(57)【要約】【課題】前方車両の走行態様に応じた最適な追従走行を実現する。【解決手段】車両走行制御装置は、前方車両の走行状態を検出する車間距離検出部５１と、車間距離検出部５１により検出された走行状態に基づいて前方車両がクルーズ走行しているか否かを判定するクルーズ走行判定部５２と、クルーズ走行判定部５２によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、燃費性能または静粛性能を重視するクルーズ走行モードで車両に追従走行するようにエンジン、変速機、ロックアップクラッチなどを制御するアクチュエータ制御部５６とを備える。【選択図】図５
2019137195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動運転機能を有する自車両が前方車両に追従走行するように前記自車両の走行動作に寄与する機器を制御する車両走行制御装置であって、
前記前方車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、
前記走行状態検出部により検出された走行状態に基づいて前記前方車両がクルーズ走行しているか否かを判定するクルーズ走行判定部と、
前記クルーズ走行判定部によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、燃費性能または静粛性能を重視するクルーズ走行モードで前記前方車両に追従走行するように前記機器を制御する機器制御部と、を備えることを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両走行制御装置において、
前記機器は、エンジンと、前記エンジンの回転を変速して出力する変速機と、を有し、
前記機器制御部は、前記クルーズ走行判定部によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、前記変速機の変速比がハイ側に変更されるように前記変速機を制御することを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両走行制御装置において、
前記機器は、エンジンと、前記エンジンの回転を変速して出力する変速機と、前記エンジンと前記変速機との間の走行用動力伝達径路に配置され、前記エンジンから前記変速機への動力伝達割合を調整するクラッチ機構と、を有し、
前記機器制御部は、前記クルーズ走行判定部によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、前記クラッチ機構の滑り率が大きくなるように前記クラッチ機構を制御することを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両走行制御装置において、
前記機器制御部は、前記クルーズ走行判定部によりクルーズ走行していると判定されると、前記変速機の変速比がハイ側に変化し、かつ、前記エンジンの回転数が増加し、かつ、前記クラッチ機構の滑り率が大きくなるように、前記変速機と前記エンジンと前記クラッチ機構とを制御することを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両走行制御装置において、
前記自車両の周囲の道路情報を取得する道路情報取得部と、
前記道路情報取得部により取得された道路情報に基づき、現時点から所定時間先までの走行経路にクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれるか否かを判定するクルーズ阻害判定部と、をさらに備え、
前記機器制御部は、前記クルーズ阻害判定部によりクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれないと判定されることを条件として、前記クルーズ走行判定部によりクルーズ走行していると判定されると、前記クルーズ走行モードで前記前方車両に追従走行するように前記機器を制御することを特徴とする車両走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方車両に追従走行するように自動運転機能を有する車両の走行動作を制御する車両走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、将来の加速要求に備えて要求駆動力に余裕駆動力を加算し、加算後の駆動力に基づいて車両走行を制御す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）。この特許文献１記載の装置では、自車両が前方車両に追従走行するときは、追従走行しないときよりも余裕駆動力を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許文献１：特開２００９−７８８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、追従走行時に必要な走行駆動力は前方車両の走行状態に応じて異なる。このため、上記特許文献１記載の装置のように、追従走行時に余裕駆動力を低減するだけでは、走行駆動力が最小限ですむクルーズ走行時に、燃費あるいは静粛性を最大限に向上させることが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、自動運転機能を有する自車両が前方車両に追従走行するように自車両の走行動作に寄与する機器を制御する車両走行制御装置であって、前方車両の走行状態を検出する走行状態検出部と、走行状態検出部により検出された走行状態に基づいて前方車両がクルーズ走行しているか否かを判定するクルーズ走行判定部と、クルーズ走行判定部によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、燃費性能または静粛性能を重視するクルーズ走行モードで前方車両に追従走行するように機器を制御する機器制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、前方車両がクルーズ走行しているときの前方車両の追従走行時に、燃費あるいは静粛性を最大限に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る車両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。
【図２】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置の全体構成を概略的に示すブロック図。
【図３】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４】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。
【図５】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置の要部構成を示すブロック図。
【図６】目標車間距離に対する実車間距離の時間経過に伴う変化の一例を示す図。
【図７】実車間距離と目標車間距離との偏差の頻度を正規分布で示す図。
【図８】（ａ），（ｂ）はそれぞれ前方車両の加速度の大きさの頻度分布を示すヒストグラム。
【図９】前方車両がクルーズ走行状態と判定されたときの車速と目標変速段との関係を示す図。
【図１０】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。
【図１１】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置による動作の一例を示すタイムチャート。
【図１２】本発明の実施形態に係る走行態様認識装置の要部構成を示すブロック図。
【図１３】前方車両が自動運転モードで走行しているときの時間経過に伴う前方車両の車速のばらつきの変化の一例を示すタイムチャート。
【図１４】前方車両の車速のばらつきを正規分布で示す図。
【図１５】図１２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。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図１５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、本実施形態に係る車両走行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。
【０００９】
図１に示すように、自車両は、エンジン１と、トルクコンバータ２と、変速機３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、スロットルバルブ１１の開度は、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。
【００１０】
トルクコンバータ２は、流体（作動油）を介してトルクを伝達する流体伝動装置であり、エンジン１の出力軸に連結されたポンプインペラと、変速機３の入力軸に連結されたタービンランナと、ロックアップクラッチ２１とを有する。ロックアップクラッチ２１が解放された状態（ロックアップオフ）のときは、エンジン１と変速機３との間で流体を介してトルクが伝達される。例えば走行始動時などにはロックアップオフとされる。
【００１１】
ロックアップクラッチ２１が滑りなく完全に締結された状態（ロックアップオン）のときは、ポンプインペラとタービンランナとが機械的に直結され、エンジン１と変速機３との間で流体を介さずにトルクが伝達される。例えば所定車速以上の走行では、ロックアップオンとされる。ロックアップクラッチ２１は、スリップしながらエンジン１と変速機３との間でトルクを伝達することもできる。ロックアップクラッチ２１のスリップ量を調整することにより、エンジン回転数と変速機３の入力軸の回転数との比を調整できる。
【００１２】
ロックアップクラッチ２１は、油圧制御装置２２がロックアップクラッチ２１に作用する圧油の流れを制御することにより、解放（オフ）および締結（オン）されるとともに、スリップ量が調整される。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ロックアップクラッチ用のバルブ機構（便宜上、ロックアップ用アクチュエータ２３と呼ぶ）を有し、ロックアップ用アクチュエータ２３の作動に応じてロックアップクラッチ２１への圧油の流れを調整することで、ロックアップクラッチ２１をオン状態、オフ状態およびスリップ状態に作動可能である。
【００１３】
変速機３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３として用いることもできる。変速機３は、トルクコンバータ２と駆動輪４との間の動力伝達径路に設けられ、トルクコンバータ２から入力された回転を変速し、かつトルクコンバータ２から入力されたトルクを変換して出力する。変速機３で変速された回転は駆動輪４に伝達され、これにより車両が走行する。なお、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、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。
【００１４】
変速機３は、例えばドグクラッチや摩擦クラッチなどの係合要素３ａを備え、油圧制御装置２２が係合要素３ａへの油の流れを制御することにより、変速機３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２４と呼ぶ）を有し、変速用アクチュエータ２４の作動に応じて係合要素３ａ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。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に係る車両走行制御装置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、車両走行制御装置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。
【００１６】
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。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３１１、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３１２、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３１３などが含まれる。
【００１７】
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。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３２１、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３２２の他、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。
【００１８】
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。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（例えば手動自動切換スイッチ３３１、走行モード選択スイッチ３３２）の他、ドライバに表示画像を介して情報を提供する表示部、ドライバが音声で指令を入力するマイク、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。
【００１９】
手動自動切換スイッチ３３１は、その操作に応じて、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。なお、手動自動切換スイッチ３３１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、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。
【００２０】
走行モード選択スイッチ３３２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、燃費性能よりも動力性能を優先したスポーツモードが含まれる。なお、動力性能よりも燃費性能を優先したエコモードが含まれてもよい。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３３２の操作に応じた走行モードが指令される。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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１３、ロックアップクラッチ２１の作動状態を変更するロックアップ用アクチュエータ２３、変速機３の変速段を変更する変速用アクチュエータ２４、制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータ、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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も記憶される。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
外界認識部４４は、ライダ３１１、レーダ３１２、カメラ３１３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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。したがって、所定時間Ｔ内に目標車速まで加速する場合、目標車速のデータが行動計画に含まれる。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、例えば前方車両との間の車間距離を車速に応じた目標車間距離に制御するように、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。
【００３５】
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。例えば、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、ロックアップ用アクチュエータ２３、変速用アクチュエータ２４、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。
【００３６】
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。
【００３７】
走行制御部４６による変速機３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２４に制御信号を出力し、これにより変速機３の変速動作を制御する。
【００３８】
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ノーマルモードに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。
【００３９】
図４の特性ｆ１は、例えば６速段から５速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、５速段から６速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。他の変速段のダウンシフトおよびアップシフトに関しては図示を省略するが、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、それぞれ高車速側にずらして設定される。なお、スポーツモードのダウンシフト線およびアップシフト線は、ノーマルモード時のダウンシフト線（特性ｆ１）およびアップシフト線（特性ｆ２）をそれぞれ高車速側にずらして設定される。したがって、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。
【００４０】
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、車速Ｖが一定のまま要求駆動力Ｆが増加して、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３が６速段から５速段へとダウンシフトする。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、作動点Ｑ２の要求駆動力Ｆに所定の余裕駆動力Ｆａを加算した作動点Ｑ３がアップシフト線（特性ｆ２）を越えると（矢印Ｂ）、変速機３は５速段から６速段へとアップシフトする。
【００４１】
すなわち、アップシフトに関しては、見かけ上の要求駆動力Ｆを余裕駆動力Ｆａの分だけ高めて、余裕駆動力Ｆａが０の場合（作動点Ｑ２）よりもアップシフトするタイミングを遅らせ、変速機３をアップシフトしにくい状態にする。これによりダウンシフトとアップシフトとが頻繁に起こるシフトビジーの状態、すなわちシフトハンチングを防止することができる。なお、余裕駆動力Ｆａは、一定値でもよく、車速や要求駆動力をパラメータとした可変値でもよい。
【００４２】
このように構成された車両走行制御装置１００において、追従走行を行う場合、走行制御部４６は、前方車両との間の車間距離が目標車間距離となるように要求駆動力Ｆを算出し、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。このとき、要求駆動力Ｆに余裕駆動力Ｆａを加算してアップシフトを制限することで、加速応答性が高い状態で、前方車両の加減速等に応じて前方車両に良好に追従走行することができる。
【００４３】
ところで、前方車両が車速一定ないしほぼ一定のクルーズ走行状態であるとき、追従走行（クルーズ追従走行）する自車両の車速Ｖも一定ないしほぼ一定となる。このとき、クルーズ追従走行するのに必要な要求駆動力Ｆは小さく、その最大値は、例えば所定値Ｆｂである。車速Ｖ１でのクルーズ追従走行時における作動点がＱ４であるとき、作動点Ｑ４では変速機３が５速段であり、この状態から車速ＶがＶ２以上に上昇すると、変速段は６速段にアップシフトする。
【００４４】
クルーズ追従走行時には、走行抵抗分の最小限の要求駆動力（例えば所定値Ｆｂ以下の要求駆動力）しか必要とされず、余裕駆動力も不要である。このため、図４に示す通常のシフトマップに従って変速するときよりも、さらにハイ側にアップシフトできる余地があり、これにより燃費性能および静粛性を向上させることが可能である。そこで、クルーズ追従走行時に変速機３を最大限の変速段までアップシフトさせるため、本実施形態では、以下のように車両走行制御装置１００を構成する。
【００４５】
図５は、本発明の実施形態に係る車両走行制御装置１００の要部構成、特に図２とは異なる観点でのコントローラ４０の機能的構成を示すブロック図である。図５に示すように、コントローラ４０は、車間距離検出部５１と、クルーズ走行判定部５２と、クルーズ阻害判定部５３と、目標変速段算出部５４と、目標スリップ率算出部５５と、アクチュエータ制御部５６とを有する。なお、車間距離検出部５１とクルーズ走行判定部５２とは、例えば図２の外界認識部４４により構成され、クルーズ阻害判定部５３は例えば自車位置認識部４３により構成され、目標変速段算出部５４と目標スリップ率算出部５５とアクチュエータ制御部５６とは例えば走行制御部４６により構成される。
【００４６】
車間距離検出部５１は、レーダ３１２やカメラ３１３からの信号に基づいて自車両と前方車両との間の実車間距離Ｌを検出する。
【００４７】
クルーズ走行判定部５２は、加速度センサ３２２により検出された自車両の加速度と、車間距離検出部５１により検出された実車間距離Ｌとに基づき、前方車両の加速度の大きさ（絶対値）が所定値以下であるか否か、すなわち、前方車両がクルーズ走行状態であるか否かを判定する。より具体的には、クルーズ走行判定部５２は、まず、加速度センサ３２２により検出された自車両の加速度が所定値（例えば図４の要求駆動力Ｆｂに対応する所定加速度）以下であるか否か、すなわち自車両がクルーズ走行状態であるか否かを判定する。そして、自車両の加速度が所定値以下と判定すると、記憶部４２に記憶された車速Ｖと目標車間距離Ｌａとの関係から、車速センサ３２１により検出された車速Ｖに応じた目標車間距離Ｌａを算出する。次いで、車間距離検出部５１で検出された実車間距離Ｌと、目標車間距離Ｌａとの偏差、すなわち距離偏差ΔＬ（＝Ｌ−Ｌａ）を算出する。
【００４８】
図６は、目標車間距離Ｌａに対する実車間距離Ｌの時間経過に伴う変化の一例を示す図である。図６では、実車間距離Ｌの目標車間距離Ｌａに対するプラス（Ｌ＞Ｌａ）またはマイナス（Ｌ＜Ｌａ）の偏差ΔＬが生じている。クルーズ走行判定部５２は、自車両の加速度が所定値以下であるとき、偏差ΔＬの絶対値が所定値ΔＬａ（例えば目標車間距離Ｌａの５％）以内である状態が所定時間Δｔａ以上継続したか否かを判定し、所定時間Δｔａ以上継続したと判定すると（図６の時点ｔａ）、前方車両がクルーズ走行状態であると判定する。なお、実車間距離Ｌと目標車間距離Ｌａとの比Ｌ／Ｌａを追従率と定義し、自車両の加速度が所定値以下で、かつ、追従率が所定範囲（例えば９５％〜１０５％）内の状態が所定時間Δｔａ以上継続したときに、クルーズ走行状態と判定してもよい。
【００４９】
クルーズ走行判定部５２は、実車間距離Ｌと目標車間距離Ｌａとの偏差ΔＬの頻度が正規分布で表されるとき、正規分布の平均値と分散の値とに応じて、前方車両がクルーズ走行状態であるか否かを判定してもよい。図７は、距離偏差ΔＬの頻度が正規分布で表される例を示す図である。特性ｇ１は、距離偏差ΔＬの平均値が０の例であり、特性ｇ２は、距離偏差ΔＬの平均値が＋ΔＬ１の例である。特性ｇ３（点線）は、距離偏差ΔＬの平均値が０で、かつ、特性ｇ１よりも分散の値が大きい特性である。
【００５０】
クルーズ走行判定部５２は、自車両の加速度が所定値以下で、かつ、距離偏差ΔＬの平均値の大きさ（絶対値）が所定値以下（例えば特性ｇ１に示すように０）で、かつ、分散の値が小さければ（例えば標準偏差σが所定値以下）、前方車両がクルーズ走行状態と判定する。一方、前方車両に対する加速遅れの頻度が高いと、特性ｇ２に示すように距離偏差ΔＬの平均値がプラス側（車間距離Ｌが離れる側）にシフトするが、この場合、クルーズ走行判定部５２はクルーズ走行状態でないと判定する。また、前方車両に対する加速遅れと減速遅れの頻度が高いと、特性ｇ３に示すように分散が大きくなるが、この場合も、クルーズ走行判定部５２はクルーズ走行状態でないと判定する。
【００５１】
クルーズ走行判定部５２は、前方車両の加速度の大きさ（絶対値）の平均値を算出し、この平均値に応じて、前方車両がクルーズ走行状態であるか否かを判定することもできる。前方車両の加速度は、例えば車間距離検出部５１で検出された実車間距離Ｌを時間で２階微分して自車両に対する相対加速度を算出し、この相対加速度に加速度センサ３２２で検出された自車両の加速度を加算することにより求めることができる。
【００５２】
図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ前方車両の加速度の大きさ（絶対値）の頻度（度数）分布を示すヒストグラムである。クルーズ走行判定部５２は、これらのヒストグラムからそれぞれ加速度の大きさの平均値を算出し、平均値が所定値以下であるときにクルーズ走行状態と判定する。例えば図８（ａ）のヒストグラムは、平均値が所定値以下の例であり、クルーズ走行判定部５２はクルーズ走行状態と判定する。一方、図８（ｂ）のヒストグラムは、平均値が所定値より大きい例であり、クルーズ走行判定部５２はクルーズ走行状態でないと判定する。
【００５３】
クルーズ阻害判定部５３は、クルーズ走行判定部５２により前方車両がクルーズ走行状態と判定されると、現時点から所定時間Ｔ（例えば５秒）先までの走行経路に、クルーズ走行を阻害する道路情報が含まれるか否かを判定する。この判定にあたり、クルーズ阻害判定部５３は、まず、自車両の周囲の道路情報を取得する。具体的には、ＧＰＳ受信機３４で受信した自車両の位置情報、地図データベース３５の地図情報、およびナビゲーション装置３６に設定された目標経路に基づいて、地図上の自車両の位置と、将来走行する道路情報（登坂路やカーブ路等の道路の種別）とを認識する。
【００５４】
次いで、クルーズ阻害判定部５３は、認識された道路状況に基づいて、現時点から所定時間先までの走行経路に登坂路やカーブ路等のクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれるか否かを判定する。すなわち、所定傾斜角以上の登坂路や所定曲率以上のカーブ路等においては、前方車両に追従走行するための要求駆動力が増大し、前方車両は、要求駆動力が所定値Ｆｂ（図４）以下のクルーズ走行状態を継続できない。この場合、クルーズ阻害判定部５３は、クルーズ走行を阻害する道路情報が含まれると判定する。
【００５５】
目標変速段算出部５４は、クルーズ走行判定部５２によりクルーズ走行状態であると判定され、かつ、クルーズ阻害判定部５３によりクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれないと判定されると、予め記憶部４２に記憶された図９の特性に基づき目標変速段Ｎａを算出する。図９は、クルーズ追従走行時における車速Ｖと目標変速段Ｎａとの関係、すなわちクルーズ用変速特性の一例を示す図である。図９に示すように、クルーズ用変速特性によれば、目標変速段Ｎａは車速Ｖの増加に伴い段階的に上昇する。目標変速段Ｎａは、通常のシフトマップ（図４）により定義される変速段（通常モード時の変速段）よりもハイ側に設定される。例えば通常のシフトマップによれば、車速Ｖ１のクルーズ走行状態のときの変速段は５速段であるのに対し、図９の特性によれば７速段となる。
【００５６】
図９の特性による目標変速段Ｎａは、エンジン回転数Ｎｅが予め定められたエンジン１の失火回転数Ｎｅａより低くなる変速段のうち、最小の変速段である。例えばクルーズ追従走行時に、Ｎ段とＮ＋１段との間の変速比でエンジン回転数Ｎｅが失火回転数Ｎｅａとなるとき、目標変速段ＮａはＮ＋１段となる。より具体的には、車速Ｖ１のときに、７速段以上でエンジン回転数Ｎｅが失火回転数Ｎｅａになるとき、目標変速段Ｎａは７速段となる。
【００５７】
目標スリップ率算出部５５は、クルーズ追従走行時のロックアップクラッチ２１の目標スリップ率を算出する。この場合、まず、目標変速段算出部５４で算出された目標変速段Ｎａでクルーズ追従走行するために必要な変速機３の入力軸の目標回転数Ｎｉａ（トルクコンバータ２のタービンランナの目標回転数）を算出する。目標回転数Ｎｉａは、例えばエンジン１の失火回転数Ｎｅａよりも低い。次いで、エンジン１を失火回転数Ｎｅａよりも所定回転数だけ高い最小目標回転数（エンジン目標回転数Ｎｅｂ）で回転させるときのロックアップクラッチ２１のスリップ率、すなわち、エンジン１がエンジン目標回転数Ｎｅｂで回転したときに変速機３の入力軸の回転数Ｎｉが目標回転数Ｎｉａとなるためのスリップ率を、目標スリップ率として算出する。スリップ率は、エンジン回転数Ｎｅ（ポンプインペラの回転数）と変速機３の入力軸の回転数Ｎｉ（タービンランナの回転数）との比である。
【００５８】
アクチュエータ制御部５６は、変速機３の変速段が目標変速段算出部５４で算出された目標変速段Ｎａとなるように変速用アクチュエータ２４に制御信号を出力する。また、エンジン回転数が目標スリップ率算出部５５で算出されたエンジン目標回転数Ｎｅｂとなるようにスロットル用アクチュエータ１３とインジェクタ１２とに制御信号を出力する。さらに、ロックアップクラッチ２１のスリップ率が目標スリップ率算出部５５で算出された目標スリップ率となるようにロックアップ用アクチュエータ２３に制御信号を出力する。
【００５９】
図１０は、予め記憶部４２（図２）に記憶されたプログラムに従いコントローラ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、例えば手動自動切換スイッチ３３１の切換により、自動運転モードでの運転が指令されると開始され、所定周期で繰り返される。
【００６０】
まず、ステップＳ１で、車間距離検出部５１により検出された実車間距離Ｌと目標車間距離Ｌａとの距離偏差ΔＬを算出する。次いで、ステップＳ２で、加速度センサ３２３により検出された自車両の加速度と、ステップＳ１で算出された距離偏差ΔＬとに基づき、クルーズ走行判定部５２が、前方車両がクルーズ走行状態であるか否かを判定する。より具体的には、自車両の加速度が所定値以下で、かつ、距離偏差ΔＬが所定値ΔＬａ以下の状態が所定時間Δｔａ継続するか否かを判定する。
【００６１】
なお、距離偏差ΔＬが所定値ΔＬａ以下の状態が所定時間Δｔａ継続するか否かの判定に代えて、距離偏差ΔＬの平均値の大きさ（絶対値）が所定値以下（例えば特性ｇ１に示すように０）で、かつ、分散が所定値以下（例えば標準偏差σが所定値以下）か否かを判定するようにしてもよい。前方車両の加速度の大きさ（絶対値）の平均値に応じて前方車両がクルーズ走行状態であるか否かを判定するようにしてもよい。この場合、車間距離検出部５１で検出された実車間距離Ｌを時間で２階微分して自車両に対する相対加速度を算出するとともに、相対加速度に加速度センサ３２２で検出された自車両の加速度を加算して前方車両の加速度を算出すればよい。
【００６２】
ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとステップＳ７に進む。ステップＳ３では、ＧＰＳ受信機３４、地図データベース３５、ナビゲーション装置３６からの信号に基づき、クルーズ阻害判定部５３が、現時点から所定時間Ｔ先までの走行経路にクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれるか否かを判定する。すなわち、所定傾斜角以上の登坂路や所定曲率以上のカーブ路等が存在するか否かを判定する。ステップＳ３で肯定されるとステップＳ７に進み、否定されるとステップＳ４に進む。このように、ステップＳ２で前方車両がクルーズ走行状態と判定され、かつ、ステップＳ３でクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれないと判定されると、クルーズ走行モードに移行するため、ステップＳ４に進む。
【００６３】
ステップＳ４〜ステップＳ６は、自車両をクルーズ走行モードで走行させる場合の処理である。ステップＳ４では、目標変速段算出部５４が、予め記憶部４２に記憶されたクルーズ用変速特性（図９）を用いて、車速Ｖに応じた目標変速段Ｎａを算出する。さらに、ステップＳ４では、変速機３の変速段がこの目標変速段Ｎａとなるように、アクチュエータ制御部５６が変速用アクチュエータ２４に制御信号を出力する。目標変速段Ｎａは通常よりもハイ側に設定された変速段であり、ステップＳ４では、変速機３がアップシフトされる。
【００６４】
次いで、ステップＳ５で、アクチュエータ制御部５６がスロットル用アクチュエータ１３とインジェクタ１２とに制御信号を出力し、エンジン回転数Ｎｅを増加させる。すなわち、エンジン回転数Ｎｅを失火回転数Ｎｅａよりも高い目標回転数Ｎｅｂまで増加させる。
【００６５】
次いで、ステップＳ６で、目標スリップ率算出部５５が、ステップＳ４で算出された目標変速段Ｎａに対応する変速機３の入力軸の目標回転数Ｎｉａを算出するとともに、エンジン回転数Ｎｅの増加に伴う車速の増加を回避するような目標スリップ率、すなわち、変速機３の入力軸の回転数Ｎｉが目標回転数Ｎｉａとなるような目標スリップ率を算出する。さらに、ステップＳ６では、ロックアップクラッチ２１のスリップ率が目標スリップ率となるように、アクチュエータ制御部５６がロックアップ用アクチュエータ２３に制御信号を出力する。これにより、ロックアップクラッチ２１（ＬＣ）がクラッチオフ側に制御され、スリップ率（スリップ量）が増加する。
【００６６】
一方、ステップＳ７では、クルーズ走行モードに代えて通常モードで走行動作を制御する。この場合、アクチュエータ制御部５６は変速用アクチュエータ２４に制御信号を出力し、通常のシフトマップ（図４）に従って変速段をクルーズ追従走行時よりもロー側に制御する。また、走行制御部４６で求められた要求駆動力が得られるようにアクチュエータ制御部５６はスロットル用アクチュエータ１３に制御信号を出力する。さらに、アクチュエータ制御部５６はロックアップ用アクチュエータ２３に制御信号を出力し、クルーズ追従走行時よりもロックアップクラッチ２１のスリップ率を小さくする（例えばロックアップオン状態とする）。
【００６７】
本実施形態に係る車両走行制御装置１００の動作をより具体的に説明する。図１１は、時間経過に伴う走行状態の変化の一例を示すタイムチャートである。図１１に示すように、時点ｔ１に到る前の初期状態は、前方車両がクルーズ走行状態でない。このため、自動運転モードで走行する自車両の走行動作は、通常モードで制御される（ステップＳ７）。このとき、変速段は例えば６速段となり、ロックアップクラッチ２１は例えばクラッチオン状態となる。したがって、エンジン回転数Ｎｅと変速機３の入力軸の回転数Ｎｉとは等しい（Ｎｅ＝Ｎｉ）
【００６８】
現時点から所定時間Ｔ先までの走行経路にクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれないことを条件として、時点ｔ１で、前方車両がクルーズ走行状態であると判定されると、予め定められた変速特性（図９）に従い変速機３が７速段および８速段へと順次アップシフトする（ステップＳ４）。このとき、アップシフトに伴いエンジン回転数Ｎｅは低下するが、スロットル用アクチュエータ１３とインジェクタ１２とを適宜制御することで、その低下量が抑えられ、時点ｔ２で、エンジン回転数Ｎｅは失火回転数Ｎｅａよりも高い最小回転数Ｎｅｂとなる（ステップＳ５）。エンジン回転数Ｎｅの増加制御に伴い、ロックアップクラッチ２１は、スリップ側に制御され、変速機３の入力軸の回転数Ｎｉは、失火回転数Ｎｅａよりも低い目標回転数Ｎｉａとなる（ステップＳ６）。
【００６９】
なお、仮にステップＳ５の処理がなければ、ステップＳ６の処理も不要である。このとき、アップシフトに伴いエンジン回転数Ｎｅは失火回転数Ｎｅａを下回り、エンジン１が失火するおそれがある。したがって、エンジン１の失火を防ぐため、アップシフトはロー側に制限（例えば７速段に制限）される。
【００７０】
このようにクルーズ走行モードにおいては、変速段を通常モードでは使用しない変速段までアップシフトする。具体的には、変速機３の入力軸の回転数Ｎｉがエンジン１の失火回転数Ｎｅａよりも低い目標回転数Ｎｉａとなるまで変速機３がアップシフトする。このときの余裕駆動力は例えば０であり、加速が不能である。このため、燃費を最大限に向上することができる。また、エンジン回転数Ｎｅを失火回転数Ｎｅａよりも高くして失火を抑えた上で、ロックアップクラッチ２１をスリップさせて所定車速でクルーズ走行する。このようにロックアップクラッチ２１をスリップさせることで、エンジントルク振動によるこもり音や車両振動を抑制することができ、車両の静粛性を向上することができる。
【００７１】
その後、時点ｔ３で前方車両がクルーズ走行状態でないと判定されると、通常モードに切り換わり、変速機３が７速段および６速段へと順次ダウンシフトする。これによりエンジン回転数Ｎｅが増大する。このとき、ロックアップクラッチ２１を締結側に制御し（例えばクラッチオン状態とし）、スリップ量を低減する。
【００７２】
本実施形態に係る車両走行制御装置１００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）本実施形態に係る車両走行制御装置１００は、自動運転機能を有する自車両が前方車両に追従走行するように自車両の走行動作に寄与するエンジン１、変速機３、ロックアップクラッチ２１等を制御する。この車両走行制御装置１００は、前方車両の走行状態（例えば車間距離Ｌ）を検出する車間距離検出部５１と、車間距離検出部５１により検出された走行状態に基づいて前方車両がクルーズ走行しているか否かを判定するクルーズ走行判定部５２と、クルーズ走行判定部５２によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、燃費性能または静粛性能を重視するクルーズ走行モードで前方車両に追従走行するようにエンジン１、変速機３、ロックアップクラッチ２１を制御するアクチュエータ制御部５６とを有する（図５）。このように前方車両がクルーズ走行していると判定されると、通常モードとは異なるクルーズ走行モードによりエンジン１、変速機３、ロックアップクラッチ２１を制御するので、燃費性能や静粛性能を最大限に高めることができる。
【００７３】
（２）アクチュエータ制御部５６は、クルーズ走行判定部５２によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、変速機３がハイ側の変速段にアップシフトされるように変速機３を制御する。これによりエンジン回転数が低下するとともに余裕駆動力が例えば０となり、燃費性能と静粛性能とを高めることができる。
【００７４】
（３）アクチュエータ制御部５６は、クルーズ走行判定部５２によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、ロックアップクラッチ２１のスリップ率が大きくなるようにロックアップクラッチ２１を制御する。これによりエンジントルク振動によるこもり音や車両振動を抑制することができ、燃費性能と静粛性能とを同時に向上することができる。
【００７５】
（４）アクチュエータ制御部５６は、クルーズ走行判定部５２によりクルーズ走行していると判定されると、変速機３がアップシフトし、かつ、エンジン１の回転数が増加し、かつ、ロックアップクラッチ２１のスリップ率が大きくなるように、変速機３とエンジン１とロックアップクラッチ２１とを制御する。これにより変速機３を通常モード時よりもハイ側の変速段にアップシフトしても、エンジン回転数Ｎｅが失火回転数Ｎｅａ以下とならないため、変速機３を最大限にアップシフトすることができる。また、エンジン回転数Ｎｅが増加した分、ロックアップクラッチ２１のスリップ率が増大するので、車両静粛性をより高めることができる。
【００７６】
（５）車両走行制御装置１００は、自車両の周囲の道路情報を取得するＧＰＳ受信機３４、地図データベース３５、ナビゲーション装置３６と、取得された道路情報に基づき、現時点から所定時間Ｔ先までの走行経路にクルーズ走行を阻害するカーブ路や登坂路等の道路情報が含まれるか否かを判定するクルーズ阻害判定部５３と、をさらに備える（図２，５）。アクチュエータ制御部５６は、クルーズ阻害判定部５３によりクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれないと判定されることを条件として、クルーズ走行モードに移行する。これにより、前方車両のクルーズ走行状態が継続することが予想されるときに、自車両がクルーズ走行モードに移行するため、クルーズ走行モードと通常モードとの間で頻繁にモードが切り換わることを防止することができる。その結果、アップシフトやダウンシフトの頻度が減少し、乗員の乗車快適性が向上する。
【００７７】
ところで、追従走行の対象となる前方車両が例えば自動運転車両であるとき、前方車両の車速は自動的に目標車速に制御される。このような自動運転車両は、ドライバの操作に応じて走行する手動運転車両と比べて車速のばらつきの程度が小さい。このため、前方車両が自動運転車両であるか否か、換言すれば、前方車両が自動運転モードで走行しているか否かを認識できれば、前方車両を対象とした自車両の効率的な走行が可能である。この点を考慮して、本実施形態では、以下のように前方車両の走行態様を認識する走行態様認識装置を構成する。
【００７８】
図１２は、本発明の実施形態に係る走行態様認識装置２００の要部構成を示すブロック図である。この走行態様認識装置２００は、本実施形態に係る車両走行制御装置１００（図２）の一部を構成するものであり、図５のコントローラ４０の変形例として示される。なお、図１２において、図５と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では図５との相違点を主に説明する。
【００７９】
図１２に示すように、コントローラ４０は、車間距離検出部５１と、クルーズ走行判定部５２と、クルーズ阻害判定部５３と、目標変速段算出部５４と、目標スリップ率算出部５５と、ばらつき算出部６１と、走行モード判定部６２と、アクチュエータ制御部５６とを有する。なお、ばらつき算出部６１と走行モード判定部６２とは、例えば図２の走行制御部４６により構成される。
【００８０】
ばらつき算出部６１は、車間距離検出部５１により検出された車間距離Ｌの変化に基づき、前方車両の車速または加速度のばらつきの程度を算出する。図１３は、前方車両が自動運転モードで走行しているときの時間経過に伴う前方車両の車速Ｖのばらつきの変化の一例を示すタイムチャートである。前方車両の車速Ｖは、車間距離検出部５１により検出された車間距離Ｌを時間微分して相対車速を算出し、この相対車速を、車速センサ３２１により検出された自車両の車速に加算することにより求めることができる。
【００８１】
自動運転モードで走行中は、前方車両の車速Ｖが精度よく目標車速Ｖａに制御される。このため、図１３に示すように、前方車両の車速Ｖは、目標車速Ｖａを中心とした所定の下限車速Ｖａ１と所定の上限車速Ｖａ２との間の所定車速範囲ΔＶ内に収まる。ばらつき算出部６１は、車速Ｖのばらつきの程度を数値で表すことができる。例えば車速Ｖが所定車速範囲ΔＶ内に収まるとき、ばらつきの程度を最小（例えば０）とし、所定車速範囲ΔＶを超えると、その程度が大きくなるにつれてばらつきの程度を大きくする。
【００８２】
ばらつき算出部６１は、前方車両の車速Ｖのばらつきが正規分布で表されるとき、正規分布の分散の値に応じて、ばらつきの程度を算出してもよい。図１４は、前方車両の車速Ｖのばらつきが正規分布で表される例を示す図である。図１４には２つの異なる特性ｇ４（実線），特性ｇ５（点線）が示される。特性ｇ４は、特性ｇ５よりも正規分布の分散の値（σ）が小さく、したがって、ばらつきが小さい。このように前方車両の車速Ｖのばらつきの程度は、正規分布の分散の値によって求めることもできる。
【００８３】
なお、ばらつき算出部６１は、自車両の加速度が所定値以下の状態で、実車間距離Ｌと目標車間距離Ｌａとの偏差ΔＬの頻度が正規分布（例えば図７）で表されるとき、正規分布の平均値と分散とに基づいて、ばらつきの程度を算出してもよい。すなわち、図７の特性ｇ１に示すように、平均値が０で分散の値が小さいとき、ばらつきの程度を小さく、特性ｇ２に示すように、平均値が０から離れているとき、あるいは特性ｇ３に示すように、分散の値が大きいとき、ばらつきの程度を大きくしてもよい。
【００８４】
走行モード判定部６２は、ばらつき算出部６１により算出された前方車両の車速Ｖのばらつきの程度が所定値以下（例えば図１３に示すようにばらつきの程度が０）であるとき、前方車両が自動運転モードで走行していると判定する。一方、ばらつき算出部６１により算出されたばらつきの程度が所定値より大きいとき、前方車両が手動運転モードで走行していると判定する。
【００８５】
走行モード判定部６２は、ばらつき算出部６１により算出されたばらつきの程度と、ＧＰＳ受信機３４、地図データベース３５およびナビゲーション装置３６により取得された自車両の周囲の道路情報とに基づいて、前方車両が自動運転モードと手動運転モードのいずれで走行しているかを判定することもできる。
【００８６】
例えばドライバが認識できないほどの緩やかな登り勾配を手動運転モードで走行するとき、前方車両の車速Ｖは下限車速Ｖ１（図１３）を下回るおそれがある。また、傾斜角が大きい急な登坂路を走行するときもアクセルペダルの踏み込み操作が遅れ、前方車両の車速は下限車速Ｖ１を下回るおそれがある。これに対し、前方車両が自動運転モードで走行するとき、前方車両に備えられた走行制御装置が勾配の変化による車速Ｖの変化を即座に検知するため、車速Ｖが下限車速Ｖ１未満となることを防ぐことができる。また、傾斜角が大きい登坂路を走行するときは、勾配に応じて走行駆動力を増加させるため、この場合も車速Ｖが下限車速Ｖ１未満となることを防ぐことができる。
【００８７】
このように道路状況によっては、手動運転と自動運転の差が顕著に表れる。したがって、走行モード判定部６２は、道路情報を考慮してばらつきの程度を把握するようにしてもよい。例えば、走行路が緩やかな傾斜や急な傾斜であるときに、前方車両が手動運転か自動運転かを判定するようにしてもよい。これにより、前方車両が自動運転モードと手動運転モードのいずれで走行しているかを、精度よく判定することができる。
【００８８】
アクチュエータ制御部５６は、クルーズ走行判定部５２により前方車両がクルーズ走行していると判定され、かつ、走行モード判定部６２により前方車両が自動運転モードで走行と判定されると、走行モードをクルーズ走行モードとして上述したのと同様にエンジン１、変速機３、ロックアップクラッチ２１を制御する。これに対し、クルーズ走行判定部５２により前方車両がクルーズ走行していると判定されるときであっても、走行モード判定部６２により前方車両が手動運転モードで走行と判定されるときは、走行モードを通常モードとして上述したのと同様にエンジン１、変速機３、ロックアップクラッチ２１を制御する。
【００８９】
したがって、前方車両が自動運転モードで走行しているときは手動運転モードで走行しているときよりも、変速機３の変速段がハイ側に、かつロックアップクラッチ２１がスリップ側に制御される。なお、ロックアップクラッチの状態を変えずに、変速段をハイ側に制御するだけでもよい。前方車両が自動運転モードで走行していると判定されるときは、手動運転モードで走行していると判定されるときよりも、クルーズ走行の判定のための所定時間Δｔａ（図６）を短く設定してもよい。前方車両が自動運転モードで走行していると判定されるとき、前方車両は道路状況に拘らず精度よくクルーズ走行することが可能であるため、クルーズ阻害判定部５３の判定結果を無視して、自車両をクルーズ走行モードで走行させるようにしてもよい。
【００９０】
図１５は、図１２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、例えば手動自動切換スイッチ３３１の切換により、自動運転モードでの運転が指令されると開始され、所定周期で繰り返される。
【００９１】
まず、ステップＳ１１で、ばらつき算出部６１が車間距離検出部５１により検出された車間距離Ｌの変化に基づき、前方車両の車速または加速度のばらつきの程度を算出する。次いで、ステップＳ１２で、走行モード判定部６２がばらつき算出部６１により算出された前方車両の車速または加速度のばらつきの程度に基づいて前方車両が自動運転モードと手動運転モードのいずれで走行しているかを判定する。ステップＳ１２で、自動運転モードで走行していると判定されると、ステップＳ１３に進み、図１０のステップＳ４〜ステップＳ６と同様、クルーズ走行モードで自車両の走行動作を制御する。一方、ステップＳ１２で、手動運転モードで走行していると判定されると、ステップＳ１４に進み、図１０のステップＳ７と同様、通常モードで自車両の走行動作を制御する。
【００９２】
本実施形態に係る走行態様認識装置２００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）本実施形態に係る走行態様認識装置２００は、自動運転機能を有する自車両の前方を走行する前方車両の走行態様を認識するものであり、前方車両の走行状態（例えば車間距離Ｌ）を検出する車間距離検出部５１と、車間距離検出部５１により検出された走行状態に基づき、前方車両の車速または加速度のばらつきの程度を算出するばらつき算出部６１と、ばらつき算出部６１により算出されたばらつきの程度に基づいて、前方車両が自動運転モードと手動運転モードのいずれで走行しているかを判定する走行モード判定部６２とを備える（図１２）。これにより前方車両の走行モードが自動運転モードか手動運転モードかを認識することができ、前方車両を対象とした自車両の効率的な走行が可能である。
【００９３】
（２）走行態様認識装置２００は、自車両が前方車両に追従走行するように自車両のエンジン、変速機、ロックアップクラッチを制御するアクチュエータ制御部５６をさらに備える（図１２）。アクチュエータ制御部５６は、走行モード判定部６２により前方車両が自動運転モードで走行していると判定されると、手動運転で走行していると判定されるときよりも、例えば変速機３がハイ側の変速段にアップシフトされるように変速機３を制御する。すなわち、前方車両が自動運転モードで走行中は、前方車両は精度よくクルーズ走行することが可能であるため、自車両はクルーズ状態で追従走行することができる。したがって、走行駆動力を抑えることができ、変速機３をアップシフトすることで、燃費性能や静粛性能を高めることができる。
【００９４】
（３）走行態様認識装置２００は、自車両の周囲の道路情報を取得するＧＰＳ受信機３４、地図データベース３５、ナビゲーション装置３６をさらに備える（図２）。アクチュエータ制御部５６は、ばらつき算出部６１により算出されたばらつきの程度と、取得された自車両の周囲の道路情報とに基づいて、前方車両が自動運転モードと手動運転モードのいずれで走行しているかを判定することもでき、これにより前方車両の走行モードを精度よく判定することができる。すなわち、例えば緩やかな勾配や急な勾配の登坂路を走行するとき、自動運転モードでは目標車速を維持できるが、手動運転モードでは目標車速を維持するのが難しい。そこで、このような道路状況において前方車両の走行モードを判定することで、走行モードの判定精度が向上する。
【００９５】
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（図５，１２）では、前方車両の走行状態として車間距離検出部５１で車間距離Ｌを検出するようにしたが、走行状態検出部の構成はこれに限らない。上記実施形態（図５，１２）では、クルーズ走行判定部５２により、前方車両との車間距離Ｌに応じて前方車両がクルーズ走行状態であるか否かを判定するようにしたが、検出された走行状態に基づいて前方車両がクルーズ走行しているか否かを判定するのであれば、クルーズ走行判定部の構成も上述したものに限らない。
【００９６】
上記実施形態（図５，１２）では、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とからの情報により、自車両の周囲の道路情報を取得するようにしたが、道路情報取得部の構成はこれに限らない。取得された道路情報に基づき、現時点から所定時間先までの走行経路にクルーズ走行を阻害する道路情報が含まれるか否かを判定するのであれば、クルーズ阻害判定部の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態（図５，１２）では、クルーズ走行モード時に、エンジン１と変速機３との間のトルク伝達経路に設けられたロックアップクラッチ２１をスリップさせて、エンジン１から変速機３への動力伝達を調整するようにしたが、ロックアップクラッチに代えて他のクラッチ機構を設けてもよい。したがって、トルクコンバータ２を省略することもできる。
【００９７】
上記実施形態（図５，１２）では、クルーズ走行モード時に通常モード時よりも燃費性能および静粛性能が高まるように、アクチュエータ制御部５６がエンジン１と変速機３とロックアップクラッチ２１とを制御するようにしたが、クルーズ走行モード時に通常モード時よりも燃費性能または静粛性能が高まるように、自車両の追従走行の動作に寄与する機器を制御するのであれば、機器制御部の構成は上述したものに限らない。例えばロックアップクラッチ２１のスリップ制御を行わずに、変速機３のアップシフトのみを行うようにしてもよい。エンジン１、変速機３、ロックアップクラッチ２１に代えて、あるいはこれらとともに走行モータ等、他の機器を制御してもよい。
【００９８】
上記実施形態（図１２）では、走行モード判定部６２が、前方車両の走行モードが手動運転モードと自動運転モードのいずれであるかを判定し、その判定結果に応じて前方車両の追従走行のモードを変更するようにした。ここで、前方車両の走行モードの情報は、前方車両を対象とした他の走行（例えば追い越し走行）にとっても有用である。したがって、走行モード判定部による判定結果を、他の走行を行う際に利用するようにしてもよい。
【００９９】
上記実施形態では、有段変速機を変速機３として用いたが、無段変速機であってもよい。この場合、アクチュエータ制御部５６としての機器制御部は、クルーズ走行判定部によりクルーズ走行していると判定されると、クルーズ走行していないと判定されるときよりも、変速機の変速比がハイ側に変更されるように変速機を制御すればよい。あるいは、走行モード判定部により前方車両が自動運転モードで走行していると判定されると、手動運転で走行していると判定されるときよりも、変速機の変速比をハイ側に制御すればよい。
【０１００】
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。
【符号の説明】
【０１０１】
１  エンジン、２  トルクコンバータ、３  変速機、２１  ロックアップクラッチ、５１  車間距離検出部、５２  クルーズ走行判定部、５３  クルーズ阻害判定部、５４  目標変速段算出部、５５  目標スリップ率算出部、５６  アクチュエータ制御部、１００  車両走行制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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