JP2009275723A - 変速段切替制御装置、変速段切替制御方法、及び、変速段切替制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】加速動作ができなくなるような不適切な変速段の切り替え判定を防止できる変速段切替制御装置、変速段切替制御方法、及び、変速段切替制御プログラムを提供する。
【解決手段】変速段切替制御装置は、自動車の走行中の変速段、負荷係数、及び、加速度を検出し、検出された負荷係数、検出された変速段に対応して予め設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報、検出された変速段の１つ上の変速段に対応して予め設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報、並びに、検出された加速度、に基づいて、１つ上の変速段に切り替えたときに加速動作が可能か否かを判定し、この加速動作が可能か否かの判定に基づいて、走行中の変速段をその１つ上の変速段に切り替え可能か否かを判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、変速機が備える複数の変速段が切り替えられて走行する自動車に搭載され、省燃費運転のための変速段の切り替え判定を行う変速段切替制御装置、変速段切替制御方法、及び、変速段切替制御プログラムに関する。

上述の変速段切替制御装置を備えるものとして、本発明者らは、特許文献１に示す運転支援装置を提案している。この運転支援装置は、自動車の走行中の速度、エンジン回転数、アクセル開度、及び、燃料消費量等の走行状態情報を検出して走行中のギヤ比（即ち、速度÷エンジン回転数）を算出したのち、この走行中のギヤ比から走行中の変速段を判定し（即ち、変速段判定動作）、この走行中の変速段の１つ上の変速段及び１つ下の変速段に切り替えたときの推定燃料消費量をそれぞれ算出し、上述の走行中の燃料消費量と比較して変速段の切替判定を行い、推定燃料消費量のほうが少なければ変速段の切り替えを運転者に指示する（即ち、変速段切替制御動作）ものである。つまり、この運転支援装置は、上述した変速段判定動作を行う変速段判定装置と、上述した変速段切替制御動作を行う変速段切替制御装置と、が一体に構成されている。

この運転支援装置の変速段切替制御装置は推定燃料消費量に基づいて変速段の切替判定を行うものであるが、この推定燃料消費量の算出には、ニューラルネットワークとファジィ推論とを融合した公知のファジィ化ニューロが用いられている。そして、このファジィ化ニューロは学習機能を備えており、上述した変速段判定装置にて判定された走行中の変速段におけるギヤ比、自動車の負荷状態を示す負荷係数（即ち、アクセル開度÷エンジン回転数）、及び、速度、からなる入力データセットを入力とし、燃料消費量及びアクセル開度を出力とした学習が行われ、その学習結果を用いて推定燃料消費量の算出が行われる。つまり、走行中に行われる学習により、その自動車に対応した速度、負荷係数、及び、ギヤ比と、燃料消費量及びアクセル開度と、の関係を得て推定燃料消費量を算出することができ、そのため、予めこれらの関係を示す情報を作成する必要が無いので、装置のコストダウンを図るとともに、汎用性が向上して自動車を選ばず搭載することができた。

しかしながら、上述した運転支援装置（即ち、変速段切替制御装置）で用いられるファジィ化ニューロはその処理が非常に複雑であるので、変速段切替制御動作に多くの時間を必要とするとともに、プログラムのサイズが大きくなってしまうという問題があった。また、上述したファジィ化ニューロの学習機能においては、自動車の走行状態を示す情報（速度、エンジン回転数、アクセル開度、及び、燃料消費量、ギヤ比、及び、負荷係数）をそれぞれ互いに関連づけてすべて記憶する必要があるので、変速段切替制御動作に必要な情報量が膨大になってしまうという問題があった。そのため、高速なＣＰＵや大容量メモリが必要となり、運転支援装置のコストダウンを妨げてしまっていた。

そこで、本発明者らは、上述の問題を解決するため、上述の自動車の走行状態を示す情報に着目して鋭意検討を行い、その結果、以下のことが明らかになった。

上述の自動車の走行状態を示す情報のうち、速度、負荷係数、及び、燃料消費量については、エンジン回転数、アクセル開度、及び、ギヤ比、を用いて導き出せることが検討の結果判った。即ち、速度＝ギヤ比×エンジン回転数、負荷係数＝アクセル開度÷エンジン回転数、燃料消費量≒アクセル開度、としてそれぞれ求めることができ、そのため、エンジン回転数、アクセル開度、及び、ギヤ比、のみ記憶すれば十分であることが判った。

また、上述のようにエンジン回転数とアクセル開度との関係（即ち、負荷係数）は、自動車の走行状態（即ち、負荷状態）を示している。そこで、本発明者らは、これらエンジン回転数及びアクセル開度を組み合わせた度数分布表を作成して、実際に自動車を走行させて、複数の変速段毎にこの度数分布表の度数を測定したところ、エンジン回転数及びアクセル開度の組み合わせにおいて、度数が多い（即ち、使用頻度が高い）組み合わせと、度数が少ない（即ち、使用頻度が低い）組み合わせと、があることが判った。このことは、使用頻度が高い組み合わせは、適度な負荷状態にありそのエンジン回転数とアクセル開度との組み合わせを維持したまま走行が可能であることを示し、使用頻度が低い組み合わせは、負荷状態が適切でなくエンジン回転数とアクセル開度との組み合わせの変更が必要な走行状態であることを示している。

走行中の速度を維持しつつ燃料を節約する（即ち、省燃費運転）ために行う変速段の切り替えについて考えたとき、速度を維持しつつ走行中の変速段を１つ上の変速段（以下、上位変速段）に切り替えると、ギヤ比が高くなるのでエンジン回転数が低下する。このとき、自動車の負荷状態（負荷係数）についてもそれを維持するアクセル開度を選択すると、エンジン回転数が低下しているため、アクセル開度（即ち、燃料消費量）もより小さくなり、燃料を節約することができる。しかし、その走行状態（即ち、速度及び負荷係数）を維持できなければ、変速段を元に戻したり、アクセル開度を上げたりすることになり、燃料を節約することができない。そして、上述の通り、上位変速段に対応する度数分布表に基づいて、上述の上位変速段に切り替えたときのエンジン回転数及びアクセル開度の組み合わせの使用頻度から、上位変速段に切り替えたときでも走行可能か否かを判定できるので、変速段に対応するエンジン回転数及びアクセル開度を組み合わせた度数分布表を用いることで、省燃費運転のための変速段切替指示ができることが明らかになった。また、この度数分布表を用いることにより、上述した自動車の走行状態を示す情報を全て記憶する必要が無くなるとともに度数として記憶できるので、変速段の切り替えの指示に必要な情報量を削減できることが明らかになった。なお、上述の「維持する」とは、同一の値、若しくは、おおよそ同一の値を保つことを意味している。

そして、本発明者らは、上述の検討結果から、特許文献１に示される変速段切替制御装置よりも簡易な処理で、自動車の運転者に対して省燃費運転のための変速段の切り替え指示を行うことができる変速段切替制御装置を想到した。この変速段切替制御装置の構成を以下に示す。

この変速段切替制御装置７００は、図１４に示すように、変速機が備える複数の変速段が切り替えられて走行する自動車の変速段切替制御装置において、複数の変速段毎に対応して設けられた複数のギヤ比、並びに、エンジン回転数及びアクセル開度を組み合わせた複数の度数分布表が記憶されたメモリである度数分布表情報記憶手段７１０ｄ１と、自動車の走行中の変速段を検出する変速段検出手段７１０ａ１と、自動車の走行中の速度、前記エンジン回転数、及び、前記アクセル開度を検出する走行状態情報検出手段７１０ａ２と、走行状態情報検出手段７１０ａ２によって検出されたエンジン回転数及びアクセル開度に基づいて、走行中の負荷係数を算出する負荷係数算出手段７１０ａ３と、度数分布表情報記憶手段７１０ｄ１に記憶された複数のギヤ比及び複数の度数分布表のうち変速段検出手段７１０ａ１によって検出された走行中の変速段の１つ上の変速段（即ち、上位変速段）に対応したギヤ比及び度数分布表、走行状態情報検出手段７１０ａ２によって検出された速度、並びに、負荷係数算出手段７１０ａ３によって算出された負荷係数、に基づいて、走行中の変速段より１つ上の変速段に切り替えたときに、速度及び負荷係数を維持できるか否かを判定する変速段切替判定手段７１０ａ４と、変速段切替判定手段７１０ａ４によって上位変速段に切り替えても速度及び負荷係数が維持できると判定されたとき、自動車の運転者に上位変速段への切り替えを指示する変速段切替指示手段７１０ａ５と、を有している。上述した度数分布表情報記憶手段７１０ｄ１以外の各手段は、変速段切替制御装置７００が備える図示しないコンピュータ（ＣＰＵ）によって実現されている。

この変速段切替制御装置７００によれば、エンジン回転数及びアクセル開度を組み合わせた度数分布表を用いて、上位変速段に切り替えた場合でも現在の走行状態（即ち、走行中の速度及び負荷係数）を維持できるか判定し、該判定に基づいて走行中の変速段をその１つ上の上位変速段に切り替える指示を行うので、簡易な処理で上位変速段への切り替えを指示することができ、且つ、変速段の切り替え指示に必要な情報量を削減することができ、そのため、短時間で高速に変速段の切り替えを指示できるとともに、記憶が必要な情報量を小さくすることができた。したがって、高速なＣＰＵや大容量メモリが不要となり、コストダウンに貢献することができた。
特開２００６−４６１４９号公報

しかしながら、走行中の変速段をよりギヤ比の高い上位変速段に切り替えると加速度が低下することが一般的に知られているが、上述した変速段切替制御装置７００は、上位変速段に切り替えたあとも現在の走行状態（即ち、走行中の速度及び負荷係数）が維持できると判定したときに上位変速段への切り替え指示を行うので、走行中の変速段において加速動作中であり、上位変速段への切り替えると加速度が低下して加速動作ができなくなってしまうようなときでも、上位変速段への切り替えを指示してしまう場合があった。そのため、この変速段の切り替え指示に従って上位変速段への切り替えを行うと、走行中の速度及び負荷係数を維持したまま加速動作を行うことができず、加速動作を行うためには、アクセルを踏み込んだり、元の変速段に戻したりする必要があり、即ち、省燃費運転として不適切な変速段の切り替え指示を行ってしまうことがあるという問題があった。

本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、加速動作ができなくなるような不適切な変速段の切り替え判定を防止できる変速段切替制御装置、変速段切替制御方法、及び、変速段切替制御プログラムを提供することを目的としている。

本発明者らは、自動車の走行中の負荷係数及び加速度の相互関係に着目して、自動車の様々な走行状態において、複数の変速段毎にこれらの情報を測定し、鋭意検討を行った。そして、検討の結果、以下のことが明らかになった。

負荷係数とその負荷係数のときの加速度の平均値（以下、平均加速度という）を求めたところ、負荷係数が大きくなるに従って平均加速度も大きくなる正比例の関係にあり、負荷係数がある値を超えると平均加速度が飽和してほぼ一定の値となることが判った。また、ギヤ比のより高い上位の変速段になる程、負荷係数に対する平均加速度の値が小さくなることが判った。

負荷係数を同一として現在の変速段をそれより上位の変速段に切り替えたときを考えると、負荷係数と加速度とは上述の関係を有するので、現在の変速段におけるこの負荷係数に対する平均加速度から、上位の変速段におけるこの負荷係数に対する平均加速度を差し引くことで、負荷係数を維持したまま現在の変速段を上位の変速段に切り替えたときの平均加速度の低下量を算出できることが判った。

そして、現在の加速度とこの平均加速度の低下量との差分を求めたとき、この差分が０より大きければ、現在の変速段を上位の変速段に切り替えて加速度が低下しても、加速度が残存するので「上位の変速段で加速できる」と判定でき、また、この差分が０以下であれば、現在の変速段を上位の変速段に切り替えて加速度が低下すると、現在の加速度が相殺されてしまうので、「上位の変速段で加速できない」と判定できることが判った。これにより負荷係数及び加速度に関する相関情報を用いて、上位の変速段に切り替えたときに加速動作ができるか否かを判定できることが明らかになった。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、図１の基本構成図に示すように、変速機が備える複数の変速段が切り替えられて走行する自動車で用いられ、省燃費運転のために走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替制御装置において、前記複数の変速段毎に対応して設けられた前記自動車の負荷係数及び加速度の関係に関する複数の相関情報が記憶されている相関情報記憶手段１０ｄ１と、前記自動車の走行中の前記変速段を検出する変速段検出手段１０ａ１と、前記自動車の走行中の前記負荷係数を検出する負荷係数検出手段１０ａ２と、前記自動車の走行中の前記加速度を検出する加速度検出手段１０ａ３と、前記負荷係数検出手段１０ａ２によって検出された前記負荷係数、前記相関情報記憶手段１０ｄ１に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段１０ａ１によって検出された走行中の前記変速段に対応した１つの前記相関情報、前記相関情報記憶手段１０ｄ１に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段１０ａ１によって検出された走行中の前記変速段の１つ上の前記変速段に対応した１つの前記相関情報、及び、前記加速度検出手段１０ａ３によって検出された前記加速度、に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときに前記自動車の加速動作が可能か否かを判定する加速動作可否判定手段１０ａ４と、前記加速動作可否判定手段１０ａ４による前記自動車の加速動作が可能か否かの判定に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替可否判定手段１０ａ５と、を有していることを特徴とする変速段切替制御装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記加速動作可否判定手段１０ａ４が、前記負荷係数検出手段１０ａ２によって検出された前記負荷係数、前記相関情報記憶手段１０ｄ１に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段１０ａ１によって検出された走行中の前記変速段に対応した１つの前記相関情報、及び、前記相関情報記憶手段１０ｄ１に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段１０ａ１によって検出された走行中の前記変速段の１つ上の前記変速段に対応した１つの前記相関情報、に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときの加速度低下量を算出する加速度低下量算出手段１０ａ４１と、前記加速度低下量算出手段１０ａ４１によって算出された前記加速度低下量、及び、前記加速度検出手段１０ａ３によって検出された前記加速度、の差分に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときに前記自動車の加速動作ができるか否かを判定する加速度差分判定手段１０ａ４２と、を有していることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記負荷係数検出手段１０ａ２によって検出された前記負荷係数、及び、前記加速度検出手段１０ａ３によって検出された前記加速度に基づいて、前記相関情報記憶手段１０ｄ１に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段１０ａ１によって検出された走行中の前記変速段に対応した１つの前記相関情報を更新する相関情報更新手段１０ａ６を有していることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記変速段切替可否判定手段１０ａ５によって走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能と判定されたとき、走行中の前記変速段からその１つ上の前記変速段に切り替えを促す指示を行う変速段切替指示手段１０ａ７を有していることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記変速段切替可否判定手段１０ａ５によって走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能と判定されたとき、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替える変速段切替手段１０ａ８を有していることを特徴とするものである。

請求項６に記載された発明は、変速機が備える複数の変速段が切り替えられて走行する自動車で用いられ、省燃費運転のために走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替制御方法であって、前記自動車の走行中の前記変速段を検出する変速段検出工程と、前記自動車の走行中の負荷係数を検出する負荷係数検出工程と、前記自動車の走行中の加速度を検出する加速度検出工程と、前記負荷係数検出工程で検出された前記負荷係数、前記変速段検出工程で検出された走行中の前記変速段に対応して予め設けられた前記負荷係数及び前記加速度の関係に関する相関情報、前記変速段検出工程で検出された走行中の前記変速段の１つ上の前記変速段に対応して設けられた前記相関情報、及び、前記加速度検出工程で検出された前記加速度、に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときに前記自動車の加速動作が可能か否かを判定する加速動作可否判定工程と、前記加速動作可否判定工程での前記自動車の加速動作が可能か否かの判定に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替可否判定工程と、を有していることを特徴とする変速段切替制御方法である。

請求項７に記載された発明は、変速機が備える複数の変速段が切り替えられて走行する自動車で用いられ、省燃費運転のために走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替制御装置のコンピュータを、前記自動車の走行中の前記変速段を検出する変速段検出手段と、前記自動車の走行中の負荷係数を検出する負荷係数検出手段と、前記自動車の走行中の加速度を検出する加速度検出手段と、前記負荷係数検出手段によって検出された前記負荷係数、前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段に対応して予め設けられた前記負荷係数及び前記加速度の関係に関する相関情報、前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段の１つ上の前記変速段に対応して予め設けられた前記相関情報、及び、前記加速度検出手段によって検出された前記加速度、に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときに前記自動車の加速動作が可能か否かを判定する加速動作可否判定手段と、前記加速動作可否判定手段による前記自動車の加速動作が可能か否かの判定に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替可否判定手段と、として機能させることを特徴とする変速段切替制御プログラムである。

請求項１、６、７に記載された発明によれば、自動車の走行中の負荷係数、走行中の変速段に対応して設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報、走行中の変速段の１つ上の変速段に対応して設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報、並びに、自動車の走行中の加速度、に基づいて、走行中の変速段をその１つ上の変速段に切り替えたときに加速動作が可能か否かを判定し、この判定に基づいて、走行中の変速段をその１つ上の変速段に切り替え可能か否かを判定するので、加速動作ができなくなるような不適切な変速段の切り替え判定を防止できる。

請求項２に記載された発明によれば、自動車の走行中の負荷係数、走行中の変速段に対応して設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報、並びに、走行中の変速段の１つ上の変速段に対応して設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報、に基づいて、走行中の変速段をその１つ上の変速段に切り替えたときの加速度低下量を求め、自動車の走行中の加速度とこの加速度低下量との差分に基づいて、走行中の変速段をその１つ上の変速段に切り替えたときに加速動作が可能か否かを判定するので、簡易な数値演算によって走行中の変速段を１つ上の変速段に切り替えたときの加速動作の可否を判定することができ、そのため、加速動作ができなくなるような不適切な変速段の切り替え判定を容易に防止できる。

請求項３に記載された発明によれば、走行中の負荷係数及び走行中の加速度に基づいて、走行中の変速段に対応して設けられた相関情報を更新することができるので、現在の自動車の状態に適応した負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報を得ることができ、そのため、荷物の積載量や経時劣化等によって変化する自動車の状態に合わせて相関情報を調整する必要が無くなり、また、予め相関情報を作成する必要が無くなり、したがって、コストダウンに貢献できるとともに、汎用性が向上して自動車を選ばず搭載することができる。

請求項４に記載された発明によれば、走行中の変速段をその１つ上の変速段に切り替えることが可能と判定されたとき、走行中の変速段から１つ上の変速段への切り替えを促す指示を行うので、運転者に省燃費運転のための変速段の切り替えを促すことができ、運転者を支援して運転時の負担を軽減することができる。

請求項５に記載された発明によれば、走行中の変速段をその１つ上の変速段に切り替えることが可能と判定されたとき、走行中の変速段を１つ上の変速段に切り替えるので、運転者の操作によらずに省燃費運転のための変速段の切り替えを行うことができ、運転者を支援して運転時の負担を軽減することができる。

以下、本発明の一実施形態を示す変速段切替制御装置を図２〜図１３を参照して説明する。

変速段切替制御装置３は、図２に示すように、自動車の省燃費運転を支援する運転支援装置１内に設けられており、同様に運転支援装置１内に設けられた変速段判定装置２と接続されている。なお、本実施形態において、変速段判定装置２と変速段切替制御装置３とを別体としているが、これに限らず、例えば、同一のコンピュータを用いて変速段判定装置と変速段切替制御装置とを論理的に構成（即ち、物理的には一体に）する、又は、変速段判定処理を変速段切替制御装置内に実装する等してもよい。

変速段切替制御装置３は、省燃費運転のために走行中の変速段（以下、現変速段Ｈｐ）をその１つ上の変速段（以下、上位変速段Ｈｕ）に切り替えることが可能か否かを判定し、切り替え可能と判定したときに自動車の運転者に対して上位変速段Ｈｕへの切り替えを促す指示を行うものである。

変速段切替制御装置３は、図３に示すように、マイクロコンピュータ（以下、ＭＰＵ）１０と、ＭＰＵ１０に接続された表示部１１と、を備えている。なお、ＭＰＵ１０は、請求項中に記載したコンピュータに相当する。

ＭＰＵ１０は、組み込み機器に適した周知の小型コンピュータであり、ＭＰＵ１０は、図３に示すように、予め定められたプログラムにしたがって各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０ａと、ＣＰＵ１０ａのためのプログラム及び制御データ等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１０ｂと、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ１０ａの処理作業に必要な記憶エリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１０ｃと、ＣＰＵ１０ａの処理作業に必要な各種格納エリアを備えた電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリであるＥＥＰＲＯＭ１０ｄと、を備えている。

ＭＰＵ１０には、図示しない入力インタフェースを介して、自動車が単位距離走行する毎に出力される車速パルスＰ１、クランクシャフトの回転に応じて出力される回転数パルスＰ２、及び、アクセルペダルに取り付けられた角度センサからの電圧値であるアクセル開度信号Ｓ１、が供給されている。また、ＭＰＵ１０には、上述の車速パルスＰ１等の供給と同期して、変速段判定装置２から図示しない通信インタフェースを介して、自動車の現変速段Ｈｐを通知する変速段情報Ｊが供給されている。

ＲＯＭ１０ｂには、図１に示す請求項中の変速段検出手段１０ａ１、負荷係数検出手段１０ａ２、加速度検出手段１０ａ３、加速動作可否判定手段１０ａ４（即ち、加速度低下量算出手段１０ａ４１、加速度差分判定手段１０ａ４２）、変速段切替可否判定手段１０ａ５、相関情報更新手段１０ａ６、及び、変速段切替指示手段１０ａ７、として、ＣＰＵ１０ａを機能させるための変速段切替制御プログラムなどの各種情報が格納されている。そして、ＣＰＵ１０ａは、この変速段切替制御プログラムを実行することで、変速段検出手段１０ａ１、負荷係数検出手段１０ａ２、加速度検出手段１０ａ３、加速動作可否判定手段１０ａ４（即ち、加速度低下量算出手段１０ａ４１、加速度差分判定手段１０ａ４２）、変速段切替可否判定手段１０ａ５、相関情報更新手段１０ａ６、及び、変速段切替指示手段１０ａ７、として機能することになる。また、ＲＯＭ１０ｂには、図１に示す請求項中の変速段切替手段１０ａ８としてもＣＰＵ１０ａを機能させる変速段切替制御プログラムが格納されていてもよく、例えば、設定等に応じて、ＣＰＵ１０ａを、変速段切替指示手段１０ａ７及び変速段切替手段１０ａ８のいずれか一方として機能させてもよい。

ＥＥＰＲＯＭ１０ｄは、図１に示す請求項中の相関情報記憶手段１０ｄ１に相当し、図４に示すように、複数の変速段Ｈ毎に対応して設けられた複数の度数分布表情報Ｄ１及び複数の加速度相関情報Ｄ２を記憶している。

図５に、度数分布表情報Ｄ１の一例を示す。度数分布表情報Ｄ１は、ギヤ比Ｇ、並びに、エンジン回転数Ｎ及びアクセル開度βを組み合わせた度数分布表Ｔを、各変速段Ｈに関連づけた情報である。なお、図５に示す度数分布表情報Ｄ１については、本実施形態における一例であり、変速段切替制御装置の構成や、それが搭載される自動車の種類等に合わせて適宜変更してもよい。

ギヤ比Ｇは、［ギヤ比Ｇ＝速度Ｖ÷エンジン回転数Ｎ］の関係を有している。なお、本実施形態において、ギヤ比Ｇは変速段Ｈ毎に予め定められているが、走行中に検出した各種走行状態情報等に基づいて、これらギヤ比Ｇを更新（即ち、学習）するようにしてもよい。

度数分布表Ｔは、エンジン回転数Ｎを３００ｒｐｍ毎の階級、アクセル開度βを４％毎の階級、にそれぞれ分けて組み合わせたものである。図中、エンジン回転数Ｎが８００ｒｐｍの階級は、８００ｒｐｍ以上且つ８３０ｒｐｍ未満、を示し、以降の階級も同様である。また、アクセル開度βが０％の階級は、０以上且つ４％未満を示し、以降の階級も同様である。例えば、走行中のエンジン回転数（以下、現エンジン回転数）Ｎｐが８４０ｒｐｍ、及び、走行中のアクセル開度（以下、現アクセル開度）βｐが２９％、の場合は、これら値によってそれぞれエンジン回転数Ｎが８３０ｒｐｍの階級、及び、アクセル開度βが２８％の階級が指定され、即ち、それら階級が交差する箇所の欄が指定されることになる。また、度数分布表情報Ｄ１は、エンジン回転数Ｎの各階級における度数の平均値（度数平均値Ｘ）が格納されている。この度数平均値Ｘは、エンジン回転数Ｎの階級（図５の縦の列）に属する度数の総和を、それら度数の個数で除して求めた値である。度数分布表Ｔの各欄には、実際には度数Ｍ及び度数平均値Ｘが格納されるが、図５においてはその記載を省略している。

図６に、加速度相関情報Ｄ２の一例を示す。加速度相関情報Ｄ２は、請求項中の相関情報に相当する。加速度相関情報Ｄ２は、負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報を各変速段Ｈに関連づけた情報であり、負荷係数を１０段階に分け、段階毎に平均加速度Ｋａ及び平均加速度Ｋａの算出に用いた加速度（即ち、標本）の個数である標本個数ｎを備えている。本実施形態においては、自動車が取りうる負荷係数の最大値を０．１０として、０．０１毎に１０段階に分け、各段階の中心値をその段階における代表値としている。この加速度相関情報Ｄ２について、Ｘ軸を負荷係数、Ｙ軸を平均加速度として模式的にグラフ化したものが、図９に示す相関グラフである。この相関グラフは負荷係数が低い方から高い方に向かう（即ち、大きくなる）にしたがって平均加速度が増加し、負荷係数がある飽和点を超えると平均加速度が一定となる傾向がある。加速度相関情報Ｄ２の各欄には、実際には平均加速度Ｋａ及び標本個数ｎが格納されるが、図６においてはその記載を省略している。なお、図６に示す加速度相関情報Ｄ２については、本実施形態における一例であり、変速段切替制御装置の構成や、それが搭載される自動車の種類等に合わせて適宜変更してもよい。

図９に示す相関グラフは、負荷係数及び平均加速度の関係を示している。そして、各変速段における平均加速度の差分が、変速段を切り替えたときの加速度の変化量を示している。例えば、現変速段Ｈｐに対応する相関グラフＣｐから現変速段Ｈｐにおける平均加速度Ｋ１を求め、現変速段Ｈｐより１つ上の上位変速段Ｈｕに対応する相関グラフＣｕから上位変速段Ｈｕにおける平均加速度Ｋ２を求め、平均加速度Ｋ１から平均加速度Ｋ２を差し引くことで、現変速段Ｈｐから上位変速段Ｈｕに切り替えたときの平均的な加速度低下量Ｋｇを算出することができる。

表示部１１は、運転者に対して変速段Ｈの切り替えを促す指示を視覚的に提供するための部位であり、周知の液晶ディスプレイを備えている。この液晶ディスプレイは、ＭＰＵ１０の図示しない出力インタフェースに接続されており、ＭＰＵ１０からの制御信号によってその表示が制御される。表示部１１には、例えば、現変速段Ｈｐを１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替える指示を行うとき、上向き矢印とともに「ＵＰ」の文字が表示され、現変速段Ｈｐをその１つ下の変速段Ｈ（以下、下位変速段Ｈｄ）に切り替える指示を行うとき、下向き矢印とともに「ＤＯＷＮ」の文字が表示される。なお、表示部１１は、音声ＩＣ及びスピーカを備え、音声を用いて変速段Ｈの切り替えを促す指示を行うものでもよい。

次に、変速段切替制御装置３のＣＰＵ１０ａが実行する本発明に係る変速段切替制御処理の一例を、図７、図８に示すフローチャートを参照して以下に説明する。

ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１１０において、変速段判定装置２より、通信インタフェースを介して通知される変速段情報Ｊから現変速段Ｈｐを検出する。そして、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、車速パルスＰ１、回転数パルスＰ２、アクセル開度信号Ｓ１から、自動車の走行中の速度（以下、現速度Ｖｐ［ｋｍ／ｈ］）、走行中のエンジン回転数（以下、現エンジン回転数Ｎｐ［ｒｐｍ］）、走行中のアクセル開度（以下、現アクセル開度βｐ［％］）を検出する。具体的には、所定の期間内（例えば、０．５秒）に発生した車速パルスＰ１の個数及び回転数パルスＰ２の個数をカウントし、これらカウントした各パルスの個数から現速度Ｖｐ及び現エンジン回転数Ｎｐを求める。また、現アクセル開度βｐについては、上述のカウントを開始する時点のアクセル開度信号Ｓ１の電圧値から求める。そして、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０では、ＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶されている複数の度数分布表情報Ｄ１のうち現変速段Ｈｐに対応して設けられた度数分布表情報Ｄ１に含まれる度数分布表Ｔ（以下、現度数分布表Ｔｐ）の度数を更新する。具体的には、現度数分布表Ｔｐにおいて、ステップＳ１２０で検出された現エンジン回転数Ｎｐ及び現アクセル開度βｐによってそれぞれ指定される、現度数分布表Ｔｐのエンジン回転数Ｎの階級及びアクセル開度βの階級が交差する欄の度数Ｍを１増加する。そして、前記欄を含むエンジン回転数Ｎの階級における度数平均値Ｘを再度計算して更新する。この度数平均値Ｘは、現エンジン回転数Ｎｐによって指定されるエンジン回転数Ｎの階級における度数の総和を求め、該総和をエンジン回転数Ｎの階級における度数の個数で除して求める。そして、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０において検出した現アクセル開度βｐ及び現エンジン回転数Ｎｐから走行中の負荷係数γ（以下、現負荷係数γｐ）を算出する（γｐ＝βｐ÷Ｎｐ）。そして、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０では、ＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶されている複数の度数分布表情報Ｄ１のうち現変速段Ｈｐより１つ上の上位変速段Ｈｕに対応して設けられた度数分布表情報Ｄ１に含まれるギヤ比Ｇ（以下、上位ギヤ比Ｇｕ）、及び、ステップＳ１２０において検出した現速度Ｖｐ、から、現速度Ｖｐを維持したまま上位変速段Ｈｕに切り替えた場合の上位エンジン回転数Ｎｕを算出する（Ｎｕ＝Ｖｐ÷Ｇｕ）。そして、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で算出した上位エンジン回転数Ｎｕ、及び、ステップＳ１４０で算出した現負荷係数γｐ、から現負荷係数γｐを維持したまま上位変速段Ｈｕに切り替えた場合のアクセル開度β（以下、上位アクセル開度βｕ）を算出する（βｕ＝γｐ×Ｎｕ）。そして、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０では、ＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶されている複数の度数分布表情報Ｄ１のうち上位変速段Ｈｕに対応して設けられた度数分布表情報Ｄ１に含まれる度数分布表Ｔ（以下、上位度数分布表Ｔｕ）において、ステップＳ１５０で算出された上位エンジン回転数Ｎｕ、及び、ステップＳ１６０で算出された上位アクセル開度βｕ、によってそれぞれ指定される、エンジン回転数Ｎの階級及びアクセル開度βの階級が交差する欄の度数Ｍを取得する。そして、ステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１８０では、ステップＳ１７０で取得した度数Ｍと、ステップＳ１５０で算出された上位エンジン回転数Ｎｕによって指定される上位度数分布表Ｔｕのエンジン回転数Ｎの階級における度数平均値Ｘと、を比較して、この度数Ｍが度数平均値Ｘ以上である（即ち、変速段切替範囲に含まれる）とき、ステップＳ２００に進み（Ｓ１８０でＹ）、度数Ｍが度数平均値Ｘ未満である（即ち、変速段切替範囲に含まれない）とき、本フローチャートの処理を終了する。

ステップＳ２００では、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えた場合の加速動作可否について判定する（加速動作可否判定処理）。ステップＳ２００は、以下のステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２４０を備えている。

ステップＳ２１０では、ステップＳ１２０で検出した現速度Ｖｐ及びその直前に検出した速度Ｖ０との差分から、走行中の加速度（以下、現加速度Ｋｐ）を算出する（Ｋｐ＝Ｖｐ−Ｖ０）。そして算出に用いた現速度Ｖｐを直前に検出した速度Ｖ０として、ＲＡＭ１０ｃに設けられた所定の格納エリアに一時的に格納する。そして、ステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０では、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えた場合の加速度低下量Ｋｇを算出する。図９に加速度低下量Ｋｇの算出概略イメージを示す。まず、ＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶されている複数の加速度相関情報Ｄ２のうち現変速段Ｈｐに対応して設けられた加速度相関情報Ｄ２において、負荷係数中心値γｃがステップＳ１４０で算出した現負荷係数γｐ以下となる直近の段階を検索し、その直近の段階における負荷係数中心値γｃと平均加速度ＫａとをそれぞれＸ座標、Ｙ座標とした点Ａ１を求める。そして、上述の直近の段階より１つ上の段階における負荷係数中心値γｃと平均加速度ＫａとをそれぞれＸ座標、Ｙ座標とした点Ｂ１を求める。そして、これら点Ａ１、点Ｂ１を通る一次関数を求め、その一次関数に現負荷係数γｐを代入して、現変速段Ｈｐにおける平均加速度Ｋ１を算出する。

次に、ＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶されている複数の加速度相関情報Ｄ２のうち上位変速段Ｈｕに対応して設けられた加速度相関情報Ｄ２において、負荷係数の中心値がステップＳ１４０で算出した現負荷係数γｐ以下となる直近の段階を検索し、その直近の段階における負荷係数中心値γｃと平均加速度ＫａとをそれぞれＸ座標、Ｙ座標とした点Ａ２を求める。そして、上述の直近の段階より１つ上の段階における負荷係数中心値γｃと平均加速度ＫａとをそれぞれＸ座標、Ｙ座標とした点Ｂ２を求める。そして、これら点Ａ２、点Ｂ２を通る一次関数を求め、その一次関数に現負荷係数γｐを代入して、上位変速段Ｈｕにおける平均加速度Ｋ２を算出する。

次に、現変速段Ｈｐにおける平均加速度Ｋ１から、上位変速段Ｈｕにおける平均加速度Ｋ２を差し引いて、加速度低下量Ｋｇを算出する（Ｋｇ＝Ｋ１−Ｋ２）。そして、ステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２３０では、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えたときに、加速動作が可能か否かを判定する。具体的には、ステップＳ２１０で算出した現加速度ＫｐとステップＳ２２０で算出した加速度低下量Ｋｇとを比較する。そして、現加速度Ｋｐの方が加速度低下量Ｋｇより大きければ、つまり、上位変速段Ｈｕに切り替えて現加速度Ｋｐが加速度低下量Ｋｇ低下してもその値が０にならなければ、上位変速段Ｈｕにおいても加速動作可能と判定し、若しくは、現加速度Ｋｐが加速度低下量Ｋｇ以下であるときは、上位変速段Ｈｕにおいて加速動作不可能と判定する。そして、Ｓ２４０に進む。

ステップＳ２４０では、現変速段Ｈｐに対応する加速度相関情報Ｄ２において、現負荷係数γｐで指定される段階の平均加速度Ｋａを更新する。具体的には、この平均加速度Ｋａと標本個数ｎとを積算した値に現加速度Ｋｐを加算し、標本個数ｎに１加えた値で除して新たな平均加速度Ｋａとする。そして、この新たな平均加速度ＫａをＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶する。また、標本個数ｎに１加えた値を新たな標本個数ｎとして記憶する。そして、ステップＳ２００の加速動作可否判定処理を抜けて、ステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３１０では、ステップＳ２００の加速動作可否判定処理において、上位変速段Ｈｕでの加速動作が可能と判定されたとき、上位変速段Ｈｕへの切り替えが可能と判定してステップＳ３２０に進み（Ｓ３１０でＹ）、上位変速段Ｈｕでの加速動作が不可能と判定されたとき、上位変速段Ｈｕへの切り替えが不可能と判定して本フローチャートの処理を終了する（Ｓ３１０でＮ）。

ステップＳ３２０では、上位変速段Ｈｕへの切り替えを促す指示を行う。具体的には、表示部１１が備える液晶ディスプレイに、上向き矢印を表示するとともに「ＵＰ」の文字を表示する。そして、本フローチャートの処理を終了する。

なお、上述したステップＳ１１０が、請求項中の変速段検出手段に相当し、ステップＳ１４０が、請求項中の負荷係数検出手段に相当し、ステップＳ２１０が、請求項中の加速度検出手段に相当し、ステップＳ２２０、Ｓ２３０が、請求項中の加速動作可否判定手段（即ち、ステップＳ２２０が請求項中の加速度低下量算出手段、ステップＳ２３０が請求項中の加速度差分判定手段にそれぞれ相当する）、に相当し、ステップＳ３１０が、請求項中の変速段切替可否判定手段に相当し、ステップＳ２４０が請求項中の相関情報更新手段に相当し、ステップＳ３２０が、請求項中の変速段切替指示手段に相当する。

また、上述したステップＳ１１０が、請求項中の変速段検出工程に相当し、ステップＳ１４０が、請求項中の負荷係数検出工程に相当し、ステップＳ２１０が、請求項中の加速度検出工程に相当し、ステップＳ２２０、Ｓ２３０が、請求項中の加速動作可否判定工程（即ち、ステップＳ２２０が加速度低下量算出工程、ステップＳ２３０が加速度差分判定工程にそれぞれ相当する）、に相当し、ステップＳ３１０が、請求項中の変速段切替可否判定工程に相当する。

なお、本実施形態において、ステップＳ２４０を備えることにより自動車の走行中における加速度相関情報Ｄ２の更新を可能としているが、これに限らず、予め作成した加速度相関情報を更新せずに用いる構成であってもよい。

また、ステップＳ３２０において、上位変速段Ｈｕへの切り替えを促す指示を行うものであるが、これに限らず、請求項中の変速段切替手段に相当する、変速機の変速段を現変速段Ｈｐから上位変速段Ｈｕに切り替える処理を行ってもよい。

また、ステップＳ１８０において、変速段切替範囲を度数平均値Ｘ以上の範囲にしているが、これに限らず、例えば、度数平均値Ｘに０．８を掛けた値以上の範囲や、度数Ｍが所定の値以上（例えば、１００）の範囲とするなど、変速段切替制御装置の構成や、それが搭載される自動車等に合わせて適宜調整してもよい。

また、ステップＳ１８０において、上位エンジン回転数Ｎｕによって指定される上位度数分布表Ｔｕのエンジン回転数Ｎの階級における度数平均値Ｘのみ比較に用いているが、これに限らず、複数のエンジン回転数Ｎの階級における度数平均値Ｘを比較に用いてもよい。具体的には、（ｉ）ステップＳ１５０で算出された上位エンジン回転数Ｎｕによって指定される上位度数分布表Ｔｕのエンジン回転数Ｎの階級（以下、中央階級）より１つ下の階級（以下、下階級）及び該下階級において現負荷係数γｐを維持するように選択されたアクセル開度βの階級が交差する欄の度数Ｍ１と、該下階級における度数平均値Ｘ１と、を比較して、度数Ｍ１が度数平均値Ｘ１以上だったときステップＳ２００に進む。（ｉｉ）前記比較において度数Ｍ１が度数平均値Ｘ１未満のとき、上述の度数Ｍと度数平均値Ｘとを比較して、度数Ｍが度数平均値Ｘ以上だったときステップＳ２００に進む。（ｉｉｉ）前記比較において度数Ｍが度数平均値Ｘ未満のとき、上述の中央階級より１つ上の階級（以下、上階級）及び該上階級において現負荷係数γｐを維持するように選択されたアクセル開度βの階級が交差する欄の度数Ｍ２と、該上階級における度数平均値Ｘ２と、を比較して、度数Ｍ２が度数平均値Ｘ２以上だったときステップＳ２００に進み、それ以外のとき上記フローチャートの処理を終了する。このようにすることで、より広いエンジン回転数の範囲で上位変速段への切替の判定を行うことができ、変速段切替の精度を向上させることができる。

また、ステップＳ１１０〜Ｓ１８０において、度数分布表を用いて、現速度Ｖｐ及び現負荷係数γｐを維持したまま走行中の現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えることが可能か否かを判定する処理を行っているが、これに限定するものではなく、同様の処理を行うものであれば、度数分布表を用いない他の処理、例えば、特許文献１に示されるファジィ化ニューロを用いた処理等であってもよい。

変速段判定装置２は、自動車の現速度Ｖｐ、現エンジン回転数Ｎｐ、及び、現アクセル開度βｐを検出して走行中のギヤ比Ｇ（以下、現ギヤ比Ｇｐ）を算出したのち、この現ギヤ比Ｇｐから現変速段Ｈｐを判定して、変速段切替制御装置３に、判定した現変速段Ｈｐを通知するものである。

変速段判定装置２は、図示しないマイクロコンピュータ（以下、μＣＯＭ）を備えている。このμＣＯＭには、それが備える入力インタフェースを介して上述の車速パルスＰ１及び回転数パルスＰ２が供給されており、また、μＣＯＭが備える通信インタフェースを介して変速段切替制御装置３と接続されており、現変速段Ｈｐに関する変速段情報Ｊを変速段切替制御装置３に向けて送信（通知）する。

このμＣＯＭは、変速段切替制御装置３におけるマイクロコンピュータ１０と同様に、これら、車速パルスＰ１及び回転数パルスＰ２に基づいて、現速度Ｖｐ及び現エンジン回転数Ｎｐを検出したのち、現速度Ｖｐ及び現エンジン回転数Ｎｐに基づいて現ギヤ比Ｇｐを算出する（Ｇｐ＝Ｖｐ÷Ｎｐ）。そして、μＣＯＭは、各変速段に対応して予め定められた基準ギヤ比範囲と算出した現ギヤ比Ｇｐとを比較し、基準ギヤ比範囲に現ギヤ比Ｇｐが含まれれば、それに対応する変速段を現変速段Ｈｐとして変速段情報Ｊを生成し、変速段切替制御装置３へ送信する。

なお、本実施形態においては、変速段判定装置２は、現速度Ｖｐ及び現エンジン回転数Ｎｐを検出し、それらに基づいて現変速段Ｈｐを判定するものであったが、これに限らず、例えば、シフトノブの位置及びクラッチ接続状態を監視して現変速段Ｈｐを判定するなど、変速段切替制御装置３に対して現変速段Ｈｐを通知できるものであればその構成は任意である。

次に、変速段切替制御装置３における変速段切替制御動作の一例について、図１０〜図１３を参照して説明する。

変速段切替制御装置３は、変速段判定装置２から送信された変速段情報Ｊを受信して、該変速段情報Ｊに含まれる現変速段Ｈｐを検出し、この検出と同期して、現速度Ｖｐ、現エンジン回転数Ｎｐ、及び、現アクセル開度βｐを検出する。例として、このとき検出した値をそれぞれ、現変速段Ｈｐ＝３速、現速度Ｖｐ＝５８．８ｋｍ／ｈ、現エンジン回転数９８０ｒｐｍ、現アクセル開度βｐ＝２８％とする。また、直前に検出された速度Ｖ０＝５８．０ｋｍ／ｈとして、以下の説明を行う。

そして、ＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶されている複数の度数分布表情報Ｄ１のうち、検出された現変速段Ｈｐ（即ち、３速）に対応して設けられた度数分布表情報Ｄ１（図１０）の度数分布表Ｔ（即ち、現度数分布表Ｔｐ）において、同じく検出された現エンジン回転数Ｎｐによって指定されるエンジン回転数Ｎの階級（即ち、図１０のエンジン回転数９８０ｒｐｍの階級）及び同じく検出された現アクセル開度βｐによって指定されるアクセル開度βの階級（即ち、図１０のアクセル開度２８％の階級）が交差する欄の度数Ｍを１増加する（即ち、「５０」を「５１」に更新する）。そして、上述のエンジン回転数Ｎの階級の度数平均値Ｘを再計算する。

そして、現アクセル開度βｐ及び現エンジン回転数Ｎｐから現負荷係数γｐを算出する（γｐ＝２８÷９８０＝０．０２８６）。そして、ＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶されている複数の度数分布表情報Ｄ１のうち現変速段Ｈｐより１つ上の上位変速段Ｈｕ（即ち、４速）に対応して設けられた度数分布表情報Ｄ１に含まれるギヤ比Ｇ（即ち、上位ギヤ比Ｇｕ＝０．０７０）及び現速度Ｖｐから、現速度Ｖｐを維持したまま上位変速段Ｈｕに切り替えたときの上位エンジン回転数Ｎｕを算出する（Ｎｕ＝５８．８÷０．０７０＝８４０ｒｐｍ）。そして、上位エンジン回転数Ｎｕ及び現負荷係数γｐから、現負荷係数γｐを維持したまま上位変速段Ｈｕに切り替えたときの上位アクセル開度βｕを算出する（βｕ＝０．０２８６×８４０＝２４．０）。

そして、ＥＥＰＲＯＭ１０ｄに記憶されている複数の度数分布表情報Ｄ１のうち現変速段Ｈｐより１つ上の上位変速段Ｈｕ（即ち、４速）に対応して設けられた度数分布表情報Ｄ１（図１１）に含まれる度数分布表Ｔ（即ち、上位度数分布表Ｔｕ）において、算出された上位エンジン回転数Ｎｕによって指定されるエンジン回転数Ｎの階級（即ち、図１１のエンジン回転数８３０ｒｐｍの階級）及び算出された上位アクセル開度βｕによって指定されるアクセル開度βの階級（即ち、図１１のアクセル開度２４％の階級）が交差する欄の度数Ｍ（＝３０）と、上位エンジン回転数Ｎｕによって指定されるエンジン回転数Ｎの階級における度数平均値Ｘ（＝１５）とを比較する。度数Ｍが度数平均値Ｘ以上であるので、次の動作（加速動作可否判定動作）に移る。また、このとき度数Ｍが度数平均値Ｘ未満であれば、運転者に対して変速段の切り替えを指示することなく動作を終了する。

加速動作可否判定動作では、現速度Ｖｐとその直前に検出された速度Ｖ０との差分を取って、現加速度Ｋｐを算出する（Ｋｐ＝５８．８−５８．０＝０．８０）。

そして、現変速段Ｈｐに対応する加速度相関情報Ｄ２（図１２）において、現負荷係数γｐを間に挟む２つの段階（即ち、図１２の段階３、４）の負荷係数中心値γｃ及び平均加速度Ｋａから、現変速段Ｈｐにおける平均加速度Ｋ１を算出する。即ち、図９に模式的に示される相関グラフＣｐの点Ａ１（０．０２５、０．７５）、及び、点Ｂ１（０．０３５、１．２８）を通る一次関数は［Ｙ＝５３Ｘ−０．５７５］となり、この一次関数に現負荷係数γｐを代入して、平均加速度Ｋ１を算出する（Ｋ１＝０．９４）。

そして、上位変速段Ｈｕに対応する加速度相関情報Ｄ２（図１３）において、現負荷係数γｐを間に挟む２つの段階（即ち、図１３の段階３、４）の負荷係数中心値γｃ及び平均加速度から、上位変速段Ｈｕにおける平均加速度Ｋ２を算出する。即ち、図９に模式的に示される相関グラフＣｕの点Ａ２（０．０２５、０．２５）、及び、点Ｂ２（０．０３５、０．７８）を通る一次関数は［Ｙ＝５３Ｘ−１．０７５］となり、この一次関数に現負荷係数γｐを代入して、平均加速度Ｋ２を算出する（Ｋ２＝０．４４）。

そして、平均加速度Ｋ１から平均加速度Ｋ２を引いて、加速度低下量Ｋｇを算出し（Ｋｇ＝０．９４−０．４４＝０．５０）、そして、現加速度Ｋｐと加速度低下量Ｋｇとを比較すると、現加速度Ｋｐの方が大きいので、上位変速段Ｈｕに切り替えても加速が可能であるものとして、表示部１１に上向き矢印と表示するとともに「ＵＰ」の文字を表示し、運転者に対して変速段の切り替え（シフトアップ）を指示する。また、このとき、現加速度Ｋｐが加速度低下量Ｋｇ以下であるときは、運転者に対して変速段の切り替えを指示しない。そして、現変速段Ｈｐに対応する加速度相関情報Ｄ２において、現負荷係数γｐが属する段階（即ち、図１２の段階３）の平均加速度Ｋａ及び標本個数ｎを更新する。

また、現変速段Ｈｐにおいて、現アクセル開度βｐ及び現加速度Ｋｐを所定の間隔（例えば、０．５秒）で測定（算出）し、現アクセル開度βｐが所定の切替範囲（例えば、９０％以上）であり且つ現加速度Ｋｐが負の値（Ｋｐ＜０）となる状態が、所定の回数（例えば、２回）連続したとき、アクセルを踏み込んでいるにもかかわらず速度が低下しているものと判断して、表示部１１に下向き矢印を表示するとともに「ＤＯＷＮ」の文字を表示して、運転者に対して変速段の切り替え（シフトダウン）を指示する。

以上より、本発明によれば、自動車の現負荷係数γｐ、現変速段Ｈｐに対応して設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する加速度相関情報Ｄ２、現変速段Ｈｐの１つ上の上位変速段Ｈｕに対応して設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する加速度相関情報Ｄ２、並びに、自動車の現加速度Ｋｐ、に基づいて、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えたときに加速動作が可能か否かを判定し、この判定に基づいて、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替え可能か否かを判定するので、加速動作ができなくなるような不適切な変速段の切り替え判定を防止できる。

また、自動車の現負荷係数γｐ、現変速段Ｈｐに対応して設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する加速度相関情報Ｄ２、並びに、現変速段Ｈｐの１つ上の上位変速段Ｈｕに対応して設けられた負荷係数及び加速度の関係に関する加速度相関情報Ｄ２、に基づいて、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えたときの加速度低下量Ｋｇを求め、自動車の現加速度Ｋｐとこの加速度低下量Ｋｇとの差分に基づいて、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えたときに加速動作が可能か否かを判定するので、簡易な数値演算によって現変速段Ｈｐを１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えたときの加速動作の可否を判定することができ、そのため、加速動作ができなくなるような不適切な変速段の切り替え判定を容易に防止できる。

また、現負荷係数γｐ及び現加速度Ｋｐに基づいて、現変速段Ｈｐに対応して設けられた加速度相関情報Ｄ２を更新することができるので、現在の自動車の状態に適応した負荷係数及び加速度の関係に関する相関情報を得ることができ、そのため、荷物の積載量や経時劣化等によって変化する自動車の状態に合わせて相関情報を調整する必要が無くなり、また、予め相関情報を作成する必要が無くなり、したがって、コストダウンに貢献できるとともに、汎用性が向上して自動車を選ばず搭載することができる。

また、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えることが可能と判定されたとき、現変速段Ｈｐから１つ上の上位変速段Ｈｕへの切り替えを促す指示を行うので、運転者に省燃費運転のための変速段の切り替えを促すことができ、運転者を支援して運転時の負担を軽減することができる。

なお、本実施形態においては、変速段の切り替えを促す装置であったが、これに限定するものではなく、例えば、変速機が備える変速段を自動的に上位変速段に切り替える装置であってもよい。このようにすることで、現変速段Ｈｐをその１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えることが可能と判定されたとき、現変速段Ｈｐを１つ上の上位変速段Ｈｕに切り替えるので、運転者の操作によらずに省燃費運転のための変速段の切り替えを行うことができ、運転者を支援して運転時の負担を軽減することができる。

また、変速段切替制御装置３は、運転支援装置１に組み込まれるものであったが、これに限らず、例えば、自動車の走行状態を監視するデジタルタコグラフ装置やカーナビゲーション装置などにも組み込みが可能である。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の変速段切替制御装置の基本構成図である。 本発明の一実施形態を示す変速段切替制御装置を備える運転支援装置の構成図である。 図２の変速段切替制御装置の構成図である。 図３のＥＥＰＲＯＭのメモリマップである。 図４の度数分布表情報の一例を示す図である。 図４の加速度相関情報の一例を示す図である。 本発明の変速段切替制御装置が備えるＣＰＵにおける変速段切替制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の変速段切替制御装置が備えるＣＰＵにおける変速段切替制御処理の一例を示すフローチャート（続き）である。 加速度相関情報における負荷係数及び平均加速度との関係を示す相関グラフである。 現変速段に対応する度数分布表情報を示す説明図である。 上位変速段に対応する度数分布表情報を示す説明図である。 現変速段に対応する加速度相関情報を示す説明図である。 上位変速段に対応する加速度相関情報を示す説明図である。 従来の変速段切替制御装置の構成図である。

符号の説明

１ 運転支援装置
２ 変速段判定装置
３ 変速段切替制御装置
１０ａ ＣＰＵ
１０ｄ ＥＥＰＲＯＭ
１０ａ１ 変速段検出手段（ＣＰＵ）
１０ａ２ 負荷係数検出手段（ＣＰＵ）
１０ａ３ 加速度検出手段（ＣＰＵ）
１０ａ４ 加速動作可否判定手段（ＣＰＵ）
１０ａ４１ 加速度低下量算出手段（ＣＰＵ）
１０ａ４２ 加速度差分判定手段（ＣＰＵ）
１０ａ５ 変速段切替可否判定手段（ＣＰＵ）
１０ａ６ 相関情報更新手段（ＣＰＵ）
１０ａ７ 変速段切替指示手段（ＣＰＵ）
１０ａ８ 変速段切替手段（ＣＰＵ）
１０ｄ１ 相関情報記憶手段（ＥＥＰＲＯＭ）

Claims (7)

1. 変速機が備える複数の変速段が切り替えられて走行する自動車で用いられ、省燃費運転のために走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替制御装置において、
   前記複数の変速段毎に対応して設けられた前記自動車の負荷係数及び加速度の関係に関する複数の相関情報が記憶されている相関情報記憶手段と、
   前記自動車の走行中の前記変速段を検出する変速段検出手段と、
   前記自動車の走行中の前記負荷係数を検出する負荷係数検出手段と、
   前記自動車の走行中の前記加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記負荷係数検出手段によって検出された前記負荷係数、前記相関情報記憶手段に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段に対応した１つの前記相関情報、前記相関情報記憶手段に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段の１つ上の前記変速段に対応した１つの前記相関情報、及び、前記加速度検出手段によって検出された前記加速度、に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときに前記自動車の加速動作が可能か否かを判定する加速動作可否判定手段と、
   前記加速動作可否判定手段による前記自動車の加速動作が可能か否かの判定に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替可否判定手段と、を有している
   ことを特徴とする変速段切替制御装置。
2. 前記加速動作可否判定手段が、前記負荷係数検出手段によって検出された前記負荷係数、前記相関情報記憶手段に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段に対応した１つの前記相関情報、及び、前記相関情報記憶手段に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段の１つ上の前記変速段に対応した１つの前記相関情報、に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときの加速度低下量を算出する加速度低下量算出手段と、前記加速度低下量算出手段によって算出された前記加速度低下量、及び、前記加速度検出手段によって検出された前記加速度、の差分に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときに前記自動車の加速動作ができるか否かを判定する加速度差分判定手段と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の変速段切替制御装置。
3. 前記負荷係数検出手段によって検出された前記負荷係数、及び、前記加速度検出手段によって検出された前記加速度に基づいて、前記相関情報記憶手段に記憶された複数の前記相関情報のうち前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段に対応した１つの前記相関情報を更新する相関情報更新手段を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速段切替制御装置。
4. 前記変速段切替可否判定手段によって走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能と判定されたとき、走行中の前記変速段からその１つ上の前記変速段に切り替えを促す指示を行う変速段切替指示手段を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の変速段切替制御装置。
5. 前記変速段切替可否判定手段によって走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能と判定されたとき、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替える変速段切替手段を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の変速段切替制御装置。
6. 変速機が備える複数の変速段が切り替えられて走行する自動車で用いられ、省燃費運転のために走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替制御方法であって、
   前記自動車の走行中の前記変速段を検出する変速段検出工程と、
   前記自動車の走行中の負荷係数を検出する負荷係数検出工程と、
   前記自動車の走行中の加速度を検出する加速度検出工程と、
   前記負荷係数検出工程で検出された前記負荷係数、前記変速段検出工程で検出された走行中の前記変速段に対応して予め設けられた前記負荷係数及び前記加速度の関係に関する相関情報、前記変速段検出工程で検出された走行中の前記変速段の１つ上の前記変速段に対応して設けられた前記相関情報、及び、前記加速度検出工程で検出された前記加速度、に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときに前記自動車の加速動作が可能か否かを判定する加速動作可否判定工程と、
   前記加速動作可否判定工程での前記自動車の加速動作が可能か否かの判定に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替可否判定工程と、を有していることを特徴とする変速段切替制御方法。
7. 変速機が備える複数の変速段が切り替えられて走行する自動車で用いられ、省燃費運転のために走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替制御装置のコンピュータを、
   前記自動車の走行中の前記変速段を検出する変速段検出手段と、
   前記自動車の走行中の負荷係数を検出する負荷係数検出手段と、
   前記自動車の走行中の加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記負荷係数検出手段によって検出された前記負荷係数、前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段に対応して予め設けられた前記負荷係数及び前記加速度の関係に関する相関情報、前記変速段検出手段によって検出された走行中の前記変速段の１つ上の前記変速段に対応して予め設けられた前記相関情報、及び、前記加速度検出手段によって検出された前記加速度、に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えたときに前記自動車の加速動作が可能か否かを判定する加速動作可否判定手段と、
   前記加速動作可否判定手段による前記自動車の加速動作が可能か否かの判定に基づいて、走行中の前記変速段をその１つ上の前記変速段に切り替えることが可能か否かを判定する変速段切替可否判定手段と、として機能させることを特徴とする変速段切替制御プログラム。

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