CN110040142B - 车辆行驶控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆行驶控制装置，其具有：车速判定部(462)，其判定用车速检测器(32a)检测出的车速和包含在行动计划中的目标车速的偏差是否在规定值以下、驾驶模式切换部(461)，其根据驾驶模式的切换指令切换驾驶模式、行驶控制部(46)，其在自动驾驶模式时按照行动计划控制用于产生行驶驱动力的设备(1、2)。在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当做出向自动驾驶模式切换的指令时，驾驶模式切换部(461)将驾驶模式从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，在以手动驾驶模式加速行驶中，当做出向自动驾驶模式切换的指令时，行驶控制部(46)控制设备(1、2)，以使至少直到判定车速的偏差在规定值以下为止，维持手动驾驶模式时的加速度。

Description

车辆行驶控制装置
技术领域
本发明涉及一种能够将驾驶模式切换到手动驾驶模式和自动驾驶模式的车辆行驶控制装置。
背景技术
作为这种装置，以往已知的装置为，判断车辆的状态和周边环境是否适合自动驾驶，当判断为适合自动驾驶时，允许从手动驾驶模式向自动驾驶模式的切换，另一方面，当判断为不适合自动驾驶时，禁止从手动驾驶模式向自动驾驶模式的切换的装置。该装置例如在专利文献1中有记载。
但是，在自动驾驶模式下，有时会要求与手动驾驶模式不同的车辆的行驶驱动力。因此，从手动驾驶模式切换到了自动驾驶模式时，有时不能发挥乘员所希望的行驶驱动力，对乘员来说不协调感较大。
现有技术文献
专利文献1：特开2016-88334号公报(JP2016-088334A)。
发明内容
本发明一技术方案为控制用于产生行驶驱动力的设备的车辆行驶控制装置，其具有：驾驶模式指令部，其做出进行手动驾驶模式或自动驾驶模式的指令、行动计划生成部，其生成自动驾驶模式中的行动计划、车速检测部，其检测车速、车速判定部，其判定由车速检测部检测出的车速和包含在由行动计划生成部生成的行动计划中的目标车速的偏差是否在规定值以下、驾驶模式切换部，其根据驾驶模式指令部的指令切换驾驶模式；以及，行驶控制部，其在自动驾驶模式时按照在行动计划生成部生成的行动计划控制设备。在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当由驾驶模式指令部做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，驾驶模式切换部将驾驶模式从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；在以手动驾驶模式加速行驶中，当由驾驶模式指令部做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，行驶控制部控制设备，以使至少直到由车速判定部判定偏差在规定值以下为止，维持手动驾驶模式时的加速度。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
图1是表示应用本发明一实施方式的车辆行驶控制装置的自动驾驶车辆的行驶系统的概略结构的图。
图2是表示本发明一实施方式的车辆行驶控制装置的整体结构的框图。
图3是表示在图2的行动计划生成部生成的行动计划的一个例子的图。
图4是表示利用本发明一实施方式的车辆行驶控制装置进行的变速控制中使用的换挡图的一个例子的图。
图5是表示本发明一实施方式的车辆行驶控制装置的主要部分结构的框图。
图6是表示在图5的行驶控制部实施处理的一个例子的流程图。
图7是表示利用本发明一实施方式的车辆行驶控制装置进行动作的一个例子的时序图。
图8是表示利用本发明一实施方式的车辆行驶控制装置进行动作的另一例子的时序图。
图9是表示利用本发明一实施方式的车辆行驶控制装置进行动作的另一例子的时序图。
具体实施方式
以下，参照图1～图9对本发明的实施方式进行说明。本发明一实施方式的车辆行驶控制装置应用于具有自动驾驶功能的车辆(自动驾驶车辆)。图1是表示应用本实施方式的车辆行驶控制装置的自动驾驶车辆101(也有区别于其他车辆称之为自车辆的情况)的行驶系统的概略结构的图。车辆101不仅以不需要驾驶员的驾驶操作的自动驾驶模式行驶，还能够以根据驾驶员的驾驶操作的手动驾驶模式行驶。
如图1所示，车辆101具有发动机1和变速器2。发动机1是将通过节气门阀11供给的吸入空气和从喷射器12喷射的燃料以适当的比例混合，利用火花塞等点火并燃烧，由此产生旋转动力的内燃机(例如汽油发动机)。另外，还能够使用柴油发动机等各种发动机代替汽油发动机。吸入空气量由节气门阀11进行调节，节气门阀11的开度根据由电信号动作的节气门用执行器13的驱动进行变更。节气门阀11的开度以及从喷射器12喷射的燃料的喷射量(喷射时刻、喷射时间)利用控制器40(图2)进行控制。
变速器2设置于发动机1和驱动轮3之间的动力传递路径，使来自发动机1的旋转改变速度，且将来自发动机1的转矩进行转换并输出。利用变速器2变速后的旋转被传递至驱动轮3，由此车辆行驶。另外，还能够代替发动机1或在发动机1的基础上设置作为驱动源的行驶用电机，作为电动汽车、混合动力汽车构成自车辆。
变速器2例如为根据多个档位(例如6档)使变速比能够阶段性地变更的有级变速器。另外，还能够将能够无级变更变速比的无级变速器作为变速器2使用。省略了图示，但还可以利用变矩器将来自发动机1的动力输入到变速器2。变速器2例如具有牙嵌式离合器、摩擦离合器等接合元件21，通过液压控制装置22控制油向接合元件21的流动，能够变更变速器2的档位。液压控制装置22具有根据电信号动作的电磁阀等阀门机构(为了方便，称之为变速用执行器23)，根据变速用执行器23的动作，变更压力油向接合元件21的流动，从而能够设定适宜的档位。
图2是示意性地表示本发明一实施方式的车辆行驶控制装置(车辆控制系统)100的整体结构的框图。如图2所示，车辆行驶控制装置100以控制器40为中心，主要具有控制器40、分别与控制器40电连接的外部传感器组31、内部传感器组32、输入/输出装置33、GPS接收机34、地图数据库35、导航装置36、通信单元37、以及执行器AC。
外部传感器组31是检测作为自车辆周边信息的外部状况的多个传感器(外部传感器)的总称。例如，外部传感器组31包括：激光雷达、雷达以及车载摄像机等，其中，激光雷达测定针对自车辆全方位的照射光的散射光，并测定从自车辆到周边障碍物的距离，雷达通过照射电磁波并检测反射波来检测自车辆周边的其他车辆、障碍物等，车载摄像机具有CCD、CMOS等摄像元件，并拍摄自车辆周边(前方、后方以及侧方)。
内部传感器组32是检测自车辆行驶状态的多个传感器(内部传感器)的总称。例如，内部传感器组32包括：检测发动机1的转速的发动机转速传感器、检测自车辆车速的车速传感器、分别检测自车辆前后方向的加速度和左右方向的加速度的加速度传感器、检测自车辆重心绕铅直轴旋转的旋转角速度的横摆角速度传感器、检测节气门阀11的开度(节气门开度)的传感器等。检测手动驾驶模式下的驾驶员的驾驶操作，例如加速踏板的操作、制动踏板的操作、转向盘的操作等的传感器也包含在内部传感器组32。
输入/输出装置33是既由驾驶员输入指令，又向驾驶员输出信息的装置的总称。例如，输入/输出装置33具有：供驾驶员利用操作构件的操作输入各种指令的各种开关、供驾驶员通过语音输入指令的麦克、借助显示图像向驾驶员提供信息的显示器、通过语音向驾驶员提供信息的扬声器等。在图2中，作为构成输入/输出装置33的各种开关的一个例子，示出了指令多个行驶模式(正常模式、运动模式等)中的任一种的行驶模式切换开关33a、以及指令自动驾驶模式和手动驾驶模式的任一种的手动/自动切换开关33b。
行驶模式切换开关33a例如包括按压式的开关，当对行驶模式切换开关33a进行接通操作时，指令为相对于燃料消耗性能更重视动力性能的运动模式，当进行断开操作时，指令为兼顾燃料消耗性能和动力性能正常模式。另外，不限于正常模式和运动模式，例如还能够指令为相对于动力性能而优先燃料消耗性能的经济模式等其他行驶模式。手动/自动切换开关33b例如包括按压式的开关，当对手动/自动切换开关33b进行接通操作时，指令为自动驾驶模式，当进行断开操作时，指令为手动驾驶模式。另外，不依赖于手动/自动切换开关33b的操作，而是在规定的行驶条件成立时，可以做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换，或从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换的指令。
GPS装置34具有多个接收来自GPS卫星的定位信号的GPS接收机，根据由GPS接收机接收到的信号，测定车辆101的绝对位置(纬度、经度等)。
地图数据库35是存储导航装置36中使用的一般的地图信息的装置，例如包括硬盘。地图信息包括：道路的位置信息、道路形状(曲率等)的信息、十字路口、岔路口的位置信息。另外，存储于地图数据库35中的地图信息与存储于控制器40的存储部42中的高精度地图信息不同。
导航装置36是搜索到达由驾驶员输入的目的地的道路上的目标路线，并进行按照目标路线的引导的装置。目的地的输入和按照目标路线的引导均通过输入/输出装置33进行。目标路线根据由GPS装置34测定的自车辆的当前位置和存储于地图数据库35的地图信息进行计算。
通信单元37利用包含互联网线路等无线通信网的网络与未图示的各种服务器进行通信，定期或者在任意时机从服务器获取地图信息和交通信息等。获取的地图信息被输出到地图数据库35、存储部42，将地图信息更新。获取的交通信息包括交通阻塞信息、信号灯从红变绿的剩余时间等信号灯信息。
执行器AC是为了控制车辆的行驶而设置的。执行器AC包括：调整发动机1的节气门阀11的开度(节气门开度)的节气门用执行器13、变更变速器2的档位的变速用执行器23、启动制动装置的制动用执行器、以及驱动转向装置的转向执行器。
控制器40包括电子控制单元(ECU)。另外，还能够将发动机控制用ECU、变速器控制用ECU等功能不同的多个ECU分开设置，但图2中为了方便，以控制器40作为这些ECU的集合的方式显示。控制器40包含具有CPU(微处理器)等运算部41，ROM、RAM、硬盘等存储部42和未图示的其他周边电路的计算机。
存储部42中存储有包含车道的中央位置的信息、车道的边界位置的信息等高精度的详细地图信息。更具体地说，作为地图信息，存储有道路信息、交通管制信息、住所信息、设施信息、电话号码信息等。道路信息中包括：表示高速公路、收费道路、国道等道路类别的信息、道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的三维坐标位置、车道的拐弯处的曲率、车道的汇合点和分岔点的位置、道路标识等信息。交通管制信息包括：由于施工等车道被限制行驶或者禁止通行的信息等。存储部42中还存储作为变速动作的基准的换挡图(变速线图)、各种控制的程序、程序中使用的阈值等信息。
运算部41作为功能性结构，具有自车位置识别部43、外界识别部44、行动计划生成部45、行驶控制部46。
自车位置识别部43根据用GPS装置34获取的自车辆的位置信息和地图数据库35的地图信息，识别地图上的自车辆的位置(自车位置)。也可以利用存储于存储部42的地图信息(建筑物的形状等信息)和外部传感器组31检测到的车辆的周边信息识别自车位置，由此，能够高精度地识别自车位置。另外，能够用设置在道路上、道路旁边的外部的传感器测定自车位置时，还能够通过借助该传感器和通信单元37进行通信，高精度地识别自车位置。
外界识别部44根据来自摄像机、激光雷达、雷达等外部传感器组31的信号，识别自车辆周围的外部状况。例如，识别行驶在自车辆周边的周边车辆的位置、速度和加速度、在自车辆周围停车或驻车的周边车辆的位置、以及其他物体的位置、状态等。其他物体包括：标识、信号器、道路的边界线或停止线、建筑物、栏杆、电线杆、广告牌、行人、自行车等。其他物体的状态包括：信号器的颜色(红、绿、黄)、行人、自行车的移动速度和朝向等。
行动计划生成部45例如根据用导航装置36计算出的目标路线、用自车位置识别部43识别出的自车位置、用外界识别部44识别出的外部状况，生成从当前时间点开始经过规定时间为止的自车辆的行驶轨迹(目标轨迹)。当目标路线上存在作为目标轨迹的候补的多个轨迹时，行动计划生成部45从中选择满足遵守法律且高效、安全地行驶等基准的最合适的轨迹，并将所选择的轨迹作为目标轨迹。并且，行动计划生成部45生成与所生成的目标轨迹相应的行动计划。
行动计划中包括：从当前时间点开始经过规定时间T(例如5秒)之间，每单位时间Δt(例如0.1秒)设定的行驶计划数据，即对应每单位时间Δt的时刻设定的行驶计划数据。行驶计划数据包含每单位时间Δt的自车辆的位置数据和车辆状态的数据。位置数据例如为表示道路上的二维坐标位置的数据，车辆状态的数据是表示车速的车速数据和表示自车辆的朝向的方向数据等。因此，在规定时间T内加速到目标车速的情况，目标车速的数据包含在行动计划。车辆状态的数据能够从每单位时间Δt的位置数据的变化获得。行驶计划以每单位时间Δt来进行更新。
图3是表示用行动计划生成部45生成的行动计划的一个例子的图。图3中示出了自车辆101变更车道并超越前方车辆102的场景的行驶计划。图3的各点P与从当前时间点开始经过规定时间T为止的每单位时间Δt的位置数据相对应，通过将这些各点P按照时间顺序连接起来得到目标轨迹103。另外，行动计划生成部45除超车行驶以外，还生成与变更行驶车道的车道变更行驶、不偏离行驶车道而保持车道的车道保持行驶、以及减速行驶或加速行驶等相对应的各种行动计划。
行动计划生成部45在生成目标轨迹时，首先决定行驶方式，并根据行驶方式生成目标轨迹。例如，在生成与车道保持行驶对应的行动计划时，首先决定定速行驶、追随行驶、减速行驶、转弯行驶等行驶方式。具体地，行动计划生成部45在自车辆的前方不存在其他车辆(前方车辆)的情况，将行驶方式决定为定速行驶，在存在前方车辆的情况，决定为追随行驶。在追随行驶中，例如行动计划生成部45生成根据车速适当地控制与前方车辆之间的车间距离的行驶计划数据。
行动计划生成部45还根据外部传感器组31的信号判定是否有障碍物，并判定是否需要进行用于回避障碍物的回避动作。并且，当判定需要进行回避障碍物的回避动作时，行动计划生成部45生成回避障碍物的行动计划(目标轨迹)。
行驶控制部46控制各执行器AC，以使在自动驾驶模式下，自车辆沿着在行动计划生成部45生成的目标轨迹103行驶。例如，分别控制节气门用执行器13、变速用执行器23、制动用执行器、以及转向用执行器，以使自车辆101每单位时间Δt通过图3的各点P。
更具体地，在自动驾驶模式下，行驶控制部46根据在行动计划生成部45生成的行动计划中、目标轨迹103(图3)上的每单位时间Δt的各点P的车速计算出每单位时间Δt的加速度(目标加速度)。还有，考虑到由道路坡度等决定的行驶阻力，计算出用于获得该目标加速度的要求驱动力。并且，例如反馈控制执行器AC，以使由内部传感器组32检测出的实际加速度成为目标加速度。另外，在手动驾驶模式下，行驶控制部46根据由内部传感器组32获取的来自驾驶员的行驶指令(加速器开度等)控制各执行器AC。
对变速器2的控制进行说明。行驶控制部46利用预先存储在存储部42的作为变速动作的基准的换挡图向变速用执行器23输出控制信号，由此控制变速器2的变速动作。
图4是表示存储于存储部42的换挡图的一个例子的图。图中，横轴为车速V，纵轴为要求驱动力F。另外，要求驱动力F与加速器开度(在自动驾驶模式中为模拟的加速器开度)或节气门开度一对一地对应，随着加速器开度或节气门开度增大，要求驱动力F变大。因此，还能够将纵轴替换成为加速器开度或节气门开度。
特性f1(实线)是自动驾驶模式下对应从n+1档向n档降档的降档线的一个例子，特性f2(实线)是自动驾驶模式下对应从n档向n+1档升档的升档线的一个例子。特性f3(虚线)是手动驾驶模式下对应从n+1档向n档降档的降档线的一个例子，特性f4(虚线)是手动驾驶模式下对应从n档向n+1档升档的升档线的一个例子。另外，特性f3、f4例如是正常模式中的降档线和升档线，运动模式中的降档线和升档线为分别将特性f3、f4向高车速侧偏移了的特性。特性f3、f4相对于特性f1、f2设定在高车速侧。
如图4所示，例如关于从运行点Q1的降档，当要求驱动力F恒定不变而车速V降低，运行点Q1超出降档线(特性f1、f3)时(箭头A)，变速器2从n+1档向n档降档。当车速V恒定不变而要求驱动力F增加的情况，运行点Q1也超出降档线，变速器2降档。
另一方面，例如关于运行点Q2的升档，当要求驱动力F恒定不变而车速V增加，运行点Q2超出升档线(特性f2、f4)时(箭头B)，变速器2从n档向n+1档升档。当车速V恒定不变而要求驱动力F降低的情况，运行点Q2也超出升档线，变速器2升档。另外档位越高，降档线和升档线越偏向高车速侧设定。
手动驾驶模式(正常模式)的特性f3、f4为兼顾动力性能和燃料消耗性能的特性，将特性f3、f4向高车速侧偏移的运动模式的特性(未图示)是相对于燃料消耗性能更重视动力性能的特性。于此相对，自动驾驶模式的特性f1、f2为相对于动力性能更重视燃料消耗性能、安静性能的特性。即，特性f1、f2相对于特性f3、f4设定在低车速侧，因此在自动驾驶模式时，升档的时机早且降档的时机迟，相对于手动驾驶模式时容易以高档位行驶。
在这种车辆行驶控制装置100中，例如在用手动驾驶模式的加速行驶中，假设根据手动/自动切换开关33b的切换将驾驶模式从手动驾驶模式切换到了自动驾驶模式的情况。此时，当降档线从特性f4变为特性f2时，恐怕变速器2会提前升档，车辆行驶的加速度会降低。其结果，对驾驶员来说不能获得期望的加速感，不协调感较大。为了避免这种现象，当禁止向自动驾驶模式的切换这一事项时，驾驶员必须手动继续进行驾驶操作，从而驾驶员的负担增大。考虑到这一点，在本实施方式中，如下方式构成车辆行驶控制装置100。
图5是表示本发明一实施方式的车辆行驶控制装置100的主要部分结构的框图。图5将图2的车辆控制装置100的一部分的结构具体化显示，特别是显示了关于在行驶控制部46实施的变速控制的结构。如图5所示，来自车速传感器32a、加速度传感器32b、加速器开度传感器32c、行驶模式切换开关33a、手动/自动切换开关33b、行动计划生成部45、以及存储部42的信号输入到行驶控制部46。其中，车速传感器32a、加速度传感器32b以及加速器开度传感器32c构成图2的内部传感器组32的一部分。行驶控制部46根据这些输入信号实施规定的处理，并向节气门用执行器13和变速用执行器23输出控制信号。
更具体地，行驶控制部46作为功能性结构具有驾驶模式切换部461、巡航判定部462、变速控制部463以及节气门控制部464。
驾驶模式切换部461根据来自行驶模式切换开关33a和手动/自动切换开关33b的信号切换驾驶模式。例如，在手动驾驶模式时，根据来自行驶模式切换开关33a的信号切换到正常模式或运动模式。另外，根据来自手动/自动切换开关33b的信号切换到手动驾驶模式或自动驾驶模式。
巡航判定部462根据来自车速传感器32a的信号判定自车辆是否处于巡航行驶状态(第1巡航行驶状态、第2巡航行驶状态、第3巡航行驶状态)。例如，由车速传感器32a检测出的车速V和目标车速Va的偏差ΔV在第1规定值ΔV1以下时，判定为第1巡航行驶状态。检测出的车速V和目标车速Va的偏差ΔV在比第1规定值ΔV1小的第2规定值ΔV2以下时，判定为第2巡航行驶状态。当第2巡航行驶状态持续规定时间Δt1时，判定为第3巡航行驶状态。
另外，代替车速传感器32a，还可以根据来自加速度传感器32b的信号判定是否处于第1巡航行驶状态、第2巡航行驶状态和第3巡航行驶状态。具体地，当由加速度传感器32b检测出的行驶加速度在第1规定值以下时，判定为第1巡航行驶状态，当在比第1规定值小的第2规定值以下时，判定为第2巡航行驶状态，还有当第2巡航行驶状态持续了规定时间时，判定为第3巡航行驶状态。
变速控制部463，在手动驾驶模式下，根据由车速传感器32a检测出的车速和由加速器开度传感器32c检测出的加速器开度，按照存储在存储部42的特性(例如图4的特性f3、f4)向变速用执行器23输出控制信号，从而使变速器2升档或降档。在自动驾驶模式下，根据由车速传感器32a检测出的车速和从行动计划生成部45输出的要求驱动力，按照存储在存储部42的特性(例如图4的特性f1、f2)向变速用执行器23输出控制信号，从而使变速器2升档或降档。
还有，在手动驾驶模式下以规定值Ga以上的加速度行驶中，当被指令向自动驾驶切换时，直到由巡航判定部462判定为巡航行驶状态(例如第3巡航行驶状态)为止，变速控制部463按照手动驾驶用的换挡图控制变速动作。而且，当由巡航判定部462判定为第3巡航行驶状态时，按照自驾驶用的换挡图控制变速动作。即使由巡航判定部462判定为第3巡航行驶状态之前，当由行动计划生成部45判定需要进行回避障碍物的动作时，仍按照自动驾驶用的换挡图控制变速动作。
节气门控制部464，在手动驾驶模式时根据驾驶员对加速踏板的操作，在自动驾驶模式时根据要求驱动力分别向节气门用执行器13输出控制信号来控制节气门开度。还有，节气门控制部464在手动驾驶模式下以规定值Ga以上的加速度行驶中，当被指令向自动驾驶切换时，直到由巡航判定部462判定为第1巡航行驶状态为止，以维持加速度的方式控制节气门开度。当判定为第1巡航行驶状态时，直到判定为第2巡航行驶状态为止，以缓缓降低加速度的方式控制节气门开度。当判定为第2巡航行驶状态时，直到判定为第3巡航行驶状态为止，以车速被维持在目标车速的方式控制节气门开度。另外，这些节气门开度的控制均按照在行动计划生成部45生成的行动计划实施。
图6是表示按照预先存储在存储部42的程序在控制器40的CPU中实施处理的、主要是涉及行驶控制部46进行变速控制的处理的一个例子的流程图。该流程图所示的处理，例如在由手动/自动切换开关33b做出了切换到手动驾驶模式的指令的状态下开始，并以规定周期反复进行。
首先，在S1(S：处理步骤)，判定由加速度传感器32b检测出的加速度G是否在比0大的规定值Ga以上，即自车辆是否处于加速中。另外，还能够根据车速传感器32a的检测值判定是否处于加速中。当S1为肯定(S1：是)时进入S2，并根据来自手动/自动切换开关33b的信号，判定是否通过驾驶员对开关进行的操作，或不通过对开关进行操作而自动做出了从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令。
当S2为肯定(S2：是)时进入S3，驾驶模式切换部461将驾驶模式从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式。接下来在S4，由巡航判定部462判定是否处于巡航行驶状态(例如第3巡航行驶状态)。即，判定由车速传感器32a检测出的车速V和目标车速Va的偏差ΔV在比第1规定值ΔV1小的第2规定值ΔV2以下的状态是否持续了规定时间Δt1以上。当S4为否定(S4：否)时进入S5，判定是否需要进行回避障碍物的动作。该判定在行动计划生成部45实施。
当S5为否定(S5：否)时进入S6，变速控制部463按照手动驾驶模式用的换挡图(例如图4的特性f3、f4)控制变速器2的变速动作。这种情况下，若即将切换到自动驾驶模式前为正常模式，则使用正常模式用的换挡图，另一方面，若为运动模式则使用运动模式用的换挡图控制变速动作。即，使用手动驾驶模式用的换挡图不变来控制变速动作。当S1为否定(S1：否)或S2为否定(S2否)时均进入S6，按照手动驾驶模式用的换挡图控制变速动作。
另一方面，当S4为肯定(S4：是)或S5为肯定(S5：是)时进入S7，变速控制部463按照自动驾驶用的换挡图(例如图4的特性f1、f2)控制变速器2的变速动作。
另外，省略了图示，但在S3切换到自动驾驶模式后，在S4判定为第3巡航行驶状态之前，直到巡航判定部462判定为第1巡航行驶状态为止，节气门控制部464以维持在S1判定出的加速度的方式控制节气门开度。当巡航判定部462判定为第1巡航行驶状态时，直到判定为第2行驶状态为止，以缓缓降低加速度的方式控制节气门开度。还有，当判定为第2巡航行驶状态时，直到判定为第3巡航行驶状态为止，以车速维持在目标车速的方式控制节气门开度。
对本发明一实施方式的车辆行驶控制装置100的主要动作进行具体地说明。图7是表示在手动驾驶模式下向着目标车速Va正在加速行驶中，被指令了向自动驾驶模式切换时的动作的一个例子的时序图。另外，关于目标车速Va，在前方不存在车辆时，或与前方车辆的车间距离在规定距离以上时，例如被设定为法定车速。另一方面，与前方车辆的车间距离在规定值以下，且对前方车辆实施追随行驶时，目标车速Va例如被设定为与前方车辆相同的车速。
如图7所示，以规定加速度G1(>0)、4档且手动驾驶模式行驶中，在时间点t10，当由手动/自动切换开关33b做出向自动驾驶模式切换的指令时，驾驶模式切换到自动驾驶模式(S3)。即使驾驶模式切换到了自动驾驶模式的情况下，通过在变速控制部463的处理，档位仍按照手动驾驶用的换挡图来控制，至少在目标加速度恒定不变的状态下维持在4档(S6)。
此时，行动计划生成部45按照巡航判定部462的判定结果生成包含目标加速度的行动计划。即，直到达到第1巡航行驶状态为止，将规定加速度G1设定为目标加速度，当车速V和目标车速Va的偏差ΔV变为规定值ΔV1以下且行驶状态变为第1巡航行驶状态时，随着偏差ΔV的降低而使目标加速度缓缓降低，当车速V和目标车速Va的偏差ΔV变为规定值ΔV2以下且行驶状态变为第2巡航行驶状态时，将目标加速度设定为0。以后，将目标加速度维持在0，以使车速V维持在目标车速Va。
按照该行动计划，如图7的实线所示加速度发生变化。即，行驶状态直到达到第1巡航行驶状态为止为规定加速度G1，若在时间点t11行驶状态变为第1巡航行驶状态，直到在时间点t12行驶状态变为第2巡航行驶状态为止的期间，加速度缓缓降低，在时间点t12加速度G变为0。当该状态持续规定时间Δt1时，在时间点t13变为第3巡航行驶状态。其结果，变为按照自动驾驶用的换挡图对变速动作进行控制(S7)。由此档位依次升档，例如分别在时间点t13、时间点t16升至5档、6档。
像这样，在本实施方式中，根据来自手动/自动切换开关33b的切换指令将驾驶模式从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，并且车速V和目标车速Va的偏差ΔV变为规定值ΔV2以下之后经过规定时间Δt1直到变为第3巡航行驶状态为止，按照手动驾驶用的换挡图控制变速动作。由此，能够在切换驾驶模式前后将加速度G保持恒定(规定加速度G1)不变，对驾驶员来说模式切换时的不协调感较小。
为了方便，将以上的在驾驶模式切换时将加速度G保持在恒定的控制称为加速度恒定控制。所谓的加速度恒定控制是指在行动计划生成部45如
图7的实线所示，设定每单位时间Δt的目标加速度，并根据该目标加速度控制节气门用执行器13、变速用执行器23。在加速度恒定控制中，直到车速V达到目标车速Va为止，因为在对变速器2的控制中使用手动驾驶用的换挡图，因此，对于驾驶员来说无不协调感且能够快速地使车速V上升到目标车速Va。
于此相对，与本实施方式不同，向自动驾驶模式切换时不进行加速度恒定控制而根据自动驾驶用的换挡图进行变速控制时(例如从开始就以自动驾驶模式行驶时)，加速度G为按照行动计划例如比规定加速度G1低的规定加速度G2。为了方便称之为一般控制。在一般控制中，如图7的虚线所示，在时间点t10加速度G从G1降到G2，之后维持在规定加速度G2。之后，当在时间点t15车速V和目标车速Va的偏差ΔV变为规定值以下时，加速度缓缓降低，在时间点t16变为0。其结果，加速度G在时间点t10的变化对驾驶员来说不协调感增大，并且车速V达到目标车速Va为止需要更长的时间，因此会破坏驾驶员对自动驾驶的满足感。
图8是表示从上述的手动驾驶模式切换到自动驾驶模式后，由行动计划生成部45判定为需要进行回避障碍物的动作时的动作的一个例子的时序图。如图8的实线所示，在进入第1巡航行驶状态前，当在时间点t17判定为需要进行回避障碍物的动作时，从加速度恒定控制进入到一般控制。因此，在时间点t17加速度G从G1降到G2，之后当车速V和目标车速Va的偏差ΔV变为规定值以下时，加速度G从规定加速度G2缓缓降低变为0。
此时，变速控制部463在时间点t10以后按照自动驾驶用的换挡图控制变速动作(S7)。由此，变速器2比持续加速度恒定控制时提前升档，例如分别在时间点t17、时间点t18升到5档、6档。像这样，在判定为需要进行回避障碍物的动作时，不论是否处于巡航行驶状态，都根据自动驾驶用的换挡图控制变速动作，因此能够进行适合自动驾驶的变速动作。另外，图8的虚线与图7的虚线相同。
以上，对加速行驶中做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时的动作的一个例子进行了说明，而做出从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换的指令时的动作例如以下所示。图9是表示在以自动驾驶模式向着目标车速Va加速行驶的途中，被指令向手动驾驶模式切换时的动作的一个例子的时序图。
如图9所示，在以规定加速度G1(>0)、6档且自动驾驶模式行驶中，在时间点t20利用手动/自动切换开关33b做出向手动驾驶模式切换的指令时，维持自动驾驶模式不变的情况下，变速控制部463使用手动驾驶用的换挡图控制变速动作。由此例如在时间点t20从6档向5档降档，还在时间点t21从5档降到4档。之后，在时间点t22，当车速V和目标车速Va的偏差ΔV变为规定值ΔV3以下时，从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式。像这样，在加速行驶中做出向手动驾驶模式切换的指令时，按照手动驾驶用的换挡图控制变速动作后，当车速V接近目标车速Va时，切换到手动驾驶模式，因此能够顺畅地进行从自动驾驶向手动驾驶的切换。
采用本实施方式，能够起到如下的作用效果。
(1)车辆行驶控制装置100为控制用于产生行驶驱动力的发动机1、变速器2等的装置，其具有：手动/自动切换开关33b，其指令手动驾驶模式或自动驾驶模式；行动计划生成部45，其生成自动驾驶模式下的行动计划；车速传感器32a，其检测车速V；巡航判定部462，其判定由车速传感器32a检测出的车速V和包含在由行动计划生成部45生成的行动计划中的目标车速Va的偏差ΔV是否在规定值ΔV1以下；驾驶模式切换部461，其根据手动/自动切换开关33b的指令切换驾驶模式；以及行驶控制部46，其在自动驾驶模式时，按照在行动计划生成部45生成的行动计划控制发动机1(节气门用执行器13)和变速器2(变速用执行器23)等(图5)。在以手动驾驶模式加速行驶中，当由手动/自动切换开关33b做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，所述驾驶模式切换部461将行驶模式从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式；在以手动驾驶模式加速行驶中，当由手动/自动切换开关33b做从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，行驶控制部46控制发动机1和变速器2，以使至少直到判定车速的偏差ΔV在规定值ΔV1以下为止，维持手动驾驶模式时的加速度G1(图7)。
由此，能够进行无不协调感的从手动驾驶模式向自动驾驶模式的切换。即，在手动驾驶模式下，自车辆根据加速踏板的操作进行加速，于此相对，在自动驾驶模式下，根据周围的状况例如按照优先燃料消耗的特性进行加速。因此，在手动驾驶模式下加速到目标车速Va时的加速度和在自动驾驶模式下加速到相同的目标车速Va时的加速度可能不同。因此，在以规定加速度G1行驶中被指令向自动驾驶模式切换时，假如当目标加速度切换到自动驾驶模式用(一般控制时)的加速度(图7的G2)时，加速度从G1降至G2，车辆运行的变化给驾驶员带来的不协调感较大。这一点，在本实施方式中，在以规定加速度G1行驶中被指令向自动驾驶模式切换时，驾驶模式切换到自动驾驶模式，但加速度仍维持手动驾驶模式时的加速度G1。因此，车辆的运行在刚切换到自动驾驶模式后也不会变化，对于乘员来说能够得到无不协调感且舒适的行驶感觉。换言之，即使在以手动驾驶模式下的加速行驶中，被指令了向自动驾驶模式切换时，能够无不协调感地向自动驾驶模式切换。
(2)变速器2按照预先存储的图4所示的自动驾驶用的换挡图的特性f1、f2或手动驾驶用的换挡图的特性f3、f4进行变速。在以手动驾驶模式加速行驶中，当由手动/自动切换开关33b做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，至少直到由巡航判定部462判定偏差ΔV在规定值ΔV1以下为止，更严谨地来说，直到判定处于偏差ΔV在规定值ΔV2(<ΔV1)以下且经过规定时间Δt1后的第3巡航行驶状态为止，行驶控制部46按照手动驾驶用的换挡图控制变速器2的变速动作(图6、7)。像这样，通过按照手动变速用的换挡图控制变速器2的变速动作，能够防止变速器2在加速行驶中提前升档，能够使车速V快速地上升到目标车速Va。
(3)在以手动驾驶模式加速行驶中，当由手动/自动切换开关33b做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，直到由巡航判定部462判定偏差ΔV在规定值ΔV2以下的状态持续规定时间Δt1为止，行驶控制部46按照手动驾驶用的换挡图控制变速器2的变速动作(图6、7)。由此，提高巡航行驶的判定精度，直到自车辆变为巡航行驶状态为止，按照手动变速用的换挡图进行变速动作控制，因此能够高精度地实现以目标车速Va进行的巡航行驶。
(4)车辆行驶控制装置100还具有：外部传感器组31，其检测障碍物；以及行动计划生成部45，其判定在以自动驾驶模式行驶中，是否需要进行用于回避由外部传感器组31检测出的障碍物的回避动作(图2)。在以手动驾驶模式加速行驶中，通过由手动/自动切换开关33b做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令，进而从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，并按照手动驾驶用的换挡图控制变速器2的变速动作时，若由行动计划生成部45判定需要进行回避动作，行驶控制部46则按照自动驾驶用的换挡图控制变速器2的变速动作(图6、8)。像这样，在做出需要进行回避障碍物的动作的判定时，通过使用适合自动驾驶模式的换挡图，按照行动计划适当地实施自动驾驶，能够按照行动计划回避障碍物。
(5)在以自动驾驶模式加速行驶中，当由手动/自动切换开关33b做出从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换的指令时，行驶控制部46按照手动驾驶用的换挡图控制变速动作，并且直到由巡航判定部462判定偏差ΔV在规定值ΔV3以下为止，禁止向手动驾驶模式的切换(图9)。由此，在加速行驶中使用手动驾驶用的换挡图进行变速动作的控制，因此能够在车速V接近了目标车速Va的时间点，顺畅地从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式。即，先于驾驶模式的切换，已将换挡图从自动用切换到手动用，因此，能够良好地进行驾驶模式的切换。
本实施方式能够变形成各种各样的形式。以下对变形例进行说明。在上述实施方式中，利用行驶模式切换开关33a指令为正常模式和运动模式的任一种，但还可以省略行驶模式切换开关33a，将行驶模式固定在例如正常模式。在上述实施方式中，通过手动或自动切换手动/自动切换开关33b，进而指令为手动驾驶模式和自动驾驶模式的任一种，但驾驶模式指令部的构成是任何形式都可以。例如还可以通过输入驾驶员的语音进行模式切换的指令。
在上述实施方式中，利用车速传感器32a检测车速，但车速检测部的构成不限于此。在上述实施方式中，巡航判定部462判定处于车速V相对目标车速Va的偏差ΔV在第1规定值ΔV1以下的第1巡航行驶状态、在第2规定值ΔV2以下的第2巡航行驶状态、以及第2巡航行驶状态持续了规定时间Δt1的第3巡航行驶状态中的哪一种行驶状态，并在切换到自动驾驶模式后直到判定为第1巡航行驶状态为止，维持手动驾驶模式时(更详细地说时即将切换到自动驾驶模式前)的加速度G1，但还可以直到判定为第2巡航行驶状态或第3巡航行驶状态为止维持手动驾驶模式时的加速度，行驶控制部的构成不限于以上所述。例如，可以直到偏差ΔV达到规定值ΔV2以下为止维持手动驾驶模式时的加速度G1，当偏差ΔV变为规定值ΔV2以下时，将加速度变为0。行动计划生成部45设定与该动作对应的目标加速度即可。
在上述实施方式中，直到判定为第3巡航行驶状态为止，使用手动驾驶用的换挡图(第2特性)控制变速动作，但还可以直到判定为第1巡航行驶状态或第2巡航行驶状态为止使用手动驾驶用的换挡图控制变速动作，当判定为第1巡航行驶状态或第2巡航行驶状态时，使用自动驾驶用的换挡图(第1特性)控制变速动作，关于这一点，行驶控制部的构成也不限于以上所述。
在上述实施方式中，在加速行驶中被指令从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换时，行驶控制部46维持手动驾驶模式时的加速度，但在减速行驶中被指令从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换时同样也可以维持手动驾驶模式时的加速度(负的加速度)。在上述实施方式中，作为车速判定部的巡航判定部462分别判定是否处于第1巡航行驶状态、第2巡航行驶状态、以及第3巡航行驶状态，但还可以只进行这些当中任意一种的判定。即，巡航判定部462仅判定是否处于巡航行驶状态，且行驶控制部控制发动机1、变速器2的动作，以使直到判定为巡航行驶状态为止维持手动驾驶模式时的加速度。在上述实施方式中，用外部传感器组31(雷达、激光雷达、摄像机等)检测障碍物，但障碍物检测部的构成不限于此。在上述实施方式中，用行动计划生成部45判定是否需要进行回避障碍物的动作，但回避动作判定部的构成不限于此。
在上述实施方式中，对在加速行驶时做出驾驶模式切换的指令时控制发动机1、变速器2的例子进行了说明，但本发明同样能够应用于控制用于产生行驶驱动力的其他设备(例如行驶电机、离合器等)的情况。
本发明还能够作为控制用于产生行驶驱动力的设备的车辆行驶控制方法来使用。
可以将上述实施方式和变形例的1个或者多个任意组合起来，也可以将各变形例彼此组合起来。
采用本发明，即使在以手动驾驶模式下的加速行驶中，被指令切换到自动驾驶模式时，也能够无不协调感地切换到自动驾驶模式。
以上，就本发明的优选实施方式进行了说明，本领域技术人员清楚地知道能够不脱离后述的权利要求书的公开范围地进行各种修改和变更。

Claims (9)

1.一种车辆行驶控制装置，其为控制用于产生行驶驱动力的设备(1、2)的车辆行驶控制装置，其特征在于，具有：
驾驶模式指令部(33b)，其做出进行手动驾驶模式或自动驾驶模式的指令；
行动计划生成部(45)，其生成自动驾驶模式下的行动计划；
车速检测部(32a)，其检测车速；
车速判定部(462)，其判定由所述车速检测部(32a)检测出的车速和包含在由所述行动计划生成部(45)生成的行动计划中的目标车速的偏差是否在规定值以下；
驾驶模式切换部(461)，其根据所述驾驶模式指令部(33b)的指令切换驾驶模式；以及
行驶控制部(46)，其在自动驾驶模式时按照在所述行动计划生成部(45)生成的行动计划控制所述设备(1、2)；
在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当由所述驾驶模式指令部(33b)做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，所述驾驶模式切换部(461)将驾驶模式从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，
在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当由所述驾驶模式指令部(33b)做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，所述行驶控制部(46)控制所述设备(1、2)，以使至少直到由所述车速判定部(462)判定所述偏差在所述规定值以下为止，维持手动驾驶模式时的加速度。
2.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述设备包括按照自动驾驶用的第1特性或手动驾驶用的第2特性变速的变速器(2)，
所述行驶控制部(46)，在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当由所述驾驶模式指令部做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，至少直到由所述车速判定部(462)判定所述偏差在所述规定值以下为止，按照所述第2特性控制所述变速器(2)的变速动作，另一方面，当判定所述偏差在所述规定值以下时，按照所述第1特性控制所述变速器(2)。
3.根据权利要求2所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述行驶控制部(46)，在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当由所述驾驶模式指令部(33b)做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，直到由所述车速判定部(462)判定所述偏差在所述规定值以下的状态持续规定时间为止，按照所述第2特性控制所述变速器(2)的变速动作，另一方面，当判定所述偏差在所述规定值以下的状态持续所述规定时间时，按照所述第1特性控制所述变速器(2)。
4.根据权利要求2所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当由所述驾驶模式指令部(33b)做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，所述行驶控制部(46)控制所述设备(1、2)，以使直到由所述车速判定部(462)判定所述偏差在所述规定值以下为止，维持即将切换到自动驾驶模式前的手动驾驶模式的加速度，当判定所述偏差在所述规定值以下时，降低加速度。
5.根据权利要求4所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述规定值为第1规定值，
在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当由所述驾驶模式指令部(33b)做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令后，所述行驶控制部(46)控制所述设备(1、2)，以使直到由所述车速判定部(462)判定所述偏差在比所述第1规定值小的第2规定值以下为止，缓缓降低加速度，当判定所述偏差在所述第2规定值以下时，使加速度成为0。
6.根据权利要求2～5的任一项所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，还具有：
障碍物检测部(31)，其检测障碍物；以及
回避动作判定部，其判定在以自动驾驶模式行驶中，是否需要进行用于回避由所述障碍物检测部(31)检测出的障碍物的回避动作；
所述行驶控制部(46)，在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，根据由所述驾驶模式指令部做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式并按照所述第2特性控制所述变速器(2)的变速动作时，若由所述回避动作判定部判定需要进行回避动作，则按照所述第1特性控制所述变速器(2)的变速动作。
7.根据权利要求2～5的任一项所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
在以自动驾驶模式加速或减速行驶中，当由所述驾驶模式指令部做出从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换的指令时，所述行驶控制部(46)按照所述第2特性控制所述变速器(2)的变速动作，并直到由所述车速判定部(462)判定所述偏差在规定值以下为止，禁止向手动驾驶模式的切换。
8.根据权利要求6所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
在以自动驾驶模式加速或减速行驶中，当由所述驾驶模式指令部做出从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换的指令时，所述行驶控制部(46)按照所述第2特性控制所述变速器(2)的变速动作，并直到由所述车速判定部(462)判定所述偏差在规定值以下为止，禁止向手动驾驶模式的切换。
9.一种车辆行驶控制方法，其为控制用于产生行驶驱动力的设备(1、2)的车辆行驶控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
做出进行手动驾驶模式或自动驾驶模式的指令的步骤；
生成自动驾驶模式下的行动计划的步骤；
检测车速的步骤；
判定检测到的车速和包含在生成的行动计划中的目标车速的偏差是否在规定值以下的步骤；
根据驾驶模式的切换指令切换驾驶模式的步骤；以及
在自动驾驶模式时，按照生成的行动计划控制所述设备(1、2)的步骤；
切换所述驾驶模式的步骤包括：在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，从手动驾驶模式切换到自动驾驶模式，
控制所述设备(1、2)的步骤包括：在以手动驾驶模式加速或减速行驶中，当做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，控制所述设备(1、2)，以使至少直到判定车速的所述偏差在所述规定值以下为止，维持手动驾驶模式时的加速度。
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