JP5561231B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システムに関する。

車両の燃費向上を図る従来の車両制御システムとして、例えば、特許文献１には、エンジンと駆動輪との動力伝達を断接する第１クラッチと、下り坂走行時、車速を一定に保つ定速走行制御を行う自動変速機の制御装置において、傾斜角度検出値が設定値未満の緩傾斜下り坂走行時、変速比を維持したまま第１クラッチの滑り締結制御を実行する一方、斜角度検出値が設定値以上の急傾斜下り坂走行時、車速を一定に保つ変速制御を実行する自動変速機の制御装置が開示されている。

特開２０１０−０６００１０号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載の自動変速機の制御装置は、例えば、惰性走行中の燃費性能の点で更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正に燃費性能を向上させることができる車両制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御システムは、車両の走行中に、燃焼室で燃料を燃焼させて前記車両の駆動輪に作用させる動力を発生する作動状態と、前記燃焼室への燃料の供給をカットする燃料カット状態とに切り替え可能である内燃機関と、前記内燃機関と前記駆動輪とを動力伝達可能に係合した係合状態と前記係合を解除した開放状態とに切り替え可能である動力伝達装置と、前記車両の走行速度と、当該車両が走行する走行路の勾配とに基づいて、前記内燃機関及び前記動力伝達装置を制御し、前記動力伝達装置を係合状態で維持して前記内燃機関を燃料カット状態として前記車両を惰行走行させる第１惰性走行制御と、前記動力伝達装置を開放状態として前記車両を惰行走行させる第２惰性走行制御とを切り替える制御装置とを備え、前記制御装置は、前記車両の走行速度が予め設定された所定速度以下であり、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の前記走行路の勾配が、前記第１惰性走行制御を実行した場合に当該車両が減速し、かつ、前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が予め設定された所定加速度より大きな加速度で加速する大きさの勾配である場合に、前記第２惰性走行制御を禁止し、前記第１惰性走行制御を許可することを特徴とする。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の前記走行路の勾配が、前記第１惰性走行制御を実行した場合に当該車両の走行速度が一定となる大きさの勾配と前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が予め設定された所定加速度で加速する大きさの勾配とのうちの大きい方の勾配以上であり、かつ、前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が予め設定された所定減速度で減速する大きさの勾配以下である場合に、前記第１惰性走行制御を禁止し、前記第２惰性走行制御を許可するものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の前記走行路の勾配が、前記第１惰性走行制御を実行した場合に当該車両の走行速度が一定となる大きさの勾配より小さい場合、あるいは、前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が予め設定された所定加速度で加速する大きさの勾配より小さい場合に、前記第２惰性走行制御を禁止し、前記第１惰性走行制御を許可するものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、前記第１惰性走行制御と前記第２惰性走行制御との切り替えが可能になった後、切り替え後の制御が予め設定された所定の待機時間以上継続される場合に切り替えを許可するものとすることができる。

また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の、前記車両の走行方向前方の走行路の勾配が、前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が減速する大きさの勾配であり、かつ、現在下り勾配であり前記第２惰性走行制御を実行しても、前記走行方向前方の走行路の勾配によって減速が開始する地点までに前記車両の走行速度が予め設定された上限速度を超えない場合に前記第２惰性走行制御を実行するものとすることができる。

本発明に係る車両制御システムは、適正に燃費性能を向上させることができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両制御システムの概略構成図である。 図２は、実施形態に係る車両制御システムにおけるレンジ判定マップの一例を表す線図である。 図３は、実施形態に係る車両制御システムにおけるＦＣ惰行制御時及びＮ惰行制御時の車速、燃料消費量について説明するタイムチャートである。 図４は、実施形態に係る車両制御システムにおける切替待機制御について説明する線図である。 図５は、実施形態に係る車両制御システムにおける切替待機制御時の動作について説明するタイムチャートである。 図６は、実施形態に係る車両制御システムにおける先読み制御について説明する模式図である。 図７は、実施形態に係る車両制御システムにおける先読み制御について説明する線図である。 図８は、実施形態に係る車両制御システムにおける先読み制御における許容距離マップの一例を表す線図である。 図９は、車両制御システムにおける制御の一例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る車両制御システムの概略構成図、図２は、実施形態に係る車両制御システムにおけるレンジ判定マップの一例を表す線図、図３は、実施形態に係る車両制御システムにおけるＦＣ惰行制御時及びＮ惰行制御時の車速、燃料消費量について説明するタイムチャート、図４は、実施形態に係る車両制御システムにおける切替待機制御について説明する線図、図５は、実施形態に係る車両制御システムにおける切替待機制御時の動作について説明するタイムチャート、図６は、実施形態に係る車両制御システムにおける先読み制御について説明する模式図、図７は、実施形態に係る車両制御システムにおける先読み制御について説明する線図、図８は、実施形態に係る車両制御システムにおける先読み制御における許容距離マップの一例を表す線図、図９は、車両制御システムにおける制御の一例を説明するフローチャートである。

本実施形態は、典型的には、下記の構成要素を有している。
（１）燃料の噴射による動力を発生させる内燃機関（エンジン）。
（２）内燃機関の燃料噴射量を自動で制御できる制御装置。
（３）Ｔ／Ｍ（変速機）内のクラッチ／ブレーキを自動で開放／係合できる制御装置。
（４）車両の状態（車速、回転数、加速度等）を検出する検出装置。
（５）走行環境を推定できる制御装置（例えば、推定加速度−実加速度、横Ｇ、ＮＡＶＩ、ＧＰＳ、携帯通信端末等）。

そして、本実施形態は、これらの構成要素によって、例えば、運転者によるアクセル操作ＯＦＦ時の緩勾配走行シーンにおいて、勾配と車速に基づいて、運転者に対する加減速の違和感が生じない領域で、ニュートラル惰行を実施することで、適正に燃費性能の向上を実現することができるものである。また、本実施形態は、例えば、減速制御としての燃料カット惰行制御とニュートラル惰行制御との頻繁な切り替えを防ぐため、現在の制御と異なる制御に移行する場合に所定の待機時間を設けることで、切り替えビジーを抑制することができるものである。さらに本実施形態は、例えば、燃料カット惰行制御でも車速が落ちない急下り勾配であっても前方の走行路が緩上り勾配であれば、ニュートラル惰行制御を実行することで、車両の運動エネルギーの蓄積により、将来のアクセル操作ＯＮ時の操作量を相対的に低減し、燃費向上を図ることができるものである。

具体的には、本実施形態の車両制御システム１は、図１に示すように、車両２に適用される。車両制御システム１は、この車両２の各部を制御するためのシステムであり、例えば、車両２の走行中に、エンジン４の作動停止や動力伝達装置５における係合の解除等を実行し、これに伴う車両２の惰性走行状態を利用することで、燃料の消費を抑制して燃費の向上を図るシステムである。

車両制御システム１は、駆動輪３を駆動するための動力を発生させる内燃機関としてのエンジン４と、エンジン４が発生した動力を駆動輪３に伝達する動力伝達系をなす動力伝達装置５と、車両２の制動装置としてのブレーキ装置６と、車両２の状態を検出する状態検出装置７と、車両２の周辺環境の情報等を取得する周辺環境情報取得装置８と、車両制御システム１を含む車両２の各部を制御する制御装置としてのＥＣＵ９とを備える。本実施形態のＥＣＵ９は、後述するように車両２を惰性走行させる制御を実行するものである。

エンジン４は、車両２を走行させる走行用駆動源（原動機）である。エンジン４は、燃焼室４ａにおける燃料の燃焼に伴って車両２の駆動輪３に作用させる動力を発生させる。エンジン４は、車両２の走行中に、作動状態と燃料カット状態とを切り替え可能である。

ここで、エンジン４の作動状態（エンジン４を作動させた状態）とは、駆動輪３に作用させる動力を発生する状態であり、燃焼室４ａで燃料を燃焼して生じる熱エネルギーをトルクなどの機械的エネルギーの形で出力する状態である。つまり、エンジン４は、作動状態では燃焼室４ａで燃料を燃焼させて車両２の駆動輪３に作用させる動力を発生する。

一方、エンジン４の燃料カット状態とは、燃焼室４ａへの燃料の供給をカット（フューエルカット）した状態であり、典型的には、燃焼室４ａへの燃料の供給を停止して動力の発生を停止しエンジン４の作動を停止させた状態、つまり、トルクなどの機械的エネルギーを出力しない状態である。なお、エンジン４の燃料カット状態は、燃料の供給を完全に停止した状態に限らず、燃焼室４ａへの燃料の供給量を減少させ、駆動輪３に作用させる走行用の動力を実質的に出力しない状態であってもよい。

動力伝達装置５は、ロックアップクラッチ付きの流体伝達装置であるトルクコンバータ１０、エンジン４からの動力を変速して出力する変速機１１、変速機１１に連結されるデファレンシャルギヤ１２、デファレンシャルギヤ１２と駆動輪３とを連結するドライブシャフト１３等を含んで構成される。動力伝達装置５は、エンジン４と駆動輪３とを動力伝達可能に係合した係合状態とこの係合を解除した開放状態とに切り替え可能である。

変速機１１は、車両２の走行状態に応じて自動で変速比（変速段）を変更するいわゆる自動変速機であり、例えば、有段自動変速機（ＡＴ）、無段自動変速機（ＣＶＴ）、マルチモードマニュアルトランスミッション（ＭＭＴ）、シーケンシャルマニュアルトランスミッション（ＳＭＴ）、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）等、種々の自動変速機が適用される。変速機１１は、ＥＣＵ９によって動作が制御される。

動力伝達装置５は、係合状態ではこの動力伝達装置５に含まれる種々の係合装置、変速機１１にて各変速段を実現するための種々のクラッチ等において駆動輪３側の回転部材とエンジン４側の回転部材とが連結され、エンジン４と駆動輪３との間での動力伝達が可能な状態（例えば、ドライブレンジ相当の状態）となる。一方、動力伝達装置５は、開放状態ではこの動力伝達装置５に含まれる種々の係合装置、変速機１１にて各変速段を実現するための種々のクラッチ等において駆動輪３側の回転部材とエンジン４側の回転部材との連結が解除され、エンジン４と駆動輪３との間での動力伝達が遮断された状態（例えば、ニュートラルレンジ相当の状態）となる。

エンジン４が発生した動力は、トルクコンバータ１０を介して変速機１１に入力され、この変速機１１にて所定の変速比で変速されて、デファレンシャルギヤ１２及びドライブシャフト１３を介して駆動輪３に伝達される。この結果、車両２は、駆動輪３の路面との接地面に駆動力［Ｎ］が生じ、これにより走行することができる。

ブレーキ装置６は、駆動輪３を含む車輪に制動力を作用させる。この結果、車両２は、駆動輪３の路面との接地面に制動力［Ｎ］が生じ、これにより制動することができる。

状態検出装置７は、ＥＣＵ９と電気的に接続されており、相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行うことができる。状態検出装置７は、例えば、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ７１、運転者によるアクセルペダル７２ａの操作量（アクセル操作量）であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ７２、運転者によるブレーキペダル７３ａの操作量、例えば、マスタシリンダ圧等を検出しブレーキ力を検出するブレーキセンサ７３、車両２の走行速度である車速を検出する車速センサ７４、運転者がシフトレンジ操作を行うシフトレバー７５ａの位置（例えば、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ等）を検出するシフトポジションセンサ７５、車両２の車体に作用する加速度を検出する加速度センサ７６等の車両２の各部に設けられた種々のセンサ、検出装置等を含む。

周辺環境情報取得装置８は、ＥＣＵ９と電気的に接続されており、相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行うことができる。周辺環境情報取得装置８は、例えば、自車両である車両２の周辺環境の情報やいわゆる先読み情報等を取得する装置であり、例えば、路側に設置された光ビーコン等の送受信機器から車両２の路車間通信機に各種情報を送受信する装置、車載カメラ、レーダ、ＧＰＳ装置、ナビゲーション装置、車車間通信機器、ＶＩＣＳ（登録商標）（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：道路交通情報通信システム）センタなどからの情報を受信する装置など、種々の装置のいずれか１つあるいは複数によって構成される。周辺環境情報取得装置８は、車両２の周辺環境情報として、例えば、車両２の現在位置情報や地図情報（道路勾配情報、路面状態情報、道路形状情報、制限車速情報、道路曲率情報等）、インフラ情報（信号情報、工事・交通規制情報、渋滞情報、緊急車両情報）、車両２の前方を走行する前方車両に関する情報（速度情報、現在位置情報等）等を取得する。

ＥＣＵ９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ９は、状態検出装置７からの検出結果、周辺環境情報取得装置８からの取得情報等に対応した電気信号が入力され、入力された検出結果等に応じて、エンジン４、変速機１１等を含む動力伝達装置５、ブレーキ装置６等を制御する。ここでは、変速機１１等を含む動力伝達装置５、ブレーキ装置６は、作動油の圧力（油圧）によって作動する油圧式の装置であり、ＥＣＵ９は、それぞれＴＭ油圧制御装置１４、ブレーキ油圧制御装置１５等を介してこれら変速機１１、ブレーキ装置６の動作を制御する。

また、ＥＣＵ９は、例えば、アクセル開度センサ７２による検出結果に基づいて、運転者による車両２に対する加速要求操作であるアクセル操作（Ａｃｃ）のＯＮ／ＯＦＦを検出することができる。なお、運転者によるアクセル操作がＯＦＦ（Ａｃｃ−ＯＦＦ）である状態とは、運転者が車両２に対する加速要求操作を解除した状態であり、運転者によりアクセルペダル７２ａが解放されアクセル開度センサ７２によって検出されるアクセル開度（アクセル操作量）が所定開度より小さくなった状態である。一方、運転者によるアクセル操作がＯＮ（Ａｃｃ−ＯＮ）である状態とは、運転者が車両２に対する加速要求操作を行っている状態であり、運転者によりアクセルペダル７２ａが踏み込まれアクセル開度センサ７２によって検出されるアクセル開度が所定開度以上になった状態である。

ＥＣＵ９は、例えば、通常の運転時においては、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン４のスロットル装置１６を制御し、吸気通路１７のスロットル開度を調節し、吸入空気量を調節して、その変化に対応して燃料噴射量を制御し、燃焼室４ａに充填される混合気の量を調節してエンジン４の出力を制御する。また、ＥＣＵ９は、アクセル開度、車速等に基づいてＴＭ油圧制御装置１４を制御し、変速機１１の変速比を制御する。

そして、ＥＣＵ９は、車両２の走行中において、エンジン４が発生させる動力を作用させずにこの車両２を惰性走行させることで、車両２の走行中に、エンジン４での不要な燃料の消費を抑制し燃費を向上することができる。ＥＣＵ９は、典型的には、車両２に対する加速要求操作がない場合、すなわち、アクセル操作がＯＦＦである場合に車両２の惰性走行を行う。

本実施形態の車両制御システム１は、ＥＣＵ９が車両２に対する加速要求操作がない場合に、エンジン４及び動力伝達装置５を制御し、第１惰性走行制御としての燃料カット惰行制御（以下、「ＦＣ惰行制御」という場合がある。）又は第２惰性走行制御としてのニュートラル惰行制御（以下、「Ｎ惰行制御」という場合がある。）を実行する。

ＦＣ惰行制御は、エンジン４、動力伝達装置５を制御し、動力伝達装置５を係合状態で維持しエンジン４を燃料カット状態として車両２を惰行走行させる制御である。つまり、ＥＣＵ９は、ＦＣ惰行制御では、動力伝達装置５にてエンジン４と駆動輪３との間での動力伝達が可能な状態を維持しかつエンジン４にて燃焼室４ａへの燃料の供給をカットして車両２を走行させる惰性走行制御を実行する。これにより、車両制御システム１は、車両２の走行中に、ＥＣＵ９がＦＣ惰行制御を実行することで、エンジン４における不要な燃料消費を抑制することができ、燃費の向上を図ることができる。

ＥＣＵ９は、典型的には、車両２の走行中に、所定の条件下で、動力伝達装置５を係合状態で維持した状態で、燃料噴射弁を制御してエンジン４の燃焼室４ａへの燃料の供給をカットするＦＣ惰行制御を実行する。ＥＣＵ９は、例えば、アクセル開度センサ７２によって検出されるアクセル開度が所定の値以下である場合、すなわち、アクセル操作がＯＦＦである場合に、ＦＣ惰行制御を実行する。ＥＣＵ９は、これに加えて、周辺環境情報（道路勾配情報）や車両２の車速等に基づいてＦＣ惰行制御の実行の有無を判定してもよい。また、ＥＣＵ９は、車両２のＦＣ惰行中に、所定の条件下で、エンジン４の燃焼室４ａへの燃料の供給を再開しエンジン４を再始動することで、再び車両２をエンジン４が発生する動力によって走行する走行状態に復帰させることができる。ＥＣＵ９は、例えば、アクセル開度センサ７２によって検出されるアクセル開度が所定の値より大きくなった場合、すなわち、アクセル操作がＯＮとなった場合に、ＦＣ惰行制御から復帰する。

Ｎ惰行制御は、動力伝達装置５を制御し、動力伝達装置５を開放状態として車両２を惰行走行させる制御である。つまり、ＥＣＵ９は、Ｎ惰行制御では、動力伝達装置５にてエンジン４と駆動輪３との間での動力伝達が遮断された状態としたままで車両２を走行させる惰性走行制御を実行する。これにより、車両制御システム１は、車両２の走行中にＥＣＵ９がＮ惰行制御を実行することで、駆動輪３にエンジンブレーキ等が作用しなくなることから、エンジンブレーキによる車両２の運動エネルギーの損失を極力を抑えて車両２の走行負荷を低減することができ、燃費の向上を図ることができる。ＥＣＵ９は、車両２の走行中に、ＦＣ惰行制御を行う条件下、すなわち、アクセル操作がＯＦＦであり惰行制御を実行しうる条件下でさらに所定の条件を満たした場合に動力伝達装置５を開放状態とするＮ惰行制御を実行する。

この場合、車両２は、ＦＣ惰行制御においては、エンジン４と駆動輪３との間の動力伝達が可能であるので、駆動輪３にエンジンブレーキが作用した状態での惰性走行となる。一方、車両２は、Ｎ惰行制御においては、エンジン４と駆動輪３との間の動力伝達が遮断されるので、駆動輪３にエンジンブレーキが作用していない状態での惰性走行となる。したがって、惰性走行中の車両２に作用する減速度は、ＦＣ惰行制御において車両２に作用する減速度の方が相対的に大きくなり、Ｎ惰行制御において車両２に作用する減速度の方が相対的に小さくなる傾向にある。

なお、ＥＣＵ９は、上記Ｎ惰行制御では、動力伝達装置５を開放状態とし動力伝達装置５にてエンジン４と駆動輪３との間での動力伝達が遮断された状態としたままで車両２を走行させる走行制御を実行すればよく、エンジン４を作動状態で維持してもよいし、燃料カット状態としてもよい。車両制御システム１は、Ｎ惰行制御においてエンジン４を作動状態で維持することで、Ｎ惰行制御からの復帰時における加速応答性の低下を抑制することができる。一方、車両制御システム１は、Ｎ惰行制御においてエンジン４を燃料カット状態とすることで、エンジン４における燃料消費をさらに抑制することができ、さらなる燃費の向上を図ることができる。ここでは、ＥＣＵ９は、Ｎ惰行制御においてエンジン４を作動状態で維持するものとして説明する。

そして、本実施形態のＥＣＵ９は、この車両２の走行速度（以下、「車速」という場合がある。）と、車両２が走行する走行路の勾配とに基づいて、エンジン４及び動力伝達装置５を制御し、ＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とを切り替えることで、適正に燃費性能の向上を実現することができる。

より具体的には、本実施形態のＥＣＵ９は、車両２の車速が予め設定された所定速度以下であり、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の走行路の勾配が、ＦＣ惰行制御を実行した場合に車両２が減速し、かつ、Ｎ惰行制御を実行した場合に車両２が予め設定された所定加速度より大きな加速度で加速する大きさの勾配である場合にＮ惰行制御を禁止し、ＦＣ惰行制御を許可する。

典型的には、ＥＣＵ９は、例えば、図２に例示するレンジ判定マップを用いて、車両２の車速と走行路の勾配との関係に基づいてＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とを切り替える。

図２は、横軸を車速［ｋｍ／ｈ］、縦軸を勾配［％］としている。勾配は、上り勾配を正、下り勾配を負としている。以下、特に断りのない限り、勾配は、上り勾配を正、下り勾配を負として説明する。つまり、勾配は、０である場合には平坦路を表し、正でありその絶対値が大きいほどより急な上り勾配であることを表し、負でありその絶対値が大きいほどより急な下り勾配であることを表す。図２中、制御線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４は、ＦＣ惰行制御とＮ惰行制御との切り替えを判定するための制御線であり、燃費により有利な惰性走行を選択するために、車速、勾配に対する判定閾値に応じて予め設定される。

制御線Ｌ１１は、各車速において、Ｎ惰行制御を実行し車両２がニュートラル惰行を行った場合に車両２の車速が一定となる大きさの勾配を表すＮ惰行一定速走行（加速度Ｇ＝０）線である。制御線Ｌ１１は、例えば、下記の数式（１）によって表すことができる。数式（１）において、「Ｍ」は自車両２の車重（ｋｇ）、「ｇ」は重力加速度（ｍ／ｓ²）、「θ」は勾配（ｒａｄ）、「ρ」は空気密度、「Ｃｄ」は空気抵抗係数、「Ｖ」は自車両２の車速、「Ａ」は自車両２の前面投影面積（ｍ²）を表している（以下で説明する数式でも、特に断りのない限り、同様である。）。この制御線Ｌ１１が表す勾配は、負であり、車速が大きいほど小さくなる傾向にある。

勾配抵抗（Ｍ・ｇ・ｓｉｎθ）＋空気抵抗（［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ²）＋転がり抵抗＝０ ・・・ （１）

制御線Ｌ１２は、各車速において、Ｎ惰行制御を実行し車両２がニュートラル惰行を行った場合に車両２が予め設定された所定減速度で減速する大きさの勾配を表すＮ惰行緩減速走行線である。ここで、所定減速度は、典型的には、運転者が減速したことに気づかない程度の減速度、運転者に対して違和感を与えない程度の減速度であり、一例として、−０．０３Ｇ程度に設定される。制御線Ｌ１２は、例えば、下記の数式（２）によって表すことができる。この制御線Ｌ１２が表す勾配は、制御線Ｌ１１の車両２の車速が一定となる大きさの勾配より大きく、車速が大きいほど小さくなる傾向にある。

勾配抵抗（Ｍ・ｇ・ｓｉｎθ）＋空気抵抗（［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ²）＋転がり抵抗−０．０３・Ｍ＝０ ・・・ （２）

制御線Ｌ１３は、各車速において、Ｎ惰行制御を実行し車両２がニュートラル惰行を行った場合に車両２が予め設定された所定加速度で加速する大きさの勾配を表すＮ惰行緩加速走行線である。ここで、所定加速度は、典型的には、運転者が加速したことに気づかない程度の加速度、運転者に対して違和感を与えない程度の加速度であり、一例として、＋０．０３Ｇ程度に設定される。制御線Ｌ１３は、例えば、下記の数式（３）によって表すことができる。この制御線Ｌ１３が表す勾配は、制御線Ｌ１１の車両２の車速が一定となる大きさの勾配より小さく、車速が大きいほど小さくなる傾向にある。

勾配抵抗（Ｍ・ｇ・ｓｉｎθ）＋空気抵抗（［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ²）＋転がり抵抗＋０．０３・Ｍ＝０ ・・・ （３）

制御線Ｌ１４は、各車速において、ＦＣ惰行制御を実行し車両２が燃料カット惰行を行った場合に車両２の車速が一定となる大きさの勾配を表すＦＣ惰行一定速走行（加速度Ｇ＝０）線である。制御線Ｌ１４は、例えば、下記の数式（４）によって表すことができる。数式（４）において、「Ｔｅｆｒｃｔ」はエンジンフリクショントルク（Ｎｍ）、「γ」は変速機１１の変速比、「ｉｆ」は動力伝達装置５の最終減速比、「Ｒｔｉｒｅ」はタイヤ半径（ｍ）を表している（以下で説明する数式でも、特に断りのない限り、同様である。）。ＥＣＵ９は、エンジンフリクショントルクＴｅｆｒｃｔを算出する場合、例えば、車速と変速比からエンジン回転数を演算した後、エンジン回転数とマップからトルクを算出し、これに補機（オルタ、Ａ／Ｃ等）の負荷トルク等を加算することで、エンジンフリクショントルクＴｅｆｒｃｔを算出してもよい。この制御線Ｌ１４が表す勾配は、所定車速、ここでは、４０［ｋｍ／ｈ］程度より大きい領域で、制御線Ｌ１３の車両２が所定加速度で加速する大きさの勾配より大きく、所定車速で制御線Ｌ１３と交差し、所定車速より小さい領域で制御線Ｌ１３の車両２が所定加速度で加速する大きさの勾配より小さくなる傾向にある。

勾配抵抗（Ｍ・ｇ・ｓｉｎθ）＋空気抵抗（［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ²）＋転がり抵抗＋エンジンフリクション（［Ｔｅｆｒｃｔ・γ・ｉｆ］／Ｒｔｉｒｅ）＝０ ・・・ （４）

そして、図２のレンジ判定マップは、勾配が制御線Ｌ１２より大きくなる側の領域が通常Ｄレンジ領域Ａ、勾配が制御線Ｌ１３より小さい、あるいは、制御線Ｌ１４より小さい領域が通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ、勾配が制御線Ｌ１３と制御線Ｌ１４とのうちの大きい方以上でかつ制御線Ｌ１２以下である領域がニュートラル惰行領域Ｃとなっている。基本的には、ニュートラル惰行領域Ｃは、典型的には、運転者が加減速したことに気づかない程度の加減速度、運転者に対して違和感を与えない程度の加減速度の緩加減速領域に相当するのに対して、通常Ｄレンジ領域Ａ、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂは、急加減速領域に相当する。

ＥＣＵ９は、状態検出装置７からの検出結果、周辺環境情報取得装置８からの取得情報等に基づいて、現在の車両２の車速（情報）、走行路の勾配（情報）を取得し、取得した現在の車両２の車速、走行路の勾配に基づいて、図２のレンジ判定マップから現在の運転領域を判定する。すなわち、ＥＣＵ９は、取得した現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が、通常Ｄレンジ領域Ａ、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ、ニュートラル惰行領域Ｃのうちのどの領域に位置しているかを判定することで、ＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とを切り替える。

ＥＣＵ９は、現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が、通常Ｄレンジ領域Ａ内にあると判定した場合、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン４の出力、変速機１１の変速比等を制御すると共にＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用する。つまり、ＥＣＵ９は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の走行路の勾配が、Ｎ惰行制御を実行した場合に車両２が予め設定された所定減速度で減速する大きさの勾配（制御線Ｌ１２が表す勾配）より大きな勾配である場合にＮ惰行制御を禁止する。

これにより、車両制御システム１は、ニュートラル惰行では車両２が減速しすぎる勾配であるため運転者がアクセル操作をＯＮとし車両２に対する加速要求操作を行う可能性が高い傾向にある場合に、運転者によるアクセル操作のＯＮ、車両２の加速にそなえておくことができ、ドライバビリティの向上を図ることができる。

また、ＥＣＵ９は、現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ内にあると判定した場合、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン４の出力、変速機１１の変速比等を制御すると共にＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用する。つまり、ＥＣＵ９は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の走行路の勾配が、ＦＣ惰行制御を実行した場合に車両２の走行速度が一定となる大きさの勾配（制御線Ｌ１４が表す勾配）より小さい場合、あるいは、Ｎ惰行制御を実行した場合に車両２が予め設定された所定加速度で加速する大きさの勾配（制御線Ｌ１３が表す勾配）より小さい場合に、Ｎ惰行制御を禁止し、ＦＣ惰行制御を許可し、アクセル操作がＯＦＦである場合にＦＣ惰行制御を実際に実行する。

これにより、車両制御システム１は、減速度が相対的に大きくなる惰行走行である燃料カット惰行を行った場合であっても車両２が加速する大きさの勾配を走行する場合に、ニュートラル惰行ではなく、燃費的により優位な燃料カット惰行を行うことで、エンジン４における不要な燃料消費を抑制することができ、燃費の向上を図ることができる。また、車両制御システム１は、減速度が相対的に小さくなる惰行走行であるニュートラル惰行を行った場合に車両２が加速しすぎる勾配を走行する場合に、ニュートラル惰行ではなく燃料カット惰行を行うことで、車両２に相対的に大きな減速度を作用させることができ、この結果、運転者に対して過度の加速感やエンジンブレーキの不足による違和感、不安感等を与えることを抑制することができ、運転者に対して適切な減速感を与えることができる。また、車両制御システム１は、この間もエンジン４における不要な燃料消費を抑制することができ、燃費の向上を図ることができ、よって、燃費の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。

ここで、上述したように、制御線Ｌ１３と制御線Ｌ１４との関係は、所定車速、ここでは、４０［ｋｍ／ｈ］程度で交差し、この所定車速より高車速側の領域で制御線Ｌ１４が表す勾配が相対的に大きくなる一方、所定車速より低車速側の領域で制御線Ｌ１３が表す勾配が相対的に大きくなる。この結果、車両制御システム１は、上述したように、現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ内にあると判定した場合にＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用することで、車両２の車速が予め設定された所定速度以下であり、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の走行路の勾配が、ＦＣ惰行制御を実行した場合に車両２が減速し、かつ、Ｎ惰行制御を実行した場合に車両２が予め設定された所定加速度より大きな加速度で加速する大きさの勾配である場合にＮ惰行制御を禁止し、ＦＣ惰行制御を許可することができる。

これにより、車両制御システム１は、例えば、制御線Ｌ１４だけでＦＣ惰行制御とＮ惰行制御との切り替えを判定するような場合と比較して、ニュートラル惰行より燃料カット惰行を選択した方が燃費的により優位な運転領域にＦＣ惰行制御を実行する領域を拡大することができ、適正に燃料カット惰行を行うことができる。すなわち、この車両２は、例えば、所定車速以下の低車速領域では、変速機１１の変速比がロー側の変速比となっているため燃料カット惰行でエンジンブレーキによる減速度が相対的に大きくなる傾向にあり、また、ニュートラル惰行で空気抵抗が相対的に小さくなる傾向にあることから、図２に示すように、ニュートラル惰行と燃料カット惰行との加減速度差が相対的に大きくなる傾向にある。そして、車両２の総抵抗と下り勾配により車両２に作用する力とがつりあうような場面ではこの加減速度の差が大きくなり、上記のように低車速領域で所定の勾配を走行する場合にはニュートラル惰行を禁止し、燃料カット惰行を選択した方が燃費的により優位になる。また、車両制御システム１は、このような場面で、例えば、変速機１１のクラッチ等を半係合状態（スリップ状態）として車両２を惰性走行させるいわゆるセミニュートラル惰行を行うような場合と比較して、クラッチにおける発熱を防止することができることから、さらなる運動エネルギーの有効活用を図ることができる。

そして、ＥＣＵ９は、現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が、ニュートラル惰行領域Ｃ内にあると判定した場合、惰行制御を実行しうる条件下で、車両２のニュートラル惰行（Ｎレンジ）を適用する。つまり、ＥＣＵ９は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の走行路の勾配が、ＦＣ惰行制御を実行した場合に車両２の走行速度が一定となる大きさの勾配（制御線Ｌ１４が表す勾配）とＮ惰行制御を実行した場合に車両２が予め設定された所定加速度で加速する大きさの勾配（制御線Ｌ１３が表す勾配）とのうちの大きい方の勾配以上であり、かつ、Ｎ惰行制御を実行した場合に車両２が予め設定された所定減速度で減速する大きさの勾配（制御線Ｌ１２が表す勾配）以下である場合に、ＦＣ惰行制御を禁止し、Ｎ惰行制御を許可し、アクセル操作がＯＦＦである場合にＮ惰行制御を実際に実行する。

これにより、車両制御システム１は、燃料カット惰行だと減速するがニュートラル惰行では加速し過ぎない勾配でかつニュートラル惰行であっても車両２が減速しすぎない勾配を走行する場合に、燃料カット惰行ではなくニュートラル惰行を行うことで、運転者に加減速したことを気づかせず運転者に対して違和感を与えないようにニュートラル惰行を行うことができる。そしてこの間、車両制御システム１は、エンジンブレーキによる車両２の運動エネルギーの損失を極力を抑えて燃費の向上を図ることができ、よって、燃費の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。

この場合、例えば、図３のタイムチャートにおいて、ＦＣ惰行制御を実行し車両２を燃料カット惰行させた場合の車速を表す実線Ｌ２１、Ｎ惰行制御を実行し車両２をニュートラル惰行させた場合の車速を表す実線Ｌ２２、ＦＣ惰行制御を実行し車両２を燃料カット惰行させた場合の燃料消費量（累積）を表す実線Ｌ２３、Ｎ惰行制御を実行し車両２をニュートラル惰行させた場合の燃料消費量（累積）を表す実線Ｌ２４で例示するように、車両制御システム１は、ニュートラル惰行を行うことで、燃料カット惰行を行った場合と比較して、より燃料消費量を抑制して燃費を向上することができる。なお、この図３のタイムチャートは、アクセル操作ＯＦＦ、ブレーキ操作ＯＦＦ、スタート速度＝７０ｋｍ／ｈ、走行路の勾配＝０（すなわち、平坦路）、要求減速度＝緩減速である条件下での走行の一例を表している。

上記のように構成される車両制御システム１は、ＥＣＵ９がレンジ判定マップを用いて車両２の車速と走行路の勾配との関係に基づいてＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とを切り替える。この結果、車両制御システム１は、車速や勾配に応じてＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とを切り替えることで、例えば、運転者に対する加減速の違和感が生じない領域で、ニュートラル惰行等を実施することができ、適正に燃費性能の向上を実現することができる。また、車両制御システム１は、車速や勾配に応じてＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とを切り替えることで、例えば、セミニュートラル惰行を行うような場合と比較して、適正に燃費性能の向上しつつ、クラッチにおける発熱を防止することができ、例えば、長い下り勾配でクラッチ等の過熱が生じることを防止することができる。また、車両制御システム１は、車速や勾配に応じてＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とを切り替えることで、例えば、下り勾配で運転者に対する加減速の違和感が生じない程度にニュートラル惰行を行うことで、違和感なく位置エネルギーを運動エネルギーに変換して蓄積することができ、この点でも燃費向上を図ることができる。

なお、本実施形態のＥＣＵ９は、さらに、ＦＣ惰行制御とＮ惰行制御との切り替えが可能になった後、切り替え後の制御が予め設定された所定の待機時間（例えば３秒間程度）以上継続される場合に実際に切り替えを許可する切替待機制御を実行するとよい。

ＥＣＵ９は、例えば、図４の囲み線Ｄ内に例示するように、ニュートラル惰行領域Ｃ内に入ってから所定の待機時間経過した後、勾配が緩下り勾配から急下り勾配に変化し、車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂに移動した際に、この動作点がこのまま通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂで所定の待機時間とどまると推定できる場合に、Ｎ惰行制御からＦＣ惰行制御への切り替えを許可する（切替ＯＫ）。一方、ＥＣＵ９は、例えば、動作点が通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂに移動した後、待機時間経過前に再びニュートラル惰行領域Ｃに移動すると推定できる場合にはＮ惰行制御からＦＣ惰行制御への切り替えを許可しない（切替ＮＧ）。同様に、ＥＣＵ９は、例えば、図４の囲み線Ｅ内に例示するように、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ内に入ってから所定の待機時間経過した後、勾配が急下り勾配から緩下り勾配に変化し車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が、ニュートラル惰行領域Ｃに移動した際に、この動作点がこのままニュートラル惰行領域Ｃで所定の待機時間とどまると推定できる場合に、ＦＣ惰行制御からＮ惰行制御への切り替えを許可する（切替ＯＫ）。一方、ＥＣＵ９は、例えば、動作点がニュートラル惰行領域Ｃに移動した後、待機時間経過前に再び通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂに移動すると推定できる場合にはＦＣ惰行制御からＮ惰行制御への切り替えを許可しない（切替ＮＧ）。

ＥＣＵ９は、例えば、図５のタイムチャートに示すように、動作点がニュートラル惰行領域Ｃ内にある状態が時刻ｔ１から所定の待機時間継続する場合にＮ惰行制御を許可しニュートラル惰行を行う。この間、ＥＣＵ９は、動作点が通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ内に移っても所定の待機時間継続しない場合にはＦＣ惰行制御への切り替えは行わずＮ惰行制御を継続する。

ＥＣＵ９は、時刻ｔ２から車両２が下り勾配に入り動作点が通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ内に移動し、所定の待機時間後の時刻ｔ３まで継続する場合にＮ惰行制御からＦＣ惰行制御へ切り替えてＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用する。ＥＣＵ９は、下り勾配が続き、再び平坦路となる時刻ｔ４まで動作点がニュートラル惰行領域Ｃ内に移っても所定の待機時間継続しない場合にはＮ惰行制御への切り替えは行わずＦＣ惰行制御を継続する。そして、ＥＣＵ９は、平坦路となった後、動作点がニュートラル惰行領域Ｃ内に移動し、その状態が所定の待機時間継続する場合に車両２のニュートラル惰行（Ｎレンジ）を適用する。

具体的には、ＥＣＵ９は、例えば、ＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とのうちの現在選択中の制御と、車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点と図２に例示するレンジ判定マップとから選択される領域に応じた制御とを比較する。そして、ＥＣＵ９は、異なる制御が選択された場合に、選択された制御が所定の待機時間継続するか否か、言い換えれば、所定の待機時間経過後の推定の車速と勾配との組み合わせによって定まる動作点が、上記で選択された領域内で留まっているか否かを判定する。

この場合、ＥＣＵ９は、例えば、下記の数式（５）、（６）を用いて所定の待機時間、ここでは、３秒間経過後の車速を算出することができる。ここでは、ＥＣＵ９は、車両２がニュートラル惰行で走行している際の所定の待機時間経過後の車速Ｖｎを算出する場合には数式（５）を、車両２が燃料カット惰行で走行している際の所定の待機時間経過後の車速Ｖｆｃを算出する場合には数式（６）を用いる。数式（５）、（６）において、「Ｖ０」は現時点（判定時点）での初期速度、「ｔ」は所定の待機時間、ここでは３秒間、「θ１」はここでは所定の待機時間後の距離（＝現在車速×３秒間）までの平均勾配、「Ｖ１」はここでは（現時点での車速＋現時点での加減速度×３秒間）／２、「γ１」はここでは現時点での変速機１１の変速比を表している（以下で説明する数式でも同様である。）。

Ｖｎ＝Ｖ０−（ｇ・ｓｉｎθ１＋［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ１²／Ｍ＋転がり抵抗／Ｍ）・ｔ ・・・ （５）

Ｖｆｃ＝Ｖ０−（ｇ・ｓｉｎθ１＋［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ１²／Ｍ＋転がり抵抗／Ｍ＋［Ｔｅｆｒｃｔ・γ１・ｉｆ］／Ｒｔｉｒｅ）・ｔ ・・・ （６）

また、ＥＣＵ９は、例えば、下記の数式（７）、（８）を用いて所定の待機時間、ここでは、３秒間ですすむ距離を算出することができる。ここでは、ＥＣＵ９は、車両２がニュートラル惰行で走行している際の所定の待機時間ですすむ距離Ｌｎを算出する場合には数式（７）を、車両２が燃料カット惰行で走行している際の所定の待機時間ですすむ距離Ｌｆｃを算出する場合には数式（８）を用いる。そして、ＥＣＵ９は、周辺環境情報取得装置８からの取得情報等に基づいて、現在地点から距離Ｌｎ、あるいは、距離Ｌｆｃ前方の走行路の勾配情報を取得する。

Ｌｎ＝Ｖ０・ｔ−０．５・（ｇ・ｓｉｎθ＋［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ１²／Ｍ＋転がり抵抗／Ｍ）・ｔ² ・・・ （７）

Ｌｆｃ＝Ｖ０・ｔ−（ｇ・ｓｉｎθ＋［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ１²／Ｍ＋転がり抵抗／Ｍ＋［Ｔｅｆｒｃｔ・γ・ｉｆ］／Ｒｔｉｒｅ）・ｔ² ・・・ （８）

そして、ＥＣＵ９は、車速Ｖｎと距離Ｌｎ前方の走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点、あるいは、車速Ｖｆｃと距離Ｌｆｃ前方の走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が、レンジ判定マップ内の対応する領域内で留まっているか否かを判定する。ＥＣＵ９は、この推定の動作点が対応する領域内で留まっていると判定した場合には、上記のように、ＦＣ惰行制御とＮ惰行制御との切り替えを許可する。

したがってこの場合、車両制御システム１は、切替待機制御を実行し、ＦＣ惰行制御とＮ惰行制御との切り替えが可能になった後、切り替え後の制御が予め設定された所定の待機時間以上継続される場合に切り替えを許可することから、ＦＣ惰行制御とＮ惰行制御との頻繁な切り替えを抑制し、切り替えビジー、ハンチングを抑制することができる。この結果、車両制御システム１は、ドライバビリティの向上を図ることができると共に、ニュートラル惰行から燃料カット惰行への復帰回数を低減し余分な燃料消費量を低減することができ、燃費向上を図ることができる。

また、本実施形態のＥＣＵ９は、さらに、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の、車両２の走行方向前方の走行路の勾配が、Ｎ惰行制御を実行した場合に車両２が減速する大きさの勾配であり、かつ、現在下り勾配でありＮ惰行制御を実行しても、走行方向前方の走行路の勾配によって減速が開始する地点までに車両２の走行速度が予め設定された上限速度を超えない場合に下り勾配の大きさにかかわらずＮ惰行制御を実行する先読み制御を行うようにしてもよい。

ＥＣＵ９は、典型的には、ＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用している状態で、先読み制御を行う。ＥＣＵ９は、例えば、図６の囲み線Ｈ内に例示するように、車両２が急下り勾配を走行するような場合、通常、図２のレンジ判定マップを用いてＦＣ惰行制御とＮ惰行制御との切り替えを行うと、ＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用することとなる。

このような場合に、ＥＣＵ９は、そのさらに前方にＮ惰行制御を実行した場合に車両２が減速する大きさの上り勾配があるような場合には、Ｎ惰行制御を実行しても、減速が開始する地点（図６中に黒丸で図示）までに車両２の走行速度が上限速度を超えないことを条件として、Ｎ惰行制御を実行しニュートラル惰行を早だしする。ここで、上限速度は、典型的には、ニュートラル惰行を行っても運転者に対して違和感を与えない程度の速度に設定され、例えばニュートラル惰行開始時の速度＋１０ｋｍ／ｈ程度に設定される。

ここでは、ＥＣＵ９は、図７に例示するように、下り勾配にてＮ惰行制御を実行し車両２がニュートラル惰行を開始しても、ニュートラル惰行による加速によって減速開始地点までに上限車速（例えば、ニュートラル惰行開始時の速度Ｖ０＋１０ｋｍ／ｈ）を超えないような減速開始地点からの許容距離Ｌを算出する。

この場合、ＥＣＵ９は、下記の数式（９）〜（１２）を用いて許容距離Ｌ、すなわち、ニュートラル惰行を開始した地点から、車速がニュートラル惰行開始時の速度Ｖ０＋１０ｋｍ／ｈとなる地点までの距離を算出することができる。数式（９）〜（１１）において、「Ｖｎ１」はここではニュートラル惰行速度、「Ｖ０」はニュートラル惰行開始時の初期車速、「ｔ１」は上減速度になるまでの時間、「θ２」はここでは現在の勾配又は前方１００ｍ先までの平均勾配、「Ｖ２」はここでは（現時点での車速＋現時点での車速＋１０）／２を表している。

ａ＝−（ｇ・ｓｉｎθ２＋［１／２］・ρ・Ｃｄ・Ａ・Ｖ２²／Ｍ＋転がり抵抗／Ｍ）・・・ （９）
Ｖｎ１＝Ｖ０＋ａ・ｔ１ ・・・ （１０）

Ｖ０＋１０／３．６＝Ｖ０＋ａ・ｔ１
→ｔ１＝１０／３．６／ａ ・・・ （１１）

Ｌ＝Ｖ０・ｔ＋０．５・ａ・ｔ１²
→Ｌ＝Ｖ０・（１０／３．６／ａ）＋０．５・ａ・（１０／３．６／ａ）²
→Ｌ＝（Ｖ０＋０．５・１０／３．６）・１０／３．６／ａ ・・・ （１２）

図８は、上記のようにして算出される許容距離Ｌをマップ化したものである。ＥＣＵ９は、この許容距離マップを予め記憶しておき、この許容距離マップを用いて車両２の車速と、走行路の勾配とに基づいて許容距離Ｌを算出してもよい。この許容距離マップは、実線Ｌ３２〜Ｌ３９に示すように、走行路の各勾配における車両２の初期車速と許容距離Ｌとの関係を記述したものである。許容距離マップでは、許容距離Ｌは、初期車速が大きくなるほど長くなり、勾配が小さくなるほど、つまり急下り勾配になるほど短くなる。なお、この許容距離マップでは、先読み距離の上限距離を実線Ｌ３１に示すように２００ｍ程度に設定しており、これにより、ＥＣＵ９のメモリを節約している。

そして、ＥＣＵ９は、減速開始地点から手前側に許容距離Ｌの地点を惰行開始位置とし、車両２がこの惰行開始位置に到達したときにＮ惰行制御を実行しニュートラル惰行を早だしする。言い換えれば、ＥＣＵ９は、現在地点から許容距離Ｌの範囲に減速開始地点が存在する場合にＮ惰行制御を実行しニュートラル惰行を早だしする。この場合、ＥＣＵ９は、周辺環境情報取得装置８からの車両２の周辺環境の情報や先読み情報等に基づいて、Ｎ惰行制御を実行した場合に車両２が減速する大きさの勾配における減速開始地点の情報を取得する。

例えば、ＥＣＵ９は、図８の許容距離マップにおいて、現在車速、すなわち、初期車速が６０Ｋｍ／ｈで、かつ、実線Ｌ３５で表される下り勾配を走行している場合には、減速開始地点から手前側に１００ｍ以内の惰行開始位置でＮ惰行制御を実行しニュートラル惰行を開始すれば、Ｎ惰行制御を実行しても、減速開始地点までに車両２の走行速度が上限速度を超えることはない。

したがって、車両制御システム１は、車両２の周辺環境の情報や先読み情報等に基づいて先読み制御を行い、車両２の走行方向前方の走行路の勾配が、Ｎ惰行制御を実行した場合に車両２が減速する大きさの勾配であり、かつ、現在下り勾配でありＮ惰行制御を実行しても、減速開始地点までに車両２の走行速度が上限速度を超えない場合にＮ惰行制御を実行することで、運転者に対して違和感を与えない範囲でニュートラル惰行を行い、位置エネルギーを車両２の運動エネルギーとして蓄積することができる。これにより、車両制御システム１は、下り勾配で運転者に対してニュートラル惰行による滑走フィーリングを与えつつ蓄積した運動エネルギーを前方の上り勾配にて消費することで、アクセル操作ＯＮ時の操作量を相対的に低減し、燃費向上を図ることができる。

次に、図９のフローチャートを参照して車両制御システム１におけるＥＣＵ９による制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ９は、状態検出装置７からの検出結果、周辺環境情報取得装置８からの取得情報等に基づいて、制御に必要な情報を取得、収集する（ＳＴ１）。ＥＣＵ９は、典型的には、車両状態情報（車速、加速度等）、運転者操作量情報（アクセル操作量、ブレーキ操作量等）、走行環境情報（車両２の現在位置情報、地図情報、インフラ情報、車両２の前方を走行する前方車両に関する情報）等を取得する。

次に、ＥＣＵ９は、ＳＴ１で収集した情報に基づいて、アクセル操作がＯＦＦであるか否か、典型的にはアクセル開度センサ７２によって検出されるアクセル開度が所定の値以下であるか否かを判定する（ＳＴ２）。

ＥＣＵ９は、アクセル操作がＯＦＦである、すなわち、アクセル開度センサ７２によって検出されるアクセル開度が所定の値以下であると判定した場合（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、ＳＴ１で収集した情報に基づいて、図２のレンジ判定マップから、現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が位置するレンジ（領域）を算出する（ＳＴ３）。

ＥＣＵ９は、ＳＴ３で算出したレンジ判定マップの算出値がＮレンジ相当であるか否か、すなわち、現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点がニュートラル惰行領域Ｃ内にあるか否かを判定する（ＳＴ４）。

ＥＣＵ９は、ＳＴ３で算出したレンジ判定マップの算出値がＮレンジ相当であると判定した場合（ＳＴ４：Ｙｅｓ）、すなわち、現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点がニュートラル惰行領域Ｃ内にあると判定した場合、現在、ニュートラル惰行を実施中であるか否かを判定する（ＳＴ５）。

ＥＣＵ９は、現在、ニュートラル惰行を実施中であると判定した場合（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、Ｎ惰行制御の許可を継続し、惰行制御を実行しうる条件下で、車両２のニュートラル惰行（Ｎレンジ）を継続して適用し（ＳＴ６）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。

ＥＣＵ９は、ＳＴ５にて、現在、ニュートラル惰行を実施中でないと判定した場合（ＳＴ５：Ｎｏ）、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）移行後、予め設定される所定の待機時間に応じた所定時間（例えば３秒間）経過したか否かを判定する（ＳＴ７）。

ＥＣＵ９は、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）移行後、所定時間（例えば３秒間）経過したと判定した場合（ＳＴ７：Ｙｅｓ）、Ｎ惰行制御を許可し車両２のニュートラル惰行（Ｎレンジ）を適用した場合に、数式（５）〜（８）等を用いて推定した車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点がニュートラル惰行領域Ｃ上に所定の待機時間に応じた所定時間（例えば３秒間）以上留まるか否かを判定する（ＳＴ８）。

ＥＣＵ９は、推定した車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点がニュートラル惰行領域Ｃ上に所定時間以上留まると判定した場合（ＳＴ８：Ｙｅｓ）、Ｎ惰行制御を許可し、惰行制御を実行しうる条件下で、車両２のニュートラル惰行（Ｎレンジ）を適用し（ＳＴ６）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。

ＥＣＵ９は、ＳＴ２にて、アクセル操作がＯＮである、すなわち、アクセル開度センサ７２によって検出されるアクセル開度が所定の値より大きいと判定した場合（ＳＴ２：Ｎｏ）、ＳＴ７にて、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）移行後、所定時間（例えば３秒間）経過していないと判定した場合（ＳＴ７：Ｎｏ）、ＳＴ８にて、推定した車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点がニュートラル惰行領域Ｃ上に所定時間以上留まらないと判定した場合（ＳＴ８：Ｎｏ）、先読み制御フラグｆｌｇをＯＦＦとし（ＳＴ９）、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン４の出力、変速機１１の変速比等を制御すると共にＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用し（ＳＴ１０）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。

ＥＣＵ９は、ＳＴ４にて、ＳＴ３で算出したレンジ判定マップの算出値がＮレンジ相当でないと判定した場合（ＳＴ４：Ｎｏ）、すなわち、現在の車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点がニュートラル惰行領域Ｃ内にないと判定した場合、現在、ニュートラル惰行を実施中であり、かつ、先読み制御フラグｆｌｇがＯＦＦであるか否かを判定する（ＳＴ１１）。

ＥＣＵ９は、現在、ニュートラル惰行を実施中であり、かつ、先読み制御フラグｆｌｇがＯＦＦであると判定した場合（ＳＴ１１：Ｙｅｓ）、ニュートラルレンジ（ニュートラル惰行）移行後、予め設定される所定の待機時間に応じた所定時間（例えば３秒間）経過したか否かを判定する（ＳＴ１２）。

ＥＣＵ９は、ニュートラルレンジ（ニュートラル惰行）移行後、所定時間（例えば３秒間）経過したと判定した場合（ＳＴ１２：Ｙｅｓ）、ＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用し場合に、数式（５）〜（８）等を用いて推定した車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が通常Ｄレンジ領域Ａ、あるいは、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ上に所定の待機時間に応じた所定時間（例えば３秒間）以上留まるか否かを判定する（ＳＴ１３）。

ＥＣＵ９は、推定した車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が通常Ｄレンジ領域Ａ、あるいは、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ上に所定時間以上留まると判定した場合（ＳＴ１３：Ｙｅｓ）、先読み制御フラグｆｌｇをＯＦＦとし（ＳＴ９）、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン４の出力、変速機１１の変速比等を制御すると共にＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用し（ＳＴ１０）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。

ＥＣＵ９は、ＳＴ１２にて、ニュートラルレンジ（ニュートラル惰行）移行後、所定時間（例えば３秒間）経過していないと判定した場合（ＳＴ１２：Ｎｏ）、ＳＴ１３にて、推定した車両２の車速と走行路の勾配との組み合わせによって定まる動作点が通常Ｄレンジ領域Ａ、あるいは、通常Ｄレンジ（Ｆ／Ｃ）領域Ｂ上に所定時間以上留まらないと判定した場合（ＳＴ１３：Ｎｏ）、Ｎ惰行制御の許可を継続し、惰行制御を実行しうる条件下で、車両２のニュートラル惰行（Ｎレンジ）を継続して適用し（ＳＴ６）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。

ＥＣＵ９は、ＳＴ１１にて、現在、ニュートラル惰行を実施中でない、あるいは、先読み制御フラグｆｌｇがＯＮであると判定した場合（ＳＴ１１：Ｎｏ）、ＳＴ１で収集した情報に基づいて、現在の走行路が下り勾配であるか否かを判定する（ＳＴ１４）。

ＥＣＵ９は、現在の走行路が下り勾配であると判定した場合（ＳＴ１４：Ｙｅｓ）、ＳＴ１で収集した情報に基づいて、前方の走行路の勾配がニュートラル惰行で減速する大きさの勾配であるか否かを判定する（ＳＴ１５）。

ＥＣＵ９は、前方の走行路の勾配がニュートラル惰行で減速する大きさの勾配であると判定した場合（ＳＴ１５：Ｙｅｓ）、ニュートラル惰行で走行した場合に減速開始地点までに上限速度に応じた所定車速（例えば、ニュートラル惰行開始時の速度Ｖ０＋１０ｋｍ／ｈ）を超えない許容距離Ｌに達したか否かを判定する（ＳＴ１６）。

ＥＣＵ９は、許容距離Ｌに達したと判定した場合（ＳＴ１６：Ｙｅｓ）、先読み制御フラグｆｌｇがＯＮとし（ＳＴ１７）、Ｎ惰行制御を許可し、惰行制御を実行しうる条件下で、車両２のニュートラル惰行（Ｎレンジ）を適用し（ＳＴ６）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。

ＥＣＵ９は、ＳＴ１４にて、現在の走行路が下り勾配でないと判定した場合（ＳＴ１４：Ｎｏ）、ＳＴ１５にて、前方の走行路の勾配がニュートラル惰行で減速する大きさの勾配でないと判定した場合（ＳＴ１５：Ｎｏ）、ＳＴ１６にて、許容距離Ｌに達していないと判定した場合（ＳＴ１６：Ｎｏ）、先読み制御フラグｆｌｇをＯＦＦとし（ＳＴ９）、アクセル開度、車速等に基づいてエンジン４の出力、変速機１１の変速比等を制御すると共にＦＣ惰行制御を含む通常制御を実行し車両２のＤレンジ走行を適用し（ＳＴ１０）、今回の制御周期を終了し、次回の制御周期に移行する。

以上で説明した実施形態に係る車両制御システム１によれば、車両２の走行中に、燃焼室４ａで燃料を燃焼させて車両２の駆動輪３に作用させる動力を発生する作動状態と、燃焼室４ａへの燃料の供給をカットする燃料カット状態とに切り替え可能であるエンジン４と、エンジン４と駆動輪３とを動力伝達可能に係合した係合状態と係合を解除した開放状態とに切り替え可能である動力伝達装置５と、車両２の走行速度と、車両２が走行する走行路の勾配とに基づいて、エンジン４及び動力伝達装置５を制御し、動力伝達装置５を係合状態で維持してエンジン４を燃料カット状態として車両２を惰行走行させるＦＣ惰行制御（第１惰性走行制御）と、動力伝達装置５を開放状態として車両２を惰行走行させるＮ惰行制御（第２惰性走行制御）とを切り替えるＥＣＵ９とを備え、ＥＣＵ９は、車両２の走行速度が予め設定された所定速度以下であり、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の走行路の勾配が、ＦＣ惰行制御を実行した場合にこの車両２が減速し、かつ、Ｎ惰行制御を実行した場合にこの車両２が予め設定された所定加速度より大きな加速度で加速する大きさの勾配である場合に、Ｎ惰行制御を禁止し、ＦＣ惰行制御を許可する。したがって、車両制御システム１は、燃費に有効であるＦＣ惰行制御とＮ惰行制御とを状況に応じて適正に切り替えることができることから、適正に燃費性能を向上することができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る車両制御システムは、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上で説明した車両は、走行用動力源として、エンジン４に加えてさらに、発電可能な電動機としてのモータジェネレータなどを備えたいわゆる「ハイブリッド車両」であってもよい。

１ 車両制御システム
２ 車両
３ 駆動輪
４ エンジン（内燃機関）
４ａ 燃焼室
５ 動力伝達装置
６ ブレーキ装置
７ 状態検出装置
８ 周辺環境情報取得装置
９ ＥＣＵ（制御装置）
１０ トルクコンバータ
１１ 変速機
１２ デファレンシャルギヤ
１３ ドライブシャフト
１４ ＴＭ油圧制御装置
１５ ブレーキ油圧制御装置
１６ スロットル装置
１７ 吸気通路

Claims (5)

1. 車両の走行中に、燃焼室で燃料を燃焼させて前記車両の駆動輪に作用させる動力を発生する作動状態と、前記燃焼室への燃料の供給をカットする燃料カット状態とに切り替え可能である内燃機関と、
   前記内燃機関と前記駆動輪とを動力伝達可能に係合した係合状態と前記係合を解除した開放状態とに切り替え可能である動力伝達装置と、
   前記車両の走行速度と、当該車両が走行する走行路の勾配とに基づいて、前記内燃機関及び前記動力伝達装置を制御し、前記動力伝達装置を係合状態で維持して前記内燃機関を燃料カット状態として前記車両を惰行走行させる第１惰性走行制御と、前記動力伝達装置を開放状態として前記車両を惰行走行させる第２惰性走行制御とを切り替える制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記車両の走行速度が予め設定された所定速度以下であり、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の前記走行路の勾配が、前記第１惰性走行制御を実行した場合に当該車両が減速し、かつ、前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が予め設定された所定加速度より大きな加速度で加速する大きさの勾配である場合に、前記第２惰性走行制御を禁止し、前記第１惰性走行制御を許可することを特徴とする、
   車両制御システム。
2. 前記制御装置は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の前記走行路の勾配が、前記第１惰性走行制御を実行した場合に当該車両の走行速度が一定となる大きさの勾配と前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が予め設定された所定加速度で加速する大きさの勾配とのうちの大きい方の勾配以上であり、かつ、前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が予め設定された所定減速度で減速する大きさの勾配以下である場合に、前記第１惰性走行制御を禁止し、前記第２惰性走行制御を許可する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記制御装置は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の前記走行路の勾配が、前記第１惰性走行制御を実行した場合に当該車両の走行速度が一定となる大きさの勾配より小さい場合、あるいは、前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が予め設定された所定加速度で加速する大きさの勾配より小さい場合に、前記第２惰性走行制御を禁止し、前記第１惰性走行制御を許可する、
   請求項１又は請求項２に記載の車両制御システム。
4. 前記制御装置は、前記第１惰性走行制御と前記第２惰性走行制御との切り替えが可能になった後、切り替え後の制御が予め設定された所定の待機時間以上継続される場合に切り替えを許可する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両制御システム。
5. 前記制御装置は、上り勾配を正、下り勾配を負とした場合の、前記車両の走行方向前方の走行路の勾配が、前記第２惰性走行制御を実行した場合に当該車両が減速する大きさの勾配であり、かつ、現在下り勾配であり前記第２惰性走行制御を実行しても、前記走行方向前方の走行路の勾配によって減速が開始する地点までに前記車両の走行速度が予め設定された上限速度を超えない場合に前記第２惰性走行制御を実行する、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両制御システム。

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