特許 6540163 道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6540163

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法

(51)【国際特許分類】

   B60W 40/076 20120101AFI20190628BHJP

   F16H 59/66 20060101ALI20190628BHJP

   F16H 61/682 20060101ALI20190628BHJP

【ＦＩ】

   B60W40/076

   F16H59/66

   F16H61/682

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-72646(P2015-72646)

(22)【出願日】2015年3月31日

(65)【公開番号】特開2016-190601(P2016-190601A)

(43)【公開日】2016年11月10日

【審査請求日】2018年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(74)【代理人】

【識別番号】100138287

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 功

(74)【代理人】

【識別番号】100163061

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】神田 好崇

【審査官】 鶴江 陽介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２５０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１０５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−４７６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第８５９４８８７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／００−１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００−５０／１６

Ｂ６０Ｌ １／００−１５／４２

Ｂ６０Ｌ ５０／００−５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路の推定勾配を車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定する勾配推定手段と、該推定勾配の変化量が予め定められた制限値を超える場合には、該推定勾配に対して該変化量を該制限値以下に制限する補正をした補正勾配を得る補正手段と、を備え、
前記変化量が前記制限値以下の場合には、道路勾配の推定値を前記推定勾配にし、前記変化量が前記制限値を超える場合には、道路勾配の推定値を前記補正勾配にする道路勾配推定装置において、
前記車両の停止指令を受信してから前記車両が停車するまでの間に、又は前記車両の速度が予め定められた低速度以下の状態で予め定められた時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づくか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段により、前記車両が停車するまでの間に、又は前記時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づかないと判定した場合には、前記補正手段による前記推定勾配の補正を禁止して、道路勾配の推定値を前記推定勾配にする構成にしたことを特徴とする道路勾配推定装置。

【請求項2】

前記判定手段により、前記車両が停車するまでの間に、又は前記時間が経過するまでの
間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づかないと判定した場合には、前記補正手段による前記推定勾配の補正を禁止する代わりに、前記勾配推定手段による前記推定勾配の推定を禁止して、道路勾配の推定値を予め定められた設定値にする構成にした請求項１に記載の道路勾配推定装置。

【請求項3】

前記車両に搭載された変速機の発進段が、前記車両の発進時に前記推定値に基づいて選択される構成であり、
前記設定値を、前記車両の車両重量に応じて設定されて、前記車両が発進する際に前記変速機の発進段を道路勾配が道路最大勾配の場合に前記車両を発進可能なギヤ段にする値に設定した請求項２に記載の道路勾配推定装置。

【請求項4】

前記補正手段を、予め定められた前記車両の走行距離の単位距離における前記変化量が前記制限値を超える場合には、該変化量を該制限値以下に制限する補正をする構成にした請求項１〜３のいずれか１項に記載の道路勾配推定装置。

【請求項5】

前記判定手段を、前記車両が停車するまでの間に、又は前記時間が経過するまでの間に、前記推定勾配と前記補正勾配との差の絶対値が予め設定される判定値以上となった場合に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づかないと判定する構成にした請求項１〜４のいずれか１項に記載の道路勾配推定装置。

【請求項6】

道路の推定勾配を車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定すると共に、該推定勾配の変化量が予め定められた制限値を超える場合には、該推定勾配に対して該変化量を該制限値以下に制限する補正をした補正勾配を得る道路勾配推定方法において、
前記車両の停止指令を受信してから前記車両が停車するまでの間に、又は前記車両の速度が予め定められた低速度以下の状態で予め定められた時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づくか否かを判定し、
前記車両が停車するまでの間に、又は前記時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づかないと判定した場合には、前記推定勾配を前記補正勾配に補正することを禁止して、道路勾配の推定値を前記推定勾配にすることを特徴とする道路勾配推定方法。

【請求項7】

前記車両が停車するまでの間に、又は前記時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づかないと判定した場合には、前記推定勾配を前記補正勾配に補正することを禁止することに代えて、前記推定勾配を推定することを禁止して、道路勾配の推定値を予め定められた設定値にする請求項６に記載の道路勾配推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法に関し、より詳細には、予期せぬ外乱の影響を排除して道路勾配の推定値を精度良く推定できると共に、その外乱の影響の排除に伴う誤推定を防止できる道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の走行中には、車両の加減速制御、回生制御、及びブレーキ制御の最適化のため、また、車両の発進時には、変速段の発進段の最適化のため、車両の走行している、あるいは停車している道路勾配を精度良く推定することが必要となる。

【0003】

道路勾配を推定する方法としては、車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定する方法が一般的である。この推定方法は、例えば、重力センサ（Ｇセンサ）で取得した車両に掛かる力成分のうちの路面に平行な成分、すなわち車両に掛かる前後方向成分から、車輪速度センサで取得した車両の実際の加速度成分を減算して算出された車両の前後方向に掛かる重力加速度成分に基づいて道路勾配を推定する方法である。なお、車両に掛かる前後方向成分には道路勾配による重力加速度成分や車両の加速度による加速度成分を例示できる。

【0004】

しかし、このように推定された推定勾配は、様々な外乱の影響を受けると、実際の道路勾配の値からかけ離れた値になる場合がある。この外乱としては、路面状況の変化や、運転者による操舵装置の操作による遠心加速度の変化により、車両の前後方向成分が変化することに基づく予測できない外乱、並びに、車両の加速時に生じる後傾（スクォート）、車両の減速時に生じる前傾（ダイブ）、変速装置の切り換え時に生じる変速ショック、及び車両の振動により車両の前後方向成分が変化することに基づく、別途センサを設けることで予測できる外乱を例示できる。

【0005】

これに関連して、車両の駆動力から求まる基準加速度と車速の変化量に基づいて求まる実加速度とから前記車両が走行している道路の勾配を推定する道路勾配推定装置において車両で制動操作された際に推定された推定勾配の信頼度を求め、その信頼度が低いと判断した場合には、道路勾配の推定を禁止する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0006】

しかし、この装置においては、車両の走行中に推定された推定勾配の信頼度が低い場合に、道路勾配の推定を一時的に禁止し、再度道路勾配の推定を再開する構成のため、その推定を一時的に禁止した間に車両が停車し、発進した場合には、道路勾配に基づいた変速機の発進段を選択できない。

【0007】

また、車両に制動力が掛かった場合に、すなわち外乱のうちでも予測できる外乱が生じた場合に、推定勾配の信頼度の判定を行う構成のため、路面状況の変化や、運転者による操舵装置の操作による遠心加速度の変化により車両の前後方向成分が変化するような予測できない外乱に対してはその影響を排除していない。

【0008】

上記の装置に対して、外乱による影響を排除するためには、推定勾配を補正して、実際の道路勾配に近づける方法が望ましく、特に予測できない外乱の影響を排除するためには、外乱により推定勾配の変化量が閾値以上となる場合には、その変化量に制限を設けることで、外乱による影響を排除するような補正をすることが望ましい。

【0009】

一方で、そのような補正を行うことで、推定勾配と補正して得られた補正勾配との間の値の乖離が大きくなった状態で車両が停車すると、補正勾配が実際の道路勾配の値からかけ離れる虞がある。これは、推定勾配を補正して得られた補正勾配が、推定勾配に近づくためには時間が掛かるためである。結果、予期しない外乱が生じたときには、補正した補正勾配の値がずれてしまい、それが車両の停車時に正常に戻る際に、補正によってずれた値から復帰できない場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１０−２４１２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、予期せぬ外乱の影響を排除して道路勾配の推定値を精度良く推定できると共に、その外乱の影響の排除に伴う誤推定を防止できる道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記の課題を解決するための本発明の道路勾配推定装置は道路の推定勾配を車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定する勾配推定手段と、該推定勾配の変化量が予め定められた制限値を超える場合には、該推定勾配に対して該変化量を該制限値以下に制限する補正をした補正勾配を得る補正手段と、を備え、前記変化量が前記制限値以下の場合には、道路勾配の推定値を前記推定勾配にし、前記変化量が前記制限値を超える場合には、道路勾配の推定値を前記補正勾配にする道路勾配推定装置において、前記車両の停止指令を受信してから前記車両が停車するまでの間に、又は前記車両の速度が予め定められた低速度以下の状態で予め定められた時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づくか否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段により、前記車両が停車するまでの間に、又は前記時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づかないと判定した場合には、前記補正手段による前記推定勾配の補正を禁止して、道路勾配の推定値を前記推定勾配にする構成にしたことを特徴とするものである。

【0013】

また、上記の課題を解決するための本発明の道路勾配推定方法は、道路の推定勾配を車両に掛かる前後方向成分に基づいて推定すると共に、該推定勾配の変化量が予め定められた制限値を超える場合には、該推定勾配に対して該変化量を該制限値以下に制限する補正をした補正勾配を得る道路勾配推定方法において、前記車両の停止指令を受信してから前記車両が停車するまでの間に、又は前記車両の速度が予め定められた低速度以下の状態で予め定められた時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づくか否かを判定し、前記車両が停車するまでの間に、又は前記時間が経過するまでの間に、前記補正勾配が前記推定勾配に近づかないと判定した場合には、前記推定勾配を前記補正勾配に補正することを禁止して、道路勾配の推定値を前記推定勾配にすることを特徴とする方法である。

【発明の効果】

【0014】

本発明の道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法によれば、予期せぬ外乱が発生して推定した推定勾配の変化量が制限値を超える場合には、その変化量を制限値以下にする補正をした補正勾配を推定値とすることで、予期せぬ外乱の影響を排除して道路勾配の推定値を精度良く推定できると共に、その補正をすることで生じる推定勾配と補正勾配とのずれが解消されない、すなわち推定勾配と補正勾配とが近づかない場合には、推定勾配を補正勾配に補正することを禁止することで、外乱の影響を排除するための補正をすることを原因とする誤推定を防止できる。

【0015】

特に、車両の停車直前に、推定勾配と補正勾配とが大きくずれていた場合に、そのずれが解消されないまま車両が停車すると、車両の発進時に使用される道路勾配の推定値は実際の値とかけ離れる虞がある。しかし、本発明によれば、推定勾配と補正勾配とのずれが車両の停車までの間に解消されない場合には、推定勾配に補正をすることを禁止するので、道路勾配の推定値の精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の道路勾配推定装置の実施形態を例示する説明図である。

【図2】図１の勾配推定手段を例示するブロック図である。

【図3】図１の補正手段を例示するブロック図である。

【図4】本発明の道路勾配推定方法の実施形態を例示するフローチャートである。

【図5】勾配がゼロの平坦な道路を走行している車両が停車するまでの推定勾配と補正勾配との推移を例示するマップである。

【図6】本発明の道路勾配推定方法の実施形態の別形態を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の道路勾配推定装置及び道路勾配推定方法について説明する。図１は、本発明の実施形態の道路勾配推定装置３０の構成を例示している。この道路勾配推定装置３０は、車両１０に搭載されて、車両１０の走行している道路勾配の推定値θｚを得るためのものである。

【0018】

車両１０には、シャーシ１１の前方側に運転室（キャブ）１２が配置され、シャーシ１１の後方側にボディ１３が配置されている。

【0019】

この車両１０においては、キャブ１２に搭乗した運転者がアクセルペダル１４及びシフトレバー１５を操作すると、図示しない制御装置がエンジン１６、動力伝達装置（クラッチ）１７、及び変速機１８を制御する。その制御により、エンジン１６から出力された動力を、動力伝達装置１７を経由して変速機１８に伝達し、更に、変速機１８より推進軸１９を介して差動装置２０に伝達して、差動装置２０より駆動軸２１を介して後輪（駆動輪）２２に伝達して、走行している。また、走行中に、運転者がステアリング２３を操作して、図示しないステアリングシステムを経由して右前輪２４ａ（図示しない左前輪２４ｂ）が操舵されると、車両１０の進行方向が変わる。

【0020】

このような車両１０の加減速制御、回生制御、及びブレーキ制御の最適化のためには、あるいは、車両の発進時の変速機１８の発進段の最適化のためには、車両１０の走行している道路勾配を精度良く推定することが求められている。そこで、上記の車両１０においては、道路勾配推定装置３０を備えて、走行中に道路勾配を推定している。

【0021】

道路勾配推定装置３０は、電子計算機３１、Ｇセンサ３２、車輪速度センサ３３ａ（図示しない３３ｂ）、及び操舵角センサ３４を備えている。

【0022】

電子計算機３１は、勾配推定手段３５と、補正手段３６とを有しており、車両１０の走行中に逐次、勾配推定手段３５と補正手段３６とを実行して道路勾配を推定して推定値θｚを得ている。なお、勾配推定手段３５及び補正手段３６としては、電子計算機３１に記憶され、実行されるプログラムを例示できる。

【0023】

Ｇセンサ３２は、車両１０に掛かる成分のうちの路面に平行な成分、すなわち車両１０に掛かる前後方向成分Ｇｓを取得し、車輪速度センサ３３ａは右前輪２４ａの右車輪速度
Ｖａ、車輪速度センサ３３ｂは左前輪２４ｂの左車輪速度Ｖｂを取得している。また、操舵角センサ３４は、運転者のステアリング２３の操作による右前輪２４ａ及び左前輪２４ｂの操舵角θｎを取得している。なお、車輪速度センサ３３ａ、３３ｂの代わりに推進軸１９の回転数に基づいて車両１０の速度を検出する車速センサを用いてもよい。

【0024】

勾配推定手段３５は、Ｇセンサ３２の検出値である車両１０に掛かる力の前後方向成分Ｇｓと、車輪速度センサ３３ａ、３３ｂの検出値である右車輪速度Ｖａ及び左車輪速度Ｖｂとを取得して、車両１０に掛かる前後方向成分Ｇｓと実際の車両１０の加速度成分Ａｖに基づいて道路勾配を推定して推定勾配θｘを得る手段である。

【0025】

補正手段３６は、勾配推定手段３５で推定された推定勾配θｘを取得し、推定勾配θｘに、推定勾配θｘの変化量（推定勾配θｘと前回の推定値θ（ｚ−１）の差分）が予め定められた制限値θａ以上の場合には、その変化量を制限値θａ以下に制限する補正をして補正勾配θｙを得る手段である。

【0026】

つまり、この補正手段３６は外乱の影響により推定手段３５で推定された推定勾配θｘが大きく変化した場合に、その外乱の影響を排除する手段である。なお、この補正手段３６で補正される外乱としては、路面状況の変化や、運転者によるステアリング２３の操作による遠心加速度の変化などの予測できない外乱を例示できる。

【0027】

制限値θａは、外乱などの影響により推定勾配θｘが大きく変動する場合に、すなわち変化量が大きくなった場合に、その外乱の影響を排除する値に設定されている。この実施形態では、予め定められた車両１０の走行距離における推定勾配θｘの変化量に対して制限値を設けている。

【0028】

例えば、道路勾配の変化量は、距離１ｍに対して１％を上限としている。そこで、制限値θａを１％に設定すると、車両１０の走行距離が１ｍにおける推定勾配θｘの変化量を最大で１％とすることにより、外乱の影響により変化量が１％を超えることを回避して、道路勾配の推定値θｚの推定精度を向上できる。なお、この制限値θａは上記の値に限定されるものではなく、外乱の影響を排除するものであればよい。

【0029】

なお、この勾配推定手段３５及び補正手段３６は、車両１０が単位距離（１ｍ）を進む間に推定勾配θｘ及び補正勾配θｙを算出している。但し、単位距離に限定されずに単位時間や車両１０の加速度及び速度の変化時にて随時算出してもよい。また、道路勾配推定装置３０は、電子計算機３１に車輪速度センサ３３ａ、３３ｂや操舵角センサ３４の検出値から遠心加速度により車両１０の前後方向に掛かる遠心加速度成分を算出し、補正勾配θｙとは別にその遠心加速度成分に基づいて推定勾配θｘを補正する手段を有してもよい。

【0030】

このように道路勾配推定装置３０は、推定勾配θｘの変化量が制限値θａ未満の場合には推定値θｚを推定勾配θｘにし、推定勾配θｘの変化量が制限値θａ以上の場合には推定値θｚを補正勾配θｙにして、予期せぬ外乱の影響を排除して道路勾配の推定値を精度良く得ることができる。

【0031】

一方で、補正手段３６の補正による推定勾配θｘの変化量の制限が強いため、その外乱の影響の排除に伴う誤推定を生じる虞がある。

【0032】

そこで、本発明の道路勾配推定装置３０は、車両１０の停止指令を受信してから車両１０が停車するまでの間に、補正勾配θｙが推定勾配θｘに近づくか否かを判定する判定手段３７を備え、判定手段３７により、車両１０が停車するまでの間に、補正勾配θｙが推定勾配θｘに近づかないと判定した場合には、補正手段３６による推定勾配θｘの補正を禁止して、道路勾配の推定値θｚを推定勾配θｘにするように構成される。なお、判定手段４７としては、電子計算機３１に記憶され、実行されるプログラムを例示できる。

【0033】

この判定手段３７を備えた道路勾配推定装置３０の行う道路推定方法について、図２及び図３に示すブロック図、並びに図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。

【0034】

まず、電子計算機３１は勾配推定手段３５による推定勾配θｘの推定を行う。

【0035】

図２に示すように、まず、ステップＳ１０では、右車輪速度Ｖａ及び左車輪速度Ｖｂを加算する。次いで、ステップＳ２０では、右車輪速度Ｖａ及び左車輪速度Ｖｂの平均値（車両１０の速度）Ｖを算出する。次いで、ステップＳ３０では、速度Ｖを時間で微分、すなわち速度Ｖの時間変化を算出して車両１０の実際の加速度成分Ａｖを算出する。

【0036】

次いで、ステップＳ４０では、前後方向成分Ｇｓから加速度成分Ａｖを減算して、重力加速度成分Ｇｒを算出する。次いで、ステップＳ５０では、重力加速度成分Ｇｒに重力加速度ｇを除算する。次いで、ステップＳ６０では、ステップＳ５０の結果に逆正弦関数（ｓｉｎ^−１）を用いて推定勾配θｘを算出する。

【0037】

次に、電子計算機３１は補正手段３６による補正勾配θｙの推定を行う。

【0038】

図３に示すように、まず、ステップＳ１００では、前回の道路勾配の推定値θ（ｚ−１）を取得する。次いで、ステップＳ１１０では、推定勾配θｘから前回の推定値θ（ｚ−１）を減算する。次いで、ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０の結果の絶対値を算出する。次いで、ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０の結果が制限値θａ未満か否かを判定し、その判定結果をステップＳ１４０に送る。

【0039】

ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０の結果が制限値θａ未満の場合には、推定勾配θｘを道路勾配の推定値θｚとして出力する。一方、ステップＳ１３０の結果が制限値θａ以上の場合には、ステップＳ１５０で前回の推定値θ（ｚ−１）に制限値θａを加算又は減算して補正勾配θｙを算出する。このステップＳ１５０では、推定勾配θｘから前回の推定値θ（ｚ−１）を減算した値が正であれば、制限値θａを減算し、負であれば、制限値θａを加算する。そして、ステップＳ１４０では、ステップＳ１５０の結果である補正勾配θｙを推定値θｚとして出力する。

【0040】

次に、電子計算機３１は判定手段３７による判定を行う。

【0041】

図４に示すように、まず、ステップＳ２００では、車両１０の停止指令を受信する。この停止指令としては、車両１０の速度Ｖが低速度Ｖｃ以下の場合に、運転者のブレーキペダルの操作やエンジンブレーキレバーの操作が行われたときを例示できる。また、車輪速度センサ３３ａ、３３ｂの検出値に基づく車両１０の加速度成分Ａｖが負、すなわち車両１０に制動力が働いて速度が減少する状態を停止指令としてもよい。

【0042】

次いで、ステップＳ２１０では、現在の車両１０の位置、加速度（フットブレーキやエンジンブレーキなどの制動力も含む）、及び車速に基づいて車両１０が停車するまでの停車距離Ｌを取得する。このステップＳ２１０における停車距離Ｌの取得は、これに限定されない。例えば、車両１０の加速度、車速、及び道路勾配に基づいたマップを参照してもよい。

【0043】

次いで、ステップＳ２２０では、車両１０が停車するまでの間に推定勾配θｘと補正勾
配θｙとが近づくか否か、すなわち推定勾配θｘと補正勾配θｙとの差分の絶対値が、停車するまでの停車距離Ｌと制限値θａとを乗算した値の絶対値未満になるか否かを判定する。停車距離Ｌと制限値θａとを乗算した値は、補正勾配θｙが停車するまでに変化できる最大値を示している。

【0044】

ステップＳ２２０で推定勾配θｘと補正勾配θｙとが近づくと判定すると、図２に示すステップＳ１０〜ステップＳ６０、次いで、図３のステップＳ１００〜ステップＳ１５０へ進み、次いで、ステップＳ２５０へ進む。ここでは、推定勾配θｘの変化量が制限値θａ未満の場合には推定値θｚを推定勾配θｘにし、推定勾配θｘの変化量が制限値θａ以上の場合には推定値θｚを補正勾配θｙにする。

【0045】

一方、ステップＳ２２０で推定勾配θｘと補正勾配θｙとが近づかないと判定されると、ステップ２３０に進む。次いで、ステップＳ２３０では、補正手段３６、すなわち図３に示すステップＳ１００〜ステップＳ１５０を禁止する。次いで、図２に示すステップＳ１０〜ステップＳ６０へ進み、次いで、ステップＳ２４０へ進む。ステップＳ２４０では、補正手段３６による補正が禁止されているので、道路勾配の推定値θｚを推定勾配θｘにする。

【0046】

次いで、ステップＳ２５０では、車両１０が停車したか否かを判定する。このステップＳ２５０で車両が停車したと判定した場合には、この道路勾配推定方法は完了する。

【0047】

一方、ステップＳ２５０で車両が停車していないと判定した場合には、ステップＳ２１０へ進み、順次進んでいく。

【0048】

上記の道路勾配推定装置３０及び道路勾配推定方法によれば、予期せぬ外乱が発生して推定した推定勾配θｘの変化量（推定勾配θｘ及び前回の道路勾配の推定値θ（ｚ−１）の差分）が制限値θａを超える場合には、その変化量を制限値θａ以下にする補正をした補正勾配θｙを推定値θｚとすることで、予期せぬ外乱の影響を排除して道路勾配の推定値θｚを精度良く推定できると共に、その補正をすることで生じる推定勾配θｘと補正勾配θｙとのずれが解消されない、すなわち推定勾配θｘと補正勾配θｙとが近づかない場合には、推定勾配θｘを補正勾配θｙに補正することを禁止することで、この補正を原因とする誤推定を防止できる。

【0049】

特に、車両１０の停車直前に、推定勾配θｘと補正勾配θｙとが大きくずれていた場合に、そのずれが解消されないまま車両１０が停車すると、車両１０の発進時に使用される道路勾配の推定値θｚは実際の値とかけ離れる虞がある。しかし、本発明によれば、推定勾配θｘと補正勾配θｙとのずれが車両１０の停車までの間に解消されない場合には、推定勾配θｘに補正をすることを禁止するので、道路勾配の推定値θｚの精度を向上できる。これにより、精度の高い推定値θｚに基づいて変速機１８の発進段を選択できるので、発進時のトルク不足などを回避できる。

【0050】

図５は、車両１０が停車するまで間の推定勾配θｘと補正勾配θｙとの推移を示している。なお、図５では、実際の道路勾配はゼロとする。また、操舵角センサ３４の検出値である操舵角をθｎとする。

【0051】

運転者がステアリング２３を操作して、右前輪２４ａ及び左前輪２４ｂが操舵されると車両１０に掛かる力の前後方向成分Ｇｓには遠心加速度により車両１０の前後方向に掛かる遠心加速度成分が追加される。結果、運転者のステアリング２３の操作が外乱となり、Ｇセンサ３２の検出値である前後方向成分Ｇｓは、その直進成分により増加する。

【0052】

結果、勾配推定手段３５で推定される推定勾配θｘは、負の値、すなわち下り勾配となる。推定勾配θｘが負であれば、補正手段３６で補正をして得られる補正勾配θｙも負の値、すなわち下り勾配となる。

【0053】

車両１０の停止指令を受信してから、車両１０が停車する直前に、すなわち車両１０の速度Ｖが低速度Ｖｃ以下になった場合に、推定勾配θｘと補正勾配θｙとの差が大きくなる。これは、車両１０の速度Ｖがゼロに近づくに連れて遠心加速度による直進成分が小さくなる、すなわち外乱の影響が小さくなるためである。

【0054】

外乱の影響が小さくなれば、推定勾配θｘは実際の道路勾配の値に近づいていく。一方、補正勾配θｙは車両１０が単位距離（１ｍ）を進むごとに制限値θａ分しか変化しない。従って、車両１０が停車するまでの間に推定勾配θｘと補正勾配θｙとの差分が停車距離Ｌと制限値θａとを乗算した値よりも大きい場合に、補正勾配θｙを道路勾配の推定値θｚとすると実際の値とは異なってしまう。

【0055】

つまり、この補正勾配θｙをそのまま推定値θｚとして使用すると車両１０は下り勾配で停車したと判定され、変速機１８の発進段は下り勾配用の発進段が選択されてしまう。図５の例では平坦な道路を説明したが、これが上り勾配の場合には、車両１０の発進時にトルク不足に陥る虞がある。

【0056】

そこで、本発明の道路勾配推定装置３０及び道路勾配推定方法によれば、このような場合には、補正手段３６による補正を禁止することで、道路勾配の推定値θｚを推定勾配θｘとして高精度に推定できる。これにより、実際の道路勾配に応じて変速機１８の発進段を選択できる。

【0057】

上記の道路勾配推定装置３０の判定手段３７においては、車両の速度Ｖが予め定められた低速度Ｖｃ以下の状態で予め定められた時間ｄが経過するまでの間に、補正勾配θｙが推定勾配θｘに近づくか否かを判定し、近づかない場合には、補正手段３６による補正を禁止する構成が望ましい。

【0058】

また、判定手段３７においては、推定勾配θｘと補正勾配θｙとの差の絶対値が予め設定される判定値θｃ以上となった場合に、補正勾配θｙが推定勾配θｘに近づかないと判定する構成が望ましい。

【0059】

この道路勾配推定方法の別形態について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。

【0060】

まず、ステップＳ３００では、車両１０の速度Ｖが低速度Ｖｃ以下か否かを判定する。低速度Ｖｃは、勾配推定手段３５の推定する推定勾配θｘが外乱による影響によりその変化量が小さくなる車速に設定されている。この低速度Ｖｃは予め実験や試験により外乱が生じていても推定勾配θｘが実際の道路勾配の値に近づく車速に設定される。このステップＳ３００で、速度Ｖが低速度Ｖｃ以下の場合には、ステップＳ３１０へ進み、一方、速度Ｖが低速度Ｖｃを超えている場合には、ステップＳ１０〜ステップＳ１５０を行って推定値θｚを算出してスタートへと戻る。

【0061】

次いで、ステップＳ３１０では、速度Ｖが低速度Ｖｃ以下になってからのカウント時間ｔのカウントを開始するために、カウント時間ｔのカウントをゼロにする。次いで、ステップＳ１０〜ステップＳ１５０を行って、ステップＳ２２０へ進む。

【0062】

次いで、ステップＳ３２０では、推定勾配θｘと補正勾配θｙとの差分が予め設定され
る判定値θｃを超えたか否かを判定する。判定値θｃは、低速度Ｖｃに基づいて設定される値である。この判定値θｃは低速度Ｖｃから車両１０が停車するまでの停車距離Ｌと制限値θａとを乗算した値として設定される。すなわち、車両１０の低速度Ｖｃ以下の速度Ｖから停車すると仮定して、その速度Ｖがゼロになるまで、つまり停車するまでの間に進める停車距離Ｌにおける補正勾配θｙの最大値を判定する値として設定される。また、この判定値θｃも低速度Ｖｃと同様に予め実験や試験により設定してもよい。

【0063】

このステップＳ３２０で推定勾配θｘと補正勾配θｙとの差分が判定値θｃを超えた場合には、ステップＳ３３０へ進み、一方推定勾配θｘと補正勾配θｙとの差分が判定値θｃ以下の場合には、ステップＳ１０〜ステップＳ１５０へ進み、スタートへ戻る。

【0064】

次いで、ステップＳ３３０では、推定勾配θｘと補正勾配θｙとの差分が判定値θｃを超えたカウント時間ｔのカウントを開始する。次いで、ステップＳ３４０では、カウント時間ｔが予め定められた時間ｄが経過したか否かを判定する。時間ｄは、例えば、２秒〜５秒に設定される。このステップＳ３４０で、カウント時間ｔが時間ｄを経過していない場合には、ステップＳ１０〜ステップＳ１５０を行ってからステップＳ３２０へ進む。一方、カウント時間ｔが時間ｄを経過した場合には、ステップＳ３５０へ進む。

【0065】

次いで、ステップＳ３５０では、補正手段３６、すなわちステップＳ１００〜ステップＳ１５０を禁止する。--次いで、ステップＳ１０〜ステップＳ６０を行って、ステップＳ３６０へ進む。次いで、ステップＳ３６０では、補正手段３６による補正が禁止されているので、道路勾配の推定値θｚを推定勾配θｘにして、スタートへと戻る。

【0066】

この道路勾配推定装置３０及び道路勾配推定方法によれば、前述した効果と同様の効果を得ることができると共に、車両１０が低速度Ｖｃ以下の速度Ｖになってから、加速する場合に、変速機１８の変速段を実際の道路勾配に応じて選択できるので、トルク不足や加速性能の低下を回避できる。

【0067】

更に、上記の道路勾配推定装置３０においては、判定手段３７により、車両１０が停車するまでの間に、又は時間ｄが経過するまでの間に、補正勾配θｙが推定勾配θｘに近づかないと判定した場合には、勾配推定手段３５による推定勾配θｘの推定を禁止して、道路勾配の推定値θｚを予め定められた設定値θ０にすることが望ましい。

【0068】

具体的には、判定手段３７で補正勾配θｙが推定勾配θｘに近づかないと判定した場合には、図４のフローチャートに示すステップＳ２３０、ステップＳ１０〜ステップＳ６０、及びステップＳ２４０の代わりに、設定値θ０を設定するステップを行う。また、図５のフローチャートに示すステップＳ３５０、ステップＳ１０〜ステップＳ６０、及びステップＳ３６０の代わりに、設定値θ０を設定するステップを行う。

【0069】

設定値θ０は車両１０が発進する際に変速機１８の発進段を予め設定されたギヤ段にする値に設定されることが好ましく、より具体的には、車両重量に応じた変速機１８のデフォルトの発進段、つまり実際の勾配によらずに確実に車両１０を発進可能な発進段が選択される値に設定される。つまり、推定値θｚがこの設定値θ０に設定されると、実際の勾配が道路構造令に規定される道路最大勾配（例えば、普通道路では９％、小型道路では１２％）であっても、確実に車両１０を発進させることができる。

【0070】

このように、設定値θ０を車両１０が発進する際に変速機１８の発進段を予め設定されたギヤ段にする値に設定すると、変速機１８の発進段としては、車両１０の重量に基づいてその道路最大勾配を発進可能なギヤ段、例えば、車両１０の重量が最大重量の場合には、１速段を選択する。また、例えば、勾配がゼロの平坦の道路の場合には、発進段として
２速段を選択し、上り勾配の場合には、発進段として１速段を選択する変速機１８の場合には、判定手段３７で推定勾配θxの推定を禁止すると判定した場合には、平坦の道路の場合でも、正しい勾配が得られるようになるまで、つまり、例えば停車後一定時間経過するまでは、シフトレバー１５でドライブレンジを選択したとしても発進段として１速段を選択する。

【0071】

これにより、外乱の影響により推定勾配θｘと補正勾配θｙとが等しくならない状況では、道路勾配の推定値θｚとして設定値θ０を用いることで、車両１０の発進時に変速機１８の発進段を実際の勾配に対して発進時にギヤ比が高く発進できない変速段が選択されることを回避して、発進時のトルク不足や加速性能の低下を確実に回避できる。

【0072】

特に、商用車の場合には車両重量は積荷によって大きく変化するため、車両重量やギヤ比によって発進段を１速段に限らず、道路最大勾配でも発進できる車両重量に応じたギヤ段とするようにすることで、重量が軽い場合は1速段を使用しなくても発進可能となる。

【符号の説明】

【0073】

１０ 車両
３０ 道路勾配推定装置
３１ 電子計算機
３２ Ｇセンサ
３３ａ、３３ｂ 車輪速度センサ
３４ 操舵角センサ
３５ 勾配推定手段
３６ 補正手段
３７ 判定手段
Ｇｓ 前後方向成分
Ａｖ 加速度成分
Ｇｒ 重力加速度成分
θｘ 推定勾配
θｙ 補正勾配
θｚ 推定値
θ０ 初期値
θａ 制限値
Ｌ 停車距離
ｄ 時間
Ｖｃ 低速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】