WO2019130699A1

WO2019130699A1 - 自動運転車両の走行制御装置

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Publication number: WO2019130699A1
Application number: PCT/JP2018/035896
Authority: WO
Inventors: 亮木藤; 慶明小西; 俊幸水野; 隆行岸
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-07-04
Also published as: JP6796576B2; US20210163002A1; CN111511623A; JP2019116240A

Abstract

駆動源（１）と、駆動源（１）から駆動輪（３）に到る動力伝達径路に配置された変速機（２）と、を有する自動運転車両（１０１）の走行制御装置（１１０）は、前方車両に追従走行するように駆動源（１）と変速機（２）とを制御する制御部（４０）と、前方車両の車格を検出する車格検出部（３１ａ）とを備える。制御部（４０）は、車格検出器（３１ａ）により検出された車格に応じて変速機（２）の変速比を制御する変速機制御部（４０ｃ）を有する。

Description

自動運転車両の走行制御装置

　本発明は、自動運転車両の走行制御装置に関する。

　従来より、前方車両との車間距離を設定車間距離に維持するように自動運転車両を前方車両に追従走行させるようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

　特許文献１：特開２０１７－９２６７８号公報

　しかしながら、自車両と追従走行の対象である前方車両との車格が異なると、加速性能等の走行性能の差異の程度が大きく、良好な追従走行を行うことが困難である。

　本発明の一態様は、駆動源と、駆動源から駆動輪に到る動力伝達径路に配置された変速機と、を有する自動運転車両の走行制御装置であって、前方車両に追従走行するように駆動源と変速機とを制御する制御部と、前方車両の車格を検出する車格検出部と、を備え、制御部は、車格検出部により検出された車格に応じて変速機の変速比を制御する変速機制御部を有する。

　本発明によれば、自車両と前方車両との車格が異なる場合であっても、良好な追従走行を行うことができる。

本発明の実施形態に係る走行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走行制御装置を有する車両制御システムの全体構成を概略的に示すブロック図。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。図２の記憶部に記憶されたシフトマップの一例を示す図。本発明の実施形態に係る走行制御装置の要部構成を示すブロック図。図５のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。

　以下、図１～図６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走行制御装置は、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、本実施形態に係る走行制御装置が適用される自動運転車両１０１（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。車両１０１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、車両１０１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、各種原動機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、スロットルバルブ１１の開度（スロットル開度）は、電気信号により作動するスロットル用アクチュエータ１３の駆動によって変更される。スロットルバルブ１１の開度およびインジェクタ１２からの燃料の噴射量（噴射時期、噴射時間）はコントローラ４０（図２）により制御される。

　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車両１０１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８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変速機用のバルブ機構（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走行制御装置が適用される自動運転車両１０１の車両制御システム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、車両制御システム１００は、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装置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、走行用アクチュエータ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、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、自車両に搭載され、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）を撮像するカメラなどが含まれる。自車両から前方車両までの車間距離は、ライダ、レーダおよび車載カメラのいずれによっても測定可能である。

　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、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（横加速度）をそれぞれ検出する加速度センサ、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ、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、スロットルバルブ１１の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度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、ステアリングホイール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。

　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には、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表示部、ドライバに音声で情報を提供するスピーカなどが含まれる。各種スイッチには、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手動自動切換スイッチ、走行モードを選択する走行モード選択スイッチが含まれる。

　手動自動切換スイッチは、例えばドライバが手動操作可能なスイッチとして構成され、スイッチ操作に応じて、自動運転機能を有効化した自動運転モードまたは自動運転機能を無効化した手動運転モードへの切換指令を出力する。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の切換、あるいは自動運転モードから手動運転モードへの切換が指令されるようにしてもよい。すなわち、手動自動切換スイッチが自動的に切り換わることで、モード切換が手動ではなく自動で行われるようにしてもよい。

　走行モード選択スイッチは、その操作に応じて、複数の走行モードの中から１つの走行モードの選択を指令する。複数の走行モードには、例えば燃費性能と動力性能とを両立したノーマルモード、動力性能よりも燃費性能を優先したエコモード、燃費性能よりも動力性能を優先したスポーツモード、およびノーマルモード、エコモード、スポーツモードの中から走行モードを自動で設定する自動走行モードが含まれる。走行モード選択スイッチは、これら複数の走行モードの中から走行モード選択スイッチの操作に応じた走行モードを指令する。

　エコモード、ノーマルモードおよびスポーツモードは、手動運転モードと自動運転モードとでそれぞれ選択可能であり、自動走行モードは、自動運転モードのみで選択可能である。手動運転モードから自動運転モードへの切換時には、手動運転モードでの走行モードの選択がリセットされ、自動走行モードが自動的に選択される。その後、走行モード選択スイッチが操作されると、その操作に応じた走行モードを選択できる。自動運転モードから手動運転モードへの切換時には、所定のモード（例えばノーマルモード）に自動的に切り換わる。なお、追従走行時に自動走行モードが選択されると、後述するようにエコモード、ノーマルモード、スポーツモードのいずれかが自動的に選択される。

　ＧＰＳ装置３４は、複数のＧＰＳ衛星からの測位信号を受信するＧＰＳ受信機を有し、ＧＰＳ受信機が受信した信号に基づいて自車両の絶対位置（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装置３４により得ら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等が含まれる。

　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、図１に示すエンジン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１３、変速機２の変速段を変更する変速用アクチュエータ２３の他、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用アクチュエータなどが含まれる。

　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を別々に設けることができるが、図２では、便宜上、これらＥＣＵの集合としてコントローラ４０が示される。コントローラ４０は、ＣＰＵ等の演算部４１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ，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）、各種制御のプログラム、プログラムで用いられる閾値等の情報、自車両の車格の情報も記憶される。

　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とを有する。

　自車位置認識部４３は、ＧＰＳ装置３４で得られ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、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群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（前方車両や後方車両）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目標点のデータであり、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。なお、行動計画生成部４５では、追い越し走行以外に、走行車線を変更する車線変更走行、走行車線を逸脱しないように車線を維持するレーンキープ走行、減速走行または加速走行等に対応した種々の行動計画が生成される。

　行動計画生成部４５は、目標軌道を生成する際に、まず走行態様を決定し、走行態様に基づいて目標軌道を生成する。例えばレーンキープ走行に対応した行動計画を作成する際には、まず定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行等の走行態様を決定する。具体的には、行動計画生成部４５は、自車両の前方に他車両（前方車両）が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定し、前方車両が存在する場合に、追従走行に決定する。追従走行においては、例えば車速に応じて前方車両との間の車間距離を適切に制御するように、行動計画生成部４５が走行計画データを生成する。なお、車速に応じた目標車間距離は、予め記憶部４２に記憶される。

　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１３、変速用アクチュエータ２３、ブレーキ用アクチュエータ、および操舵用アクチュエータなどをそれぞれ制御する。

　より具体的には、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。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。

　走行制御部４６による変速機２の制御について具体的に説明する。走行制御部４６は、予め記憶部４２に記憶された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、特に自動運転モードでのエコモード、ノーマルモードおよびスポーツモードにそれぞれ対応した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はアクセルペダルの操作量であるアクセル開度（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、ｆ２、ｆ３は、それぞれエコモード、ノーマルモードおよび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の一例であり、特性ｆ４、ｆ５、ｆ６は、それぞれエコモード、ノーマルモードおよび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の一例である。スポーツモードの特性ｆ３，ｆ６は、それぞれノーマルモードの特性ｆ２，ｆ５よりも高車速側にずらして設定され、エコモードの特性ｆ１，ｆ４は、それぞれノーマルモードの特性ｆ２，ｆ５よりも低車速側にずらして設定される。

　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，ｆ２，ｆ３）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ｆ４，ｆ５，ｆ６）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（ハイ側であるほど）、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。

　ノーマルモードの特性ｆ２，ｆ５は、動力性能と燃費性能とを両立させる特性である。これに対し、エコモードの特性ｆ１，ｆ４は、動力性能よりも燃費性能や静粛性能を重視した特性であり、スポーツモードの特性ｆ３，ｆ６は、燃費性能よりも動力性能を重視した特性である。特性ｆ１，ｆ４は、特性ｆ２，ｆ５よりも低車速側に設定されるため、エコモード時にはノーマルモード時よりもアップシフトのタイミングが早く、かつ、ダウンシフトのタイミングが遅い。このため、ノーマルモード時よりもハイ側の変速段で走行されやすく、加速応答性が低い。一方、特性ｆ３，ｆ６は特性ｆ２，ｆ５よりも高車速側に設定されるため、スポーツモード時にはノーマルモード時よりもアップシフトのタイミングが遅く、かつ、ダウンシフトのタイミングが早い。このため、ノーマルモード時よりもロー側の変速段で走行されやすく、加速応答性が高い。

　図示は省略するが、記憶部４２には、手動運転モードにおけるエコモード、ノーマルモードおよびスポーツモードのシフトマップも記憶される。これら手動運転モードにおける各モードの特性は、例えば自動運転モードにおける各モードの特性と同一である。なお、自動運転モードにおける特性と手動運転モードにおける特性とが異なっていてもよい。

　ところで、自車両が前方車両に追従走行する場合、自車両と前方車両との車格が異なると、加速性能等の走行性能の差が大きく、車間距離を目標車間距離に保つ良好な追従走行を行うことが困難なことがある。例えば、自車両がファミリーカータイプの乗用車で前方車両が車高の低いスポーツカータイプの乗用車の場合、自車両の加速性能よりも前方車両の加速性能の方が高い。一方、自車両が普通車で前方車両が大型貨物車両の場合、前方車両の加速性能よりも自車両の加速性能の方が高い。

　このように加速性能に差があると、追従走行時に前方車両に遅れが生じたり、エンジン回転数が必要以上に高い状態が続いたりするため、前方車両との車間維持性能と、燃費性能、静粛性能等とを適切に兼ね合わせた良好な追従走行を行うことが困難である。そこで、本実施形態では、前方車両と自車両との車格が異なる場合であっても良好な追従走行を行うことができるよう、以下のように走行制御装置を構成する。

　図５は、本発明の実施形態に係る走行制御装置１１０の要部構成を示すブロック図である。走行制御装置１１０は、車両１０１の自動運転時の変速制御を行う装置であり、図２の車両制御システム１００の一部を構成する。なお、図２と同一の箇所には同一の符号を付している。図５に示すように、コントローラ４０には、外部センサ群３１の一部であるカメラ３１ａと、内部センサ群３２の一部である車速センサ３２ａと、入出力装置３３の一部である手動自動切換スイッチ３３ａおよび走行モード選択スイッチ３３ｂとからの信号がそれぞれ入力される。

　コントローラ４０は、機能的構成として、車種認識部４０ａと、変速特性設定部４０ｂと、変速機制御部４０ｃとを有する。これら車種認識部４０ａと変速特性設定部４０ｂと変速機制御部４０ｃとは、例えば図２の走行制御部４６により構成される。

　車種認識部４０ａは、カメラ３１ｃからの信号に基づいて追従走行の対象である前方車両の車種を認識する。車種は、車高や車幅などの車格に応じて、予め定められた複数の候補の中から決定される。例えば、大型車、中型車、普通車、小型車、軽自動車、自動二輪車を車種の候補とし、これらの中から車格に応じた車種が特定される。なお、車高の低いスポーツカーや車高の高いファミリーカーなどを車種の候補に含めてもよい。エンジン１の排気量に応じて車種を決定してもよい。記憶部４２には、車種と加速性能の程度の関係とが予め記憶されており、前方車両の車種が決定されると、前方車両の加速性能の程度（加速応答性等）を推定できる。なお、記憶部４２には、自車両の加速性能の程度も予め記憶される。

　変速特性設定部４０ｂは、手動自動切換スイッチ３３ａにより自動運転モードの切換が指令され、かつ、走行モード選択スイッチ３３ｂにより自動走行モードが指令されると、車種認識部４０ａにより認識された車種に応じて変速機２の変速動作の基準となる変速特性を設定する。すなわち、変速特性設定部４０ｂは、自車両の加速性能の程度と、車種認識部４０ａにより認識された車種から推定される前方車両の加速性能の程度との差異を求める。そして、この差異が所定値以下のとき、ノーマルモードの特性（図４のｆ２、ｆ５）を設定する。

　変速特性設定部４０ｂは、自車両の加速性能の程度と前方車両の加速性能の程度との差異が所定値より大きく、かつ、自車両の加速性能の程度の方が大きいとき（自車両の加速性能の方が高いとき）、エコモードの特性（図４のｆ１、ｆ４）を設定する。自車両の加速性能の程度と前方車両の加速性能の程度との差異が所定値より大きく、かつ、前方両の加速性能の程度の方が大きいとき（自車両の加速性能の方が低いとき）、スポーツモードの特性（図４のｆ３、ｆ６）を設定する。加速性能の程度は、例えば加速指令値に対するエンジン回転数の上昇度合いや車速の上昇度合い等の加速応答性によって表される。

　変速機制御部４０ｃは、変速特性設定部４０ｂにより設定された変速特性に従い変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、変速機２の変速段を制御する。より具体的には、車速センサ３２ａにより検出された自車両の車速Ｖと、行動計画生成部４５により生成された要求駆動力Ｆとに基づいて、図４のいずれかの特性に従い変速機２をアップシフトまたはダウンシフトさせる。

　図６は、予め記憶部４２に記憶されたプログラムに従い、図５のコントローラ４０で実行され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、例えば追従走行時に、手動自動切換スイッチ３３ａにより自動運転モードの切換が指令され、かつ、走行モード選択スイッチ３３ｂにより自動走行モードが指令されると開始され、所定時間毎に繰り返される。

　まず、ステップＳ１で、車種認識部４０ａが、カメラ３１ａにより取得した前方車両の背面画像に基づいて前方車両の車種を認識する。次いで、ステップＳ２で、変速特性設定部４０ｂが、自車両の加速性能の程度と、ステップＳ１で認識された車種に応じた加速性能の程度との差異を求めるとともに、この差異が所定値以下であるか否か、すなわち前方車両が自車両と同等車種であるか否かを判定する。ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、変速特性としてノーマルモードの特性ｆ２，ｆ５を設定する。

　一方、ステップＳ２で否定されるとステップＳ４に進み、他車両の加速性能の程度が自車両の加速性能の程度よりも高いか否か、すなわち前方車両が高加速性能の車種（高加速車種）であるか否かを判定する。ステップＳ４で肯定されるとステップＳ５に進み、変速特性としてスポーツモードの特性ｆ３，ｆ６を設定する。これに対し、ステップＳ４で否定されるとステップＳ６に進み、変速特性としてエコモードの特性ｆ１，ｆ４を設定する。

　ステップＳ７では、ステップＳ３、ステップＳ５、およびステップＳ６のいずれかで設定された変速特性に従い、変速用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、変速機２の変速動作（アップシフト、ダウンシフト）を制御する。

　本実施形態に係る走行制御装置の主要な動作をより具体的に説明する。以下では、自車両が普通車（例えばファミリーカー）であるとして動作を説明する。自動運転モードで、かつ、自動走行モードにおいて、車両制御システム１００により前方車両の追従走行を開始すると、まず、前方車両の車種を特定する（ステップＳ１）。前方車両の車種が自車両と同等の普通車であるとき、前方車両と自車両との間の加速性能（加速応答性等）に大きな差異はないため、ノーマルモードの変速特性が設定される（ステップＳ３）。これにより、燃費性能と動力性能とを両立させた状態で、自車両を前方車両に追従走行させることができる。

　一方、前方車両の車種が例えば車高の低いスポーツカーであり、前方車両の加速性能の方が高いと推定されると、自車両の加速性能を高めるためにスポーツモードの変速特性が設定される（ステップＳ５）。これにより、自車両が動力性能を優先した走行モードとなるため、前方車両の加速走行に対し自車両が遅れなく追従することができ、良好な追従走行が可能である。

　また、前方車両の車種が例えば軽自動車であり、自車両の加速性能の方が高いと推定されると、エコモードの変速特性が設定される（ステップＳ６）。すなわち、この場合には高い加速性能は必要なく、自車両の燃費性能を高めるために走行モードがエコモードに設定される。これにより、変速機２がアップシフトしやすくなってエンジン回転数の増加を抑えることができ、燃費を向上することができるとともに、騒音を低減することができる。

（１）本実施形態に係る自動運転車両１０１の走行制御装置１１０は、エンジン１とエンジン１から駆動輪３に到る動力伝達径路に配置された変速機２とを有する自動運転車両に適用される（図１）。この走行制御装置１１０は、前方車両に追従走行するようにエンジン１と変速機２とを制御するコントローラ４０と、前方車両の車格を検出するカメラ３１ａとを備える（図２，５）。コントローラ４０は、カメラ３１ａにより検出された車格に応じて変速機２の変速動作を制御する変速機制御部４０ｃを有する（図５）。これにより自車両と前方車両との車格が異なる場合であっても、前方車両に良好に追従走行することができる。

（２）コントローラ４０は、カメラ３１ａにより検出された車格に応じて前方車両の車種を認識する車種認識部４０ａをさらに有する（図５）。変速機制御部４０ｃは、車種認識部４０ａにより認識された車種に応じて変速機２の変速動作を制御する。これにより、予め分類された複数の車種の中から前方車両の車種を特定するという簡易な構成で、自車両の最適な変速動作を実現することができる。

（３）コントローラ４０は、車種認識部４０ａで認識された車種に対応した変速特性を設定する変速特性設定部４０ｂをさらに有する（図５）。変速機制御部４０ｃは、変速特性設定部４０ｂにより設定された変速特性に従い変速機２の変速動作を制御する。これにより所定のシフトマップに従い変速機２をアップシフトまたはダウンシフトすることができ、変速段を追従走行にとっての最適な値に設定できる。

（４）変速特性設定部４０ｂは、動力性能よりも燃費性能を重視したエコモード、動力性能と燃費性能とを両立したノーマルモード、および燃費性能よりも動力性能を重視したスポーツモードのいずれかの走行モードに対応した変速特性を設定する。このため、走行モードの設定を自動的に行うことで、追従走行に適した変速特性を設定することになり、構成が容易である。

（５）車両制御システム１００の一部である走行制御装置１１０は、予め自動運転車両１０１自体の加速性能の程度と車種毎の加速性能の程度とを記憶する記憶部４２をさらに備える（図２）。変速特性設定部４０ｂは、記憶部４２に記憶された加速性能の情報に基づいて、自車両の加速性能の程度と車種認識部４０ａで認識された車種の加速性能の程度との差異を算出し、この差異に応じてエコモード、ノーマルモードおよびスポーツモードのいずれかの走行モードに対応した変速特性を設定する。これにより、例えば前方車両が自車両と同等車種であって、加速性能の程度（加速応答性）の差異が所定値以下であるとき、走行モードはノーマルモードとなり、燃費性能と動力性能とを両立させた状態で、自車両を前方車両に追従走行させることができる。一方、加速性能の程度の差異が所定値より大きく、かつ、自車両の加速性能の程度の方が前方車両の加速性能の程度よりも小さいとき（例えば前方車両の車種が車高の低いスポーツカーであるとき）、走行モードはスポーツモードとなり、前方車両の加速走行に対し自車両を遅れなく追従させることができる。また、加速性能の程度の差異が所定値より大きく、かつ、自車両の加速性能の程度の方が前方車両の加速性能の程度よりも大きいとき（例えば自車両が例えば普通車両であるのに対し前方車両の車種が例えば軽自動車等であるとき）、走行モードはエコモードなり、燃費を向上かつ騒音を低減することができる。

　上記実施形態は種々の形態に変更することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、カメラ３１ａにより前方車両の車格を検出するようにしたが、車格検出部の構成はこれに限らない。例えば、直前の追従走行の達成度合い等、より具体的には、前方車両との車間距離を一定に維持するための時間的遅れや、余裕駆動力の大きさなどを考慮して、前方車両の車種や車格を検出してもよい。上記実施形態では、変速特性設定部４０ｂにより設定された変速特性に従い変速機２の変速動作を制御するようにしたが、少なくとも車格検出部により検出された車格に応じて変速機２の変速比を制御するであれば、変速機制御部の構成はいかなるものでもよい。例えば車種を認識せずに、自車両の車格（車高、車幅など）と前方車両の車格との差異の程度に応じて変速比をロー側またはハイ側に制御するようにしてもよい。

　上記実施形態では、変速機２として有段変速機を用いたが、無段変速機を用いてもよい。エンジン１に代えてまたはエンジン１に加えて、走行モータを駆動源として用いてもよい。したがって、前方車両に追従走行するように駆動源と変速機とを制御するのであれば、制御部としてのコントローラ４０の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、変速特性設定部４０ｂがエコモード（第１走行モード）とノーマルモード（第２走行モード）とスポーツモード（第３走行モード）のいずれかに対応した変速特性を設定したが、これら走行モードに対応した変速特性とは別に、車種に応じた変速特性を設定してもよい。上記実施形態では、走行モード選択スイッチ３３ｂにより複数の走行モードのいずれかを設定するようにしたが、走行モード選択スイッチ３３ｂを省略し、走行モードを単一の走行モードとしてもよい。

　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。

１　エンジン、２　変速機、３１ａ　カメラ、４０　コントローラ、４０ａ　車種認識部、４０ｂ　変速特性設定部、４０ｃ　変速機制御部、１１０　走行制御装置

Claims

　駆動源と、該駆動源から駆動輪に到る動力伝達径路に配置された変速機と、を有する自動運転車両の走行制御装置であって、
　前方車両に追従走行するように前記駆動源と前記変速機とを制御する制御部と、
　前記前方車両の車格を検出する車格検出部と、を備え、
　前記制御部は、前記車格検出部により検出された車格に応じて前記変速機の変速比を制御する変速機制御部を有することを特徴とする自動運転車両の走行制御装置。
　請求項１に記載の自動運転車両の走行制御装置において、
　前記制御部は、前記車格検出部により検出された車格に応じて前記前方車両の車種を認識する車種認識部をさらに有し、
　前記変速機制御部は、前記車種認識部により認識された車種に応じて前記変速機の変速比を制御することを特徴とする自動運転車両の走行制御装置。
　請求項２に記載の自動運転車両の走行制御装置において、
　前記制御部は、前記車種認識部で認識された車種に対応した変速特性を設定する変速特性設定部をさらに有し、
　前記変速機制御部は、前記変速特性設定部により設定された変速特性に従い前記変速機の変速比を制御することを特徴とする自動運転車両の走行制御装置。
　請求項３に記載の自動運転車両の走行制御装置において、
　前記変速特性設定部は、動力性能よりも燃費性能を重視した第１走行モード、動力性能と燃費性能とを両立した第２走行モード、および燃費性能よりも動力性能を重視した第３走行モードのいずれかの走行モードに対応した変速特性を設定することを特徴とする自動運転車両の走行制御装置。
　請求項４に記載の自動運転車両の走行制御装置において、
　予め前記自動運転車両の加速性能の程度と車種毎の加速性能の程度とを記憶する記憶部をさらに備え、
　前記変速特性設定部は、前記記憶部に記憶された加速性能の情報に基づいて、前記自動運転車両の加速性能の程度と前記車種認識部で認識された車種の加速性能の程度との差異を算出し、この差異に応じて前記第１走行モード、前記第２走行モードおよび前記第３走行モードのいずれかの走行モードに対応した変速特性を設定することを特徴とする自動運転車両の走行制御装置。