JP3661898B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
【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、特開平7−234991号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、道路状況に応じた変速段の制御は、具体的な周囲の状況に対応して、変速段を制御するので、環境適応性が高い一方、運転者に車両側のお仕着せの制御を押し付けることにもなる。例えば、道路環境が変化することに応じて、変速パターンが変化するとき、運転者が予期しない変速段に突然変化するということが考えられる。
【0004】
例えば、エンジンブレーキのきき具合や駆動力等による車両の操作感は、1つのカーブを曲がる時のみで決まるものではない。つまり、カーブが連続する山岳地帯の道路では、曲率が大きなカーブといった局所的な操作だけでなく、その前後に存在する小さなカーブも含めた一定区間全体を通しての道路形状が操作感覚に影響する。このような場合に従来の変速段制御によると、運転者の意図する変速段と制御された変速段とのずれが顕著となる傾向があり、運転者の意図に沿わない制御が行われる可能性がある。
【0005】
このような観点から、本発明は、道路形状に則した変速比の制御を行うとともに、制御範囲を規制して、運転者の意志を優先した変速比となる領域を確保し、変速比の設定が運転者の意志に反することなく行なわれるようにしたものである。
【0006】
【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。
【0007】
(1) 道路情報を記憶した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、
前記自車位置検出手段で検出された自車位置に対応して、前記道路情報記憶手段に記憶された道路を構成する座標点に関する座標情報から、自車位置から車両の進行方向上に設定された所定区間内に存在する各座標点について、当該座標点の後方の座標点と当該座標点とを結ぶ直線の延長線に対する、当該座標点と前方の座標点とを結ぶ直線の変化角θを算出し、算出した各変化角θの絶対値の合計から前記所定区間内におけるカーブの平均曲率Θを算出する道路形状判断手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
自動的に変速比を選択する自動変速装置と、
車速と平均曲率Θに応じて予め定められた範囲内に変速比を規制する変速比規制手段と、
自車の車速に応じて、前記自動変速装置が選択する変速比を変速比規制手段の規制した範囲内とするように設定する変速比設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
【0008】
(2) 道路情報を記憶した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、
前記自車位置検出手段で検出された自車位置に対応して、前記道路情報記憶手段に記憶された道路を構成する座標点に関する標高情報から、自車位置から車両の進行方向上に設定された所定区間内に存在する各座標点について、当該座標点と後方の座標点の標高差ΔHを算出し、算出した各標高差ΔHの絶対値の合計から前記所定区間内における標高変化率Hを算出する道路形状判断手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
自動的に変速比を選択する自動変速装置と、
車速と標高変化率Hに応じて予め定められた範囲内に変速比を規制する変速比規制手段と、
自車の車速に応じて、前記自動変速装置が選択する変速比を変速比規制手段の規制した範囲内とするように設定する変速比設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。
【0009】
(3)前記自動変速装置は、多段変速機であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の車両制御装置。
【0010】
(4)前記自動変速装置は、無段変速機であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の車両制御装置。
【0012】
【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。
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、車両状態検出部30と、変速制御装置40とを備えている。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、音声入力部18と、音声出力部19とを有している。
【0013】
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「CPU」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、所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、CPU111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。
【0014】
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。
【0015】
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、交差点、T字路、道路の車線数、車線数の減少する地点、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、登坂路などの道路情報が格納されている。
【0016】
また、ノードデータ、道路データには、各道路を構成するノードの座標(緯度情報、経度情報)データ(座標情報)や、所定地点(例えば、200〜250m間隔)および各ノードにおける標高データ(標高情報)、道路種別、道路長、道路間に存在するノード数、道路形状等の各種データが含まれている。
【0017】
各ファイルは、例えば、フロッピーディスク、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。
【0018】
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131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。
【0019】
現在位置検出部13のGPSレシーバ131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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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13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、道路形状判断手段は、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13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記憶手段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。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、予定走行経路上に設定される。
【0025】
予定走行道路とは、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経路であり、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、予定走行経路を探索する走行経路検出手段を設けることによって、予定走行経路がより明確となり、制御性が向上する。
【0026】
また、道路形状判断手段を構成する変速制御装置40では、所定区間内の平均曲率Θを求める第1の制御と、所定区間内の標高変化率Hを求める第2の制御とが行われる。
【0027】
▲1▼第1の制御
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2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。
【0028】
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。
【0029】
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Nn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。
【0030】
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θ1〜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。
【0031】
Θ=(Σ|θn|)/n…(1)
【0032】
▲2▼第2の制御
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傾斜変化率を算出する。
図3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。
【0033】
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ΔHを求める。
【0034】
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ΔHn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。
【0035】
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。
【0036】
H=(Σ|ΔH|)/n…(2)
【0037】
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、及びナビゲーションシステム装置10からの道路データなどが入力される。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。
【0038】
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自動的に切り替わる。
【0039】
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、変速段の上限の設定は、例えば、図4に示されている規制用変速段マップに基づき決定される。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
例えば、図4において、平均曲率Θと車速Vが、点a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b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。
【0043】
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、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5に示されているマップに基づき、パワーモードからノーマルモードへ切り替える。
【0044】
つまり、本実施形態における変速比規制手段は、平均曲率Θと車速Vから変速比(変速段)の上限を決定し、変速比設定手段は、決定された上限の変速比と変速段決定部によって選択された変速比とを比較して、出力する指令信号を決定する。この場合、変速比設定手段は、車速に応じて、車速が高い場合には、変速比の上限を設けないという判断も行なう。
【0045】
ATモード選択部20は、変速段決定部における変速モードを選択する操作部である。また、車両状態検出部30は、自車の車速を検出する車速検出手段である車速センサ31と、スロットル開度を検出するスロットルセンサ35とを備えている。車速センサ31で検出された車速Vは、変速制御装置40の変速段決定部と変速段規制部へ供給される。また、スロットルセンサ35で検出されたスロットル開度は、変速段決定部へ供給される。
【0046】
以下、変速制御装置40の制御動作について、図6に示されているフローチャートに基づいて詳説する。
最初に、変速段規制部は、ナビゲーションシ処理部11から、車両2の自車位置、進行方向等のの道路情報を取得する(ステップS101)。進行方向の道路データとしては、現在走行している道路種別や、前方道路形状、現在位置から前方の各ノードN1〜Nnの座標データ、標高データ等が含まれる。
【0047】
変速段規制部は、ステップS101で、入力したデータ、即ち、前方の道路形状、現在位置から前方の各ノードN1〜Nn等により、上記式(1)と式(2)に基づいて平均曲率Θおよび標高変化率Hを計算し、確認する(ステップS102)。
【0048】
次に、変速段規制部は、車両情報を取得する(ステップS103)。車両情報には、車速V、スロットル開度、シフトポジション、変速段、変速モードなどが含まれる。
【0049】
その後、標高変化率Hに応じた変速モードの切り替えが必要か否かを判断する。即ち、図5に示されているマップに基づき、ステップ102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S104)。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S104: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S105)。基準値以下である場合には(ステップS104:N)、現在の変速モードを維持する。
【0050】
さらに、ステップ102で得られた平均曲率Θと、ステップ103で取得した車速Vから、図4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S106)、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4において、点b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S106: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4ではノーマルモード)で走行する。
【0051】
また、例えば、図4の規制用変速段マップにおいて、点a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S106:Y)、変速段決定部の変速段マップに基づいて1速から3速までの間で切り替えられ、現状が4速であった場合には、3速へ切り替えられる(ステップS107)。
【0052】
このような制御を行なうことによって、連続するカーブを走行する際に、不要なシフトアップを行なうことなく、カーブの連続を通過することができ、かつ運転者が欲する場合には、シフトアップを規制する変速段規制制御を解除して、運転者の自由な走行操作域が確保される。
【0053】
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、ナビケーション処理部11のみで行う構成とすることもできる。
【0054】
以上説明した実施形態では、図4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7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。
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。
【0055】
また、図8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4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。
【0056】
また、図4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9及び図10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。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。
【0057】
なお、図4、図5、図7、図8、図10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。
【0058】
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、変速段の範囲ではなく、変速比の範囲を規制する。この場合には、規制される変速比の上限は、平均曲率Θと車速に応じて連続して変化する構成とすることができる。これにより、より道路形状に応じた変速比制御を行なうことが可能となる。
また、変速制御装置40は、車速と標高変化率Hに応じて予め定められた範囲内に変速比を規制するようにしてもよい。
【0059】
【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、道路形状に則した変速比制御が可能となるとともに、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。
【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】同じく、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3】同じく、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4】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5】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6】変速制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図7】他の実施形態における規制用変速段マップである。
【図8】他の実施形態における規制用変速段マップである。
【図9】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10】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 車両状態検出部
40 変速制御装置
EQ96−071
11
15[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to control of a gear ratio of an automatic transmission including a stepped transmission and a continuously variable transmission.
[0002]
[Prior art]
There has been proposed an automatic transmission control device having changing means for changing the control pattern of the automatic transmission in accordance with road information related to the surroundings at the current position of the vehicle (Japanese Patent Publication No. 6-58141, JP-A-7- No. 249991).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the shift stage control according to the road condition controls the shift stage according to the specific surrounding situation, so the environment adaptability is high, but the driver is forced to control the wearing on the vehicle side. It also becomes. For example, it is conceivable that when the shift pattern changes in response to a change in the road environment, the driver suddenly changes to an unexpected shift stage.
[0004]
For example, the feeling of operation of the vehicle due to the degree of engine braking, the driving force, etc. is not determined only when turning a single curve. That is, in a mountain road where curves are continuous, not only local operation such as a curve with a large curvature, but also the shape of the road throughout the entire section including small curves existing before and after it affects the operation feeling. In such a case, according to the conventional gear position control, the shift between the gear stage intended by the driver and the controlled gear stage tends to be significant, and the control not according to the driver's intention may be performed. There is.
[0005]
From this point of view, the present invention controls the gear ratio in accordance with the road shape, regulates the control range, secures a region where the gear ratio is given priority to the driver's will, and sets the gear ratio. Is performed without violating the will of the driver.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the following present invention.
[0007]
(1) road information storage means for storing road information;
Own vehicle position detecting means for detecting the own vehicle position on the road;
Corresponding to the own vehicle position detected by the own vehicle position detecting means, it is set on the traveling direction of the vehicle from the own vehicle position from the coordinate information regarding the coordinate points constituting the road stored in the road information storing means. For each coordinate point existing in the predetermined section, a change angle θ of a straight line connecting the coordinate point and the front coordinate point with respect to an extension line of the straight line connecting the coordinate point behind the coordinate point and the coordinate point is Road shape determining means for calculating an average curvature Θ of the curve in the predetermined section from the total absolute value of the calculated change angles θ,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle;
An automatic transmission that automatically selects the gear ratio;
Gear ratio regulating means for regulating the gear ratio within a predetermined range according to the vehicle speed and the average curvature Θ,
Gear ratio setting means for setting the gear ratio selected by the automatic transmission to be within the range restricted by the gear ratio restriction means according to the vehicle speed of the host vehicle;
A vehicle control device comprising:
[0008]
(2) road information storage means for storing road information;
Own vehicle position detecting means for detecting the own vehicle position on the road;
Corresponding to the own vehicle position detected by the own vehicle position detecting means, the altitude information about the coordinate points constituting the road stored in the road information storing means is set on the traveling direction of the vehicle from the own vehicle position. For each coordinate point existing in the predetermined section, an altitude difference ΔH between the coordinate point and the rear coordinate point is calculated, and an altitude change rate H in the predetermined section is calculated from the sum of absolute values of the calculated altitude differences ΔH. Road shape determination means for calculating;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle;
An automatic transmission that automatically selects the gear ratio;
Gear ratio regulating means for regulating the gear ratio within a predetermined range according to the vehicle speed and the altitude change rate H;
Gear ratio setting means for setting the gear ratio selected by the automatic transmission to be within the range restricted by the gear ratio restriction means according to the vehicle speed of the host vehicle;
A vehicle control device comprising:
[0009]
(3) The vehicle control device according to (1) or (2) , wherein the automatic transmission is a multi-stage transmission.
[0010]
(4) The vehicle control device according to (1) or (2) , wherein the automatic transmission is a continuously variable transmission.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, one preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the vehicle control device of the present invention.
The
[0013]
The navigation processing unit 11 includes a central control device (hereinafter referred to as “CPU”) 111 that performs various arithmetic processing such as navigation processing based on input information and outputs the result. The CPU 111 is connected to a
[0014]
The
[0015]
Among the information stored in these files, each file storing intersection data, node data, and road data is used for route search in normal navigation. These files include road width, slope, road surface conditions, intersections, T-shaped roads, road lanes, points where lanes decrease, railroad crossings, highway exit rampways, highway tollgates, road Road information such as the point where the width becomes narrower, the downhill road, and the uphill road are stored.
[0016]
The node data and road data include coordinates (latitude information and longitude information) data (coordinate information) of nodes constituting each road, predetermined points (for example, intervals of 200 to 250 m), and altitude data (elevation) at each node. Information), road type, road length, number of nodes existing between roads, road shape, and the like.
[0017]
For each file, for example, various storage devices such as a floppy disk, a hard disk, a CD-ROM, an optical disk, a magnetic tape, an IC card, and an optical card are used. Each file has a large storage capacity. For example, a CD-ROM is preferably used. However, an IC card may be used for individual data such as other data files and data for each region.
[0018]
The current
[0019]
The GPS receiver 131 and the beacon sensor 135 of the
[0020]
The communication unit 15 transmits and receives various data to and from an FM transmitter, a telephone line, etc., for example, receives various data such as traffic information and traffic accident information received from an information center or the like. It is supposed to be.
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
In the navigation system apparatus 10 as described above, the vehicle position detection unit is configured by the current
[0025]
The planned travel road is a route that has been set if the vehicle's travel route has already been set, and a route that is expected to pass if the vehicle has not been set, for example, when going straight ahead It can be. By providing such a travel route detection means for searching for a planned travel route, the planned travel route becomes clearer and controllability is improved.
[0026]
Further, in the
[0027]
(1) First Control In this first control, it is determined whether or not the road has a continuous curve over a certain distance using the road data that the navigation system device 10 has, and its average Calculate the curvature Θ.
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of calculating the average curvature Θ for mountain roads, toll roads, and the like.
[0028]
As shown in this figure, nodes Nn are set at predetermined intervals on each road, and an average curvature Θ between the nodes is obtained from the coordinates (xn, yn) of each node Nn.
[0029]
First, the change angle θn between the nodes is obtained. That is, an angle between a straight line passing through the node N (n−1) and the node Nn and a straight line passing through the node Nn and the node N (n + 1) is obtained, and this is set as a change angle θn at the node Nn.
[0030]
Then, a fixed section (for example, 1 km) in the traveling direction of the vehicle is set as a predetermined section from the current position of the vehicle, each of the nodes N1 to Nn existing in the section, and the first node behind the current position From N (n−1), change angles θ1 to θn at each node are calculated. And average curvature (theta) is calculated | required from following Formula (1). In addition, the addition range of (SIGMA) in Formula (1) is i = 1-n.
[0031]
Θ = (Σ | θn |) / n (1)
[0032]
(2) Second control In the second control, the inclination change rate of the road on which the vehicle travels is calculated from the altitude data of a predetermined point possessed by the navigation system device 10.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of calculating the elevation change rate H in a predetermined section when the elevation difference ΔH of the traveling road is regarded as an inclination angle.
[0033]
As shown in this figure, the altitude change rate H is obtained from the altitude data of the nodes set on the running road.
First, an elevation difference ΔH between the nodes is obtained for the elevation data of the nodes set in the predetermined section from the current position of the vehicle.
[0034]
That is, the difference Hn−H (n−1) between the elevation H (n−1) at the node N (n−1) and the elevation Hn at the node Nn is obtained, and this is defined as the elevation difference ΔHn at the node Nn. Then, altitude differences ΔH1 to ΔHn at each node are calculated from the nodes N1 to Nn existing within the set predetermined section and the first node N (n−1) behind the current position.
[0035]
Then, the altitude change rate H is calculated with the addition range of Σ in the following equation (2) as i = 1 to n.
[0036]
H = (Σ | ΔH |) / n (2)
[0037]
The automatic transmission includes an automatic transmission (not shown) (a multi-stage transmission having a 5-speed gear in this embodiment) and an actuator for setting a gear ratio (a hydraulic control circuit for setting a 5-speed gear in this embodiment). ) And a
[0038]
The shift speed determining unit specifically determines which shift speed is selected, and is determined by, for example, a data table (shift speed map) that determines the shift speed based on the throttle opening and the vehicle speed. This shift map is prepared in a normal mode, a power mode, a slope mode, and the like, and automatically switches according to the driver's will or according to road conditions.
[0039]
On the other hand, the gear stage restricting unit is a main part of the present invention and regulates the upper limit of the gear stage determined by the gear stage determining unit. Accordingly, for example, even if the fifth speed is determined by the gear position determining unit, the command signal is output only within the range from the first speed to the fourth speed when the upper limit is set to the fourth speed by the gear position restricting unit. A command signal is output to an actuator that sets a gear ratio (not shown). Such setting of the upper limit of the shift speed is determined based on, for example, a restriction shift speed map shown in FIG.
[0040]
This restriction shift map is used to determine the upper limit of the shift speed from the vehicle speed and the average curvature Θ. As shown in the figure, as the average curvature Θ increases, the region where the upper limit of the gear stage is the third speed or the fourth speed is widened to the higher vehicle speed side.
[0041]
This restriction gear map is created from the viewpoint of what gear speed is more appropriate when decelerating, but the driver does not want to decelerate in the region where the vehicle speed exceeds a predetermined speed. Therefore, the control for restricting the upper limit value of the gear position based on this map is not performed. That is, even if the fourth speed is determined by the shift speed map of the shift speed determination unit, for example, if the third speed is determined by the restriction shift speed map, the third speed is used as the output signal. In addition, when the second speed is determined by the shift speed map, even if the restriction speed map is the third speed, this means that the shift speed is restricted within the range from the first speed to the third speed. The gear stage output as the command signal is the second speed. Then, in the region where the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined speed, the driver determines that he does not want to decelerate, and the control for restricting the upper limit value of the shift speed is released, and based on the shift speed map of the shift speed determination unit Control is performed.
[0042]
For example, in FIG. 4, when the average curvature Θ and the vehicle speed V are located at point a, if the shift speed is 4th speed, the shift speed is forcibly switched to 3rd speed and from 1st speed to 3rd speed. In the meantime, the gear position is changed. When the vehicle is located at point b, the driver determines that the vehicle does not intend to decelerate, and the gear stage restriction unit does not perform control for limiting the upper limit of the gear stage, and travels in the normal mode. .
[0043]
Further, when the altitude change rate H is equal to or greater than a fixed reference value (for example, 10 m), the shift mode of the shift speed determining unit is changed. For example, when the altitude change rate H is equal to or higher than a reference value, the shift mode is switched from the normal mode to the power mode. Thereby, in the case of a downhill, the area | region of an engine brake spreads, and comes to assist deceleration. In the case of an uphill, a large driving force can be obtained. When the altitude change rate H is equal to or less than the reference value, the mode is switched from the power mode to the normal mode based on the map shown in FIG.
[0044]
That is, the speed ratio regulating means in the present embodiment determines the upper limit of the speed ratio (speed stage) from the average curvature Θ and the vehicle speed V, and the speed ratio setting means is determined by the determined upper limit speed ratio and the speed stage determining unit. A command signal to be output is determined by comparing with the selected gear ratio. In this case, the gear ratio setting means also determines that no upper limit of the gear ratio is provided when the vehicle speed is high, according to the vehicle speed.
[0045]
The AT
[0046]
Hereinafter, the control operation of the
First, the gear stage restricting unit acquires road information such as the vehicle position and traveling direction of the
[0047]
In step S101, the gear stage restricting unit determines the average curvature Θ based on the above equations (1) and (2) according to the input data, that is, the road shape ahead, the nodes N1 to Nn ahead from the current position, and the like. The altitude change rate H is calculated and confirmed (step S102).
[0048]
Next, the gear position restricting unit acquires vehicle information (step S103). The vehicle information includes vehicle speed V, throttle opening, shift position, shift speed, shift mode, and the like.
[0049]
Thereafter, it is determined whether it is necessary to switch the transmission mode according to the altitude change rate H. That is, based on the map shown in FIG. 5, it is determined whether or not the altitude change rate H obtained in
[0050]
Further, referring to the average curvature Θ obtained in
[0051]
Further, for example, when the upper limit of the gear position is restricted to the third speed in the restriction gear position map of FIG. Based on the shift speed map of the shift speed determining unit, the speed is switched from the first speed to the third speed. If the current speed is the fourth speed, the speed is switched to the third speed (step S107).
[0052]
By performing such control, when driving on continuous curves, it is possible to pass continuation of the curve without unnecessary shift up, and if the driver wants, the shift up is restricted. The gear speed regulation control to be performed is canceled, and a free driving operation range for the driver is secured.
[0053]
The control operation as described above may be performed by only one of the gear stage restricting unit and the gear stage determining unit, or may be performed only by the navigation processing unit 11.
[0054]
In the embodiment described above, the presence / absence of control and the upper limit of the shift speed are determined based on the restriction shift speed map shown in FIG. 4, but as shown in FIG. It may be based on a shift map for regulation in which a driver's free operation area is enlarged.
Such a change of the restriction gear map may be appropriately changed according to, for example, engine performance, vehicle type, and the like.
[0055]
Further, as shown in FIG. 8, the position of the shift line of the restriction shift map can be changed according to the altitude change rate H. In the illustrated example, when the altitude change rate H becomes equal to or greater than a certain reference value, the position of the shift line may be changed to the low speed side (from the dotted line to the solid line in the figure). You may change so that the low speed stage area | region in case average curvature (theta) is small may be larger than FIG. Such a change in the shift speed region may be configured to continuously move in accordance with the change in the altitude change rate H. In the case of such a configuration, it is possible to perform shift speed control further adapted to the road shape.
[0056]
Further, in the restriction gear stage map shown in FIG. 4, the range of the gear stage to be restricted is determined according to the vehicle speed and the average curvature Θ, but as shown in FIG. 9 and FIG. Further, the range of the speed stage to be regulated may be determined according to the vehicle speed, the average curvature Θ, and the altitude change rate H. By adopting such a configuration, it is possible to perform gear position control that is further adapted to the road shape.
[0057]
The maps shown in FIGS. 4, 5, 7, 8, and 10 are not provided with hysteresis for the sake of simplicity, but may be provided with hysteresis to prevent hunting. preferable.
[0058]
As the automatic transmission, one having a continuously variable transmission may be used. In this case, the gear ratio regulating means regulates not the gear range but the gear ratio range. In this case, the upper limit of the speed ratio to be restricted can be configured to continuously change according to the average curvature Θ and the vehicle speed. Thereby, it becomes possible to perform gear ratio control according to the road shape.
Further, the
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the vehicle control device of the present invention, it is possible to perform gear ratio control in accordance with the road shape and to secure a region in which the driver's will is prioritized. The vehicle can be controlled accordingly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control device of the present invention.
FIG. 2 is also an explanatory diagram for explaining calculation of an average curvature Θ for mountain roads and the like in the vehicle control device.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining calculation of an altitude change rate H for a mountain road or the like in the vehicle control device.
FIG. 4 is a restriction gear map in shift-down control.
FIG. 5 is a map in shift mode control based on an altitude change rate H;
FIG. 6 is a flowchart showing a control operation of the transmission control device.
FIG. 7 is a restriction speed map in another embodiment.
FIG. 8 is a restriction speed map in another embodiment.
FIG. 9 is a map for determining a reference value in another embodiment.
FIG. 10 is a restricting shift speed map for determining an upper limit shift speed from the reference value and the vehicle speed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
11
15
Claims (4)
道路上の自車位置を検出する自車位置検出手段と、
前記自車位置検出手段で検出された自車位置に対応して、前記道路情報記憶手段に記憶された道路を構成する座標点に関する座標情報から、自車位置から車両の進行方向上に設定された所定区間内に存在する各座標点について、当該座標点の後方の座標点と当該座標点とを結ぶ直線の延長線に対する、当該座標点と前方の座標点とを結ぶ直線の変化角θを算出し、算出した各変化角θの絶対値の合計から前記所定区間内におけるカーブの平均曲率Θを算出する道路形状判断手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
自動的に変速比を選択する自動変速装置と、
車速と平均曲率Θに応じて予め定められた範囲内に変速比を規制する変速比規制手段と、
自車の車速に応じて、前記自動変速装置が選択する変速比を変速比規制手段の規制した範囲内とするように設定する変速比設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。Road information storage means for storing road information;
Own vehicle position detecting means for detecting the own vehicle position on the road;
Corresponding to the own vehicle position detected by the own vehicle position detecting means, it is set on the traveling direction of the vehicle from the own vehicle position from the coordinate information regarding the coordinate points constituting the road stored in the road information storing means. For each coordinate point existing in the predetermined section, a change angle θ of a straight line connecting the coordinate point and the front coordinate point with respect to an extension line of the straight line connecting the coordinate point behind the coordinate point and the coordinate point is Road shape determining means for calculating an average curvature Θ of the curve in the predetermined section from the total absolute value of the calculated change angles θ ,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle;
An automatic transmission that automatically selects the gear ratio;
Gear ratio regulation means for regulating the gear ratio within a predetermined range according to the vehicle speed and the average curvature Θ,
Gear ratio setting means for setting the gear ratio selected by the automatic transmission to be within the range regulated by the gear ratio regulation means according to the vehicle speed of the host vehicle;
A vehicle control device comprising:
道路上の自車位置を検出する自車位置検出手段と、
前記自車位置検出手段で検出された自車位置に対応して、前記道路情報記憶手段に記憶された道路を構成する座標点に関する標高情報から、自車位置から車両の進行方向上に設定された所定区間内に存在する各座標点について、当該座標点と後方の座標点の標高差ΔHを算出し、算出した各標高差ΔHの絶対値の合計から前記所定区間内における標高変化率Hを算出する道路形状判断手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
自動的に変速比を選択する自動変速装置と、
車速と標高変化率Hに応じて予め定められた範囲内に変速比を規制する変速比規制手段と、
自車の車速に応じて、前記自動変速装置が選択する変速比を変速比規制手段の規制した範囲内とするように設定する変速比設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。Road information storage means for storing road information;
Own vehicle position detecting means for detecting the own vehicle position on the road;
Corresponding to the own vehicle position detected by the own vehicle position detecting means, the altitude information about the coordinate points constituting the road stored in the road information storing means is set on the traveling direction of the vehicle from the own vehicle position. For each coordinate point existing in the predetermined section, an altitude difference ΔH between the coordinate point and the rear coordinate point is calculated, and an altitude change rate H in the predetermined section is calculated from the sum of absolute values of the calculated altitude differences ΔH. Road shape determination means for calculating;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle;
An automatic transmission that automatically selects the gear ratio;
Gear ratio regulating means for regulating the gear ratio within a predetermined range according to the vehicle speed and the altitude change rate H;
Gear ratio setting means for setting the gear ratio selected by the automatic transmission to be within the range regulated by the gear ratio regulation means according to the vehicle speed of the host vehicle;
A vehicle control device comprising:
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