(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機を搭載した車両の降坂路走行制御装置であって、
車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段と、
前記走行抵抗検出手段により検出された車両の走行抵抗に基づいて、ダウンシフトすべきか否かを判定するダウンシフト判定手段と、
前記走行抵抗に基づいて前記ダウンシフト判定手段による判定時に算出される現在の変速段のままにした場合の車両の加速度と、現時点における実際の加速度との差を、運転者のブレーキ操作により形成される制動力として検出する制動力検出手段と、
前記ダウンシフト判定手段によりダウンシフトすべきと判定され、かつ、前記制動力検出手段により検出された制動力が所定の大きさを上回ったときにのみ、ダウンシフトを実行するダウンシフト制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする車両の降坂路走行制御装置。
【請求項２】
自動変速機を搭載した車両の降坂路走行制御装置であって、
車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段と、
前記走行抵抗検出手段により検出された車両の走行抵抗に基づいて、駆動輪側から機関側に動力を逆伝達させるクラッチを締結すべきか否かを判定するクラッチ締結判定手段と、
前記走行抵抗に基づいて前記クラッチ締結判定手段による判定時に算出される現在の変速段のままにした場合の車両の加速度と、現時点における実際の加速度との差を、運転者のブレーキ操作により形成される制動力として検出する制動力検出手段と、
前記クラッチ締結判定手段により前記クラッチを締結すべきと判定され、かつ、前記制動力検出手段により検出された制動力が所定の大きさを上回ったときにのみ、前記クラッチの締結を実行するクラッチ締結制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする車両の降坂路走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の降坂路制御装置に関し、詳しくは降坂路走行中におけるダウンシフト制御，エンジンブレーキ制御の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用自動変速機の変速制御では、スロットル弁開度と車速とに応じて予め変速比（或いは変速段）段を設定した変速マップを参照して変速比（或いは変速段）を決定する方式が一般的である。
しかしながら、上記のようにして変速比（変速段）を決定する構成では、勾配変化等の走行抵抗変化が考慮されないため、例えば登坂路走行時にはコーナー進入時にアクセルから足を離すことによって不必要なアップシフトが行われたり、降坂時には最高速段が選択されることによってエンジンブレーキを作用させることができず、フットブレーキの負担が増大してしまうなどの惧れがある。
【０００３】
そこで、勾配（走行抵抗）に応じて変速スケジュールを変更する方法が、種々提案されているが、例えば特開平５−２３１５２２号公報に開示のものでは、勾配（加速度）センサの検出信号に基づき降坂走行状態が検出され、かつ、スロットルが踏み込まれていないことが検出されたときには、ダウンシフトを行わせるようにして、降坂走行時において有効にエンジンブレーキを効かせるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の特開平５−２３１５２２号公報に開示のものでは、下り勾配と、スロットル全閉状態と、のみを考慮してダウンシフトを行わせるようにしていたため、以下のような場合に、運転者へ違和感を与え、また違和感のある操作が行われることになる等の種々の問題が生じる惧れがあった。
【０００５】
つまり、例えば長い直線の下り坂を走行している場合等においては、運転者はダウンシフトせずに最高速段（例えば４速）でそのまま惰行走行を継続したいと考える場合があるにも拘わらず、上記従来の装置では、強制的にダウンシフトが行われることとなってしまうので、運転者の意思が反映されず運転者に違和感を与えることになると共に、運転者が思い通りに車両を走行させるためにはスロットルを踏み込まなければならなくなる。このような降坂路でのスロットルの踏み込み操作は、相当違和感のある操作であり、また当該操作によって減速走行中の燃料カット制御も中止されることになるので、燃費，排気性能等への悪影響を及ぼすことにもなるのである。
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みなされたもので、ダウンシフト制御等の降坂路走行制御を一層運転者の意図に沿わせることができるようにして、車両の降坂路走行性能を一層向上させることができる車両の降坂路制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１の発明にかかる車両の降坂路走行制御装置は、図１に示すように、
車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段と、
前記走行抵抗検出手段により検出された車両の走行抵抗に基づいて、ダウンシフトすべきか否かを判定するダウンシフト判定手段と、
前記走行抵抗に基づいて前記ダウンシフト判定手段による判定時に算出される現在の変速段のままにした場合の車両の加速度と、現時点における実際の加速度との差を、運転者のブレーキ操作により形成される制動力として検出する制動力検出手段と、
前記ダウンシフト判定手段によりダウンシフトすべきと判定され、かつ、前記制動力検出手段により検出された制動力が所定の大きさを上回ったときにのみ、ダウンシフトを実行するダウンシフト制御手段と、
を含んで構成した。
【０００８】
かかる構成によれば、走行抵抗に基づいてダウンシフトすべきと判定されるような状態（例えば降坂路走行中）であっても、制動力によって実際の運転者の減速意図を検出し、真に運転者がダウンシフト（減速）を要求している場合にのみダウンシフトを実行させ、それ以外の場合（減速要求がない場合）にはダウンシフトの実行を禁止するようにしたので、従来のように運転者が現在の変速段のまま惰行走行を継続することを希望しているような場合でも強制的にダウンシフトが実行されてしまい、運転者へ違和感を与えることになるという問題を確実に回避することができる。また、運転者が思い通りに車両を走行させるために降坂路でのスロットルの踏み込み操作という違和感のある操作が必要となったり、当該操作によって減速走行中の燃料カット制御が中止され燃費，排気性能等への悪影響を及ぼすことになる等の問題も確実に回避することが可能となる。従って、本発明によれば、車両の降坂路走行性能を、従来に対し一層向上させることができる。
【０００９】
請求項２の発明にかかる車両の降坂路走行制御装置は、図２に示すように、
車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段と、
前記走行抵抗検出手段により検出された車両の走行抵抗に基づいて、駆動輪側から機関側に動力を逆伝達させるクラッチを締結すべきか否かを判定するクラッチ締結判定手段と、
前記走行抵抗に基づいて前記クラッチ締結判定手段による判定時に算出される現在の変速段のままにした場合の車両の加速度と、現時点における実際の加速度との差を、運転者のブレーキ操作により形成される制動力として検出する制動力検出手段と、
前記クラッチ締結判定手段により前記クラッチを締結すべきと判定され、かつ、前記制動力検出手段により検出された制動力が所定の大きさを上回ったときにのみ、前記クラッチの締結を実行するクラッチ締結制御手段と、
を含んで構成した。
【００１０】
かかる構成によれば、走行抵抗に基づいてオーバーランクラッチを締結（ＯＮ）してエンジンブレーキ力を拡大すべきと判定されるような状態（例えば降坂路走行中）であっても、制動力によって実際の運転者の減速意図を検出し、真に運転者が減速を要求している場合にのみオーバーランクラッチの締結を実行させ、それ以外の場合（減速要求がない場合）にはオーバーランクラッチの締結の実行を禁止するようにしたので、従来のように運転者が現在の変速段のまま惰行走行を継続することを希望しているような場合でも強制的にオーバーランクラッチが締結されてしまい、運転者へ違和感を与えることになるという問題を確実に回避することができる。また、運転者が思い通りに車両を走行させるために降坂路でのスロットルの踏み込み操作という違和感のある操作が必要となったり、当該操作によって減速走行中の燃料カット制御が中止され燃費，排気性能等への悪影響を及ぼすことになる等の問題も確実に回避することが可能となる。従って、本実施形態によっても、車両の降坂路走行性能を、従来に対し一層向上させることができる。
【００１３】
また、以上の発明によれば、制動力を車両の走行抵抗と実際の加速度とに基づいて検出することとしたので、特別なセンサ等を用いることなく低コストで、制動力検出手段を実現することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制動力によって実際の運転者の減速意図を検出し、真に運転者が減速を要求している場合にのみ降坂路制御（ダウンシフト制御やオーバーランクラッチ締結制御）を行わせるようにしたので、降坂路走行中における運転者への違和感を最少に抑制することができる。また、従来装置のように、運転者が思い通りに車両を走行させるために降坂路でのスロットルの踏み込み操作という違和感のある操作が必要となったり、当該操作によって減速走行中の燃料カット制御が中止され燃費，排気性能等への悪影響を及ぼすことになる等の問題も確実に回避することができる。従って、本発明によれば、車両の降坂路走行性能を、従来に対し一層向上させることができる。
【００１６】
また、以上の発明によれば、特別なセンサ等を用いることなく低コストで、制動力検出手段を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態のシステム構成を示す図３において、エンジン１の出力側に自動変速機２が設けられている。自動変速機２は、エンジン１の出力側に介在するトルクコンバータ３と、このトルクコンバータ３を介して連結された歯車式変速機４と、この歯車式変速機４中の各種変速要素の結合・解放操作を行う油圧アクチュエータ５とを備える。油圧アクチュエータ５に対する作動油圧は各種の電磁バルブを介してＯＮ・ＯＦＦ制御されるが、ここでは自動変速のためのシフト用電磁バルブ６Ａ，６Ｂのみを示してある。
【００１８】
コントロールユニット７には、各種のセンサから信号が入力されている。
前記各種のセンサとしては、自動変速機２の出力軸８より回転信号を得て車速（出力軸回転数）ＶＳＰを検出する車速センサ９が設けられている。
また、エンジン１の吸気系のスロットル弁10の開度ＴＶＯを検出するポテンショメータ式のスロットルセンサ11が設けられている。
【００１９】
また、エンジン１のクランク軸又はこれに同期して回転する軸にクランク角センサ12が設けられている。このクランク角センサ12からの信号は例えば基準クランク角毎のパルス信号で、その周期よりエンジン回転数Ｎｅが算出される。
コントロールユニット７は、マイクロコンピュータを内蔵し、前記各種のセンサからの信号に基づいて、変速制御を行う。
【００２０】
コントロールユニット７による変速制御は、後述する変速制御ルーチンに従って、１速〜４速の変速段を自動設定し、シフト用電磁バルブ６Ａ，６ＢのＯＮ・ＯＦＦの組合わせを制御して、油圧アクチュエータ５を介して歯車式変速機４をその変速段に制御する。
ここで、図４のフローチャートに示す走行抵抗検出ルーチン，変速制御ルーチンについて説明する。尚、本ルーチンは所定時間毎に実行される。また、本実施形態において、本発明にかかる走行抵抗検出手段、ダウンシフト判定手段、制動力検出手段、ダウンシフト制御手段としての機能は、図４のフローチャートに示すようにコントロールユニット７がソフトウェア的に備えるものである。
【００２１】
ステップ（図にはＳと記してある。以下同様）１では、車速センサ６からの信号に基づいて車速ＶＳＰを検出する。
ステップ２では、スロットルセンサ10からの信号に基づいてスロットル開度ＴＶＯ（アクセル開度）を検出する。
次に、走行抵抗を算出すべく、ステップ３以降へ進む。
【００２２】
ステップ３では、関数ｆ（ＴＶＯ，Ｎｔ）（例えば、図５のマップ特性）に従い、現在のスロットル開度ＴＶＯとタービン回転数Ｎｔとに基づき、タービントルクＴｔCGP を算出する。尚、タービン回転数Ｎｔは、直接タービンセンサで検出しても良いし、エンジン回転数Ｎｅとトルクコンバータ特性とから算出することもできる。当該マップは、変速段毎に備えるのが好ましい。
【００２３】
ステップ４では、算出されたタービントルクＴｔCGP に基づいて、次式により、ギア位置センサや変速制御信号等から検出される現在の変速段（例えば４速）での駆動力（現駆動力）Ｆ１を算出する。
Ｆ１＝ＴｔCGP ×ＣＧRATIO ×ｋ
尚、ＣＧRATIO は現在の変速段（例えば４速）のギア比、ｋはタイヤ半径等により決まる定数である。
【００２４】
ステップ５では、次式に従って、加速抵抗ＲＥＳＩa を算出する。
ＲＥＳＩa ＝ΔＶＳＰ×Ｗ×Ｋ
尚、ΔＶＳＰは車速変化量（即ち、車両加速度α）、Ｗは車両重量、Ｋは定数である。車両加速度αは、加速センサで検出することも可能である。
ステップ６では、図６に示すマップを参照し、車速ＶＳＰから、転がり抵抗＋空気抵抗であるＲＥＳＩrlを算出する。
【００２５】
ステップ７では、次式のごとく、現駆動力Ｆ１から、加速抵抗ＲＥＳＩa と、転がり抵抗＋空気抵抗ＲＥＳＩrlとを減算して求められる実際の走行抵抗、即ち、最終的な変速操作（変速段維持するか、アップ・ダウンシフトさせるか等）の決定のために用いる走行抵抗ＲＥＳＩALL を求める。
ＲＥＳＩALL ＝（Ｆ１−ＲＥＳＩa −ＲＥＳＩrl）
次に、ステップ８へ進む。
【００２６】
ステップ８では、現在の走行抵抗ＲＥＳＩALL に基づいて、変速段維持，或いはダウンシフト，アップシフトを行わせるかを、図７に示すマップ等に基づいて判定する。そして、ダウンシフト要求があると判定された場合には、ステップ９へ進み、それ以外は要求される変速操作を達成すべく前記シフト用電磁バルブ６Ａ，６ＢのＯＮ・ＯＦＦの組合わせ等を制御し、本フローを終了する。
【００２７】
ステップ９では、ダウンシフトを実行する前に、現在の走行抵抗ＲＥＳＩALL に基づいて、これから加速するであろう量（即ち、現在の変速段のままにしておいた場合に加速するであろう加速度）αS を求める。例えば、下式により求める。
αS ＝（Ｆ１−ＲＥＳＩALL ）／Ｗ
ここで、Ｆ１は前述の駆動力（Ｋｇｆ）であり、ＲＥＳＩALL は走行抵抗（Ｋｇｆ）であり、Ｇは重力加速度（ｍ／sec2）であり、Ｗは車両重量（Ｋｇ）である。
【００２８】
ステップ１０では、実際の加速度αR を求める。前述同様に、車速変化量（ΔＶＳＰ）から求めても良いし、加速センサで検出してもよい。
ステップ１１では、運転者の減速意図を検出する。具体的には『これから加速するであろう量αS 』と『実際の加速度αR 』との偏差（αS −αR ）と、所定値αD と、を比較する。
【００２９】
即ち、αD ＜（αS −αR ）であれば、偏差が大きく、運転者がブレーキ操作等して真に減速を要求していると判定できるので、ステップ１２へ進ませ、ダウンシフトを実行する。
一方、αD ≧（αS −αR ）であれば、偏差が小さく、運転者はブレーキ操作等せず減速を要求していない、即ち例えば長い直線の下り坂を走行しており運転者はこのままの状態で惰行走行することを要求していると判定できるので、ダウンシフトの実行を禁止して、このまま本フローを終了する。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、走行抵抗に基づいてダウンシフトすべきと判定されるような状態（例えば降坂路走行中）であっても、実際の運転者の減速意図を検出することにより真に運転者がダウンシフト（減速）を要求している場合にのみダウンシフトを実行させ、それ以外の場合（減速要求がない場合）にはダウンシフトの実行を禁止するようにしたので、従来のように運転者が現在の変速段のまま惰行走行を継続することを希望しているような場合でも強制的にダウンシフトが実行されてしまい、以って運転者へ違和感を与えることになるという問題を確実に回避することができる。また、運転者が思い通りに車両を走行させるために降坂路でのスロットルの踏み込み操作という違和感のある操作が必要となったり、当該操作によって減速走行中の燃料カット制御が中止され燃費，排気性能等への悪影響を及ぼすことになる等の問題も確実に回避することが可能となる。従って、本実施形態によれば、車両の降坂路走行性能を、従来に対し一層向上させることができる。
【００３１】
なお、本実施形態の図４のフローチャートのステップ９〜１１では、実際の加速度αR と、現在の変速段のままにしておいた場合に加速するであろう加速度αS と、の偏差によって、運転者の減速意図を検出するようにして説明したが、これに限らず、例えば、ブレーキ踏力センサが検出するブレーキ踏力（換言すれば運転者の要求ブレーキ力）と所定値とを比較することによって、運転者の減速意図を検出するように構成することも可能である。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、降坂路走行時に所定の車両加速度（走行抵抗）となるように変速段維持，或いはダウンシフトやアップシフトするようにして説明したが、例えば、同一変速段に維持しておいても、歯車式変速機４が内装する所謂オーバーランクラッチ（図示せず。即ち、エンジン１の動力が駆動輪側に伝達されるときにのみ動力を伝達し、逆にエンジン１側に駆動輪側から動力が伝達されるときには空回りさせて動力の伝達を禁止する一方向性クラッチ）を締結・非締結させることによって、走行抵抗（エンジンブレーキ力）を異ならせることができる。
【００３３】
そこで、第２の実施形態では、第１の実施形態のように変速段を制御する代わりに、降坂路走行時に所定の車両加速度（走行抵抗）となるように、前記オーバーランクラッチを締結・解除（ＯＮ・ＯＦＦ）切り換えするようにした。なお、基本的なシステム構成は、第１の実施形態の場合と同様であるので説明は省略する。
【００３４】
ここで、第２の実施形態において行われる走行抵抗検出制御，オーバーランクラッチ締結制御について、図８のフローチャートに従って説明する。なお、本発明にかかる走行抵抗検出手段、クラッチ締結判定手段、制動力検出手段、クラッチ締結制御手段としての機能は、図８のフローチャートに示すようにコントロールユニット７がソフトウェア的に備えるものである。
【００３５】
なお、第１の実施形態におけるステップと同一の処理を行うステップについては、図４のフローチャートと同一のステップ番号を付すこととし、詳細な説明は省略する。
つまり、第２の実施形態においては、
ステップ１〜７では、第１の実施形態と同様にして走行抵抗を求める。
【００３６】
ステップ８Ａでは、現在の走行抵抗ＲＥＳＩALL に基づいて、オーバーランクラッチ（ＯＶＲ／Ｃ）を締結（ＯＮ）して、エンジンブレーキ力を高める必要があるか否かを、図９に示すマップ等（変速段毎に備えるのが好ましい）に基づいて判定する。そして、締結要求があると判定された場合には、ステップ９へ進み、それ以外はオーバーランクラッチを解除（ＯＦＦ）して、本フローを終了する。
【００３７】
ステップ９では、オーバーランクラッチを締結（ＯＮ）する前に、第１の実施形態と同様に、現在の走行抵抗ＲＥＳＩALL に基づいて、これから加速するであろう量（即ち、現在の変速段のままにしておいた場合に加速するであろう加速度）αS を求める。
ステップ１０では、第１の実施形態と同様に、実際の加速度αR を求める。この加速度αR は、車速変化量（ΔＶＳＰ）から求めても良いし、加速センサで検出してもよい。
【００３８】
ステップ１１では、第１の実施形態と同様の方法で、運転者の減速意図を検出する。
そして、運転者がブレーキ操作等して真に減速（エンジンブレーキ力の拡大）を要求していると判定できる場合には、ステップ１２Ａへ進ませ、オーバーランクラッチを締結（ＯＮ）する。
【００３９】
一方、運転者が減速を要求していない、即ち例えば長い直線の下り坂を走行しており運転者はこのままの状態で惰行走行することを要求していると判定できるときには、オーバーランクラッチの締結（ＯＮ）をせずに、そのまま本フローを終了する。
このように、本実施形態によれば、走行抵抗に基づいてオーバーランクラッチを締結（ＯＮ）してエンジンブレーキ力を拡大すべきと判定されるような状態（例えば降坂路走行中）であっても、実際の運転者の減速意図を検出することにより真に運転者が減速を要求している場合にのみオーバーランクラッチの締結を実行させ、それ以外の場合（減速要求がない場合）にはオーバーランクラッチの締結の実行を禁止するようにしたので、従来のように運転者が現在の変速段のまま惰行走行を継続することを希望しているような場合でも強制的にオーバーランクラッチが締結されてしまい、運転者へ違和感を与えることになるという問題を確実に回避することができる。また、運転者が思い通りに車両を走行させるために降坂路でのスロットルの踏み込み操作という違和感のある操作が必要となったり、当該操作によって減速走行中の燃料カット制御が中止され燃費，排気性能等への悪影響を及ぼすことになる等の問題も確実に回避することが可能となる。従って、本実施形態によっても、車両の降坂路走行性能を、従来に対し一層向上させることができる。
【００４０】
ところで、上記各実施形態では変速段をステップ的に選択切り換えする歯車式変速機４について説明したが、例えば変速比を任意に設定できるプーリ式の無段変速機等を用いる場合にも適用できるものである。
また、トルクコンバータ３がロックアップ機構を備える場合において、ロックアップさせるか否かを、降坂時において所望の加速度が得られるように走行抵抗に基づき決定するようにした場合においても、本発明を適用することができる。即ち、ロックアップすべきと判定されても運転者の減速意図がない場合にはそれを禁止するようにすれば、運転者の意思がないのにロックアップされてしまって、走行抵抗（車両加速度，エンジンブレーキ力）が変化し、運転者に違和感を与えることになるという不具合を確実に防止することができる。
【００４１】
また、上記各実施形態では、ダウンシフト制御とオーバーランクラッチ制御を別々に説明したが、例えば、図10に示すようなマップを用いることで、ダウンシフトさせるか、オーバーランクラッチを締結させるか、或いは両方同時に行わせるか、等を判断できるようにして、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせることも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明にかかる車両の降坂走行制御装置の基本構成を示す機能ブロック図。
【図２】請求項２に記載の発明にかかる車両の降坂走行制御装置の基本構成を示す機能ブロック図。
【図３】本発明の第１の実施形態のシステム構成図。
【図４】同上実施形態の走行抵抗検出ルーチン及び変速制御ルーチンを説明するフローチャート。
【図５】タービントルクの算出用マップの一例を示す図。
【図６】転がり抵抗＋空気抵抗の算出用マップの一例を示す図。
【図７】ダウンシフト判定マップの一例を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態の走行抵抗検出ルーチン及び変速制御ルーチンを説明するフローチャート。
【図９】オーバーランクラッチ（ＯＶＲ／Ｃ）のＯＮ・ＯＦＦ判定マップの一例を示す図。
【図１０】ダウンシフト判定とオーバーランクラッチ（ＯＶＲ／Ｃ）のＯＮ・ＯＦＦ判定とを組み合わせたマップの一例を示す図。
【符号の説明】
１    エンジン
２    自動変速機
３    トルクコンバータ
４    歯車式変速機
５    油圧アクチュエータ
７    コントロールユニット
６    車速センサ
９    車速センサ
10    スロットル弁
11    スロットルセンサ
12    クランク角センサ
【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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【図９】
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【図１０】
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