JP4799507B2

JP4799507B2 - 走行支援装置、走行支援方法及び走行支援プログラム

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Publication number: JP4799507B2
Application number: JP2007209584A
Authority: JP
Inventors: 敦竹内; 孝幸宮島; 良人近藤; 由行安井; 博之児玉
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Advics Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Advics Co Ltd
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: JP2009040329A

Description

本発明は、走行支援装置、走行支援方法及び走行支援プログラムに関する。

最近、ＩＴＳ（高度道路交通システム：Intelligent Transport System）の発展に伴い、道路に関する情報を有するナビゲーション装置と、内燃機関や動力伝達装置を制御する車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）とが協働して、道路状況に応じた運転補助を
行うシステムが開発されている。

特許文献１には、コーナーに応じた運転補助を行い、所望の減速感を発生させるシステムが記載されている。このシステムは、アクセルペダルがオフされている場合に、自車位置前方のカーブの曲率半径を算出する。また、曲率半径に基づき、カーブを走行する際に適した通過速度を算出し、その通過速度と現在の車速、及びカーブ入口までの距離に基づき、目標減速度を算出する。さらに、この目標減速度のエンジンブレーキが得られる自動変速装置の変速比を選択する。
特開平１１−６３２１１号公報

ところが、減速感を得ることを目的として上記変速比にシフトダウンすると、変速機の変速比が大きくなり、変速機の出力軸側のイナーシャトルクが、入力軸側のイナーシャトルクよりも大きくなる。このため、出力軸側に合わせてエンジン回転数は上昇し、出力軸側のトルクは一時的に低下する。その結果、トルク低下によりエンジンブレーキが増大し、変速ショックが大きくなる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カーブ走行時にシフト制御を行うとともに、変速ショックを緩和することができる走行支援装置、走行支援方法及び走行支援プログラムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両の自動変速装置と制動装置とを制御して、車両前方のカーブに対して支援を行う走行支援装置において、車両の進行方向前方の道路に関する道路情報を取得する道路情報取得手段と、前記道路情報に基づき支援対象となるカーブがあるか否かを判断するカーブ判断手段と、前記カーブの走行に適した推奨変速段を算出する推奨変速段算出手段と、車両の進行方向前方に支援対象のカーブが検出された際に車両情報を取得し、該車両情報に基づき、その時点の変速段から前記推奨変速段に変更した際に生じるトルク変化量を推定するトルク推定手段と、前記推奨変速段に変更する変速地点を算出する変速地点算出手段と、前記車両の前記制動装置を制御して、前記車両が前記変速地点に到達するまで前記トルク変化量に基づく制動力を付加する制動制御手段と、前記変速地点において前記変速装置を制御して、前記推奨変速段に変更する変速制御手段とを備えることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の走行支援装置において、前記制動制御手段は、前記トルク変化量が所定値を超える場合に、前記制動装置を制御して制動力を付加することを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の走行支援装置において、前記制動制御手段は、前記トルク変化量が所定値以下になる車速を算出し、該車速を目標として制動
力を付加することを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、車両の自動変速装置と、制動装置とを制御する走行制御手段を用いて、車両前方のカーブに対して支援を行う走行支援方法において、車両の進行方向前方の道路に関する道路情報を取得して、前記道路情報に基づき支援対象となるカーブがあるか否かを判断し、車両の進行方向前方に支援対象のカーブが検出された際に、該カーブの走行に適した推奨変速段を算出し、車両情報に基づき、その時点の変速段から前記推奨変速段に変更した際に生じるトルク変化量を推定し、前記推奨変速段に変更する変速地点を算出し、前記車両の制動装置を制御して前記車両が前記変速地点に到達するまで前記トルク変化量に基づく制動力を付加し、前記変速地点において前記変速装置を制御して前記推奨変速段に変更することを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、車両の自動変速装置と、制動装置とを制御する走行制御手段を用いて、車両前方のカーブに対して支援を行う走行支援プログラムにおいて、前記走行制御手段を、車両の進行方向前方の道路に関する道路情報を取得する道路情報取得手段と、前記道路情報に基づき支援対象となるカーブがあるか否かを判断するカーブ判断手段と、前記カーブの走行に適した推奨変速段を算出する推奨変速段算出手段と、車両の進行方向前方に支援対象のカーブが検出された際に車両情報を取得し、該車両情報に基づき、その時点の変速段から前記推奨変速段に変更した際に生じるトルク変化量を推定するトルク推定手段と、前記推奨変速段に変更する変速地点を算出する変速地点算出手段と、前記車両の制動装置を制御して、前記車両が前記変速地点に到達するまで前記トルク変化量に基づく制動力を付加する制動制御手段と、前記変速地点において前記変速装置を制御して、前記推奨変速段に変更する変速制御手段として機能させることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、走行支援装置は、カーブ走行時の支援を行う際に、推奨変速段に切り替えた時のトルク変化量を求め、該トルク変化量に基づき制動力を付加する。このため、カーブ走行時の安定性及び乗り心地を向上するとともに、変速時に発生する変速ショックを緩和することができる。また、変速する場合に適した変速地点を算出し、該変速地点に到達する前に制動力を付加するので、変速ショックを緩和できる。
請求項２に記載の発明によれば、トルク変化量が所定値を超える場合に制動力を付加するので、変速ショックが大きいと推定される場合に予め車速を低減することができる。
請求項３に記載の発明によれば、トルク変化量が所定値以下になる車速を算出し、該車速を目標として制動力を付加するので、付加する制動力によって必要以上に減速しないようにすることができる。
請求項４に記載の発明によれば、カーブ走行時の支援を行う際に、推奨変速段に切り替えた時のトルク変化量を求め、該トルク変化量に基づき制動力を付加する。このため、カーブ走行時の安定性及び乗り心地を向上するとともに、変速時に発生する変速ショックを緩和することができる。また、変速する場合に適した変速地点を算出し、該変速地点に到達する前に制動力を付加するので、変速ショックを緩和できる。
請求項５に記載の発明によれば、走行支援プログラムを用いて、カーブ走行時の支援を行う際に、推奨変速段に切り替えた時のトルク変化量を求め、該トルク変化量に基づき制動力を付加する。このため、カーブ走行時の安定性及び乗り心地を向上するとともに、変速時に発生する変速ショックを緩和することができる。また、変速する場合に適した変速地点を算出し、該変速地点に到達する前に制動力を付加するので、変速ショックを緩和できる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１１に従って説明する。図１は、車両Ｃに搭載された走行支援システム１の概略図である。
本実施形態では、車両Ｃは、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の自動車であって、車両Ｃに搭載されたエンジン２は、自動変速装置を構成するトルクコンバータ３を介して、同じく自動変速装置を構成する変速機４（副変速機）の入力軸に連結されている。また、トルクコンバータ３は、エンジン２と変速機４とを連結するロックアップクラッチ機構を備えており、エンジン２の出力軸と変速機４の入力軸との接続及び接続解除を行う。

変速機４の出力軸は、プロペラシャフト５に連結され、プロペラシャフト５は、リヤディファレンシャル６を介してリヤアスクル７と連結されている。エンジン２の駆動力は、プロペラシャフト５を介してリヤディファレンシャル６に伝達され、リヤディファレンシャル６によりリヤアスクル７を介して各後輪Ｒに分配される。

走行支援システム１は、エンジンＥＣＵ１０、変速機ＥＣＵ１１、制動装置を構成するブレーキＥＣＵ１２及び走行支援装置としてのナビゲーションユニット２０を備え、各ＥＣＵ１０〜１２及びナビゲーションユニット２０は、ＣＡＮ通信等の車内ネットワークにより各種データを送受信可能に接続されている。

エンジンＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力ポート等を備え、図２に示すように、車速センサ３０、アクセルポジションセンサ（以下、アクセルセンサ３１という）、スロットルポジションセンサ（以下、スロットルセンサ３２という）、及びエンジン回転数検出部３３から各種信号を入力する。エンジンＥＣＵ１０は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、アクセルペダルのストローク量、スロットル開度、エンジン回転数及び車速を取得し、取得した車両情報をＲＡＭ等に記憶して、逐次更新する。そして、それらの車両情報に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、スロットル制御等の各種制御を行う。

変速機ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力ポート等を備え、図２に示すように、入力回転数検出部３４及び出力回転数検出部３５から検出信号を入力する。入力回転数検出部３４は、変速機４の入力軸の回転数を検出する。出力回転数検出部３５は、変速機４の出力軸の回転数を検出する。変速機ＥＣＵ１１は、入力した検出信号に基づき、変速機４の入力軸の回転数を示す入力軸回転数Ｎ_ｉｎと、出力軸の回転数を示す出力軸回転数Ｎ_ｏｕｔを算出し、ＲＡＭに一時記憶して、逐次更新する。

また、変速機ＥＣＵ１１は、エンジン回転数、アクセルペダルのストローク量、車速等に基づいて上記ロックアップクラッチ機構のオン／オフを制御する。
また、変速機ＥＣＵ１１は、ナビゲーションユニット２０が要求する推奨変速段に基づき、変速機４を駆動して、変速機４の変速比を推奨変速段に合わせて変更すべく制御を実行する。

ブレーキＥＣＵ１２は、制動装置を構成するブレーキ装置９（図１参照）に加えられる油圧を制御して、各車輪に制動力を加える。ブレーキ装置９は、ホイールシリンダ、ブレーキドラム等を有し、各車輪に対して設けられている。ブレーキペダルが踏み込まれると、ブレーキ装置９に対して、油圧回路を構成するブレーキマスタシリンダ内に発生した油圧が加わり、車輪の回転を停止させる。

また、ブレーキＥＣＵ１２は、ナビゲーションユニット２０の制動要求に基づき、油圧回路を構成する油圧ポンプを駆動して、油圧ポンプにより発生した油圧を蓄圧タンクに蓄える。さらにブレーキＥＣＵ１２により油圧回路を構成する油圧バルブが開弁されると、蓄圧タンクに蓄えられた油圧がブレーキ装置９に供給され、車輪の回転が停止される。即ち、ブレーキＥＣＵ１２は、ブレーキペダルが操作されていなくても、車両Ｃに制動力を
付加することができる。

また、図２に示すように、ナビゲーションユニット２０は、メインＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、画像プロセッサ２４、各センサから検出信号を入力するインターフェース（Ｉ／Ｆ）２５を備える。尚、メインＣＰＵ２１は、道路情報取得手段、カーブ判断手段、推奨変速段算出手段、トルク推定手段、制動制御手段、変速制御手段、変速地点算出手段、走行制御手段を構成する。

メインＣＰＵ２１は、ナビゲーションユニット２０の主制御を司り、ＲＯＭ２３に記憶された走行支援プログラム等に基づき、ＲＡＭ２２を作業領域として各種制御を司る。また、ＲＯＭ２３には、目標速度マップＭ１等の各種マップが格納されている。

メインＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｆ２５を介して、車両Ｃに取り付けられたＧＰＳ受信部３７から位置検出信号を入力して車両Ｃの絶対位置を算出する。また、メインＣＰＵ２１は、車両Ｃに設けられた車速センサ３０及びジャイロ３８から車速信号、方位検出信号をそれぞれ入力し、車速信号及び方位検出信号を用いる自律航法により、基準位置からの相対位置を算出し、絶対位置と組み合わせて自車位置を特定する。

また、メインＣＰＵ２１は、地理情報記憶部２７から地図データとしての経路ネットワークデータ（以下、経路データ２８という）、地図描画データ２９を読み出す。地理情報記憶部２７は、内蔵ハードディスク、又は光ディスク等の外部記憶媒体である。経路データ２８は、全国を区画したメッシュ内の道路に関するデータであって、メッシュＩＤ、メッシュ内の各リンクに関するリンクデータと、ノードに関するノードデータとを有している。

また、地理情報記憶部２７に記憶された地図描画データ２９は、メッシュＩＤ毎に、描画データ、道路情報としての道路形状データ等を有している。描画データには、道路、市街地等を示す点や線を描画するための描画点の座標や、ベクトルデータが記憶されている。道路形状データは、道路の形状を示すデータであって、ノード座標、形状補間点の座標、勾配、幅員、カーブの曲率半径等が記憶されている。尚、形状補間点とは、道路のカーブ形状を表すための要素であって、ノードとノードの間に配置されている。

画像プロセッサ２４は、車両Ｃの現在位置周辺やユーザが指定した地域に相当する地図描画データ２９を読み出して地図を描画するための出力データを生成し、地図画面ＭをディスプレイＤに出力する。

また、メインＣＰＵ２１は、自車位置前方に、走行支援の対象となるカーブがあるか否かを判断し、該カーブを検出した場合には、走行の安定性や乗り心地の向上を目的として、そのカーブに対するシフト制御と、シフトチェンジに伴う各制御を行う。詳述すると、走行支援対象のカーブの有無を判断する場合には、例えば、メインＣＰＵ２１は、地図描画データ２９に基づき、自車位置から所定距離内にある道路の曲率半径を地図描画データ２９から読み出し、所定値以上の曲率半径を有する道路の有無を判断する。

そして、図３に示すように所定値以上の曲率半径を有するカーブＣＶを検出した場合には、カーブの入口となるカーブ始点と、カーブＣＶの出口であるカーブ終点との座標を地図描画データ２９から取得し、ＲＡＭ２２に一時記憶する。また、異なる曲率半径のカーブが連続している場合には、各カーブの曲率半径が所定値以上であるか否かを判断し、所定値以上の曲率半径を有するカーブに対して、始点及び終点をそれぞれ求める。
また、メインＣＰＵ２１は、上記カーブ始点を、シフト制御を行う変速地点Ｙ１とし、該変速地点Ｙ１における車両Ｃの目標速度Ｖｙを算出する。このとき、メインＣＰＵ２１
は、カーブＣＶの曲率半径を地図描画データ２９から取得する。また、図４に示す目標速度マップＭ１をＲＯＭ２３等から読み出し、該目標速度マップＭ１に基づき目標速度Ｖｙを算出する。

目標速度マップＭ１では、各曲率半径のカーブを走行する際に、旋回横加速度が約２．０Ｇになるように、各曲率半径に対して目標速度Ｖｙを設定している。旋回時に横方向（車幅方向）に加わる加速度を２．０Ｇ以下にすることによって、乗員の乗り心地を良好にすることができる。尚、図４では、目標速度マップＭ１に曲率半径の代表値に対する目標速度Ｖｙを示したが、実際の目標速度マップＭ１では、連続的な値の曲率半径に対して目標速度Ｖｙがマッピングされている。

また、メインＣＰＵ２１は、支援対象のカーブＣＶを走行する際の車両Ｃの旋回角度（ステアリング角度）を算出する。この旋回角度の演算方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、メインＣＰＵ２１は、各後輪Ｒを連結するリヤアスクル７の中心点を自車位置とし、該リヤアスクル７の延長線上であって、該中心点から曲率半径だけ離れた位置に、旋回中心点を設定する。また、リヤアスクル７の延長線と、フロントアスクル８の中心点及び旋回中心点を結んだ直線とがなす角度を求める。さらに、リヤアスクル７の中心点からフロントアスクル８の中心点までのホイールベースを予めＲＯＭ２３等に記憶しておき、カーブＣＶの曲率半径及びホイールベースと、算出した角度とに基づき、前輪の旋回角度（切れ角）を算出する。或いは、曲率半径と旋回角度とを関連付けたマップを予めＲＯＭ２３に格納してもよい。

旋回角度を算出すると、メインＣＰＵ２１は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す変速比マップに基づき、カーブＣＶに進入する際の推奨変速段を取得する。変速比マップは、ＲＯＭ２３に格納され、図５（ａ）に示すダウンシフトマップＭＴ１と、図５（ｂ）に示すアップシフトマップＭＴ２と、図５（ｃ）に示す変速段判定マップＭＴ３とから構成される。
ダウンシフトマップＭＴ１は、シフトダウンの際に推奨される変速段を間接的に示す変速段判定パターンを、算出した旋回角度及びカーブＣＶの勾配により２次元的に表したマップである。ダウンシフトマップＭＴ１に示された変速段判定パターンは、判定パターンＡ〜判定パターンＥに分割されている。メインＣＰＵ２１は、地図描画データ２９に格納された道路情報から支援対象のカーブＣＶの勾配を取得し、この勾配と先に算出した旋回角度とに基づき、車両Ｃの各状況に該当する判定パターンを判断する。

さらに、メインＣＰＵ２１は、変速段判定マップＭＴ３を参照して、変速段判定パターンに対応する最適な変速段を求める。図５（ｃ）に示すように、変速段判定マップＭＴ３は、ダウンシフトマップＭＴ１から求めた変速段判定パターンと推奨変速段とを、アクセルオフ、ブレーキオンの各イベントに応じて設定している。

アップシフトマップＭＴ２は、車両Ｃがシフトアップする際に用いるマップであって、ダウンシフトマップＭＴ１と同様に、勾配及び旋回角度をパラメータとして変速段を２次元的に示している。アップシフトマップＭＴ２では、アクセルイベント、ブレーキイベントの有無に関わらず変速段を設定している。

メインＣＰＵ２１は、車両Ｃに設けられたアクセルセンサ３１及びブレーキペダルストロークセンサ（以下、ブレーキセンサ３６という）から、車両情報としてのアクセルペダルのオン／オフと、ブレーキペダルのオン／オフをそれぞれ取得する。そしてアクセルペダルのオン／オフ、ブレーキペダルのオン／オフを判断し、ダウンシフトマップＭＴ１及び変速段判定マップＭＴ３に基づき、その変速段判定パターン及び各イベントの有無に応じた推奨変速段を取得する。

また、カーブＣＶを脱出し、シフトアップする際には、メインＣＰＵ２１は、図５（ｂ）に示すアップシフトマップＭＴ２を用いて、上記したように最適な変速段を算出してもよい。

さらに、メインＣＰＵ２１は、カーブＣＶを走行する際の推奨変速段を算出すると、現在選択されている変速段から、推奨変速段に切り替えた際に生じる車軸上のトルク変化量を推定し、トルク変化量が大きい場合には、ブレーキＥＣＵ１２を制御し車両Ｃに予め制動力を付加する。

具体的には、推奨変速段に変更した際に車軸上に発生する加減速トルクＴｔは、下記の式１で表される。尚、Ｔｔは車軸上のトルク、Ｔ_Ｅはエンジントルク、Ｒｃはトルクコンバータ３の伝達比、Ｇは変速機４のギヤ比、Ｒ_Ｄはリヤディファレンシャル６のデフ比（減速比）である。
Ｔｔ＝Ｔ_Ｅ×Ｒｃ×Ｇ×Ｒ_Ｄ・・・（式１）
メインＣＰＵ２１は、この式に基づき推奨変速段にシフトダウンした際の加減速トルクＴｔを算出するために、予測エンジントルクＴ_Ｅ２、トルクコンバータ３の予測伝達比Ｒｃ２を算出する。

まず、予測エンジントルクＴ_Ｅ２を算出するために、推奨変速段にシフトダウンした際の変速機４の予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２を算出する。メインＣＰＵ２１は、変速機ＥＣＵ１１を介して入力回転数検出部３４から、車両情報としての現在の入力軸回転数Ｎ_ｉｎ１を変速機ＥＣＵ１１を介して取得する。さらに、現在の入力軸回転数Ｎ_ｉｎ１に対して、現在の変速機４の現在ギヤ比Ｇ１と推奨変速段に変更した後のギヤ比Ｇ２との比率を乗算し、下記の式２にように予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２を算出する。

Ｎ_ｉｎ２＝Ｎ_ｉｎ１×（Ｇ２／Ｇ１）・・・（式２）
続いてメインＣＰＵ２１は、シフトダウンを行った際の予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２を算出する。変速機４とエンジン２との間にはトルクコンバータ３が介在するため、変速機４の入力軸回転数Ｎ_ｉｎとエンジン回転数Ｎ_Ｅとは一致しないことがある。このため、図６に示す回転差マップＭ２のように、回転数の差である回転差を予めマップ化しておき、この回転差を予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２に加算して、予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２を求める。但し、回転差マップＭ２では、上記ロックアップクラッチ機構がオンの場合、即ちエンジン２と変速機４とが接続されている場合には、回転差は「０」に設定されている。

このようにして予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２及び予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２を算出すると、メインＣＰＵ２１は、スロットルセンサ３２から、車両情報としてのスロットル開度ＴＨの検出信号を入力する。そして、予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２とスロットル開度ＴＨとから、予測エンジントルクＴ_Ｅ２を求める。このとき、メインＣＰＵ２１は、図７に示すトルクマップＭ３をＲＯＭ２３から読み出し、該トルクマップＭ３からエンジントルクＴ_Ｅ２を求める。
さらに、メインＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に記憶した伝達比マップＭ４（図８参照）に基づき、予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２及び変速機４の予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２とを用いて、トルクコンバータ３の予測伝達比Ｒｃ２を求める。図８に示すように、伝達比マップＭ４は、エンジン回転数Ｎ_Ｅ（予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２）と入力軸回転数Ｎ_ｉｎ（予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２）との速度比（即ち、予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２／予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２）と、伝達比Ｒｃとをマップ化している。メインＣＰＵ２１は、取得した予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２、予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２に応じた予測伝達比Ｒｃ２を伝達比マップＭ４から取得する。

このように、予測エンジントルクＴ_Ｅ２、予測伝達比Ｒｃ２を算出すると、上記式１に従って、推奨変速段での加減速トルクＴｔを算出する。ギヤ比Ｇ及びデフ比Ｒ_Ｄは既知の値であるため、ＲＯＭ２３又は変速機ＥＣＵ１１から、予め記憶した推奨変速段に対応するギヤ比Ｇ２及びデフ比Ｒ_Ｄを取得し、予測エンジントルクＴ_Ｅ及び予測伝達比Ｒｃ２に乗算する。

一方、車軸上の加減速トルクＴｔは、車速やエンジン回転数Ｎ_Ｅの変化に伴い変動する。図９中実線で示すように、現在の変速段Ｓ１から推奨変速段Ｓ２にシフトダウンすると、車速に基づくエネルギーがエンジン回転数を増大させるエネルギーに変換されるため、減速される。また、エンジン回転数Ｎ_Ｅは、シフトダウン直後は小さくなるが、車速に基づくエネルギーを吸収することにより一時的に増大し、その後に再び減少する。また、車軸上の加減速トルクＴｔは、エンジン回転数Ｎ_Ｅの変動にほぼ同調し、一時的に小さくなった後、再び増加し、その後減少傾向となる。

このため、メインＣＰＵ２１は、各時点の予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２及び予測伝達比Ｒｃ２を求め、加減速トルクＴｔの極小点と極大点を算出する。さらに、極大点となる加減速トルクＴｔから、極小点となる加減速トルクＴｔを減算してトルク変化量Ｇｚを算出する（図９参照）。このトルク変化量Ｇｚが大きくなれば変速ショックが大きくなり、小さくなれば変速ショックが小さくなる。

このため、メインＣＰＵ２１は、該トルク変化量Ｇｚが所定の許容量Ｇｙを超えるか否かを判断し、車両Ｃに加わる変速ショックが大きいか否かを判断する。尚、許容量Ｇｙは、良好な乗り心地を維持できるトルク変化量と、乗り心地が悪くなるトルク変化量の閾値を予め実験で求めて設定されている。
トルク変化量Ｇｚが所定の許容量Ｇｙよりも大きい場合、車両Ｃに加わる変速ショックが大きくなるため、車両Ｃのブレーキ装置９を駆動して制動力を加えることにより、トルク変化量Ｇｚを許容量Ｇｙ以下に抑制する。例えば、変速地点Ｙ１での車速（目標車速Ｖｙ）を段階的に小さくした場合の車軸上の加減速トルクＴｔをそれぞれ求め、加減速トルクＴｔの極大値及び極小値の差が許容量Ｇｙ以下に到達したか否かを判断する。トルク変化量Ｇｚが、許容量Ｇｙ以下になる車速を求めると、車両情報としての現在の車速とその車速とに基づき必要な減速距離を求め、制動力を付加し始める制動開始地点Ｚ１を、変速地点Ｙ１よりも現在地点Ｘ１側に設定する（図３参照）。
メインＣＰＵ２１は、車両Ｃが制動開始地点Ｚ１に到達したか否かを判断し、到達した場合には、ブレーキＥＣＵ１２に対して制動開始要求を出力する。ブレーキＥＣＵ１２は、ブレーキ装置９を駆動して、各車輪に制動力を付加する。これにより、図９中鎖線で示すように、制動開始地点Ｚ１に到達した時点から、車速が徐々に小さくなるとともに、変速機４の出力側の回転数が低減するため、それに伴い予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２も小さくなる。その結果、車軸上の加減速トルクＴｔも制動開始地点Ｚ１に到達してから徐々に低減する。このように、加減速トルクＴｔが小さくなったタイミングで、推奨変速段Ｓ２にシフトダウンすると、変速機４の出力側のイナーシャトルクと入力側のイナーシャトルクとの差が小さくなり、変速ショックが緩和される。

以下、本実施形態の手順について、図１０及び図１１に従って説明する。まず、ナビゲーションユニット２０のメインＣＰＵ２１は、走行支援を開始するための開始トリガの入力の有無を判断する（ステップＳ１）。本実施形態では、開始トリガは、イグニッションスイッチ（図示略）のオン信号である。

メインＣＰＵ２１は、開始トリガを入力すると（ステップＳ１においてＹＥＳ）、車両Ｃの進行方向前方であって、所定距離内の道路情報を取得する（ステップＳ２）。即ち、地図描画データ２９に含まれる道路形状データを読み出し、該道路形状データの曲率半径
を取得する。

さらに、メインＣＰＵ２１は、支援対象のカーブの有無を判断する（ステップＳ３）。このとき、上記したように自車位置から所定距離内に含まれる各カーブの曲率半径が所定値以上であるか否かを判断する。所定値以上の曲率半径を有するカーブＣＶが検出された場合には、支援対象のカーブＣＶが存在すると判断して（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。支援対象のカーブＣＶが存在しないと判断すると（ステップＳ３においてＮＯ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ４では、変速地点Ｙ１での目標速度Ｖｙを算出する。即ち、上記したように、支援対象のカーブＣＶの曲率半径と、ＲＯＭ２３に記憶された目標速度マップＭ１（図４参照）に基づき、目標速度Ｖｙを求める。

目標速度Ｖｙを取得すると、メインＣＰＵ２１は、変速地点Ｙ１に進入する際の推奨変速段を算出する（ステップＳ５）。このとき、メインＣＰＵ２１は、カーブＣＶの曲率半径や車両Ｃのホイールベースに基づきカーブＣＶを走行する際の旋回角度を算出する。また、地図描画データ２９から、カーブＣＶの勾配を取得する。そして、ＲＯＭ２３からダウンシフトマップＭＴ１（図５（ａ）参照）を読み出し、旋回角度及び勾配から、ダウンシフトマップＭＴ１を用いて変速段判定パターンを求める。

また、メインＣＰＵ２１は、アクセルセンサ３１、ブレーキセンサ３６からの検出信号に基づき、アクセルペダルのオン／オフ、ブレーキペダルのオン／オフを判断する。そして、例えば変速段判定パターンが「Ｃ」であって、アクセルペダルがオフである場合、変速段判定マップＭＴ３（図５（ｃ）参照）に基づき、判定パターンが「Ｃ」に該当し、且つ「アクセルオフ」に該当する「３速」を推奨変速段とする。

推奨変速段を算出すると、メインＣＰＵ２１は、シフトダウンした場合のトルク変化量Ｇｚを算出する（ステップＳ６）。即ち、上記したように、車速センサ３０、スロットルセンサ３２、エンジン回転数検出部３３、入力回転数検出部３４及び出力回転数検出部３５等に基づき、車軸上の加減速トルクＴｔを算出して、その極小値及び極大値を求め、この差をトルク変化量Ｇｚとする。

さらに、メインＣＰＵ２１は、トルク変化量Ｇｚが許容量Ｇｙを超えているか否かを判断する（ステップＳ７）。トルク変化量Ｇｚが許容量Ｇｙを超えていると判断すると（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。トルク変化量Ｇｚが許容量Ｇｙを超えていないと判断すると（ステップＳ７においてＮＯ）、車両Ｃに制動力を付加せずにステップＳ１２に進む。

ステップＳ８では、メインＣＰＵ２１は、変速地点Ｙ１で変速時のトルク変化量Ｇｚが許容量Ｇｙになる車速を上記したように算出する。さらに、算出した車速と、現在の車速とに基づき、一定減速度（０．２Ｇ）で減速可能な制動開始地点Ｚ１の位置を算出する。そして、メインＣＰＵ２１は、車両Ｃが制動開始地点Ｚ１に到着したか否かを判断し（ステップＳ９）、到着したと判断すると（ステップＳ９においてＹＥＳ）、ブレーキＥＣＵ１２に制動開始要求を出力して、車両Ｃに制動力を付加する（ステップＳ１０）。

制動力の付加を開始すると、メインＣＰＵ２１は、変速地点Ｙ１に到着したか否かを判断する（ステップＳ１１）。変速地点Ｙ１に到着していない場合には（ステップＳ１１においてＮＯ）、変速地点Ｙ１に到着するまで制動力を付加し続ける（ステップＳ１０）。

変速地点Ｙ１に到着したと判断すると（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、メインＣＰ
Ｕ２１は、変速機ＥＣＵ１１に推奨変速段を指定する変速要求を出力し、推奨変速段への切替（シフトダウン）を行う（ステップＳ１２）。この時点では、実際の車軸上の加減速トルクＴｔが低減されているため、変速機４の入力側と出力側との間でトルク差が小さくなり、変速ショックが緩和され、滑らかに変速することができる。また、カーブＣＶの形状に適した推奨変速段を選択し、該推奨変速段にシフトダウンすることで、円滑にカーブＣＶを走行することができる。
シフトダウンを実行すると、メインＣＰＵ２１は、自車位置を取得し、地図描画データ２９に基づき、カーブＣＶからの退出を待機する（ステップＳ１３）。退出していない場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、カーブ終点と自車位置との相対距離が所定距離以下となった際に、アップシフトマップＭＴ２（図５（ｂ）参照）に基づき、シフトアップを行って、円滑に加速させるようにしてもよい。
カーブＣＶを退出したと判断すると（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、走行支援を終了するか否かを判断する（ステップＳ１４）。本実施形態では、イグニッションスイッチからオフ信号を入力した際に支援を終了すると判断する。イグニッションスイッチからオフ信号を入力しない場合には（ステップＳ１４においてＮＯ）、ステップＳ２に戻り、上記した走行支援を継続する。イグニッションスイッチからオン信号を入力した場合には（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、走行支援を終了する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、ナビゲーションユニット２０のメインＣＰＵ２１は、車両Ｃの進行方向前方の道路に関する道路情報を取得して、支援対象となるカーブがあるか否かを判断する。また、支援対象となるカーブを検出した場合には、該カーブの走行に適した推奨変速段を算出し、その時点の変速段から推奨変速段に変更した際に生じるトルク変化量Ｇｚを推定する。また、トルク変化量Ｇｚが許容量Ｇｙを超えた場合には、ブレーキＥＣＵ１２を制御して、制動力を付加して車軸上の加減速トルクＴｔを低減させた後、変速機ＥＣＵ１１を制御して推奨変速段に変更する。このため、カーブＣＶに応じた推奨変速段に切り替えることにより、旋回時の安定性を向上し、カーブ形状に沿って円滑に走行することができる。また、予め制動力を付加することによって変速時に発生する変速ショックを緩和することができる。

（２）上記実施形態では、ナビゲーションユニット２０のメインＣＰＵ２１は、トルク変化量Ｇｚが許容量Ｇｙを超える場合に、トルク変化量Ｇｚが許容量Ｇｙ以下になる車速を算出し、該車速を目標として制動力を付加する。即ち、トルク変化量Ｇｚが許容量Ｇｙ以下になる車速を予め算出することで、必要以上に減速したり、減速の必要がない場合にも関わらず減速を行うといった事態が生じるのを抑制し、円滑なカーブ走行を支援することができる。
（３）上記実施形態では、ナビゲーションユニット２０のメインＣＰＵ２１は、地図描画データ２９に基づき、カーブ始点の座標を取得し、該カーブ始点を推奨変速に切り替える変速地点Ｙ１として設定した。そして、車両Ｃがこの変速地点Ｙ１に到達する前に制動力を付加するようにした。このため、変速地点Ｙ１に到達する前に予め減速させるので、変速地点Ｙ１での変速ショックを緩和するとともに、カーブＣＶに進入開始した時点から、車両Ｃの安定性を図ることができる。

尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、予測入力軸回転数Ｎ_ｉｎ２、予測エンジン回転数Ｎ_Ｅ２、予測エンジントルクＴ_Ｅ２をナビゲーションユニット２０のメインＣＰＵ２１が算出するようにしたが、エンジンＥＣＵ１０、変速機ＥＣＵ１１が算出するようにしてもよい。また、変速によるトルク変化量Ｇｚをナビゲーションユニット２０のメインＣＰＵ２１が算出するようにしたが、エンジンＥＣＵ１０、変速機ＥＣＵ１１が算出するようにしてもよい。

・メインＣＰＵ２１は、加減速トルクＴｔの極大値及び極小値からトルク変化量Ｇｚを算出するようにしたが、最大値（極大値）が所定値を超えた場合に、制動力を付加するようにしてもよい。

・上記実施形態では、カーブ始点を変速地点Ｙ１とするようにしたが、曲率半径が大きいカーブＣＶに連続するクロソイドカーブ等、カーブ始点よりも進行方向の反対側に設定するようにしてもよい。

・曲率半径は、隣接するノードや、形状補間点の座標からそれぞれ求めるようにしてもよい。
・上記実施形態では、走行支援システム１をＦＲ方式の車両Ｃに搭載したが、前輪を駆動輪とする前輪駆動車（ＦＦ車）、四輪駆動車等に搭載してもよい。

走行支援システムの概略図。ナビゲーションユニットのブロック図。支援対象のカーブを示す模式図。目標速度マップの概念図。（ａ）はダウンシフトマップ、（ｂ）はアップシフトマップ、（ｃ）は変速段判定マップの概念図。回転差マップの概念図。トルクマップの概念図。伝達比マップの概念図。変速に伴う車軸上のトルク変化を示すタイミングチャート。本実施形態の処理手順のフローチャート。本実施形態の処理手順のフローチャート。

符号の説明

１…走行支援システム、２…エンジン、３…自動変速装置を構成するトルクコンバータ、４…自動変速装置を構成する変速機、９…制動装置を構成するブレーキ装置、１１…自動変速装置を構成する変速機ＥＣＵ、１２…制動装置を構成するブレーキＥＣＵ、２０…走行支援装置としてのナビゲーションユニット、２１…道路情報取得手段、カーブ判断手段、推奨変速段算出手段、トルク推定手段、制動制御手段、変速制御手段、変速地点算出手段、走行制御手段としてのメインＣＰＵ、２９…道路情報を有する地図描画データ、Ｃ…車両、ＣＶ…カーブ、Ｇｚ…トルク変化量、Ｇｙ…所定値としての許容量、Ｓ１…変速段、Ｓ２…推奨変速段、Ｙ１…変速地点。

Claims

車両の自動変速装置と制動装置とを制御して、車両前方のカーブに対して支援を行う走行支援装置において、
車両の進行方向前方の道路に関する道路情報を取得する道路情報取得手段と、
前記道路情報に基づき支援対象となるカーブがあるか否かを判断するカーブ判断手段と、
前記カーブの走行に適した推奨変速段を算出する推奨変速段算出手段と、
車両の進行方向前方に支援対象のカーブが検出された際に車両情報を取得し、該車両情報に基づき、その時点の変速段から前記推奨変速段に変更した際に生じるトルク変化量を推定するトルク推定手段と、
前記推奨変速段に変更する変速地点を算出する変速地点算出手段と、
前記車両の前記制動装置を制御して、前記車両が前記変速地点に到達するまで前記トルク変化量に基づく制動力を付加する制動制御手段と、
前記変速地点において前記変速装置を制御して、前記推奨変速段に変更する変速制御手段と
を備えることを特徴とする走行支援装置。
請求項１に記載の走行支援装置において、
前記制動制御手段は、前記トルク変化量が所定値を超える場合に、前記制動装置を制御して制動力を付加することを特徴とする走行支援装置。
請求項１又は２に記載の走行支援装置において、
前記制動制御手段は、前記トルク変化量が所定値以下になる車速を算出し、該車速を目標として制動力を付加することを特徴とする走行支援装置。
車両の自動変速装置と、制動装置とを制御する走行制御手段を用いて、車両前方のカーブに対して支援を行う走行支援方法において、
車両の進行方向前方の道路に関する道路情報を取得して、前記道路情報に基づき支援対象となるカーブがあるか否かを判断し、
車両の進行方向前方に支援対象のカーブが検出された際に、該カーブの走行に適した推奨変速段を算出し、
車両情報に基づき、その時点の変速段から前記推奨変速段に変更した際に生じるトルク変化量を推定し、
前記推奨変速段に変更する変速地点を算出し、
前記車両の制動装置を制御して前記車両が前記変速地点に到達するまで前記トルク変化量に基づく制動力を付加し、
前記変速地点において前記変速装置を制御して前記推奨変速段に変更することを特徴とする走行支援方法。
車両の自動変速装置と、制動装置とを制御する走行制御手段を用いて、車両前方のカーブに対して支援を行う走行支援プログラムにおいて、
前記走行制御手段を、
車両の進行方向前方の道路に関する道路情報を取得する道路情報取得手段と、
前記道路情報に基づき支援対象となるカーブがあるか否かを判断するカーブ判断手段と、
前記カーブの走行に適した推奨変速段を算出する推奨変速段算出手段と、
車両の進行方向前方に支援対象のカーブが検出された際に車両情報を取得し、該車両情報に基づき、その時点の変速段から前記推奨変速段に変更した際に生じるトルク変化量を推定するトルク推定手段と、
前記推奨変速段に変更する変速地点を算出する変速地点算出手段と、
前記車両の制動装置を制御して、前記車両が前記変速地点に到達するまで前記トルク変化量に基づく制動力を付加する制動制御手段と、
前記変速地点において前記変速装置を制御して、前記推奨変速段に変更する変速制御手段と
して機能させることを特徴とする走行支援プログラム。