JP5374934B2 - 走行制御装置 - Google Patents

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、エンジン及びモータを駆動源とするハイブリット車両に搭載されるものであって、目的地までの区間を複数の区間に分割して速度パターンを推定し、加速区間でのエンジンの熱効率を考慮して速度パターンを決定する機能を有している。
特開２００５−９１１１２号公報

しかしながら、従来の走行制御装置は、回生制動の減速度範囲内で停止までが可能なものとして速度パターンを生成しているので、燃費が最適とならない場合がある。例えば、他車両との協調制御により回生制動の最大減速度以上の減速度が発生したり、回生制動をしながら完全に停止する直前に油圧ブレーキが作動したりするので、回生制動の減速度によっては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、回生制動における最大減速度を考慮して低燃費化を図る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、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して制動する回生制動装置を有する車両の走行制御装置であって、減速時の速度が第１速度以上の第１速度域に属する場合には、バッテリの入力密度上限によって規定される回生力の制限に基づいて、回生制動装置による回生限界減速度を演算する回生限界減速度演算手段と、回生限界減速度に基づいて減速区間の速度パターンを生成する速度パターン生成手段と、走行時の速度が、速度パターンにより規定された目標速度になるように、回生制動力を制御するフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、
を備え、速度パターン生成手段は、速度の小さい速度域ほど高い優先順位を設定し、フィードバック制御手段は、減速区間で回生制動力より大きい制動力を必要とする速度パターンに基づいて走行する際に、走行時の減速度が速度パターンで規定する目標の減速度を超えるほどフィードバックゲインを小さくしてフィードバック制御を行うとともに、走行時の速度が目標速度を超過した時に、走行時の区間の速度域が、走行時の区間と未走行の区間との中で最も優先順位の高い速度域である場合には、走行時の区間においてフィードバック制御を実行することを特徴として構成される。

本発明に係る走行制御装置によれば、減速時の速度域に応じて回生限界減速度を演算して速度パターンを生成することができる。これにより、回生限界減速度が異なる速度域ごとに燃費を最適とする速度パターンを生成することができるので、低燃費化を図ることが可能となる。
また、車速が第１速度以上の高速域の場合には、回生限界減速度を一定とせずにバッテリの特性を考慮して速度パターンを生成することができるので、実際の車両の動作に最適な速度パターンを生成することが可能となる。これにより、例えば、回生したエネルギーの全てをバッテリに充電できなくなったり、油圧ブレーキ等の非回生制動装置を作動させたりすることを回避することが可能となるので、低燃費化を図ることができる。
また、生成した速度パターンを制御目標としてフィードバック制御を実行する際に、回生制動装置では制動できない場合には、フィードバックゲインを小さく設定することができるので、目標速度に合わせることよりも回生制動装置で制動することを優先させたフィードバック制御を実行することが可能となる。よって、フィードバック制御の実行を含めて低燃費化を図ることができる。
また、このように構成することで、どの速度域で速度超過に対する減速を行うかを速度パターン生成時に設定することができる。速度域に優先順位を設定して当該速度域のみを演算対象とすることにより、全速度域を演算処理対象とする場合に比べて処理演算負荷が軽減されるので、走行中に速度パターン生成処理と実行処理の逐次処理が可能となる。よって、速度制御の誤差補正を低燃費に実行することができる。
また、生成した速度パターンを制御目標としてフィードバック制御を実行中に、速度超過が発生した場合には低速域から油圧ブレーキを使用することができるので、燃費に最適なタイミングで減速することができる。

また、走行制御装置において、回生限界減速度演算手段は、減速区間における速度が第１速度域に属する場合には、入力密度上限に基づいて回生限界減速度を速度が大きくなるに従い小さく演算することが好適である。

このように構成することで、車速が第１速度以上の高速域の場合には、速度が大きくなるに従い回生限界減速度を小さく設定することで、回生制御により得られる電気エネルギーがバッテリの入力密度上限内となるように減速を行う速度パターンを生成することができる。よって、燃費の観点から理想的な速度パターンを生成することができるので、低燃費化を図ることが可能となる。

また、走行制御装置において、回生制動装置と異なる制動力を発生する非回生制動装置と、回生制動装置が発生させる回生制動力と、非回生制動装置が発生させる非回生制動力との割合を調整する協調制御手段と、を備え、減速区間における速度が第１速度よりも小さい第２速度未満の第２速度域に属する場合には、協調制御手段が速度減少に従って非回生制動力の割合を大きく調整し、回生限界減速度演算手段が回生制動力の割合の減少に応じて回生限界減速度を小さく演算することが好適である。

このように構成することで、車速が第２速度未満の低速時において、回生制動装置から非回生制動装置へのすり替えを行うとともに、回生制動力と非回生制動力からなる全体の制動力において回生制動力が占める割合に応じて回生限界減速度を演算することができる。このように、低速時において回生限界減速度を一定とせずに、回生制動装置から非回生制動装置へのすり替えを考慮して速度パターンを生成することができるので、実際の車両の動作に最適な速度パターンを生成することが可能となる。よって、低燃費化を図ることができる。

また、走行制御装置において、減速区間で必要な制動力が回生制動力より大きい場合には、減速区間における速度域と回生力との関係を演算し、回生力が小さい速度域において非回生制動力を大きくした速度パターンを再生成する速度パターン再生成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、非回生制動装置を作動させる必要がある場合には、回生力が小さい速度域で作動させる速度パターンを再生成することができる。これにより、大きな回生エネルギーが見込まれる速度域で非回生制動装置を作動させて当該速度域の走行時間を短くしてしまうことを回避することができる。よって、速度超過が発生した場合であっても燃費が低下することを回避することが可能となる。

また、本発明に係る走行制御装置は、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して制動する回生制動装置を有する車両の走行制御装置であって、減速時の速度が第１速度以上の第１速度域に属する場合には、バッテリの入力密度上限によって規定される回生力の制限に基づいて、回生制動装置による回生限界減速度を演算する回生限界減速度演算手段と、回生限界減速度に基づいて減速区間の速度パターンを生成する速度パターン生成手段と、走行時の速度が、速度パターンにより規定された目標速度になるように、回生制動力を制御するフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、回生制動装置と異なる制動力を発生する非回生制動装置と、を備え、フィードバック制御手段は、減速区間で回生制動力より大きい制動力を必要とする速度パターンに基づいて走行する際に、走行時の減速度が速度パターンで規定する目標の減速度を超えるほどフィードバックゲインを小さくしてフィードバック制御を行うとともに、走行時の速度が目標速度に対して不足した場合には、不足する運動エネルギーと、非回生制動装置により熱廃棄する余剰減速エネルギーとを算出し、余剰減速エネルギーの方が運動エネルギーよりも小さい場合には、前記余剰減速エネルギーから前記運動エネルギーを減算した余力エネルギーに相当するフィードバック項を追加してフィードバック制御を実行することを特徴として構成される。

このように構成することで、生成した速度パターンを制御目標としてフィードバック制御を実行中に、速度不足が発生した場合には、熱廃棄する余剰減速エネルギーを有効活用してなお足りない分の運動エネルギーを得るように走行制御することができるので、最適な低燃費走行が可能となる。

本発明によれば、回生制動における最大減速度を考慮して低燃費化を図ることができる。

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、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して制動する回生制動装置を有する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。例えば、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により出力を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。このモータ４３は、例えば、それぞれ電動モータ及び発電機として選択的に機能する第１モータジェネレータＭＧ１（不図示）及び第２モータジェネレータＭＧ２（不図示）を有している。

また、ハイブリットシステム４は、車輪の運動エネルギー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、ハイブリットシステム４は、車輪の運動エネルギーをエネルギー変換することにより制動する、いわゆる回生ブレーキ（回生制動装置）を有している。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。バッテリ４４は、モータ４３の電源として機能するとともに、電気エネルギーを蓄積する電池として機能し、入出力特性を有している。例えば、最大入力密度以下の電流、電圧の場合に充電できるという入力特性を有している。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、油圧ブレーキ（非回生制動装置）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の充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出するセンサ、モータ４３の回転数を検出するセンサ、エンジン４２の回転数を検出するセンサ、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、回生限界減速度演算部（回生限界減速度演算手段）９、目標速度パターン生成部（速度パターン生成手段）１０、車両運動制御部（協調制御手段）１２、加減速制御部２０及び操舵制御部２１を備えており、回生限界減速度演算部９、目標速度パターン生成部１０、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。

回生限界減速度演算部９は、車両５の減速度を算出する機能を有している。例えば、減速の速度域に応じて減速時の回生制動による限界減速度を演算する設定を変更して、各速度域の減速度を演算する機能を有している。例えば、減速度に対して、速度の速い高速域や中高速域（第１速度域）、平均的な速度である中速域、比較的速度の低い中低速域（第２速度域）、停止直前の低速域というように、複数の速度域を設定する機能を有している。例えば、第１速度以上の速度域を高速域や中高速域とし、第１速度未満かつ第２速度以上の速度域を中速域とし、第２速度未満かつ第３速度以上の速度域を中低速域、第３速度未満の速度域を低速域として設定する機能を有している。第１速度として、例えば５０ｋｍ／ｈ、第２速度として、例えば３０ｋｍ／ｈ、第３速度として、例えば１３ｋｍ／ｈが用いられる。

そして、回生限界減速度演算部９は、高速域、中高速域ではバッテリ４４の特性に基づいて回生限界減速度を演算する機能を有している。例えば、高速域、中高速域では、最大入力密度によって規定される最大回生力を演算し、その最大回生力に基づいて回生限界減速度を演算する機能を有している。また、回生限界減速度演算部９は、中速域では、回生限界減速度を所定の減速度（定数）とする機能を有している。所定の減速度は、回生失陥時に大きな変化を与えないための安全対策として規定されており、例えば０.２Ｇが用いられる。また、回生限界減速度演算部９は、中低速域では、全体の制動力に対する回生ブレーキの制動力の割合に応じて回生限界減速度を変更する機能を有している。この中低速域では、回生力の制御性の問題、例えばモータ４３の特性等により低速で回生力の制御が十分行えないという問題から、回生ブレーキの制動力を低下させて後述する油圧ブレーキ（非回生制動装置）の制動力に切り換える協調制御（すり替え制御）が行われる。このため、回生限界減速度演算部９は、中低速域では、回生ブレーキの制動力及び油圧ブレーキの制動力の割合に応じて回生限界減速度を小さく演算する機能を有している。さらに、回生限界減速度演算部９は、演算した回生限界減速度を目標速度パターン生成部１０へ出力する機能を有している。

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、例えば、現在地点から減速完了位置までの減速区間の目標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が出力した目標地点やナビゲーションシステム３３が出力した信号停止位置等と、地図情報とに基づいて、減速完了地点までの距離を取得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、減速区間の目標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、回生ブレーキの最大回生エネルギーを拘束条件に含み、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、低燃費な速度パターンを生成する機能を有している。この機能により生成される低燃費な目標速度パターンは、転がり抵抗のみで停止できる減速区間の場合、エンジン４２を停止した走行、いわゆる滑空走行となる。一方、制動が必要な減速区間の場合には、回生限界減速度演算部９が出力した回生限界減速度に基づいて、回生限界減速度内で回生ブレーキを作動させる速度パターンとなる。また、目標速度パターン生成部１０は、生成した目標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、加減速制御情報、回生制御情報を算出する機能を有している。また、車両運動制御部１２は、中低速域では、減速に伴い回生ブレーキから油圧ブレーキへのすり替えを実行する協調制御機能を有している。さらに、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、それぞれ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の回生ブレーキや、油圧ブレーキ４１のブレーキアクチュエータ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及び油圧ブレーキ４１のブレーキアクチュエータ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として、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。なお、説明理解の容易性を考慮して、図２に示す制御処理では、車両５は同一速度域を超えない減速をするものとする。

最初に、走行制御部１は中速域判定処理から開始する（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理は、回生限界減速度演算部９が実行し、中速域で減速を行うか否かを判定する処理である。例えば、目標となる減速開始車速と減速終了車速を入力して、第２速度以上第１速度未満であるか否かを判定する。ここで、第２速度は例えば３０ｋｍ／ｈ、第１速度は５０ｋｍ／ｈが用いられる。また、目標となる減速開始車速と減速終了車速は、例えばセンサ３１、操作部３２、ナビゲーションシステム３３から取得、演算すればよい。また、事前に減速度を一定値として生成した速度パターンから取得してもよい。Ｓ１０の処理において、第２速度以上第１速度未満の速度域であると判定した場合には、減速度設定処理へ移行する（Ｓ１２）。

Ｓ１２の処理は、回生限界減速度演算部９が実行し、回生限界減速度を演算して設定する処理である。Ｓ１０の処理により、減速区間の速度を中速域であると判定したので、回生限界減速度を定数に設定する。この定数は、回生ブレーキから油圧ブレーキ４１への切り換えにおいて大きな変化を与えないための安全対策として規定されており、例えば、０.２Ｇが用いられる。Ｓ１２の処理が終了すると、目標速度パターン生成処理へ移行する（Ｓ２４）。

一方、Ｓ１０の処理において、第２速度以上第１速度未満の速度域でないと判定した場合には、低速域判定処理へ移行する（Ｓ１４）。Ｓ１４の処理は、回生限界減速度演算部９が実行し、低速域で減速を行うか否かを判定する処理である。例えば、目標となる減速開始車速と減速終了車速を入力して、第３速度未満であるか否かを判定する。ここで、第３速度は例えば１３ｋｍ／ｈが用いられる。Ｓ１０の処理において、第３速度未満の速度域であると判定した場合には、減速度設定処理へ移行する（Ｓ１６）。

Ｓ１６の処理は、回生限界減速度演算部９が実行し、回生限界減速度を演算して設定する処理である。Ｓ１０、Ｓ１４の処理により、減速区間の速度を低速域であると判定したので、回生限界減速度を０に設定する。停止直前の走行においては、減速中であっても操作性重視のためにクリープ加速が発生するので、ギアをニュートラル状態とし、転がり抵抗のみで走行させた方が低燃費な走行となる。このため、減速域が低速域である場合には、回生制御を行わないように、回生限界減速度を０とする。Ｓ１６の処理が終了すると、目標速度パターン生成処理へ移行する（Ｓ２４）。

一方、Ｓ１４の処理において、第３速度未満の速度域でないと判定した場合には、速域判定処理へ移行する（Ｓ１８）。Ｓ１８の処理は、回生限界減速度演算部９が実行し、中低速速域で減速を行うか否かを判定する処理である。例えば、目標となる減速開始車速と減速終了車速を入力して、第２速度未満かつ第３速度以上の速度域であるか否かを判定する。Ｓ１８の処理において、第２速度未満かつ第３速度以上の速度域であると判定した場合には、減速度設定処理へ移行する（Ｓ２０）。

Ｓ２０の処理は、回生限界減速度演算部９が実行し、回生限界減速度を演算して設定する処理である。Ｓ１０、Ｓ１４、Ｓ１８の処理により、減速区間の速度を中低速域であると判定したので、緩和させた回生限界減速度を設定する。中低速域においては、回生力の制御性の問題や回生ブレーキの実績の問題から、回生ブレーキから油圧ブレーキへのすり替えを行う。このすり替えは、低速になるに従って、回生ブレーキによる制動力よりも油圧ブレーキによる制動力が大きくなるように行われ、完全に停止する際には、油圧ブレーキのみが作動する。すなわち、回生ブレーキの最大回生減速度は低速になるに従い減少する。よって、回生限界減速度演算部９は、このすり替え動作に応じて最大回生減速度を低く演算する。Ｓ２０の処理が終了すると、目標速度パターン生成処理へ移行する（Ｓ２４）。

一方、Ｓ１８の処理において、第２速度未満かつ第３速度以上の速度域でないと判定した場合には、減速度設定処理へ移行する（Ｓ２２）。Ｓ２２の処理は、回生限界減速度演算部９が実行し、回生限界減速度を演算して設定する処理である。Ｓ１０、Ｓ１４、Ｓ１８の処理により、減速区間の速度を高速域であると判定したので、緩和させた回生限界減速度を設定する。高速域においては、バッテリ４４の入力特性、すなわち、入力密度上限（例えば５０ｋＷ）に回生力が制限される。回生制御による回生力（入力エネルギー、すなわち車両運動エネルギー）は速度の２乗に比例して増加するので、回生限界減速度演算部９は、減速度が速度の２乗に反比例して減少するように演算して回生限界減速度を設定する。このように設定することで、回生により得られる入力エネルギーを略一定としてバッテリ４４の入力特性にあわせることができる。この際、中速域との整合性を取るために、中速域での減速度（例えば０.２Ｇ）から減少するようにする。Ｓ２２の処理が終了すると、目標速度パターン生成処理へ移行する（Ｓ２４）。

Ｓ２４の処理は、目標速度パターン生成部１０が実行し、設定した回生限界減速度を考慮して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、減速区間において、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、Ｓ１２、Ｓ１６、Ｓ２０、Ｓ２２の処理で設定した回生限界減速度を用いる。また、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、位置制御誤差を用いる。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、例えば、旅行時間及びエンジン出力熱効率を評価する項を含む評価関数を用いた最適化処理により、低燃費な速度パターンを生成する。例えば、評価関数を収束演算することにより速度パターンを生成する。これにより、転がり抵抗のみで停止できる減速区間の場合、エンジン４２を停止した走行、いわゆる滑空走行する速度パターンが生成され、一方、制動が必要な減速区間の場合には、回生限界減速度演算部９が出力した回生限界減速度に基づいて、回生限界減速度内で回生ブレーキを作動させる速度パターンとなる。Ｓ２４の処理が終了すると、走行制御処理へ移行する（Ｓ２６）。

Ｓ２６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、車両制御する処理である。車両運動制御部１２は、Ｓ２６の処理で生成した速度パターンに基づいて、ハイブリットシステム４の回生ブレーキやエンジンを制御するための信号を生成して車両を自動制御する。Ｓ２６の処理が終了すると、図２に示す制御処理を終了する。

以上で図２に示す制御処理は終了する。図２に示す制御処理を実行することで、速度域ごとに回生限界減速度を変更して、燃費が最適な速度パターンを生成することができる。また、図２に示す制御処理では、車両５は同一速度域を超えない減速をするものとして説明したが、例えば高速域から停止するまでのように、同一減速区間の中で複数の速度域を含んでもよい。以下、図３、４を用いて説明する。図３は、回生限界減速度の車速依存性を示すグラフであり、縦軸を回生限界減速度とし、横軸を車速としている。図４は高速域から停止するまでの速度パターンであり、縦軸を速度、横軸を時間としている。

ところで、従来の走行制御装置であれば、例えば図３のＪで示すように、回生限界減速度を０.２Ｇの一定値と想定している。この場合、低速域、中低速域、中高速域、高速域において、想定した回生限界減速度は実際の回生限界減速度よりも大きなる。回生限界減速度を一定とした場合、例えば図４のＰ１に示すように、速度が直線的に減少する速度パターンとなる。この速度パターンＰ１を実行すると、想定した回生による制動力を得ることができず、不足した制動力を補うように油圧ブレーキが作動してしまうので低燃費化が妨げられる。

これに対して、本実施形態に係る走行制御部１では、図３に示すように、低速域ではクリープの発生を考慮して回生限界減速度を０としている。また、中低速域では、Ｈ１に示すように、制動力のすり替えに応じて、低速になるほど比例的に減少させている。また、中速域では、Ｈ２に示すように安全面から規定されている回生限界減速度に合わせて０.２Ｇの一定値としている。さらに、中高速域、高速域では、Ｈ３に示すように、バッテリの入力限界密度に沿うように、速度の２乗に反比例させて高速になるほど回生限界減速度を減少させている。このように設定することで、例えば図４の速度パターンＰ２に示すように、バッテリ４４の特性や制動力のすり替えによる回生限界減速度の変化を反映させた速度パターンを生成することができる。このため、低燃費化を図ることが可能となる。

上述したように、第１実施形態に係る走行制御部１によれば、第１速度以上の第１速度域ではバッテリ４４の入力密度限界によって規定される回生力の制限に基づいて回生限界減速度を演算し、演算した回生限界減速度に基づいて速度パターンＰ２を生成することができる。このように、車速が高速度である場合、回生限界減速度を一定とせずにバッテリの特性を考慮して速度パターンＰ２を生成することができるので、実際の車両の動作に最適な速度パターンＰ２を生成することが可能となる。このため、例えば、回生したエネルギーの全てをバッテリ４４に充電できなくなったり、油圧ブレーキ４１を作動させたりすることを回避することが可能となる。このように、回生制動によりエネルギーを効率良く回生する速度パターンＰ２を生成することができるので、低燃費化を図ることが可能となる。

また、第１実施形態に係る走行制御部１によれば、車速が第１速度以上である高速度である場合、速度が大きくなるに従い回生限界減速度を小さく設定するので、バッテリ４４の入力密度上限に沿って減速を行う速度パターンＰ２を生成することができる。よって、実際のバッテリ４４の入力密度特性を考慮して燃費の観点から理想的な速度パターンを生成することができるので、低燃費化を図ることが可能となる。

さらに、第１実施形態に係る走行制御部１によれば、第２速度未満の低速時において、回生ブレーキから油圧ブレーキ４１へのすり替えを行うとともに、回生制動力と非回生制動力からなる全体制動力において回生制動力が占める割合に応じて回生限界減速度を演算することができる。このように、低速時において回生限界減速度を一定とせずに、回生ブレーキから油圧ブレーキ４１へのすり替えを考慮して速度パターンを生成することができるので、実際の車両の動作に最適な速度パターンＰ２を生成することが可能となる。よって、低燃費化を図ることができる。

（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、速度パターンを再生成する機能を有する点が相違する。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。

図５は本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５に示すように、本実施形態に係る走行制御部３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３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ており、目標速度パターン再生成部（速度パターン再生成手段）１１を有する点が相違する。

目標速度パターン再生成部１１は、例えば目標速度パターン生成部１０により生成された速度パターンに基づいて、回生制動力以上の制動力が必要か否かを判定する機能を有している。例えば、速度パターン生成時に想定していなかった信号タイミングやその変化によって回生制動力以上の制動力が必要な場合がある。また、周囲の車両との協調により回生制動力以上の減速が必要な場合がある。そして、目標速度パターン再生成部１１は、回生制動力以上の制動力が必要な場合には、目標速度パターンを再生成する機能を有している。例えば、目標速度パターン再生成部１１は、バッテリ４４の入力限界密度に沿った減速が極力長時間になるように減速を実施する速度パターンを再生成する機能を有している。さらに、目標速度パターン再生成部１１は、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。

次に、第２実施形態に係る走行制御部３の動作について説明する。図６〜９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６に示す制御処理が開始されると、走行制御部３は、速度パターン生成処理から開始する（Ｓ３０）。Ｓ３０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、例えば図２のＳ２４の処理と同様である。Ｓ３０の処理が終了すると、目標減速判定処理へ移行する（Ｓ３２）。

Ｓ３２の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、目標減速が可能か否かを判定する処理である。例えば、目標速度パターン再生成部１１は、Ｓ３０の処理で生成した速度パターンを参照し、フル回生（最大回生減速度）での減速だけで停止目標位置や減速完了地点までに必要な減速を完了できるか否かを判定する。Ｓ３２の処理において、フル回生での減速のみで必要な制動力を得られると判定した場合には、走行制御処理へ移行する。

Ｓ３４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、車両制御する処理である。この処理は、図２のＳ２６の処理と同様である。Ｓ３４の処理が終了すると、図６に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ３２の処理において、フル回生での減速のみで必要な制動力を得られないと判定した場合には、速度パターン再生成処理へ移行する（Ｓ３６）。以下、Ｓ３６の処理を図７〜９を用いて説明する。

図７に示すように、速度パターン再生成処理は、速度域判定処理から開始する（Ｓ４０）。Ｓ４０の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ３０の処理で生成した速度パターンに低速域が存在するか否かを判定する処理である。例えば、１３ｋｍ／ｈ以下の速度域を低速域と判定する。この停止直前の速度域では、図３に示すように回生制御によりエネルギーを回収することができない。このため、油圧ブレーキ４１を作動させて走行時間を削る速度域として、最も優先的に検討する。Ｓ４０の処理において、低速域が存在すると判定した場合には、最大減速度設定処理へ移行する（Ｓ４２）。

Ｓ４２の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、低速域の最大減速度を設定する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、例えば、乗り心地許容範囲の最大の減速度を、回生限界減速度として設定する。乗り心地許容範囲の最大の減速度として、例えば、０.３Ｇが用いられる。また、運転者により設定された乗り心地許容範囲を用いても良い。Ｓ４２の処理が終了すると、速度パターン再生成処理へ移行する（Ｓ４４）。

Ｓ４４の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、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、低速域の最大減速度をＳ４２の処理で設定した減速度に変更して、再度、速度パターンを生成する。速度パターンの生成方法は、図２のＳ２４の処理と同様である。Ｓ４４の処理が終了すると、目標減速判定処理へ移行する（Ｓ４６）。

Ｓ４６の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ４４の処理で生成した速度パターンに基づいて走行した場合に目標とした地点までに減速が完了しているか否かを判定する処理である。Ｓ４６の処理において、目標の減速を達成できると判定した場合には、図７〜９に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ４０の処理で低速域が存在しない場合、又は、Ｓ４６の処理において、目標の減速を達成できないと判定した場合には、不足していた制動力を低速域の制動力で賄うことができなかったので、他の速度域を検討するために、速度域判定処理へ移行する（Ｓ４８）。Ｓ４８の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ３０の処理で生成した速度パターン又は、Ｓ４４の処理で再生成した速度パターンに中低速域が存在するか否かを判定する処理である。例えば、１３〜３０ｋｍ／ｈの範囲の速度域を中低速域と判定する。この速度域では、図３に示すように油圧ブレーキ４１と回生ブレーキが強調して作動する。このため、低速になるにつれて回生制御で回収できるエネルギーは低い。さらに、中速域、中高速域、高速域に比べて速度が低いので運動エネルギー自体が低い。このため、油圧ブレーキ４１を作動させて走行時間を削る速度域として、２番目に優先的に検討する。Ｓ４８の処理において、中速域が存在すると判定した場合には、最大減速度設定処理へ移行する（Ｓ５０）。

Ｓ５０の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、中低速域の最大減速度を設定する処理である。この処理は、Ｓ４２の処理と同様である。Ｓ５０の処理が終了すると、速度パターン再生成処理へ移行する（Ｓ５２）。

Ｓ５２の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、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、中低速域の最大減速度をＳ５０の処理で設定した減速度に変更して、再度、速度パターンを生成する。速度パターンの生成方法は、図２のＳ２４の処理と同様である。Ｓ５２の処理が終了すると、目標減速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、Ｓ５２の処理で生成した速度パターンに基づいて走行した場合に目標とした地点までに減速が完了しているか否かを判定する処理である。Ｓ５４の処理において、目標の減速を達成できると判定した場合には、図７〜９に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ４８の処理で中低速域が存在しない場合、又は、Ｓ５４の処理において、目標の減速を達成できないと判定した場合には、不足していた制動力を低速域、中低速域の制動力で賄うことができなかったので、他の速度域を検討するために、速度域判定処理へ移行する（図８のＳ５６）。Ｓ５６の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ３０の処理で生成した速度パターン又は、Ｓ４４又はＳ５２の処理で再生成した速度パターンに中速域が存在するか否かを判定する処理である。例えば、３０〜５０ｋｍ／ｈの範囲の速度域を中速域と判定する。この速度域では、図３に示すように減速度は一定値であり、中高速域、高速域に比べて高い減速度となる。しかし、中高速域、高速域に比べて速度が低いため、運動エネルギー自体が中高速域、高速域に比べて小さくなるので、回収できるエネルギーは小さい。このため、油圧ブレーキ４１を作動させて走行時間を削る速度域として、３番目に優先的に検討する。Ｓ５６の処理において、中速域が存在すると判定した場合には、最大減速度設定処理へ移行する（Ｓ５８）。

Ｓ５８の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、中速域の最大減速度を設定する処理である。この処理は、Ｓ４２の処理と同様である。Ｓ５８の処理が終了すると、速度パターン再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、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、中速域の最大減速度をＳ５８の処理で設定した減速度に変更して、再度、速度パターンを生成する。速度パターンの生成方法は、図２のＳ２４の処理と同様である。Ｓ６０の処理が終了すると、目標減速判定処理へ移行する（Ｓ６２）。

Ｓ６２の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ６０の処理で生成した速度パターンに基づいて走行した場合に目標とした地点までに減速が完了しているか否かを判定する処理である。Ｓ６２の処理において、目標の減速を達成できると判定した場合には、図７〜９に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ５６の処理で中速域が存在しない場合、又は、Ｓ６２の処理において、目標の減速を達成できないと判定した場合には、不足していた制動力を低速域、中低速域、中速域の制動力で賄うことができなかったので、他の速度域を検討するために、速度域判定処理へ移行する（Ｓ６４）。Ｓ６４の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ３０の処理で生成した速度パターン又は、Ｓ４４、Ｓ５２又はＳ６０の処理で再生成した速度パターンに高速域が存在するか否かを判定する処理である。例えば、６５ｋｍ／ｈ以上の速度域を高速域と判定する。この速度域では、運動エネルギーは二乗に比例して増加するが、図３に示すように減速度は速度に反比例的に減少する。このため、中高速域と高速域についてはバッテリ４４の入力密度の観点からは優先順位に大きな違いがない。しかし、６５ｋｍ／ｈ以上の高速になると、車両によってはエンジンを停止しない制御を行うことがあるため、結果的に高速域の方が燃費が低下する。よって、油圧ブレーキ４１を作動させて走行時間を削る速度域として、高速域を４番目に優先的に検討する。Ｓ６４の処理において、高速域が存在すると判定した場合には、最大減速度設定処理へ移行する（Ｓ６６）。

Ｓ６６の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、高速域の最大減速度を設定する処理である。この処理は、Ｓ４２の処理と同様である。Ｓ６６の処理が終了すると、速度パターン再生成処理へ移行する（Ｓ６８）。

Ｓ６８の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、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、高速域の最大減速度をＳ６６の処理で設定した減速度に変更して、再度、速度パターンを生成する。速度パターンの生成方法は、図２のＳ２４の処理と同様である。Ｓ６８の処理が終了すると、目標減速判定処理へ移行する（Ｓ７０）。

Ｓ７０の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ６８の処理で生成した速度パターンに基づいて走行した場合に目標とした地点までに減速が完了しているか否かを判定する処理である。Ｓ７０の処理において、目標の減速を達成できると判定した場合には、図７〜９に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ６４の処理で高速域が存在しない場合、又は、Ｓ７０の処理において、目標の減速を達成できないと判定した場合には、不足していた制動力を低速域、中低速域、中速域、高速域の制動力で賄うことができなかったので、他の速度域を検討するために、速度域判定処理へ移行する（図９のＳ７２）。Ｓ７２の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ３０の処理で生成した速度パターン又は、Ｓ４４、Ｓ５２、Ｓ６０又はＳ６８の処理で再生成した速度パターンに中高速域が存在するか否かを判定する処理である。例えば、５０〜６５ｋｍ／ｈの範囲の速度域を中高速域と判定する。この速度域は、最も回生による効率がよいため、油圧ブレーキ４１を作動させて走行時間を削る速度域として、最後に検討する。Ｓ７２の処理において、中高速域が存在すると判定した場合には、最大減速度設定処理へ移行する（Ｓ７４）。

Ｓ７４の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、中高速域の最大減速度を設定する処理である。この処理は、Ｓ４２の処理と同様である。Ｓ７４の処理が終了すると、速度パターン再生成処理へ移行する（Ｓ７６）。

Ｓ７６の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、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、中高速域の最大減速度をＳ７４の処理で設定した減速度に変更して、再度、速度パターンを生成する。速度パターンの生成方法は、図２のＳ２４の処理と同様である。Ｓ７６の処理が終了すると、目標減速判定処理へ移行する（Ｓ７８）。

Ｓ７８の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ７６の処理で生成した速度パターンに基づいて走行した場合に目標とした地点までに減速が完了しているか否かを判定する処理である。Ｓ７８の処理において、目標の減速を達成できると判定した場合には、図７〜９に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ７８の処理において、目標の減速を達成できないと判定した場合には、最大減速度変更処理へ移行する（Ｓ８０）。Ｓ８０の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ４２、Ｓ５０、Ｓ５８、Ｓ６６、Ｓ７４の処理で設定した回生限界減速度を大きく設定する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、例えば、乗り心地許容範囲をより大きく再設定する。例えば、０.３Ｇから０.４Ｇへ変更する。Ｓ８０の処理が終了すると、速度域判定処理へ再度移行する（Ｓ４０）。このように、走行制御部１は、目標地点において目標とする速度を達成できる速度パターンを生成するまで図７〜９に示す制御処理を繰り返す。

以上で図７〜９に示す制御処理を終了する。図７〜９に示す制御処理を実行することで、速度パターンが再生成され、再生成された速度パターンを用いて車両制御が行われる（図６のＳ３４）。

ところで、従来の走行制御装置であれば、例えば回生限界減速度を０.２Ｇの一定値としているので、図１０のＰ３で示すように、速度が直線的に減少する速度パターンとなる。そして、目標地点までの間に０.２Ｇを超える制動力が必要となった場合には、その時に油圧ブレーキを作動させている。このため、低燃費な速度パターンを生成することが困難である。

これに対して、第２実施形態に係る走行制御部３では、さらなる制動力が必要となった場合には、低速域、中低速域、中速域、高速域、中高速域の順に回生限界減速度を見直すことにより、図１０のＰ４で示すように、バッテリ４４の入力限界密度に沿った減速時間が極力減らないように減速を実施する速度パターンを再生成することができる。すなわち、どこかの速度域で油圧ブレーキ４１を作動させて走行時間を短くする必要がある場合には、エネルギー回収効率（回生の効率）の悪い速度域から優先的に短くすることにより、バッテリ４４の入力限界密度が大きい高速域や中高速域（例えば５０ｋｍ／ｈ以上）の時間を消費することを回避することができる。

上述したように、第２実施形態に係る走行制御部３によれば、油圧ブレーキ４１を作動させる必要がある場合には、回生力が小さい速度域から順に作動させるタイミングを検討して速度パターンを再生成することができる。これにより、大きな回生エネルギーが見込まれる速度域で油圧ブレーキ４１を作動させて当該速度域の走行時間を短くしてしまうことを回避することができる。よって、速度超過が発生した場合であっても燃費が低下することを回避することが可能となる。

（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２実施形態に係る走行制御部３とほぼ同様に構成されるものであって、速度パターンを目標とした走行制御を低燃費に実施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、２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２実施形態に係る走行制御部３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２実施形態に係る走行制御部３とほぼ同様に構成され、目標速度パターン再生成部１１、車両運動制御部１２が有する機能の一部が相違している。

目標速度パターン再生成部１１は、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、大きな速度制御超過が発生した場合には、速度パターンの再生成を実施する機能を有している。大きな速度制御超過を判定するための閾値として、例えば、３ｋｍ／ｈが用いられる。なお、その他の機能については、第２実施形態と同様である。

車両運動制御部（フィードバック制御手段）１２は、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、及び回生減速度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。また、速度パターンに基づいて減速度を事前に決定する機能を有している。なお、その他の機能については、第１、２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１１、１２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。また、図１３は、第３実施形態に係る走行制御部の動作を説明するための速度パターンである。

図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１１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（Ｓ９０）。Ｓ９０の処理は、目標速度パターン生成部１０又は目標速度パターン再生成部１１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、例えば図２のＳ２４や図６のＳ３６の処理と同様である。Ｓ９０の処理が終了すると、回生限界判定処理へ移行する（Ｓ９２）。

Ｓ９２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、回生限界減速度を超える減速を行う走行区間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Ｓ９０の処理で生成した速度パターンに基づいて、走行する走行区間が回生限界減速度を超える減速を行うか否かを判定する。Ｓ９２の処理において、回生限界減速度を超える減速を行わないと判定した場合には、通常フィードバック制御処理へ移行する（Ｓ９４）。

Ｓ９４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度パターンに基づいてフィードバック制御を行う処理である。車両運動制御部１２は、Ｓ９０の処理で生成した速度パターンに基づいて、ＰＩＤ制御等の通常のフィードバック制御を行う。Ｓ９４の処理が終了すると、フィードバック制御終了判定処理へ移行する（Ｓ９６）。

Ｓ９６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、目標となる速度パターンを全て実行したか否かを判定する処理である。目標となる速度パターン全てを実行していないと判定した場合には、回生限界判定処理へ再度移行する（Ｓ９２）。これにより、速度パターンに基づいてＳ９２、Ｓ９４、Ｓ９８〜Ｓ１０４までの処理が繰り返し実行されることとなる。一方、目標となる速度パターン全てを実行したと判定した場合には、図１１に示す制御処理を終了する。このように、回生限界減速度内の減速の場合には、通常のフィードバック制御のみが動作することとなる。

一方、Ｓ９２の処理において、回生限界減速度より大きい減速を伴う走行区間と判定した場合には、フィードフォワード処理へ移行する（Ｓ９８）。Ｓ９８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、目標速度パターンに基づいて減速度を算出して必要な減速力を算出するフィードフォワード制御を行う処理である。車両運動制御部１２は、例えば、Ｓ９０の処理で生成した速度パターンを微分してフィードフォワード用の減速度を算出する。そして、メモリに格納された車両情報に基づいて車両の重量を入力する。そして、算出した減速度と入力した車両重量を積算し、フィードフォワード用の減速力を算出する。Ｓ９８の処理が終了すると、減速実行処理へ移行する（Ｓ１００）。

Ｓ１００の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ９８の処理で生成したフィードフォワード用の減速力に基づいてハイブリットシステム４に減速指示を与える処理である。車両運動制御部１２は、Ｓ９８の処理で算出したフィードフォワード用の減速力と、後述するフィードバック項とを加算して、加減速制御部２０を介してハイブリットシステム４へ減速指示を行う。Ｓ１００の処理が終了すると、速度誤差算出処理へ移行する（Ｓ１０２）。

Ｓ１０２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、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から車速を入力し、入力した車速からＳ９０の処理で生成した目標となる速度パターンを減算することにより、速度誤差を算出する。Ｓ１０２の処理が終了すると、フィードバック項補正処理へ移行する（Ｓ１０４）。

Ｓ１０４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度誤差の大きさに基づいてフィードバック項を補正する処理である。この処理について、図１２を用いて説明する。図１２は、フィードバック項補正処理を示すフローチャートである。まず、速度誤差の符号判定処理から開始する（Ｓ１０６）。Ｓ１０６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度誤差が負の値であるか否か、すなわち、目標速度に対して速度不足が発生しているか否かを判定する処理である。例えば、図１３に示すように、目標速度Ｐ５に沿うようにフィードバック制御しているものとし、制御結果をＵ１、Ｕ２とする。目標速度よりも車速が小さい制御結果Ｕ１の場合は、減速度が目標減速度よりも大きく、速度不足が発生している状態である。また、目標速度よりも車速が大きい制御結果Ｕ２の場合は、減速度が目標減速度より小さく、速度超過が発生している状態である。Ｓ１０６の処理において、速度不足が発生していないと判定した場合には、誤差の大きさ判定処理へ移行する（Ｓ１０８）。

Ｓ１０８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、超過している速度誤差が大きいか否かを判定する処理である。例えば、車両運動制御部１２は、Ｓ１０４の処理で生成した速度誤差が３ｋｍ／ｈより大きいか否かを判定することで、速度誤差が大きいか否かを判定する。Ｓ１０８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、フィードバック項の計算処理へ移行する（Ｓ１１２）。一方、Ｓ１０８の処理において、速度誤差が大きいと判定した場合には、速度パターン再生成処理へ移行する（Ｓ１１０）。

Ｓ１１０の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、速度パターンを再生成する処理である。例えば、目標速度パターン再生成部１１は、センサ３１で得られた車速を基準として、その時点の車速から速度パターンが始まるように速度パターンを再生成する。速度パターンの生成処理については、図２のＳ２４の処理と同様である。Ｓ１１０の処理が終了すると、フィードバック項の計算処理へ移行する（Ｓ１１２）。

Ｓ１１２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、フィードバック項を演算する処理である。車両運動制御部１２は、ＰＩＤ制御等の通常の速度制御において用いられる所定値をフィードバック項として設定する。Ｓ１１２の処理が終了すると、図１２に示すフィードバック項補正処理を終了する。このように、図１３に示す制御結果Ｕ２のような速度超過の制御結果Ｕ２の場合には、通常のフィードバック制御を行うとともに、速度超過の誤差が所定値より大きい場合には、速度パターンを再生成することにより、油圧ブレーキを最適に制御して目標速度に合わせることができる。

一方、Ｓ１０６の処理において、速度不足が発生していると判定した場合には、超過減速度算出処理へ移行する（Ｓ１１４）。Ｓ１１４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、超過している減速度を算出する処理である。車両運動制御部１２は、Ｓ９８の処理で算出した減速度から、例えば図３に示す回生限界減速度を減算し、超過した減速度を算出する。Ｓ１１４の処理が終了すると、フィードバック項の計算処理へ移行する（Ｓ１１６）。

Ｓ１１６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、フィードバック項を計算する処理である。車両運動制御部１２は、超過減速度が強い減速度であるほどフィードバックのゲインを小さく補正する。例えば、Ｐゲインにおいて、初期ＰゲインをＰ_０、超過減速度をａ_ＯＶとすると、補正後のＰゲインＰは、以下の式１を用いて算出できる。

Ｐ＝Ｐ_０／（１＋｜ａ_ＯＶ｜） …（１）

車両運動制御部１２は、ＰＩＤの各ゲインについて式１と同様な補正式を用いて補正する。そして、補正後の各ゲインを用いてフィードバック項を計算する。Ｓ１１６の処理が終了すると、フル回生判定処理へ移行する（Ｓ１１８）。

Ｓ１１８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ９８の処理で生成したフィードフォワード用の減速度とＳ１１６の処理で生成したフィードバック項との加算値が回生限界減速度（フル回生状態）を超えているか否かを判定する処理である。Ｓ１１８の処理において、フル回生状態以上でないと判定した場合には、図１２に示すフィードバック項補正処理を終了する。一方、Ｓ１１８の処理において、フル回生状態以上と判定した場合には、フィードバック項の再計算処理へ移行する（Ｓ１２０）。

Ｓ１２０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、フィードバック項を再計算する処理である。車両運動制御部１２は、回生限界減速度をａ_Ｋ、フィードフォワード用の減速度をａ_Ｆとすると、例えば、以下の式２を用いてフィードバック項ＦＢを算出する。

ＦＢ＝ａ_Ｋ−ａ_Ｆ …（２）

Ｓ１２０の処理が終了すると、図１２に示すフィードバック項補正処理を終了する。そして、図１１のＳ１０４の処理に戻り、制御が終了するまで繰り返し実行される（Ｓ９６）。

以上で図１１、１２に示す制御処理は終了する。図１１、１２に示す制御処理を実行することで、速度が不足している場合には、回生限界減速度を超過している減速度の大きさが大きいほどフィードバックゲインを小さく設定することができる。ところで、従来の走行制御装置であれば、どのような速度誤差に対しても同等のフィードバック制御を実行している。これに対して、本実施形態に係る走行制御装置は、例えば図１３の制御結果Ｕ１のように、速度が不足している場合には、無理にエンジン等を駆動させて減速度を落として目標となる速度パターンに合わせ込むのではなく、フィードバックゲインを小さくして転がり抵抗等により自然に目標車速に一致させることができる。また、超過減速度が回生限界減速度を超えている場合には、フィードフォワードによる減速度が回生限界減速度となるようにフィードバック項を設定することができる。このため、回生限界減速度を超えた場合には、回生ができる状態となるように減速度を制御することが可能となる。

上述したように、第３実施形態に係る走行制御部によれば、生成した速度パターンを制御目標としてフィードバック制御を実行する際に、回生ブレーキでは制動できない場合には、フィードバックゲインを小さく設定することができるので、目標速度に合わせることよりも回生ブレーキで制動することを優先させたフィードバック制御を実行することが可能となる。よって、フィードバック制御の実行を含めて低燃費化を図ることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態に係る走行制御装置（走行制御部）は、第３実施形態に係る走行制御部とほぼ同様に構成されるものであって、速度超過状態が発生する場合に経路全体の燃費を考慮したフィードバック制御機能を有する点が相違する。なお、第４実施形態においては、第１〜３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３実施形態に係る走行制御部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３実施形態に係る走行制御部とほぼ同様に構成され、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、車両運動制御部１２が有する機能の一部が相違している。

目標速度パターン生成部１０は、速度パターンを生成するとともに、誤差補正用情報を演算する機能を有している。この誤差補正用情報は、速度超過が発生した場合に速度補正するための情報であり、例えばフィードバック項である。また、目標速度を超過した際に減速を実行する速度域の順番を示す優先順位情報を設定する機能を有している。すなわち、目標速度パターン生成部１０は、余剰減速度の割り当て候補となる速度域を、優先順位をつけて管理する機能を有している。ここで、優先順位は数字が小さいほど優先させることを示すものとする。なお、その他の機能については、第３実施形態と同様である。

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と同様に、誤差補正用情報及び優先順位情報を設定する機能を有している。なお、その他の機能については、第３実施形態と同様である。

車両運動制御部１２は、目標速度パターン生成部１０又は目標速度パターン再生成部１１が生成した速度パターン及び優先順位情報に基づいて、速度制御を行う機能を有している。例えば、速度超過が発生した場合、優先順位の高い速度域から順に、回生ブレーキあるいは油圧ブレーキを作動させて減速させる機能を有している。すなわち、第３実施形態に係る車両運動制御部１２は、速度超過が発生した時点でフィードバック制御を即時に調整する機能を有しているが、本実施形態に係る車両運動制御部１２は、優先順位に基づいて燃費に最適な減速実行タイミングを制御する機能を有する点が相違する。なお、その他の機能については、第３実施形態と同様である。

次に、第４実施形態に係る走行制御部の動作について説明する。図１４〜１６は、第４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１４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１４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（Ｓ１３０）。Ｓ１３０の処理は、目標速度パターン生成部１０又は目標速度パターン再生成部１１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、例えば図２のＳ２４の処理や図６のＳ３６と同様である。Ｓ１３０の処理が終了すると、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１３２）。

Ｓ１３２の処理は、目標速度パターン生成部１０又は目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ１３０の処理で生成した速度パターンに基づいて走行した際に速度超過が発生した場合に備えて、減速を行う速度域の優先順位を決定する処理である。

Ｓ１３２の処理を図１５、１６を用いて詳細に説明する。図１５に示すように、優先順位の設定として、低速区間判定処理から開始する（Ｓ１５０）。Ｓ１５０の処理は、Ｓ１３０の処理で生成した速度パターンに基づいて、低速区間（低速域の走行区間）が存在するか否かを判定する処理である。Ｓ１５０の処理において、低速区間が存在しないと判定した場合には、中低速区間判定処理へ移行する（Ｓ１５８）。一方、Ｓ１５０の処理において、低速区間が存在すると判定した場合には、最大減速度判定処理へ移行する（Ｓ１５２）。

Ｓ１５２の処理は、低速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいか否かを判定する処理である。例えば、乗り心地許容範囲の最大減速度として、０.３Ｇが用いられる。Ｓ１５２の処理において、低速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１５４）。

Ｓ１５４の処理は、低速区間を減速予定区間の対象から除外する処理である。例えば、優先順位として９９９を設定する。Ｓ１５４の処理が終了すると、中低速区間判定処理へ移行する（Ｓ１５８）。

一方、Ｓ１５２の処理において、低速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きくないと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１５６）。Ｓ１５６の処理は、低速区間の優先順位として「１」を設定する。Ｓ１５６の処理が終了すると、中低速区間判定処理へ移行する（Ｓ１５８）。

Ｓ１５８の処理は、Ｓ１３０の処理で生成した速度パターンに基づいて、中低速区間（中低速域の走行区間）が存在するか否かを判定する処理である。Ｓ１５８の処理において、中低速区間が存在しないと判定した場合には、中速区間判定処理へ移行する（Ｓ１６６）。一方、Ｓ１５８の処理において、中低速区間が存在すると判定した場合には、最大減速度判定処理へ移行する（Ｓ１６０）。

Ｓ１６０の処理は、中低速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいか否かを判定する処理である。この処理は、Ｓ１５２の処理と同様である。Ｓ１６０の処理において、中低速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１６２）。

Ｓ１６２の処理は、中低速区間を減速予定区間の対象から除外する処理である。例えば、優先順位として９９９を設定する。Ｓ１６２の処理が終了すると、中速区間判定処理へ移行する（Ｓ１６６）。

一方、Ｓ１６０の処理において、中低速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きくないと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１６４）。Ｓ１６４の処理は、中低速区間の優先順位として「２」を設定する。Ｓ１６４の処理が終了すると、中速区間判定処理へ移行する（Ｓ１６６）。

Ｓ１６６の処理は、Ｓ１３０の処理で生成した速度パターンに基づいて、中速区間（中速域の走行区間）が存在するか否かを判定する処理である。Ｓ１６６の処理において、中速区間が存在しないと判定した場合には、高速区間判定処理へ移行する（図１６のＳ１７４）。一方、Ｓ１６６の処理において、中速区間が存在すると判定した場合には、最大減速度判定処理へ移行する（Ｓ１６８）。

Ｓ１６８の処理は、中速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいか否かを判定する処理である。この処理は、Ｓ１５２の処理と同様である。Ｓ１６８の処理において、中速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１７０）。

Ｓ１７０の処理は、中速区間を減速予定区間の対象から除外する処理である。例えば、優先順位として９９９を設定する。Ｓ１７０の処理が終了すると、高速区間判定処理へ移行する（図１６のＳ１７４）。

一方、Ｓ１６８の処理において、中速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きくないと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１７２）。Ｓ１７２の処理は、中速区間の優先順位として「３」を設定する。Ｓ１７２の処理が終了すると、高速区間判定処理へ移行する（図１６のＳ１７４）。

Ｓ１７４の処理は、Ｓ１３０の処理で生成した速度パターンに基づいて、高速区間（高速域の走行区間）が存在するか否かを判定する処理である。Ｓ１７４の処理において、高速区間が存在しないと判定した場合には、中高速区間判定処理へ移行する（Ｓ１８２）。一方、Ｓ１７４の処理において、高速区間が存在すると判定した場合には、最大減速度判定処理へ移行する（Ｓ１７６）。

Ｓ１７６の処理は、高速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいか否かを判定する処理である。この処理は、Ｓ１５２の処理と同様である。Ｓ１７６の処理において、高速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１７８）。

Ｓ１７８の処理は、高速区間を減速予定区間の対象から除外する処理である。例えば、優先順位として９９９を設定する。Ｓ１７８の処理が終了すると、中高速区間判定処理へ移行する（Ｓ１８２）。

一方、Ｓ１７６の処理において、中速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きくないと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１８０）。Ｓ１８０の処理は、高速区間の優先順位として「４」を設定する。Ｓ１８０の処理が終了すると、中高速区間判定処理へ移行する（Ｓ１８２）。

Ｓ１８２の処理は、Ｓ１３０の処理で生成した速度パターンに基づいて、中高速区間（中高速域の走行区間）が存在するか否かを判定する処理である。Ｓ１７４の処理において、中高速区間が存在しないと判定した場合には、図１５、１６に示す優先順位設定処理を終了する。一方、Ｓ１８２の処理において、中高速区間が存在すると判定した場合には、最大減速度判定処理へ移行する（Ｓ１８４）。

Ｓ１８４の処理は、中高速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいか否かを判定する処理である。この処理は、Ｓ１５２の処理と同様である。Ｓ１８４の処理において、中高速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きいと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１８６）。

Ｓ１８６の処理は、中高速区間を減速予定区間の対象から除外する処理である。例えば、優先順位として９９９を設定する。Ｓ１８６の処理が終了すると、図１５、１６に示す優先順位設定処理を終了する。

一方、Ｓ１８４の処理において、中高速速区間の減速度が乗り心地許容範囲の最大減速度より大きくないと判定した場合には、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１８８）。Ｓ１８８の処理は、高速区間の優先順位として「５」を設定する。Ｓ１８８の処理が終了すると、図１５、１６に示す優先順位設定処理を終了する。

以上で図１４のＳ１３２の処理が終了する。次に、図１４に戻り、走行制御処理を実行する（Ｓ１３４）。Ｓ１３４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ１３０の処理で生成した速度パターンに基づいて走行制御するとともに、目標速度との誤差を算出する処理である。この処理は、例えば図１１のＳ９８〜Ｓ１０２の処理と同様である。Ｓ１３４の処理が終了すると、速度誤差判定処理へ移行する（Ｓ１３６）。

Ｓ１３６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度超過が発生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、Ｓ１３４の処理で算出した速度誤差が０より大きいか否かを判定して速度超過が発生しているか否かを判定する。Ｓ１３６の処理において、速度超過が発生していると判定した場合には、優先区間選択処理へ移行する（Ｓ１３８）。

Ｓ１３８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、減速を再優先に行う区間を選択する処理である。車両運動制御部１２は、その時点で走行中の区間と、未走行の区間の中から一番優先順位の高い区間（優先順位番号の小さい区間）を最優先の区間として選択する。Ｓ１３８の処理が終了すると、優先区間判定処理へ移行する（Ｓ１４０）。

Ｓ１４０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ１３８の処理で選択した最優先区間が走行中の区間であるか否かを判定する処理である。Ｓ１４０の処理において、最優先区間が走行中の区間であると判定した場合には、フィードバック項の算出処理へ移行する（Ｓ１４２）。

Ｓ１４２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、フィードバック項を算出する処理である。この処理は、例えば図１２のＳ１１６の処理と同様である。Ｓ１４２の処理が終了すると、制御終了判定処理へ移行する（Ｓ１４４）。

Ｓ１４４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、目標となる速度パターンを全て実行したか否かを判定する処理である。目標となる速度パターン全てを実行していないと判定した場合には、走行制御処理へ再度移行する（Ｓ１３４）。これにより、速度パターンに基づいてＳ１３４〜Ｓ１４２、Ｓ１４６、Ｓ１４８、Ｓ１３２までの処理が繰り返し実行されることとなる。一方、目標となる速度パターン全てを実行したと判定した場合には、図１４に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ１４０の処理において、最優先区間が走行中の区間でないと判定した場合には、最大減速度設定処理へ移行する（Ｓ１４６）。Ｓ１４６の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、減速度を変更する処理である。目標速度パターン再生成部１１は、Ｓ１３８の処理で選択した最優先区間の減速度を例えば最大減速度に設定する処理である。最大減速度として、乗り心地許容範囲内の最大の減速度（例えば、０.３Ｇ）が用いられる。Ｓ１４６の処理が終了すると、速度パターン再生成処理へ移行する（Ｓ１４８）。

Ｓ１４８の処理は、目標速度パターン再生成部１１が実行し、最優先区間の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、Ｓ１４６の処理で設定した減速度に基づいて、速度パターンの再生成を行う。Ｓ１４８の処理が終了すると、優先順位設定処理へ再度移行する（Ｓ１３２）。

以上で図１４〜１６に示す制御処理を終了する。図１４〜１６に示す制御処理を実行することで、優先順位の高い速度域を予め設定して、処理の高速化及び目的地までの走行制御の燃費向上を図ることができる。ところで、第３実施形態に係る走行制御装置であれば、その時点において燃費面から最適な走行制御を行うことができるが、旅行経路全体で燃費を最適化するとなると、制御誤差が発生する度に旅行経路全体の速度パターンを再生成する必要がある。これに対して、本実施形態に係る走行制御装置によれば、図１３のＵ２に示すように走行中に速度超過が発生した場合には、走行中に余剰減速の再割り当てを燃費面から最適に行うことができる。また、最優先区間の速度パターンのみを再生成するので、速度パターンの生成処理と実行処理を逐次可能に実行することができる。

上述したように、第４実施形態に係る走行制御部によれば、速度超過が発生した場合には、どの速度域で減速を行うかをフィードバック制御を実行前に設定することができる。このように、予め優先順位を設定することにより処理負荷が軽減されるので、走行中に逐次可能な処理によってフィードバック制御を低燃費に実行することができる。

また、第４実施形態に係る走行制御部によれば、生成した速度パターンを制御目標としてフィードバック制御を実行中に、速度超過が発生した場合には優先順位に応じて回生制御しない速度域を決定することができるので、走行中に逐次可能な処理によってフィードバック制御を低燃費に実行することができる。

（第５実施形態）
第５実施形態に係る走行制御装置（走行制御部）は、第４実施形態に係る走行制御部とほぼ同様に構成されるものであって、速度不足状態が発生する場合に経路全体の燃費を考慮したフィードバック制御機能を有する点が相違する。なお、第５実施形態においては、第１〜４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４実施形態に係る走行制御部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４実施形態に係る走行制御部とほぼ同様に構成され、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、車両運動制御部１２が有する機能の一部が相違している。

目標速度パターン生成部１０は、速度パターンを生成するとともに、誤差補正用情報を演算する機能を有している。この誤差補正用情報は、速度不足が発生した場合に速度補正するための情報であり、例えばフィードバック項である。なお、その他の機能については、第４実施形態と同様である。

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と同様に、誤差補正用情報及び優先順位情報を設定する機能を有している。なお、その他の機能については、第４実施形態と同様である。

車両運動制御部１２は、目標速度パターン生成部１０又は目標速度パターン再生成部１１が生成した速度パターンに基づいて、余剰減速エネルギーＸ_ｐを生成する機能を有している。ここで、余剰減速エネルギーＸ_ｐとは、例えば油圧ブレーキ４１によって熱廃棄するエネルギー量である。また、制御目標速度と実速度との差異から速度誤差不足エネルギーＹを算出する機能を有している。すなわち、速度誤差不足エネルギーＹは、制御目標に一致するために必要な運動エネルギーである。さらに、余剰減速エネルギーＸ_ｐから速度誤差不足エネルギーＹを減算して余力エネルギーＺを算出する機能を有している。余力エネルギーＺは、熱廃棄するエネルギーのうち、速度不足解消に必要なエネルギー分を除いた余力となるエネルギーである。なお、その他の機能については、第３実施形態と同様である。

次に、第５実施形態に係る走行制御部の動作について説明する。図１７、１８は、第５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１７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１７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（Ｓ１９０）。Ｓ１９０の処理は、目標速度パターン生成部１０又は目標速度パターン再生成部１１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、例えば図２のＳ２４の処理や図６のＳ３６と同様である。Ｓ１９０の処理が終了すると、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１９２）。

Ｓ１９２の処理は、目標速度パターン生成部１０又は目標速度パターン再生成部１１が実行し、Ｓ１９０の処理で生成した速度パターンに基づいて走行した際に速度超過が発生した場合に備えて、減速を行う速度域の優先順位を決定する処理である。この処理は、図１５、１６の処理と同様である。Ｓ１９２の処理が終了すると、余剰エネルギー算出処理へ移行する（Ｓ１９４）。

Ｓ１９４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、余剰減速エネルギーＸ_ｐを算出する処理である。車両運動制御部１２は、Ｓ１９０の処理で生成した速度パターンに基づいて、例えば各区間（速度域）の余剰減速エネルギーＸ_ｐ（ｐ：整数）を算出する。ここで、ある区間の最初の速度をｖ_Ｓ、当該区間の終了の速度をｖ_Ｅ、回生限界減速度をａ_Ｋ、当該区間の減速度をａ_Ｒ、メモリに格納された車両の重量をｍとすると、余剰減速エネルギーＸ_ｐは以下の式３で表すことができる。

Ｘ_ｐ＝ｍ・（ｖ_Ｓ ^２−ｖ_Ｅ ^２）・（１−ａ_Ｋ）／ａ_Ｒ …（３）

車両運動制御部１２は、式３を用いて各区間の余剰エネルギーを算出する。ここで、減速度ａ_Ｒ＜回生限界減速度ａ_Ｋの場合には、余剰減速エネルギーＸ_ｐは０とする。Ｓ１９４の処理が終了すると、走行制御処理へ移行する（Ｓ１９６）。

Ｓ１９６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、Ｓ１９０の処理で生成した速度パターンに基づいて走行制御するとともに、目標速度との誤差を算出する処理である。この処理は、例えば図１１のＳ９８〜Ｓ１０２の処理と同様である。Ｓ１９６の処理が終了すると、速度超過対応処理へ移行する（Ｓ１９８）。

Ｓ１９８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度超過が発生している場合に、最優先の速度域を選択し、最優先の速度域を走行中の場合にはフィードバック項を補正し、最優先の速度域を走行中でない場合には、速度パターンを再生成する処理である。この処理は、例えば、図１４のＳ１３６〜Ｓ１４２、Ｓ１４６、Ｓ１４８の処理と同様である。Ｓ１９８の処理が終了すると、速度不足対応処理へ移行する（Ｓ２００）。

Ｓ２００の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度不足が発生している場合に、低燃費な速度誤差補正を行う処理である。この処理について図１８を用いて説明する。図１８に示すように、速度誤差判定処理から開始する（Ｓ２０４）。Ｓ２０４の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度不足が発生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、Ｓ１９６の処理で算出した速度誤差が０より小さいか否かを判定して速度不足が発生しているか否かを判定する。Ｓ２０４の処理において、速度不足が発生していると判定した場合には、速度誤差不足エネルギー算出処理へ移行する（Ｓ２０６）。

Ｓ２０６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、速度誤差不足エネルギーＹを算出する処理である。車両運動制御部１２は、走行中の速度域の速度誤差不足エネルギーＹを算出する。ここで、メモリに格納された車両の重量をｍ、センサ３１から入力した速度をｖ_Ｒ、目標速度をｖ_Ｍとすると速度誤差不足エネルギーＹは以下の式４で表すことができる。

Ｙ＝ｍ・（ｖ_Ｍ ^２−ｖ_Ｒ ^２） …（４）

車両運動制御部１２は、式４を用いて速度誤差不足エネルギーＹを算出する。Ｓ２０６の処理が終了すると、余剰減速エネルギー算出処理へ移行する（Ｓ２０８）。

Ｓ２０８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、余剰減速エネルギーＸ_ｐを算出する処理である。車両運動制御部１２は、Ｓ２０６の処理で対象とした走行中の区間ｐ（速度域）と同じ区間の余剰減速エネルギーＸ_ｐを算出する。車両運動制御部１２は、例えば、図１７のＳ１９４の処理で生成した各区間の余剰減速エネルギーの中から走行中の区間の余剰減速エネルギーＸ_ｐを選択する。Ｓ２０８の処理が終了すると、余力エネルギー算出処理へ移行する（Ｓ２１０）。

Ｓ２１０の処理は、車両運動制御部１２が実行し、余力エネルギーＺを算出する処理である。車両運動制御部１２は、例えば以下の式５を用いて余力エネルギーＺを算出する。

Ｚ＝Ｘ_ｐ−Ｙ …（５）

Ｓ２１０の処理が終了すると、余力エネルギー判定処理へ移行する（Ｓ２１２）。

Ｓ２１２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、余力エネルギーＺが０より大きいか否かを判定する処理である。余力エネルギーＺが０より大きくないと判定した場合には、ゲイン設定処理へ移行する（Ｓ２１４）。

Ｓ２１４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のゲインを設定する処理である。余力エネルギーＺが負の場合には、速度不足を補うエネルギーよりも熱廃棄するエネルギーの方が小さいことを意味する。すなわち、熱廃棄するエネルギーを全て回生したとしても運動エネルギーが不足することとなる。よって、余力エネルギーＺ相当のフィードバック項を新たに追加する必要がある。例えば、Ｐゲインにおいて、初期ＰゲインをＰ_０とすると、補正後のＰゲインＰは、以下の式６を用いて算出できる。

Ｐ＝Ｐ_０／（｜Ｚ｜／｜Ｙ｜） …（１）

車両運動制御部１２は、ＰＩＤの各ゲインについて式６と同様な補正式を用いて補正する。Ｓ２１４の処理が終了すると、フィードバック項生成処理へ移行する（Ｓ２１６）。

Ｓ２１６の処理は、車両運動制御部１２が実行し、フィードバック項を生成する処理である。車両運動制御部１２は、Ｓ２１４の処理で補正した各ゲインを用いて、フィードバック項を計算する。Ｓ２１６の処理が終了すると、図１８に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ２１２の処理において、余力エネルギーＺが０より大きいと判定した場合には、フィードバック項設定処理へ移行する（Ｓ２１８）。Ｓ２１８の処理は、車両運動制御部１２が実行し、フィードバック項を設定する処理である。余力エネルギーＺが正の場合には、速度不足を補うエネルギーよりも熱廃棄するエネルギーの方が大きいことを意味する。このため、速度不足状態をその場で速度増加等によって解決せずに、他の区間において余剰減速エネルギーＸ_ｐの削減に割り当てるために、フィードバック項を０に設定する。Ｓ２１８の処理が終了すると、図１８に示す制御処理を終了する。

以上でＳ２００の処理を終了する。Ｓ２００の処理が終了すると、制御完了判定処理へ移行する（図１７のＳ２０２）。

Ｓ２０２の処理は、車両運動制御部１２が実行し、目標となる速度パターンを全て実行したか否かを判定する処理である。目標となる速度パターン全てを実行していないと判定した場合には、走行制御処理へ再度移行する（Ｓ１９６）。これにより、速度パターンに基づいてＳ１９６〜Ｓ２００までの処理が繰り返し実行されることとなる。一方、目標となる速度パターン全てを実行したと判定した場合には、図１７に示す制御処理を終了する。

以上で図１７、１８に示す制御処理を終了する。図１７、１８に示す制御処理を実行することで、優先順位の高い速度域を予め設定して、処理の高速化及び目的地までの走行制御の燃費向上を図ることができる。ところで、第３実施形態に係る走行制御装置であれば、その時点において燃費面から最適な走行制御を行うことができるが、旅行経路全体で燃費を最適化するとなると、制御誤差が発生する度に旅行経路全体の速度パターンを再生成する必要がある。また、第４実施形態に係る走行制御装置であれば、旅行経路全体で燃費を最適化することができるが、目標速度に対して速度が不足した場合には対応できない。

これに対して、本実施形態に係る走行制御装置によれば、図１３のＵ１に示すように走行中に速度不足が発生した場合には、即時に対応するのではなく、旅行経路全体において余剰減速エネルギーＸ_ｐの分布を管理して速度不足状態の再割り当てを燃費面から最適に行うことができる。

上述したように、第５実施形態に係る走行制御部によれば、生成した速度パターンを制御目標としてフィードバック制御を実行中に、速度超過が発生した場合には優先順位に応じて回生制御しない速度域を決定することができるので、走行中に逐次可能な処理によってフィードバック制御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２、３実施形態において、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、エンジン４２の熱効率及びモータ４３の変換効率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あるいはこれらのパラメータを組み合わせてフィードバック制御を行う場合でもよい。

また、第３〜５実施形態において、目標速度パターン生成部１０が生成した速度パターンをフィードバック制御する例を説明したが、目標速度パターン再生成部１１が再生成した速度パターンをフィードバック制御する場合でもよい。

さらに、第３、４実施形態を組み合わせてフィードバック制御する場合でもよい。

第１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における回生限界減速度の車速依存性を示すグラフである。 第１実施形態に係る走行制御部による速度パターンである。 第２〜第５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による速度パターンである。 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〜第５実施形態に係る走行制御部の動作を説明するための概要図である。 第４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４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４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５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５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、３…走行制御部（走行制御装置）、２…ＥＣＵ、４…ハイブリットシステム（回生制動装置）、５…車両、９…回生限界減速度演算部（回生限界減速度演算手段）、１０…目標速度パターン生成部（速度パターン生成手段）、１１…目標速度パターン再生成部（速度パターン再生成手段）、１２…車両運動制御部（協調制御手段、フィードバック制御手段）、４１…油圧ブレーキ（非回生制動装置）、４２…エンジン、４３…モータ、４４…バッテリ。

Claims (5)

1. 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して制動する回生制動装置を有する車両の走行制御装置であって、
   減速時の速度が第１速度以上の第１速度域に属する場合には、前記バッテリの入力密度上限によって規定される回生力の制限に基づいて、前記回生制動装置による回生限界減速度を演算する回生限界減速度演算手段と、
   前記回生限界減速度に基づいて減速区間の速度パターンを生成する速度パターン生成手段と、
   走行時の速度が、前記速度パターンにより規定された目標速度になるように、回生制動力を制御するフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、
   を備え、
   前記速度パターン生成手段は、速度の小さい速度域ほど高い優先順位を設定し、
   前記フィードバック制御手段は、
   前記減速区間で前記回生制動力より大きい制動力を必要とする前記速度パターンに基づいて走行する際に、走行時の減速度が前記速度パターンで規定する目標の減速度を超えるほどフィードバックゲインを小さくしてフィードバック制御を行うとともに、
   走行時の速度が前記目標速度を超過した時に、走行時の区間の速度域が、走行時の区間と未走行の区間との中で最も優先順位の高い速度域である場合には、走行時の区間においてフィードバック制御を実行する、
   走行制御装置。
2. 前記回生限界減速度演算手段は、前記減速区間における速度が前記第１速度域に属する場合には、前記入力密度上限に基づいて前記回生限界減速度を速度が大きくなるに従い小さく演算する請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記回生制動装置と異なる制動力を発生する非回生制動装置と、
   前記回生制動装置が発生させる回生制動力と、前記非回生制動装置が発生させる非回生制動力との割合を調整する協調制御手段と、
   を備え、
   前記減速区間における速度が前記第１速度よりも小さい第２速度未満の第２速度域に属する場合には、前記協調制御手段が速度減少に従って前記非回生制動力の割合を大きく調整し、前記回生限界減速度演算手段が前記回生制動力の割合の減少に応じて前記回生限界減速度を小さく演算する請求項１又は２に記載の走行制御装置。
4. 前記減速区間で必要な制動力が前記回生制動力より大きい場合には、前記減速区間における速度域と前記回生力との関係を演算し、前記回生力が小さい速度域において前記非回生制動力を大きくした速度パターンを再生成する速度パターン再生成手段を備える請求項３に記載の走行制御装置。
5. 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して制動する回生制動装置を有する車両の走行制御装置であって、
   減速時の速度が第１速度以上の第１速度域に属する場合には、前記バッテリの入力密度上限によって規定される回生力の制限に基づいて、前記回生制動装置による回生限界減速度を演算する回生限界減速度演算手段と、
   前記回生限界減速度に基づいて減速区間の速度パターンを生成する速度パターン生成手段と、
   走行時の速度が、前記速度パターンにより規定された目標速度になるように、回生制動力を制御するフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、
   前記回生制動装置と異なる制動力を発生する非回生制動装置と、
   を備え、
   前記フィードバック制御手段は、
   前記減速区間で前記回生制動力より大きい制動力を必要とする前記速度パターンに基づいて走行する際に、走行時の減速度が前記速度パターンで規定する目標の減速度を超えるほどフィードバックゲインを小さくしてフィードバック制御を行うとともに、
   走行時の速度が前記目標速度に対して不足した場合には、不足する運動エネルギーと、前記非回生制動装置により熱廃棄する余剰減速エネルギーとを算出し、前記余剰減速エネルギーの方が前記運動エネルギーよりも小さい場合には、前記余剰減速エネルギーから前記運動エネルギーを減算した余力エネルギーに相当するフィードバック項を追加してフィードバック制御を実行する走行制御装置。

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