否かを判定する。所定値として、例えば１ｋｍ／ｈが用いられる。Ｓ１３２の処理において、ＳＯＣが不足している場合であって、小さな速度超過量である場合には、比例ゲイン変更処理へ移行する（Ｓ１４２）。

Ｓ１４２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、比例ゲインＰを小さくする処理である。例えば、基本ゲインＰ_０を０.５倍した値を比例ゲインＰに設定する。このように、ＳＯＣが不足状態であっても、速度超過が小さい場合には比例ゲインＰを小さく設定する。Ｓ１４２の処理が終了すると、図１０に示す制御処理を終了する。これにより、図８のＳ９０の処理において、減少させた比例ゲインＰによって指示加速度ａ_ｈが算出され、結果、回生減速度を小さくすることができる。よって、ＳＯＣが不足状態であって小さな速度超過である場合には、エンジン４２加速を継続した制御を行い、速度超過を誘発させる制御を行うことができる。

一方、Ｓ１３２の処理において、ＳＯＣが不足し速度超過が小さくないと判定した場合、あるいはＳＯＣが不足していないと判定した場合には、ＳＯＣ状態確認処理へ移行する（Ｓ１３４）。Ｓ１３４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、バッテリ４４のＳＯＣ状態とＳ１３０の処理で判定した速度超過量を判定する処理である。ＳＯＣ状態を確認する処理は、図９のＳ１０２の処理と同様である。また、車両運動制御部１２は、Ｓ１３０の処理で演算した速度超過量が所定値以上の大きな超過量であるか否かを判定する。所定値として、例えば１ｋｍ／ｈが用いられる。Ｓ１３２の処理において、ＳＯＣが不足している場合であって、大きな速度超過量である場合には、比例ゲイン変更処理へ移行する（Ｓ１４０）。

Ｓ１４０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、比例ゲインＰを大きく変更してエンジン４２を停止する処理である。例えば、基本ゲインＰ_０を１.５倍した値を比例ゲインＰに設定する。このように、速度が超過しており、かつＳＯＣが不足している場合には比例ゲインＰを大きく設定する。Ｓ１４０の処理が終了すると、図１０に示す制御処理を終了する。これにより、図８のＳ９０の処理において、増大させた比例ゲインＰによって指示加速度ａ_ｈが算出され、結果、回生減速度を大きくすることができる。よって、速度が超過してＳＯＣが超過している場合には、エンジン４２を停止して積極的に回生するようにフィードバック制御を変更することができるので、燃費向上を図ることができる。

一方、Ｓ１３４の処理において、ＳＯＣが不足していないと判定した場合には、ＳＯＣ状態確認処理へ移行する（Ｓ１３６）。Ｓ１３６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、バッテリ４４のＳＯＣ状態を確認する処理である。ＳＯＣ状態を確認する処理は、図９のＳ１０４の処理と同様である。Ｓ１３６の処理において、ＳＯＣが超過していないと判定した場合には、図１０に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１３６の処理において、ＳＯＣが超過していると判定した場合には、滑空走行処理へ移行する（Ｓ１３８）。

Ｓ１３８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、滑空走行を行う処理である。車両運動制御部１２は、エンジン４２を停止するとともにハイブリットシステム４に回生停止信号を出力する。Ｓ１３８の処理が終了すると、図１０に示す制御処理を終了する。これにより、ＳＯＣが超過状態であって速度超過である場合には、エンジン４２を停止し回生を実行しない滑空走行をすることにより燃費向上を図ることができる。

一方、Ｓ１３０の処理において、速度超過でないと判定した場合には、出力調整処理へ移行する（Ｓ１４４）。Ｓ１４４の処理の詳細は、図１１に記載されている。図１１に示すように、出力調整処理は、速度判定処理から開始する（Ｓ１５０）。Ｓ１５０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、車速が不足しているか否かを判定する処理である。処理内容は、図９のＳ１１０の処理と同様である。Ｓ１５０の処理において、速度不足でないと判定した場合には、図１１に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１５０の処理において、速度不足であると判定した場合には、ＳＯＣ状態判定処理へ移行する（Ｓ１５２）。

Ｓ１５２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、ＳＯＣが不足しているか否かを判定する処理である。この判定処理は、図９のＳ１０２のＳＯＣ判定処理と同様である。Ｓ１５２の処理において、ＳＯＣが不足していないと判定した場合には、出力制御処理へ移行する（Ｓ１５８）。

Ｓ１５８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、エンジン４２出力を増大する処理である。車両運動制御部１２は、例えばエンジン４２の非効率領域であっても高出力（高回転）で作動させる。Ｓ１５８の処理が終了すると、図１１に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ１５２の処理において、ＳＯＣが不足していると判定した場合には、ＳＯＣ状態確認処理へ移行する（Ｓ１５４）。Ｓ１５４の処理は、ＳＯＣが超過しているか否かを判定する処理である。この処理は、図９のＳ１０４の処理と同様である。Ｓ１５４の処理において、ＳＯＣが超過状態でないと判定した場合には、図１１に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１５４の処理において、ＳＯＣが超過状態であると判定した場合には、出力制御処理へ移行する（Ｓ１５６）。

Ｓ１５６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、エンジン４２及びモータ４３の出力を制御する処理である。車両運動制御部１２は、エンジン４２を最適効率で回転させるとともに、駆動力の不足分をバッテリ４４の放電によるモータ出力によって補うようにハイブリットシステム４へ信号を送信する。Ｓ１５６の処理が終了すると、図１１に示す制御処理を終了する。

以上で、図１０,１１に示す制御処理を終了する。図８〜１１に示す制御処理を実行することにより、速度パターンに最適なフィードバック制御を行うことによって低燃費走行を実現することができる。

ところで、従来のフィードバック制御であれば、計画した速度パターンを忠実に実行することを最優先としていたため、目標速度に合わせ込む際にエンジン４２出力を増加させたり、あるいはＳＯＣが超過している状態で回生ブレーキを行う場合がある。このため、速度パターンを低燃費に実行することができない場合がある。

これに対して、第３実施形態に係る走行制御部によれば、エンジン４２の動作状態情報、速度超過不足情報、及びＳＯＣ過不足情報に基づいてフィードバック制御を行うことができる。これにより、目標速度パターンにより規定される目標速度に対してフィードバック制御を行う場合に、目標値にあわせることを最優先とせずに、低燃費とＳＯＣ状態を考慮しながら目標値にあわせることができる。よって、速度パターンを低燃費に実行することができる。

なお、上述した各実施形態は本発明に係る走行制御装置の一例を示すものである。本発明に係る走行制御装置は、各実施形態に係る走行制御装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、各実施形態に係る走行制御装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記各実施形態において、自動運転機能を備えた車両５について説明したが、運転支援システム機能を備えた車両５であってもよい。この場合、例えば、車両制御を支援するディスプレイ等を備えて構成とするとよい。

また、第３実施形態において、エンジン４２の動作状態情報、速度超過不足情報、及びＳＯＣ過不足情報に基づいてフィードバック制御を行う例を説明したが、これらの何れか一つのパラメータに基づいてフィードバック制御を行う場合でもよい。

本実施形態に係る走行制御部を備える車両の構成概要を示すブロック図である。第１実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。第１実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。第１実施形態に係る走行制御部が生成する速度パターンの概要図である。第２実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。第２実施形態に係る走行制御部の動作を説明する概要図である。第２実施形態に係る走行制御部が生成する速度パターンの概要図である。第３実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。第３実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。第３実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。第３実施形態に係る走行制御部の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…走行制御部（走行制御装置）、２…ＥＣＵ、５…車両、１０…目標速度パターン生成部（目標速度パターン生成手段）、１１…目標速度パターン再生成部（目標速度パターン再生成手段）、１２…車両運動制御部（車両運動制御手段）、４２…エンジン、４３…モータ、４４…バッテリ。

Claims

エンジン及びモータを有し、前記モータを発電機として作動させ回生制御によりバッテリを充電可能に構成された車両の走行制御装置であって、
所定地点までの行程を複数の区間に分割して各区間での目標速度パターンを生成する目標速度パターン生成手段と、
前記バッテリのＳＯＣが第１の所定値以下の場合には、前記目標速度パターンに基づいて加速する加速区間において前記目標速度パターンに規定される加速よりも大きな加速を行い、前記目標速度パターンに基づいて減速する減速区間において回生制御による減速を行う目標速度パターンを再生成する目標速度パターン再生成手段と、
を備えることを特徴とする走行制御装置。
前記モータは、前記バッテリから供給される電力により駆動源として機能し、
前記目標速度パターン再生成手段は、前記バッテリのＳＯＣが前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上の場合には、前記減速区間において前記モータを駆動させて放電を行う目標速度パターンを再生成する請求項１に記載の走行制御装置。
前記目標速度パターン再生成手段は、前記バッテリのＳＯＣが前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値以上の場合には、前記モータを駆動源として駆動させるための放電を、後続車両の存在しない区間よりも後続車両の存在する区間で優先させる目標速度パターンを再生成する請求項２に記載の走行制御装置。
前記目標速度パターンにより規定された各区間での目標速度に基づいた走行制御を行う際に、前記エンジンの動作状態情報、車速と前記目標速度との差を示す速度超過不足情報、及び、前記バッテリのＳＯＣと目標ＳＯＣとの差を示すＳＯＣ過不足情報の何れか一つに基づいてフィードバック制御を行う走行制御手段を備える請求項１〜３の何れか一項に記載の走行制御装置。