JP3091421B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両制御装置に係
り、更に詳細には有段変速機及び無段変速機を含む自動
変速機の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】道路勾配に対応して変速マップに切り換
える自動変速装置が提案されている（特公平６−５８１
４１号公報、特開平５−３２２５９１号公報）。又、前
方のコーナーを現在の適切な車速で通過することができ
るように自動的に車両を減速するものがある（特開平６
ー２１８４１７号公報、特開平７ー１２５５６６号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現実の
道路においては、道路勾配のみを取り扱うだけでは不十
分で、道路の形状をも複合的に考慮することが必要とな
る。また、自動的に車両を減速する制御を開始する場
合、運転者が違和感をもつ場合が考えられる。本発明
は、上述した課題を解決するためになされたものであ
り、例えば、登坂路及び降坂路のコーナーも、運転者が
違和感なく運転することができる車両制御装置を提供す
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の車両制御装置では、道路データを記憶
する道路データ記憶手段と、道路上の現在位置を検出す
る現在位置検出手段と、道路勾配を検出する道路勾配検
出手段と、道路の特定地点を通過する際の推奨車速を検
出する推奨車速検出手段と、前記特定地点から現在位置
までの距離を算出する距離算出手段と、現在車速を検出
する車速検出手段と、検出された推奨車速と現在位置か
ら道路の特定地点までの距離と道路勾配とに基づき現在
位置の基準車速を算出する車速算出手段と、現在車速が
上記基準車速を越えるかを判断する判断手段と、運転者
の動作を検出する動作検出手段と、前記判断手段によっ
て現在車速が基準車速を越えると判断された際に前記動
作検出手段により運転者の動作が検出されたことを条件
に自動変速機の変速比を予め定められた範囲内に規制す
る規制手段と、を備える。

【０００５】また、請求項２の車両制御装置では、請求
項１の車両制御装置において、自動変速機は有段変速機
であり変速比の規制を変速段の上限を規制することによ
り行う。

【０００６】また、請求項３の車両制御装置では、請求
項１の車両制御装置において、道路勾配検出手段は道路
の特定地点から現在位置までの勾配を検出する。

【０００７】また、請求項４の車両制御装置では、請求
項１の車両制御装置において、推奨車速検出手段は道路
の特定点を含む道路の形状に基づいて推奨車速を検出す
る。

【０００８】また、請求項５の車両制御装置では、請求
項１の車両制御装置において、推奨車速検出手段は、道
路の特定点を含む予め定められた区間の道路の曲率に基
づいて推奨車速を検出する。

【０００９】また、請求項６の車両制御装置では、請求
項１の車両制御装置において、前記動作検出手段は、ア
クセルペダルの操作を検出するアクセルセンサである。

【００１０】また、請求項７の車両制御装置では、請求
項１の車両制御装置において、動作検出手段は、ブレー
キペダルの操作を検出するブレーキセンサである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施態
様について図を参照して説明する。図１は、本発明の本
実施態様に係る車両制御装置の構成を示している。この
車両制御装置は、車両用ナビゲーション装置１０と、オ
ートマチックトランスミッションにより構成されてい
る。

【００１２】車両用ナビゲーション装置１０は、現在位
置を検出する現在位置検出部、道路データを保持する道
路データ保持部、現在地から目的地への径路探索案内を
行う径路探索案内部を有している。

【００１３】ナビゲーション装置１０の現在位置検出部
は、ＧＰＳ（グローバルポジショニングセンサ）、ジャ
イロセンサ、車速センサを備え、これらセンサの出力信
号に基づいて、車両の現在地が道路上のいかなる位置で
あるかを検出している。道路データ保持部は、ＣＤーＲ
ＯＭ１４を主体とする記憶手段にから構成される。ま
た、オートマチックトランスミッションは、プラネタリ
ギアを主体としたギアトレーン及びギアトレーンの各構
成要素を係合、解放して変速段を形成する油圧回路から
なる機構部（図中、Ａ／Ｔという）６０と、この機構部
６０を制御する電気制御回路部（以下、 Ａ／Ｔ ＥＣ
Ｕという）２０とを備えている。ナビゲーション装置１
０とＡ／Ｔ ＥＣＵ２０とは、相互に通信線で接続され
適宜通信が行なわれる。

【００１４】Ａ／Ｔ ＥＣＵ２０は、アクセルペダルセ
ンサ７０及びブレーキペダルセンサ７２と接続されてお
り、アクセルペダルセンサ７０からはアクセルペダルの
踏込み量信号（スロットル開度に対応する）が入力さ
れ、ブレーキペダルセンサ７２からはブレーキが踏まれ
たかどうかのブレーキ信号が入力される。さらに、機構
部６０に取り付けられた図示しないシフトポジションセ
ンサからはシフトレバー７４により選択されたシフトポ
ジションに対応したシフトポジション信号が入力され、
機構部６０に取り付けられた図示しない車速センサから
の車速信号が入力される。一方、Ａ／Ｔ ＥＣＵ ２０
から機構部６０の油圧回路内のアクチュエータ（油圧ソ
レノイド）に対して駆動信号が出力され、この駆動信号
に基づき上記アクチュエータが作動して変速段の形成等
を行う。Ａ／Ｔ ＥＣＵ ２０は、また、ＥＥＰＲＯＭ
２２に記憶された制御プログラムにより制御されてお
り、例えば、変速段の選択は、アクセルペダルセンサ７
０により検出されるアクセルペダルの踏込み量と、機構
部６０に取り付けられた車速センサからの車速とに基づ
き、メモリテーブル（変速マップ）に基づき行なわれる
ように構成されている。この変速マップがオートマチッ
クトランスミッション固有の変速段を決定する。

【００１５】本実施態様では、この固有の変速マップを
変化させることなく、変速段の高速側（上限）を制限す
ることにより、結果的に変速段が低速側にシフトされた
ような制御を実行している。したがって、固有の変速マ
ップとして、どのような変速マップを用いることもでき
る。

【００１６】シフトレバー７４は、パーキングレンジ、
リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレン
ジ、セカンドレンジ、ロウレンジの６つのシフトポジシ
ョンが選択可能な６ポジションタイプで、機構部６０に
取り付けられた図示しないシフトポジションセンサと機
械的に接続されている。

【００１７】ドライブレンジのシフトポジションでは、
１〜４速の間で変速段が選択され、セカンドレンジで
は、１〜２速の間で変速段が選択され、ロウレンジで
は、１速の変速段のみが設定される。

【００１８】本実施態様では、シフトレバー７４がドラ
イブレンジのシフトポジションに保持されている場合に
のみ、ナビゲーション装置１０による変速段の規制が実
行可能な構成となっている。

【００１９】エンジンコントロールユニット３０は、ス
ロットル開度の信号と、エンジン５０からのエンジン回
転数その他（冷却水温、センサ信号等）とに基づき、燃
料噴射指令等を変化させて、エンジン５０を制御する。
次に、ＣＤーＲＯＭ１４に記録された道路データの構造
について、図３を参照して説明する。

【００２０】図３は道路データの構造を模式的に示して
いる。図中で、実線Ｒは道路の形状を示している。ここ
で、道路は、ノード点（Ｎ１、Ｎ２、・・・）と、ノー
ド点を結ぶ線分（以下、リンクという）によって表現さ
れる。そして、ノード点は、少なくとも座標（ここで
は、絶対座標である緯度・経度）によって定義されてい
る。

【００２１】本実施態様では、道路形状はノード点やリ
ンクのみならず、標高によっても定義される。標高デー
タは、左右上下２５０ｍ間隔のマトリクス状の各点にお
いて保持されており、例えば、図中に１０−１０で指し
た地点の標高は２０ｍであり、図中１０−１１で指した
地点の標高点は標高２２ｍというようにデータを持って
いる。

【００２２】本実施態様では、ノード点の位置と、該ノ
ード点を取り囲む各標高データとの位置関係によって道
路勾配を求める。なお、データ量を小さくするため、マ
トリクス状に標高点を保持しているが、ノード点毎に標
高のデータを持つことも可能である。

【００２３】又、道路の区間ごとに、例えば、リンクご
とに勾配値を予め持つようにしておいて、これを用いる
こともできる。ナビゲーション装置１０とＡ／Ｔ ＥＣ
Ｕ ２０による変速段の選択制御について、図４〜図７
のフローチャートを参照して説明する。ここで、図４
は、ナビゲーション装置１０で実行される処理の一部と
しての上限設定ルーチンを示している。図５は、Ａ／Ｔ
ＥＣＵ ２０で実行される処理の一部としての変速段
出力ルーチンを示している。図４に示すように、上限設
定ルーチンは、最適変速段決定処理ルーチン（Ｓ１
０）、上限指令値出力制御ルーチン（Ｓ４０）から成
る。

【００２４】他方、変速段出力ルーチンは、図５に示す
ようにＥＥＰＲＯＭ２２の変速マップに基づき、固有の
変速段がいかなる変速段であるかを判断し（Ｓ１９
０）、上記ナビゲーション装置１０側からの変速段上限
指令（いかなる範囲内で変速段を選択可能とする指令）
を受信し（Ｓ２００）、自己の選択した変速段と比較し
てその範囲内で変速段を決定し（Ｓ２１０）、変速用ア
クチュエータを駆動すべくＡ／Ｔの機構部６０に対して
指令信号を出力する（Ｓ２２０）。

【００２５】図６のフローチャートを参照して最適変速
段決定処理（Ｓ１０）の内容を説明する。先ず、ナビゲ
ーション装置１０は、道路上のノード点ごとにそのノー
ド点を含む所定区間の道路の曲率を算出し（Ｓ１５
２）、当該ノード点を含む道路の曲率に応じた推奨車速
Voを検索する（Ｓ１５４）。ここで、特定ノードを含む
道路の曲率の算出方法としてはさまざまな方法が有り、
いかなる方法も採用できる。例えば、そのノードと隣接
する２つのノードに対して曲率をもとめることができ
る。

【００２６】ナビゲーション装置１０には、図２に示す
内容の推奨車速検索用マップが用意されており、該マッ
プを検索することでそのノードの地点を通過する場合の
推奨車速Voを求める。このマップにおいては、道路の曲
率が小さくなると、推奨速度Voが低くなり、反対に、曲
率が大きくなると、推奨速度Voが高くなる。次に、現在
位置から特定ノード点までの道路勾配を上述したように
道算出した後（Ｓ１５６）、減速加速度Ｇ３と、その値
を考慮した減速加速度Ｇ２とを設定する（Ｓ１５８）。

【００２７】この減速加速度Ｇ３は、これ以上減速加速
度（減速の度合い）が大きい場合は、変速段が３速以下
であることが望ましいと考えられる減速加速度であり、
減速加速度Ｇ２は、これ以上減速加速度（減速の度合
い）が大きい場合は、変速段が２速以下であることが望
ましい減速加速度である。これは、変速段が低速側にあ
る方が、減速時の車両の安定性と制動に有利であるため
である。

【００２８】さらに、この減速加速度という概念は、本
実施態様では道路の勾配を考慮した概念となっている。
これは、平地において、同じ距離を減速する場合と登坂
路又は降坂路を減速する場合とでは、減速の度合いが異
なるからである。例えば、登坂路の場合に、運転者が減
速の意思を持った場合、積極的にシフトダウンをしなく
とも十分な減速が自然にできる場合もあるからである。

【００２９】減速加速度Ｇ３、Ｇ２を道路の勾配に対応
して複数持っていてもよいし、平地用に１つのＧ３、Ｇ
２データを持っておいて、勾配データにより補正しても
よい。又、このＧ３、Ｇ２データは、車両の重量を算出
することにより１名乗車と４名乗車とでは異なる車両の
減速加速度に対応するよう補正を行ってもよい。尚、こ
の車両の重量は、例えば、特定の出力軸トルクが発生し
ている場合の加速度によって算出することができる。次
に、ナビゲーション装置１０は、現在位置から特定ノー
ド点（即ち、推奨車速Voにて通過する位置）までの区間
距離Ｌを算出する（Ｓ１６０）。

【００３０】そして、推奨車速Voに基づき、区間距離Ｌ
と減速加速度Ｇ３から車速Ｖ４ー３を算出する。この車
速Ｖ４ー３は、区間距離Ｌを減速加速度Ｇ３で減速する
と仮定した場合、現在の車速はいかなる値であるかを示
すものである。又、推奨車速Voに基づき、区間距離Ｌと
減速加速度Ｇ２から車速Ｖ３ー２を算出する。この車速
Ｖ３ー２は、区間距離Ｌを減速加速度Ｇ２で減速すると
仮定した場合、現在の車速はいかなる値であるかを示す
ものである。

【００３１】次に、車速Ｖ４ー３が現在車速Ｖnow 以下
かどうかを判断する（Ｓ１６６）。車速Ｖ４ー３が現在
車速Ｖnow 以下であるということは、その時点におい
て、現在車速から推奨車速まで減速する場合、その減速
加速度はＧ３よりも大きな値となることを意味する。上
記減速加速度Ｇ３は、これ以上減速加速度（減速の度合
い）が大きい場合は、変速段が３速以下であることが望
ましいと考えられる減速加速度であるので、減速加速度
はＧ３よりも小さな値である場合には、特に変速段の規
制は必要ないと考えられるので、車速Ｖ４ー３が現在車
速Ｖnow よりも小さい場合には（Ｓ１６６がＮｏ）、変
速段規制を行わないことを決定する。即ち、本実施態様
では、変速段の上限は機構的に４速であるので、最適変
速段が４速である旨を決定し（Ｓ１７４）、リターンす
る。

【００３２】一方、車速Ｖ４ー３が現在車速Ｖnow より
も小さい場合には（Ｓ１６６がＹｅｓ）、車速Ｖ３ー２
が現在車速Ｖnow 以下であるかどうかを判断する（Ｓ１
６８）。

【００３３】車速Ｖ４ー３が現在車速Ｖnow 以下で、か
つ、車速Ｖ３ー２が現在車速Ｖnowよりも大きい場合に
は、最適変速段として３速を決定した後（Ｓ１７２）、
リターンする。即ち、この場合には、変速段が３速以下
であることが望ましいが２速以下であることが要求され
ていない場合である。車速Ｖ４ー３が現在車速Ｖnow 以
下で、かつ、車速Ｖ３ー２も現在車速Ｖnow以下の場合
には、最適変速段として２速を決定した後（Ｓ１７
０）、リターンする。即ち、この場合には、変速段が２
速以下であることが望ましい場合である。

【００３４】上限指令値出力制御（Ｓ４０）について、
当該処理のサブルーチンを示す図７を参照して説明す
る。先ず、ステップＳ６２では、ナビゲーション装置１
０は、ステップＳ１７０、ステップＳ１７２、ステップ
Ｓ１７４で決定された最適変速段Ｎが４速、３速、２速
のいずれであるかを判断する（Ｓ６２）。最適変速段と
して４速が選択されているときには、変速段の上限とし
ての４速を指令して（Ｓ７８）、当該ルーチンの処理を
終了する。

【００３５】他方、３速が選択されているときには、ス
テップＳ６４へ進み、アクセルペダルが踏まれている状
態からオフ状態になったか、或いは、ブレーキペダルが
踏まれていない状態から踏まれている状態になったか否
かを判断する（Ｓ６８）。なお、ここで、アクセルペダ
ルが踏まれている状態からオフ状態になったか否かとい
う運転者の動作の変化があったことをイベント有りとい
う。また、ブレーキペダルが踏まれていない状態から踏
まれている状態になったか否かについても同様である。

【００３６】そして、アクセルペダルオフ変化、或い
は、ブレーキペダルオン変化の動作が生じない限り（Ｓ
６８がＮｏ）、制御を行うことなくリターンする。即
ち、本実施態様では何も制御しないことを意味する上限
４速指令値を設定する。他方、アクセルペダルオフ変
化、或いは、ブレーキペダルオン変化の動作があった際
には（Ｓ６８がＹｅｓ）、３速を上限とする指令値を設
定する（Ｓ７７）。

【００３７】ここで、上述したステップＳ６２におい
て、最適変速段として２速が選択されているときには、
ステップＳ７０へ進み、ブレーキペダルがオン変化があ
ったか否かを判断する（Ｓ７０）。そして、ブレーキペ
ダルがオフからオンへの変化がない限り（Ｓ７０がＮ
ｏ）、３速を上限とする指令値を設定する（Ｓ７７）。
即ち、最適変速段が２速の場合は、アクセルオフイベン
トがなくとも３速を上限とする指令値を設定されること
になる。一方、ブレーキペダルがオフからオンになった
場合には（Ｓ７０がＹｅｓ）、ステップＳ７６へ進み２
速を上限とする指令値を設定する。

【００３８】本実施態様では、アクセルペダルセンサと
ブレーキペダルセンサが運転者の動作を検出する動作検
出手段として用いられているが、運転者の動作を検出す
る手段としては、さらにステアリングの回動又はその代
用特性を検出するためのステアリングセンサ、ウインカ
ーの指示がされたかどうかを検出するセンサ、あるいは
視線や脳波から運転者のしようとする動作を間接的に検
出するセンサを動作検出手段として用いることもでき
る。

【００３９】本実施態様では、最適変速段の如何に関ら
ず、４速から直接２速にシフトダウンされることが防止
されている。これは、滑らかな減速を可能にするためで
ある。また、２速へのシフトダウンはブレーキペダルを
踏み込む動作に基づいて行なわれる。これは２速のエン
ジンブレーキが、３速よりも大きいことを考慮して、運
転者の減速しようというより明確な意思を確認するため
である。又、３速へのシフトダウンをアクセルオフに基
づいて行うのは、そのような、運転者の動作、車両の操
作こそが運転者の意思の現れであり、運転者はその時少
なくとも加速を望んでおらず、又、自己の行為に起因し
て車両がシフトダウンに対応した挙動を示すので、違和
感がなく、かつ運転者の意思にそったものと成りやすい
ためである。

【００４０】本実施態様では、ナビゲーション装置１０
とＡ／Ｔ ＥＣＵ ２０が通信によって、夫々の制御を
行っている。しかしながら、この制御はどちらの装置が
全部行ってもよいし、又、分担を新たに決めることもで
きる。たとえば、道路データから最適変速段を決定する
ルーチン（実施態様における「最適変速段決定処理ルー
チン」）のみをナビゲーション装置１０に実行させ、ア
クセルペダル又はブレーキペダルの変化により変速段を
選択する範囲を決定する指令を出力するルーチン（実施
態様における「上限指令値出力処理ルーチン」）はＡ／
Ｔ ＥＣＵ ２０でおこなうこととしてもよい。この場
合、実施態様では、アクセルセンサ及びブレーキセンサ
の信号がＡ／Ｔ ＥＣＵ ２０に入力されるので、通信
の無駄が少なくなる。

【００４１】

【効果】以上述べたように、本発明によれば、道路の特
定点までの距離と現在の車速及び勾配に対応して、自動
変速比の範囲が決定され、かつ運転者の動作に基づいて
実行される。このため、道路の形状と勾配の２つの要素
に基づいて自動変速機を制御することが可能であるとと
もに、運転者の意思をくみ取った自動変速機の制御が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施態様に係る変速段制御を行う車
両制御装置のブロック図である。

【図２】図２は、推奨車速のカーブの曲率との関係を示
すグラフである。

【図３】本実施態様の道路データの内容を示す説明図で
ある。

【図４】本実施態様のナビゲーション装置による上限設
定ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】Ａ／Ｔ ＥＣＵ２０による変速段出力ルーチン
を示すフローチャートである。

【図６】図４に示す最適変速段決定処理のサブルーチン
を示すフローチャートである。

【図７】図４に示す上限指令値出力処理のサブルーチン
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ ナビゲーション装置 ２０ Ａ／Ｔ ＥＣＵ ３０ Ｅ／Ｇ ＥＣＵ ５０ エンジン ６０ オートマチックトランスミッション ７０ アクセルペダル ７２ ブレーキペダル ７４ シフトレバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 59:66 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 B60K 41/00 - 41/28 F02D 29/00 - 29/06

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路データを記憶する道路データ記憶手
   段と、 道路上の現在位置を検出する現在位置検出手段と、 道路勾配を検出する道路勾配検出手段と、 道路の特定地点を通過する際の推奨車速を検出する推奨
   車速検出手段と、 前記特定地点から現在位置までの距離を算出する距離算
   出手段と、 現在車速を検出する車速検出手段と、 検出された推奨車速と現在位置から道路の特定地点まで
   の距離と道路勾配とに基づき現在位置の基準車速を算出
   する車速算出手段と、 現在車速が、上記基準車速を越えるかを判断する判断手
   段と、 運転者の動作を検出する動作検出手段と、 前記判断手段にて、現在車速が基準車速を越えると判断
   された際に、前記動作検出手段により運転者の動作が検
   出されたことを条件に自動変速機の変速比を予め定めら
   れた範囲内に規制する規制手段と、を備えた車両制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記自動変速機は、有段変速機であり、
   変速比の規制は変速段の上限を規制することを特徴とす
   る請求項１の車両制御装置。
3. 【請求項３】 前記道路勾配検出手段は、道路の特定地
   点から現在位置までの勾配を検出することを特徴とする
   請求項１の車両制御装置。
4. 【請求項４】 前記推奨車速検出手段は、前記道路の特
   定点を含む道路の形状に基づいて推奨車速を検出するこ
   とを特徴とする車両制御装置。
5. 【請求項５】 前記推奨車速検出手段は、前記道路の特
   定点を含む予め定められた区間の道路の曲率に基づいて
   推奨車速を検出することを特徴とする車両制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１において、前記動作検出手段
   は、アクセルペダルの操作を検出するアクセルセンサで
   あることを特徴とする車両制御装置。
7. 【請求項７】請求項１において、前記動作検出手段は、
   ブレーキペダルの操作を検出するブレーキセンサである
   ことを特徴とする車両制御装置。