JP2018009612A - 変速段制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両がコーナーを走行する際、減速走行後に再加速走行するとき、運転者の運転志向に応じた車両の加速性能やドライバビリティ（操縦性）を実現させる変速段制御装置を提供する。【解決手段】車両の変速段制御装置は、車両がコーナーにおいて減速走行した後再加速走行するときに、減速走行する以前の車両の走行情報（期待車速）に基き推定される最大加速度ＧｍａｘＢ、屈曲点加速度Ｇｆ、屈曲点加速度のときの車両の速度Ｖｆ及び最大加速度ＧｍａｘＢのときの車両の速度Ｖｅと、に基づいて車速に対する要求加速度特性線を求めて、車両の現在の車速に対応する要求加速度を算出する。運転者の要求加速度に基き、自動変速機の変速段を、要求加速度を実現できる変速段のうち最も高速側の変速段へと制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、自動変速機の変速段を適切な変速段に設定することができる車両の変速段制御装置に関する。

特許文献１には、アクセルの急閉時にアップシフトを禁止する制御、及び、急制動時にダウンシフト（シフトダウン）する制御を含む減速度アシスト制御を実行する車両の変速段制御装置（以下、「従来装置」と称呼する。）に関する発明が記載されている。

具体的には、前方の車間距離、路面勾配及び運転者（ドライバ）の運転志向等に応じて、減速度アシスト制御の実行の可否及び減速度アシスト制御を実行する際の制御レベルが決定される。加えて、特許文献１には、減速度アシスト制御の実行時に、運転者の運転志向がスポーツ走行志向である場合には、より低速段までダウンシフトができるようにする制御例が記載されている。なお、スポーツ走行志向は、車両の動力性能を重視し、運転操作に対する車両の反応を迅速にすることが要求される運転志向である。

特開２００７−１７０４４４号公報

しかしながら、従来装置では、コーナー（カーブ、曲線路）の手前の減速時に、運転者の運転志向がスポーツ走行志向であるか否かによって一律に変速段が設定されるが、コーナーを加速しながら脱する場合（以下、「再加速時」と称呼する。）に適切な変速段が設定されないという問題がある。より具体的に述べると、例えば、運転者の運転志向がスポーツ走行志向であれば、再加速時における要求加速度が大きくなるので、実際の変速段がそのような要求加速度を満たす変速段に設定される必要がある。一方、低速側の変速段が必要以上に維持されると、アップシフトのタイミングが遅れ、燃費及びドライバビリティ（操縦性）が悪化する虞がある。

本発明は上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、車両がコーナーを走行する際に、減速走行した後に再加速走行するとき、運転者が運転志向に応じて要求する要求加速度を推定して、その要求加速度を実現できる変速段のうち最も高速側の変速段に設定することにより、車両の加速性能やドライバビリティ（操縦性）を向上させる変速段制御装置を提供することにある。

本発明の変速段制御装置は、車両に搭載された有段自動変速機（４）が実現する変速段を制御する、車両の変速段制御装置（２０）であって、
前記車両がコーナーに進入する以前の所定期間における当該車両の実際の最高速度を当該車両の運転者が期待する期待車速として取得する期待車速取得手段（Ｓ１）、
前記車両が前記コーナーを走行する際に減速した後に加速を開始した再加速時点における実際の車速を再加速時車速として取得するとともに（Ｓ１３）、当該再加速時車速と、前記期待車速と、予め定められた第１の関係と、に基いて当該車両の運転者が当該コーナーの走行中に要求すると推定される最大加速度を取得する最大加速度取得手段（Ｓ１４）、
前記車両が前記コーナーを走行する際に前記運転者が前記最大加速度を発生させたと仮定した場合において当該運転者が当該車両を加速させなくなる仮想加速停止時点の直前の当該車両の加速度である屈曲点加速度を、前記最大加速度と予め定められた第２の関係とに基いて推定する屈曲点加速度取得手段（Ｓ１５）、
前記仮想加速停止時点での車速である屈曲点車速を、前記再加速時車速と予め定められた第３の関係とに基いて推定する屈曲点車速取得手段（Ｓ１６）、
前記車両が前記コーナーを走行する際に当該車両の実際の加速度が最大となった最大加速時点の車速を最大加速度発生時車速として取得する最大加速度発生時車速取得手段（Ｓ１８）、
前記再加速時車速、前記最大加速度、前記最大加速度発生時車速、前記屈曲点加速度及び前記屈曲点車速に基いて、車速に対する要求加速度を規定する特性線を求め（Ｓ１９）、当該特性線と前記最大加速時点以降における実際の車速とから要求加速度を取得する要求加速度取得手段（Ｓ２０）、及び、
前記最大加速時点以降において、前記自動変速機の変速段を、現時点の車速に対して前記要求加速度を実現できる変速段のうち最も高速側の変速段へと変更する変速段制御手段（Ｓ２０、Ｓ２１）、
を備える。

本発明装置によれば、
車両がコーナーを走行中に、再加速時車速Ｖｓ、最大加速度ＧｍａｘＢ、最大加速度発生時車速Ｖｅ、屈曲点加速度Ｇｆ及び屈曲点車速Ｖｆから、推定要求加速度Ｇｒｅｑと車速Ｖとの関係を示す特性線（要求加速度特性線）を決定する。後述するように、この特性線は運転者の運転志向を良く反映している。そして、本発明装置は、この特性線により車両の現在車速に対する運転者の要求加速度Ｇｒｅｑを算出する。更に、現在車速Ｖｃｕｒ及び要求加速度Ｇｒｅｑから、要求加速度Ｇｒｅｑを実現できる変速段のうち最も高速側の変速段を算出し、当該算出変速段へ変速するように制御する。

上記の本発明装置による変速段制御により、コーナーを走行するときに、運転者が要求する最適な変速段に設定することで、運転者の運転志向を反映させたアップシフト制御が可能になる。よって、カーブ走行の際の再加速中に運転者の要求する加速度が実現されうるので、運転者が加速フィーリングが良くないと感じる可能性を低下させることができる。加えて、最も高速側の変速段を算出し、当該算出変速段へ変速することにより、車両の加速性能やドライバビリティ（操縦性）を向上させると共に、燃費を向上させることが可能となる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の構成、及び変速段制御装置を示す図である。 図２は、車両が走行する道路のコーナーを示す図である。 図３は、本発明の実施形態における推定要求加速度と車速との関係を示す要求加速度特性線を示す図である。 図４は、各変速段における車速と加速度との関係を示した変速特性図である。 図５は、減速走行時におけるコントローラによる変速段制御（ダウンシフト制御）を説明するためのフローチャートである。 図６は、本発明の実施形態の期待車速を示す図である。 図７は、本発明の実施形態の期待車速、現在車速及び最大加速度との関係を説明するための図である。 図８は、本実施形態の加速時におけるコントローラによる変速段制御（アップシフト制御）を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る変速段制御装置について図面を参照しながら説明する。

（構成）
図１に示したように、本発明の実施形態に係る変速段制御装置２０は車両ＶＡに搭載される。

車両ＶＡは、主に前輪１及び後輪２、エンジン(ＥＮＧ)３、自動変速機(ＡＴ)４、デファレンシャルギヤ５及び変速段制御装置２０を備えている。車両ＶＡは、エンジン(ＥＮＧ)３が出力する動力を自動変速機(ＡＴ)４、及びデファレンシャルギヤ５を介して後輪２に伝達して駆動力を発生させる後輪駆動車である。なお、車両ＶＡは、前輪駆動車であってもよく、四輪駆動車であってもよい。

エンジン３は、多気筒・火花点火・電子制御式燃料噴射・ガソリン機関である。エンジン３は、エンジンアクチュエータ３ｂを有している。エンジンアクチュエータ３ｂは、スロットルバルブの開度を変更するスロットルバルブアクチュエータ、燃料噴射弁及び点火装置を含む。

自動変速機４は、エンジン３の出力側に、エンジン３の出力トルクを変速してデファレンシャルギヤ５を介して駆動輪側へ伝達するように設けられる。自動変速機４は、遊星歯車機構及びクラッチ・ブレーキ機構から構成される一般的な有段式の自動変速機である。自動変速機４は、クラッチ機構及びブレーキ機構の動作を制御することにより、自動変速機４で設定される変速段(従って、変速比)を制御することができるように構成されている。自動変速機４は、前進用として１速から８速まで変速段を実現可能に構成されている。

変速段制御装置２０は、主にエアフローセンサ６、コントローラ（ＥＣＵ）７、アクセルセンサ８、ブレーキセンサ(もしくはブレーキスイッチ)９、エンジン回転速度センサ１０、アウトプット回転速度センサ１１、車速センサ１２、加速度センサ（Ｇセンサ）１３、車載カメラ１４及びナビゲーションシステム１５を備えている。

コントローラ（ＥＣＵ）７は、車両ＶＡ各部の各種センサ類からの検出信号及び各種車載装置からの信号（情報信号）等が入力されるように構成されている。即ち、コントローラ７は主に、エンジン３の吸入空気量を計測するエアフローセンサ６、アクセル開度を検出するアクセルセンサ８、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ(もしくはブレーキスイッチ)９、エンジン３の出力軸３ａの回転数（回転速度）を検出するエンジン回転速度センサ１０、自動変速機４の出力軸４ａの回転数（回転速度）を検出するアウトプット回転速度センサ１１、車両ＶＡの車速を検出する車速センサ１２、車両ＶＡの加速度を検出する加速度センサ（Ｇセンサ）１３、車両ＶＡの周囲を監視する車載カメラ１４及びナビゲーションシステム１５からの検出信号（データ）が入力されるように構成されている。そして、上記のセンサ類及び装置から入力された検出信号（データ）、並びに予め記憶されているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果に基づいて制御信号を出力するように構成されている。

なお、ＥＣＵはエレクトリックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクション（ルーチン）を実行することにより後述する各種機能を実現する。

コントローラ７には、エンジンアクチュエータ３ｂが電気的に接続されている。コントローラ７には、自動変速機４の油圧制御装置(図示せず)も電気的に接続されている。そのため、コントローラ７は、エンジンアクチュエータ３ｂを制御することによってエンジン３の出力を調整することができ、油圧制御装置を制御することによって自動変速機４が実現する変速段を変更することができる。

（作動の概要）
次に、有段自動変速機４が実現する変速段を制御する変速段制御装置２０の作動の概要について、図２を参照しながら説明する。車両ＶＡが道路のコーナーを走行する場合、運転者は一般的にコーナーの手前及び／又は入口で車両ＶＡを減速させ、車両ＶＡの速度を十分に低下させた状態でコーナーに進入する。図２において、このように車両ＶＡが減速させられる領域（減速領域）は領域Ａである。運転者は、コーナー内では車両ＶＡを減速させながら、あるいは、一定の速度で車両ＶＡを旋回させる。図２において、このように車両が旋回させられる領域（旋回領域）は領域Ｂである。
その後、運転者は、コーナーを脱出するときに車両ＶＡを再加速させ、車速がコーナー終了後に十分な速度となったとき加速を終了する。図２において、このように車両が再加速させられる領域（加速領域）は領域Ｃである。

コントローラ７は、減速領域Ａにおいて、自動変速機４の変速段を低下させるダウンシフト（シフトダウン）制御を行う。コントローラ７は、旋回領域Ｂにおいて、自動変速機４の変速段をホールド（同じ変速段に維持する）する変速段維持制御を行う。更に、コントローラ７は、加速領域Ｃにおいて、自動変速機４の変速段を高速側の変速段へと次第に上昇させるアップシフト（シフトアップ）制御を行う。

コーナーにおける減速走行後の再加速走行時における自動変速機４の変速段の制御について、図３を参照しながら説明する。コントローラ７は、加速度センサ１３により計測された車両ＶＡの加速度が０以下から正に変化するときの車速Ｖｓを再加速時車速Ｖｓとして記録する。次に、この車速Ｖｓと最大加速度ＧｍａｘＢとの関係（予め定められた第１の関係）に基き最大加速度ＧｍａｘＢを算出する。この算出方法については後述する。

更に、屈曲点加速度Ｇｆを、屈曲点加速度Ｇｆと最大加速度ＧｍａｘＢとの関係（予め定められた第２の関係）に基き算出する。更に、屈曲点車速Ｖｆを、屈曲点車速Ｖｆと車速Ｖｓとの関係（予め定められた第３の関係）に基き算出する。その後、カーブ走行中に実際に加速度が最大となった時点の車速を最大加速度発生時車速Ｖｅとして取得する。これら最大加速度ＧｍａｘＢ、屈曲点加速度Ｇｆ、屈曲点車速Ｖｆ及び最大加速度発生時車速Ｖｅの算出方法については後述する。

コントローラ７は、再加速時車速Ｖｓ、最大加速度ＧｍａｘＢ、車速Ｖｅ、屈曲点加速度Ｇｆ及び屈曲点車速Ｖｆが求まると、図３に示す要求加速度特性線（特性線）を決定する。より具体的に述べると、コントローラ７は、車速と加速度とにより規定される点（車速，加速度）を、横軸に車速、縦軸に加速度をとる図３に示すグラフにプロットする。即ち、点（車速，加速度）＝（Ｖｓ，０）、点Ｅ（車速，加速度）＝（Ｖｅ，ＧｍａｘＢ）、点Ｆ（車速，加速度）＝（Ｖｆ，Ｇｆ）を図３のグラフにプロットする。そして、それらを実質的な直線により結ぶことにより、要求加速度特性線を得る。後述するように、これらの点は、運転者の過去の走行情報（走行履歴）に基いて得られる点を含んでいる。従って、この要求加速度特性線は、車両ＶＡの運転者がその運転志向に応じて、コーナー走行中の再加速時に車両ＶＡに要求すると推定される推定要求加速度Ｇｒｅｑと車速Ｖとの関係を示す。

なお、一般に車両ＶＡがコーナーを走行する場合、その加速度が最大加速度となったのちに緩やかに低下し、車両ＶＡの加速度が「ある加速度」となったときに急激に減少する。換言すると、運転者は、コーナーを抜ける際に車両ＶＡを強く加速させ、ある車速になると加速を停止する。この加速が停止する時点（加速度が急激に減少する時点）に相当する加速度及び車速の組み合わせが屈曲点Ｆである。よって、屈曲加速度Ｇｆは、運転者がコーナー走行中に最大加速度Ｇｍａｘを発生させたと仮定した場合において、車両ＶＡを加速させなくなる仮想加速停止時点の直前の車両ＶＡの加速度と言うことができる。従って、屈曲点車速Ｖｆは、仮想加速停止時点での車速と言うことができる。

以下、図４を用いて、前述した変速特性図を説明する。変速特性図は、車両の各変速段における車速と最大加速度との関係を示す図である。なお、図４においては自動変速機４が前進８速の有段変速機である場合の一例を示してある。

変速特性図は、横軸に車速、縦軸に車両の加速度（Ｇ）とした図である。Ｍａｘ＠２ｎｄは、自動変速機４の変速段を２速としたときの車速に対する車両ＶＡが出力可能な最大加速度を示している。同様に、Ｍａｘ＠３ｒｄは、変速段を３速としたときの車速に対する車両ＶＡが出力可能な最大加速度、Ｍａｘ＠４ｔｈは、車速に対する車両ＶＡが出力可能な最大加速度を示している。以下、同様に、Ｍａｘ＠５ｔｈ, Ｍａｘ＠６ｔｈ, Ｍａｘ＠７ｔｈ及びＭａｘ＠８ｔｈは、変速段をそれぞれ５速、６速、７速及び８速としたときの車速に対する車両ＶＡが出力可能な最大加速度を示している。これらの変速特性図は、事前にコントローラ７に記憶させてある。

また、関数ｆｈ,ｆｎ,ｆｌは、前述した図３の要求加速度特性線を示したものである。関数ｆｈはスポーツ走行のときの要求加速度特性線を示す。同様に、関数ｆｎはノーマル（普通）走行のときの、関数ｆｌはエコ（燃費）走行のときの要求加速度特性線を示す。

また、Ｅ１,Ｅ２及びＥ３は、関数ｆｈ,ｆｎ及びｆｌにおける最大加速点Ｅを示す。同様に、Ｆ１,Ｆ２及びＦ３は、関数ｆｈ,ｆｎ及びｆｌにおける屈曲点Ｆを示す。

前述したように、要求加速度特性線から、現在車速Ｖｃｕｒに対して運転者が要求する要求加速度Ｇｒｅｑが推定できる。この要求加速度Ｇｒｅｑを出力可能な変速段は、変速特性図より算出できる。即ち、コントローラ７は、要求加速度特性線及び変速特性図から、推定要求加速度Ｇｒｅｑを出力可能な（実現できる）変速段であって、最も高速側の変速段へと自動変速機４の変速段をシフトアップするように制御する。

（具体的作動）
次に変速段制御装置２０の具体的作動について説明する。
先ず、図５を参照して、減速時（減速領域Ａ）における、変速段制御装置２０による変速段制御（減速走行時におけるダウンシフト制御）を説明する。なお、図５のフローチャートで示されるルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。従って、所定のタイミングになると、図５のステップＳ１から処理を開始し、ステップＳ８で「Ｙｅｓ」と判定されると本ルーチンを一旦終了する。

（減速走行時におけるダウンシフト制御）
先ず、ステップＳ１にて、コントローラ７は、期待車速Ｖｅｘｐを算出する。期待車速Ｖｅｘｐは、車両ＶＡの走行が減速走行であるか加速走行であるかに関わらず、所定の時間間隔で算出される。運転者が車両ＶＡを運転操作する際には、運転者は所定の車速を狙いながら運転していると仮定できる。上記のような運転者の狙いの車速、もしくは運転者が目標とする車速を「期待車速」と定義する。

一般に、同一の走行環境の下では、運転者の運転志向が、通常よりも運動性能を重視する走行志向(スポーツ走行志向)であれば、「期待車速」は高くなる。反対に、運転者の運転志向が、通常よりも燃費を重視するエコ走行志向(燃費走行志向)であれば、「期待車速」は低くなる。期待車速Ｖｅｘｐは、車速、前後加速度、横加速度、操舵角、路面勾配、車両姿勢等のデータを記録した車両ＶＡの走行履歴に基づいて推定することができる。

また、前述したように「期待車速」は、運転者の狙いの車速、もしくは運転者が目標とする車速と定義している。そのような定義から、加速走行時に車速が「期待車速」に到達した場合には、加速度が０になり、それ以上は加速されなくなるものと推定することができる。従って、図６に示すように、本例においては、コーナーに進入する以前の所定の時間内に車両ＶＡが記録した最高車速(すなわち走行中に加速度が０になる車速)を、「期待車速」として取得する。なお、「期待車速」は、他の様々な公知の方法によって設定しても良い。

ステップＳ１にて期待車速Ｖｅｘｐが算出された後、コントローラ７は、車両ＶＡがコーナーを減速走行中であるか否かを判断する（ステップＳ２）。このとき、コントローラ７は、ナビゲーションシステム１５からの情報に基き車両ＶＡが現時点において走行している道路がコーナーか否か、且つ加速度センサ１３により計測された加速度が０未満か否かを判定する。コーナーでないと判定される、又は加速度センサ１３により計測された加速度が０以上であれば、車両ＶＡはコーナー走行中で且つ減速走行中ではない。よって、ステップＳ２において「Ｎｏ」と判断されて、コントローラ７は以降の制御を実行することなく、上記のステップＳ１へと戻る。

これに対して、コーナー走行中且つ加速度センサ１３により計測された加速度が所定の時間０未満、即ち、車両ＶＡが減速走行中であると判定される場合には、ステップＳ２において「Ｙｅｓ」と判断されて、コントローラ７はステップＳ３へと進む。ステップＳ３では、制御実行フラグＸｊに１を代入して、次のステップＳ４へと進む。ステップＳ４では、コントローラ７は現在車速Ｖｃｕｒ及び期待車速Ｖｅｘｐから最大加速度ＧｍａｘＡを算出する。

より具体的に述べると、最大加速度ＧｍａｘＡは、車両ＶＡがコーナーを減速走行しているときに算出される、減速走行後の再加速走行する際の最大加速度を表す。車両ＶＡは、コーナーで停止することなく減速走行する場合、その減速走行を終えた後に再加速走行する状態に移行する。車両ＶＡがコーナーを停止することなく旋回して走行する場合、前述したように運転者は一般に、コーナーに進入する手前及び／又は入口で徐々に車両ＶＡを減速させ、車両ＶＡの速度を十分に低下させた状態でコーナーに進入する。運転者は、コーナー内（図２の領域Ａ、領域Ｂ）では車両ＶＡを減速させながら、あるいは、一定の速度で車両ＶＡを旋回させる。そして、運転者はコーナーの手前及び／又は出口（図２の領域Ｃ）で車両ＶＡを再加速させる。

このように車両ＶＡがコーナーにおいて減速走行後に再加速走行する場合、運転者は、期待車速Ｖｅｘｐに向けて車両ＶＡを加速させると仮定できる。従って、期待車速Ｖｅｘｐと現在車速Ｖｃｕｒとの車速差△Ｖ(△Ｖ=Ｖｅｘｐ−Ｖｃｕｒ)が大きければ、運転者は、車速差ΔＶを縮める（小さくする）ために大きな加速度を要求して車両ＶＡを再加速走行させると推測できる。

上記の仮定により、ステップＳ４では、期待車速Ｖｅｘｐと現在車速Ｖｃｕｒとの車速差ΔＶから、再加速走行時に運転者が期待する最大加速度として、コントローラ７は最大加速度ＧｍａｘＡを求める。走行実験やシミュレーション等の結果から、上記のような最大加速度Ｇｍａｘと車速との間には相関があることが分かっている。

以下、図７を参照して、期待車速Ｖｅｘｐ、現在車速Ｖｃｕｒ及び最大加速度Ｇｍａｘとの関係を説明する。車速Ｖを横軸に、加速度Ｇ(最大加速度Ｇｍａｘ)を縦軸にとると、図７に示すように、「最大加速度Ｇｍａｘ=ａＶ＋ｂ」（ここで、ａ，ｂはともに定数）と表せる。即ち、最大加速度Ｇｍａｘと車速Ｖとの関係は、一次関数の相関線(近似線)により表すことができる。この相関線は、スポーツ走行を関数ｆｈ、普通走行（ノーマル走行）を関数ｆｎ及び燃費走行（エコ走行）を関数ｆｌで示すように、運転者の運転志向毎に求めてある。なお、更に細かく運転志向を分けて求めるとしても良い。本実施形態では、前述した一次関数の相関線の傾き（ａ）が運転志向によらず、一定の値となった。

前述したように、ステップＳ１にて取得される期待車速Ｖｅｘｐは、運転者が目標とする車速である。そのときの加速度は０となる。従って、図７に示すように、最大加速度Ｇｍａｘは、前述した一次関数の相関線の傾き（ａ）と、期待車速Ｖｅｘｐと現在車速Ｖｃｕｒとの車速差△Ｖ(△Ｖ=Ｖｅｘｐ−Ｖｃｕｒ)より、現在車速Ｖｃｕｒにおける最大加速度Ｇｍａｘ＝｜ａ△Ｖ｜により算出することができる。即ち、ステップＳ４で算出される最大加速度ＧｍａｘＡは、ステップＳ１で算出された期待車速Ｖｅｘｐと現在車速Ｖｃｕｒとの差△Ｖに定数ａを乗算した値の大きさとして求められる。

一方、コントローラ７は、図７に示す最大加速度Ｇｍａｘと車速Ｖとの相関関係（関数）を車両ＶＡの加速特性として記憶しても良い。前述したように運転志向としてスポーツ走行志向が強いほど、「期待車速」が大きい関数ｆｈが選択され、それによって求められる「現在車速Ｖｃｕｒ時の最大加速度」も大きくなる。反対に、運転志向として燃費走行志向が強いほど、「期待車速」 が小さい関数ｆｌが選択される。そして、コントローラ７は、選択された関数と現在車速Ｖｃｕｒとから最大加速度ＧｍａｘＡを求めても良い。

最大加速度ＧｍａｘＡが算出される（ステップＳ４）と、コントローラ７はその最大加速度ＧｍａｘＡ及び図４に示した変速特性図から、出力可能な自動変速機４の変速段を算出する(ステップＳ５)。即ち、車両ＶＡが再加速走行するときに最大加速度ＧｍａｘＡで加速するために、あらかじめ最適な自動変速機４の変速段を算出しておく。そのような変速段は、あらかじめコントローラ７に記憶させておく図４に示した変速特性図から算出することができる。

なお、図４の変速特性図に示す各変速段の出力可能な加速度Ｇａｂは、エンジン３の出力トルクの最大値をＴｅｍａｘ、走行抵抗をＲ、車両重量をＷ、ギヤ比をｇとすると、
Ｇａｂ=(Ｔｅｍａｘ・ｇ−Ｒ)／Ｗ
の計算式によって算出することができる。自動変速機４の変速段毎に車速Ｖに応じた、この出力可能な加速度Ｇａｂを事前に計測しておくことにより、コントローラ７に記憶させておく変速特性図は作成される。コントローラ７は、最大加速度Ｇｍａｘに対して、その加速度を達成することが可能な変速段のうち、最も高い（上の）変速段が選択されるように制御する。

ステップＳ５により最大加速度ＧｍａｘＡを出力可能な自動変速機４の変速段が算出されると、コントローラ７は、現在自動変速機４で設定されている現在変速段が算出された算出変速段よりも高速段であるか否かを判断する(ステップＳ６)。

ステップＳ６において、現在の変速段が算出された変速段よりも低速段或いは同じ変速段であることにより、このステップＳ５で「Ｎｏ」と否定的に判断された場合、コントローラ７は、後述するステップＳ８へ進む。これに対して、現在の変速段が算出された変速段よりも高速段であることにより、ステップＳ６で「Ｙｅｓ」と肯定的に判断された場合、コントローラ７は、ステップＳ７へ進み、 算出された変速段に自動変速機４のダウンシフトするように制御する（ステップＳ７）。

ステップＳ７によりダウンシフトされると、コントローラ７は、減速が終了したか否かを判断する (ステップＳ８)。車両ＶＡの減速が未だに終了しておらず、このステップＳ８で「Ｎｏ」と否定的に判断された場合、コントローラ７は、前述のステップＳ４へ戻り、従前の制御が繰り返される。これに対して、車両ＶＡが既に減速するのを終了して、ステップＳ８で「Ｙｅｓ」と肯定的に判断された場合、コントローラ７は、この図５に示すダウンシフト制御のルーチンを一旦終了する。

以上、主に減速走行時（図２に示す減速領域Ａ）におけるコントローラ７の変速段制御（ダウンシフト制御）についての説明をした。以下では、再加速走行時（図２に示す加速領域Ｃ）におけるコントローラ７の変速段制御（アップシフト制御）について説明する。

（再加速走行時におけるアップシフト制御）
図８を参照して、再加速走行時におけるコントローラ７によるアップシフト制御について、詳しく説明する。なお、図８のフローチャートで示されるルーチンは、所定の時間ごとに繰り返し実施される。コントローラ７は、ステップＳ１１から処理を開始する。

先ず、ステップＳ１１で、コントローラ７は、制御実行フラグＸｊ＝１であるか否かを判断する。このステップＳ１１で「Ｎｏ」と否定的に判断、即ち、Ｘｊ＝０である場合には、コントローラ７はこの図８に示すアップシフト制御のルーチンを一旦終了する。これに対して、「Ｙｅｓ」と肯定的に判断、即ち、Ｘｊ＝１である場合には、コントローラ７は、次のステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、コントローラ７は、車両の加速度Ｇが０以下から正に変化したか否か、即ち、カーブ走行中に再加速が開始したか否かを判断する。このステップＳ１２で「Ｎｏ」と判断された場合、コントローラ７は、再度ステップＳ１２に戻る。これに対して、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判断された場合、コントローラ７は、次のステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、コントローラ７は、加速度０に対応する車速Ｖｓ（再加速時車速Ｖｓ）に現在車速Ｖｃｕｒを代入し、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、コントローラ７は、図６に示す期待車速Ｖｅｘｐ及びステップＳ１３で求めた車速Ｖｓから、最大加速度ＧｍａｘＢを算出する。この最大加速度ＧｍａｘＢは、前述した図３及び図７に示すダウンシフト制御における算出方法と同様の方法にて算出するため、詳しい説明については省略する。ただし、ステップＳ１４において、図７に示す現在車速ＶｃｕｒにはステップＳ１３にて取得した車速Ｖｓが適用される。

ステップＳ１５では、コントローラ７は、屈曲点加速度Ｇｆを算出する。屈曲点加速度Ｇｆの算出にはルックアップテーブルＭａｐＧｆ（ＧｍａｘＢ）を用いる。即ち、最大加速度Ｇｍａｘとの相関性を利用して事前にコントローラ７に格納された屈曲点加速度Ｇｆと最大加速度Ｇｍａｘとの関係（第２の関係）を示すルックアップテーブルＭａｐＧｆ、及び最大加速度ＧｍａｘＢを用いて算出する。その後、ステップＳ１６に進み、屈曲点車速Ｖｆを算出し、次のステップＳ１７に進む。なお、屈曲点車速Ｖｆの算出には、ルックアップテーブルＭａｐＶｆ（Ｖｓ）を用いる。即ち、加速度０のときの車速Ｖｓとの相関性を利用して事前にコントローラ７に格納された車速Ｖｓと屈曲点車速Ｖｆとの関係（第３の関係）を示すルックアップテーブルＭａｐＶｆを用いて算出する。

ステップＳ１７では、コントローラ７は、車両の加速度Ｇの微分ｄＧ／ｄｔが正から負に変化したか否かを判断する。即ち、コントローラ７は、実際の加速度が最高加速度に到達したか否かを判定する。このステップＳ１７で「Ｎｏ」と判断された場合、コントローラ７は、再度ステップＳ１７に戻る。これに対して、「Ｙｅｓ」と判断された場合、コントローラ７は、次のステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、最大加速度ＧｍａｘＢに対応する車速Ｖｅに現在車速Ｖｃｕｒを代入し、ステップＳ１９に進む。なお、車速Ｖｅに代入する現在車速Ｖｃｕｒは、ステップＳ１７にてｄＧ／ｄｔが正から負に変化したときの車速であり、即ち、車両の加速度Ｇの微分値から車両の最大加速度Ｇｍａｘが発生した時点の車速である。

ステップＳ１９では、コントローラ７は、算出又は計測されたＶｓ，Ｖｅ，ＧｍａｘＢ，Ｖｆ，Ｇｆの５つの値から図３に示す要求加速度特性線を決定し、記憶する。具体的には、（Ｖｓ，０）、最大加速点Ｅ（Ｖｅ，ＧｍａｘＢ）、屈曲点Ｆ（Ｖｆ，Ｇｆ）の３つの点を直線にて結ぶことで、要求加速度特性線を決定する。その後、次のステップＳ２０に進み、コントローラ７は、現在車速Ｖｃｕｒ、ステップＳ１９で決定された要求加速度特性線、及び、図４に示す事前にコントローラ７に格納された変速特性図から車両ＶＡの変速段を算出し、ステップＳ２１へと進む。ステップＳ２１では、コントローラ７は、車両の変速段をステップＳ２０で算出された算出変速段へと変速するように制御し、ステップ２２へと進む。なお、すでに自動変速機４の変速段が、算出変速段である場合には、そのまま変速段が維持される。

以下では、ステップＳ２０の処理、即ち、図４の要求加速度特性線及び変速特性図を用いた、コントローラ７による自動変速機４の変速段の制御について説明する。

今、運転者の運転志向がスポーツ走行志向である（関数ｆｈが選択されている。）と仮定する。コーナーを減速走行後、再加速走行をするとき、最大加速点Ｅ１の最大加速度ＧｍａｘＢに向けて、推定要求加速度Ｇｒｅｑ及び車速Ｖは、ともに上昇していく。そして最大加速点Ｅ１（２．６，６０）に到達すると、推定要求加速度Ｇｒｅｑは緩やかに減少していく一方で、車速Ｖは上昇していく。その後、屈曲点Ｆ１（１，１３０）に到達すると、要求車速Ｖｒｅｑに到達したとして、車速Ｖはそのまま約１３０ｋｍ／ｈの速度を維持しながら加速度は１ｍ／ｓ^２から０に向かって減少していく。

このとき、コントローラ７は、最大加速点Ｅ１（２．６，６０）、即ち、最大加速度ＧｍａｘＢに到達するまで（即ち、ステップＳ１７にて「Ｙｅｓ」と判定されるまで）は、変速段を２速にホールドしたままとする（変速段を維持する）。その後、関数ｆｈと３速の最大加速度を示すＭａｘＧ＠３ｒｄとの交点Ｈ１の車速（約６８ｋｍ／ｈ）に車両ＶＡが到達すると、コントローラ７は変速段を２速から３速へとシフトアップするように制御する。更に、関数ｆｈと４速の最大加速度を示すＭａｘＧ＠４ｔｈとの交点Ｉ１の車速（約９５ｋｍ／ｈ）に車両ＶＡが到達すると、コントローラ７は変速段を３速から４速へとシフトアップするように制御する。同様にしてコントローラ７は、４速から５速、５速から６速というように順に、要求加速度Ｇｒｅｑを出力可能な変速段のうち最も高速側の変速段へと順次シフトアップするように制御する。

なお、３速の最大加速度を示すＭａｘＧ＠３ｒｄとの交点Ｈ１の車速にてコントローラ７は、変速段をシフトアップするよう制御しているが、余裕を見て交点Ｈ１の車速より少し大きい（速い）速度でコントローラ７は、変速段をシフトアップするよう制御しても良い。

同様に、ノーマル走行のときの関数ｆｎ、エコ走行のときの関数ｆｌについても、関数ｆｎ,ｆｌと、最大加速度ＭａｘＧ＠５ｔｈ,ＭａｘＧ＠６ｔｈ及びＭａｘＧ＠７ｔｈとのそれぞれの交点に到達したときに、コントローラ７は自動変速機４の変速段をシフトアップするように制御する。

その後、ステップＳ２２では、コントローラ７は、車両ＶＡがコーナー終了後、所定距離走行したか否かを判断する。このステップＳ２２で「Ｎｏ」と否定的に判断された場合、コントローラ７は、再度ステップＳ２０に戻り、従前の制御が繰り返される。これに対して、「Ｙｅｓ」と肯定的に判断された場合、コントローラ７は、次のステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、制御実行フラグＸｊに０を代入して、コントローラ７はこのアップシフト制御のルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本実施形態における、車両ＶＡがコーナー（カーブ）を走行するときのコントローラ７による車両ＶＡの変速段制御は、減速走行時（減速時）に図５に示すダウンシフト制御を行った後、再加速走行時（再加速時）に図８に示すアップシフト制御を行う。

本実施形態に示すように車両ＶＡが減速走行した後に再加速走行する場合において、コントローラ７は変速段を適切なタイミングでアップシフトするように制御することで、ドライバビリティ（操縦性）を向上させることができる。

即ち、本実施形態の、図４、図８に示すコントローラ７による変速段のアップシフト制御により、減速走行後の再加速走行時において、ドライビリティ（操縦性、追従性）を向上させることができる。再加速開始から加速終了（＝屈曲点Ｆ）までの運転者が要求する加速度を要求加速度特性線により推定して適切な変速段を設定することで、運転志向等の運転者（ドライバ）の意図を反映させたアップシフト制御が可能になる。これにより、車両の加速性能と車速とを適切に制御して、運転者が違和感及び加速フィーリングが良くないと感じるのを抑制し、より快適に運転することが可能となる。

更に、運転者が要求すると推定される要求加速度Ｇｒｅｑを出力可能な変速段のうち、最も高速側の変速段にしておくことで、燃費を向上させることが可能となる。

加えて、減速時に実行される図５に示すダウンシフト制御は、再加速走行時に運転志向等のドライバの意図を反映させた加速走行を可能にする。即ち、車両の変速段を適切な低速段まで低くしておくことで、運転者が違和感及び加速フィーリングが良くないと感じるのを抑制し、より快適に運転することが可能となる。つまりは、減速走行時に十分な低速段にまでダウンシフトしておくことにより、再加速走行時に十分なトルクと加速性能を引き出すことができる。

更に、再加速走行時にトルク不足により、再度変速段（変速比）をダウンシフトする可能性を低くすることができるため、変速段の変更に要する時間や駆動力のロスを抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、車両ＶＡが減速中かどうかの判定を、車載カメラ１４を用いて行うとしても良い。例えば、コーナー（カーブ）を車載カメラ１４が捉えて、コーナーにおける所定の領域に位置したときを減速開始のスタートとすることが考えられる。

なお、本実施形態のように最大加速度Ｇｍａｘを車速Ｖとの関係を、一次関数として求めるのではなく、他の近似法を用いて求める、或いは、より細かく場合分けしたルックアップテーブルを作成して求めるとしても良い。

１…前輪、２…後輪、３…エンジン（ＥＮＧ）、４…自動変速機（ＡＴ）、５…デファレンシャルギヤ、６…エアフローセンサ、７…コントローラ（ＥＣＵ）、８…アクセルセンサ、９…ブレーキセンサ、１１…アウトプット回転速度センサ、１２…車速センサ、１３…加速度センサ（Ｇセンサ）、１４…車載カメラ、１５…ナビゲーションシステム、２０…変速段制御装置、ＶＡ…車両

Claims (1)

1. 車両に搭載された有段自動変速機が実現する変速段を制御する、車両の変速段制御装置であって、
   前記車両がコーナーに進入する以前の所定期間における当該車両の実際の最高速度を当該車両の運転者が期待する期待車速として取得する期待車速取得手段、
   前記車両が前記コーナーを走行する際に減速した後に加速を開始した再加速時点における実際の車速を再加速時車速として取得するとともに、当該再加速時車速と、前記期待車速と、予め定められた第１の関係と、に基いて当該車両の運転者が当該コーナーの走行中に要求すると推定される最大加速度を取得する最大加速度取得手段、
   前記車両が前記コーナーを走行する際に前記運転者が前記最大加速度を発生させたと仮定した場合において当該運転者が当該車両を加速させなくなる仮想加速停止時点の直前の当該車両の加速度である屈曲点加速度を、前記最大加速度と予め定められた第２の関係とに基いて推定する屈曲点加速度取得手段、
   前記仮想加速停止時点での車速である屈曲点車速を、前記再加速時車速と予め定められた第３の関係とに基いて推定する屈曲点車速取得手段、
   前記車両が前記コーナーを走行する際に当該車両の実際の加速度が最大となった最大加速時点の車速を最大加速度発生時車速として取得する最大加速度発生時車速取得手段、
   前記再加速時車速、前記最大加速度、前記最大加速度発生時車速、前記屈曲点加速度及び前記屈曲点車速に基いて、車速に対する要求加速度を規定する特性線を求め、当該特性線と前記最大加速時点以降における実際の車速とから要求加速度を取得する要求加速度取得手段、及び、
   前記最大加速時点以降において、前記自動変速機の変速段を、現時点の車速に対して前記要求加速度を実現できる変速段のうち最も高速側の変速段へと変更する変速段制御手段、
   を備えた車両の変速段制御装置。
   
   

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