JP3379641B2

JP3379641B2 - 自動変速機のシフトダウン指示装置

Info

Publication number: JP3379641B2
Application number: JP26811899A
Authority: JP
Inventors: 毅米田
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2003-02-24
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP2001090831A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自車輌前方の走行
状況に応じて自動変速機のシフトダウンを指示するシフ
トダウン指示装置に係り、特に、減速が必要な状況で自
動的にシフトダウンした後に行われるシフトダウンの解
除判定に関する。

【０００２】

【従来の技術】ナビゲーション情報やプレビューセンサ
から得られたプレビュー情報に基づいて自車輌前方の走
行状況を把握し、必要に応じてシフトダウンによる減速
を行う技術が提案されている。例えば、特開平８−２０
２９８９号公報や特開平８−１９４４８８６号公報に
は、自車輌前方の道路がカーブしている場合、このカー
ブ路へ進入する際の車速が大きすぎる、すなわちオーバ
ースピードであると判断したならば、カーブ進入前にシ
フトダウンを実行する技術が開示されている。このよう
に、カーブ進入直前に前もって減速しておくことで、ド
ライバーに違和感を与えることのない良好なカーブ走行
性を実現することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シフトダウ
ンにより減速してカーブを通過するとシフトダウンモー
ドが解除され、通常の変速モードにおける変速段が設定
される。この通常モードへの復帰によりシフトアップが
自動的に行われるケースが多いため、自車輌は加速し始
める。その際、自車輌の前方に先行車が存在すると、シ
フトアップによる加速で先行車との車間距離が急激に縮
まる可能性があるため、安全上の課題が存在する。

【０００４】この発明はこのような課題に鑑みなされた
もので、その目的は、車外監視に応じて車輌の挙動制御
を行う装置における安全性・信頼性を一層向上させるこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明は、自動変速機のシフトダウン指示装置に
おいて、プレビュー情報に基づいて、自車輌前方の走行
状況を認識すると共に、自車輌前方の先行車までの車間
距離を算出する認識手段と、認識手段における認識結果
に基づいて、減速すべき状況になったと判断した場合
に、シフトダウンを指示すると共に、減速すべき状況で
はなくなったと判断した場合に、シフトダウンの解除を
指示する指示手段とを有する。この指示手段は、認識手
段により算出された先行車までの車間距離に基づき、シ
フトダウンを解除することにより安全な車間距離を確保
できないと判断した場合は、シフトダウンの解除を指示
しないように構成されている。

【０００６】ここで、指示手段は、シフトダウンを解除
することにより安全な車間距離を確保できないと判断し
たならば、安全な車間距離を確保できると判断するま
で、当該シフトダウンの解除の指示を保留することが好
ましい。

【０００７】また、指示手段は、自車輌前方に存在する
カーブと自車輌の車速とに基づいて、減速すべき状況で
あるか否かを判断することが好ましい。

【０００８】また、指示手段は、自車輌と自車輌前方に
存在する先行車との位置的関係に基づいて、減速すべき
状況であるか否かを判断することが望ましい。

【０００９】一方、指示手段は、シフトダウン解除後の
シフトアップにより生じる自車輌の予測加速度と、認識
手段により算出された先行車までの車間距離とに基づい
て、シフトアップに伴う加速で車間距離が安全な車間距
離となるか警戒すべき車間距離になるかを判断すること
により、シフトダウンの解除の可否を判断してもよい。
その際、自車輌の走行抵抗を算出する走行抵抗算出手段
をさらに設け、走行抵抗算出手段により算出された走行
抵抗を考慮して、シフトダウンの解除の可否を判断する
ことが好ましい。また、自車輌位置における道路勾配を
算出する道路勾配算出手段をさらに設け、道路勾配算出
手段により算出された道路勾配を考慮して、シフトダウ
ン後に自車輌が加速するか否かを判断することが望まし
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本実施例にかかるシフト
ダウン指示装置を用いた変速システムの全体構成を示し
たブロック図である。シフトダウン指示装置であるマイ
クロコンピュータ１には、センサ２〜５から得られた車
輌状態信号（車速υ，エンジン回転数ＮＥ，スロットル
開度θ等）、ナビゲーションユニット６から得られたナ
ビゲーション情報、およびトランスミッションコントロ
ールユニット（ＴＣＵ）７から出力された情報である現
在の設定変速段を示す変速信号Ｐが入力されている。マ
イクロコンピュータ１は、これらの入力情報に基づい
て、自車輌前方の走行状況を認識すると共に、認識結果
に応じて減速を行うべくＴＣＵ７に対して指示信号ＤＯ
ＷＮ，ＴＲＧＴを出力する。ＴＣＵ７は、これらの指示
信号ＤＯＷＮ，ＴＲＧＴによってシフトダウンが指示さ
れた場合、ノーマルモードにおける変速制御を一時的に
中断し、その指示内容にしたがった変速制御を行う（シ
フトダウンモード）。

【００１１】図６は、ＴＣＵ７において行われる変速制
御手順を示したフローチャートである。まず、ステップ
５１において、ＴＣＵ７はシフトダウン指示信号ＤＯＷ
Ｎを読み込み、この指示信号ＤＯＷＮが「１」レベルで
あるか否か、すなわちシフトダウンの実行が指示されて
いるか否かを判断する。通常の走行状態では、シフトダ
ウン指示信号ＤＯＷＮは「０」レベルに設定されてい
る。したがって、シフトダウン指示信号ＤＯＷＮが
「０」である限りは、ステップ５２のノーマルモードに
おける変速制御、すなわち図９に示したような、車速υ
およびスロットル開度θに基づく変速マップに基づい
て、変速段ＧＲが設定される。そして、ＴＣＵ７は、自
動変速機９（以下、ＡＴという）の変速段を変速段ＧＲ
に設定するための係合制御信号を油圧制御回路８に対し
て出力する（ステップ５４）。油圧制御回路８は、係合
制御信号による指示にしたがって自動変速機（ＡＴ）９
中の油圧制御機構９ａを構成する各ソレノイドを作動さ
せる。これにより、ＡＴ９中の摩擦係合機構９ｂを構成
する各摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）が締結／解
放され、ＡＴ９はＴＣＵ７によって指示された変速段
（例えば前進４段，後進１段）に設定される。

【００１２】これに対して、シフトダウン指示信号ＤＯ
ＷＮが「１」レベルである場合、すなわちシフトダウン
実行が指示されている場合は（ステップ５１）、シフト
ダウンモードにおける変速設定が行われる（ステップ５
３）。このモードにおいて、変速段ＧＲは強制的に（す
なわち図９に示した変速マップを参照することなく）目
標変速段ＴＲＧＴ（マイクロコンピュータ１からの指示
信号ＴＲＧＴにより特定）に設定される。そして、ＴＣ
Ｕ７は、ＡＴ９の変速段を変速段ＧＲ、すなわち目標変
速段ＴＲＧＴに設定するための係合制御信号を油圧制御
回路８に対して出力する（ステップ５４）。

【００１３】車速センサ２、エンジン回転数センサ３お
よびスロットル開度センサ４はそれぞれ、車速υ，エン
ジン回転数ＮＥ，スロットル開度θを算出するために用
いられる周知のセンサである。また、プレビューセンサ
５は、自車輌前方の走行状況をプレビューセンサ情報と
して出力するセンサである。本実施例では、プレビュー
センサ５として一対のＣＣＤカメラおよび画像処理系で
構成された周知のステレオ画像処理装置を用いている。
各ＣＣＤカメラから得られた一対の撮像画像に基づい
て、前方に存在する対象物（先行車や道路形状）までの
距離を含めた三次元的な位置情報を得ることができる。
なお、プレビューセンサ５として、ステレオ画像処理装
置以外にも単眼カメラ、ミリ波やレーザ波を用いたセン
サ、或いはそれらを併用したセンサを用いてもよい。

【００１４】ナビゲーションユニット６は、ＣＤ−ＲＯ
ＭやＤＶＤ等の記憶媒体にストアされた道路地図情報と
ＧＰＳ技術とを併用して、自車輌の位置、進行方向、道
路形状等を含むナビゲーション情報を出力する。マイク
ロコンピュータ１は、プレビューセンサ５からのプレビ
ューセンサ情報とナビゲーションユニット６からのナビ
ゲーション情報とのマッチングをとり、マッチングが取
れた情報を「プレビュー情報」（すなわち、自車輌前方
の走行状況を認識するのに直接用いられる情報）として
用いることで、自車輌前方の走行状況に関する認識の信
頼性を確保している。

【００１５】図２は、本実施例にかかる減速指示のメイ
ンルーチンを示したフローチャートである。マイクロコ
ンピュータ１は、このフローチャートに示された一連の
手順を所定の間隔で繰り返し実行する。まず、ステップ
１において、プレビュー情報や各種センサ情報υ，Ｎ
Ｅ，θ等が読み込まれる。

【００１６】つぎに、プレビュー情報およびナビゲーシ
ョン情報に基づいて自車輌前方の走行状況が認識される
（ステップ２）。具体的には、三次元的な道路形状や先
行車の存在の有無、自車輌と先行車との間の距離（車間
距離）等が認識される。本実施例との関係において認識
すべき重要事項として、前方に存在するカーブの検出が
挙げられる。一つのカーブを構成するパターンとして
は、図１１に示したようにカーブが単一のノードで構成
されたケースと、図１２に示したように複数のノードで
構成されたケースがある。なお、これらのノードに関す
る情報はナビゲーション情報から得ることができ、自車
輌を基準とした道路の離散的な点の座標情報を含んでい
る。道路形状は各隣接ノード間を結んだ線分によって折
れ線状に表現される。

【００１７】互いに隣接したノードＰj-1（座標（ｘ[j-
1]，ｙ[j-1]）），Ｐj（座標（ｘ[j]，ｙ[j]））が基本
的には以下の二つの条件を具備するならば、各ノードＰ
j-1，Ｐjが同一のカーブに属するものと判断する。

【００１８】（同一カーブ条件）１．隣接したノードＰj-1，Ｐj間の距離Ｌ[j]が所定値
よりも小さいこと２．隣接したノードＰj-1，Ｐjのノード角度ｔ[j-1]，
ｔ[j]の符号が同じであること

【００１９】ここで、ノードＰjのノード間距離Ｌ[j]は
下式により算出される。

【数１】Ｌ[j]＝｛（ｘ[j]−ｘ[j-1]）²＋（ｙ[j]ーｙ
[j-1]）²｝^1/2

【００２０】また、ノードＰjのノード角度ｔ[j]は下式
により算出される。

【数２】ｔ[j]＝sin^-1[｛（ｘ[j-1]−ｘ[j]）（ｙ[j]−
ｙ[j+1]）−（ｘ[j]−ｘ[j+1]）（ｙ[j-1]−ｙ[j]）｝
／（L[j]L[j+1]）]

【００２１】このような同一カーブ条件から、図１１に
示した各ノードＰ1，Ｐj-1，Ｐj，Ｐj+1はそれぞれ別個
のカーブを形成するものと判断される。また、図１２に
示したノード群Ｐj-1〜Ｐj+2は１つのカーブを形成する
ものと判断される。

【００２２】ステップ２に続くステップ３において、前
方のカーブ形状に応じた判定速度Ｖthが算出される。判
定速度Ｖthは、自車輌の現在位置において、前方のカー
ブ形状との関係で許容される車速の上限値を示したもの
であり、ステップ５の減速判定（シフトダウンの可否）
を行う際の判定しきい値として用いられる。図１３は、
ステップ３における判定速度Ｖthの詳細な算出手順を示
したフローチャートである。

【００２３】まず、道路の路面摩擦係数μ（以下路面μ
という）および道路勾配ＳＬが推定される（ステップ１
２）。路面μは、例えば特開平８−２２７４号公報に開
示されているように、ヨーレート、舵角、横加速度、お
よび車速に基づいて推定することができる。なお、道路
勾配ＳＬの算出方法については後述する。

【００２４】ステップ１２に続くステップ１３におい
て、ある路面μにおいてスリップを生じないような減速
度の最大値、すなわち許容減速度βが算出される。許容
減速度βは、ステップ１２において算出された路面μを
基本パラメータとして特定された値を、同じくステップ
１２において算出された道路勾配ＳＬを用いて補正する
ことによって求めることができる。なお、許容減速度β
の具体的な演算方法については、特開平１１−８３５０
１号公報に開示されているので必要ならば参照された
い。

【００２５】そして、上述したステップ２において特定
された前方のカーブに関して、そのターゲットノードＰ
trgtおよびターゲットノードＰtrgtの許容進入速度Ｖap
が算出される（ステップ１４）。ここで、「ターゲット
ノードＰtrgt」とは、一つのカーブにおいてカーブ曲率
半径が最も小さいノードをいう。自車輌の前方に存在す
るあるカーブに進入する際に許容されうる車速は、曲率
半径が最小ゆえに最も減速して通過すべきノードを基準
に設定すればよい。したがって、図１１に示した道路形
状では、別個のカーブを形成する各ノードＰ1，Ｐj-1，
Ｐj，Ｐj+1がそれぞれターゲットノードＰtrgtとなる。
また、図１２に示した道路形状では、１つのカーブを構
成するノード群Ｐj-1〜Ｐj+2のうち、曲率半径が最も小
さなノードＰj-1がそのカーブにおけるターゲットノー
ドＰtrgtとなる。あるノードＰjにおけるカーブ曲率半
径ｒ[j]は、その前後のノードＰj-1，Ｐj+1を含めた三
点に基づいて算出することができる。

【００２６】特定されたターゲットノードＰtrgtのカー
ブ曲率半径に基づき、以下の手法によって、ターゲット
ノードＰtrgtを通過するのに許容される進入速度Ｖapが
算出される。まず、許容進入速度Ｖapを算出するのに先
立ち、許容横加速度ｇｖが算出される。カーブ通過時に
おいて、路面μが小さいほど横加速度の限界値は小さく
なる。また、同一車速であってもカーブの曲率半径が小
さいほど横加速度は増大していく。このような知得に基
づき、横加速度は、路面μとターゲットノードＰtrgtの
カーブ曲率半径とを基本的な入力変数として算出するこ
とができる。そして、算出された横加速度を道路勾配Ｓ
Ｌで補正することにより、許容横加速度ｇｖを算出す
る。なお、許容横加速度ｇｖの詳細な演算方法について
は、特開平１１−８３５０１号公報に開示されているの
で必要ならば参照されたい。

【００２７】許容進入速度Ｖapは、許容横加速度ｇｖと
ターゲットノードＰtrgtのカーブ曲率半径ｒtrgtから、
下式によって算出することができる。同数式からわかる
ように、許容横加速度が小さいほど、または、カーブの
曲率半径が小さいほど、そのカーブに進入する際に許容
される速度は小さくなる。

【数３】Ｖap＝（ｇｖ×ｒtrgt）^1/2

【００２８】なお、カーブの深さや道路幅に応じてこの
値を補正し、その補正値を許容進入速度Ｖapとしてもよ
い。この場合、カーブの深さが大きいほど、または道路
幅が狭いほど許容進入速度Ｖapが小さくなるようにす
る。

【００２９】ステップ１４に続くステップ１５におい
て、ターゲットノードＰtrgtにおける許容進入速度Ｖap
から、自車輌の現在位置における車速の上限を示した判
定速度Ｖthが算出される。この判定速度Ｖthは、現在位
置からターゲットノードＰtrgtまでの距離（その距離を
Ｌとする）を、許容減速度βのＫ％（例えば５０％）で
減速していった際に、ターゲットノードＰtrgt到達時に
車速が許容進入速度Ｖapになるような速度である。一例
として、判定速度Ｖthは下式によって求めることができ
る。

【数４】Ｖth＝（Ｖap²）＋２×（Ｋ×β）Ｌ）^1/2

【００３０】このように、前方のカーブに対する許容進
入速度Ｖapと、ターゲットノードＰtrgtまでの距離Ｌ
と、許容減速度βとが特定できれば、現在位置において
自車輌がとり得る車速の上限値（判定速度Ｖth）を逆算
することができる。そして、後のステップ５において現
在位置における車速υと判定速度Ｖthとを比較すること
により、カーブの進入に対して車速υが過大であるか否
か、すなわち、減速の必要性を判断する。

【００３１】ステップ３に続くステップ４において、減
速実行フラグＦＤＳが「１」であるか否かが判断され
る。減速実行フラグＦＤＳは初期的には「０」にセット
されている。したがって、このフラグＦＤＳが「０」の
状態ではステップ４からステップ５に進む。

【００３２】ステップ４に続くステップ５において、減
速すべき状況であるか否かが判断される。具体的には、
ステップ３において算出された判定速度Ｖthと車速セン
サ２により算出された現在の車速υとが比較される。車
速υが判定速度Ｖth以下である場合は、減速しなくとも
現在の車速υで前方のカーブに進入することが可能であ
ると判断する。したがって、この場合は、ステップ５に
おける否定判定からステップ９，１１に進み、「０」レ
ベルのシフトダウン指示信号ＤＯＷＮがＴＣＵ７に対し
て出力される。シフトダウン指示信号ＤＯＷＮは、自動
的に減速を行う必要がある特別な走行状況にある場合以
外は、通常、「０」レベル（ノーマルモードの変速制御
を指示）に設定されている。「０」レベルのシフトダウ
ン指示信号ＤＯＷＮを受けて、ＴＣＵ７はノーマルモー
ドにおける変速制御を行う（ステップ５２）。

【００３３】一方、ステップ５において肯定判定された
場合、すなわち、車速υが判定速度Ｖthよりも大きい場
合、前方のカーブに対して安全に進入するためには現在
の車速υは過大であると判断する。この場合は減速を行
う必要があると判断して、ステップ６，１１に進み、カ
ーブ進入前に減速を行うために、マイクロコンピュータ
１はＴＣＵ７に対してシフトダウンを指示する。具体的
には、シフトダウン指示信号ＤＯＷＮが「１」レベルと
なり、減速実行フラグＦＤＳが「１」レベルにセットさ
れる。また、シフトダウン後の目標変速段ＴＲＧＴが設
定される。目標変速段ＴＲＧＴは、Ｄレンジを含めたす
べてのレンジにおいて、現在の変速段から１段落とした
変速段（例えば現在の変速段が４速ならば３速）を設定
する。また、Ｄレンジで、かつ、現在の変速段が４速
（または３速）の場合に、３速（または２速）を目標変
速段ＴＲＧＴに設定するようにしてもよい。さらに、必
要な減速の程度に応じて現在の変速段から１段または２
段落とした変速段を目標変速段ＴＲＧＴと設定してもよ
い。また、変速モード自体を変更するような手法も可能
である。例えば、現在の変速モードがＤレンジである場
合、それを３レンジに落としてもよい。

【００３４】これによって、ＴＣＵ７は、ノーマルモー
ドを一時的に中断し、シフトダウンモードにおける変速
制御、すなわち、目標変速段ＴＲＧＴへのシフトダウン
を実行する。

【００３５】つぎに、減速指示の解除手順について説明
する。あるサイクルでシフトダウンの実行が指示される
と、そのサイクルにおけるステップ６において、減速実
行フラグＦＤＳが「１」にセットされる。したがって、
次回のサイクルにおいては、ステップ４における肯定判
定からステップ７以降の手順が実行される。まず、ステ
ップ７において、減速すべき状況ではなくなったか否か
が判断される。この判断は、ターゲットノードＰtrgtを
含むカーブの通過、および自車輌の走行状態等に基づき
行われる。ステップ７で否定判定された場合（例えば、
未だカーブを通過していない場合）は、ステップ１０，
１１に進み、「１」レベルのシフトダウン指示信号ＤＯ
ＷＮがＴＣＵ７に対して出力される。したがって、シフ
トダウンモードは解除されないため、ＡＴ９の変速段は
目標変速段ＴＲＧＴに維持される（つまりダウンシフト
状態が維持される）。減速が必要な状況ではなくなるま
で、シフトダウン指示信号ＤＯＷＮは「１」レベルに維
持されるので、ノーマルモードへは復帰しない。

【００３６】一方、減速すべき状況でなくなった場合、
そのサイクルにおいてステップ７からステップ８に進
み、シフトダウン解除の可否が判定が行われる。ステッ
プ８における判定結果から、シフトダウンを解除しても
よいと判断された場合は、シフトダウン指示信号ＤＯＷ
Ｎが「１」レベルから「０」レベルに切り替わると共
に、減速実行フラグＦＤＳも「０」にリセットされる。
これにより、シフトダウン制御からノーマルモードへ復
帰し、通常の変速制御が再開される（図６のステップ５
２）。これに対して、シフトダウンを解除すべきでない
と判断された場合は、シフトダウン指示信号ＤＯＷＮは
「１」レベルのままであり、かつ、減速実行フラグＦＤ
Ｓも「１」に維持される。これにより、今回のサイクル
では、ノーマルモードを再開することなく、シフトダウ
ンモードが継続される（図６のステップ５３）。

【００３７】図３は、シフトダウン解除判定の詳細な手
順を示したフローチャートである。まず、ステップ２１
において、プレビュー情報に基づいた認識結果から、自
車輌前方の走行路（所定の監視距離範囲内）に先行車が
存在するか否かが判断される。先行車が存在しないので
あれば、シフトダウン解除後の車間距離を検討する必要
性はそもそも存在しない。したがって、この場合は、ス
テップ２５に進み、シフトダウン指示信号ＤＯＷＮを
「１」レベルから「０」レベルに切り替えると共に、変
速実行フラグＦＤＳを「０」にリセットする。これによ
り、ＴＣＵ７は、シフトダウンモードを終了し、中断さ
れていたノーマルモードにおける変速制御を再開する。
つまり、先行車が存在しない場合は、減速すべき走行状
況ではなくなると、すぐにノーマルモードにおける変速
制御が再開される。通常は、これによりシフトアップが
生じることが多い。

【００３８】一方、ステップ２１において肯定判定され
た場合、すなわち先行車が存在する場合は、すくにノー
マルモードに復帰するのではなく、先行車との車間距離
からシフトアップによる加速が生じても安全であると判
断された場合のみ復帰する。そのために、まず、先行車
までの車間距離ＤＳが特定される（ステップ２２）。車
間距離ＤＳはプレビュー情報から周知の手法を用いて算
出することができる。そして、車間距離ＤＳを考慮し
て、シフトダウンを解除しても安全であるか否かが判定
される（ステップ２３）。図４は、安全判定の詳細な手
順を示したフローチャートである。

【００３９】まず、ステップ３１において、図９に示し
た変速マップを参照して、シフトダウンを解除した場合
に設定される変速段（ＴＣＵ７からノーマルモード時の
予定変速段信号をもらってもよい）が、目標変速段ＴＲ
ＧＴとして特定される。つぎに、変速マップの参照結果
から、シフトアップ解除後にシフトアップが生じるか否
かが判断される（ステップ３２）。シフトダウンを解除
してもシフトアップが生じないのであれば、先行車との
車間距離が急激に縮まるという事態は生じないため、す
ぐにノーマルモードを再開しても何ら支障はない。した
がって、この場合は、ステップ３２での否定判定から図
３のステップ２５に進み、シフトダウン指示信号ＤＯＷ
Ｎを「「０」レベルに切り替えると共に、変速実行フラ
グＦＤＳを「０」にリセットする。これにより、ＴＣＵ
７は、シフトダウンモードを終了し、ノーマルモードに
おける変速制御を再開する。

【００４０】一方、ステップ３２において肯定判定され
た場合、すなわちシフトダウン解除後にシフトアップが
生じる場合は、ステップ３３に進む。このステップ３２
において、センサ３から算出された現在のエンジン回転
数ＮＥと、センサ４から算出された現在のスロットル開
度θとに基づき、図７に示したエンジントルク算出マッ
プを参照して、現在の出力トルクＴｑが算出される。そ
して、ステップ３４において、現在の出力トルクＴｑと
目標変速段ＴＲＧＴの変速比Ｒtrgtとから、下式に基づ
いて、シフトアップ後の予測駆動力Ｆが算出される。同
数式において、Ｒfinalはファイナル変速比（定数）で
あり、Ｃはタイヤ半径（定数）である。

【数５】Ｆ＝Ｔｑ×Ｒtrgt×Ｒfinal／Ｃ

【００４１】ステップ３４に続くステップ３５におい
て、センサ２から算出された現在の車速υから下式によ
って走行抵抗ｒ、すなわち自車輌が空気中を逆らって進
む際に受ける抵抗が算出される。ここで、定数Ａは全面
投影面積、定数Ｃｄは空気抵抗係数、定数ρは空気密度
である。

【数６】ｒ＝Ａ×Ｃｄ×１／２ρ×υ²

【００４２】そして、ステップ３６において、現在の車
速υと現在の発生駆動力Ｆ（シフトアップ前の変速段に
おける駆動力である点に留意されたい）に基づいて道路
勾配ＳＬが算出される。図５は、道路勾配の詳細な推定
手順を示したフローチャートである。まず、ステップ４
１において、現在の変速段Ｐにおける発生駆動力Ｆを、
ステップ２２において算出された現在の出力トルクＴｑ
と現在の変速段Ｐの変速比Ｒとから、上述した数式５と
同様の算出式により求める。

【００４３】つぎに、ステップ４２において、現在の車
速υとステップ３４において算出された現在の発生駆動
力Ｆとから、図８に示した道路勾配推定マップを参照し
て、道路勾配ＳＬを算出する。道路勾配推定マップは、
道路勾配毎に車速υに対する発生駆動力Ｆの変化を示し
たものである。したがって、現時点における車速υと発
生駆動力Ｆとが特定されれば、そのときの道路勾配ＳＬ
を推定することができる。

【００４４】ステップ３６に続くステップ３７におい
て、予測駆動力Ｆ[N]（シフトダウン解除後の目標変速
段ＴＲＧＴにおける駆動力）、走行抵抗ｒ[N]、および
道路勾配ＳＬ[degree]から、目標変速段ＴＲＧＴの加速
度α（シフトダウン解除後の予測加速度）が下式によっ
て算出される。なお、同数式中の定数ｇは重力加速度で
ある。

【数７】α＝Ｆ／Ｗ−（ｒ／Ｗ−ｇ×sinＳＬ）

【００４５】そして、ステップ３８において、シフトダ
ウン解除後の予測加速度αと、車間距離ＤＳとに基づい
て、図１０に示した安全判定マップを参照して、安全／
警戒のいずれかが判断される。この安全判定マップは、
車間距離がある値である場合、加速度αが小さいほど判
定結果が「安全」となるように設定されている。なお、
判定要素として、加速度αおよび車間距離ＤＳのほか
に、自車輌の車速υや先行車との相対速度等を加味して
もよい。

【００４６】ステップ２３に続くステップ２４において
肯定判定された場合、すなわち、安全判定マップの参照
結果が「安全」である場合は、ステップ２５に進み、シ
フトダウン指示信号ＤＯＷＮを「１」レベルから「０」
レベルに切り替える。それと共に、減速実行フラグＦＤ
Ｓを「０」にリセットする。シフトダウン指示信号ＤＯ
ＷＮのレベルの変化を受けて、シフトダウンモードが終
了し、中断されていたノーマルモードにおける変速制御
が再開される。これによりシフトアップに伴う加速が生
じるが、車間距離の観点で見た安全性は確保することが
できる。

【００４７】一方、ステップ２４において否定判定され
た場合、すなわち、安全判定マップによる参照結果が
「警戒」である場合は、ステップ２６に進み、シフトダ
ウン指示信号ＤＯＷＮは「１」レベル（シフトダウンの
指示）に、そして減速実行フラグＦＤＳは「１」に維持
される。したがって、今回のサイクルではシフトダウン
モードは終了せず、次回のサイクル以降で「安全」と判
定されるまでこのモードが継続される。つまり、シフト
アップに伴う加速で警戒すべき車間距離になってしまう
場合は、シフトダウンモードが継続される。したがっ
て、車間距離が急激に縮まるような事態の発生を防ぐこ
とができるので、車間距離の観点で見た安全性を確保す
ることができる。

【００４８】以上の説明からわかるように、カーブの通
過によりシフトダウンを解除しようとする場合、マイク
ロコンピュータ１はシフトダウンの解除に伴う安全性を
評価した上で、シフトダウンの解除をＴＣＵ７に対して
指示している。すなわち、シフトアップにより生じる加
速度と現在の車間距離とに基づき、安全／警戒のいずれ
かであるかを判定している。そして、判定結果が「警
戒」である場合はシフトダウンを解除しないため、シフ
トアップによる加速も生じない。シフトダウンの解除
は、判定結果が「安全」となるような状態に変化するま
で（またはシフトアップが生じないような状態に変化す
るまで）保留される。

【００４９】これにより、シフトダウン解除により先行
車までの車間距離が急激に縮まってしまう事態の発生を
避けることができる。そのため、ドライバーに不安感を
与えることがなく、車外監視に応じた車輌挙動制御の安
全性・信頼性を一層向上させることができるという効果
がある。

【００５０】なお、上述した実施例では、自車輌の前方
にカーブが存在するような状況における減速制御につい
て説明したが、この減速制御は警報制御（ドライバーへ
の注意の喚起）と併用して行うことが好ましい。例え
ば、前方のカーブに対して現在の車速υが過大である場
合、まず警報を鳴らしてドライバーに減速を促す。そし
て、ドライバーがブレーキ操作による減速を行わなかっ
た場合やその減速が不十分な場合に、シフトダウンによ
る減速制御を行うようにしてもよい。

【００５１】また、上述した実施例は、自車輌前方のカ
ーブに起因した減速制御について説明した。しかしなが
ら、本発明はこれに限定されるものではなく、減速制御
を行い得るような様々な走行状況に広く適用することが
できる。例えば、先行車との車間距離に応じてシフトダ
ウンを行うような減速制御に適用してもよい。この場
合、図２のステップ３における判定速度Vthの算出に代
えて、判定車間距離Ｄthを下式にしたがって算出する。

【数８】Ｄth＝（現在の車速υ[m/s]×空走時間Ａ[sec]
＋余裕Ｂ[m]）×（−（相対速度[m/s]×係数Ｃ＋余裕
Ｄ）

【００５２】ここで、相対速度は、プレビューセンサ５
から得られたプレビューセンサ情報から、先行車との車
間距離の単位時間あたりの変化に基づいて算出すること
ができる。そして、判定車間距離Ｄthよりも現在の車間
距離が小さくなった場合に、減速すべき状況と判断し
て、上述した実施例で説明したようなシフトダウンによ
る減速を行う。

【００５３】

【発明の効果】このように、本発明によれば、減速すべ
き走行状況でなくなった場合にシフトダウンの解除を行
う際、シフトアップの発生により車間距離が急激に縮ま
ってしまうような事態を避けることができる。したがっ
て、車外監視に応じて車輌の挙動制御を行う装置の安全
性・信頼性を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例にかかるシフトダウン指示装置を用い
た変速システムの全体構成を示したブロック図

【図２】本実施例にかかる減速指示のメインルーチンを
示したフローチャート

【図３】シフトダウン解除判定の順を示したフローチャ
ート

【図４】安全判定の手順を示したフローチャート

【図５】道路勾配の推定手順を示したフローチャート

【図６】変速制御手順を示したフローチャート

【図７】エンジントルク算出マップの一例

【図８】道路勾配推定マップの一例

【図９】変速マップの一例

【図１０】安全判定マップの一例

【図１１】単一のノードで構成された一つのカーブの説
明図

【図１２】複数のノードで構成された一つのカーブの説
明図

【図１３】判定速度の算出手順を示したフローチャート

【符号の説明】

１シフトダウン指示装置（マイクロコンピュータ）、
２車速センサ、３エンジン
回転数センサ、４スロットル開度センサ、
５プレビューセンサ、６ナビゲーションユニッ
ト、７トランスミッションコントロールユニット（Ｔ
ＣＵ）、８油圧制御回路、９
自動変速機（ＡＴ）、９ａ油圧制御機構、
９ｂ摩擦係合機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 C08G 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自動変速機のシフトダウン指示装置におい
て、プレビュー情報に基づいて、自車輌前方の走行状況を認
識すると共に、自車輌前方の先行車までの車間距離を算
出する認識手段と、前記認識手段における認識結果に基づいて、減速すべき
状況になったと判断した場合に、シフトダウンを指示す
ると共に、減速すべき状況ではなくなったと判断した場
合に、シフトダウンの解除を指示する指示手段とを有
し、前記指示手段は、前記認識手段により算出された先行車
までの車間距離に基づき、シフトダウンを解除すること
により安全な車間距離を確保できないと判断した場合
は、シフトダウンの解除を指示しないことを特徴とする
自動変速機のシフトダウン指示装置。
【請求項２】前記指示手段は、シフトダウンを解除する
ことにより安全な車間距離を確保できないと判断したな
らば、安全な車間距離を確保できると判断するまで、当
該シフトダウンの解除の指示を保留することを特徴とす
る請求項１に記載された自動変速機のシフトダウン指示
装置。
【請求項３】前記指示手段は、自車輌前方に存在するカ
ーブと自車輌の車速とに基づいて、減速すべき状況であ
るか否かを判断することを特徴とする請求項１または２
に記載された自動変速機のシフトダウン指示装置。
【請求項４】前記指示手段は、自車輌と自車輌前方に存
在する先行車との位置的関係に基づいて、減速すべき状
況であるか否かを判断することを特徴とする請求項１ま
たは２に記載された自動変速機のシフトダウン指示装
置。
【請求項５】前記指示手段は、シフトダウン解除後のシ
フトアップにより生じる自車輌の予測加速度と、前記認
識手段により算出された先行車までの車間距離とに基づ
いて、シフトアップに伴う加速で車間距離が安全な車間
距離となるか警戒すべき車間距離になるかを判断するこ
とにより、シフトダウンの解除の可否を判断することを
特徴とする請求項１に記載された自動変速機のシフトダ
ウン指示装置。
【請求項６】自車輌の走行抵抗を算出する走行抵抗算出
手段をさらに有し、前記指示手段は、前記走行抵抗算出手段により算出され
た走行抵抗を考慮して、シフトダウンの解除の可否を判
断することを特徴とする請求項５に記載された自動変速
機のシフトダウン指示装置。
【請求項７】自車輌位置における道路勾配を算出する道
路勾配算出手段をさらに有し、前記指示手段は、前記道路勾配算出手段により算出され
た道路勾配を考慮して、シフトダウン後に自車輌が加速
するか否かを判断することを特徴とする請求項５または
６に記載された自動変速機のシフトダウン指示装置。