JP3858318B2 - 車両制御装置 - 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】
従来、カーブを走行する場合に、現在の車速が適切か否かを表示するものものとして、速度計の表示盤の周りに適正車速の範囲を表示する装置が提案されている（特開平７−１２５５６６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両には変速比を変更できる変速機という要素があり、この変速比を変更することによって、車両を増速させたり、減速させることができる。つまり、変速比を低速側に変更する（シフトダウンする）ことによって、車両の減速を補助したり、走行状態を安定化することができる。
【０００４】
しかし、制御装置が減速が必要と判断した場合、運転者やシフトダウンを予告することなく、不意にシフトダウンが行なわれるため、運転者は走行中に違和感を覚える。また、運転者の走行感覚には、周囲の走行環境に応じて異なり、また個人差もある。例えば、カーブを通過する場合を例に挙げれば、勾配の付いたカーブや、曲率が一定でないカーブ、見通しの悪いカーブなど、さまざまな環境によって運転者が減速操作をするタイミングは異なってくる。また、道路情報にもある程度の誤差が含まれる。
即ち、ナビゲーションシステムに備えられている道路情報に基づく判断と、運転者の走行感覚を合致させることは極めて難しい。
【０００５】
このような観点から、本発明は、運転者に変速比制御の状態を知らせ、変速制御動作を示すことで、走行中の違和感を緩和することを目的としたものである。
【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）自車位置から自車の進行方向にある特定点の走行環境に基づき、自動変速装置の変速比を制御する車両制御装置であって、自車の車速を検出する車速検出手段と、車速と前記特定点の走行環境に応じて、前記特定点を通過するための最適変速比を決定する最適変速比決定手段と、運転者の減速を意図する操作を検出する運転操作検出手段と、減速を意図する操作の検出を条件に、自動変速装置が選択する変速比を最適変速比が下限となる範囲内に設定する変速比規制手段と、前記決定した最適変速比が現在の実変速比よりも大きい変速比である場合、減速を意図する操作を行うことによって最適変速比が設定される状態にあることを運転者に伝える準備状態伝達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、自車位置を検出する自車位置検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、自車位置から自車の進行方向にある特定点を前記道路情報記憶手段から検出するとともに該特定点までの区間距離を算出する距離算出手段と、区間距離と車速に応じて、特定点を通過するための最適変速比を決定する最適変速比決定手段と、運転者の減速を意図する操作を検出する運転操作検出手段と、減速を意図する操作の検出を条件に、自動変速装置が選択する変速比を最適変速比が下限となる範囲内に設定する変速比規制手段と、前記決定した最適変速比が現在の実変速比よりも大きい変速比である場合、減速を意図する操作を行うことによって最適変速比が設定される状態にあることを運転者に伝える準備状態伝達手段とを備えたことを特徴とする車両制御装置。
【０００９】
（３）さらに、変速比が最適変速比に設定されたことを運転者に伝える実行状態伝達手段を備えた上記（１）又は（２）に記載の車両制御装置。
【００１０】
（４） さらに、設定される最適変速比を運転者に示す最適変速比伝達手段を有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１１】
（５） 前記準備状態伝達手段、実行状態伝達手段、最適変速比伝達手段は、それぞれ視覚情報または聴覚情報のいずれかによって情報を伝達するものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１２】
（６） 前記視覚情報は、色、明滅、記号、文字、図形、矢印の内、少なくとも１つである上記（５）に記載の車両制御装置。
【００１３】
（７） 聴覚情報は、音声、音長、音高、音質の内、少なくとも一つである上記（５）に記載の車両制御装置。
【００１４】
（８） 前記特定点は、道路形状を表現するノードである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１５】
（９） 前記運転操作検出手段は、アクセル開度に基づき運転操作を検出する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１６】
（１０） 前記運転操作検出手段は、スロットル開度に基づき運転操作を検出する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１７】
（１１） 前記運転操作検出手段は、ブレーキペダルの操作に基づき運転操作を検出する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１８】
（１２） 前記自動変速装置は、多段変速機である上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１９】
（１３） 前記自動変速装置は、無段変速機である上記（１）ないし（１１）のいずれか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。
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、音声出力部１９とを有している。
【００２１】
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、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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、コーナの曲率半径、交差点、Ｔ字路、道路の車線数、車線数の減少する地点、コーナの入口、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、登坂路などの走行環境等を含む道路情報が格納されている。
【００２４】
各ファイルは、例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、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。
【００２５】
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、人工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振動ジャイロ等で構成される。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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やヘッドアップディスプレイ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】
以上のように構成されたナビゲーションシステム装置は、運転者に車両の現在地周りの道路情報を知らせて、車両の目的地までの走行経路を誘導する。つまり、入力部１６から目的地を入力すると、ナビゲーション処理部１１は、現在位置検出部１３で検出された自車位置に基づき、データ記憶部１２から読み出した道路情報から目的地までの走行経路を選択し、該経路を表示部１７に出力するとともに、該表示部１７に表示された走行経路と、音声出力部１９から出力される音声によって、運転者を目的地まで誘導する。また、目的地が入力されていない場合には、自車位置の周辺の道路情報を表示部１７に出力する。
【００３２】
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。自車位置の進行方向にある特定点は、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。また、距離算出手段は、現在位置検出部１３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、図２及び図３に示されているように、現在位置から各ノードまでの距離Ｌ１〜Ｌｎを算出する。
【００３３】
ノード半径算出手段は、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、図２に示されているように、各ノードＮ１〜Ｎｎ毎のノード半径ｒ１〜ｒｎを計算する。ここで、ノードとは、デジタル地図において、道路の位置形状を示す要素で、デジタル化された道路情報は、道路上の位置を示す点（ノード）とノード間を結ぶ線（リンク）により構成される。本実施形態においては、ノードが特定点である。特定点におけるノード半径の算出方法は、例えば特定点で交叉するリンクの交叉角度から算出することができる。
【００３４】
また、推奨走行速度算出手段は、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、各ノード半径ｒ１〜ｒｎと、予め設定されている旋回横Ｇのデータテーブルに従って、各ノード位置を通過する際に推奨される車速（ノードスピード）Ｖ１〜Ｖｎを各ノード毎に計算する。
【００３５】
次に、予定走行経路とは、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。
【００３６】
ＡＴモード選択部２０は、シフトポジションと変速モードを選択する操作部である。車両状態検出部３０は、車速検出手段である車速センサ３１、運転操作検出手段としてブレーキセンサ３２、アクセルセンサ３３、ウィンカーセンサ３４とを備え、さらにスロットル開度センサ３５を有している。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／ＯＦＦ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、スロットル開度センサ３５はスロットル開度θをそれぞれ検出する。
【００３７】
そして、検出された運転操作は、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦ信号、アクセル開度信号、ウインカのＯＮ／ＯＦＦ信号として、それぞれナビゲーション処理部１１に供給される。また、車速センサ３１で検出された車速Ｖは、ナビゲーション処理部１１と変速制御装置４０にそれぞれ供給され、スロットル開度センサ３５で検出されたスロットル開度θは、変速制御装置４０に供給される。
【００３８】
運転操作は、ブレーキのＯＮ信号によって、運転者の減速操作を検出することができる。また、アクセル開度αの変化によって、運転者の減速操作を検出することができる。つまり、アクセル開度が零に近い場合や、アクセル開度が所定の変化率以上で減少した場合など、運転者の減速操作として検出することができる。さらに、ウインカのＯＮ信号によって、運転者の減速の意志を予測し、減速操作して検出することもできる。
【００３９】
また、運転席のインパネ内には、赤ランプ５１と黄ランプ５２が設けられており、これらのランプは、ナビゲーション処理部１１によって、点灯状態、点滅状態、消灯状態とに切換表示される。これらのランプ５１、５２とナビゲーション処理部１１によって最適変速比伝達手段、準備状態伝達手段及び実行状態伝達手段が構成される。
【００４０】
自動変速装置は、図示しない自動変速機４１（本実施形態では４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４２（本実施形態では４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Ｖ、スロットル開度θの他、ＡＴモード選択部２０からのシフトポジション信号と変速モード信号が、ナビゲーション処理部１１からの変速段規制信号が入力される。変速比設定手段を構成する変速制御装置４０は、どの変速段を選択するかを具体的に決定する。つまり、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（変速マップ）によって、変速段を決定する。
【００４１】
変速比規制手段は、ナビゲーション処理部１１で構成される。変速比規制機能を有するナビゲーション処理部１１は、変速制御装置４０によって決定された変速段の範囲を規制する。本実施形態では、減速するために変更すべき変速段として、最適変速段が設定され、この最適変速段が上限値として設定される。即ち、最適変速比決定手段は、ナビゲーション処理部１１で構成される。
【００４２】
従って、変速制御装置４０によって、例えば４速が決定されていてもナビゲーション処理部１１により上限が３速とされているときは、変速指令信号は１速から３速までの範囲内でしか出力されない。そして、その範囲で変速比を設定するアクチュエータ４２に対して、指令信号が出力される。
【００４３】
以下、ナビゲーション処理部１１の制御動作における最適変速段設定ルーチンについて、図４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、現在位置検出部１３から車両２の自車位置、データ記憶部１２から進行方向等の道路情報を取得する（ステップＳ１０１）。進行方向の道路情報としては、現在走行している道路種別や、前方道路形状、現在位置から前方所定区間内の各ノードＮ１〜Ｎｎの座標データ等が含まれる。この所定区間は、車速に応じて変更することもできる。例えば、車速が速くなれば区間を長く、遅くなれば区間を短くすることができる。
【００４４】
ステップＳ１０１で、取得した予定走行経路上のノードＮ１〜Ｎｎ（図２参照）から、現在位置から各ノードまでの距離Ｌ１〜Ｌｎと、各ノードＮ１〜Ｎｎ毎のノード半径ｒ１〜ｒｎを計算する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
次に、車両情報を取得する（ステップＳ１０５）。車両情報には、車速センサ３１から供給される車速Ｖ、アクセルセンサ３３から供給されるアクセル開度αが含まれる。
【００４６】
そして、各ノードＮ１〜Ｎｎ毎のノード半径ｒ１〜ｒｎから、ノードスピードＶ１〜Ｖｎを算出し、現在車速Ｖ０と、現在位置から各ノードＮ１〜Ｎｎまでの距離Ｌ１〜Ｌｎとから、規制用変速段マップ（図３）に基づき、最適変速段を決定する（ステップＳ１０７）。つまり、規制用変速段マップに基づき、現在の車速Ｖ０から前方の各ノードＮ１〜ＮｎのノードスピードＶ１〜Ｖｎまで減速させるための最適変速段を各ノード毎に求め、制御の必要性を各ノード毎に判断する。
【００４７】
図３に示されている規制用変速段マップは、変速段の変更による減速度合、円滑な減速、車両挙動等を考慮して、推奨される減速度を設定し、各減速度に応じて最も適切と思われる最適変速段を設定したマップである。該マップに基づき上限値を規制する変速段が決定される。つまり、各ノードスピードＶ１〜Ｖｎまで減速するために必要な減速度を減速度曲線ｍ１、ｍ２として表示し、現在位置における速度である現在車速Ｖ０と減速度曲線を比較して、現在の車速Ｖ０が大きい場合には制御の必要があると判断される。
【００４８】
この減速度曲線は、減速度のレベル別に望ましいと考えられる変速段と対応して設定され、各ノード点毎に２本の減速度曲線ｍ１、ｍ２が設けられている。図の上側の減速度曲線ｍ１より上側に車速Ｖ０が位置する場合には、最適変速段を２速に、減速度曲線ｍ１と減速度曲線ｍ２との間に位置する場合には、最適変速段を３速に、減速度曲線ｍ２以下である場合には、最適変速段を４速に、即ち、変速段規制制御は行なわれず、通常の変速マップに基づき変速段が決定される。この変速段は、ノードスピードまで減速するためには、どのような変速段がより適切かという観点から設定されたものであり、後述するように、運転者の意志を確認したうえで適用されるような構成となっている。
【００４９】
この減速度曲線は、各ノードと、そのノードスピードＶ１、Ｖ２毎に設定され変速段の上限規制の必要性が判断される。そして、判断されたノードの中の各最適変速段の内、最も規制の程度が高い（変速段の上限が低い）変速段を、実際の最適変速段（上限規制値）として決定する。
【００５０】
例えば、図４において、現在車速がＶ０の場合は、ノードＮ１を推奨速度で通過するには、最適変速段は３速に設定することが望ましく、ノードＮ２を通過するためには、最適変速段は２速にする必要がある。この場合には、実際の最適変速段（変速段の上限）は２速が設定されることになる。
【００５１】
次に、設定された最適変速段が４速以外であるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。最適変速段が２速や３速である場合には、運転者の減速操作を確認する（ステップＳ１１１）。減速操作が行なわれた場合には、設定された最適変速段を変速段の上限値とする上限指令値が変速制御装置４０へ指令される（ステップＳ１１３）。この結果、例えば４速で走行している場合に、ステップＳ１１３の実行によってシフトダウンが行なわれるが、運転者の減速操作に基づいてシフトダウンが行なわれるので、運転者の意図に沿ったシフトダウンとなり、運転者に違和感を与えることが少ない。
【００５２】
ステップＳ１０９で、最適変速段が４速である場合には、ステップＳ１１３を実行してもシフトダウンが行なわれることがないので、ステップＳ１１１は実行されず、ステップＳ１１３に移行する。また、ステップＳ１１１で減速操作の確認がされなかった場合には、運転者は減速の意志がないものと判断して、上限値の指令（ステップＳ１１３）は出力されず、表示ルーチン（ステップＳ１１５）が実行される。
【００５３】
なお、本実施形態では、ステップＳ１１１における減速操作の確認にアクセル開度αを用いている。つまり、アクセル開度αが０近傍であるか、あるいはアクセル開度α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し、そのような場合には、減速の意志があるものと判断する。
【００５４】
次に、図５に示されているフローチャートに基づいて表示サブルーチンについて説明する。
まず、変速制御装置４０から現在の変速段である実変速段情報を取得する（ステップＳ２０１）。そして、最適変速段設定ルーチンのステップＳ１０７で設定された最適変速段を確認する（ステップＳ２０３）。最適変速段が２速である場合には、実変速段を確認する（ステップＳ２０５）。実変速段が２速である場合には、ランプ赤が点灯され（ステップＳ２０７）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。このランプが点灯したことにより、運転者へは、現在の変速段が最適変速段であることが知らされ、また、ランプが赤であることから、最適変速段は２速であることが知らされる。
【００５５】
ステップＳ２０５において、実変速段が３速である場合には、ランプ赤が点滅され（ステップＳ２０９）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。このランプが点滅したことにより、運転者へは、現在の変速段が最適変速段ではなくシフトダウンが必要であることが知らされ、また、ランプが赤であることから、最適変速段は２速であることが知らされる。
【００５６】
一方、ステップＳ２０３において、最適変速段が３速である場合には、実変速段を確認する（ステップＳ２１１）。実変速段が３速である場合には、ランプ黄が点灯され（ステップＳ２１３）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。このランプが点灯したことにより、運転者へは、現在の変速段が最適変速段であることが知らされ、また、ランプが黄であることから、最適変速段は３速であることが知らされる。
【００５７】
ステップＳ２１１において、実変速段が４速である場合には、ランプ黄が点滅され（ステップＳ２１５）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。このランプが点滅したことにより、運転者へは、現在の変速段が最適変速段ではなくシフトダウンが必要であることが知らされ、また、ランプが黄であることから、最適変速段は３速であることが知らされる。
上記ステップＳ２０１、ステップＳ２０３、ステップＳ２１１によって、現在の変速比（実変速段）が最適変速比より小さいかを判断する判断機能が実施される。
【００５８】
このようなランプの点滅表示により、運転者にはシフトダウンによる減速が促されるとともに、減速操作を行うことによって、最適変速段へのシフトダウン制御が実行される状態にある旨（準備状態）が知らされる。従って、運転者の実際の車両の状態（実変速段）が把握でき、またシフトダウン制御が行なわれる状態であることがしらされるので、実際にシフトダウンが実行されても違和感を感じることが少ない。さらに、ランプの点灯によって、変速段を最適変速段に規制制御中である旨（実行状態）が知らされる。
【００５９】
ステップＳ２０３において、最適変速段が４速である場合には、ランプはすべて消灯され（ステップＳ２１７）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。最適変速段が４速である場合には、制御をする必要がないからであるが、この消灯によって、運転者にはシフトダウン制御が行なわれていないことが知らされる。
【００６０】
以上のような制御動作によって、運転者は、実際の車両状態（実変速段）と、シフトダウン制御の作動状態を同時に確認することができ、次の制御動作を予測することができる。
【００６１】
次に、図６のフローチャートに基づき、変速制御装置４０の制御動作について、説明する。イニシャライズの後（ステップＳ３０１）、車速Ｖ、スロットル開度、変速モード信号、シフトポジション信号等の値の入力処理が行なわれる（ステップＳ３０３）。その後、変速処理が行なわれる（ステップＳ３０５）。この変速処理では、入力された情報に基づいて、変速モードとシフトポジションが決定され、決定された変速モードから変速段マップが決定され、該変速段マップとシフトポジションに基づき、車速Ｖとスロットル開度θから変速段が決定される。そして、ナビゲーション処理部１１から入力された上限指令値と、上記決定された変速段が比較され、低い方の変速段が変速信号として出力される変速段として決定される。即ち、変速マップにより例えば、４速が決定されている場合でも、上限指令値が３速になっている場合は、３速が変速段として決定される。
【００６２】
そして、決定された変速段に設定すべく、アクチュエータに変速信号が出力される（ステップＳ３０７）。
上記説明した最適変速段設定ルーチンや表示ルーチンは、ナビゲーション処理部１１で行う場合に限らず、変速制御装置４０において行う構成としてもよく、これらのうちの一部で上記ルーチンの一部を担当する構成としてもよい。
【００６３】
最適変速段と、制御状態を表示する表示手段は、上記赤と黄のランプの他、他の構成を用いてもよい。例えば、１つのランプで２つの色を表示する構成としてもよい。また、ナビゲーションシステム装置１０の表示部の表示画面にランプを表示させて点灯状態や点滅状態を表示させてもよく、ランプを１つだけ表示させて、それを適宜２色に色分けして表示してもよい。また、表示画面の外枠にランプを設けてもよく、表示画面の背景色を２色に変化させてもよい。
【００６４】
また、色分けによる表示のみならず、表示画面に実際の最適変速段の値（２速、３速等）や、変速段が規制され得る状態である旨を直接表示してもよい。さらに、その他の視覚情報、例えば、記号、文字、図形などを表示することによつて運転者に知らせることもできる。
【００６５】
聴覚情報である音で運転者に知らせる構成とすることもできる。例えば、最適変速段２速と３速の場合に、音質、音種を変化させ、制御準備状態と制御実行状態との間では、音の長さを変えてもよい。或いは、他の聴覚情報である音質、音種、音の長さを適宜組み合わせて、最適変速段の違い、制御状態の違いを知らせる構成とすることもできる。
【００６６】
聴覚情報として音声で知らせる構成とすることもできる。この場合には、最適変速段が２速である旨、３速である旨、また準備状態である旨、実行状態である旨を音声で知らせる構成とすることができるが、これに加えて、最適変速段へのシフトダウンを実行する場合には、その直前にその旨を伝えるなど、制御状態に応じた詳細な情報を伝達することができる。
【００６７】
視覚情報と聴覚情報を組み合わせ、例えば、音と色を組み合わせることもできる。具体的には、３速の場合には音で知らせて、２速の場合には色で知らせる構成としてもよい。
【００６８】
また、ヘッドアップディスプレイにより、前方のカーブの大きさに対応した矢印を表示し、最適変速段や制御の準備状態と実行状態に応じて、その矢印の色を変える構成としてもよいし、この矢印をナビゲーションシステム装置１０の表示画面に映してもよい。
【００６９】
以上説明した実施形態では、アクセル開度αに基づいて運転者の減速の意志を判断（ステップＳ１１１）していたが、スロットル開度センサ３５から入力されるスロットル開度θ（即ち、エンジントルク）の変化率や値に基づいて運転操作を検出し、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操作を検出し、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。
【００７０】
このほか、ウインカーセンサに基づき運転操作を検出し、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。或いは、上記運転操作の内、少なくとも２つの操作が検出された場合に、減速の意志があるものと判断するように設定してもよい。この場合には、より確実に減速の意志を確認することができ、運転者の意図により一層沿った制御が可能となる。
【００７１】
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。
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し、最適変速比が決定される。
【００７２】
【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、制御装置による変速比の変更制御と、運転者が周囲の環境から得る減速のイメージとの間に差があった場合にも、減速を意図する操作を行うことによって、自車位置から自車の進行方向にある特定点を通過するための最適変速比へ変速比が変更される制御がおこなわれる状態であることが運転者に伝えられるため、変速比制御の実行によって運転者が感じる違和感が緩和される。
さらに、実際の車両の状態（例えば、現在の変速段）を表示することができる。このため、運転者は車両の状態に応じた運転操作ができ、運転者にシフトダウンによる減速を促すことができる。
【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】道路上のノードの配置を示す模式図である。
【図３】シフトダウン制御における変速マップである。
【図４】ナビゲーション処理部の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】ナビゲーション処理部の制御動作を示すフローチャートである。
【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。
【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
【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】
従来、カーブを走行する場合に、現在の車速が適切か否かを表示するものものとして、速度計の表示盤の周りに適正車速の範囲を表示する装置が提案されている（特開平７−１２５５６６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両には変速比を変更できる変速機という要素があり、この変速比を変更することによって、車両を増速させたり、減速させることができる。つまり、変速比を低速側に変更する（シフトダウンする）ことによって、車両の減速を補助したり、走行状態を安定化することができる。
【０００４】
しかし、制御装置が減速が必要と判断した場合、運転者やシフトダウンを予告することなく、不意にシフトダウンが行なわれるため、運転者は走行中に違和感を覚える。また、運転者の走行感覚には、周囲の走行環境に応じて異なり、また個人差もある。例えば、カーブを通過する場合を例に挙げれば、勾配の付いたカーブや、曲率が一定でないカーブ、見通しの悪いカーブなど、さまざまな環境によって運転者が減速操作をするタイミングは異なってくる。また、道路情報にもある程度の誤差が含まれる。
即ち、ナビゲーションシステムに備えられている道路情報に基づく判断と、運転者の走行感覚を合致させることは極めて難しい。
【０００５】
このような観点から、本発明は、運転者に変速比制御の状態を知らせ、変速制御動作を示すことで、走行中の違和感を緩和することを目的としたものである。
【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）自車位置から自車の進行方向にある特定点の走行環境に基づき、自動変速装置の変速比を制御する車両制御装置であって、自車の車速を検出する車速検出手段と、車速と前記特定点の走行環境に応じて、前記特定点を通過するための最適変速比を決定する最適変速比決定手段と、運転者の減速を意図する操作を検出する運転操作検出手段と、減速を意図する操作の検出を条件に、自動変速装置が選択する変速比を最適変速比が下限となる範囲内に設定する変速比規制手段と、前記決定した最適変速比が現在の実変速比よりも大きい変速比である場合、減速を意図する操作を行うことによって最適変速比が設定される状態にあることを運転者に伝える準備状態伝達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、自車位置を検出する自車位置検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、自車位置から自車の進行方向にある特定点を前記道路情報記憶手段から検出するとともに該特定点までの区間距離を算出する距離算出手段と、区間距離と車速に応じて、特定点を通過するための最適変速比を決定する最適変速比決定手段と、運転者の減速を意図する操作を検出する運転操作検出手段と、減速を意図する操作の検出を条件に、自動変速装置が選択する変速比を最適変速比が下限となる範囲内に設定する変速比規制手段と、前記決定した最適変速比が現在の実変速比よりも大きい変速比である場合、減速を意図する操作を行うことによって最適変速比が設定される状態にあることを運転者に伝える準備状態伝達手段とを備えたことを特徴とする車両制御装置。
【０００９】
（３）さらに、変速比が最適変速比に設定されたことを運転者に伝える実行状態伝達手段を備えた上記（１）又は（２）に記載の車両制御装置。
【００１０】
（４） さらに、設定される最適変速比を運転者に示す最適変速比伝達手段を有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１１】
（５） 前記準備状態伝達手段、実行状態伝達手段、最適変速比伝達手段は、それぞれ視覚情報または聴覚情報のいずれかによって情報を伝達するものである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１２】
（６） 前記視覚情報は、色、明滅、記号、文字、図形、矢印の内、少なくとも１つである上記（５）に記載の車両制御装置。
【００１３】
（７） 聴覚情報は、音声、音長、音高、音質の内、少なくとも一つである上記（５）に記載の車両制御装置。
【００１４】
（８） 前記特定点は、道路形状を表現するノードである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１５】
（９） 前記運転操作検出手段は、アクセル開度に基づき運転操作を検出する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１６】
（１０） 前記運転操作検出手段は、スロットル開度に基づき運転操作を検出する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１７】
（１１） 前記運転操作検出手段は、ブレーキペダルの操作に基づき運転操作を検出する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１８】
（１２） 前記自動変速装置は、多段変速機である上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の車両制御装置。
【００１９】
（１３） 前記自動変速装置は、無段変速機である上記（１）ないし（１１）のいずれか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。
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、音声出力部１９とを有している。
【００２１】
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、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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、コーナの曲率半径、交差点、Ｔ字路、道路の車線数、車線数の減少する地点、コーナの入口、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、登坂路などの走行環境等を含む道路情報が格納されている。
【００２４】
各ファイルは、例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、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。
【００２５】
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、人工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振動ジャイロ等で構成される。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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やヘッドアップディスプレイ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】
以上のように構成されたナビゲーションシステム装置は、運転者に車両の現在地周りの道路情報を知らせて、車両の目的地までの走行経路を誘導する。つまり、入力部１６から目的地を入力すると、ナビゲーション処理部１１は、現在位置検出部１３で検出された自車位置に基づき、データ記憶部１２から読み出した道路情報から目的地までの走行経路を選択し、該経路を表示部１７に出力するとともに、該表示部１７に表示された走行経路と、音声出力部１９から出力される音声によって、運転者を目的地まで誘導する。また、目的地が入力されていない場合には、自車位置の周辺の道路情報を表示部１７に出力する。
【００３２】
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。自車位置の進行方向にある特定点は、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。また、距離算出手段は、現在位置検出部１３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、図２及び図３に示されているように、現在位置から各ノードまでの距離Ｌ１〜Ｌｎを算出する。
【００３３】
ノード半径算出手段は、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、図２に示されているように、各ノードＮ１〜Ｎｎ毎のノード半径ｒ１〜ｒｎを計算する。ここで、ノードとは、デジタル地図において、道路の位置形状を示す要素で、デジタル化された道路情報は、道路上の位置を示す点（ノード）とノード間を結ぶ線（リンク）により構成される。本実施形態においては、ノードが特定点である。特定点におけるノード半径の算出方法は、例えば特定点で交叉するリンクの交叉角度から算出することができる。
【００３４】
また、推奨走行速度算出手段は、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、各ノード半径ｒ１〜ｒｎと、予め設定されている旋回横Ｇのデータテーブルに従って、各ノード位置を通過する際に推奨される車速（ノードスピード）Ｖ１〜Ｖｎを各ノード毎に計算する。
【００３５】
次に、予定走行経路とは、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。
【００３６】
ＡＴモード選択部２０は、シフトポジションと変速モードを選択する操作部である。車両状態検出部３０は、車速検出手段である車速センサ３１、運転操作検出手段としてブレーキセンサ３２、アクセルセンサ３３、ウィンカーセンサ３４とを備え、さらにスロットル開度センサ３５を有している。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／ＯＦＦ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、スロットル開度センサ３５はスロットル開度θをそれぞれ検出する。
【００３７】
そして、検出された運転操作は、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦ信号、アクセル開度信号、ウインカのＯＮ／ＯＦＦ信号として、それぞれナビゲーション処理部１１に供給される。また、車速センサ３１で検出された車速Ｖは、ナビゲーション処理部１１と変速制御装置４０にそれぞれ供給され、スロットル開度センサ３５で検出されたスロットル開度θは、変速制御装置４０に供給される。
【００３８】
運転操作は、ブレーキのＯＮ信号によって、運転者の減速操作を検出することができる。また、アクセル開度αの変化によって、運転者の減速操作を検出することができる。つまり、アクセル開度が零に近い場合や、アクセル開度が所定の変化率以上で減少した場合など、運転者の減速操作として検出することができる。さらに、ウインカのＯＮ信号によって、運転者の減速の意志を予測し、減速操作して検出することもできる。
【００３９】
また、運転席のインパネ内には、赤ランプ５１と黄ランプ５２が設けられており、これらのランプは、ナビゲーション処理部１１によって、点灯状態、点滅状態、消灯状態とに切換表示される。これらのランプ５１、５２とナビゲーション処理部１１によって最適変速比伝達手段、準備状態伝達手段及び実行状態伝達手段が構成される。
【００４０】
自動変速装置は、図示しない自動変速機４１（本実施形態では４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４２（本実施形態では４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Ｖ、スロットル開度θの他、ＡＴモード選択部２０からのシフトポジション信号と変速モード信号が、ナビゲーション処理部１１からの変速段規制信号が入力される。変速比設定手段を構成する変速制御装置４０は、どの変速段を選択するかを具体的に決定する。つまり、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（変速マップ）によって、変速段を決定する。
【００４１】
変速比規制手段は、ナビゲーション処理部１１で構成される。変速比規制機能を有するナビゲーション処理部１１は、変速制御装置４０によって決定された変速段の範囲を規制する。本実施形態では、減速するために変更すべき変速段として、最適変速段が設定され、この最適変速段が上限値として設定される。即ち、最適変速比決定手段は、ナビゲーション処理部１１で構成される。
【００４２】
従って、変速制御装置４０によって、例えば４速が決定されていてもナビゲーション処理部１１により上限が３速とされているときは、変速指令信号は１速から３速までの範囲内でしか出力されない。そして、その範囲で変速比を設定するアクチュエータ４２に対して、指令信号が出力される。
【００４３】
以下、ナビゲーション処理部１１の制御動作における最適変速段設定ルーチンについて、図４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、現在位置検出部１３から車両２の自車位置、データ記憶部１２から進行方向等の道路情報を取得する（ステップＳ１０１）。進行方向の道路情報としては、現在走行している道路種別や、前方道路形状、現在位置から前方所定区間内の各ノードＮ１〜Ｎｎの座標データ等が含まれる。この所定区間は、車速に応じて変更することもできる。例えば、車速が速くなれば区間を長く、遅くなれば区間を短くすることができる。
【００４４】
ステップＳ１０１で、取得した予定走行経路上のノードＮ１〜Ｎｎ（図２参照）から、現在位置から各ノードまでの距離Ｌ１〜Ｌｎと、各ノードＮ１〜Ｎｎ毎のノード半径ｒ１〜ｒｎを計算する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
次に、車両情報を取得する（ステップＳ１０５）。車両情報には、車速センサ３１から供給される車速Ｖ、アクセルセンサ３３から供給されるアクセル開度αが含まれる。
【００４６】
そして、各ノードＮ１〜Ｎｎ毎のノード半径ｒ１〜ｒｎから、ノードスピードＶ１〜Ｖｎを算出し、現在車速Ｖ０と、現在位置から各ノードＮ１〜Ｎｎまでの距離Ｌ１〜Ｌｎとから、規制用変速段マップ（図３）に基づき、最適変速段を決定する（ステップＳ１０７）。つまり、規制用変速段マップに基づき、現在の車速Ｖ０から前方の各ノードＮ１〜ＮｎのノードスピードＶ１〜Ｖｎまで減速させるための最適変速段を各ノード毎に求め、制御の必要性を各ノード毎に判断する。
【００４７】
図３に示されている規制用変速段マップは、変速段の変更による減速度合、円滑な減速、車両挙動等を考慮して、推奨される減速度を設定し、各減速度に応じて最も適切と思われる最適変速段を設定したマップである。該マップに基づき上限値を規制する変速段が決定される。つまり、各ノードスピードＶ１〜Ｖｎまで減速するために必要な減速度を減速度曲線ｍ１、ｍ２として表示し、現在位置における速度である現在車速Ｖ０と減速度曲線を比較して、現在の車速Ｖ０が大きい場合には制御の必要があると判断される。
【００４８】
この減速度曲線は、減速度のレベル別に望ましいと考えられる変速段と対応して設定され、各ノード点毎に２本の減速度曲線ｍ１、ｍ２が設けられている。図の上側の減速度曲線ｍ１より上側に車速Ｖ０が位置する場合には、最適変速段を２速に、減速度曲線ｍ１と減速度曲線ｍ２との間に位置する場合には、最適変速段を３速に、減速度曲線ｍ２以下である場合には、最適変速段を４速に、即ち、変速段規制制御は行なわれず、通常の変速マップに基づき変速段が決定される。この変速段は、ノードスピードまで減速するためには、どのような変速段がより適切かという観点から設定されたものであり、後述するように、運転者の意志を確認したうえで適用されるような構成となっている。
【００４９】
この減速度曲線は、各ノードと、そのノードスピードＶ１、Ｖ２毎に設定され変速段の上限規制の必要性が判断される。そして、判断されたノードの中の各最適変速段の内、最も規制の程度が高い（変速段の上限が低い）変速段を、実際の最適変速段（上限規制値）として決定する。
【００５０】
例えば、図４において、現在車速がＶ０の場合は、ノードＮ１を推奨速度で通過するには、最適変速段は３速に設定することが望ましく、ノードＮ２を通過するためには、最適変速段は２速にする必要がある。この場合には、実際の最適変速段（変速段の上限）は２速が設定されることになる。
【００５１】
次に、設定された最適変速段が４速以外であるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。最適変速段が２速や３速である場合には、運転者の減速操作を確認する（ステップＳ１１１）。減速操作が行なわれた場合には、設定された最適変速段を変速段の上限値とする上限指令値が変速制御装置４０へ指令される（ステップＳ１１３）。この結果、例えば４速で走行している場合に、ステップＳ１１３の実行によってシフトダウンが行なわれるが、運転者の減速操作に基づいてシフトダウンが行なわれるので、運転者の意図に沿ったシフトダウンとなり、運転者に違和感を与えることが少ない。
【００５２】
ステップＳ１０９で、最適変速段が４速である場合には、ステップＳ１１３を実行してもシフトダウンが行なわれることがないので、ステップＳ１１１は実行されず、ステップＳ１１３に移行する。また、ステップＳ１１１で減速操作の確認がされなかった場合には、運転者は減速の意志がないものと判断して、上限値の指令（ステップＳ１１３）は出力されず、表示ルーチン（ステップＳ１１５）が実行される。
【００５３】
なお、本実施形態では、ステップＳ１１１における減速操作の確認にアクセル開度αを用いている。つまり、アクセル開度αが０近傍であるか、あるいはアクセル開度α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し、そのような場合には、減速の意志があるものと判断する。
【００５４】
次に、図５に示されているフローチャートに基づいて表示サブルーチンについて説明する。
まず、変速制御装置４０から現在の変速段である実変速段情報を取得する（ステップＳ２０１）。そして、最適変速段設定ルーチンのステップＳ１０７で設定された最適変速段を確認する（ステップＳ２０３）。最適変速段が２速である場合には、実変速段を確認する（ステップＳ２０５）。実変速段が２速である場合には、ランプ赤が点灯され（ステップＳ２０７）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。このランプが点灯したことにより、運転者へは、現在の変速段が最適変速段であることが知らされ、また、ランプが赤であることから、最適変速段は２速であることが知らされる。
【００５５】
ステップＳ２０５において、実変速段が３速である場合には、ランプ赤が点滅され（ステップＳ２０９）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。このランプが点滅したことにより、運転者へは、現在の変速段が最適変速段ではなくシフトダウンが必要であることが知らされ、また、ランプが赤であることから、最適変速段は２速であることが知らされる。
【００５６】
一方、ステップＳ２０３において、最適変速段が３速である場合には、実変速段を確認する（ステップＳ２１１）。実変速段が３速である場合には、ランプ黄が点灯され（ステップＳ２１３）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。このランプが点灯したことにより、運転者へは、現在の変速段が最適変速段であることが知らされ、また、ランプが黄であることから、最適変速段は３速であることが知らされる。
【００５７】
ステップＳ２１１において、実変速段が４速である場合には、ランプ黄が点滅され（ステップＳ２１５）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。このランプが点滅したことにより、運転者へは、現在の変速段が最適変速段ではなくシフトダウンが必要であることが知らされ、また、ランプが黄であることから、最適変速段は３速であることが知らされる。
上記ステップＳ２０１、ステップＳ２０３、ステップＳ２１１によって、現在の変速比（実変速段）が最適変速比より小さいかを判断する判断機能が実施される。
【００５８】
このようなランプの点滅表示により、運転者にはシフトダウンによる減速が促されるとともに、減速操作を行うことによって、最適変速段へのシフトダウン制御が実行される状態にある旨（準備状態）が知らされる。従って、運転者の実際の車両の状態（実変速段）が把握でき、またシフトダウン制御が行なわれる状態であることがしらされるので、実際にシフトダウンが実行されても違和感を感じることが少ない。さらに、ランプの点灯によって、変速段を最適変速段に規制制御中である旨（実行状態）が知らされる。
【００５９】
ステップＳ２０３において、最適変速段が４速である場合には、ランプはすべて消灯され（ステップＳ２１７）、最適変速段設定ルーチンへリターンされる。最適変速段が４速である場合には、制御をする必要がないからであるが、この消灯によって、運転者にはシフトダウン制御が行なわれていないことが知らされる。
【００６０】
以上のような制御動作によって、運転者は、実際の車両状態（実変速段）と、シフトダウン制御の作動状態を同時に確認することができ、次の制御動作を予測することができる。
【００６１】
次に、図６のフローチャートに基づき、変速制御装置４０の制御動作について、説明する。イニシャライズの後（ステップＳ３０１）、車速Ｖ、スロットル開度、変速モード信号、シフトポジション信号等の値の入力処理が行なわれる（ステップＳ３０３）。その後、変速処理が行なわれる（ステップＳ３０５）。この変速処理では、入力された情報に基づいて、変速モードとシフトポジションが決定され、決定された変速モードから変速段マップが決定され、該変速段マップとシフトポジションに基づき、車速Ｖとスロットル開度θから変速段が決定される。そして、ナビゲーション処理部１１から入力された上限指令値と、上記決定された変速段が比較され、低い方の変速段が変速信号として出力される変速段として決定される。即ち、変速マップにより例えば、４速が決定されている場合でも、上限指令値が３速になっている場合は、３速が変速段として決定される。
【００６２】
そして、決定された変速段に設定すべく、アクチュエータに変速信号が出力される（ステップＳ３０７）。
上記説明した最適変速段設定ルーチンや表示ルーチンは、ナビゲーション処理部１１で行う場合に限らず、変速制御装置４０において行う構成としてもよく、これらのうちの一部で上記ルーチンの一部を担当する構成としてもよい。
【００６３】
最適変速段と、制御状態を表示する表示手段は、上記赤と黄のランプの他、他の構成を用いてもよい。例えば、１つのランプで２つの色を表示する構成としてもよい。また、ナビゲーションシステム装置１０の表示部の表示画面にランプを表示させて点灯状態や点滅状態を表示させてもよく、ランプを１つだけ表示させて、それを適宜２色に色分けして表示してもよい。また、表示画面の外枠にランプを設けてもよく、表示画面の背景色を２色に変化させてもよい。
【００６４】
また、色分けによる表示のみならず、表示画面に実際の最適変速段の値（２速、３速等）や、変速段が規制され得る状態である旨を直接表示してもよい。さらに、その他の視覚情報、例えば、記号、文字、図形などを表示することによつて運転者に知らせることもできる。
【００６５】
聴覚情報である音で運転者に知らせる構成とすることもできる。例えば、最適変速段２速と３速の場合に、音質、音種を変化させ、制御準備状態と制御実行状態との間では、音の長さを変えてもよい。或いは、他の聴覚情報である音質、音種、音の長さを適宜組み合わせて、最適変速段の違い、制御状態の違いを知らせる構成とすることもできる。
【００６６】
聴覚情報として音声で知らせる構成とすることもできる。この場合には、最適変速段が２速である旨、３速である旨、また準備状態である旨、実行状態である旨を音声で知らせる構成とすることができるが、これに加えて、最適変速段へのシフトダウンを実行する場合には、その直前にその旨を伝えるなど、制御状態に応じた詳細な情報を伝達することができる。
【００６７】
視覚情報と聴覚情報を組み合わせ、例えば、音と色を組み合わせることもできる。具体的には、３速の場合には音で知らせて、２速の場合には色で知らせる構成としてもよい。
【００６８】
また、ヘッドアップディスプレイにより、前方のカーブの大きさに対応した矢印を表示し、最適変速段や制御の準備状態と実行状態に応じて、その矢印の色を変える構成としてもよいし、この矢印をナビゲーションシステム装置１０の表示画面に映してもよい。
【００６９】
以上説明した実施形態では、アクセル開度αに基づいて運転者の減速の意志を判断（ステップＳ１１１）していたが、スロットル開度センサ３５から入力されるスロットル開度θ（即ち、エンジントルク）の変化率や値に基づいて運転操作を検出し、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操作を検出し、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。
【００７０】
このほか、ウインカーセンサに基づき運転操作を検出し、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。或いは、上記運転操作の内、少なくとも２つの操作が検出された場合に、減速の意志があるものと判断するように設定してもよい。この場合には、より確実に減速の意志を確認することができ、運転者の意図により一層沿った制御が可能となる。
【００７１】
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。
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し、最適変速比が決定される。
【００７２】
【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、制御装置による変速比の変更制御と、運転者が周囲の環境から得る減速のイメージとの間に差があった場合にも、減速を意図する操作を行うことによって、自車位置から自車の進行方向にある特定点を通過するための最適変速比へ変速比が変更される制御がおこなわれる状態であることが運転者に伝えられるため、変速比制御の実行によって運転者が感じる違和感が緩和される。
さらに、実際の車両の状態（例えば、現在の変速段）を表示することができる。このため、運転者は車両の状態に応じた運転操作ができ、運転者にシフトダウンによる減速を促すことができる。
【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】道路上のノードの配置を示す模式図である。
【図３】シフトダウン制御における変速マップである。
【図４】ナビゲーション処理部の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】ナビゲーション処理部の制御動作を示すフローチャートである。
【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。
【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
Claims (10)
- 自車位置から自車の進行方向にある特定点の走行環境に基づき、自動変速装置の変速比を制御する車両制御装置であって、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
車速と前記特定点の走行環境に応じて、前記特定点を通過するための最適変速比を決定する最適変速比決定手段と、
運転者の減速を意図する操作を検出する運転操作検出手段と、
減速を意図する操作の検出を条件に、自動変速装置が選択する変速比を最適変速比が下限となる範囲内に設定する変速比規制手段と、
前記決定した最適変速比が現在の実変速比よりも大きい変速比である場合、減速を意図する操作を行うことによって最適変速比が設定される状態にあることを運転者に伝える準備状態伝達手段とを備えたことを特徴とする車両制御装置。 - 道路情報を記憶した道路情報記憶手段と、
自車位置を検出する自車位置検出手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
自車位置から自車の進行方向にある特定点を前記道路情報記憶手段から検出するとともに該特定点までの区間距離を算出する距離算出手段と、
区間距離と車速に応じて、特定点を通過するための最適変速比を決定する最適変速比決定手段と、
運転者の減速を意図する操作を検出する運転操作検出手段と、
減速を意図する操作の検出を条件に、自動変速装置が選択する変速比を最適変速比が下限となる範囲内に設定する変速比規制手段と、
前記決定した最適変速比が現在の実変速比よりも大きい変速比である場合、減速を意図する操作を行うことによって最適変速比が設定される状態にあることを運転者に伝える準備状態伝達手段とを備えたことを特徴とする車両制御装置。 - さらに、変速比が最適変速比に設定されたことを運転者に伝える実行状態伝達手段を備えた請求項１又は２に記載の車両制御装置。
- さらに、設定される最適変速比を運転者に示す最適変速比伝達手段を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の車両制御装置。
- 前記準備状態伝達手段、実行状態伝達手段、最適変速比伝達手段は、それぞれ視覚情報または聴覚情報のいずれかによって情報を伝達するものである請求項１ないし４のいずれかに記載の車両制御装置。
- 前記視覚情報は、色、明滅、記号、文字、図形、矢印の内、少なくとも１つである請求項５に記載の車両制御装置。
- 聴覚情報は、音声、音長、音高、音質の内、少なくとも一つである請求項５に記載の車両制御装置。
- 前記特定点は、道路形状を表現するノードである請求項１ないし７のいずれかに記載の車両制御装置。
- 前記自動変速装置は、多段変速機である請求項１ないし８のいずれかに記載の車両制御装置。
- 前記自動変速装置は、無段変速機である請求項１ないし８のいずれかに記載の車両制御装置。
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-
1996
- 1996-11-19 JP JP32349696A patent/JP3858318B2/ja not_active Expired - Lifetime
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