JP2005297814A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者のブレーキ又はアクセルの操作による車間距離調整の負荷が低減可能な車両用走行制御装置を提供する。
【解決手段】車両の変速機１０を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速制御することで、前記車両の前方の先行車との距離を適正に制御する車両用走行制御装置であって、前記先行車の減速度を検出又は推定する先行車減速度検出／推定部と、前記先行車の減速度に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比を選択する変速段／変速比選択部とを備えている。例えば車間距離や相対車速のような先行車との関係が所定の目標に到達した時点又は以降に、変速制御後の変速段又変速比によるエンジンブレーキ力のみで先行車に対する追従走行が実現されるためには、先行車の減速度に基づいて、変速制御の際の変速段又変速比が決められることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速する動作により、車両の減速制御を行う車両用走行制御装置に関する。

特開２０００−１１８３６９号公報（特許文献１）には、車間距離および自車速度から相対速度および自車加速度を算出し、これらの値に基づいて目標減速度を求め、メモリに記憶し、スロットル弁開度の変化から、運転者の減速操作を検出すると、目標減速度に応じて変速機の変速比を制御して減速制御を行う技術が開示されている。

特開２０００−１１８３６９号公報

上記特許文献１の技術によれば、減速に必要な変速比を選択して減速することは開示されているが、適正な相対車速になった後の制御については検討されていない。例えば、降坂路で走行しているときなどでは、一旦適正な車間距離になった後で、再び自車両が加速して車間距離が小さくなり、制御が再び行われる制御ハンチングが発生する可能性がある。

先行車と自車の相対車速などの相対的位置関係が適正になった後の追従走行に際して、運転者によるブレーキ又はアクセルの操作による車間距離調整の負荷が低減されることが望まれている。

本発明の目的は、運転者のブレーキ又はアクセルの操作による車間距離調整の負荷が低減可能な車両用走行制御装置を提供することである。

本発明の車両用走行制御装置は、車両の変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速制御することで、前記車両の前方の先行車との距離を適正に制御する車両用走行制御装置であって、前記先行車の減速度を検出又は推定する先行車減速度検出／推定部と、前記先行車の減速度に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比を選択する変速段／変速比選択部とを備えたことを特徴としている。

例えば車間距離や相対車速のような先行車との関係が所定の目標に到達した時点又は以降に、変速制御後の変速段又変速比によるエンジンブレーキ力のみで先行車に対する追従走行が実現されるためには、先行車の減速度に基づいて、変速制御の際の変速段又変速比が決められることが好ましい。さらに、その先行車の減速度は、例えば車間距離や相対車速のような先行車との関係が所定の目標に到達した時点又は以降になるべく近い時点での値であることが好ましい。

上記本発明では、変速機の変速段又は変速比により得られる減速度と、先行車の減速度とが比較され、その比較結果に基づいて、変速制御の際の変速機の変速段又は変速比が選択されることができる。変速制御の際の変速機の変速段又は変速比は、その減速度が先行車の減速度以下であって先行車の減速度に最も近いものが選択されることができる。先行車の減速度よりも大きな減速度を発生させる変速段又は変速比が選択されると、先行車から自車が離間していくことになるため、運転者によりアクセルがＯＮとされることが多く、結果として、エンジンブレーキ力のみによる先行車に対する追従走行が実現されない場合が多いためである。

本発明の車両用走行制御装置において、前記先行車が減速状態ではないときには、前記変速段／変速比選択部は、前記先行車の減速度に基づく前記変速段又は変速比の選択を行わないことを特徴としている。

先行車が減速状態ではない場合には、例えば車間距離や相対車速のような先行車との関係が所定の目標に到達した以降は、エンジンブレーキ力のみによる先行車に対する追従走行がそのまま継続されることは少なく、運転者によりアクセルがＯＮされて通常一般の変速マップによりアップシフトされることが多い。このことから、先行車が減速状態ではない場合には、エンジンブレーキ力のみで先行車に対する追従走行が実現されるべく、先行車の減速度に基づいて、変速動作の際の変速段又変速比が決められるのは必ずしも適当ではない。

本発明の車両用走行制御装置において、更に、前記車両が走行する道路の勾配を検出又は推定する道路勾配計測／推定部を備え、前記変速段／変速比選択部は、前記先行車の減速度及び前記勾配に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比を選択することを特徴としている。

例えば車間距離や相対車速のような先行車との関係が所定の目標に到達した時点又は以降に、変速制御後の変速段又変速比によるエンジンブレーキ力のみで先行車に対する追従走行が実現されるためには、先行車の減速度と、変速制御の際の変速段又変速比によるエンジンブレーキ力のみが作用する自車の実際の減速度とがなるべく近い値であることが好ましい。この場合、車両に実際に作用する減速度は、変速段又変速比によるエンジンブレーキ力のみではなく、道路勾配により仮想的に車両に作用する減速度が加味された値である。そのため、先行車の減速度のみならず道路勾配に基づいて、変速動作の際の変速機の変速段又は変速比が選択されることが好ましい。

本発明の車両用走行制御装置において、前記道路が降坂路ではないときには、前記変速段／変速比選択部は、前記先行車の減速度及び前記勾配に基づく前記変速段又は変速比の選択を行わないことを特徴としている。

道路が降坂路ではない場合には、例えば車間距離や相対車速のような先行車との関係が所定の目標に到達した以降は、エンジンブレーキ力のみによる先行車に対する追従走行がそのまま継続されることは少なく、運転者によりアクセルがＯＮされて通常一般の変速マップによりアップシフトされることが多い。このことから、道路が降坂路ではない場合には、エンジンブレーキ力のみで先行車に対する追従走行が実現されるべく、先行車の減速度及び道路勾配に基づいて、変速動作の際の変速段又変速比が決められるのは必ずしも適当ではない。

本発明の車両用走行制御装置において、前記変速段／変速比選択部は、更に、前記先行車の減速度に基づく前記変速段又は変速比の選択を行う前に、前記距離に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比を選択することを特徴としている。

上記本発明では、前記距離に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比が選択されることで、先行車と車両との車間距離や相対車速のような関係が適正になるように制御され、その車間距離や相対車速のような先行車との関係が適正になった時点又は以降に、先行車の減速度に基づいて、変速制御の際の変速段又変速比が決められることができる。

本発明の車両用走行制御装置において、前記変速段／変速比選択部は、前記先行車と前記車両の相対車速に基づいて、前記距離に基づく前記変速段又は変速比の選択から、前記先行車の減速度に基づく前記変速段又は変速比の選択に切り替えることを特徴としている。

上記本発明では、前記距離に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比が選択されることで、先行車と車両との相対車速が適正になるように制御され、その相対車速が適正になった時点又は以降に、先行車の減速度に基づいて、変速制御の際の変速段又変速比が決められる。

上記本発明において、前記減速度は、減速加速度又は減速トルクに代表される前記車両の減速の程度（量）を示すものの意味である。

本発明の車両用走行制御装置によれば、運転者によるブレーキ又はアクセルの操作による車間距離調整の負荷を低減することができる。

以下、本発明の車両用走行制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１から図１３を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、自動変速機の変速段又は変速比を制御して減速制御を行う車両用走行制御装置に関する。

本実施形態は、車間距離情報に基づき、運転者の減速意図に応答して、自動変速機のダウンシフト制御を行って減速制御を行うものについての変速段の決定方法に関する。本実施形態では、図９及び図１０に示すように、制御実施領域が二つに分けられる。その一つは、ダウンシフトの開始（本制御の開始）から適正相対車速になるまでの間の領域Ａである。もう一つは、適正相対車速になった以降の領域Ｂである。

前者の領域Ａでは、車間距離・相対車速により目標変速段が決定され、後者の領域Ｂでは、道路勾配・前車加速度により目標変速段が決定される。領域Ａ，Ｂが切り替わるタイミングで目標変速段を切り替える。これにより、車間距離が詰まったことによる減速、及び相対車速が適正になった後の追従走行のそれぞれに対応できる変速段が設定されることができ、運転者のブレーキやアクセル操作による車間距離調整の負荷が低減される。

本実施形態の構成としては、以下に詳述するように、自車と前方の車両との車間距離を計測できる手段と、上記車間距離の情報と運転者の減速意図に基づいて、自動変速機（ＡＴ、ＣＶＴ、ハイブリッド車に搭載されたＡＴ）の変速制御を行う減速制御手段と、走行道路の勾配を計測又は推定できる手段が前提となる。

図２において、符号１０は自動変速機、４０はエンジンである。自動変速機１０は、電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃへの通電／非通電により油圧が制御されて６段変速が可能である。図２では、３つの電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが図示されるが、電磁弁の数は３に限定されない。電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、制御回路１３０からの信号によって駆動される。

スロットル開度センサ１１４は、エンジン４０の吸気通路４１内に配置されたスロットルバルブ４３の開度を検出する。エンジン回転数センサ１１６は、エンジン４０の回転数を検出する。車速センサ１２２は、車速に比例する自動変速機１０の出力軸１２０ｃの回転数を検出する。シフトポジションセンサ１２３は、シフトポジションを検出する。パターンセレクトスイッチ１１７は、変速パターンを指示する際に使用される。加速度センサ９０は、車両の減速度（減速加速度）を検出する。車間距離計測部１００は、車両前部に搭載されたレーザーレーダーセンサ又はミリ波レーダーセンサなどのセンサを有し、先行車両との車間距離を計測する。路面μ検出・推定部１１５は、路面の摩擦係数μ、又は滑りやすさを検出、あるいは推定する。

道路勾配計測・推定部１１８は、ＣＰＵ１３１の一部として設けられることができる。道路勾配計測・推定部１１８は、加速度センサ９０により検出された加速度に基づいて、道路勾配を計測又は推定するものであることができる。また、道路勾配計測・推定部１１８は、平坦路での加速度を予めＲＯＭ１３３に記憶させておき、実際に加速度センサ９０により検出した加速度と比較して道路勾配を求めるものであることができる。

制御回路１３０は、スロットル開度センサ１１４、エンジン回転数センサ１１６、車速センサ１２２、シフトポジションセンサ１２３、加速度センサ９０の各検出結果を示す信号を入力し、また、パターンセレクトスイッチ１１７のスイッチング状態を示す信号を入力し、また、路面μ検出・推定部１１５による検出又は推定の結果を示す信号を入力し、また、車間距離計測部１００による計測結果を示す信号を入力する。

制御回路１３０は、周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ１３１、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３、入力ポート１３４、出力ポート１３５、及びコモンバス１３６を備えている。入力ポート１３４には、上述の各センサ１１４、１１６、１２２、１２３、９０からの信号、上述のスイッチ１１７からの信号、路面μ検出・推定部１１５及び車間距離計測部１００のそれぞれからの信号が入力される。出力ポート１３５には、電磁弁駆動部１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃが接続されている。

ＲＯＭ１３３には、予め図１のフローチャートに示す動作（制御ステップ）が格納されているとともに、自動変速機１０のギヤ段を変速するための変速マップ及び変速制御の動作（図示せず）が格納されている。制御回路１３０は、入力した各種制御条件に基づいて、自動変速機１０の変速を行う。

次に、図９を参照して、本実施形態におけるダウンシフト量の考え方について説明する。図９は、車間距離情報に基づく追従制御が行われる際に自動変速機の変速制御がなされることで車両に作用する減速度を示す図である。

図９において、縦軸は加速度、横軸は時間である。変速前減速度５０１は、本実施形態の変速制御が開始される前の減速度であり、現状のギヤ段により得られるエンジンブレーキ力に対応する減速度である。目標減速度３０５とは、自車に対してその目標減速度３０５に基づく減速制御が行われたときに、前方車両との関係が目標の車間距離や相対車速になるような値（減速加速度）である。目標減速度３０５は、リアルタイムで求められることができる。また、目標減速度３０５は、所定の判断がなされたときに再度求められることができる。

第１変速後減速度５０３ａは、相対車速が適正になる前の変速制御によりダウンシフトされた後の変速段により発生する減速度である。第２変速後減速度５０３ｂは、相対車速が適正になった後の変速制御によりダウンシフトされた後の変速段により発生する減速度である。

図９において、自動変速機の変速制御が開始されて、相対車速が適正になる前の変速制御によりダウンシフトされると、自車に作用する減速度は、変速前減速度５０１から、第１変速後減速度５０３ａまで増大する。これにより、制御開始時点よりも車間距離が大きくされ、相対車速が小さくなり、やがて、相対車速が適正値となる。

そして、相対車速が適正になった後の変速制御によりダウンシフトされると、自車に作用する減速度は、第１変速後減速度５０３ａから、第２変速後減速度５０３ｂまで減少する。相対車速が適正値となる前の領域Ａは、自車と前方車両との間の相対車速を小さくしている領域である。相対車速が適正になった後の領域Ｂは、相対車速が所定の値になった後に、前方車両に自車が追従している領域である。

上記のように、第２変速後減速度５０３ｂの設定（相対車速が適正になった後の変速制御におけるダウンシフト後の変速段の選択）に関しては、車間距離や相対車速が所定の値になった後に、前方車両に自車が追従していく上で、最適な変速段が選択される必要がある。

次に、図１３を参照して、車間距離又は相対車速が適正な値になった後の自車の状態予測をシチュエーション別に整理する。

（１）走行道路が平坦路である場合
走行道路が平坦路である場合には、車間距離又は相対車速が適正な値になった後に、前方車両が定常運転又は加速すると、自車は、アクセルをＯＮにして前方車両に対する追従走行を行うと予想される。アクセルがＯＮにされると、車間距離情報に基づく減速制御の実施が停止され、通常一般の変速マップに従う変速に復帰するため、第２変速後減速度５０３ｂの選択に際して、特別な配慮は不要である。一方、前方車両が減速すると、その前方車両の車速に合わせるべく、自車は、アクセルをＯＦＦのままブレーキをＯＮにすると思われる。そのため、前方車両が減速した場合には、第２変速後減速度５０３ｂの設定に関して特に配慮する必要がある。

（２）走行道路が降坂路である場合
走行道路が降坂路である場合には、車間距離又は相対車速が適正な値になった後に、前方車両が定常運転すると、自車は、アクセルをＯＦＦにして前方車両に対する追従走行を行うと予想される。また、前方車両が加速すると、自車は、アクセルをＯＦＦ又はアクセルをＯＮにして前方車両に対する追従走行を行うと予想される。また、前方車両が減速すると、その前方車両の車速に合わせるべく、自車は、アクセルをＯＦＦのままブレーキをＯＮにすると思われる。以上のことから、前方車両が定常運転、加速又は減速した場合には、第２変速後減速度５０３ｂの設定に関して特に配慮する必要がある。

（３）走行道路が登坂路である場合
走行道路が登坂路である場合には、車間距離又は相対車速が適正な値になった後に、前方車両が定常運転又は加速すると、自車は、アクセルをＯＮにして前方車両に対する追従走行を行うと予想される。アクセルがＯＮにされると、車間距離情報に基づく減速制御の実施が停止され、通常一般の変速マップに従う変速に復帰するため、変速後減速度５０３の選択に際して、特別な配慮は不要である。一方、前方車両が減速すると、その前方車両の車速に合わせるべく、自車は、アクセルをＯＦＦのままブレーキをＯＮにすると思われる。そのため、前方車両が減速した場合には、第２変速後減速度５０３ｂの設定に関して特に配慮する必要がある。

図１３の上記（１）〜（３）の自車の状態予想結果から、相対車速が適正値になった後のエンジンブレーキ力の大きさに関して特別な配慮が必要であるのは、主に、降坂路である場合と、前方車両が減速した場合であることが分かる。即ち、図１３の網掛けで示したケースは、アクセル全閉で前方車両に追従していく場面であるため、それらのケースにおいて適切な減速度が発生するような変速段が選択されることが必要である。

図１及び図２を参照して、本実施形態の動作を説明する。

［ステップＳ１］
まず、図１のステップＳ１に示すように、制御回路１３０では、車間距離計測部１００から入力した車間距離を示す信号に基づいて、自車と前方の車両との車間距離が所定値以下であるか否かを判定する。ステップＳ１の結果、車間距離が所定値以下であると判定されれば、ステップＳ２に進む。一方、車間距離が所定値以下であると判定されなければ、本制御フローは終了する。

制御回路１３０では、車間距離が所定値以下であるか否かを直接的に判定する代わりに、車間距離が所定値以下に詰まったことが判るパラメータ、例えば衝突時間（車間距離／相対車速）、車間時間（車間距離／自車速）、それらの組み合わせなどにより、間接的に車間距離が所定値以下であるか否かを判定してもよい。

［ステップＳ２］
ステップＳ２では、制御回路１３０により、スロットル開度センサ１１４からの信号に基づいて、アクセルがＯＦＦの状態か否かが判定される。ステップＳ２では、運転者による減速意図が確認される。ステップＳ２の結果、アクセルがＯＦＦの状態であると判定されれば、ステップＳ３に進む。ステップＳ３から車両の追従制御が開始される。一方、アクセルがＯＦＦの状態であると判定されなければ、本制御フローは終了する。

［ステップＳ３］
ステップＳ３では、制御回路１３０により、車間時間及び相対車速に基づいて、変速制御によるダウンシフト先としての変速段が決定される。ステップＳ３において、変速段は、予めＲＯＭ１３３に記憶された、車間時間・相対車速による変速段決定マップ（図３）を参照して求められる。図３に示すように、変速段は、自車と前方車両との相対車速［ｋｍ／ｈ］と車間時間［ｓｅｃ］に基づいて求められる。

図３において、例えば、相対車速が−４０［ｋｍ／ｈ］であって、車間時間が１．０［ｓｅｃ］であるときの変速段は３速である。自車と前方車両との関係が安全な相対車速や車間距離に近づく程、変速段は、高い変速段として（減速しないように）設定される。即ち、変速段は、自車と前方車両との距離が十分に確保される程、図３のマップの右上側の高い変速段として求められ、自車と前方車両とが接近している程、同マップの左下側の低い変速段として求められる。なお、図１０の例では、車間距離、相対車速により減速度が決まる領域Ａにおける変速段は、３速として示されている。

上記では、変速段決定マップ（図３）を用いて、変速段を決定する方法について説明したが、上記方法に代えて、以下に説明するような方法により、変速段を決定することもできる。

即ち、制御回路１３０により、自動変速機１０による目標減速度（以下、変速段目標減速度）が求められ、その変速段目標減速度に基づいて、自動変速機１０の変速制御（シフトダウン）に際して選択すべき変速段が決定される。以下、この方法の内容を（１）、（２）に項分けして説明する。

（１）まず、変速段目標減速度を求める。
変速段目標減速度は、自動変速機１０の変速制御により得ようとするエンジンブレーキ力（減速加速度）に対応したものである。変速段目標減速度は、後述する最大目標減速度以下の値として設定される。変速段目標減速度の求め方としては、以下の３つの方法が考えられる。

まず、変速段目標減速度の第１の求め方について説明する。
変速段目標減速度は、図４の目標減速度マップにより求めた最大目標減速度に、０よりも大きく１以下の係数を乗算した値として設定する。

目標減速度は、予めＲＯＭ１３３に記憶された目標減速度マップ（図４）を参照して求められる。図４に示すように、目標減速度は、自車と前方車両との相対車速［ｋｍ／ｈ］と車間時間［ｓｅｃ］に基づいて求められる。なお、ここで、車間時間は、上記の通り、車間距離／自車速である。

図４において、例えば、相対車速が−４０［ｋｍ／ｈ］であって、車間時間が１．０［ｓｅｃ］であるときの目標減速度は−０．２６（Ｇ）である。自車と前方車両との関係が安全な相対車速や車間距離に近づく程、目標減速度は、小さな値として（減速しないように）設定される。即ち、目標減速度は、自車と前方車両との距離が十分に確保される程、図４の目標減速度マップの右上側の小さな値として求められ、自車と前方車両とが接近している程、同目標減速度マップの左下側の大きな値として求められる。

ここで求められる目標減速度は、減速制御の開始条件（ステップＳ１及びＳ２）が成立した後、変速制御（ステップＳ４）が実際に実行される前の時点（減速制御開始時点）での目標減速度として、特に、最大目標減速度と称される。即ち、目標減速度は、後述するように、減速制御の途中段階においてもリアルタイムに求められることが可能であるため、変速制御が実際に実行された後（実行継続中）に求められる目標減速度と区別する意味で、ここで求められる目標減速度は、特に、最大目標減速度と称される。

例えば、最大目標減速度が−０．２６Ｇである場合には、例えば０．５の係数を乗算してなる値である、−０．１３Ｇが変速段目標減速度として設定されることができる。

次に、変速段目標減速度の第２の求め方について説明する。
予めＲＯＭ１３３に、変速段目標減速度マップ（図５）が登録されている。図５の変速段目標減速度マップが参照されて、変速段目標減速度が求められる。図５に示すように、変速段目標減速度は、図４の目標減速度と同様に、自車と前方車両との相対車速［ｋｍ／ｈ］と車間時間［ｓｅｃ］に基づいて求められる。例えば、上記例の場合と同様に、相対車速が−４０［ｋｍ／ｈ］であって、車間時間が１．０［ｓｅｃ］である場合には、−０．１５Ｇが変速段目標減速度として求められる。図４及び図５から明らかなように、相対車速が大きく急激に接近する場合、車間時間が短い場合、あるいは車間距離が短い場合は、早期に車間距離を適正な状態にする必要があるため、減速度をより大きくする必要がある。また、このことから、上記の状況ではより低速段が選択されることになる。

次に、変速段目標減速度の第３の求め方について説明する。
まず、本制御開始前の自動変速機１０の現状のギヤ段のアクセルＯＦＦ時のエンジンブレーキ力（減速Ｇ）を求める（以下、変速前減速度５０１と称する）。予めＲＯＭ１３３に各ギヤ段減速度マップ（図６）が登録されている。図６の各ギヤ段減速度マップが参照されて、変速前減速度５０１が求められる。図６に示すように、変速前減速度５０１は、ギヤ段と自動変速機１０の出力軸１２０ｃの回転数ＮＯに基づいて求められる。例えば、現状ギヤ段が５速で出力回転数が１０００［ｒｐｍ］であるときには、変速前減速度５０１は−０．０４Ｇである。なお、図１０の例では、現状ギヤ段は、５速として示されている。

なお、変速前減速度５０１は、車両のエアコン作動の有無やフューエルカットの有無などの諸状況に応じて、各ギヤ段減速度マップにより求めた値を補正してもよい。また、車両のエアコン作動の有無やフューエルカットの有無などの諸状況毎に、複数の各ギヤ段減速度マップをＲＯＭ１３３に用意しておき、それらの諸状況に応じて使用する各ギヤ段減速度マップを切り換えてもよい。

次いで、変速前減速度５０１と最大目標減速度との間の値として、変速段目標減速度が設定される。即ち、変速段目標減速度は、変速前減速度５０１よりも大きく、最大目標減速度以下の値として求められる。変速段目標減速度と変速前減速度５０１及び最大目標減速度との関係の一例を図７に示す。

変速段目標減速度は、以下の式により求められる。
変速段目標減速度＝（最大目標減速度−変速前減速度５０１）×係数＋変速前減速度５０１
上記式において、係数は０より大きく１以下の値である。

上記例では、最大目標減速度＝−０．２６Ｇ、変速前減速度５０１＝−０．０４Ｇであり、係数を０．５と設定して計算すると、変速段目標減速度は−０．１５Ｇとなる。

上記のように、変速段目標減速度の第１及び第３の求め方では、係数が用いられたが、その係数の値は、理論上から求まる値ではなく、各種条件から適宜設定可能な適合値である。即ち、例えば、スポーツカーでは、減速すべきときには相対的に大きな減速度が好まれるため、上記係数の値を大きな値に設定することができる。また、同じ車両であっても、車速やギヤ段に応じて、上記係数の値を可変に制御することができる。運転者の操作に対する車両の応答性を高め、きびきびとした車両走行を意図した所謂スポーツモードと、運転者の操作に対する車両の応答性をゆったりとしたものとして、低燃費となるような車両走行を意図した所謂ラグジュアリーモードやエコノミーモードと呼ばれるモードが選択可能な車両の場合、スポーツモード選択時には、変速段目標減速度はラグジュアリーモードやエコノミーモードよりも大きな変速段変化が起きるように設定される。

（２）次に、上記（１）で求めた変速段目標減速度に基づいて、自動変速機１０の変速制御に際して選択すべき変速段が決定される。予めＲＯＭ１３３に、図８に示すようなアクセルＯＦＦ時の各ギヤ段の車速毎の減速Ｇを示す車両特性のデータが登録されている。

ここで、上記例と同様に、出力回転数が１０００［ｒｐｍ］であり、変速段目標減速度が−０．１５Ｇである場合を想定すると、図８において、出力回転数が１０００［ｒｐｍ］のときの車速に対応し、かつ変速段目標減速度の−０．１５Ｇに最も近い減速度となるギヤ段は、３速であることが判る。これにより、上記例の場合、ステップＳ３では、選択すべきギヤ段は、３速であると決定される。

なお、ここでは、変速段目標減速度に最も近い減速度となるギヤ段を選択すべきギヤ段として選択したが、選択すべきギヤ段は、変速段目標減速度以下（又は以上）の減速度であって変速段目標減速度に最も近い減速度となるギヤ段を選択してもよい。ステップＳ３の次にステップＳ４が実行される。

［ステップＳ４］
ステップＳ４では、制御回路１３０により、変速制御が開始される。即ち、ステップＳ３で決定された選択すべきギヤ段（ステップＳ３の上記例では、３速）に変速制御される。それに伴い、エンジンブレーキ力が増加する。ステップＳ４の次に、ステップＳ５が実行される。図１０の例では、制御開始前のギヤ段が５速であり、制御が開始されると、上記ステップＳ３において車間時間、相対車速に基づいて決定された、３速の変速段に変速制御される。

[ステップＳ５]
ステップＳ５では、制御回路１３０により、相対車速が予め設定された所定値より小さいか否かが判定される。ステップＳ５の判定の結果、相対車速が所定値よりも小さければ、ステップＳ６に進み、そうでなければ、相対車速が所定値より小さくなるまでステップＳ５が繰り返し行われる。ステップＳ５において、相対車速が所定値よりも小さいと判定されると、図１０において、相対車速が適正値であると判定された後の領域Ｂに入る。

なお、ステップＳ５は、車間時間、衝突時間、相対車速などの前車との関係を示すパラメータに基づいて判定してもよいし、これらのパラメータを適宜組み合わせることにより判定してもよい。

［ステップＳ６］
ステップＳ６では、制御回路１３０の道路勾配計測・推定部１１８により、自車が走行する道路の勾配が求められる。ＲＯＭ１３３には、上述したように、図６に示すような各ギヤ段でのアクセル全閉時の減速度が記述された各ギヤ段減速度マップが格納されている。図６に示すように、そのマップには、平坦路における各ギヤ段の車速毎の減速度が記述されている。道路勾配計測・推定部１１８は、予めＲＯＭ１３３にマップとして記憶された平坦路での加速度と、実際に加速度センサ９０により検出した加速度とを比較して、実加速度がマップの加速度よりも大きい場合には降坂路であり、実加速度がマップの加速度よりも小さい場合には登坂路である。この場合、実加速度とマップの加速度の偏差０．０１Ｇ≒道路勾配１％に対応する。

いま、５速の変速段で自動変速機１０の出力軸１２０ｃの回転数Ｎｏが１０００ｒｐｍで走行しているとする。その場合の実加速度は、−０．０６Ｇであったとする。同じ条件で、マップ（図６）には平坦路である場合の加速度として、−０．０４Ｇと記述されている。この場合には、道路勾配２％の降坂路であると計測又は推定される。ステップＳ６の次には、ステップＳ７が行われる。

［ステップＳ７］
ステップＳ７では、制御回路１３０により、前方車両の加速度が求められる。前方車両と自車との車間距離を２回微分することにより相対加速度が求められ、その相対加速度と自車の加速度との差をとることで、前方車両の加速度が求められる。本例では、例えば前方車両の減速度は、−０．０８２Ｇであるとする。ステップＳ７の次には、ステップＳ８が行われる。

［ステップＳ８］
ステップＳ８では、制御回路１３０により、上記ステップＳ６及びステップＳ７の演算結果に基づいて、自車が走行している道路が降坂路であるか否か、又は前方車両が減速状態にあるか否かが判定される。その判定の結果、自車が走行している道路が降坂路又は前方車両が減速状態である場合には、ステップＳ９に進み、そうでない場合にはステップＳ１２に進む。

［ステップＳ９］
ステップＳ９では、制御回路１３０により、上記ステップＳ６の演算結果に基づいて、各変速段の道路勾配を考慮した減速度が算出される。ステップＳ９では、ステップＳ６にて求められた道路勾配分だけ図６のマップに記述された各減速度の値を補正する。その補正に際して、上記ステップＳ６において求められた道路勾配１％＝０．０１Ｇで近似することができ、登坂路では正の値、降坂路では負の値として加算される。

上記例では、道路勾配が２％の降坂路であると判定されているため、ステップＳ９では、図６のマップに記述された各減速度の値には、−０．０２Ｇがそれぞれ加算される。例えば、自動変速機１０の出力軸１２０ｃの回転数Ｎｏが２０００ｒｐｍである各変速段の減速度は、５速が−０．０７Ｇ、４速が−０．０８Ｇ、３速が−０．０９Ｇとされる。なお、道路勾配が無い平坦路であり、上記ステップＳ６にて道路勾配が０％であるとされた場合には、ステップＳ９の結果としての各変速段の減速度は、図６のマップに記述された値と同じである。ステップＳ９の次に、ステップＳ１０が行われる。

［ステップＳ１０］
ステップＳ１０では、制御回路１３０により、相対車速が適正になった後の変速制御によるダウンシフト先として、最適な変速段が選択される。その選択された変速段による減速度が第２変速後減速度５０３ｂである（図９）。ここで、選択される最適な変速段とは、“上記ステップＳ９で求められた道路勾配が考慮された変速段の減速度が、上記ステップＳ７にて求められた前方車両の減速度以上の変速段である”という条件を満たす変速段のうち、一番低速段である。

上記例では、上記ステップＳ７にて求められた前方車両の減速度は、−０．０８２Ｇである。上記ステップＳ９で求められた道路勾配が考慮された変速段の減速度が、−０．０８２Ｇ以上である変速段は、４速、５速になり、それらのうちで一番低速段である変速段は４速である。そのため、本例では、４速の変速段が選択される。なお、図１０の例では、道路勾配、前車減速度より減速度が決定される領域Ｂの変速段は、４速として示されている。

なお、有段の自動変速機１０である場合には、上記のような関係を満たす変速段のうちの一番低い変速段が選択されるのに対し、無段変速機である場合には、道路勾配を加味した変速比の減速度が、前方車両の減速度と等しい変速比が選択されることができる。ステップＳ１０の次に、ステップＳ１１が行われる。

[ステップＳ１１]
ステップＳ１１では、制御回路１３０により、変速制御が行われる。即ち、ステップＳ１０で決定された選択すべきギヤ段（ステップＳ１０の上記例では、４速）に変速制御される。それに伴い、エンジンブレーキ力が減少する。本実施形態によれば、相対車速が適正値になった後も、道路勾配、前車減速度より決定される変速段に変速制御されるため、従来技術のように、降坂路などにおいて制御ハンチングが発生することが最小限に抑制される。ステップＳ１１の次に、ステップＳ１２が実行される。

[ステップＳ１２]
ステップＳ１２では、制御回路１３０により、アクセルがＯＮにされ、そのアクセルのＯＮに応答してスタートした復帰タイマーカウント値が所定値以上であるか否かが判定される。カウント値が所定値以上でなければ、ステップＳ１２に戻る。カウント値が所定値以上になれば、ステップＳ１３に進む。

［ステップＳ１３］
ステップＳ１３では、制御回路１３０による、変速制御（ダウンシフト制御）が終了し、予めＲＯＭ１３３に格納された通常の変速マップ（変速線）に従いアクセル開度と車速に基づき決定される変速段に復帰する。ステップＳ１３が実施されると、本制御フローは終了する。

図１３を参照して説明したように、走行道路が降坂路である、又は前方車両が減速状態である場合以外（ステップＳ８−Ｎ）には、相対車速が適正値になった後においてアクセルがＯＮにされて、変速点制御が解除されて、通常の変速マップに従う変速に復帰する可能性が高い。即ち、走行道路が降坂路である、又は前方車両が減速状態である場合以外（ステップＳ８−Ｎ）には、変速点制御の状態のまま、図９及び図１０の領域Ｂに入る可能性は少ないことから、変速点制御により発生させる領域Ｂにおける減速度の設定（領域Ｂにおけるダウンシフト先の変速段の選択）に関して、道路勾配や前方車両の減速度のような前方車両との車間距離や相対車速に影響を与えるパラメータを特に考慮する必要はない。そのため、領域Ｂには行った後にも、領域Ａの変速段が切り替えられることが無い（ステップＳ８−Ｎ）。

本実施形態においては、相対車速が適正になる時点の前後で２つの領域Ａ，Ｂに分けられている。領域Ａでは、変速段は、車間時間と相対車速に基づいて決定される（ステップＳ３）が、領域Ｂでは、相対車速が適正になった後の追従走行に際しての運転者のブレーキやアクセル操作による車間距離調整が低減されるべく、走行道路が降坂路である場合、又は前方車両が減速している場合には、自車が走行する降坂路の勾配を考慮した変速段による減速度と、前方車両の減速度とに基づいて、変速段が選択される（ステップＳ８−Ｙ、ステップＳ９、ステップＳ１０）。

なお、ステップＳ１０では、実際には、３〜５速の変速段の中から変速段が選択されることが好ましい。また、ステップＳ１０において、最大目標減速度よりも大きな減速度を発生する変速段は選択されない。

以上に述べた本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
車間距離情報に基づいて、ダウンシフトにより減速制御を行う場合、目標の車間距離や車速になるような目標変速段を設定する。この目標変速段への変速制御により、相対車速が適正値になる。

相対車速が適正になった後のダウンシフトによるエンジンブレーキ力（減速度）に関しては、降坂路走行時又は前方車両が減速時には、アクセル全閉で前方車両に追従可能な変速段が設定される。即ち、降坂路走行時又は前方車両が減速時には、その道路勾配や前方車両の減速度に基づいて、ダウンシフト先の変速段が選択される。これにより、状況に応じた最適な変速段が選択され、降坂路での制御ハンチングが防止され、ドライバビリティが向上する。

なお、上記の例では、相対車速が適正になる前の領域Ａにおける、車間時間、相対車速に基づく変速段の決定は、１回のみ行われた。これに代えて、以下のような動作にしてもよい。即ち、図１１及び図１２に示すように、領域Ａでは、図３のマップ（又は図４〜図８のマップ）を用いて、車間時間、相対車速に応じて、リアルタイムに変速段を更新することができる。減速制御によって、時間の経過と共に減少する車間時間、相対車速に対応した変速段が設定されるため、領域Ａの終期においてエンジンブレーキ力が掛かり過ぎることは無い。この場合、領域Ａにおいて、予め、領域Ｂでの変速段を求めておき、領域Ａにおいて相対車速の減少に応じてリアルタイムに求められる変速段は、その予め求めておいた領域Ｂにおける変速段よりも高速段に設定されない（アップシフトされない）ようにガードをかけるのがよい。適正相対車速になる前にアップシフトされて、相対車速になった直後にその変速段からダウンシフトされるのは、運転者に違和感を与え、ドライバビリティの面で良くないためである。

本実施形態における領域Ｂでの変速制御の変速段の設定方法としては、以下のように考えることができる。即ち、相対車速が適正値になった後の第２変速後減速度５０３ｂは、例えば相対車速がゼロを含む所定の範囲に収まり（維持され）、前方車両への追従走行がエンジンブレーキ力のみで実現されるための値であることが好ましい。この観点から、基本的な考え方としては、第２変速後減速度５０３ｂ、即ち、相対車速が適正値になった後のダウンシフト先の変速段は、前方車両の減速度と同じ値であるか、又は近い値であることが好ましい。そのため、有段の自動変速機が使用される本実施形態では、前方車両の減速度以下のエンジンブレーキ力を発生させる変速段のうち、前方車両の減速度に最も近いエンジンブレーキ力を発生させる変速段が選択される（ステップＳ１０）。

上記基本的な考え方を更に発展させると、次のようになる。即ち、相対車速が適正値になった後に、車両にエンジンブレーキ力のみが作用している場合において、車両に実際に作用する減速度が前方車両の減速度になるべく近くであることが好ましい。この場合、車両に実際に作用する減速度は、変速段により発生するエンジンブレーキ力のみではなく、仮想的に道路勾配により生じる減速度を加味した値である。そのため、仮想的に道路勾配により生じる減速度を加味した、変速段により発生するエンジンブレーキ力と、前方車両の減速度に基づいて、変速制御の変速段が設定されることとしている（ステップＳ９、ステップＳ１０）。

更に、本実施形態では、図１３に示したように、相対車速が適正値になった後のエンジンブレーキ力を上記考え方（ステップＳ９、ステップＳ１０）に基づいて決定すべき状況が、走行道路が降坂路である場合と、前方車両が減速時である場合に鑑みて、これらの場合に限って、上記考え方（ステップＳ９、ステップＳ１０）を適用している。走行道路が降坂路である場合、又は前方車両が減速時である場合以外のケース（ステップＳ８−Ｎ）では、相対車速が適正値に到達した以降も、相対車速が適正値になる前の変速段から変更が無いとしている（ステップＳ８−Ｎ）。

ここで、本発明では、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、走行道路が降坂路である場合、又は前方車両が減速時である場合以外のケース（ステップＳ８−Ｎ）であっても、上記基本的考え方（ステップＳ１０）、ないしは、上記ステップＳ９をも含めた考え方（ステップＳ９、ステップＳ１０）を適用することが可能である。

（第２実施形態）
次に、図１４を参照して、第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、上記第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

上記第１実施形態では、前方車両との車間距離、相対車速が適正値になるまでの減速（領域Ａ）が、自動変速機１０の変速制御により行われた例について説明した。第２実施形態では、領域Ａでの減速は、運転者がフットブレーキの操作により行い、相対車速が適正になった後の領域Ｂでは、自動変速機１０の変速制御が行われる例について説明する。

図１４のステップＳＡ１は、図１のステップＳ１と同様であり、図１４のステップＳＡ４は、図１のステップＳ５と同様である。以下同様に、図１４のステップＳＡ５、ステップＳＡ６、ステップＳＡ７、ステップＳＡ８〜ステップＳＡ１０、ステップＳＡ１２、ステップＳＡ１３は、それぞれ、図１のステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ２、ステップＳ８〜ステップＳ１０、ステップＳ１２、ステップＳ１３と同様である。よって、これらのステップの詳細な説明は、省略する。

[ステップＳＡ２]
図１４に示すように、車間距離が所定値以下である場合（ステップＳＡ１−Ｙ）に、制御回路１３０により、運転者によってフットブレーキがＯＮにされたか否かが判定される。ブレーキがＯＮにされた場合には、ステップＳＡ３に進み、そうでない場合には、本制御フローはリターンされる。

[ステップＳＡ３]
制御回路１３０により、運転者によってフットブレーキがＯＦＦにされたか否かが判定される。ステップＳＡ３の判定の結果、フットブレーキがＯＦＦにされたと判定されない場合には、そのように判定されるまでステップＳＡ３が繰り返し行われる。

[ステップＳＡ７]
ステップＳＡ７では、図１のステップＳ２と同様に、運転者による減速意図が確認される。

[ステップＳＡ１１]
ステップＳＡ１１では、制御回路１３０により、ステップＳＡ１０で決定された変速段への変速制御が実行される。相対車速が適正値になった後（ステップＳＡ４−Ｙ）に、自動変速機１０が道路勾配、前車減速度に基づいて決定された変速段に変速制御される点（ステップＳＡ８〜ステップＳＡ１１）は、上記第１実施形態と共通である。

第２実施形態は、相対車速が適正値になったことが検出された後に、前車に追従走行していくときの変速段の決定方法に関するものである。第２実施形態によれば、相対車速が適正になった後の追従走行に際して、運転者のブレーキやアクセル操作による車間距離調整の負荷が低減される。上記第２実施形態では、領域Ａにおける減速が、運転者によるフットブレーキの操作により行われた例について説明したが、領域Ａにおける減速の手段については、特に限定されず、例えば、運転者が手動により自動変速機１０を低速段に変速する動作（マニュアルシフト）であってもよい。

（第３実施形態）
次に、図１５を参照して、第３実施形態について説明する。
第３実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。

第３実施形態は、車間距離が所定値以下であった状態（ステップＳＢ１−Ｙ）から、ブレーキ操作なしで（アクセル操作のみで）、相対車速が所定値より小さくなった後に、前車に追従走行していくときの変速段の決定方法に関するものである。相対車速が適正値になった後（ステップＳＢ２−Ｙ）に、自動変速機１０が道路勾配、前車減速度に基づいて決定された変速段に変速制御される点（ステップＳＢ５〜ステップＳＢ９）は、上記第１、第２実施形態と共通である。

第３実施形態によっても、相対車速が適正になった後の追従走行に際して、運転者のブレーキやアクセル操作による車間距離調整の負荷が低減される。

なお、上記においては、有段の自動変速機１０を例にとり説明したが、ＣＶＴに適用することも可能である。その場合、上記の「ギヤ段」や「変速段」は「変速比」に置き換え、「ダウンシフト」は「ＣＶＴの調整」に置き換えればよい。特に、第２、第３実施形態においては、最初からアクセルＯＦＦであって（ステップＳＡ７−Ｙ、ステップＳＢ８−Ｙ）、ダウンシフト条件が成立してしまった場合には、トリガなしで突然ダウンシフトが実施されてしまうため運転者が違和感を感じる場合が考えられるが、ＣＶＴであれば、その点の問題が無い。また、上記においては、車両が減速すべき量を示す減速度は、減速加速度（Ｇ）を用いて説明したが、減速トルクをベースに制御を行うことも可能である。

本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態の概略構成図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における変速段決定マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における目標減速度マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における変速段減速度マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における各ギヤ段減速度マップを示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における変速度目標減速度と、変速前減速度と最大目標減速度との関係を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における各ギヤ段の車速毎の減速度を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における２つの制御領域における減速度を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における２つの制御領域における変速段を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における２つの制御領域における減速度の他の例を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態における２つの制御領域における変速段の他の例を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第１実施形態におけるダウンシフト量の設定方法に関して、シチュエーション別の動作を示す図である。 本発明の車両用走行制御装置の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用走行制御装置の第３実施形態の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 自動変速機
４０ エンジン
９０ 加速度センサ
１００ 車間距離計測部
１１４ スロットル開度センサ
１１５ 路面μ検出・推定部
１１６ エンジン回転数センサ
１１８ 道路勾配計測・推定部
１２２ 車速センサ
１２３ シフトポジションセンサ
１３０ 制御回路
１３１ ＣＰＵ
１３３ ＲＯＭ
３０５ 目標減速度
５０１ 変速前減速度
５０３ａ 第１変速後減速度
５０３ｂ 第２変速後減速度

Claims (6)

1. 車両の変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速制御することで、前記車両の前方の先行車との距離を適正に制御する車両用走行制御装置であって、
   前記先行車の減速度を検出又は推定する先行車減速度検出／推定部と、
   前記先行車の減速度に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比を選択する変速段／変速比選択部と
   を備えたことを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 請求項１記載の車両用走行制御装置において、
   前記先行車が減速状態ではないときには、前記変速段／変速比選択部は、前記先行車の減速度に基づく前記変速段又は変速比の選択を行わない
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用走行制御装置において、
   更に、
   前記車両が走行する道路の勾配を検出又は推定する道路勾配計測／推定部を備え、
   前記変速段／変速比選択部は、前記先行車の減速度及び前記勾配に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比を選択する
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
4. 請求項３記載の車両用走行制御装置において、
   前記道路が降坂路ではないときには、前記変速段／変速比選択部は、前記先行車の減速度及び前記勾配に基づく前記変速段又は変速比の選択を行わない
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用走行制御装置において、
   前記変速段／変速比選択部は、更に、前記先行車の減速度に基づく前記変速段又は変速比の選択を行う前に、前記距離に基づいて、前記変速制御の際の前記変速機の前記変速段又は変速比を選択する
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
6. 請求項５記載の車両用走行制御装置において、
   前記変速段／変速比選択部は、前記先行車と前記車両の相対車速に基づいて、前記距離に基づく前記変速段又は変速比の選択から、前記先行車の減速度に基づく前記変速段又は変速比の選択に切り替える
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。

Images