JP2666487B2 - 車両の走行特性制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、運転者の操作特性や走行環境に応じて車両
の走行特性を自動的に変化させる制御装置に関する。

（従来の技術） 車両の走行特性（モード）を変化させるものとして、
たとえば自動変速機のシフトパターンを何種類か設定し
ておき、走行条件等に応じて異なったシフトパターンを
選択することにより、市街地走行や高速走行、あるいは
登坂走行等でそれぞれ最適なシフトパターンによって自
動変速機のギヤシフトを行うようにしたものがある。

この場合シフトパターンを選択するための走行条件の
特定は、たとえば特開昭63−28741号公報によれば、車
速の微分値から加速度を求め、この絶対値を積分し、そ
の算出値によって市街地走行か登坂走行かを判定してお
り、また、特開昭62−180153号公報では、エンジントル
クが一定値以上を維持しているにもかかわらず、車速が
低下して高速段から低速段に切換えがされたときに登坂
走行にあると判断している。

そして、走行条件がそれまでのシフトパターンと異な
る特定の状態に移行したと判定されると、ただちにシフ
トパターンの変更が実施され、最適な走行モードへと切
換が行なわれる。

なお、走行モードの切換は、自動変速機のシフトパタ
ーンの変更に限らず、アクセル開度に対するスロットル
開度の対応関係や、アクセル開度と空燃比の濃度や点火
時期等エンジンの発生出力の特性を走行条件等によって
変化させることによっても実現できる。

したがって、たとえば広い道路から狭小な道路あるい
はスムーズな走行から渋滞走行に移行したときなどは、
アクセル操作に敏感な加速性にすぐれた走行モードか
ら、アクセル操作に対して緩慢な加速性をもつ走行モー
ドに自動的に切換えることにより、渋滞走行時に発進、
停止やわずかづつの加速、減速を繰り返すときなど微妙
なアクセル操作が不要となり、運転性が著しく改善され
ることになる。

（発明が解決しようとする課題） ところでこのような場合、走行条件の変更を生じてか
ら実際に走行モードが切換わるまでには所定の判断、演
算時間が必要なため、渋滞走行に移行した直後など、し
ばらくの間は運転者が希望する緩慢なモードとは異な
り、それまでの鋭敏なモードでの走行を強いられること
がある。アクセル操作に対して出力が急激に増減する鋭
敏なモードでは、渋滞走行時の発進停止、加速減速の繰
り返しに円滑に対応することは難しく、ぎくしゃくした
アクセル操作を要求されかねず、乗り心地も悪化する。

このように実際の走行条件と選択された走行モードと
は、走行条件が過渡的に変化する過程で不整合となりや
すく、そんなに長い時間ではないにしても運転性を損ね
る原因を作っていた。

そこで本発明は、スムーズな走行状態から渋滞路等に
移行したときは、運転者の要求に応じて即座にアクセル
操作に敏感な走行モードを解除することにより、このよ
うな問題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、第１図にも示すように、少なくとも
加速性のよいアクティブモードと加速性の緩やかな緩慢
モードとをもつ走行モード設定手段１と、車両の走行条
件を判定する手段２と、判定された走行条件に基づいて
走行モードを選択する手段３と、アクセル開度変化を検
出する手段４と、アクセル開度の加速度的変化値を算出
する手段５と、アクティブモード走行時にアクセル開度
の加速度的変化値がアクセル開度の増大と減少とが連続
したときの変化値に相当する所定値よりも大きいときは
緩慢モードが要求されているものと判断して強制的にア
クティブモードを解除する手段６とを備えるものとし
た。

（作用） 通常は走行条件がアクティブモードから緩慢モードへ
と移行すべき状態に変化したことが判定されたときに、
走行モード選択手段によりモード切換が行われる。ただ
し、運転者のアクセル操作が緩慢モードへの移行を要求
していると判断された場合には走行条件にかかわらず直
ちにアクティブモードが解除され、たとえばアクティブ
モードと緩慢モードとの中間的な特性をもつノーマルモ
ードへと移行する。

この運転者の緩慢モードへの移行要求の判断は、アク
セル開度の加速度的変化値が、アクセル開度が増大と減
少とが連続したときの変化値に相当する所定値よりも大
きいか否かで判断される。走行特性がアクティブモード
にあるときには加速力が比較的大きくなっているので、
アクセルペダルを踏み込んだときに車両が運転者の期待
する以上に加速することがあり、このようなとき運転者
はアクセルペダルの踏込をやめてすぐに戻すという操作
を行う。すなわちアクセル開度の増大と減少とが連続す
ることになり、このときアクセル開度の加速度的変化値
は、増大方向から減少方向へと符合が変化するので、ア
クセルペダルを急に踏み込んでそのまま保持した急加速
の場合等に比較してより大きな値として算出することが
できる。したがって、この変化値から判断することによ
り、アクティブモードが要求されていないことを確実に
検出して、より適切なノーマルモードないし緩慢モード
へと移行させることができる。

このような制御により、スムーズな走行状態から渋滞
状態に入った直後など、アクティブモードからノーマル
モード等の比較的加速力が緩慢なモードへと即座に移行
させて、アクティブモードに特有の比較的過敏な出力応
答を回避して、運転性の悪化を防止できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、10はエンジン、11は自動変速機であ
り、エンジン10の点火時期やスロットル開度（吸入空気
量）を運転状態等に応じて制御する駆動装置12と、自動
変速機11のギヤシフトを運転状態等に応じて制御する駆
動装置13とが設けられ、これら各駆動装置12,13はマイ
クロコンピュータ等で構成される制御回路14によって作
動が制御される。

制御回路14には車両の運転状態、走行条件や運転者の
運転操作等を検出するための種々の信号が入力されるの
であり、15はアクセル開度を検出するアクセルセンサ、
16は車速を検出するための車速センサ、17はエンジン回
転数を検出するための回転数センサである。

制御回路14では車両の走行条件に応じていくつかの異
なる制御特性のうちから、そのときの走行条件に対応し
た最適な点火時期制御特性（モード）を選択し、またア
クセル開度に対するスロットル開度の対応関係を選択す
る（この場合、アクセルペダルとスロットルバルブの連
動関係は一定の正比例特性ではなく、選択に応じて自由
な比例特性に設定できるようになっていて、スロットル
バルブの開度はたとえばモータにより駆動制御され
る）。さらに同じようにしていくつか設定された自動変
速機の変速特性（シフトパターン）のうちから走行条件
にあった最適なものを選択する。

第４図〜第６図には制御回路14に設定されている少な
くとも３つの走行モード、つまり加速性のよいアクティ
ブモードと、緩慢な加速性をもつ緩慢モードと、これら
の中間的な特性をもつノーマルモードを示す。

第４図のアクティブモードではアクセルの低開度域で
大きくスロットルが開き、かつ中間域では抑えぎみにし
て、高開度域でさらに大きく開くことにより、アクセル
操作に敏感に応答して出力が増大し、かつ追い越し運転
等にも余裕をもたせることができる。また、自動変速機
の変速特性については、シフトアップとシフトダウンの
ヒステリシスを小さくして、応答のよい加減速走行を実
現する。

第５図の緩慢モードではアクセル開度に対してスロッ
トルの開き具合を遅くすることにより、アクセル操作に
対する出力の過敏な応答を抑制し、渋滞走行時など発
進、停止を繰り返すときに不快な前後加速度によるショ
ックを軽減する。変速特性としては、低スロットル開度
からの発進時などは第２速から発進するようにして、急
発進を防ぐ。

第６図のノーマルモードは、第４図と第５図の中間的
な特性をもつ標準モードであり、アクセル操作に対して
過敏にも緩慢にもならず適切な出力特性と変速特性に設
定される。

このようにして車両の走行条件によって最適な特性が
得られる走行モードが選択されるのであるが、具体的に
は、この判定はたとえば車両の平均車速や、回転数と車
速の関係、あるいはアクセル開度と車速の関係等を勘案
して行い、高速道路走行、登坂走行、渋滞走行、狭小道
路走行、通常道路走行等のうちからどの走行条件にある
かを判断し、判断結果に基づいてアクティブモードや緩
慢モードあるいはノーマルモードが選択されるのであ
る。

ところでこの場合、前述したように、走行条件の変更
を生じてから実際に走行モードが切換わるまでには所定
の判断、演算時間が必要なため、たとえば高速道路の高
速走行から料金所手前等のノロノロ運転に移行したとき
など、渋滞走行に移ってしばらくの間は、運転者が希望
するアクセル操作に対する緩慢なモードとは異なり、そ
れまでの鋭敏なアクティブモードの使用を強いられるこ
とがある。アクセル操作に対して出力が急激に増減する
アクティブモードでは、渋滞走行時の発進停止、加速減
速の繰り返しに対応することは難しく、ぎくしゃくした
アクセル操作を要求されかねず、乗り心地も悪化する。

そこで本発明ではこのようなアクティブモードでの走
行時に運転者が緩慢モードを要求するときには、これを
アクセルペダルの操作特性から判断して、走行条件の変
更に基づいて走行モード（緩慢モード）が選択される以
前でも、直ちに強制的にアクティブモードを解除し、と
りあえずノーマルモードに移行し、その後に自動的に緩
慢モードに移行するのを待つことにより、走行条件が過
渡的に変化する状態での、走行モード選択の不整合の問
題を少しでも解消するようにしている。

ところでアクティブモード走行時に緩慢モードを要求
していることの判定は、アクセル開度変化の加速度的変
化値（二階差分値）をもとに行っている。

いま与えられた関数ｙ＝ｆ（ｘ）において、等間隔に
あるｘの値、xn＝x₀＋nhに対するｙの値を、yn＝ｆ（x
n）とすると、Δyn＝ｙ（ｎ＋_１）−ynを一階差分値、
そしてΔ^２yn＝Δｙ（ｎ＋_１）−Δynを二階差分値とい
う。

そこで、アクセル開度θについての時間０＜ｔ≦t₀に
おける一階差分値をΔθｉとすると、二階差分値Δ^２θ
ｉはΔ（θｎ＋_１）−Δθｎとして求められる。したが
ってこの二階差分値はアクセル開度の加速度的な変化を
捕らえるもので、アクセルが踏み込まれた後、大きく戻
されるときなどに、二階差分値が大きな数値となる。

第７図に車両の走行特性が運転者の予測と相異したと
きのアクセル開度の変化の様子を示すが、わずかのアク
セル操作（開度）に対して予想以上の加速感がえられた
ときは、踏んだアクセルを大きく戻す。なお、この図は
スムーズな走行から渋滞走行または、狭い道路に移行し
たときなどに起きるパターンで、通常は一回このような
経験をすると、それ以後は人間の学習能力が働き、２回
目からは少し滑らかにアクセルを踏むことになる。

したがって、二階差分値を所定値と比較し、これより
も大きいときは少なくともアクティブモードは解除、換
言すると、アクティブモードから緩慢モードへの切換を
要求しているものと判断することができる。そこで、ア
クティブモード走行時にこのような状態を判断したら、
直ちにアクティブモードを解除してノーマルモードに移
行し、走行条件の判定結果にしたがってノーマルモード
から緩慢モードへと切換わるのを待つようにした。

第３図に制御回路14で実行されるこの一連の制御動作
のフローチャートを示す。

まず現在の走行モードを見てアクティブモードにある
かどうかを判定する（ステップ50）。アクティブモード
にないときは、この制御は停止される。

これに対してアクティブモードにあるときは、アクセ
ル開度の二階差分値を演算し、これを予め設定された所
定値と比較する（ステップ51,52）。

なお、この所定値は通常のアクティブモードの状態で
は起きない程度、運転者がアクセルを踏んでから急に戻
したときのアクセル操作に相当する値に設定するものと
する。

この所定値よりも二階差分値が小さいときは、運転性
能上とくに問題はないものと判断し、初期状態にルーチ
ンを戻すが、所定値よりも大きいときはアクティブモー
ドではなくもっと穏やかな加速、減速特性を要求してい
るものと判断して、アクティブモードを解除してノーマ
ルモードに移行する（ステップ53）。

ノーマルモードはアクティブモードに比べれば加減速
感は穏やかで、高速走行から渋滞路への移行直後の運転
性としては、かなり改善される。

このようにして、運転者の要求があれば走行条件の変
更による走行モードの切換よりも優先してアクティブモ
ードを解除するので、過渡的に選択された走行モードと
運転者との要求モードとが一致しないようなときに、自
動選択の不整合の不備を補って、走行モードの適応性を
改善できる。

なお、ノーマルモードに移行した後は走行条件の判定
に基づいて緩慢モードに移行するが、それまでの間はこ
のノーマルモードが維持されることになる。

ただし、アクティブモードから必ずしもノーマルモー
ドに移行させずに、運転者が緩慢モードを要求している
のであるから、直接的に緩慢モードに移行させるように
してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、アクティブモードで走
行中に、アクセルペダルを踏み込んですぐに戻すという
アクセル操作特性から運転者が緩慢な走行モードへの移
行を希望していると判断し、これにより走行条件の判定
を行うまでもなく強制的にアクティブモードを解除する
ようにしたので、走行条件の変化時など過渡的に発生す
る走行モードの不整合の問題を解消し、よりいっそう運
転者の要求に対して適応性の高い走行モードに制御する
ことができ、運転の安定性や操作性の向上が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すクレーム対応図、第２図は
本発明の実施例を示すブロック図、第３図は制御動作を
示すフローチャート、第４図（Ａ）（Ｂ）〜第６図
（Ａ）（Ｂ）はそれぞれアクティブモード、緩慢モー
ド、ノーマルモードでのアクセル開度とスロットル開度
の対応関係並びに自動変速機の変速特性を示す説明図、
第７図はアクセル開度の変化状態を示す説明図である。 10…エンジン、11…自動変速機、14…制御回路、15…ア
クセルセンサ、16…車速センサ、17…回転数センサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも加速性のよいアクティブモード
   と加速性の緩やかな緩慢モードとをもつ走行モード設定
   手段と、車両の走行条件を判定する手段と、判定された
   走行条件に基づいて走行モードを選択する手段と、アク
   セル開度変化を検出する手段と、アクセル開度の加速度
   的変化値を算出する手段と、アクティブモード走行時に
   アクセル開度の加速度的変化値がアクセル開度の増大と
   減少とが連続したときの変化値に相当する所定値よりも
   大きいときは緩慢モードが要求されているものと判断し
   て強制的にアクティブモードを解除する手段とを備えた
   ことを特徴とする車両の走行特性制御装置。