JP6973354B2 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の変速制御装置に関する。

特許文献１には、カーブ進入前にブレーキのオンを検出した際、ブレーキ作動による減速度を検出し、その減速度に応じて目標シフトマップを選択し、その目標シフトマップと車速とに基づいて目標シフト段を設定し、目標シフト段へとダウンシフトを実行することが開示されている。

特開２００５−２９９８７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、ブレーキのオンをトリガーにして制御を開始するため、減速後に到達する車速やブレーキ減速度によっては、減速時間が短くなり、減速時間内に目標シフト段までダウンシフトすると、短時間のうちにダウンシフトが頻繁に繰り返される、いわゆるビジーシフトになる虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、減速に伴うダウンシフトによってビジーシフトが発生することを抑制することができる車両の変速制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンと自動変速機とを備えた車両の変速制御装置であって、車両が走行中に、車両の周囲の情報である周囲情報に基づいて前方の所定地点までに減速が必要になると判断した場合、前記周囲情報を用いて減速後の車速である最低車速を算出する最低車速算出手段と、前記最低車速に応じて、減速後に到達する変速段である到達変速段を決定する変速段決定手段と、前記最低車速が算出されている場合には、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作を検出する前に、現在の変速段から前記到達変速段へのダウンシフトを開始するダウンシフト制御手段と、を備え、前記ダウンシフト制御手段は、現在の変速段から前記到達変速段へと複数回のダウンシフトを実行する際、変速タイミングが等間隔で発生するようにダウンシフトを実行する第１制御、または、各ダウンシフト後に到達する前記エンジンの回転数が同じ回転数に揃うようにダウンシフトを実行する第２制御を実行し、前記ダウンシフトの間隔は、所定値以下とならないように設定されていることを特徴とする。

また、現在の車速から前記最低車速に到達するまでの減速時間を算出する減速時間算出手段、をさらに備え、前記変速段決定手段は、現在の変速段から前記到達変速段に到達するまでに実行するダウンシフトの回数を算出し、前記ダウンシフト制御手段は、前記減速時間と前記ダウンシフトの回数とに基づいて前記変速タイミングが等間隔となるように前記変速タイミングを決定してもよい。

この構成によれば、変速タイミングが等間隔で発生するように複数回のダウンシフトを実行することができる。これにより、ビジーシフトの発生を抑制することができる。

また、前記周囲情報は、自車両の前方を走行している先行車両の情報である前車情報と、ナビゲーションシステムによる地図情報と、を含み、前記最低車速算出手段は、自車両が前記先行車両を追従している場合に、前記前車情報を用いて前記先行車両の車速を算出し、算出された前記先行車両の車速に基づいて前記最低車速を算出する第１算出手段と、前記地図情報を用いて前記所定地点としてコーナーが存在すると判断した場合に、前記コーナーの曲率に基づいて当該コーナーを走行可能な車速を算出し、算出された前記走行可能な車速に基づいて前記最低車速を算出する第２算出手段と、前記第１算出手段により算出された最低車速と前記第２算出手段により算出された最低車速とのうち、最も小さい最低車速を選択する選択手段と、を含み、前記変速段決定手段は、前記選択手段により選択された最低車速に基づいて前記到達変速段を決定してもよい。

この構成によれば、今後減速が必要にある場合、周囲情報に基づいて適切な最低車速を設定することができる。これにより、運転者の意図に沿ったダウンシフト制御を実行することができる。

また、前記変速段決定手段は、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセルペダル開度と車速とにより規定される変速線マップに基づいて、前記アクセルペダル開度が全閉の場合に前記最低車速となる変速段を前記到達変速段に決定し、前記ダウンシフト制御手段は、運転者による前記アクセルペダルの踏み込みが解除された状態で、現在の変速段から前記到達変速段へのダウンシフトを開始してもよい。

この構成によれば、減速度をエンジンブレーキで担保することができるので、ブレーキの仕事が減り、ブレーキの寿命を延長させることができる。

本発明では、ブレーキ操作を検出する前に現在の変速段から到達変速段へのダウンシフトを開始するので、複数回のダウンシフトを行うための時間を十分に確保できる。そのうえで、所定値以下とならない時間幅で等間隔に変速タイミングが発生するので、ビジーシフトの発生を抑制することができる。また、ダウンシフト後に到達するエンジンの回転数が揃うようにダウンシフトを実行することにより、変速タイミングの間隔がばらつくことを抑制できるので、ビジーシフトの発生を抑制することができる。

図１は、実施形態で適用される車両を模式的に示すスケルトン図である。 図２は、最低車速算出制御フローを示すフローチャートである。 図３は、図２のステップＳ４で実施される算出処理の第１サブルーチンを説明するためのフローチャートである。 図４は、図２のステップＳ４で実施される算出処理の第２サブルーチンを説明するためのフローチャートである。 図５は、図２のステップＳ４で実施される算出処理の第３サブルーチンを説明するためのフローチャートである。 図６は、ダウンシフト制御フローを示すフローチャートである。 図７は、変速線マップの一例を示す図である。 図８は、ダウンシフト制御を実行した際の車両状態の変化を示すタイムチャートである。 図９は、変速線マップの別の例を示す図である。 図１０は、変速後に到達するエンジン回転数が揃うようにダウンシフトを実行した場合の車両状態の変化を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両の変速制御装置について具体的に説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

図１は、実施形態で適用される車両を模式的に示すスケルトン図である。車両１０は、エンジン１２と、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６とを備える。動力伝達装置１６は、車体に取り付けられたケース１８内に、トルクコンバータ２０と、自動変速機２２と、自動変速機２２の出力ギヤ２４に連結された減速ギヤ機構２６と、減速ギヤ機構２６に連結されたデファレンシャルギヤ２８と、ドライブシャフト３０とを備える。エンジン１２から出力された動力は、トルクコンバータ２０、自動変速機２２、減速ギヤ機構２６、デファレンシャルギヤ２８、ドライブシャフト３０の順に伝達して駆動輪１４へ伝達される。また、車両１０は、車両１０を制御するコントローラとしての電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）４０を備える。

エンジン１２は、走行用の駆動力源であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。このエンジン１２はＥＣＵ４０によって吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御される。なお、ＥＣＵ４０の詳細構成については後述する。

トルクコンバータ２０は、エンジン１２と自動変速機２２との間の動力伝達経路に配置された流体伝動装置であり、自動変速機２２の入力回転部材である変速機入力軸３２と同一軸線上に配置されている。

自動変速機２２は、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成する有段式の自動変速機である。例えば、自動変速機２２は、複数の遊星歯車装置と複数の係合装置とを備えた遊星歯車式の多段変速機により構成される。多段変速機からなる自動変速機２２では、第１速ギヤ段から第８速ギヤ段の八つの前進ギヤ段、および後進ギヤ段の各ギヤ段（各変速段）が選択的に形成される。また、複数の係合装置は、油圧制御回路５０に含まれる複数のソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６などから各々出力される係合圧（油圧）に応じてトルク容量がそれぞれに変化させられることにより、それぞれの作動状態が切り替えられる。つまり、多段変速機からなる自動変速機２２は、運転者のアクセル操作や車速等に応じてＥＣＵ４０により係合装置のうちのいずれかが選択的に係合することにより、変速比が異なる複数の変速段を選択的に形成する。

ＥＣＵ４０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを備えたマイクロコンピュータを含んで構成される。ＥＣＵ４０には、車両１０に搭載された各種センサ等からの信号が入力される。各種センサには、車速センサ４１、エンジン回転数センサ４２、入力回転数センサ４３、出力回転数センサ４４、アクセルペダル開度センサ４５、スロットル開度センサ４６、ブレーキスイッチ４７などが含まれる。車速センサ４１は車速を検出する。エンジン回転数センサ４２はエンジン１２の回転速度（エンジン回転数）を検出する。入力回転数センサ４３は変速機入力軸３２の回転速度（入力回転数）を検出する。出力回転数センサ４４は出力ギヤ２４の回転速度（出力回転数）を検出する。アクセルペダル開度センサ４５は、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセルペダル開度を検出する。スロットル開度センサ４６は、電子スロットル弁の開度であるスロットル開度を検出する。ブレーキスイッチ４７は、ホイールブレーキを作動させるためのブレーキペダルが運転者により操作されたことを検出する。

ＥＣＵ４０は各種センサからの入力信号に基づいて自動変速機２２の変速制御や油圧制御回路５０の油圧制御等を実施して車両１０を制御する。このＥＣＵ４０からは車両１０に搭載された制御対象の各装置に指令信号が出力される。例えば、油圧制御回路５０の油圧制御として自動変速機２２の係合装置を制御する際、ＥＣＵ４０から油圧制御回路５０には係合装置の作動状態を制御するための油圧指令信号が出力される。この油圧指令信号は係合装置の各々の油圧アクチュエータに供給される油圧を調圧する各ソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６を駆動するための指令信号である。

また、ＥＣＵ４０は、自動変速機２２の変速制御として、走行中に今後の走行状態を予測してダウンシフト制御を実行できるように構成されている。例えば、車両１０が走行中、今後ブレーキペダルが踏み込まれることが予測できる場合には、運転者によるブレーキ操作を検出する前にダウンシフトを開始してエンジンブレーキによる減速度を発生させる制御（ダウンシフト制御）を実行する。つまり、ＥＣＵ４０は、走行中に今後の走行状態を予測する予測制御を実行する。そして、ＥＣＵ４０は予測結果に応じて、減速に伴うダウンシフトが必要になることを事前に把握することができる。また、アクセルオフの状態で走行中に、より低速段の変速段へとダウンシフトすることによって、エンジンブレーキによる減速度を大きくすることができる。

図２は、予測制御フローを示すフローチャートである。図２に示す制御はＥＣＵ４０によって繰り返し実行される。

ＥＣＵ４０は車両１０が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１では、車速センサ４１により検出される車速に基づいて車両１０が停車中であるか否かが判定される。車両１０が停車中である場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

車両１０が走行中である場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は周囲情報を取得する（ステップＳ２）。周囲情報とは、車両１０の周囲の情報のことである。周囲情報には、自車両の前方を走行する先行車両に関する情報（前車情報）や、ナビゲーションシステム６０による地図情報や、前方の信号に関する情報（信号情報）などが含まれる。

ＥＣＵ４０は、周囲情報を取得する情報取得部を有する。情報取得部はナビゲーションシステム６０から地図情報を取得する。地図情報には、走行予定路に存在するコーナーの曲率Ｒや、走路の勾配や、路面の摩擦係数（路面μ）などが含まれる。また、情報取得部は先行車両と自車両との間での通信などによって前車情報を取得する。前車情報には、自車両と先行車両との車間距離や、自車両と先行車両との相対車速などが含まれる。さらに、情報取得部は、交通インフラ（路側インフラ装置）から車両１０に提供されるインフラ情報に基づいて、自車両の前方に設置されている信号機についての信号情報を取得する。信号情報には、信号が変わるまでの時間や、自車両から信号機までの距離などが含まれる。ＥＣＵ４０は情報取得部が取得した周囲情報に基づいて車両１０の周囲の走行環境や状況を把握することができる。

ステップＳ２が実施されると、ＥＣＵ４０は、周囲情報を用いて、走行中の車両１０が今後減速するか否かを判定する（ステップＳ３）。今後減速することが予測できない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

ＥＣＵ４０は、走行中の車両１０が今後減速することになることを予測する減速予測部を有する。この減速の有無とは、運転者によるブレーキ操作に起因する減速要求の有無である。つまり、エンジンブレーキによる減速度だけではなく、減速要求に応じてホイールブレーキを作動させることによる減速度（ブレーキ減速度）が必要になるか否かが予測される。また、減速予測部は周囲情報を用いて減速の有無を予測する。例えば、減速予測部は、地図情報に基づいて曲率Ｒのコーナーを曲がることが可能な車速を算出し、この車速まで低下するためにブレーキ操作に応じた減速が必要になるか否かを予測する。この車速はコーナーの入口での車速を表す。また、減速予測部は、前車情報に含まれる車間距離と相対速度とに基づいて、今後減速が必要になるか否かを予測する。この相対速度が所定速度よりも大きい場合には今後減速が必要になると予測する。さらに、減速予測部は、信号情報に基づいて、自車両が到達する際に前方の信号機が赤で点灯するか否かを予測する。現在の信号が青で点灯していても自車両の到達時に信号が赤に変わる場合には今後減速が必要になると予測する。

今後減速することが予測できる場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、減速後に到達する車速である最終減速車速を算出する（ステップＳ４）。

ＥＣＵ４０は、車両１０の最終減速車速（最低車速）を算出する最低車速算出部を有する。最終減速車速とは、減速予測部により減速することが予測された場合に、車両１０の前方の所定地点での減速後の車速のことである。最低車速算出部は周囲情報を用いて最終減速車速を算出する。つまり、最低車速算出部は、地図情報を用いた最終減速車速と、前車情報を用いた最終減速車速と、信号情報を用いた最終減速車速とをそれぞれに算出できる。これらのサブルーチンは図３〜図５を参照して後述する。

ＥＣＵ４０は、ステップＳ４で算出された最終減速車速のうち、最も小さい値となる最終減速車速を選択し（Ｍｉｎセレクト）、その最終減速車速を最低車速に決定する（ステップＳ５）。ステップＳ４で周囲情報に含まれる異なる情報に基づいて複数の最終減速車速が算出された場合には、ステップＳ５で相対的に最も小さい値となる車速を最低車速Ｖｍｉｎとして設定する。ステップＳ４で算出された最終減速車速が一つの場合には、この最終減速車速が自動的に最低車速Ｖｍｉｎとして設定される。ステップＳ５で最低車速Ｖｍｉｎが設定されると、ＥＣＵ４０の記憶部に最低車速情報が記憶される。

例えば、入口での車速が５０ｋｍ／ｈであれば出口まで曲がりきることが可能な曲率Ｒのコーナーが存在する場合に、加えて、そのコーナーと自車両との間に、車速３０ｋｍ／ｈで走行中の先行車両が存在する場合が想定できる。この場合には、相対的に先行車両の車速が小さいため、ステップＳ５では、前車情報を用いて算出した最終減速車速「３０ｋｍ／ｈ」を最低車速に選択することになる。ステップＳ５では、この二つの情報の比較に限らず、地図情報を用いて算出した最終減速車速との比較も可能である。また、ステップＳ５で最低車速が選択されると、選択された最低車速に対応する減速時間が、処理対象の減速時間Ｔｄｅｃ（後述する所定時間）に設定される。ステップＳ５が実施されると、この制御ルーチンは終了する。

ここで、図３〜図５を参照して、上述したステップＳ４で実施される算出処理のサブルーチンについて説明する。図３には、前車情報を用いた第１サブルーチンが示されている。図４には、地図情報を用いた第２サブルーチンが示されている。図５には、信号情報を用いた第３サブルーチンが示されている。

図３に示すように、前車情報を用いるサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、先行車両（前車）と自車両との車間距離を算出し（ステップＳ１１）、先行車両の車速を算出する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１，Ｓ１２では、自車両と先行車両との間の通信などによって、車間距離と先行車両の車速を算出することができる。

そして、ＥＣＵ４０は、先行車両の車速に基づいて自車両の最終減速車速Ｖｍｉｎ１を算出する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、ステップＳ１２で算出した先行車両の車速を、最終減速車速Ｖｍｉｎ１に設定することができる。

さらに、ＥＣＵ４０は、現在の車速から最終減速車速Ｖｍｉｎ１に到達するまでの時間を示す減速時間Ｔｄｅｃ１を算出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、ステップＳ１１で算出した車間距離を、現在の車両１０の車速と最終減速車速Ｖｍｉｎ１との相対車速で割ることによって、減速時間Ｔｄｅｃ１を求めることができる。ステップＳ１４が実施されると、このサブルーチンは終了する。

ＥＣＵ４０は、現在の車速と最終減速車速との差に基づいて、必要減速度と減速時間とを算出する減速時間算出部を有する。減速時間算出部は、前車情報を用いて減速時間を算出することも、地図情報を用いて減速時間を算出することも、信号情報を用いて減速時間を算出することも可能である。

図４に示すように、地図情報を用いるサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、自車両の位置から前方に位置するコーナーまでの距離を算出し（ステップＳ２１）、コーナーの曲率Ｒを算出する（ステップＳ２２）。ＥＣＵ４０はＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）によって自車両の位置を特定することができる。さらに、ＥＣＵ４０は地図情報から走行予定路に存在するコーナーの位置を特定できるとともに、そのコーナーの曲率Ｒを求めることができる。

そして、ＥＣＵ４０は、コーナーの曲率Ｒに基づいて最終減速車速Ｖｍｉｎ２を算出する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３では、曲率Ｒのコーナーを曲がりきることが可能なコーナー入口での車速を最終減速車速Ｖｍｉｎ２に設定することができる。

さらに、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２３で算出した最終減速車速Ｖｍｉｎ２に到達するまでの時間を示す減速時間Ｔｄｅｃ２を算出する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４では、ステップＳ２１で算出した距離を、現在の車両１０の車速と最終減速車速Ｖｍｉｎ２との相対車速で割ることによって、減速時間Ｔｄｅｃ２を求めることができる。ステップＳ２４が実施されると、このサブルーチンは終了する。

図５に示すように、信号情報を用いるサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、前方に設置されている信号機までの距離を算出し（ステップＳ３１）、信号が変わるまでの時間を算出する（ステップＳ３２）。ステップＳ３１，Ｓ３２では、交通インフラから提供されるインフラ情報に基づいて算出が行われる。

そして、ＥＣＵ４０は、信号機に到達する際の最終減速車速Ｖｍｉｎ３を算出する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３では、赤となった信号機の手前で車両１０が停車する時の車速、すなわち０ｋｍ／ｈが最終減速車速Ｖｍｉｎ３に設定される。

さらに、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３１で算出した信号機までの距離と、ステップＳ３２で算出した信号が変わるまでの時間と、現在の車速とに基づいて、信号機の手前で車両１０が停車するまでの時間を示す減速時間Ｔｄｅｃ３を算出する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４が実施されると、このサブルーチンは終了する。

このように、図３〜図５に示されたサブルーチンが全部実行された場合には、最低車速Ｖｍｉｎの候補として、前車情報による最終減速車速Ｖｍｉｎ１、地図情報による最終減速車速Ｖｍｉｎ２、信号情報による最終減速車速Ｖｍｉｎ３が算出される。そして、図２のステップＳ５では、最終減速車速Ｖｍｉｎ１，Ｖｍｉｎ２，Ｖｍｉｎ３のうち最も小さい車速が最低車速Ｖｍｉｎに設定される。さらに、ステップＳ５では、最低車速Ｖｍｉｎに選択された最終減速車速に対応する減速時間を、減速時間ＴｄｅｃとしてＥＣＵ４０の記憶部に記憶する。

次に、図６を参照して、ダウンシフト制御について説明する。図６は、ダウンシフト制御を示すフローチャートである。図６に示す制御は、車両１０が走行中にＥＣＵ４０によって繰り返し実行される。

ＥＣＵ４０は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなくなったか否かを判定する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１では、アクセルペダル開度センサ４５によりアクセルオフを検出したか否かが判定される。運転者によるアクセルペダルの踏み込みがある場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなくなった場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、最低車速の情報があるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２では、上述した図２のステップＳ４，Ｓ５の処理が実施されたことにより最低車速Ｖｍｉｎが設定されているか否かが判定される。最低車速の情報がない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。ステップＳ４２で否定的に判定される場合とは、図２のステップＳ３で否定的に判定された場合が挙げられる。

最低車速の情報がある場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、基本変速線マップに基づいて最低車速Ｖｍｉｎでの変速段Ｎを決定するとともに、この変速段Ｎまでの変速回数ｎを算出する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３では、基本変速線マップ上（図７に示す）で、アクセルペダル開度が全閉（０％）のときに、ステップＳ５で設定された最低車速Ｖｍｉｎとなる変速段を、到達変速段（変速段Ｎ）に決定する。つまり、アクセルオフの状態での変速段が設定される。また、変速回数ｎは、現在の変速段から到達変速段までのダウンシフトの回数である。例えば、現在の変速段が第５速ギヤ段であり、変速段Ｎが第２速ギヤ段である場合には、変速回数ｎが「３回」と算出される。

ＥＣＵ４０は、最終減速車速と変速線マップとに基づいて、最終減速車速での変速段Ｎ（到達変速段）を決定する到達変速段決定部を有する。図７に示すように、変速線マップとは、アクセルペダル開度と車速とによって規定されるマップである。この変速線マップはＥＣＵ４０の記憶部に予め記憶されている。また、図７に示す変速線マップは、基本変速線マップであり、前進ギヤ段が第１速ギヤ段から第８速ギヤ段まで八段階に切り替わる自動変速機２２に対応した変速線（アップシフト線、ダウンシフト線）を有する。なお、図７ではアップシフト線を実線で示し、ダウンシフト線を破線で示してある。

ＥＣＵ４０は、アクセルオフまたは前回の変速タイミングから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４４）。この所定時間は、減速時間Ｔｄｅｃと変速回数ｎとに基づいて算出された時間幅である。「減速時間Ｔｄｅｃ」を「変速回数ｎ＋１」で割って求まる値を、ステップＳ４４で用いる所定時間に設定することができる。例えば、変速回数が「３回」の場合には、減速時間Ｔｄｅｃを四等分した時間幅が所定時間として設定される。また、所定時間は、ビジーシフトになるような短い時間幅とならないよう、すなわち所定値以下とならないように制御される。なお、減速時間Ｔｄｅｃは上述した図２のステップＳ５で予め処理対象として設定された減速時間である。

ステップＳ４４では、アクセルオフから所定時間が経過したか否かを判定する場合、初回の変速を実行するタイミング（変速タイミング）であるか否かを判断することになる。また、ステップＳ４４では、前回のダウンシフトから所定時間が経過したか否かを判定する場合、二回目以降のダウンシフトを実行する変速タイミングであるか否かを判定することになる。このステップＳ４４を実施することによって、減速時間Ｔｄｅｃ内で等間隔に変速タイミングが発生するように制御できる。

アクセルオフから所定時間が経過していない場合、または、前回の変速から所定時間が経過していない場合（ステップＳ４４：Ｎｏ）、ステップＳ４４が繰り返し実行される。

アクセルオフから所定時間が経過した場合、または、前回の変速から所定時間が経過した場合（ステップＳ４４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、ダウンシフトを実行する（ステップＳ４５）。ステップＳ４５では、変速段が一段下がるようにダウンシフトが実行される。

ＥＣＵ４０は、現在の変速段から最終減速車速での変速段（到達変速段）へと一段ずつダウンシフトを実行するダウンシフト制御部を有する。ダウンシフト制御部は、減速時間内に複数回のダウンシフトを実行する場合に、ダウンシフトの時間間隔が等間隔になるようにダウンシフトを実行する。

そして、ＥＣＵ４０は、到達変速段である変速段Ｎに到達したか否かを判定する（ステップＳ４６）。変速段Ｎに到達していない場合（ステップＳ４６：Ｎｏ）、上述したステップＳ４４にリターンする。一方、変速段Ｎに到達した場合（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、この制御ルーチンは終了する。

図８は、ダウンシフト制御を実行した際の車両状態の変化を示すタイムチャートである。図８には、車両１０が一定の車速で走行している状態からダウンシフト制御を実行し、その後、再び加速する状態が示されている。なお、図８には、実施形態の制御を実行した場合が実線で示されているとともに、比較のために本実施形態のダウンシフト制御を適用しない場合が一点鎖線で示されている。

まず、車両１０は定速走行状態であり、運転者がアクセルペダルを踏み込み、かつ変速段が第５ギヤ段（５ｔｈ）となる。この状態から、アクセルペダルの踏み込みが解除される（時刻ｔ１）。時刻ｔ１では、アクセルペダル操作がオンからオフに切り替わったことを検出し、アクセルオフの状態を示すアイドル信号がオンになる。

時刻ｔ１時点で、ＥＣＵ４０は、アクセルオフ時での最終減速車速を算出して、最終減速車速での変速段である到達変速段を決定する。図８に示す例では、到達変速段が第２速ギヤ段（２ｎｄ）に設定される。さらに、時刻ｔ１において、ＥＣＵ４０は現在の変速段である第５速ギヤ段（５ｔｈ）から到達変速段である第２速ギヤ段（２ｎｄ）へのダウンシフト制御を開始する。この場合、ＥＣＵ４０は、現在の車速から最終減速車速に到達するまでの時間として、「時刻ｔ１から時刻ｔ１０までの時間幅」を「減速時間Ｔｄｅｃ」として算出している。さらに、第５速ギヤ段から第速２ギヤ段までに「３回」のダウンシフトを行うことなる。そのため、「減速時間Ｔｄｅｃ」を「変速回数ｎ＋１」で割った時間幅を間隔として、「時刻ｔ１から時刻ｔ１０までの時間幅」を「３＋１」で等分した間隔でダウンシフトを実行する。この四分割された時間幅を所定時間とする。

時刻ｔ１から所定時間が経過すると、第５速ギヤ段（５ｔｈ）から第４速ギヤ段（４ｔｈ）へのダウンシフトが実行される（時刻ｔ２）。時刻ｔ２は、アクセルオフから所定時間が経過した時点であるため、初回の変速タイミングである。つまり、ＥＣＵ４０は、減速に伴い変速線マップの動作点（アクセルペダル開度、車速）がダウンシフト線を跨いだことによりダウンシフトを実行するのではなく、時刻ｔ２時点で減速時間に基づいて所定時間が経過したことによりダウンシフトを実行している。

時刻ｔ２から所定時間が経過すると、第４速ギヤ段（４ｔｈ）から第３速ギヤ段（３ｒｄ）へのダウンシフトが実行される（時刻ｔ３）。時刻ｔ３は、前回のダウンシフトから所定時間が経過した時点であるため、二回目の変速タイミングである。また、一点鎖線で示すように、本実施形態を適用しない場合には、時刻ｔ３後に、第５速ギヤ段（５ｔｈ）から第４速ギヤ段（４ｔｈ）へのダウンシフトが実行される（時刻ｔ４）。この従来例の時刻ｔ４時点でのダウンシフトは、変速線マップの動作点がダウンシフト線（第５速から第４速）を跨いだことによるものである。

時刻ｔ３後、アクセルオフの状態のままで、運転者によるブレーキペダルの踏み込みが検出される（時刻ｔ５）。時刻ｔ５時点では、第３速ギヤ段（３ｒｄ）でのエンジンブレーキのみの減速状態から、ブレーキペダル操作に起因して生じる制動力（ブレーキ減速度）による減速状態に移行する。また、一点鎖線で示すように、本実施形態を適用しない場合には、時刻ｔ５後に、第４速ギヤ段（４ｔｈ）から第３速ギヤ段（３ｒｄ）へのダウンシフトが実行される（時刻ｔ６）。この従来例の時刻ｔ６時点でのダウンシフトは、変速線マップの動作点がダウンシフト線（第４速から第３速）を跨いだことによるものである。

時刻ｔ５以降、ブレーキペダルが踏み込まれた状態のまま、第３速ギヤ段（３ｒｄ）から第２速ギヤ段（２ｎｄ）へのダウンシフトが実行される（時刻ｔ７）。時刻ｔ７は、前回のダウンシフトから所定時間が経過した時点であるため、三回目の変速タイミングである。また、本実施形態を適用しない場合は、時刻ｔ７後に、第３速ギヤ段（３ｒｄ）から第２速ギヤ段（２ｎｄ）へのダウンシフトが実行される（時刻ｔ８）。この従来例の時刻ｔ８時点でのダウンシフトは、変速線マップの動作点がダウンシフト線（第３速から第２速）を跨いだことによるものである。

時刻ｔ７以降、第２速ギヤ段（２ｎｄ）の状態で、運転者によるブレーキペダルの踏み込みが解除される（時刻ｔ９）。時刻ｔ９では、ブレーキ信号がオフになる。

時刻ｔ９以降、アクセルペダルもブレーキペダルも踏み込まれていない状態で、車速が最終減速車速に到達する（時刻ｔ１０）。時刻ｔ１０時点では、運転者によるアクセルペダルの踏み込みがあることを検出するため、車両１０が再加速することになる。この時刻ｔ１０において、上述したＥＣＵ４０によるダウンシフト制御が終了する。

このように、ＥＣＵ４０は、到達変速段と減速時間から、等間隔で変速タイミングが発生するようにダウンシフト制御を行う。これにより、ブレーキオンになる前にダウンシフトを開始することができ、いわゆるビジーシフトの発生を抑制できる。また、実施形態では、エンジンブレーキを積極的に用いることで、ブレーキオン前に車速を下げることができ、ブレーキによる仕事（減速）を抑制し、ブレーキパッドの寿命を延長することができる。さらに、本実施形態を適用しない場合には、変速時間（減速時間）によっては、運転者が再加速を要求した際（アクセルオン時）に到達変速段までの変速（ダウンシフト）が間に合わない虞がある。なお、従来でもブレーキ信号がオンになる前にダウンシフトすることはあるが、これは単に車速が低下したことにより変速線マップのダウンシフト線を跨いだことによる変速であり、本実施形態のような到達減速車速（最低車速Ｖｍｉｎ）により決定された到達変速段へ向けたダウンシフトとは技術的に異なる。

以上説明した通り、実施形態によれば、走行中に減速が予測できた場合には、アクセルペダルが離された際、ブレーキオンを検出する前にダウンシフトを開始するため、到達変速段となるまでに変速時間を十分に確保することができる。また、複数回のダウンシフトを等間隔で実行するとともに、その間隔が所定値よりも小さくならないように制御する。これにより、複数回のダウンシフトを実行する場合に、ビジーシフトが発生することを抑制できる。

また、ブレーキ操作や、ブレーキに伴う減速が発生する以前に、ダウンシフトにより、車両１０を減速させられるため、ブレーキパッドの摩耗に対して寿命を向上させることができる。

なお、上述した実施形態の変形例を構成することが可能である。例えば、自動変速機２２は、有段式の自動変速機に限らず、一対のプーリを備える無段変速機（ＣＶＴ）により構成されてもよい。自動変速機２２が無段変速機により構成される場合、プライマリプーリの溝幅とセカンダリプーリの溝幅とを制御することによって、無段変速機の変速比が複数段の変速段となるように段階的に変化することは可能である。そのため、自動変速機２２が、一対のプーリにベルトを巻き掛けた無段変速機によって構成された場合でも、ＥＣＵ４０は、変速線を有する変速線マップに基づいて複数段の変速段に切り替える変速制御を実行できる。また、自動変速機２２が無段変速機の場合、プライマリプーリは変速機入力軸３２と同軸上に配置されるものの、セカンダリプーリおよび出力ギヤ２４は、変速機入力軸３２とは別軸上に配置される。このように、自動変速機２２は、有段式の自動変速機（ＡＴ）、無段変速機（ＣＶＴ）のどちらでもよいため、上述したギヤ段は変速段と読み替えることが可能である。

また、図６のステップＳ４４で用いる所定時間の算出方法は、上述した「減速時間Ｔｄｅｃ」を「変速回数ｎ＋１」で割る方法に限らない。例えば、「現在の変速段から到達変速段までに形成される変速段の数」で割る方法であってもよい。一例として、現在が第５速ギヤ段、到達変速段が第２速ギヤ段の場合、第５速ギヤ段、第４速ギヤ段、第３速ギヤ段、第２速ギヤ段の「四つの変速段」が形成される。この場合、形成される変速段の数である「４」で「「減速時間Ｔｄｅｃ」を割る、すなわち「減速時間Ｔｄｅｃ」を四分割することにより求まる時間幅を所定時間に設定してもよい。さらに、この所定時間は、ビジーシフトの発生を抑制するために、所定値以下とならないように制御される。つまり、ＥＣＵ４０は、ある所定値よりも大きい値となる所定時間を設定することになる。

また、図４に示すように、地図情報を用いる場合には、勾配や路面μの情報を用いて、最終減速車速Ｖｍｉｎ２を補正してもよい。さらに、最終減速車速Ｖｍｉｎ２を補正することに伴い、減速時間Ｔｄｅｃ２を補正してもよい。例えば、降坂路で勾配が大きい場合には、コーナーを曲がりきるために最終減速車速Ｖｍｉｎ２が小さくなるように補正されるとともに、減速時間Ｔｄｅｃは大きな値に補正される。また、雨などで路面μが低い場合には、コーナーを曲がりきるために最終減速車速Ｖｍｉｎ２を小さくなるように補正されるとともに、減速時間Ｔｄｅｃは大きな値に補正される。

また、スポーツモードなど、ドライバセレクタモードにより、最終減速車速を補正してもよい。例えば、スポーツモード時には、スポーツモードではない場合と比較して、より高車速が最終減速車速（最低車速）となるように補正される。

また、スポーツモードなど、ドライバセレクタモード（ドライバ操作）により、変速線マップを切り替えてもよい。この場合、ＥＣＵ４０の記憶部には複数の変速線マップが記憶されている。例えば、基本の変速制御時に参照される基本変速線マップや、スポーツモード選択時に参照されるスポーツモード用変速線マップや、ブレーキ操作のオンとオフとで切り替わるブレーキ用変速線マップなどが挙げられる。一例として、スポーツモードで用いる変速線マップを図９に示す。図９に示すスポーツモードの変速線マップは、上述した図７に示す基本変速線マップよりも、低速ギヤ段の使用領域が拡大している。つまり、アクセルオフ時に、低速ギヤ段の使用領域がより高車速側に拡大している。このように、基本変速線マップの他に、スポーツモード時などのドライバ操作に合わせた変速線マップが存在する場合、自動的に用いる変速線マップを切り替える。

また、ＥＣＵ４０は、変速タイミングが等間隔で発生するようにダウンシフト制御を実行することに限らず、ダウンシフト後に到達するエンジン１２の回転数（エンジン回転数）が同じ回転数に揃うようにダウンシフト制御を実行してもよい。この変形例のダウンシフト制御を実行した場合の一例を図１０に示す。なお、図１０に一点鎖線で示す車両状態の変化は、本実施形態を適用しない場合であり、図１０に二点鎖線で示す車両状態の変化は、上述した等間隔の変速タイミングとなる実施形態を適用した場合であり、図１０に実線で示す車両状態の変化は、この変形例を適用した場合である。

図１０に示すように、変形例のＥＣＵ４０は、ダウンシフト後に到達するエンジン回転数（到達回転数）が同じ回転数で揃うように、各ダウンシフトを実行する。この到達回転数は、ＥＣＵ４０によって設定される回転数であり、例えば約４０００回転に設定されている。ＥＣＵ４０は、到達変速段と減速時間とに基づいて到達回転数を決定することができる。この変形例では、実線で示すエンジン回転数のように、時刻ｔａにて、第５速ギヤ段（５ｔｈ）から第４速ギヤ段（４ｔｈ）へのダウンシフトが実行される。つまり、ＥＣＵ４０はエンジン回転数に基づいてダウンシフトの実行タイミングを判定する。時刻ｔａ以降、時刻ｔｂにて、第４速ギヤ段（４ｔｈ）から第３速ギヤ段（３ｒｄ）へのダウンシフトが実行される。そして、時刻ｔｂ以降、時刻ｔ６にて、第３速ギヤ段（３ｒｄ）から第２速ギヤ段（２ｎｄ）へのダウンシフトが実行される。この変形例によれば、エンジン回転数に基づいて、ダウンシフト後の到達回転数が同じ回転数で揃うように複数回のダウンシフトを実行することにより、変速タイミングが従来よりも早いタイミングとなり、十分な変速時間を確保することができ、ビジーシフトの発生を抑制することができる。また、変速タイミングの間隔がばらつくことを抑制できる。さらに、単位時間あたりのエンジン回転数変動を小さくすることができる。この変形例のように、到達回転数が揃うようにダウンシフトを行う制御を第２制御と称することができる。そして、上述した実施形態のように、変速タイミングが等間隔で発生するようにダウンシフトを行う制御を第１制御と称することができる。

１０ 車両
１２ エンジン
１４ 駆動輪
２２ 自動変速機
４０ ＥＣＵ（電子制御装置）
４１ 車速センサ
４２ エンジン回転数センサ
４５ アクセルペダル開度センサ
４７ ブレーキスイッチ
５０ 油圧制御回路
６０ ナビゲーションシステム

Claims (4)

1. エンジンと自動変速機とを備えた車両の変速制御装置であって、
   車両が走行中に、車両の周囲の情報である周囲情報に基づいて前方の所定地点までに減速が必要になると判断した場合、前記周囲情報を用いて減速後の車速である最低車速を算出する最低車速算出手段と、
   前記最低車速に応じて、減速後に到達する変速段である到達変速段を決定する変速段決定手段と、
   前記最低車速が算出されている場合には、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作を検出する前に、現在の変速段から前記到達変速段へのダウンシフトを開始するダウンシフト制御手段と、
   を備え、
   前記ダウンシフト制御手段は、現在の変速段から前記到達変速段へと複数回のダウンシフトを実行する際、変速タイミングが等間隔で発生するようにダウンシフトを実行する第１制御、または、各ダウンシフト後に到達する前記エンジンの回転数が同じ回転数に揃うようにダウンシフトを実行する第２制御を実行し、
   前記ダウンシフトの間隔は、所定値以下とならないように設定されている
   ことを特徴とする車両の変速制御装置。
2. 現在の車速から前記最低車速に到達するまでの減速時間を算出する減速時間算出手段、をさらに備え、
   前記変速段決定手段は、現在の変速段から前記到達変速段に到達するまでに実行するダウンシフトの回数を算出し、
   前記ダウンシフト制御手段は、前記減速時間と前記ダウンシフトの回数とに基づいて前記変速タイミングが等間隔となるように前記変速タイミングを決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の変速制御装置。
3. 前記周囲情報は、自車両の前方を走行している先行車両の情報である前車情報と、ナビゲーションシステムによる地図情報と、を含み、
   前記最低車速算出手段は、
   自車両が前記先行車両を追従している場合に、前記前車情報を用いて前記先行車両の車速を算出し、算出された前記先行車両の車速に基づいて前記最低車速を算出する第１算出手段と、
   前記地図情報を用いて前記所定地点としてコーナーが存在すると判断した場合に、前記コーナーの曲率に基づいて当該コーナーを走行可能な車速を算出し、算出された前記走行可能な車速に基づいて前記最低車速を算出する第２算出手段と、
   前記第１算出手段により算出された最低車速と前記第２算出手段により算出された最低車速とのうち、最も小さい最低車速を選択する選択手段と、を含み、
   前記変速段決定手段は、前記選択手段により選択された最低車速に基づいて前記到達変速段を決定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の変速制御装置。
4. 前記変速段決定手段は、アクセルペダルの踏み込み量を示すアクセルペダル開度と車速とにより規定される変速線マップに基づいて、前記アクセルペダル開度が全閉の場合に前記最低車速となる変速段を前記到達変速段に決定し、
   前記ダウンシフト制御手段は、運転者による前記アクセルペダルの踏み込みが解除された状態で、現在の変速段から前記到達変速段へのダウンシフトを開始する
   こと特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の車両の変速制御装置。

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