(57)【要約】【課題】車両が異なる２種の路面勾配にまたがって停止した場合であっても、トラクタ側及びトレーラ側の路面勾配をそれぞれ適切に推定できるトレーラ車両の路面勾配推定装置を提供する。【解決手段】トラクタＡ側に設けた加速度センサ３３の検出値に基づき、車両の走行中に１sec毎に路面勾配θを推定すると共に１sec間の車両の移動距離Ｌを算出し、これらの値に基づき過去の移動距離Ｌ1〜Ｌ20及び路面勾配θb1〜θb20を順次更新する。車両が停車すると、直前の路面勾配θをトラクタＡ側の路面勾配θaとして確定すると共に、過去の移動距離Ｌ2〜Ｌ20の中から、予め設定されたトラクタＡの路面位置からトレーラＢの路面位置までの離間距離Ｌ0に対して最も近い値を選出し、選出した移動距離Ｌ2〜Ｌ20に対応する路面勾配θb1〜θb20をトレーラＢ側の路面勾配θbとして確定する。【選択図】図６
2014019256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクタが位置している路面の勾配及びトレーラが位置している路面の勾配を個別に推定可能なトレーラ車両の路面勾配推定装置において、
上記トラクタに設けられて路面勾配を推定する路面勾配推定手段と、
上記トレーラ車両の走行中に、上記路面勾配推定手段により順次推定される路面勾配を現在のトラクタの位置を基準とした位置情報と共にそれぞれ記憶する記憶手段と、
上記トレーラ車両の停車時に、上記路面勾配推定手段により推定された最新の路面勾配を該トラクタが位置している路面の勾配として確定すると共に、上記記憶手段に記憶された各位置情報に基づき現在のトラクタの位置を基準として上記トレーラの位置に対応する路面勾配を選出し、該選出した路面勾配を上記トレーラが位置している路面勾配として確定する路面勾配確定手段と
を備えたことを特徴とするトレーラ車両の路面勾配推定装置。
【請求項２】
上記路面勾配推定手段は、予め設定されたサンプリング周期毎に上記路面勾配を推定し、
上記記憶手段は、上記サンプリング周期の間の上記トラクタの移動距離に基づき、各路面勾配が推定された路面位置から現在の上記トラクタの位置までの移動距離をそれぞれ算出し、該算出した各移動距離を上記位置情報として上記路面勾配と共に記憶し、
上記路面勾配確定手段は、上記記憶手段に記憶された各移動距離の中から、予め設定された上記トラクタの路面位置からトレーラの路面位置までの離間距離に最も近い値を選出し、該選出した移動距離に対応する路面勾配を上記トレーラ側の路面勾配として確定することを特徴とする請求項１記載のトレーラ車両の路面勾配推定装置。
【請求項３】
上記サンプリング周期を上記トレーラ車両の車速が低いほど増加補正するサンプリング周期補正手段を備え、
上記路面勾配推定手段及び記憶手段は、上記サンプリング周期補正手段により補正後のサンプリング周期に基づき処理を実行することを特徴とする請求項２記載のトレーラ車両の路面勾配推定装置。
【請求項４】
車両重量を推定する車両重量推定手段と、
上記車両重量推定手段により推定された車両重量と上記路面勾配確定手段により確定されたトラクタ側及びトレーラ側の路面勾配とに基づき、車両発進時に上記トラクタに要求される駆動力を達成可能な変速段を発進段として選択する発進段選択手段と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか記載のトレーラ車両の路面勾配推定装置。
【請求項５】
登坂路での車両の一時停止時に制動状態に保持し、アクセル踏込みによる車両発進時に上記制動状態を解除する坂道発進補助手段を備え、
上記坂道発進補助手段は、上記車両重量推定手段により推定された車両重量と上記路面勾配確定手段により確定されたトラクタ側及びトレーラ側の路面勾配とに基づき、上記車両発進時の制動状態の解除タイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載のトレーラ車両の路面勾配推定装置。
【請求項６】
上記車両の一時停止時に所定の停止条件が成立したときに該車両の走行動力源であるエンジンを停止させ、所定の始動条件が成立したときに上記エンジンを始動するアイドルストップスタート手段を備え、
上記アイドルストップスタート手段は、上記路面勾配確定手段により確定されたトラクタ側及びトレーラ側の路面勾配が予め設定された停止禁止判定値以上のときに、上記停止条件が成立しても上記エンジンの運転を継続させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか記載のトレーラ車両の路面勾配推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトレーラ車両の路面勾配推定装置に係り、詳しくはトラクタ側とトレーラ側との路面勾配を個別に推定可能な路面勾配推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の路面勾配推定装置により推定される路面勾配は種々の車両制御に利用されており、例えば坂道発進補助装置の制動解除のタイミングの判定に利用されている。周知のように坂道発進補助装置は、登坂路で自動的に制動装置を作動及び停止させて車両発進時のブレーキ操作の煩わしさを解消するものである。具体的には、登坂路で車両が一時停止したときに制動装置を作動させて車両を制動状態に保持し、その後のアクセル踏込みによる車両の発進時に制動装置の作動を中止して制動状態を解除している（例えば、特許文献１参照）。
登坂路で車両を円滑に発進させるには制動解除のタイミングが重要であり、制動解除のタイミングが早過ぎると車両が後ずさりし、逆に制動解除のタイミングが遅過ぎると、駆動力と制動力との拮抗が生じて無駄な燃料消費の要因になる。特許文献１の技術では、路面勾配及びエアスペンションの空気圧変化に基づき制動解除のタイミングを判定している。路面勾配に関しては、急勾配では車両の後ずさりが発生し易くなることを鑑みて、路面勾配が急であるほど制動解除のタイミングを遅らせることにより、駆動力が十分に増加するまで制動状態を保持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８１０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両が停車する登坂路は単一の路面勾配のものばかりでなく、例えば図７，８に示すように異なる２種の路面勾配にまたがって停車する場合もある。一般的な車両ではこれらの２種の路面勾配を平均化した姿勢で停車することから、例えば車両に搭載された加速度センサの検出情報から推定した路面勾配に基づき適切な制動解除のタイミングを判定可能であり、何ら問題は生じない。
ところが、トレーラ車両では、牽引側のトラクタＡと被牽引側のトレーラＢとがピッチング方向、ヨーイング方向及びローリング方向に角度変更可能に連結されているため、異なる２種の路面勾配にまたがって車両が停車した場合には、トラクタＡ側とトレーラＢ側とがピッチング方向において異なる姿勢とり、相互の路面勾配が相違することになる。そして、この種のトレーラ車両は、輸送依頼されたトレーラＢをトラクタＡに連結して牽引・走行する稼働形態を採っているため、主体となるトラクタＡ側に上記加速度センサが装備されている。
【０００５】
このため、トラクタＡ側のピッチング方向の姿勢に基づきトラクタＡ側が位置する路面の勾配がトレーラ車両全体の路面勾配として推定され、トレーラＢ側が位置する路面勾配については一切考慮されていない。よって、例えば上記坂道発進補助装置では、不適切な路面勾配の推定に起因して誤ったタイミングで制動解除されてしまうという問題を引き起こす。
より具体的には、図７に示すようにトラクタＡ側を急勾配に位置させた姿勢で停車すると、加速度センサの検出情報から急な路面勾配が推定されるものの、車両全体が受ける路面勾配はそれほど急ではないため、制動解除のタイミングが遅過ぎてしまう。逆に図８に示すようにトラクタＡ側を水平路に位置させた姿勢で停車すると、加速度センサの検出情報から緩やかな路面勾配（ほぼ０）が推定されるものの、車両全体が受ける路面勾配は急であるため、制動解除のタイミングが早過ぎてしまう。
【０００６】
このように特許文献１の技術では、トレーラ車両の特殊な事情を配慮していないため、適切な路面勾配の推定、ひいては適切なタイミングでの制動解除を実現できないという問題があった。また、その対策としてトレーラＢ側にも加速度センサを装備すれば、製造コストの高騰という別の問題が発生してしまう。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両が異なる２種の路面勾配にまたがって停車した場合であっても、トラクタ側及びトレーラ側の路面勾配をそれぞれ適切に推定することができるトレーラ車両の路面勾配推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、トラクタが位置している路面の勾配及びトレーラが位置している路面の勾配を個別に推定可能なトレーラ車両の路面勾配推定装置において、トラクタに設けられて路面勾配を推定する路面勾配推定手段と、トレーラ車両の走行中に、路面勾配推定手段により順次推定される路面勾配を現在のトラクタの位置を基準とした位置情報と共にそれぞれ記憶する記憶手段と、トレーラ車両の停車時に、路面勾配推定手段により推定された最新の路面勾配をトラクタが位置している路面の勾配として確定すると共に、記憶手段に記憶された各位置情報に基づき現在のトラクタの位置を基準としてトレーラの位置に対応する路面勾配を選出し、選出した路面勾配をトレーラが位置している路面勾配として確定する路面勾配確定手段とを備えたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、路面勾配推定手段が、予め設定されたサンプリング周期毎に路面勾配を推定し、記憶手段が、サンプリング周期の間のトラクタの移動距離に基づき、各路面勾配が推定された路面位置から現在のトラクタの位置までの移動距離をそれぞれ算出し、算出した各移動距離を位置情報として路面勾配と共に記憶し、路面勾配確定手段が、記憶手段に記憶された各移動距離の中から、予め設定されたトラクタの路面位置からトレーラの路面位置までの離間距離に最も近い値を選出し、選出した移動距離に対応する路面勾配をトレーラ側の路面勾配として確定するものである。
請求項３の発明は、請求項２において、サンプリング周期をトレーラ車両の車速が低いほど増加補正するサンプリング周期補正手段を備え、路面勾配推定手段及び記憶手段が、サンプリング周期補正手段により補正後のサンプリング周期に基づき処理を実行するものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３において、車両重量を推定する車両重量推定手段と、車両重量推定手段により推定された車両重量と路面勾配確定手段により確定されたトラクタ側及びトレーラ側の路面勾配とに基づき、車両発進時にトラクタに要求される駆動力を達成可能な変速段を発進段として選択する発進段選択手段とを備えたものである。
請求項５の発明は、請求項１乃至４において、登坂路での車両の一時停止時に制動状態に保持し、アクセル踏込みによる車両発進時に上記制動状態を解除する坂道発進補助手段を備え、坂道発進補助手段が、車両重量推定手段により推定された車両重量と路面勾配確定手段により確定されたトラクタ側及びトレーラ側の路面勾配とに基づき、車両発進時の制動状態の解除タイミングを決定するものである。
請求項６の発明は、請求項１乃至５において、車両の一時停止時に所定の停止条件が成立したときに車両の走行動力源であるエンジンを停止させ、所定の始動条件が成立したときにエンジンを始動するアイドルストップスタート手段を備え、アイドルストップスタート手段が、路面勾配確定手段により確定されたトラクタ側及びトレーラ側の路面勾配が予め設定された停止禁止判定値以上のときに、停止条件が成立してもエンジンの運転を継続させるものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように請求項１の発明のトレーラ車両の路面勾配推定装置によれば、トレーラ車両の走行中に、トラクタに設けられた路面勾配推定手段により順次推定される路面勾配を現在のトラクタの位置を基準とした位置情報と共にそれぞれ記憶手段に記憶し、トレーラ車両の停車時には、推定された最新の路面勾配をトラクタが位置している路面の勾配として確定すると共に、記憶手段の各位置情報に基づきトレーラの位置に対応する路面勾配を選出してトレーラが位置している路面勾配として確定するようにした。
即ち、トレーラ車両ではトラクタの走行軌跡を辿ってトレーラが追従することから、トレーラに設けられた路面勾配推定手段により推定された過去の路面勾配の中に、現在のトラクタの路面位置に対応する路面勾配が存在する。このため車両の走行中に路面勾配と共に現在のトラクタの位置を基準とした位置情報を順次記憶し、車両の停車時に各位置情報に基づきトレーラ位置に対応する路面勾配を選出することができる。結果としてトラクタが位置する路面勾配のみならずトレーラが位置する路面勾配も適切に推定でき、これらの路面勾配を各種制御に利用することができる。
【００１１】
請求項２の発明のトレーラ車両の路面勾配推定装置によれば、請求項１に加えて、サンプリング周期毎に路面勾配を推定し、サンプリング周期間のトラクタの移動距離に基づき、各路面勾配が推定された路面位置から現在のトラクタの位置までの移動距離を位置情報として算出して路面勾配と共に記憶し、それらの移動距離の中から予めトラクタからトレーラまでの離間距離に最も近い値を選出して、対応する路面勾配をトレーラ側の路面勾配として確定するようにした。従って、移動距離に基づきトレーラが位置する路面勾配を正確に確定して推定精度を向上でき、しかもサンプリング周期毎の処理のため、高い演算能力やメモリ容量が要求されることなく低コストで実施することができる。
請求項３の発明のトレーラ車両の路面勾配推定装置によれば、請求項２に加えて、トレーラ車両の車速が低いほどサンプリング周期を増加補正するようにした。車両が微速走行している状況では各移動距離の間隔が必要以上に狭まることから、最長の移動距離でも離間距離に満たなくなり、トレーラ側の路面勾配を確定できない事態が発生する。サンプリング周期の増加補正により、通常の走行時と同様の長さの移動距離が算出されることから、離間距離に最も近い移動距離からトレーラ側の路面勾配を確定できる。結果としてトレーラ車両の車速に関わらず、トレーラ側の路面勾配を常に確実に推定することができる。
【００１２】
請求項４の発明のトレーラ車両の路面勾配推定装置によれば、請求項１乃至３に加えて、車両重量とトラクタ側及びトレーラ側の路面勾配とに基づき、車両発進時にトラクタに要求される駆動力を達成可能な変速段を発進段として選択するようにした。従って、最適な発進段の選択により迅速且つ円滑に車両を発進させることができる。
請求項５の発明のトレーラ車両の路面勾配推定装置によれば、請求項１乃至４に加えて、車両重量とトラクタ側及びトレーラ側の路面勾配とに基づき、車両発進時の制動状態の解除タイミングを決定するようにした。従って、適切なタイミングで制動解除でき、もって車両の後ずさりや駆動力と制動力との拮抗による無駄な燃料消費を確実に防止することができる。
請求項６の発明のトレーラ車両の路面勾配推定装置によれば、請求項１乃至５に加えて、トラクタ側及びトレーラ側の路面勾配が停止禁止判定値以上のときに、停止条件が成立してもエンジンの運転を継続させるようにした。従って、的確にエンジンの自動停止の可否を判定でき、もって急な登坂路でエンジン停止したときの車両発進時の後ずさりを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の路面勾配推定装置が適用されたトレーラ車両の駆動系を示す全体構成図である。
【図２】単一の勾配の路面に停止したときのトレーラ車両を示す正面図である。
【図３】ＥＣＵが実行する移動距離・路面勾配更新ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】ＥＣＵが実行する路面勾配確定ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】車両走行中における移動距離及び路面勾配の更新状況を示す説明図である。
【図６】車両停車時におけるトレーラ側の路面勾配の確定状況を示す説明図である。
【図７】トラクタ側を急勾配に位置させた姿勢で車両停止したときのトレーラ車両を示す正面図である。
【図８】トラクタ側を水平路に位置させた姿勢で車両停止したときのトレーラ車両を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化したトレーラ車両の路面勾配推定装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の路面勾配推定装置が適用されたトレーラ車両の駆動系を示す全体構成図、図２はトレーラ車両の外観を示す正面図である。
図２に示すようにトレーラ車両（以下、単に車両ということもある）は、全体として牽引側のトラクタＡと被牽引側のトレーラＢとをヨーイング方向、ピッチング方向及びローリング方向に任意に角度変更し得るように連結して構成されている。走行用動力源であるディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１はトラクタＡ側に搭載され、以下に説明する駆動系を介してエンジン駆動力をトラクタＡの後輪Ａaに伝達して回転駆動することにより、トラクタＡ単体でも走行可能となっている。これに対してトレーラＢは積載コンテナを搭載した自走不能な車両であり、このトレーラＢの輸送がトラクタＡの役割である。このためトレーラ車両は、輸送依頼されたトレーラＢをトラクタＡに連結して牽引・走行する稼働形態を採っている。
【００１５】
次に、トラクタＡ側の上記エンジン１を含めた駆動系の構成を説明する。図１に示すように、エンジン１の出力軸１ｂにはクラッチ装置２を介して自動変速機（以下、単に変速機という）３の入力軸３ａが接続され、クラッチ装置２の接続時にエンジン１の回転が変速機３に伝達されるようになっている。当該変速機３は、前進６段及び後退１段を備えた手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置２の断接操作を自動化したものである。
【００１６】
クラッチ装置２は、フライホイール４にクラッチ板５をプレッシャスプリング６により圧接させて接続される一方、フライホイール４からクラッチ板５を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板５にはアウタレバー７を介してエアシリンダ８が連結され、エアシリンダ８には電磁弁９が介装されたエア通路１０を介して圧縮エアを充填したエアタンク１１が接続されている。
電磁弁９の開弁時にはエアタンク１１からエア通路１０を介してエアシリンダ８に圧縮エアが供給され、エアシリンダ８が作動してアウタレバー７を介してクラッチ板５をフライホイール４から離間させ、これによりクラッチ装置２が接続状態から切断状態に切り換えられる。一方、電磁弁９が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりエアシリンダ８が作動しなくなることから、クラッチ板５はプレッシャスプリング６によりフライホイール４に圧接され、これによりクラッチ装置２は切断状態から接続状態に切り換えられる。このように電磁弁９の開閉に応じてエアシリンダ８が作動して、クラッチ装置２を自動的に断接操作可能になっている。
【００１７】
変速機３には変速段を切り換えるためのギヤシフトユニット１４が設けられ、図示はしないがギヤシフトユニット１４は、変速機３内の各変速段に対応するシフトフォークを作動させる複数のエアシリンダ、及び各エアシリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１４はエア通路１２を介して上記したエアタンク１１と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク１１からの圧縮エアが対応するエアシリンダに供給され、そのエアシリンダが作動して対応するシフトフォークを切換操作すると、切換操作に応じて変速機３の変速段が切り換えられる。このようにギヤシフトユニット１４の電磁弁の開閉に応じてエアシリンダが作動して、変速機３を自動的に変速操作可能になっている。
【００１８】
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２１が設置されており、エンジン１、クラッチ装置２、変速機３の総合的な制御を行う。
ＥＣＵ２１の入力側には、エンジン１の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２２、変速機３の入力軸３ａの回転速度（クラッチ回転速度Ｎc）を検出するクラッチ回転速度センサ２３、運転席に設けられたチェンジレバー１３の切換位置を検出するレバー位置センサ２４、変速機３のギヤ位置を検出するギヤ位置センサ２５、アクセルペダル２６の操作量Ａccを検出するアクセルセンサ２７、変速機３の出力軸３ｂに設けられて出力軸回転速度Ｖss（車速Ｖと相関する）を検出する車速センサ２８、フットブレーキ２９の操作を検出するブレーキスイッチ３０、クラッチ装置２のクラッチストロークＳＴを検出するストロークセンサ３１、及びトラクタＡに搭載されて前後加速度Ｇsを検出する加速度センサ３３（路面勾配検出手段）などのセンサ類が接続されている。
【００１９】
また、ＥＣＵ２１の出力側には、上記したクラッチ装置２の電磁弁９、ギヤシフトユニット１４の各電磁弁、車両の制動装置３４、エンジン１の始動装置（セルモータ）３５などが接続されると共に、図示はしないが、エンジン１の燃料噴射弁なども接続されている。なお、このように単一のＥＣＵ２１で総合的に制御することなく、例えばＥＣＵ２１とは別にエンジン制御専用のＥＣＵを備えるようにしてもよい。
【００２０】
そして、例えばＥＣＵ２１は、エンジン回転速度センサ２２により検出されたエンジン回転速度Ｎe及びアクセルセンサ２７により検出されたアクセル操作量Ａccに基づき、図示しないマップからエンジン１の各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転速度Ｎe及び燃料噴射量に基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。そして、これらの算出値に基づき各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン１を運転する。
【００２１】
また、ＥＣＵ２１は、レバー位置センサ２４によりチェンジレバー１３のＤレンジへの切換が検出されているときには自動変速モードを実行し、アクセル操作量Ａcc及び車速センサ２８により検出された車速Ｖに基づき、図示しないシフトマップから目標変速段を算出する。そして、クラッチ装置２の電磁弁９を開閉してエアシリンダ８によりクラッチ装置２を断接操作させながら、ギヤシフトユニット１４の所定の電磁弁を開閉してエアシリンダにより対応するシフトフォークを切換操作して変速段を目標変速段に切り換え、これにより常に適切な変速段をもって車両を走行させる。
【００２２】
一方、ＥＣＵ２１は、後述するように車両を停車させた際に車両が位置する路面の勾配を推定する路面勾配推定処理を実行し、推定した路面勾配を発進段自動選択機能、坂道発進補助機能及びアイドルストップスタート機能の各制御に利用している。
路面勾配の推定処理は、例えば特開２００３−０９７９４５号公報などに開示されている。このため概略説明にとどめるが、当該公報の手法によれば、車速センサ２８により検出された車速Ｖから実際に車両に発生している前後加速度Ｇvを求め、この前後加速度Ｇvと加速度センサ３３により検出された前後加速度Ｇsとに基づき路面勾配θを推定している。
【００２３】
上記発進段自動選択機能、坂道発進補助機能及びアイドルストップスタート機能についても周知であるため、ここでは概略のみを説明する。
発進段自動選択機能は、路面勾配に応じた最適な発進段を選択する機能である。まず現在の車両重量（トラクタＡ＋トレーラＢの重量）を推定し（車両重量推定手段）、その車両重量と路面勾配に基づき発進段を選択する（発進段選択手段）。選択した発進段を目標変速段として設定し、車両発進時には、その目標変速段に基づき事前に切り換えられた最適な変速段により車両発進を行うことで、もたつき易い登坂路などでも迅速且つ円滑な発進を可能としている。なお、車両重量の推定処理は、例えば特開２００２−３４０１６５号公報などに開示されているため詳細は説明しないが、例えば車両の駆動トルクと車両加速度から車両重量を推定すればよい。
【００２４】
坂道発進補助機能は、登坂路での車両の一時停止時に制動装置３４を作動させて車両を制動状態に保持し、アクセル踏込みによる車両発進時に制動装置３４を停止させて制動状態を解除するものであり（坂道発進補助手段）、登坂路での発進時のブレーキ操作の煩わしさを解消する機能である。停車中の路面勾配に応じて制動解除の最適なタイミングが相違するため、路面勾配に基づき最適な制動解除のタイミングを決定している。
【００２５】
アイドルストップスタート機能は、信号待ちなどの一時停止時にブレーキ操作などの所定停止条件が成立したときにエンジン１を自動停止させ、ブレーキ操作の中止などの所定始動条件が成立すると始動装置３５により上記エンジン１を自動始動する機能である（アイドルストップスタート手段）。当該機能は、アイドル運転による燃費や排ガス面での問題を軽減する効果があるが、急な登坂路でエンジン１を自動停止させると、その後の発進時には、通常発進時とは異なり始動直後のエンジン１により車両を発進させることになるため、所定の駆動力が得られずに車両の後ずさりが発生する場合がある。
この現象は上記坂道発進補助機能を併用したとしても完全には避けられない場合がある。このためアイドルストップスタート機能では、路面勾配が予め設定された停止禁止判定値以上のときには上記停止条件が成立してもエンジン１の自動停止を禁止（運転を継続）している。
【００２６】
以上のように、推定された路面勾配は種々の制御に利用されるのであるが、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、トレーラ車両が異なる２種の路面勾配にまたがって停車した場合、それぞれの路面勾配を考慮する必要があるにも拘わらず、加速度センサ３３を搭載したトラクタＡ側の路面勾配がトレーラ車両全体の路面勾配として推定されてしまうという問題がある。
ところで、トラクタＡの牽引によりトレーラＢは常にトラクタＡの走行軌跡を辿って追従するため、トラクタＡが走行した路面を所定時間後（後述する離間距離Ｌ0相当だけ移動した時点）にトレーラＢが走行することになる。よって、前後加速度Ｇs,Ｇvなどから推定されたトラクタＡ側の路面勾配θは、所定時間後にはトレーラＢ側が位置する路面勾配θであると見なせる。このような知見に基づき、本実施形態ではトラクタＡ側とは別個にトレーラＢ側の路面勾配を推定しており、以下、当該路面勾配の推定処理について詳述する。
【００２７】
ＥＣＵ２１は車両のイグニションスイッチがオンされているときに図３に示す移動距離・路面勾配更新ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。
まずステップＳ１で車両が走行中であるか否かを判定し、Ｎo（否定）のときには一旦ルーチンを終了する。ステップＳ１の判定がＹes（肯定）になるとステップＳ２に移行し、前回の路面勾配θの推定処理から予め設定したサンプリング周期ＤＴ（便宜上、以下の説明では１secとする）が経過したか否かを判定し、未だ経過していないときにはＮoの判定を下してルーチンを終了する。前回の推定処理からサンプリング周期ＤＴが経過したとき、或いはルーチンの開始当初で前回の推定処理が存在しないときには、ステップＳ２でＹesの判定を下してステップＳ４に移行する。
【００２８】
ステップＳ４では路面勾配θの推定処理として、車速Ｖから求めた車両の前後加速度Ｇvと加速度センサ３３により検出された前後加速度Ｇsとに基づき路面勾配θを推定する（路面勾配推定手段）。推定された路面勾配θは、現在トラクタＡ側が位置している路面の勾配を意味する。続くステップＳ６では、車速センサ２８により検出された車速Ｖに１secを乗算して、１sec間にトレーラ車両が移動した距離Ｌを算出する。
ＥＣＵ２１には、予め移動距離Ｌ1〜Ｌ20までの２０の記憶領域が設定されると共に、これらの移動距離Ｌ1〜Ｌ20と対応するように路面勾配θb1〜θb20までの２０の記憶領域が設定されている。例えばＬ1，θb1は１sec前の最新のデータ（リアルタイムの路面勾配θを除く）であり、現在のトラクタＡの位置から移動距離Ｌ1だけ車両の後方位置の路面勾配がθb1であることを意味し、Ｌ20，θb20は２０sec前の最古のデータであり、現在のトラクタＡの位置から移動距離Ｌ20だけ後方位置の路面勾配がθb20であることを意味する。換言すれば、各移動距離Ｌ1〜Ｌ20は、対応する路面勾配θb1〜θb20が推定された路面位置から現在のトラクタＡの位置までの距離を表すことになる。
【００２９】
続くステップＳ８では各記憶領域に格納されている移動距離Ｌ1〜Ｌ20及び路面勾配θb1〜θb20の各データを更新する処理を実行し（記憶手段）、その後にルーチンを終了する。
具体的には、移動距離Ｌ1をステップＳ６で新たに算出した移動距離Ｌに更新すると共に、路面勾配θb1をステップＳ４で新たに推定した路面勾配θに更新する。また、移動距離Ｌ2〜Ｌ20をそれぞれ前回値のＬ1〜Ｌ19に移動距離Ｌを加算した値に更新すると共に（例えばＬ2をＬ1＋Ｌに更新し、Ｌ20をＬ19＋Ｌに更新する）、路面勾配θb2〜θb20をそれぞれ１sec新しい値に更新する（例えばθb2をθb1に更新し、θb20をθb19に更新する）。
【００３０】
一方、ＥＣＵ２１は図３のルーチンと並行して図４に示す路面勾配確定ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。
まず、ステップＳ１２で車両が停車したか否かを判定する。車両の停車によりＹesの判定を下すとステップＳ１４に移行し、直前に推定された最新の路面勾配θを、停車時においてトラクタＡ側が位置している路面の勾配θaとして確定する（路面勾配確定手段）。続くステップＳ１６では移動距離Ｌ2〜Ｌ20の中から、予め設定されているトラクタＡとトレーラＢとの離間距離Ｌ0よりも大で且つ最も近い値を選出する。そして、選出した移動距離Ｌ2〜Ｌ20に対応する路面勾配θb1〜θb20を、停車時においてトレーラＢ側が位置している路面の勾配θbとして確定し（路面勾配確定手段）、その後にルーチンを終了する。
【００３１】
離間距離Ｌ0は、トラクタＡの路面位置を基準としてトレーラＢの路面位置を特定するための判定値である。種々の全長のトレーラＢが存在し、トレーラＢの全長に応じてトレーラ車両のホイールベースが相違し、ホイールベースに応じてトラクタＡの路面位置からトレーラＢの路面位置までの距離が相違する。トレーラ車両におけるホイールベースとは、図２に示すようにトラクタＡの後輪ＡaからトレーラＢの後輪までの距離である。よって、ホイールベースを指標としてトレーラＢの路面位置を特定できるため、トレーラ車両のホイールベースが判明している場合には、そのホイールベースを予め離間距離Ｌ0として設定しておく。
但し、トラクタＡに連結されるトレーラＢは輸送依頼に応じて変わることから、トレーラ車両のホイールベースを特定できない場合が多い。そこで、このようなときにはトレーラ車両の用途や仕様、或いは路面勾配を適用する対象となる制御（例えば、上記発進段自動選択制御、坂道発進補助制御、アイドルストップスタート制御など）に応じて、安全性や操作性を考慮して妥当な値を離間距離Ｌ0として予め設定しておけばよい。
【００３２】
次に、以上のＥＣＵ２１の処理に基づき実行される路面勾配θa,θbの推定処理を、トレーラ車両が異なる２種の路面勾配にまたがって停車した場合について説明する。
車両の走行中において図３のルーチンではサンプリング周期ＤＴである１sec毎に路面勾配θが推定されると共に、１sec間の移動距離Ｌが算出されている。図５は車両走行中のデータ更新状況を示す説明図である。現在のトラクタＡの位置では上記のように路面勾配θが推定されており、１sec過去のデータとして現在のトラクタＡの位置から移動距離Ｌ1だけ後方位置の路面勾配としてθb1が設定される。また、２sec過去のデータとして移動距離Ｌ2だけ後方位置の路面勾配としてθb2が設定され、３sec過去のデータとして移動距離Ｌ3だけ後方位置の路面勾配としてθb3が設定される。
【００３３】
図示はしないが、このようにして過去２０sec間の移動距離Ｌ1〜Ｌ20及び路面勾配θb1〜θb20が設定され、これらのデータがＥＣＵ２１の対応する記憶領域に格納される。そして、車両の走行が継続されて１sec毎に新たな路面勾配θ及び移動距離Ｌが算出される都度、記憶領域に格納されている各データが順次更新される。
従って、車両が停車した時点では、その直前に推定された路面勾配θをトラクタＡ側が位置している路面の勾配θaと見なすことができ、図４のステップＳ１４の処理により、この路面勾配θがトラクタＡ側の路面勾配θaとして確定される。
また、トレーラＢの路面位置は現在のトラクタＡの路面位置から離間距離Ｌ0だけ後方にあるため、その後方位置に対応する路面勾配θb1〜θb20をトレーラＢ側が位置している路面の勾配θbと見なすことができる。図４のステップＳ１６の処理により、移動距離Ｌ2〜Ｌ20の中から離間距離Ｌ0よりも大で且つ最も近い値が選出され、選出された移動距離Ｌ2〜Ｌ20に対応する路面勾配θb1〜θb20がトレーラＢ側の路面勾配θbとして確定される。結果として路面勾配θbは、実際にトレーラＢが位置している路面よりも僅かに後方位置の勾配として確定され、十分に許容誤差の範囲内となる。
【００３４】
図６は車両停車時におけるトレーラ側の路面勾配の確定状況を示す説明図である。この例では、離間距離Ｌ0に基づき移動距離Ｌ2〜Ｌ20の中から移動距離離Ｌ3が選出され、移動距離離Ｌ3に対応する路面勾配θb3がトレーラＢ側の路面勾配θbとして確定されている。
なお、移動距離Ｌ2〜Ｌ20の選出は上記に限ることはなく、例えば離間距離Ｌ0よりも小で且つ最も近い値を選出するようにしてもよい。この場合には、トレーラＢの路面位置よりも僅かに前方位置の勾配として路面勾配θbが確定されることになる。また、例えば移動距離Ｌ2〜Ｌ20と離間距離Ｌ0との大小関係に関わらず、離間距離Ｌ0に最も近い移動距離Ｌ2〜Ｌ20を選出するようにしてもよい。
【００３５】
以上のようにして確定したトラクタＡ側及びトレーラＢ側の路面勾配θa,θbに基づき上記３種の制御を実行する。
例えば発進段自動選択機能については、トラクタＡ側及びトレーラＢ側の路面勾配θa,θb、上記車両重量の推定処理により推定した車両全体の重量、及び予め判明しているトラクタＡ側の重量に基づき、車両発進時にトラクタＡに要求される駆動力を推定し、この駆動力から発進段を選択する。
即ち、車両全体の重量からトラクタＡの重量を減算することでトレーラＢ側の重量を算出でき、それぞれの重量及び路面勾配θa,θbに基づき、車両発進時にトラクタＡ側及びトレーラＢ側にそれぞれ作用する負荷が判り、これらの負荷の和に相当する駆動力が発進のためにトラクタＡに要求されることになる。よって、これらの負荷の和に対応してトラクタＡの駆動力を算出し、その駆動力を達成可能な変速段を発進段として選択すればよい。
【００３６】
また、坂道発進補助機能についても同様であり、トラクタＡ側及びトレーラＢ側の重量及び路面勾配θa,θbに基づき、車両発進時にトラクタＡ側及びトレーラＢ側にそれぞれ作用する負荷を推定する。そして、これらの負荷の和に対応して、登坂路で発進する際の制動解除のタイミングを決定すればよい。
また、アイドルストップスタート機能については、トラクタＡ側及びトレーラＢ側の路面勾配θa,θbから車両全体の路面勾配を推定し、推定した路面勾配に基づきエンジン１の自動停止の可否を判定する。車両全体の路面勾配は、例えばトラクタＡ側及びトレーラＢ側の路面勾配θa,θbの平均値とすればよい。
【００３７】
以上のように本実施形態のトレーラ車両の路面勾配推定装置よれば、トラクタＡの走行軌跡を辿ってトレーラＢが追従することに着目し、車両の走行中に１sec毎に路面勾配θ及び移動距離Ｌを算出し、これらの値に基づき過去の移動距離Ｌ1〜Ｌ20及び路面勾配θb1〜θb20を順次更新している。そして車両が停車すると、直前の路面勾配θをトラクタＡ側の路面勾配θaとすると共に、過去の移動距離Ｌ2〜Ｌ20の中から離間距離Ｌ0よりも大で且つ最も近い値を選出し、選出した移動距離Ｌ2〜Ｌ20に対応する路面勾配θb1〜θb20をトレーラＢ側の路面勾配θbとして確定している。
従って、図６に示すように、車両が異なる２種の路面勾配にまたがって停車した場合であっても、トラクタＡ側及びトレーラＢ側の路面勾配θa,θbをそれぞれ適切に推定することができる。そして、このように推定した路面勾配θa,θbを、発進段自動選択機能による発進段の選択、坂道発進補助機能による制動解除のタイミングの決定、アイドルストップスタート機能によるエンジン１の自動停止の可否判定にそれぞれ適用するため、各制御を常に最適な状態で実行することができる。
【００３８】
具体的には、発進段自動選択機能に関しては、最適な発進段の選択により迅速且つ円滑に車両を発進させることができる。また、坂道発進補助機能に関しては、車両発進の際に適切なタイミングで制動解除でき、もって車両の後ずさりや駆動力と制動力との拮抗による無駄な燃料消費を確実に防止することができる。また、アイドルストップスタート機能に関しては、的確にエンジン１の自動停止の可否を判定でき、もって急な登坂路でエンジン停止したときの車両発進時の後ずさりを確実に防止することができる。
【００３９】
また、以上の説明から明らかなように、路面勾配θ及び移動距離Ｌの算出処理、及び過去の移動距離Ｌ1〜Ｌ20及び路面勾配θb1〜θb20の更新処理を実行するのはサンプリング周期ＤＴ毎であるため、ＥＣＵ２１にそれほど高い演算能力やメモリ容量は要求されない。例えば、このよう処理手順を採らずに、車両の走行中に逐次路面勾配θ及び移動距離Ｌを算出し、それらを過去の値として順次更新することも可能ではある。しかし、そのためにはＥＣＵ２１に格段に高い演算能力やメモリ容量が要求されることから、ＥＣＵ２１自体の仕様変更などに伴ってコストアップの要因になりかねない。本実施形態によれば、このようなＥＣＵ２１の仕様変更などを要することなく、低コストで実施できるという効果も得られる。
【００４０】
ところで、車両が微速走行している状況では各移動距離Ｌ1〜Ｌ20の間隔が必要以上に狭まることから、最長の移動距離Ｌ20でも離間距離Ｌ0に満たなくなり、トレーラＢ側の路面勾配θbを確定できない事態が発生する。その対策として、上記のようにサンプリング周期ＤＴを固定値とせずに、車速Ｖに応じてサンプリング周期ＤＴを変更するようにしてもよい。具体的には、車速Ｖが低いほどサンプリング周期ＤＴを増加補正したり、或いは車速Ｖが所定の閾値未満まで低下したときにサンプリング周期ＤＴをステップ的に増加補正したりする（サンプリング周期補正手段）。
このようにすれば、車両の微速走行時にはサンプリング周期ＤＴの増加補正により、図３のステップＳ４〜８の処理インターバルが広がる。このため通常の走行時と同様の長さの移動距離Ｌ1〜Ｌ20が算出されることから、離間距離Ｌ0に最も近い移動距離Ｌ1〜Ｌ20からトレーラＢ側の路面勾配θbを確定できる。結果としてトレーラ車両の車速Ｖに関わらず、トレーラＢ側の路面勾配θbを常に確実に推定することができる。
【００４１】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態のトレーラ車両は、手動式変速機をベースとした自動変速機３を備えたが、これに限ることはなく手動式変速機を備えてもよいし、トルクコンバータを備えた遊星歯車式の自動変速機、或いはＣＶＴ式の自動変速機を備えてもよい。
また上記実施形態では、推定した路面勾配θa,θbを発進段自動選択機能、坂道発進補助機能及びアイドルストップスタート機能の各制御に利用したが、これらに限ることはない。例えば何れかの制御を省略したり、逆に別の制御を追加したりしてもよい。
また上記実施形態では、サンプリング周期ＤＴの１sec毎に車速Ｖから移動距離Ｌを算出したが、これに限ることはなく、例えば車両の積算距離をカウントするオドメータを利用してもよい。具体的にはサンプリング周期ＤＴ毎にオドメータ値を順次記憶し、それぞれのオドメータ値と現在のオドメータ値との差から移動距離Ｌ1〜Ｌ20を算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１    エンジン
２１  ＥＣＵ
（路面勾配推定手段、記憶手段、路面勾配確定手段、車両重量推定手段、
発進段選択手段、坂道発進補助手段、アイドルストップスタート手段、
サンプリング周期補正手段）
３３  加速度センサ（路面勾配検出手段）
Ａ    トラクタ
Ｂ    トレーラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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