CN107310548A - 车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序 - Google Patents

车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序。其目的之一在于精度良好地导出在自动驾驶过程中补给能量的时机。本发明的车辆控制系统包括：自动驾驶控制部，自动进行车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，由此来使车辆自动行驶至所设定的目的地为止；导出部，导出车辆在从车辆的当前位置直至目的地为止的引导路径上自动行驶时预计要消耗的能量的量；以及判定部，基于由导出部所导出的能量的量，来判定直至车辆到达目的地为止的期间内车辆是否需要补给能量。

Description

车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序
技术领域
本发明涉及一种车辆控制系统(system)、车辆控制方法以及车辆控制程序(program)。
背景技术
近年来，对于自动控制车辆的加减速与转向中的至少一个的技术(以下称作自动驾驶)，正推进研究。与此关联地，已知有一种导航(navigation)装置，算出在地图信息中所含的任意路线(link)上行驶时的驱动能量的消耗量，基于车辆的驱动能量的剩余量与驱动能量的消耗量，来运算车辆的驱动能量的剩余量不低于规定阈值的路径中的、具有最少成本的推荐路径(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-075382号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，以往技术中，根据行驶时的道路状况等，即便是作为推荐路径而决定的路径，估计也有时会在行驶过程中需要补给能量。
本发明是考虑到此种状况而完成，其目的之一是精度良好地导出在自动驾驶过程中补给能量的时机(timing)。
[解决问题的技术手段]
本发明提供一种车辆控制系统，包括：自动驾驶控制部，自动进行车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，由此来使所述车辆自动行驶至所设定的目的地为止；导出部，导出所述车辆在从所述车辆的当前位置直至所述目的地为止的引导路径上自动行驶时预计要消耗的能量的量；以及判定部，基于由所述导出部所导出的能量的量，来判定直至所述车辆到达所述目的地为止的期间内所述车辆是否需要补给能量。
上述的车辆控制系统，其还包括：信息提供部，当由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，将规定信息提供给所述车辆的乘员。
上述的车辆控制系统，其中，所述自动驾驶控制部执行所述车辆的能量消耗量互不相同的多个模式中的任一个，以自动进行所述车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，并且当由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，执行多个模式中的、能量消耗量比正在执行的模式少的燃耗抑制模式。
上述的车辆控制系统，其中，所述导出部进而在由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，导出由所述自动驾驶控制部执行所述燃耗抑制模式时预计要消耗的燃耗抑制时能量的量，所述判定部进而基于由所述导出部所导出的所述燃耗抑制时能量的量，来判定所述车辆是否需要补给能量。
上述的车辆控制系统，其中，所述信息提供部在由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，将请求允许使由所述自动驾驶控制部所执行的模式变更为所述燃耗抑制模式的信息提供给所述车辆的乘员，所述自动驾驶控制部在由所述车辆的乘员允许变更为所述燃耗抑制模式时，将所述执行的模式变更为所述燃耗抑制模式。
上述的车辆控制系统，其还包括：设定部，当由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，将存在所述能量的补给设施的地点设定为临时目的地，所述自动驾驶控制部使所述车辆自动行驶至由所述设定部所设定的所述目的地为止。
上述的车辆控制系统，其还包括：操作部，受理所述车辆乘员的操作，所述设定部基于对所述操作部进行的操作来决定用于优先设定为所述临时目的地的优先条件，将满足所述决定的优先条件的所述能量的补给设施设定为所述临时目的地。
上述的车辆控制系统，其中，所述信息提供部在由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，若在所述引导路径的周边不存在所述能量的补给设施，则将规定信息提供给所述车辆的乘员。
本发明提供一种车辆控制方法，车载计算机自动进行车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，由此来使所述车辆自动行驶至所设定的目的地为止，导出所述车辆在从所述车辆的当前位置直至所述目的地为止的引导路径上自动行驶时预计要消耗的能量的量，基于所述导出的能量的量，来判定直至所述车辆到达所述目的地为止的期间内所述车辆是否需要补给能量。
本发明提供一种车辆控制程序，其使车载计算机执行如下处理，即：自动进行车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，由此来使所述车辆自动行驶至所设定的目的地为止；导出所述车辆在从所述车辆的当前位置直至所述目的地为止的引导路径上自动行驶时预计要消耗的能量的量；以及基于所述导出的能量的量，来判定直至所述车辆到达所述目的地为止的期间内所述车辆是否需要补给能量。
[发明的效果]
根据各权利要求所述的发明，能够精度良好地导出在自动驾驶过程中补给能量的时机。
附图说明
图1是表示自身车辆M的构成要素的图。
图2是以车辆控制系统100为中心的功能结构图。
图3是HMI 70的结构图。
图4是表示由自车位置识别部140识别自身车辆M相对于行驶车道L1的相对位置的情况的图。
图5是表示对于某区间所生成的行动计划的一例的图。
图6是表示第1实施方式中的轨道生成部146的结构的一例的图。
图7是表示由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补的一例的图。
图8是以轨道点K来表现由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补的图。
图9是表示车道变更目标位置TA的图。
图10是表示将三辆周边车辆的速度假定为固定时的速度生成模型(model)的图。
图11是表示HMI控制部170的结构的一例的图。
图12是表示模式区分操作可否信息185的一例的图。
图13是表示能量监视部190的结构的一例的图。
图14是表示在需要补给能量的情景下显示的画面的一例的图。
图15是表示在为了补给能量而允许自动驾驶模式持续时所显示的画面的一例的图。
图16是用来对用于满足补给次数优先条件的暂定目的地的设定方法进行说明的图。
图17是用来对用于满足内容播放时间优先条件的暂定目的地的设定方法进行说明的图。
图18是用来对用于满足价格优先条件的暂定目的地的设定方法进行说明的图。
图19是用于说明对应于每个时刻来指定能量补给时机时的暂定目的地的设定方法的图。
图20是表示第1实施方式中的由车辆控制系统100所进行的处理的流程的一例的流程图。
图21是表示第2实施方式中的轨道生成部146#的结构的一例的图。
图22是表示选择燃耗模式的画面的一例的图。
图23是表示每种燃耗模式的控制条件的一例的图。
图24是用于说明轨道点间距离DK(i)-K(i+1)及转向角φi的图。
图25是表示用于请求允许变更燃耗模式的画面的一例的图。
图26是表示第2实施方式中的由车辆控制系统100所进行的处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序的实施方式。
<共用结构>
图1是表示搭载各实施方式的车辆控制系统100的车辆(以下称作自身车辆M)的构成要素的图。搭载车辆控制系统100的车辆例如是二轮或三轮、四轮等的汽车，包括以柴油发动机或汽油发动机等内燃机作为动力源的汽车、以电动机作为动力源的电动汽车、兼具内燃机及电动机的混合动力(hybrid)汽车等。电动汽车例如是使用由二次电池、氢燃料电池、金属燃料电池、乙醇(alcohol)燃料电池等电池放出的电力来驱动。
如图1所示，在自身车辆M上，搭载有探测器(finder)20-1至探测器20-7、雷达(radar)30-1至雷达30-6及摄像机(camera)40等传感器(sensor)与导航装置50和车辆控制系统100。
探测器20-1至20-7例如是测定相对于照射光的散射光，以测定直至对象为止的距离的LIDAR(Light Detection and Ranging(光探测与测量)或Laser Imaging Detectionand Ranging(激光成像探测与测量))。例如，探测器20-1被安装于前格栅(front grill)等，探测器20-2及探测器20-3被安装于车身的侧面或门镜(door mirror)、前照灯内部、侧灯附近等。探测器20-4被安装于后车厢盖(trunk lid)等，探测器20-5及探测器20-6被安装于车身的侧面或尾灯内部等。所述探测器20-1至探测器20-6例如关于水平方向而具有150度左右的检测区域。而且，探测器20-7被安装于车顶(roof)等。探测器20-7例如关于水平方向而具有360度的检测区域。
雷达30-1及雷达30-4例如是纵深方向的检测区域比其他雷达广的长距离毫米波雷达。而且，雷达30-2、雷达30-3、雷达30-5、雷达30-6是纵深方向的检测区域比雷达30-1及雷达30-4窄的中距离毫米波雷达。
以下，在不特别区分探测器20-1至探测器20-7的情况下，简称作“探测器20”，在不特别区分雷达30-1至雷达30-6的情况下，简称作“雷达30”。雷达30例如通过调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FM-CW)方式来检测物体。
摄像机40例如是利用电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等固态摄像器件的数字摄像机(digital camera)。摄像机40被安装于设在车辆前表面的前窗(front window)90a的上部或车内镜(room mirror)背面等。摄像机40例如周期性地反复拍摄自身车辆M的前方。摄像机40也可为包含多个摄像机的立体摄像机(stereocamera)。
另外，图1所示的结构不过是一例，即可省略结构的一部分，也可进一步追加其他结构。
<第1实施方式>
图2是以第1实施方式的车辆控制系统100为中心的功能结构图。在自身车辆M中，搭载有：包含探测器20、雷达30及摄像机40等的探测元件(device)DD、导航装置50、通信装置55、车辆传感器60、人机接口(Human Machine Interface，HMI)70、能量剩余量计测部95、车辆控制系统100、行驶驱动力输出装置200、转向(steering)装置210及制动器(brake)装置220。这些装置或设备是通过控制器区域网络(Controller Area Network，CAN)通信线等多重通信线或串行(serial)通信线、无线通信网等而彼此连接。另外，权利要求书中的车辆控制系统并非仅指“车辆控制系统100”，也包含车辆控制系统100以外的结构(探测元件DD或HMI 70等)。
导航装置50具有全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机及地图信息(导航地图)、作为用户接口(user interface)发挥功能的触控面板(touch panel)式显示装置、扬声器(speaker)、麦克风(microphone)等。导航装置50通过GNSS接收机来确定自身车辆M的位置，导出从该位置直至由车辆乘员指定的目的地为止的用以引导自身车辆M的路径(以下称作引导路径)。而且，导航装置50也可导出取代自身车辆M的位置而从由车辆乘员所指定的位置(例如最近的车站等)直至到达目的地为止的路径来作为引导路径。
例如，导航装置50将自身车辆M的当前位置或者由车辆乘员所指定的任意位置作为引导开始地点来处理，对于从该引导开始地点直至到达作为目的地的引导结束地点为止的多个路径候补，分别依据规定的评价条件来进行评价。规定的评价条件为：行驶时间或行驶距离为最短者、收费道路等花费的费用为最便宜者、为高速道路等条件。此种规定的评价条件可通过车辆乘员的操作来任意变更。例如，导航装置50在进行所述评价条件的一致判定时，使用能量补给设施的数量、行驶时间、行驶距离、收费道路的有无及路费等评价项目，对多个路径候补分别进行评价。所谓能量补给设施，例如是指如加油站或充电站等般，能够补给能量以使车辆的动力源驱动的设施。例如，将从作为评价对象的路径候补存在于规定范围内的能量补给设施计数为该路径候补的能量补给设施。所谓存在于规定范围内的能量补给设施，例如是指在作为评价对象的路径候补所示的道路上沿路的能量补给设施。
并且，导航装置50将与规定的评价条件一致的路径候补中的、考虑到所有评价项目而综合评价最高的路径候补、或者对于一部分评价项目而评价最高的路径候补导出为引导路径。另外，对于评价条件，可通过车辆乘员的操作来进行加权。例如，既可以行驶时间越短的路径候补则越优先导出为引导路径的方式来进行加权，也可以能量补给设施的数量越多的路径候补则越优先导出为引导路径的方式来进行加权。
导航装置50将表示所导出的引导路径的信息输出至车辆控制系统100。另外，在表示引导路径的信息中，也可包含表示虽未选择作为引导路径、但例如评价为第2高或第3高的路径候补的信息。表示引导路径的信息作为引导路径信息182而存储于后述的车辆控制系统100的存储部180中。
而且，导航装置50例如也可通过利用车辆传感器60的输出的惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)来确定或补充自身车辆M的位置。而且，导航装置50在车辆控制系统100执行手动驾驶模式时，对于到达目的地的路径，可通过声音或导航显示来进行引导。另外，用于确定自身车辆M的位置的结构或用于评价路径候补的结构也可独立于导航装置50而设置。而且，导航装置50例如也可通过用户所持有的智能电话(smartphone)或平板(tablet)终端等终端装置的功能来实现。此时，终端装置与车辆控制系统100之间通过基于无线或有线的通信来进行信息的收发。
通信装置55例如进行利用蜂窝网(cellularnet)或无线保真(WirelessFidelity，Wi-Fi)网、蓝牙(Bluetooth(注册商标))、专用短程通信(Dedicated ShortRange Communication，DSRC)等的无线通信。例如，通信装置55与道路交通信息通信系统(Vehicle Information and Communication System，VICS(注册商标))等对道路的交通状况进行监视的系统的信息提供用服务器(server)进行无线通信，获取表示自身车辆M所行驶的道路或预定行驶的道路的交通状况的信息(以下称作交通信息)。在交通信息中包含前方的拥堵信息、拥堵地点的所需时间、事故/故障车/施工信息、速度限制/车道限制信息、停车场的位置、停车场/服务区(service area)/停车区(parking area)的满车/空车信息等信息。而且，通信装置55也可与设在道路侧带等处的无线信标(beacon)进行通信，或者与在自身车辆M周围行驶的其他车辆进行车与车间通信，由此来获取所述交通信息。而且，通信装置55也可与对每个能量补给设施的能量价格进行调查并提供调查所得信息的信息提供用服务器进行通信，以获取与能量价格相关的信息。
车辆传感器60包含检测车速的车速传感器、检测加速度的加速度传感器、检测绕铅垂轴的角速度的偏摆角速度传感器(yaw rate sensor)、检测自身车辆M的方向的方位传感器等。
图3是HMI 70的结构图。HMI 70例如具备驾驶操作系统的结构与非驾驶操作系统的结构。它们的边界并不明确，驾驶操作系统的结构也可具备非驾驶操作系统的功能(或者相反)。
作为驾驶操作系统的结构，HMI 70例如包含加速器踏板(accelerator pedal)71、加速器开度传感器72及加速器踏板反作用力输出装置73、制动踏板74及制动器踩踏量传感器(或者主压传感器等)75、换挡杆(shift lever)76及档位传感器77、方向盘(steeringwheel)78、转向舵角传感器79及转向扭矩传感器80与其他驾驶操作元件81。
加速器踏板71是用于受理车辆乘员的加速指示(或者基于恢复操作的减速指示)的操作件。加速器开度传感器72检测加速器踏板71的踩踏量，并输出表示踩踏量的加速器开度信号至车辆控制系统100。另外，也可取代输出至车辆控制系统100，而直接输出至行驶驱动力输出装置200、转向装置210或制动器装置220。以下说明的其他驾驶操作系统的结构也同样。加速器踏板反作用力输出装置73例如根据来自车辆控制系统100的指示，输出相对于加速器踏板71而与操作方向为反向的力(操作反作用力)。
制动踏板74是用于受理车辆乘员的减速指示的操作件。制动器踩踏量传感器75检测制动踏板74的踩踏量(或者踩踏力)，并将表示检测结果的制动器信号输出至车辆控制系统100。
换挡杆76是用于受理车辆乘员对档位的变更指示的操作件。档位传感器77检测由车辆乘员所指示的档位，并将表示检测结果的档位信号输出至车辆控制系统100。
方向盘78是用于受理车辆乘员的转弯指示的操作件。转向舵角传感器79检测方向盘78的操作角，并将表示检测结果的转向舵角信号输出至车辆控制系统100。转向扭矩传感器80检测对方向盘78施加的扭矩，并将表示检测结果的转向扭矩信号输出至车辆控制系统100。
其他驾驶操作元件81例如为摇杆(joystick)、按钮(button)、选位开关(dialswitch)、图形用户接口(Graphical User Interface，GUI)开关等。其他驾驶操作元件81受理加速指示、减速指示、转弯指示等，并输出至车辆控制系统100。
作为非驾驶操作系统的结构，HMI 70例如包含显示装置82、扬声器83、接触操作检测装置84及内容播放装置85、各种操作开关86、座椅88及座椅驱动装置89、车窗玻璃90及车窗驱动装置91、车厢内摄像机92与空调装置93。HMI 70的非驾驶操作系统的结构为“操作部”的一例。
显示装置82例如是被安装于仪表面板(instrument panel)的各部、副驾驶座或者与后部座席相向的任意部位等的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或有机电致发光(Electroluminescence，EL)显示装置等。而且，显示装置82也可为将图像投影至前挡风玻璃或其他车窗的抬头显示器(Head Up Display，HUD)。扬声器83输出声音。接触操作检测装置84在显示装置82为触控面板的情况下，检测显示装置82的显示画面上的接触位置(触摸位置)，并输出至车辆控制系统100。另外，在显示装置82并非触控面板的情况下，可省略接触操作检测装置84。
内容播放装置85例如包含数字通用光盘(Digital Versatile Disc，DVD)播放装置、光盘(Compact Disc，CD)播放装置、电视(television)接收机、各种引导图像的生成装置等。显示装置82、扬声器83、接触操作检测装置84及内容播放装置85也可为部分或全部与导航装置50共用的结构。
各种操作开关86被配置于车厢内的任意部位。各种操作开关86包含指示自动驾驶的开始(或者将来开始)及停止的自动驾驶切换开关87。自动驾驶切换开关87为GUI(Graphical User Interface)开关、机械式开关中的任一种皆可。而且，各种操作开关86也可包含用于驱动座椅驱动装置89或车窗驱动装置91的开关。
座椅88是车辆乘员所乘坐的座椅。座椅驱动装置89自如驱动座椅88的倚靠(reclining)角、前后方向位置、偏转角等。车窗玻璃90例如被设于各车门。车窗驱动装置91对车窗玻璃90进行开闭驱动。
车厢内摄像机92是利用CCD或CMOS等固态摄像器件的数字摄像机。车厢内摄像机92被安装于后视镜(back mirror)或方向盘连接座(steering boss)部、仪表面板等可对进行驾驶操作的车辆乘员的至少头部进行摄像的位置。摄像机40例如周期性地反复拍摄车辆乘员。空调装置93调整车厢内的温度或湿度、风量等。
能量剩余量计测部95对用于使自身车辆M的动力源驱动的能量的剩余量进行计测。例如，能量剩余量计测部95在自身车辆M为以内燃机作为动力源的汽车时，对在内燃机中燃烧的汽油等液体燃料的剩余量进行计测。而且，能量剩余量计测部95例如在自身车辆M为以电动机作为动力源的汽车时，对输出驱动电动机的电力的电池的剩余量进行计测。而且，能量剩余量计测部95在自身车辆M为兼具内燃机及电动机的混合动力汽车时，可对液体燃料及电池这两者的剩余量进行计测。能量剩余量计测部95将表示计测所得的能量剩余量的信息输出至车辆控制系统100。
在说明车辆控制系统100之前，先说明行驶驱动力输出装置200、转向装置210及制动器装置220。
行驶驱动力输出装置200将用于车辆行驶的行驶驱动力(扭矩)输出至驱动轮。行驶驱动力输出装置200例如在自身车辆M是以内燃机作为动力源的汽车时，具备发动机、变速器及控制发动机的发动机电控单元(Electronic Control Unit，ECU)，在自身车辆M是以电动机作为动力源的电动汽车时，具备行驶用马达及控制行驶用马达的马达ECU，在自身车辆M是混合动力汽车时，具备发动机、变速器及发动机ECU与行驶用马达及马达ECU。在行驶驱动力输出装置200仅包含发动机的情况下，发动机ECU根据从后述的行驶控制部160输入的信息，来调整发动机的节气门(throttle)开度或档位等。在行驶驱动力输出装置200仅包含行驶用马达的情况下，马达ECU根据从行驶控制部160输入的信息，调整给予至行驶用马达的脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号的占空比(duty rate)。在行驶驱动力输出装置200包含发动机及行驶用马达的情况下，发动机ECU及马达ECU根据从行驶控制部160输入的信息，彼此协调地控制行驶驱动力。
转向装置210例如具备转向ECU与电动马达。电动马达例如使力作用于齿条与齿轮(rack and pinion)机构而变更转向轮的方向。转向ECU根据从车辆控制系统100输入的信息、或者所输入的转向舵角或转向扭矩的信息来驱动电动马达，以变更转向轮的方向。
制动器装置220例如是具备制动卡钳(brake caliper)、将油压传递至制动卡钳的气缸(cylinder)、使气缸产生油压的电动马达及制动控制部的电动伺服(servo)制动器装置。电动伺服制动器装置的制动控制部根据从行驶控制部160输入的信息来控制电动马达，以将与制动操作相应的制动扭矩输出至各车轮。电动伺服制动器装置可具备将通过制动踏板的操作而产生的油压经由主气缸(master cylinder)而传递至气缸的机构来作为后备(backup)。另外，制动器装置220并不限于所述说明的电动伺服制动器装置，也可为电子控制式油压制动器装置。电子控制式油压制动器装置根据从行驶控制部160输入的信息来控制致动器(actuator)，将主气缸的油压传递至气缸。而且，制动器装置220也可包含回馈制动器(regenerative brake)，该回馈制动器利用可包含于行驶驱动力输出装置200中的行驶用马达。
[车辆控制系统]
以下说明车辆控制系统100。车辆控制系统100例如通过一个以上的处理器(processor)或具有同等功能的硬件(hardware)来实现。车辆控制系统100可为由将中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等处理器、存储装置及通信接口通过内部总线(bus)连接而成的ECU(Electronic Control Unit)或者微处理单元(Micro-Processing Unit，MPU)等组合而成的结构。
返回图2，车辆控制系统100例如具备目标车道决定部110、自动驾驶控制部120、行驶控制部160、HMI控制部170、存储部180及能量监视部190。自动驾驶控制部120例如具备自动驾驶模式控制部130、自车位置识别部140、外界识别部142、行动计划生成部144、轨道生成部146及切换控制部150。
目标车道决定部110、自动驾驶控制部120的各部以及行驶控制部160中的部分或全部通过处理器执行程序(软件(software))而实现。而且，它们中的部分或者全部也可通过大规模集成电路(Large Scale Integration，LSI)或专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)等硬件来实现，还可通过软件与硬件的组合来实现。
在存储部180中，例如保存有高精度地图信息181、引导路径信息182、目标车道信息183、行动计划信息184、模式区分操作可否信息185等信息。存储部180是利用只读存储器(Read Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、快闪存储器(flash memory)等实现。处理器所执行的程序既可预先保存于存储部180中，也可经由车载国际互联网(Internet)设备等而从外部装置下载(download)。而且，程序也可通过将保存有该程序的便携式存储介质安装于未图示的驱动(drive)装置中，而安装(install)至存储部180中。而且，车辆控制系统100也可通过多个计算机装置而分散化。
目标车道决定部110例如通过MPU而实现。目标车道决定部110参照从导航装置50输出的引导路径信息182，将引导路径分割为多个块。目标车道决定部110例如关于车辆行进方向而将引导路径分割为每100[m]。并且，目标车道决定部110参照高精度地图信息181，在分割为每个块的引导路径内，决定使自身车辆M行驶的目标车道。目标车道决定部110例如进行在从左计起的第几个车道上行驶的决定。目标车道决定部110例如在引导路径中存在分岔部位或汇流部位等的情况下，以自身车辆M能够在用于行进至分岔目的地的合理的行驶路径上行驶的方式，来决定目标车道。由目标车道决定部110所决定的目标车道作为目标车道信息183而存储于存储部180中。
高精度地图信息181是精度比导航装置50所具有的导航地图高的地图信息。高精度地图信息181例如包含车道中央的信息或者车道边界的信息等。而且，在高精度地图信息181中，可包含道路信息、交通限制信息、住所信息(住所、邮政编号)、设施信息、电话号码信息等。道路信息包含：高速道路、收费道路、国道、都道府县道等表示道路种类的信息；或道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包含经度、纬度、高度的三维坐标)、车道的弯道(curve)的曲率、车道的汇流及分岔点的位置、道路上所设的标识等信息。交通限制信息包含因施工或交通事故、拥堵等导致车道被封锁的信息。设施信息可包含：表示存在于高精度地图上的设施是否相当于所述能量补给设施的信息；或表示如加汽油、电池充电、充氢等般，能量补给设施可提供何种能量的信息等。
自动驾驶模式控制部130决定自动驾驶控制部120所执行的自动驾驶模式。本实施方式中的自动驾驶的模式包含以下模式。另外，以下不过是一例，自动驾驶的模式数量可任意决定。
[模式A]
模式A是自动驾驶程度最高的模式。在实施模式A时，自动进行所有的车辆控制，例如复杂的汇流控制等，因此车辆乘员无须监视自身车辆M的周边或状态。
[模式B]
模式B是自动驾驶程度仅次于模式A的模式。在实施模式B时，原则上自动进行所有的车辆控制，但根据情景，自身车辆M的驾驶操作将委托给车辆乘员。因此，车辆乘员必须监视自身车辆M的周边或状态。
[模式C]
模式C是自动驾驶程度次于模式B的模式。在实施模式C时，车辆乘员必须对HMI70进行与情景相应的确认操作。模式C中，例如将车道变更的时机通知给车辆乘员，当车辆乘员对HMI 70进行指示车道变更的操作时，进行自动的车道变更。因此，车辆乘员必须监视自身车辆M的周边或状态。
自动驾驶模式控制部130基于车辆乘员对HMI 70的操作、由行动计划生成部144所决定的事件(event)、由轨道生成部146所决定的行驶形态等，来决定自动驾驶的模式。自动驾驶的模式被通知给HMI控制部170。而且，在自动驾驶的模式中，也可设定与自身车辆M的探测元件DD的性能等相应的极限。例如，若探测元件DD的性能低，则可不实施模式A。在任一模式下，均能够通过针对HMI 70中的驾驶操作系统的结构的操作，来切换为手动驾驶模式(超驰(override))。
自动驾驶控制部120的自车位置识别部140基于保存在存储部180中的高精度地图信息181与从探测器20、雷达30、摄像机40、导航装置50或车辆传感器60输入的信息，来识别自身车辆M所行驶的车道(行驶车道)及自身车辆M相对于行驶车道的相对位置。
自车位置识别部140例如通过对从高精度地图信息181中识别的道路分划线的图形(例如实线与虚线的排列)、与从由摄像机40所拍摄的图像中识别的自身车辆M周边的道路分划线的图形进行比较，从而识别行驶车道。在该识别中，也可将从导航装置50获取的自身车辆M的位置或基于INS的处理结果考虑在内。
图4是表示通过自车位置识别部140来识别自身车辆M相对于行驶车道L1的相对位置的情况的图。自车位置识别部140例如将自身车辆M的基准点(例如重心)距行驶车道中央CL的背离OS、及自身车辆M的行进方向相对于将行驶车道中央CL相连的线所成的角度θ，识别作为自身车辆M相对于行驶车道L1的相对位置。另外，也可取代于此，自车位置识别部140将自身车辆M的基准点相对于自车道L1的任一侧端部的位置等，识别作为自身车辆M相对于行驶车道的相对位置。由自车位置识别部140所识别的自身车辆M的相对位置被提供给目标车道决定部110。
外界识别部142基于从探测器20、雷达30、摄像机40等输入的信息，来识别周边车辆的位置及速度、加速度等状态。所谓周边车辆，例如是指在自身车辆M的周边行驶的车辆且朝与自身车辆M相同的方向行驶的车辆。周边车辆的位置既可用其他车辆的重心或隅角(corner)等代表点来表示，也可用以其他车辆的轮廓表现的区域来表示。所谓周边车辆的“状态”，也可包含基于所述各种设备的信息而掌握的周边车辆的加速度、是否正在进行车道变更(或者是否将要进行车道变更)。而且，外界识别部142除了周边车辆以外，也可识别护栏(guardrail)或电线杆、驻车车辆、步行者及其他物体的位置。
行动计划生成部144设定自动驾驶的开始(start)地点及/或自动驾驶的目的地。自动驾驶的开始地点既可为自身车辆M的当前位置，也可为进行指示自动驾驶的操作的地点。行动计划生成部144对于该开始地点与自动驾驶目的地之间的区间生成行动计划。另外，并不限于此，行动计划生成部144也可对任意区间生成行动计划。
行动计划例如包含依序执行的多个事件。事件例如包含：使自身车辆M减速的减速事件；或使自身车辆M加速的加速事件；以不脱离行驶车道的方式来使自身车辆M行驶的车道保持(lane keep)事件；变更行驶车道的车道变更事件；使自身车辆M超越前方车辆的超车事件；在分岔点变更所需的车道，或者以不脱离当前的行驶车道的方式来使自身车辆M行驶的分岔事件；在用于汇流至主干道的汇流车道使自身车辆M加减速，并变更行驶车道的汇流事件；在自动驾驶的开始地点由手动驾驶模式转变为自动驾驶模式，或者在自动驾驶的结束预定地点由自动驾驶模式转变为手动驾驶模式的交接(handover)事件等。行动计划生成部144在要切换由目标车道决定部110所决定的目标车道的部位，设定车道变更事件、分岔事件或汇流事件。表示由行动计划生成部144所生成的行动计划的信息作为行动计划信息184而保存于存储部180中。
图5是表示对于某区间而生成的行动计划的一例的图。如图所示，行动计划生成部144生成自身车辆M在目标车道信息183所示的目标车道上行驶所需的行动计划。另外，行动计划生成部144也可不论目标车道信息183如何，而是根据自身车辆M的状况变化来动态地变更行动计划。例如，行动计划生成部144在车辆行驶过程中由外界识别部142所识别的周边车辆的速度超过阈值，或者在邻接于自车道的车道上行驶的周边车辆的移动方向朝向自车道方向时，变更自身车辆M在行驶预定的驾驶区间设定的事件。例如，若以在车道保持事件之后执行车道变更事件的方式而设定有事件，则当根据外界识别部142的识别结果而判明在该车道保持事件中车辆从车道变更目标的车道后方以阈值以上的速度行进时，行动计划生成部144也可将车道保持事件的下个事件由车道变更事件变更为减速事件或车道保持事件等。其结果，车辆控制系统100即使在外界的状态产生了变化的情况下，也能够安全地使自身车辆M自动行驶。
图6是表示第1实施方式中的轨道生成部146的结构的一例的图。轨道生成部146例如具备行驶形态决定部146A、轨道候补生成部146B以及评价/选择部146C。
行驶形态决定部146A例如在实施车道保持事件时，决定定速行驶、跟随行驶、低速跟随行驶、减速行驶、弯道行驶、避障行驶等中的任一行驶形态。此时，行驶形态决定部146A在自身车辆M的前方不存在其他车辆时，将行驶形态决定为定速行驶。而且，行驶形态决定部146A在相对于前方车辆进行跟随行驶时，将行驶形态决定为跟随行驶。而且，行驶形态决定部146A在拥堵情景等时，将行驶形态决定为低速跟随行驶。而且，行驶形态决定部146A在由外界识别部142识别出前方车辆的减速时或实施停车或驻车等事件时，将行驶形态决定为减速行驶。而且，行驶形态决定部146A在由外界识别部142识别出自身车辆M临近弯道时，将行驶形态决定为弯道行驶。而且，行驶形态决定部146A在由外界识别部142识别出自身车辆M的前方存在障碍物时，将行驶形态决定为避障行驶。而且，行驶形态决定部146A在实施车道变更事件、超车事件、分岔事件、汇流事件、交接事件等时，决定与各个事件相应的行驶形态。
轨道候补生成部146B基于由行驶形态决定部146A所决定的行驶形态，生成轨道候补。图7是表示由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补的一例的图。图7表示在自身车辆M将车道由车道L1变更为车道L2时所生成的轨道候补。
轨道候补生成部146B将例如在将来的每个规定时间，自身车辆M的基准位置(例如重心或后轮轴中心)应到达的目标位置(轨道点K)的集合决定为图7所示般的轨道。图8是以轨道点K来表现由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补的图。轨道点K的间隔越宽，自身车辆M的速度越快，轨道点K的间隔越窄，自身车辆M的速度越慢。因而，轨道候补生成部146B在欲加速时，逐渐加宽轨道点K的间隔，在欲减速时，逐渐缩窄轨道点的间隔。
如此，由于轨道点K包含速度成分，因此轨道候补生成部146B必须对轨道点K分别赋予目标速度。目标速度是根据由行驶形态决定部146A所决定的行驶形态来决定。
此处，对进行车道变更(包含分岔)时的目标速度的决定方法进行说明。轨道候补生成部146B首先设定车道变更目标位置(或者汇流目标位置)。车道变更目标位置是作为与周边车辆的相对位置而设定，决定“在哪个周边车辆之间进行车道变更”。轨道候补生成部146B以车道变更目标位置为基准而着眼于三辆周边车辆，决定进行车道变更时的目标速度。图9是表示车道变更目标位置TA的图。图中，L1表示自车道，L2表示邻接车道。此处，将在与自身车辆M相同的车道上，在自身车辆M的正前方行驶的周边车辆定义为前方车辆mA，将在车道变更目标位置TA的正前方行驶的周边车辆定义为前方基准车辆mB，将在车道变更目标位置TA的正后方行驶的周边车辆定义为后方基准车辆mC。自身车辆M要移动至车道变更目标位置TA的侧方，必须进行加减速，但此时，必须避免追尾前方车辆mA。因此，轨道候补生成部146B预测三辆周边车辆的将来状态，以不会与各周边车辆干涉的方式决定目标速度。
图10是表示将三辆周边车辆的速度假定为固定时的速度生成模型的图。图中，从mA、mB及mC延伸出的直线表示假定各个周边车辆为定速行驶时的行进方向上的位移。自身车辆M在车道变更完成的点CP处，位于前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间，且在此之前，必须位于前方车辆mA之后。在此种限制之下，轨道候补生成部146B导出多个直至车道变更完成为止的目标速度的时间序列图形。并且，通过将目标速度的时间序列图形适用于样条曲线(spline curve)等模型，从而导出图8所示的多个轨道候补。另外，三辆周边车辆的运动图形并不限于图10所示的定速度，也可将固定加速度、固定加加速度(jerk)(急动度)作为前提来预测。
评价/选择部146C针对由轨道候补生成部146B所生成的轨道候补，例如基于计划性与安全性这两个观点来进行评价，以选择要输出至行驶控制部160的轨道。根据计划性的观点，例如若相对于已生成的规划(plan)(例如行动计划)的跟随性高且轨道的全场短，则将轨道评价为高。例如，在期望朝右方向变更车道的情况下，暂时朝左方向变更车道再返回的轨道成为低评价。根据安全性的观点，例如在各个轨道点处，自身车辆M与物体(周边车辆等)的距离越远，加减速度或舵角的变化量等越小，则评价越高。
切换控制部150基于从自动驾驶切换开关87输入的信号，在自动驾驶模式与手动驾驶模式之间相互切换。而且，切换控制部150基于针对HMI 70中的驾驶操作系统的结构的指示加速、减速或转向的操作，由自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。例如，切换控制部150在从HMI 70中的驾驶操作系统的结构输入的信号所示的操作量超过阈值的状态持续了基准时间以上时，由自动驾驶模式切换为手动驾驶模式(超驰)。而且，切换控制部150也可在通过超驰切换为手动驾驶模式之后，在规定时间的期间内，未检测到针对HMI 70中的驾驶操作系统的结构的操作时，恢复为自动驾驶模式。
行驶控制部160控制行驶驱动力输出装置200、转向装置210及制动器装置220，以使自身车辆M依照预定的时刻通过由轨道生成部146所生成的轨道。
图11是表示HMI控制部170的结构的一例的图。HMI控制部170例如具备模式区分控制部170A与信息提供部170B。
模式区分控制部170A在由自动驾驶控制部120通知自动驾驶的模式信息时，参照模式区分操作可否信息185，根据自动驾驶模式的种类来控制HMI 70。
图12是表示模式区分操作可否信息185的一例的图。图12所示的模式区分操作可否信息185具有“手动驾驶模式”、“自动驾驶模式”，以作为驾驶模式的项目。而且，作为“自动驾驶模式”，有所述“模式A”、“模式B”及“模式C”等。而且，模式区分操作可否信息185具有针对导航装置50的操作即“导航操作”、针对内容播放装置85的操作即“内容播放操作”、针对显示装置82的操作即“仪表面板操作”等，以作为非驾驶操作系统的项目。图12所示的模式区分操作可否信息185的示例中，对应于每个所述驾驶模式而设定了车辆乘员针对非驾驶操作系统的操作可否，但对象的接口装置并不限定于此。
模式区分控制部170A基于从自动驾驶控制部120获取的模式信息，并参照模式区分操作可否信息185，从而判定允许使用的装置(导航装置50及HMI 70中的部分或全部)与不允许使用的装置。而且，模式区分控制部170A基于判定结果来控制可否受理从车辆乘员针对非驾驶操作系统的HMI 70或导航装置50的操作。
例如，当车辆控制系统100所执行的驾驶模式为手动驾驶模式时，车辆乘员对HMI70的驾驶操作系统的结构(例如加速器踏板71、制动踏板74、换挡杆76及方向盘78等)进行操作。而且，当车辆控制系统100所执行的驾驶模式为自动驾驶模式的模式B、模式C等时，车辆乘员负有自身车辆M的周边监视义务。此种情况下，为了防止因车辆乘员的驾驶以外的行动(例如HMI 70的操作等)导致注意分散(分心驾驶(driver destruction))，模式区分控制部170A以不受理针对HMI 70的非驾驶操作系统的部分或全部的操作的方式进行控制。此时，模式区分控制部170A为了进行自身车辆M的周边监视，可将由外界识别部142所识别的自身车辆M的周边车辆的存在及该周边车辆的状态利用图像等而显示于显示装置82，并且使HMI 70受理与自身车辆M的行驶时的情景相应的确认操作。
而且，模式区分控制部170A在驾驶模式为自动驾驶的模式A时，可放宽分心驾驶的限制，进行对未受理操作的车辆乘员针对非驾驶操作系统的操作予以受理的控制。例如，模式区分控制部170A使显示装置82显示影像，或者使扬声器83输出声音，或者使内容播放装置85从数字视频光盘(Digital Video Disc，DVD)等播放内容。另外，内容播放装置85所播放的内容，除了保存在DVD等中的内容以外，例如可包含电视节目等与娱乐、表演(entertainment)相关的各种内容。而且，图11所示的“内容播放操作”意味着内容操作可与此类娱乐、表演相关。
信息提供部170B基于后述的能量监视部190的判定结果，使用HMI 70的显示装置82或扬声器83等，将各种信息告知给车辆乘员。所告知的信息的详细将后述。
图13是表示能量监视部190的结构的一例的图。能量监视部190例如具备能量导出部190A、补给要否判定部190B及补给地点设定部190C。
能量导出部190A基于由导航装置50所输出的引导路径信息182，导出直至自身车辆M到达目的地为止预计要消耗的、将来的能量的量(以下称作预计消耗能量的量)。例如，能量导出部190A假定在从当前位置直至到达目的地为止的期间，自身车辆M以与引导路径所示的道路的法定速度或平均速度等作为基准的速度相同的速度来行驶，将自身车辆M在此期间要消耗的能量的量导出为预计消耗能量的量。而且，能量导出部190A例如也可使用将过去所消耗的能量的量除以单位时间或单位距离等所得的指标，来导出将来的预计消耗能量的量。而且，能量导出部190A也可参照由通信装置55所获取的交通信息，当判明在引导路径所示的道路上发生了拥堵或事故等时，将直至拥堵或事故等消除为止的时间等考虑在内，而导出预计消耗能量的量。
补给要否判定部190B基于由能量剩余量计测部95所计测的能量剩余量与预计消耗能量的量，来判定在自身车辆M直至到达目的地为止的期间内是否需要补给能量。例如，补给要否判定部190B在能量剩余量与预计消耗能量的量为同程度的情况下、或者预计消耗能量的量比能量剩余量大的情况下，判定为需要补给能量。以下，将能量剩余量与预计消耗能量的量达到同程度的时刻、或者预计消耗能量的量变得比能量剩余量大的时刻称为行驶极限地点PLIM来进行说明。
补给地点设定部190C在由补给要否判定部190B判定为需要补给能量时，参照引导路径信息182来判定在直至到达行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边是否存在多个能量补给设施，若在引导路径周边存在多个能量补给设施，则将能在与车辆乘员的嗜好相符的时机补给能量的能量补给设施设定为临时目的地(以下称为暂定目的地)。另外，若在引导路径周边仅存在一个能量补给设施，则补给地点设定部190C可将该能量补给设施设定为暂定目的地。而且，若在直至到达行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边一个能量补给设施也不存在，则补给地点设定部190C通知行动计划生成部144或轨道生成部146必须使自身车辆M停止。收到该通知后，既可由行动计划生成部144将当前的事件变更为使自身车辆M停止的事件等，也可由轨道生成部146生成逐渐缩窄轨道点K的配置间隔而使自身车辆M停止的轨道。由此，自身车辆M在行驶所需的能量不够充分的情况下，能够通过自动驾驶来安全停止。
所述HMI控制部170中的信息提供部170B在由补给要否判定部190B判定为需要补给能量时，使用HMI 70的显示装置82或扬声器83等，将规定信息告知给车辆乘员。所谓规定信息，例如是指用于让车辆乘员知晓需要补给能量的信息。
图14是表示在需要补给能量的情景下显示的画面的一例的图。如图所示，例如，在显示装置82的画面上，显示用于告知需要补给能量的文字或图像等。而且，可如图所示，在该画面上显示选择按钮等，该选择按钮用于选择是否使自动驾驶模式持续至能量补给设施为止。例如，在通过触摸操作等而选择了使自动驾驶模式持续的按钮B1时，则允许自动驾驶模式的持续，在通过触摸操作等而选择了停止自动驾驶模式的按钮B2时，则禁止自动驾驶模式的持续。当选择了按钮B2时，切换控制部150将驾驶模式由自动驾驶模式切换为手动驾驶模式。
而且，信息提供部170B在为了补给能量而允许自动驾驶模式持续时，使用显示装置82来显示下述画面，该画面是指定用于决定能量补给时机的条件。
图15是表示在为了补给能量而允许自动驾驶模式持续时所显示的画面的一例的图。该画面上，选择用于决定能量补给时机的条件。如图所示，例如，在显示装置82的画面上，显示选择补给次数优先条件的按钮B3、选择内容播放时间优先条件的按钮B4、选择价格优先条件的B5等。所谓补给次数优先条件，是指使自动驾驶过程中的补给次数尽可能少的条件。而且，所谓内容播放时间优先条件，是指延长不需要监视周边的模式A的执行时间，以优先确保内容播放时间的条件。而且，所谓价格优先条件，是指将能量补给所需的价格最便宜的能量补给设施优先设定为暂定目的地的条件。另外，图15所示的画面既可在自动驾驶模式中需要补给能量时予以显示，也可在转变为自动驾驶模式之前的手动驾驶模式时、或乘员坐进自身车辆M时、自身车辆M停车时等的时候事先显示。
在图15所示的画面上，例如当选择了按钮B3时，补给地点设定部190C以补给次数成为最少的方式来将能量补给设施设定为暂定目的地。图16是用来对用于满足补给次数优先条件的暂定目的地的设定方法进行说明的图。图中的ES1及ES2表示能量补给设施。而且，PLIM表示所述行驶极限地点。补给地点设定部190C将在从自身车辆M的当前位置直至行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边(引导路径沿路)存在的多个能量补给设施中的、位于行驶极限地点PLIM的跟前且最靠近行驶极限地点PLIM的能量补给设施设定为暂定目的地。在图示例的情况下，由于能量补给设施ES2比能量补给设施ES1靠近行驶极限地点PLIM，因此将能量补给设施ES2设定为暂定目的地。由此，车辆控制系统100能够尽可能消耗能量地使自身车辆M行驶。其结果，车辆控制系统100能够缩短能量补给所需的时间，因此能够使自身车辆M更快地到达目的地。
而且，在图15所示的画面上，例如当选择了按钮B4时，补给地点设定部190C以在能量补给以后内容播放时间达到最长的方式来将能量补给设施设定为暂定目的地。图17是用来对用于满足内容播放时间优先条件的暂定目的地的设定方法进行说明的图。补给地点设定部190C将在从自身车辆M的当前位置直至行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边(引导路径沿路)存在的多个能量补给设施中的、最靠近自身车辆M的当前位置的能量补给设施设定为暂定目的地。在图示例的情况下，能量补给设施ES1比能量补给设施ES2靠近自身车辆M的当前位置，因此将能量补给设施ES1设定为暂定目的地。由此，车辆控制系统100能够在能量补给以后，长时间维持不需要周边监视义务的模式A。其结果，车辆控制系统100能够持续电视节目等的内容播放而不会中断，从而能够提高车辆乘员的便利性。
而且，在图15所示的画面上，例如当选择了按钮B5时，补给地点设定部190C参照由通信装置55所接收的与能量的价格相关的信息，将能量价格最便宜的能量补给设施设定为暂定目的地。图18是用来对用于满足价格优先条件的暂定目的地的设定方法进行说明的图。补给地点设定部190C将在从自身车辆M的当前位置直至行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边(引导路径沿路)存在的多个能量补给设施中的、能量价格最便宜的能量补给设施设定为暂定目的地。在图示例的情况下，由于能量补给设施ES1的能量价格比能量补给设施ES2便宜，因此将能量补给设施ES1设定为暂定目的地。
而且，信息提供部170B也可使显示装置82显示对应于每个时刻或距离来指定能量补给时机的画面。图19是用于说明对应于每个时刻来指定能量补给时机时的暂定目的地的设定方法的图。例如，当车辆乘员欲在19时以后收看电视节目时，如图所示，以在19时之前进行能量补给的方式来指定时机。此时，补给地点设定部190C将在从当前时刻直至所指定的时刻为止的期间通过的预定路径沿路存在的能量补给设施设定为暂定目的地。在图示例的情况下，将能量补给设施ES1设定为暂定目的地。其结果，车辆控制系统100能够在所指定的时刻之前完成能量补给，因此能够在所指定的时刻以后执行模式A以不中断地播放电视节目等。
图20是表示由第1实施方式中的车辆控制系统100所进行的处理的流程的一例的流程图。首先，能量导出部190A基于由导航装置50所输出的引导路径信息182，导出直至自身车辆M到达目的地为止预计要消耗的预计消耗能量的量(步骤S100)。
接下来，补给要否判定部190B基于由能量剩余量计测部95计测出的能量剩余量与预计消耗能量的量，来判定在直至自身车辆M到达目的地为止的期间是否需要补给能量(步骤S102)。若不需要补给能量，则补给要否判定部190B结束本流程图的处理。
另一方面，若需要补给能量，则信息提供部170B使用HMI 70的显示装置82或扬声器83等，将需要补给能量的情况告知给车辆乘员(步骤S104)。接下来，补给地点设定部190C参照引导路径信息182来判定在直至到达行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边是否存在能量补给设施(步骤S106)。若在引导路径周边不存在能量补给设施，则信息提供部170B将不存在能量补给设施因而无法补给能量的情况告知给车辆乘员(步骤S108)。此时，若在直至到达行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边一个能量补给设施也不存在，则补给地点設定部190C可通知行动计划生成部144或轨道生成部146需要使自身车辆M停止。由此，行动计划生成部144将所执行的事件变更为用于使自身车辆M停止的事件，或者轨道生成部146生成逐渐缩窄轨道点的间隔以使自身车辆M一边减速一边停止的轨道，因此自身车辆M将自动停止。
另一方面，若在引导路径周边存在能量补给设施，则补给地点设定部190C判定该能量补给设施是否为多个(步骤S110)。若能量补给设施并非多个，则补给地点设定部190C将这一个能量补给设施设定为暂定目的地(步骤S112)。
另一方面，若能量补给设施为多个，则信息提供部170B使用显示装置82来显示下述画面，该画面是指定用于决定能量补给时机的条件(步骤S114)。接下来，补给地点设定部190C将多个能量补给设施中的满足所指定的条件的能量补给设施设定为暂定目的地(步骤S116)。例如，当自身车辆M到达作为暂定目的地的能量补给设施附近时，轨道生成部146生成如下所述的轨道，即，将自身车辆从当前的自身车辆M所行驶的车道引导至该能量补给设施内，并且使自身车辆M停止在能量补给设施内的规定位置。
接下来，补给地点设定部190C待机至自身车辆M到达暂定目的地为止(步骤S118)，当自身车辆M到达暂定目的地而能量补给完成时，将暂定目的地设定为原本的目的地(步骤S120)。此时，例如，轨道生成部146生成使自身车辆从能量补给设施内汇流至原本车道的轨道。由此，结束本流程图的处理。
根据以上所说明的第1实施方式，导出自身车辆M在从自身车辆M的当前位置直至所设定的目的地为止的引导路径上自动行驶时预计要消耗的能量的量，基于所导出的能量的量，来判定在直至自身车辆M到达目的地为止的期间内自身车辆M是否需要补给能量，因此能够精度良好地导出在自动驾驶过程中补给能量的时机。
<第2实施方式>
以下，对第2实施方式进行说明。第2实施方式中，与第1实施方式的不同之处在于，相对于任一自动驾驶模式，存在能量消耗量互不相同的多个模式(以下称作燃耗模式)。以下，以相关的不同点为中心进行说明。
图21是表示第2实施方式中的轨道生成部146#的结构的一例的图。第2实施方式中的轨道生成部146#除了所述行驶形态决定部146A、轨道候补生成部146B及评价/选择部146C的结构以外，还具备燃耗模式决定部146D。
燃耗模式决定部146D例如选择燃耗效率最佳的经济(Economy，ECO)模式、燃耗效率次于经济模式的常规(normal)模式、燃耗效率次于常规模式的运动(sports)模式等多个燃耗模式中的任一个模式。
图22是表示选择燃耗模式的画面的一例的图。此种画面例如是通过信息提供部170B使用显示装置82来显示。如图所示般，在画面上，显示将燃耗模式设定为常规模式的按钮B6、设定为经济模式的按钮B7及设定为运动模式的按钮B8。燃耗模式决定部146D将燃耗模式决定为与画面的按钮操作相应的模式。在这些燃耗模式中，为了限制能量消耗量而设有各种控制条件。
图23是表示每种燃耗模式的控制条件的一例的图。如图所示般，在燃耗模式中，存在自身车辆M可输出的最大速度V、应确保最低限度的与前方车辆的车间距离L、相当于轨道点K的间隔的轨道点间距离DK(i)-K(i+1)、转向角φi、与周边车辆的相对速度RV等应考虑的控制条件。
图24是用于说明轨道点间距离DK(i)-K(i+1)及转向角φi的图。轨道点间距离DK(i)-K(i+1)如图所示般，是轨道点K(i)与轨道点K(i+1)之间的距离，所述轨道点K(i+1)相当于自身车辆M在轨道点K(i)之后所到达的预定目标位置。而且，在轨道点K(i)中，包含用于自身车辆M相对于轨道点K(i+1)所处的方向行进的转向角φi的成分，该轨道点K(i+1)相当于自身车辆M在该轨道点K(i)之后所到达的预定目标位置。该转向角φi例如是以轨道点K(i)为基准时，轨道点K(i)上的自身车辆M的车轴方向、与接下来预定到达的轨道点K(i+1)所处的方向所成的角度。行驶控制部160例如根据轨道点间距离DK(i)-K(i+1)与每个轨道点K的预定到达时刻来决定轨道点间的速度，并根据该速度来决定行驶驱动力输出装置200及制动器装置220的控制量。而且，行驶控制部160例如基于与各轨道点K(i)对应的转向角φi或从车辆传感器60获取的车速(或者加速度或急动度)、绕铅垂轴的角速度(偏摆角速度)等信息来决定舵角，以将该舵角量的位移给予至车轮的方式来决定转向装置210中的电动马达的控制量。
例如，当燃耗模式为经济模式时，与常规模式相比，最大速度V较小，伴随于此，可取得的轨道点间距离DK(i)-K(i+1)也较短。而且，车间距离L较窄，转向角φi及相对速度RV较小。由此，经济模式时的自身车辆M的行为比常规模式时的自身车辆M的行为缓慢。例如，车辆控制系统100在常规模式时可超越前方车辆，以在经济模式时不超越前方车辆而跟随前方车辆的方式，来使自身车辆M自动行驶。其结果，在经济模式时，抑制急遽的加减速或转向等，从而抑制能量的消耗。另一方面，当燃耗模式为运动模式时，与常规模式相比，最大速度V较大，伴随于此，可取得的轨道点间距离DK(i)-K(i+1)较长。而且，车间距离L较宽，转向角φi及相对速度RV较大。由此，运动模式时的自身车辆M的行为比常规模式时的自身车辆M的行为敏捷。其结果，尽管能量消耗量容易变多，但在与周边车辆的相对速度RV小的情况下，仍能够进行车道变更或赶超等，从而能够使自身车辆M更快地到达目的地。另外，当燃耗模式为经济模式时，为了抑制能量的消耗，燃耗模式决定部146D也可限制对显示装置82或空调装置93等、HMI 70的非驾驶操作系统的结构的利用。
第2实施方式中的能量导出部190A导出在维持当前执行的燃耗模式的状态下直至自身车辆M到达目的地为止预计要消耗的预计消耗能量的量。此时，当由补给要否判定部190B判定为若维持当前执行的燃耗模式则需要补给能量时，能量导出部190A进而变更为能量消耗量比当前执行的燃耗模式更少的燃耗模式，并导出在维持燃耗更佳的燃耗模式的状态下直至自身车辆M到达目的地为止预计要消耗的预计消耗能量的量。维持燃耗更佳的燃耗模式的状态下的预计消耗能量的量为“燃耗抑制时能量的量”的一例。
补给要否判定部190B进而基于燃耗更佳的燃耗模式时的预计消耗能量的量，来判定在直至自身车辆M到达目的地为止的期间内是否需要补充能量。例如，补给要否判定部190B在当前执行的燃耗模式为运动模式，若持续该运动模式则需要补给能量时，设想持续常规模式或经济模式时来判定是否需要补给能量。此时的常规模式或经济模式为“燃耗抑制模式”的一例。
信息提供部170B在持续当前执行的燃耗模式时需要补给能量，但在变更为燃耗更佳的燃耗模式时不需要补给能量的情况下，使用显示装置82来显示下述画面，该画面用于获得将当前执行的燃耗模式变更为燃耗更佳的燃耗模式的许可。
图25是表示用于请求允许变更燃耗模式的画面的一例的图。如图所示般，在画面上，显示有允许变更燃耗模式的按钮B9与禁止变更燃耗模式的按钮B10。例如，当对按钮B9进行触摸操作等而选择时，燃耗模式决定部146D将当前的燃耗模式变更为燃耗更佳的模式。另一方面，当对按钮B10进行触摸操作等而选择时，燃耗模式决定部146D维持当前的燃耗模式。
图26是表示由第2实施方式中的车辆控制系统100所进行的处理的流程的一例的流程图。本流程图的S212至S228的一连串处理是与所述图20的流程图的处理同样的结构。
首先，能量导出部190A导出在维持当前执行的燃耗模式的状态下直至自身车辆M到达目的地为止预计要消耗的预计消耗能量的量(步骤S200)。接下来，补给要否判定部190B判定是否需要补给能量(步骤S202)。若不需要补给能量，则补给要否判定部190B结束本流程图的处理。
另一方面，若需要补给能量，则能量导出部190A导出在变更为能量消耗量比当前执行的燃耗模式更少的燃耗模式的状态下，直至自身车辆M到达目的地为止预计要消耗的预计消耗能量的量(步骤S204)。
接下来，补给要否判定部190B判定在维持燃耗更佳的模式的状态下是否需要补给能量(步骤S206)。若即便在维持燃耗更佳的模式的状态下仍需要补给能量，则补给要否判定部190B将处理移至S212。
另一方面，若维持燃耗更佳的模式则不需要补给能量，则信息提供部170B使用显示装置82来显示请求允许变更为燃耗更佳的模式的画面(步骤S208)。接下来，燃耗模式决定部146D判定是否被允许变更为燃耗更佳的模式(步骤S210)，若被允许变更为燃耗更佳的模式，则将当前的燃耗模式变更为燃耗更佳的模式，结束本流程图的处理。
另一方面，若未被允许变更为燃耗更佳的模式，则补给要否判定部190B维持当前的燃耗模式，将处理移至S212。另外，当在所述S202的处理中判定为需要补给能量时，若当前执行的燃耗模式是燃耗最佳的经济模式，则补给要否判定部190B可将处理移至S212。
作为S212的处理，信息提供部170B使用HMI 70的显示装置82或扬声器83等，将需要补给能量的情况告知给车辆乘员(步骤S212)。接下来，补给地点设定部190C参照引导路径信息182，来判定在直至到达行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边是否存在能量补给设施(步骤S214)。若在引导路径周边不存在能量补给设施，则信息提供部170B将不存在能量补给设施、因而无法补给能量的情况告知给车辆乘员(步骤S216)。此时，若在直至到达行驶极限地点PLIM为止的引导路径周边一个能量补给设施也不存在，则补给地点设定部190C可通知行动计划生成部144或轨道生成部146必须使自身车辆M停止。
另一方面，若在引导路径周边存在能量补给设施，则补给地点设定部190C判定该能量补给设施是否为多个(步骤S218)。若能量补给设施并非多个，则补给地点设定部190C将这一个能量补给设施设定为暂定目的地(步骤S220)。
另一方面，若能量补给设施为多个，则信息提供部170B使用显示装置82来显示下述画面，该画面是指定用于决定能量补给时机的条件(步骤S222)。接下来，补给地点设定部190C将多个能量补给设施中的满足所指定的条件的能量补给设施设定为暂定目的地(步骤S224)。
接下来，补给地点设定部190C待机至自身车辆M到达暂定目的地为止(步骤S226)，当自身车辆M到达暂定目的地而能量补给完成时，将暂定目的地设定为原本的目的地(步骤S228)。由此，结束本流程图的处理。
根据以上所说明的第2实施方式，与所述第1实施方式同样地，能够精度良好地导出在自动驾驶过程中补给能量的时机。
以上，对于用于实施本发明的方式，使用实施方式进行了说明，但本发明并不受此实施方式任何限定，可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形及置换。

Claims (10)

1.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：
自动驾驶控制部，自动进行车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，由此来使所述车辆自动行驶至所设定的目的地为止；
导出部，导出所述车辆在从所述车辆的当前位置直至所述目的地为止的引导路径上自动行驶时预计要消耗的能量的量；以及
判定部，基于由所述导出部所导出的能量的量，来判定直至所述车辆到达所述目的地为止的期间内所述车辆是否需要补给能量。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，还包括：
信息提供部，当由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，将规定信息提供给所述车辆的乘员。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统，其中，
所述自动驾驶控制部执行所述车辆的能量消耗量互不相同的多个模式中的任一个，以自动进行所述车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，并且当由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，执行多个模式中的能量消耗量比正在执行的模式少的燃耗抑制模式。
4.根据权利要求3所述的车辆控制系统，其中，
所述导出部进而在由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，导出由所述自动驾驶控制部执行所述燃耗抑制模式时预计要消耗的燃耗抑制时能量的量，
所述判定部进而基于由所述导出部所导出的所述燃耗抑制时能量的量，来判定所述车辆是否需要补给能量。
5.根据权利要求3或4所述的车辆控制系统，其中，
所述信息提供部在由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，将请求允许使由所述自动驾驶控制部所执行的模式变更为所述燃耗抑制模式的信息提供给所述车辆的乘员，
所述自动驾驶控制部在由所述车辆的乘员允许变更为所述燃耗抑制模式时，将所述执行的模式变更为所述燃耗抑制模式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆控制系统，还包括：
设定部，当由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，将存在所述能量的补给设施的地点设定为临时目的地，
所述自动驾驶控制部使所述车辆自动行驶至由所述设定部所设定的所述目的地为止。
7.根据权利要求6所述的车辆控制系统，还包括：
操作部，受理所述车辆乘员的操作，
所述设定部基于对所述操作部进行的操作来决定用于优先设定为所述临时目的地的优先条件，将满足所述决定的优先条件的所述能量的补给设施设定为所述临时目的地。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的车辆控制系统，其中，
所述信息提供部在由所述判定部判定为所述车辆需要补给能量时，若在所述引导路径的周边不存在所述能量的补给设施，则将规定信息提供给所述车辆的乘员。
9.一种车辆控制方法，其特征在于，包括
车载计算机自动进行车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，由此来使所述车辆自动行驶至所设定的目的地为止，
导出所述车辆在从所述车辆的当前位置直至所述目的地为止的引导路径上自动行驶时预计要消耗的能量的量，
基于所述导出的能量的量，来判定直至所述车辆到达所述目的地为止的期间内所述车辆是否需要补给能量。
10.一种车辆控制程序，其特征在于，
使车载计算机执行如下处理，即：
自动进行车辆的速度控制与转向控制中的至少一个，由此来使所述车辆自动行驶至所设定的目的地为止；
导出所述车辆在从所述车辆的当前位置直至所述目的地为止的引导路径上自动行驶时预计要消耗的能量的量；以及
基于所述导出的能量的量，来判定直至所述车辆到达所述目的地为止的期间内所述车辆是否需要补给能量。
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