JP3178471B2 - 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、車両制御装置にか
かり、詳しくは有段変速機及び無段変速機を含む自動変
速装置の変速比の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の現在位置に周囲に関する道路情報
に応じて自動変速機の制御パターンを変更する変更手段
を備えた自動変速機の制御装置が提案されている（特公
平６−５８１４１号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、道路情報に
基づき変速パターンを変更する場合、たとえば、カーブ
走行時には変速が禁止される制御を行い、一方、高速走
行時には変速線図をより高車速側に変更する制御を行な
うものとすると、高速走行時で、かつカーブ走行時には
いかなる制御パターンにするかが課題となる。

【０００４】つまり、現実の道路では、下り坂でカーブ
かつ高速道路であったり、登坂で直線低摩擦係数の道路
など、複数の状況や条件が重なり合った複合的な道路で
ある場合がほとんどである。このような道路状況のもと
では、従来のような一義的な制御パターンでは、道路状
況に十分に応じた車両制御が行なえない恐れがある。本
発明は、係る事情に基づいて案出されたもので、従来よ
りもさらに道路状況に合致した変速段の設定制御が可能
な車両制御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の本発明により達成される。

【０００６】（ａ）自動変速機と、車速を検出する車速
センサと、道路情報を記憶する道路情報記憶手段と、道
路上の自車位置を検出する自車位置検出手段と、前記道
路情報記憶手段に記憶された道路情報及び前記検出され
た自車位置に基づき自車位置の進行方向にある曲がり角
を検出し、この曲がり角の曲率半径を算出する曲率半径
算出手段と、減速を意図した運転者の動作を検出する運
転動作検出手段と、前記減速を意図した運転動作が検出
された場合、検出された車速及び自車位置と算出された
曲率半径とから、自動変速機が選択可能な高速側の変速
段を決定する第１の決定手段と、走行している道路の勾
配を判断する手段と、判断された勾配に応じて前記自動
変速機で選択加能な高速側の変速段を決定する第２の決
定手段と、前記第１及び第２の決定手段で夫々決定した
高速側の変速段を比較して低速側の変速段を選択し、こ
の低速側の変速段を前記自動変速機が選択可能な高速側
の変速段として設定する設定手段を有することを特徴と
する車両制御装置。 （ｂ）車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備
え、前記道路の勾配を判断する手段は、検出された走行
状態から走行している道路の勾配を判断することを特徴
とする（ａ）に記載の車両制御装置。 （ｃ）前記運転動作検出手段は、アクセル開度に基づき
減速を意図した運転動作を検出することを特徴とする
（ａ）に記載の車両制御装置。 （ｄ）前記運転動作検出手段は、ブレーキペダルの操作
に基づき減速を意図した運転動作を検出することを特徴
とする（ａ）に記載の車両制御装置。 （ｅ）前記勾配を判断する手段は、車速の変化率から加
速度を求め、該加速度から走行している道路が上り坂も
しくは下り坂か否かを判断することを特徴とする（ａ）
又は（ｂ）に記載の車両制御装置。 （ｆ）自動変速機と、車速を検出する車速センサと、道
路情報を記憶する道路情報記憶手段と、道路上の自車位
置を検出する自車位置検出手段と、前記道路情報記憶手
段に記憶された道路情報及び前記検出された自車位置に
基づき自車位置の進行方向にある曲がり角を検出し、こ
の曲がり角の曲率半径を算出する曲率半径算出手段と、
減速を意図した運転者の動作を検出する運転動作検出手
段と、前記減速を意図した運転動作が検出された場合、
検出された車速及び自車位置と算出された曲率半径とか
ら、自動変速機が選択可能な高速側の変速比を決定する
第１の決定手段と、走行している道路の勾配を判断する
手段と、判断された勾配に応じて前記自動変速機で選択
加能な高速側の変速比を決定する第２の決定手段と、前
記第１及び第２の決定手段で夫々決定した高速側の変速
段を比較して低速側の変速比を選択し、この低速側の変
速段を前記自動変速機が選択可能な高速側の変速比とし
て設定する設定手段を有することを特徴とする車両制御
装置。

【０００７】また上記事情に基づいて、制御性がよく、
運転者の意志にそった判断が可能な車両制御装置を提供
することを目的として、以下の構成とすることも可能で
ある。 （１） 道路情報を獲得する道路情報獲得手段及び道路
情報から車両の制御量を決定する制御量決定手段を有
し、決定された制御量により車両を制御する車両制御装
置において、前記制御量決定手段は、道路の複数の属性
からそれぞれ固有の制御量を特定し、該特定された複数
の制御量に基づき、実際に実行する制御量を決定するこ
とを特徴とする車両制御装置。この車両制御装置によれ
ば、走行地点の道路状況と、所定区間の道路状況とを考
慮した変速比制御が行なわれるので、従来よりもさらに
道路状況に合致した変速比制御が可能となる。

【０００８】（２） 前記制御量は自動変速機の変速比
であることを特徴とする上記（１）に記載の車両制御装
置。 （３） 前記制御量決定手段は、道路の複数の属性から
それぞれ固有の変速段を特定し、該特定された複数の変
速段に基づき、実際に実行する変速段を決定することを
特徴とする上記（２）に記載の車両制御装置。

【０００９】（４） 前記制御量決定手段は、道路の複
数の属性からそれぞれ変速段の上限を特定し、該特定さ
れた複数の変速段の上限の一番低い変速段を越えないよ
うに、実行する変速段を決定することを特徴とする上記
（３）に記載の車両制御装置。

【００１０】（５） 前記道路の属性は、曲がり角の曲
率半径、道路勾配、曲がり角の入り口までの距離、制限
速度、車両の走行予定道路のある区間内の平均曲率又は
平均勾配のうちの１つである上記（１）ないし（４）の
いずれかに記載の車両制御装置。

【００１１】（６） 前記制御量決定手段は、車両の走
行状態を検出する走行状態検出手段をさらに含み、検出
された走行状態に応じて道路の複数の属性からそれぞれ
固有の制御量を特定する上記（１）ないし（５）のいず
れかに記載の車両制御装置。

【００１２】（７） 前記車両の走行状態は、車速、ス
ロットル開度、ギア比、クルーズコントロールの作動、
ライトの点灯、ウインカーの点灯、ワイパーの作動のい
ずれか１つである上記（６）に記載の車両制御装置。

【００１３】（８） 前記制御量決定手段は、自車位置
の進行方向にある曲がり角の曲率半径を算出する曲率半
径算出手段を有することを特徴とする上記（１）ないし
（７）のいずれかに記載の車両制御装置。

【００１４】（９） 前記制御量決定手段は、自車位置
に対応して所定区間内の道路形状を判断する道路形状判
断手段を有することを特徴とする上記（１）ないし
（８）のいずれかに記載の車両制御装置。

【００１５】（１０） 前記制御量決定手段は、自車位
置に対応して所定区間内に存在する１または複数の曲が
り角の平均曲率を算出する平均曲率算出手段を有するこ
とを特徴とする上記（１）ないし（９）のいずれかに記
載の車両制御装置。

【００１６】（１１） 前記制御量決定手段は、自車位
置に対応して所定区間内における標高変化率を算出する
標高変化率算出手段を有することを特徴とする上記
（１）ないし（１０）のいずれかに記載の車両制御装
置。

【００１７】（１２） 前記制御量決定手段は、検出さ
れた車速、スロットル開度、ギア比に応じて車両の標準
加速度を算出する標準加速度算出手段を有することを特
徴とする上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の
車両制御装置。

【００１８】（１３） 前記制御量決定手段は運転者の
運転動作を検出する運転動作検出手段をさらに含み、検
出された運転動作に応じて道路の複数の属性からそれぞ
れ固有の制御量を特定する上記（１）ないし（１２）の
いずれかに記載の車両制御装置。この車両制御装置によ
れば、運転者の意志を優先した領域が確保されるので、
より運転者の意図にそった車両制御を行うことができ
る。

【００１９】（１４） 前記運転動作検出手段の検出す
る運転動作は、ライトの点灯、ウインカーの点灯、アク
セルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込みの
いずれか１つである上記（１３）に記載の車両制御装
置。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態の１
つについて、添付図面に基づいて詳説する。図１は、本
発明の車両制御装置の構成を示すブロック図である。

【００２１】本発明の車両制御装置１は、ナビゲーショ
ンシステム装置１０と、ＡＴモード選択部２０と、走行
状態検出手段である走行状態検出部３０と、変速制御装
置４０とを備えている。上記ナビゲーションシステム装
置１０と、走行状態検出部３０と、変速制御装置４０と
によって、制御量決定手段が構成される。この制御量決
定手段は、後述する道路情報獲得手段によって獲得され
た道路情報から車両の制御量を決定するが、特に本発明
では、道路の複数の属性に基づき、各属性に応じた固有
の制御量を特定し、特定された各複数の制御量に基づ
き、実際に実行する制御量を決定する。本実施形態にお
ける制御量は、変速比であり、より具体的には変速段で
ある。ナビゲーションシステム装置１０は、ナビゲーシ
ョン処理部１１と、道路情報記憶手段であるデータ記憶
部１２と、現在位置検出部１３と、通信部１５と、入力
部１６と、表示部１７と、音声出力部１９とを有してい
る。

【００２２】ナビゲーション処理部１１は、入力された
情報に基づいて、ナビゲーション処理等の各種演算処理
を行い、その結果を出力する中央制御装置（以下「ＣＰ
Ｕ」という）１１１を備えている。このＣＰＵ１１１
は、データバス等のバスラインを介してＲＯＭ１１２と
ＲＡＭ１１３が接続されている。ＲＯＭ１１２は、目的
地までの経路の検索、経路中の走行案内、特定区間の決
定等を行うための各種プログラムが格納されているリー
ド・オンリー・メモリである。ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ
１１１が各種演算処理を行う場合のワーキング・メモリ
としてのランダム・アクセス・メモリである。

【００２３】データ記憶部１２は、地図データファイ
ル、交差点データファイル、ノードデータファイル、道
路データファイル、写真データファイル、および各地域
のホテル、ガソリンスタンド、観光地案内などの各種地
域毎との情報が格納された他のデータファイルを備えて
いる。これら各ファイルには、経路探索を行うととも
に、探索した経路に沿って案内図を表示したり、交差点
や経路中における特徴的な写真やコマ図を出したり、交
差点までの残り距離、次の交差点での進行方向を表示し
たり、その他の案内情報を表示部１７や音声出力部１９
から出力するための各種データが格納されている。

【００２４】これらのファイルに記憶されている情報の
内、通常のナビゲーションにおける経路探索に使用され
るのが交差点データ、ノードデータ、道路データのそれ
ぞれが格納された各ファイルである。これらのファイル
には、道路の幅員、勾配、路面の状態、曲がり角の曲率
半径、交差点、Ｔ字路、道路の車線数、車線数の減少す
る地点、曲がり角の入口、踏切、高速道路出口ランプウ
ェイ、高速道路の料金所、道路の幅員の狭くなる地点、
降坂路、登坂路などの道路の属性が格納されている。

【００２５】各ファイルは、例えば、フロッピー（登録
商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光デ
ィスク、磁気テープ、ＩＣカード、光カード等の各種記
憶装置が使用される。なお、各ファイルは記憶容量が大
きい、例えばＣＤ−ＲＯＭの使用が好ましいが、その他
のデータファイルのような個別のデータ、地域毎のデー
タは、ＩＣカードを使用するようにしてもよい。上記ナ
ビゲーション処理部１１と、道路情報記憶手段であるデ
ータ記憶部１２によって、道路情報獲得手段が構成され
る。

【００２６】また現在位置検出部１３は、ＧＰＳレシー
バ１３１、地磁気センサ１３２、距離センサ１３３、ス
テアリングセンサ１３４、ビーコンセンサ１３５、ジャ
イロセンサ１３６とを備えている。ＧＰＳレシーバ１３
１は、人口衛星から発せられる電波を受信して、自車の
位置を測定する装置である。地磁気センサ１３２は、地
磁気を検出して自車の向いている方位を求める。距離セ
ンサ１３３は、例えば車輪の回転数を検出して計数する
ものや、加速度を検出して２回積分するものや、その他
計測装置等が使用される。ステアリングセンサ１３４
は、例えば、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回
転センサや回転抵抗ボリューム等が使用されるが、車輪
部に取り付ける角度センサを用いてもよい。ビーコンセ
ンサ１３５は、路上に配置したビーコンからの位置情報
を受信する。ジャイロセンサ１３６は、車両の回転角速
度を検出しその角速度を積分して車両の方位を求めるガ
スレートジャイロや光ファイバジャイロ等で構成され
る。

【００２７】現在位置検出部１３のＧＰＳレシーバ１３
１とビーコンセンサ１３５は、それぞれ単独で位置測定
が可能であるが、その他の場合には、距離センサ１３３
で検出される距離と、地磁気センサ１３２、ジャイロセ
ンサ１３６から検出される方位との組み合わせ、また
は、距離センサ１３３で検出される距離と、ステアリン
グセンサ１３４で検出される舵角との組み合わせによっ
て自車の絶対位置（自車位置）を検出するようになって
いる。

【００２８】通信部１５は、ＦＭ送信装置や電話回線等
との間で各種データの送受信を行うようになっており、
例えば情報センタ等から受信した渋滞などの道路情報や
交通事故情報等の各種データを受信するようになってい
る。入力部１６は、走行開始時の現在位置の修正や、目
的地を入力するように構成されている。入力部１６の構
成例としては、表示部１７を構成するディスプレイの画
面上に配置され、その画面に表示されたキーやメニュー
にタッチすることにより情報を入力するタッチパネル、
その他、キーボード、マウス、バーコードリーダ、ライ
トぺン、遠隔操作用のリモートコントロール装置などが
挙げられる。

【００２９】表示部１７には、操作案内、操作メニュ
ー、操作キーの表示や、ユーザの要求に応じて設定され
た案内地点までの経路の表示や、走行する経路に沿った
案内図等の各種表示が行われる。表示部１７としては、
ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディ
スプレイ、フロントガラスにホログラムを投影するホロ
グラム装置等を用いることができる。

【００３０】音声入力部１８はマイクロホン等によって
構成され、音声によって必要な情報が入力される。音声
出力部１９は、音声合成装置と、スピーカとを備え、音
声合成装置で合成される音声の案内情報を出力する。な
お、音声合成装置で合成された音声の他に、各種案内情
報をテープに録音しておき、これをスピーカから出力す
るようにしてもよく、また音声合成装置の合成音とテー
プの音声とを組み合わせてもよい。

【００３１】以上のようなナビゲーションシステム装置
１０において、自車位置検出手段は、現在位置検出部１
３によって構成され、道路情報記憶手段は、データ記憶
部１２によって構成される。また、曲率半径算出手段
は、データ記憶部１２と現在位置検出部１３とナビゲー
ション処理部１１とによって構成されている。自車位置
の進行方向にある曲がり角は、現在位置検出部１３で検
出された自車位置と自車の走行方向およびデータ記憶部
１２に記憶されている道路情報に基づき、ナビゲーショ
ン処理部１１が決定する。

【００３２】また、区間算出手段は、現在位置検出部１
３と、データ記憶部１２と、ナビゲーション処理部１１
とによって構成される。自車位置の進行方向にある曲が
り角とは、舵角を変更して、車両の進む方向を変更する
必要のある場所であり、例えば、交差点、Ｔ字路、車線
数の減少する地点、コーナ、コーナの入口、高速道路出
口ランプウェイ、道路の幅員の狭くなる地点などが挙げ
られる。また、ノードの変化率が、ある一定以上となっ
ている地点を曲がり角の入り口や出口とする。つまり、
区間算出手段は、データ記憶部１２に記憶されている道
路情報に基づき、曲がり角のノードの変化率を求め、曲
がり角の入り口を特定し、この入り口から、現在の自車
位置までの距離ｄを算出する。

【００３３】一方、道路形状判断手段としての平均曲率
算出手段及び標高変化率算出手段は、データ記憶部１２
と現在位置検出部１３とナビゲーション処理部１１と変
速制御装置４０とによって構成されている。そして、自
車位置の進行方向にある所定区間は、現在位置検出部１
３で検出された自車位置と自車の走行方向および道路情
報獲得手段よって獲得された道路情報に基づき、ナビゲ
ーション処理部１１が決定する。所定区間とは、自車位
置から車両の進行方向に向けて一定距離が離れた地点ま
での区間（例えば、１ｋｍ程度）をいう。この区間は、
車速Ｖに応じて変更してもよい。例えば、低速走行時に
は、短く、高速走行時には長く設定することができる。
この所定区間は、走行予定道路上に設定される。

【００３４】次に、走行予定道路とは、既に車両の走行
経路が設定されている場合には、その設定されている道
路であり、設定されていない場合には、例えば直進した
場合に通過することが予想される経路とすることができ
る。このような、走行予定道路を探索する走行経路検出
手段を設けることによって、走行予定道路がより明確と
なり、制御性が向上する。

【００３５】ＡＴモード選択部２０は、後述する変速段
決定部において、変速モードを選択する操作部である。
走行状態検出部３０は、車速センサ３１、ブレーキセン
サ３２、アクセルセンサ３３、ウィンカーセンサ３４、
スロットルセンサ３４を備えている。車速センサ３１は
車速Ｖを、ブレーキセンサ３２はブレーキのＯＮ／ＯＦ
Ｆを、アクセルセンサ３３はアクセル開度αを、ウイン
カーセンサ３４はウインカのＯＮ／ＯＦＦを、スロット
ルセンサはスロットル開度γをそれぞれ検出する。この
他、走行状態検出部３０は、ギヤ比、クルーズコントロ
ールの作動の有無、ライトの点灯の有無、ワイパーの作
動の有無を検出する。

【００３６】自動変速装置は、図示しない自動変速機
（本実施形態では５速の変速段を備えた多段変速機）と
変速比を設定するアクチュエータ（本実施形態では５速
の変速段を設定する油圧制御回路）とそのアクチュエー
タに対して作動信号を出力する変速制御装置４０を含ん
でいる。変速制御装置４０には、車速信号、アクセルセ
ンサからのアクセル開度信号、スロットルセンサからの
スロットル開度信号、及びナビゲーションシステム装置
１０からの道路データが入力される。アクセルセンサ３
３からのアクセル開度信号に基づき、運転動作が検知さ
れる。即ち、アクセル開度信号を判断することにより運
転動作検出手段が構成される。

【００３７】変速比規制手段と変速比設定手段を構成す
る変速制御装置４０は、機能的には変速段決定部と変速
段規制部とから構成される。変速段決定部は、どの変速
段を選択するかを具体的に決定するものであり、例え
ば、スロットル開度と車速により変速段を決定するデー
タテーブル（変速段マップ）によって決定される。この
変速段マップは、ノーマルモード、パワーモード、坂路
モード等が用意されており、運転者の意志により、また
は道路状況に応じて制御により切り替わる。

【００３８】一方、変速段規制部は本発明の要部であ
り、変速段決定部によって決定された変速段の上限（自
動変速機が選択可能な高速側の変速段）を規制するもの
である。従って、変速段決定部によって、例えば５速が
決定されていても変速段規制部により上限が４速とされ
ているときは、指令信号は１速から４速までの範囲内で
しか出力されない。そして、図示しない変速比を設定す
るアクチュエータに対して、指令信号が出力される。こ
のような、変速段の上限は、複数の道路の属性と車速Ｖ
に基づき、各道路情報に応じた規制範囲（変速段）にそ
れぞれ決定され、決定された複数の規制範囲の中から、
最終的に最も狭い規制範囲（最も低い上限変速段）に決
定される。以下、各道路の属性に応じて決定される上限
変速段の決定方法について説明する。

【００３９】第１の規制範囲 第１の規制範囲は、車速Ｖと、道路の属性の１つである
車両の進行方向にある曲がり角の曲率半径、および曲が
り角までの距離ｄによって、変速段の規制範囲を決定す
る。つまり、図２ないし図４に示されている規制用変速
段マップ、表１及び表２に示されているデータテーブル
に基づき決定され、具体的には、次のように決定され
る。

【００４０】

【表１】 18

【００４１】表１に示されているように、予め、車速
は、低速域から高速域まで範囲が区分けされ、車速Ｖ
は、０〜Ｖ１、Ｖ１〜Ｖ２、Ｖ２〜Ｖ３、Ｖ３〜Ｖ４
（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）のいずれの範囲に含まれる
かが判断される。また、該車速の各範囲に対応して、曲
がり角の曲率半径も半径の大きい領域（曲り方が緩や
か）から小さい領域（曲り方が急）まで範囲が区分さ
れ、曲がり角の算出されたコーナ曲率半径ｒが０〜ｒ
１、ｒ１〜ｒ２、ｒ２〜ｒ３、ｒ３〜ｒ４（ｒ１＜ｒ２
＜ｒ３＜ｒ４）のいずれの範囲に含まれるかが判断され
る。これらの車速と曲がり角の曲率半径から、車速曲率
半径係数が、表１より決定される。

【００４２】

【表２】 19

【００４３】一方、現在の自車位置から曲がり角の入り
口までの距離ｄは、予め近距離域から長距離域まで範囲
が区分され、距離ｄは、０〜Ｄ１、Ｄ１〜Ｄ２、Ｄ２〜
Ｄ３、Ｄ３〜Ｄ４（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４）のいずれ
の範囲に含まれるかが判断される。そして、表２に基づ
き、決定された車速曲率半径係数Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ
４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４と、上記４つに区分けされ
た距離ｄの領域から、そのときの走行状態と道路状況に
応じた変速段の上限（表２中、ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ
４、ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４・・・）が決定される。こ
のようなデータテーブルの一例を現す規制用変速段マッ
プが図２乃至図４に示されている。

【００４４】例えば、図２に示されている規制用変速段
マップは、距離ｄが長距離域（曲がり角の入り口までの
距離が比較的長い領域）、図４は、近距離（曲がり角の
入り口までの距離が比較的短い領域）、図３は、長距離
域と近距離域の間の領域のマップが示されている。

【００４５】例えば、図３において、曲がり角の曲率半
径と車速との関係が、マップ中のａ点である場合には、
自動変速装置が車速とスロットル開度から４速を選択し
ていたとしても、変速段は、３速までの中から選ばれる
こととなり、この場合には、３速が選択される。また、
図４において、曲がり角の曲率半径と車速との関係が、
マップ中のｂ点である場合には、自動変速装置が車速と
スロットル開度から２速を選択していると、変速段は、
３速までの中から選ばれることとなっているので、この
場合には、そのまま２速で走行することとなる。図２乃
至図４に示されている規制用変速段マップには、説明を
簡単にするため、ヒステリシスを設けていないが、ハン
チングを防止するため、ヒステリシスを設けることが好
ましい。

【００４６】また、図２乃至図４のマップに示されてい
るように、この規制用変速段マップは減速する場合どの
ような変速段がより適切かという観点から作られたもの
であるが、車速が所定の速度以上となる領域では、運転
者は減速を望んでいないものと判断し、このマップに基
づく変速段を規制する範囲は設定せず、その時の変速モ
ード（ノーマルモード、パワーモード、坂路モード）に
おける変速段マップに基づき変速段が決定される。

【００４７】第２の規制範囲 第２の規制範囲は、車速Ｖと、道路形状によって、変速
段の規制範囲を決定する。つまり第２の規制範囲を決定
する場合、道路の属性の１つである所定区間の平均曲率
Θを求める制御と、同じく道路の属性の１つである同じ
区間の標高変化率Ｈを求める制御が行なわれ、最終的に
は図７の規制用変速段マップに基づき規制範囲が決定さ
れる。具体的には、次のように決定される。

【００４８】ｉ）第１の制御 所定区間の平均曲率Θを求める第１の制御は、次のよう
に行なわれる。この第１の制御では、ナビゲーションシ
ステム装置１０が有している道路データを利用して、一
定の距離に渡ってカーブが連続する道路か否かを判断
し、その平均曲率Θを算出する。図５は、山岳路や有料
道路等に対する平均曲率Θの算出方法を説明するための
ものである。

【００４９】この図に示すように、各道路には所定の間
隔でノードＮｎが設定されており、各ノードＮｎの座標
（ｘｎ，ｙｎ）から、ノード間の平均曲率Θを求める。
まず、各ノード間の変化角θｎを求める。すなわち、ノ
ードＮ（ｎ−１）とノードＮｎを通る直線と、ノードＮ
ｎとノードＮ（ｎ＋１）を通る直線との角度を求め、こ
れをノードＮｎにおける変化角θｎとする。そして、車
両の現在位置から、所定区間として車両の進行方向のー
定区間（例えば、１ｋｍ）を設定し、その区間内に存在
する各ノードＮ１〜Ｎｎと、現在位置から後方１つ目の
ノードＮ（ｎ−１）とから、各ノードにおける変化角θ
１〜θｎを算する。そして、次の式（１）から平均曲率
Θを求める。なお、式（１）におけるΣの加算範囲はｉ
＝１〜ｎである。

【００５０】Θ＝（Σ｜θｎ｜）／ｎ…（１）

【００５１】ｉｉ）第２の制御 所定区間内の標高変化率Ｈを求める第２の制御は、次の
ように行われる。この第２の制御では、ナビゲーション
システム装置１０が有している所定地点の標高データか
ら、車両が走行する道路の標高変化率Ｈを算出する。図
６は、走行道路の標高差ΔＨを傾斜角度と見なした場合
の所定区間における標高変化率Ｈの算出方法を説明する
ためのものである。

【００５２】この図に示すように、走行中の道路に設定
されたノードの標高データから、標高変化率Ｈを求め
る。まず、車両の現在位置から上記所定区間に設定され
たノードの標高データについて、各ノード間の標高差Δ
Ｈを求める。すなわち、ノードＮ（ｎ−１）での標高Ｈ
（ｎ−１）とノードＮｎでの標高Ｈｎとの差Ｈｎ−Ｈ
（ｎ−１）を求め、これをノードＮｎにおける標高差Δ
Ｈｎとする。そして、設定された所定区間内に存在する
各ノードＮ１〜Ｎｎと、現在位置の後方１つめのノード
Ｎ（ｎ−１）とから、各ノードにおける標高差ΔＨ１〜
ΔＨｎを算出する。そして、次の式（２）におけるΣの
加算範囲をｉ＝１〜ｎとして、標高変化率Ｈを算出す
る。

【００５３】Ｈ＝（Σ｜ΔＨ｜）／ｎ…（２）

【００５４】以上説明した、第１及び第２の制御によっ
て、得られた平均曲率Θと標高変化率Ｈに基づき、変速
段の規制範囲が、図７に示されている規制用変速段マッ
プにより決定される。この規制用変速段マップは、車速
と平均曲率Θから変速段の上限を決定するものである。
図に示されているように、平均曲率Θが大きくなるに従
って、変速段の上限を３速または４速とする領域が高車
速側へ広がる。

【００５５】この規制用変速段マップは減速する場合ど
のような変速段がより適切かという観点から作られたも
のであるが、車速が所定の速度以上となる領域では、運
転者は減速を望んでいないものと判断し、このマップに
基づく変速段の上限値を規制する制御は行なわれない。
即ち、変速段決定部の変速段マップにより、例えば４速
が決定されている場合でも規制用変速段マップによれば
３速になっている場合は、３速を出力信号とする。ま
た、変速段マップにより２速が決定されている場合、規
制用変速段マップが３速であっても、これは１速から３
速の範囲内で変速段を規制することを意味するので、指
令信号として出力される変速段は、２速となる。そし
て、車速が所定の速度以上となる領域では、運転者は減
速を望んでいないものと判断し、変速段の上限値を規制
する制御は解除され、変速段決定部の有する変速段マッ
プに基づき制御が行なわれる。

【００５６】例えば、図７において、平均曲率Θと車速
Ｖが、点ｃに位置する場合、変速段が４速となっている
と、強制的に３速に変速段が切り替わり、１速から３速
までの間で、変速段が変更される。また、点ｄに位置す
る場合には、運転者は、減速を意図していないものと判
断し、変速段規制部は、変速段の上限を制限する制御は
行わず、ノーマルモードによる走行となる。

【００５７】また、標高変化率Ｈがー定基準値（例えば
１０ｍ）以上ある場合には、図８に示されているマップ
に基づき、変速段決定部の変速モードを変更する。例え
ば、標高変化率Ｈが基準値以上であった場合には、変速
モードをノーマルモードからパワーモードへ切り替え
る。これにより、下り坂の場合には、エンジンブレーキ
の領域が広がり、減速を補助するようになる。また登り
坂の場合には、大きな駆動力を得ることができるように
なる。標高変化率Ｈが基準値以下となった場合には、図
８のマップに基づき、パワーモードからノーマルモード
へ切り替える。

【００５８】つまり、平均曲率Θと車速Ｖから変速比
（変速段）の上限を決定する。この場合、車速に応じ
て、車速が高い場合には、変速比の規制範囲を設定せ
ず、その時の変速モード（ノーマルモード、パワーモー
ド、坂路モード）における変速段マップに基づき変速段
が決定される。

【００５９】第３の規制範囲 第３の規制範囲は、道路の属性の１つである、走行して
いる道路の勾配を判断し、その勾配に応じて変速比を規
制する範囲を決定する。まず、車速Ｖの変化率から実際
の加速度β１を求め、標準加速度β０と、実際の加速度
β１とを比較する。この標準加速度β０は、勾配のない
平地を走行した場合に得られると想定される加速度とし
て設定され、車速Ｖとスロットル開度γ、ギヤ比をパラ
メータとして作られたデータテーブルから算出されるエ
ンジン駆動力と走行抵抗と標準車両重量Ｍから決定され
ている。そして、比較した結果、β０＞β１である場合
には上り坂、β０＜β１である場合には下り坂であると
判断し、例えば、現在の変速段より１段下の変速段を規
制範囲の上限として決定する。

【００６０】以上の制御動作によって決定された変速比
の規制範囲である上限変速段を比較し、変速比選択手段
である変速制御装置４０が、最も低い上限変速段を規制
範囲の上限として選択する。

【００６１】以下、変速制御装置４０の制御動作につい
て、図９乃至図１２に示されているフローチャートに基
づいて詳説する。図９のフローチャート及び図１０のフ
ローチャートは、図１３に示されているコーナを通過す
る際の制御動作を示すものである。

【００６２】最初に、ナビゲーション処理部１１から、
道路情報を取得する（ステップＳ１０）。この道路情報
には、ノードＮ１〜Ｎｎ（図１３）の座標データ（Ｘ
１，Ｙ１）〜（Ｘｎ，Ｙｎ）等が含まれる。これらの情
報により、各ノードを結ぶリンクのなす角から各ノード
におけるコーナの曲率半径を求め、そのコーナの連続性
及びコーナ曲率半径の変化度合を判断する。また自車位
置とコーナ入口までの距離ｄを計算し、式（１）、
（２）により、平均曲率Θ、標高変化率Ｈを求める。

【００６３】次に、車両状態検出部３０等から、スロッ
トル開度、アクセル開度の変化率、車速Ｖ、シフトポジ
ション、変速段、変速モードを取得する（ステップＳ２
０）。次に、図１０に示されているコーナ制御変速判断
ルーチンを実行する（ステップＳ３０）。

【００６４】アクセル開度が０近傍になったか、あるい
はアクセル開度が十分小さく、かつアクセル開度の変化
率Δαが予め定められた変化率δ以上で閉じられたか否
かを判断する（ステップＳ３０１）。

【００６５】アクセル開度αが０近傍になった場合、あ
るいはアクセル開度が十分小さく、かつアクセル開度α
の変化率Δαが予め定められた変化率δ以上で閉じられ
た場合には（ステップＳ３０１：Ｙ）、運転者は減速す
る意志を有すると判断できるので、図２ないし図４に示
されている規制変速段マップから、上限変速段ＳＦ１を
選択する（ステップＳ３０２）。上限変速段ＳＦ１は、
ステップＳ１０で求められた距離ｄ、コーナ曲率半径
と、ステップＳ２０で取得した車速Ｖに基づいて決定さ
れる。

【００６６】一方、運転者は減速する意志を有さないと
判断した場合には（ステップＳ３０１：Ｎ）、上限変速
段の設定は行なわれず、メインルーチンへリターンされ
る。なお、アクセル開度αが０近傍になった場合、ある
いはアクセル開度が十分小さく、かつアクセル開度αの
変化率Δαが予め定められた変化率δ以上で閉じられた
場合であっても、車速Ｖが十分大きい場合には、上限変
速段の設定は行なわれず、変速段の切り替えは、運転者
の意志に委ねられる。

【００６７】次に、図１１に示されているゾーン制御変
速判断ルーチンを実行する。まず、ステップＳ１０で求
めた標高変化率Ｈに基づき、変速モードの切り替えが必
要か否かを判断する。即ち、図８に示されているマップ
に基づき、ステップ１０で得られた標高変化率Ｈが、基
準値以上であるか否かを判断し、変速モードの切り替え
が必要か否かを決定する（ステップＳ４０１）。変速段
規制部が、基準値以上であると判断した場合には（ステ
ップＳ４０１：Ｙ）、変速段決定部における変速モード
をパワーモードに変更する（ステップＳ４０２）。基準
値以下である場合には（ステップＳ４０１：Ｎ）、現在
の変速モードを維持する。

【００６８】そして、ステップＳ１０で得られた平均曲
率Θと、ステップＳ２０で取得した車速Ｖから、図７に
示されている規制用変速段マップを参照する。変速段規
制部により、規制用変速段マップに基づいて、変速段の
規制を行なうか否か（ステップＳ４０３）、及び切り替
え可能な変速段の上限が決定される。例えば、車速Ｖが
大きく、図７において、点ｄの領域に位置する場合に
は、変速段規制部は、運転者は減速を意図しないものと
判断し（ステップＳ４０３：Ｎ）、変速段を規制する制
御は行なわれず、メインルーチンにリターンされる。つ
まり、その時に選択されている変速モード（図７ではノ
ーマルモード）に基づき変速段が決定される。

【００６９】また、例えば、図７の規制用変速段マップ
において、点ｃに位置し、変速段の上限が３速に規制さ
れた場合には、変速段の規制が必要と判断し（ステップ
Ｓ４０３：Ｙ）、上限変速段ＳＦ２を規制変速段マップ
に基づいて決定し（点ｃの場合には、３速）、メインル
ーチンへリターンされる。

【００７０】次に、図１２に示されている坂路制御変速
判断ルーチンを実行する（ステップＳ５０）。まず、予
め設定されているデータテーブルから車速Ｖ、スロット
ル開度、変速段、標準車両重量により標準加速度β０を
求める（ステップＳ５０１）。次に、車速Ｖの変化から
現在の加速度β１を求める（ステップＳ５０２）。β０
＜β１であるか否かを判断し（ステップＳ５０３）、即
ち下り坂であるかどうかを判断し、下り坂である場合に
は（ステップＳ５０３：Ｙ）、例えば現在の変速段より
も一段下の変速段を上限の変速段ＳＦ３とする（ステッ
プＳ５０４）。

【００７１】また、下り坂でない場合には（ステップＳ
５０３：Ｎ）、β０＞β１であるか否かを判断し（ステ
ップＳ５０５）、即ち上り坂であるかどうかを判断し、
上り坂である場合には（ステップＳ５０５：Ｙ）、例え
ば現在の変速段よりも一段下の変速段を上限の変速段Ｓ
Ｆ３とする（ステップＳ５０４）。

【００７２】上り坂でない場合には、上限変速段ＳＦ３
の設定は行なわれず、メインルーチンへリターンされ
る。このステップＳ５０４で決定される上限の変速段Ｓ
Ｆ３は、図示しない車速Ｖとスロットル開度とをパラメ
ータとして作られたデータテーブルから決定されるが、
上り坂と下り坂、それぞれの場合に対応したデータテー
ブルにより決定すると好適である。

【００７３】上記各サブルーチンで設定された上限変速
段ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３を比較して、最も低い変速段
（低速側の変速段）を上限変速段として選択する（ステ
ップＳ６０）。そして、設定されている変速モードに基
づき、ステップＳ６０で設定された範囲内で変速段が設
定される（ステップＳ７０）。また、各サブルーチンに
おいて、上限変速段が設定されていない場合には、運転
者は、減速を意図していないものと判断され、変速段の
範囲を規制する制御は行なわれず、運転者の自由な走行
操作域が確保される。

【００７４】また、上記のように、車両が通過する一点
（コーナ）での道路状況を考慮して変速段を規制する制
御と、所定区間内の道路状況を考慮して変速段を規制す
る制御とを統合した後、最終的に変速段を規制するの
で、必要な場合には道路状況の急激な変化に対応した変
速段制御ができるとともに、頻繁にシフトチェンジを繰
り返すといった煩わしさもなく、より滑らかな走行感覚
を確保することができる。なお、上記のような制御動作
は、すべての制御動作を変速段規制部または変速段決定
部の一方のみで行なってもよく、また、ナビゲーション
処理部１１のみで行う構成とすることもできる。

【００７５】上記説明した、コーナ制御変速判断ルーチ
ンでは、運転動作検出手段の検出する運転動作として、
アクセルペダルの踏み込み量を用い、アクセル開度αに
基づいて運転者の減速の意志を判断していたが、スロッ
トルセンサ３５から入力されるスロットル開度（即ち、
エンジントルク）の変化率や値に基づいて運転動作を検
出し、減速の意志を判断することもできる。さらに、ブ
レーキぺダルの操作に基づき運転動作を検出し、減速の
意志を判断してもよい。この場合には、ブレーキセンサ
３２から入力されるブレーキ踏み込み量の変化率やブレ
ーキのオン動作などに基づき減速の意志を判断すること
ができる。このほか、ウインカーセンサ３４に基づき運
転動作を検出し、ウインカーオン操作の検出により減速
の意志を判断する構成としてもよい。また、ライト（ヘ
ッドライト、フォグランプ）の点灯動作に基づき運転者
の意志を判断することもできる。これらの動作は、運転
動作検出手段によって検出される。

【００７６】また、変速段決定部は、アクセル開度と車
速により変速段を決定しているが、スロットル開度と車
速によって変速段を決定してもよく、またエンジンのト
ルクの大きさと車速によって変速段を決定する構成とし
てもよい。

【００７７】一方、ゾーン制御変速判断ルーチンでは、
図７に示されている規制用変速段マップに基づき制御の
有無と、変速段の上限を判断していたが、この他、図１
４に示されているように、運転者の自由な操作領域を拡
大した規制用変速段マップに基づいてもよい。

【００７８】このような、規制用変速段マップの変更
は、例えば、エンジンの性能、車種などによって適宜変
更するようにしてもよい。また、図１５に示されている
ように、標高変化率Ｈに応じて、規制用変速段マップの
変速線の位置を変更する構成とすることもできる。図示
の例では、標高変化率Ｈが一定の基準値以上となった場
合には、変速線の位置を低速側に変更（図中、点線から
実線へ）するようにしてもよい。平均曲率Θが小さい場
合における低速段領域を図７より大きくするように変更
してもよい。このような変速段の領域の変更は、標高変
化率Ｈの変化に応じて連続して移動する構成とすること
もできる。このような構成とした場合には、道路形状に
さらに適応した変速段制御を行なうことができる。

【００７９】また、図７に示されている規制用変速段マ
ップは、車速と平均曲率Θに応じて規制される変速段の
範囲が決定されているが、図１６及び図１７に示されて
いるように、車速と平均曲率Θと標高変化率Ｈに応じて
規制される変速段の範囲を決定してもよい。つまり、平
均曲率Θと標高変化率Ｈとに基づいて参照値を決定し、
この参照値と車速Ｖにより、変速段の範囲を決定する構
成とすることができる。このような構成とすることによ
って、道路形状にさらに一層適応した変速段制御を行な
うことができる。

【００８０】上記変速段制御は、さらに走行状態検出手
段によって検出された走行状態に応じて変速段の規制範
囲を変更する制御を行なってもよい。例えば、走行状態
検出手段がワイパーの作動を検出した場合には、路面が
濡れているものと判断し、車両の挙動変化を抑えるよう
に変速段の上限を設定するとか、ライトの点灯を検出し
た場合には、同様に変速段の上限を一段下げるなどの制
御を行なうことものできる。また、この制御は、変速段
の上限を変更するものであるが、この他、変速モードの
切り替えを行なうような制御を行なってもよい。

【００８１】なお、図２乃至図４、図７、図８、図１
４、図１５、図１７に示されているマップには、説明を
簡単にするため、ヒステリシスを設けていないが、ハン
チングを防止するため、ヒステリシスを設けることが好
ましい。自動変速装置には、無段変速機を有するものを
用いてもよく、この場合には、変速比規制手段は、変速
段ではなく、変速比の範囲を規制する。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両制御
装置によれば、車速と曲率半径とから決定した上限変速
段と、走行している道路の勾配に応じて決定した上限変
速段とを比較して最も低い上限変速段を選択し、該上限
変速段の範囲内で前記自動変速機の変速段を設定するの
で、従来よりもさらに道路状況に合致した変速段の設定
制御が可能となる。また、本発明は、第１の決定手段が
車速と曲率半径と運転動作とから前記自動変速機で選択
する変速段の上限を決定するので、より運転者の意図に
そった車両制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両制御装置の構成を示すブロック図
である。

【図２】シフトダウン制御における変速マップである。

【図３】シフトダウン制御における変速マップである。

【図４】シフトダウン制御における変速マップである。

【図５】車両制御装置において、山岳路等に対する平均
曲率Θの算出について説明するための説明図である。

【図６】車両制御装置において、山岳路等に対する標高
変化率Ｈの算出について説明するための説明図である。

【図７】シフトダウン制御における規制用変速段マップ
である。

【図８】標高変化率Ｈに基づく変速モード制御における
マップである。

【図９】変速制御装置の制御動作を示すメインフローチ
ャートである。

【図１０】変速制御装置の制御動作のサブルーチンのフ
ローチャートである。

【図１１】変速制御装置の制御動作のサブルーチンのフ
ローチャートである。

【図１２】変速制御装置の制御動作のサブルーチンのフ
ローチャートである。

【図１３】コーナを通過する際の、変速段の変化を示す
模式図である。

【図１４】他の実施形態における規制用変速段マップで
ある。

【図１５】他の実施形態における規制用変速段マップで
ある。

【図１６】他の実施形態における参照値を決定するため
のマップである。

【図１７】同じく、参照値と車速から上限の変速段を決
定する規制用変速段マップである。

【符号の説明】

１ 車両制御装置 ２ 車両 １０ ナビゲーションシステム装置 １１ ナビゲーション処理部 １２ データ記憶部 １３ 現在位置検出部 ２０ ＡＴモード選択部 ３０ 走行状態検出部 ４０ 変速制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｆ１６Ｈ 59:18 59:54 59:66 59:70 (72)発明者 山下 貢 東京都千代田区外神田２丁目19番12号 株式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者 中島 秀樹 東京都千代田区外神田２丁目19番12号 株式会社エクォス・リサーチ内 (56)参考文献 特開 平８−159277（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−80046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−70307（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−74320（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−87356（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 61/00 - 61/24 G08G 1/00 - 1/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動変速機と、 車速を検出する車速センサと、 道路情報を記憶する道路情報記憶手段と、 道路上の自車位置を検出する自車位置検出手段と、 前記道路情報記憶手段に記憶された道路情報及び前記検
   出された自車位置に基づき自車位置の進行方向にある曲
   がり角を検出し、この曲がり角の曲率半径を算出する曲
   率半径算出手段と、減速を意図した 運転者の動作を検出する運転動作検出手
   段と、前記減速を意図した運転動作が検出された場合、 検出さ
   れた車速及び自車位置と算出された曲率半径とから、自
   動変速機が選択可能な高速側の変速段を決定する第１の
   決定手段と、 走行している道路の勾配を判断する手段と、 判断された勾配に応じて前記自動変速機で選択加能な高
   速側の変速段を決定する第２の決定手段と、 前記第１及び第２の決定手段で夫々決定した高速側の変
   速段を比較して低速側の変速段を選択し、この低速側の
   変速段を前記自動変速機が選択可能な高速側の変速段と
   して設定する設定手段を有することを特徴とする車両制
   御装置。
2. 【請求項２】車両の走行状態を検出する走行状態検出手
   段を備え、 前記道路の勾配を判断する手段は、検出された走行状態
   から走行している道路の勾配を判断することを特徴とす
   る請求項１に記載の車両制御装置。
3. 【請求項３】前記運転動作検出手段は、アクセル開度に
   基づき減速を意図した運転動作を検出することを特徴と
   する請求項１に記載の車両制御装置。
4. 【請求項４】前記運転動作検出手段は、ブレーキペダル
   の操作に基づき減速を意図した運転動作を検出すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
5. 【請求項５】前記勾配を判断する手段は、車速の変化率
   から加速度を求め、該加速度から走行している道路が上
   り坂もしくは下り坂か否かを判断することを特徴とする
   請求項１又は２に記載の車両制御装置。
6. 【請求項６】自動変速機と、 車速を検出する車速センサと、 道路情報を記憶する道路情報記憶手段と、 道路上の自車位置を検出する自車位置検出手段と、 前記道路情報記憶手段に記憶された道路情報及び前記検
   出された自車位置に基づき自車位置の進行方向にある曲
   がり角を検出し、この曲がり角の曲率半径を算出する曲
   率半径算出手段と、減速を意図した 運転者の動作を検出する運転動作検出手
   段と、前記減速を意図した運転動作が検出された場合、 検出さ
   れた車速及び自車位置と算出された曲率半径とから、自
   動変速機が選択可能な高速側の変速比を決定する第１の
   決定手段と、 走行している道路の勾配を判断する手段と、 判断された勾配に応じて前記自動変速機で選択加能な高
   速側の変速比を決定する第２の決定手段と、 前記第１及び第２の決定手段で夫々決定した高速側の変
   速段を比較して低速側の変速比を選択し、この低速側の
   変速段を前記自動変速機が選択可能な高速側の変速比と
   して設定する設定手段を有することを特徴とする車両制
   御装置。