JP6863064B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両の現在位置から目標位置までの走行経路における道路情報と、走行経路における車両の駆動力とに基づいて、走行経路において燃料消費量が最小となるような変速スケジュールを設定する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平９−２１４５７号公報

ところで、車両が、燃料消費量を優先する第１モードと、走行性能を優先する第２モードとを有している場合がある。車両が、それぞれのモードにおいて同じようにギヤ段を選択すると、それぞれのモードに適した走行ができなくなるという問題がある。

特に、車両が、それぞれのモードにおいて進行方向前方にある先走行区間のギヤ段を同じように選択し、先走行区間の突入時に選択されたギヤ段にシフトを行うと、走行性能を優先するモードで想定される状態よりも速度が小さくなったり、燃料消費量を優先するモードで想定される状態よりも燃料消費量が多くなったりするという問題が発生する。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両の走行モードに適したギヤ段を選択することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様は、車両制御装置である。この装置は、車両が走行中の現走行区間とは道路勾配が異なる走行区間であって、前記車両の進行方向前方にある先走行区間を決定する走行区間決定部と、前記車両の複数のギヤ段のそれぞれの前記車両の速度と前記車両の駆動力との関係を示す駆動力特性と、前記車両の速度と前記先走行区間に対応する前記車両の走行抵抗との関係を示す走行抵抗特性とに基づいて、前記先走行区間における前記車両のギヤ段である先ギヤ段を選択する先ギヤ段選択部と、前記先ギヤ段選択部が選択した前記先ギヤ段に基づいて、前記先走行区間における前記車両のギヤ段のシフトを制御するシフト制御部と、を備え、前記先ギヤ段選択部は、前記車両の走行モードが燃料消費量の抑制を優先して走行する第１モードである場合には、前記駆動力特性が示す駆動力が前記走行抵抗特性が示す走行抵抗以上となる前記車両の速度のうちの最低速度である走行可能最低車速が最も高いギヤ段を前記先ギヤ段として選択し、前記車両の走行モードが走行性能の向上を優先して走行する第２モードである場合には、前記駆動力特性が示す駆動力が前記走行抵抗特性が示す走行抵抗以上となる前記車両の速度のうちの最高速度である走行可能最高車速が最も高いギヤ段を前記先ギヤ段として選択する。

前記シフト制御部は、前記先ギヤ段選択部が選択した前記先ギヤ段が、前記車両の現走行状態における車両のギヤ段である現ギヤ段よりも低い場合に、前記車両が前記先走行区間の開始位置を基準とする所定範囲内に位置すると、前記現ギヤ段から前記先ギヤ段にシフトダウンを行うように前記ギヤ段のシフトを制御してもよい。

前記車両制御装置は、前記車両の走行抵抗に基づいて前記車両の現走行状態における前記車両のギヤ段である現ギヤ段を選択する現ギヤ段選択部をさらに備え、前記シフト制御部は、前記車両が前記現ギヤ段で前記現走行区間を走行中に前記現ギヤ段選択部が前記現ギヤ段よりも低段の目標ギヤ段を新たに選択した場合に、前記現ギヤ段に対応する前記車両の駆動力が、前記先走行区間における前記車両の走行抵抗を上回ることにより、前記車両が前記現ギヤ段によって前記先走行区間を走行可能であり、前記現ギヤ段で前記現走行区間を走行した場合の前記車両の失速量が所定の閾値以下であるとき、前記現ギヤ段から前記目標ギヤ段へのシフトダウンを抑制して前記現ギヤ段を維持するように前記ギヤ段のシフトを制御し、前記先ギヤ段選択部が選択した前記先ギヤ段が前記現ギヤ段よりも低い場合に、前記シフトダウンを抑制せずに前記目標ギヤ段にシフトダウンするようにギヤ段のシフトを制御してもよい。

本発明によれば、車両の走行モードに適したギヤ段を選択することができるという効果を奏する。

実施の形態に係る車両の概要を示す図である。 実施の形態に係る車両の内部構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す図である。 実施の形態に係る車両の走行性能線図である。 図４に示す走行性能線図の一部を示す図である。 実施の形態に係る車両制御装置が実行する早めのシフトダウン制御に係る処理の流れを説明するためのフローチャートである。 実施の形態に係る車両制御装置が実行するシフトダウン抑制制御に係る処理の流れを説明するためのフローチャートである。

［実施の形態に係る車両の概要］
図１を参照しながら、実施の形態に係る車両Ｖの概要について説明する。
図１は、実施の形態に係る車両Ｖの概要を示す図である。

車両Ｖは、第１モードとしてのエコモードと、第２モードとしてのパワーモードとのうち、いずれか一方のモードによって走行する。エコモードは、車両Ｖの燃料消費量の抑制を優先して走行するモードである。パワーモードは、車両Ｖの走行性能の向上を優先して走行するモードである。

また、車両Ｖは、自身の現在の走行状態（以下、現走行状態という。）における車両Ｖのギヤ段である現ギヤ段を選択するとともに、進行方向前方にある先走行区間における車両Ｖのギヤ段である先ギヤ段を選択する。車両Ｖは、現ギヤ段及び先ギヤ段を選択する場合に、エコモードとパワーモードとのそれぞれで異なる方式によってギヤ段を選択する。このようにすることで、車両Ｖは、車両の走行モードに適したギヤ段を選択することができる。以下に、車両Ｖの詳細な説明を行う。

［実施の形態に係る車両の構成］
図２を参照しながら、実施の形態に係る車両Ｖの構成について説明する。
図２は、実施の形態に係る車両Ｖの内部構成を模式的に示す図である。実施の形態に係る車両Ｖは、エンジン１、変速機２、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ３、重量センサ４、速度センサ５、アクセル開度センサ６、及び車両制御装置１０を備える。

車両Ｖは、ディーゼルエンジン等のエンジン１を駆動力とする大型車両であり、特にオートクルーズモードを搭載する車両である。変速機２は、エンジン１の回転駆動力を車両Ｖの駆動輪（不図示）に伝達する。変速機２は、エンジン１の回転駆動力を変換するための複数段のギヤを含む。

ここで、車両Ｖにおける「オートクルーズモード」とは、運転者がアクセルやシフトレバーを操作しなくても、予め設定された車両Ｖの速度を維持するように、エンジン１及び変速機２等が車両制御装置１０によって自動で制御されるモードをいう。オートクルーズモードは、車両Ｖが高速道路を走行する際に使用されることが主に想定されている。

ＧＰＳセンサ３は、複数の航法衛星から送信された電波を受信して解析することにより、ＧＰＳセンサ３の位置、すなわちＧＰＳセンサ３を搭載する車両Ｖの位置を取得する。ＧＰＳセンサ３は、車両Ｖの位置を示す情報を車両制御装置１０に出力する。

重量センサ４は、車両Ｖの総重量を取得する。具体的には、重量センサ４は車両Ｖの積荷の重量を計測し、積荷を除いた車両Ｖ単体の重量と合算することで車両Ｖの総重量を取得する。重量センサ４は、車両Ｖの総重量を示す情報を車両制御装置１０に出力する。

速度センサ５は、車両Ｖの速度を計測する。速度センサ５は、計測された速度を示す情報を車両制御装置１０に出力する。アクセル開度センサ６は、車両Ｖの運転者によるアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度を計測する。アクセル開度センサ６は、アクセル開度を示す情報を車両制御装置１０に出力する。

車両制御装置１０は、上述の各センサから情報を取得し、取得した情報に基づいてエンジン１内のシリンダに供給する燃料の量、及び変速機２のギヤ段を制御する。車両制御装置１０は、車両Ｖがオートクルーズモードの場合には、車両Ｖが設定された速度を保って走行するように、エンジン１及び変速機２を制御する。また、車両制御装置１０は、車両Ｖの速度制限装置（Speed Limit Device：ＳＬＤ）が稼働している場合には、車両Ｖの速度が設定された上限速度を超えないように、エンジン１及び変速機２を制御する。

また、車両制御装置１０は、車両Ｖがエコモードの場合には、燃料消費量が少なくなることを優先してエンジン１及び変速機２を制御する。また、車両制御装置１０は、車両Ｖがパワーモードの場合には、車両Ｖの走行性能が高くなることを優先してエンジン１及び変速機２を制御する。

［実施の形態に係る車両制御装置１０の構成］
続いて、図３を参照しながら、実施の形態に係る車両制御装置１０の構成について説明する。
図３は、実施の形態に係る車両制御装置１０の構成を示す図である。実施の形態に係る車両制御装置１０は、記憶部１１と、制御部１２とを備える。

記憶部１１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）である。記憶部１１は、制御部１２を機能させるための各種のプログラムを記憶する。

制御部１２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部１２は、記憶部１１に記憶されているプログラムを実行することによって、現ギヤ段選択部１３、道路勾配取得部１４、走行区間決定部１５、先ギヤ段選択部１６及びシフト制御部１７の機能を実現する。

現ギヤ段選択部１３は、所定時間おきに、車両Ｖの現走行状態の走行抵抗に相当するエンジン１の正味平均有効圧力ＰｍｅＲを算出し、算出した正味平均有効圧力ＰｍｅＲに基づき各ギヤ段の正味平均有効圧力Ｐｍｅを算出する。各ギヤ段の正味平均有効圧力Ｐｍｅは現走行状態を維持可能な必要最低限のトルクである。現ギヤ段選択部１３は、算出した各ギヤ段の正味平均有効圧力Ｐｍｅと各ギヤ段に変速した場合のエンジン回転数とを用いて、等燃費マップ及び最大トルクマップＰｍｅＭＡＸを参照することにより、車両Ｖの現走行状態における変速機２のギヤ段である現ギヤ段を選択する。

具体的には、まず、現ギヤ段選択部１３は、現走行状態の走行抵抗に相当するエンジン１の正味平均有効圧力ＰｍｅＲを算出する。現ギヤ段選択部１３は、エンジン１が発生しているトルクからエンジン１の正味平均有効圧力Ｐｍｅを算出する。現ギヤ段選択部１３は、算出した正味平均有効圧力Ｐｍｅ、車両重量、変速機２が選択しているギヤ段のギヤ比、最終減速比、伝達効率、エンジン排気量、駆動輪半径及び、車両Ｖの加速度からエンジン１の走行抵抗相当の正味平均有効圧力ＰｍｅＲを算出する。現ギヤ段選択部１３は、算出された正味平均有効圧力ＰｍｅＲを基に各ギヤ段で現走行状態を維持できる必要最低トルクである正味平均有効圧力Ｐｍｅ及びエンジン回転数を算出し、等馬力線図を作成する。現ギヤ段選択部１３は等馬力線図と最大トルクマップＰｍｅＭＡＸ及び等燃費マップを参照することにより、最も燃費効率が良いギヤ段を選択する。なお、現ギヤ段選択部１３は道路勾配取得部１４が取得した、車両Ｖが走行中の道路における道路勾配に基づいて走行抵抗相当の正味平均有効圧力ＰｍｅＲを算出してもよい。

道路勾配取得部１４は、ＧＰＳセンサ３から取得した車両Ｖの位置を示す情報と、記憶部１１に格納されている地図情報とに基づいて、車両Ｖが走行中の道路における道路勾配を取得する。例えば、道路勾配取得部１４は、車両Ｖの位置から所定距離（例えば、５００ｍ）先までの道路勾配を取得する。

走行区間決定部１５は、道路勾配取得部１４が取得した道路勾配に基づいて、車両Ｖが現在走行中の現走行区間とは道路勾配が異なる走行区間であって、車両Ｖの進行方向前方にある先走行区間を決定する。

先ギヤ段選択部１６は、先走行区間の道路勾配に基づいて、先走行区間における変速機２のギヤ段である先ギヤ段を選択する。具体的には、まず、先ギヤ段選択部１６は、車両Ｖの駆動輪の転がり抵抗と、車両Ｖの空気抵抗と、先走行区間の勾配抵抗とに基づいて、先走行区間の走行抵抗を算出する。

続いて、先ギヤ段選択部１６は、記憶部１１に記憶されている車両Ｖの複数のギヤ段のそれぞれの速度と車両Ｖの駆動力との関係を示す駆動力特性情報と、算出した先走行区間の走行抵抗とに基づいて、先ギヤ段を特定する。

図４は、実施の形態に係る駆動力特性情報に対応する車両Ｖの走行性能線図である。図４では、複数のギヤ段として第２段から第１２段のそれぞれの車両Ｖの駆動力と速度との関係を示す駆動力特性Ｇ２〜Ｇ１２を示している。また、図４では、先走行区間に対応する車両Ｖの速度と走行抵抗との関係を示す走行抵抗特性Ｒを示している。図５は、図４に示す走行性能線図の一部を示す図である。図５では、第９段及び第１０の駆動力特性Ｇ９及びＧ１０と、先走行区間に対応する走行抵抗特性Ｒとを示している。

先ギヤ段選択部１６は、複数のギヤ段のそれぞれに対応する駆動力特性に基づいて、車両Ｖの駆動力が、先走行区間における車両Ｖの走行抵抗より大きくなるギヤ段を先ギヤ段として選択する。

ここで、先ギヤ段選択部１６は、車両Ｖの走行モードがエコモードである場合と、パワーモードである場合とで、異なる方式によってギヤ段を選択する。まず、エコモードである場合のギヤ段の選択例について説明する。

先ギヤ段選択部１６は、車両Ｖの走行モードがエコモードである場合には、先走行区間を走行可能な複数のギヤ段のそれぞれについて、車両Ｖが走行可能な速度のうち最低の速度である走行可能最低車速を特定する。

具体的には、先ギヤ段選択部１６は、複数のギヤ段のそれぞれの駆動力特性について、駆動力特性が示す駆動力が、先走行区間に対応する走行抵抗特性が示す走行抵抗以上となるときの車両Ｖの速度のうちの最低速度を走行可能最低車速と特定する。先ギヤ段選択部１６は、駆動力特性が示す駆動力と走行抵抗特性が示す走行抵抗とが一致する速度のうち、低い速度を走行可能最低車速と特定する。先ギヤ段選択部１６は、各速度において駆動力が走行抵抗を上回ることにより、駆動力と走行抵抗とが一致しない場合には、駆動力特性が示す車両Ｖの最低速度を走行可能最低車速と特定する。先ギヤ段選択部１６は、図５に示す例では、第８段について、走行可能最低車速を１８ｋｍ／ｈと特定する。

先ギヤ段選択部１６は、複数のギヤ段のうち、走行可能最低車速が最も高く、駆動力特性としては低いギヤ段（走行可能最高ギヤ段）を先ギヤ段として選択する。これにより、先ギヤ段選択部１６は、エコモードの場合に走行可能最高ギヤ段を選択することができる。

例えば、先ギヤ段選択部１６は、先走行区間を走行可能なギヤ段として、第１０段以下を選択する。先ギヤ段選択部１６は、第９段について、駆動力特性が示す駆動力と、先走行区間に対応する走行抵抗特性Ｒが示す走行特性とが一致するときの車両Ｖの速度のうち、低い速度を走行可能最低車速と特定する。図５に示す例では、先ギヤ段選択部１６は、走行可能最低車速を２８ｋｍ／ｈと特定する。同様に、先ギヤ段選択部１６は、第１０段について、走行可能最低車速を４０ｋｍ／ｈと特定する。先ギヤ段選択部１６は、第１０段以下の各ギヤ段に対して特定した走行可能最低車速のうち、最も速度が高く、駆動力特性としては低いギヤ段、すなわち第１０段を先ギヤ段として選択する。

また、先ギヤ段選択部１６は、車両Ｖの走行モードがパワーモードである場合には、先走行区間を走行可能な複数のギヤ段のそれぞれについて、車両Ｖが走行可能な速度のうち最高の速度である走行可能最高車速を特定する。

具体的には、先ギヤ段選択部１６は、パワーモードである場合には、複数のギヤ段のそれぞれの駆動力特性について、駆動力特性が示す駆動力が、先走行区間に対応する走行抵抗特性が示す走行特性以上となる車両Ｖの速度のうち最高の速度を走行可能最高車速と特定する。先ギヤ段選択部１６は、駆動力特性が示す駆動力と走行抵抗特性が示す走行抵抗とが一致する速度のうち、高い速度を走行可能最高車速と特定する。先ギヤ段選択部１６は、各速度において駆動力が走行抵抗を上回ることにより、駆動力と走行抵抗とが一致しない場合には、駆動力特性が示す車両Ｖの最高速度を走行可能最高車速と特定する。先ギヤ段選択部１６は、例えば第８段について、走行可能最高車速を５９ｋｍ／ｈと特定する。

先ギヤ段選択部１６は、複数のギヤ段のうち、走行可能最高車速が最も高く、駆動力特性としては高いギヤ段（最高速走行可能ギヤ段）を先ギヤ段として選択する。これにより、先ギヤ段選択部１６は、パワーモードの場合に最高速走行可能ギヤ段を選択することができる。

例えば、先ギヤ段選択部１６は、走行可能なギヤ段として、第１０段以下を選択する。先ギヤ段選択部１６は、第９段について、駆動力特性が示す駆動力と、先走行区間に対応する走行抵抗特性Ｒが示す走行特性とが一致するときの車両Ｖの速度のうち、高い速度を走行可能最高車速と特定する。図５に示す例では、先ギヤ段選択部１６は、走行可能最高車速を８７ｋｍ／ｈと特定する。同様に、先ギヤ段選択部１６は、第１０段について、走行可能最高車速を８２ｋｍ／ｈと特定する。先ギヤ段選択部１６は、第１０段以下の各ギヤ段に対して特定した走行可能最高車速のうち、最も速度が高く、駆動力特性としては高いギヤ段、すなわち第９段を先ギヤ段として選択する。

シフト制御部１７は、先走行区間突入時の速度と、先走行区間における車両Ｖの走行抵抗を算出する。シフト制御部１７は、先走行区間突入時の速度を算出するために、記憶部１１に記憶されている車両Ｖの駆動力特性情報を参照することにより、現在の速度における車両Ｖの駆動力を特定する。また、シフト制御部１７は、現走行区間における現在の速度における走行抵抗を算出する。シフト制御部１７は、特定した駆動力と走行抵抗との差分と、重量センサ４が取得した車両Ｖの総重量とに基づいて、車両Ｖの加速度を算出する。ここで、走行抵抗が、車両Ｖの駆動力を上回る場合には、車両Ｖの加速度は負の値となる。シフト制御部１７は、算出した車両Ｖの加速度と、現走行区間の残距離とに基づいて、車両Ｖの現在の位置から先走行区間の開始位置までの車両Ｖの速度の変化量を算出する。実施の形態では、現走行区間は、登坂区間であることを想定しているため、車両Ｖの失速量が算出される。シフト制御部１７は、現在の車両Ｖの速度から失速量を減算することにより、車両Ｖの先走行区間突入時の速度を算出する。

シフト制御部１７は、先走行区間の道路勾配に基づいて、先走行区間における車両Ｖの走行抵抗を推定する。シフト制御部１７は、車両Ｖの駆動輪の転がり抵抗と、車両Ｖの空気抵抗と、先走行区間の勾配抵抗とに基づいて、先走行区間の走行抵抗特性を算出する。

［先ギヤ段選択部１６が選択した先ギヤ段に基づくシフト制御］
シフト制御部１７は、車両Ｖが現走行区間と先走行区間との境界から所定範囲内に車両Ｖが位置すると、先ギヤ段選択部１６が選択した先ギヤ段に基づいて、先走行区間における車両Ｖのギヤ段のシフトを制御する。

具体的には、シフト制御部１７は、先ギヤ段選択部１６が選択した先ギヤ段が、現在の車両Ｖのギヤ段である現ギヤ段よりも低い場合に、現ギヤ段から先ギヤ段にシフトダウンするようにギヤ段のシフトを制御する。より具体的には、シフト制御部１７は、選択された先ギヤ段が現ギヤ段に比べて２段以上低い場合に、車両Ｖが先走行区間の開始位置を基準とする所定範囲内に位置すると、現ギヤ段から先ギヤ段にシフトダウンを行う。

先ギヤ段選択部１６は、車両Ｖの走行モードがパワーモードである場合に、エコモードである場合に比べて低いギヤ段が選択する傾向にある。したがって、車両Ｖの走行モードがパワーモードである場合には、エコモードである場合に比べて、先ギヤ段選択部１６によって選択された先ギヤ段が現ギヤ段に比べて２段以上低くなる頻度が増加し、シフト制御部１７によるシフトダウン制御の回数が増加する。このようにすることで、車両制御装置１０は、車両Ｖの走行モードがパワーモードである場合に、エコモードである場合に比べて走行性能を向上させることができる。

［現ギヤ段選択部１３が選択した現ギヤ段に基づくシフト制御］
シフト制御部１７は、現ギヤ段選択部１３が選択した現ギヤ段に基づいて、現走行区間における車両Ｖのギヤ段のシフトを制御する。例えば、シフト制御部１７は、車両Ｖが現ギヤ段で現走行区間を走行中に現ギヤ段選択部１３が現ギヤ段よりも低段の目標ギヤ段を新たに選択した場合に、現ギヤ段によって先走行区間を走行可能であるか否かを判定する。具体的には、シフト制御部１７は、現ギヤ段に対応する駆動力の最大値が、先走行区間の走行抵抗を上回るか否かに基づいて、現ギヤ段によって先走行区間を走行可能であるか否かを判定する。

また、シフト制御部１７は、現ギヤ段で現走行区間を走行した場合の車両Ｖの失速量を算出する。そして、シフト制御部１７は、算出した失速量が所定の閾値以下であるか否かを判定する。ここで、所定の閾値は、現在の車両Ｖの速度により設定される値である。シフト制御部１７は、現ギヤ段によって先走行区間を走行可能であり、算出した失速量が所定の閾値以下である場合には、現ギヤ段から目標ギヤ段へのシフトダウンを抑制し、現ギヤ段を維持するように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。シフト制御部１７は、現ギヤ段によって先走行区間を走行可能ではない場合、又は、算出した失速量が所定の閾値よりも大きい場合には、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。

［シフトダウン抑制の例外］
また、シフト制御部１７は、シフトダウンの抑制制御の例外に係る制御を行う。シフト制御部１７は、シフトダウンを抑制している状態であっても、車両Ｖの状態が所定の条件を満たす場合には、シフトダウンを抑制せずに目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。以下に、シフトダウンの抑制の例外について詳細を説明する。

［シフトダウン抑制の例外１］
シフト制御部１７は、現走行区間を現ギヤ段で走行する場合において最低となるエンジン１の回転数を算出する。ここでは、車両Ｖの先走行区間突入時の速度が、現走行区間における車両Ｖの最低速度となる。シフト制御部１７は、現走行区間における車両Ｖの最低速度に基づいて、現走行区間を現ギヤ段で走行する場合において最低となるエンジン１の回転数を算出する。シフト制御部１７は、算出した回転数が所定値よりも低い場合にシフトダウンを抑制せずに目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。このようにすることで、車両制御装置１０は、現走行区間においてエンジン１の回転数が低くなりすぎてしまうにもかかわらず、ギヤ段が変わらないことにより、運転者に違和感を与えることを抑制することができる。

［シフトダウン抑制の例外２］
シフト制御部１７は、車両Ｖの速度と、現走行区間における車両Ｖの失速量とに基づいて、現走行区間における車両Ｖの最低速度を算出する。そして、シフト制御部１７は、当該最低速度が、現ギヤ段に対応する車両Ｖの速度のうち、先走行区間を車両Ｖが走行可能な最低速度よりも高い猶予速度よりも低い場合に、シフトダウンを抑制せずに目標ギヤ段にシフトダウンするようにギヤ段のシフトを制御する。

以下に、シフト制御部１７が、現走行区間における車両Ｖの最低速度と、猶予速度とに基づいて、シフトダウンの抑制をしないように制御する例について説明する。まず、シフト制御部１７は、現走行区間における車両Ｖの最低速度を算出する。ここでは、車両Ｖの最低速度は、先走行区間突入時の速度となる。このため、シフト制御部１７は、算出した先走行区間突入時の車両Ｖの速度を、現走行区間における車両Ｖの最低速度とする。

また、シフト制御部１７は、現ギヤ段に対応する車両Ｖの速度のうち、先走行区間を車両Ｖが走行可能な最低速度を特定する。具体的には、シフト制御部１７は、車両Ｖの駆動力特性情報が示す、現ギヤ段に対応する車両Ｖの速度と駆動力との関係を示す走行性能特性と、算出した先走行区間の走行抵抗とに基づいて、現ギヤ段によって走行可能な車両Ｖの最低速度を特定する。ここで、最低速度は、現ギヤ段の駆動力と、先走行区間の走行抵抗とが等しくなる速度のうち、低い速度である。

シフト制御部１７は、現ギヤ段によって走行可能な車両Ｖの最低速度よりも所定速度だけ高い猶予速度を算出する。ここで、所定速度は、例えば最低速度よりも５％高い速度である。そして、シフト制御部１７は、現走行区間における車両Ｖの最低速度が、猶予速度よりも低い場合に、シフトダウンを抑制せずに目標ギヤ段にシフトダウンするようにギヤ段のシフトを制御する。このようにすることで、車両制御装置１０は、先走行区間において予想以上に速度が低下して、現ギヤ段による走行が維持できなくなることを防止することができる。

［シフトダウン抑制の例外３］
シフト制御部１７は、キックダウンを許可するキックダウンスイッチがオン状態で走行している場合に、シフトダウンを抑制せずに、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。また、シフト制御部１７は、車両Ｖがオートクルーズモードで走行している場合に、アクセル開度センサ６が検出したアクセルの開度が所定の開度以上であるとき、シフトダウンを抑制せずに、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。ここで、所定の開度は、例えば最大の開度の８０％の開度である。このようにすることで、車両制御装置１０は、車両Ｖの運転車がアクセルを踏み込み、車両Ｖを加速させようとする意志を優先して、シフトダウンを行うことができる。

なお、シフト制御部１７は、アクセル開度センサ６が検出したアクセルの開度が所定時間（例えば、３秒）内に第１開度よりも小さい開度から第２開度よりも大きい開度に変化したことを検出していると、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御するようにしてもよい。ここで、第１開度は、例えば最大の開度の１０％の開度であり、第２開度は、例えば最大の開度の８０％の開度である。

［シフトダウン抑制の例外４］
また、シフト制御部１７は、先ギヤ段選択部１６により選択された先ギヤ段が現ギヤ段未満の場合、シフトダウンを抑制せずに、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。ここで、先ギヤ段選択部１６は、車両Ｖの走行モードがパワーモードである場合に、エコモードである場合に比べて低いギヤ段が選択する傾向にある。したがって、車両Ｖの走行モードがパワーモードである場合には、エコモードである場合に比べて、先ギヤ段選択部１６によって選択された先ギヤ段が現ギヤ段に比べて１段以上低くなる頻度が増加し、シフト制御部１７によるシフトダウン抑制が行われない回数が増加する。このようにすることで、車両制御装置１０は、車両Ｖの走行モードがパワーモードである場合に、エコモードである場合に比べて走行性能を向上させることができる。

［早めのシフトダウン制御の処理フロー］
続いて、実施の形態に係るシフト制御の処理の流れについて説明する。まず、先ギヤ段に基づくシフト制御の処理の流れについて説明する。図６は、実施の形態に係る車両制御装置１０が実行する早めのシフトダウン制御に係る処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、本フローチャートの処理は、車両Ｖが走行を開始したことに応じて開始されるものとする。また、本フローチャートの処理は、車両Ｖの走行中に継続して行われるものとする。

先ギヤ段選択部１６は、先ギヤ段を選択する（Ｓ２）。シフト制御部１７は、先走行区間の車両Ｖの失速量を算出する（Ｓ４）。

シフト制御部１７は、先ギヤ段選択部１６によって選択された先ギヤ段が現ギヤ段より２段以上低いか否かを判定する（Ｓ６）。１段以下の場合（Ｓ６のＮＯ）、シフト制御部１７は、Ｓ２に処理を移す。

２段以上低い場合（Ｓ６のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、先走行区間の車両Ｖの失速量が所定量よりも低いか否かを判定する（Ｓ８）。所定量よりも低い場合（Ｓ８のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、Ｓ２に処理を移す。

所定量以上の場合（Ｓ８のＮＯ）、シフト制御部１７は、車両Ｖが先走行区間の開始位置に位置するか否かを判定する（Ｓ１０）。車両Ｖが先走行区間の開始位置に位置しない場合（Ｓ１０のＮＯ）、シフト制御部１７は、Ｓ２に処理を移す。

車両Ｖが先走行区間の開始位置に位置する場合（Ｓ１０のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、現ギヤ段から先ギヤ段にシフトダウンを行う（Ｓ１２）。

［シフトダウン抑制制御の処理フロー］
続いて、実施の形態に係るシフトダウン制御の処理の流れを説明する。図７は、実施の形態に係る車両制御装置１０が実行するシフトダウン抑制制御に係る処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、現ギヤ段選択部１３が現ギヤ段よりも低段の目標ギヤ段を新たに選択したときに開始する。

シフト制御部１７は、先ギヤ段選択部１６により選択された先ギヤ段が現ギヤ段以上であるかを判定する（Ｓ２２）。先ギヤ段が現ギヤ段以上である場合（Ｓ２２のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、Ｓ２６に処理を移す。先ギヤ段が現ギヤ段未満の場合（Ｓ２２のＮＯ）、シフト制御部１７は、Ｓ２４に処理を移し現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。

シフト制御部１７は、現走行区間の車両Ｖの失速量を算出する（Ｓ２６）。シフト制御部１７は、算出した失速量が所定の閾値以下か否かを判定する（Ｓ２８）。所定の閾値より大きい場合（Ｓ２８のＮＯ）、シフト制御部１７は、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する（Ｓ２４）。所定の閾値以下の場合（Ｓ２８のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、Ｓ３０に処理を移す。

シフト制御部１７は、現走行区間における車両Ｖのエンジン１の最低回転数を算出する（Ｓ３０）。シフト制御部１７は、算出したエンジン１の最低回転数が所定値未満か否かを判定する（Ｓ３２）。所定値未満の場合（Ｓ３２のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、Ｓ２４に処理を移し現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。所定値以上の場合（Ｓ３２のＮＯ）、シフト制御部１７は、Ｓ３４に処理を移す。

シフト制御部１７は、現走行区間の車両Ｖの最低速度を算出する（Ｓ３４）。シフト制御部１７は、現走行区間の車両Ｖの最低速度が猶予車速以下か否かを判定する（Ｓ３６）。現走行区間の車両Ｖの最低速度が猶予車速以下の場合（Ｓ３６のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、Ｓ２４に処理を移す。すなわち、シフト制御部１７は、シフトダウン抑制を行わずに、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。

現走行区間の車両Ｖの最低速度が猶予車速よりも大きい場合（Ｓ３６のＮＯ）、シフト制御部１７は、キックダウンスイッチがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ３８）。キックダウンスイッチがＯＮである場合（Ｓ３８のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、Ｓ２４に処理を移す。すなわち、シフト制御部１７は、シフトダウンを行うように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。キックダウンスイッチがＯＦＦである場合（Ｓ３８のＮＯ）、シフト制御部１７は、Ｓ４０に処理を移す。

シフト制御部１７は、車両Ｖがオートクルーズモードであり、アクセル開度センサ６が検出したアクセルの開度が所定開度よりも大きいか否かを判定する（Ｓ４０）。オートクルーズモードであり、アクセルの開度が所定開度よりも大きい場合（Ｓ４０のＹＥＳ）、シフト制御部１７は、Ｓ２４に処理を移す。すなわち、シフト制御部１７は、シフトダウン抑制を行わずに、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。

車両Ｖがオートクルーズモードではない場合、又はアクセルの開度が所定開度以下の場合（Ｓ４０のＮＯ）、シフト制御部１７は、本フローチャートの処理を終了する。すなわち、シフト制御部１７は、シフトダウン抑制を行うように変速機２のギヤ段のシフトを制御する。

［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係る車両制御装置１０は、シフトダウンを抑制している状態であっても、車両Ｖの状態が所定の条件を満たす場合には、シフトダウンを抑制せずに、現ギヤ段から目標ギヤ段にシフトダウンするようにギヤ段のシフトを制御する。このようにすることで、車両制御装置１０は、車両Ｖの速度を速やかに回復可能な状態で車両Ｖを走行させることができる。また、車両制御装置１０は、所定の条件を満たさない場合には、シフトダウンを抑制するので、変速回数を低減させて燃費を向上させることができる。

また、車両制御装置１０の先ギヤ段選択部１６は、エコモードとパワーモードとで異なる方式でギヤ段を選択するので、エコモードとパワーモードとに適応してギヤ段を選択することができる。これにより、車両Ｖは、パワーモードでは、先ギヤはエコモードに対し、低いギヤを選択する状況がエコモードで走行している場合に比べて増えるため、シフトダウン抑制の実施頻度が低下する。その結果、車両Ｖでは、シフトダウンを抑制するための条件を満たす回数が減り、シフトダウンが行われる。これにより、車両Ｖは、走行性能を重視した走行を行うことができる。また、車両Ｖは、エコモードでは、高いギヤを選択する状況が増えるため、シフトダウン抑制の実施頻度が増加し、燃費を重視した走行を行うことができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

１・・・エンジン
２・・・変速機
３・・・ＧＰＳセンサ
４・・・重量センサ
５・・・速度センサ
６・・・アクセル開度センサ
１０・・・車両制御装置
１１・・・記憶部
１２・・・制御部
１３・・・現ギヤ段選択部
１４・・・道路勾配取得部
１５・・・走行区間決定部
１６・・・先ギヤ段選択部
１７・・・シフト制御部
Ｖ・・・車両

Claims (3)

1. 車両が走行中の現走行区間とは道路勾配が異なる走行区間であって、前記車両の進行方向前方にある先走行区間を決定する走行区間決定部と、
   前記車両の複数のギヤ段のそれぞれの前記車両の速度と前記車両の駆動力との関係を示す駆動力特性と、前記車両の速度と前記先走行区間に対応する前記車両の走行抵抗との関係を示す走行抵抗特性とに基づいて、前記先走行区間における前記車両のギヤ段である先ギヤ段を選択する先ギヤ段選択部と、
   前記先ギヤ段選択部が選択した前記先ギヤ段に基づいて、前記先走行区間における前記車両のギヤ段のシフトを制御するシフト制御部と、を備え、
   前記先ギヤ段選択部は、前記車両の走行モードが燃料消費量の抑制を優先して走行する第１モードである場合には、前記駆動力特性が示す駆動力が前記走行抵抗特性が示す走行抵抗以上となる前記車両の速度のうちの最低速度である走行可能最低車速が最も高いギヤ段を前記先ギヤ段として選択し、前記車両の走行モードが走行性能の向上を優先して走行する第２モードである場合には、前記駆動力特性が示す駆動力が前記走行抵抗特性が示す走行抵抗以上となる前記車両の速度のうちの最高速度である走行可能最高車速が最も高いギヤ段を前記先ギヤ段として選択する、
   車両制御装置。
2. 前記シフト制御部は、前記先ギヤ段選択部が選択した前記先ギヤ段が、前記車両の現走行状態における車両のギヤ段である現ギヤ段よりも低い場合に、前記車両が前記先走行区間の開始位置を基準とする所定範囲内に位置すると、前記現ギヤ段から前記先ギヤ段にシフトダウンを行うように前記ギヤ段のシフトを制御する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記車両の走行抵抗に基づいて前記車両の現走行状態における前記車両のギヤ段である現ギヤ段を選択する現ギヤ段選択部をさらに備え、
   前記シフト制御部は、前記車両が前記現ギヤ段で前記現走行区間を走行中に前記現ギヤ段選択部が前記現ギヤ段よりも低段の目標ギヤ段を新たに選択した場合に、前記現ギヤ段に対応する前記車両の駆動力が、前記先走行区間における前記車両の走行抵抗を上回ることにより、前記車両が前記現ギヤ段によって前記先走行区間を走行可能であり、前記現ギヤ段で前記現走行区間を走行した場合の前記車両の失速量が所定の閾値以下であるとき、前記現ギヤ段から前記目標ギヤ段へのシフトダウンを抑制して前記現ギヤ段を維持するように前記ギヤ段のシフトを制御し、前記先ギヤ段選択部が選択した前記先ギヤ段が前記現ギヤ段よりも低い場合に、前記シフトダウンを抑制せずに前記目標ギヤ段にシフトダウンするようにギヤ段のシフトを制御する、
   請求項１又は２に記載の車両制御装置。

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