(57)【要約】【課題】速度制限機能が有効な場合のシフトアップ用閾値を変更して、燃費性能にとって有利な高いギアで走行可能な領域を拡大することで、燃費性能を向上できる車両統合制御装置を提供することにある。【解決手段】要求出力調停手段１０２は、運転者の操作によるアクセル開度に基づいた要求出力と、速度制限機能で設定された制限速度に基づいた要求出力とを調停してエンジン要求出力を算出する。ギア算出手段１１０は、要求出力調停手段１０２により速度制限機能で設定された制限速度に基づいた要求出力が選択されている場合には、通常のシフトアップ用閾値よりも低い車速でシフトアップ指令を出力する速度制限中のシフトアップ用閾値を用い、調停後の要求出力に基づいて、シフトアップ指令を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の最高速度を制限する速度制限機能と、該速度制限機能の制限速度を運転者が任意に設定できる機能と、有段の変速機を備える車両の制御に用いられ、
運転者の操作によるアクセル開度に基づいた要求出力と、前記速度制限機能で設定された制限速度に基づいた要求出力とを調停してエンジン要求出力を算出する要求出力調停手段と、
該前記要求出力調停手段による調停後の要求出力に基づいて、シフトアップ指令及びシフトダウン指令を算出するギア算出手段とを有する車両統合制御装置において、
前記ギア算出手段は、前記要求出力調停手段により前記速度制限機能で設定された制限速度に基づいた要求出力が選択されている場合には、通常のシフトアップ用閾値よりも低い車速でシフトアップ指令を出力する速度制限中のシフトアップ用閾値を用い、前記要求出力調停手段による調停後の要求出力に基づいて、シフトアップ指令を算出することを特徴とする車両統合制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両統合制御装置において、
前記ギア算出手段は、前記速度制限中のシフトアップ用閾値を、エンジン要求出力及び車速が、現在のギアから一つ高いギアへのシフトアップ判定に用いられる閾値と、一つ上のギアから現在のギアへのシフトダウンに用いられる閾値の間に存在する場合に算出することを特徴とする車両統合制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両統合制御装置において、
前記速度制限中は、前記シフトアップ指令によって現在ギアよりも高いギアへ変速後にも同じ車速を維持するために必要な駆動力を予測し、変速比の変化によって不足する駆動力分をエンジン要求出力の増加によって補償する補償手段を備えることを特徴とする車両統合制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の車両統合制御装置において、
前記有段の変速機が自動変速機であり、
前記ギア算出手段が出力するシフトアップ指令に基づいて、シフトアップ操作を実行する変速機制御手段を備えることを特徴とする記載の車両統合制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の車両統合制御装置において、
前記有段の変速機が手動変速機であり、
前記ギア算出手段が出力するシフトアップ指令に基づいて、運転者にシフトアップ操作を促す表示手段を備えることを特徴とする車両統合制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両統合制御装置に係り、特に、車両の最高速度を任意に制限可能な速度制限機能と、有段の変速機を備える車両の制御に好適な車両統合制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用有段の自動変速機においては、予め設定された変速特性に基づいて変速ポイントを算出して、シフトアップ指令もしくはシフトダウン指令を算出する方法が一般的である。また、この変速特性はアクセル開度等に代表されるエンジン要求出力と、車速に基づく変速曲線として定義されていることが多い。つまり、運転者の意思はアクセル開度を介して変速制御へと反映される。
【０００３】
このような自動変速機の変速曲線においては、シフトアップ用とシフトダウン用とで異なる閾値が設定されている。これは、シフトアップ用とシフトダウン用とで共通の閾値を用いると、シフトアップ指令に基づいてシフトアップを実行すると変速比が変化して、その直後に駆動力が低下することで車速が低下すると、シフトダウン指令を出力してしまい、さらに、その指令に基づいてシフトダウンを実行すると、今度は直後に駆動力が上昇することで車速が上昇して、シフトアップ指令を出力してしまい、以後このシフトアップ指令とシフトダウン指令が繰り返されて、変速判定がハンチング状態に陥ることを回避するためである。
【０００４】
また、運転者がアクセルペダルを操作している状況では、アクセル開度を一定に保とうとしても、操作誤差によって実際のアクセル開度は多少変動するため、エンジン要求出力の変動を招き、変速判定のハンチングが発生する恐れがある。従って、シフトアップ用閾値とシフトダウン用閾値の間には、操作誤差を考慮して余裕代を持たせた設定とすることがある。
【０００５】
さらに、運転性の向上を目的として、加速が要求される場面においては、大きな駆動力が得られる低いギアを多用するように、変速曲線の特性を設定することがある。
【０００６】
変速曲線の特性には、以上のような要素が含まれている。つまり、一般的にシフトアップ用閾値は、シフトダウン用閾値よりも、エンジン要求出力方向及び車速方向ともに高い値に設定されるので、変速曲線はヒステリシス特性を持つ。
【０００７】
また、運転者が任意に設定した制限速度を越えないように制御する速度制限機能が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、広く知られている最高速度制限機能では、法規やエンジン保護等の観点から、運転者の意思とは関係無く、制限速度が特定の固定値に設定されているのとは異なり、この速度制限機能では、安全確保等の観点から、運転者が任意に制限速度を設定できるものである。
【０００８】
このような速度制限機能では、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合でも、車速が設定された制限速度に達したら、制限速度以上に加速しないように、エンジン出力を抑える。エンジン出力を抑える手段として、従来は、燃料噴射量や点火時期を調整する方法が主流だったが、近年では、電制スロットル弁の普及により、吸入空気量を調整する方法が知られている。吸入空気量を調整する方法では、燃料噴射量や点火時期を調整する方法よりも、エンジン出力を調整可能な範囲が広がり、速度制限機能自体も、より多くの場面に対応することが可能となった。
【０００９】
この吸入空気量を調整することでエンジン出力を調整する方法では、速度制限機能が有効な状況においては、エンジン要求出力は実際のアクセル開度に基づいて算出されるのではなく、速度制限機能からの要求出力が採用されるため、必ずしもアクセル開度が運転者の意思を示しているとは言えない。
【００１０】
そこで、上記状況において、変速曲線を参照して変速ポイントを算出する際には、実際のアクセル開度の代わりに、速度制限機能からの要求出力をアクセル開度相当に換算した仮想的なアクセル開度を、エンジン要求出力を代表する値として用いる（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−４１９６３号公報
【特許文献２】特開２００４−１５０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般的に、燃費性能の改善には、低いギアよりも高いギアを利用するシーンを多くした方が有利である。つまり、シフトアップ用閾値を可能な限り低めに設定することで、早めのシフトアップを促したい。しかしながら、シフトアップ用閾値を低く設定すると、変速曲線のヒステリシスの領域が小さくなり、前述のように、変速のハンチングや加速感の低下による運転性の悪化を招く恐れがあるので、実際にはシフトアップ用閾値を低く設定することは困難であり、多少の余裕を持たせた設定となっている。そのため、変速曲線のヒステリシスの範囲内には、高い方のギアでも低い方のギアでも、目標速度の実現に必要な駆動力を確保できる領域が存在する。前記領域内では、本来はシフトアップが可能であるにも関わらず、シフトアップ指令が算出されないので、低いギアで走行を続けることになり、前記領域内に留まることは燃費性能の悪化を招く恐れがある。
【００１３】
ここで、目標速度が前記変速曲線のヒステリシスの範囲内に存在するシフトアップ指令が算出されない領域に設定されている場合でも、一般的に運転者が自らアクセルペダルを操作している状況では、車速やアクセル開度の変動が大きいので、前記領域に留まる可能性は低く、燃費性能への影響は小さいと考えられる。
【００１４】
一方で、速度制限機能が有効で、前記目標速度が制限速度として設定されている場合には、目標速度に近付くと、運転者による実際のアクセル開度の代わりに、速度制限機能からの要求出力がエンジン要求出力として選択され、漸次目標速度を維持するために必要なエンジン出力へと近付く。そのため、速度制限機能が無効なときよりも、車速やアクセル開度の変動は小さくなると考えられ、前記領域に留まってしまう可能性が高くなり、燃費性能の悪化を招く可能性も高くなると考えられる。
【００１５】
本発明の目的は、上記状況に鑑みてなされたものであり、特に、速度制限機能が有効な場合のシフトアップ用閾値を変更して、燃費性能にとって有利な高いギアで走行可能な領域を拡大することで、燃費性能を向上できる車両統合制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、車両の最高速度を制限する速度制限機能と、該速度制限機能の制限速度を運転者が任意に設定できる機能と、有段の変速機を備える車両の制御に用いられ、運転者の操作によるアクセル開度に基づいた要求出力と、前記速度制限機能で設定された制限速度に基づいた要求出力とを調停してエンジン要求出力を算出する要求出力調停手段と、該前記要求出力調停手段による調停後の要求出力に基づいて、シフトアップ指令及びシフトダウン指令を算出するギア算出手段とを有する車両統合制御装置において、前記ギア算出手段は、前記要求出力調停手段により前記速度制限機能で設定された制限速度に基づいた要求出力が選択されている場合には、通常のシフトアップ用閾値よりも低い車速でシフトアップ指令を出力する速度制限中のシフトアップ用閾値を用い、前記要求出力調停手段による調停後の要求出力に基づいて、シフトアップ指令を算出するようにしたものである。  
かかる構成により、燃費性能にとって有利な高いギアで走行可能な領域を拡大することで、燃費性能を向上できるものとなる。
【００１７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記ギア算出手段は、前記速度制限中のシフトアップ用閾値を、エンジン要求出力及び車速が、現在のギアから一つ高いギアへのシフトアップ判定に用いられる閾値と、一つ上のギアから現在のギアへのシフトダウンに用いられる閾値の間に存在する場合に算出するようにしたものである。
【００１８】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記速度制限中は、前記シフトアップ指令によって現在ギアよりも高いギアへ変速後にも同じ車速を維持するために必要な駆動力を予測し、変速比の変化によって不足する駆動力分をエンジン要求出力の増加によって補償する補償手段を備えるようにしたものである。
【００１９】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記有段の変速機が自動変速機であり、前記ギア算出手段が出力するシフトアップ指令に基づいて、シフトアップ操作を実行する変速機制御手段を備えるようにしたものである。
【００２０】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記有段の変速機が手動変速機であり、前記ギア算出手段が出力するシフトアップ指令に基づいて、運転者にシフトアップ操作を促す表示手段を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、速度制限機能が有効な場合でも、燃費性能を向上できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態による車両統合制御装置の構成及び動作について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態による車両統合制御装置の構成について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態による車両統合制御装置のシステム構成図である。
【００２３】
要求出力調停手段１０２には、運転者が操作するアクセルペダルのアクセル開度に基づいて算出される運転者要求出力の他に、最高速度を制限するための速度制限機能要求出力、クルーズ走行を実現するためのクルーズコントロール要求出力等が入力される。要求出力調停手段１０２は、これらの入力の中から、状況に応じて、最適なものを選択し、最終的にエンジン要求出力として出力する。エンジン用コントロールユニット１０１は、エンジン要求出力を実現すべく、空気量制御手段１０３により電制スロットル弁１０６を制御し、また、燃料噴射制御手段１０４によりインジェクタ１０７を制御し、さらに、点火時期制御手段１０５により点火コイル１０８を制御する。また、要求出力調停手段１０２は、最終的にエンジン要求出力として選択された要求出力が、どの入力のものであるかを判別し、エンジン要求出力と共にその調停結果判別情報を、変速機用コントロールユニット１０９のギア選択手段１１０に出力する。
【００２４】
ギア選択手段１１０には、要求出力調停手段１０２で算出されたエンジン要求出力や調停結果判別情報の他に、シフト位置、車速、ブレーキ操作量、入力軸回転数等が入力される。ギア選択手段１１０には、予め様々な運転状況に応じた複数の変速曲線が用意されており、前記入力情報から現在の運転状態に最も適した変速曲線を選択し、主にエンジン要求出力と車速をパラメータとして、選択した変速曲線を参照し、推奨ギアを算出する。そして、その推奨ギアとなるように、シフトアップ指令若しくはシフトダウン指令を変速機制御手段１１１に出力する。変速機制御手段１１１は、変速機１１２の変速段を変更制御する。変速機１１２は、有段の自動変速機である。有段の自動変速機としては、一般に広く用いられているトルクコンバータを備えた自動変速機や、一般的な手動変速機のクラッチ等をアクチュエータを用いて自動的に制御する自動ＭＴ等がある。
【００２５】
次に、図２を用いて、本実施形態による車両統合制御装置により制御される有段変速機に対する変速曲線について説明する。  
図２は、本発明の一実施形態による車両統合制御装置により制御される有段変速機に対する変速線図である。
【００２６】
図２の変速曲線では、縦軸がエンジン要求出力、横軸が車速となっており、実線がシフトアップ用閾値、破線がシフトダウン用閾値となっている。ここで、アクセル開度を一定に保ったまま加速する場合には、エンジン要求トルクは所定値ｘに保たれる。この場合、ギア選択手段１１０は、車速ａに達した時点で１速から２速、車速ｂ点で２速から３速、車速ｃ点で３速から４速へのシフトアップ指令が算出される。シフトダウンの場合も同様であり、ギア選択手段１１０は、車速ｄに達した時点で４速から３速、車速ｅ点で３速から２速、車速ｆ点で２速から１速へのシフトダウン指令が算出される。また、このように、変速曲線は、シフトアップ用閾値とシフトダウン用閾値で異なる設定となっており、ヒステリシス特性を持っている。
【００２７】
なお、図２に示す例では、変速曲線を、例示的に、折れ線の直線で示しているが、実際の変速曲線は、曲線的に変化するものである。
【００２８】
次に、図３を用いて、本実施形態による車両統合制御装置における入出力関係について説明する。  
図３は、本発明の一実施形態による車両統合制御装置における入出力関係を示すブロック図である。
【００２９】
エンジン用コントロールユニット１０１と変速機用コントロールユニット１０９には、各種センサ信号が入力される。例えば、エンジン用コントロールユニット１０１には、イグニッションセンサ３０２，エンジン回転数センサ３０３，スロットル開度センサ３０４，吸入空気量センサ３０６，吸入空気温センサ３０７，ブレーキ操作量センサ３０８，車速センサ３０９，速度制限スイッチ３１０等からの信号が入力する。速度制限スイッチ３１０は、車両の運転者により操作される。速度制限スイッチ３０１からは、運転者により任意に設定された制限速度の設定値が入力する。
【００３０】
変速機用コントロールユニット１０９には、シフト位置センサ３１１，変速機の入力軸回転数センサ３１２，油圧センサ３１３等からの信号が入力する。
【００３１】
各コントロールユニット１０１，１０９には、マイクロコンピュータが含まれており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しながら、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。各コントロールユニットにおいて、演算された制御信号は、エンジンや変速機等の各種アクチュエータへ出力される。また、各コントロールユニットにおいて演算された情報は、必要に応じて互いに通信回線を介して送受信する。
【００３２】
一般的に、自動変速機を備えた車両においては、図１に示した要求出力調停手段１０２はエンジン用コントロールユニット１０１の中に、ギア選択手段１１０は変速機用コントロールユニット１０９の中にそれぞれ存在し、各コントロールユニット間で通信しながら、変速機用コントロールユニット１０９がシフトアップ指令やシフトダウン指令を算出し、変速機の各種アクチュエータを駆動することでシフトアップやシフトダウンを実現する。ここで、上記のように両コントロールユニットの間では通信が行われているため、要求出力調停手段１０２及びギア選択手段１１０の配置は、前述の形式に限定されず、例えば、いずれか一方のコントロールユニット内に両者が存在しても良い。
【００３３】
次に、図４を用いて、本実施形態による車両統合制御装置における速度制限機能について説明する。  
図４は、本発明の一実施形態による車両統合制御装置における速度制限機能を示すタイムチャートである。
【００３４】
図４（Ａ），（Ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸は出力（トルク）を示している。図４（Ａ）において、一点鎖線は運転者の要求出力を示し、点線は運転者によって設定された速度制限機能要求出力を示している。図４（Ｂ）は、図１に示した、要求出力調停手段１０２により速度制限機能を実行し、要求出力を調停した後の状態を示している。図４（Ｂ）において、一点鎖線は運転者の要求出力を示し、点線は運転者によって設定された速度制限機能要求出力を示し、さらに、太い実線はエンジン要求出力を示している。
【００３５】
図１に示した、要求出力調停手段１０２に対しては、運転者要求出力、速度制限機能要求出力、クルーズコントロール要求出力等が入力される。要求出力調停手段１０２は、これらの入力の中から、状況に応じて、最適なものを選択し、最終的にエンジン要求出力として出力する。
【００３６】
ここで、速度制限機能が有効な場合の、要求出力調停手段１０２の動作例について説明する。図４（Ａ）において、時刻ｔ１以前では、運転者要求出力が速度制限機能要求出力よりも小さい。そのため、要求出力調停手段１０２は、エンジン要求出力として、図４（Ｂ）に示すように、アクセル開度に基づいて算出された運転者要求出力を選択する。
【００３７】
次に、図４（Ａ）の時刻ｔ１から時刻ｔ２の間では、運転者要求出力が速度制限機能要求出力よりも大きくなる。このとき、運転者が設定した制限速度以上に車両が加速することを防ぐために、要求出力調停手段１０２は、図４（Ｂ）に示すように、エンジン要求出力として速度制限機能要求出力を選択する。つまり、前記範囲内では、実際のアクセル開度に代表される運転者要求出力の代わりに、速度制限機能要求出力を各種演算に用いることで、速度制限機能要求出力以上の運転者要求出力は全て無視している。
【００３８】
以降、同様に、図４（Ａ）の時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、及び図４（Ａ）の時刻ｔ４以降では、運転者要求出力が速度制限機能要求出力よりも小さいため、要求出力調停手段１０２は、図４（Ｂ）に示すように、エンジン要求出力として運転者要求出力を選択する。図４（Ａ）の時刻ｔ３から時刻ｔ４の間では、運転者要求出力が速度制限機能要求出力よりも大きいため、要求出力調停手段１０２は、エンジン要求出力として速度制限機能要求出力を選択する。
【００３９】
以上のようにして、速度制限機能は、運転者が設定した制限速度以上に加速しないように制御している。
【００４０】
なお、図４は速度制限機能の概要を説明するために簡易化されており、エンジン要求出力が、運転者要求出力と速度制限機能要求出力の間で切り替わる各点において、他方へ直接遷移しているが、実際には前記のような切り替わり点において、急激なトルクの変動による運転性の悪化を回避するために、両要求出力の間を徐々に遷移するように制御する。具体的には、例えば、図４（Ａ）の時刻ｔ１の近傍において、車速が速度制限機能で設定された制限車速から所定の範囲内に入ると、エンジン要求出力は、運転者要求出力から制限された傾きで速度制限機能要求出力へ向かって変化する。つまり、制限速度に到達する直前では、エンジン要求出力はなだらかに変化し、車速もなだらかに速度制限機能の制限車速に向かって収束する。
【００４１】
次に、図５を用いて、本実施形態による車両統合制御装置における速度制限機能有効時の変速曲線について説明する。  
図５は、本発明の一実施形態による車両統合制御装置における速度制限機能が無効時と有効時の変速曲線の線図である。
【００４２】
ここで、図５（Ａ）において、ｚ点に示すように、目標速度、及び、目標速度を達成するために必要なエンジン要求出力が変速曲線のヒステリシス内に存在したとする。
【００４３】
図５（Ａ）のｚ点に向けて加速する場合について考えると、通常の走行状態（平坦な道路で、特殊な外力が存在しない状態）では、運転者は加速力を得るためにアクセルペダルをある程度踏み込んでおり、車速は徐々に増加するので、図５（Ａ）においては、左上の方から、徐々にｚ点へと近付くと考えられる。
【００４４】
このとき、速度制限機能が無効な状態、つまり、エンジン要求出力が実際のアクセル開度に基づいて算出されている状態では、図（Ａ）５のｚ点に収束する典型的な運転パターンとして、（パターン１）直接目標速度に収束する場合、つまり、図の左上方から直接ｚ点に収束する場合と、（パターン２）目標速度に収束する直前に、運転者が目標速度に近付いたことを認識してアクセルペダルを一度開放した後に、再度アクセルペダルを緩やかに踏み込むことによって目標速度に収束する場合、つまり、図の左下方からｚ点に収束する場合と、（パターン３）運転者が目標速度をやや行き過ぎるように加速して、アクセルペダルを一度開放した後に、再度アクセルペダルを緩やかに踏み込むことによって目標速度に収束する場合、つまり、図の右下方からｚ点に収束する場合が考えられる。
【００４５】
上記（パターン１）の場合には、目標速度に収束する直前において、エンジン要求出力方向、及び、車速方向のいずれにも、３速から４速へのシフトアップ用閾値を越えない。従って、この場合は、目標速度に収束した状態では、ヒステリシスを形成する二つのギアのうち、低い３速が選択されることになり、シフトアップ指令は算出されない。
【００４６】
上記（パターン２）の場合には、目標速度に収束する直前において、運転者がアクセルペダルを一度開放しているので、エンジン要求出力方向に３速から４速へのシフトアップ用閾値を越えている可能性が考えられる。このとき、再度４速から３速へのシフトダウン用閾値を越えるところまでアクセルペダルを踏み込まない限りは、ヒステリシスを形成する二つのギアのうち、高い４速が選択されることになり、シフトアップ指令が算出される。
【００４７】
上記（パターン３）の場合には、目標速度に収束する直前において、目標速度を少し行き過ぎるので、車速方向に３速から４速へのシフトアップ用閾値を越えている可能性が考えられる。このとき、再度４速から３速へのシフトダウン用閾値を越えるところまで減速しない限りは、ヒステリシスを形成する二つのギアのうち、高い４速が選択されることになり、シフトアップ指令が算出される。
【００４８】
以上、（パターン１），（パターン２），（パターン３）より、速度制限機能が無効な状態で、目標とする運転状態が変速曲線のヒステリシス内に存在する場合には、シフトアップ要求が算出される可能性と算出されない可能性の両方が考えられる。しかし、運転者のアクセル開度に基づいてエンジン要求出力が算出されている状態では、目標速度の近傍でエンジン要求出力、もしくは、車速が多少変動すると考えられるため、その後もシフトアップ要求が算出されないまま、ヒシフトアップ要求が算出されない領域内に停滞する可能性は低くなると考えられる。
【００４９】
一方で、速度制限機能が有効な状態について考えると、速度制限機能の制限速度が、上記（パターン１），（パターン２），（パターン３）の目標速度と同じ値に設定されていて、運転者要求出力が、目標速度に到達した時点の制限速度機能要求出力よりも常に大きくなるように、運転者がアクセルペダルを踏み込んだまま加速している場合には、車速が目標速度から所定の範囲内に入ると、エンジン要求出力としては速度制限機能要求出力が選択されて、エンジン要求出力及び車速は目標に向けて漸次変化する。つまり、速度制限機能が無効な状態の場合の（パターン１）と同様に、直接目標速度に収束する可能性が高いと考えられるため、目標速度に収束した時点では、ヒステリシスを形成する二つのギアのうち、低い３速が選択されることになり、シフトアップ指令は算出されない可能性が高い。
【００５０】
また、目標速度に収束した後に、その目標速度を維持する状況においても、速度制限機能が有効な場合には、車速は目標速度以上には上昇しないため、速度方向に３速から４速へのシフトアップの閾値を越える可能性は低い。さらに、速度制限機能によって制御されている場合には、運転者が制御している場合よりも、エンジン要求出力の変動も小さいため、エンジン要求出力方向に３速から４速へのシフトアップの閾値を越える可能性も低い。
【００５１】
従って、速度制限機能が有効な場合には、速度制限機能が無効な場合よりも、シフトアップ要求が算出されないまま、ヒステリシス内に停滞する可能性は高くなると考えられる。つまり、低いギアで走行を続けることになり、燃費性能の悪化を招く恐れがある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、速度制限機能が有効で、かつ、目標速度、及び、目標速度を達成するために必要なエンジン要求出力が変速曲線のヒステリシス内に存在する場合には、速度制限機能中用に新たに設けたシフトアップ用閾値に基づいてシフトアップ指令を算出する。
【００５３】
速度制限機能中用に新たに設けたシフトアップ用閾値は、通常のシフトアップ用閾値をベースにして、そこから加速性能の確保のために加算された成分や、操作誤差によるエンジン要求出力の変動の余裕代として加算された成分を排除もしくは縮小することで、通常のシフトアップ用閾値よりも低く設定されることを特徴とする。図５（Ｂ）の例では、３速から４速へのシフトアップ用閾値に適用することで、ｚ点が４速へシフトアップ可能な領域へと入ってくるので、シフトアップ指令が算出される。
【００５４】
次に、図６を用いて、本実施形態による車両統合制御装置において用いるシフトアップ閾値について説明する。  
図６は、本発明の一実施形態による車両統合制御装置において用いるシフトアップ閾値の説明図である。
【００５５】
図６は、車速を一定として、エンジン要求出力方向のヒステリシスに着目した例を示している。前述のように、通常のシフトアップ用閾値は、シフトダウン用閾値に対してヒステリシス特性を持っており、そのヒステリシス成分は、ビジーシフトを回避するための分、加速性能の確保のために加算された分、操作誤差によるエンジン要求出力の変動の余裕代等によって構成されており、例えば、図６に示すような割合で構成されているとする。
【００５６】
図６の例では、通常のシフトアップ用閾値は、図６中の（閾値ｍ）になる。一方で、速度制限機能中用に設けたシフトアップ用閾値も、シフトダウン用閾値に対してヒステリシス特性を持っているものの、そのヒステリシス成分は、大半がビジーシフトを回避するための分のみで構成されている。つまり、速度制限機能中のシフトアップ用閾値は、図６中の（閾値ｎ）になる。従って、図６中の（閾値ｍ）と（閾値ｎ）の間は、通常はシフトアップ指令が算出されないが、速度制限機能中はシフトアップ指令が算出される領域となる。以上のようにして、速度制限機能中は通常よりも早いタイミングでシフトアップ指令を算出可能となる。
【００５７】
なお、ギア比が小さい高いギアへと変速した後に、エンジントルクの余裕が少ない場面では、元々変速曲線のヒステリシス成分の大半がビジーシフトを回避する分でしか構成されていないことも考えられる。そのような領域が、他の領域と隣接している場合、つまり、隣接する領域でヒステリシス成分の削除可能な余裕代が異なる場合には、前記手法によって算出された速度制限機能中のシフトアップ用閾値は、なだらかな曲線にならない可能性があり、ビジーシフトを誘発する原因となり得る。
【００５８】
そこで、本実施形態では、エンジン用コントロールユニット１０１は、高いギアへと変速するとともに、不足するエンジントルクをエンジン要求出力に加算することで、シフトアップ用閾値を下げつつ、変速前後で等しい駆動力を保つようにする。ここで、車両の駆動力は、エンジントルクとギア比の乗算によって求まるので、このとき不足するエンジントルクは、例えば、変速前の駆動力を、変速後のギア比で除算することによって求めることが可能である。
【００５９】
また、前述の変速後にエンジン要求出力を加算する手法は、前述のような速度制限機能中のシフトアップ用閾値がなだらかな曲線にならない場合以外にも、高いギアへと変速することで向上する燃費分が、エンジン要求出力を加算することで悪化する燃費分よりも大きい場合にも有効である。
【００６０】
次に、図７を用いて、本実施形態による車両統合制御装置による制御内容について説明する。  
図７は、本発明の一実施形態による車両統合制御装置による制御内容を示すフローチャートである。
【００６１】
最初に、ステップＳ１０において、図１に示した要求出力調停手段１０２は、速度制限機能が有効であるか否かを判定する。
【００６２】
ステップＳ１０において、速制限機能が有効であると判定された場合には、次に、ステップＳ２０において、要求出力調停手段１０２は、速度制限機能が収束しているか否かを判定する。ここで、速度制限機能が収束している状態とは、車速が制限速度から所定の範囲内に入っていて、かつ、速度制限機能要求出力がエンジン要求出力として選択されている状態である。
【００６３】
ステップＳ２０において、速度制限機能が収束していると判定された場合には、続けて、ステップＳ３０において、図１に示したギア選択手段１１０は、現在の運転点が変速曲線のヒステリシスの範囲内にいるか否かを判定する。
【００６４】
ステップＳ３０において、現在の運転点が変速曲線のヒステリシスの範囲内にいると判定された場合には、ステップＳ４０において、ギア選択手段１１０は、速度制限機能中のシフトアップ用閾値を算出する。
【００６５】
各ステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０において、条件が不成立と判定された場合には、ステップＳ５０において、ギア選択手段１１０は、通常のシフトアップ用閾値を算出し、
ステップＳ４０若しくはステップＳ５０の算出処理が終了すると、ステップＳ６０において、ギア選択手段１１０は、シフトアップが可能であるか否かを判定する。
【００６６】
ステップＳ６０において、シフトアップが可能であると判定された場合には、ステップＳ７０において、ギア選択手段１１０は、シフトアップ指令を算出する。
【００６７】
なお、ステップＳ３０の処理は省略することも可能だが、課題の対象としている、高い方のギアでも低い方のギアでも制限車速の実現に必要な駆動力を確保できる領域は、基本的に変速曲線のヒステリシスの範囲内に存在すると考えられるため、不要な演算負荷の増加を回避するためには、ステップｓ３０の処理を設けた方が好ましい。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、変速曲線のヒステリシスの範囲内において、通常はシフトアップ指令が許可されない運転状態でも、速度制限機能が有効で、かつ、シフトアップしても、目標速度を維持するために必要な駆動力を確保できると判断可能な場合には、通常の変速曲線から求まるシフトアップ用閾値の代わりに、専用のシフトアップ用閾値を用いることで、シフトアップ指令が許可される。これにより、速度制限機能が有効な場合には、高いギアで走行可能な領域を拡大することができ、燃費性能の向上が実現される。
【００６９】
次に、図８を用いて、本発明の他の一実施形態による車両統合制御装置の構成及び動作について説明する。  
図８は、本発明の他の実施形態による車両統合制御装置のシステム構成図である。なお、図８において、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００７０】
本実施形態では、変速機として手動変速機を用いる場合の例である。近年、手動変速機を備えた車両において、自動変速機のギア選択手段１１０と同様のロジックを用いて、シフトアップ指令やシフトダウン指令を算出し、その情報をダッシュボード等に表示することによって、運転者に最適なギアでの走行を促す機能が知られている。
【００７１】
エンジンコントロールユニット１０１Ａは、図１に示したギア選択手段１１０を備えている。また、ギア選択手段１１０が出力するシフトアップ指令やシフトダウン指令は、表示装置１２０に出力される。表示装置１２０には、シフトアップを示す上向きの矢印と、シフトダウンを示す下向きの矢印が表示される。表示装置１２０にシフトアップ指令が入力すると、上向きの矢印が表示され（若しくは点灯し）、シフトダウン指令が入力すると、下向きの矢印が表示される（若しくは点灯する）。表示装置１２０は、ダッシュボード等に備えられる。
【００７２】
なお、表示装置１２０における表示例としては、上向きと下向きの矢印の代わりに、「ＵＰ」と「ＤＯＷＮ」の表示でもよく、また、シフトアップ若しくはシフトダウンして選択すべき変速段，例えば、「３」（３速の意味），「４」（４速の意味）を表示するようにしてもよいものである。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態では、速度制限機能が有効で、かつ、運転者の操作による実際のアクセル開度の代わりに、速度制限機能からの要求出力に基づいてエンジン出力が制御されている状況においては、通常の変速曲線から求まるシフトアップ用閾値の代わりに、速度制限中専用のシフトアップ用閾値を用いてシフトアップ指令を算出するようにしている。
【００７４】
速度制限機能からの要求出力に基づいてエンジン出力が制御されている場合には、運転者がアクセルペダルを直接操作している場合と比べて、アクセル開度や車速の変動が小さくなると考えられる。そのため、速度制限中のシフトアップ用閾値を算出する場合には、変速曲線のヒステリシスを構成する成分から、操作誤差の余裕代としても設けられた成分を縮小可能とする。また、速度制限機能が有効な場合には、運転者が設定した制限速度以上への加速は要求されない。そのため、速度制限中のシフトアップ用閾値を算出する場合には、変速曲線のヒステリシスを構成する成分から、加速用の駆動力確保のために設けられた成分を縮小可能である。
【００７５】
このようにして、変速曲線のヒステリシスを構成する成分から不要なものを取り除くことで、速度制限機能中のシフトアップ用閾値を通常のシフトアップ用閾値よりも低く設定することが可能となり、変速曲線のヒステリシスの範囲内に存在する、高い方のギアでも低い方のギアでも、目標速度の実現に必要な駆動力を確保できる領域を縮小することができる。つまり、速度制限機能が有効な場合において、シフトアップ指令が算出されない領域内に留まる可能性は低くなり、さらに、通常よりもシフトアップ指令を算出可能な領域を拡大することができるので、燃費性能にとっては有利となる。
【００７６】
そして、本実施形態によれば、変速曲線のヒステリシスの範囲内において、通常はシフトアップ指令が許可されない運転状態でも、速度制限機能が有効で、かつ、シフトアップしても、目標速度を維持するために必要な駆動力を確保できると判断可能な場合には、通常の変速曲線から求まるシフトアップ用閾値の代わりに、専用のシフトアップ用閾値を用いることで、シフトアップ指令が許可される。これにより、速度制限機能が有効な場合には、運転者は手動にて変速操作して、高いギアで走行することにより、燃費性能の向上が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態による車両統合制御装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による車両統合制御装置により制御される有段変速機に対する変速線図である。
【図３】本発明の一実施形態による車両統合制御装置における入出力関係を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による車両統合制御装置における速度制限機能を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による車両統合制御装置における速度制限機能が無効時と有効時の変速曲線の線図である。
【図６】本発明の一実施形態による車両統合制御装置において用いるシフトアップ閾値の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による車両統合制御装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態による車両統合制御装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０１…エンジン用コントロールユニット
１０２…要求出力調停手段
１０３…空気量制御手段
１０４…燃料噴射制御手段
１０５…点火時期制御手段
１０６…電制スロットル弁
１０７…インジェクタ
１０８…点火コイル
１０９…変速機用コントロールユニット
１１０…ギア選択手段
１１１…変速機制御手段
１１２…変速機
１２０…表示装置
３０２…ＩＧＮセンサ
３０３…エンジン回転数センサ
３０４…アクセル開度センサ
３０５…スロットル開度センサ
３０６…吸入空気量センサ
３０７…吸入空気温センサ
３０８…ブレーキ操作量センサ
３０９…車速センサ
３１０…速度制限スイッチ
３１１…シフト位置センサ
３１２…入力軸回転数センサ
３１３…油圧センサ
【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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