CN110126827B - 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：行驶方式识别部(52)，其识别前方车辆(102)的行驶方式、模式设定部(54)，其设定具有与行驶方式识别部(52)识别出的行驶方式相应的加速性能的行驶模式、以及执行器控制部(55)，其控制行驶用执行器(13、23)，以使自车辆以由模式设定部(54)设定的行驶模式对前方车辆进行追随行驶。

Description

车辆行驶控制装置
技术领域
本发明涉及一种以对前方车辆进行追随行驶的方式控制具有自动驾驶功能的车辆的行驶动作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：根据开关操作设定一般追随模式和经济追随模式的任一种，在一般追随模式时，用与一般模式对应的加速追随先行车辆，而在经济追随模式时，用比一般追随模式小的加速追随先行车辆。这样的装置例如在专利文献1中有记载。
但是，以恒定车速行驶的频率较多或加减速的频率较多等行驶方式每辆先行车辆均不同。因此，如专利文献1记载的装置，根据开关操作来设定加速性能不同的模式的话，由于加速性能不充分，可能会难以适当地追随先行车辆行驶。
现有技术文献
专利文献1：特开2009-113763号公报(JP2009-113763A)。
发明内容
本发明一技术方案的车辆行驶控制装置，其为控制自车辆的行驶动作，以使具有自动驾驶功能的自车辆对前方车辆进行追随行驶的车辆行驶控制装置，其具有：行驶方式识别部，其识别前方车辆的行驶方式、模式设定部，其设定具有与行驶方式识别部识别出的行驶方式相应的加速性能的行驶模式、执行器控制部，其控制行驶用执行器，以使自车辆以由模式设定部设定的行驶模式对所述前方车辆进行追随行驶。
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是示意性地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是表示利用图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是表示存储于图2的存储部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的结构的框图。
图6是表示实际车间距离相对于目标车间距离随着时间经过而变化的一个例子的图。
图7是表示自车辆正在对前方车辆进行追随行驶的状况的图。
图8是将实际车间距离与目标车间距离的偏差的频率以正态分布表示的图。
图9是表示前方车辆的加速度的频率的直方图。
图10A是表示追随率与追随评价值的关系的图。
图10B是表示距离偏差平均值与追随评价值的关系的图。
图10C是表示加速度平均值与追随评价值的关系的图。
图11是表示预先存储在存储部的追随评价值与响应性评价值的关系的图。
图12是表示在图5的控制器实施的处理的一例子的流程图。
图13是表示利用本发明一实施方式的车辆行驶控制装置实施的行驶模式和响应性评价值随着时间经过而变化的一个例子的时序图。
具体实施方式
以下，参照图1～图13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不仅能够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，自车辆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的开度通过利用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，使从发动机1输出的旋转改变速度，且将从自发动机1输出的转矩进行转换并输出。在变速器2变速后的旋转被传递至驱动轮3，由此车辆101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101。
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从发动机1输出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具有利用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)，通过根据变速用执行器23的动作变更压力油向接合元件21的流动，从而能够设定合适的档位。
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能够通信地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装置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。外部传感器组31包括：激光雷达311、雷达312以及摄像机313等，其中，激光雷达311测定与自车辆全方位的照射光相对应的散射光，从而测定从自车辆到周边障碍物的距离，雷达312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，摄像机313装载于自车辆，其具有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是检测自车辆的行驶状态的多个传感器(内部传感器)的总称。内部传感器组32除了检测自车辆车速的车速传感器321、分别检测自车辆前后方向的加速度和左右方向的加速度(横向加速度)的加速度传感器322以外，还包括检测发动机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)的节气门开度传感器等。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是既能由驾驶员输入指令，又能向驾驶员输出信息的装置的总称。输入/输出装置33除了供驾驶员通过操作构件的操作输入各种指令的各种开关(例如手动/自动切换开关331、行驶模式选择开关332)、借助显示图像向驾驶员提供信息的显示部333以外，还包括供驾驶员通过语音来输入指令的麦克、通过语音向驾驶员提供信息的扬声器等。
手动/自动切换开关331根据其操作输出向使自动驾驶功能有效化的自动驾驶模式或使自动驾驶功能无效化的手动驾驶模式切换的指令。另外，不依赖于手动/自动切换开关331的操作，而是在规定的行驶条件成立时，就可以指令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。即可以自动进行模式切换而非手动进行。
行驶模式选择开关332根据其操作指令从多种行驶模式中选择一种行驶模式。多种行驶模式中例如包括：兼顾燃料消耗性能和动力性能的正常模式、相对于动力性能更优先燃料消耗性能的经济模式、相对于燃料消耗性能更优先动力性能的运动模式、以及自动设定行驶模式的自动行驶模式。行驶模式选择开关332从这些多种行驶模式中指令与行驶模式选择开关332的操作相应的行驶模式。
经济模式、正常模式以及运动模式能够分别在手动驾驶模式和自动驾驶模式下进行选择，而自动行驶模式只能在自动驾驶模式下进行选择。在从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换时，手动驾驶模式下的行驶模式的选择被重置，进而自动选择自动行驶模式。之后，当操作行驶模式选择开关332时，能够选择与该操作相应的行驶模式。在从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换时，自动切换到正常模式。
GPS装置34具有接收来自多个GPS卫星的定位信号的GPS接收机，基于GPS接收机接收到的信号测定自车辆的绝对位置(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。目标路线是根据由GPS装置34测定到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出的。
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、使制动装置工作的制动用执行器38、以及驱动转向装置的转向用执行器39等。
控制器40包括电子控制单元(ECU)。另外，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，示出控制器40作为这些ECU的集合。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和输入/输出接口等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中还存储有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，其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、以及显示控制部47。
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，在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根据来自激光雷达311、雷达312、摄像机313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(前方车辆、后方车辆)的位置、速度、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、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、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，生成从当前时刻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从中选择遵守法律且满足高效、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。然后，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：在从当前时间点开始经过规定时间T(例如5秒)为止期间，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，目标车速包含在行动计划中。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。在图3中，示出了自车辆101进行车道变更并超越前方车辆102的情景的行驶计划。图3的各点P对应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，并通过将这些各点P按时间顺序连接起来得到目标轨迹103。另外，除了超车行驶以外，行动计划生成部45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生成行驶计划数据，以使将与前方车辆之间的车间距离控制为与车速相应的目标车间距离。另外，目标车间距离被预先存储在存储部42。
行驶控制部46控制各执行器AC，以使在自动驾驶模式下，自车辆沿着由行动计划生成部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38、以及转向用执行器39等，以使自车辆101每单位时间Δt通过图3的各点P。
更具体地，行驶控制部46在自动驾驶模式下，根据由行动计划生成部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。而且，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。
显示控制部47向输入/输出装置33输出控制信号来控制配置在驾驶座前方的显示部333(图2)的显示方式。
下面具体地说明关于利用行驶控制部46对变速器2进行的控制。行驶控制部46使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，特别是分别与自动驾驶模式下的经济模式、正常模式以及运动模式相对应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(自动驾驶模式下为虚拟加速器开度)或节气门开度一对一对应，要求驱动力F随着加速器开度或节气门开度变大而变大。因此，还能够将纵轴替换成加速器开度或节气门开度。
特性f1、f2、f3分别是与经济模式、正常模式和运动模式下从n+1档向n档的降档对应的降档线的一个例子，特性f4、f5、f6分别是与经济模式、正常模式和运动模式下从n档向n+1档的升档对应的升档线的一个例子。运动模式的特性f3、f6分别相对于正常模式的特性f2、f5向高车速侧偏移设定，经济模式的特性f1、f4分别相对于正常模式的特性f2、f5向低车速侧偏移设定。
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，且运行点Q1超过降档线(特性f1、f2、f3)时(箭头A)，变速器2从n+1档向n降档。在车速V恒定不变而要求驱动力F增加的情况，运行点Q1超过降档线，进而变速器2降档。
另一方面，例如关于从运行点Q2的升档，当要求驱动力F恒定不变而车速V增加，且运行点Q2超过升档线(特性f4、f5、f6)时(箭头B)，变速器2从n档向n+1档升档。在车速V恒定不变而要求驱动力F降低的情况，运行点Q2超过升档线，进而变速器2升档。另外，档位越大(在越高速侧)则降档线和升档线越向高车速侧偏移设定。
正常模式的特性f2、f5是兼顾动力性能和燃料消耗性能的特性。于此相对，经济模式的特性f1、f4是相对于动力性能更重视燃料消耗性能、静音性能的特性，运动模式的特性f3、f6是相对于燃料消耗性能更重视动力性能的特性。特性f1、f4相对于特性f2、f5设定在低车速侧，因此，在经济模式时，相对于正常模式时，升档的时机提前，且降档的时机延迟。因此，相对于正常模式时，能够容易地以高速侧的档位行驶，加速响应性低。另一方面，特性f3、f6相对于特性f2、f5设定在高车速侧，因此，在运动模式时，相对于正常模式时升档的时机延迟，且降档的时机提前。因此，相对于正常模式时，能够容易地以低速侧的档位行驶，加速响应性高。
省略了图示，但在存储部42中还存储有手动驾驶模式下的经济模式、正常模式以及运动模式的换挡图。这些手动驾驶模式下的各模式的特性例如与自动驾驶模式下的各模式的特性相同。另外，自动驾驶模式下的特性还可以与手动驾驶模式下的特性不同。
在这样的车辆行驶控制装置100中，前方车辆的行驶方式是根据前方车辆的特性、驾驶前方车辆的驾驶员的特性(习惯等)来决定的。具体地，作为前方车辆的行驶方式，可以考虑以恒定速度行驶的频率高、加减速行驶的频率高等各种各样的行驶方式。因此，自车辆以自动驾驶模式自动地追随前方车辆行驶时，若不选择具有与前方车辆的行驶方式相应的加速响应性的行驶模式，则实际车间距离和目标车间距离的偏离程度变大，进而难以进行良好的追随行驶。因此，本实施方式如下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的主要部分结构，特别是在与图2不同的观点下的控制器40的功能性结构的框图。如图5所示，控制器40具有车间距离计算部51、行驶方式识别部52、道路信息读取部53、模式设定部54、以及执行器控制部55。其中，车间距离计算部51和行驶方式识别部52例如均包括图2的外界识别部44，道路信息读取部53例如包括自车位置识别部43，模式设定部54例如包括行动计划生成部45，执行器控制部55例如包括行驶控制部46。
车间距离计算部51根据来自雷达312、摄像机313的信号计算出自车辆与前方车辆之间的实际车间距离L。
行驶方式识别部52根据车间距离L从目标车间距离La偏离的程度(追随率αA)来识别前方车辆的行驶方式。更具体地，行驶方式识别部52首先计算出实际车间距离L和与由车速传感器321检测出的车速相应的目标车间距离La的偏差，即距离偏差ΔL(＝L-La)。
图6是表示实际车间距离L相对于目标车间距离La随着时间经过而变化的一个例子的图。在图6中，实际车间距离L相对于目标车间距离La产生正(L>La)或负(L<La)的偏差ΔL。行驶方式识别部52例如通过计算出偏差ΔL的绝对值在规定值ΔLa(例如目标车间距离La的5％)内的时间，并用整体的行驶时间除以该时间，计算出追随率αA(％)。追随率αA越大则追随的程度越高。另外，还可以对距离偏差ΔL的大小进行加权，以使距离偏差ΔL的绝对值越大则追随率αA越小。
像这样的追随率αA受道路状况影响。图7是表示自车辆对前方车辆进行追随行驶的状况的图。如图7所示，当前方车辆102接近弯路104时，前方车辆102进行减速，因此，自车辆101与前方车辆102的车间距离L变窄。之后，当前方车辆102通过弯路104而进行加速时，自车辆101与前方车辆102的车间距离L边宽。像这样的车间距离L的变化是由于道路状况引起的，根据车间距离L的变化，追随率αA发生变化。因此，为了行驶方式识别部52高精度地识别前方车辆102的行驶方式，需要考虑道路状况。考虑到这一点，控制器40具有道路信息读取部53。
道路信息读取部53读取自车辆的周围的道路信息。具体地，根据用GPS装置34得到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。行驶方式识别部52根据由道路信息读取部53读取的自车辆的道路信息(地图上的自车辆的位置)计算出追随率αA。例如，在由道路信息读取部53读取到弯路104的信息时，对距离偏差ΔL乘以比0大且比1小的规定系数，来校正距离偏差ΔL。或对追随率αA乘以直接系数(这种情况是比1大的规定系数)来校正追随率αA。由此，能够高精度地识别前方车辆的行驶方式。
在以正态分布来表示实际车间距离L与目标车间距离La的偏差ΔL的频率时，行驶方式识别部52例如还能够根据该平均值(距离偏差平均值αB)识别前方车辆的行驶方式。图8是以正态分布来表示距离偏差ΔL的频率的例子的图。特性g1是距离偏差平均值αB为0的例子，特性g2是距离偏差平均值αB为+ΔL1的例子。另外，特性g3(虚线)是距离偏差平均值αB为0，且相对于特性g1方差较大的特性。方差是表示相对于前方车辆的加速滞后、减速滞后的程度。因此，行驶方式识别部52不仅考虑距离偏差平均值αB，还可以考虑正态分布的方差的大小来识别行驶方式。另外，这种情况也优选根据弯路等道路状况，对距离偏差平均值αB乘以系数，来校正距离偏差平均值αB。
行驶方式识别部52还可以代替追随率αA、距离偏差平均值αB，例如根据加速度的大小(绝对值)的平均值(加速度平均值αC)识别前方车辆的行驶方式。前方车辆的加速度能够通过例如将用车间距离计算部51计算出的实际车间距离L以时间进行2阶微分计算出相对于自车辆的相对加速度，并在该相对加速度上加上用加速度传感器322检测到的自车辆的加速度求得。图9是表示前方车辆的加速度G的频率(次数)分布的直方图。行驶方式识别部52通过对图9所示的加速度G1～G6乘以各自的频率，并用频率的合计值(图9的例子中为N1+N1+N3+N2+N4+N2)除以所述的每一加速度的乘算值的综合(图9的例子中为G1×N1+G2×N1+G3×N3+…)来计算出加速度平均值αC。另外，这种情况也优选根据弯路等道路状况，对加速度平均值αC乘以系数，来校正加速度平均值αC。
使用如上所述的方式计算出的追随率αA、距离偏差平均值αB或加速度平均值αC，行驶方式识别部52计算出将前方车辆的行驶方式数值化的追随评价值β。追随评价值β是表示自车辆的行驶方式和前方车辆的行驶方式的差异的程度的值，追随评价值β越小，行驶方式的差异程度越小，容易进行追随行驶。追随评价值β例如被定义为最小值为0，最大值为100。
图10A、10B、10C是分别表示追随率αA与追随评价值β、距离偏差平均值αB与追随评价值β、以及加速度平均值αC与追随评价值β的关系的图。这些特性预先存储于存储部42。如图10A所示，追随率αA越大则追随评价值β越小，追随率αA为100(％)时，追随评价值β变为0。如图10B所示，距离偏差平均值αB越大，则追随行驶越困难，因此追随评价值β越大，在距离偏差平均值αB为0时，追随评价值β变为0。如图10C所示，加速度平均值αC越大，则追随行驶越困难，因此追随评价值β越大，在加速度平均值αC为0时，追随评价值β变为0。另外，追随评价值β的特性可以不是图10A～10C所示的直线，还可以是曲线。
模式设定部54设定由行驶方式识别部52识别出的行驶方式，即，设定具有与追随评价值β相应的加速性能(加速响应性)的行驶模式。图11是表示预先存储于存储部42的追随评价值β和将加速响应性数值化了的响应性评价值γ的关系的图。如图11所示，响应性评价值γ在追随评价值β小于β1的范围内为最小(γ1)，在追随评价值β在β1以上且小于β2的范围内逐渐增加。还有，响应性评价值γ在追随评价值β在β2以上且小于β3的范围内为恒定(γ2)，在追随评价值β在β3以上且小于β4的范围内逐渐增加，在追随评价值β在β4以上的范围内为最大(γ3)。
响应性评价值γ1、γ2、γ3分别对应经济模式、正常模式、运动模式。因此，模式设定部54在追随评价值β小于β1(经济范围)时，将行驶模式设定为经济模式，在β2以上且小于β3(正常范围)时，设定为正常模式，在β4以上(运动范围)时，设定为运动模式。
还有，在追随评价值β处于经济范围和正常范围之间(例如β10)时，响应性评价值γ为γ1和γ2之间的值(例如γ10)，模式设定部54设定与该响应性评价值γ10相应的行驶模式。具体地，在图4的经济模式的特性f1和正常模式的特性f2之间设定降档的特性，在经济模式的特性f4和正常模式的特性f5之间设定升档的特性。
另外，在追随评价值β处于正常范围和运动范围之间(例如β20)时，响应性评价值γ为γ2和γ3之间的值(例如γ20)，模式设定部54设定与该响应性评价值γ20相应的行驶模式。具体地，在图4的正常模式的特性f2和运动模式的特性f3之间设定降档的特性，在正常模式的特性f5和运动模式的特性f6之间设定升档的特性。
这样，在本实施方式中，在追随评价值在β1以上且小于β2以及在β3以上且小于β4的范围内，根据追随评价值β，响应性评价值γ在γ1和γ2之间以及在γ2和γ3之间被确定为线性，并根据该响应性评价值γ设定行驶模式。因此，能够设定除经济模式、正常模式以及运动模式以外的行驶模式。即，能够设定在经济模式和正常模式之间内插以及在正常模式和运动模式之间内插的行驶模式。因此，能够在经济模式和正常模式之间以及在正常模式和运动模式之间，根据前方车辆的行驶方式精细地变更加速响应性。
执行器控制部55控制节气门用执行器13和变速用执行器23等，以使自车辆以模式设定部54设定的行驶模式对前方车辆进行追随行驶。由此，例如前方车辆是加减速频率较高的行驶方式时，自车辆以加速响应性较高的低速挡侧的档位行驶的频率提高。因此，自车辆能够发挥与前方车辆的行驶方式对应的加速响应性，能够良好地进行追随行驶。
图12是表示按照预先存储在存储部42(图2)的程序在控制器40实施的处理的一个例子的流程图。该流程图所示的处理，例如根据手动/自动切换开关331的切换，指令以自动驾驶模式驾驶时开始。
首先，在S1(S：处理步骤)，行驶方式识别部52例如根据自车辆与前方车辆之间的车间距离L从目标车间距离La偏离的程度(追随率αA)识别前方车辆的行驶方式。即，计算出使行驶方式数值化的追随评价值β。另外，还可以不根据追随率αA，而是根据距离偏差平均值αB、加速度平均值αC计算出追随评价值β，由此识别前方车辆的行驶方式。在识别行驶方式中，优选考虑道路状况校正追随率αA等。
接下来，在S2，模式设定部54基于预先存储的图11的特性，计算出具有与在S1计算出的追随评价值β相应的加速响应性的行驶模式。更为严格地说，计算出与行驶模式相对应的响应性评价值γ。
接下来，在S3，判定是否由行驶模式选择开关332选择了自动行驶模式。当S3为肯定时进入S4，模式设定部54设定在S2计算出的行驶模式。此时，当前的行驶模式的响应性评价值γ和计算出的行驶模式的响应性评价值γ的差异较大时，将行驶模式(响应性评价值γ)逐渐从当前的行驶模式转移到计算出的行驶模式。由此，能够避免自车辆行为的急剧的变化。
接下来，在S5，执行器控制部55向节气门用执行器13和变速用执行器23等输出控制信号，以使自车辆以所设定的行驶模式对前方车辆进行追随行驶。
另一方面，当S3为否定(S3：否)时进入S6，模式设定部54设定由行驶模式选择开关332选择的行驶模式，即,设定从经济模式、正常模式以及运动模式中选择的行驶模式。接下来，在S7，判定与在S6所设定的行驶模式对应的响应性评价值γ和与在S2计算出的行驶模式对应的响应性评价值γ的差异是否在规定值以上，即,行驶模式的偏离是否较大。
当S7为肯定(S7：是)时进入S8，否定(S7：否)时进入S5。在S8，显示控制部47向显示部333输出控制信号，通过显示部333向驾驶员报知当前的行驶模式与在S2计算出的自动行驶模式的差异较大，并进入S5。
对本实施方式的车辆行驶控制装置100的动作更具体地进行说明。图13是表示行驶模式和响应性评价值随着时间经过而变化的时序图。另外，图中的实线的特性f11是由模式设定部54设定的实际的行驶模式(称之为实际行驶模式)，虚线的特性f12是在模式设定部54计算出的行驶模式(称之为算出行驶模式)。
在手动驾驶模式下以运动模式行驶中，当在时间点t1通过手动/自动切换开关331做出向自动驾驶模式切换的指令时，行驶模式切换到自动行驶模式(S3)。在该时间点t1，在实际行驶模式(运动模式)和算出行驶模式之间存在差，但随着时间经过，实际行驶模式逐渐接近算出行驶模式，并在时间点t2，实际行驶模式与算出行驶模式一致。之后，在达到时间点t3为止，实际行驶模式追随算出行驶模式的变化而变化。
由此，实际行驶模式被自动设定为与前方车辆的行驶方式相应的算出行驶模式，因此，自车辆能够以与前方车辆的行驶方式相应的加速响应性进行适当的追随行驶。还有，自车辆的行驶模式不限于经济模式、正常模式、运动模式，还能够按照内插这些各模式的线性的特性(图11)进行设定，因此能够设定适合追随行驶的自车辆的最适合的行驶模式。还有，当向自动驾驶模式切换时，那之前的行驶模式(运动模式)被取消而切换到自动行驶模式，因此，驾驶员不需要操作行驶模式选择开关332，能够实现最适合的自动驾驶模式。
在时间点t3，当通过行驶模式选择开关332的操作选择经济模式时，实际行驶模式逐渐向经济模式转移，并在时间点t4切换到经济模式(S6)。由此，能够选择符合驾驶员喜好的加速响应性，对于驾驶员来说能够得到较好的行驶感觉。此时，显示控制部47监视实际行驶模式和算出行驶模式的偏差(响应性评价值γ的差Δγ)，当偏差Δγ在规定值以上时，通过显示部333向驾驶员报知从经济模式向自动行驶模式切换的建议(S8)。由此，驾驶员能够容易地识别是否适合向自动行驶模式切换。
当在时间点t5驾驶员做出向自动行驶模式切换的指令时，实际行驶模式逐渐接近算出行驶模式，并在时间点t6，实际行驶模式与算出行驶模式一致。在时间点t7，当通过手动/自动切换开关331做出向手动驾驶模式切换的指令时，实际行驶模式切换到手动驾驶模式。此时，手动驾驶模式从正常模式开始。
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以具有自动驾驶功能的自车辆对前方车辆进行追随行驶的方式控制自车辆的行驶动作。更具体地，车辆行驶控制装置100具有：行驶方式识别部52，其识别前方车辆的行驶方式、模式设定部54，其设定具有与行驶方式识别部52识别出的行驶方式相应的加速性能(加速响应性)的行驶模式、执行器控制部55，其控制节气门用执行器13、变速用执行器23等，以使自车辆以由模式设定部54设定的行驶模式对前方车辆进行追随行驶(图2、5)。
由此，自动地设定具有与前方车辆的行驶方式相应的加速性能的行驶模式，因此，能够对前方车辆进行最适合的追随行驶。即，前方车辆在进行加减速频率较高的驾驶时加速响应性提高，相反，在进行加减速频率较低的驾驶时加速响应性减低，从而能够以符合前方车辆的行驶方式的加速响应性，并通过自动驾驶进行追随行驶。
(2)车辆行驶控制装置100还具有车间距离计算部51，其根据来自雷达312、摄像机313等的信号计算出自车辆与前方车辆之间的车间距离L(图5)。行驶方式识别部52根据由车间距离计算部51计算出的车间距离L从目标车间距离La偏离的程度(追随率αA、距离偏差平均值αB、加速度平均值αC)识别行驶方式。由此，能够良好地识别加减速的频率等前方车辆的行驶方式。
(3)车辆行驶控制装置100还具有GPS装置34、地图数据库35等的道路信息获取部，其获取自车辆周围的道路信息(图5)。行驶方式识别部52还根据由道路信息获取部获取的道路信息识别行驶方式。由此，行驶在弯路等时，考虑到了车间距离易变动，因此能够高精度地识别前方车辆的行驶方式。
(4)模式设定部54设定包含相对于动力性能更重视燃料消耗性能的经济模式、兼顾动力性能和燃料消耗性能的正常模式、以及相对于燃料消耗性能更重视动力性能的运动模式，且包含内插于这些各模式的行驶模式的多个行驶模式中，与行驶方式识别部52识别出的行驶方式相应的行驶模式。由此，能够从精细地设定的多个行驶模式中设定最适合的行驶模式。
(5)车辆行驶控制装置100还具有指令手动驾驶模式和自动驾驶模式的任一种的手动/自动切换开关331和手动选择经济模式、正常模式以及运动模式的任一种的行驶模式选择开关332(图2)。当利用手动/自动切换开关331指令手动驾驶模式时，模式设定部54设定由行驶模式选择开关332选择的行驶模式，之后，当利用手动/自动切换开关331指令从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换时，将行驶模式逐渐从由行驶模式选择开关332选择的行驶模式向具有与行驶方式识别部52识别出的行驶方式相应的加速性能的行驶模式转移。由此，能够抑制行驶模式的急剧变更，在不影响乘坐舒适性的状态下能够实现平稳的车辆行为。
(6)当利用手动/自动切换开关331指令自动驾驶模式，且利用行驶模式选择开关332手动选择行驶模式时，模式设定部54设定由行驶模式选择开关332选择的行驶模式。由此，即使在自动驾驶模式下，也能够得到符合驾驶员喜好的加速响应性。
(7)还具有报知由行驶模式选择开关332选择的行驶模式所规定的加速性能(响应性评价值γ)和与行驶方式识别部52识别出的行驶方式相应的加速性能(响应性评价值γ)的差异在规定值以上的显示部333和显示控制部47(图2)。由此，驾驶员能够容易地判断是否应该向自动行驶模式切换。
(8)行驶用执行器AC具有变更变速器2的变速比的变速用执行器23，其中变速器2对从作为驱动源的发动机1输出的旋转进行变速(图2)。模式设定部54设定由行驶方式识别部52识别出的行驶方式，即设定与追随评价值β相应的换挡图(图11)。执行器控制部55按照利用模式设定部54设定的换挡图控制变速用执行器23。由此，能够根据前方车辆的行驶方式，使变速器2进行最适当的升档和降档。
上述实施方式能够变更成各种各样的形式。以下对变形例进行说明。在上述实施方式中，行驶方式识别部52根据追随率αA、距离偏差平均值αB或加速度平均值αC识别前方车辆的行驶方式，但还可以根据与前方车辆的行驶方式有相关关系的其他参数识别前方车辆的行驶方式，行驶方式识别部的构成不限于以上所述。也可以不使用车间距离计算部51、道路信息获取部(道路信息读取部53)来识别行驶方式。在上述实施方式中，根据来自雷达312、摄像机313的信号检测车间距离L，但车间距离检测部的构成不限于此。
在上述实施方式中，模式设定部54根据将前方车辆的行驶方式数值化的追随评价值β和将行驶模式数值化的响应性评价值γ的关系(图11)设定行驶模式，但模式设定部的构成不限于此。例如还可以在自动行驶模式下，不是在经济模式(第1行驶模式)和正常模式(第2行驶模式)之间以及在正常模式和运动模式(第3行驶模式)之间设定行驶模式，而是将行驶模式设定为预先设定的多个模式(经济模式、正常模式、运动模式)的任一个。
在上述实施方式中，利用手动/自动切换开关331做出手动驾驶模式和自动驾驶模式切换的指令，但手动/自动切换指令部的构成不限于此。在将自车辆作为自动驾驶专用车辆的情况，还能够省略手动/自动切换指令部。在上述实施方式中，利用行驶模式选择开关332手动选择经济模式、正常模式、运动模式等，但用行驶模式选择部选择的行驶模式不限于此。例如还可以选择2种行驶模式或4种以上的行驶模式中的任意一种。作为只设定单个行驶模式的构成的情况，还可以省略行驶模式选择部。
在上述实施方式中，显示控制部47向显示部333输出控制信号，并报知由行驶模式选择开关332选择的行驶模式所规定的加速性能和与由行驶方式识别部52识别出的行驶方式相应的加速性能的差异在规定值以上，但例如还可以通过语音报知该情况，报知部的构成不限于以上所述。
本发明还能够作为车辆行驶控制方法使用，该方法为以具有自动驾驶功能的自车辆对前方车辆进行追随行驶的方式控制自车辆的行驶动作的车辆行驶控制方法。
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，能够以与前方车辆的行驶方式相应的适当的方式，对前方车辆进行追随行驶。
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 (8)

1.一种车辆行驶控制装置，其为控制自车辆(101)的行驶动作使得具有自动驾驶功能的所述自车辆(101)对前方车辆(102)进行追随行驶的车辆行驶控制装置，其特征在于，具有：
车间距离检测部(312、313)，其检测所述自车辆(101)与所述前方车辆(102)之间的车间距离；
行驶方式识别部(52)，其计算出将由所述车间距离检测部(312、313)检测出的车间距离从目标车间距离偏离的程度数值化的追随评价值(β)，并根据所述追随评价值(β)，识别所述前方车辆(102)的行驶方式；
模式设定部(54)，其设定多个行驶模式中的与由所述行驶方式识别部(52)计算出的所述追随评价值(β)相应的加速性能所对应的行驶模式，所述多个行驶模式至少包含分别与追随评价值(β)的相应范围相对应的第1行驶模式、第2行驶模式、第3行驶模式；
执行器控制部(55)，其控制行驶用执行器(13、23)，以使所述自车辆(101)以由所述模式设定部(54)设定的行驶模式对所述前方车辆(102)进行追随行驶，以及
道路信息获取部(53)，其获取所述自车辆(101)周围的道路信息，
前方车辆的行驶方式是根据所述前方车辆的特性、驾驶所述前方车辆的驾驶员的特性来决定的，
在所述追随评价值(β)的相应范围，所述追随评价值(β)越大，所述行驶模式越相对于燃料消耗性能更重视动力性能，
当由所述道路信息获取部(53)取得的道路信息为弯路时，所述行驶方式识别部(52)以规定系数校正所述追随评价值(β)。
2.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，还具有：
所述行驶方式识别部(52)还根据由所述道路信息获取部(53)获取到的道路信息识别行驶方式。
3.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述多个行驶模式至少包含相对于动力性能更重视燃料消耗性能的所述第1行驶模式、兼顾动力性能和燃料消耗性能的所述第2行驶模式、以及相对于燃料消耗性能更重视动力性能的所述第3行驶模式。
4.根据权利要求3所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，还具有：
手动/自动切换指令部(331)，其指令手动驾驶模式和自动驾驶模式的任一种；
行驶模式选择部(332)，其手动选择所述第1行驶模式、所述第2行驶模式以及所述第3行驶模式的任一种，
所述模式设定部(54)，当由所述手动/自动切换指令部(331)指令为手动驾驶模式时，设定由所述行驶模式选择部(332)所选择的行驶模式，之后，当由所述手动/自动切换指令部(331)做出从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的指令时，将行驶模式逐渐从由所述行驶模式选择部(332)所选择的行驶模式向具有与所述行驶方式识别部(52)识别出的行驶方式相应的加速性能的行驶模式移动。
5.根据权利要求4所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
当由所述手动/自动切换指令部(331)指令为自动驾驶模式，且通过所述行驶模式选择部(332)手动选择了行驶模式时，所述模式设定部(54)设定由所述行驶模式选择部(332)选择的行驶模式。
6.根据权利要求5所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，还具有：
报知部(333、47)，其报知根据由所述行驶模式选择部(332)选择的行驶模式所规定的加速性能和与所述行驶方式识别部(52)识别出的行驶方式相应的加速性能的差异在规定值以上。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述行驶用执行器具有：
变速用执行器(23)，其变更对从驱动源(1)输出的旋转进行变速的变速器(2)的变速比，
所述模式设定部(54)设定与由所述行驶方式识别部(52)识别出的行驶方式相应的换挡图，
所述执行器控制部(55)按照由所述模式设定部(54)设定的换挡图控制所述变速用执行器(23)。
8.一种车辆行驶控制方法，其为控制自车辆(101)的行驶动作使得具有自动驾驶功能的所述自车辆(101)对前方车辆(102)进行追随行驶的车辆行驶控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
检测所述自车辆(101)与所述前方车辆(102)之间的车间距离的步骤，
计算出将所检测出的车间距离从目标车间距离偏离的程度数值化的追随评价值(β)，并根据所述追随评价值(β)识别所述前方车辆(102)的行驶方式的步骤；
设定多个行驶模式中的与计算出的所述追随评价值(β)相应的加速性能所对应的行驶模式，所述多个行驶模式至少包含分别与追随评价值(β)的相应范围相对应的第1行驶模式、第2行驶模式、第3行驶模式的步骤；以及
控制行驶用执行器(13、23)，以使所述自车辆(101)以设定的行驶模式对所述前方车辆(102)进行追随行驶的步骤，
前方车辆的行驶方式是根据所述前方车辆的特性、驾驶所述前方车辆的驾驶员的特性来决定的，
并且取得所述自车辆(101)的周围的道路信息，当所取得的道路信息为弯路时，以规定系数校正所述追随评价值(β)，
在所述追随评价值(β)的相应范围，所述追随评价值(β)越大，所述行驶模式越相对于燃料消耗性能更重视动力性能。
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