WO2009101769A1 - 運転支援装置、運転支援方法および運転支援プログラム - Google Patents

Abstract

自車両の前方の所定区間を走行する際の目標車速を取得し、前記所定区間を走行した後に前記自車両を前記目標車速よりも大きい車速に加速させるための変速比である加速変速比を取得し、前記所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の変速比を前記加速変速比に設定させ、前記所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の車速を前記目標車速まで減速させる。

Description

運転支援装置、運転支援方法および運転支援プログラム

　本発明は、車両の運転を支援する運転支援装置、方法およびプログラムに関する。

　従来、車両の制動力を制御する装置として、目標減速度を超えない範囲で目標減速度に最も近い減速度が得られる変速段に切り替え、当該変速段におけるエンジンブレーキを利用しながら当該エンジンブレーキによる減速では不足する減速度をブレーキで補って減速する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３８５８９５２号公報

　従来の技術においては、減速をした後に加速する際にスムーズに加速することができなかった。
  すなわち、従来の技術においては、目標減速度に着目し、当該目標減速度を超えない範囲で目標減速度に最も近い減速度が得られる変速段に切り替えている。しかし、減速動作の後に加速を行う場合、例えば、所定区間の入口以前で減速し出口以後で加速する場合には、目標減速度に合わせて変速段を切り替えると加速の段階で加速に適した変速比になっていないことがあり、スムーズに加速を行うことができない。
  本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、減速をした後に加速する際にスムーズに加速することが可能な技術を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するため、本発明においては、自車両の前方に存在する所定区間を走行する際の目標車速に基づいて、自車両を当該目標車速よりも大きい車速に加速させるための加速変速比を取得する。そして、自車両が所定区間の開始地点に到達する前に自車両における変速比を加速変速比に設定し、自車両が所定区間の開始地点に到達する前に自車両の車速を減速させて目標車速とする。すなわち、本発明においては、所定区間を走行した後に自車両を加速させるための変速比に着目して加速変速比を決定する。従って、本発明によれば、所定区間に到達する前に、自車両を目標車速よりも大きい車速に加速するために適した加速変速比となっており、所定区間を走行した後の加速段階でスムーズに加速することが可能である。

　ここで、車速情報取得手段は、自車両の前方における所定区間について、当該所定区間を走行する際の目標車速を取得することができればよく、車速を示す情報を直接的に取得しても良いし、間接的に取得しても良い。前者としては、予め設定された所定区間に対して予め目標車速を対応付けておき、当該所定区間に対応付けられた目標車速を取得する構成を採用可能である。後者としては、所定区間やその前後の道路を示す情報に基づいて目標車速を決定する構成を採用可能である。

　また、所定区間は、当該区間に到達する前に自車両を減速させて目標車速にするとともに、目標車速で所定区間を走行した後に自車両を加速させることが好ましい区間であれば良く、目標車速を維持して（または目標車速以下の車速で）走行すべき区間を所定区間とする構成を採用してもよい。例えば、カーブ区間や、通過する際に制限車速以下に減速させることが推奨されているＥＴＣ（Electronic toll collection）ゲートが存在する地点の前後所定距離の区間や制限車速以下で走行することが指示されている徐行区間等が挙げられる。なお、所定区間は地点によって定義されていても良い。さらに、目標車速は当該所定区間を走行する際の好ましい車速であり、予め設定されればよい。例えば、カーブ区間においては、カーブ区間における一定半径の区間を一定の速度で走行することが好ましいため、当該一定の速度を目標車速とする構成を採用可能である。上述のように、制限車速が決められている場合には、当該制限車速（例えば、ＥＴＣゲートについて２０ｋｍ／ｈ、徐行区間について１０ｋｍ／ｈ）を目標車速とすればよい。

　加速変速比取得手段は、所定区間を走行した後に自車両を目標車速よりも大きい車速に加速させるための変速比を取得することができれば良く、少なくとも、目標車速よりもさらに加速を行うことが可能な変速比を取得することができればよい。例えば、目標車速から当該目標車速より大きい特定の車速に加速させることが可能な変速比や、駆動源の回転数が特定の値であるときに目標車速よりも大きい車速で走行させることが可能な変速比を取得することができればよい。すなわち、これらの変速比を加速変速比とし、所定区間の走行を完了する前に当該加速変速比としておくことにより、所定区間の走行後の加速段階で変速比を変更することなく加速可能であればよい。この結果、所定区間を走行後に自車両をスムーズに加速させることが可能になる。なお、変速比は、少なくとも、目標車速よりも大きい車速に加速させるために必要充分な変速比であればよいが、加速をよりスムーズにするための変速比を予め決定しても良い。例えば、加速開始時点でのスロットル開閉操作や自車両駆動源の回転数等のパラメータを推定し、当該推定に基づいて最も効率的に加速が可能な変速比等を選択可能である。

　変速比制御手段は、所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の変速比を前記加速変速比に設定させることができればよい。すなわち、所定区間の開始地点に到達する前に自車両の変速比を加速に適した加速変速比に設定すると、所定区間に到達する前の道路を走行している自車両において、通常は、より大きい変速比に変更される。このため、変速比を加速変速比とすることで所定区間に到達する以前の減速を補助することが可能である。また、所定区間到達以降では加速変速比を変更せず維持すれば、所定区間における走行を安定させることができる。なお、変速比の設定は自車両に搭載された変速部（例えば、トルクコンバータ付き変速機）に対して実施することができれば良い。すなわち、当該変速部に対する変速比の指示によって変速比を設定し、当該指示に基づいて変速部が指示通りの変速比に切り替えることができればよい。

　減速制御手段は、自車両の車速を所定区間の開始地点に到達する前に目標車速にするように減速させることができればよい。従って、自車両を減速させるための減速部、例えば、駆動源の回転数の調整装置（スロットル等）やブレーキを制御して自車両を減速させることができれば良い。また、自車両を目標車速とするための構成としては、例えば、基準のパラメータに対するフィードバック制御によって減速を行う構成等を採用可能である。なお、基準のパラメータは、自車両の車速を目標車速とする際に基準となる指標であれば良く、自車両の現在位置から所定区間の開始地点までの距離内で自車両の現在車速を目標車速とするために必要な減速度や車速の推移等をこれらの基準のパラメータとすることができる。

　さらに、目標車速を推奨車速に加速させるための必要加速量に基づいて加速変速比を取得しても良い。例えば、車速情報取得手段において所定区間走行後の推奨車速を取得するように構成し、加速変速比取得手段において自車両を目標車速から推奨車速に加速させるための必要加速量を取得し、当該必要加速量で自車両を走行させるための変速比である加速変速比を取得する構成とする。この構成によれば、自車両において、推奨車速まで加速させるための加速変速比を容易に取得することが可能である。なお、推奨車速は、目標車速よりも大きい車速であればよく、例えば、所定区間走行後の道路における制限速度を推奨車速とすることができる。また、減速制御手段にて所定区間に対する減速制御処理を行う前の車速や減速制御処理を開始した時点での車速を推奨車速としてもよい。さらに、オートクルーズ制御を行う車両において、維持するように設定された車速を推奨車速としてもよい。

　なお、必要加速量は、自車両を目標車速から推奨車速にするための加速量であれば良く、車速を目標車速から推奨車速にするために自車両にて出力されるエネルギーを評価するためのパラメータを必要加速量とすることができればよい。当該パラメータとしては、例えば、加速度，トルク，エンジン出力等を採用可能である。

　さらに、必要加速量を取得する際に、所定区間の後の道路に応じた加速量を取得しても良い。例えば、所定区間の終了地点以降に予め所定距離の加速区間を設定しておき、当該加速区間にて目標車速を推奨車速にするための必要加速量（例えば、等加速度にて当該加速を行う際の加速度）を取得する構成を採用可能である。なお、加速区間は各所定区間に対応付けて定義されれば良く、一定の距離の区間でも良いが、道路の形状等に応じて適宜変更する構成としても良い。例えば、カーブ区間の後に設定されたクロソイド区間を加速区間としても良いし、カーブ区間が連続する際にあるカーブ区間と次のカーブ区間との間の所定区間を加速区間としても良い。

　さらに、変速比を決定するための構成例として、自車両の駆動源が所定の回転数であるときに必要加速量以上の加速量を発生させることが可能な変速比のうち、最も燃料消費量が少なくなる変速比を加速変速比とする構成を採用可能である。すなわち、変速比を維持しながら加速を行ったときに推奨車速とすることが可能な変速比であって燃料を最も効率的に使用可能な変速比を加速変速比とする。この構成によれば、効率的に燃料を使用することが可能である。なお、所定の回転数は自車両にて加速を開始する時点における駆動源の回転数の既定値であれば良く、統計値等に基づいて決定してもよいし、自車両を必要加速量で加速させるための制御を行う際に加速開始時点の回転数として予め設定された値であっても良い。また、駆動源は回転力によって車両を駆動することができれば良く、エンジンやモーター等が当該駆動源に相当する。

　さらに、変速比を決定するための構成例として、自車両の駆動源が所定の回転数であるときに必要加速量以上の加速量を発生させることが可能な変速比のうち、最も小さな変速比を加速変速比とする構成を採用可能である。すなわち、変速比を維持しながら加速を行ったときに推奨車速とすることが可能な変速比であって、入力側の駆動源の回転数を低下させて出力側に伝達する際の当該回転数の低下度合いが最も小さい変速比を加速変速比とする。この構成によれば、駆動源の回転数をできるだけ上昇させずに自車両を目標車速から推奨車速へ加速させることができ、効率的に加速を行うことが可能である。

　さらに、変速比を加速変速比に設定する際のタイミングとして、車両の走行安定性の低下を防止するタイミングを採用しても良い。例えば、変速比を加速変速比に設定することによって自車両の走行安定性が低下する程度が所定の程度を越える時点を推定し、当該時点以前に変速比を加速変速比に設定する構成を採用可能である。この構成によれば、走行安定性が所定の程度以上に低下することを防止しながら変速比を加速変速比に設定することができる。従って、変速が車両の挙動に与える影響を抑えながら変速比を加速変速比に設定することが可能である。なお、走行安定性が低下する程度が所定の程度を越える時点を特定するための指標は時間であっても良いし、距離であっても良い。例えば、現在時点から所定の時間間隔（例えば、２秒など）だけ後の時点での力やスリップの可能性を判定する構成であっても良いし、現在位置から所定の距離だけ前方の位置での力やスリップの可能性を判定する構成であっても良く、種々の構成を採用可能である。

　さらに、上述の従来技術のように目標減速度に最も近い減速度が得られる変速比を選択して減速を行うとエンジンブレーキによる減速度を有効に活用して減速することが可能であるが、当該エンジンブレーキを有効に機能させることに起因して変速時に車両に与えるショックは比較的大きくなる。しかし、本発明においては減速時の減速度ではなく加速に着目して加速変速比を決定しているため、変速時に車両に与えるショックを比較的小さく抑えることができる。また、目標減速度に最も近い減速度が得られる変速比を選択する構成においては、減速度を有効に活用するために比較的早い段階で変速比の変更が実施される。このように、減速開始後の早い段階で変速比を切り替えると、駆動源が高回転になるとともに当該高回転の状態が長く続くことになり、運転者に違和感を与えやすい。しかし、本発明においては、加速に着目して加速変速比を決定しているため、減速開始後の比較的遅い段階で変速比を切り替えることになり、運転者にこの種の違和感を与えることはない。

　さらに、自車両に作用する力と自車両にスリップを生じさせる力とに基づいて走行安定性を評価しても良い。例えば、自車両の前方において変速比を加速変速比に設定したときに自車両に作用する力を推定し、当該自車両に作用する力が自車両にスリップを生じさせる力となる以前に変速比が加速変速比に設定される構成としても良い。この構成によれば、変速比を加速変速比に設定することによって自車両にスリップが生じないように変速比を設定することができる。ここでも、自車両に作用する力が自車両にスリップを生じさせる力となる時点を特定するための指標は時間であっても良いし、距離であっても良い。例えば、現在時点から所定の時間間隔（例えば、２秒など）だけ後の時点での力やスリップの可能性を判定する構成であっても良いし、現在位置から所定の距離だけ前方の位置での力やスリップの可能性を判定する構成であっても良く、種々の構成を採用可能である。

　さらに、本発明のように所定区間を走行する際の目標車速から加速するための変速比を設定して減速制御を行う手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のような運転支援装置、プログラム、方法は、単独の運転支援装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような運転支援装置を備えたナビゲーション装置や方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、運転支援装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

運転支援装置を含むナビゲーション装置のブロック図である。 カーブ区間の例を示す図である。 運転支援処理のフローチャートである。 車両減速処理のフローチャートである。 減速開始判定処理のフローチャートである。 減速制御処理のフローチャートである。 車速制限処理のフローチャートである。 変速比選択処理のフローチャートである。 変速比取得処理のフローチャートである。 車両に作用する力を説明する説明図である。

符号の説明

  １０…ナビゲーション装置、２０…制御部、２１…ナビゲーションプログラム、２１ａ…車速情報取得部、２１ｂ…必要加速量取得部、２１ｃ…加速変速比取得部、２１ｄ…変速比制御部、２１ｅ…減速制御部、２１ｆ…加速制御部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、３０ａ１…カーブ区間情報、３０ａ３…加速区間情報、４１…ＧＰＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…変速部、４５…制動部、４６…スロットル制御部

　ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ナビゲーション装置の構成：
（２）運転支援処理：
  （２－１）車両減速処理：
  （２－２）減速開始判定処理：
  （２－３）減速制御処理：
  （２－４）車速制限処理：
  （２－５）変速比選択処理：
  （２－６）変速比取得処理：
（３）他の実施形態：

　（１）ナビゲーション装置の構成：
  図１は、本発明にかかる運転支援装置を含むナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０と記録媒体３０とを備えており、記録媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することができる。本実施形態においては、このプログラムの一つとしてナビゲーションプログラム２１を実施可能であり、当該ナビゲーションプログラム２１はその機能の一つとしてカーブ区間に到達する前に加速区間における加速に適した変速比を設定して減速を実行させる機能を備えている。

　本実施形態における車両（ナビゲーション装置１０が搭載された車両）は、ナビゲーションプログラム２１による機能を実現するためにＧＰＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３と変速部４４と制動部４５とスロットル制御部４６とを備えており、これらの各部と制御部２０とが協働することによってナビゲーションプログラム２１による機能を実現する。

　ＧＰＳ受信部４１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在位置を算出するための情報を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の現在位置を取得する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車両の速度を取得する。ジャイロセンサ４３は、自車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、自車両の走行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号から特定される自車両の現在位置を補正するなどのために利用される。また、自車両の現在位置は、当該自車両の走行軌跡に基づいて適宜補正される。なお、車両の動作を示す情報を取得するための構成は、ほかにも種々の構成を採用可能であり、自車両の現在位置をセンサやカメラによって特定する構成や、ＧＰＳからの信号や地図上での車両の軌跡，車車間通信，路車間通信等によって自車両動作情報を取得する構成等を採用可能である。

　変速部４４は、前進について計６速、後進について計１速等の複数の変速段を有する有段のトルクコンバータを備えており、各変速段に対応した変速比で回転数を調整しながらエンジンの駆動力を自車両の車輪に伝達することができる。制御部２０は図示しないインタフェースを介して変速段を切り替えるための制御信号を出力し、変速部４４は当該制御信号を取得して変速段を切り替えることが可能である。本実施形態においては、前進１速～前進６速のように変速段がハイギアになるにつれて変速比が小さくなるように構成されている。

　制動部４５は、自車両の車輪に搭載されたブレーキによる減速の程度を調整するホイールシリンダの圧力を制御する装置を含み、制御部２０は当該制動部４５に対して制御信号を出力してホイールシリンダの圧力を調整させることが可能である。従って、制御部２０が当該制動部４５に対して制御信号を出力してホイールシリンダの圧力を増加させると、ブレーキによる制動力が増加し、自車両が減速される。

　スロットル制御部４６は、自車両に搭載されたエンジンに供給する空気の量を調整するためのスロットルバルブを制御する装置を含み、制御部２０は当該スロットル制御部４６に対して制御信号を出力してスロットルバルブの開度を調整することが可能である。従って、制御部２０が当該スロットル制御部４６に対して制御信号を出力して吸気量を増加させると、エンジンの回転数が増加する。なお、制御部２０は変速部４４およびスロットル制御部４６に対する制御指示を行う構成であるため、当該制御部２０においては変速部４４によって設定された現在の変速比Ｓｎとスロットル制御部４６によって設定された現在のスロットル開度Ｔｈを取得することができる。

　制御部２０は、ナビゲーションプログラム２１を実行することにより、ＧＰＳ受信部４１の出力情報や後述する地図情報等に基づいて車両の経路探索等を行い、図示しない表示部やスピーカーを介して経路案内等を行う。また、このとき、変速部４４における変速比の設定と制動部４５およびスロットル制御部４６を利用した加減速制御を実施するため、ナビゲーションプログラム２１は車速情報取得部２１ａと加速変速比取得部２１ｃ（必要加速量取得部２１ｂを含む）と変速比制御部２１ｄと減速制御部２１ｅと加速制御部２１ｆを備えている。

　また、記録媒体３０には、ナビゲーションプログラム２１による案内を実施するため地図情報３０ａが記憶されている。地図情報３０ａは、車両が走行する道路上に設定されたノードを示すノードデータ，ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点データ，ノード同士の連結を示すリンクデータ，道路やその周辺に存在する地物を示すデータ等を含み、自車両の現在位置の特定や目的地への案内等に利用される。

　本実施形態においては、カーブ区間（一定半径の区間）に到達する前に減速制御を行うように構成されており、カーブ区間およびその前後の道路を示す情報が地図情報３０ａに含まれている。図２は、カーブ区間Ｚｒの例を示す図であり、自車両Ｃが細い一点鎖線で示すカーブ区間Ｚｒに向けて走行している状態を示している。本実施形態においては、カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓに相当するノードデータに当該カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓであることを示す情報が対応付けられ、カーブ区間Ｚｒの終了地点Ｒｅに相当するノードデータに当該カーブ区間Ｚｒの終了地点Ｒｅであることを示す情報が対応付けられている。また、当該開始地点Ｒｓと終了地点Ｒｅとの間の道路形状を示す形状補間データはカーブ区間Ｚｒの円弧上の位置を示すデータであり、当該形状補間データに基づいてカーブ区間Ｚｒにおける一定の半径Ｒおよび当該半径Ｒの区間を一定の車速で走行する際の車速（目標車速Ｖ₀）を特定することができる。本実施形態においては、カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓと終了地点Ｒｅとその間の形状補間点を示す情報をカーブ区間情報３０ａ１と呼ぶ。

　また、上述のカーブ区間Ｚｒ以前の区間においては、カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓからカーブ区間の逆側に所定距離Ｌ₀の区間を当該カーブ区間Ｚｒに到達する前に減速制御を実施しても良い区間として設定する。図２においては、細い破線で所定距離Ｌ₀の区間を示している。所定距離Ｌ₀は直線区間と定曲率区間との間のクロソイド区間の長さによって決められていても良い。なお、図２においては所定距離Ｌ₀の区間の開始地点を開始地点Ｃａとして示している。本実施形態においては、カーブ区間情報３０ａ１に対して所定距離Ｌ₀を示す情報が対応づけられている。

　さらに、上述のカーブ区間Ｚｒ以降の区間においては、当該カーブ区間Ｚｒを走行した後の所定地点（加速区間Ｚａの終了地点Ｃｅ）に向けて加速を行うための加速区間Ｚａ（図２にて二点鎖線で示す区間、例えば、クロソイド区間）が設定されており、本実施形態においては、加速区間Ｚａの終了地点Ｃｅに相当するノードデータに当該加速区間Ｚａの終了地点Ｃｅであることを示す情報が対応付けられている。なお、本実施形態において、加速区間Ｚａの開始地点はカーブ区間Ｚｒの終了地点Ｒｅと一致し、加速区間Ｚａの開始地点Ｒｅと終了地点Ｃｅとの間の形状は形状補間データによって示される。

　また、加速区間Ｚａの開始地点Ｒｅと終了地点Ｃｅとの位置を示す情報に基づいて加速区間Ｚａの距離Ｌ₁を特定することができる。また、加速区間Ｚａの終了地点Ｃｅに相当するノードデータには、その地点における制限車速が対応付けられており、当該制限車速は本実施形態において加速区間を走行後の推奨車速Ｖ₁となる。さらに、後述の加速制御を行うために加速区間Ｚａの開始地点Ｒｅにおけるスロットル開度Ｔｈ₁が予め決められており、加速区間Ｚａの終了地点Ｃｅに相当するノードデータに当該スロットル開度Ｔｈ₁を示す情報が対応付けられている。本実施形態においては、加速区間Ｚａの開始地点Ｒｅと終了地点Ｃｅと、それらの間の道路形状を示す形状補間データと推奨車速Ｖ₁とスロットル開度Ｔｈ₁を示す情報を加速区間情報３０ａ３と呼ぶ。

　車速情報取得部２１ａは、カーブ区間Ｚｒを走行する際の目標車速Ｖ₀とカーブ区間Ｚｒを走行後の推奨車速Ｖ₁とを取得するモジュールであり、地図情報３０ａを参照してこれらの車速情報を特定する。すなわち、制御部２０は車速情報取得部２１ａの処理によりカーブ区間情報３０ａ１を参照してカーブ区間Ｚｒの半径Ｒを特定し、当該半径Ｒの区間を一定の車速で走行するための車速を取得して目標車速Ｖ₀とする。例えば、予め設定された横加速度Ｇｔ（例えば、０．２Ｇ）にて一定車速で走行するための車速（Ｇｔ・Ｒ）^1/2を目標車速Ｖ₀として取得する。また、加速区間情報３０ａ３を参照して推奨車速Ｖ₁を取得する。

　必要加速量取得部２１ｂは、自車両を目標車速Ｖ₀から推奨車速Ｖ₁に加速させるための必要加速量を取得するためのモジュールであり、制御部２０は必要加速量取得部２１ｂの処理により加速区間情報３０ａ３に基づいて加速区間の距離Ｌ₁を特定し、当該距離Ｌ₁にて目標車速Ｖ₀から推奨車速Ｖ₁に加速させるための必要加速度ａを取得する。すなわち、加速区間Ｚａの開始地点Ｒｅと終了地点Ｃｅとその間の形状補間点との位置を示す情報から道路形状に沿った開始地点Ｒｅと終了地点Ｃｅとの間の長さを距離Ｌ₁として取得する。そして、当該距離Ｌ₁にて目標車速Ｖ₀を推奨車速Ｖ₁とするための必要加速度ａを、例えば、等加速度運動を想定し、ａ＝（Ｖ₁ ²－Ｖ₀ ²）／（２Ｌ₁）などとして取得する。

　加速変速比取得部２１ｃは、必要加速度ａ以上の加速度で自車両を走行させるための変速比である加速変速比Ｓａ（Ｓａは１～６（上述の前進１速～６速に対応）のいずれか）を取得するモジュールであり、制御部２０は加速変速比取得部２１ｃの処理により加速区間情報３０ａ３を参照してスロットル開度Ｔｈ₁を取得し、当該スロットル開度Ｔｈ₁と必要加速度ａと目標車速Ｖ₀とに基づいて変速比を決定する。本実施形態においては、自車両における車速が目標車速Ｖ₀であり、スロットル開度Ｔｈ₁に対応するエンジン回転数で走行している状態において、必要加速度ａ以上の加速度を発生させることが可能な変速比のうち、最も燃料消費量が少なくなる変速比を加速変速比Ｓａとする。

　この構成によれば、効率的に燃料を使用して自車両を目標車速Ｖ₀から推奨車速Ｖ₁へ加速させることができる。なお、ここで、変速比の選択は、例えば、エンジン回転数やスロットル開度Ｔｈ₁に対応付けられた燃料消費量マップを予め用意し、当該燃料消費量マップに基づいて実施する構成等を採用可能である。また、ここではスロットル開度Ｔｈ₁に対応したエンジン回転数を想定したが、むろん、当該回転数を統計値等に基づいて決定しても良い。

　変速比制御部２１ｄは、自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓに到達する前に自車両の変速比を加速変速比Ｓａに設定させるモジュールであり、制御部２０は変速比制御部２１ｄの処理により、後述する処理手順に従った所定のタイミングで変速比を加速変速比Ｓａとするための制御信号を変速部４４に出力する。変速部４４は、当該制御信号に応じて変速比を加速変速比Ｓａに切り替える。

　減速制御部２１ｅは、自車両がカーブ区間Ｚｒに到達する前に自車両の車速が目標車速Ｖ₀になるように減速させるモジュールであり、制御部２０は減速制御部２１ｅの処理により、カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓにおいて車速が目標車速Ｖ₀となるようにフィードバック制御を行う。すなわち、目標車速Ｖ₀を取得するとともにカーブ区間情報３０ａ１を参照して自車両の現在位置と開始地点Ｒｓとその間の形状補間点との位置を示す情報から道路形状に沿った自車両の現在位置と終了地点Ｒｓとの間の長さを距離Ｌｃとして取得する。

　そして、当該距離Ｌｃにて自車両の現在車速Ｖｃを目標車速Ｖ₀とするための必要減速度Ｇｒ（自車両の進行方向を正とした場合の負の加速度）を、例えば、等加速度運動を想定し、Ｇｒ＝（Ｖ₀ ²－Ｖｃ²）／（２Ｌｃ）などとして取得する。さらに、本実施形態においては、必要減速度Ｇｒを逐次取得しており、当該必要減速度Ｇｒが予め決められた閾値（後述するLimG_hあるいはLimG_L）を超えたときに減速制御を開始する。すなわち、変速部４４によって設定されている現在の変速比Ｓｎおよびスロットル制御部４６によって調整された現在のスロットル開度Ｔｈでのエンジン回転数に基づいてエンジンブレーキによる減速度Ｇｅを取得する。そして、制御部２０は、必要減速度Ｇｒと当該減速度Ｇｅとの差分（Ｇｒ－Ｇｅ）に相当する減速度をブレーキによって発生させるための制御信号を制動部４５に出力する。この結果、制動部４５においては、必要減速度Ｇｒと当該減速度Ｇｅとの差分（Ｇｒ－Ｇｅ）を補うようにブレーキを作用させる。

　なお、本実施形態においては、カーブ区間に到達する前において減速動作を行っている最中に変速比を加速変速比Ｓａに切り替える。このとき、通常は変速比の切り替えによってよりトルクが大きい変速比となる。このため、変速比を加速変速比Ｓａとすることでカーブ区間に到達する以前の減速を補助することが可能である。

　さらに、加速制御部２１ｆは、自車両がカーブ区間Ｚｒを走行した後の加速を制御するためのモジュールであり、制御部２０は加速制御部２１ｆの処理により、カーブ区間Ｚｒの終了地点Ｒｅから距離Ｌ₁の間の加速区間Ｚａにおいて、車速を目標車速Ｖ₀から推奨車速Ｖ₁にするようにスロットル開度Ｔｈを制御する。すなわち、変速比を加速変速比Ｓａに維持した状態で、スロットル制御部４６に制御信号を出力してスロットル開度をＴｈ₁に設定し、その後、必要加速度ａにて加速が行われるように適宜スロットル開度を調整する。

　以上の構成によれば、自車両にてカーブ区間に到達する前の道路を走行している段階で加速変速比Ｓａに設定するため、加速区間Ｚａを走行する段階では推奨車速Ｖ₁に加速するために適した加速変速比Ｓａとなっており、当該加速区間Ｚａにて不要な変速を行うことを抑制することができる。このため、当該不要な変速に伴うエンジン回転数の変化を抑制し、加速時の走行安定性の低下を抑制することができ、スムーズに加速することが可能である。また、必要減速度Ｇｒに最も近い減速度が得られる変速比を選択して減速を行うと、エンジンブレーキによる減速度を有効に活用して減速することが可能であるが、当該エンジンブレーキを有効に機能させることに起因して変速時に車両に与えるショックは比較的大きくなる。しかし、本発明においては減速時の減速度ではなく加速時の必要加速度ａに着目して加速変速比Ｓａを決定しているため、変速時に車両に与えるショックを比較的小さく抑えることができる。

　（２）運転支援処理：
  次に、以上の構成においてナビゲーション装置１０が実施する運転支援処理を説明する。ナビゲーション装置１０によってナビゲーションプログラム２１が実行されているとき、当該ナビゲーションプログラム２１が備える各部は図３に示す処理を実行する。本実施形態においては、減速制御に関して３種類の異なる制御の状態（減速制御状態ＤＳと呼ぶ）を設け、変速比制御に関して３種類の異なる制御の状態（変速比制御状態ＧＳと呼ぶ）を設けており、制御部２０は減速制御状態ＤＳおよび変速比制御状態ＧＳを特定するための変数を"０"に初期化する（ステップＳ１００，Ｓ１１０）。なお、本実施形態において、車速の制御を実施しない状態がＤＳ＝０，車速を目標車速Ｖ₀に減速させる状態がＤＳ＝１，カーブ区間において車速を維持する状態がＤＳ＝２である。また、変速比の制御を行わない状態がＧＳ＝０，変速比の算出処理を行う状態がＧＳ＝１，変速比の切り替え処理を行う状態がＧＳ＝２である。

　減速制御状態ＤＳおよび変速比制御状態ＧＳを初期化すると、制御部２０は、自車両の前方に存在するカーブ区間の情報を取得する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１等の出力信号に基づいて自車両の現在位置を特定し、地図情報３０ａを参照して当該現在位置の前方の所定範囲にカーブ区間が存在するか否かを判定する。そして、カーブ区間が存在する場合には、そのカーブ区間に関するカーブ区間情報３０ａ１，加速区間情報３０ａ３を取得する。さらに、制御部２０は、車両減速処理（ステップＳ１３０）、変速比選択処理（ステップＳ１４０）を実行し、図示しないイグニションスイッチの出力信号を取得してイグニションがオフにされたか否かを判定する（ステップＳ１５０）。そして、イグニションがオフにされたと判別されるまでステップＳ１２０以降の処理を繰り返す。

　（２－１）車両減速処理：
  図４は、ステップＳ１３０における車両減速処理を示すフローチャートである。同図４に示す車両減速処理において、制御部２０は、減速制御状態ＤＳが"０"であるか否か（ステップＳ２００）、"１"であるか否か（ステップＳ２１０）、"２"であるか否か（ステップＳ２２０）を判別する。そして、ステップＳ２００にてＤＳ＝０であると判別されたときには減速開始判定処理（ステップＳ２０５）、ステップＳ２１０にてＤＳ＝１であると判別されたときには減速制御処理（ステップＳ２１５）、ステップＳ２２０にてＤＳ＝２であると判別されたときには車速制限処理（ステップＳ２２５）を実行する。他の判別結果であった場合およびステップＳ２０５，Ｓ２１５，Ｓ２２５を実施した後には、図３に復帰して処理を繰り返す。

　（２－２）減速開始判定処理：
  図５は、ステップＳ２０５における減速開始判定処理を示すフローチャートである。当該減速開始判定処理においては、予め決められた条件に基づいて減速制御状態ＤＳを"１"あるいは"２"にするための処理を行う。このためにまず制御部２０は、減速制御部２１ｅの処理により、自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓまで所定距離Ｌ₀以内の位置に到達したか否かを判別する（ステップＳ３００）。すなわち、自車両が開始値点Ｃａを通過したか否かを判別する。具体的には、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１等の出力信号に基づいて自車両の現在位置を取得し、カーブ区間情報３０ａ１を参照してカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓの位置を取得し、自車両の現在位置が開始地点Ｒｓの位置に近づく過程において、自車両の現在位置と開始地点Ｒｓとの距離が所定距離Ｌ₀以下であるか否かを判別する。ステップＳ３００にて、カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓまで所定距離Ｌ₀以内の位置に到達したと判別されないときには、ステップＳ３０５以降の処理をスキップして図４に示す処理に復帰する。

　ステップＳ３００にて、自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓまで所定距離Ｌ₀以内の位置に到達したと判別されたとき、制御部２０は、車速情報取得部２１ａおよび減速制御部２１ｅの処理により、カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓにて自車両の車速を目標車速Ｖ₀とするための必要減速度Ｇｒを取得する（ステップＳ３０５）。すなわち、制御部２０は、カーブ区間情報３０ａ１に基づいてカーブ区間Ｚｒの半径Ｒを特定するとともに当該半径Ｒのカーブを一定速度で走行する際の車速を目標車速Ｖ₀として取得する。また、ＧＰＳ受信部４１等の出力信号に基づいて特定される自車両の現在位置と、カーブ区間情報３０ａ１に基づいて特定されるカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓと、現在位置と開始地点Ｒｓとの間の形状補間点の位置を示す情報から上述の距離Ｌｃを取得する。そして、車速センサ４２の出力情報に基づいて現在車速Ｖｃを特定し、Ｇｒ＝（Ｖ₀ ²－Ｖｃ²）／（２Ｌｃ）として必要減速度Ｇｒを取得する。

　次に、制御部２０は、スロットルバルブが開状態（アクセルオン状態）であるか否かを判別する（ステップＳ３１０）。すなわち、制御部２０は減速制御部２１ｅの処理により、現在のスロットル開度Ｔｈを取得し、スロットルバルブが閉じられていない開状態であるか否かを判別する。ステップＳ３１０にてスロットルバルブが開状態であると判別されない（アクセルオフ状態）とき、制御部２０は減速制御部２１ｅの処理により、必要減速度Ｇｒが閾値LimG_L以上であるか否かを判別する（ステップＳ３１５）。また、ステップＳ３１０にてスロットルバルブが開状態であると判別された（アクセルオン状態）とき、制御部２０は減速制御部２１ｅの処理により、必要減速度Ｇｒが閾値LimG_h以上であるか否かを判別する（ステップＳ３２０）。

　ステップＳ３１５，Ｓ３２０にて、必要減速度Ｇｒがそれぞれの閾値以上であると判別されたとき、制御部２０は減速制御部２１ｅの処理により、減速制御状態ＤＳを"１"に設定する（ステップＳ３２５，Ｓ３３０）。すなわち、自車両が減速することなくカーブ区間Ｚｒに近づくとき、自車両がカーブ区間Ｚｒに近づくにつれて車速を目標車速Ｖ₀にするための必要減速度Ｇｒが大きくなり、いずれかのタイミングで必要減速度Ｇｒが閾値を超えるので、閾値を超えた後に減速制御を実施するように減速制御状態ＤＳを"１"に設定する。なお、本実施形態においては、スロットルバルブの状態によって減速を開始すべきタイミングが異なると見なし、スロットルバルブが開状態であるときと閉状態であるときの閾値LimG_h，LimG_Lを異なる値とし、LimG_h＞LimG_Lと設定してある。

　一方、ステップＳ３１５，Ｓ３２０にて、必要減速度Ｇｒがそれぞれの閾値以上であると判別されないとき、制御部２０は減速制御部２１ｅの処理により、自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓに到達したか否かを判別する（ステップＳ３３５）。すなわち、ＧＰＳ受信部４１等の出力信号に基づいて自車両の現在位置を取得し、カーブ区間情報３０ａ１を参照してカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓの位置を取得し、自車両の現在位置が開始地点Ｒｓの位置よりもカーブ区間Ｚｒ寄りであるか否かを判別する。ステップＳ３３５にて自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓに到達したと判別されたときには減速制御状態ＤＳを"２"に設定する。すなわち、必要減速度Ｇｒが閾値を超えることなくカーブ区間Ｚｒに到達したときには、減速制御状態ＤＳを"２"とする。ステップＳ３３５にて自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓに到達したと判別されないときには図４に示す処理に復帰する。

　（２－３）減速制御処理：
  図６は、ステップＳ２１５における減速制御処理を示すフローチャートである。当該減速制御処理においては、自車両を減速させて目標車速Ｖ₀とするための処理を行う。このためにまず制御部２０は、減速制御部２１ｅの処理により、カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓに到達したか否かを判別する（ステップＳ４００）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１等の出力信号に基づいて自車両の現在位置を取得し、カーブ区間情報３０ａ１を参照してカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓの位置を取得し、自車両の現在位置が開始地点Ｒｓの位置よりもカーブ区間Ｚｒ寄りであるか否かを判別する。

　ステップＳ４００にて、自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓに到達したと判別されないときに、制御部２０は、車速情報取得部２１ａおよび減速制御部２１ｅの処理により、カーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓにて自車両の車速を目標車速Ｖ₀とするための必要減速度Ｇｒを取得する（ステップＳ４０５）。当該処理は、上述のステップＳ３０５と同様である。

　そして、制御部２０は、エンジンブレーキおよび制動部によって必要減速度Ｇｒを発生させる（ステップＳ４１０）。すなわち、制御部２０は、減速制御部２１ｅの処理により、現在の変速比Ｓｎおよび現在のスロットル開度Ｔｈを取得し、当該変速比Ｓｎおよびスロットル開度Ｔｈでのエンジン回転数に基づいてエンジンブレーキによる減速度Ｇｅを取得する。そして、制御部２０は、（Ｇｒ－Ｇｅ）に相当する減速度をブレーキによって発生させるための制御信号を制動部４５に出力する。

　この結果、制動部４５においては、必要減速度Ｇｒと当該減速度Ｇｅとの差分（Ｇｒ－Ｇｅ）を補うようにブレーキを作用させ、自車両における減速度が必要減速度Ｇｒとなる。必要減速度Ｇｒは、上述のように、距離Ｌｃにて自車両の現在車速Ｖｃを目標車速Ｖ₀とするための必要減速度であるため、以上の制御を繰り返すことにより、自車両の車速を目標車速Ｖ₀に収束させることができる。なお、以上の減速制御における変速比は必要減速度Ｇｒではなく必要加速度ａに基づいて決定され、自車両の変速比は後述する処理によってカーブ区間に到達する前に加速変速比Ｓａに切り替えられる。

　ステップＳ４００にて自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓに到達したと判別されたとき、制御部２０は減速制御状態ＤＳを"２"に設定する（ステップＳ４１５）。すなわち、カーブ区間Ｚｒに到達したときには、減速ではなく車速を維持する処理を行うために減速制御状態ＤＳを"２"とする。なお、ステップＳ４１０，Ｓ４１５の後に図４に示す処理に復帰する。

　（２－４）車速制限処理：
  図７は、ステップＳ２２５における車速制限処理を示すフローチャートである。当該車速制限処理においては、自車両の車速を目標車速Ｖ₀に維持するための処理を行う。このためにまず制御部２０は、減速制御部２１ｅの処理により、カーブ区間Ｚｒの終了地点Ｒｅ（加速区間Ｚａの開始地点）に到達したか否かを判別する（ステップＳ５００）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１等の出力信号に基づいて自車両の現在位置を取得し、カーブ区間情報３０ａ１を参照してカーブ区間Ｚｒの終了地点Ｒｅの位置を取得し、自車両の現在位置が終了地点Ｒｅの位置よりも加速区間Ｚａ寄りであるか否かを判別する。

　ステップＳ５００にて、自車両がカーブ区間Ｚｒの終了地点Ｒｅに到達したと判別されないときに、制御部２０は、減速制御部２１ｅの処理により車速センサ４２の出力情報に基づいて現在車速Ｖｃを特定し、現在車速Ｖｃが閾値である目標車速Ｖ₀を超えているか否かを判別する（ステップＳ５０５）。ステップＳ５０５にて現在車速Ｖｃが目標車速Ｖ₀を超えていると判別されたとき、制御部２０は、エンジンブレーキおよび制動部によって必要減速度Ｇｒを発生させる（ステップＳ５１０）。当該ステップＳ５１０の処理は上述のステップＳ４１０と同様である。

　一方、ステップＳ５００にて自車両がカーブ区間Ｚｒの終了地点Ｒｅに到達したと判別されたとき、減速制御を終了させるため、制御部２０は減速制御状態ＤＳを"０"に設定する（ステップＳ５１５）。そして、ステップＳ５１０，Ｓ５１５の後、およびステップＳ５０５にて現在車速Ｖｃが目標車速Ｖ₀を超えていると判別されないときには図４に示す処理に復帰する。

　（２－５）変速比選択処理：
  図８は、ステップＳ１４０における変速比選択処理を示すフローチャートである。当該変速比選択処理においては、変速比制御状態ＧＳを特定し，加速変速比Ｓａを取得し、変速比の設定を行うための処理を実行する。当該変速比選択処理において、制御部２０は、変速比制御状態ＧＳが"０"であるか否か（ステップＳ６００）、"１"であるか否か（ステップＳ６１５）を判別する。そして、ステップＳ６００にてＧＳ＝０であると判別されたときには、変速比制御状態ＧＳを"１"に設定するための処理（ステップＳ６０５，Ｓ６１０）を実行し、ステップＳ６１５にてＧＳ＝１であると判別されたときには変速比取得処理（ステップＳ６２０）を実行する。

　なお、ステップＳ６０５において、制御部２０は、減速制御部２１ｅの処理により、自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓまで所定距離Ｌ₀以内の位置に到達したか否かを判別する。そして、ステップＳ６０５にて、自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓまで所定距離Ｌ₀以内の位置に到達したと判別されないときには、ステップＳ６１０をスキップして図３に示す処理に復帰する。一方、自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓまで所定距離Ｌ₀以内の位置に到達したと判別されたときには、変速比制御状態ＧＳを"１"に設定する。すなわち、カーブ区間に到達する前に加速変速比Ｓａを取得するための状態であるＧＳ＝１に設定する。

　ステップＳ６２０の変速比取得処理は後に詳述するが、当該変速比取得処理においては、変速比に対応した変速段を示す変数Ｎに加速変速比Ｓａに対応した変速段を示す値を代入し、変速比制御状態ＧＳを"２"にするための処理を行う。図８において、ステップＳ６００にてＧＳ＝０であると判別されず、ステップＳ６１５にてＧＳ＝１であると判別されないとき、すなわち、変速比制御状態ＧＳが"２"であるとき、制御部２０は、変速比制御部２１ｄの処理により、変数Ｎに対応した変速比で走行するように設定を行う（ステップＳ６３０）。ここで、変数Ｎには加速変速比Ｓａに対応した変速段を示す値が代入されており、制御部２０は、変速部４４に制御信号を出力し、変数Ｎが示す変速段に変速させる。

　次に、制御部２０は、変速比制御部２１ｄの処理により、変速比を加速変速比Ｓａに設定した状態を維持するか否かの判定を行う。すなわち、加速区間Ｚａの終了地点Ｃｅに到達したか否かを判別し（ステップＳ６３５）、操舵角が所定角以内であるか否かを判別し（ステップＳ６４０）、現在車速が所定値以下であるか否かを判別する（ステップＳ６４５）。また、ステップＳ６３５にて終了地点Ｃｅに到達したと判別されたとき、ステップＳ６４０にて操舵角が所定角以内であると判別されたとき、ステップＳ６４５にて現在車速が所定値以下であると判別されたとき、制御部２０は変速比制御状態ＧＳを"０"に設定する（ステップＳ６５０）。一方、これら以外の場合にはステップＳ６５０をスキップする。

　なお、本実施形態においては、変速比制御状態ＧＳが"０"になると、変速比を加速変速比Ｓａに設定した状態を解除し、運転者の操作に応じた変速を実施することが可能になる。また、ステップＳ６３５において制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１等の出力信号に基づいて自車両の現在位置を取得し、加速区間情報３０ａ３を参照して加速区間Ｚａの終了地点Ｃｅの位置を取得し、自車両の現在位置が終了地点Ｃｅの位置以降であるか否かを判別する。従って、自車両が終了地点Ｃｅを通過する以前においては自車両の状態が加速変速比Ｓａに設定した状態で加速を行って良い状態であると見なし、自車両が終了地点Ｃｅを通過すると運転者の操作に応じた変速比を設定可能にする。

　さらに、ステップＳ６４０において制御部２０は、図示しない舵角センサの出力情報を取得し、当該出力情報に基づいて操舵角を特定する。そして、当該操舵角と予め決められた所定角とを比較することによって操舵角が所定角以内であるか否かを判定する。なお、ここでは、操舵角が所定角以内であるときには加速変速比Ｓａに設定した状態で加速を行って良い状態であると見なし、操舵角が所定角以内でないときには運転者の操作に応じた変速比を設定可能にする。

　さらに、ステップＳ６４５において制御部２０は、車速センサ４２の出力情報に基づいて自車両の現在車速を特定し、当該現在車速が所定値以下であるか否かを判定する。ここでは、現在車速が所定値以下であるときに加速変速比Ｓａに設定した状態で加速を行って良い状態であると見なし、現在車速が所定値以下でないときには運転者の操作に応じた変速比を設定可能にする。

　（２－６）変速比取得処理：
  図９は、ステップＳ６２０における変速比取得処理を示すフローチャートである。当該変速比取得処理においては、加速変速比Ｓａに対応した変速段をＮに代入し、当該加速変速比Ｓａに対応した変速段に切り替えるための状態（ＧＳ＝２）に設定するための処理を行う。

　当該変速比取得処理において、制御部２０は、加速変速比Ｓａに対応する変速段をＮに代入する（ステップＳ７００）。すなわち、制御部２０は、車速情報取得部２１ａ，必要加速量取得部２１ｂ，加速変速比取得部２１ｃの処理により加速変速比Ｓａを算出する。具体的には、制御部２０が車速情報取得部２１ａの処理によりカーブ区間の半径Ｒに基づいて目標車速Ｖ₀を特定し、加速区間情報３０ａ３を参照して推奨車速Ｖ₁を取得する。

　さらに制御部２０は必要加速量取得部２１ｂの処理により、加速区間情報３０ａ３に基づいて加速区間の距離Ｌ₁を特定し、必要加速度ａ＝（Ｖ₁ ²－Ｖ₀ ²）／（２Ｌ₁）を取得する。さらに、制御部２０は、加速変速比取得部２１ｃの処理により、加速区間情報３０ａ３を参照して加速区間Ｚａの開始地点Ｒｅにおけるスロットル開度Ｔｈ₁を取得し、必要加速度ａと目標車速Ｖ₀とに基づいて変速比を決定する。本実施形態においては、自車両の車速が目標車速Ｖ₀かつスロットル開度Ｔｈ₁であるときに各変速比において出力されるトルクＴｒ₁～Ｔｒ₆（１～６は変速比に対応）と、必要加速度ａに対応したトルクＴｒａとを比較する。

　このため、まず、必要加速度ａに対応したトルクＴｒａを、例えば、加速度×車重×タイヤ半径／ディファレンシャルギア比などとして取得する。一方、目標車速Ｖ₀において各変速比にて実現されるエンジン回転数（ｒｐｍ）を、例えば、目標車速Ｖ₀×１０００／３６００／（２π×タイヤ半径）×ディファレンシャルギア比×６０×変速比×トルクコンバータスリップ比などとして取得する。この結果、変速比１～６（変速段６～１）に対応した目標車速Ｖ₀でのエンジン回転数Ｒe₁～Ｒｅ₆が取得される。さらに、各エンジン回転数Ｒe₁～Ｒｅ₆かつスロットル開度Ｔｈ₁にて出力可能なトルクＴｒ₁～Ｔｒ₆を取得する。当該トルクＴｒ₁～Ｔｒ₆は、例えば、変速比毎にスロットル開度Ｔｈ₁およびエンジン回転数とトルクとを対応付けたトルク特性マップに基づいて各エンジン回転数Ｒe₁～Ｒｅ₆に対応するトルクＴｒ₁～Ｔｒ₆を取得してもよい。

　以上のようにして必要加速度ａに対応したトルクＴｒａと、各変速比において出力されるトルクＴｒ₁～Ｔｒ₆を取得すると、トルクＴｒａ以上のトルクを発生させることが可能（すなわち、必要加速度ａ以上の加速度を発生可能）な変速比の中で最も燃料消費量が少なくなる変速比を選択して加速変速比Ｓａとする。この結果、必要加速度ａにて加速を行ったときに自車両の車速を推奨車速Ｖ₁とすることが可能な変速比であって、最も燃料消費量が少なくなる変速比が加速変速比Ｓａとなる。加速変速比Ｓａが得られたら、当該加速変速比Ｓａに対応した変速段を示す値を変数Ｎに代入する。

　さらに、制御部２０は、ステップＳ７１０以降にて、車両の走行安定性の低下を防止するタイミングで変速比制御状態ＧＳを"２"に設定して変速比を設定するための処理を行う。この処理において、制御部２０は、自車両の変速段を加速変速比Ｓａに対応した変速段に設定したときに、当該自車両に作用する減速力Ｆａｄを算出する（ステップＳ７１０）。ここで、減速力Ｆａｄは加速変速比Ｓａに対応した変速段において現在車速かつ現在のエンジン回転数で走行する際に自車両に作用する減速力（自車両の後方に向けた力）を示している。当該減速力Ｆａｄは、例えば、上述のトルクＴｒ₁～Ｔｒ₆の算出と同様にして加速変速比Ｓａに対応した変速段に対応するトルクを取得し、当該トルクと車重等に基づいて当該減速力Ｆａｄを算出すればよい。

　さらに、制御部２０は自車両にスリップを生じさせる力を評価するための処理を行う。このためにまず、制御部２０は、変速比制御部２１ｄの処理により、２秒先の地点における曲率γを取得する（ステップＳ７１５）。すなわち、制御部２０は、自車両の現在車速にて２秒間走行したときの地点を推定し、当該地点に最も近い少なくとも３点の形状補間点あるいはノードを取得し、少なくとも３点の形状補間点あるいはノードに基づいて当該地点における曲率γを取得する。さらに、制御部２０は、前記２秒先の地点における路面の摩擦係数μを取得する（ステップＳ７２０）。当該路面の摩擦係数μは、予め特定されていれば良く、予め計測した摩擦係数を地図情報３０ａに記録しておいても良いし、天候等に基づいて推測して路面の摩擦係数を決定しても良いし、プローブ情報を利用して摩擦係数を決定しても良い。

　次に、制御部２０は変速比制御部２１ｄの処理により、自車両にスリップを生じさせる力を評価するための閾値LimFadを取得する（ステップＳ７２５）。本実施形態において閾値LimFadは（（μ・Ｗ・Ｓ）²－Ｆｃ（γ）²）^1/2で表され、Ｗは自車両の重量、Ｓは０より大きく１以下の係数、Ｆｃ（γ）は曲率γを走行しているときに自車両に作用する横方向の力を示す関数である。なお、重量Ｗ、係数Ｓ、関数Ｆｃ（γ）は予め記録媒体３０に記録されており、制御部２０は、記録媒体３０を参照してこれらの情報を取得して閾値LimFadを算出する。

　図１０は、減速力Ｆａｄと閾値LimFadを説明するための説明図である。同図１０においては、矢印Ｆｗに向かって走行する自車両Ｃと当該自車両Ｃに作用する摩擦力μ・Ｗの大きさを実線の円で示している。同図１０において、自車両Ｃに作用する力（横方向の力Ｆｃ（γ）と減速力との合力）を示すベクトルの先端が実線の円を超える場合に自車両Ｃにてスリップが生じる。すなわち、摩擦力μ・Ｗを横方向の力Ｆｃ（γ）と車両後方に向けた減速力とに分力すれば、当該減速力をスリップが生じる限界の減速力とみなすことができる。

　そこで、本実施形態においては、摩擦力μ・Ｗに対して一定のマージンを与え、摩擦力μ・Ｗに１以下の係数Ｓを乗じた値μ・Ｗ・Ｓを横方向の力Ｆｃ（γ）に基づいて車両後方に向けた力に分力して得られた値を閾値LimFadとしている。すなわち、図１０に例示するように、減速力Ｆａｄを示すベクトルの先端が、ベクトルμ・Ｗ・Ｓの分力ベクトルの先端に相当する位置Ｐよりも円の外周に近い場合に自車両Ｃの走行安定性が低下するとみなす。

　このため、制御部２０は減速力Ｆａｄが閾値LimFadよりも大きいか否かを判別し（ステップＳ７３０）、減速力Ｆａｄが閾値LimFadよりも大きいと判別されないときには、制御部２０は２秒先の地点がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓを超えたか否かを判別し（ステップＳ７３５）、開始地点Ｒｓを超えたと判別されない場合には、図８に示す処理に復帰する。一方、ステップＳ７３０にて減速力Ｆａｄが閾値LimFadよりも大きいと判別されたとき、または、ステップＳ７３５にて２秒先の地点が自車両がカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓを超えたと判別されたときには、変速比の設定を行わせるために変速比制御状態ＧＳを"２"に設定する。

　従って、ステップＳ７３０を経て変速比制御状態ＧＳが"２"となり、さらに、ステップＳ６１５の判別を経てステップＳ６３０にて変速比を設定する処理が行われると、自車両に作用する力が自車両にスリップを生じさせる力となる以前に変速比が加速変速比Ｓａに設定されることになる。従って、変速比を加速変速比Ｓａに設定することによって自車両にスリップが生じないように変速比を設定することができ、変速が車両の挙動に与える影響を抑えながら変速比を設定することが可能である。なお、ここでは、自車両の前方において自車両に作用する力がスリップを生じさせる力となるか否かを評価することができれば良く、上述のように現在時点から所定の時間間隔だけ後の時点における力を評価する構成の他、現在位置から所定の距離だけ前方の位置での力を評価する構成を採用しても良い。なお、ステップＳ７１５，Ｓ７３５における「２秒」は一例であり、変速比制御部２１ｄが変速部４４に、変速比を加速変速比Ｓａとするための制御信号を出力してから、当該制御信号に応じて変速部４４による変速比の切り替えが完了するまでに要する時間より大きい値が設定されていればよい。例えば、ステップＳ７３５においては、変速比を加速変速比Ｓａに切り替えることができる時間以上後に到達する地点が開始地点Ｒｓを超えたか否かを判定すればよい。むろん、現在時点から所定の時間間隔だけ後の時点における力を評価するために、上述のように現在位置から所定の距離だけ前方の位置での力を採用したときには、現在位置にて変速のための処理を開始してから変速が完了するまでの距離より大きい距離を所定の距離とする構成を採用可能である。

　以上の処理によれば、例えば、図２に太い破線の矢印で示すように、カーブ区間に到達する前の道路を６速で走行している自車両Ｃがカーブ区間Ｚｒに接近すると、減速制御がなされてカーブ区間Ｚｒの開始地点Ｒｓまでに目標車速Ｖ₀とされる。当該カーブ区間に到達する前の道路においては、変速比取得処理において加速変速比Ｓａが算出される。また、当該変速比取得処理においては自車両Ｃより２秒先の道路の曲率γを取得しており、当該γが大きくなって減速力Ｆａｄが閾値LimFadを超えた段階で減速制御状態ＧＳが"２"に設定されるので、加速変速比Ｓａが例えば、３速の変速段に対応する変速比であれば、ステップＳ６３０の処理により変速段が３速となる。従って、図２にて太い一点鎖線で示すように、これ以後のカーブ区間に到達する前の道路、カーブ区間Ｚｒ、加速区間Ｚａにおいて変速段は３速に維持され、加速区間Ｚａにて加速を開始したときにスムーズに加速を行うことができる。

　（３）他の実施形態：
  以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、所定区間を走行する際の目標車速から加速するための変速比を設定して減速制御を行う限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、目標車速はカーブ区間Ｚｒの半径Ｒから算出したが、むろん、予め各カーブ区間に対して目標車速を対応付けておき、当該対応付けられた目標車速を取得しても良い。さらに、本発明の適用対象はカーブ区間に限定されず、目標車速を維持して（または目標車速以下の車速で）走行する区間を所定区間とする構成を採用してもよい。例えば、通過する際に制限車速以下に減速させることが推奨されているＥＴＣ（Electronic toll collection）ゲートが存在する地点の前後所定距離の区間や制限車速以下で走行することが指示されている徐行区間等が挙げられる。なお、所定区間は地点によって定義されていても良い。さらに、制限車速が決められている区間を所定区間とする場合には、当該制限車速（例えば、ＥＴＣゲートについて２０ｋｍ／ｈ、徐行区間について１０ｋｍ／ｈ）を目標車速とすればよい。

　さらに、本発明は、必要加速量に対応した変速比を取得する構成に限定されることはなく、目標車速より大きい車速に加速することが可能な変速比を決定することができる限りにおいて種々の構成を採用可能である。例えば、カーブ区間等の所定区間を走行した後のスロットル開閉操作に対応した駆動源（エンジンやモータ）の回転数を予め学習しておき、自車両にて所定区間を走行した後に当該学習した回転数にて駆動源を回転させ、目標車速からより大きい車速に加速するための加速変速比を特定する構成等を採用可能である。すなわち、推奨車速が特定されていない場合であっても、所定区間を走行後に自車両の車速を目標車速よりも大きい車速に加速させることができる限りにおいて、種々の構成を採用可能である。

　さらに、加速変速比は、少なくとも、目標車速よりも大きい車速に加速させるために必要充分な変速比であればよいが、加速をよりスムーズにするための変速比を予め決定しても良い。例えば、加速開始時点でのスロットル開閉操作や自車両駆動源の回転数等のパラメータを推定し、当該推定に基づいて最も効率的に加速が可能な変速比等を選択可能である。また、減速制御に際しては、上述のように減速度に基づいてフィードバック制御を行うほか、車速に基づいてフィードバック制御を行う構成を採用しても良い。

　さらに、必要加速量は車速を目標車速から推奨車速にするために自車両にて出力されるエネルギーを評価するためのパラメータであればよく、上述の必要加速度ａに限定されない。例えば、トルク，エンジン出力等を採用可能である。さらに、上述の実施形態においては、当該加速区間Ｚａや上述の所定距離Ｌ₀によって定義される区間の一例および加速区間Ｚａをクロソイド区間としたが、むろん、これらの区間はそれぞれが減速のための区間および加速のための区間として予め決められていれば良く、クロソイド区間より短くても良いし長くても良い。さらに、クロソイド区間でなくても良く、例えば、カーブ区間が連続する際にあるカーブ区間と次のカーブ区間との間の所定区間を加速区間としても良い。さらに、加速変速比への変速は所定区間に到達する前に実施されれば良く、所定区間の開始地点あるいは所定距離Ｌ₀によって定義される区間の開始地点Ｃａで変速を行っても良いし、必要減速度Ｇｒが閾値LimG_h，LimG_Lを超えたときに変速を行っても良く、種々の構成を採用可能である。

　また、上述の実施形態においては、必要減速度Ｇｒが閾値LimG_h，LimG_Lを超えたときに減速制御を行うように構成したが、むろん、他の構成、例えば、所定距離Ｌ₀によって定義される区間の開始地点Ｃａを通過した後に減速を開始する構成としても良い。また、車速制限処理においては、現在車速Ｖｃが目標車速Ｖ₀を超えているときに減速を行う構成としたが、現在車速Ｖｃが目標車速Ｖ₀を下回るときに加速を行う構成であっても良い。さらに、上述の実施形態においては、必要加速度ａに対応したトルクＴｒａを超える出力が可能な変速比の中で最も燃料消費量の少ない変速比を選択して加速変速比Ｓａとしていたが、他の思想に基づいて加速変速比を決定しても良い。例えば、必要加速度ａに対応したトルクＴｒａと、各変速比において出力されるトルクＴｒ₁～Ｔｒ₆を取得し、トルクＴｒａ以上のトルクを発生させることが可能な変速比の中で最も小さな変速比を加速変速比Ｓａとしてもよい。

　すなわち、変速比を維持しながら必要加速度ａにて加速を行ったときに自車両の車速を推奨車速Ｖ₁とすることが可能な変速比であって、スロットル開度Ｔｈ₁に対応するエンジン回転数を低下させて出力側に伝達する際の当該回転数の低下度合いが最も小さい変速比を加速変速比Ｓａとする。この構成によれば、エンジンの回転数をできるだけ上昇させずに自車両を目標車速Ｖ₀から推奨車速Ｖ₁へ加速させることができ、効率的に加速を行うことが可能である。なお、ここではスロットル開度Ｔｈ₁に対応したエンジン回転数を想定したが、むろん、当該回転数を統計値等に基づいて決定しても良い。

　さらに、上述の実施形態において変速部４４は有段のトルクコンバータを備えていたが、連続的に変速比を変更可能な無段変速機を備えた変速部を搭載した車両に本発明を適用しても良い。すなわち、無段変速機において、複数のパラメータに基づく制御によって変速比を制御する構成とし、所定区間に到達する前に当該制御によって加速変速比となるように制御する構成としても良い。例えば、上述の必要加速度ａに対応したトルクＴｒａを取得し、スロットル開度Ｔｈ₁および目標車速Ｖ₀において、トルクＴｒａと同等のトルクを出力可能なエンジン回転数を特定する。そして、所定区間に到達する前において、当該目標エンジン回転数と走行中のエンジン回転数との差分を解消するように変速比を制御する。

　以上の構成によれば、無段変速機を備えた車両に対して本発明を適用することができる。むろん、制御対象はエンジン回転数に限定されず、各パラメータ（スロットル開度、車速、エンジン回転数、変速比）のうち、固定するパラメータを適宜変更してもよい。すなわち、無段変速機において、所定区間に到達する前の段階で加速変速比に設定することができる限りにおいて、種々の構成を採用可能である。

　さらに、本発明を、ハイブリッド車両に適用しても良い。すなわち、ハイブリッド車両においては、エンジンによって発生した駆動力の一部を回生エネルギーとして電動機に伝達して充電池を蓄電する。そこで、図６に示す減速制御処理において、当該回生エネルギーの取得を伴うエンジンブレーキと制動部によって減速を行うように制御するように構成してもよい。

Claims (7)

1. 　自車両の前方の所定区間を走行する際の目標車速を取得する車速情報取得手段と、
   　前記所定区間を走行した後に前記自車両を前記目標車速よりも大きい車速に加速させるための変速比である加速変速比を取得する加速変速比取得手段と、
   　前記所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の変速比を前記加速変速比に設定させる変速比制御手段と、
   　前記所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の車速を前記目標車速まで減速させる減速制御手段と、
   を備える運転支援装置。
2. 　前記車速情報取得手段は、前記所定区間走行後の推奨車速を取得し、
   　前記加速変速比取得手段は、前記自車両を前記目標車速から前記推奨車速に加速させるための必要加速量を取得し、当該必要加速量で前記自車両を走行させるための変速比を前記加速変速比として取得する、
   請求項１に記載の運転支援装置。
3. 　前記加速変速比取得手段は、前記所定区間の終了地点以降に設定された加速区間の距離を取得し、当該距離にて前記自車両を前記目標車速から前記推奨車速に加速させるための加速量を前記必要加速量として取得する、
   請求項２に記載の運転支援装置。
4. 　前記加速変速比取得手段は、前記自車両の駆動源が所定の回転数であるときに前記必要加速量以上の加速量を発生させることが可能な変速比のうち、最も燃料消費量が少なくなる変速比を前記加速変速比として取得する、
   請求項２または請求項３のいずれかに記載の運転支援装置。
5. 　前記変速比制御手段は、前記自車両の前方において変速比を前記加速変速比に設定したときに前記自車両に作用する力を推定し、当該自車両に作用する力が前記自車両にスリップを生じさせる力となる以前に前記変速比を前記加速変速比に設定させる、
   請求項１～請求項４のいずれかに記載の運転支援装置。
6. 　自車両の前方の所定区間を走行する際の目標車速を取得する車速情報取得工程と、
   　前記所定区間を走行した後に前記自車両を前記目標車速よりも大きい車速に加速させるための変速比である加速変速比を取得する加速変速比取得工程と、
   　前記所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の変速比を前記加速変速比に設定させる変速比制御工程と、
   　前記所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の車速を前記目標車速まで減速させる減速制御工程と、
   を含む運転支援方法。
7. 　自車両の前方の所定区間を走行する際の目標車速を取得する車速情報取得機能と、
   　前記所定区間を走行した後に前記自車両を前記目標車速よりも大きい車速に加速させるための変速比である加速変速比を取得する加速変速比取得機能と、
   　前記所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の変速比を前記加速変速比に設定させる変速比制御機能と、
   　前記所定区間の開始地点に到達する前に前記自車両の車速を前記目標車速まで減速させる減速制御機能と、
   をコンピュータに実現させる運転支援プログラム。

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