JP7506994B2 - 自動変速機を搭載した車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は自動変速機を搭載した車両（以下、自動変速車両という。）に係り、特に自動運転走行における自動変速車両の制御技術に関する。

自動運転可能な車両では自車の走行状態および周囲の状況を認識することで、次の行動を事前に計算し実行することができる。たとえば自動運転車両が追い越し走行をする場合には、周囲の状況に応じて追い越しを実行するか否かの判断をし、追い越しを実行する場合には加速度計算などにより追い越しに必要な制御が実行される。

特許文献１に開示された走行制御装置によれば、自動運転車両が追い越し走行をする場合、後方車両の走行状態に応じて追い越しを実行するか実行しないかを判断し、後方車両が接近してきた場合にどの程度の加速走行が必要かを事前に計算し適切な走行制御を行っている。

特開２０１９－１１９３０３号公報

自動変速車両では、自動運転中に要求駆動力を増加した時あるいは降坂がある時などにダウンシフトを必要とする場合がある。上述したように追い越しの加速が必要な場合、大きな駆動トルクが要求されるのでダウンシフトが実行され得る。また降坂で車速を一定にするためにダウンシフトが実行される場合もある。ところが、このような変速を短時間で行うと、駆動トルクが急激に増大し、いわゆる変速ショックが大きくなる。このような変速ショックは乗員に違和感を与え、乗り心地の劣化につながるおそれがある。また、ダウンシフトによりエンジン回転数が大きく変化する場合もあり、この音の大きな変化が乗員に違和感を与える場合もある。

一般に、自動運転制御では乗員が自ら車両を運転する訳ではないため、加減速時のエンジンや変速機の動作に起因する車両の振動、騒音あるいは変速ショック等の違和感に対して、乗員がより敏感になっている。したがって、特に自動運転時には、手動運転のときよりも更に高い振動・騒音の低減性能（ＮＶ低減性能）および変速ショックの低減対策が必要である。

本発明の目的は、自動運転中に要求駆動力の増加が予測されるとき、ダウンシフトに起因する振動、騒音および変速ショックを低減することができる車両の制御装置および制御方法を提供することにある。

本発明の第一の態様によれば、自動変速機を搭載し、車両（１）の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御が可能な車両（１）の制御装置（１００）であって、前記自動運転制御を実施中に、要求駆動力の増加が予測される場合、前記要求駆動力の増加タイミングまで前記車両（１）の車速を維持あるいは減速しつつ、前記要求駆動力の増加タイミングまでの待機期間内でエンジンの回転数を上昇させ、前記エンジン回転数の上昇に応じて前記エンジンのトルクを低下させ、前記自動変速機の変速段を下方にシフトさせる。
本発明の第二の態様によれば、自動変速機を搭載し、車両（１）の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御が可能な車両（１）の制御方法であって、前記自動運転制御を実施中に、要求駆動力の増加が予測される場合、前記要求駆動力の増加タイミングまで前記車両（１）の車速を維持あるいは減速しつつ、前記要求駆動力の増加タイミングまでの待機期間内で前記エンジンの回転数を上昇させ、前記エンジン回転数の上昇に応じて前記エンジンのトルクを低下させ、前記自動変速機の変速段を下方にシフトさせる。
本発明の第三の態様によれば、自動変速機を搭載し、車両（１）の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御が可能な車両（１）の制御装置（１００）としてプロセッサを機能させるプログラムであって、前記自動運転制御を実施中に、要求駆動力の増加が予測される場合、前記要求駆動力の増加タイミングまで前記車両（１）の車速を維持あるいは減速しつつ、前記要求駆動力の増加タイミングまでの待機期間内で前記エンジンの回転数を上昇させ、前記エンジン回転数の上昇に応じて前記エンジンのトルクを低下させ、前記自動変速機の変速段を下方にシフトさせる、機能を前記プロセッサで実現する。
これにより、待機期間中にエンジン回転数が上昇し、エンジントルクが低下し、変速段がダウンシフトしているので、実際に駆動力を増加させた時のエンジン回転数の急激な上昇および変速ショックによる違和感を大幅に緩和できる。
前記エンジン回転数の上昇は、前記待機期間より短く通常の変速時間より長い期間で実行されることが望ましい。これにより追越制御待機中にエンジン回転数がゆっくり上昇するので乗員に気付かれ難くなる。
前記要求駆動力の増加を中止した場合、前記自動変速機の変速段を上方にシフトさせることでそれまでに上昇させた前記エンジンの回転数を下げる。このとき、前記自動変速機の変速段の上方へのシフトは、前記エンジンの回転数の降下が上昇時より小さい変化量となるように行うことが望ましい。要求駆動力の増加が中止されるとエンジン回転数が徐々に下降し、その下降変化量が上昇時より小さいことで乗員に気付かれ難くなる。
前記要求駆動力の増加が追い越し時に必要であり、前記追い越しを実行すると追越車線の前方あるいは後方の車両と衝突の可能性がある場合、前記追い越しが可能となるまで前記追い越し制御を待機することが望ましい。これにより、待機期間中にエンジン回転数が上昇し、エンジントルクが低下し、変速段がダウンシフトしているので、実際に追い越しを実行した時のエンジン回転数の急激な上昇および変速ショックによる違和感を大幅に緩和できる。

以上述べたように、本発明によれば、自動運転中に要求駆動力の増加が予測されるとき、ダウンシフトに起因する振動、騒音および変速ショックを低減することができる。

本発明の一実施形態による車両の制御装置における自動運転制御に関する機能構成図である。 本発明の第１実施例による制御装置を用いた自動変速車両（多段変速車両）の内部構成の一例を模式的に示すブロック図である。 図２に示す自動変速車両の制御方法を説明するために追い越し走行の手順を示す模式図である。 図２に示す自動変速車両の制御方法による加速待機および加速実行時の制御を示すフローチャートである。 図２に示す自動変速車両の制御方法による加速待機時および加速実行時の１段シフトの制御状態を例示する波形図である。 図２に示す自動変速車両の制御方法による加速待機時および加速実行時の多段シフトの制御状態を例示する波形図である。 図２に示す自動変速車両の制御方法による降坂予測および降坂制御時の制御を示すフローチャートである。 図２に示す自動変速車両の制御方法による降坂予測および降坂制御時の制御状態を例示する波形図である。 本発明の第１実施例による制御装置を用いた自動変速車両（無段変速車両）の内部構成の一例を模式的に示すブロック図である。 図９に示す自動変速車両の制御方法による加速待機および加速実行時の制御を示すフローチャートである。 図９に示す自動変速車両の制御方法による加速中止時の制御状態を例示する波形図である。 図９に示す自動変速車両の制御方法によるランバーバンド抑制効果を説明するための、加速待機時および加速実行時の制御状態を示す波形図である。 図９に示す自動変速車両の制御方法による降坂予測および降坂制御時の制御状態を例示する波形図である。

１．実施形態の概要
自動変速機を搭載した車両において、自動運転中に駆動力を必要とするまで時間がある場合、要求駆動力の増加タイミングまでの所定の期間内で駆動力および車速を一定に維持し、エンジン回転数を上昇させ、その回転数の上昇に応じてエンジントルクを低下させ、変速段をダウンシフトする。これにより、実際に駆動力を増加させた時のエンジン回転数の急激な上昇および変速ショックによる違和感を大幅に緩和できる。

以下、本発明の前提となる自動運転制御と自動変速車両の一例について図１および図２を参照しながら説明し、それに続いて本発明の実施形態について詳細に説明する。

２．自動運転制御
図１に例示するように、車両１は二輪、三輪あるいは四輪等の自動車であり、本実施形態では後述するように自動変速機を備えた車両である。自動運転制御の適用は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等を駆動源とした自動車であってもよいし、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等から得られる電力を使用してモータを駆動する電気自動車であってもよい。

＜車両の装置構成＞
車両１には自動運転制御を含む車両制御を行う車両制御装置１００の他に以下の装置、機器群が搭載されている。
・車両１の外部から各種情報を取り入れるための手段（外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４等が含まれ、その他ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等を含んでもよい。）、
・操作デバイス（アクセルペダル７０、ブレーキペダル７２、ステアリングホイール７４、切替スイッチ８０等）、
・操作検出センサ（アクセルペダル７０のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ７１、ブレーキペダル７２の踏量を検出するブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）７３、ステアリングホイール７４の操舵角を検出するステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）７５）、
・報知装置（出力部）８２、
・車両１の駆動又は操舵を行うための装置（走行用駆動力出力装置（駆動装置）９０、ステアリング装置９２、ブレーキ装置９４）、および
・これらの装置や機器を接続する通信線およびネットワーク（ＣＡＮ（Controller Area Network）、無線通信網等）。

外部状況取得部１２は、車両１の外部状況、例えば走行路の車線や車両周辺の物体といった車両周辺の環境情報を取得するように構成され、例えば各種カメラ（単眼カメラ、ステレオカメラ、赤外線カメラ等）や各種レーダ（ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、レーザレーダ等）等を備える。また、カメラにより得られた情報とレーダにより得られた情報を統合するフュージョンセンサを使用することも可能である。

経路情報取得部１３はナビゲーション装置を含む。ナビゲーション装置はＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機、地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置はＧＮＳＳ受信機によって車両１の位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置により導出された経路は、経路情報１４４として記憶部１４０に格納される。車両１の位置は、走行状態取得部１４の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置は、車両制御装置１００が手動運転制御を実行している場合に目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、車両１の位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置は、例えばユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と車両制御装置１００との間で無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。

走行状態取得部１４は車両１の現在の走行状態を取得するように構成される。走行状態取得部１４は、走行位置取得部２６、車速取得部２８、ヨーレート取得部３０、操舵角取得部３２、および走行軌道取得部３４を含む。

走行位置取得部２６は、走行状態の１つである車両１の走行位置及び車両１の姿勢（進行方向）を取得するように構成される。走行位置取得部２６は、各種測位装置、例えば衛星や路上装置から送信される電磁波を受信して位置情報（緯度、経度、高度、座標等）を取得する装置（ＧＰＳ受信機、ＧＮＳＳ受信機、ビーコン受信機等）、ジャイロセンサ、加速度センサ等を備える。車両１の走行位置は車両１の特定部位を基準に測定される。

車速取得部２８は、走行状態の１つである車両１の速度（以下、車速という。）を取得するように構成される。車速取得部２８は、例えば１以上の車輪に設けられる速度センサ等を備える。

ヨーレート取得部３０は、走行状態の１つである車両１のヨーレートを取得するように構成される。ヨーレート取得部３０は、例えばヨーレートセンサ等を備える。

操舵角取得部３２は、走行状態の１つである操舵角を取得するように構成される。操舵角取得部３２は、例えばステアリングシャフトに設けられる操舵角センサ等を備える。ここでは、取得された操舵角に基づいて操舵角速度及び操舵角加速度も取得される。

走行軌道取得部３４は、走行状態の１つである車両１の実走行軌道の情報（実走行軌道）を取得するように構成される。実走行軌道とは、実際に車両１が走行した軌道（軌跡）を含み、これから走行する予定の軌道、例えば走行した軌道（軌跡）の進行方向前側の延長線を含んでいてもよい。走行軌道取得部３４はメモリを備える。メモリは実走行軌道に含まれる一連の点列の位置情報を記憶する。また、延長線はコンピュータ等により予測可能である。

操作検出センサであるアクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ７３およびステアリング操舵角センサ７５は、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量およびステアリング操舵角をそれぞれ車両制御装置１００に出力する。

切替スイッチ８０は、車両１の乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、乗員の操作を受け付け、受け付けた操作内容から運転モード（例えば、自動運転制御と手動運転制御）を切り替えることができる。切替スイッチ８０は、乗員の操作内容から車両１の運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、車両制御装置１００に出力する。

また、車両１は、運転者によりシフトレバーを介して操作されるシフト装置６０を備える。シフト装置６０におけるシフトレバー（図示せず）のポジションには、図１に示すように、例えば、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（自動変速モード（ノーマルモード）での前進走行）、Ｓ（スポーツモードでの前進走行）などがある。シフト装置６０の近傍には、シフトポジションセンサ２０５が設けられる。シフトポジションセンサ２０５は、運転者によって操作されるシフトレバーのポジションを検出する。車両制御装置１００は、シフトポジションセンサ２０５で検出されたシフトポジションの情報を入力する。

また、本実施形態の車両１は、ステアリングホイール７４の近傍に設けられたパドルスイッチ６５を備える。パドルスイッチ６５は、手動運転時（手動運転モード）での手動変速モード（マニュアルモード）でダウンシフトを指示するための－スイッチ（マイナスボタン）６６と、手動変速モードでシフトアップを指示するための＋スイッチ（プラスボタン）６７とから構成される。手動運転モードにおける自動変速機ＴＭの手動変速モードでは、これらマイナスボタン６６およびプラスボタン６７の操作信号は、電子制御ユニット（車両制御装置）１００に出力され、車両１の走行状態等に応じて自動変速機ＴＭで設定される変速段のアップシフトまたはダウンシフトが行われる。なお、本実施形態では、手動運転時に、例えば、シフトレバーのポジションがＤレンジまたはＳレンジにおいて自動変速モードが設定されているときに、運転者によりいずれかのパドルスイッチ６６，６７が操作されると、自動変速モードから手動変速モード（マニュアルモード）に切り替えられる。また、自動運転時には、パドルスイッチ６５の操作に対して下記で詳細に説明する機能（手動運転時とは異なる機能）が与えられる。

報知装置８２は種々の情報を出力可能な装置あるいは機器群である。報知装置８２は、例えば車両１の乗員に、自動運転制御から手動運転制御への移行を促すための情報を出力する。報知装置８２としては、例えばスピーカ、バイブレータ、表示装置、発光装置等のうち少なくとも１つが用いられる。

乗員識別部１５は、例えば、車両１の車室内を撮像可能な車内カメラを備える。この車内カメラは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラや近赤外光源と組み合わされた近赤外カメラなどであってよい。車両制御装置１００は、乗員識別部１５（車内カメラ）によって撮影された画像を取得し、画像に含まれる車両１の運転者の顔の画像から、現在の車両１の運転者を識別することが可能である。

走行用駆動力出力装置（駆動装置）９０は、図２に例示するように、駆動源である内燃機関（エンジン）ＥＧと、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータＴＣを介してエンジンＥＧと連結される自動変速機ＴＭとを備え、さらに、エンジンＥＧを制御するＦＩ－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、自動変速機ＴＭを制御するＡＴ－ＥＣＵ５を備えている。走行駆動力出力装置９０がエンジンＥＧおよび自動変速機ＴＭを備えて構成されている場合、ＦＩ－ＥＣＵ４およびＡＴ－ＥＣＵ５は、図１に示す後述する走行制御部１２０から入力される情報に従って、エンジンＥＧのスロットル開度や自動変速機ＴＭのシフト段等を互いに協調して制御し、車両１が走行するための走行駆動力（トルク）を制御する。

ステアリング装置９２は、例えば、電動モータを備える。該電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリング装置９２は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、転舵輪の向きを変更する。

ブレーキ装置９４は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、シリンダおよび電動モータを制御してブレーキキャリパーの制動を制御する制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置は、制動力出力装置であり、その制動制御部は、走行制御部１２０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じた制動力を出力するブレーキトルクが各車輪に出力されるように制御する。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダル７２の操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置９４は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部１２０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。

＜制御装置＞
次に、車両制御装置１００について説明する。車両制御装置１００は、自動運転制御部１１０、走行制御部１２０および記憶部１４０を備える。 自動運転制御部１１０の各部および走行制御部１２０の一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよい。また、記憶部１４０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１４０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１４０にインストールされてもよい。また、車両制御装置１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。これにより、車両１の車載コンピュータに対して、上述したハードウェア機能部と、プログラム等からなるソフトウェアとを協働させて、本実施形態における各種処理を実現することができる。

記憶部１４０は、地図情報１４２と、経路情報１４４と、行動計画情報１４６とを格納する。

地図情報１４２は、例えば、経路情報取得部１３が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報１４２には、道路情報や、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。

経路情報１４４は、記憶部１４０に格納される一要素であり、例えば、経路情報取得部１３のナビゲーション装置を構成するＧＮＳＳ受信機によって車両１の位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地まで導出された経路である。

行動計画情報１４６は、記憶部１４０に格納される一要素であり、経路情報取得部１３が取得した地図情報に基づいて、自動運転制御部１１０の行動計画生成部１１６が生成した行動計画を示す情報である。

自動運転制御部１１０は、自車位置認識部１１２と、外界認識部１１４と、行動計画生成部１１６と、目標走行状態設定部１１８とを備える。

自動運転制御部１１０は、切替スイッチ８０からの信号の入力に従い、運転モードを切り替えて制御を行う。運転モードとしては、車両１の加減速および操舵を自動的に制御する自動運転モード（自動運転制御）や、車両１の加減速をアクセルペダル７０やブレーキペダル７２等の操作デバイスに対する人為操作に基づいて制御し、操舵をステアリングホイール７４等の操作デバイスに対する人為操作に基づいて制御する手動運転モード（手動運転制御）があるが、これに限定されるものではない。他の運転モードとして、例えば、車両１の加減速および操舵のうち一方を自動的に制御し、他方を操作デバイスに対する人為操作に基づいて制御する半自動運転モード（半自動運転制御）を含んでいてもよい。

自車位置認識部１１２は、記憶部１４０に格納された地図情報１４２と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、または走行状態取得部１４から入力される情報とに基づいて、車両１が走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する車両１の相対位置を認識する。自車位置認識部１１２は、例えば、車両１の基準点（例えば重心）の走行車線中央からの乖離、および車両１の進行方向の走行車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１１２は、自車線の何れかの側端部に対する車両１の基準点の位置等を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識してもよい。

外界認識部１１４は、外部状況取得部１２等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。本実施形態における周辺車両とは、車両１の周辺を走行する他の車両であって、車両１と同じ方向に走行する車両である。なお、特に本実施形態における周辺車両とは、車両１が追い越そうとする前方車両と、車両１を追い越そうとする後方車両である。周辺車両の位置は、車両１の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、車両１の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１１４は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。

行動計画生成部１１６は、自動運転の開始地点、自動運転の終了予定地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転の開始地点は、車両１の現在位置であってもよいし、車両１の乗員により自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。

行動計画生成部１１６が生成する行動計画は、例えば、次期走行する道路の所定の地点ごとに順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、車両１を減速させる減速イベントや、車両１を加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように車両１を走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、車両１に前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように車両１を走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において車両１を加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。

目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６により決定された行動計画と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、および走行状態取得部１４により取得される各種情報に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態を設定するように構成される。目標走行状態設定部１１８は、目標値設定部５２と目標軌道設定部５４と偏差取得部４２と補正部４４とを含む。

目標値設定部５２は、車両１が目標とする走行位置（緯度、経度、高度、座標等）の情報（単に目標位置ともいう。）、車速の目標値情報（単に目標車速ともいう。）、ヨーレートの目標値情報（単に目標ヨーレートともいう。）を設定するように構成される。目標軌道設定部５４は、外部状況取得部１２により取得される外部状況、及び、経路情報取得部１３により取得される走行経路情報に基づいて、車両１の目標軌道の情報（単に目標軌道ともいう。）を設定するように構成される。目標軌道は、単位時間毎の目標位置の情報を含む。各目標位置には、車両１の姿勢情報（進行方向）が対応づけられる。また、各目標位置に車速、加速度、ヨーレート、横Ｇ、操舵角、操舵角速度、操舵角加速度等の目標値情報が対応づけられてもよい。上述した目標位置、目標車速、目標ヨーレート、目標軌道は目標走行状態を示す情報である。

目標軌道設定部５４は、外部状況取得部１２により取得される外部状況、および、経路情報取得部１３により取得される走行経路情報に基づいて、車両１の目標軌道の情報（単に目標軌道ともいう。）を設定するように構成される。目標軌道は、単位時間毎の目標位置の情報を含む。各目標位置には、車両１の姿勢情報（進行方向）が対応づけられる。また、各目標位置に車速、加速度、ヨーレート、横Ｇ、操舵角、操舵角速度、操舵角加速度等の目標値情報が対応づけられてもよい。上述した目標位置、目標車速、目標ヨーレート、目標軌道は目標走行状態を示す情報である。

偏差取得部４２は、目標走行状態設定部１１８の目標値設定部５２と目標軌道設定部５４で設定される目標走行状態と、走行状態取得部１４で取得される実走行状態とに基づいて、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得するように構成される。

補正部４４は、偏差取得部４２により取得される偏差に応じて、目標走行状態を補正するように構成される。具体的には、補正部４４は、偏差が大きくなるほど、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態を、走行状態取得部１４により取得された実走行状態に近づけて、新たな目標走行状態を設定する。

走行制御部１２０は、加減速指令部５６と、操舵指令部５８とを含み、車両１の走行を制御するように構成される。具体的には、走行制御部１２０は、車両１の実走行状態を、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態、又は、補正部４４により設定された新たな目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を、上述した走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４に出力する。

加減速指令部５６は、車両１の走行制御のうち、加減速制御を行うように構成される。具体的には、加減速指令部５６は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態（目標加減速度）と実走行状態（実加減度）とに基づいて、車両１の走行状態を目標走行状態に一致させるための加減速度指令値を演算する。

操舵指令部５８は、車両１の走行制御のうち、操舵制御を行うように構成される。具体的には、操舵指令部５８は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態と、実走行状態とに基づいて、車両１の実走行状態を目標走行状態に一致させるための操舵角速度指令値を演算する。

３．第１実施例（自動変速機を有する駆動系）
図２において、車両１の走行用駆動力出力装置（駆動装置）９０の構成が概略的に示される。エンジンＥＧの回転はクランクシャフト（エンジンＥＧの出力軸）２２１に出力され、トルクコンバータＴＣを介して自動変速機ＴＭの入力軸２２７に伝達される。自動変速機ＴＭは、エンジンＥＧから入力軸２２７に伝達された回転を変速して出力軸２２８から駆動輪側に出力し、前進走行用の複数の変速段と後進走行用の一の変速段とを設定可能な有段式の自動変速機である。

また、走行駆動力出力装置９０は、エンジンＥＧを電子的に制御するＦＩ－ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４と、トルクコンバータＴＣを含む自動変速機ＴＭを電子的に制御するＡＴ－ＥＣＵ（自動変速制御装置）５と、ＡＴ－ＥＣＵ５の制御に従いトルクコンバータＴＣの回転駆動やロックアップ制御および自動変速機ＴＭが備える複数の摩擦係合機構の締結（係合）・解放を油圧制御する油圧制御装置６と、を備えている。

車両１は、クランクシャフト回転数センサ２０１、入力軸回転数センサ２０２、および出力軸回転数センサ２０３を備えている。クランクシャフト回転数センサ２０１は、クランクシャフト２２１（エンジンＥＧ）の回転数Ｎｅを検出し、この回転数ＮｅをＡＴ－ＥＣＵ５およびＦＩ－ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４へ出力する。入力軸回転数センサ２０２は、入力軸２２７の回転数（自動変速機ＴＭの入力軸回転数）Ｎｉを検出し、この回転数ＮｉをＡＴ－ＥＣＵ５へ出力する。出力軸回転数センサ２０３は、出力軸２２８の回転数（自動変速機ＴＭの出力軸回転数）Ｎｏを検出し、この回転数ＮｏをＡＴ－ＥＣＵ５へ出力する。ＡＴ－ＥＣＵ５は各センサ２０１～２０３により検出された回転数データＮｅ，Ｎｉ，Ｎｏから車速データを算出する。また、車両１は、スロットル開度センサ２０６を備えている。スロットル開度センサ２０６は、エンジンＥＧのスロットル開度ＴＨを検出し、このスロットル開度ＴＨのデータをＦＩ－ＥＣＵ４へ出力する。

また、自動変速機ＴＭを制御するＡＴ－ＥＣＵ５は、車速取得部２８の車速センサで検出した車速とアクセル開度センサ７１で検出したアクセル開度とに応じて、自動変速機ＴＭで設定可能な変速段の領域を定めたシフトマップ（変速特性）５５を有している。シフトマップ５５は、変速段毎に設定されたアップシフト線およびダウンシフト線を含むもので、特性の異なる複数種類のシフトマップが予め用意されている。自動変速機ＴＭの変速制御では、ＡＴ－ＥＣＵ５が、これら複数種類のシフトマップから選択したシフトマップに従い自動変速機ＴＭの変速段を切り替える制御を行う。

＜自動運転制御＞
車両１では、運転者による切替スイッチ８０の操作で自動運転モードが選択された場合、自動運転制御部１１０は車両１の自動運転制御を行う。この自動運転制御では、自動運転制御部１１０は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４などから取得した情報、あるいは自車位置認識部１１２および外界認識部１１４で認識した情報に基づいて、車両１の現在の走行状態（実走行軌道や走行位置等）を把握する。目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６で生成した行動計画に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態（目標軌道や目標位置）を設定する。偏差取得部４２は、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得する。走行制御部１２０は、偏差取得部４２により偏差が取得される場合に、車両１の走行状態を目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御を行う。

補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道又は目標位置を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道又は目標位置に車両１が追従するように、車速取得部２８により取得される車速等に基づいて、走行駆動力出力装置９０およびブレーキ装置９４による車両１の加減速制御を行う。

また、補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道に車両１が追従するように、操舵角取得部３２により取得される操舵角速度に基づいて、ステアリング装置９２による操舵制御を行う。

ここで、車両１は、ブレーキ装置（機械的制動機構）９４による制動機能と、エンジンＥＧと自動変速機ＴＭを用いて制動力を発生させるエンジンブレーキ（内燃機関制動機構）による制動機能とを有している。

４．制御方法
以下、本発明の第１実施例による制御方法について詳細に説明する。本実施例による制御方法は上述したシステムに実装可能である。ここでは追い越し時の加速・駆動力制御について説明するが、本発明は追い越しの場合だけでなく、駆動力の急な増加が予想される状況であれば適用可能である。

４．１）追い越し制御
図３において、車両Ａが本実施例による制御方法を実装した上記車両１であり、車両Ｂが追い越すべき前方車両であり、車両Ｃが車両Ａを追い越そうと接近しつつある後方車両あるいは追い越し車線を走行している前方車両である。このような周辺車両は上述したように外界認識部１１４によって認識されている。

通常走行３０１において、本実施例による車両Ａが前方車両Ｂを追い越す判断をした時、外界認識部１１４が後方車両Ｃの接近を認識したとする。車両制御装置１００は、後方車両Ｃが自車両を追い越すべく接近しつつあると判断すると、後方車両Ｃが追い越すまでの期間、追い越しのための加速を中止する（加速待機３０２および３０３）。そして車両Ｃが追い越した後、車両制御装置１００は追い越し可能と判断すると、追い越し車線へ車線変更し、要求駆動力を増加させて加速して追い越しを実行する（加速追越３０４）。なお、追い越し車線を走行する前方車両Ｃを認識した場合は、前方車両Ｃが通行車線に戻ったときに追い越しを実行すればよい。

本実施例によれば、図３における加速待機３０２および３０３の状態にある期間内で自動変速機ＴＭのダウンシフトを通常より緩やかに実行する。上述したように自動運転中は行動計画に従っているので、加速待機中の自動変速機ＴＭの変速は通常の変速より緩やかに実行できる。すなわち、車両制御装置１００は、ダウンシフトするために、駆動力および車速を一定に維持しつつエンジン回転数を徐々に上昇させ、エンジントルクを減少させる制御を実行する。このようにダウンシフトすることで、変速ショックを解消あるいは緩和することができ、エンジン音および振動の急変による乗員の違和感を抑制できる。

本実施例による制御方法は上述した車両制御装置１００により実施される。その制御機能は車両制御装置１００のプロセッサ上でメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現可能である。以下、本実施例による制御方法の一例について図４を参照しながら説明する。

図４において、自動運転制御部１１０は、前方車両Ｂの追い越しを判断した場合（動作４０１のＹＥＳ）、まず目標加速度・駆動力（要求駆動力）を計算し（動作４０２）、続いて外部状況取得部１２からの情報により周囲状況を認識し、追い越し車線に接近しつつある後方車両Ｃがあるか否かを判断する（動作４０３）。後方車両Ｃがあれば（動作４０３のＹＥＳ）、自動運転制御部１１０は追い越し加速の実行を待機する（動作４０４）。

加速待機になると、車両制御装置１００は、変速時間Ｔｓ２の間で、エンジンＥＧの駆動力と車速Ｖとを一定に維持するようにエンジン回転数ＮＥを目標値まで上昇させるとともにエンジントルクを低下させ、エンジン回転数ＮＥが変速後の変速比に応じた回転数になったときにダウンシフトを実行する（動作４０５）。変速時間Ｔｓ２は、自動変速機ＴＭ内のクラッチおよびトルクコンバータＴＣのロックアップクラッチ等の締結を緩やかにすることで、通常の変速時間Ｔｓ１より長く設定される。なお、前方車両Ｂに接近しすぎないように、あるいは後方車両Ｃを早く通過させるように、加速待機期間で車両Ａの車速Ｖを下げてもよい。

後方車両がなくなり追い越し可能と判断されると（動作４０３のＮＯ）、自動運転制御部１１０は、行動計画に従って、動作４０２で算出された目標加速・駆動力で加速・駆動力制御を実行する（動作４０７）。加速・駆動力制御（動作４０７）は追い越しが完了するまで実行される（動作４０８）。

追い越しを実行しないと判断されれば（動作４０１のＮＯ）、車両制御装置１００は自動運転用のダウンシフトが済んでいるか否かを判断する（動作４０９）。自動運転用ダウンシフト済みであれば（動作４０９のＹＥＳ）、車両制御装置１００は加速を中止したと判断し、エンジンＥＧの駆動力と車速Ｖとを一定に維持するようにエンジン回転数ＮＥを下降させるとともにエンジントルクを上昇させ、エンジン回転数ＮＥが変速後の変速比に応じた回転数になったときにシフトアップを実行する（動作４１０）。また、自動運転用ダウンシフトを実行していない場合（動作４０９のＮＯ）、次の追い越し判断まで動作４０１および４０９を繰り返す（動作４０１のＮＯ、動作４０９のＮＯ）。

以上、追い越し時の制御を一例として説明したが、本発明は、駆動力の急な増加が予測され、それまでに時間がある状況であれば適用可能である。以下、一般的な場合を想定し、加速待機後に加速を実行する場合の車両１の状態変化について図５を参照しながら説明する。

４．２）加速待機および加速実行（１段ダウンシフト）
図５に例示するように、時点ｔ１で加速待機の判断をしたとする。車両制御装置１００は、必要となる要求駆動力を予め計算し、加速待機開始から変速時間Ｔｓ２が経過する間でエンジン回転数ＮＥを徐々に上昇させ（ｃ）、エンジントルクを徐々に低下させる（ｄ）。たとえば、エンジントルクはスロットル開度を下げること低下させることができる。エンジン回転数ＮＥが上昇してもエンジントルクが低下するので、車両制御装置１００は車速Ｖと駆動力とを一定に維持することができる（図５（ｂ）および（ｆ））。

時点ｔ２でダウンシフトが実行されると、エンジン回転数ＮＥと自動変速機ＴＭの変速比は実際の加速を実行できる状態にある。したがって、時点ｔ３に実際の加速を実行するときに、車両制御装置１００は、エンジントルクを目標値まで上昇させ（ｄ）、加速に必要な駆動力を要求値まで立ち上げる（ｂ）。エンジントルクはスロットル開度を上げること上昇させることができる。この時、自動変速機ＴＭの変速比もエンジン回転数ＮＥも変化しない。

従来では時点ｔ３～ｔ４間にエンジン回転数ＮＥが通常の変速時間Ｔｓ１の間に上昇し（図５（ｃ）の破線）、ダウンシフトが実行されていた（ｅ）。このためにエンジン音および振動が変速時間Ｔｓ１で急変し、乗員の大きな違和感の原因となっていた。これに対して、本実施形態によれば、通常の変速時間Ｔｓ１よりも長い変速時間Ｔｓ２でダウンシフトが実行される。変速時間Ｔｓ２は加速待機中の時間内で設定可能であるから、より緩やかにエンジン回転数ＮＥを上昇させることができ、従来のような違和感を大幅に軽減することが可能である。

４．３）加速待機および加速実行（多段ダウンシフト）
上述した図５に例示する制御では、加速待機中に１段のダウンシフトが実行されたが、多段シフトが必要な場合もある。以下、一例として、Ｎ段から（Ｎ－２）段へ２段ダウンシフトする場合を説明する。

図６に例示するように、時点ｔ１で加速待機の判断をしたとする。車両制御装置１００は、必要となる要求駆動力を予め計算し、加速待機開始から変速時間Ｔｓ２経過した時点ｔ２でＮ段からＮ－１段へダウンシフトし、続く変速時間Ｔｓ２経過した時点ｔ３でＮ－１段からＮ－２段へダウンシフトする。その間、エンジン回転数ＮＥを徐々に上昇させ（ｃ）、エンジントルクを徐々に低下させる（ｄ）。このようにして車両制御装置１００は車速Ｖと駆動力とが一定に維持されるように制御することができる（図５（ｂ）および（ｆ））。

時点ｔ３でＮ－２段にダウンシフトしているので、エンジン回転数ＮＥと自動変速機ＴＭの変速比は実際の加速を実行できる状態にある。したがって、時点ｔ４で実際の加速を開始するときに、車両制御装置１００は、エンジントルクを目標値まで上昇させ（ｄ）、加速に必要な駆動力を要求値まで立ち上げる（ｂ）。この時、自動変速機ＴＭの変速比もエンジン回転数ＮＥも変化しない。

この例では、２段ダウンシフトが変速時間Ｔｓ２の２倍の時間で実行されるので、より緩やかにエンジン回転数ＮＥが変化し、従来のような違和感は大幅に軽減される。なお、上記例では２段ダウンシフトであったが、３段以上のダウンシフトであっても、加速待機中に２段までダウンシフトが完了していれば、その段数分だけ最後のダウンシフト段数を減らすことができ、同様の効果を得ることができる。

また、環境条件によりエンジンＥＧの出力が低下する場合があり、従来では、図６（ｄ）の破線で示すようにエンジントルクが時点ｔ５で上限に達すると、変速時間Ｔｓ１でダウンシフトを実行するために、エンジン回転数ＮＥを急上昇させる。これが乗員に違和感を与えてしまうおそれがある。これに対して、本実施例によれば、加速待機中にダウンシフトを実行しているので、このようなエンジン回転数ＮＥの急上昇を回避できる。

また、従来では、自動運転で使用頻度の高い高速走行時にダウンシフトやアップシフトが頻繁に繰り返されるシフトビジー状態が生じることがあったが、本実施例によれば、追い越しのための加速実行を見越して事前にある程度時間をかけて複数段のダウンシフトを実行しておくことで、ダウンシフトが頻繁に繰り返されるシフトビジーを回避することもできる。

４．４）降坂制御
本実施例による制御方法は、ダウンシフトが予測される状況であれば適用可能である。たとえば、地図情報により前方に降坂があると認識された場合、降坂に到達する前に上述した穏やかな変速を行うことで従来のような違和感を大幅に軽減できる。以下、図７および図８を参照しながら説明する。

図７において、自動運転制御部１１０は、前方に降坂があると予測した場合（動作５０１の「あり」）、目標加速度・駆動力（要求駆動力）を計算し（動作５０２）、降坂までの時間から事前ダウンシフトを開始すべきか否かを判断する（動作５０３）。開始すべきであれば（動作５０３のＹＥＳ）、車両制御装置１００は、変速時間Ｔｓ２の間で、車速Ｖを一定に維持するようにエンジン回転数ＮＥを目標値まで上昇させるとともにエンジントルクを低下させ（動作５０４）、エンジン回転数ＮＥが変速後の変速比に応じた回転数になったときにダウンシフトを実行する（動作５０５）。変速時間Ｔｓ２は、上述したように、自動変速機ＴＭ内のクラッチおよびトルクコンバータＴＣのロックアップクラッチ等の締結を緩やかにすることで、通常の変速時間Ｔｓ１より長く設定される。そして、降坂において降坂制御が実行される（動作５０６）。

図８に例示するように、時点ｔ１で降坂予測の判断をしたとする。車両制御装置１００は、必要となる要求駆動力を予め計算し、時点ｔ１から変速時間Ｔｓ２が経過する間でエンジン回転数ＮＥを徐々に上昇させ（ｂ）、エンジントルクを徐々に低下させる（ｃ）。たとえば、エンジントルクはスロットル開度を下げること低下させることができる。エンジン回転数ＮＥが上昇してもエンジントルクが低下するので、車両制御装置１００は車速Ｖを一定に維持するように制御することができる。

時点ｔ２でダウンシフトが実行されると、エンジン回転数ＮＥと自動変速機ＴＭの変速比は実際の降坂制御を実行できる状態にある。したがって、時点ｔ３に実際の降坂になると、車両制御装置１００は、行動計画に基づいて定められた制動力応じてエンジンＥＧへの燃料の供給を停止し、エンジンブレーキを作用させるフューエルカット（ＦＣ）制御を実行する。この時、自動変速機ＴＭの変速比もエンジン回転数ＮＥも変化しない。

従来では時点ｔ３～ｔ４間にエンジン回転数ＮＥが通常の変速時間Ｔｓ１の間に上昇し（図８（ｂ）の破線）、ダウンシフトが実行されていた（ｄ）。このためにエンジン音および振動が変速時間Ｔｓ１で急変し、乗員の大きな違和感の原因となっていた。これに対して、本実施形態によれば、通常の変速時間Ｔｓ１よりも長いＴｓ２でダウンシフトが実行されるので、より緩やかにエンジン回転数ＮＥが変化し、従来のような違和感は大幅に軽減される。

５．第２実施例
本発明は多段変速機を搭載した車両だけでなく、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）として知られている無段変速機を搭載した車両（無段変速車両）にも適用可能である。以下、本発明の第２実施例による無段変速車両について説明する。

ＣＶＴは、金属ベルトやチェーン等の巻き掛け部材を対向配置されたプーリの間に巻き掛ける巻き掛け式自動変速機である。変速比を無段階に調整可能なため、有段変速機と比べてエンジンのパワーバンドを有効利用できる利点があるが、ラバーバンド感と呼ばれるドライバビリティの悪化も指摘されている。

５．１）ＣＶＴを有する駆動系
図９において、本実施例による車両１における走行用駆動力出力装置（駆動装置）９０の構成が概略的に示される。車両１は駆動輪６１２を備え、内燃機関であるエンジン６１０が車両１に搭載されている。

エンジン６１０の吸気系に配置されたスロットルバルブ（図示せず）は、電動モータなどのアクチュエータからなるＤＢＷ（Drive By Wire）機構６１８に接続され、ＤＢＷ機構６１８により開閉される。

スロットルバルブで調量された吸気は、インテークマニホルドを通って流れ、各気筒の吸気ポート付近でインジェクタ６２０から噴射された燃料と混合して混合気を形成し、吸気バルブが開弁されたとき、当該気筒の燃焼室に流入する。燃焼室において混合気は点火プラグで点火されて燃焼し、ピストンを駆動してクランクシャフト６２２を回転させた後、排気となってエンジン６１０の外部に放出される。

クランクシャフト６２２の回転はトルクコンバータ６２４を介してＣＶＴ６２６に入力される。即ち、ＤＢＷ機構６１８で運転者のアクセルペダル６１６の操作に応じて調整されるスロットル開度で決定されるエンジン６１０の出力軸の回転はトルクコンバータ６２４を介してＣＶＴ６２６に入力される。

エンジン６１０のクランクシャフト６２２はトルクコンバータ６２４のポンプ・インペラ６２４ａに接続される。一方、それに対向配置されて流体（作動油）を収受するタービン・ランナ６２４ｂはメインシャフト（入力軸）ＭＳに接続される。トルクコンバータ６２４はロックアップクラッチ６２４ｃを備える。

ＣＶＴ６２６はメインシャフトＭＳに配置される入力プーリ（ドライブ（ＤＲ）プーリ）６２６ａと、メインシャフトＭＳに平行であると共に、駆動輪６１２に連結されるカウンタシャフト（出力軸）ＣＳに配置される出力プーリ（ドリブン（ＤＮ）プーリ）６２６ｂと、その間に掛け回される無端伝達要素、例えば金属製のベルト６２６ｃからなる。

ＣＶＴ６２６は前後進切換機構６２８を介してエンジン６１０に接続される。前後進切換機構６２８は、車両１の前進方向への走行を可能にする前進クラッチ６２８ａと、後進方向への走行を可能にする後進ブレーキクラッチ６２８ｂと、その間に配置されるプラネタリギア機構６２８ｃからなる。

カウンタシャフトＣＳの回転はギアを介してセカンダリシャフト（中間軸）ＳＳから駆動輪６１２に伝えられる。即ち、カウンタシャフトＣＳの回転はギア６３０ａ，６３０ｂを介してセカンダリシャフトＳＳに伝えられ、その回転はギア６３０ｃを介してディファレンシャル機構（差動機構）６３２からドライブシャフト（駆動軸）６３４を介して左右の駆動輪（右側のみ示す）６１２に伝えられる。なお、この明細書においてギア６３０ａ，６３０ｂ，６３０ｃを総称して「出力ギア６３０」と呼ぶ。

駆動輪（前輪）６１２と従動輪（後輪。図示せず）からなる４個の車輪の付近にはディスクブレーキ６３６が配置されると共に、車両運転席床面にはブレーキペダル６４０が配置される。

前後進切換機構６２８において前進クラッチ６２８ａと後進ブレーキクラッチ６２８ｂの切換は、車両運転席に設けられたレンジセレクタ６４４を運転者が操作して例えばＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄなどのレンジのいずれかを選択することで行われる。運転者のレンジセレクタ６４４の操作によるレンジ選択は油圧供給機構６４６のマニュアルバルブに伝えられる。

図示は省略するが、油圧供給機構６４６はエンジン６１０によって駆動されてリザーバから作動油を汲み上げて油路に吐出する油圧ポンプと、油路に配置される種々の制御バルブと電磁バルブを備え、吐出された作動油の圧力を調整して得た油圧をトルクコンバータ６２４のロックアップクラッチ６２４ｃに供給し、ロックアップクラッチ６２４ｃを係合・開放する。

また、油圧供給機構６４６はＣＶＴ６２６のプーリ６２６ａ，６２６ｂのピストン室に油圧を供給する。その結果、プーリ６２６ａ，６２６ｂ間のプーリ幅が変化してベルト６２６ｃの巻掛け半径が変化し、エンジン６１０の回転を駆動輪６１２に伝達する変速比（レシオ）が無段階に変化させられる。

さらに、油圧供給機構６４６は運転者によって操作されたレンジセレクタ６４４の位置に応じて動作するマニュアルバルブを介して油圧を前後進切換機構６２８の前進クラッチ６２８ａ又は後進ブレーキクラッチ６２８ｂのピストン室に供給し、車両１を前進方向あるいは後進方向に走行可能にする。

エンジン６１０のカム軸（図示せず）付近などの適宜位置にはクランク角センサ６５０が設けられ、ピストンの所定クランク角度位置ごとにエンジン回転数ＮＥを示す信号を出力する。吸気系においてスロットルバルブの下流の適宜位置には絶対圧センサ６５２が設けられ、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡに比例した信号を出力する。

ＤＢＷ機構６１８のアクチュエータにはスロットル開度センサ６５４が設けられ、アクチュエータの回転量を通じてスロットルバルブの開度ＴＨに比例した信号を出力する。

また、アクセルペダル６１６の付近にはアクセル開度センサ６６０が設けられてアクセルペダル６１６の運転者による踏み込み量（アクセルペダル操作量）に相当するアクセル開度ＡＰに比例する信号を出力すると共に、ブレーキペダル６４０の付近にはブレーキスイッチ６６２が設けられて運転者のブレーキペダル６４０の操作に応じてオン信号を出力する。

上記したクランク角センサ６５０などの出力は、エンジンコントローラ６６６に送られる。エンジンコントローラ６６６はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどからなるマイクロコンピュータを備え、それらセンサ出力に基づいてＤＢＷ機構６１８の動作を制御すると共に、インジェクタ６２０による燃料噴射と点火プラグなどによる点火時期を制御する。

メインシャフトＭＳにはＮＴセンサ（回転数センサ）６７０が設けられ、タービン・ランナ６２４ｂの回転数、具体的にはメインシャフトＭＳの回転数ＮＴ、より具体的には変速機入力軸回転数（と前進クラッチ６２８ａの入力軸回転数）を示すパルス信号を出力する。

ＣＶＴ６２６の入力プーリ６２６ａの付近の適宜位置にはＮＤＲセンサ（回転数センサ）６７２が設けられて入力プーリ６２６ａの回転数ＮＤＲ、換言すれば前進クラッチ６２８ａの出力軸回転数に応じたパルス信号を出力する。

出力プーリ６２６ｂの付近の適宜位置にはＮＤＮセンサ（回転数センサ）６７４が設けられて出力プーリ６２６ｂの回転数ＮＤＮ、具体的にはカウンタシャフトＣＳの回転数、より具体的には変速機出力軸回転数を示すパルス信号を出力する。

またセカンダリシャフトＳＳのギア６３０ｂの付近には車速センサ（回転数センサ）６７６が設けられてセカンダリシャフトＳＳの回転数と回転方向を示すパルス信号（具体的には車速Ｖを示すパルス信号）を出力する。

また、前記したレンジセレクタ６４４の付近にはレンジセレクタスイッチ６８０が設けられ、運転者によって選択されたＲ，Ｎ，Ｄなどのレンジに応じた信号を出力する。

油圧供給機構６４６の油路には油圧センサ６８２が配置されて出力プーリ６２６ｂに供給される油圧に応じた信号を出力する。リザーバには油温センサ６８４が配置されて油温に応じた信号を出力する。

上記したＮＴセンサ６７０などの出力はシフトコントローラ６９０に送られる。シフトコントローラ６９０もＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどからなるマイクロコンピュータを備えると共に、エンジンコントローラ６６６と通信自在に構成される。

シフトコントローラ６９０は、それら検出値に基づき、油圧供給機構６４６の電磁バルブを励磁・非励磁して前後進切換機構６２８とＣＶＴ６２６とトルクコンバータ６２４を制御する。

即ち、シフトコントローラ６９０は、各種センサに基づいて検出・算出された運転状態（入力プーリ回転数ＮＤＲ、入力トルク、車速Ｖなど）、入力プーリ６２６ａ及び出力プーリ６２６ｂをメインシャフトＭＳ及びカウンタシャフトＣＳの軸方向に押圧する軸推力、メインシャフトＭＳ及びカウンタシャフトＣＳが相互に引き合う力を示す軸間力に基づき、所定の関係式に従って出力プーリ６２６ｂとベルト６２６ｃの間の摩擦係数を算出する。さらに、算出した摩擦係数の値を用いて出力プーリ６２６ｂに加えられる軸推力のフィードバック制御を行うことにより、動力伝達効率の向上やベルト６２６ｃの磨耗抑止を図っている。

６．制御方法
以下、本発明の第２実施例による制御方法について詳細に説明する。本実施例による制御方法は上述したＣＶＴ車両１に実装可能である。ここでは追い越し時の加速・駆動力制御について説明するが、本発明は追い越しの場合だけでなく、駆動力の急な増加が予想される状況であれば適用可能である。

６．１）追い越し制御
本実施例においても、上述した図３の追い越し場面を考える。本実施例によれば、図３における加速待機３０２および３０３の状態にある期間内でＣＶＴのダウンシフトを通常より緩やかに実行する。上述したように自動運転中は行動計画に従っているので、加速待機中のＣＶＴの変速は通常の変速より緩やかに実行できる。すなわち、車両制御装置１００は、駆動力および車速を一定に維持するように、ＣＶＴをダウンシフトしながらエンジン回転数ＮＥを徐々に上昇させ、エンジントルクを徐々に減少させる制御を実行する。このようにダウンシフトすることで、エンジン音および振動の急変による乗員の違和感を抑制でき、後述するようにラバーバンド感を抑制できる。

本実施例による制御方法は上述した車両制御装置１００により実施される。その制御機能は車両制御装置１００のプロセッサ上でメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現可能である。本実施例による制御方法は、上述した図４のフローと同様の制御により実現できるのでフローの詳細は省略する。

６．２）加速待機および加速実行
図１０に例示するように、時点ｔ１で加速待機の判断をしたとする。車両制御装置１００は、必要となる要求駆動力を予め計算し、加速待機中に駆動力および車速を一定に維持するように（ｂ、ｆ）、ＣＶＴをダウンシフトしながらエンジン回転数ＮＥを徐々に上昇させ（ｃ）、エンジントルクを徐々に低下させる（ｄ）。たとえば、エンジントルクはスロットル開度を下げること低下させることができる。このように車両制御装置１００は車速Ｖと駆動力とが一定に維持されるようにＣＶＴ、エンジン回転数ＮＥおよびエンジントルクを制御することができる。

時点ｔ２で実際の加速を実行するときに、車両制御装置１００は、エンジン回転数ＮＥ、エンジントルクおよびレシオを目標値まで上昇させ、加速に必要な駆動力を要求値まで立ち上げる。エンジントルクはスロットル開度を上げること上昇させることができる。時点ｔ２においてＣＶＴのレシオはダウンシフトしておりエンジン回転数ＮＥも上昇しているので、いずれも時点ｔ３までの間の上昇幅は小さくなる。

従来では時点ｔ２～ｔ３間にダウンシフトしエンジン回転数ＮＥが上昇するので（図１０（ｃ）、（ｅ）の破線）、エンジン音および振動が時点ｔ２～ｔ３の間に急変し、乗員の大きな違和感の原因となっていた。これに対して、本実施形態によれば、加速待機中にダウンシフトが徐々に実行されるので、より緩やかにエンジン回転数ＮＥが変化し、従来のような違和感は大幅に軽減される。また、時点ｔ２においてＣＶＴのレシオはダウンシフトしておりエンジン回転数ＮＥも上昇しているので、加速実行時に素早い加速が可能となる。

６．３）加速中止
図１１に例示するように、時点ｔ１で加速待機の判断をしたが、時点ｔ４で加速の中止を判断したとする。この場合、時点ｔ４までＣＶＴをダウンシフトし、エンジン回転数ＮＥを上昇させ、エンジントルクを低下させてきたので、車両制御装置１００はこれらを徐々に元に戻すように制御する。本実施形態によれば、駆動力および車速を一定に維持するように、上昇時のΔＮＥ_ＵＰより小さいΔＮＥ_ＤＯＷＮでエンジン回転数ＮＥを下降させるようにアップシフトさせる。エンジン回転数ＮＥを上昇時よりゆっくり下降させることで乗員の違和感を解消できる。

６．４）ラバーバンド感の抑制
図１２において破線で示す従来の制御では、時点ｔ２で加速が実行され、エンジン回転数ＮＥおよびエンジントルクを上昇させ、ダウンシフトを実行する。しかしながら、図１２（ｄ）の破線で示すようにエンジントルクが時点ｔ３で上限に達すると、駆動力はレシオのみで補うこととなる。したがって、時点ｔ３～ｔ４の間でレシオをダウンシフトしてエンジン回転数ＮＥを上昇させて加速を行う。この時点ｔ３～ｔ４の間でエンジン回転数ＮＥの上昇が車速Ｖの上昇に比べて大きくなり、エンジン音の大きさに比べて車速が上昇しないような感じ、すなわちラバーバンド感が生じてしまう。

これに対して、図１２において実線で示す本実施例によれば、加速待機中に違和感のない程度でダウンシフトしエンジン回転数ＮＥを上昇させているので、エンジン回転数ＮＥだけが急上昇するようなラバーバンド感を回避できる。

６．５）降坂制御
本実施例による制御方法は、ダウンシフトが予測される状況であれば適用可能である。たとえば、地図情報により前方に降坂があると認識された場合、降坂に到達する前に上述した穏やかな変速を行うことで従来のような違和感を大幅に軽減できる。なお、本実施例における降坂制御のフローは基本的に図７に示したものと同じであるから説明は省略し、図１３を参照しながら降坂制御の状態について説明する。

図１３に例示するように、時点ｔ１で降坂予測の判断をしたとする。車両制御装置１００は、必要となる要求駆動力を予め計算し、時点ｔ１～ｔ２の間でダウンシフトによりエンジン回転数ＮＥを徐々に上昇させ（ｂ）、エンジントルクを徐々に低下させる（ｃ）。たとえば、エンジントルクはスロットル開度を下げること低下させることができる。エンジン回転数ＮＥが上昇してもエンジントルクが低下するので、車両制御装置１００は車速Ｖを一定に維持するように制御することができる。

時点ｔ２で降坂制御が開始されると、車両制御装置１００は、行動計画に基づいて定められた制動力に応じてエンジンＥＧへの燃料の供給を停止し、エンジンブレーキを作用させるフューエルカット（ＦＣ）制御を実行する。この時、ＣＶＴの変速比もエンジン回転数ＮＥも大きく変化しない。

従来では時点ｔ２～ｔ３間にエンジン回転数ＮＥが上昇し（図１３（ｂ）の破線）、ダウンシフトが実行されていた（ｄ）。このためにエンジン音および振動が急変し、乗員の大きな違和感の原因となっていた。これに対して、本実施形態によれば、降坂予測期間にダウンシフトが実行されるので、より緩やかにエンジン回転数ＮＥが変化し、従来のような違和感は大幅に軽減される。

７．効果
上述したように、本発明の実施形態および実施例によれば、自動変速車両が自動運転中に要求駆動力の必要な変化タイミングまで時間がある場合、その変化タイミングまでの間に、車速を一定にしつつ、エンジン回転数を徐々に上昇させ、エンジントルクを徐々に低下させるダウンシフトを実行することで、実施に要求駆動録が変化するときのダウンシフトに起因する振動、騒音および変速ショックを低減することができる。

１ 車両
１００ 車両制御装置
１１０ 自動運転制御部
１２０ 走行制御部
ＥＧ エンジン（内燃機関）
ＴＭ 有段自動変速機
ＣＶＴ 無段変速機

Claims (11)

1. 自動変速機を搭載し、車両の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御が可能な車両の制御装置であって、
   前記自動運転制御を実施中に、要求駆動力の増加が予測される場合、前記要求駆動力の増加タイミングまで前記車両の車速を維持あるいは減速しつつ、
   前記要求駆動力の増加タイミングまでの待機の期間内において、
   前記待機の開始時から、エンジンの回転数を上昇させ、前記エンジンの回転数の上昇に応じて前記エンジンのトルクを低下させ、
   前記エンジンの回転数の上昇、及び前記エンジンのトルクの低下に応じて、前記自動変速機をダウンシフトさせる
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 自動変速機を搭載し、車両の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御が可能な車両の制御装置であって、
   前記自動運転制御を実施中に、要求駆動力の増加が予測される場合、前記要求駆動力の増加タイミングまで前記車両の車速を維持あるいは減速しつつ、
   前記要求駆動力の増加タイミングまでの待機の期間内において、
   前記待機の開始から、エンジンの回転数を上昇させ、前記エンジンの回転数の上昇に応じて前記エンジンのトルクを低下させ、
   前記エンジンの回転数が所定数まで上昇し、前記エンジンのトルクが所定値まで低下したときに、前記自動変速機をダウンシフトさせる
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. 前記エンジンの回転数の前記所定数は、前記自動変速機をダウンシフトさせた後の変速比に応じた前記エンジンの回転数である
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記要求駆動力の増加タイミングまでの前記待機の期間内において、前記エンジンの回転数は、前記所定数に達したら、前記増加タイミングまで維持させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記エンジンの回転数の上昇は、前記待機の期間より短く通常の変速時間より長い期間で実行される
   ことを特徴とする請求項１－４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
6. 前記要求駆動力の増加に対応する前記エンジンのトルクの上昇は、前記増加タイミング後の所定期間に実行され、
   前記待機の期間内における前記エンジンの回転数の上昇は、前記増加タイミング後の前記所定期間より長い期間で実行される
   ことを特徴とする請求項１－５のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
7. 前記要求駆動力の増加を中止した場合、前記自動変速機をアップシフトさせることでそれまでに上昇させた前記エンジンの回転数を下げる
   ことを特徴とする請求項１－６のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
8. 前記自動変速機の前記アップシフトは、前記エンジンの回転数の降下が上昇時より小さい変化量となるように行う
   ことを特徴とする請求項７に記載の車両の制御装置。
9. 前記要求駆動力の増加が追い越し時に必要であり、前記追い越しを実行すると追越車線の前方あるいは後方の車両と衝突の可能性がある場合、前記追い越しが可能となるまで前記追い越し制御を待機する
   ことを特徴とする請求項１－８のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
10. 自動変速機を搭載し、車両の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御が可能な車両の制御装置としてプロセッサを機能させるプログラムであって、
    前記自動運転制御を実施中に、要求駆動力の増加が予測される場合、前記要求駆動力の増加タイミングまで前記車両の車速を維持あるいは減速しつつ、
    前記要求駆動力の増加タイミングまでの待機の期間内において、
    前記待機の開始時から、エンジンの回転数を上昇させ、前記エンジンの回転数の上昇に応じて前記エンジンのトルクを低下させ、
    前記エンジンの回転数の上昇、及び前記エンジンのトルクの低下に応じて、前記自動変速機をダウンシフトさせる
    機能を前記プロセッサで実現する
    ことを特徴とするプログラム。
11. 自動変速機を搭載し、車両の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御が可能な車両の制御装置としてプロセッサを機能させるプログラムであって、
    前記自動運転制御を実施中に、要求駆動力の増加が予測される場合、前記要求駆動力の増加タイミングまで前記車両の車速を維持あるいは減速しつつ、
    前記要求駆動力の増加タイミングまでの待機の期間内において、
    前記待機の開始から、エンジンの回転数を上昇させ、前記エンジンの回転数の上昇に応じて前記エンジンのトルクを低下させ、
    前記エンジンの回転数が所定数まで上昇し、前記エンジンのトルクが所定値まで低下したときに、前記自動変速機をダウンシフトさせる
    機能を前記プロセッサで実現する
    ことを特徴とするプログラム。