(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者のアクセルペダル操作と切り離したスロットル開度制御も可能なエンジンからの動力を、自動変速機を介し車輪に伝えるようにした車両において、
車両進行方向前方の道路湾曲状態を検出する前方道路湾曲状態検出手段と、
該検出した前方道路湾曲状態において要求されるエンジンブレーキをアクセルペダルの釈放により生起させることができる目標エンジン運転状態を算出する目標エンジン運転状態算出手段と、
前記湾曲した前方道路に対する車両の接近位置を検出する自車位置検出手段と、
該自車位置検出手段からの信号に応答し、湾曲前方道路への進入に際して運転者がアクセルペダルを釈放する前に前記目標エンジン運転状態が達成されるよう、自動変速機を変速制御すると共に前記スロットル開度をアクセルペダル操作と切り離して制御する駆動力制御手段とを具備することを特徴とする車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記目標エンジン運転状態算出手段はエンジンの性能線図から、前記検出した前方道路湾曲状態において要求されるエンジンブレーキを生起させるための目標エンジン回転数を求め、前記駆動力制御手段は、この目標エンジン回転数を達成するための目標変速比に向けて自動変速機を変速制御するよう構成したことを特徴とする車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記目標エンジン運転状態算出手段は前記自動変速機の変速によっても車輪駆動力の変化を伴うことのない目標スロットル開度を求め、前記駆動力制御手段は、スロットル開度をこの目標スロットル開度にするよう構成したことを特徴とする車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置。
【請求項４】
請求項３において、車輪駆動力を検出する車輪駆動力検出手段を付加して設け、前記駆動力制御手段はスロットル開度を、該手段により検出した車輪駆動力が変化することのない時間変化割合で、前記目標スロットル開度にするよう構成したことを特徴とする車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置。
【請求項５】
請求項３において、車輪駆動力を検出する車輪駆動力検出手段を付加して設け、前記駆動力制御手段は、前記自動変速機が無段変速機である場合この無段変速機を、前記検出した車輪駆動力が変化することのない時間変化割合で、前記目標変速比に向けて変速制御するよう構成したことを特徴とする車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項において、路面のスリップし易さを検出する路面状態検出手段と、この検出した路面のスリップし易さが設定以上である時、前記駆動力制御手段による自動変速機の変速制御およびスロットル開度制御を制限する駆動力制御制限手段とを付加して設けたことを特徴とする車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、前記自車位置検出手段は、自車の設定時間後の通過地点が前方道路の湾曲開始点であるか否かを検出し続け、該湾曲開始点を検出した後は、湾曲前方道路への進入に際して運転者がアクセルペダルを釈放するアクセルペダル釈放地点を予測し、このアクセルペダル釈放地点を基準に自車位置を検出するよう構成したことを特徴とする車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が湾曲道路を走行するに際し、前もってエンジンを好適な運転状態にする、車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両が湾曲道路を走行する時の運転状態を制御する技術として従来、例えば特開昭６２−２９２９４７号公報に記載のごときものが提案された。
【０００３】
この技術は、車両走行状態に応じ自動変速機を変速制御するようにした車両において、走行車両を誘導するための道路情報を予め記憶したナビゲーションシステムと、自車位置を検出する自車位置検出装置とを具え、これらナビゲーションシステムおよび自車位置検出装置からの信号に応答し、自車位置周辺の道路情報に応じ自動変速機の変速パターンを変更し、湾曲路走行時は自動変速機の変速を禁止することができるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かように湾曲路走行時に自動変速機の変速を禁止するというだけの従来技術では、湾曲路走行中における固定された変速比が道路湾曲状態に対して適切である保証がなく、大抵の場合、アクセルペダルを釈放した湾曲路走行中においてエンジンブレーキが不足気味で、エンジンブレーキの発生応答も良くない。
【０００５】
従って、湾曲路走行中にフートブレーキの多用を強いられることとなり、運転性の悪化や、フートブレーキの耐久性に関する問題の発生を免れなかった。
【０００６】
本発明は、車両が湾曲道路を走行するに際し、前もってエンジンを上述の問題を生ずることのない好適な運転状態にし、湾曲路走行中エンジンをこの運転状態にしておくようにした車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的のため請求項１に記載の第１発明による車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置は、
運転者のアクセルペダル操作と切り離したスロットル開度制御も可能なエンジンからの動力を、自動変速機を介し車輪に伝えるようにした車両において、
車両進行方向前方の道路湾曲状態を検出する前方道路湾曲状態検出手段と、
該検出した前方道路湾曲状態において要求されるエンジンブレーキをアクセルペダルの釈放により生起させることができる目標エンジン運転状態を算出する目標エンジン運転状態算出手段と、
前記湾曲した前方道路に対する車両の接近位置を検出する自車位置検出手段と、
該自車位置検出手段からの信号に応答し、湾曲前方道路への進入に際して運転者がアクセルペダルを釈放する前に前記目標エンジン運転状態が達成されるよう、自動変速機を変速制御すると共に前記スロットル開度をアクセルペダル操作と切り離して制御する駆動力制御手段とを設けたものである。
【０００８】
かかる構成の第１発明において、前方道路湾曲状態検出手段は車両進行方向前方の道路湾曲状態を検出し、目標エンジン運転状態算出手段は、当該検出した前方道路湾曲状態において要求されるエンジンブレーキをアクセルペダルの釈放により生起させることができる目標エンジン運転状態を算出する。
一方で自車位置検出手段は、上記湾曲した前方道路に対する車両の接近位置を検出し、該自車位置検出手段からの信号に応答し駆動力制御手段は、上記湾曲前方道路への進入に際して運転者がアクセルペダルを釈放する前に前記目標エンジン運転状態が達成されるよう、自動変速機を変速制御すると共に前記スロットル開度をアクセルペダル操作と切り離して制御する。
【０００９】
よって、車両が湾曲道路を走行するに際し前もって、アクセルペダル釈放前にエンジンが、前方道路湾曲状態で要求されるエンジンブレーキをアクセルペダルの釈放により生起させ得る運転状態にされていることとなり、
アクセルペダル釈放時に要求通りのエンジンブレーキで道路湾曲状態にマッチした車両の減速を、応答良く行わせることができる。
これがため、湾曲路走行中にフートブレーキの多用を強いられることがなく、運転性の悪化や、フートブレーキの耐久性に関する問題の発生を回避することができる。
【００１０】
請求項２に記載の第２発明によれば、
上記第１発明における目標エンジン運転状態算出手段はエンジンの性能線図から、前記検出した前方道路湾曲状態において要求されるエンジンブレーキを生起させるための目標エンジン回転数を求める構成とし、
また、第１発明における駆動力制御手段は、この目標エンジン回転数を達成するための目標変速比に向けて自動変速機を変速制御するよう構成する。
【００１１】
かかる構成の第２発明においては、目標エンジン運転状態算出手段がエンジンの性能線図から、前記検出した前方道路湾曲状態において要求されるエンジンブレーキを生起させるための目標エンジン回転数を求め、駆動力制御手段が、この目標エンジン回転数を達成するための目標変速比に向けて自動変速機を変速制御することから、要求されるエンジンブレーキを過不足なく正確に発生させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の第３発明によれば、
上記第２発明における目標エンジン運転状態算出手段は前記自動変速機の変速によっても車輪駆動力の変化を伴うことのない目標スロットル開度を求める構成とし、
また、第２発明における駆動力制御手段は、スロットル開度をこの目標スロットル開度にする構成となす。
【００１３】
かかる構成の第３発明においては、上記第２発明において目標エンジン運転状態算出手段が前記自動変速機の変速によっても車輪駆動力の変化を伴うことのない目標スロットル開度を求め、駆動力制御手段が、スロットル開度をこの目標スロットル開度にする。
【００１４】
よって、要求されるエンジンブレーキを過不足なく正確に発生させることができるという第２発明の作用効果に加えて、そのための上記自動変速機の変速によっても車輪駆動力の変化を生じないから、ショックを伴うことなしに当該作用効果を奏し得る。
【００１５】
請求項４に記載の第４発明によれば、
上記第３発明において、車輪駆動力を検出する車輪駆動力検出手段を付加して設け、
前記駆動力制御手段はスロットル開度を、該手段により検出した車輪駆動力が変化することのない時間変化割合で、前記目標スロットル開度にする構成となす。
【００１６】
かかる構成の第４発明においては、車輪駆動力検出手段により車輪駆動力を検出し、駆動力制御手段は、この検出した車輪駆動力が変化することのない時間変化割合で、スロットル開度を前記目標スロットル開度に持ち来す。
よって、第３発明の上記作用効果に加え、制御の過渡期においてもショックを生ずることがないという作用効果を達成することができる。
【００１７】
請求項５に記載の第５発明によれば、
第３発明において、車輪駆動力を検出する車輪駆動力検出手段を付加して設け、
前記駆動力制御手段は、前記自動変速機が無段変速機である場合この無段変速機を、前記検出した車輪駆動力が変化することのない時間変化割合で、前記目標変速比に向けて変速制御する構成となす。
【００１８】
かかる構成の第５発明においては、車輪駆動力検出手段により車輪駆動力を検出し、駆動力制御手段は、この検出した車輪駆動力が変化することのない時間変化割合で、無段変速機を前記目標変速比に向けて変速制御する。
これによっても、第３発明の上記作用効果に加え、制御の過渡期においてもショックを生ずることがないという作用効果を達成することができる。
【００１９】
請求項６に記載の第６発明によれば、
第１発明〜第５発明の何れかにおいて、路面のスリップし易さを検出する路面状態検出手段と、
この検出した路面のスリップし易さが設定以上である時、前記駆動力制御手段による自動変速機の変速制御およびスロットル開度制御を制限する駆動力制御制限手段とを付加して設ける。
【００２０】
かかる構成の第６発明においては、路面状態検出手段で検出した路面のスリップし易さが設定以上である時、駆動力制御制限手段が前記駆動力制御手段による自動変速機の変速制御およびスロットル開度制御を制限する。
よって、スリップし易い路面にもかかわらず駆動力制御手段による自動変速機の変速制御およびスロットル開度制御が何の制限もなしに強行されて、車輪がスリップしてしまう不都合をなくし得る。
【００２１】
請求項７に記載の第７発明によれば、
第１発明〜第６発明の何れかにおいて、前記自車位置検出手段は、自車の設定時間後の通過地点が前方道路の湾曲開始点であるか否かを検出し続け、該湾曲開始点を検出した後は、湾曲前方道路への進入に際して運転者がアクセルペダルを釈放するアクセルペダル釈放地点を予測し、このアクセルペダル釈放地点を基準に自車位置を検出するよう構成したものとする。
【００２２】
かかる構成の第７発明においては、自車位置検出手段により、湾曲前方道路への進入に際して運転者がアクセルペダルを釈放するアクセルペダル釈放地点を正確に知ることができ、当該地点の前で前記駆動力制御手段による自動変速機の変速制御およびスロットル開度制御の終了を確実なものにすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１乃至図４は、本発明一実施の形態になる車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置を示し、先ず、図１におけるハードウエアの構成を説明するに、１はエンジン、２は、自動変速機としてのトロイダル型無段変速機、３は、これらエンジン１およびトロイダル型無段変速機２間を駆動結合するトルクコンバータである。
【００２４】
エンジン１は、シリンダブッロク４、ピストン５、シリンダヘッド６、吸気弁７、排気弁８、および燃料噴射弁９を具え、スロットル弁１０による制御下で吸入された空気と、燃料噴射弁９からの噴射燃料との混合気が、吸気管１１および吸気弁７を経て燃焼室１２に吸入される。この吸入混合気を点火栓１３で所定時期に着火させることでエンジン１の運転が生起され、燃焼後の排気を排気弁８および排気管１５を経て排出する。
【００２５】
ここで、燃料噴射弁９の開弁時期および開弁時間、スロットルアクチュエータ（ステップモータ）１６によるスロットル弁１０の開度、点火栓１３の点火時期はそれぞれ、エンジンコントローラ１７により制御する。これがためエンジンコントローラ１７には、エンジン吸気量Ｑを検出する吸気量センサ１８からの信号、排気中の酸素濃度Ｏ２  を検出する酸素センサ１９からの信号を入力するほか、エンジン回転数Ｎｅ  を検出するエンジン回転センサ２０からの信号、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２１からの信号、運転者によるアクセルペダルの踏み込み角ＡＣＣを検出するアクセルペダル踏み込み角センサ２２から信号、およびスロットル弁１０の開度を（スロットル開度）ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ２３からの信号を入力する。
【００２６】
エンジンコントローラ１７は基本的には、スロットル弁１０をアクセルペダル踏み込み角ＡＣＣに対応した開度にすべくスロットルアクチュエータ１６の回転位置を制御するが、後述するように本発明の目的を達成するために、当該アクセルペダル踏み込み角ＡＣＣとは切り離した制御も行うものとする。但し、その他のエンジン制御、つまり燃料噴射弁９の開弁時期および開弁時間制御、および点火栓１３の点火時期制御についてはそれぞれ、エンジンコントローラ１７が、エンジン吸気量Ｑ、排気中の酸素濃度Ｏ２  、エンジン回転数Ｎｅ  、車速ＶＳＰ、およびスロットル開度ＴＶＯに基づいて、これら制御を常時通常通りに行うものとする。
【００２７】
トロイダル型無段変速機２は、上記エンジン１からの回転動力をトルクコンバータ３を経て流体伝動型式に入力される入力コーンディスク３１と、これに同軸対向させた出力コーンディスク３２と、これら入出力コーンディスク間に挟圧されて両コーンディスク間で動力の受渡しを行うパワーローラ３３とよりなるトロイダル伝動ユニットを具える。このトロイダル伝動ユニットは、入力コーンディスク３１の回転をパワーローラ３３を経て出力コーンディスク３２に伝え、出力コーンディスク３２への回転が車両３４の図示せざる駆動車輪に伝達される。
【００２８】
ここで、パワーローラ３３はトラニオン３５に回転自在に支持し、このトラニオンを、パワーローラ３３の回転軸線が入出力コーンディスク３１，３２の回転軸線と交差する中立位置から、ｙ方向にストロークさせてパワーローラ回転軸線を入出力コーンディスク回転軸線に対しオフセットさせると、このオフセット方向に応じた向きの首振り分力をパワーローラ３３が入出力コーンディスク３１，３２から受けて、パワーローラ３３はφで示すように傾転する。
【００２９】
この傾転は、入出力コーンディスク３１，３２に対するパワーローラ３３の接触点を連続的に変化させて、トロイダル伝動ユニットを無段変速させることができる。そして、トラニオン３５を中立位置に戻し、パワーローラ回転軸線を入出力コーンディスク回転軸線に交差させると、パワーローラ３３は傾転を中止し、傾転角を不変にされ、トロイダル伝動ユニットの変速比を固定させることができる。
【００３０】
パワーローラ３３およびトラニオン３５のオフセットｙを行うピストン３６を変速制御弁３７によりストローク制御する。この変速制御弁３７は、スプール型の内弁体３８と、スリーブ型の外弁体３９とを相互に摺動自在に嵌合して構成し、入力ポートにライン圧ＰＬ  を供給し、両出力ポートをピストン３６の上下室に接続する。
【００３１】
変速制御弁３７への変速比指令は、ステップモータ型式の変速アクチュエータ４０を介して外弁体３９に与えることとし、外弁体３９を変速比指令に対応したストローク位置にする。これにより外弁体３９が内弁体３８に対して相対変位し、変速制御弁３７は、ライン圧ＰＬ  をピストン３６の上下いずれか対応した側の室に供給して、前記のオフセットｙを介した無段変速を生起させる。
【００３２】
当該変速の進行は、トラニオン３５に固着したプリセスカム４１、および変速レバー４２を介して内弁体３８にフィードバックされ、この内弁体３８を外弁体３９に追従変位させる。これがため、変速制御弁３７は変速の進行につれピストン３６を介してオフセットｙを０に向け漸減させ、変速制御弁３７への変速比指令が達成される変速終了時、内弁体３８および外弁体３９は、ピストン３６の上下いずれの側の室にもライン圧ＰＬ  を供給しない中立位置に復帰して、トロイダル伝動ユニットを変速比指令達成状態に保持する。
【００３３】
変速制御弁３７への変速比指令は変速機コントローラ４３により決定し、これがため変速機コントローラ４３には、前記エンジン回転センサ２０からの信号、前記車速センサ２１からの信号、および前記スロットル開度センサ２３からの信号を入力する外、トルクコンバータ３の出力回転数（変速機入力回転数）であるタービン回転数Ｎｔ  を検出するタービン回転センサ４４からの信号を入力する。
【００３４】
変速機コントローラ４３は、基本的には通常通りこれら入力情報から、予めメモリしてある変速比マップを基に目標変速比を算出し、これを変速制御弁３７に変速比指令として供給するが、これとは別に後述するように本発明の目的を達成するために定めた変速比をも変速比指令として変速制御弁３７に供給するものとする。
【００３５】
更に、図１において地図情報記憶部５１、現在位置算出部５２、前方道路情報算出部５３よりなるナビゲーションシステム５４と、運転点算出部５５とで、本発明一実施の形態になる車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置を構成する。ここで後述するところから明らかなように、ナビゲーションシステム５４は本発明における前方道路湾曲状態検出手段および自車位置検出手段を成し、運転点算出部５５は本発明における目標エンジン運転状態算出手段を成す。
【００３６】
ここで、上記の駆動力制御装置を詳述するに先立って、その理解を容易にするため以下に、本発明が狙いとする湾曲路走行時の駆動力制御理論を説明する。図７は、エンジン１の性能線図で、スロットル開度ＴＶＯ＝０／８（全閉）〜８／８（全開）をパラメータとして、各スロットル開度ＴＶＯにおけるエンジン回転数Ｎｅ  と、エンジン出力トルクＴｅ  との関係を示す。この線図から明らかなように、エンジン出力トルクＴｅ  はスロットル開度ＴＶＯの増大につれて大きくなり、エンジン回転数Ｎｅ  に応じて変化する。
【００３７】
今、図７上のＡ点でエンジン１の運転がなされているとすると、この状態で湾曲路などのために、運転者が車両を減速するに際しアクセルペダルを釈放した結果、スロットル開度ＴＶＯが８／０になった場合、この時に発生可能な逆トルクＴｅＡがエンジンブレーキとなり得る。ところで、運転点Ａと同条件のスロットル開度ＴＶＯ＝３／８で、エンジン回転数Ｎｅ  がもっと高い運転点Ｃを考察するに、この場合、アクセルペダルの釈放によって得られるエンジンブレーキは、この時に発生可能な逆トルクＴｅＣに対応した大きなものとなる。
【００３８】
ここでトロイダル型無段変速機２の変速制御を考察するに、有段式自動変速機において行われていると同じく、アクセルペダルを踏み込んだ定常運転時は、燃費の向上を狙って比較的高速側の変速比を選択させる傾向にあり、エンジン１は回転数Ｎｅ  の低い状態で運転されている。
【００３９】
これがため、湾曲路走行中に自動変速機の変速を禁止するだけの従来技術では、湾曲路走行中に減速のためアクセルペダルを釈放しても、自動変速機は湾曲路進入前の比較的高速側の変速比に保持されることになる。このことは、湾曲路走行中エンジン１が、回転数Ｎｅ  の低い状態で運転されることを意味し、図７のエンジン性能線図から明らかなように湾曲路走行中、減速のためのエンジンブレーキが不足気味になり易いと共に、エンジンブレーキの発生応答も良くなく、前記の問題を生ずる。
【００４０】
本例はこの問題解決を実現するため、湾曲路走行中に自動変速機の変速を禁止するというだけでなく、当該禁止の前にトロイダル型無段変速機２を、エンジン１が、前方道路の湾曲状態に応じたエンジンブレーキＴｅＣを発生可能な回転数ＮｅＣで運転されるような変速比に変速制御することを骨子とする。
【００４１】
しかし当該変速制御のみでは、エンジン１の運転点を単に図７のＡ点からＣ点に移行させるだけとなり、Ａ点を通る等馬力曲線αと、Ｃ点との対比から明らかなごとく、上記変速の前後でトルク段差を生じ、運転点の切り換え時にショックが発生するのを免れない。
【００４２】
これに対する対策として本例では特に、等馬力曲線α上でエンジン１の運転点をＡ点からＢ点へと移動させ、エンジンブレーキＴｅＣを発生可能にする。つまり、当該エンジンブレーキＴｅＣを発生可能なエンジン回転数ＮｅＣとなるようトロイダル型無段変速機２の上記変速制御を実行すると同時に、スロットル開度ＴＶＯをアクセルペダル踏み込み角ＡＣＣと切り離して、Ａ点の３／８からＢ点の４／８へと変更させるようになす。
【００４３】
なお実際上は、上記によりエンジン回転数を変化させるには、回転メンバのイナーシャ分に相当するエネルギーが必要であることから、このエネルギーを見込んで等馬力曲線αより若干大きな等馬力曲線上でエンジン１の運転点を移動させることになるが、以下では説明の煩雑を避けるためこの事実を無視することとする。
【００４４】
以上の、本発明が狙いとする湾曲路走行時の駆動力制御理論を実践する装置を以下に詳述するに、図１における地図情報記憶部５１は、地名、建物、公園等の標識情報や、高速道路、一般道路、直線路、湾曲路、登降坂道等の道路区分や、各道路の曲率半径、路面勾配等の道路情報や、高度、信号、踏切、制限速度等の付加情報のごとき、様々な地図情報を正確に記憶させたＣＤ−ＲＯＭと、該地図情報を読み出すＣＤ−ＲＯＭドライブと、読み出した地図情報を一時的に記憶しておくＲＡＭとを主たる構成要素とするものである。
【００４５】
現在位置算出部５２は、ＧＰＳアンテナ５６からの信号を受けて自車位置を検出する衛星利用型の現在位置認識装置（ＧＰＳ  ：  Ｇｒｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ  ）と、方位センサ５７からの自車の方位信号および前記車速センサ２１からの車速（ＶＳＰ）信号を基に自車位置を検出する自立航法型の現在位置認識装置とを有し、これらを適宜選択的に使用しつつ自車位置を正確に検出すると共に、この自車位置検出結果から得られる走行軌跡、および地図情報記憶部５１からの地図情報からマップマッチング技術等を用いて、地図上の自車位置を正確に認識し続けるものである。
【００４６】
前方道路情報算出部５３は、現在位置算出部５２からの自車位置情報、方位センサ５７で検出した車両進行方向、車速センサ２１で検出した車速ＶＳＰ、更には地図情報記憶部５１からの地図情報をもとに、基本的には自車が設定時間ｔ１  秒（例えば１０秒）後に通過する地点の前方における道路情報を判別し続けるものとする。ここで前方道路情報算出部５３は、図５を参照しつつ説明すると自車３４が設定時間ｔ１  秒後に湾曲路開始点Ｐに達する地点Ｒに到達すると、当該湾曲路の曲率半径ｒを読み込むと同時に、湾曲路開始点Ｐより一定距離（若しくは一定走行時間）手前の点Ｔを、運転者が湾曲路への進入に当たり減速のためにアクセルペダルを釈放するアクセルペダル釈放地点として求め、更にこのアクセルペダル釈放地点Ｔの僅か手前の地点Ｓに湾曲路走行用運転点への変更を終了させるために要求される運転点変更開始地点Ｑを求める。
【００４７】
運転点算出部５５は、図５の地点Ｒに自車３４が到達した時、現在位置算出部５２、および前方道路情報算出部５３からの情報をもとに、そして前記センサ２０，２１，２３で検出したエンジン回転数Ｎｅ  、スロットル開度ＴＶＯ、および車速ＶＳＰを用いて以下の演算により、前方湾曲道路において望まれるエンジン１の運転点を求める。
【００４８】
つまり運転点算出部５５は、先ずエンジン回転数Ｎｅ  およびスロットル開度ＴＶＯから現在のエンジン１の運転点、例えば図７に例示するエンジン性能線図上のＡ点を検出する。さらに運転点算出部５５は、前方道路情報算出部５３で前記のように求めた前方湾曲道路の曲率半径ｒで要求されるエンジンブレーキＴｅＣを発生可能なエンジン回転数ＮｅＣと、車速ＶＳＰとから、当該エンジン回転数ＮｅＣを実現させる目標変速比ｉ０  を求める。同時に運転点算出部５５は、図７のエンジン性能線図上において、Ａ点を通る等馬力曲線αと、エンジン回転数ＮｅＣとの交点Ｂにおける目標スロットル開度ＴＶＯ０  を求める。
【００４９】
なお、前方湾曲道路で要求されるエンジンブレーキの大きさが、ほぼ該湾曲路の曲率半径ｒで一義的に決まることから、上記の目標変速比ｉ０  を湾曲路曲率半径ｒの関数として、例えば図６に示すように予めマップ化しておき、運転点算出部５５はこのマップを検索して、湾曲路曲率半径ｒに対応した目標変速比ｉ０  を求めるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５０】
運転点算出部５５は、図５の地点Ｒに自車３４が到達した瞬時以後、現在位置算出部５２からの自車位置信号から、自車が、前方道路情報算出部５３で前記のごとくに求めた図５の運転点変更開始地点Ｑに達したか否かを判別し、運転点変更開始地点Ｑに達したところで運転点算出部５５は、図１に示すように前記目標スロットル開度ＴＶＯ０  および目標変速比ｉ０  をそれぞれ、エンジンコントローラ１７および変速機コントローラ４３に出力する。そして、これら目標スロットル開度ＴＶＯ０  および目標変速比ｉ０  の出力は、自車が湾曲路を完全に通過し終えるまで継続させる。
【００５１】
ここでエンジンコントローラ１７は、目標スロットル開度ＴＶＯ０  の指令をスロットルアクチュエータ１６に供給し、スロットル弁１０の開度ＴＶＯをアクセルペダル踏み込み角ＡＣＣと切り離して、目標スロットル開度ＴＶＯ０  となす。また変速機コントローラ４３は、目標変速比ｉ０  を変速アクチュエータ４０に供給し、トロイダル型無段変速機２を、前記通常の変速制御と切り離して、目標変速比ｉ０  へと変速させる。これらは応答遅れを持って、図５のアクセルペダル釈放地点Ｔより僅か手前の地点Ｓで完了し、エンジン１の運転点を図７のＡ点からＢ点へと変更させることができる。
【００５２】
よって、エンジンコントローラ１７および変速機コントローラ４３は、本発明における駆動力制御手段を構成する。
【００５３】
目標変速比ｉ０  への変速は、エンジン回転数Ｎｅ  が、湾曲路曲率半径ｒで要求されるエンジンブレーキＴｅＣを発生可能なエンジン回転数ＮｅＣとなるよう、エンジン１の運転状態を変更させる。よって、湾曲路への進入に際し運転者が車両の減速のため図５のＴ地点でアクセルペダルを釈放した時以後において、湾曲路走行中全般に亘り、当該湾曲路で要求される通りのエンジンブレーキを過不足なく、また応答良く得ることができ、フートブレーキの多用を回避し、運転性の悪化や、フートブレーキの耐久性に関する問題をなくすことができる。
【００５４】
他方で、目標スロットル開度ＴＶＯ０  へのスロットル開度制御は、上記のように湾曲路で要求される通りのエンジンブレーキを過不足なく、また応答良く生起させるに際して、エンジン１の運転点を図７のＡ点からＣ点ではなく、等馬力曲線α上のＢ点へと変更させることとなり、運転点の変更によってもトルク変化を生ずることがないことによって、運転点の変更時にショックが発生するのを防止することができる。
【００５５】
なお、上記したような運転点の変更によりエンジンの運転状態を、前方湾曲道路の曲率半径において要求されるエンジンブレーキが得られるよう切り換える構成部分は周知のマイクロコンピュータで構成することができ、この場合においてマイクロコンピュータが実行する制御プログラムを図２〜図４に例示する。
【００５６】
図２はメインルーチンで、先ずステップ１００において自車の現在位置を検出する。次のステップ１１０では、車速ＶＳＰを読み込み、更にステップ１２０で、設定時間ｔ１  後における自車の通過地点を求める。次いでステップ１３０において、該通過地点の曲率半径ｒを求め、ステップ１４０で、この曲率半径ｒを基に前方の道路が湾曲路か否かを判別する。
【００５７】
前方の道路が湾曲路でなければ当然、ステップ１５０において、前記した通常のスロットル開度制御および変速制御を行って、スロットルアクチュエータ１６および変速アクチュエータ４０を制御指令に応動させる。
【００５８】
前方の道路が湾曲路であれば、制御をステップ１６０に進め、ここで、詳しくは図３に基づいて後述するが、図５のＲ地点に車両が達した時以後の前記処理と同じ処理により、湾曲路用駆動力制御を開始、進行させる。次いでステップ１７０において、車両の現在位置を検出し、ステップ１８０で、当該車両現在位置から自車が湾曲路を出たことを判別する時、ステップ１９０で、上記の湾曲路用駆動力制御を終了させる。
【００５９】
上記したステップ１６０における湾曲路用駆動力制御の開始、およびその進行は、図３に明示するごとくに実行されるもので、ステップ３００において実変速比、従ってエンジン回転数Ｎｅ  を検出し、ステップ３１０においてスロットル開度ＴＶＯを検出する。次いでステップ３２０において、これら検出した実変速比（エンジン回転数Ｎｅ  ）およびスロットル開度ＴＶＯから、図７にＡで例示される現在の運転点を検出する。
【００６０】
ステップ３３０では、湾曲路で要求されるエンジンブレーキ（例えば図７におけるＴｅＣ）を発生可能な目標エンジン回転数（例えば図７におけるＮｅＣ）にするための目標変速比ｉ０  を、例えば図６に対応したマップを基に湾曲路曲率半径ｒから検索により求める。次にステップ３４０において、図７にＡで例示した現在の運転点を通る等馬力曲線αと、目標エンジン回転数ＮｅＣとの交点（図７にＢで例示した）を目標運転点として算出する。なお、この目標運転点Ｂにおける目標スロットル開度を以後、図１につき前述した例にならってＴＶＯ０  で表すこととする。
【００６１】
ステップ３５０では、車両の現在位置を検出し、ステップ３６０で、当該車両現在位置から自車が、図５にＱで示す運転点変更開始地点に達したと判別する時、ステップ３７０において、トロイダル型無段変速機２を目標変速比ｉ０  に向かわせる変速制御、およびスロットル弁１０の開度ＴＶＯを目標運転点Ｂにおける目標スロットル開度ＴＶＯ０  に向かわせるスロットル開度制御を、図４に詳細に示すごとくに行う。かかる制御は、その進行によりエンジンの運転点が目標運転点Ｂに到達したと判別するまで継続させる。
【００６２】
ステップ３７０による変速制御、およびスロットル開度制御の詳細は、図４に示すごときもので、ステップ５００において、目標変速比ｉ０  への変速比変化方向が増大方向か、低下方向かを判別し、ステップ５１０において、目標スロットル開度ＴＶＯ０  へのスロットル開度変化方向が増大方向か、低下方向かを判別する。次いでステップ５２０において、例えば目標変速比ｉ０  および実変速比間の偏差に応じて予め設定した、１演算周期当たりの微小な変速比変化量Δｉを算出する。
【００６３】
次いでステップ５３０において、１演算周期間における車速ＶＳＰの変化量ΔＶＳＰ、つまり車両加速度を求め、次いで、本発明における車輪駆動力検出手段に相当するステップ５４０で、車両加速度ΔＶＳＰがΔＶＳＰ≒０であるか否かにより車輪駆動力の変化が無かったか否かをチェックする。ΔＶＳＰ≒０であるとき、つまり車輪駆動力の変化が無かった場合は、ステップ５５０で、１演算周期当たりの微小なスロットル開度変化量ΔＴＶＯを前回値ΔＴＶＯ（ＯＬＤ）と同じのままにする。但し、制御１回目は、微小なスロットル開度変化量ΔＴＶＯとして、例えば目標スロットル開度ＴＶＯ０  および実スロットル開度ＴＶＯ間の偏差に応じて予め設定した初期値を当てることとする。
【００６４】
ステップ５４０で車輪駆動力の変化があったと判別する場合は、ステップ５６０で、１演算周期当たりの微小なスロットル開度変化量ΔＴＶＯを前回値ΔＴＶＯ（ＯＬＤ）よりも一定量δだけ小さな値とする。
【００６５】
次のステップ５７０では、目標変速比ｉ０  に向けΔｉだけ修正した変速比指令を変速アクチュエータ４０へ出力し、これによりトロイダル型無段変速機２をΔｉに対応する変化割合で目標変速比ｉ０  に持ち来す。またステップ５８０では、目標スロットル開度ＴＶＯ０  に向けΔＴＶＯだけ修正した開度指令をスロットルアクチュエータ１６へ出力し、これによりスロットル開度ＴＶＯをΔＴＶＯに対応する変化割合で目標スロットル開度ＴＶＯ０  に持ち来す。
【００６６】
以上により、図１につき前述したと同様な作用、および効果を達成することができるが、加えて図４のような微小スロットル開度変化量ΔＴＶＯの決定方式によれば、車輪駆動力の変化を生じないような変化割合でスロットル開度ＴＶＯを目標スロットル開度ＴＶＯ０  に持ち来すこととなり、図５の地点Ｑ，Ｓ間における運転点変更過渡期にショックが発生するのを防止することができる。
【００６７】
なおこの作用効果は、図１のように自動変速機がトロイダル型無段変速機２のような無段変速機である場合、スロットル開度変化量ΔＴＶＯに代えて変速比変化量Δｉを、車両加速度ΔＶＳＰ、つまり車輪駆動力に応じフィードバック制御することによっても得られることは言うまでもない。
【００６８】
図８は、図１に示す実施形態に、路面状態検出手段６１を付加したもので、この路面状態検出手段６１は、例えば雨滴センサやウインドワイパーの作動状態から路面が濡れているか否かを識別したり、外気温度センサ単体からの信号やこれと雨滴センサやウインドワイパーの作動状態とから路面が凍結しているか否かを識別して、路面の滑り易さを判断するものとする。また、超音波やミリ波、或いは光を路面に照射して得られる反射信号から、路面の凹凸を検出し、これにより路面の滑り易さを判断するものでもよい。
【００６９】
路面状態検出手段６１から得られる路面の滑り易さに関した信号は、運転点算出部５５に付加的に供給され、運転点算出部５５は、路面の滑り易さが設定以上になるとき、滑り易さの度合に応じて前記運転点の変更を制限したり、究極的には運転点の変更を中止するものとする。この場合、滑り易い路面で運転点の変更により車輪スリップが生じて運転性が悪化するといった弊害を排除することができる。
【００７０】
図９は、前記設定時間ｔ１  後の通過地点における前方道路情報を検出するシステムの他の例を示し、本例の当該システムは、車両の前景を撮像するモニタカメラ７１と、画像処理装置７２とで構成する。モニタカメラ７１は二次元可視カメラとし、例えば路面上の白い車線区分線を検出して、前方道路情報とするものである。他方で画像処理装置７２は、画像記憶部７３と、白線検出部７４と、座標変換部７５と、前方道路情報算出部７６とで構成し、特開平７−１９８３４９号公報に例示された信号処理により前方道路の湾曲状態を検出するものとする。
【００７１】
概略説明すると、モニタカメラ７１からの車両前景画像は一旦、画像記憶部７３に記憶され、この記憶された画像は白線検出部７４に入力される。白線検出部７４では、白線を例えばＸ軸に関して輝度につき差分演算し、これにより得られた差分画像の２値化、フィルタリングによるノイズ除去を行い、更に曲線近似（例えば、ａｘ２  ＋ｂｘ＋ｃのような２次式を、最小二乗法などを用いて当てはめる）を行うことで、道路上を車線区分している白線を検出するものとする。次いで座標変換部７５は、かようにして検出され、距離・角度で表された白線上の適当な異なる２点の座標を、Ｘ−Ｙ座標に変換し、この処理を繰り返すことで白線の平面図を求める。
【００７２】
そして前方道路情報算出部７６は、得られた白線を、最小二乗法を用いて、例えば、二次曲線（ｙ＝ａｘ２  ＋ｂｘ＋ｃ）で近似する。このように二次曲線で近似する理由は、カーブ路の進入部分が、ステアリング操作に応じてスムーズに曲がれるようにクロソイド曲線によって、直線部分と曲率一定部分とを繋いでいるからである。
【００７３】
上記のようにして得られた二次曲線において、図１０に示す如く予め定めた、十分に遠い距離Ｙ１  とＹ２  における曲線上の２点（Ｘ１  ，Ｙ１  ）、（Ｘ２  ，Ｙ２  ）での接線を求め、これらの接線に垂直で前記２点を通る２直線を求め、それらの交点Ｏ１  を計算する。そして、例えば点（Ｘ１  ，Ｙ１  ）と交点Ｏ１  との距離を曲率半径ｒとし、これを求めると共に、湾曲路開始点を求めることができる。
もちろん、点（Ｘ２  ，Ｙ２  ）と交点との距離や両者の平均値を曲率半径ｒとしても良いし、ほぼ曲率を一定とできるような白線の壱部分を抜きだして、近似する二次曲線を（ｘ−ａ）２  ＋（ｙ−ｂ）２  ＝ｒ２  なる円の方程式とすることでいきなり曲率半径ｒを求めることも考えられる。
【００７４】
なお、道路に必ずしも白い車線区分線が引かれているとは限らないので、この場合にも適応できるようにしておくために、モニタカメラ７１は上記可視カメラの代わりに、赤外線カメラとするのが良い。一般に、舗装路面は他の物標に較べて熱を吸収し易く、高温になり易いほか、放射率が１に近いので、放射される赤外線量が多い。そこで、モニタカメラ７１として、特に３μ帯や、１０〜１４μ帯の赤外線を検出するのに適した赤外線カメラを用い、２値化、エッジ検出、曲線近似などの画像処理技術により舗装路面端を検出し、後は検出情報を上述したと同様の手順で処理することにより、前方道路の曲率半径を求めることができると共に、湾曲路開始点を検出することができる。
【００７５】
図１１は、前記設定時間ｔ１  後の通過地点における前方道路情報を検出するシステムの更に他の例を示し、本例の当該システムは、車両の前方に指向させたレーダセンサ８１と、反射信号処理装置８２とで構成する。レーダセンサ８１はファンビームをスキャンする光式レーダセンサとし、光パルス８１ａを図１２のように照射すると共に、道路のガードレール等に設置されたコーナキューブを可とする視線誘導標８７や、その他の物標からの反射光８１ｂを受光するものとする。なお、レーダセンサ８１としては、ミリ波を用いてガードレールの支柱などを検出するものでもよい。
【００７６】
反射信号処理装置８２は、距離・角度検出部８３と、静止物標識別部８４と、座標変換部８５と、前方道路情報検出部８６とで構成する。距離・角度検出部８３は、光パルス８１ａの照射から反射光８１ｂの受光までの間における時間を測定して視線誘導標８７までの距離を演算すると同時に、光パルス８１ａの照射方向をスキャンすることで視線誘導標の存在方向を検出するものとする。
【００７７】
つまり図１２に示したように、光の往復時間Δｔから物標までの距離Ｒを下式により算出する。ここでＶｌｉｇｈｔ  は光速度である。
Ｒ＝Ｖｌｉｇｈｔ  ・Δｔ
同時に、どの方向に光を照射したかを知ることで、物標の車両進行方向に対する角度θも求める。このようにして得られた物標の曲座標（Ｒ，θ）をＸ−Ｙ座標に変換するのは容易である。即ち、
ｘ＝−Ｒ・ｓｉｎθ
ｙ＝Ｒ・ｃｏｓθ
を計算すればよい。
【００７８】
静止物標識別部８４では、このようにして得られたＸ−Ｙ座標上の物標の位置と、その測定結果と、過去１回または数回の位置座標と、スキャン時間を利用して得られる物標の相対移動速度とを求める。更に、自車の移動速度、ステアリング操舵角等を利用して物標が静止物標であるか、移動物標であるかを識別し、静止物標だけからなる画像を得る。この識別は、例えば測定誤差等を考慮して、物標の移動速度がある所定値以下（例えば２０ｋｍ／ｈ以下）の物標を静止物標、それ以上の移動速度の物標を移動物標と判断することができる。
【００７９】
このようにして得られた複数の静止物標の座標から座標変換部８５および前方道路情報検出部８６は、図９および図１０の例で述べたように、例えば、図１０につき前述した最小二乗法等を用いて近似曲線を求めることにより、最も確からしい路側を示す曲線を得ることができ、この曲線から前述の方法を用いて道路の曲率半径および湾曲路開始点を求めることが可能となる。
【００８０】
なお、図９の画像処理を用いたシステムや、図１１のレーダセンサを用いたシステムを組み合わせて、両者の信号処理結果のうち精度の高い方のデータを選択して用い、道路環境や自然環境による影響をなくすよう相互に補完することもできる。勿論、ナビゲーションシステムとの併用も可能で、この場合、ナビゲーションシステムに湾曲路の曲率半径を記憶させておく必要がなく、また、湾曲路に接近したことを検知して、画像処理範囲や画像処理方法を切り換えたり、レーダセンサのスキャン範囲や測定回数およびスキャン回数を変えることで、湾曲路曲率半径の検出精度を高めることができる。
【００８１】
図１３は、自車位置と共に、前記設定時間ｔ１  後の通過地点における前方道路情報を検出するシステムの更に他の例を示す。本例は、将来的にサインポスト９１や、漏洩ケーブル９２や、磁気ネイル９３を、道路に設置して、道路情報や、位置情報や、気象情報や、路面情報を発信することが考えられており、これらサインポスト９１や、漏洩ケーブル９２や、磁気ネイル９３からの情報を選択的に、若しくは適当に組み合わせて受信器９４に取り込み、自車位置および前方道路情報を検出するようにしたものである。勿論、このシステムは図１におけるナビゲーションと共に用いて、両者間で情報を補完し合うことにより検出精度の向上を図ることができるのは言うまでもない。
【００８２】
上記した各実施の形態では、自動変速機２がトロイダル型無段変速機であることとして説明したが、Ｖベルト式無段変速機のような他の無段変速機や、また無段変速機に限らず、有段の自動変速機である場合においても、本発明による上記の着想は同様に適用し得ること勿論である。
【００８３】
なお有段の自動変速機を搭載した車両の場合、湾曲路曲率半径に応じた目標変速比の代わりに、湾曲路曲率半径に応じた目標変速段を設定すること勿論であるし、この時の目標運転点から目標スロットル開度を求めることも当然である。ところでこの場合、図４のステップ５４０，５５０，５６０において行ったスロットル開度のフィードバック制御を、目標変速段の制御に適用することはできない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施の形態になる、車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置を示すシステム図である。
【図２】同駆動力制御装置をマイクロコンピュータで構成した場合における制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】同メインルーチンにおける駆動力制御の開始処理に関したサブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】同サブルーチンにおける、目標変速比への変速制御および目標スロットル開度へのスロットル開度制御に関した処理を詳細に示すフローチャートである。
【図５】湾曲路と、駆動力制御地点との相対的な位置関係を示す説明図である。
【図６】湾曲路曲率半径と、目標変速比との関係を示す線図である。
【図７】スロットル開度をパラメータしたエンジンの性能線図である。
【図８】本発明による他の実施形態になる、車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置を示すシステム図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態になる、車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置を示すシステム図である。
【図１０】同実施形態の装置において画像処理により求めた白線画像のＸ−Ｙ座標系を示す説明図である。
【図１１】本発明による更に別の実施形態になる、車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置を示すシステム図である。
【図１２】同実施形態の装置においてスキャンされるファンビームと、視線誘導標との相対位置関係を示す説明図である。
【図１３】本発明の更に他の実施形態になる、車両の前方道路情報対応型駆動力制御装置を示すシステム図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  トロイダル型無段変速機（自動変速機）
３  トルクコンバータ
４  シリンダブロック
５  ピストン
７  吸気弁
８  排気弁
９  燃料噴射弁
１０    スロットル弁
１３    点火栓
１６    スロットルアクチュエータ
１７    エンジンコントローラ（駆動力制御手段）
１８    吸気量センサ
１９    酸素センサ
２０    エンジン回転センサ
２１    車速センサ
２２    アクセルペダル踏み込み角センサ
２３    スロットル開度センサ
３１    入力コーンディスク
３２    出力コーンディスク
３３    パワーローラ
３４    車両
３５    トラニオン
３６    ピストン
３７    変速制御弁
４０    変速アクチュエータ
４１    プリセスカム
４２    変速レバー
４３    変速機コントローラ（駆動力制御手段）
４４    タービン回転センサ
５１    地図情報記憶部
５２    現在位置算出部
５３    前方道路情報算出部
５４    ナビゲーションシステム（前方道路湾曲状態検出手段：自車位置検出手段）
５５    運転点算出部（目標エンジン運転状態算出手段）
５６    ＧＰＳ  アンテナ
５７    方位センサ
６１    路面状態検出手段
７１    モニタカメラ
７２    画像処理装置
７３    画像記憶部
７４  白線検出部
７５    座標変換部
７６    前方道路情報算出部
８１    レーダセンサ
８２    反射信号処理装置
８３    距離・角度算出部
８４    静止物標識別部
８５    座標変換部
８６    前方道路情報算出部
８７  視線誘導標
９１    サインポスト
９２    漏洩ケーブル
９３    磁気ネイル
９４    受信器
【図１】
0003591084.tif 000002
【図２】
0003591084.tif 000003
【図３】
0003591084.tif 000004
【図４】
0003591084.tif 000005
【図５】
0003591084.tif 000006
【図６】
0003591084.tif 000007
【図７】
0003591084.tif 000008
【図８】
0003591084.tif 000009
【図９】
0003591084.tif 000010
【図１０】
0003591084.tif 000011
【図１１】
0003591084.tif 000012
【図１２】
0003591084.tif 000013
【図１３】
0003591084.tif 000014