CN108698609A - 车辆控制装置、车辆控制方法及车辆控制程序 - Google Patents

Abstract

车辆控制装置具备：自动驾驶控制部，其自动地控制本车辆的至少转向，以使本车辆沿着直至目的地的路径行驶；以及切换控制部，其基于对供车辆乘客进行操作的操作器件进行的操作，来在包括第一驾驶模式和与所述第一驾驶模式相比自动驾驶的程度低的第二驾驶模式的多个驾驶模式中切换所述本车辆的驾驶模式，且所述切换控制部在由所述自动驾驶控制部执行自动地进行车道变更的控制的情况下，禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。

Description

车辆控制装置、车辆控制方法及车辆控制程序

技术领域

本发明涉及车辆控制装置、车辆控制方法及车辆控制程序。

背景技术

近年来，关于自动地控制本车辆的加减速和转向中的至少一方来使本车辆沿着直至目的地的路径行驶的技术(以下称作自动驾驶)的研究不断进展。与此相关联而公开了如下技术：根据本车位置、本车行进路及目标行进路来执行本车辆的自动操纵控制，在前方处的本车行进路距目标行进路的距离的微分值为增加倾向且转向转矩超过预先设定的值的情况下，中止本车辆的行驶控制(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-067322号公报

发明要解决的课题

近年来，在被研究的自动驾驶的技术中，设想基于外部环境、车辆乘客的意愿，来将驾驶模式从全自动驾驶向半自动驾驶或手动驾驶切换、或者从半自动驾驶向手动驾驶切换的场景。然而，在以往的技术中，有时因驾驶模式的切换而变得不能维持控制的连续性。

发明内容

本发明考虑这样的情况而提出，其目的之一在于提供一种能够维持控制的连续性的车辆控制装置、车辆控制方法及车辆控制程序。

用于解决课题的方案

技术方案1所述的发明为车辆控制装置(100)，其具备：自动驾驶控制部(110)，其自动地控制本车辆的至少转向，以使本车辆沿着直至目的地的路径行驶；以及切换控制部(140)，其基于对供车辆乘客进行操作的操作器件进行的操作，来在包括第一驾驶模式和与所述第一驾驶模式相比自动驾驶的程度低的第二驾驶模式的多个驾驶模式中切换所述本车辆的驾驶模式，且所述切换控制部在由所述自动驾驶控制部执行自动地进行车道变更的控制的情况下，禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。

技术方案2所述的发明在技术方案1所述的发明的基础上，其中，所述第一驾驶模式是自动地控制所述本车辆的加减速和转向这双方的驾驶模式，所述第二驾驶模式是自动地控制所述本车辆的转向且基于对所述操作器件的操作来控制加减速的驾驶模式。

技术方案3所述的发明在技术方案1所述的发明的基础上，其中，所述第一驾驶模式是自动地控制所述本车辆的加减速和转向这双方的驾驶模式，所述第二驾驶模式是基于所述车辆乘客对所述操作器件的操作来控制所述本车辆的加减速和转向这双方的驾驶模式。

技术方案4所述的发明在技术方案1至3中任一项所述的发明的基础上，其中，所述切换控制部在未由所述自动驾驶控制部执行自动地进行车道变更的控制的情况下，基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作，来将所述本车辆的驾驶模式从所述第一驾驶模式切换为所述第二驾驶模式。

技术方案5所述的发明在技术方案1至4中任一项所述的发明的基础上，其中，所述切换控制部在由所述自动驾驶控制部执行自动地进行车道变更的控制的情况下，不禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的减速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。

技术方案6所述的发明为车辆控制方法，其使车载计算机进行如下处理：自动地控制本车辆的至少转向，以使本车辆沿着直至目的地的路径行驶；基于对供车辆乘客进行操作的操作器件进行的操作，来在包括第一驾驶模式和与所述第一驾驶模式相比自动驾驶的程度低的第二驾驶模式的多个驾驶模式中切换所述本车辆的驾驶模式；以及在通过自动地控制所述本车辆的至少转向来执行自动地进行车道变更的控制的情况下，禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。

技术方案7所述的发明为车辆控制程序，其使车载计算机进行如下处理：自动地控制本车辆的至少转向，以使本车辆沿着直至目的地的路径行驶；基于对供车辆乘客进行操作的操作器件进行的操作，来在包括第一驾驶模式和与所述第一驾驶模式相比自动驾驶的程度低的第二驾驶模式的多个驾驶模式中切换所述本车辆的驾驶模式；以及在通过自动地控制所述本车辆的至少转向来执行自动地进行车道变更的控制的情况下，禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。

发明效果

根据各技术方案所记载的发明，能够维持控制的连续性。

附图说明

图1是表示本车辆M所具有的构成要素的图。

图2是本车辆M的功能结构图。

图3是表示由本车位置识别部112识别出本车辆M相对于行驶车道L1的相对位置的情形的图。

图4是表示针对某区间生成的行动计划的一例的图。

图5是表示由轨道生成部118生成的轨道的一例的图。

图6是表示在车道变更事件被实施的情况下执行的处理的流程的一例的流程图。

图7是表示设定目标位置TA的情形的图。

图8是表示生成用于车道变更的轨道的情形的图。

图9是表示切换控制部140的状态变化的状态转变图。

图10是表示由第一实施方式的切换控制部140执行的处理的流程的一例的图。

图11是表示由第二实施方式的切换控制部140执行的处理的流程的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的车辆控制装置、车辆控制方法及车辆控制程序的实施方式。

<共用结构>

图1是表示搭载有各实施方式的车辆控制装置的车辆(以下称作本车辆M)所具有的构成要素的图。搭载有车辆控制装置100的车辆例如是二轮、三轮、四轮等的机动车，包括以柴油发动机、汽油发动机等内燃机为动力源的机动车、以电动机为动力源的电动机动车、兼具备内燃机及电动机的混合动力机动车等。另外，上述的电动机动车例如使用由二次电池、氢燃料电池、金属燃料电池、醇类燃料电池等电池放出的电力来进行驱动。

如图1所示，在本车辆M上搭载有探测器20-1～20-7、雷达30-1～30-6及相机40等传感器、导航装置50、以及车辆控制装置100。探测器20-1～20-7例如是测定相对于照射光的散射光来测定直至对象的距离的LIDAR(Light Detection and Ranging、或者LaserImaging Detection and Ranging)。例如，探测器20-1安装于前格栅等，探测器20-2及探测器20-3安装于车身的侧面、车门上后视镜、前照灯内部、侧灯附近等。探测器20-4安装于行李箱盖等，探测器20-5及探测器20-6安装于车身的侧面、尾灯内部等。上述的探测器20-1～20-6例如在水平方向上具有150度左右的检测区域。另外，探测器20-7安装于车顶等。探测器20-7例如在水平方向上具有360度的检测区域。

上述的雷达30-1及雷达30-4例如是进深方向的检测区域比其他的雷达宽的长距离毫米波雷达。另外，雷达30-2、30-3、30-5、30-6是与雷达30-1及雷达30-4相比进深方向的检测区域窄的中距离毫米波雷达。以下，在不对探测器20-1～20-7进行特别区分的情况下，仅记载为“探测器20”，在不对雷达30-1～30-6进行特别区分的情况下，仅记载为“雷达30”。雷达30例如通过FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式来检测物体。

相机40例如是利用了CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)等固体摄像元件的数码相机。相机40安装于前风窗玻璃上部、车室内后视镜背面等。相机40例如周期性地反复对本车辆M的前方进行拍摄。

需要说明的是，图1所示的结构只是一例，可以省略结构的一部分，也可以进一步追加其他的结构。

<第一实施方式>

图2是搭载有第一实施方式的车辆控制装置100的本车辆M的功能结构图。在本车辆M上除了搭载有探测器20、雷达30及相机40以外，还搭载有：导航装置50；车辆传感器60；油门踏板70、制动踏板72及转向盘74等操作器件；油门开度传感器71、制动踩踏量传感器(制动开关)73及转向盘转向角传感器(或转向转矩传感器)75等操作检测传感器；切换开关80；行驶驱动力输出装置90、转向装置92、制动装置94；以及车辆控制装置100。这些装置、设备通过CAN(Controller Area Network)通信线等多路通信线、串行通信线、无线通信网等而彼此连接。需要说明的是，例示的操作器件只是一例，也可以在本车辆M上搭载操纵杆、按钮、拨码开关、GUI(Graphical User Interface)开关等。

导航装置50具有GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机、地图信息(导航地图)、作为用户界面发挥功能的触摸面板式显示装置、扬声器、话筒等。导航装置50通过GNSS接收机来确定本车辆M的位置，并导出从该位置到由用户指定的目的地的路径。由导航装置50导出的路径作为路径信息154而保存于存储部150。本车辆M的位置也可以通过利用了车辆传感器60的输出的INS(Inertial Navigation System)来确定或补充。另外，导航装置50在车辆控制装置100执行手动驾驶模式时，通过声音、导航显示来对直至目的地的路径进行引导。需要说明的是，用于确定本车辆M的位置的结构也可以与导航装置50独立地设置。另外，导航装置50例如也可以通过用户所持有的智能手机、平板终端等终端装置的一个功能来实现。在该情况下，在终端装置与车辆控制装置100之间通过基于无线或有线的通信来进行信息的收发。

车辆传感器60包括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横摆角速度传感器、以及检测本车辆M的朝向的方位传感器等。

显示部62将信息作为图像来显示。显示部62例如包括LCD(Liquid CrystalDisplay)、有机EL(Electroluminescence)显示装置等。在本实施方式中，说明显示部62为将图像反射在本车辆M的前窗上来将图像显示在车辆乘客的视野内的平视显示器的情况。需要说明的是，显示部62也可以是导航装置50所具备的显示部、显示本车辆M的状态(速度等)的仪表板的显示部。扬声器64将信息作为声音来输出。

操作检测传感器将作为检测结果的油门开度、制动踩踏量、转向盘转向角向车辆控制装置100输出。需要说明的是，也可以代替于此，根据驾驶模式而将操作检测传感器的检测结果直接向行驶驱动力输出装置90、转向装置92或制动装置94输出。

切换开关80是由车辆乘客操作的开关。切换开关80接受车辆乘客的操作，生成指定本车辆M的驾驶模式的驾驶模式指定信号，并将其向控制切换部140输出。关于驾驶模式在后面叙述。

行驶驱动力输出装置90例如在本车辆M为以内燃机为动力源的机动车的情况下，具备发动机及控制发动机的发动机ECU(Electronic Control Unit)，在本车辆M为以电动机为动力源的电动机动车的情况下，具备行驶用马达及控制行驶用马达的马达ECU，在本车辆M为混合动力机动车的情况下，具备发动机及发动机ECU和行驶用马达及马达ECU。在行驶驱动力输出装置90仅包括发动机的情况下，发动机ECU按照从后述的行驶控制部130输入的信息来调整发动机的节气门开度、档级等，并输出用于使车辆行驶的行驶驱动力(转矩)。另外，在行驶驱动力输出装置90仅包括行驶用马达的情况下，马达ECU按照从行驶控制部130输入的信息来调整向行驶用马达施加的PWM信号的占空比，并输出上述的行驶驱动力。另外，在行驶驱动力输出装置90包括发动机及行驶用马达的情况下，发动机ECU及马达ECU这双方按照从行驶控制部130输入的信息而彼此协调地控制行驶驱动力。

转向装置92例如具备电动马达。电动马达例如使力作用于齿条-齿轮机构而变更转向轮的朝向。转向装置92按照从行驶控制部130输入的信息来驱动电动马达，变更转向轮的朝向。

制动装置94例如是具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸、使液压缸产生液压的电动马达、以及制动控制部的电动伺服制动装置。电动伺服制动装置的制动控制部按照从行驶控制部130输入的信息来控制电动马达，将与制动操作对应的制动转矩向各车轮输出。电动伺服制动装置可以具备将通过制动踏板的操作而产生的液压经由主液压缸向液压缸传递的机构来作为备用。需要说明的是，制动装置94不限于上述说明的电动伺服制动装置，也可以是电子控制式液压制动装置。电子控制式液压制动装置按照从行驶控制部130输入的信息来控制致动器，使主液压缸的液压向液压缸传递。另外，制动装置94也可以包括由能够包含于行驶驱动力输出装置90的行驶用马达实现的再生制动器。

[车辆控制装置]

以下，说明车辆控制装置100。车辆控制装置100例如具备自动驾驶控制部110、行驶控制部130、切换控制部140及存储部150。自动驾驶控制部110例如具备本车位置识别部112、外界识别部114、行动计划生成部116、轨道生成部118及速度生成部120。自动驾驶控制部110的各部分、行驶控制部130以及切换控制部140中的一部分或全部通过CPU(CentralProcessing Unit)等处理器执行程序来实现。另外，它们中的一部分或全部也可以通过LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等硬件来实现。另外，存储部150通过ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、闪存器等来实现。处理器执行的程序可以预先保存于存储部150，也可以经由车载互联网设备等从外部装置下载。另外，程序也可以通过将保存有该程序的可移动型存储介质装配于未图示的驱动装置而安装于存储部150。另外，车辆控制装置100也可以是通过多个计算机装置而分散化了的装置。

自动驾驶控制部110按照来自切换控制部140的指示，例如对驾驶模式A、驾驶模式B、驾驶模式C及驾驶模式D进行切换而进行控制。

·驾驶模式A是自动地控制本车辆M的加减速及转向的驾驶模式。

·驾驶模式B是自动地控制本车辆M的转向并基于对油门踏板70、制动踏板72等操作器件的操作来控制加减速的驾驶模式。

·驾驶模式C是自动地控制本车辆M的加减速并基于对转向盘74等操作器件的操作来控制转向的驾驶模式。

·驾驶模式D是基于对油门踏板70、制动踏板72等操作器件的操作来控制本车辆M的加减速并基于对转向盘74等操作器件的操作来控制转向的驾驶模式(手动驾驶模式)。

在驾驶模式D的实施时，自动驾驶控制部110停止动作，来自操作检测传感器的输入信号可以向行驶控制部130供给，也可以直接向行驶驱动力输出装置90、转向装置92或制动装置94供给。

驾驶模式A的自动驾驶的程度最高，驾驶模式D的自动驾驶的程度最低。驾驶模式B及驾驶模式C的自动驾驶的程度处于驾驶模式A与驾驶模式D之间。

自动驾驶控制部110的本车位置识别部112基于保存于存储部150的地图信息152、以及从探测器20、雷达30、相机40、导航装置50或车辆传感器60输入的信息，来识别本车辆M正行驶的车道(行驶车道)及本车辆M相对于行驶车道的相对位置。地图信息152例如是比导航装置50具有的导航地图精度高的地图信息，包括车道的中央的信息或车道的边界的信息等。更具体而言，地图信息152中包括道路信息、交通限制信息、住所信息(住所、邮政编码)、设施信息、电话号码信息等。道路信息中包括高速道路、收费道路、国道、都道府县道这样的表示道路的类别的信息、道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包括经度、纬度、高度的三维坐标)、车道的转弯的曲率、车道的汇合点及分支点的位置、设置于道路的标识等信息。交通限制信息中包括因施工、交通事故、拥堵等而车道被封锁这样的信息。

图3是表示由本车位置识别部112识别出本车辆M相对于行驶车道L1的相对位置的情形的图。本车位置识别部112例如识别本车辆M的基准点(例如重心)从行驶车道中央CL的偏离OS、以及本车辆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，来作为本车辆M相对于行驶车道L1的相对位置。需要说明的是，也可以代替于此，本车位置识别部112识别本车辆M的基准点相对于本车道L1的任一侧端部的位置等，来作为本车辆M相对于行驶车道的相对位置。

外界识别部114基于从探测器20、雷达30、相机40等输入的信息，来识别周边车辆的位置、速度、加速度等状态。本实施方式中的周边车辆是指在本车辆M的周边行驶且向与本车辆M相同的方向行驶的车辆。周边车辆的位置可以通过其他车辆的重心、角部等代表点表示，也可以通过由其他车辆的轮廓表现出的区域来表示。周边车辆的“状态”也可以基于上述各种设备的信息而包括周边车辆的加速度、是否正进行车道变更(或者是否要进行车道变更)。另外，外界识别部114除了识别周边车辆以外，还可以识别护栏、电线杆、驻车车辆、行人及其他的物体的位置。

行动计划生成部116设定自动驾驶的开始地点及/或自动驾驶的目的地。自动驾驶的开始地点可以是本车辆M的当前位置，也可以是被进行了指示自动驾驶的操作的地点。行动计划生成部116在该开始地点与自动驾驶的目的地之间的区间生成行动计划。需要说明的是，不限定于此，行动计划生成部116也可以针对任意的区间生成行动计划。

行动计划例如由顺次执行的多个事件构成。事件中例如包括使本车辆M减速的减速事件、使本车辆M加速的加速事件、使本车辆M以不脱离行驶车道的方式行驶的行车道保持事件、变更行驶车道的车道变更事件、使本车辆M赶超前行车辆的赶超事件、使本车辆M在分支点变更为所期望的车道或以不脱离当前的行驶车道的方式行驶的分支事件、使本车辆M在用于向主线汇合的汇合车道上加减速来变更行驶车道的汇合事件等。例如，在收费道路(例如高速道路等)上存在汇接点(分支点)的情况下，车辆控制装置100在第一自动驾驶模式或第二自动驾驶模式正被实施时，变更车道或维持车道，以使本车辆M向目的地的方向行进。因此，行动计划生成部116在参照地图信息152而判明为在路径上存在汇接点的情况下，设定在从当前的本车辆M的位置(坐标)到该汇接点的位置(坐标)之间用于将车道变更为能够向目的地的方向行进的所期望的车道的车道变更事件。需要说明的是，表示由行动计划生成部116生成的行动计划的信息作为行动计划信息156而保存于存储部150。

图4是表示针对某区间生成的行动计划的一例的图。如图所示，行动计划生成部116对在按照直至目的地的路径行驶的情况下产生的场景进行分类，以执行切合各个场景的事件的方式生成行动计划。需要说明的是，行动计划生成部116也可以根据本车辆M的状况变化而动态地变更行动计划。

行动计划生成部116例如也可以基于由外界识别部114识别出的外界的状态来变更(更新)生成的行动计划。通常，在车辆正行驶的期间，外界的状态不断变化。尤其是本车辆M在包含多个车道的道路上行驶的情况下，与其他车辆的距离间隔相对地变化。例如，在前方的车辆施加紧急制动而减速、或者在相邻的车道上行驶的车辆向本车辆M的前方插队过来的情况下，本车辆M需要在与前方的车辆的行为、相邻的车道的车辆的行为对应而适当变更速度、车道的同时进行行驶。因此，行动计划生成部116也可以根据上述那样的外界的状态变化来变更按控制区间设定的事件。

具体而言，行动计划生成部116在车辆行驶中由外界识别部114识别出的其他车辆的速度超过阈值、或者在与本车道相邻的车道上行驶的其他车辆的移动方向朝向本车道方向的情况下，变更在本车辆M预定行驶的驾驶区间设定的事件。例如，在事件设定为在行车道保持事件之后执行车道变更事件的情况下，在根据外界识别部114的识别结果而判明在该行车道保持事件中车辆从车道变更目的地的车道后方以阈值以上的速度行进过来时，行动计划生成部116将行车道保持事件的接下来的事件从车道变更向减速事件、行车道保持事件等变更。其结果是，车辆控制装置100在外界的状态发生了变化的情况下，也能够安全地使本车辆M自动行驶。

[行车道保持事件]

行动计划生成部116在实施行车道保持事件时，决定定速行驶、追随行驶、减速行驶、转弯行驶、障碍物躲避行驶等中的任一行驶形态。例如，行动计划生成部116在本车辆M的前方不存在其他车辆的情况下，将行驶形态决定为定速行驶。另外，行动计划生成部116在相对于前行车辆进行追随行驶那样的情况下，将行驶形态决定为追随行驶。另外，行动计划生成部116在由外界识别部114识别出前行车辆的减速的情况、实施停车、驻车等事件的情况下，将行驶形态决定为减速行驶。另外，行动计划生成部116在由外界识别部114识别出本车辆M来到弯路的情况下，将行驶形态决定为转弯行驶。另外，行动计划生成部116在由外界识别部114在本车辆M的前方识别出障碍物的情况下，将行驶形态决定为障碍物躲避行驶。

轨道生成部118基于由行动计划生成部116决定的行驶形态来生成轨道。轨道是指在本车辆M基于由行动计划生成部116决定的行驶形态进行行驶的情况下，每隔规定时间对设想到达的将来的目标位置进行采样而得到的点的集合(轨迹)。轨道生成部118至少基于由本车位置识别部112或外界识别部114识别出的存在于本车辆M的前方的对象OB的速度、以及本车辆M与对象OB的距离来算出本车辆M的目标速度。轨道生成部118基于算出的目标速度来生成轨道。对象OB包括前行车辆、汇合地点、分支地点、目标地点等地点、障碍物等物体等。

需要说明的是，生成包含速度要素(时刻要素)的多个轨道点的情况是实施驾驶模式A的情况，在驾驶模式B中，生成不包含速度要素(时刻要素)的轨迹或轨道点，并基于车辆乘客对操作器件的操作来控制在轨迹上行驶的速度。另外，在驾驶模式C中不生成轨道点或轨迹，基于定速行驶、追随行驶、减速行驶这样的行驶形态而自动地由速度生成部120仅决定速度。

以下，着眼于驾驶模式A，说明不特别考虑对象OB的存在的情况和考虑对象OB的存在的情况这双方的轨道的生成。图5是表示由轨道生成部118生成的轨道的一例的图。如图中(A)所示，例如，轨道生成部118以本车辆M的当前位置为基准，从当前时刻起每经过规定时间Δt将K(1)、K(2)、K(3)、…这样的将来的目标位置设定为本车辆M的轨道。以下，在不对这些目标位置进行区分的情况下，仅记作“目标位置K”。例如，目标位置K的个数根据目标时间T来决定。例如，轨道生成部118在目标时间T为5秒的情况下，在该5秒期间，每隔规定时间Δt(例如0.1秒)在行驶车道的中央线上设定目标位置K，并基于行驶形态来决定这多个目标位置K的配置间隔。轨道生成部118例如可以从地图信息152所包含的车道的宽度等信息中导出行驶车道的中央线，在地图信息152中预先包含中央线的位置的情况下，也可以从该地图信息152取得。

例如，在由上述的行动计划生成部116将行驶形态决定为定速行驶的情况下，如图中(A)所示，轨道生成部118以等间隔设定多个目标位置K来生成轨道。

另外，在由行动计划生成部116将行驶形态决定为减速行驶的情况(也包括在追随行驶中前行车辆减速了的情况)下，如图中(B)所示，轨道生成部118以如下方式生成轨道：越是到达的时刻较早的目标位置K，间隔越宽，越是到达的时刻较晚的目标位置K，间隔越窄。在该情况下，有时将前行车辆设定为对象OB、或将前行车辆以外的汇合地点、分支地点、目标地点等地点、障碍物等设定为对象OB。由此，距本车辆M的到达的时刻晚的目标位置K接近本车辆M的当前位置，因此后述的行驶控制部130使本车辆M减速。

另外，如图中(C)所示，在将行驶形态决定为转弯行驶的情况下，轨道生成部118例如根据道路的曲率将多个目标位置K一边变更相对于本车辆M的行进方向的横向位置(车道宽度方向的位置)一边进行配置来生成轨道。另外，如图中(D)所示，在本车辆M的前方的道路上存在人、停止车辆等障碍物OB的情况下，行动计划生成部116将行驶形态决定为障碍物躲避行驶。在该情况下，轨道生成部118以躲避该障碍物OB进行行驶的方式配置多个目标位置K来生成轨道。

[车道变更事件]

另外，在车道变更事件被实施的情况下，轨道生成部118进行目标位置的设定、车道变更可否判定、车道变更轨道生成、轨道评价这样的处理。另外，轨道生成部118在分支事件、汇合事件被实施的情况下也可以进行同样的处理。

图6是表示在车道变更事件被实施的情况下执行的处理的流程的一例的流程图。一边参照本图及图7一边对处理进行说明。

首先，轨道生成部118确定在与本车辆M行驶的车道(本车道)相邻的相邻车道且为车道变更目的地的相邻车道上行驶并在比本车辆M靠前方的位置行驶的车辆、以及在相邻车道上行驶并在比本车辆M靠后方的位置行驶的车辆，在这些车辆之间设定目标位置TA(步骤S100)。以下，将在相邻车道上行驶并在比本车辆M靠前方的位置行驶的车辆称作前方基准车辆，将在相邻车道上行驶且在比本车辆M靠后方的位置行驶的车辆称作后方基准车辆来进行说明。目标位置TA是基于本车辆M与前方基准车辆及后方基准车辆的位置关系得到的相对的位置。

图7是表示设定目标位置TA的情形的图。在图中，mA表示前行车辆，mB表示前方基准车辆，mC表示后方基准车辆。另外，箭头d表示本车辆M的行进(行驶)方向，L1表示本车道，L2表示相邻车道。在图7的例子的情况下，目标位置设定部122在相邻车道L2上且在前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间设定目标位置TA。

接着，轨道生成部118判定是否满足一次条件，该一次条件是用于判定是否能够向目标位置TA(即前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间)进行车道变更的条件(步骤S102)。

一次条件例如是在设置于相邻车道的禁止区域RA中周边车辆的一部分也不存在且本车辆M与前方基准车辆mB及后方基准车辆mC的TTC分别比阈值大的条件。在不满足一次条件的情况下，轨道生成部118使处理返回步骤S100，再次设定目标位置TA。此时，也可以是，待机到能够设定满足一次条件那样的目标位置TA的时机，或者在前方基准车辆mB之前或后方基准车辆mC之后设定目标位置TA，并进行用于向目标位置TA的侧方移动的速度控制。

如图7所示，轨道生成部118例如将本车辆M向车道变更目的地的车道L2投影，来设定在前后具有一些富余距离的禁止区域RA。禁止区域RA设定为从车道L2的横向的一端延伸到另一端的区域。

在禁止区域RA内不存在周边车辆的情况下，轨道生成部118例如设想使本车辆M的前端及后端向车道变更目的地的车道L2侧假想地延伸出的延伸线FM及延伸线RM。轨道生成部118算出延伸线FM与前方基准车辆mB的碰撞富余时间TTC(B)、以及延伸线RM与后方基准车辆mC的碰撞富余时间TTC(C)。碰撞富余时间TTC(B)是使延伸线FM与前方基准车辆mB的距离除以本车辆M与前方基准车辆mB的相对速度而导出的时间。碰撞富余时间TTC(C)是延伸线RM与后方基准车辆mC的距离除以本车辆M与后方基准车辆mC的相对速度而导出的时间。轨道生成部118在碰撞富余时间TTC(B)比阈值Th(B)大且碰撞富余时间TTC(C)比阈值Th(C)大的情况下，判定为满足一次条件。阈值Th(B)与阈值Th(C)可以是相同的值，也可以是不同的值。

在满足一次条件的情况下，轨道生成部118生成用于车道变更的轨道(步骤S104)。图8是表示生成用于车道变更的轨道的情形的图。例如，轨道生成部118假定为前行车辆mA、前方基准车辆mB及后方基准车辆mC以规定的速度模型行驶，并基于这三台车辆的速度模型和本车辆M的速度，以使本车辆M不与前行车辆mA干涉地在将来的某时刻位于前方基准车辆mB与后方基准车辆mC之间的方式生成轨道。例如，轨道生成部118使用样条曲线等多项式曲线从当前的本车辆M的位置平滑地连到将来的某时刻下的前方基准车辆mB的位置、或车道变更目的地的车道的中央且车道变更的结束地点，并在该曲线上以等间隔或不等间隔配置规定个数的目标位置K。此时，轨道生成部118以使目标位置K中的至少一个配置在目标位置TA内的方式生成轨道。

接着，轨道生成部118判定是否能够生成满足设定条件的轨道(步骤S106)。设定条件例如是指对于轨道点的各点而言加减速度、转向角、设想的横摆角速度等收敛于规定的范围内的条件。在能够生成满足设定条件的轨道的情况下，轨道生成部118将用于车道变更的轨道的信息向行驶控制部130输出，来实施车道变更(步骤S108)。另一方面，在不能生成满足设定条件的轨道的情况下，轨道生成部118使处理返回步骤S110。此时，也可以与在步骤S102中得到了否定的判定的情况同样，进行成为待机状态或者再次设定目标位置TA的处理。

速度生成部120在驾驶模式C被实施的情况下进行动作。速度生成部120基于定速行驶、追随行驶、减速行驶这样的行驶形态来生成速度。

[行驶控制]

行驶控制部130通过由控制切换部140进行的控制将驾驶模式设定为驾驶模式A～D中的任一个，并按照设定的驾驶模式来控制包括行驶驱动力输出装置90、转向装置92及制动装置94中的一部分或全部的控制对象。需要说明的是，行驶控制部130可以基于车辆传感器60的检测结果来适当调整所决定的控制量。

行驶控制部130在驾驶模式A被实施的情况下，对行驶驱动力输出装置90、转向装置92及制动装置94进行控制，以使本车辆M按照预定的时刻通过由轨道生成部118生成的轨道。

行驶控制部130在驾驶模式B被实施的情况下，对转向装置92进行控制，以使本车辆M沿着由轨道生成部118生成的轨迹行驶。

行驶控制部130在驾驶模式C被实施的情况下，对行驶驱动力输出装置90及制动装置94进行控制，以使本车辆M以由速度生成部120生成的速度行驶。

行驶控制部130在驾驶模式D被实施的情况下，例如将从操作检测传感器72输入的操作检测信号直接向行驶驱动力输出装置90、转向装置92及制动装置94输出。

[切换控制]

切换控制部140除了基于从切换开关80输入的驾驶模式指定信号来切换驾驶模式以外，还基于对操作器件指示加速、减速或转向的操作来切换驾驶模式。另外，切换控制部140在自动驾驶的目的地附近从驾驶模式A、B、C中的任一方切换为驾驶模式D。

以下，说明基于对操作器件操作的操作量而进行的驾驶模式的切换。作为原则，切换控制部140在驾驶模式A正被实施的情况下，在对油门踏板70或制动踏板72操作的操作量(油门开度或制动踩踏量)超过针对它们分别设置的阈值时，切换为驾驶模式B。

另外，切换控制部140在驾驶模式A正被实施的情况下，在对转向盘74操作的操作量(例如转向盘转向角的变化量、转向盘转向角自身、或者转向转矩)超过阈值时，切换为驾驶模式C。

另外，切换控制部140在驾驶模式A正被实施的情况下，在对油门踏板70或制动踏板72操作的操作量超过针对它们分别设置的阈值且对转向盘74操作的操作量超过阈值时，切换为驾驶模式D。

而且，切换控制部140在驾驶模式B正被实施的情况下，在对转向盘74操作的操作量超过阈值时，切换为驾驶模式D。

另外，切换控制部140在驾驶模式C正被实施的情况下，在对油门踏板70或制动踏板72操作的操作量超过针对它们分别设置的阈值时，切换为驾驶模式D。

切换控制部140在向自动驾驶的程度更大的驾驶模式切换的情况(从驾驶模式D向其他的驾驶模式切换、或者从驾驶模式B或驾驶模式C向驾驶模式A切换的情况)下，基于从切换开关80输入的驾驶模式指定信号来进行该切换。另外，若在基于油门踏板70的操作而从驾驶模式A切换为驾驶模式B之后，在规定时间的期间不存在油门踏板70及制动踏板72的操作，则也可以进行恢复为驾驶模式A这样的控制(对其他的驾驶模式的组合也同样)。图9是表示以上说明的切换控制部140的状态变化的状态转变图。

在此，在从驾驶模式A切换为驾驶模式B的情况下，从使用了轨道点的速度和转向的自动控制切换为仅用于在轨迹上行驶的转向的自动控制。在进行车道变更事件这样的精密的控制的场景下进行该切换时，车辆乘客能够自由地变更速度，例如成为在图6的步骤S106中说明的判定处理的前提的将来的速度失去意义，因此不能维持控制的连续性，控制可能变得不稳定。

因此，在车道变更事件正被实施的期间，切换控制部140禁止基于对油门踏板70操作的操作量而进行的从驾驶模式A向驾驶模式B的切换。此处的车道变更事件可以包括分支事件、汇合事件，也可以不包括分支事件、汇合事件。需要说明的是，即便在车道变更事件正被实施的期间，切换控制部140也执行基于对制动踏板72操作的操作量而进行的从驾驶模式A向驾驶模式B的切换。这是为了使基于车辆乘客的意愿的紧急制动操作优先。另外，即便在车道变更事件正被实施的期间，切换控制部140也执行基于对转向盘74操作的操作量而进行的从驾驶模式A向驾驶模式C的切换。这是为了使基于车辆乘客的意愿的转向进行的躲避行动优先。

而且，在车道变更事件正被实施的期间，切换控制部140禁止基于油门踏板70的操作量和转向盘74的操作量而进行的从驾驶模式A向驾驶模式D的切换。需要说明的是，即便在车道变更事件正被实施的期间，切换控制部140也执行基于对制动踏板72操作的操作量和转向盘74的操作量而进行的从驾驶模式A向驾驶模式D的切换。其意义与上述同样。

图10是表示由切换控制部140执行的处理的流程的一例的图。本流程图的处理在驾驶模式A正被实施的期间反复执行。

首先，切换控制部140判定实施中的事件是否为车道变更事件(步骤S200)。在实施中的事件不是车道变更事件的情况下，切换控制部140进行步骤S202～S212的处理。切换控制部140判定油门踏板70或制动踏板72的操作量是否超过阈值(步骤S202)。需要说明的是，在图中，简单地记作“是否存在操作？”(对于图10的其他的步骤以及图11也同样)。在油门踏板70或制动踏板的操作量超过阈值的情况下，切换控制部140切换为驾驶模式B(步骤S204)，并结束本流程图的处理。

在步骤S202中得到否定的判定的情况下，切换控制部140判定转向盘74的操作量是否超过阈值(步骤S206)。在转向盘74的操作量超过阈值的情况下，切换控制部140切换为驾驶模式C(步骤S208)，并结束本流程图的处理。

在步骤S206中得到否定的判定的情况下，切换控制部140判定油门踏板70或制动踏板72、以及转向盘74的操作量是否分别超过阈值(步骤S210)。在油门踏板70或制动踏板72、以及转向盘74的操作量分别超过阈值的情况下，切换控制部140切换为驾驶模式D(步骤S212)，并结束本流程图的处理。

另一方面，在实施中的事件为车道变更事件的情况下，切换控制部140进行步骤S214～S224的处理。切换控制部140判定制动踏板72的操作量是否超过阈值(步骤S214)。在制动踏板72的操作量超过阈值的情况下，切换控制部140切换为驾驶模式B(步骤S216)，并结束本流程图的处理。

在步骤S214中得到否定的判定的情况下，切换控制部140判定转向盘74的操作量是否超过阈值(步骤S218)。在转向盘74的操作量超过阈值的情况下，切换控制部140切换为驾驶模式C(步骤S220)，并结束本流程图的处理。

在步骤S218中得到否定的判定的情况下，切换控制部140判定制动踏板72及转向盘74的操作量是否分别超过阈值(步骤S222)。在制动踏板72及转向盘74的操作量分别超过阈值的情况下，切换控制部140切换为驾驶模式D(步骤S224)，并结束本流程图的处理。

在图10的例子中，在车道变更事件正被实施的期间，禁止基于油门踏板70或制动踏板72、以及转向盘74的操作进行的从驾驶模式A向驾驶模式D的切换，但也可以允许该切换。即，可以禁止仅油门踏板70被操作了的情况下的从驾驶模式A向驾驶模式B的切换，但允许除了油门踏板70以外转向盘74也被操作了的情况下的从驾驶模式A向驾驶模式D的切换。在该情况下，使图10中的步骤S222的判定处理与步骤S210相同即可。

在以上说明的第一实施方式中，也可以不实施驾驶模式C而仅实施驾驶模式A、B、D。在该情况下，省略图10中的步骤S206、S208、S218、S220的处理。

另外，在第一实施方式中，在车道变更事件的实施时，限制基于对操作器件的操作而进行的驾驶模式的切换，但在车道变更事件的实施时，可以同样也限制基于切换开关80的操作而进行的驾驶模式的切换。

根据以上说明的第一实施方式中的车辆控制装置100、车辆控制方法及车辆控制程序，具备：自动驾驶控制部110，其自动地控制本车辆M的至少转向，以使本车辆M沿着直至目的地的路径行驶；以及切换控制部，其基于对供车辆乘客进行操作的操作器件(70、72、74)进行的操作，来在包括第一驾驶模式(驾驶模式A)和与第一驾驶模式相比自动驾驶的程度低的第二驾驶模式(驾驶模式B或驾驶模式D)的多个驾驶模式中切换本车辆M的驾驶模式，且所述切换控制部140在由自动驾驶控制部110实施车道变更事件的情况下，禁止基于对操作器件指示本车辆的加速的操作(例如对油门踏板70的操作)而进行的从第一驾驶模式向第二驾驶模式的切换，由此能够维持控制的连续性。

<第二实施方式>

以下，说明第二实施方式。在第一实施方式中，本车辆M在驾驶模式A、B、C、D之间切换驾驶模式，但在第二实施方式中，本车辆M在自动驾驶模式与手动驾驶模式之间切换驾驶模式。自动驾驶模式是自动地控制本车辆M的加减速及转向的驾驶模式，相当于第一实施方式中的驾驶模式A。手动驾驶模式是基于对油门踏板70、制动踏板72等的操作来控制本车辆M的加减速且基于对转向盘74等的操作来控制转向的驾驶模式，相当于第一实施方式中的驾驶模式D。

在自动驾驶模式正被实施的情况下，在对油门踏板70或制动踏板72操作的操作量(油门开度或制动踩踏量)超过针对它们分别设置的阈值时、或者对转向盘74操作的操作量(例如转向盘转向角的变化量、转向盘转向角自身、或者转向转矩)超过阈值时，第二实施方式中的切换控制部140切换为手动驾驶模式。

第二实施方式中的切换控制部140在从手动驾驶模式向自动驾驶模式切换的情况下，例如基于从切换开关80输入的驾驶模式指定信号来进行该切换。另外，若在从自动驾驶模式切换为手动驾驶模式之后在规定时间的期间不存在油门踏板70、制动踏板72及转向盘74的操作，则也可以进行恢复为自动驾驶模式这样的控制。

而且，第二实施方式中的切换控制部140在车道变更事件正被实施的期间，禁止基于对油门踏板70操作的操作量而进行的从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换。由此，与第一实施方式同样，能够维持控制的连续性。

图11是表示由第二实施方式的切换控制部140执行的处理的流程的一例的图。本流程图的处理在自动驾驶模式正被实施的期间反复执行。

首先，切换控制部140判定实施中的事件是否为车道变更事件(步骤S300)。在实施中的事件不是车道变更事件的情况下，切换控制部140判定油门踏板70、制动踏板72或转向盘74的操作量是否超过阈值(步骤S302)。在油门踏板70、制动踏板72或转向盘74的操作量超过阈值的情况下，切换控制部140切换为手动驾驶模式(步骤S304)，并结束本流程图的处理。

另一方面，在实施中的事件为车道变更事件的情况下，切换控制部140判定制动踏板72或转向盘74的操作量是否超过阈值(步骤S306)。在制动踏板72或转向盘74的操作量超过阈值的情况下，切换控制部140切换为手动驾驶模式(步骤S308)，并结束本流程图的处理。

根据以上说明的第二实施方式，与第一实施方式同样，能够维持控制的连续性。

以上，使用实施方式说明了本发明的具体实施方式，但本发明丝毫不被这样的实施方式限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。

符号说明：

20…探测器、30…雷达、40…相机、50…导航装置、60…车辆传感器、62…显示部、64…扬声器、66…开关部、70…油门踏板、71…油门开度传感器、72…制动踏板、73…制动踩踏量传感器、74…转向盘、75…转向盘转向角传感器、80…切换开关、90…行驶驱动力输出装置、92…转向装置、94…制动装置、100…车辆控制装置、110…自动驾驶控制部、112…本车位置识别部、114…外界识别部、116…行动计划生成部、118…轨道生成部、120…速度生成部、130…行驶控制部、140…控制切换部、150…存储部、M…本车辆。

Claims (7)

1.一种车辆控制装置，其中，

所述车辆控制装置具备：

自动驾驶控制部，其自动地控制本车辆的至少转向，以使本车辆沿着直至目的地的路径行驶；以及

切换控制部，其基于对供车辆乘客进行操作的操作器件进行的操作，来在包括第一驾驶模式和与所述第一驾驶模式相比自动驾驶的程度低的第二驾驶模式的多个驾驶模式中切换所述本车辆的驾驶模式，且所述切换控制部在由所述自动驾驶控制部执行自动地进行车道变更的控制的情况下，禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中，

所述第一驾驶模式是自动地控制所述本车辆的加减速和转向这双方的驾驶模式，

所述第二驾驶模式是自动地控制所述本车辆的转向且基于对所述操作器件的操作来控制加减速的驾驶模式。

3.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中，

所述第一驾驶模式是自动地控制所述本车辆的加减速和转向这双方的驾驶模式，

所述第二驾驶模式是基于所述车辆乘客对所述操作器件的操作来控制所述本车辆的加减速和转向这双方的驾驶模式。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆控制装置，其中，

所述切换控制部在未由所述自动驾驶控制部执行自动地进行车道变更的控制的情况下，基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作，来将所述本车辆的驾驶模式从所述第一驾驶模式切换为所述第二驾驶模式。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆控制装置，其中，

所述切换控制部在由所述自动驾驶控制部执行自动地进行车道变更的控制的情况下，不禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的减速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。

6.一种车辆控制方法，其中，

所述车辆控制方法使车载计算机进行如下处理：

自动地控制本车辆的至少转向，以使本车辆沿着直至目的地的路径行驶；

基于对供车辆乘客进行操作的操作器件进行的操作，来在包括第一驾驶模式和与所述第一驾驶模式相比自动驾驶的程度低的第二驾驶模式的多个驾驶模式中切换所述本车辆的驾驶模式；以及

在通过自动地控制所述本车辆的至少转向来执行自动地进行车道变更的控制的情况下，禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。

7.一种车辆控制程序，其中，

所述车辆控制程序使车载计算机进行如下处理：

自动地控制本车辆的至少转向，以使本车辆沿着直至目的地的路径行驶；

基于对供车辆乘客进行操作的操作器件进行的操作，来在包括第一驾驶模式和与所述第一驾驶模式相比自动驾驶的程度低的第二驾驶模式的多个驾驶模式中切换所述本车辆的驾驶模式；以及

在通过自动地控制所述本车辆的至少转向来执行自动地进行车道变更的控制的情况下，禁止基于对所述操作器件指示所述本车辆的加速的操作而进行的从所述第一驾驶模式向所述第二驾驶模式的切换。