JPH06249655A - 道路勾配判定方法および道路勾配判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両が走行する道路勾配を判定するにあた
り、車両内外の環境変化があっても、適正に道路勾配判
定が行なえる方法および装置の提供を目的とする。 【構成】 車両のエンジン駆動力と走行抵抗とを推定
し、これら推定値から車両の重量勾配抵抗を推定する。
一方、所定時間の重量勾配抵抗の推定値の平均値を求め
る。前記重量勾配抵抗を前記平均値で補正し、この補正
された重量勾配抵抗から道路勾配を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両が走行する道路
の道路勾配を判定する方法およびその方法に使用する装
置に関し、特に走行環境の変化があっても適正に道路勾
配判定ができる方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から車両の自動変速制御やトラクシ
ョン制御の分野等で、車両が走行している道路の勾配度
合をこれらの制御のパラメータの一つとすることが行な
われている。そして、この道路勾配を判定する方法とし
て例えば特開昭６３−２４６５４６号公報に一例が示唆
されている。この公報には自動変速機の変速比を決定に
あたり、実際の車速及びアクセル踏込量（またはスロッ
トル弁開度）が、平坦路として予め設定された車速とア
クセル踏込量との関係と比較されて道路の上り、下りの
度合が判定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報で示唆されている道路勾配判定方法では、アクセルが
踏まれてからこれがエンジントルクになって車速に反映
されるまでにかなりの時間を要し、この間に車両を取り
巻く環境が変化すればその影響を受けるため、アクセル
踏込量と車速との関係からは道路勾配を正確に判定でき
ないことが多く、この結果、変速制御等が適正になされ
ないことがあった。この発明では、上記問題に鑑み、車
両を取り巻く環境が変化しても、真値に近い道路勾配を
判定できる道路勾配判定方法およびそのための装置の提
供を課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明では、車両のエ
ンジン駆動力と走行抵抗を推定し、このエンジン駆動力
の推定値から走行抵抗の推定値を減じることによって重
量勾配抵抗の推定値を求め、一方、前記重量勾配抵抗の
推定値の所定時間での平均値を求め、この平均値で前記
重量勾配抵抗の推定値を補正し、この補正された推定値
によって道路勾配を判定する道路勾配判定方法、および
車両のエンジン駆動力推定手段と、車両の走行抵抗推定
手段と、前記エンジン駆動力推定手段によって推定され
たエンジン駆動力から前記走行抵抗推定手段によって推
定された走行抵抗を減じることによって重量勾配抵抗の
推定値を得る重量勾配抵抗推定手段と、前記重量勾配抵
抗の所定時間での平均値を得る重量勾配抵抗補正項決定
手段と、前記重量勾配抵抗推定手段で推定された重量勾
配抵抗および前記重量勾配抵抗補正項決定手段から得ら
れた重量勾配の平均値とから前記重量勾配抵抗を補正す
る重量勾配抵抗補正手段と、この補正された重量勾配抵
抗から道路勾配を判定する道路勾配判定手段とを有して
なる道路勾配判定装置によって上記課題を解決する。

【０００５】

【作用】請求項１または２の発明において、まずエンジ
ン駆動力と走行抵抗を推定し、この推定されたエンジン
駆動力から走行抵抗を減じることによって車両の重量勾
配抵抗の推定値を得る。この推定値は車両駆動中の所定
時間おきに得られる。一方、これら推定値の所定時間で
の平均値を得る。ここで前記重量勾配抵抗は車両が平坦
な場所を環境の変化を受けずに走行しているとすれば零
となることから、前記平均値が長時間に亘る平均値であ
れば、途中で上りや下りの道を走ったとしても経験則
上、平坦路を走行し続けたのと同様の値、すなわち零に
近くなるが、例えば乗員の増加による車重の増加など車
両を取り巻く環境の変化に偏りが発生した場合には、前
記平均値が正または負の一方向に偏った値となるので、
この平均値を前記重量勾配抵抗から減じることによっ
て、その時々の重量勾配抵抗を補正すれば真値に近い重
量勾配抵抗の推定値が得られる。最後に、この補正され
た推定値から道路勾配を判定する。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１乃至図３に
基づき説明する。図１では本発明に用いられる道路勾配
判定装置の構成を機能ブロックにて説明しており、エン
ジン駆動力推定手段７と走行抵抗推定手段８と重量勾配
抵抗推定手段９と重量勾配抵抗補正項決定手段１０と重
量勾配抵抗補正手段１１と道路勾配判定手段１２とから
なっている。これらの手段は車両に備えられたマイクロ
コンピュータなどにて具備されている。前記エンジン駆
動力推定手段７はエンジン回転数検出手段１とＡ／Ｎ検
出手段２とトルコントルク比検出手段３などからのエン
ジン状態の検出値からエンジン駆動力を推定する。尚、
前記Ａ／Ｎ検出値手段２はエンジン一回転あたりの吸入
空気量の検出手段であり、トルコントルク比検出手段３
は自動変速装置を備えた車両の現エンジン回転数におけ
るエンジンのトルクを知るために、トルクコンバータの
タービンのトルクとポンプのトルクとの比を検出するも
のである。

【０００７】前記走行抵抗推定手段８は車速検出手段４
とハンドル角検出手段５と加速度検出手段６などから、
ころがり抵抗、空気抵抗、加速抵抗の各抵抗値を個別に
推定し、これらの総和である走行抵抗を推定する。前記
重量勾配抵抗推定手段９では前記エンジン駆動力推定手
段１で得られたエンジン駆動力の推定値から前記走行抵
抗推定手段で得られた車両の走行抵抗の推定値を減じる
ことによって重量勾配抵抗の推定値を得る。ここで、重
量勾配抵抗とは図３にて示すように車両が勾配（θ）の
ある道路を走行するとき、車両の重心に作用する鉛直な
ベクトルである重力（Ｗ）の路面に平行な成分（Ｔ）の
ことであり、道路勾配により車両に加わる抵抗値を表し
ている。この重力勾配抵抗はＴ＝Ｗ・ｓｉｎθ（式１）
で表される。そして、この重力勾配抵抗Ｔは前記の如
く、エンジン駆動力から走行抵抗を減じることによって
推定され、仮に車両が平坦路を走行している場合にはエ
ンジン駆動力と走行抵抗は等しくなるため、重量勾配抵
抗は零になる。

【０００８】次に重量勾配抵抗推定手段９で推定された
重量勾配抵抗の推定値から道路勾配判定手段１２によっ
て道路勾配が判定されるのであるが、その前に前記重量
勾配抵抗の推定値を補正する。すなわち、重量勾配抵抗
は路面状態や外気温などの車両の外界の環境、車重やタ
イヤ半径などの車両条件、加速中か減速中か或は直進中
か曲ろうとしているかという走行状態等の、車両を取り
巻く環境変化の影響を受けることによって真値とは異な
った値となることがあり、とりわけ変化の仕方が同一方
向となる環境変化を長時間受け続けた場合に顕著であ
る。このような誤差をもった重量勾配抵抗にて道路勾配
を判定すれば正確な道路勾配判定が阻害される（平坦路
を走っていても上りまたは下りの道を走っていると判定
してしまうことなどによって）。例えば、乗員の増加な
どによって車重が増加した場合には前記式１によれば重
量勾配抵抗Ｔが増加した値となる場合がある筈である
が、前記式１における車重Ｗは通常、定数として予め設
定されているので、車重の増加は式１の右辺には反映さ
れず、この結果、Ｔは本当の重量勾配抵抗よりも正また
は負の一方向に偏った値となってしまう。同様のことが
車両の車輪に連なる多くの回転部分によって、予想以上
の抵抗が車両に生じたりする場合などについても言え
る。

【０００９】このような環境変化による誤差を是正すべ
く補正するのであるが、この補正値は前記重量勾配抵抗
補正項決定手段１０で求める。補正値として重量勾配抵
抗の所定時間での推定値の総和を推定回数で除して得ら
れた平均値が用いられる。その理由は、重量勾配抵抗の
誤差は正または負の一方向の誤差が積み重ねられた場合
に問題となるのであるが、それまでの重量勾配抵抗の平
均をとれば、一推定あたり誤差量が求まるからである。

【００１０】このようにして求められた重量勾配抵抗の
平均値を重量勾配抵抗補正手段１１で用いる。すなわ
ち、その時々の重量勾配抵抗の推定値からこの平均値を
減ずることによって真値に近い重量勾配抵抗を得る。最
後に道路勾配判定手段１２で道路勾配が判定される。こ
の判定は前記式１に基づいてなされる。ここで前述のよ
うに車重Ｗは定数、重量勾配抵抗Ｔが変数とされ、Ｔ／
Ｗによってｓｉｎθが求められることを通じて道路勾配
θが判定される。

【００１１】道路勾配判定を図２のフローチャートによ
っても説明すれば、次の通りである。まずセンサ類から
情報を読み込みデータの処理を行ない、回転数、Ａ／
Ｎ、トルコントルク比、車速、ハンドル角、加速度など
の情報を検出する（ステップ１０１）。次に、前記回転
数、Ａ／Ｎ、トルコントルク比を基に予め設定されたマ
ップと計算式によってエンジン駆動力を算出する（ステ
ップ１０２）。また、車速、ハンドル角、加速度を用い
て予め設定された計算式により空気抵抗、ころがり抵
抗、加速抵抗といった各種走行抵抗を算出する（ステッ
プ１０３）。そして、ステップ１０２およびステップ１
０３で求めたエンジン駆動力から各種走行抵抗の和を減
ずることにより重力勾配抵抗Ｔを求める（ステップ１０
４）。

【００１２】一方、長時間の重量勾配抵抗値の平均値は
平坦路に近くなることから、重量勾配抵抗値をある時間
分（所定推定回数分）記憶しておき、記憶されているデ
ータの全ての平均値を求め、この値を重量勾配抵抗補正
項Ｋとする（ステップ１０５）。尚、データの記憶は一
番古いデータを削除し新しいデータを付加するような処
理を行ない、常に現時点からある一定時間前までのデー
タを記憶しているようにしている。

【００１３】以上のようにして求めた重量勾配抵抗Ｔと
重量勾配抵抗補正項Ｋを用いて補正後の重量勾配抵抗Ｔ
ｎを求める（ステップ１０６）。このＴｎは、Ｔｎ＝Ｔ
−Ｋ（式２）によって演算される。そして、前記Ｔｎに
よって道路勾配抵抗θを前記式１などを通じて求める
（ステップ１０７）。最後のステップ１０８では処理時
間が常に一定となるように所定時間待った後、最初に戻
り、以上の処理が繰り返される。尚、運転を停止してエ
ンジンキーをＯＦＦにしても前記平均値は記憶された状
態を保っている。

【００１４】

【発明の効果】以上説明した様に、この発明では重量勾
配抵抗をエンジン駆動力と走行抵抗とから推定している
ので、従来のアクセル踏込量と車速から道路勾配を判定
する方法のような、アクセル踏込が車速に反映されるま
での時間遅れによる弊害が除去されるばかりでなく、そ
の時々の重量勾配抵抗の推定値を重量勾配抵抗の平均値
で補正することとしているので、車両を取り巻く環境の
変化があっても、真値に近い重量勾配抵抗が得られ、従
って道路勾配も適正に判定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明で使用する道路勾配判定装置の一実施
例を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例のフローチャートである。

【図３】重量勾配抵抗の概念を説明する図である。

【符号の説明】

７ エンジン駆動力推定手段 ８ 走行抵抗推定手段 ９ 重量勾配抵抗推定手段 １０ 重量勾配抵抗補正項決定手段 １１ 重量勾配抵抗補正手段 １２ 道路勾配判定手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のエンジン駆動力と走行抵抗を推定
   し、このエンジン駆動力の推定値から走行抵抗の推定値
   を減じることによって重量勾配抵抗の推定値を求め、一
   方、前記重量勾配抵抗の推定値の所定時間での平均値を
   求め、この平均値で前記重量勾配抵抗の推定値を補正
   し、この補正された推定値によって道路勾配を判定する
   道路勾配判定方法。
2. 【請求項２】 車両のエンジン駆動力推定手段と、車両
   の走行抵抗推定手段と、前記エンジン駆動力推定手段に
   よって推定されたエンジン駆動力から前記走行抵抗推定
   手段によって推定された走行抵抗を減じることによって
   重量勾配抵抗の推定値を得る重量勾配抵抗推定手段と、
   前記重量勾配抵抗の所定時間での平均値を得る重量勾配
   抵抗補正項決定手段と、前記重量勾配抵抗推定手段で推
   定された重量勾配抵抗および前記重量勾配抵抗補正項決
   定手段から得られた重量勾配の平均値とから前記重量勾
   配抵抗を補正する重量勾配抵抗補正手段と、この補正さ
   れた重量勾配抵抗から道路勾配を判定する道路勾配判定
   手段とを有してなる道路勾配判定装置。