JP6630713B2 - 車両変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転機能を有する車両の変速動作を制御する車両変速制御装置に関する。

この種の装置として、従来、目的地までの経路を含む行動計画を生成するとともに、その経路に沿って自車両が自動運転で走行するように行動計画に基づいて自車両の変速動作を制御する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、要求駆動力と車速とに基づいて、予め定められた変速線図に従い自動的に変速機がアップシフトまたはダウンシフトされる。

特許文献１：特開２０１６−２２２１５０号公報

上記特許文献１記載の装置では、乗員の意思によらずに自動的に自動運転車両の変速動作がなされるが、自動運転車両に対しても乗員の意思を反映した変速動作を行いたいという要求がある。

本発明の一態様は、自動運転機能を有する自動運転車両に搭載された変速機の変速動作を制御する車両変速制御装置であり、変速機のアップシフトまたはダウンシフトの手動変速指令を出力する手動変速指令部と、自動運転車両を行動計画に従い自動運転するために要求される要求駆動力と車速とを含む車両情報を取得する車両情報取得部と、手動変速指令部からの手動変速指令と車両情報取得部により取得された車両情報とに基づいて変速機の変速動作を制御する変速制御部と、を備える。変速制御部は、手動変速指令部により手動変速指令が出力される前は、第１走行モードにより、車両情報取得部により取得された車両情報に基づき、予め定められた第１変速線図に従って変速動作を制御し、手動変速指令部により手動変速指令が出力されると、第２走行モードにより、手動変速指令部からの指令に応じて変速動作を制御し、さらに手動変速指令部により手動変速指令が出力された後、所定のモード切換条件が成立すると、第３走行モードにより、車両情報取得部により取得された車両情報に基づき、予め定められた第２変速線図に従って変速動作を制御する。第１変速線図は、第１変速段から第２変速段へアップシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第１アップシフト線と、前記第２変速段から前記第１変速段へダウンシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第１ダウンシフト線とを含み、第２変速線図は、第１アップシフト線よりも高車速側に設定され、第１変速段から第２変速段へアップシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第２アップシフト線と、前記第１ダウンシフト線よりも高車速側に設定され、第２変速段から第１変速段へダウンシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第２ダウンシフト線とを含む。さらに変速制御部は、手動変速指令部により手動変速指令が最後に出力されてから所定時間が経過すると、第２走行モードから第３走行モードに走行モードを切り換える。

本発明によれば、自動運転車両に対して乗員の意思を反映した変速動作を適切に行うことができる。

本発明の実施形態に係る車両変速制御装置が適用される自動運転車両の走行系の概略構成を示す図。 本発明の実施形態に係る車両変速制御装置を含む車両制御装置の全体構成を示すブロック図。 図２の行動計画生成部で生成された行動計画の一例を示す図。 手動ノーマルモードにおけるシフトマップの一例を示す図。 パドルスイッチの配置を示すステアリングハンドルの正面図。 本発明の実施形態に係る車両変速制御装置による手動運転モードにおける走行モードの遷移図。 パドルスイッチの操作による変速態様を自動運転モードに適用した場合の不都合な動作の一例を示すタイムチャート。 本発明の実施形態に係る車両変速制御装置の要部構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る車両変速制御装置による自動運転モードにおける走行モードの遷移図。 本発明の実施形態に係る車両変速制御装置の自動運転モードのノーマルモードにおいて用いられる変速マップの一例を示す図。 本発明の実施形態に係る車両変速制御装置の自動運転モードのスポーツモードにおいて用いられる変速マップの一例を示す図。 図２の演算部で実行される処理の一例を示すフローチャート。 自動スポーツモードでアップシフトスイッチが操作された後、前方車両を追い越すために加速する場合の動作の一例を示すタイムチャート。 図１３に続く動作の一例を示すタイムチャート。 図１４に続く動作の一例を示すタイムチャート。 図１５に続く動作の一例を示すタイムチャート。 自動スポーツモードでアップシフトスイッチが操作された後に自動でアップシフトするタイミングの変化の一例を示すタイムチャート。 自動スポーツモードでダウンシフトスイッチが操作された後に自動でアップシフトするタイミングの変化の一例を示すタイムチャート。 パドルスイッチの操作に応じた、自動スポーツパドルモードにおけるアップシフト時のエンジン回転数の変化を示す図。 自動運転モード時の手動パドルモードへの切換禁止の動作の一例を示すタイムチャート。

以下、図１〜図２０を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る車両変速制御装置は、自動運転機能を有する車両（自動運転車両）に適用される。図１は、本実施形態に係る車両変速制御装置が適用される自動運転車両（他車両と区別して自車両と呼ぶこともある）の走行系の概略構成を示す図である。自車両は、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードでの走行だけでなく、ドライバの運転操作による手動運転モードでの走行も可能である。

図１に示すように、自車両は、エンジン１と、変速機２とを有する。エンジン１は、スロットルバルブ１１を介して供給される吸入空気とインジェクタ１２から噴射される燃料とを適宜な割合で混合し、点火プラグ等により点火して燃焼させ、これにより回転動力を発生する内燃機関（例えばガソリンエンジン）である。なお、ガソリンエンジンに代えてディーゼルエンジン等、各種エンジンを用いることもできる。吸入空気量はスロットルバルブ１１により調節される。

変速機２は、エンジン１と駆動輪３との間の動力伝達径路に設けられ、エンジン１からの回転を変速し、かつエンジン１からのトルクを変換して出力する。変速機２で変速された回転は駆動輪３に伝達され、これにより車両が走行する。なお、エンジン１の代わりに、あるいはエンジン１に加えて、駆動源としての走行用モータを設け、電気自動車やハイブリッド自動車として自車両を構成することもできる。

変速機２は、例えば複数の変速段（例えば７段）に応じて変速比を段階的に変更可能な有段変速機である。なお、変速比を無段階に変更可能な無段変速機を変速機２として用いることもできる。図示は省略するが、トルクコンバータを介してエンジン１からの動力を変速機２に入力してもよい。変速機２は、例えばドグクラッチや摩擦クラッチなどの係合要素２１を備え、油圧制御装置２２が係合要素２１への油の流れを制御することにより、変速機２の変速段を変更することができる。油圧制御装置２２は、電気信号により作動するソレノイドバルブなどのバルブ機構（便宜上、変速用アクチュエータ２３と呼ぶ）を有し、変速用アクチュエータ２３の作動に応じて係合要素２１への圧油の流れを変更することで、適宜な変速段を設定できる。

図２は、本発明の実施形態に係る車両変速制御装置を含む車両制御装置１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、車両制御装置１００はコントローラ４０を中心として構成され、コントローラ４０と、コントローラ４０にそれぞれ電気的に接続された外部センサ群３１と、内部センサ群３２と、入出力装置３３と、ＧＰＳ受信機３４と、地図データベース３５と、ナビゲーション装置３６と、通信ユニット３７と、アクチュエータＡＣとを主に有する。

外部センサ群３１は、自車両の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサの総称である。例えば外部センサ群３１には、自車両の全方位の照射光に対する散乱光を測定して自車両から周辺の障害物までの距離を測定するライダ、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有して自車両の周辺（前方、後方および側方）を撮像する車載カメラ、電磁波を照射し反射波を検出することで自車両の周辺の他車両や障害物等を検出するレーダなどが含まれる。

内部センサ群３２は、自車両の走行状態を検出する複数のセンサの総称である。例えば内部センサ群３２には、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ、自車両の車速を検出する車速センサ、自車両の前後方向の加速度および左右方向の加速度をそれぞれ検出する加速度センサ、自車両の重心の鉛直軸回りの回転角速度を検出するヨーレートセンサなどが含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングの操作等を検出するセンサも内部センサ群３２に含まれる。さらに、ドライバによる手動変速操作を検出するスイッチ（後述するパドルスイッチ）、ドライバの顔面を撮影する車載カメラも内部センサ群３２に含まれる。

入出力装置３３は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置３３は、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供するディスプレイ、ドライバに音声で情報を提供するスピーカ等を有する。各種スイッチには、複数の走行モード（ノーマルモード、スポーツモードなど）のいずれかを選択する走行モード選択スイッチ、自動運転モードおよび手動運転モードのいずれかを指令する自動手動選択スイッチが含まれる。なお、入出力装置（ディスプレイ）３３の一例として、現在の変速段を表示する表示部４８が含まれる。

ＧＰＳ受信機３４は、複数のＧＰＳ衛星からの測位信号を受信し、これにより自車両の絶対位置（緯度、経度など）を測定する。

地図データベース３５は、ナビゲーション装置３６に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクにより構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、交差点や分岐点の位置情報が含まれる。なお、地図データベース３５に記憶される地図情報は、コントローラ４０の記憶部４２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。

ナビゲーション装置３６は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置３３を介して行われる。目標経路は、ＧＰＳ受信機３４により測定された自車両の現在位置と、地図データベース３５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。

通信ユニット３７は、インターネット回線などの無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報および交通情報などを定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。取得した地図情報は、地図データベース３５や記憶部４２に出力され、地図情報が更新される。取得した交通情報には、渋滞情報や、信号が赤から青に変わるまでの残り時間等の信号情報が含まれる。

アクチュエータＡＣは、車両の走行を制御するために設けられる。アクチュエータＡＣには、エンジン１のスロットルバルブ１１の開度（スロットル開度）を調整するスロットル用アクチュエータ、変速機２の変速段を変更する変速用アクチュエータ２３、制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータ、およびステアリング装置を駆動する操舵アクチュエータが含まれる。

コントローラ４０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。なお、エンジン制御用ＥＣＵ、変速機制御用ＥＣＵ等、機能の異なる複数のＥＣＵの集合としてコントローラ４０を構成することもできる。コントローラ４０は、ＣＰＵ等の演算部４１と、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ハードディスク等の記憶部４２と、図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。

記憶部４２には、車線の中央位置の情報や車線位置の境界の情報等を含む高精度の詳細な地図情報が記憶される。より具体的には、地図情報として、道路情報、交通規制情報、住所情報、施設情報、電話番号情報等が記憶される。道路情報には、高速道路、有料道路、国道などの道路の種別を表す情報、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の３次元座標位置、車線のカーブの曲率、車線の合流ポイントおよび分岐ポイントの位置、道路標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事等により車線の走行が制限または通行止めとされている情報などが含まれる。記憶部４２には、変速動作の基準となるシフトマップ（変速線図）も記憶される。

演算部４１は、機能的構成として、自車位置認識部４３と、外界認識部４４と、行動計画生成部４５と、走行制御部４６と、表示制御部４７とを有する。

自車位置認識部４３は、ＧＰＳ受信機３４で受信した自車両の位置情報および地図データベース３５の地図情報に基づいて、地図上の自車両の位置（自車位置）を認識する。記憶部４２に記憶された地図情報（建物の形状などの情報）と、外部センサ群３１が検出した車両の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット３７を介して通信することにより、自車位置を高精度に認識することもできる。

外界認識部４４は、カメラ、ライダ、レーダ等の外部センサ群３１からの信号に基づいて自車両の周囲の外部状況を認識する。例えば自車両の周辺を走行する周辺車両の位置や速度や加速度、自車両の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態などを認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の境界線や停止線、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色（赤、青、黄）、歩行者や自転車の移動速度や向きなどが含まれる。

行動計画生成部４５は、例えばナビゲーション装置３６で演算された目標経路と、自車位置認識部４３で認識された自車位置と、外界認識部４４で認識された外部状況とに基づいて、現時点から所定時間先までの自車両の走行軌道（目標軌道）を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部４５は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部４５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。

行動計画には、現時点から所定時間Ｔ（例えば５秒）先までの間に単位時間Δｔ（例えば０．１秒）毎に設定される走行計画データ、すなわち単位時間Δｔ毎の時刻に対応付けて設定される走行計画データが含まれる。走行計画データは、単位時間Δｔ毎の自車両の位置データと車両状態のデータとを含む。位置データは、例えば道路上の２次元座標位置を示すデータであり、車両状態のデータは、車速を表す車速データと自車両の向きを表す方向データなどである。車両状態のデータは、単位時間Δｔ毎の位置データの変化から求めることができる。走行計画は単位時間Δｔ毎に更新される。

図３は、行動計画生成部４５で生成された行動計画の一例を示す図である。図３では、自車両１０１が車線変更して前方車両１０２を追い越すシーンの走行計画が示される。図３の各点Ｐは、現時点から所定時間Ｔ先までの単位時間Δｔ毎の位置データに対応し、これら各点Ｐを時刻順に接続することにより、目標軌道１０３が得られる。

走行制御部４６は、自動運転モードにおいて、行動計画生成部４５で生成された目標軌道１０３に沿って自車両が走行するように各アクチュエータＡＣを制御する。すなわち、単位時間Δｔ毎に図３の各点Ｐを自車両１０１が通過するように、スロットル用アクチュエータ、変速用アクチュエータ２３、ブレーキ用アクチュエータ、および操舵アクチュエータを制御する。なお、手動運転モードでは、走行制御部４６は、内部センサ群３２により取得されたドライバからの走行指令（アクセル開度等）に応じて各アクチュエータＡＣを制御する。

より具体的には、自動運転モードにおいて、走行制御部４６は、行動計画生成部４５で生成された行動計画のうち、目標軌道１０３（図３）上の単位時間Δｔ毎の各点Ｐの車速（目標車速）に基づいて、単位時間Δｔ毎の加速度（目標加速度）を算出する。さらに、道路勾配などにより定まる走行抵抗を考慮してその目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群３２により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータＡＣをフィードバック制御する。

表示制御部４７は、入出力装置３３に制御信号を出力し、運転席前方に配置されたディスプレイ（入出力装置３３の一部）の表示形態を制御する。例えば現在の変速段をディスプレイ（表示部４８）に表示させる。

本実施形態では、入出力装置３３の一部である手動自動切換スイッチ（図８）の操作により、自動運転機能を有効化した自動運転モードと、自動運転機能を無効化した手動運転モードとに走行モードを切り換えることができる。さらに、入出力装置３３の一部である走行モード選択スイッチ（図８）の操作により、燃費性能と動力性能とを両立させるノーマルモードと、燃費性能よりも動力性能を優先させるスポーツモードとに走行モードを切り換えることができる。したがって、走行モードは、手動自動切換スイッチと走行モード選択スイッチとの操作に応じた４つのモード、すなわち手動ノーマルモード、手動スポーツモード、自動ノーマルモードおよび自動スポーツモードに大別できる。

手動自動切換スイッチは、例えば押圧式のスイッチにより構成され、走行制御部４６は、手動自動切換スイッチがオン操作されると自動運転モードに、オフ操作されると手動運転モードに切り換える。なお、手動自動切換スイッチの操作によらず、所定の走行条件が成立したときに、手動運転モードから自動運転モードへ、あるいは自動運転モードから手動運転モードへ、自動的に切り換わるようにしてもよい。

走行モード選択スイッチは、例えば押圧式のスイッチにより構成され、走行制御部４６は、走行モード選択スイッチがオン操作されるとスポーツモードに、オフ操作されるとノーマルモードに切り換える。ＤレンジとＳレンジとに操作可能なシフトレバーを設けるとともに、シフトレバーの操作を検出するようにモード選択スイッチを構成し、走行制御部４６が、シフトレバーがＤレンジに操作されるとノーマルモードに、Ｓレンジに操作されるとスポーツモードにそれぞれ切り換えるようにしてもよい。走行モード選択スイッチは、ノーマルモードとスポーツモードとに限らず、例えば動力性能よりも燃費性能を優先したエコモード等、他の走行モードを選択可能に構成することもできる。

走行制御部４６は、予め記憶部４２に記憶された変速動作の基準となるシフトマップを用いて、変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、これにより変速機２の変速動作を制御する。

図４は、記憶部４２に記憶されたシフトマップの一例、特に手動ノーマルモードにおけるシフトマップの一例を示す図である。図中、横軸は車速Ｖ、縦軸は要求駆動力Ｆである。なお、要求駆動力Ｆはアクセル開度（自動運転モードでは擬似的アクセル開度）またはスロットル開度に一対一で対応し、アクセル開度またはスロットル開度が大きくなるに従い要求駆動力Ｆは大きくなる。したがって、縦軸をアクセル開度またはスロットル開度に読み替えることもできる。特性ｆ１は、ｎ＋１段からｎ段へのダウンシフトに対応するダウンシフト線の一例であり、特性ｆ２は、ｎ段からｎ＋１段へのアップシフトに対応するアップシフト線の一例である。

図４に示すように、例えば作動点Ｑ１からのダウンシフトに関し、要求駆動力Ｆが一定のまま車速Ｖが減少して、作動点Ｑ１がダウンシフト線（特性ｆ１）を超えると（矢印Ａ）、変速機２がｎ＋１段からｎ段へとダウンシフトする。車速Ｖが一定のまま要求駆動力Ｆが増加した場合も、作動点Ｑ１がダウンシフト線を超えて、変速機２がダウンシフトする。

一方、例えば作動点Ｑ２からのアップシフトに関し、要求駆動力Ｆが一定のまま車速Ｖが増加して、作動点Ｑ２がアップシフト線（特性ｆ２）を越えると（矢印Ｂ）、変速機２はｎ段からｎ＋１段へとアップシフトする。車速Ｖが一定のまま要求駆動力Ｆが減少した場合も、作動点Ｑ２がアップシフト線を越えて変速機２がアップシフトする。なお、変速段が大きいほど、ダウンシフト線およびアップシフト線は、高車速側にずらして設定される。

図示は省略するが、手動スポーツモードにおけるｎ＋１段からｎ段へのダウンシフトに対応するダウンシフト線は、例えば手動ノーマルモードにおけるダウンシフト線（特性ｆ１）を高車速側にシフトさせた特性となる。また、手動スポーツモードにおけるｎ段からｎ＋１段へのアップシフトに対応するアップシフト線も、例えば手動ノーマルモードにおけるアップシフト線（特性ｆ２）を高車速側にシフトさせた特性となる。これにより、手動スポーツモード時には、手動ノーマルモード時よりも低い変速段で走行するようになり、走行駆動力を応答性よく発生することができる。

なお、自動ノーマルモードにおけるｎ＋１段からｎ段へのダウンシフトに対応するダウンシフト線は、例えば手動ノーマルモードにおけるダウンシフト線（特性ｆ１）と同一であり、ｎ段からｎ＋１段へのアップシフトに対応するアップシフト線は、例えば手動ノーマルモードにおけるアップシフト線（特性ｆ２）と同一である。また、自動スポーツモードにおけるｎ＋１段からｎ段へのダウンシフトに対応するダウンシフト線は、例えば手動スポーツモードにおけるダウンシフト線と同一であり、ｎ段からｎ＋１段へのアップシフトに対応するアップシフト線は、例えば手動スポーツモードにおけるアップシフト線と同一である。これら自動ノーマルモードと自動スポーツモードのシフトマップの一例は後述する（図１０，図１１）。

本発明の実施形態に係る車両変速制御装置は、シフトマップに従い自動変速可能に構成されるが、さらにパドルスイッチの操作により手動変速可能にも構成される。図５は、パドルスイッチの配置を示すステアリングハンドル６の正面図である。図５に示すように、ステアリングハンドル６のグリップ部分の近傍の背面側に、左右対称に一対のパドルスイッチ５（５ａ，５ｂ）が設けられる。

一方（例えば右側）のパドルスイッチ５ａは、ｎ段からｎ＋１段へのアップシフトを指令するアップシフトスイッチを構成し、押圧操作される度にアップシフト信号を出力する。他方（例えば左側）のパドルスイッチ５ｂは、ｎ＋１段からｎ段へのダウンシフトを指令するダウンシフトスイッチを構成し、押圧操作される度にダウンシフト信号を出力する。

図６は、手動運転モードにおける走行モードの遷移図である。図６に示すように、手動ノーマルモードにおいてパドルスイッチ５が操作されると、パドルモード（便宜上、ノーマルパドルモードと呼ぶ）に移行する。ノーマルパドルモードでは、走行制御部４６が、パドルスイッチ５からのアップシフト信号またはダウンシフト信号に応じて変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、これにより図４のシフトマップによらずに変速機２がアップシフトまたはダウンシフトされる。以降、ノーマルパドルモードの解除操作がなされない限り、または自動復帰条件が成立しない限り、アップシフト後またはダウンシフト後の変速段が維持される。

ノーマルパドルモードの解除操作とは、例えばパドルスイッチ５の所定時間（例えば２秒）以上の長押し操作である。自動復帰条件は、例えば自車両が停車中またはクルーズ走行中であると判定されると成立する。ノーマルパドルモードの解除操作がなされると、あるいは自動復帰条件が成立すると、手動ノーマルモードに復帰する。以降、走行制御部４６は、図４のシフトマップに従い変速を自動制御する。

手動スポーツモードにおいてパドルスイッチ５が操作されると、パドルモード（便宜上、スポーツパドルモードと呼ぶ）に移行する。スポーツパドルモードでは、走行制御部４６が、パドルスイッチ５からのアップシフト信号またはダウンシフト信号に応じて変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、これによりシフトマップによらずに変速機２がアップシフトまたはダウンシフトされる。以降、スポーツパドルモードの解除操作がなされない限り、アップシフト後またはダウンシフト後の変速段が維持される。

スポーツパドルモードの解除操作とは、例えばノーマルパドルモードにおけるのと同様、パドルスイッチ５の所定時間（例えば２秒）以上の長押し操作である。スポーツパドルモードの解除操作がなされると、手動スポーツモードに復帰する。以降、走行制御部４６は、シフトマップに従い変速を自動制御する。なお、スポーツパドルモードでは、ノーマルパドルモードと異なり、自車両がクルーズ走行等しても自動的に走行モードが切り換わることはない。

このように手動運転モードにおいては、パドルスイッチ５が操作されると、その操作に応じて変速機２がアップシフトまたはダウンシフトされる。このため、ドライバの意思を反映して任意のタイミングで変速動作が行われ、ドライバは良好な加減速のフィーリングを得ることができる。また、ノーマルパドルモードにおいては、自動復帰条件が成立すると手動ノーマルモードに自動的に復帰するので、ドライバのノーマルパドルモードの解除操作の手間を省くことができる。さらに、スポーツパドルモードにおいては、解除操作がなされるまで変速段が維持されるので、ドライバの意思を忠実に反映した変速段での走行が可能である。なお、ノーマルパドルモードおよびスポーツパドルモードにおいては、表示制御部４７が表示部４８に制御信号を出力し、これにより表示部４８に現在の変速段が表示される。したがって、ドライバは、現在の変速段を認識しながら、パドルスイッチ５を操作することができる。

ところで、自動運転で走行中の車両は、ドライバの意思によらずに車速と要求駆動力とに応じて、予め定められたシフトマップに従い自動変速される。しかし、自動運転で走行中の車両であっても、例えば運転席に乗車して前方を監視しているドライバ等、ドライバによっては、自己の好みにより任意のタイミングで変速機２をアップシフトまたはダウンシフトさせたいという要求が生じることがある。しかし、手動運転モードにおけるのと同様にパドルスイッチ５の操作に応じて任意に変速させたのでは、自動運転モードにおいて以下のような不都合が生じるおそれがある。

図７は、手動運転モードでのパドルスイッチ５の操作による変速態様を、自動運転モードに適用した場合の不都合な動作の一例を示すタイムチャートである。なお、図７では、アップシフトスイッチ５ａの操作によるアップシフト指令または自動変速によるアップシフト指令を上向きの三角形で、ダウンシフトスイッチ５ｂの操作によるダウンシフト指令または自動変速によるダウンシフト指令を下向きの三角形で表す。

手動ノーマルモードで走行中、時点ｔ１で走行モード選択スイッチがオンされると、手動スポーツモードに切り換わり、例えば時点ｔ２で変速機２が自動変速によりダウンシフトする。その後、時点ｔ３で手動自動切換スイッチがオンされると、自動スポーツモードに切り換わる。この状態で、時点ｔ４でパドルスイッチ５（アップシフトスイッチ５ａ）がオンされると、変速機２が１段だけアップシフトする。

その後、例えば前方車両の追い越し走行、登板走行、前方車両への追従走行等の行動計画により、時点ｔ５で要求駆動力が増大すると（実線）、その要求駆動力を満たすために点線で示すようなダウンシフトが必要となる。しかし、自動運転中にパドルスイッチ５が操作されたことにより、手動運転でのスポーツパドルモードと同様、図７の実線に示すように変速段が固定されると、実駆動力は図７の点線で示すように変化し、要求駆動力を発揮することができないおそれがある。その結果、自動運転で十分な加速力が得られずに、前方車両の追い越し走行、登板走行、前方車両への追従走行等が困難となるおそれがある。このような不都合を解消するため、本実施形態では、以下のように車両変速制御装置を構成する。

図８は、本発明の実施形態に係る車両変速制御装置２００の要部構成、特に自動運転モードでの走行制御部４６の変速制御に係る機能的構成を示すブロック図である。図８に示すように、走行制御部４６には、行動計画生成部４５（図２）と、車速センサ３２ａ（内部センサ群３２の一部）と、ドライバの顔面を撮影するカメラ３２ｂ（内部センサ群３２の一部）と、手動自動切換スイッチ３３ａ（入出力装置３３の一部）と、走行モード選択スイッチ３３ｂ（入出力装置３３の一部）と、パドルスイッチ５（入出力装置３３の一部）と、記憶部４２（図２）とからの信号が入力される。

走行制御部４６は、モード切換部５０を有する。モード切換部５０は、走行制御部４６に入力された信号に基づいて、自動ノーマルモード、手動ノーマルパドルモード、自動ノーマルパドルモード、自動スポーツモード、手動スポーツパドルモード、自動スポーツパドルモードのいずれかに、走行モードを切り換える。

図９は、自動運転モードにおける走行モードの遷移図である。手動自動切換スイッチ３３ａがオンされると、図６の手動ノーマルモード、ノーマルパドルモード、手動スポーツモードおよびスポーツパドルモードのいずれの状態であっても、モード切換部５０は、走行モードを図９の自動ノーマルモードに切り換える。したがって、パドルスイッチ５を長押し操作しなくても、自動運転モードへの切換により、パドルモード（ノーマルパドルモード、スポーツパドルモード）が自動的に解除される。自動ノーマルモードでは、予め記憶部４２に記憶されたシフトマップに従い変速動作が制御される。

図１０，図１１は、自動運転モードで用いられる変速マップの一例を示す図である。特に、図１０はノーマルモード時の特性ｆ３〜ｆ６、図１１はスポーツモード時の特性ｆ７〜ｆ１０を示す。これらの特性ｆ３〜ｆ１０は予め記憶部４２に記憶される。

図１０の特性ｆ３，ｆ４は、例えば手動ノーマルモード時の特性（図４の特性ｆ１，ｆ２）と同一のダウンシフトおよびアップシフトの特性である。特性ｆ５，ｆ６は、特性ｆ３，ｆ４よりも高車速側に設定されたダウンシフトおよびアップシフトの特性であり、例えば手動スポーツモード時の特性と同一のダウンシフトおよびアップシフトの特性である。図１１の特性ｆ７，ｆ８は、特性ｆ３，ｆ４よりも高車速側に設定されたダウンシフトおよびアップシフトの特性である。特性ｆ９，ｆ１０は、特性ｆ５，ｆ６よりも高車速側、かつ、特性ｆ７，ｆ８よりも高車速側に設定されたダウンシフトおよびアップシフトの特性である。

自動ノーマルモードでは、図１０の特性ｆ３，ｆ４に従い変速機２がダウンシフトまたはアップシフトされる。図９に示すように、自動ノーマルモードにおいてパドルスイッチ５が操作されると、モード切換部５０は、走行モードを手動ノーマルパドルモードに切り換える。手動ノーマルパドルモードでは、図６のノーマルパドルモードと同様、パドルスイッチ５の操作に応じて変速機２がアップシフトまたはダウンシフトされる。この状態で、パドルスイッチ５の長押しによる解除操作がなされると、あるいは第１自動復帰条件が成立すると、モード切換部５０は、走行モードを自動ノーマルモードに切り換える（復帰する）。第１自動復帰条件は、例えば図６の自動復帰条件と同一である。

この状態で所定の自動切換条件が成立すると、モード切換部５０は、走行モードを手動ノーマルパドルモードから自動ノーマルパドルモードに切り換える。自動切換条件は、パドルスイッチ５が最後に操作されてから第１所定時間Δｔ１（例えば１０秒）が経過すると、あるいは、行動計画に基づいて演算された要求駆動力が増大し、ダウンシフトが必要と判定されると成立する。自動切換条件の成否は、モード切換部５０が判定する。

自動ノーマルパドルモードでは、図１０の特性ｆ５，ｆ６に従い変速機２がアップシフトまたはダウンシフトされる。特性ｆ５，ｆ６は特性ｆ３，ｆ４よりも高車速側に設定されるため、ダウンシフトのタイミングが早まり、かつ、アップシフトのタイミングが遅くなる。これにより、自動ノーマルモードに比べてより応答性のよい走行、すなわち動力性能を重視した走行が可能である。したがって、行動計画に従った前方車両の追い越し走行等を容易に行うことができる。

自動ノーマルパドルモードにおいて、パドルスイッチ５が操作されると、モード切換部５０は、走行モードを手動ノーマルパドルモードに切り換える。これによりパドルスイッチ５の操作に応じて変速機２がアップシフトまたはダウンシフトされる。一方、自動ノーマルパドルモードにおいて、パドルスイッチ５の長押しによる解除操作がなされると、あるいは上述した第１自動復帰条件が成立すると、あるいは第２自動復帰条件が成立すると、モード切換部５０は、走行モードを自動ノーマルモードに切り換える（復帰する）。

第２自動復帰条件は、ドライバがパドルスイッチ５を操作する意思があるか否かを判定するための条件であり、自動ノーマルパドルモードに移行してから第２所定時間Δｔ２が経過し、かつ、クルーズ走行中であるとき、第２自動復帰条件が成立する。第２所定時間Δｔ２は、第１所定時間Δｔ１よりも長い時間、例えば５分に設定される。また、車速センサ３２ａからの信号により算出された自車両の加速度が、第３所定時間Δｔ３（例えば３秒）継続して０またはほぼ０であるとき、あるいは車速自体が第３所定時間Δｔ３継続して一定またはほぼ一定である、クルーズ走行中と判定される。カメラ３２ｂからの画像によりドライバの視線、すなわちドライバが前方監視しているか否かを判定し、前方監視していないと判定したときも、パドルスイッチ５を操作する意思がないとして第２自動復帰条件が成立する。この場合は、第２所定時間Δｔ２が経過したか否かに拘らずに、第２自動復帰条件が成立する。第２自動復帰条件の成否は、モード切換部５０が判定する。

このようにパドルスイッチ５を第２所定時間Δｔ２以上操作せず、かつ、クルーズ走行中であるとき、あるいはドライバが前方監視していないとき、自動ノーマルパドルモードから自動ノーマルモードへと自動的に復帰する。このため、ダウンシフト線の特性およびアップシフト線の特性がそれぞれ低車速側にシフトし（特性ｆ５→特性ｆ３、特性ｆ６→特性ｆ４）、ダウンシフトのタイミングが遅れるとともに、アップシフトのタイミングが早まる。このため、エンジン回転数を低く抑えることができ、燃費性能および騒音低減性能を高めることができる。

手動ノーマルパドルモードで走行中に、手動自動切換スイッチ３３ａがオフ操作されると、モード切換部５０は、走行モードをノーマルパドルモード（図６）に切り換える。このとき、自動運転モードから手動運転モードへの切換の前後で、同一の変速段が維持され、走行モードのスムーズな切換が可能である。

このようなスムーズな切換を行うため、ドライバは、自動運転モードから手動運転モードへの切換の準備操作として、手動自動切換スイッチを操作する前に、自動運転モードでパドルスイッチ５を操作することがある。このとき、パドルスイッチ５が操作されてから第１所定時間Δｔ１の間は、ダウンシフトが必要と判定される場合を除き、所望の変速段（手動ノーマルパドルモード）に維持される。したがって、パドルスイッチ５が操作されてから第１所定時間Δｔ１内に手動自動切換スイッチ３３ａがオフ操作されると、ドライバの意図した変速段を維持したまま、自動運転モードから手動運転モードへとスムーズに移行することができる。なお、自動ノーマルモードおよび自動ノーマルパドルモードで走行中に、手動自動切換スイッチ３３ａがオフ操作されると、モード切換部５０は、走行モードを手動ノーマルモード（図６）に切り換える。

自動ノーマルモードにおいて、走行モード選択スイッチ３３ｂがオン操作されると、図９に示すようにモード切換部５０は、自動スポーツモードに切り換える。自動スポーツモードでは、ダウンシフト線およびアップシフト線を自動ノーマルモードにおけるものよりも高車速側にシフトさせた特性（図１１の特性ｆ７，ｆ８）に従い変速動作が制御される。この状態で、パドルスイッチ５が操作されると、モード切換部５０は、走行モードを手動スポーツパドルモードに切り換える。これによりパドルスイッチ５の操作に応じて変速機２がアップシフトまたはダウンシフトされる。一方、手動スポーツパドルモードにおいて、パドルスイッチ５の長押しによる解除操作がなされると、モード切換部５０は、走行モードを自動スポーツモードに切り換える（復帰する）。

手動スポーツパドルモードにおいて、手動ノーマルパドルモードと同様の自動切換条件が成立すると、モード切換部５０は、走行モードを手動スポーツパドルモードから自動スポーツパドルモードに切り換える。これにより、ダウンシフト線およびアップシフト線を自動スポーツモードのものよりも高車速側にシフトしたシフトマップ（図１１の特性ｆ９，ｆ１０）に従い変速動作が制御される。

自動スポーツパドルモードにおいて、パドルスイッチ５が操作されると、モード切換部５０は、走行モードを手動スポーツパドルモードに切り換える。自動スポーツパドルモードにおいて、パドルスイッチ５の長押しによる解除操作がなされると、あるいは自動ノーマルパドルモードと同様の第２自動復帰条件が成立すると、モード切換部５０は、走行モードを自動スポーツモードに切り換える（復帰する）。

手動スポーツパドルモードで走行中に、手動自動切換スイッチ３３ａがオフ操作されると、モード切換部５０は、走行モードをスポーツパドルモード（図６）に切り換える。自動スポーツモードおよび自動スポーツパドルモードで走行中に、手動自動切換スイッチ３３ａがオフ操作されると、モード切換部５０は、走行モードを手動スポーツモード（図６）に切り換える。

なお、表示制御部４７は、自動運転モードにおけるパドルモード時、すなわち手動ノーマルパドルモード時、自動ノーマルパドルモード時、手動スポーツパドルモード時および自動スポーツパドルモード時に、ディスプレイ（入出力装置３３）の変速段の表示部４８（図２）を点灯し、現在の変速段を表示させる。手動運転モードにおけるパドルモード時、すなわちノーマルパドルモード時およびスポーツパドルモード時においても、表示部４８を点灯し、現在の変速段を表示させる。他の走行モードでは、表示部４８を消灯する。これによりドライバは、走行モードがパドルモードであるか否かを容易に認識できる。また、パドルモード時に現在の変速段を容易に把握することができ、パドルスイッチ５の操作による変速の要否を容易に判断できる。

図１２は、予め記憶部４２に記憶されたプログラムに従い、コントローラ４０の演算部４１（図２）で実行される処理、特にモード切換部５０（図８）における処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば手動運転モードにおいて、手動自動切換スイッチ３３ａがオン操作され、かつ、走行モード選択スイッチ３３ｂがオン操作されると開始される。

まず、ステップＳ１で、走行モードを自動スポーツモード（図９）に切り換える。次いでステップＳ２では、フラグを０にリセットする。次のステップＳ３では、パドルスイッチ５がオンされたか否かを判定する。ステップＳ３で肯定されるとステップＳ４に進み、走行モードを手動スポーツパドルモードに切り換える。これによりパドルスイッチ５の操作に応じて変速機２がダウンシフトまたはアップシフトされる。次いで、ステップＳ５でフラグを１にセットし、ステップＳ６で、自動切換条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ６で否定されるとステップＳ３に戻る。

ステップＳ３で否定されるとステップＳ８に進み、フラグが１であるか否かを判定する。ステップＳ８で肯定されるとステップＳ９に進み、否定されるとステップＳ１に戻る。ステップＳ９では、解除操作がなされたか否かを判定する。ステップＳ９で肯定されるとステップＳ１に戻る。これにより、手動スポーツパドルモードから自動スポーツモードに復帰する。ステップＳ９で否定されるとステップＳ６に進む。

ステップＳ６で肯定されるとステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、走行モードを自動スポーツパドルモードに切り換える。次いでステップＳ１１で、パドルスイッチ５がオンされたか否かを判定する。ステップＳ１１で肯定されるとステップＳ４に進む。これにより走行モードを手動スポーツパドルモードに切り換える。ステップＳ１１で否定されるとステップＳ１２に進み、解除操作がなされたか否かを判定する。ステップＳ１２で肯定されるとステップＳ１に戻る。これにより走行モードが自動スポーツモードに復帰する。

ステップＳ１２で否定されるとステップＳ１３に進み、第２自動復帰条件が成立したか否かを判定する。ステップＳ１３で肯定されるとステップＳ１に戻る。これにより走行モードが自動スポーツモードに復帰する。ステップＳ１３で否定されると、ステップＳ１０に戻る。

なお、図示は省略するが、走行モード選択スイッチ３３ｂがオフ操作されると、図１２の処理を終了し、自動ノーマルモードへ切り換える。自動ノーマルモードへ切り換えられた後の処理は、図１２と実質同様である。また、手動自動切換スイッチ３３ａがオフ操作されると、図１２の処理を終了し、図示しない手動運転モードの処理を行う。

次に、図１３〜図１６のタイムチャートを参照して本発明の実施形態に係る車両変速制御装置の動作をより具体的に説明する。図１３は、自動スポーツモードでアップシフトスイッチ５ａが操作された後、前方車両を追い越すために加速する場合の動作の一例である。図１３の動作は、手動自動切換スイッチ３３ａがオフで、かつ、走行モード選択スイッチ３３ｂがオフで、かつ、４速走行中の状態から開始される。このとき、現在の変速段を表示する表示部４８は消灯されている。

図１３に示すように、時点ｔ１１で走行モード選択スイッチ３３ｂがオンされると、走行モードがスポーツモードに切り換わり、時点ｔ１２で手動自動切換スイッチ３３ａがオンされると、自動運転モードに切り換わる。このとき、走行モード選択スイッチ３３ｂが自動的にオフされ、走行モードがスポーツモードからノーマルモード（自動ノーマルモード）に切り換わる。さらに、図１３の例では、時点ｔ１２で、変速機２が特性ｆ４（図１０）に従いアップシフトされる。その後、時点ｔ１３で走行モード選択スイッチ３３ｂがオンされると、スポーツモード（自動スポーツモード）に切り換わる（ステップＳ１）。

この状態から時点ｔ１４で、アップシフトスイッチ５ａが操作されると、変速機２が５速にアップシフトし（ステップＳ４）、表示部４８に変速段を示す数字「５」が点灯表示される。時点ｔ１４を起点として第１所定時間Δｔ１が経過する時点ｔ１６よりも前に、前方車両１０２を追い越すとの行動計画により自車両１０１の要求駆動力が増大してダウンシフトの特性ｆ７を超えると、自動切換条件が成立し、自動スポーツパドルモードに移行する（ステップＳ１０）。その後、変速機２が自動スポーツモード時の特性ｆ５（図１０）よりも高車速側に設定されたダウンシフトの特性ｆ９（図１１）に従い、時点ｔ１５、時点１６でそれぞれ４速および３速へと順次ダウンシフトする。これにより自動スポーツモード時よりも早期にダウンシフトし、実駆動力が点線で示すように増大し、前方車両１０２を容易に追い越すことができる。なお、時点ｔ１５は、第２所定時間Δｔ２の計時の起点となる。時点ｔ１４以降に要求駆動力が増大されなくても、時点ｔ１６ａで第１所定時間Δｔ１が経過すると、自動切換条件が成立し、自動スポーツパドルモードに移行する（ステップＳ１０）。

図１４は、前方車両１０２の追い越し後に自車両１０１がクルーズ走行する場合の動作の一例、例えば図１３の動作に続いて起こる動作の一例を示すタイムチャートである。前方車両１０２の追い越し後に要求駆動力が減少すると、時点ｔ１７，時点ｆ１８で、変速機２が自動スポーツパドルモード時の特性ｆ１０に従い、４速および５速へと順次アップシフトする。このときのアップシフトのタイミングは、点線で示す自動スポーツモード時のアップシフトのタイミングよりも遅い。このため、ドライバは、手動スポーツパドルモードにおけるのと類似の走行フィーリングを得ることができる。

なお、走行制御部４６が、自動スポーツパドルモードにおいて、加速度が０またはほぼ０のクルーズ走行状態が所定時間以上継続するか否かを判定し、所定時間以上継続すると判定すると、変速機２がアップシフトするように構成してもよい。これにより、図１４の時点ｔ１９で、作動点が特性ｆ１０を超える前であっても変速機２がアップシフトし、エンジン回転数を低く抑えることができ、燃費を向上できる。この場合、走行制御部４６は、変速機２をアップシフトさせる前に、クルーズ走行が可能な要求駆動力をアップシフト後に発揮できるか否かを判定し、発揮できないと判定した場合には、点線で示すように変速機２を６速にアップシフトさせずに５速に維持するように構成される。

図１５は、自車両１０１がクルーズ走行からカーブの手前で減速する場合の動作の一例、例えば図１４の動作に続いて起こる動作の一例を示すタイムチャートである。クルーズ走行の状態から減速すると、時点ｔ２０、時点ｔ２１、時点ｔ２２で特性ｆ９（図１１）に従い変速機２が６速から５速、４速、３速へと順次ダウンシフトする。このときのダウンシフトのタイミング（実線）は、自動スポーツモード時のダウンシフトのタイミング（点線）よりも早い。このため、例えば自動スポーツモード時よりも早めに、ブリッピングダウンシフト制御を実行することができる。

図１６は、カーブを通過後に加速してクルーズ走行する場合の動作の一例、例えば図１５の動作に続いて起こる動作の一例を示すタイムチャートである。加速走行が終了すると、要求駆動力が徐々に減少し、時点ｔ２３、時点ｔ２４、時点ｔ２５で、変速機２が３速から４速、５速、６速へと順次アップシフトする。このときのアップシフトのタイミング（実線）は、自動スポーツモード時のアップシフトのタイミング（点線）よりも遅い。時点ｔ２５では加速度が０またはほぼ０となる。

その後、時点ｔ２６で、時点ｔ１５で自動スポーツパドルモードに切り換わってから第２所定時間Δｔ２が経過する。この時点では、時点ｔ２５から第３所定時間Δｔ３が経過していないため、走行モードは自動スポーツパドルモードのままである。時点ｔ２７で、加速度が０またはほぼ０となってから第３所定時間Δｔ３が経過すると、第２自動復帰条件が成立する。これにより、走行モードが自動スポーツモードに切り換わり（ステップＳ１）、表示部４８が消灯する。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）自動運転機能を有する自車両１０１に搭載された変速機２の変速動作を制御する車両変速制御装置２００は、変速機２のアップシフトまたはダウンシフトの手動変速指令を出力するパドルスイッチ５と、自車両１０１を行動計画に従い自動運転するために要求される要求駆動力を行動計画生成部４５からの情報に基づいて取得する走行制御部４６と、車速を取得する車速センサ３２ａと、パドルスイッチ５からの手動変速指令と走行制御部４６により取得された要求駆動力と車速センサ３２ａにより取得された車速とに基づいて変速機２の変速動作を制御するモード切換部５０と、を備える（図８）。モード切換部５０は、パドルスイッチ５により手動変速指令が出力される前は、例えば自動スポーツモードにより、取得された要求駆動力および車速の情報に基づき、予め定められた特性ｆ７，特性ｆ８（図１１）に従って変速動作を制御し、パドルスイッチ５により手動変速指令が出力されると、例えば手動スポーツパドルモードにより、パドルスイッチ５からの指令に応じて変速動作を制御し、さらにパドルスイッチ５により手動変速指令が出力された後、自動切換条件が成立すると、例えば自動スポーツパドルモードにより、取得された要求駆動力および車速の情報に基づき、予め定められた特性ｆ９，特性ｆ１０（図１１）に従って変速動作を制御する（図９）。

この構成により、自車両が自動運転モードで走行中であっても、パドルスイッチ５の操作によりドライバの意思を反映した変速動作を実現できる。また、パドルスイッチ５の操作により手動スポーツパドルモードに切り換わった後、自動切換条件が成立すると、自動スポーツパドルモードへ自動的に切り換わるので、前方車両１０２を追い越し走行するときの実駆動力の不足等の不都合が生じることを防止できる。

（２）予め記憶部４２には、自動スポーツモードにおける、ｎ段からｎ＋１段へアップシフトするための車速と要求駆動力とを規定するアップシフト線の特性ｆ８と、ｎ＋１段からｎ段へダウンシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第１ダウンシフト線の特性ｆ７とが記憶されるとともに、自動スポーツパドルモードにおける、特性ｆ８よりも高車速側に設定され、ｎ段からｎ＋１段へアップシフトするための車速と要求駆動力とを規定するアップシフト線の特性ｆ１０と、特性ｆ７よりも高車速側に設定され、ｎ＋１段からｎ段へダウンシフトするための車速と要求駆動力とを規定するダウンシフト線の特性ｆ９とが記憶される。このため、自動スポーツパドルモード時には、自動スポーツモード時よりも低い変速段で走行する頻度が高く、パドルモードらしい応答性のよい走行が可能である。

（３）モード切換部５０は、パドルスイッチ５により手動変速指令が最後に出力されてから第１所定時間Δｔ１が経過すると、例えば手動スポーツパドルモードから自動スポーツパドルモードに走行モードを切り換える。これにより自動運転モード時にパドルスイッチ５が操作されても、パドルモードに状態は固定されることがなく、アップシフトスイッチ５ａの操作によるアップシフト後の実駆動力不足等の不都合を解消することができる。

（４）モード切換部５０は、例えば手動スポーツパドルモードから自動スポーツパドルモードへ走行モードが切り換えられてからパドルスイッチ５の操作により手動変速指令が出力されると、自動スポーツパドルモードから手動スポーツパドルモードへ走行モードを切り換える。また、例えば手動スポーツパドルモードから自動スポーツパドルモードへ走行モードが切り換えられてからパドルスイッチ５の操作がなされずに第１所定時間Δｔ１よりも長い第２所定時間Δｔ２が経過することを条件の１つとして、自動スポーツパドルモードから自動スポーツモードへ走行モードを切り換える（図９）。これにより、自動スポーツパドルモードに切り換えられた後であっても、パドルスイッチ５の操作により、ドライバの好みの変速段に変更することができる。また、第２所定時間Δｔ２の経過により、パドルスイッチ５の操作の意思がないと判断されたとき、動力性能を重視した自動スポーツパドルモードから、動力性能と燃費性能とを両立させた自動スポーツモードへと走行モードを自動的に切り換えることができる。

（５）車両変速制御装置２００は、自動運転機能を有効化した自動運転モードと、自動運転機能を無効化した手動運転モードとを切り換える手動自動切換スイッチ３３ａを備える（図８）。モード切換部５０は、手動自動切換スイッチ３３ａにより手動運転モードに切り換えられた状態で、パドルスイッチ５により手動変速指令が出力されると、パドルスイッチ５からの指令に応じて変速動作を制御し、その後、手動自動切換スイッチ３３ａにより自動運転モードに切り換えられると、自動ノーマルモードへ走行モードを切り換え、特性ｆ３，ｆ４に従って変速動作を制御する（図６，図９）。これにより、例えば手動運転モードにおけるノーマルパドルモードやスポーツパドルモードから自動運転モードに切り換わった直後に、パドルモードがリセットされる。したがって、ドライバがパドルモードの解除操作をしなくても、行動計画に従った要求駆動力を出力するように変速段が制御され、自動運転モードでの良好な走行が可能である。

上記実施形態は種々の形態に変形できる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、自動パドルモード（自動ノーマルパドルモード、自動スポーツパドルモード）において、所定の特性ｆ５，ｆ６，ｆ９，ｆ１０に従い変速機２をアップシフトおよびダウンシフトさせるようにしたが、これらの特性ｆ５，ｆ６，ｆ９，ｆ１０を、ドライバの好みを考慮して変更するようにしてもよい。例えば自動パドルモードにおいて、変速機２が自動でアップシフトする前にアップシフトスイッチ５ａが操作されたとき、次回以降の自動アップシフトのタイミングを早めるようにしてもよい。また、変速機２が自動でアップシフトした後にダウンシフトスイッチ５ｂが操作されたとき、次回以降の自動アップシフトのタイミングを遅らせるようにしてもよい。以下、この点について説明する。

図１７，図１８は、それぞれ自動パドルモード（例えば自動スポーツパドルモード）における変速段と、パドルスイッチ５の操作または自動変速によるアップシフト指令（上向きの三角形）およびダウンシフト指令（下向きの三角形）と、表示部４８と、エンジン回転数の各時間変化を示すタイムチャートである。図１７に示すように、自動スポーツパドルモードにおいて、時点ｔ３１でアップシフトスイッチ５ａが操作されると、走行モードが手動スポーツパドルモードに切り換わり、パドルアップ要求に従いアップシフトする。その後、時点ｔ３１から第１所定時間Δｔ１が経過した時点ｔ３３で、走行モードが自動スポーツパドルモードに復帰する。

ここで、時点ｔ３２は、特性ｆ１０に従って自動でアップシフトすると予想される時点である。時点ｔ３１でアップシフトスイッチ５ａが操作されると、変速機２は、時点ｔ３２よりも早期にアップシフトする。以降、走行制御部４６は、自動スポーツパドルモードにおいて変速機２が早期にアップシフトするように記憶部４２に制御信号を出力し、アップシフトの特性ｆ１０を変更する。すなわち、記憶部４２に記憶されるアップシフトの特性ｆ１０を低車速側にシフトさせる。

その後、走行制御部４６は、時点ｔ３４、時点ｔ３５、時点ｔ３６で、それぞれ変速機２を自動的に１段づつアップシフトする。すなわち、低車速側にシフトした変更後のアップシフトの特性ｆ１０に従い変速機２をアップシフトする。この場合のアップシフトのタイミング（実線）は、変更前の特性ｆ１０に従ったアップシフトのタイミング（点線）よりも早い。このため、アップシフト時のエンジン回転数Ｎｅ２は、特性ｆ１０を変更する前のアップシフト時のエンジン回転数Ｎｅ１よりも低くなる。

一方、図１８に示すように、自動スポーツパドルモードにおいて、時点ｔ４１で変速機２が自動的にアップシフトされた後、時点ｔ４２でダウンシフトスイッチ５ｂが操作されると、走行モードが手動スポーツパドルモードに切り換わり、パドルダウン要求に従いダウンシフトする。その後、時点ｔ４２から第１所定時間Δｔ１が経過した時点ｔ４３で、走行モードが自動スポーツパドルモードに復帰する。

この場合には、ドライバが自動アップシフトのタイミングが早いと感じたために、ダウンシフトスイッチ５ｂを操作したと想定される。このため、走行制御部４６は、自動スポーツパドルモードにおいて変速機２のアップシフトのタイミングを遅らせるように、記憶部４２に記憶されるアップシフトの特性ｆ１０を変更する。すなわち、アップシフトの特性ｆ１０を高車速側にシフトさせる。

その後、走行制御部４６は、時点ｔ４４、時点ｔ４５、時点ｔ４６で、それぞれ変速機２が自動的に１段づつアップシフトする。すなわち、高車速側にシフトした変更後のアップシフトの特性ｆ１０に従い変速機２をアップシフトする。この場合のアップシフトのタイミング（実線）は、変更前の特性ｆ１０に従ったアップシフトのタイミング（点線）よりも遅い。このため、アップシフト時のエンジン回転数Ｎｅ３は、特性ｆ１０を変更する前のアップシフト時のエンジン回転数Ｎｅ１よりも高くなる。

図１９は、アップシフトスイッチ５ａの操作とダウンシフトスイッチ５ｂの操作とに応じた、自動スポーツパドルモードにおけるアップシフト時のエンジン回転数Ｎｅの変化を示す図である。図１９に示すように、アップシフトスイッチ５ａが操作される度に、アップシフト時のエンジン回転数Ｎｅは低くなる。但し、エンジン回転数Ｎｅの下限は走行可能な最低エンジン回転数Ｎｅａに抑えられる。また、ダウンシフトスイッチ５ｂが操作される度に、アップシフト時のエンジン回転数Ｎｅは高くなる。但し、エンジン回転数Ｎｅの上限は、所定回転数Ｎｅｂに抑えられる。

このように、走行制御部４６が、パドルスイッチ５により手動変速指令が出力されたタイミングに応じて自動パドルモード（例えば自動スポーツパドルモード）時のアップシフトの特性ｆ１０を変更することで、ドライバの好みに応じたタイミングで変速機２を自動的にアップシフトすることができる。このため、ドライバは、手動パドルモードと類似の走行フィーリングを自動的に得ることができ、ドライバにとっての満足感が高まる。なお、アップシフトの特性を変更するだけでなく、ダウンシフトの特性を同様に変更してもよい。

ドライバのパドルスイッチ５の操作に応じて自動パドルモード時のアップシフトの特性ｆ８，ｆ１０を変更するのではなく、予め定められた複数のアップシフトの特性の中からドライバが所望の特性を選択することで、アップシフトの特性を変更するようにしてもよい。アップシフトの特性だけでなく、ダウンシフトの特性もドライバの操作に応じて変更するようにしてもよい。例えば有名人（例えばレーサー）の名が付されたアップシフトとダウンシフトの特性（変速モデル）を複数準備し、その中から１つを選択することで、アップシフトとダウンシフトの特性を適宜変更するようにしてもよい。

上記実施形態では、自動運転モードにおいてパドルスイッチ５が操作されると、手動パドルモード（手動ノーマルパドルモード、手動スポーツパドルモード）に切り換えるようにしたが、モード切換部５０が、要求駆動力等の車両情報に基づいて手動パドルモードへの切換を許可するか否かを判定し、その判定結果に応じて手動パドルモードへの切換を禁止するようにしてもよい。この点を、図２０を参照して説明する。

図２０は、自動運転モード時の手動パドルモードへの切換禁止の動作の一例を示すタイムチャートである。例えば自動スポーツパドルモードにおいて、時点ｔ５１，時点ｔ５２で、追い越し走行の行動計画に従い変速機２が自動的にダウンシフトした後、時点ｔ５３でアップシフトスイッチ５ａが操作されると、モード切換部５０は、手動スポーツパドルモードへの切換を禁止し、ダウンシフト後の変速段を維持する。すなわち、この場合にアップシフトを許可すると、走行駆動力が減少して追い越し走行が困難となるため、モード切換部５０は、要求駆動力に基づいてアップシフトを許可しないと判定する。時点ｔ５４でアップシフトスイッチ５ａが操作されたときも同様に、手動スポーツパドルモードへの切換を禁止する。このとき、表示制御部４７は、表示部４８を点滅表示させる。

このようにモード切換部５０は、要求駆動力や車速等の車両情報に基づいて、自動パドルモードから手動パドルモードへの切換を許可するか否かを判定し、切換を許可しないと判定すると、パドルスイッチ５の操作による手動パドルモードへの切換を禁止する。これにより、例えばパドルスイッチ５の誤操作により追い越し走行時にアップシフトが指令された場合に、アップシフトが禁止され、自車両は支障なく追い越し走行を行うことができる。

なお、モード切換部５０が、自動パドルモードから手動パドルモードへの切換を許可するか否かだけでなく、自動ノーマルモードまたは自動スポーツモードから手動パドルモードへの切換を許可するか否かを判定し、切換を許可しないと判定すると、パドルスイッチ５の操作による手動パドルモードへの切換を禁止するようにしてもよい。パドルスイッチ５の操作による手動パドルモードへの切換を禁止する場合、アップシフトスイッチ５ａの操作によるアップシフトだけでなく、ダウンシフトスイッチ５ｂの操作によるダウンシフトを禁止するようにしてもよい。

上記実施形態では、ステアリングハンドル６に設けられたパドルスイッチ５によりアップシフトまたはダウンシフトを指令するようにしたが、ドライバがアップシフトまたはダウンシフトの手動変速指令を出力する手動変速指令部の構成はこれに限らない。例えばドライバが音声で変速を指令するようにしてもよい。上記実施形態では、走行制御部４６が、行動計画生成部４５と車速センサ３２ａとからの情報に基づいて要求駆動力と車速とを含む車両情報を取得するようにした。すなわち、自動変速に必要な車両情報を取得するようにしたが、例えば行動計画から算出された車速を車両情報として取得してもよく、車両情報取得部の構成は上述したものに限らない。

上記実施形態では、自動運転モードにおいて、パドルスイッチ５が操作される前は、走行制御部４６が走行モードを自動ノーマルモードまたは自動スポーツモード（第１走行モード）に切り換え、パドルスイッチ５が操作されると、走行モードを手動ノーマルパドルモードまたは手動スポーツパドルモード（第２走行モード）に切り換え、その後、自動切換条件（モード切換条件）が成立すると、走行モードを自動ノーマルパドルモードまたは自動スポーツパドルモード（第３走行モード）に切り換えるようにしたが、変速制御部としての走行制御部４６（モード切換部５０）の構成は上述したものに限らない。

予め記憶部４２に記憶された、自動ノーマルモードと自動スポーツモードの変速動作の基準となる特性ｆ３，ｆ４，ｆ７，ｆ８（第１変速線図）、および自動ノーマルパドルモードと自動スポーツパドルモードの変速動作の基準となる特性ｆ５，ｆ６，ｆ９，ｆ１０（第２変速線図）は、上述したものに限らない。すなわち、パドルスイッチ５が操作される前の非パドルモードにおけるｎ段（第１変速段）からｎ＋１段（第２変速段）へアップシフトするための車速と要求駆動力とを規定する特性ｆ４，ｆ８（第１アップシフト線）と、ｎ＋１段からｎ段へダウンシフトするための車速と要求駆動力とを規定する特性ｆ３、ｆ７（第１ダウンシフト線）、および自動パドルモードにおけるｎ段からｎ＋１段へアップシフトするための車速と要求駆動力とを規定する特性ｆ６，ｆ１０（第２アップシフト線）と、ｎ＋１段からｎ段へダウンシフトするための車速と要求駆動力とを規定する特性ｆ５，ｆ９（第２ダウンシフト線）は上述したものに限らない。

上記実施形態では、最後にパドルスイッチ５が操作されてから第１所定時間Δｔ１が経過すると、モード切換部５０が手動パドルモードから自動パドルモードに切り換えるようにしたが、第２走行モードから第３走行モードへの自動切換のモード切換条件はこれに限らない。上記実施形態では、手動パドルモードから自動パドルモードに切り換えられてから第２所定時間Δｔ２が経過し、かつ、クルーズ走行中と判定されると、モード切換部５０が自動パドルモードから自動ノーマルモードまたは自動スポーツモードに切り換えるようにしたが、第２所定時間Δｔ２が経過したことのみを条件として、第３走行モードから第１走行モードへ切り換えるようにしてもよい。

上記実施形態では、手動自動切換スイッチ３３ａのオンオフにより、自動運転機能を有効化した自動運転モードと自動運転機能を無効化した手動運転モードとに切り換えるようにしたが、手動自動切換部の構成は上述したものに限らない。手動運転モードを無効化した自動運転車両として構成してもよく、この場合には、手動自動切換部の構成を省略することができる。上記実施形態では、走行モード選択スイッチ３３ｂのオンオフにより、走行モードをノーマルモードとスポーツモードとに切り換えるようにしたが、例えばスポーツモードを省略してもよく、この場合には、走行モード切換部の構成を省略することができる。

上記実施形態では、有段変速機を用いる例を説明したが、無段変速機を用いた場合にも本発明を同様に適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

２ 変速機、５ パドルスイッチ、５ａ アップシフトスイッチ、５ｂ ダウンシフトスイッチ、３２ａ 車速センサ、４５ 行動計画生成部、４６ 走行制御部、５０ モード切換部、２００ 車両変速制御装置、Δｔ１ 第１所定時間、Δｔ２ 第２所定時間

Claims (5)

1. 自動運転機能を有する自動運転車両に搭載された変速機の変速動作を制御する車両変速制御装置であって、
   前記変速機のアップシフトまたはダウンシフトの手動変速指令を出力する手動変速指令部と、
   前記自動運転車両を行動計画に従い自動運転するために要求される要求駆動力と車速とを含む車両情報を取得する車両情報取得部と、
   前記手動変速指令部からの手動変速指令と前記車両情報取得部により取得された車両情報とに基づいて前記変速機の変速動作を制御する変速制御部と、を備え、
   前記変速制御部は、
   前記手動変速指令部により手動変速指令が出力される前は、第１走行モードにより、前記車両情報取得部により取得された車両情報に基づき、予め定められた第１変速線図に従って変速動作を制御し、
   前記手動変速指令部により手動変速指令が出力されると、第２走行モードにより、前記手動変速指令部からの指令に応じて変速動作を制御し、
   さらに前記手動変速指令部により手動変速指令が出力された後、所定のモード切換条件が成立すると、第３走行モードにより、前記車両情報取得部により取得された車両情報に基づき、予め定められた第２変速線図に従って変速動作を制御し、
   前記第１変速線図は、第１変速段から第２変速段へアップシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第１アップシフト線と、前記第２変速段から前記第１変速段へダウンシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第１ダウンシフト線とを含み、
   前記第２変速線図は、前記第１アップシフト線よりも高車速側に設定され、前記第１変速段から前記第２変速段へアップシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第２アップシフト線と、前記第１ダウンシフト線よりも高車速側に設定され、前記第２変速段から前記第１変速段へダウンシフトするための車速と要求駆動力とを規定する第２ダウンシフト線とを含み、
   さらに前記変速制御部は、前記手動変速指令部により手動変速指令が最後に出力されてから所定時間が経過すると、前記第２走行モードから前記第３走行モードに走行モードを切り換えることを特徴とする車両変速制御装置。
2. 請求項１に記載の車両変速制御装置において、
   前記所定時間は第１所定時間であり、
   前記変速制御部は、前記第２走行モードから前記第３走行モードへ走行モードが切り換えられた後、前記手動変速指令部により手動変速指令が出力されると、前記第３走行モードから前記第２走行モードへ走行モードを切り換える一方、前記第２走行モードから前記第３走行モードへ走行モードが切り換えられた後、前記手動変速指令部により手動変速指令が出力されずに前記第１所定時間よりも長い第２所定時間が経過すると、前記第３走行モードから前記第１走行モードへ走行モードを切り換えることを特徴とする車両変速制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両変速制御装置において、
   前記変速制御部は、前記車両情報取得部により取得された車両情報に基づいて、前記第１走行モードまたは前記第３走行モードから前記第２走行モードへの切換を許可するか否かを判定し、前記第２走行モードへの切換を許可しないと判定すると、前記手動変速指令部により手動変速指令が出力されたときの前記第２走行モードへの切換を禁止することを特徴とする車両変速制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両変速制御装置において、
   前記変速制御部は、前記手動変速指令部により手動変速指令が出力されたタイミングに応じて前記第２変速線図の特性を変更することを特徴とする車両変速制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両変速制御装置において、
   前記自動運転機能を有効化した自動運転モードと、前記自動運転機能を無効化した手動運転モードとを切り換える手動自動切換部をさらに備え、
   前記変速制御部は、前記手動自動切換部により手動運転モードに切り換えられた状態で、前記手動変速指令部により手動変速指令が出力されると、前記手動変速指令部からの指令に応じて変速動作を制御し、その後、前記手動自動切換部により自動運転モードに切り換えられると、前記第１走行モードへ走行モードを切り換え、前記第１変速線図に従って変速動作を制御することを特徴とする車両変速制御装置。

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