JP2006002916A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速点制御として、変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速する動作により、車両の減速制御を行う場合に、変速先として、最適な変速段又は変速比が決定されることが可能な車両用走行制御装置を提供する。
【解決手段】車両の変速機１０を相対的に低速用の目標変速段又は目標変速比に変速する動作により、前記車両の減速制御を行う車両用走行制御装置であって、前記目標変速段又は目標変速比は、車速、及び前記目標変速段又は目標変速比に変速されたときのエンジン回転数の少なくともいずれか一方に基づいて、決定される。この場合、先行車との車間距離に対応するパラメータ、又はコーナの大きさ又は道路の勾配に対応するパラメータに基
づいて、求めた目標変速段又は目標変速比に対して、車速、及び前記目標変速段又は目標変速比に変速されたときのエンジン回転数の少なくともいずれか一方に基づいて、所定の制限の下で補正を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速する動作により、車両の減速制御を行う車両用走行制御装置に関する。

特開２０００−３１８４８４号公報（特許文献１）には、先行車との車間距離を検出し、一定距離以下となった場合に変速機のシフト段をダウンしてエンジンブレーキにより減速する技術が開示されている。

特開２０００−３１８４８４号公報

変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速する動作により、車両の減速制御を行う場合に、変速先として、最適な変速段又は変速比が決定されることが望まれている。例えば、変速点制御の一例として、車間距離制御を行う場合において、従来は、車間距離に対応するパラメータ（車間時間、相対車速、衝突時間を含む）のみに基づいて、変速段又は変速比が決定されていたが、その決定方法により決定された変速段又は変速比よりも、更に最適な変速段又は変速比が決定されることが望まれている。

本発明の目的は、例えば、車間距離制御、コーナ制御又は登降坂制御のような変速点制御として、変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速する動作により、車両の減速制御を行う場合に、変速先として、最適な変速段又は変速比が決定されることが可能な車両用走行制御装置を提供することである。

本発明の車両用走行制御装置は、車両の変速機を相対的に低速用の目標変速段又は目標変速比に変速する動作により、前記車両の減速制御を行う車両用走行制御装置であって、前記目標変速段又は目標変速比は、車速、及び前記目標変速段又は目標変速比に変速されたときのエンジン回転数の少なくともいずれか一方に基づいて、決定されることを特徴としている。

本発明の車両用走行制御装置は、車両の変速機を相対的に低速用の目標変速段又は目標変速比に変速する動作により、前記車両の前方の先行車との距離の制御、又は前記車両の前方のコーナ又は登降坂に対する走行制御を行う車両用走行制御装置であって、前記先行車との車間距離に対応するパラメータ、又は前記コーナの大きさ又は道路の勾配に対応するパラメータに基づいて、前記目標変速段又は目標変速比を求め、前記求められた目標変速段又は目標変速比に対して、車速、及び前記目標変速段又は目標変速比に変速されたときのエンジン回転数の少なくともいずれか一方に基づいて、所定の制限の下で補正を行うことによって、前記目標変速段又は目標変速比が決定され、前記制限は、前記求められた目標変速段又は目標変速比からの変速段又は変速比の変化の大きさ、及び前記求められた目標変速段又は目標変速比が有する減速度からの減速度の変化の大きさの少なくともいずれか一方の点に関するものであることを特徴としている。

本発明の車両用走行制御装置によれば、変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速する動作により、車両の減速制御を行う場合に、変速先として、最適な変速段又は変速比が決定されることが可能となる。

以下、本発明の車両用走行制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態に係る車両用走行制御装置について説明する。

本実施形態は、変速点制御の一例として、車間距離情報に基づき、運転者の減速意図に応答して、自動変速機の変速段又は変速比のダウンシフト制御を行って減速制御を行うものについての変速段又は変速比の決定方法に関する。

従来より、車間距離情報に基づいて、目標変速段へのダウンシフトを実施し、エンジンブレーキ力を増加させる制御においては、目標変速段は、例えば車間時間と相対車速のパラメータにより決定されている（図３参照）。

これに対し、今回、本発明者による実車を用いた評価結果では、同一相対車速、同一車間時間でも、車速により最適な変速段が異なるという結果が得られた（その詳細は図４及び図５を参照して後述する）。つまり、従来の目標変速段の決定方法では、最適な目標変速段を決定できないため、運転者の感覚に合った減速制御ができず、その結果、運転者に違和感を与える場合がある。

目標変速段は、主に減速に必要なエンジンブレーキ力の大きさによって決定される。その場合、ベースの考え方としては、車間時間や相対車速をパラメータにして目標変速段を決定する方法でよいが、今回の本発明者による実験の結果、更に、以下の点を考慮する必要があるという知見が得られた。

即ち、シフトダウンした後の（相対的に低速側の変速段又は変速比での）エンジン回転数や、制御開始時のダウンシフトショック、制御復帰時のアップシフトショックのような運転者に不快感を与える要素なども考慮して、目標変速段を決定しなければならない。ここで、上記エンジン回転数は、高すぎるとエンジン騒音、振動の悪化、アクセル踏んだときの加速の頭打ち感が問題となる。後述する実験の結果、従来のように、車間時間や相対車速などの車間距離に対応したパラメータのみでは、最適な目標変速段を決定することができないという知見が得られた。

そこで、本実施形態では、自車と前方走行車両の車間距離情報に基づき、自動変速機の変速段のダウンシフトを行い、減速度（エンジンブレーキ力）を増加させる変速点制御において、目標変速段を決定するパラメータである、車間時間、相対車速に加えて、エンジン回転数（もしくは、エンジン回転数の代用値である車速）を加味して、目標変速段を決定することとしている。これにより、運転者の感覚に合った変速段が選択され、ドライバビリティが向上する。

本実施形態の構成としては、以下に詳述するように、自車と前方の車両との車間距離を計測又は推定できる手段と、上記車間距離の情報と運転者の減速意図に基づいて、自動変速機（ＡＴ、ＣＶＴ、ハイブリッド車に搭載されたＡＴ）のダウンシフトを実施し、エンジンブレーキ力を増加させる制御（変速制御）を行う減速制御手段とが前提となる。

図２において、符号１０は自動変速機、４０はエンジンである。自動変速機１０は、電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃへの通電／非通電により油圧が制御されて６段変速が可能である。図２では、３つの電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが図示されるが、電磁弁の数は３に限定されない。電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、制御回路１３０からの信号によって駆動される。

スロットル開度センサ１１４は、エンジン４０の吸気通路４１内に配置されたスロットルバルブ４３の開度を検出する。エンジン回転数センサ１１６は、エンジン４０の回転数を検出する。車速センサ１２２は、車速に比例する自動変速機１０の出力軸１２０ｃの回転数を検出する。シフトポジションセンサ１２３は、シフトポジションを検出する。パターンセレクトスイッチ１１７は、変速パターンを指示する際に使用される。加速度センサ９０は、車両の減速度（減速加速度）を検出する。車間距離計測部１００は、車両前部に搭載されたレーザーレーダーセンサ又はミリ波レーダーセンサなどのセンサを有し、先行車両との車間距離を計測する。

道路勾配計測・推定部１１８は、ＣＰＵ１３１の一部として設けられることができる。道路勾配計測・推定部１１８は、加速度センサ９０により検出された加速度に基づいて、道路勾配を計測又は推定するものであることができる。また、道路勾配計測・推定部１１８は、平坦路での加速度を予めＲＯＭ１３３に記憶させておき、実際に加速度センサ９０により検出した加速度と比較して道路勾配を求めるものであることができる。

ナビゲーションシステム装置９５は、自車両を所定の目的地に誘導することを基本的な機能としており、演算処理装置と、車両の走行に必要な情報（地図、直線路、カーブ、登降坂、高速道路など）が記憶された情報記憶媒体と、自立航法により自車両の現在位置や道路状況を検出し、地磁気センサやジャイロコンパス、ステアリングセンサを含む第１情報検出装置と、電波航法により自車両の現在位置、道路状況などを検出するためのもので、ＧＰＳアンテナやＧＰＳ受信機などを含む第２情報検出装置等を備えている。

制御回路１３０は、スロットル開度センサ１１４、エンジン回転数センサ１１６、車速センサ１２２、シフトポジションセンサ１２３、加速度センサ９０の各検出結果を示す信号を入力し、また、パターンセレクトスイッチ１１７のスイッチング状態を示す信号を入力し、また、車間距離計測部１００による計測結果を示す信号を入力し、また、ナビゲーションシステム装置９５からの信号を入力する。

制御回路１３０は、周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ１３１、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３、入力ポート１３４、出力ポート１３５、及びコモンバス１３６を備えている。入力ポート１３４には、上述の各センサ１１４、１１６、１２２、１２３、９０からの信号、上述のスイッチ１１７からの信号、ナビゲーションシステム装置９５及び車間距離計測部１００のそれぞれからの信号が入力される。出力ポート１３５には、電磁弁駆動部１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃが接続されている。

ＲＯＭ１３３には、予め図１のフローチャートに示す動作（制御ステップ）が格納されているとともに、自動変速機１０のギヤ段を変速するための変速マップ及び変速制御の動作（図示せず）が格納されている。制御回路１３０は、入力した各種制御条件に基づいて、自動変速機１０の変速を行う。

次に、図４及び図５を参照して、本実施形態における目標変速段の決定方法について説明する。図４及び図５は、それぞれ、車間時間２．０〜２．５ｓｅｃの状態でアクセルをＯＦＦして減速制御を開始した場合の実車評価の結果であって、目標変速段が３速に決定された場合（図４）と、４速に決定された場合（図５）の効果領域と効果度合いを示す図である。

図４及び図５において、効果度合いは、エンジンブレーキ力、ダウンシフト後のエンジン回転数の上昇によるエンジンノイズ、変速ショックなどにより総合的に判断された。図４及び図５の結果により、同一の車間時間、相対車速であっても、自車速によって最適な変速段は異なるといえる。これは、高車速領域の３速ではエンジン回転数が高くてエンジンノイズが大きくなり、高回転域のエンジントルク特性による変速ショックの悪化が原因であると考えられる。
上記のことから、目標変速段の決定に際しては、ダウンシフト後のエンジン回転数を考慮することが必要である。

図１及び図２を参照して、本実施形態の動作を説明する。

［ステップＳ１］
まず、図１のステップＳ１に示すように、制御回路１３０では、車間距離計測部１００から入力した車間距離を示す信号に基づいて、前方車両が有るか否か、即ち、自車と前方の車両との車間距離が予め設定された所定値以下であるか否かが判定される。ここで、車間距離が所定値以下である前方の車両とは、自車が追従制御中の対象の車両であってもよいし、追従制御中ではないが一時的に車間距離が所定値以下になったものであってもよい。

ステップＳ１の結果、前方車両が有る、即ち、車間距離が所定値以下であると判定されれば、ステップＳ２に進む。一方、前方車両が無い、即ち、車間距離が所定値以下であると判定されなければ、本制御フローはリターンされる。

制御回路１３０では、車間距離が所定値以下であるか否かを直接的に判定する代わりに、車間距離が所定値以下に詰まったことが判るパラメータ、例えば衝突時間（車間距離／相対車速）、車間時間（車間距離／自車速）、それらの組み合わせなどにより、間接的に車間距離が所定値以下であるか否かを判定してもよい。

[ステップＳ２]
ステップＳ２では、車間距離計測部１００により、自車と前方の車両との車間距離が計測され、その計測結果を示す信号が制御回路１３０に出力される。ステップＳ２の次にステップＳ３が行われる。

[ステップＳ３]
ステップＳ３では、制御回路１３０により、ダウンシフト（減速制御）の必要性があるか否かが判定される。制御回路１３０は、上記ステップＳ２で得られた車間距離情報に基づき、衝突時間又は車間時間が予め設定された設定値以下であるか否かを判定し、その判定の結果、衝突時間又は車間時間が設定値以下である場合には、ダウンシフトの必要性があると判定する。ステップＳ３の判定の結果、ダウンシフトの必要性があると判定された場合には、ステップＳ４に進み、そうではないと判定された場合には、本制御フローはリターンされる。

［ステップＳ４］
ステップＳ４では、制御回路１３０により、車間時間及び相対車速に基づいて、変速制御による目標変速段（ダウンシフト先としての変速段）が算出される。ステップＳ４において、変速段は、予めＲＯＭ１３３に記憶された、車間時間・相対車速による目標変速段決定マップ（図３）を参照して求められる。図３に示すように、目標変速段は、自車と前方車両との相対車速［ｋｍ／ｈ］と車間時間［ｓｅｃ］に基づいて求められる。

図３において、例えば、相対車速が−４０［ｋｍ／ｈ］であって、車間時間が１．０［ｓｅｃ］であるときの目標変速段は３速である。自車と前方車両との関係が安全な相対車速や車間距離に近づく程、目標変速段は、高い変速段として（減速しないように）設定される。即ち、目標変速段は、自車と前方車両との距離が十分に確保される程、図３のマップの右上側の高い変速段として求められ、自車と前方車両とが接近している程、同マップの左下側の低い変速段として求められる。

上記では、目標変速段決定マップ（図３）を用いて、目標変速段を算出する方法について説明したが、上記方法に代えて、以下に説明するような方法により、目標変速段を算出することもできる。

即ち、制御回路１３０により、自動変速機１０による目標減速度（以下、変速段目標減速度）が求められ、その変速段目標減速度に基づいて、自動変速機１０の変速制御（シフトダウン）に際して選択すべき変速段（目標変速段）が決定される。以下、この方法の内容を（１）、（２）に項分けして説明する。

（１）まず、変速段目標減速度を求める。
変速段目標減速度は、自動変速機１０の変速制御により得ようとするエンジンブレーキ力（減速加速度）に対応したものである。変速段目標減速度は、後述する目標減速度以下の値として設定される。変速段目標減速度の求め方としては、以下の３つの方法が考えられる。

変速段目標減速度の第１の求め方について説明する。
まず、図６の目標減速度マップにより目標減速度を求め、その求めた目標減速度に、０よりも大きく１以下の係数を乗算した値として、変速段目標減速度を設定する。

目標減速度は、予めＲＯＭ１３３に記憶された目標減速度マップ（図６）を参照して求められる。図６に示すように、目標減速度は、自車と前方車両との相対車速［ｋｍ／ｈ］と車間時間［ｓｅｃ］に基づいて求められる。なお、ここで、車間時間は、上記の通り、車間距離／自車速である。

図６において、例えば、相対車速が−４０［ｋｍ／ｈ］であって、車間時間が１．０［ｓｅｃ］であるときの目標減速度は−０．２６（Ｇ）である。自車と前方車両との関係が安全な相対車速や車間距離に近づく程、目標減速度は、小さな値として（減速しないように）設定される。即ち、目標減速度は、自車と前方車両との距離が十分に確保される程、図６の目標減速度マップの右上側の小さな値として求められ、自車と前方車両とが接近している程、同目標減速度マップの左下側の大きな値として求められる。

例えば、目標減速度が−０．２６Ｇである場合には、例えば０．５の係数を乗算してなる値である、−０．１３Ｇが変速段目標減速度として設定されることができる。

次に、変速段目標減速度の第２の求め方について説明する。
予めＲＯＭ１３３に、変速段目標減速度マップ（図７）が登録されている。図７の変速段目標減速度マップが参照されて、変速段目標減速度が求められる。図７に示すように、変速段目標減速度は、図６の目標減速度と同様に、自車と前方車両との相対車速［ｋｍ／ｈ］と車間時間［ｓｅｃ］に基づいて求められる。例えば、上記例の場合と同様に、相対車速が−４０［ｋｍ／ｈ］であって、車間時間が１．０［ｓｅｃ］である場合には、−０．１５Ｇが変速段目標減速度として求められる。図６及び図７から明らかなように、相対車速が大きく急激に接近する場合、車間時間が短い場合、あるいは車間距離が短い場合は、早期に車間距離を適正な状態にする必要があるため、減速度をより大きくする必要がある。また、このことから、上記の状況ではより低速段が選択されることになる。

次に、変速段目標減速度の第３の求め方について説明する。
まず、本制御開始前の自動変速機１０の現状のギヤ段のアクセルＯＦＦ時のエンジンブレーキ力（減速Ｇ）を求める（以下、変速前減速度と称する）。予めＲＯＭ１３３に各ギヤ段減速度マップ（図８）が登録されている。図８の各ギヤ段減速度マップが参照されて、変速前減速度が求められる。図８に示すように、変速前減速度は、ギヤ段と自動変速機１０の出力軸１２０ｃの回転数ＮＯに基づいて求められる。例えば、現状ギヤ段が５速で出力回転数が１０００［ｒｐｍ］であるときには、変速前減速度は−０．０４Ｇである。

なお、変速前減速度は、車両のエアコン作動の有無やフューエルカットの有無などの諸状況に応じて、各ギヤ段減速度マップにより求めた値を補正してもよい。また、車両のエアコン作動の有無やフューエルカットの有無などの諸状況毎に、複数の各ギヤ段減速度マップをＲＯＭ１３３に用意しておき、それらの諸状況に応じて使用する各ギヤ段減速度マップを切り換えてもよい。

次いで、変速前減速度と目標減速度との間の値として、変速段目標減速度が設定される。即ち、変速段目標減速度は、変速前減速度よりも大きく、目標減速度以下の値として求められる。変速段目標減速度と変速前減速度及び目標減速度との関係の一例を図９に示す。

変速段目標減速度は、以下の式により求められる。
変速段目標減速度＝（目標減速度−変速前減速度）×係数＋変速前減速度
上記式において、係数は０より大きく１以下の値である。

上記例では、目標減速度＝−０．２６Ｇ、変速前減速度＝−０．０４Ｇであり、係数を０．５と設定して計算すると、変速段目標減速度は−０．１５Ｇとなる。

上記のように、変速段目標減速度の第１及び第３の求め方では、係数が用いられたが、その係数の値は、理論上から求まる値ではなく、各種条件から適宜設定可能な適合値である。即ち、例えば、スポーツカーでは、減速すべきときには相対的に大きな減速度が好まれるため、上記係数の値を大きな値に設定することができる。また、同じ車両であっても、車速やギヤ段に応じて、上記係数の値を可変に制御することができる。運転者の操作に対する車両の応答性を高め、きびきびとした車両走行を意図した所謂スポーツモードと、運転者の操作に対する車両の応答性をゆったりとしたものとして、低燃費となるような車両走行を意図した所謂ラグジュアリーモードやエコノミーモードと呼ばれるモードが選択可能な車両の場合、スポーツモード選択時には、変速段目標減速度はラグジュアリーモードやエコノミーモードよりも大きな変速段変化が起きるように設定される。

（２）次に、上記（１）で求めた変速段目標減速度に基づいて、自動変速機１０の変速制御に際して選択すべき変速段が算出される。予めＲＯＭ１３３に、図１０に示すようなアクセルＯＦＦ時の各ギヤ段の車速毎の減速Ｇを示す車両特性のデータが登録されている。

ここで、上記例と同様に、出力回転数が１０００［ｒｐｍ］であり、変速段目標減速度が−０．１５Ｇである場合を想定すると、図１０において、出力回転数が１０００［ｒｐｍ］のときの車速に対応し、かつ変速段目標減速度の−０．１５Ｇに最も近い減速度となるギヤ段は、３速であることが判る。これにより、上記例の場合、ステップＳ４では、目標変速段は、３速であると算出される。

なお、ここでは、変速段目標減速度に最も近い減速度となるギヤ段を目標変速段として算出したが、目標変速段は、変速段目標減速度以下（又は以上）の減速度であって変速段目標減速度に最も近い減速度となるギヤ段を選択してもよい。図１のステップＳ４の次にステップＳ５が実行される。

[ステップＳ５]
ステップＳ５では、制御回路１３０により、上記ステップＳ４で求められた目標変速段にダウンシフトされた後のエンジン回転数が演算される。トルクコンバータの滑り量（エンジン回転数とタービン回転数の差）が十分に小さいものとすると、ダウンシフト後のエンジン回転数は次式で求められる。
ダウンシフト後のエンジン回転数＝ＡＴアウトプット回転数×目標変速段のギヤ比
ステップＳ５の次に、ステップＳ６が行われる。

[ステップＳ６]
ステップＳ６では、制御回路１３０により、上記ステップＳ５により演算されたエンジン回転数と、予め設定された所定値とが比較され、エンジン回転数が所定値よりも大きいか否かが判定される。その判定の結果、エンジン回転数が所定値よりも大きい場合（ステップＳ６−Ｙ）には、ステップＳ７に進み、そうでない場合（ステップＳ６−Ｎ）にはステップＳ８に進む。

[ステップＳ７]
ステップＳ７では、制御回路１３０により、目標変速段が補正される。即ち、上記ステップＳ４にて算出された目標変速段（ｎ段）よりも１段高速段側の変速段（ｎ＋１段）が目標変速段とされる。ステップＳ７の次に、ステップＳ８に進む。

[ステップＳ８]
ステップＳ８では、制御回路１３０により、スロットル開度センサ１１４からの信号に基づいて、アクセルがＯＦＦ（アイドルＯＮ）の状態か否かが判定される。ステップＳ８では、運転者による減速意図が確認され、減速制御の開始トリガとされる。ステップＳ８の結果、アクセルがＯＦＦの状態であると判定されれば、ステップＳ９に進む。一方、アクセルがＯＦＦの状態であると判定されなければ、本制御フローはリターンされる。

［ステップＳ９］
ステップＳ９では、制御回路１３０により、変速制御が開始される。即ち、ステップＳ４又はステップＳ７で決定された目標変速段に変速制御される。それに伴い、エンジンブレーキ力が増加する。ステップＳ９の次に、本制御フローはリターンされる。

以上説明したように、本実施形態では、目標変速段の算出が車間時間及び相対車速に基づいて行われると（ステップＳ４）、その算出された目標変速段にダウンシフトされた後のエンジン回転数が推定され（ステップＳ５）、その推定結果に基づいて、目標変速段の補正が行われる（ステップＳ６、ステップＳ７）。これにより、最適な、即ち、エンジンブレーキ力が確保されるとともに、変速ショック、エンジンノイズ及び加速時頭打ち感の防止の点で運転者に不快感が極力少ない、変速段が目標変速段として選択されることができ、運転者の感覚に合った減速制御が実現されることができる。

（第２実施形態）
次に、図１１及び図１２を参照して、第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、上記第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

上記第１実施形態では、目標変速段が算出され（図１のステップＳ４）、その算出された目標変速段にダウンシフトされた後のエンジン回転数が演算され（ステップＳ５）、そのエンジン回転数の値によって、目標変速段が補正されていた（ステップＳ６、ステップＳ７）。これに対して、第２実施形態では、エンジン回転数の代用値として、自車の車速に基づいて、車間時間・相対車速による目標変速段決定マップ（図１１、図１２）を切り替える。

即ち、第２実施形態では、予めＲＯＭ１３３に、車間時間・相対車速による目標変速段決定マップ（図１１、図１２）が、車速に応じて複数設定されている。図１１の目標変速段決定マップは、自車の車速が８０ｋｍ／ｈ未満であるときに使用され、図１２の目標変速段決定マップは、自車の車速が８０ｋｍ／ｈ以上であるときに使用される。例えば、車間時間が１．５ｓｅｃであり、相対車速が１５ｋｍ／ｈである場合、自車の車速が８０ｋｍ／ｈ未満であるときには、３速が目標変速段に設定され（図１１）、自車の車速が８０ｋｍ／ｈ以上であるときには、４速が目標変速段に設定される（図１２）。

車速が高い（８０ｋｍ／ｈ以上）場合には、３速ではエンジン回転数が高くてエンジンノイズが大きくなり、高回転域のエンジントルク特性による変速ショックの悪化が予想されるため、図１２では、図１１と異なり、４速が目標変速段として選択される。

上記のように、第２実施形態では、車間時間・相対車速のような車間距離に対応したパラメータに加えて、自車の車速に基づいて、目標変速段が決定されるため、エンジンブレーキ力の確保のみならず、変速ショックやエンジンノイズや加速時の頭打ち感の防止の点を含めた最適な目標変速段が選択されることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、車間時間・相対車速のような車間距離に対応したパラメータのみに基づいて、算出された目標変速段が、その目標変速段にダウンシフトされた後のエンジン回転数によって補正されるのではなく、車間時間・相対車速のような車間距離に対応したパラメータと、自車の車速に基づいて、目標変速段が直接的に決定される。なお、第２実施形態の変形例として、変速に応じて図１１又は図１２を用いて求められた目標変速段に対して、上記第１実施形態と同様に、変速後のエンジン回転数に基づいて補正を行うことも可能である。

（第３実施形態）
次に、図１３を参照して、第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、上記第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図１３は、図１を変形させたフローチャートである。図１３では、ステップＳ７の次に、ステップＳ５に戻り、ステップＳ７で補正された目標変速段にダウンシフトされた後のエンジン回転数が演算され（ステップＳ５）、そのエンジン回転数が所定値以下であれば（ステップＳ６−Ｎ）、その目標変速段に決定されるが、所定値以下ではない場合（ステップＳ６−Ｙ）には、所定値以下になるまで、目標変速段の（ｎ＋１段）への補正（ステップＳ７）が繰り返し行われる。

第３実施形態によれば、ダウンシフト後のエンジン回転数が所定値以下になる目標変速段に対して、ダウンシフトされることになるので、上記実施形態と同様に、変速ショックやエンジンノイズや加速時の頭打ち感の防止の点を含めた最適な目標変速段が選択されることができる。

（第４実施形態）
次に、図１４を参照して、第４実施形態について説明する。
第４実施形態では、上記第３実施形態との相違点についてのみ説明する。

図１４は、図１３を変形させたフローチャートである。図１４では、ステップＳ７により、カウンタ値が３以上である場合には、目標変速段の補正が行われないため、目標変速段の（ｎ＋１段）への補正の回数は最大でも２に抑えられる（ステップＳ７、ステップＳ９）。

上記第３実施形態では、ダウンシフト後のエンジン回転数が所定値以下になるまで（ステップＳ６−Ｎ）、目標減速度の（ｎ＋１段）への補正（ステップＳ７）が繰り返される（図１３）。そのような制御フローの結果として、ダウンシフト後のエンジン回転数が所定値以下になった目標変速段では、エンジンブレーキ力（減速度）が十分ではないことが想定される場合には、第４実施形態のような制御フローが有効である。

第４実施形態によれば、ダウンシフト後のエンジン回転数が所定値以下にならない場合であっても、目標変速段の補正の回数は最大でも２となるため、その目標変速段によるエンジンブレーキ力は、減速度の必要量に対して大幅に不足するということが抑制される。

上記第４実施形態に代えて、エンジンブレーキ力の不足を抑制する手法としては、以下の方法が考えられる。まず、図１３のステップＳ４では、上記第１実施形態で述べた方法により上記変速段目標減速度を求めておく。その後、ステップＳ７において目標減速度の（ｎ＋１段）への補正を行った後には、その補正後の目標変速段により得られる減速度を求め、上記ステップＳ４にて求めておいた変速段目標減速度と比較する。その比較の結果、ステップＳ４で求めた変速段目標減速度と、補正後の目標変速段による減速度との差が所定値以下であれば、その目標変速段の補正は有効とし、ステップＳ５に戻る。一方、その差が所定値を超えていれば、その目標変速段の補正は無効とし、補正前の目標変速段が最終的な目標変速段として決定される。この方法によれば、目標変速段へのダウンシフト後に減速度（エンジンブレーキ力）が大幅に不足することが防止される。更に、この方法は、上記カウンタ値を用いた方法と併用されることができる。

（第５実施形態）
次に、図１５から図１９を参照して、変速点制御の一例として、先方のコーナＲに基づく変速点制御が行われる場合の最適な目標変速段の決定方法について説明する。

図１６は、本実施形態の減速制御を説明するためのチャートである。図１６には、制御実施境界線Ｌ、必要減速度４０１、道路形状上面視、アクセル開度３０１が示されている。

図１６の符号Ａに対応する場所（時点）４０７では、符号３０１に示すように、アクセルがＯＦＦ（アクセル開度が全閉）の状態で、かつ、図示はしないがブレーキがＯＦＦ（ブレーキ力がゼロ）の状態である。

［ステップＳ１０］
図１５のステップＳ１０では、制御回路１３０により、スロットル開度センサ１１４からの信号に基づいて、アクセルがＯＦＦの状態（全閉）か否かが判定される。ステップＳ１０の結果、アクセルがＯＦＦの状態であると判定されれば、ステップＳ２０に進む。アクセルが全閉である場合（ステップＳ１０−Ｙ）に、運転者に減速の意図があると判断されて、本実施形態の減速制御が行われる。一方、アクセルがＯＦＦの状態であると判定されなければ、本制御フローはリターンされる。上記のように、図１６では、符号Ａの位置（時点）にてアクセル開度３０１がゼロ（全閉）とされている。

［ステップＳ２０］
ステップＳ２０では、制御回路１３０により、必要減速度が計算により求められる。必要減速度は、先方のコーナを予め設定された所望の旋回Ｇで旋回するために（所望の車速でコーナに進入するために）必要とされる減速度である。図１６において、必要減速度は、符号４０１で示されている。

図１６において、横軸は距離を示しており、「道路形状上面視」に示すように、先方のコーナ４０２は、符号Ｄの地点４０３からＦの地点４０４に存在している。そのコーナ４０２を予め設定された所望の旋回Ｇで旋回するために、コーナ４０２の入口４０３において、コーナ４０２の半径（又は曲率）Ｒ４０５に対応した、目標車速４０６にまで減速されている必要がある。即ち、目標車速４０６は、コーナ４０２のＲ４０５に対応した値である。

上記ステップＳ１０においてアクセルが全閉であると判定された符号Ａの場所４０７の車速から、コーナ４０２の入口４０３で要求される目標車速４０６まで減速するには、必要減速度４０１で示すような減速が必要とされる。制御回路１３０は、車速センサ１２２から入力した現在の車速と、ナビゲーションシステム装置９５から入力した、現在位置からコーナ４０２の入口４０３までの距離及びコーナ４０２のＲ４０５に基づいて、必要減速度４０１を算出する。

図１６において、コーナ４０２のＲ４０５よりもＲが小さいコーナ（以下、仮想コーナと称する。図示せず）を考える。比較のため、その仮想コーナは、コーナ４０２の入口４０３と同じ位置に入口が存在しているとする。その仮想コーナの入口４０３では、仮想コーナのＲがＲ４０５よりも小さいため、コーナ４０２の目標車速４０６よりも低い車速４０６ｖにまで減速されている必要がある。このことから、その仮想コーナの必要減速度は、必要減速度４０１よりも勾配が大きな符号４０１ｖで示され、必要減速度４０１よりも、大きな減速度が要求されていることが示される。

なお、ステップＳ２０では、制御回路１３０がナビゲーションシステム装置９５から入力したデータに基づいて、先方にコーナが無いと判定すれば、必要減速度は求められない。ステップＳ２０の次に、ステップＳ３０が実行される。

［ステップＳ３０］
ステップＳ３０では、制御回路１３０により、例えば制御実施境界線Ｌに基づいて、本制御の要否が判定される。その判定では、図１６において、現在の車速とコーナ４０２の入口４０３までの距離との関係で、制御実施境界線Ｌよりも上方に位置すれば、本制御が必要と判定され、制御実施境界線Ｌよりも下方に位置すれば、本制御は不要と判定される。ステップＳ３０の判定の結果、本制御が必要と判定された場合には、ステップＳ４０に進み、本制御が不要と判定された場合には、本制御フローはリターンされる。

制御実施境界線Ｌは、現在の車速とコーナ４０２の入口４０３までの距離との関係で、予め設定された通常制動による減速度を超えた減速度が車両に作用しない限り、コーナ４０２の入口４０３において目標車速４０６に到達できない（コーナ４０２を所望の旋回Ｇで旋回できない）範囲に対応した線である。即ち、制御実施境界線Ｌよりも上方に位置する場合には、コーナ４０２の入口４０３において目標車速４０６に到達するためには、予め設定された通常制動による減速度を超えた減速度が車両に作用することが必要である。

そこで、制御実施境界線Ｌよりも上方に位置する場合には、本実施形態のコーナＲに対応した減速制御が実行されて（ステップＳ４０以降）、減速度の増大によって、運転者によるブレーキの操作量が相対的に小さくても（フットブレーキを少ししか踏まなくても）、コーナ４０２の入口４０３において目標車速４０６に到達できるようにしている。

図１８は、制御実施境界線Ｌを説明するための図である。図の斜線部分において、車両進行方向の道路のコーナ４０２の曲率半径Ｒから決定される目標車速４０６に基づいて算出された減速領域を示している。この減速領域は、高車速側且つコーナからの距離が小さい側の位置に設けられており、その減速領域の境界を示す制御実施境界線Ｌは、コーナ４０２の曲率半径Ｒが大きくなるほど高車速側且つコーナ４０２に接近する側へ移動させられるように設定されている。コーナ領域手前を走行する車両の実際の車速が、図１８の制御実施境界線Ｌを越えたときに、本実施形態のコーナＲに対応した減速制御が実行される。

本実施形態の制御実施境界線Ｌとしては、従来一般のコーナＲに対応した変速点制御に使用される制御実施境界線がそのまま適用可能である。制御実施境界線Ｌは、ナビゲーションシステム装置９５から入力した、コーナ４０２のＲ４０５とコーナまでの距離を示すデータに基づいて、制御回路１３０により作成される。

本実施形態では、図１６において、アクセル開度３０１がゼロとされた符号Ａに対応する時点（場所４０７）は、制御実施境界線Ｌよりも上方に位置するため、本制御が必要と判定され（ステップＳ３０−Ｙ）、ステップＳ４０に進む。

［ステップＳ４０］
ステップＳ４０では、制御回路１３０により、自動変速機１０による目標減速度（以下、変速段目標減速度）が求められ、その変速段目標減速度に基づいて、自動変速機１０の変速制御（シフトダウン）に際しての目標減速度が算出される。以下、このステップＳ４０の内容を（１）、（２）に項分けして説明する。

（１）まず、変速段目標減速度を求める。
変速段目標減速度は、自動変速機１０の変速制御により得ようとするエンジンブレーキ力（減速加速度）に対応したものである。変速段目標減速度は、必要減速度４０１以下の値として設定される。
変速段目標減速度の求め方としては、以下の３つの方法が考えられる。

まず、変速段目標減速度の第１の求め方について説明する。
変速段目標減速度は、ステップＳ２０において求めた必要減速度４０１に、０よりも大きく１以下の係数を乗算した値として設定する。例えば、必要減速度４０１が−０．２０Ｇである場合には、例えば０．５の係数を乗算してなる値である、−０．１０Ｇが変速段目標減速度として設定されることができる。

次に、変速段目標減速度の第２の求め方について説明する。
まず、自動変速機１０の現状の変速段のアクセルＯＦＦ時のエンジンブレーキ力（減速Ｇ）を求める（以下、現状変速段減速度と称する）。図８の上記各ギヤ段減速度マップが参照されて、現状変速段減速度（減速加速度）が求められる。図８に示すように、現状変速段減速度は、変速段と自動変速機１０の出力軸１２０ｃの回転数ＮＯに基づいて求められる。例えば、現状変速段が５速で出力回転数が１０００［ｒｐｍ］であるときには、現状変速段減速度は−０．０４Ｇである。

なお、現状変速段減速度は、車両のエアコン作動の有無やフューエルカットの有無などの諸状況に応じて、現状変速段減速度マップにより求めた値を補正してもよい。また、車両のエアコン作動の有無やフューエルカットの有無などの諸状況毎に、複数の現状変速段減速度マップをＲＯＭ１３３に用意しておき、それらの諸状況に応じて使用する現状変速段減速度マップを切り換えてもよい。

次いで、現状変速段減速度と必要減速度との間の値として、変速段目標減速度が設定される。即ち、変速段目標減速度は、現状変速段減速度よりも大きく、必要減速度以下の値として求められる。変速段目標減速度と現状変速段減速度及び必要減速度との関係の一例を図１７に示す。

変速段目標減速度は、以下の式により求められる。
変速段目標減速度＝（必要減速度−現状変速段減速度）×係数＋現状変速段減速度
上記式において、係数は０より大きく１以下の値である。

上記例では、必要減速度＝−０．２０Ｇ、現状変速段減速度＝−０．０４Ｇであり、係数を０．７と設定して計算すると、変速段目標減速度は−０．１５Ｇとなる。

上記のように、変速段目標減速度の第１及び第２の求め方では、係数が用いられたが、その係数の値は、上記第１実施形態で用いた係数と同様に、理論上から求まる値ではなく、各種条件から適宜設定可能な適合値である。

（２）次に、上記（１）で求めた変速段目標減速度に基づいて、自動変速機１０の変速制御に際しての目標変速段が算出される。上述した図１０のアクセルＯＦＦ時の各ギヤ段の車速毎の減速Ｇを示す車両特性のデータが用いられる。

ここで、上記例と同様に、出力回転数が１０００［ｒｐｍ］であり、変速段目標減速度が−０．１５Ｇである場合を想定すると、図１０において、出力回転数が１０００［ｒｐｍ］のときの車速に対応し、かつ変速段目標減速度の−０．１５Ｇに最も近い減速度となる変速段は、３速であることが判る。これにより、上記例の場合、ステップＳ４０では、目標変速段は、３速であると算出される。

また、変速段目標減速度に最も近い減速度となる変速段を目標変速段として算出する方法としては、以下の方法を用いることができる。自動変速機１０の変速による減速度の最大値（最大減速度）は、予めＲＯＭ１３３に格納された最大減速度マップが参照されて求められる。その最大減速度マップには、最大減速度の値が変速の種類（例えば４速→３速、３速→２速のように、変速前の変速段と変速後の変速段の組合わせ）と車速（出力回転数）に基づく値として定められている。その最大減速度マップを参照して、現在の車速と現在の変速段から、変速段目標減速度に最も近い減速度となる変速段を、目標変速段として算出する。

なお、ここでは、変速段目標減速度に最も近い減速度となる変速段を目標変速段として算出したが、目標変速段は、変速段目標減速度以下（又は以上）の減速度であって変速段目標減速度に最も近い減速度となる変速段を選択してもよい。

更に、ステップＳ４０では、以下の方法により、目標変速段が算出されることができる。

ステップＳ４０では、目標変速段の算出に際しては、図１９に示すダウンシフトの判定マップが使用されることができる。図１９には、コーナ４０２の半径（又は曲率）Ｒと、アクセルがＯＦＦかつブレーキもＯＦＦの場所Ａ（ステップＳ１０−Ｙ）の道路勾配θ_Rに基づいて、コーナ制御におけるダウンシフト先の変速段が定められている。

図１９は、車両の前方の曲がり道路の曲率半径Ｒを表す横軸と走行路面の勾配θ_R を表す縦軸との二次元座標内において、運転操作に対応した複数種類の領域を有するダウンシフト判定マップである。このダウンシフト判定マップでは、第１ダウン変速領域Ａ₁ 、第２ダウン変速領域Ａ₂ 、非ダウン変速領域Ａ₃が設けられている。ダウンシフト判定マップでは、登坂駆動力或いは降坂時のエンジンブレーキ力が、変速点制御以外のときに使用される変速線図を用いた自動変速制御による場合に比較して一層得られるように設定されている。

第１ダウンシフト領域Ａ₁ は、比較的大きな登坂駆動力（降坂時にはエンジンブレーキ力）を必要とする道路カーブがきつく（曲率半径Ｒが小さく）且つ路面傾斜θ_R がきつい（大きい）路面、又は比較的大きなエンジンブレーキを必要とする比較的大きな勾配θ_R の直線的降坂路に対応するものであって、その曲率半径Ｒおよび路面傾斜θ_R を示す点がその領域Ａ₁ 内にある場合には第３速ギヤ段への変速が判定される。

第２ダウンシフト領域Ａ₂ は、中程度の登坂駆動力（降坂時にはエンジンブレーキ力）を必要とする道路カーブが中程度（曲率半径Ｒが中程度）であり且つ路面傾斜θ_R も中程度の路面、又は比較的小さな登坂駆動力（降坂時にはエンジンブレーキ力）増量ですむ道路カーブがゆるく（曲率半径Ｒが比較的大きく）且つ路面傾斜θ_R も比較的緩い（小さい）路面に対応するものであって、その曲率半径Ｒおよび路面傾斜θ_Rを示す点がその領域Ａ₂ 内にある場合は第４速ギヤ段への変速が判定される。

非ダウンシフト領域Ａ₃ は、エンジンブレーキ力の増加を必要としない直線的な登坂路或いは緩い降坂路に対応するものであって、曲率半径Ｒおよび路面傾斜θ_R を示す点がその領域Ａ₃ 内にある場合は運転操作状態に拘らずダウンシフトが判定されないためのものである。

いま、コーナ４０２のコーナＲが中程度の中コーナであり、場所Ａが緩降坂であるとする。この場合には、図１９のダウンシフト判定マップによれば、４速が最適な変速段であることが示されている。ステップＳ４０では、ダウンシフト判定マップに定められる最適な変速段と、現在の変速段とが比較されて、現在の変速段の方が最適な変速段よりも高い変速段であるか否かが判定される。その判定の結果、現在の変速段の方が最適な変速段よりも高い場合には、その最適な変速段が目標変速段として算出される。

本例では、場所Ａでの現在の変速段は５速であるとすると、ステップＳ４０では、４速が目標変速段として算出される。

ステップＳ４０の次には、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０は、上記第１実施形態（図１）のステップＳ５と同様である。また、図１５のステップＳ６０〜ステップＳ９０は、上記第１実施形態のステップＳ６〜ステップＳ９と同様である。よって、これらの説明を省略する。

以上説明した第５実施形態によれば、目標変速段の算出が、必要減速度に基づいて、又は、コーナの半径（又は曲率）Ｒと、アクセルがＯＦＦかつブレーキもＯＦＦの場所（ステップＳ１０−Ｙ）の場所の道路勾配に基づいて行われ（ステップＳ４０）、更に、その算出された目標変速段にダウンシフトされた後のエンジン回転数が予想され（ステップＳ５０）、その予想結果に基づいて、目標変速段の補正が行われる（ステップＳ６０、ステップＳ７０）。これにより、最適な、即ち、エンジンブレーキ力が確保されるとともに、変速ショック、エンジンノイズ及び加速時頭打ち感の防止の点で運転者に不快感が極力少ない、変速段が選択されることができ、運転者の感覚に合った減速制御が実現されることができる。

即ち、第５実施形態では、コーナの大きさＲに基づき、自動変速機のダウンシフトを行い、減速度（エンジンブレーキ力）を増加させる制御において、目標変速段を決定するパラメータである、コーナの大きさＲに加えて、エンジン回転数（もしくは、エンジン回転数の代用値である車速）を加味して、目標変速段を決定する。これにより、運転者の感覚に合った変速段が選択され、ドライバビリティが向上する。

なお、第５実施形態は、コーナ制御に対して、上記第１実施形態の技術を適用したものであるが、上記第１実施形態のみではなく、同様に、第２実施形態から第４実施形態のいずれかの技術を適用することが可能である。

なお、上記第１〜第５実施形態では、変速点制御（道路状況又は交通状況に基づいて変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速させることにより行う減速制御）として、車間距離制御と、コーナ制御について述べたが、同様に、登降坂制御や交差点制御のような他の変速点制御についても、同様に上記技術を適用可能である。例えば、登降坂制御の場合には、道路の勾配に基づいて、目標変速段が算出され、その算出された目標変速段にダウンシフトされたときのエンジン回転数に基づいて、その算出された目標変速段が補正されることができる。

なお、上記においては、有段の自動変速機１０を例にとり説明したが、ＣＶＴに適用することも可能である。その場合、上記の「ギヤ段」や「変速段」は「変速比」に置き換え、「ダウンシフト」は「ＣＶＴの調整」に置き換えればよい。また、上記においては、車両が減速すべき量を示す減速度は、減速加速度（Ｇ）を用いて説明したが、減速トルクをベースに制御を行うことも可能である。

本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態の概略構成図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における目標変速段決定マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における目標変速段の決定方法を説明するための図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における目標変速段の決定方法を説明するための他の図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における目標減速度マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における変速段目標減速度マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における各ギヤ段減速度マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における変速度目標減速度と、変速前減速度と目標減速度との関係を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における各ギヤ段の車速毎の減速度を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第２実施形態における目標変速段決定マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第２実施形態における他の目標変速段決定マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第３実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用走行制御装置の第４実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用走行制御装置の第５実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用走行制御装置の第６実施形態の減速制御を説明するためのチャートである。 本発明の車両用走行制御装置の第６実施形態における変速度目標減速度と、現状変速段減速度と必要減速度との関係を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第６実施形態における制御実施境界線を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第６実施形態におけるダウンシフト判定マップを示す図である。

符号の説明

１０ 自動変速機
４０ エンジン
９０ 加速度センサ
９５ ナビゲーションシステム装置
１００ 車間距離計測部
１１４ スロットル開度センサ
１１６ エンジン回転数センサ
１１８ 道路勾配計測・推定部
１２２ 車速センサ
１２３ シフトポジションセンサ
１３０ 制御回路
１３１ ＣＰＵ
１３３ ＲＯＭ

Claims (2)

1. 車両の変速機を相対的に低速用の目標変速段又は目標変速比に変速する動作により、前記車両の減速制御を行う車両用走行制御装置であって、
   前記目標変速段又は目標変速比は、車速、及び前記目標変速段又は目標変速比に変速されたときのエンジン回転数の少なくともいずれか一方に基づいて、決定される
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 車両の変速機を相対的に低速用の目標変速段又は目標変速比に変速する動作により、前記車両の前方の先行車との距離の制御、又は前記車両の前方のコーナ又は登降坂に対する走行制御を行う車両用走行制御装置であって、
   前記先行車との車間距離に対応するパラメータ、又は前記コーナの大きさ又は道路の勾配に対応するパラメータに基づいて、前記目標変速段又は目標変速比を求め、前記求められた目標変速段又は目標変速比に対して、車速、及び前記目標変速段又は目標変速比に変速されたときのエンジン回転数の少なくともいずれか一方に基づいて、所定の制限の下で補正を行うことによって、前記目標変速段又は目標変速比が決定され、
   前記制限は、前記求められた目標変速段又は目標変速比からの変速段又は変速比の変化の大きさ、及び前記求められた目標変速段又は目標変速比が有する減速度からの減速度の変化の大きさの少なくともいずれか一方の点に関するものである
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
   

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