JPH09317865A

JPH09317865A - 車両制御装置

Info

Publication number: JPH09317865A
Application number: JP15747296A
Authority: JP
Inventors: Masao Kawai; 正夫川合; Takahiro Iwami; 隆広岩見; Hideki Ariga; 秀喜有賀; Mitsugi Yamashita; 貢山下; Hideki Nakajima; 秀樹中島
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】ナビゲーションシステムに記憶されている道路
情報に基づき、道路状況に応じたシフトダウン制御を行
う際、運転者の意志を推測して、変速比の設定が運転者
の意志に反することなく行われるようにする。【解決手段】ナビゲーション処理部から読み込んだ道路
情報に基づき算出された、コーナを通過する際の適正速
度に基づき、変速比の上限値が設定され、運転者の運転
操作から減速の意志を推測し、設定された上限値の範囲
内で、変速比を決定する。また、運転者の所定の運転操
作が検出されない場合には、通常走行の変速比制御が行
われ、おしきせの変速制御は行わない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両制御装置に
かかり、詳しくは有段変速機及び無段変速機を含む自動
変速装置の変速比の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の現在位置に周囲に関する道路情
報に応じて自動変速機の制御パターンを変更する変更手
段を備えた自動変速機の制御装置が提案されている（特
公平6-58141号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、道路状況に
応じた変速段の制御は、具体的な周囲の状況に対応し
て、変速段を制御するので、環境適応性が高い一方、運
転者に車両側のお仕着せの制御を押し付けることにもな
る。例えば、道路環境が変化することに応じて、変速パ
ターンが変化するとき、運転者が予期しない変速段に突
然変化するということが考えられる。このような観点か
ら、本発明は、運転者の意志を推測して、変速比の設定
が運転者の意志に反することなく行なわれるようにした
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような目的は、以
下の本発明により達成される。

【０００５】（１）道路情報を記憶した道路情報記憶
手段と、道路上の自車位置を検出する自車位置検出手段
と、自車位置の進行方向にある曲がり角の曲率半径を算
出する曲率半径算出手段と、自車の車速を検出する車速
検出手段と、自動的に変速比を選択する自動変速装置
と、運転者の運転動作を検出する運転動作検出手段と、
車速と曲率半径に応じて予め定められた範囲内に変速比
を規制する変速比規制手段と、運転者の運転動作に基づ
いて、前記自動変速装置が選択する変速比を変速比規制
手段の規制した範囲内となるように設定する変速比設定
手段と、を備えたことを特徴とする車両制御装置。

【０００６】（２）自車位置と曲がり角の入り口まで
の区間距離を算出する区間算出手段を有し、前記変速比
規制手段は、前記区間算出手段の算出した距離に対応し
て変速比の範囲を規制する上記（１）に記載の車両制御
装置。

【０００７】（３）前記運転動作検出手段は、アクセ
ル開度に基づき運転動作を検出する上記（１）に記載の
車両制御装置。

【０００８】（４）前記運転動作検出手段は、スロッ
トル開度に基づき運転動作を検出する上記（１）に記載
の車両制御装置。

【０００９】（５）前記運転動作検出手段は、ブレー
キペダルの操作に基づき運転動作を検出する上記（１）
に記載の車両制御装置。

【００１０】（６）前記自動変速装置は、多段変速機
である上記（１）に記載の車両制御装置。

【００１１】（７）前記自動変速装置は、無段変速機
である上記（１）に記載の車両制御装置。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施形態の１
つについて、添付図面に基づいて詳説する。図１は、本
発明の車両制御装置の構成を示すブロック図である。本
発明の車両制御装置１は、ナビゲーションシステム装置
１０と、ＡＴモード選択部２０と、車両状態検出部３０
と、変速制御装置４０とを備えている。ナビゲーション
システム装置１０は、ナビゲーション処理部１１と、道
路情報記憶手段であるデータ記憶部１２と、現在位置検
出部１３と、通信部１５と、入力部１６と、表示部１７
と、音声出力部１９とを有している。

【００１３】ナビゲーション処理部１１は、入力された
情報に基づいて、ナビゲーション処理等の各種演算処理
を行い、その結果を出力する中央制御装置（以下「ＣＰ
Ｕ」という）１１１を備えている。このＣＰＵ１１１
は、データバス等のバスラインを介してＲＯＭ１１２と
ＲＡＭ１１３が接続されている。ＲＯＭ１１２は、目的
地までの経路の検索、経路中の走行案内、特定区間の決
定等を行うための各種プログラムが格納されているリー
ド・オンリー・メモリである。ＲＡＭ１１３は、ＣＰＵ
１１１が各種演算処理を行う場合のワーキング・メモリ
としてのランダム・アクセス・メモリである。

【００１４】データ記憶部１２は、地図データファイ
ル、交差点データファイル、ノードデータファイル、道
路データファイル、写真データファイル、および各地域
のホテル、ガソリンスタンド、観光地案内などの各種地
域毎との情報が格納された他のデータファイルを備えて
いる。これら各ファイルには、経路探索を行うととも
に、探索した経路に沿って案内図を表示したり、交差点
や経路中における特徴的な写真やコマ図を出したり、交
差点までの残り距離、次の交差点での進行方向を表示し
たり、その他の案内情報を表示部１７や音声出力部１９
から出力するための各種データが格納されている。

【００１５】これらのファイルに記憶されている情報の
内、通常のナビゲーションにおける経路探索に使用され
るのが交差点データ、ノードデータ、道路データのそれ
ぞれが格納された各ファイルである。これらのファイル
には、道路の幅員、勾配、路面の状態、コーナの曲率半
径、交差点、Ｔ字路、道路の車線数、車線数の減少する
地点、コーナの入口、踏切、高速道路出口ランプウェ
イ、高速道路の料金所、道路の幅員の狭くなる地点、降
坂路、登坂路などの道路情報が格納されている。

【００１６】各ファイルは、例えば、フロッピーディス
ク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスク、磁気
テープ、ＩＣカード、光カード等の各種記憶装置が使用
される。なお、各ファイルは記憶容量が大きい、例えば
ＣＤ−ＲＯＭの使用が好ましいが、その他のデータファ
イルのような個別のデータ、地域毎のデータは、ＩＣカ
ードを使用するようにしてもよい。

【００１７】また現在位置検出部１３は、ＧＰＳレシー
バ１３１、地磁気センサ１３２、距離センサ１３３、ス
テアリングセンサ１３４、ビーコンセンサ１３５、ジャ
イロセンサ１３６とを備えている。ＧＰＳレシーバ１３
１は、人口衛星から発せられる電波を受信して、自車の
位置を測定する装置である。地磁気センサ１３２は、地
磁気を検出して自車の向いている方位を求める。距離セ
ンサ１３３は、例えば車輪の回転数を検出して計数する
ものや、加速度を検出して２回積分するものや、その他
計測装置等が使用される。ステアリングセンサ１３４
は、例えば、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回
転センサや回転抵抗ボリューム等が使用されるが、車輪
部に取り付ける角度センサを用いてもよい。ビーコンセ
ンサ１３５は、路上に配置したビーコンからの位置情報
を受信する。ジャイロセンサ１３６は、車両の回転角速
度を検出しその角速度を積分して車両の方位を求めるガ
スレートジャイロや光ファイバジャイロ等で構成され
る。

【００１８】現在位置検出部１３のＧＰＳレシーバ１３
１とビーコンセンサ１３５は、それぞれ単独で位置測定
が可能であるが、その他の場合には、距離センサ１３３
で検出される距離と、地磁気センサ１３２、ジャイロセ
ンサ１３６から検出される方位との組み合わせ、また
は、距離センサ１３３で検出される距離と、ステアリン
グセンサ１３４で検出される舵角との組み合わせによっ
て自車の絶対位置（自車位置）を検出するようになって
いる。

【００１９】通信部１５は、ＦＭ送信装置や電話回線等
との間で各種データの送受信を行うようになっており、
例えば情報センタ等から受信した渋滞などの道路情報や
交通事故情報等の各種データを受信するようになってい
る。

【００２０】入力部１６は、走行開始時の現在位置の修
正や、目的地を入力するように構成されている。入力部
１６の構成例としては、表示部１７を構成するディスプ
レイの画面上に配置され、その画面に表示されたキーや
メニューにタッチすることにより情報を入力するタッチ
パネル、その他、キーボード、マウス、バーコードリー
ダ、ライトぺン、遠隔操作用のリモートコントロール装
置などが挙げられる。

【００２１】表示部１７には、操作案内、操作メニュ
ー、操作キーの表示や、ユーザの要求に応じて設定され
た案内地点までの経路の表示や、走行する経路に沿った
案内図等の各種表示が行われる。表示部１７としては、
ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディ
スプレイ、フロントガラスにホログラムを投影するホロ
グラム装置等を用いることができる。

【００２２】音声入力部１８はマイクロホン等によって
構成され、音声によって必要な情報が入力される。音声
出力部１９は、音声合成装置と、スピーカとを備え、音
声合成装置で合成される音声の案内情報を出力する。な
お、音声合成装置で合成された音声の他に、各種案内情
報をテープに録音しておき、これをスピーカから出力す
るようにしてもよく、また音声合成装置の合成音とテー
プの音声とを組み合わせてもよい。

【００２３】以上のようなナビゲーションシステム装置
１０において、自車位置検出手段は、現在位置検出部１
３によって構成され、道路情報記憶手段は、データ記憶
部１２によって構成される。また、曲率半径算出手段
は、データ記憶部１２と現在位置検出部１３とナビゲー
ション処理部１１とによって構成されている。そして、
自車位置の進行方向にある曲がり角は、現在位置検出部
１３で検出された自車位置と自車の走行方向および道路
情報記憶手段に記憶されている道路情報に基づき、ナビ
ゲーション処理部１１が決定する。また、区間算出手段
は、現在位置検出部１３と、データ記憶部１２と、ナビ
ゲーション処理部１１とによって構成される。自車位置
の進行方向にある曲がり角とは、舵角を変更して、車両
の進む方向を変更する必要のある場所であり、例えば、
交差点、Ｔ字路、車線数の減少する地点、コーナ、コー
ナの入口、高速道路出口ランプウェイ、道路の幅員の狭
くなる地点などが挙げられる。また、ノードの変化率
が、ある一定以上となっている地点を曲がり角の入り口
や出口とする。つまり、区間算出手段は、データ記憶部
１２に記憶されている道路情報に基づき、曲がり角のノ
ードの変化率を求め、曲がり角の入り口を特定し、この
入り口から、現在の自車位置までの距離ｄを算出する。

【００２４】次に、予定走行道路とは、既に車両の走行
経路が設定されている場合には、その設定されている経
路であり、設定されていない場合には、例えば直進した
場合に通過することが予想される経路とすることができ
る。このような、予定走行経路を探索する走行経路検出
手段を設けることによって、予定走行経路がより明確と
なり、制御性が向上する。

【００２５】自動変速装置は、図示しない自動変速機
（本実施形態では5速の変速段を備えた多段変速機）と
変速比を設定するアクチュエータ（本実施形態では５速
の変速段を設定する油圧制御回路）とそのアクチュエー
タに対して作動信号を出力する変速制御装置４０を含ん
でいる。変速制御装置４０には、車速信号、アクセルセ
ンサからのアクセル開度信号、及びナビゲーションシス
テム装置１０からの道路データが入力される。アクセル
センサ３３からの信号にアクセル開度信号に基づき、運
転動作が検知される。即ち、アクセル開度信号を判断す
ることにより運転動作検出手段が構成される。変速比規
制手段と変速比設定手段を構成する変速制御装置４０
は、機能的には変速段決定部と変速段規制部とから構成
される。変速段決定部は、どの変速段を選択するかを具
体的に決定するものであり、例えば、スロットル開度と
車速により変速段を決定するデータテーブル（変速マッ
プ）によって決定される。

【００２６】一方、変速段規制部は本発明の要部であ
り、変速段決定部によって決定された変速段の上限を規
制するものである。従って、変速段決定部によって、例
えば５速が決定されていても変速段規制部により上限が
４速とされているときは、指令信号は１速から４速まで
の範囲内でしか出力されない。そして、図示しない変速
比を設定するアクチュエータに対して、指令信号が出力
される。このような、変速段の上限の設定は、図２ない
し図４に示されている変速マップ、表１及び表２に示さ
れているデータテーブルに基づき決定される。具体的に
は、次のように決定される。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示されているように、予め、車速
は、低速域から高速域まで範囲が区分けされ、車速Ｖ
は、０〜Ｖ１、Ｖ１〜Ｖ２、Ｖ２〜Ｖ３、Ｖ３〜Ｖ４
（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）のいずれの範囲に含まれる
かが判断される。また、該車速の各範囲に対応して、コ
ーナの曲率半径も半径の大きい領域（曲り方が緩やか）
から小さい領域（曲り方が急）まで範囲が区分され、曲
がり角の算出された曲率半径ｒが０〜ｒ１、ｒ１〜ｒ
２、ｒ２〜ｒ３、ｒ３〜ｒ４（ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ
４）のいずれの範囲に含まれるかが判断される。これら
の車速と曲率半径から、車速曲率半径係数が、表１より
決定される。

【００２９】

【表２】

【００３０】一方、現在の自車位置から曲がり角の入り
口までの距離ｄは、予め近距離域から長距離域まで範囲
が区分され、距離ｄは、、０〜Ｄ１、Ｄ１〜Ｄ２、Ｄ２
〜Ｄ３、Ｄ３〜Ｄ４（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４）のいず
れの範囲に含まれるかが判断される。そして、表２に基
づき、決定された車速曲率半径係数Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜
Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４と、上記４つに区分けさ
れた距離ｄの領域から、そのときの走行状態と道路状況
に応じた変速段の上限（表２中、ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ
４、ｃ１〜ｃ４、ｄ１〜ｄ４・・・）が決定される。こ
のようなデータテーブルの一例を現すマップが図２乃至
図４に示されている。

【００３１】例えば、図２に示されているマップは、距
離ｄが長距離域（曲がり角の入り口までの距離が比較的
長い領域）、図４は、近距離（曲がり角の入り口までの
距離が比較的短い領域）、図３は、長距離域と近距離域
の間の領域のマップが示されている。

【００３２】例えば、図３において、コーナ曲率半径と
車速との関係が、マップ中のａ点である場合には、自動
変速装置が車速とスロットル開度から４速を選択してい
たとしても、変速段は、３速までの中から選ばれること
となり、この場合には、３速が選択される。また、図４
において、コーナ曲率半径と車速との関係が、マップ中
のｂ点である場合には、自動変速装置が車速とスロット
ル開度から２速を選択していると、変速段は、３速まで
の中から選ばれることとなっているので、この場合に
は、そのまま２速で走行することとなる。図２乃至図４
に示されているマップには、説明を簡単にするため、ヒ
ステリシスを設けていないが、ハンチングを防止するた
め、ヒステリシスを設けることが好ましい。

【００３３】以下、変速制御装置４０の制御動作につい
て、図５に示されているフローチャートに基づいて詳説
する。図５のフローチャートは、図６に示されているコ
ーナを通過する際の制御動作を示すものである。

【００３４】最初に、ナビゲーションシ処理部１１か
ら、車両２の自車位置、進行方向等のの道路情報を入力
する（ステップＳ１０１）。進行方向の道路データとし
ては、現在走行している道路種別や、前方道路形状、現
在位置から前方の各ノードＲ１〜Ｒｎの座標データ等が
含まれる。

【００３５】ステップＳ１０１で、入力したデータ、即
ち、前方の道路形状、現在位置から前方の各ノードＲ１
〜Ｒｎ（図６参照）等により、コーナの曲率半径、連続
性、半径の変化度合、コーナの長さを計算し、確認す
る。つまり、各ノードを結ぶリンクのなす角から各ノー
ドにおけるコーナの曲率半径を求め、そのコーナの連続
性及びコーナ曲率半径の変化度合を判断する。また自車
位置とコーナ入口までの距離ｄを計算する（ステップＳ
１０２）。

【００３６】次に、車両情報を取得する（ステップＳ１
０３）。車両情報には、車速Ｖ、スロットル開度、アク
セル開度α、ブレーキ信号などが含まれる。次に、通常
変速マップをみて、スロットル開度及び車速から変速段
を決定する（ステップＳ１０４）。その後、アクセル開
度が０近傍になったか、あるいはアクセル開度が十分小
さく、かつアクセル開度の変化率Δαが予め定められた
変化率δ以上で閉じられたか否かを判断する（ステップ
Ｓ１０５）。

【００３７】アクセル開度αが０近傍になった場合、あ
るいはアクセル開度が十分小さく、かつアクセル開度α
の変化率Δαが予め定められた変化率δ以上で閉じられ
た場合には運転者は減速する意志を有すると判断できる
ので、さらに規制用変アクセル開度が十分小さく、かつ
速マップを参照する。この規制用変速マップは、車速と
コーナ入口までの距離ｄ及びコーナの曲率半径により変
速段の上限を規制するものである。この規制用マップは
減速する場合どのような変速段がより適切かという観点
から作られたものであり、運転者の意志を確認したうえ
で適用されるような構成となっている。即ち、通常変速
マップにより例えば、４速が決定されている場合でも規
制用変速マップによれば３速になっている場合は、３速
を出力信号とする。また、通常変速マップにより２速が
決定されている場合、規制変速マップが３速であっても
規制変速マップは３速の範囲内で変速段を規制するもの
なので、指令信号として出力される変速段は、２速とな
る（ステップＳ１０６）。

【００３８】一方、アクセル開度αが０近傍になってお
らず、あるいはアクセル開度αの変化率Δαが予め定め
られた変化率δ以上で閉じられない場合には、運転者は
カーブに伴う減速を意図していない場合であると判断し
て、通常の制御を行う。このような制御動作は、ナビゲ
ーション処理部１１や、自動変速装置において行う構成
としてもよい。

【００３９】以上説明した実施形態では、アクセル開度
αに基づいて運転者の減速の意志を判断していたが、ス
ロットルセンサから入力されるスロットル開度（即ち、
エンジントルク）の変化率や値に基づいて運転動作を検
出し、減速の意志を判断することもできる。さらに、ブ
レーキぺダルの操作に基づき運転動作を検出し、減速の
意志を判断してもよい。この場合には、ブレーキセンサ
３２から入力されるブレーキ踏み込み量の変化率やブレ
ーキのオン動作などに基づき減速の意志を判断すること
ができる。このほか、ウインカースイッチに基づき運転
動作を検出し、ウインカーオン操作の検出により減速の
意志を判断する構成としてもよい。

【００４０】また、変速段決定部は、アクセル開度と車
速により変速段を決定しているが、スロットル開度と車
速によって変速段を決定してもよく、またエンジンのト
ルクの大きさと車速によって変速段を決定する構成とし
てもよい。

【００４１】自動変速装置には、無段変速機を有するも
のを用いてもよく、この場合には、変速比規制手段は、
変速段ではなく、変速比の範囲を規制する。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両制御
装置によれば、運転者の運転動作を検出して、これに基
づいて、自動変速装置が選択する変速比を設定するの
で、運転者の意図にそった車両制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両制御装置の構成を示すブロック図
である。

【図２】シフトダウン制御における変速マップである。

【図３】シフトダウン制御における変速マップである。

【図４】シフトダウン制御における変速マップである。

【図５】制御装置の制御動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】コーナを通過する際の、変速段の変化を示す模
式図である。

【符号の説明】

１車両制御装置２車両１０ナビゲーションシステム装置１１ナビゲーション処理部１２データ記憶部１３現在位置検出部２０ＡＴモード選択部３０車両状態検出部４０変速制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１６Ｈ 59:44 59:54 59:66 (72)発明者山下貢東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者中島秀樹東京都千代田区外神田２丁目19番12号株式会社エクォス・リサーチ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路情報を記憶した道路情報記憶手段
と、道路上の自車位置を検出する自車位置検出手段と、自車位置の進行方向にある曲がり角の曲率半径を算出す
る曲率半径算出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、自動的に変速比を選択する自動変速装置と、運転者の運転動作を検出する運転動作検出手段と、車速と曲率半径に応じて予め定められた範囲内に変速比
を規制する変速比規制手段と、運転者の運転動作に基づいて、前記自動変速装置が選択
する変速比を変速比規制手段の規制した範囲内となるよ
うに設定する変速比設定手段と、を備えたことを特徴と
する車両制御装置。
【請求項２】自車位置と曲がり角の入り口までの区間
距離を算出する区間算出手段を有し、前記変速比規制手
段は、前記区間算出手段の算出した距離に対応して変速
比の範囲を規制する請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】前記運転動作検出手段は、アクセル開度
に基づき運転動作を検出する請求項１記載の車両制御装
置。
【請求項４】前記運転動作検出手段は、スロットル開
度に基づき運転動作を検出する請求項１記載の車両制御
装置。
【請求項５】前記運転動作検出手段は、ブレーキペダ
ルの操作に基づき運転動作を検出する請求項１記載の車
両制御装置。
【請求項６】前記自動変速装置は、多段変速機である
請求項１記載の車両制御装置。
【請求項７】前記自動変速装置は、無段変速機である
請求項１記載の車両制御装置。