JP2891484B2 - 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、たとえば狭小な道路から広い道路あるい
は渋滞走行からスムーズに走行可能な状態へと移行した
ときなどは、アクセル操作に対して緩慢な加速性をもつ
走行モードからアクセル操作に敏感な加速性のすぐれた
走行モードに自動的に切換えられることになり、発進停
止やわずかづつの加減速を繰り返すときでも微妙なアク
セル操作を不要とする渋滞走行モードから、アクセル操
作に対応してスムーズな運転ができる走行モードへと移
行するなど、走行条件に即応した運転性が確保されるこ
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
らこれを判定して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、渋滞走行から広い
空いている道路にに移行した直後など、しばらくの間は
運転者が希望する加速性のよいモードと異なり、それま
での緩慢なモードでの走行を強いられることがある。

とくに危険回避のためとっさの急加速が必要となった
ときなど、緩慢な走行モードでは対応しきれないことも
あり、安全性の点からも一考を要する。

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、出力を控えた走行モードでの運転中
に運転者がとっさに高加速性を要求した場合でも、瞬時
に大きな加速特性が確保できる走行モードへの切換を可
能として、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、アクセル開度の変化度合を算出する手
段５と、緩慢モード走行時にアクセル開度変化度合の移
動平均値を求める手段６と、同じくアクセル開度変化度
合が前記平均値の所定数倍よりも大きいときにアクティ
ブモードが要求されているものと判断して強制的に緩慢
モードをアクティブモードに変更する手段７とを備え
る。

（作用） 走行条件が緩慢モードからアクティブモードに移行す
べき状態に変化したことを判定すると、走行モード選択
手段によりモード切換が行なわれるが、モード切換前に
運転者のアクセル操作がアクティブモードへの移行を要
求していることを、アクセル開度変化度合とその平均値
をもとに判断されると、直ちに緩慢モードが解除され、
アクティブモードに移行する。

したがって渋滞路からスムーズな走行が可能な道路に
移行した直後など、緩慢モードから即座にアクティブモ
ードに移り、応答のよい加速性を確保して、運転の円滑
性や安全性を高められる。

（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
変換機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（パワーモード）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
の各走行特性を示す。

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、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、判定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、たとえば狭小道路から
広い道路、あるいは渋滞走行から急に渋滞が解消された
ときなど、運転者が希望するアクセル操作に鋭敏なアク
ティブモードとは異なり、それまでの緩慢な走行モード
を強いられることがある。緩慢モードではアクセルを一
杯に踏み込んでもなかなかスムーズな加速ができず、ま
た、危険回避のためとっさの急加速が必要となった場合
など、緊急避難的な安全性の面からも問題がある。

そこで本発明ではこのような出力を抑えた緩慢モード
での走行時に運転者がアクティブ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（アクティブモー
ド）が選択される以前でも、直ちに強制的に緩慢モード
を解除してアクティブモードに移行させ、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。

緩慢モード走行時にアクティブモードを要求している
ことの判定は、アクセルの操作特性、つまりアクセル開
度変化度合（一階差分値）を解析することにより次のよ
うにして行う。

渋滞走行時には緩慢モードに切換わっているため、ア
クセルを鋭く踏んでも緩やかに加速し、また減速も穏や
かに行なわれる。また、一般的には渋滞走行中はアクセ
ルの操作は緩やかに行なわれる傾向がある。そして、広
い道路に入って加速を要求するときはアクセルが大きく
踏み込まれる。

しかし、渋滞走行時でも、運転者によっては発進時に
常に大きくアクセルを踏み込む習性があったり、また逆
に極めて緩やかにアクセル操作する人もいる。したがっ
て、アクセル操作の大きい運転者がアクセルを大きく踏
んでも、必ずしも急加速や大きな発進トルクが要求され
るわけではないことがあり、また、アクセル操作の少な
い運転者にとっては、瞬時の加速を要求する場合でも、
大きなアクセル操作をする人の通常の操作範囲と変わら
ないこともある。このため、単にアクセル操作量の大き
さを観察しても、瞬時の加速を適切に判断することはで
きない。

そこで、渋滞走行モードにおいてのアクセル操作変化
度合の平均値を求めておき、あるときのアクセル操作変
化度合が、この平均値の所定数倍よりも大きいときにの
み、運転者が瞬時の加速を要求しているものと判断する
ようにした。これにより、運転者によるアクセル操作の
個人差を吸収して、その人が真に加速を要求している場
合のみを正しく判定することを可能する。

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、
また、Δ²yn＝Δｙ（ｎ＋_１）−Δyh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Δθｔとすると、これはアクセル
操作の変化度合に相当する。

ところで、時間（ｔ−１）までの一階差分値の平均値
を▲▼、これを２倍した値を比較のため
の所定値２▲▼とする。

そこで、Δθ（ｔ）＞２▲▼ならば、
瞬時の加速を要求していると判断し、そうでなければ渋
滞路での通常のアクセル操作範囲とするのである。

第３図に制御回路14で行う、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渋滞（緩慢）モードでの
走行中かどうかを判定する（ステップ50）。渋滞モード
にないときは、この制御は停止される。

これに対して渋滞モードにあるときは、アクセル開度
の一階差分値Δθ（ｔ）を演算し、さらにそれまでの一
階差分値の移動平均値▲▼を求める（ス
テップ51,52）。

そしてステップ53で一階差分値Δθ（ｔ）と、平均値
を２倍した２▲▼との大小を比較し、Δ
θ（ｔ）が大きいときは運転者が瞬時の加速を要求して
いると判断して、緩慢モードから直ちにアクティブモー
ドへのモード切換を行う（ステップ54）。これに対して
Δθ（ｔ）の方が小さいときは、依然として渋滞走行中
であると判断し、この場合には新たなΔθ（ｔ）を取り
込んで一階差分値の移動平均値を更新する。

なお、時間ｔにおける平均値▲▼は、 ▲▼＝｛（Ｎ−１）▲▼＋Δθ（ｔ）｝/N…（１）
（ただしN:任意の自然数） となり、この平均値は渋滞走行中である間、所定の単位
時間毎に更新されていく。なお、渋滞モードから切換わ
ったときは、そのときのΔθ（ｔ）の値は移動平均値と
して取り込まず、平均用のデータとしては使用しない。
この平均値の初期値Δθ（ｏ）については経験的に求め
た所定値に設定しておき、また、この平均値はエンジン
を停止したときにも制御回路14に記憶保持されている構
造とする。

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緩慢モードか
らアクティブモードに切換えるので、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、アクチィブモードに切換えてから所定の時間が
経過したら、走行条件の判定に基づいて次の走行モード
が選択されるまでの間、いったんノーマルモードで走行
させることもできる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、加速性の緩慢なモード
で走行中にアクセル操作特性から運転者が加速性の良い
走行モードへの移行を希望していると判断すると、走行
条件の判定を待つまでもなく、強制的にアクティブモー
ドに移行することができるので、加速不良やとっさの危
険回避など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、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
安全性や操作性の向上が期待できる。

また、モードの切換えはアクセル開度の変化度合を、
その平均値と相関する値と比較することにより判断して
いるため、アクセル操作の個人差による誤動作を補償
し、個々の運転者の要求に正しく対応できるという効果
もある。

【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、アクセル開度の変化度
   合を算出する手段と、緩慢モード走行時にアクセル開度
   変化度合の移動平均値を求める手段と、同じくアクセル
   開度変化度合が前記平均値の所定数倍よりも大きいとき
   にアクティブモードが要求されているものと判断して強
   制的に緩慢モードをアクティブモードに変更する手段と
   を備えたことを特徴とする車両の走行特性制御装置。