JP6017495B2 - 車両走行制御システムおよび情報サーバ - Google Patents

Description

本発明は、車両走行制御システムに関し、特に、複数のエネルギー源を用いる車両の制御を行う技術に関する。

燃料エネルギーや電気エネルギーなど、異なるエネルギー源で駆動される複数の動力源（駆動装置）を有する車両、いわゆるハイブリッド車は、エネルギー消費量を抑えるために様々な走行モードを備えている。ハイブリッド車の走行モードとしては、例えば、エンジンの動力のみで走行するモード、モーターの動力のみで走行するモード、エンジンの動力とモーターの動力の両方を使って走行するモード、エンジンの動力で発電してバッテリに蓄電したりモーターの駆動に用いたりするモード、などがある。

また、ハイブリッド車の制御方法としては、車載センサー等から得られる現在の車両状態を示す情報に応じて、車両の走行モードを変更する、いわゆる逐次制御によって、エネルギー消費量の抑制が図られている。

例えば、下記の特許文献１には、エンジン走行で必要とされる燃料消費量と、モーター走行で必要とされる燃料消費量と、モーターアシスト走行（エンジンとモーターの出力を合わせた動力を動力源とする走行）で必要とされる燃料消費量とをそれぞれ算出して比較し、実質的に燃料消費量が小さい動力源を選択する技術が開示されている。

また、特許文献２には、要求される駆動力を得るために基本トルクに上載せして追加トルクを発生させる場合に、追加トルクを発生するときのエンジンのエネルギー効率とモータージェネレータのエネルギー効率とを比較し、その比較結果に基づいて、エンジンおよびモータージェネレータの追加トルクに対するトルク分担比を決定することにより、エネルギー効率の高いトルクアシスト制御を得る技術が開示されている。

また、特許文献３には、車両がアイドリング・ストップ（停車時自動エンジン停止）を実施している間、冷房能力が確保されている否かを確認し、確保されていればエンジンを始動させず、確保できなくなるとエンジンを始動させ、一旦エンジンを始動させた後は冷房能力が確保できたとしてもエンジンを停止させない、といったエンジン制御の技術が開示されている。この技術では、燃費の悪化の防止と、エンジンの始動・停止が繰り返されることによる不快感の発生を防止することができる。

また、特許文献４には、燃料消費量を削減できる効果的な車両の制御スケジュールを生成できない場合に、走行予定経路の周辺環境を考慮すべき区間（エンジン駆動音や排出ガスの排出量を減らすべき区間）を考慮した制御スケジュールを生成して、走行予定経路の周辺環境に配慮した走行を行う技術が開示されている。

特許第３５３７８１０号公報 特許第３８９４１０５号公報 特許第３３８６０４４号公報 特許第５１５７８６２号公報

逐次制御によって走行モードが切り替わる複数の車両が同一の経路を走行する場合、各車両の走行モードが同じ場所で同じように切り替わることになる。また、走行予定経路での走行モードの制御計画を事前に立て、それに従って走行モードを制御する車両においても同様の状況になり得る。そのように複数の車両の走行モードが同じ場所で同じように切り替わると、車両が発生する騒音や排出ガスのレベルの上昇が特定の区間に集中して起こり、その区間の周辺の環境を悪化させる。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、複数の車両による騒音や排出ガスのレベルの上昇が特定のエリアに集中することを防止できる車両走行制御システムを提供することを目的とする。

本発明に係る車両走行制御システムは、動力源としてのエンジンおよびモーターを含む車両機器および前記車両機器を制御する車両走行制御装置を搭載する複数の車両と、前記複数の車両の前記車両走行制御装置との通信を行うサーバと、を備える車両走行制御システムであって、前記車両走行制御装置は、自車の走行経路を取得する走行経路取得部と、自車が前記走行経路を走行するときの前記車両機器の制御計画である走行計画を立案する走行計画立案部と、前記車両機器の制御計画に従って前記車両機器を制御する車両機器制御部と、前記車両機器の制御計画を補正する走行計画補正部と、を備え、前記複数の車両の前記車両走行制御装置は、前記サーバへ前記走行経路および前記車両機器の制御計画を送信し、前記サーバは、前記複数の車両の前記車両走行制御装置から取得した前記走行経路および前記車両機器の制御計画に基づき、地図上の各エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルの少なくとも片方の状況を示すエリア情報を作成して、前記エリア情報を前記複数の車両へ配信し、各車両の前記走行計画補正部は、前記サーバから取得した前記エリア情報に基づいて、前記エンジンの利用率、利用区間または利用タイミングが調整されるように前記車両機器の制御計画を補正する。

本発明に係る車両走行制御システムによれば、各車両の車両走行制御装置が、サーバから得たエリア情報（各エリアの騒音レベルまたは排出ガスレベルの情報）に基づき、自車のエンジンの利用率、利用区間または利用タイミングを補正することができる。従って、騒音レベルまたは排出ガスレベルが高くなっているエリアで、各車両が集中してエンジンを利用することを抑制する制御可能になり、騒音レベルや排出ガスレベルの上昇が特定のエリアに集中して起こることが防止される。つまり、周辺環境に配慮した車両の走行制御が可能となる。

本発明の実施の形態に係る車両走行制御システムの構成を示すブロック図である。 走行計画補正部の構成を示すブロック図である。 エンジン利用率の演算手法を概念的に示す図である。 サーバの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るエリア情報作成手段を補足するブロック図である。 騒音レベルおよび排出ガスレベルとエンジン回転数の関係を示すグラフである。 騒音レベルおよび排出ガスレベルと車速の関係を示すグラフである。 地図情報の例を示す図である。 車両情報を説明するための図である。 車両情報を説明するための図である。 エリア情報を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る車両走行制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るサーバの動作を示すフローチャートである。

図１は実施の形態に係る車両走行制御システムの構成を示すブロック図である。この車両走行制御システムは、車両走行制御装置１００および車両機器１２０を搭載した車両１と、車両走行制御装置１００との通信が可能なサーバ２００とから構成されている。図１では車両１を１つのみ示しているが、この車両走行制御システムには、複数の車両１が属している。

サーバ２００は、複数の車両１の車両走行制御装置１００から情報を取得し、それらを集計処理して作成した情報を各車両１の車両走行制御装置１００へ配信する。車両走行制御装置１００がサーバ２００へ送信する情報（以下「車両情報」と称す）には、当該車両走行制御装置１００を搭載する車両１の走行経路の情報と、当該車両１がその走行経路を走行するときの走行モードの制御計画（以下「走行計画」と称す）の情報とが含まれる。車両情報としての走行計画には、少なくともエンジンの使用計画が含まれていればよく、例えば、エンジン回転数の計画、車速の計画、燃料噴射量の計画、エンジン出力の計画のうちの１以上が含まれていればよい。以下、車両走行制御装置１００から見て、自己が搭載されている車両１を「自車」と称す。

サーバ２００が各車両１の車両走行制御装置１００へ配信する情報は、地図を複数に分割した各エリアにおける騒音レベルおよび排出ガスレベルの状況を示す「エリア情報」である。エリア情報は、騒音レベルおよび排出ガスレベルの状況を特定できる情報であればよく、例えば、各エリアにおけるエンジン走行中の車両の交通量の情報でもよい。エリア情報には、各エリアの車両騒音レベル、排出ガスレベルおよびエンジン走行中の車両の交通量のうちの少なくとも１つが含まれていればよい。サーバ２００の詳細については後述する。

車両１の車両機器１２０は、車両１の動力源（駆動装置）であるモーターおよびエンジンや、エンジンの出力を利用して発電するジェネレータなど、車両１の走行およびエネルギー消費に寄与する機器である。モーターは車両１の動力源として機能するだけでなく、車両１の減速時には、電力を回生する発電機（回生ブレーキ）として機能することができる。車両機器１２０の動作は、車両走行制御装置１００によって制御される。

図１のように、車両１の車両走行制御装置１００は、走行経路取得部１０１、走行計画立案部１０２、通信部１０３、走行計画補正部１０４および車両機器制御部１０５を備えている。

走行経路取得部１０１は、地図情報を用いて、自車の現在地から目的地までの走行経路を算出（探索）する。走行経路の算出に用いる地図情報は、走行経路取得部１０１が保持していてもよいし、外部のナビゲーション装置などから取得してもよい。さらに、走行経路取得部１０１が走行経路を自ら算出せずに、外部のナビゲーション装置が算出した結果の走行経路を取得してもよい。

走行計画立案部１０２は、走行経路取得部１０１が算出した走行経路を自車が走行する際に車両機器１２０で消費されるエネルギー量が最適化されるように、自車の走行計画（つまり車両機器１２０の制御計画）を立案する。

通信部１０３は、サーバ２００との通信手段であり、自車の車両情報（走行経路および走行計画）をサーバ２００へ送信したり、自車の走行経路を含むエリアのエリア情報（以下「走行経路上のエリア情報」という）をサーバ２００から受信したりする。通信部１０３の通信方式は、サーバ２００との間で情報のやりとりが可能なものであれば任意の方式でよい。

なお、通信部１０３とサーバ２００との通信は、車両１の走行中だけでなく、駐車場や充電施設などに停車している間も行われてよい。車両１の停車中には、通信部１０３が、駐車場に設置された通信設備や、車両１に接続された充電設備などを介して、サーバ２００との通信を行ってもよい。そのように通信部１０３の通信対象が車両１の近くにある場合、通信部１０３の通信方式として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１に代表される近距離無線を使用することができる。また、通信部１０３が車両１に接続した充電設備を介してサーバ２００と通信する場合には、充電ケーブル内に設けられた通信線を用いる有線通信（電力線を通信線として用いる電力線通信を含む）を使用することもできる。

走行計画補正部１０４は、サーバ２００から取得したエリア情報に基づいて、走行計画立案部１０２が立案した走行計画を補正する。具体的には、各エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルを考慮して、各エリアを自車が走行するときのエンジン利用率（車両１の全出力に占めるエンジン出力の割合）を調整することによって、走行計画を補正する。ただし、走行計画補正部１０４が走行計画を補正する方法はこれに限られず、例えば、自車がエンジンを利用する区間を調整したり、自車がエンジンを利用するタイミングを調整したりすることで、走行計画を補正してもよい。

車両機器制御部１０５は、走行計画立案部１０２が立案した走行計画に従って、車両機器１２０を制御する。なお、走行計画補正部１０４によって走行計画が補正された場合には、車両機器制御部１０５は、補正後の制御計画に従って車両機器１２０を制御する。

図２は、走行計画補正部１０４の詳細な構成を示すブロック図である。走行計画補正部１０４は、騒音レベル許容値記憶部３０１、排出ガスレベル許容値記憶部３０２、エンジン利用率演算部３０３および走行モード判断部３０４を備えている。

騒音レベル許容値記憶部３０１は、地域の類型および基準時間帯の区分ごとに規定された騒音レベルの許容値を記憶している。騒音レベル許容値記憶部３０１に記憶される騒音レベルの許容値は、固定の値でなくてもよい。例えば、通信部１０３がナビゲーション装置など他の車載装置やＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System）などの外部システムから最新の許容値を取得して、それを騒音レベル許容値記憶部３０１に記憶させてもよい。また、例えば、予め定められた数以上の車線を有する道路に面する地域や、幹線交通を担う道路に近接する地域については、騒音レベルの特例の許容値を用いてもよい。

地域の類型とは、一般に、ＡＡ：「療養施設や社会福祉施設等が集合して設置される地域など特に静穏を要する地域」、Ａ：「専ら住居の用に供される地域」、Ｂ：「主として住居の用に供される地域」、Ｃ：「相当数の住居と併せて商業、工業等の用に供される地域」の４つに区分される。基準時間帯の区分は、６時から２２時の時間帯を「昼間」、２２時から翌朝６時までの時間帯を「夜間」、と規定するのが一般的である。

排出ガスレベル許容値記憶部３０２は、排出ガスレベルの許容値を記憶している。排出ガスレベルの許容値は、排出ガスによる汚染が発生しているか否かの判断基準となる排出ガスレベルの値である。つまり、排出ガスレベルがその値を超えている地域は局所的な汚染地域と判断される。一般に、排出ガスは、排気ガス、ブローバイガス、蒸発ガスの３種に分類されるため、本実施の形態では、この３種類のいずれかに該当する大気汚染物質を排出ガスとして定義する。

排出ガスの許容値は、場所を問わず一定でもよいが、排出ガスレベル抑制推奨施設の周辺や、排出ガスレベル抑制推奨エリアおよび区画では低く設定されることが好ましい。排出ガスレベル抑制推奨施設とは、その施設周辺での車両等による排出ガスの排出を避けるように推奨されている施設であり、例えば、病院、学校、幼稚園、保育園、公園等が該当する。また、排出ガスレベル抑制推奨エリアおよび区画とは、人間の経済的、社会的活動によって大気が有害物質で汚染され、人の健康（呼吸器に悪い影響を与える）や生活環境、動植物に悪影響が生じる可能性がある状態にあるエリアまたは行政区画等である。

排出ガスレベル許容値記憶部３０２に記憶される排出ガスレベルの許容値は、固定の値でなくてもよい。例えば、通信部１０３がナビゲーション装置など地図情報を配信可能な装置から、排出ガスレベル抑制推奨施設に関する最新の情報や、排出ガスレベル抑制推奨エリアおよび区画に関する最新の情報を入手し、それらの情報に基づいて排出ガスレベルの許容値を更新してもよい。

エンジン利用率演算部３０３は、各エリアで自車がとるべきエンジン利用率を演算する。すなわち、自車による騒音レベルまたは排出ガスレベルが各エリアの許容値を超えないように、エンジン利用率を定める。例えば、あるエリアの走行経路を走破するのに必要なエネルギー量（必要走行エネルギー量）を賄うために、自車が図３（ａ）のようなエンジン利用率で走行すると、そのエリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルの許容値を超えてしまう。そのような場合、エンジン利用率演算部３０３は、図３（ｂ）のように、騒音レベルおよび排出ガスレベルの両方が許容値以下になるようにエンジン出力を下げると共に、その分だけモーター出力を増加させて必要走行エネルギー量が確保されるようにする。

さらに、エンジン利用率演算部３０３は、サーバ２００から取得した自車の走行経路上のエリア情報と、騒音レベル許容値記憶部３０１に記憶されている各エリアの騒音レベルの許容値、および、排出ガスレベル許容値記憶部３０２に記憶されている各エリアの排出ガスレベルの許容値とを取得し、各エリアにおける騒音レベルおよび排出ガスレベルとそれらの許容値との差分に基づき、先に求めたエンジン利用率を補正する。自車の騒音レベルおよび排出ガスレベルが走行中のエリアの許容値以下であっても、周囲にエンジン利用中の車両が多く存在するような場合には、当該エリア全体の騒音レベルおよび排出ガスレベルが許容値を超える可能性があるからである。エンジン利用率演算部３０３は、各エリアにおける騒音レベルおよび排出ガスレベルのいずれかが許容値を超える場合に、エンジン利用率を更に低くするように補正する。

また、エンジン利用率演算部３０３は、エンジン利用率を補正したときはそれに合わせて走行計画も補正する。あるいは、エンジン利用率演算部３０３が走行計画立案部１０２に対し、補正後のエンジン利用率を実現するための走行計画（つまり補正後の走行計画）を作成させるようにしてもよい。

なお、エンジン利用率を下げる（モーター利用率を上げる）ように走行計画を補正した結果、自車が目的地に到着するまでに必要とされる充電の回数が増えると、ユーザの利便性が損なわれるため、エンジン利用率演算部３０３は、必要な充電回数が増えない範囲で走行計画を補正することが望ましい。あるいは、自車の走行計画を補正した結果、電力が不足する場合には、走行経路上またはその周囲に存在する充電可能な場所（充電スポット）を運転者に提示するようにしてもよい。

走行モード判断部３０４は、走行計画立案部１０２が立案した走行計画に基づいて自車がとるべき走行モードを判断し、その走行モードを実行するように車両機器制御部１０５を制御する。このとき、車両機器制御部１０５は、エンジン利用率演算部３０３が求めたエンジン利用率（補正後のエンジン利用率）が実現されるように車両機器１２０を制御する。

次に、サーバ２００の詳細について説明する。図４はサーバ２００の構成を示すブロック図である。図４に示すように、サーバ２００は、通信部２０１、情報蓄積部２０２およびエリア情報作成部２０３を備えている。

通信部２０１は、複数の車両１との通信を行う手段であり、各車両１の車両走行制御装置１００が送信する車両情報を受信したり、各車両１の車両走行制御装置１００へ当該車両１の走行経路上のエリア情報を送信したりする。通信部２０１の基本的な構成や通信方式は、車両走行制御装置１００の通信部１０３と同様でよい。通信部２０１が受信した複数の車両１の車両情報は、情報蓄積部２０２に蓄積される。

エリア情報作成部２０３は、複数の車両１の車両情報に基づいて、各エリアのエリア情報を作成する。エリア情報作成部２０３が作成した各エリアのエリア情報は、情報蓄積部２０２に蓄積される。

図５は、エリア情報作成部２０３の構成を示すブロック図である。図５のように、エリア情報作成部２０３は、騒音レベル演算部４０１、排出ガスレベル演算部４０２およびエリア情報構築部４０３を備えている。

騒音レベル演算部４０１は、通信部２０１が受信した車両１の車両情報、すなわち車両１の走行経路および走行計画（エンジン回転数の計画、車速の計画、燃料噴射量の計画、エンジン出力の計画のうちの１以上）から、車両１の各エリアでの騒音レベルを演算する。騒音レベル演算部４０１における騒音レベルの演算方法は、物理式を用いる方法でもよいし、騒音レベルとエンジン回転数との関係を表すマップ（図６に例示する）や、騒音レベルと車速との関係を表すマップ（図７に例示する）を用いる方法でもよい。騒音レベル演算部４０１が算出した各車両１の騒音レベルは、情報蓄積部２０２に蓄積される。

排出ガスレベル演算部４０２は、通信部２０１が受信した車両１の車両情報から、車両１の各エリアでの排出ガスレベルを演算する。排出ガスレベル演算部４０２における排出ガスレベルの演算方法は、物理式を用いる方法でもよいし、排出ガスレベルとエンジン回転数との関係を表すマップ（図６に例示する）や、排出ガスレベルと車速との関係を表すマップ（図７に例示する）を用いる方法でもよい。排出ガスレベル演算部４０２が算出した各車両１の排出ガスレベルは、情報蓄積部２０２に蓄積される。

エリア情報構築部４０３は、通信部２０１が受信した車両１の走行経路と、騒音レベル演算部４０１が算出した車両１の騒音レベルと、排出ガスレベル演算部４０２が算出した車両１の排出ガスレベルと、既に情報蓄積部２０２に蓄積されている他の車両１の走行経路、騒音レベルおよび排出ガスレベルとに基づいて、各エリアにおける騒音レベルと排出ガスレベルの状況を示すエリア情報を作成する。つまり、エリア情報は、複数の車両１の車両情報に基づいて作成される。

ここで、エリア情報作成部２０３によるエリア情報の作成方法について説明する。エリア情報作成部２０３においては、走行経路取得部１０１または外部のナビゲーションシステムが有する地図情報を図８のように分割して得た複数の矩形状のエリアが予め規定されている。

エリア情報構築部４０３は、複数の車両１の車両情報から得た各車両１の走行経路の情報と、騒音レベル演算部４０１および排出ガスレベル演算部４０２が算出した各車両１の騒音レベルおよび排出ガスレベルの情報とを、通信部２０１および情報蓄積部２０２から取得する。エリア情報構築部４０３は、それら複数の車両１に関する各種の情報を集計処理することによって、各エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルの状況を示す情報、すなわちエリア情報を作成する。

説明の簡単のため、車両走行制御システムに２台の車両１Ａ，１Ｂが属していると仮定する。また、車両情報は、走行経路とその走行経路上のエンジン回転数の計画を含んでいるものとする。例えば、車両１Ａから図９のような車両情報が得られ、車両１Ｂから図１０のような車両情報が得られると、車両１Ａ，１Ｂそれぞれの走行経路について、騒音レベルまたは排出ガスレベルが高くなる区間が特定される。エリア情報構築部４０３は、これらの情報から、騒音レベルが許容値に近いまたはそれを超えるエリア（騒音レベル警戒エリア）および排出ガスレベルが許容値に近いまたはそれを超えるエリア（排出ガスレベル警戒エリア）を示した図１１のようなエリア情報を作成する。

先に述べたように、車両走行制御装置１００の走行計画補正部１０４は、サーバ２００からエリア情報を取得することにより、自車が走行する各エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルを事前に把握でき、それに応じて車両１のエンジン利用率を補正することができる。

次に、車両走行制御装置１００の動作を説明する。図１２は、その動作を示すフローチャートである。

自車（もしくは車載システム）の起動により、車両走行制御装置１００の動作フローが開始されると、まず、走行経路取得部１０１が、自車の現在地から設定された目的地までの走行経路を探索する（ステップＳ１０１）。目的地の設定は、自車の利用者がユーザインタフェースを用いて行ってもよいし、走行経路取得部１０１が、過去の走行履歴などから目的地を推定することによって自動的に行われてもよい。

自車の走行経路が決定すると、走行計画立案部１０２は、その走行経路上における、車両のエネルギー消費に関連する情報（エネルギー消費関連情報）を取得する（ステップＳ１０２）。エネルギー消費関連情報は、例えば、走行経路に含まれる各道路の勾配情報（標高情報）、道路種別（高速道路、一般道等）、道路種別ごとの平均車速情報など、車両のエネルギー消費量に影響し得る情報である。エネルギー消費関連情報は、地図情報に含まれていてもよいし、ＶＩＣＳ等の外部システムからから取得してもよい。

続いて、走行計画立案部１０２は、自車の走行経路およびエネルギー消費関連情報に基づき、自車の走行計画を立案する（ステップＳ１０３）。走行計画の立案は、以下の手順で行われる。

まず、走行計画立案部１０２は、走行経路を含む各エリアを自車が走破するのに必要なエネルギー量（必要走行エネルギー量）を計算する。必要走行エネルギー量は、予め定められた数式や特性データを用いて計算できる。そのような数式としては、走行経路に含まれる各道路の道路勾配および予測速度情報ならびに車両諸元情報（車両重量や走行抵抗係数など）から、必要走行エネルギー量を算出する物理式や、必要走行エネルギー量を、エンジン駆動に必要な燃料の量や、モーター駆動に必要な電力量、またはそれらを組み合わせたときに必要な燃料の量および電力量へ変換する変換式などがある。また、特性データとしては、エンジンの回転数に対する、トルク、エンジン出力、燃料消費量などの特性を示すデータマップなどがある。

次に、走行計画立案部１０２は、走行経路全体での自車のエネルギー消費量（燃料消費量および電力消費量）が、予め定められた条件（例えば、特定の目標値に最も近づく条件や、燃料消費量が最小になる条件など）を満たすように、車両機器１２０の制御計画を立てる。具体的には、各エリアごとに自車の走行モードの割り当てを行う。この車両機器１２０の制御計画が、走行計画として走行計画立案部１０２から出力される。

本実施の形態では、車両１の走行モードとして、蓄電された電力を用いたモーター駆動により走行する「ＥＶ（Electric Vehicle）モード」、燃料をエネルギー源とするエンジンのみで走行する「エンジンモード」、モーターとエンジンの両方で走行する「ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）モード」、エンジンで発電機を回して得た電力を蓄電する「エンジン＋発電モード」、下り坂や減速の際に運動エネルギーを使って発電する「回生モード」、慣性によって走行する「惰性走行モード」の６つを仮定する。

「ＥＶモード」では、必要走行エネルギー量を全て電力で賄うので、燃料消費量は０であり、電力消費量は、必要走行エネルギー量にモーターやインバータの効率で除した値として得ることができる。モーターやインバータの効率は物理式から求めてもよいし、データマップから得てもよい。

「エンジンモード」では、必要走行エネルギー量を全て燃料で賄うので、電力消費量は０であり、燃料消費量は、例えばエンジンのトルク、回転数、出力と燃料消費量の関係を表すＢＳＦＣ（Brake Specific Fuel Consumption）と呼ばれる燃料消費率マップを使って算出することができる。

「ＨＥＶモード」では、必要走行エネルギー量が電力と燃料で分担して賄われる。例えば、エンジンの出力は、ＢＳＦＣにおいてエンジンのトルクおよび回転数が最も効率良くなる値に設定され、モーターの出力は、エンジンの出力だけでは足りないエネルギー量を賄うように設定される。その場合、燃料消費量は、そのように設定されたエンジンのトルク、回転数、出力からＢＳＦＣを用いて算出できる。また、電力消費量は、必要走行エネルギー量からエンジンが出力するエネルギー量を減じた値に、モーターやインバータの効率で除した値として得ることができる。

「エンジン＋発電モード」では、エンジンの出力を、トルクおよび回転数が最も効率良くなる値に設定した上で、余剰のエンジン出力によって発電が行われる。よって、燃料消費量は、そのように設定されたエンジンのトルク、回転数、出力からＢＳＦＣを用いて算出できる。また、電力消費量は、余剰のエンジン出力で発電可能な電力量に相当する負の値に発電機やインバータの効率を乗じた値として得ることができる。

「回生モード」では、エンジンおよびモーターの出力は０であり、電力回生のみが行われる。従って、燃料消費量は０であり、モーターを用いた回生ブレーキによる発電量に相当する負の値として得ることができる。なお、回生ブレーキによる発電量は、「ＥＶモード」における電力消費量と同じ方法で計算できるが、その正負や効率の乗除は逆である。

「惰性走行モード」では、エンジンおよびモーターの出力は０であり、電力回生も行われないので、電力消費量、燃料消費量とも０となる。

図１２の説明に戻り、走行計画立案部１０２が自車の走行計画を作成すると、通信部１０３が、サーバ２００を探索する（ステップＳ１０４）。通信部１０３は、サーバ２００を検出できれば（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、自車の車両情報（走行経路および走行計画）をサーバ２００へ送信する（ステップＳ１０５）。そして、サーバ２００から自車の走行経路上のエリア情報（各エリアの騒音レベル、排出ガスレベル）が送信されるのを待ち、それを受信する（ステップＳ１０６）。なお、通信部１０３がサーバ２００を検出できなかった場合は（ステップＳ１０４でＮＯ）、サーバ２００との通信や走行計画の補正は行わず、後述するステップＳ１１４へと移行する。

その後、自車が走行を開始すると（ステップＳ１０７）、走行計画補正部１０４は、自車がエンジンを利用して走行しているか否かを確認する（ステップＳ１０８）。自車がエンジン利用中であれば（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、エンジン利用率演算部３０３は、自車の騒音レベルおよび排出ガスレベルが許容値を超えないためのエンジン利用率を演算する（ステップＳ１０９）。

続いて、エンジン利用率演算部３０３は、サーバ２００から取得したエリア情報から、自車が走行中のエリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルを抽出し、それらが許容値を超えていないか確認する（ステップＳ１１０，Ｓ１１１）。騒音レベルと排出ガスレベルの少なくとも片方が許容値を超えていれば（ステップＳ１１０またはＳ１１１でＮＯ）、エンジン利用率演算部３０３は、ステップＳ１０９で求めたエンジン利用率を補正すると共に、その補正結果に合わせて、ステップＳ１０３で立案された走行計画を補正する（ステップＳ１１２）。補正後の走行計画はサーバ２００へと送信され（ステップＳ１１３）、サーバ２００において新たなエリア情報の作成に用いられる。

なお、自車がエンジンを利用していない場合（ステップＳ１０８でＮＯ）や、騒音レベルおよび排出ガスレベルが共に許容値以下の場合（ステップＳ１１０，Ｓ１１１の両方でＹＥＳ）には、エンジン利用率および走行計画の補正は行われない。

車両機器制御部１０５は、ステップＳ１０３で立案された走行計画、またはステップＳ１１２で補正された走行計画に従って、車両機器１２０を制御する（ステップＳ１１４）。具体的には、自車の現在位置から走行中のエリアを判断し、そのエリアに割り当てられた走行モードで車両機器１２０を動作させる。

その後、自車が走行経路を走破すれば（ステップＳ１１５でＹＥＳ）、図１２のフローは終了するが、走破していなければ（ステップＳ１１５でＮＯ）、ステップＳ１０８へ戻る。つまり、ステップＳ１０８〜Ｓ１１４の処理は、自車が走行経路を走破するまで繰り返し行われる。

本実施の形態に係る車両走行制御システムによれば、各車両１の車両走行制御装置１００が、サーバ２００とのいわゆる“路車間通信”で得たエリア情報（各エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルの情報）に基づき、自車のエンジン利用率を補正することができる。従って、騒音レベルまたは排出ガスレベルが高くなっているエリアで、各車両１のエンジン利用率が低く抑えられ、騒音レベルや排出ガスレベルの上昇が特定のエリアに集中して起こることが防止される。つまり、周辺環境に配慮した車両１の走行制御が可能となる。

次に、サーバ２００の動作を説明する。図１３は、その動作を示すフローチャートである。

サーバ２００が起動し、車両１の車両走行制御装置１００から車両情報（走行経路及び走行計画）が送信されると、サーバ２００の通信部２０１が、それを受信する（ステップＳ２０１）。なお、車両１の車両走行制御装置１００が車両情報を送信する処理は、図１２のステップＳ１０５で行われる。

通信部２０１が車両１の車両情報を受信すると、その車両情報に基づいて、騒音レベル演算部４０１が、走行経路上の各区間における当該車両１による騒音レベルを算出し（ステップＳ２０２）、また、排出ガスレベル演算部４０２が、走行経路上の各区間における当該車両１による排出ガスレベルを算出する（ステップＳ２０３）。

続いて、エリア情報構築部４０３が、騒音レベル演算部４０１が算出した当該車両１の騒音レベルと、排出ガスレベル演算部４０２が算出した当該車両１の排出ガスレベルと、さらに、情報蓄積部２０２に蓄積されている他の車両の騒音レベルおよび排出ガスレベルの情報とに基づいて、各エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルの状況を示すエリア情報を作成する（ステップＳ２０４）。

エリア情報構築部４０３が作成したエリア情報は、情報蓄積部２０２に蓄積される（ステップＳ２０５）。また、騒音レベル演算部４０１が算出した当該車両１の騒音レベルの情報や、排出ガスレベル演算部４０２が算出した当該車両１の排出ガスレベルの情報等も、情報蓄積部２０２に蓄積される。

そして、通信部２０１は、情報蓄積部２０２から当該車両１の走行経路上のエリア情報を読み出し、それを当該車両１の車両走行制御装置１００へと送信する（ステップＳ２０６）。

本実施の形態に係るサーバ２００によれば、路車間通信によって複数の車両１から得た車両情報に基づいて、各車両１のエンジン利用率の補正に用いられるエリア情報を生成することができる。

＜変形例＞
上で示した実施の形態では、自車の走行経路を含むエリアで騒音レベルおよび排出ガスレベルが高くなることが予測される場合に、走行計画補正部１０４がそのエリアでのエンジン利用率を下げる（エンジン出力を抑制する）ように走行計画を補正することによって、当該エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルを抑制する例を示したが、それらの抑制方法は上記の例に限られない。

他の方法としては、例えば、複数の車両１が同一エリアで同時にエンジンを利用することによって、当該エリアの騒音レベルまたは排出ガスレベルが許容値を超えることが予測される場合に、各車両１の走行計画補正部１０４がエンジンの始動タイミングを変更するように走行計画を補正することによって、当該エリアで同時にエンジンを利用する車両１の数を少なくする方法が考えられる。

また、各車両１の走行計画補正部１０４が走行経路取得部１０１に走行経路の変更を指示することによって、走行計画を補正する方法も考えられる。すなわち、各車両１の走行計画補正部１０４が、走行経路を変更するように走行計画を補正することによって、当該エリアを走行する車両１の数を少なくしたり（各車両１が当該エリアを通らないようにする）、各車両１が当該エリアを走行するタイミングが互いにずれるようにしたりする（当該エリアを同時に走行する車両１の数を少なくする）方法が考えられる。

あるいは、各車両１の走行計画補正部１０４が、自車の出発時刻を変更するように走行計画を補正したり、自車の走行速度を制限するように走行計画を補正したりして、各車両１が当該エリアを走行するタイミングを互いにずらすようにしてもよい。ただし、出発時刻や走行速度は各車両１の運転者の意向によるため、車両走行制御装置１００が運転者に出発時刻の変更や走行速度の制限を促す通知を行うことが必要となる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 車両、１００ 車両走行制御装置、１０１ 走行経路取得部、１０２ 走行計画立案部、１０３ 通信部、１０４ 走行計画補正部、１０５ 車両機器制御部、１２０ 車両機器、２００ サーバ、２０１ 通信部、２０２ 情報蓄積部、２０３ エリア情報作成部、３０１ 騒音レベル許容値記憶部、３０２ 排出ガスレベル許容値記憶部、３０３ エンジン利用率演算部、３０４ 走行モード判断部、４０１ 騒音レベル演算部、４０２ 排出ガスレベル演算部、４０３ エリア情報構築部。

Claims (13)

1. 動力源としてのエンジンおよびモーターを含む車両機器および前記車両機器を制御する車両走行制御装置を搭載する複数の車両と、
   前記複数の車両の前記車両走行制御装置との通信を行うサーバと、
   を備える車両走行制御システムであって、
   前記車両走行制御装置は、
   自車の走行経路を取得する走行経路取得部と、
   自車が前記走行経路を走行するときの前記車両機器の制御計画である走行計画を立案する走行計画立案部と、
   前記車両機器の制御計画に従って前記車両機器を制御する車両機器制御部と、
   前記車両機器の制御計画を補正する走行計画補正部と、
   を備え、
   前記複数の車両の前記車両走行制御装置は、前記サーバへ前記走行経路および前記車両機器の制御計画を送信し、
   前記サーバは、前記複数の車両の前記車両走行制御装置から取得した前記走行経路および前記車両機器の制御計画に基づき、地図上の各エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルの少なくとも片方の状況を示すエリア情報を作成して、前記エリア情報を前記複数の車両へ配信し、
   各車両の前記走行計画補正部は、前記サーバから取得した前記エリア情報に基づいて、前記エンジンの利用率、利用区間または利用タイミングが調整されるように前記車両機器の制御計画を補正する
   ことを特徴とする車両走行制御システム。
2. 前記エリア情報は、各エリアにおける騒音レベル、排出ガスレベルおよびエンジン走行中の車両の交通量のうちの１以上を含む
   請求項１に記載の車両走行制御システム。
3. 前記車両走行制御装置から前記サーバへ送信される前記車両機器の制御計画には、エンジン回転数の計画、車速の計画、燃料噴射量の計画、エンジン出力の計画のうちの１以上が含まれている
   請求項１または請求項２に記載の車両走行制御システム。
4. 前記走行計画補正部は、前記エリア情報から特定のエリアの騒音レベルまたは排出ガスレベルが許容値を超えると判断される場合、その特定エリアにおける自車の前記エンジンの利用率を下げるように前記車両機器の制御計画を補正する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
5. 前記走行計画補正部は、前記エリア情報から特定のエリアの騒音レベルまたは排出ガスレベルが許容値を超えることが予測される場合、その特定エリアにおける自車のエンジンの始動タイミングを変更するように前記車両機器の制御計画を補正する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
6. 前記走行計画補正部は、前記エリア情報から特定のエリアの騒音レベルまたは排出ガスレベルが許容値を超えることが予測される場合、その特定のエリアを自車が走行しないように走行経路取得部に前記走行経路の変更を指示することによって前記車両機器の制御計画を補正する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
7. 前記走行計画補正部は、前記エリア情報から特定のエリアの騒音レベルまたは排出ガスレベルが許容値を超えることが予測される場合、その特定エリアにおける自車のエンジンの利用タイミングが変更されるように走行経路取得部に前記走行経路の変更を指示することによって前記車両機器の制御計画を補正する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
8. 前記走行計画補正部は、前記エリア情報から特定のエリアの騒音レベルまたは排出ガスレベルが許容値を超えることが予測される場合、その特定エリアにおける自車のエンジンの利用タイミングが変更されるように自車の出発時刻を変更することによって前記車両機器の制御計画を補正する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
9. 前記走行計画補正部は、前記エリア情報から特定のエリアの騒音レベルまたは排出ガスレベルが許容値を超えることが予測される場合、その特定エリアにおける自車のエンジンの利用タイミングが変更されるように自車の走行速度の計画を変更することによって前記車両機器の制御計画を補正する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
10. 前記走行計画補正部は、前記走行経路の走行中に必要な充電の回数が増えない範囲で前記車両機器の制御計画を補正する
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
11. 前記走行計画補正部は、前記車両機器の制御計画を補正した結果、電力が不足する場合には、前記車両を充電可能な場所を自車の運転者に提示する
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
12. 前記サーバは、各エリアの前記エリア情報を蓄積する情報蓄積部を備える
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の車両走行制御システム。
13. 動力源としてのエンジンおよびモーターを含む車両機器を搭載する複数の車両に情報を配信する情報サーバであって、
    前記複数の車両から、各車両の走行経路およびその前記走行経路を走行するときの前記車両機器の制御計画である走行計画を受信する通信部と、
    前記複数の車両の前記走行経路および前記車両機器の制御計画に基づき、地図上の各エリアの騒音レベルおよび排出ガスレベルの少なくとも片方の状況を示すエリア情報を作成するエリア情報作成部とを備え、
    前記通信部は、前記複数の車両に対し、前記エリア情報を配信する
    ことを特徴とする情報サーバ。

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