JP2014237391A - 定速走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】降坂路を走行中に生じるシフトハンチングを効果的に抑制し、シフトアップタイミングを判定することができる定速走行装置を提供すること。
【解決手段】目標車速の設定を受け付ける目標車速設定受付手段１１と、自車両が前記目標車速で走行するための目標駆動力を決定する目標駆動力決定手段３１と、を有する定速走行装置１００において、予め記憶している変速比別の駆動力下限値に基づいて、前記目標駆動力と現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値とに基づいて、シフトアップを行うシフトアップ制御手段３７、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の車速をセット車速に制御する定速走行装置に関する。

運転者がアクセルペダルを操作しなくても、車両の車速をセット車速に制御する定速走行装置が知られている。定速走行装置では、加速時（セット車速＞車速）又は減速時（セット車速＜車速）に、スロットル開度の制御や、シフトアップ・シフトダウンによる駆動力の増減により定速走行を図る。

しかしながら、定速走行装置では、登坂路又は降坂路でギア段を頻繁にシフトアップ及びシフトダウンするいわゆるシフトハンチングが生じることが知られており、登坂路又は降坂路でシフトハンチングを抑制する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、車速偏差がα１以上の条件でシフトダウンを行い、車速偏差がα２（ただし、０＜α２＜α１）の時の走行抵抗推定値が、平坦路走行抵抗から所定値γを減じた値より小さい場合は、シフトダウン条件が満足されていてもシフトダウンを禁止する定速走行装置が開示されている。また、この定速走行装置は、車速偏差が所定値α３（ただし、０＜α３＜α１）以下で、かつ、シフトダウン後の走行抵抗推定値が所定値以下となる条件で、シフトアップを行なう。これにより、登坂中のシフトハンチングを防止でき、登坂路の勾配が小さい場合でも確実にシフトアップすることができるとしている。

特開平１０−０５９０１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたシフトハンチングの防止方法では、降坂中のシフトハンチングを十分に抑制できないという問題がある。

図１は、シフトハンチングの一例を説明する図である。
t1：降坂路を走行中、スロットル開度を徐々に小さくしたが、車速がセット車速を閾値以上、上回ったためクルーズコントロール制御部がシフトダウン要求を行いシフトダウンした。
t2：走行抵抗が増大するためことで車両が減速しセット車速に接近したため、クルーズコントロール制御部はシフトダウン要求を取り下げる。
t3：シフトダウン要求を取り下げることでシフトアップする。シフトアップにより走行抵抗が低下するため、スロットル開度が全閉又は全閉付近でも車速が増加する。
t4：再び、車速がセット車速を閾値以上、上回ったためシフトダウンする。

以降は、t1〜t4の繰り返しであり、図示するようにシフトアップ（t3〜t4、t6〜t7）とシフトダウン（t4〜t6、t7〜t9）が繰り返されるシフトハンチングが生じてしまう。乗員から見るとシフトハンチングは、わずかではあるが加減速度が頻繁に変化するためドライバビリティの低下をもたらす。

このような降坂路のシフトハンチングを抑制するには、シフトアップを抑制し、加速が必要な場合にはスロットル開度の制御で対応することが考えられる。

しかしながら、定速走行装置は、降坂路がいつ終了するか知ることができないので（自車位置と道路地図から正確な勾配情報を得ることが困難な場合）、エンジン回転数が高くなりすぎたり燃費が低下するおそれがある。このため、単にシフトアップを抑制するだけでは別の不都合が生じてしまう。

そこで、スロットル開度がある程度大きくなったら、シフトアップすることが検討される。スロットル開度が大きいことは大きな駆動力が必要とされていることを意味するので、車速がセット車速より大きくなっても、シフトアップ後しばらくはスロットル開度を小さくすることで減速でき、シフトダウンしなくても対応できるためである。

しかしながら、定速走行装置は、制御システム構造によっては、スロットル開度を参照することができるとは限らない場合が存在する。まず、スロットル開度は、エンジンの一般的な制御（燃料噴射制御、点火時期制御など）を行うエンジン制御アプリにより優先的に取得されることが一般的である。そして、エンジン制御アプリは、アクセル開度に応じてスロットル開度をフィードバック制御することが多い。

ここで定速走行装置のアプリは、例えばエンジン制御ユニットに搭載されることがあるが、エンジン制御アプリと定速走行装置のアプリは独立しているため、定速走行装置のアプリはエンジン制御アプリからスロットル開度を、直接参照しない制御システム構造とする場合がある。これは、アプリの開発体制やアプリ間のＩ／Ｆ構造の簡素化を考慮した開発側の方針によるものであるため、物理的には定速走行装置のアプリがスロットル開度を取得することも可能である。しかし、エンジン制御アプリの改良のための開発期間が必要となる。また、制御システム構造の複雑化につながる。

以上のように、従来の定速走行装置は、スロットル開度を参照しない制御システム構造の場合、降坂路走行中のシフトハンチング抑制、及び、適切なタイミングのシフトアップ判定が課題となる。

本発明は、上記課題に鑑み、降坂路を走行中に生じるシフトハンチングを効果的に抑制し、シフトアップタイミングを判定することができる定速走行装置を提供することを目的とする。

本発明は、目標車速の設定を受け付ける目標車速設定受付手段と、自車両が前記目標車速で走行するための目標駆動力を決定する目標駆動力決定手段と、を有する定速走行装置において、予め記憶している変速比別の駆動力下限値に基づいて、前記目標駆動力と現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値とに基づいて、シフトアップを行うシフトアップ制御手段、を有することを特徴とする。

降坂路を走行中に生じるシフトハンチングを効果的に抑制し、シフトアップタイミングを判定することができる定速走行装置を提供すること。

シフトハンチングの一例を説明する図である。 本実施形態の定速走行装置の概略的な動作について説明する図の一例である。 定速走行装置の構成図の一例である。 エンジンＥＣＵの機能ブロック図の一例である。 目標駆動力を算出するまでの手順を示すフローチャート図の一例である。 現在ギア段駆動力下限算出部の機能ブロック図の一例である。 各マップの一例を示す図である。 ギア段別駆動力下限学習部の機能ブロック図の一例である。 変速判定部の機能ブロック図の一例である。 勾配、車速、ギア段ｇの駆動力下限、クルーズ要求駆動力、及び、ギア段の時間的な推移を説明する図の一例である。 定速走行装置の処理手順を示すフローチャート図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図２は、本実施形態の定速走行装置の概略的な動作について説明する図の一例である。
（１）車両は定速走行装置を搭載しており、定速走行装置により所定のギア段（例えば、４段）で定速走行しているものとする。ギア段とは変速比であり、この車両の変速機は、例えば前進が５速のオートマチックトランスミッションである。定速走行装置は、従来から、車速とセット車速を比較して定速走行に必要なクルーズ要求駆動力を算出している。

本実施形態の定速走行装置は、定速走行中に、各ギア段の駆動力下限値を算出していることが特徴の１つになっている。駆動力下限値は、そのギア段で実現することができる最も小さい駆動力であり、エンジン回転数などから求められている。駆動力下限値は後述するように負値である。したがって、そのギア段で実現できる最も小さい駆動力とは、主にそのギア段で実現するエンジンブレーキによる最も強い制動力を意味している。
（２）降坂路を走行したため車速がセット車速よりも大きくなった場合、定速走行装置はシフトダウンする。４速からシフトダウンしたため、３速で走行することになる。この後、従来は、４速にシフトアップされることがあったが、本実施形態では以下の条件を満たすまでシフトアップされない。
（３）降坂路の終わりに近づき降坂路が緩やかになると、クルーズ要求駆動力は、セット車速を維持するために徐々に大きくなる（スロットル開度が徐々に大きくなる）。したがって、クルーズ要求駆動力が大きくなることは、降坂路の傾斜に対しシフトアップ可能である場合がある。

しかし、シフトアップのタイミングによっては、シフトアップした際にクルーズ要求駆動力の方が駆動力下限値よりも弱い場合、エンジンブレーキが不足して車両が増速し、車速がセット車速よりも大きくなった場合にはシフトダウンするおそれがある。

そこで、定速走行装置は、クルーズ要求駆動力がシフトアップ後のギア段の駆動力下限値F４よりも強い場合（この関係を所定時間以上満たす場合）、シフトアップすると判定する。これにより、シフトアップしても、クルーズ要求駆動力がシフトアップ後のギア段が実現できるエンジンブレーキを下回らないため、車両が増速するおそれがなく、定速走行が可能になる。

したがって、本実施形態の定速走行装置は、降坂路を走行中にシフトダウンした場合、クルーズ要求駆動力がシフトアップ後のギア段の駆動力下限値より大きくなるまでシフトアップしないので、降坂路を走行中のシフトハンチングを抑制できる。また、本実施形態の定速走行装置は、クルーズ要求駆動力がシフトアップ後のギア段の駆動力下限値より大きくなるとシフトアップするので降坂路の終了を的確に検知しシフトアップし、再度のシフトダウンが生じることも抑制できる。また、本実施形態の定速走行装置は予め記憶したギア段ごとの駆動力下限値とクルーズ要求駆動力と比較することから、スロットル開度を参照可能とする必要がない。

〔構成例〕
図３は、本実施形態の定速走行装置の構成図の一例を示す。定速走行装置１００は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５により制御される。エンジンＥＣＵ１５には、マイコン２２、入力回路２１、出力回路２３、及び、通信コントローラ２４などが搭載されている。マイコン２２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの一般的に構成を有し、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで、定速走行制御やエンジン制御などの機能を提供する。

入力回路２１には、クルーズコントロールＳＷ１１、車輪速センサ１２、ＮＥセンサ１３、及び、ギア段センサ１４などが接続されている。また、出力回路２３にはエンジン１７が接続され、通信コントローラ２４には変速機ＥＣＵ１６が接続されている。通信コントローラ２４は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）、FlexRay、イーサネット（登録商標）、及び、Ｌｉｎ（Local Interconnect Network）などの通信プロトコルに基づき、車載ネットワークを介して他のＥＣＵやセンサと通信する。

クルーズコントロールＳＷ１１は、定速走行装置１００に対する運転者の操作を受け付ける。まず、クルーズコントロールＳＷ１１は、メインスイッチの押下により機能のＯＮ／ＯＦＦを受け受ける。また、クルーズコントロールＳＷ１１は、例えば揺動可能なレバー状の形状を有し、操作方向や操作時間に応じて、各種の操作を受け付ける。例えば、現在の車速をセット車速とする操作、セット車速を所定速度だけ増速・減速する操作、揺動時間に応じて連続的にセット車速を増速・減速する操作などを受け付ける。

車輪速センサ１２は、車両の現在の車速を検出するセンサである。車速は、主に、セット車速との比較、加速度の算出のためなどに用いられる。加速度を直接、検出する加速度センサとさらに接続されていてもよい。ＮＥセンサ１３はエンジン回転数を検出する。ギア段センサ１４は現在のギア段を検出する。ギア段センサ１４を用いるのでなく、エンジンＥＣＵ１５が変速機ＥＣＵ１６と通信することでギア段を取得してもよい。

変速機ＥＣＵ１６は、エンジンＥＣＵ１５からの変速要求に応じて、トランスミッションのギア段を制御する。エンジンＥＣＵ１５は、現在車速とアクセル開度の関係に対し変速段の切り替え線が定められたマップを参照するなどして変速の必要性を判断する。変速が必要な場合、変速機ＥＣＵ１６に変速要求する。また、本実施形態では、エンジンＥＣＵ１５は、定速走行中の降坂路の走行によりシフトダウンした場合、シフトアップの要求を行う。

変速機ＥＣＵ１６には変速機１８が接続されている。変速機１８は、例えば前進に複数のギア段を有するオートマチックトランスミッションである。

エンジン１７はスロットルモータ２５やスロットル開度センサ２６などを有する。しかし、エンジンＥＣＵ１５のうち定速走行装置１００を制御する機能（アプリ）はスロットル開度センサの検出信号を取得することはできない。

なお、図の構成は一例に過ぎず、エンジンＥＣＵ１５や変速機ＥＣＵ１６などの名称で呼ばれているとは限らず、これらの機能がＥＣＵなどにより提供されればよい。また、エンジンＥＣＵ１５が変速機ＥＣＵ１６の機能を有していてもよい（すなわち、１つのあるＥＣＵがエンジンＥＣＵ１５と変速機ＥＣＵ１６の機能を有していてもよい。）。また、接続されるセンサやアクチュエータも主要なものが図示されているに過ぎない。

図４は、本実施形態のエンジンＥＣＵ１５の機能ブロック図の一例である。エンジンＥＣＵ１５は、主に、クルーズコントロール制御部３０及びトランスミッション制御部４０を有する。また、クルーズコントロール制御部３０は、定速走行制御部３１ａとシフトアップ制御部３１ｂを有している。

＜トランスミッション制御部＞
トランスミッション制御部４０は駆動力調停部４１と変速機制御部４２を有している。駆動力調停部４１は、クルーズコントロール制御部３０を含め、駆動力を制御する機能の機動力を調停する。例えば、ＡＢＳ（Anti_Lock Braking System）、ＴＲＣ（Traction Control）、又は、ＥＳＣ（Electronic Stability Control）など車両の挙動を安定させる機能がある。また、車線逸脱防止装置が車線逸脱を抑制する際にステアリングシャフトの回転駆動だけでなく各輪の駆動力を制御してヨーモーメントを与え車両のヨーレートを抑制する場合がある。これらは各輪の駆動力を別々に制御するため、定速走行するためのクルーズ要求駆動力と競合する。

駆動力調停部４１は、予め定められた優先順位に基づき、エンジン１７に出力する駆動力を調停する。一般にはＡＢＳ、ＴＲＣ、ＥＳＣ及び車線逸脱防止装置の方が定速走行制御よりも優先順位が高いため、これらの機能が作動する場合は、クルーズ要求駆動力は破棄される。

変速機制御部４２は、変速機ＥＣＵ１６にギア段を指示する。すなわち、運転者がアクセルワークで車速制御している場合、現在車速、加速度及びアクセル開度に基づき適切なギア段を決定する。クルーズコントロール制御部３０が定速走行制御している場合、現在車速、加速度及びクルーズ要求駆動力に基づきギア段を決定する。また、本実施形態では、さらに変速判定部３７から変速要求に応じて変速機ＥＣＵ１６にギア段を指示する。

＜定速走行制御部＞
定速走行制御部３１ａは、セット車速設定部３２、目標加速度算出部３３、及び、目標駆動力算出部３４を有する。これらは、従来から定速走行するために存在する。

・セット車速設定部
セット車速設定部３２には、クルーズコントロールＳＷ１１が受け付けたセット車速が設定（保持）される。

・目標加速度算出部、目標駆動力算出部
図５は、目標駆動力を算出するまでの手順を示すフローチャート図の一例である。エンジンＥＣＵ１５は、クルーズコントロールＳＷ１１のメインスイッチがＯＮで、定速走行制御が有効な間、周期的にこの処理を繰り返す。

目標加速度算出部３３は、車輪速センサ１２が検出した現在の車速を取得する（Ｓ１０）。

また、目標加速度算出部３３は、セット車速設定部３２からセット車速を読み出し、セット車速と車速の速度差を算出する（Ｓ２０）。
速度差＝セット車速−車速
次に、目標加速度算出部３３は、例えばフィードバック制御により速度差がゼロになるように目標加速度を算出する（Ｓ３０）。フィードバック制御では、ＰＩＤ制御又はＰＩ制御が採用される。フィードフォワード制御を加えてもよい。
目標加速度＝ｋｐ×速度差＋ｋｉ×∫速度差＋ｋｄ×ｄ（速度差）／ｄｔ
次に、目標駆動力算出部３４は目標加速度から目標駆動力を算出する（Ｓ４０）。目標駆動力は、目標加速度まで加速させるために必要な駆動力であり、駆動力をＦ〔Ｎ〕、加速度をα〔ｍ／Ｓ²〕、車重をＭ〔ｋｇ〕として、Ｆ＝Ｍ×α により求めることができる。車重Ｍは車両諸元情報などの固定値を採用してもよいし、ハイトセンサで車内の荷重を推定したり、着座センサなどで乗員数を検知して車重Ｍを補正してもよい。これにより、駆動力Ｆをより正確に算出できる。

このようにして決定した目標駆動力は、クルーズ要求駆動力としてトランスミッション制御部４０の駆動力調停部４１に出力される。

＜シフトアップ制御部＞
シフトアップ制御部３１ｂは、降坂路を走行中にシフトダウンした場合にシフトアップするか否かを判定する。シフトアップ制御部３１ｂは、現在ギア段駆動力下限算出部３５、ギア段別駆動力下限学習部３６、及び、変速判定部３７を有している。以下、各機能について、図１１のフローチャート図に基づき順番に説明する。また、適宜、図１０のシーケンス図を参照されたい。

・現在ギア段駆動力下限算出部（Ｓ１、t0〜t1）
図６は現在ギア段駆動力下限算出部３５の機能ブロック図の一例を示す。現在ギア段駆動力下限算出部３５はエンジン回転数に基づき、各種のマップを参照して現在のギア段の駆動力下限値を決定する。

Ｓ１−１：現在ギア段駆動力下限算出部３５はマップ記憶部３５１、ギア段別ギア比記憶部３５２、及び、駆動力下限算出部３５３を有している。マップ記憶部３５１は、ＮＥ−ＩＳＣ空気量マップ、空気量−スロットル開度マップ、及び、ＮＥ−発生トルク−スロットル開度マップを記憶している。

図７（ａ）はＮＥ−ＩＳＣ空気量マップの一例であり、図７（ｂ）は空気量−スロットル開度マップの一例であり、図７（ｃ）はＮＥ−発生トルク−スロットル開度マップの一例である。

ＩＳＣ空気量はアイドル回転を維持するために最低限必要な空気量である。したがって、ＮＥ−ＩＳＣ空気量マップによりエンジン回転数からＩＳＣ空気量を求めることができる。ＩＳＣ空気量を求めるのは、定速走行中に要求スロットル開度が全閉の場合の発生トルク（エンジントルク）を求めるためである。

ＩＳＣ空気量が分かることで、空気量−スロットル開度マップによりあるＩＳＣ空気量の場合のスロットル開度を求めることができる。本実施形態のクルーズコントロール制御部３０は現在のスロットル開度を取得できないという前提であるが、このマップによりエンジン回転数に応じてＩＳＣ空気量を実現するためのスロットル開度を算出する。

また、スロットル開度が分かることで、エンジン回転数を用いて、ＮＥ−発生トルク−スロットル開度マップから発生トルクを求めることができる。ＮＥ−発生トルク−スロットル開度マップは三次元マップであり、各スロットル開度（例えば、１％刻み）においてエンジン回転数と発生トルクの関係を保持している。したがって、エンジン回転数とスロットル開度から発生トルクを求めることができる。発生トルクがマイナスの領域は、スロットル開度とエンジン回転数が低いため、エンジン１７が車輪の回転に制動力を加える領域である。エンジンブレーキが加わる領域ということができる。

なお、図７ではマップにより発生トルクを算出したが、マイコン２２による情報処理としては数値が登録されたテーブルから適宜、数値を補間して発生トルクを算出する処理が行われる。また、以下のように関数を使用して発生トルクを算出してもよい。
ＩＳＣ空気量＝ｆ１（エンジン回転数）
スロットル開度＝ｆ２（ＩＳＣ空気量）
発生トルク＝ｆ３（エンジン回転数、スロットル開度）
Ｓ１−２：駆動力下限算出部３５３は、発生トルク、ギア段別のギア比ρ_ｇ、タイヤ半径ｒ、デフ比ρ_defを用いて、現在ギア段駆動力下限値を算出する。図６に示した、ギア段別ギア比記憶部３５２には、各ギア段のギア比が記憶されている。ギア比は変速機１８に固定である。各ギア段と変速比の関係の一例を示す。
１速：２．９
２速：１．９
３速：１．４
４速：１．１
５速：０．８
現在ギア段駆動力下限値は以下のようにして求められる。
現在ギア段駆動力下限値Ｆg,min＝（ρdef／ｒ）×発生トルク×ρｇ
Ｓ１−１で説明したように、Ｓ１−１で求められた発生トルクは、あるエンジン回転数の最小の空気量で発生する下限トルク（マイナストルク）となる。したがって、現在ギア駆動力下限値は、換言すると上限（最も大きい）の減速トルクである。

駆動力下限算出部３５３は、以上のように算出された現在ギア段駆動力下限値を周期的に算出し、ギア段別駆動力下限学習部３６に出力する。

・ギア段別駆動力下限学習部（Ｓ２、t1〜t2）
図８はギア段別駆動力下限学習部３６の機能ブロック図の一例を示す。ギア段別駆動力下限学習部３６は、ギア段と現在ギア段駆動力下限値に基づき、アップシフト後ギア段駆動力下限値を決定する。ギア段別駆動力下限学習部３６は、現在ギア段駆動力下限記憶部３６１、ノイズ除去部３６２、及び、ギア段別駆動力下限学習値記憶部３６３を有している。

Ｓ２−１：現在ギア段駆動力下限記憶部３６１には、現在ギア段駆動力下限算出部３５から出力された、現在ギア段駆動力下限値が記憶される。つまり、現在ギア段駆動力下限記憶部３６１には常時、複数の複数の現在ギア段駆動力下限値が記憶され、新しく取得された現在ギア段駆動力下限値により最も古い現在ギア段駆動力下限値から順番に、上書きされる。
Ｆg,min(t_n)＝｛Ｆg,min(t_(k-1))，Ｆg,min(t_(k-2))，…，Ｆg,min(t_0) ｝
ここで、Ｆg,min(t_n)は現在ギア段駆動力下限記憶部３６１に記憶される現在ギア段駆動力下限値の集合を意味している。Ｆg,min(t_(k-1)等は集合の要素であり、ｋは現在ギア段駆動力下限値の個数である。

Ｓ２−２：降坂路を走行したためシフトダウンが発生する。シフトダウンしたことは、ギア段センサ１４からの情報により明らかである。また、降坂路を走行中であることは、車速が一定であるのにクルーズ要求駆動力が低下していることから検出される。

シフトダウンが発生すると、現在ギア段駆動力下限記憶部３６１は、記憶している全ての現在ギア段駆動力下限値又は最も新しい所定数の現在ギア段駆動力下限値をノイズ除去部３６２に出力する。例えば、１００ミリ秒間隔で現在ギア段駆動力下限値が算出され、２秒間の現在ギア段駆動力下限値を出力する場合、２０個の現在ギア段駆動力下限値がノイズ除去部３６２に出力される。以下、ノイズ除去部３６２に出力される現在ギア段駆動力下限値の個数をｋ個とする。

現在ギア駆動力下限値はその時のエンジン回転数とその時のＩＳＣ空気量を実現するスロットル開度からきまるトルクから算出される（例えば、図７（ｃ）のマップのスロットル開度が最も小さい曲線上において、ゼロ未満の発生トルク）。

ノイズ除去部３６２は、ｋ個の現在ギア段駆動力下限値からノイズ成分を除去する。

式（１）は、各現在ギア段駆動力下限値に重み付けｗを乗じてｋ個を合計し、ｋで除算している。したがって、重み付けｗを"１"にすれば、ノイズ除去とは平均を算出する処理である。また、重み付けｗは、例えば新しいものほど大きくなるように設定してもよいし、値が小さい現在ギア段駆動力下限値ほど大きく重みづけしてもよい。

ノイズ除去部３６２はノイズ除去した現在ギア段駆動力下限値を、シフトダウン発生前のギア段におけるギア段別駆動力下限学習値として、ギア段別駆動力下限学習値記憶部３６３に記憶する。すなわち、４速から３速にシフトダウンした場合、４速のギア段別駆動力下限学習値が記憶される。

この後、シフトアップする場合には、４速のギア段別駆動力下限学習値が変速判定部３７に出力される。一方、降坂路でシフトダウンされたが、減速が十分にできずセット車速よりも車速の方が大きい状態が継続する場合、再度、シフトダウンされる。この場合、３速から２速にシフトダウンされるので、現在ギア段駆動力下限算出部３５及びギア段別駆動力下限学習部３６が３速のギア段別駆動力下限学習値をギア段別駆動力下限学習値記憶部３６３に記憶する。このように、ギア段別駆動力下限学習値記憶部３６３には、降坂路におけるシフトダウンにより各ギア段のギア段別駆動力下限学習値が記憶され得る。

Ｓ２−３：ギア段別駆動力下限学習部３６は、ギア段別駆動力下限学習値記憶部３６３に記憶されたギア段別駆動力下限学習値を、ギア段ｇのアップシフト後ギア段駆動力下限値として出力する。

・変速判定部（Ｓ３、t2〜t6）
図９は変速判定部３７の機能ブロック図の一例を示す。変速判定部３７は、変速（シフトアップ）すべきかを判定し、変速する場合は変速機制御部４２に変速要求を出力する。変速判定部３７は、駆動力比較部３７１を有している。

Ｓ３−１：駆動力比較部３７１は、降坂路でシフトダウンされた場合、クルーズ要求駆動力とギア段別駆動力下限学習部３６から取得したアップシフト後ギア段駆動力下限値を比較する。

Ｓ３−２：クルーズ要求駆動力＞アップシフト後ギア段駆動力下限値の場合
所定時間以上、クルーズ要求駆動力がアップシフト後ギア段駆動力下限値より大きい場合、変速機制御部４２に変速要求（シフトアップ）する。

Ｓ３−３：クルーズ要求駆動力≦アップシフト後ギア段駆動力下限値の場合
変速機制御部４２に変速要求しないで、シフトダウンした状態を維持する。換言すると、シフトダウンした状態を維持する（シフトアップを禁止する）ように、変速機制御部４２に指示する。

アップシフト後ギア段駆動力下限値は、シフトアップ後に実現できると予測される最も強い制動力（エンジンブレーキ）なので、クルーズ要求駆動力がそれよりも大きいことは、シフトアップしても増速しないことを意味する。増速しないため、セット車速を維持するために又は車両を減速させるために、再度シフトダウンするおそれがない。

したがって、本実施形態の定速走行装置は、シフトダウン後にＳ３−２の条件を満たすまでシフトアップを禁止することで、降坂路を走行中のシフトハンチングを抑制できる。さらに、シフトダウン後はＳ３−２の条件を満たす場合にシフトアップを許可するので、そのギア段で車速維持可能な降坂路を適切に検出でき、シフトアップした場合に再度のシフトダウンやシフトアップすることを抑制できる。

〔制御例〕
図１０は、勾配、車速、ギア段ｇの駆動力下限、クルーズ要求駆動力、及び、ギア段の時間的な推移を説明する図の一例である。
t0：降坂路が始まり、ギア段ｇのままクルーズ要求駆動力が低下し始める。降坂路で車速がセット車速を超過しないようにするため、スロットル開度が徐々に小さくなり（不図示）、クルーズ要求駆動力が低下していく。ギア段ｇの現在ギア段駆動力下限値は、常に定期的に記憶されている。
t1：クルーズ要求駆動力が負値未満に低下していくが、勾配により車速が増加してセット車速よりも大きくなり始める。
t2：車速がセット車速より閾値以上、大きくなったので、変速機制御部４２はギア段g-1にシフトダウンする。シフトダウンによりエンジンブレーキの制動力が大きくなったので、クルーズ要求駆動力はほぼ一定を維持する。また、t2付近で勾配が一定になる。なお、t1〜t2の間に、現在ギア段駆動力下限記憶部３６１の現在ギア駆動力下限値のノイズ除去が行われる。
t3：シフトダウンにより車速が低下してセット車速と同程度になるとセット車速を維持するため、スロットル開度がわずかに大きくなりクルーズ要求駆動力もわずかに増大する。
t4：勾配が緩やかになり始め、セット車速を維持するため、クルーズ要求駆動力が徐々に大きくなる。
t5：クルーズ要求駆動力がアップシフト後ギア段駆動力下限Fg,minを超え始める。
t6：クルーズ要求駆動力がアップシフト後ギア段駆動力下限Fg,minを超えてから所定時間Ｔが経過したため、変速判定部３７がシフトアップすると判定し、ギア段ｇにシフトアップされる。

〔変形例、代用例など〕
・適用可能な変速機の種類について
本実施形態の変速機１８は、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）であると説明したが、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）にも適用できる場合がある。ＣＶＴは、変速比が連続に変化するため、本実施形態のようにギア比毎に駆動力下限値を算出することは困難だが、非連続なギア比を指示可能なＣＶＴがある。このようなＣＶＴは、ＡＴのようにある非連続に変速比を増減することが可能である。したがって、ＣＶＴにおいても、多段のＡＴと同様に扱えるため、定速走行装置１００においてＡＴと同様に本実施形態のシフトアップ方法を好適に適用できる。

なお、ＣＶＴにおいて増減する変速比の大きさは、ＡＴのギア段間の変速比の差とすればよいし、ＣＶＴの特性を活かしてより小さい変速比の差を、１回の変速量としてもよい。

・駆動力下限算出部３５３に必要な情報について
現在ギア段駆動力下限算出部３５が現在ギア段駆動力下限値を算出するには、エンジン回転数が必要とされた。しかし、エンジン回転数以外の情報からもエンジン回転数が得られる。

エンジン１７の回転数は変速機１８とデフにより減速され駆動輪に伝達される。エンジン１７の回転数はインプットシャフトの回転数と同じであり、駆動輪の回転数はアウトプットシャフトの回転数と同じである。デフの減速比は固定値であり、変速機１８の減速比は現在のギア段により定まる。すなわち、以下が成り立つ。
インプットシャフト回転数＝減速比×デフ比×アウトプットシャフトの回転数
したがって、エンジン回転数以外にも、インプットシャフト回転数をセンサで検出したり、アウトプットシャフトの回転数をセンサで検出することで、エンジン回転数を求めることができる。

・アダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）について
本実施形態では、定速走行装置１００が降坂路を定速走行した場合に生じたシフトダウン後のシフトアップ条件について説明した。しかし、このシフトアップ条件はＡＣＣにも好適に適用できる。

まず、ＡＣＣでは、先行車がレーダやカメラで補足されていない場合は定速走行装置１００と同様に、車速をセット車速の定速に制御する。

また、先行車が補足されているが、先行車が降坂路で加速してセット車速を超えた場合、先行車が存在しない場合と同様になる。また、先行車が降坂路で加速してもセット車速を超えない場合、先行車がほぼ一定速度で走行していれば、シフトダウンが発生する場合がある。シフトダウンした場合は、本実施形態のシフトアップの条件を適用できる。したがって、ＡＣＣに対しても、本実施形態のシフトアップ条件を好適に適用できる。

１１ クルーズコントロールＳＷ
１２ 車輪速センサ
１３ ＮＥセンサ
１５ エンジンＥＣＵ
１７ エンジン
１８ 変速機
３０ クルーズコントロール制御部
３５ 現在ギア段駆動力下限算出部
３６ ギア段別駆動力下限学習部
３７ 変速判定部
１００ 定速走行装置

Claims (8)

1. 目標車速の設定を受け付ける目標車速設定受付手段と、
   自車両が前記目標車速で走行するための目標駆動力を決定する目標駆動力決定手段と、を有する定速走行装置において、
   予め記憶している変速比別の駆動力下限値に基づいて、前記目標駆動力と現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値とに基づいて、シフトアップを行うシフトアップ制御手段、
   を有することを特徴とする定速走行装置。
2. 走行状態に基づいて、出力可能な駆動力下限値を変速比別に決定する駆動力下限値決定手段を有し、
   前記シフトアップ制御手段は、降坂路走行時に、前記目標駆動力と現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値とに基づいてシフトアップを行う
   ことを特徴とする請求項１記載の定速走行装置。
3. 前記シフトアップ制御手段は、前記目標駆動力が、現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値を超えた場合にシフトアップする、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の定速走行装置。
4. 降坂路走行時にシフトダウンが発生した場合に、前記駆動力下限値決定手段がシフトダウンの直前に決定した前記駆動力下限値を変速比別に記憶する変速比別駆動力下限値記憶手段を有し、
   前記シフトアップ制御手段は、前記目標駆動力が、前記変速比別駆動力下限値記憶手段から読み出した現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値を超えた場合に、シフトアップする、
   ことを特徴とする請求項３記載の定速走行装置。
5. 降坂路走行時にシフトダウンが発生した場合に、シフトダウン直前の所定時間内に前記駆動力下限値決定手段が決定した複数の前記駆動力下限値に対し、ノイズ除去処理を行うノイズ除去手段を有し、
   前記変速比別駆動力下限値記憶手段は、前記ノイズ除去手段がノイズ除去した前記駆動力下限値を記憶する、
   ことを特徴とする請求項４記載の定速走行装置。
6. 前記シフトアップ制御手段は、前記目標駆動力が、現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値を、所定時間連続して超えた場合にシフトアップする、
   ことを特徴とする請求項３〜５いずれか１項記載の定速走行装置。
7. 前記シフトアップ制御手段は、自動変速機に対し、現時点より小さい変速比の中で最も大きい変速比を指示することでシフトアップするか、
   または、無段階変速機に対し、現時点より小さい不連続な変速比を指示することでシフトアップする、
   ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の定速走行装置。
8. 前記走行状態は、エンジン回転数により規定されるか、又は、エンジン回転数を取得するための車両情報により規定され、
   前記駆動力下限値決定手段は、エンジ回転数に演算を施してアイドル回転のための吸入空気量を決定し、
   前記吸入空気量に演算を施してスロットル開度を決定し、
   前記エンジン回転数と前記スロットル開度に基づき前記駆動力下限値を決定する、
   ことを特徴とする請求項２〜７いずれか１項記載の定速走行装置。

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