加減速度制御装置
【課題】 加減速操作が繰り返し必要となる走行環境において発生しやすい無段階変速機の変速のビジー感を効果的に抑制することができる１ペダル方式の加減速度制御装置の提供。
【解決手段】 単一のペダルの操作ストローク内に減速領域と加速領域とを形成し、該ペダルの操作量に応じて制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を制御して車両の加減速度を制御する加減速度制御装置において、車両の運転状態及び／又は走行環境に関する情報に基づいて、現在の車両位置よりも前方で必要となる所定値以上の駆動力を必要推定駆動力として推定し、該必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、該必要推定駆動力の発生に伴う変速比の変動が抑制されるように無段階変速機の変速制御を行うことを特徴とする。
【解決手段】 単一のペダルの操作ストローク内に減速領域と加速領域とを形成し、該ペダルの操作量に応じて制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を制御して車両の加減速度を制御する加減速度制御装置において、車両の運転状態及び／又は走行環境に関する情報に基づいて、現在の車両位置よりも前方で必要となる所定値以上の駆動力を必要推定駆動力として推定し、該必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、該必要推定駆動力の発生に伴う変速比の変動が抑制されるように無段階変速機の変速制御を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一のペダル操作に応じて制御される制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を備える車両に適用される加減速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンと無段階変速機との組み合わせによりアクセルペダルの操作量に応じて車両の加速度を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、車両の運転状態や走行環境を基に定めたアクセル応答余裕分の駆動力（余裕駆動力）を、アクセルペダルの操作量に応じて決定される要求駆動力に加算して目標駆動力を導出し、当該目標駆動力に基づいて無段階変速機の変速制御を行っている。
【０００３】
また、アクセルペダルの操作に応じて加減速度を制御する加減速度制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−８２０８４号公報
【特許文献２】特開２０００−２０５０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献２の従来技術のように、１つのペダル（例えばアクセルペダル）の操作量に応じて車両の加減速度を制御するシステムでは、アクセルペダルのストローク内に加速領域及び減速領域の双方が形成されており、アクセルペダルがドライバにより操作されると、アクセルペダルの操作量に応じて目標減速度が決定され、当該目標減速度に応じた無段階変速機（ＣＶＴ）の変速比が決定されることになる。
【０００５】
このようなシステムでは、例えばコーナが連続するワインディング路のような加減速操作が繰り返し必要となる走行環境においても、アクセルペダルのみの操作で対応できるため、アクセルペダルとブレーキペダルの繰り返しの踏み換えが不要となり、ペダル操作の負担が軽減される。しかしながら、この場合、アクセルペダルの操作位置が加速領域及び減速領域間で繰り返して往復動するのに連動して、無段階変速機の変速比が最低値を介して繰り返して往復動することになり、無段階変速機の変速（ひいてはエンジン回転数）の変動のビジー感が増してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、単一のペダルの操作ストローク内に減速領域と加速領域とを形成し、該ペダルの操作量に応じて制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を制御して車両の加減速度を制御する加減速度制御装置において、加減速操作が繰り返し必要となる走行環境において発生しやすい無段階変速機の変速のビジー感を効果的に抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、単一のペダルの操作ストローク内に減速領域と加速領域とを形成し、該ペダルの操作量に応じて制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を制御して車両の加減速度を制御する加減速度制御装置において、
車両の運転状態及び／又は走行環境に関する情報に基づいて、現在の車両位置よりも前方で必要となる所定値以上の駆動力を必要推定駆動力として推定し、該必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、該必要推定駆動力の発生に伴う変速比の変動が抑制されるように無段階変速機の変速制御を行うことを特徴とする、加減速度制御装置が提供される。
【０００８】
本局面において、前記必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、無段階変速機の変速比を低くする方向の変速を抑制してよい。前記無段階変速機の変速比を低くする方向の変速の抑制は、減速領域から加速領域に向けてペダルの操作量が増加する過程に対して実行されてよい。無段階変速機の変速制御は、ペダルの操作量に基づいて所定のエンジン最適燃費線に沿うように最適変速比を決定することを含み、前記無段階変速機の変速比を低くする方向の変速の抑制状態は、前記ペダルの操作量の増加過程において、前記最適変速比が前記必要推定駆動力に対応した変速比を越えた時点で解除されてよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加減速操作が繰り返し必要となる走行環境において発生しやすい無段階変速機の変速のビジー感を効果的に抑制することができる１ペダル方式の加減速度制御装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、本発明による加減速度制御装置の一実施例を示すシステム構成図である。本実施例の加減速度制御装置１０は、アクセルペダルの開度に応じて目標加減速度を決定する目標加減速度演算装置２０を中心に構成される。
【００１２】
目標加減速度演算装置２０には、CAN（controller area
network）などの適切なバスを介して、車両内の各種の電子部品（車速センサのような各種センサやナビゲーションECU７０のような各種ECU）が接続される。これらの各種の電子部品には、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ１２や、ブレーキペダルの操作を検出するブレーキ操作量検出手段１４が含まれる。
【００１３】
また、目標加減速度演算装置２０は、駆動力発生装置（例えばエンジン）及び制動力発生装置（例えばブレーキ）を統括的に制御するそれぞれ駆動トルクマネージャ４０及びブレーキマネージャ５０を備える。駆動トルクマネージャ４０及びブレーキマネージャ５０は、同様にCANなどの適切なバスを介して目標加減速度演算装置２０に接続される。尚、電気自動車やハイブリッド車の場合には、駆動力発生装置は車輪駆動用の電動モータを含む。
【００１４】
アクセル開度センサ１２は、アクセルペダルの近傍に配設される。アクセル開度センサ１２は、アクセルペダルの踏み込みストローク量（以下、「アクセル開度」という）に応じた電気信号を目標加減速度演算装置２０に向けて出力する。尚、本実施例のアクセルペダルは、以下で詳説するが、加速領域のみならず減速領域を有する点で、実質的に加速領域しかない通常のアクセルペダルとは異なる。
【００１５】
ブレーキ操作量検出手段１４は、ブレーキペダルの操作量（操作ストローク）を検出するセンサであってよいが、ブレーキ踏力を検出するセンサや、マスタシリンダ圧を検出するセンサなどに基づいて、ブレーキペダルの操作量を検出するものであってもよい。ブレーキペダルは、減速領域しかない通常のブレーキペダルであり、例えばアクセルペダルの減速領域において可能な最大減速度よりも大きい減速度を発生するために操作されるものであってよい。
【００１６】
目標加減速度演算装置２０は、アクセルペダルの操作量、即ちアクセル開度センサ１２からのアクセル開度に基づいて、車両に発生させるべき目標加減速度を決定する。
【００１７】
図２は、目標加減速度演算装置２０の一例を示す機能ブロック図である。目標加減速度演算装置２０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、目標加減速度演算装置２０が実行するプログラムやその際に必要な各種データ（例えば、後述する各種AC-Gマップ）が記憶されている。
【００１８】
目標加減速度演算装置２０は、図２に示すように、AC-Gマップ処理部２２において、アクセル開度と目標加減速度との関係を定義したマップ（以下、「AC-Gマップ」という）に従って、アクセル開度［％］に応じた目標加減速度［ｍ／ｓ２］を決定する。
【００１９】
図３は、上述のAC-Gマップの例を幾つか示す。図３（Ａ）に示すAC-Gマップには、０≦アクセル開度＜AC１の範囲（アクセルペダルの浅い操作領域）において減速領域（目標加減速度＜０）が設けられ、AC２≦アクセル開度の範囲（アクセルペダルの深い操作領域）において加速領域（目標加減速度＞０）が設けられている。また、AC１≦アクセル開度＜AC２の範囲において、目標加減速度が０となる基準操作領域が設けられる。アクセルペダルの非操作位置（アクセル開度＝０）は、減速領域に属し、図３（Ａ）に示す例では最も大きい目標減速度GAC０が設定される。
【００２０】
減速領域及び加速領域では、図３に示すように、アクセル開度に対する目標加減速度の変化勾配がゼロより十分大きい所定の値（但し、一定勾配である必要はなく、可変値でもよい）に設定される。一方、基準操作領域では、目標加減速度の変化勾配がゼロに設定される。
【００２１】
尚、基準操作領域は、図３（Ａ）に示すような一定の幅（AC１〜AC２）を有する領域であってよいが、図３（Ｂ）に示すような幅のない領域、即ち点であってもよい。後者の場合、AC-Gマップは、図３（Ｂ）に示すように、直線的なパターンを有し、加減速度が０なる基準操作領域AC3の前後に減速領域及び加速領域が形成されることになる。また、この場合、基準操作領域AC3前後の目標加減速度の変化勾配は、図３（Ｃ）に示すように、減速領域及び加速領域よりも緩やかな勾配を有するものであってもよい。尚、以下、便宜上、図３（Ａ）に示すAC-Gマップを例にして説明を続ける。
【００２２】
目標加減速度［ｍ／ｓ２］は、続く出力軸トルク変換部２３において、出力軸トルク［N・m］に変換される。この出力軸トルクは、走行抵抗トルク演算部２４にて演算された走行抵抗トルクと足し合わせられ、最終的な目標出力軸トルクとして制駆動分配部２６に入力される。
【００２３】
尚、走行抵抗トルク演算部２４において、走行抵抗トルクは、車速に基づいて適切に算出されてよい。この際、走行抵抗トルクは、路面μ（タイヤと道路の間の摩擦力）及び／又は道路勾配（道路の路面勾配）などの各種因子によって補正されてもよい。この場合には、路面μに影響を与えうる雨や雪などの天気情報が併せて考慮されてもよい。また、道路勾配についても、如何なる適切な手法により検出されてもよく、例えば、ナビゲーション装置の地図データに含まれうる道路勾配情報を利用して検出されてもよく、若しくは、外部の情報提供センタから提供される道路勾配情報を利用して検出されてよい。
【００２４】
制駆動分配部２６では、目標出力軸トルクを駆動出力軸トルクと制動出力軸トルクとに分配し、当該目標出力軸トルクを実現する目標駆動出力軸トルクと目標制動出力軸トルクを決定する。このようにして得られた目標駆動出力軸トルクは、駆動トルクマネージャ４０に入力される。制駆動分配部２６では、例えばエンジンブレーキ領域よりも大きい減速が必要とされる場合にのみ、その必要分だけ目標制動出力軸トルクに分配されてよい（即ち、エンジンブレーキ領域で発生可能な減速度より大きな減速が要求された場合にのみ、ブレーキマネージャ５０により制動力発生装置が動作されるようにしてもよい）。或いは、燃料カット領域のエンジン回転数が保持されるような態様で、目標出力軸トルクが目標制動出力軸トルクに分配されてもよい。
【００２５】
目標制動出力軸トルクは、車輪軸トルク変換部２８にて車輪軸トルクに変換され、制動トルク調停部３６を経てブレーキマネージャ５０に入力される。制動トルク調停部３６では、上述の車輪軸トルク（アクセルペダルの減速領域における車輪軸トルク）と、ブレーキペダルの操作による要求制動トルクとの調停が行われ、最終的な目標制動トルクが決定される。このようにして得られた目標制動トルクは、ブレーキマネージャ５０に入力される。尚、要求制動トルクは、マップ処理部３２から得られる要求制動減速度を制動トルク変換部３４にて制動トルクに変換することで得られる。要求制動減速度は、マップ処理部３２において、ブレーキペダル操作量と要求制動減速度との関係を定義したマップに従って決定される。
【００２６】
図４は、ブレーキマネージャ５０の一例を示す機能ブロック図である。ブレーキマネージャ５０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。
【００２７】
ブレーキマネージャ５０では、図４に示すように、目標各輪制動圧演算部５２において目標制動トルクに応じた目標制動圧が演算され、制動圧制御ブロック５４を介してブレーキ制動圧制御が実行される。
【００２８】
図５は、駆動トルクマネージャ４０の一例を示す機能ブロック図である。駆動トルクマネージャ４０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。
【００２９】
駆動トルクマネージャ４０では、図５に示すように、変速比決定部４２において目標駆動トルクに応じた変速比が決定され、その変速比に応じて変速実行手段４４により無段階変速機の変速が実行される。また、同時に、目標エンジントルク演算部４６において目標エンジントルクが決定され、当該目標エンジントルクに基づいて、電子スロットル制御、点火進角遅角制御、燃料カット制御などの各種エンジン制御が実行される。
【００３０】
尚、本発明は、如何なる構成の無段階変速機（CVT）に対しても適用可能であり、例えば、無段階変速機は、1対のプーリーと金属ベルトから構成される無段階変速機構（図示せず）を含み、プーリーの溝幅を油圧により可変させることで、無段階の変速が実現されるものであってよい。
【００３１】
図６は、以下詳説される無段階変速機の変速比の変動抑制制御と対比できる通常制御の説明図であり、当該通常制御で用いられるエンジン最適燃費線の一例を示す。通常制御時、駆動トルクマネージャ４０では、図6に示すように、エンジン最適燃費線（予め設定された燃料消費率の良い高トルク域）をトレースするように目標エンジントルク及び目標エンジン回転数が決定され、目標エンジン回転数に応じて無段階変速機の変速比が決定される。
【００３２】
以下、説明の便宜上、このようにして無段階変速機の通常制御時にアクセル開度に基づいて決定される変速比を、「最適変速比」という(あくまで演算値)。これに対して、無段階変速機の変速比γとは、変速実行手段４４により実現される実際の変速比をいう。尚、通常制御時、無段階変速機は、原則的に、変速実行手段４４により最適変速比が実現されるよう変速制御されるので、通常制御の説明では、無段階変速機の変速比γ＝最適変速比と考えてよい。
【００３３】
図７は、通常制御時におけるアクセル開度の変化に対する無段階変速機の変速比γの変動態様を示すイメージ図である。
【００３４】
図７（A）に示すように、アクセル開度がAC(t０)からAC(t1)まで減少し、次いでAC(t2)まで上昇するような変化態様（アクセルペダルの操作態様）を想定すると、無段階変速機の変速比γは、アクセル開度の上記変化態様に追従して、図７（B）に示すように、γ(t０)から最も低い変速比γminを介してγ(t1)に至り、次いでアクセル開度の上記上昇に伴い、再び変速比γminを介してγ(t2)に至ることになる。
【００３５】
従って、本実施例では、図３で示したようにアクセルペダルに車両の加速のみならず減速操作をも付与することから、操作負担や空走距離の低減の観点から有効である反面、図図７（B）に示したような無段階変速機の変速比γの変動態様が、例えば頻繁な加減速操作が必要となる走行環境において、変速比γminを介した頻繁な変速比の往復動(それに伴うエンジン回転数の変動)として具現化され、ビジー感のある無段階変速機の変速という課題をもたらす。
【００３６】
本実施例は、以下詳説する特徴的な構成により、加減速が頻繁に必要な場面でのアクセルペダルの操作に対する良好な加速応答性を維持しつつ、頻繁なアクセルペダルの加減速操作の繰り返し時に生じうる無段階変速機の変速比変動のビジー感を抑制するものである。
【００３７】
図８は、本実施例の加減速度制御装置１０により実現される特徴的な処理流れを示すフローチャートである。
【００３８】
先ず、ステップ１０１では、アクセルペダルの操作量、ステアリングホイールの操作量、車速、ヨーレートなどの各種車両状態量を取得する。
【００３９】
ステップ１０２では、モード選択スイッチ２５の状態に基づいて１ペダルモードか否かが判定される。ここで、１ペダルモードとは、上述の図３で示したようなAC-Gマップに基づいてアクセルペダルの操作により加速制御及び減速制御の双方を行うモードをいう。これに対して、通常モードとは、アクセルペダルの操作により加速制御を行い、且つ、ブレーキペダルの操作により減速制御を行うモードをいう。通常モードと１ペダルモードとは、アクセルペダルの特性、即ち上述のAC-Gマップの特性が主に異なる。その他、アクセルペダルで減速制御が行われないため、ブレーキペダルの操作中の調停が不要であり、車輪軸トルク変換部２８や制動トルク調停部３６の機能が不要（停止状態）となることが異なる。即ち、通常モードは、通常的な車両においてと同様、ブレーキペダルの操作に対する減速制御と、アクセルペダルの操作に対する加速制御とが、互いに干渉し合わない態様で独立的に実現される。
【００４０】
モード選択スイッチ２５は、これら１ペダルモードと通常モード間を切り換えるためにユーザにより操作されるスイッチであり、ドライバの操作し易い位置として例えばステアリングコラム付近に配設される。尚、通常モードと１ペダルモード間の切換は、ユーザの操作に限らず、例えば車両の走行環境に応じて自動的に実現されてもよい。
【００４１】
ステップ１０２で１ペダルモード以外のモード（典型的には通常モード）であると判定された場合、以下詳説される無段階変速機の変速比の変動抑制制御が不要であるとして、そのまま終了する。尚、この場合、上述したような最適変速比に従って無段階変速機の変速の通常制御が実現されることになる。
【００４２】
ステップ１０２で現在のモードが１ペダルモードであると判定された場合、ステップ１０３として、各種センサやナビゲーションECU７０から周辺環境情報を取得する。周辺環境情報としては、ナビゲーション装置の地図データベース内に含まれる各種道路情報(例えば道路勾配、交差点情報、コーナ情報等々)、前方監視センサ(例えばレーダーセンサやCCDカメラ)の検出結果に基づく先行車や障害物、建物、歩行者等に関する前方情報、外部のセンタ施設や車車間通信を介して提供されてよい各種環境情報（天気、気温などの気象情報や、渋滞情報、事故や工事による規制情報等）が例として挙げられる。
【００４３】
続くステップ１０４では、図２を参照して説明した態様で、AC-Gマップ処理部２２においてアクセルペダルの操作量に応じた目標加減速度が決定される。
【００４４】
続くステップ１０５では、ステップ１０３で取得した周辺環境情報に基づいて、将来必要な推定車両加減速度(駆動力)を予測・演算する。以下、この将来必要な推定駆動力を“必要推定駆動力”称する。
【００４５】
図９は、必要推定駆動力の算出方法の一例を示す図であり、図８のフローチャートにおけるステップ１０５の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【００４６】
ステップ１５０１では、各種センサやナビゲーションECU７０から周辺環境情報を取得する。例えば周辺環境情報のコーナ情報として、コーナの開始点及び終了点（座標値）、曲率半径R［ｍ］、カントα［％］、旋回角度θ［rad］等が供給され、道路情報として進行方向前方の道路の路面勾配情報が供給されてよい。また、その他の周辺環境情報として、上述のように前方情報や、前方の路面の状態（積雪、凍結）に関する情報などが供給されてよい。
【００４７】
ステップ１５０２〜１５０５では、ステップ１５０１で取得した周辺環境情報等に基づいて、車両の走行経路前方で比較的大きな必要推定駆動力が必要となる場面を、各場面に対する所定の各判定条件に基づいて予測・判定し、判定結果に応じて、その際の必要推定駆動力が算出される（ステップ１５０７〜１５１１）。
【００４８】
例えば、車両の現在位置と地図データに基づいて進行方向前方のコーナが検出された場合（ステップ１５０２で肯定判定）、曲率半径Rに基づいてコーナ走行時の目標車速Vtgが導出され、現在の車速等から検出される現在までの走行態様に基づいて、コーナ入口で目標車速Vtgとなるための必要推定駆動力やコーナ出口以降の必要推定駆動力が算出される（ステップ１５０７）。尚、目標速度Vtgは、所定の横加速度（旋回横加速度）の許容限度値をGy［ｍ／ｓ２］としたとき、Gy＝Vtg２／R＋α・ｇ／１００なる関係に基づいて、Vtg＝｛R（Gy−α・ｇ／１００）｝１／２により導出されてよい（ｇは重力加速度）。尚、許容限度値Gyは、車種毎に異なる走行性能等の相違に応じて適宜設定される設計値であるが、可変値であってよく、例えば安全性を重視するユーザに対しては下方修正されてもよい。目標速度Vtgは、コーナ毎に予め生成されていてもよく、この場合、各コーナの目標速度Vtgは、他の周辺環境情報と同様、加減速度制御装置１０がアクセス可能なメモリに記憶され、コーナ情報の一部として供給されても良い。
【００４９】
同様に、前方情報に基づいて先行車が検出された場合（ステップ１５０３で肯定判定）、当該先行車との相対関係や自車の現在までの走行態様に基づいて、当該先行車に対して適切な相対関係を保つための必要推定駆動力が算出される（ステップ１５０８）。
【００５０】
また、所定以上の路面勾配を有する前方道路が検出された場合（ステップ１５０４で肯定判定）、路面勾配情報や自車の現在までの走行態様に基づいて、当該前方道路を適切な速度で走行するための必要推定駆動力が算出される（ステップ１５０９）。尚、路面勾配は、予め計測・記憶された路面勾配情報に代えて若しくはそれに加えて、回転センサ系の検出結果から導出されてよい。
【００５１】
尚、その他の環境情報(例えば路面状態に関する情報や道路工事・規制情報等)に基づいて、同様に、前方道路を走行する際の必要推定駆動力が算出される（ステップ１５１０）。
【００５２】
このようにして複数の必要推定駆動力が算出された場合、ステップ１５１１において調停が実行され、後述する必要推定変速比γ*が最も高い(最もlow側になる) 必要推定駆動力が選択される。
【００５３】
ステップ１５０２〜１５０５での判定条件に当てはまらない場合、即ち、例えば路面勾配の無い直線道路が存在する場合等、前方道路を走行する際に加減速の必要となる場面が検出されない場合、現在の駆動力が必要推定駆動力として算出される（ステップ１５０６）。
【００５４】
図８に戻るに、ステップ１０５で上述の如く必要推定駆動力が算出されると、続くステップ１０６では、現在の運転状態が定常状態又は過渡状態であるかが判断される。ここで、定常状態とは、現在の車両状態が定常走行状態又は減速過程にある状態であり、例えば、図１０に示すように、現在の車速Vが所定値V１Pより大きく、現在のシフトモードがシーケンシャルモード（スポーツ走行のためにマニュアルシフトチェンジ可能な状態）でないことを前提として、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）が上昇過程にない場合(例えば、今回周期のアクセル開度AC(i)が前回周期のアクセル開度AC(i-1)以下の場合)、定常状態であると判定されてよい。
【００５５】
ステップ１０６で現在の車両状態が定常状態と判定されると、続くステップ１０７では、上述したような最適変速比に従って無段階変速機の変速の通常制御が実現されることになる。
【００５６】
一方、過渡状態とは、現在の車両状態が加速過程にある状態であり、例えば、図１０に示すように、現在の車速Vが所定値V１Pより大きく、現在のシフトモードがシーケンシャルモード（スポーツ走行のためにマニュアルシフトチェンジ可能な状態）でないことを前提として、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）が上昇過程にある場合(例えば、今回周期のアクセル開度AC(i)が前回周期のアクセル開度AC(i-1)よりも大きい場合)、過渡状態であると判定されてよい。
【００５７】
ステップ１０６で現在の車両状態が過渡状態と判定されると、続くステップ１０７では、図6を参照して上述したような無段階変速機の変速比の通常制御に代えて、ステップ１０５で求めた必要推定駆動力に基づく無段階変速機の変速制御（以下、「変動抑制制御」と言う）が実行される。変動抑制制御時には、駆動トルクマネージャ４０の変速比決定部４２において無段階変速機の変速比を低くする方向の変速が抑制される。
【００５８】
図１１は、変動抑制制御時におけるアクセル開度の変化に対する無段階変速機の変速比の変動態様を示すイメージ図であり、通常制御との対比のため、図７を参照して説明した同一のアクセル開度変化に対する変速比の変動態様が示されている。
【００５９】
図１１（A）に示すように、アクセル開度がAC(t０)からAC(t1)まで減少し、次いでAC(t2)まで上昇すると、変動抑制制御時では、無段階変速機の変速比は、アクセル開度の上記変化態様に追従して、図１１（B）に示すように、変速比γ(t０)から最も低い変速比γminを介して変速比γ(t1)に至るものの、続くアクセル開度の増加過程（図中矢印Yで示した過程であり、上述の過渡状態に対応する過程）では、変速比γ(t2)に移行するまで変速比γ(t1)が保持される。即ち、図１１（B）で矢印Zにて示すように、変速比γ(t1)が適切な期間保持された後に変速比γ(t2)へと直接的に移行する。これは、同増加過程で変速比γ(t1)から再び変速比γminを介して変速比γ(t2)に至る上述の通常制御時とは対照的である。
【００６０】
ここで、図１１中の変速比γ(t2)が、上記ステップ１０５で推定演算される必要推定駆動力に基づいて決定される変速比γ*(以下、「必要推定変速比γ*」)であるとすると、変動抑制制御時には、アクセルペダルの操作により必要推定駆動力が実際に要求されるまで（即ち最適変速比が必要推定変速比γ*となるまで）、無段階変速機の変速比を低くする方向の変速が抑制されることになる。
【００６１】
このように本実施例では、車両の走行経路前方で比較的大きな必要推定駆動力が未必的に必要となることを予測した場合、減速領域から加速領域に向かうアクセルペダルの操作に連動して無段階変速機の変速比が変動するのが防止されるので、無段階変速機の変速比の非効率な変動（それに伴うビジー感）が低減される。
【００６２】
尚、必要推定駆動力と必要推定変速比γ*との関係は予めマップに定義しておいてよく、最適変速比の導出時と同様、走行抵抗トルクなどの因子によって適宜補正されるものであってよい。
【００６３】
変動抑制制御状態は、必要推定駆動力が必要とされる場面が実際に到来した段階で、図6を参照して上述したような無段階変速機の変速比の通常制御状態に切り替わる(即ち抑制が解除される)。したがって、先の例では、図１１において、時刻ｔ２以降、アクセル開度がAC(t2)を超えて更に増加する場合には、無段階変速機の変速比は、最適変速比に従って必要推定変速比γ*よりも高い変速比側（low側）に移行していくことになり、一方、アクセル開度がAC(t2)から減少する場合には、無段階変速機の変速比は、最適変速比に従って必要推定変速比γ*より低い変速比側（hi側）に移行していくことになる。
【００６４】
また、変動抑制制御状態は、必要推定駆動力が実際に必要とされる場面が到来しない場合にも(即ち予測が外れた場合)、所定時間経過した段階若しくは所定地点を車両が通過した後で、通常制御状態に切り替えられてよい。上記の所定時間若しくは所定地点は、上記ステップ１０５において、周辺環境情報や現在の車速等に基づいて、必要推定駆動力（必要推定変速比γ*）が必要とされる予測時刻若しくは地点として導出されてよい。
【００６５】
尚、必要推定変速比γ*が、図１１に示すように、上述の抑制開始時点t1の変速比γ(t1)と略同一の場合、上述の如く、アクセルペダルの操作量に基づき決定される最適変速比が必要推定変速比γ*となるまで、変速比がγ(t1)で保持されてよい。一方、必要推定変速比γ*が、変速比γ(t1)より高い場合、最適変速比がγ(t1)となるまで、変速比がγ(t1)で保持され、以後、最適変速比に従った通常制御状態に切り替えられてよいし、或いは、必要推定駆動力が必要とされる予測時刻若しくは地点で、変速比が必要推定変速比γ*にされてもよい。
【００６６】
図１２は、本実施例による無段階変速機の変速比の変動抑制制御が適用される場面の一例として連続コーナを示す。図中、X１〜X１０は、この連続コーナ走行時の各車両位置を示す。尚、前提として、目標加減速度演算装置２０には、上述の周辺環境情報(特にコーナ情報)や自車速情報が、所定周期毎に供給されており、目標加減速度演算装置２０は、常時、最新の車両位置及び車速を算出・把握しつつ、上述の図８に示したような処理を実行していくものとする。
【００６７】
車両が連続コーナに差しかかる手前の直線区間では(車両位置X1、X2)では、無段階変速機の変速比の通常制御が実行される。連続コーナの入り口付近の車両位置X３でアクセルペダルの踏み込みが緩められ、アクセル開度が図３のAC１より小さくなると、それに伴い変速比γが変速比γminを介してlow側に移行し、減速が実現される（図１１の変速比γ(t1)に相当）。この第１コーナの出口では、直ぐ後に第２コーナが存在するので、車両位置X4では、コーナ情報に基づいて算出される必要推定駆動力(＜現時点の駆動力)に応じて、アクセルペダルが踏み込まれても変速比γがlow側に制御（保持・変動抑制）される。
【００６８】
ここで、第２コーナの出口以降の比較的な長い直線区間（車両位置X７）において、上述の周辺環境情報に基づいて、加速が予測され、且つ、当該直線区間が上り勾配であり、当該加速には比較的大きな必要推定駆動力が必要とされると推定できる場合、第２コーナの旋回中（車両位置X6）は、当該必要推定駆動力に基づいて上述の無段階変速機の変動抑制制御が開始される。従って、第２コーナの旋回開始時、加減速度をゼロに保つためにアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度がAC１〜AC２間まで増加しても、それに伴ってlow側にある変速比γがhi側に移行しない（変速比γminに向かって変動せず）。そして、第２コーナ出口（車両位置X７）に車両が至り、加速領域までアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度がAC２を超えると、保持されていたlow側の変速比γ若しくは必要推定変速比γ*に基づく加速が実現される。尚、車両位置X８、X9では車両位置X5、X6と同様であり、車両位置X10からは、比較的大きな必要推定駆動力が必要とされる場面がこの先当分存在しないとして、通常制御に移行する。
【００６９】
このように本実施例によれば、繰り返しの加減速操作が必要となる連続コーナにおいても、アクセルペダルとブレーキペダルを頻繁に踏み換える必要がなく、アクセルペダルの操作位置を適切に加速領域及び減速領域に間で往来させることで、アクセルペダル１つで車両の加減速の調整が可能であり、操作負担が著しく低減される。また、かかるアクセルペダルの加速領域と減速領域間での繰り返しの往来に起因した変速比の頻繁な変動（ビジー感）についても、比較的大きな必要推定駆動力が必要とされる場面を予測し、その場面が到来する前から、当該場面が到来した際に実現されるべき必要推定変速比γ*に基づいて変速比の変動を抑制することで、効果的に防止することができる。
【００７０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７１】
例えば、上述した実施例では、必要推定駆動力が実際に必要とされる場面に至るまでの途中経路において、必要推定駆動力に基づく無段階変速機の変動抑制制御が、過渡状態で、即ちアクセル開度の上昇過程で実行されており、アクセル開度の減少過程では実行されていない。これは、図１１に示す先の例で、変速比γ(t０)から最も低い変速比γminを介して変速比γ(t1)に至るようなアクセル開度の減少過程において変速比を変速比γminに向けて低くすることは、燃費の観点で有利であるからである。但し、アクセルペダルの踏み込みが大きく解除されるアクセル開度の減少過程、即ち図１１に示す先の例で変速比γ(t1)が所定閾値を超えるようなアクセル開度の減少過程に対しては、変速比γ(t1)が当該所定閾値を上回らないように変速比γを高くすることが抑制されてもよい。
【００７２】
また、上述した実施例では、無段階変速機の変動抑制制御は、所定閾値以上の比較的大きな必要推定駆動力が演算された場合にのみ実行されることとしているが、この場合、当該所定閾値は必ずしも所定値である必要は無く、可変とされてよい。
【００７３】
また、上述した実施例では、車両の加減速度を車両の前後方向の運動を表わす物理量として採用しているが、車両の加減速度と一対一で対応する他の物理量若しくはそれに関連する他の物理量が代替的に用いられてもよく、又は、車両の加減速度が他の物理量との組み合せで用いられてよい。
【００７４】
また、上述した実施例では、目標加減速度演算装置２０により決定される目標加減速度に走行抵抗トルクを加味することで、制動力発生装置及び／又は駆動力発生装置をオープンループで制御しているが、本発明は、車速センサから得られる車速情報に基づいてフィードバック制御を実施することを排除するものではない。目標加減速度が実現されるように車速情報に基づいてフィードバック制御を行うことも有用でありうる。
【００７５】
また、異なる特性パターンの複数のAC-Gマップが用意され、これらが車両走行中の走行環境や、ユーザの選択に応じて適切に切り換えられてもよい。また、このような切り換え時のショックを吸収する（目標加減速度のステップ的な段差を抑制する）ために目標加減速度にフィルタが適用されてもよい（即ち、なましを入れてもよい）。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明による加減速度制御装置の一実施例を示すシステム構成図である。
【図２】目標加減速度演算装置２０の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】AC-Gマップ処理部２２で用いられるAC-Gマップの複数例を示す図である。
【図４】ブレーキマネージャ５０の一例を示す機能ブロック図である。
【図５】駆動トルクマネージャ４０の一例を示す機能ブロック図である。
【図６】無段階変速機の変速比の通常制御時に用いられてよいエンジン最適燃費線の一例を示す図である。
【図７】通常制御時におけるアクセル開度の変化に対する無段階変速機の変速比の変動態様を示すイメージ図である。
【図８】本実施例による加減速度制御装置１０により実現される特徴的な処理流れを示すフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートにおけるステップ１０５の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図８のフローチャートにおけるステップ１０６の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図１１】変動抑制制御時におけるアクセル開度の変化に対する無段階変速機の変速比の変動態様を示すイメージ図である。
【図１２】本実施例による無段階変速機の変速比の変動抑制制御が適用される場面の一例として連続コーナを示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 加減速度制御装置
１２ アクセル開度センサ
２０ 目標加減速度演算装置
２５ モード選択スイッチ
４０ 駆動トルクマネージャ
５０ ブレーキマネージャ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一のペダル操作に応じて制御される制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を備える車両に適用される加減速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンと無段階変速機との組み合わせによりアクセルペダルの操作量に応じて車両の加速度を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、車両の運転状態や走行環境を基に定めたアクセル応答余裕分の駆動力（余裕駆動力）を、アクセルペダルの操作量に応じて決定される要求駆動力に加算して目標駆動力を導出し、当該目標駆動力に基づいて無段階変速機の変速制御を行っている。
【０００３】
また、アクセルペダルの操作に応じて加減速度を制御する加減速度制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−８２０８４号公報
【特許文献２】特開２０００−２０５０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献２の従来技術のように、１つのペダル（例えばアクセルペダル）の操作量に応じて車両の加減速度を制御するシステムでは、アクセルペダルのストローク内に加速領域及び減速領域の双方が形成されており、アクセルペダルがドライバにより操作されると、アクセルペダルの操作量に応じて目標減速度が決定され、当該目標減速度に応じた無段階変速機（ＣＶＴ）の変速比が決定されることになる。
【０００５】
このようなシステムでは、例えばコーナが連続するワインディング路のような加減速操作が繰り返し必要となる走行環境においても、アクセルペダルのみの操作で対応できるため、アクセルペダルとブレーキペダルの繰り返しの踏み換えが不要となり、ペダル操作の負担が軽減される。しかしながら、この場合、アクセルペダルの操作位置が加速領域及び減速領域間で繰り返して往復動するのに連動して、無段階変速機の変速比が最低値を介して繰り返して往復動することになり、無段階変速機の変速（ひいてはエンジン回転数）の変動のビジー感が増してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、単一のペダルの操作ストローク内に減速領域と加速領域とを形成し、該ペダルの操作量に応じて制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を制御して車両の加減速度を制御する加減速度制御装置において、加減速操作が繰り返し必要となる走行環境において発生しやすい無段階変速機の変速のビジー感を効果的に抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、単一のペダルの操作ストローク内に減速領域と加速領域とを形成し、該ペダルの操作量に応じて制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を制御して車両の加減速度を制御する加減速度制御装置において、
車両の運転状態及び／又は走行環境に関する情報に基づいて、現在の車両位置よりも前方で必要となる所定値以上の駆動力を必要推定駆動力として推定し、該必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、該必要推定駆動力の発生に伴う変速比の変動が抑制されるように無段階変速機の変速制御を行うことを特徴とする、加減速度制御装置が提供される。
【０００８】
本局面において、前記必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、無段階変速機の変速比を低くする方向の変速を抑制してよい。前記無段階変速機の変速比を低くする方向の変速の抑制は、減速領域から加速領域に向けてペダルの操作量が増加する過程に対して実行されてよい。無段階変速機の変速制御は、ペダルの操作量に基づいて所定のエンジン最適燃費線に沿うように最適変速比を決定することを含み、前記無段階変速機の変速比を低くする方向の変速の抑制状態は、前記ペダルの操作量の増加過程において、前記最適変速比が前記必要推定駆動力に対応した変速比を越えた時点で解除されてよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加減速操作が繰り返し必要となる走行環境において発生しやすい無段階変速機の変速のビジー感を効果的に抑制することができる１ペダル方式の加減速度制御装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、本発明による加減速度制御装置の一実施例を示すシステム構成図である。本実施例の加減速度制御装置１０は、アクセルペダルの開度に応じて目標加減速度を決定する目標加減速度演算装置２０を中心に構成される。
【００１２】
目標加減速度演算装置２０には、CAN（controller area
network）などの適切なバスを介して、車両内の各種の電子部品（車速センサのような各種センサやナビゲーションECU７０のような各種ECU）が接続される。これらの各種の電子部品には、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ１２や、ブレーキペダルの操作を検出するブレーキ操作量検出手段１４が含まれる。
【００１３】
また、目標加減速度演算装置２０は、駆動力発生装置（例えばエンジン）及び制動力発生装置（例えばブレーキ）を統括的に制御するそれぞれ駆動トルクマネージャ４０及びブレーキマネージャ５０を備える。駆動トルクマネージャ４０及びブレーキマネージャ５０は、同様にCANなどの適切なバスを介して目標加減速度演算装置２０に接続される。尚、電気自動車やハイブリッド車の場合には、駆動力発生装置は車輪駆動用の電動モータを含む。
【００１４】
アクセル開度センサ１２は、アクセルペダルの近傍に配設される。アクセル開度センサ１２は、アクセルペダルの踏み込みストローク量（以下、「アクセル開度」という）に応じた電気信号を目標加減速度演算装置２０に向けて出力する。尚、本実施例のアクセルペダルは、以下で詳説するが、加速領域のみならず減速領域を有する点で、実質的に加速領域しかない通常のアクセルペダルとは異なる。
【００１５】
ブレーキ操作量検出手段１４は、ブレーキペダルの操作量（操作ストローク）を検出するセンサであってよいが、ブレーキ踏力を検出するセンサや、マスタシリンダ圧を検出するセンサなどに基づいて、ブレーキペダルの操作量を検出するものであってもよい。ブレーキペダルは、減速領域しかない通常のブレーキペダルであり、例えばアクセルペダルの減速領域において可能な最大減速度よりも大きい減速度を発生するために操作されるものであってよい。
【００１６】
目標加減速度演算装置２０は、アクセルペダルの操作量、即ちアクセル開度センサ１２からのアクセル開度に基づいて、車両に発生させるべき目標加減速度を決定する。
【００１７】
図２は、目標加減速度演算装置２０の一例を示す機能ブロック図である。目標加減速度演算装置２０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、目標加減速度演算装置２０が実行するプログラムやその際に必要な各種データ（例えば、後述する各種AC-Gマップ）が記憶されている。
【００１８】
目標加減速度演算装置２０は、図２に示すように、AC-Gマップ処理部２２において、アクセル開度と目標加減速度との関係を定義したマップ（以下、「AC-Gマップ」という）に従って、アクセル開度［％］に応じた目標加減速度［ｍ／ｓ２］を決定する。
【００１９】
図３は、上述のAC-Gマップの例を幾つか示す。図３（Ａ）に示すAC-Gマップには、０≦アクセル開度＜AC１の範囲（アクセルペダルの浅い操作領域）において減速領域（目標加減速度＜０）が設けられ、AC２≦アクセル開度の範囲（アクセルペダルの深い操作領域）において加速領域（目標加減速度＞０）が設けられている。また、AC１≦アクセル開度＜AC２の範囲において、目標加減速度が０となる基準操作領域が設けられる。アクセルペダルの非操作位置（アクセル開度＝０）は、減速領域に属し、図３（Ａ）に示す例では最も大きい目標減速度GAC０が設定される。
【００２０】
減速領域及び加速領域では、図３に示すように、アクセル開度に対する目標加減速度の変化勾配がゼロより十分大きい所定の値（但し、一定勾配である必要はなく、可変値でもよい）に設定される。一方、基準操作領域では、目標加減速度の変化勾配がゼロに設定される。
【００２１】
尚、基準操作領域は、図３（Ａ）に示すような一定の幅（AC１〜AC２）を有する領域であってよいが、図３（Ｂ）に示すような幅のない領域、即ち点であってもよい。後者の場合、AC-Gマップは、図３（Ｂ）に示すように、直線的なパターンを有し、加減速度が０なる基準操作領域AC3の前後に減速領域及び加速領域が形成されることになる。また、この場合、基準操作領域AC3前後の目標加減速度の変化勾配は、図３（Ｃ）に示すように、減速領域及び加速領域よりも緩やかな勾配を有するものであってもよい。尚、以下、便宜上、図３（Ａ）に示すAC-Gマップを例にして説明を続ける。
【００２２】
目標加減速度［ｍ／ｓ２］は、続く出力軸トルク変換部２３において、出力軸トルク［N・m］に変換される。この出力軸トルクは、走行抵抗トルク演算部２４にて演算された走行抵抗トルクと足し合わせられ、最終的な目標出力軸トルクとして制駆動分配部２６に入力される。
【００２３】
尚、走行抵抗トルク演算部２４において、走行抵抗トルクは、車速に基づいて適切に算出されてよい。この際、走行抵抗トルクは、路面μ（タイヤと道路の間の摩擦力）及び／又は道路勾配（道路の路面勾配）などの各種因子によって補正されてもよい。この場合には、路面μに影響を与えうる雨や雪などの天気情報が併せて考慮されてもよい。また、道路勾配についても、如何なる適切な手法により検出されてもよく、例えば、ナビゲーション装置の地図データに含まれうる道路勾配情報を利用して検出されてもよく、若しくは、外部の情報提供センタから提供される道路勾配情報を利用して検出されてよい。
【００２４】
制駆動分配部２６では、目標出力軸トルクを駆動出力軸トルクと制動出力軸トルクとに分配し、当該目標出力軸トルクを実現する目標駆動出力軸トルクと目標制動出力軸トルクを決定する。このようにして得られた目標駆動出力軸トルクは、駆動トルクマネージャ４０に入力される。制駆動分配部２６では、例えばエンジンブレーキ領域よりも大きい減速が必要とされる場合にのみ、その必要分だけ目標制動出力軸トルクに分配されてよい（即ち、エンジンブレーキ領域で発生可能な減速度より大きな減速が要求された場合にのみ、ブレーキマネージャ５０により制動力発生装置が動作されるようにしてもよい）。或いは、燃料カット領域のエンジン回転数が保持されるような態様で、目標出力軸トルクが目標制動出力軸トルクに分配されてもよい。
【００２５】
目標制動出力軸トルクは、車輪軸トルク変換部２８にて車輪軸トルクに変換され、制動トルク調停部３６を経てブレーキマネージャ５０に入力される。制動トルク調停部３６では、上述の車輪軸トルク（アクセルペダルの減速領域における車輪軸トルク）と、ブレーキペダルの操作による要求制動トルクとの調停が行われ、最終的な目標制動トルクが決定される。このようにして得られた目標制動トルクは、ブレーキマネージャ５０に入力される。尚、要求制動トルクは、マップ処理部３２から得られる要求制動減速度を制動トルク変換部３４にて制動トルクに変換することで得られる。要求制動減速度は、マップ処理部３２において、ブレーキペダル操作量と要求制動減速度との関係を定義したマップに従って決定される。
【００２６】
図４は、ブレーキマネージャ５０の一例を示す機能ブロック図である。ブレーキマネージャ５０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。
【００２７】
ブレーキマネージャ５０では、図４に示すように、目標各輪制動圧演算部５２において目標制動トルクに応じた目標制動圧が演算され、制動圧制御ブロック５４を介してブレーキ制動圧制御が実行される。
【００２８】
図５は、駆動トルクマネージャ４０の一例を示す機能ブロック図である。駆動トルクマネージャ４０は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。
【００２９】
駆動トルクマネージャ４０では、図５に示すように、変速比決定部４２において目標駆動トルクに応じた変速比が決定され、その変速比に応じて変速実行手段４４により無段階変速機の変速が実行される。また、同時に、目標エンジントルク演算部４６において目標エンジントルクが決定され、当該目標エンジントルクに基づいて、電子スロットル制御、点火進角遅角制御、燃料カット制御などの各種エンジン制御が実行される。
【００３０】
尚、本発明は、如何なる構成の無段階変速機（CVT）に対しても適用可能であり、例えば、無段階変速機は、1対のプーリーと金属ベルトから構成される無段階変速機構（図示せず）を含み、プーリーの溝幅を油圧により可変させることで、無段階の変速が実現されるものであってよい。
【００３１】
図６は、以下詳説される無段階変速機の変速比の変動抑制制御と対比できる通常制御の説明図であり、当該通常制御で用いられるエンジン最適燃費線の一例を示す。通常制御時、駆動トルクマネージャ４０では、図6に示すように、エンジン最適燃費線（予め設定された燃料消費率の良い高トルク域）をトレースするように目標エンジントルク及び目標エンジン回転数が決定され、目標エンジン回転数に応じて無段階変速機の変速比が決定される。
【００３２】
以下、説明の便宜上、このようにして無段階変速機の通常制御時にアクセル開度に基づいて決定される変速比を、「最適変速比」という(あくまで演算値)。これに対して、無段階変速機の変速比γとは、変速実行手段４４により実現される実際の変速比をいう。尚、通常制御時、無段階変速機は、原則的に、変速実行手段４４により最適変速比が実現されるよう変速制御されるので、通常制御の説明では、無段階変速機の変速比γ＝最適変速比と考えてよい。
【００３３】
図７は、通常制御時におけるアクセル開度の変化に対する無段階変速機の変速比γの変動態様を示すイメージ図である。
【００３４】
図７（A）に示すように、アクセル開度がAC(t０)からAC(t1)まで減少し、次いでAC(t2)まで上昇するような変化態様（アクセルペダルの操作態様）を想定すると、無段階変速機の変速比γは、アクセル開度の上記変化態様に追従して、図７（B）に示すように、γ(t０)から最も低い変速比γminを介してγ(t1)に至り、次いでアクセル開度の上記上昇に伴い、再び変速比γminを介してγ(t2)に至ることになる。
【００３５】
従って、本実施例では、図３で示したようにアクセルペダルに車両の加速のみならず減速操作をも付与することから、操作負担や空走距離の低減の観点から有効である反面、図図７（B）に示したような無段階変速機の変速比γの変動態様が、例えば頻繁な加減速操作が必要となる走行環境において、変速比γminを介した頻繁な変速比の往復動(それに伴うエンジン回転数の変動)として具現化され、ビジー感のある無段階変速機の変速という課題をもたらす。
【００３６】
本実施例は、以下詳説する特徴的な構成により、加減速が頻繁に必要な場面でのアクセルペダルの操作に対する良好な加速応答性を維持しつつ、頻繁なアクセルペダルの加減速操作の繰り返し時に生じうる無段階変速機の変速比変動のビジー感を抑制するものである。
【００３７】
図８は、本実施例の加減速度制御装置１０により実現される特徴的な処理流れを示すフローチャートである。
【００３８】
先ず、ステップ１０１では、アクセルペダルの操作量、ステアリングホイールの操作量、車速、ヨーレートなどの各種車両状態量を取得する。
【００３９】
ステップ１０２では、モード選択スイッチ２５の状態に基づいて１ペダルモードか否かが判定される。ここで、１ペダルモードとは、上述の図３で示したようなAC-Gマップに基づいてアクセルペダルの操作により加速制御及び減速制御の双方を行うモードをいう。これに対して、通常モードとは、アクセルペダルの操作により加速制御を行い、且つ、ブレーキペダルの操作により減速制御を行うモードをいう。通常モードと１ペダルモードとは、アクセルペダルの特性、即ち上述のAC-Gマップの特性が主に異なる。その他、アクセルペダルで減速制御が行われないため、ブレーキペダルの操作中の調停が不要であり、車輪軸トルク変換部２８や制動トルク調停部３６の機能が不要（停止状態）となることが異なる。即ち、通常モードは、通常的な車両においてと同様、ブレーキペダルの操作に対する減速制御と、アクセルペダルの操作に対する加速制御とが、互いに干渉し合わない態様で独立的に実現される。
【００４０】
モード選択スイッチ２５は、これら１ペダルモードと通常モード間を切り換えるためにユーザにより操作されるスイッチであり、ドライバの操作し易い位置として例えばステアリングコラム付近に配設される。尚、通常モードと１ペダルモード間の切換は、ユーザの操作に限らず、例えば車両の走行環境に応じて自動的に実現されてもよい。
【００４１】
ステップ１０２で１ペダルモード以外のモード（典型的には通常モード）であると判定された場合、以下詳説される無段階変速機の変速比の変動抑制制御が不要であるとして、そのまま終了する。尚、この場合、上述したような最適変速比に従って無段階変速機の変速の通常制御が実現されることになる。
【００４２】
ステップ１０２で現在のモードが１ペダルモードであると判定された場合、ステップ１０３として、各種センサやナビゲーションECU７０から周辺環境情報を取得する。周辺環境情報としては、ナビゲーション装置の地図データベース内に含まれる各種道路情報(例えば道路勾配、交差点情報、コーナ情報等々)、前方監視センサ(例えばレーダーセンサやCCDカメラ)の検出結果に基づく先行車や障害物、建物、歩行者等に関する前方情報、外部のセンタ施設や車車間通信を介して提供されてよい各種環境情報（天気、気温などの気象情報や、渋滞情報、事故や工事による規制情報等）が例として挙げられる。
【００４３】
続くステップ１０４では、図２を参照して説明した態様で、AC-Gマップ処理部２２においてアクセルペダルの操作量に応じた目標加減速度が決定される。
【００４４】
続くステップ１０５では、ステップ１０３で取得した周辺環境情報に基づいて、将来必要な推定車両加減速度(駆動力)を予測・演算する。以下、この将来必要な推定駆動力を“必要推定駆動力”称する。
【００４５】
図９は、必要推定駆動力の算出方法の一例を示す図であり、図８のフローチャートにおけるステップ１０５の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【００４６】
ステップ１５０１では、各種センサやナビゲーションECU７０から周辺環境情報を取得する。例えば周辺環境情報のコーナ情報として、コーナの開始点及び終了点（座標値）、曲率半径R［ｍ］、カントα［％］、旋回角度θ［rad］等が供給され、道路情報として進行方向前方の道路の路面勾配情報が供給されてよい。また、その他の周辺環境情報として、上述のように前方情報や、前方の路面の状態（積雪、凍結）に関する情報などが供給されてよい。
【００４７】
ステップ１５０２〜１５０５では、ステップ１５０１で取得した周辺環境情報等に基づいて、車両の走行経路前方で比較的大きな必要推定駆動力が必要となる場面を、各場面に対する所定の各判定条件に基づいて予測・判定し、判定結果に応じて、その際の必要推定駆動力が算出される（ステップ１５０７〜１５１１）。
【００４８】
例えば、車両の現在位置と地図データに基づいて進行方向前方のコーナが検出された場合（ステップ１５０２で肯定判定）、曲率半径Rに基づいてコーナ走行時の目標車速Vtgが導出され、現在の車速等から検出される現在までの走行態様に基づいて、コーナ入口で目標車速Vtgとなるための必要推定駆動力やコーナ出口以降の必要推定駆動力が算出される（ステップ１５０７）。尚、目標速度Vtgは、所定の横加速度（旋回横加速度）の許容限度値をGy［ｍ／ｓ２］としたとき、Gy＝Vtg２／R＋α・ｇ／１００なる関係に基づいて、Vtg＝｛R（Gy−α・ｇ／１００）｝１／２により導出されてよい（ｇは重力加速度）。尚、許容限度値Gyは、車種毎に異なる走行性能等の相違に応じて適宜設定される設計値であるが、可変値であってよく、例えば安全性を重視するユーザに対しては下方修正されてもよい。目標速度Vtgは、コーナ毎に予め生成されていてもよく、この場合、各コーナの目標速度Vtgは、他の周辺環境情報と同様、加減速度制御装置１０がアクセス可能なメモリに記憶され、コーナ情報の一部として供給されても良い。
【００４９】
同様に、前方情報に基づいて先行車が検出された場合（ステップ１５０３で肯定判定）、当該先行車との相対関係や自車の現在までの走行態様に基づいて、当該先行車に対して適切な相対関係を保つための必要推定駆動力が算出される（ステップ１５０８）。
【００５０】
また、所定以上の路面勾配を有する前方道路が検出された場合（ステップ１５０４で肯定判定）、路面勾配情報や自車の現在までの走行態様に基づいて、当該前方道路を適切な速度で走行するための必要推定駆動力が算出される（ステップ１５０９）。尚、路面勾配は、予め計測・記憶された路面勾配情報に代えて若しくはそれに加えて、回転センサ系の検出結果から導出されてよい。
【００５１】
尚、その他の環境情報(例えば路面状態に関する情報や道路工事・規制情報等)に基づいて、同様に、前方道路を走行する際の必要推定駆動力が算出される（ステップ１５１０）。
【００５２】
このようにして複数の必要推定駆動力が算出された場合、ステップ１５１１において調停が実行され、後述する必要推定変速比γ*が最も高い(最もlow側になる) 必要推定駆動力が選択される。
【００５３】
ステップ１５０２〜１５０５での判定条件に当てはまらない場合、即ち、例えば路面勾配の無い直線道路が存在する場合等、前方道路を走行する際に加減速の必要となる場面が検出されない場合、現在の駆動力が必要推定駆動力として算出される（ステップ１５０６）。
【００５４】
図８に戻るに、ステップ１０５で上述の如く必要推定駆動力が算出されると、続くステップ１０６では、現在の運転状態が定常状態又は過渡状態であるかが判断される。ここで、定常状態とは、現在の車両状態が定常走行状態又は減速過程にある状態であり、例えば、図１０に示すように、現在の車速Vが所定値V１Pより大きく、現在のシフトモードがシーケンシャルモード（スポーツ走行のためにマニュアルシフトチェンジ可能な状態）でないことを前提として、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）が上昇過程にない場合(例えば、今回周期のアクセル開度AC(i)が前回周期のアクセル開度AC(i-1)以下の場合)、定常状態であると判定されてよい。
【００５５】
ステップ１０６で現在の車両状態が定常状態と判定されると、続くステップ１０７では、上述したような最適変速比に従って無段階変速機の変速の通常制御が実現されることになる。
【００５６】
一方、過渡状態とは、現在の車両状態が加速過程にある状態であり、例えば、図１０に示すように、現在の車速Vが所定値V１Pより大きく、現在のシフトモードがシーケンシャルモード（スポーツ走行のためにマニュアルシフトチェンジ可能な状態）でないことを前提として、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）が上昇過程にある場合(例えば、今回周期のアクセル開度AC(i)が前回周期のアクセル開度AC(i-1)よりも大きい場合)、過渡状態であると判定されてよい。
【００５７】
ステップ１０６で現在の車両状態が過渡状態と判定されると、続くステップ１０７では、図6を参照して上述したような無段階変速機の変速比の通常制御に代えて、ステップ１０５で求めた必要推定駆動力に基づく無段階変速機の変速制御（以下、「変動抑制制御」と言う）が実行される。変動抑制制御時には、駆動トルクマネージャ４０の変速比決定部４２において無段階変速機の変速比を低くする方向の変速が抑制される。
【００５８】
図１１は、変動抑制制御時におけるアクセル開度の変化に対する無段階変速機の変速比の変動態様を示すイメージ図であり、通常制御との対比のため、図７を参照して説明した同一のアクセル開度変化に対する変速比の変動態様が示されている。
【００５９】
図１１（A）に示すように、アクセル開度がAC(t０)からAC(t1)まで減少し、次いでAC(t2)まで上昇すると、変動抑制制御時では、無段階変速機の変速比は、アクセル開度の上記変化態様に追従して、図１１（B）に示すように、変速比γ(t０)から最も低い変速比γminを介して変速比γ(t1)に至るものの、続くアクセル開度の増加過程（図中矢印Yで示した過程であり、上述の過渡状態に対応する過程）では、変速比γ(t2)に移行するまで変速比γ(t1)が保持される。即ち、図１１（B）で矢印Zにて示すように、変速比γ(t1)が適切な期間保持された後に変速比γ(t2)へと直接的に移行する。これは、同増加過程で変速比γ(t1)から再び変速比γminを介して変速比γ(t2)に至る上述の通常制御時とは対照的である。
【００６０】
ここで、図１１中の変速比γ(t2)が、上記ステップ１０５で推定演算される必要推定駆動力に基づいて決定される変速比γ*(以下、「必要推定変速比γ*」)であるとすると、変動抑制制御時には、アクセルペダルの操作により必要推定駆動力が実際に要求されるまで（即ち最適変速比が必要推定変速比γ*となるまで）、無段階変速機の変速比を低くする方向の変速が抑制されることになる。
【００６１】
このように本実施例では、車両の走行経路前方で比較的大きな必要推定駆動力が未必的に必要となることを予測した場合、減速領域から加速領域に向かうアクセルペダルの操作に連動して無段階変速機の変速比が変動するのが防止されるので、無段階変速機の変速比の非効率な変動（それに伴うビジー感）が低減される。
【００６２】
尚、必要推定駆動力と必要推定変速比γ*との関係は予めマップに定義しておいてよく、最適変速比の導出時と同様、走行抵抗トルクなどの因子によって適宜補正されるものであってよい。
【００６３】
変動抑制制御状態は、必要推定駆動力が必要とされる場面が実際に到来した段階で、図6を参照して上述したような無段階変速機の変速比の通常制御状態に切り替わる(即ち抑制が解除される)。したがって、先の例では、図１１において、時刻ｔ２以降、アクセル開度がAC(t2)を超えて更に増加する場合には、無段階変速機の変速比は、最適変速比に従って必要推定変速比γ*よりも高い変速比側（low側）に移行していくことになり、一方、アクセル開度がAC(t2)から減少する場合には、無段階変速機の変速比は、最適変速比に従って必要推定変速比γ*より低い変速比側（hi側）に移行していくことになる。
【００６４】
また、変動抑制制御状態は、必要推定駆動力が実際に必要とされる場面が到来しない場合にも(即ち予測が外れた場合)、所定時間経過した段階若しくは所定地点を車両が通過した後で、通常制御状態に切り替えられてよい。上記の所定時間若しくは所定地点は、上記ステップ１０５において、周辺環境情報や現在の車速等に基づいて、必要推定駆動力（必要推定変速比γ*）が必要とされる予測時刻若しくは地点として導出されてよい。
【００６５】
尚、必要推定変速比γ*が、図１１に示すように、上述の抑制開始時点t1の変速比γ(t1)と略同一の場合、上述の如く、アクセルペダルの操作量に基づき決定される最適変速比が必要推定変速比γ*となるまで、変速比がγ(t1)で保持されてよい。一方、必要推定変速比γ*が、変速比γ(t1)より高い場合、最適変速比がγ(t1)となるまで、変速比がγ(t1)で保持され、以後、最適変速比に従った通常制御状態に切り替えられてよいし、或いは、必要推定駆動力が必要とされる予測時刻若しくは地点で、変速比が必要推定変速比γ*にされてもよい。
【００６６】
図１２は、本実施例による無段階変速機の変速比の変動抑制制御が適用される場面の一例として連続コーナを示す。図中、X１〜X１０は、この連続コーナ走行時の各車両位置を示す。尚、前提として、目標加減速度演算装置２０には、上述の周辺環境情報(特にコーナ情報)や自車速情報が、所定周期毎に供給されており、目標加減速度演算装置２０は、常時、最新の車両位置及び車速を算出・把握しつつ、上述の図８に示したような処理を実行していくものとする。
【００６７】
車両が連続コーナに差しかかる手前の直線区間では(車両位置X1、X2)では、無段階変速機の変速比の通常制御が実行される。連続コーナの入り口付近の車両位置X３でアクセルペダルの踏み込みが緩められ、アクセル開度が図３のAC１より小さくなると、それに伴い変速比γが変速比γminを介してlow側に移行し、減速が実現される（図１１の変速比γ(t1)に相当）。この第１コーナの出口では、直ぐ後に第２コーナが存在するので、車両位置X4では、コーナ情報に基づいて算出される必要推定駆動力(＜現時点の駆動力)に応じて、アクセルペダルが踏み込まれても変速比γがlow側に制御（保持・変動抑制）される。
【００６８】
ここで、第２コーナの出口以降の比較的な長い直線区間（車両位置X７）において、上述の周辺環境情報に基づいて、加速が予測され、且つ、当該直線区間が上り勾配であり、当該加速には比較的大きな必要推定駆動力が必要とされると推定できる場合、第２コーナの旋回中（車両位置X6）は、当該必要推定駆動力に基づいて上述の無段階変速機の変動抑制制御が開始される。従って、第２コーナの旋回開始時、加減速度をゼロに保つためにアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度がAC１〜AC２間まで増加しても、それに伴ってlow側にある変速比γがhi側に移行しない（変速比γminに向かって変動せず）。そして、第２コーナ出口（車両位置X７）に車両が至り、加速領域までアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度がAC２を超えると、保持されていたlow側の変速比γ若しくは必要推定変速比γ*に基づく加速が実現される。尚、車両位置X８、X9では車両位置X5、X6と同様であり、車両位置X10からは、比較的大きな必要推定駆動力が必要とされる場面がこの先当分存在しないとして、通常制御に移行する。
【００６９】
このように本実施例によれば、繰り返しの加減速操作が必要となる連続コーナにおいても、アクセルペダルとブレーキペダルを頻繁に踏み換える必要がなく、アクセルペダルの操作位置を適切に加速領域及び減速領域に間で往来させることで、アクセルペダル１つで車両の加減速の調整が可能であり、操作負担が著しく低減される。また、かかるアクセルペダルの加速領域と減速領域間での繰り返しの往来に起因した変速比の頻繁な変動（ビジー感）についても、比較的大きな必要推定駆動力が必要とされる場面を予測し、その場面が到来する前から、当該場面が到来した際に実現されるべき必要推定変速比γ*に基づいて変速比の変動を抑制することで、効果的に防止することができる。
【００７０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７１】
例えば、上述した実施例では、必要推定駆動力が実際に必要とされる場面に至るまでの途中経路において、必要推定駆動力に基づく無段階変速機の変動抑制制御が、過渡状態で、即ちアクセル開度の上昇過程で実行されており、アクセル開度の減少過程では実行されていない。これは、図１１に示す先の例で、変速比γ(t０)から最も低い変速比γminを介して変速比γ(t1)に至るようなアクセル開度の減少過程において変速比を変速比γminに向けて低くすることは、燃費の観点で有利であるからである。但し、アクセルペダルの踏み込みが大きく解除されるアクセル開度の減少過程、即ち図１１に示す先の例で変速比γ(t1)が所定閾値を超えるようなアクセル開度の減少過程に対しては、変速比γ(t1)が当該所定閾値を上回らないように変速比γを高くすることが抑制されてもよい。
【００７２】
また、上述した実施例では、無段階変速機の変動抑制制御は、所定閾値以上の比較的大きな必要推定駆動力が演算された場合にのみ実行されることとしているが、この場合、当該所定閾値は必ずしも所定値である必要は無く、可変とされてよい。
【００７３】
また、上述した実施例では、車両の加減速度を車両の前後方向の運動を表わす物理量として採用しているが、車両の加減速度と一対一で対応する他の物理量若しくはそれに関連する他の物理量が代替的に用いられてもよく、又は、車両の加減速度が他の物理量との組み合せで用いられてよい。
【００７４】
また、上述した実施例では、目標加減速度演算装置２０により決定される目標加減速度に走行抵抗トルクを加味することで、制動力発生装置及び／又は駆動力発生装置をオープンループで制御しているが、本発明は、車速センサから得られる車速情報に基づいてフィードバック制御を実施することを排除するものではない。目標加減速度が実現されるように車速情報に基づいてフィードバック制御を行うことも有用でありうる。
【００７５】
また、異なる特性パターンの複数のAC-Gマップが用意され、これらが車両走行中の走行環境や、ユーザの選択に応じて適切に切り換えられてもよい。また、このような切り換え時のショックを吸収する（目標加減速度のステップ的な段差を抑制する）ために目標加減速度にフィルタが適用されてもよい（即ち、なましを入れてもよい）。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明による加減速度制御装置の一実施例を示すシステム構成図である。
【図２】目標加減速度演算装置２０の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】AC-Gマップ処理部２２で用いられるAC-Gマップの複数例を示す図である。
【図４】ブレーキマネージャ５０の一例を示す機能ブロック図である。
【図５】駆動トルクマネージャ４０の一例を示す機能ブロック図である。
【図６】無段階変速機の変速比の通常制御時に用いられてよいエンジン最適燃費線の一例を示す図である。
【図７】通常制御時におけるアクセル開度の変化に対する無段階変速機の変速比の変動態様を示すイメージ図である。
【図８】本実施例による加減速度制御装置１０により実現される特徴的な処理流れを示すフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートにおけるステップ１０５の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図８のフローチャートにおけるステップ１０６の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図１１】変動抑制制御時におけるアクセル開度の変化に対する無段階変速機の変速比の変動態様を示すイメージ図である。
【図１２】本実施例による無段階変速機の変速比の変動抑制制御が適用される場面の一例として連続コーナを示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 加減速度制御装置
１２ アクセル開度センサ
２０ 目標加減速度演算装置
２５ モード選択スイッチ
４０ 駆動トルクマネージャ
５０ ブレーキマネージャ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のペダルの操作ストローク内に減速領域と加速領域とを形成し、該ペダルの操作量に応じて制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を制御して車両の加減速度を制御する加減速度制御装置において、
車両の運転状態及び／又は走行環境に関する情報に基づいて、現在の車両位置よりも前方で必要となる所定値以上の駆動力を必要推定駆動力として推定し、該必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、該必要推定駆動力の発生に伴う変速比の変動が抑制されるように無段階変速機の変速制御を行うことを特徴とする、加減速度制御装置。
【請求項２】
前記必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、無段階変速機の変速比を低くする方向の変速を抑制する、請求項１に記載の加減速度制御装置。
【請求項３】
前記無段階変速機の変速比を低くする方向の変速の抑制は、減速領域から加速領域に向けてペダルの操作量が増加する過程に対して実行される、請求項２に記載の加減速度制御装置。
【請求項４】
無段階変速機の変速制御は、ペダルの操作量に基づいて所定のエンジン最適燃費線に沿うように最適変速比を決定することを含み、
前記無段階変速機の変速比を低くする方向の変速の抑制状態は、前記ペダルの操作量の増加過程において、前記最適変速比が前記必要推定駆動力に対応した変速比を越えた時点で解除される、請求項３に記載の加減速度制御装置。
【請求項１】
単一のペダルの操作ストローク内に減速領域と加速領域とを形成し、該ペダルの操作量に応じて制動力発生装置、駆動力発生装置及び無段階変速機を制御して車両の加減速度を制御する加減速度制御装置において、
車両の運転状態及び／又は走行環境に関する情報に基づいて、現在の車両位置よりも前方で必要となる所定値以上の駆動力を必要推定駆動力として推定し、該必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、該必要推定駆動力の発生に伴う変速比の変動が抑制されるように無段階変速機の変速制御を行うことを特徴とする、加減速度制御装置。
【請求項２】
前記必要推定駆動力を発生すべき地点よりも手前から、無段階変速機の変速比を低くする方向の変速を抑制する、請求項１に記載の加減速度制御装置。
【請求項３】
前記無段階変速機の変速比を低くする方向の変速の抑制は、減速領域から加速領域に向けてペダルの操作量が増加する過程に対して実行される、請求項２に記載の加減速度制御装置。
【請求項４】
無段階変速機の変速制御は、ペダルの操作量に基づいて所定のエンジン最適燃費線に沿うように最適変速比を決定することを含み、
前記無段階変速機の変速比を低くする方向の変速の抑制状態は、前記ペダルの操作量の増加過程において、前記最適変速比が前記必要推定駆動力に対応した変速比を越えた時点で解除される、請求項３に記載の加減速度制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１７７４４２（Ｐ２００６−１７７４４２Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７１３４３（Ｐ２００４−３７１３４３）
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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