JPH04145323A - 車両の路面勾配検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は車両の路面勾配検出装置に関する。

〈従来の技術〉 自動変速機を備えた車両においては、車両が登板路を走
行しているか平坦路を走行しているかにによって変速ポ
イントを変え、登板路における走行性能を確保すること
か望まれるので、従来では、以下のようにして登板路の
検出を行って、変速ポイントの切り換えを行っていた。

即ち、アクセル開度と車両の前後加速度とをそれぞれに
検出し、第７図に示すように、アクセル開度か所定開度
以上であり、かつ、車両前後方向の加速度か所定レベル
以下であるときに、車両が登板路を走行しているものと
判断していた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記のような登坂路検出においては、勾
配を正確に求めることかできず、登板路であるか平坦路
であるかのオン・オフ的な判断しかできなかったため、
例えば、登板路における勾配に応じて変速ポイントを切
り換えるなどの望ましい変速制御を行わせることかでき
なかった。

勾配の検出（車両の傾き検出）は各種のセンサによって
行えるものの、勾配検出のみのために専用のセンサを設
けることはコスト的に不利となってしまうので、従来か
らあるセンサを応用して、路面勾配を検出することか望
まれていた。

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、従来勾配
検出に用いていなかったセンサを用いて路面の勾配を検
出てきるようにして、コストアップを避けつつ、自動変
速機の変速制陣を改善できるよう（こすることを目的と
する。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明にかかる車両の路面勾配検出装置は第１
図に示すように構成される。

第１図において、前後方向全加速度検出手段は車両の前
後方向に作用する全加速度を検出し、また走行加速度検
出手段は車両の路面に対する走行加速度を検出する。

そして、勾配検知手段は、該前後方向全加速度と走行加
速度との差に基づいて車両か走行している路面の勾配を
検知する。

く作用〉 かかる構成によると、平坦路では前後方向全加速度と走
行加速度とが等しくなり、また、坂道で車両の前後方向
か水平方向から傾いた場合には、垂直方向に働く重力加
速度が、車両の前後方向の重力加速度成分と路面に対し
て直交する方向の重力加速度成分（車両上下方向重力加
速度成分）との２方向の成分に分解され、車両前後方向
の重力加速度成分か、前後方向全加速度と走行加速度と
の差となる。

従って、車両が走行している路面の勾配か、前記差に応
じて検知されるものである。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例を示す第２図において、前後加速度センサ１は
、図示しない車両に設けられて、車両の前後方向に作用
する全加速度Ｇを検出する前後方向全加速度検出手段と
してのセンサであり、後述する本発明にかかる路面勾配
θ検出の他、車両のサスペンションを路面の凹凸に基づ
いて電子制御するのに用いられる。

かかる前後加速度センサ１から車両の前後方向の全加速
度Ｇに応じて出力される検出信号（前後加速度検出信号
Ｇ）は、Ａ／Ｄコンバータ２に入力されてデジタル信号
に変換され、車両に搭載されたエンジン３と組み合わさ
れる自動変速機（以下、Ａ／Ｔという）４用のコントロ
ールユニット５に人力される。

また、車速センサ６は、図示しない車両の推進軸に同期
して回転する回転板７に設けた凹凸部７ａを電磁ピック
アップ８により検出することにより、前記回転に同期し
たパルス信号を得て、該パルス信号の周期Ｔを計測する
ことによりその逆数として求まる車速ｖＳＰを検出する
ようにしたものであり、該車速ＶＳＰもコントロールユ
ニット５に入力される。

勾配検知手段を兼ねるコントロールユニット５は、後述
するように、前記車両の前後方向の全加速度Ｇと、前記
車速■ＳＰの単位時間における変化であるところの走行
加速度αとの差に基づいて、車両が走行している路面の
勾配θを検出し、その他の変速条件パラメータと共に該
勾配θに基づいて変速ポイントを設定し、該変速ポイン
トに基づいてＡ／Ｔ４の変速を電子制御する。

前記前後加速度センサ１は、例えば第３図に示すような
公知の構造によって実現される。

第３図において、図の左右方向が車両の前後方向となる
ように車両に設置され、車両の前後方向に沿って設けら
れることになる筒状部材１１の中にスチールボール１２
か内在され、該スチールボール１２は図示しないコイル
スプリングによって左右方向からそれぞれ支えられるこ
とによって無負荷状態（平坦路での停止状態）において
筒状部材１２の軸方向の所定初期位置に位置するように
なっており、車両の前後方向に加速度か加えられること
によって筒状部材１２内を軸方向に移動するようになっ
ている。

筒状部材１２の外側には、前記スチールボール１２の筒
状部材１２内での軸方向の位置を検出するための検出コ
イル１３が設けられ、更に、該検出コイル１３の外側に
はマグネット１４か設けられている。

かかる構成によって、車両の前後方向に加速度か加えら
れてスチールボール１２が左右に変位すると、マグネッ
ト１４による磁場が変化して、これが検出コイル１３に
流れる電流の変化として捉えられるようにしたものであ
る。

ここで、コントロールユニット５による路面勾配θの検
出を、第４図のフローチャートに示すプログラムに従っ
て説明する。

第４図のフローチャートに示すプログラムにおいて、ま
ず、ステップ１　（図中ではＳｌとしである。以下同様
）では、車速センサ６により検出されるパルス信号の周
期Ｔの逆数として求まる車速■ＳＰを読込む。

ステップ２では、車速ｖＳＰと当該車速ＶＳＰの前回値
ＶＳＰｏＬＤとの差を演算することにより、単位時間当
たりの速度の変化率、所謂車両の路面に対する走行加速
度αを例えば（ｍ／ｓ２）の単位で求める。

即ち、当該ステップが走行加速度検出手段の機能を奏す
る。

ステップ３では、前後加速度センサｌから前後加速度検
出信号Ｇ（電流値）を読み込み、例えば（ｍ／ｓ２）の
単位に換算する。

ステップ４ては、上記ステップ２及び３て入力された走
行加速度α及び車両の前後方向の全加速度Ｇに基づいて
以下のようにして路面勾配θを演算する。

ここで、ｇは重力加速度（９，８ｍ／ｓ２）であり、第
５図に示すように、車両か平坦路を走行している場合に
はＧ＝αとなるが、第６図に示すように坂道で車両の前
後方向が水平方向から傾いた（勾配θ）場合には、垂直
方向に働く重力加速度ｇか、路面に平行な方向の加速度
成分（車両前後方向加速度成分）ｇｓｉｎθと路面に対
して直交する方向の加速度成分（車両上下方向加速度成
分）ｇｃｏｓθとの２方向の加速度成分に分解され、車
両前後方向重力加速度成分ｇｓｉｎθか、路面と平行な
方向の加速度、即ち車両の前後方向の全加速度Ｇと走行
加速度αとの差となる。

従って、車両が走行している路面の勾配θを求めること
ができるものである。

このようにして路面勾配θか検出されると、コントロー
ルユニット５は、ステップ５において、路面勾配θに応
じてＡ／Ｔ４における変速ポイントを変更するなとの処
理を行い、山道での自動変速制御をよりきめ細かく行っ
て車両の走行性を向上させることができる。

また、路面勾配θを上記のように勾配センサて直接検出
するのではなく、車両の上下加速度に基づいて路面勾配
θを検出できるから、車両のサスペンション制御のため
に設けられる前後加速度センサを流用することができ、
サスペンション制御のために前後加速度センサを備える
車両では、コストアップを招くことなく路面勾配θの検
出か可能である。

そして、ステップ６では次回の演算のために車速■ＳＰ
を■５ＰｏＬＤとして記憶する。

尚、本実施例では、第３図に示すようにスチールボール
１２の前後方向の変位に基づいて車両の前後方向の加速
度を検出するような前後加速度センサ１を用いたが、セ
ンサの検出方式及び形状を限定するものではない。

また、検出された路面勾配θを、自動変速制御以外の車
両制御に用いても良い。

本実施例にあっては、車両前後方向の重力加速度成分ｇ
ｓ　ｉｎθを用いて勾配θを演算しており、車両上下方
向重力加速度成分ｇｃｏｓθを用いて演算をする場合に
比較して精度の向上か図れる。

これは、通常の勾配θとしてはそれ程大きくない値（即
ちθ＃０近傍）であるか、θ＃Ｏ近傍においてはＣＯＳ
θは変曲点であり、ｓｉｎθはその変化か小さいことに
起因する。

また、車両上下方向に係る加速度に基づいて勾配を求め
る場合は、車両のバネ上共振点及びバネ上共振点よりも
低い周波数のみを抽出し、車両の上下方向の振動による
検出信号の変動を除外した加速度レベル用いる必要があ
りフィルター等により信号処理を施す必要かあるか、本
実施例にあっては、車両の上下方向の振動による影響は
受けないので、精度の向上が図れる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、車両か走行してい
る路面の勾配を、勾配センサによって直接に検出するの
ではなく、車両の前後方向に作用する全加速度と走行加
速度との差に基づいて検出することができるので、例え
ばサスペンション制御のために設けられた前後加速度セ
ンサを流用して路面勾配を検出することができ、検出さ
れた路面勾配を自動変速機の変速制御情報として用いる
ことで、変速制画性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステムブロック図、第３図は第２
図示の前後加速度センサの構造を示す断面図、第４図は
同上実施例における路面勾配検出の様子を示すフローチ
ャート、第５図及び第６図はそれぞれ本発明における車
両の前後方向の全加速度と走行加速度との差に基づく路
面勾配検出の様子を説明するための状態図、第７図は従
来の登坂路検出の様子を示す線図である。 ｌ・・・前後加速度センサ　　３・・・エンジン４・・
・Ａ／Ｔ　　　５・・・コントロールユニット６・・・
車速センサ　　８・・・電磁ピックアップ１１・・・筒
状部材　　１２・・・スチールボール　　１３・・・検
出コイル　　１４・・・マグネット 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富士雄 第１図 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車両の前後方向に作用する全加速度を検出する前後方
   向全加速度検出手段と、 車両の路面に対する走行加速度を検出する走行加速度検
   出手段と、 該前後方向全加速度と走行加速度との差に基づいて車両
   が走行している路面の勾配を検知する勾配検知手段と、 を含んで構成された車両の路面勾配検出装置。