JP2017146819A - 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】自動運転から手動運転への適切な切り替え制御を行うこと。【解決手段】車両制御装置において、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、前記目的地までの自車両の行動計画を生成する行動計画生成部と、行動計画に基づき、前記自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する第1の運転モードを実施する自動運転制御部と、前記第1の運転モードが実施されているときに操作デバイスに対し、前記車両乗員が前記自車両の操作を行った場合に、前記第1の運転モードに比して自動運転の度合が低い第2の運転モードへの移行を前記自動運転制御部に指示するハンドオーバ制御部と、前記車両乗員の前記自車両の操作により実現される前記自車両の推定軌道を生成し、前記行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反する場合に、前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を抑制する抑制制御部と、を備える。【選択図】図2

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。
近年、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術(以下、「自動運転」という)についての研究が進められている。これに関連して、自車と前方車両等の障害物との距離を検出し、その検出と自車速とにより危険な距離を算出し、障害物との距離が危険距離となった時に警報を発する車両において、危険距離になったときに、自動的に車両にブレーキをかける技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平7−242164号公報
自動運転から手動運転への移行制御時においては、車両乗員による操作をトリガーとすることが想定される。しかしながら、従来の技術では、適切でない切り替えが行われる場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、自動運転から手動運転への適切な切り替えを行うことができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。
請求項1に記載の発明は、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、前記目的地までの自車両の行動計画を生成する行動計画生成部(116)と、前記行動計画生成部により生成された行動計画に基づき、前記自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する第1の運転モードを実施する自動運転制御部(110)と、前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイス(70、72、74)と、前記自動運転制御部により前記第1の運転モードが実施されているときに前記操作デバイスに対し、前記車両乗員が前記自車両の加減速および前記操舵の一方または双方を指示する操作を行った場合に、前記第1の運転モードに比して自動運転の度合が低い第2の運転モードへの移行を前記自動運転制御部に指示するハンドオーバ制御部(132)と、前記車両乗員の前記自車両の加減速および操舵の一方または双方の操作により実現される前記自車両の推定軌道を生成し、前記行動計画生成部により生成された行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反する場合に、前記ハンドオーバ制御部による前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を抑制する抑制制御部(134)と、を備える車両制御システム(1)である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両制御システムにおいて、前記行動計画とは、少なくとも車線変更をするか否かで分類される。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の車両制御システムにおいて、前記行動計画生成部により決定された走行態様に基づいて、前記自車両の将来の目標軌道を生成する軌道生成部(118)を更に備え、前記抑制制御部は、前記軌道生成部により生成された目標軌道と、前記生成した推定軌道とに基づいて、前記行動計画生成部により生成された行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反するか否かを判定するものである。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の車両制御システムにおいて、前記軌道生成部は、前記自車両が到達することが想定される将来の目標位置を所定時間ごとにサンプリングした目標軌道を生成し、前記抑制制御部は、前記軌道生成部により生成された所定時間ごとの目標位置と、前記自車両の車両乗員の手動による前記自車両の加減速または操舵の一方の操作により推定される所定時間ごとの推定位置との時間ごとの偏差を算出し、前記算出した偏差に基づく値と閾値との比較に基づいて、前記行動計画と前記推定軌道とが相反するか否かを判定するものである。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の車両制御システムにおいて、前記抑制制御部は、前記行動計画と前記推定軌道とが相反すると判定された場合であっても、前記偏差に基づく値が上限閾値を超える場合には、前記第2の運転モードへの移行における前記自車両の抑制を行わないものである。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の車両制御システムにおいて、前記抑制制御部は、前記偏差に基づく値が下限閾値以下である場合、前記ハンドオーバ制御部による前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を実施しないものである。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の車両制御システムにおいて、前記抑制制御部は、前記下限閾値より大きく、且つ前記上限閾値以下である場合、前記操作デバイスに対して操作反力を与えて、前記車両乗員による操作を抑制する制御を行うものである。
請求項8に記載の発明は、請求項6または7に記載の車両制御システムにおいて、情報を出力する出力部(82)を更に備え、前記抑制制御部は、前記下限閾値より大きく、且つ前記上限閾値以下である場合、前記操作デバイスによる操作を抑制しつつ、操作内容が抑制されていることを示す情報を前記出力部に出力させるものである。
請求項9に記載の発明は、車載コンピュータが、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、前記目的地までの自車両の行動計画を生成し、生成された行動計画に基づき、前記自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する第1の運転モードを実施し、前記第1の運転モードが実施されているときに前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスに対し、前記車両乗員が前記自車両の加減速および前記操舵の一方または双方を指示する操作を行った場合に、前記第1の運転モードに比して自動運転の度合が低い第2の運転モードへの移行を自動運転制御部に指示し、前記車両乗員の前記自車両の加減速および操舵の一方または双方の操作により実現される前記自車両の推定軌道を生成し、前記行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反する場合に、前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を抑制する、車両制御方法である。
請求項10に記載の発明は、車載コンピュータに、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、前記目的地までの自車両の行動計画を生成し、生成された行動計画に基づき、前記自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する第1の運転モードを実施し、前記第1の運転モードが実施されているときに前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスに対し、前記車両乗員が前記自車両の加減速および前記操舵の一方または双方を指示する操作を行った場合に、前記第1の運転モードに比して自動運転の度合が低い第2の運転モードへの移行を自動運転制御部に指示し、前記車両乗員の前記自車両の加減速および操舵の一方または双方の操作により実現される前記自車両の推定軌道を生成し、前記行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反する場合に、前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を抑制する、処理を実行させるための車両制御プログラムである。
請求項1、9、および10に記載の発明によれば、車両制御システムは、自車両の車両乗員による適切でない手動運転が行われる場合に、手動運転への切り替えを抑制することで、自動運転から手動運転への適切な切り替え制御を行うことができる。
請求項2に記載の発明によれば、車両制御システムは、車線変更という行動計画を否定する軌道を、行動計画と相反する軌道として判定することができる。すなわち、車線変更を自動的に行う場合には、制御の連続性に対する要求が高いため、そのような要求にも対応した適切な切り替え制御を行うことができる。
請求項3に記載の発明によれば、車両制御システムは、目標軌道と、前記生成した推定軌道と、推定軌道とを比較することで、行動計画と推定軌道とが相反するか否かを適切に判定することができる。
請求項5に記載の発明によれば、車両制御システムは、手動操作により自車両Mを走行させたいという車両乗員の意図があると考えられるため、その意図を尊重して、車両乗員の操作内容を優先させた走行制御を実現することができる。
請求項6に記載の発明によれば、車両制御システムは、偏差に差がない場合に、第1の運転モードから第2の運転モードへの移行を実施しないため、システムにおける運転制御に対する負荷を軽減し、効率化を図ることができる。
請求項7に記載の発明によれば、車両制御システムは、操作デバイスに対して操作反力を与えることで、操作が抑制されていることを適切に車両乗員に認識させることができる。
請求項8に記載の発明によれば、車両制御システムは、出力部による通知により車両乗員に対して、自らが行っている手動操作が抑制されていることを認識させることができるため、車両乗員に手動操作時における違和感を与えることなく、適切な運転制御を行うことができる。
本実施形態に係る車両制御システムが搭載される車両の構成要素を示す図である。 本実施形態に係る車両制御システム1の機能構成図である。 自車位置認識部112により走行車線L1に対する自車両Mの相対位置が認識される様子を示す図である。 ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。 軌道生成部118により生成される軌道の一例を示す図である。 ターゲット位置TAが設定される様子を示す図である。 車線変更のための軌道が生成される様子を示す図である。 操舵に対する操作抑制例を示す図である。 自動運転中における偏差量と操舵角との関係に対する抑制制御の様子を説明するための図である。 アクセルペダルの操作に対する速度の抑制例を示す図である。 本実施形態に係る切替制御処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
[車両構成]
図1は、本実施形態に係る車両制御システムが搭載される車両(以下、「自車両M」という)の構成要素を示す図である。車両制御システムに含まれる車両制御装置100が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、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の電池により放電される電力を使用して駆動される。
図1に示すように、自車両Mには、ファインダ20−1から20−7、レーダ30−1から30−6、およびカメラ40等のセンサと、ナビゲーション装置50と、車両制御装置100とが搭載される。ファインダ20−1から20−7は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するLIDAR(Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging)である。例えば、ファインダ20−1は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ20−2および20−3は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ20−4は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ20−5および20−6は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ20−1から20−6は、例えば、水平方向に関して150度程度の検出領域を有している。また、ファインダ20−7は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ20−7は、例えば、水平方向に関して360度の検出領域を有している。
上述したレーダ30−1および30−4は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ30−2、30−3、30−5、30−6は、レーダ30−1および30−4よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。以下、ファインダ20−1から20−7を特段区別しない場合は、単に「ファインダ20」と記載し、レーダ30−1から30−6を特段区別しない場合は、単に「レーダ30」と記載する。レーダ30は、例えば、FM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式等によって、自車両Mの周囲の物体(例えば、周辺車両(他車両)、障害物等)の有無や、物体までの距離、相対速度等を検出する。
カメラ40は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ40は、フロントウィンドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ40は、例えば周期的に繰り返し自車両Mの前方を撮像する。
なお、図1に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
[機能構成]
図2は、本実施形態に係る車両制御システム1の機能構成図である。車両制御システム1は、ファインダ20、レーダ30、およびカメラ40の他、ナビゲーション装置50と、車両センサ60と、アクセルペダル70、ブレーキペダル72、およびステアリングホイール74等の操作デバイスと、アクセル開度センサ71、ブレーキ踏量センサ(ブレーキスイッチ)73、および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等の操作検出センサと、切替スイッチ80と、報知装置(出力部)82と、走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、ブレーキ装置94と、車両制御装置100とを含む。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、例示した操作デバイスについてはあくまで一例であり、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、GUI(Graphical User Interface)スイッチ等が自車両Mに搭載されても構わない。
ナビゲーション装置50は、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機や地図情報(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50は、GNSS受信機によって自車両M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50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。自車両Mの位置は、車両センサ60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50は、車両制御装置100が手動運転モードを実行している際に、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、自車両Mの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置50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50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。
車両センサ60は、車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。
操作検出センサは、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、ステアリング操舵角を車両制御装置100に出力する。なお、これに代えて、運転モードによっては操作検出センサの検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、またはブレーキ装置94に出力されてもよい。
切替スイッチ80は、車両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、車両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、自動運転モード(第1の運転モード)、手動運転モード(第2の運転モード)の切り替えを行う。例えば、切替スイッチ80は、車両乗員の操作内容から、自車両Mの運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、切替制御部130に出力する。
報知装置82は、情報を出力可能な種々の装置である。報知装置82は、例えば自車両Mの車両乗員に、手動運転モードから手動運転モード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、および発光装置等のうち少なくとも1つが用いられる。
走行駆動力出力装置90は、例えば、自車両Mが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジンおよびエンジンを制御するエンジンECU(Electronic Control Unit)を備え、自車両Mが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータECUを備え、自車両Mがハイブリッド自動車である場合、エンジンおよびエンジンECUと走行用モータおよびモータECUを備える。走行駆動力出力装置90がエンジンのみを含む場合、エンジンECUは、後述する走行制御部120から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整し、車両が走行するための走行駆動力(トルク)を出力する。また、走行駆動力出力装置90が走行用モータのみを含む場合、モータECUは、走行制御部120から入力される情報に従って、走行用モータに与えるPWM信号のデューティ比を調整し、上述した走行駆動力を出力する。また、走行駆動力出力装置90がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンECUおよびモータECUの双方は、走行制御部120から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。
ステアリング装置92は、例えば、電動モータを備える。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、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(制動力出力装置)が各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダル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。また、ブレーキ装置94は、走行駆動力出力装置90に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。
[車両制御装置]
以下、車両制御装置100について説明する。車両制御装置100は、例えば、自動運転制御部110と、走行制御部120と、切替制御部130と、記憶部140とを備える。自動運転制御部110は、例えば、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、軌道生成部118とを備える。自動運転制御部110の各部、走行制御部120、および切替制御部130のうち一部または全部は、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、自車両M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。
自動運転制御部110は、切替制御部130からの指示に従い、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、自車両Mの加減速および操舵を自動的に制御する運転モード(自動運転モード)や、自車両M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操作に基づいて制御する運転モード(手動運転モード)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、自車両M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操作に基づいて制御する運転モード(半自動運転モード)を含んでいてもよい。
例えば、第1の運転モードが自動運転モードである場合、第2の運転モードは手動運転モードであってもよいし、半自動運転モードであってもよい。第1の運転モードが半自動運転モードである場合、第2の運転モードは手動運転モードである。つまり、第2の運転モードは、第1の運転モードに比して自動運転の度合が低い。以下の説明では、第1の運転モードが自動運転モードであり、第2の運転モードが手動運転モードであるものとして説明する。なお、手動運転モードの実施時においては、自動運転制御部110は動作を停止し、操作検出センサからの入力信号が走行制御部120に供給されるようにしてもよいし、直接的に走行駆動力出力装置90、ステアリング装置92、またはブレーキ装置94に供給されてもよい。
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、軌道生成部118とを有する。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、ファインダ20、レーダ30、カメラ40、ナビゲーション装置50、または車両センサ60から入力される情報とに基づいて、自車両Mが走行している車線(走行車線)、および、走行車線に対する自車両Mの相対位置を認識する。地図情報142は、例えば、ナビゲーション装置50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。
図3は、自車位置認識部112により走行車線L1に対する自車両Mの相対位置が認識される様子を示す図である。自車位置認識部112は、例えば、自車両Mの基準点(例えば重心)の走行車線中央CLからの乖離OS、および自車両Mの進行方向の走行車線中央CLを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線L1に対する自車両M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L1の何れかの側端部に対する自車両Mの基準点の位置等を、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。
外界認識部114は、ファインダ20、レーダ30、カメラ40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、自車両Mの周辺を走行する車両であって、自車両Mと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、車両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、自車両Mの現在位置であってもよいし、車両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は、その開始地点と終了予定地点の間の区間や、開始地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限定されるものではなく、行動計画生成部116は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。
行動計画は、例えば、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、自車両Mを減速させる減速イベントや、自車両M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自車両M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、自車両M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自車両M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自車両M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。例えば、有料道路(例えば高速道路等)においてジャンクション(分岐点)が存在する場合、車両制御装置100は、自車両Mを目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする。従って、行動計画生成部116は、地図情報142を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の自車両Mの位置(座標)から当該ジャンクションの位置(座標)までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部116によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報146として記憶部140に格納される。
図4は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図4に示すように、行動計画生成部116は、目的地までの経路に従って走行した場合に生じる場面を分類し、個々の場面に即したイベントが実行されるように行動計画を生成する。なお、行動計画生成部116は、自車両Mの状況変化に応じて動的に行動計画を変更してもよい。
行動計画生成部116は、例えば、生成した行動計画を、外界認識部114によって認識された外界の状態に基づいて変更(更新)してもよい。一般的に、車両が走行している間、外界の状態は絶えず変化する。特に、複数の車線を含む道路を自車両Mが走行する場合、周辺車両との距離間隔は相対的に変化する。例えば、前方の車両が急ブレーキを掛けて減速したり、隣の車線を走行する車両が自車両Mの前方に割り込んで来たりする場合、自車両Mは、前方の車両の挙動や、隣接する車線の車両の挙動に合わせて速度や車線を適宜変更しつつ走行する必要がある。従って、行動計画生成部116は、上述したような外界の状態変化に応じて、制御区間ごとに設定したイベントを変更してもよい。
具体的には、行動計画生成部116は、車両走行中に外界認識部114によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Mが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部114の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部116は、レーンキープイベントの次のイベントを車線変更から減速イベントやレーンキープイベント等に変更する。この結果、車両制御装置100は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Mを自動走行させることができる。
[レーンキープイベント]
行動計画生成部116は、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行等のうち何れかの走行態様を決定する。例えば、行動計画生成部116は、自車両Mの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、行動計画生成部116は、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、行動計画生成部116は、外界認識部114により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車等のイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、行動計画生成部116は、外界認識部114により自車両Mがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、行動計画生成部116は、外界認識部114により自車両Mの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。
軌道生成部118は、行動計画生成部116により決定された走行態様に基づいて、自車両Mの将来の目標軌道を生成する。また、軌道生成部118は、生成した軌道を走行制御部120および切替制御部130に出力する。軌道とは、自車両Mが行動計画生成部116により決定された走行態様に基づいて走行する場合に、到達することが想定される将来の目標位置を、所定時間ごとにサンプリングした点の集合(軌跡)である。軌道生成部118は、少なくとも、自車位置認識部112または外界認識部114により認識された自車両Mの前方に存在する対象物体の速度、および自車両Mと対象物体との距離に基づいて自車両Mの目標速度を算出する。軌道生成部118は、算出した目標速度に基づいて軌道を生成する。対象物体とは、前走車両や、合流地点、分岐地点、目標地点等の地点、障害物等の物体等を含む。
以下、自動運転モードに着目し、特に対象物体の存在を考慮しない場合と、考慮する場合との双方における軌道の生成について説明する。図5は、軌道生成部118により生成される軌道の一例を示す図である。図5(A)に示すように、例えば、軌道生成部118は、自車両Mの現在位置を基準に、現時刻から所定時間Δt経過するごとに、K(1)、K(2)、K(3)、…といった将来の目標位置を自車両Mの軌道(目標軌道)として設定する。以下、これら目標位置を特段区別しない場合、単に「目標位置K」と表記する。例えば、目標位置Kの個数は、目標時間Tに応じて決定される。例えば、軌道生成部118は、目標時間Tを5秒とした場合、この5秒間において、所定時間Δt(例えば0.1秒)刻みで目標位置Kを走行車線の中央線上に設定し、これら複数の目標位置Kの配置間隔を走行態様に基づいて決定する。軌道生成部118は、例えば、走行車線の中央線を、地図情報142に含まれる車線の幅員等の情報から導出してもよいし、予め地図情報142に中央線の位置が含まれている場合に、この地図情報142から取得してもよい。
例えば、上述した行動計画生成部116により走行態様が定速走行に決定された場合、軌道生成部118は、図5(A)に示すように、等間隔で複数の目標位置Kを設定して軌道を生成する。
また、行動計画生成部116により走行態様が減速走行に決定された場合(追従走行において前走車両が減速した場合も含む)、軌道生成部118は、図5(B)に示すように、到達する時刻がより早い目標位置Kほど間隔を広くし、到達する時刻がより遅い目標位置Kほど間隔を狭くして軌道を生成する。この場合において、前走車両が対象OBに設定されたり、前走車両以外の合流地点や、分岐地点、目標地点等の地点、障害物等が対象OBに設定されたりすることがある。これにより、自車両Mからの到達する時刻が遅い目標位置Kが自車両Mの現在位置と近づくため、後述する走行制御部120が自車両Mを減速させることになる。
また、図5(C)に示すように、走行態様がカーブ走行に決定された場合、軌道生成部118は、例えば、道路の曲率に応じて、複数の目標位置Kを自車両Mの進行方向に対する横位置(車線幅方向の位置)を変更しながら配置して軌道を生成する。また、図5(D)に示すように、自車両Mの前方の道路上に人間や停止車両等の障害物が存在する場合、行動計画生成部116は、走行態様を障害物回避走行に決定する。この場合、軌道生成部118は、この障害物(対象OB)を回避して走行するように、複数の目標位置Kを配置して軌道を生成する。
[車線変更イベント]
次に、車線変更イベントについて説明する。軌道生成部118は、自車両Mが走行する車線(自車線)に対して隣接する隣接車線であって、車線変更先の隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも前方を走行する車両と、隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも後方を走行する車両とを特定し、これら車両の間にターゲット位置TAを設定する。以下、隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも前方を走行する車両を、前方基準車両と称し、隣接車線を走行し、且つ自車両Mよりも後方を走行する車両を、後方基準車両と称して説明する。ターゲット位置TAは、自車両Mと前方基準車両および後方基準車両との位置関係に基づく相対的な位置である。
図6は、ターゲット位置TAが設定される様子を示す図である。図中、mAは前走車両を表し、mBは前方基準車両を表し、mCは後方基準車両を表している。また、矢印dは自車両Mの進行(走行)方向を表し、L1は自車線を表し、L2は隣接車線を表している。図6の例の場合、軌道生成部118は、隣接車線L2上において、前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間にターゲット位置TAを設定する。
次に、軌道生成部118は、ターゲット位置TAに(すなわち前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間に)車線変更が可能か否かを判定する。例えば、隣接車線に設けた禁止領域RAに周辺車両が一部でも存在せず、且つ、自車両Mと、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCとのTTCがそれぞれ閾値よりも大きい場合に、車線変更が可能であると判定する。車線変更が可能でないと判定された場合、軌道生成部118は、ターゲット位置TAを再設定する。この際に、車線変更が可能となる条件を満たすようなターゲット位置TAが設定できるタイミングまで待機したり、或いは前方基準車両mBの前、または後方基準車両mCの後ろにターゲット位置TAを設定し、ターゲット位置TAの側方に移動するための速度制御が行われてもよい。
図6に示すように、軌道生成部118は、例えば、自車両Mを車線変更先の車線L2に射影し、前後に若干の余裕距離を持たせた禁止領域RAを設定する。禁止領域RAは、車線L2の横方向の一端から他端まで延在する領域として設定される。
禁止領域RA内に周辺車両が存在しない場合、軌道生成部118は、例えば、自車両Mの前端および後端を車線変更先の車線L2側に仮想的に延出させた延出線FMおよび延出線RMを想定する。軌道生成部118は、延出線FMと前方基準車両mBの衝突余裕時間TTC(B)、および延出線RMと後方基準車両mCの後方基準車両TTC(C)を算出する。衝突余裕時間TTC(B)は、延出線FMと前方基準車両mBとの距離を、自車両Mおよび前方基準車両mBの相対速度で除算することで導出される時間である。衝突余裕時間TTC(C)は、延出線RMと後方基準車両mCとの距離を、自車両Mおよび前方基準車両mCの相対速度で除算することで導出される時間である。軌道生成部118は、衝突余裕時間TTC(B)が閾値Th(B)よりも大きく、且つ衝突余裕時間TTC(C)が閾値Th(C)よりも大きい場合に、車線変更が可能であると判定する。閾値Th(B)とTh(C)は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
車線変更が可能であると判定された場合、軌道生成部118は、車線変更のための軌道を生成する。図7は、車線変更のための軌道が生成される様子を示す図である。例えば、軌道生成部118は、前走車両mA、前方基準車両mBおよび後方基準車両mCが所定の速度モデルで走行するものと仮定し、これら3台の車両の速度モデルと自車両Mの速度とに基づいて、自車両Mが前走車両mAと干渉せずに、将来のある時刻において前方基準車両mBと後方基準車両mCとの間に位置するように軌道を生成する。例えば、軌道生成部118は、現在の自車両Mの位置から、将来のある時刻における前方基準車両mBの位置や、車線変更先の車線の中央、且つ車線変更の終了地点までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて滑らかに繋ぎ、この曲線上に等間隔あるいは不等間隔で目標位置Kを所定個数配置する。この際、軌道生成部118は、目標位置Kの少なくとも1つがターゲット位置TA内に配置されるように軌道を生成する。
次に、軌道生成部118は、設定条件を満たす軌道を生成できたか否かを判定する。設定条件とは、例えば、軌道点の各点について、加減速度や転向角、想定されるヨーレート等が所定の範囲内に収まっていることである。設定条件を満たす軌道を生成できた場合、軌道生成部118は、車線変更のための軌道の情報を走行制御部120に出力し、車線変更を実施させる。
[走行制御]
走行制御部120は、切替制御部130による制御によって、運転モードを自動運転モードや手動運転モード等に設定し、設定した運転モードに従って、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の一部または全部を含む制御対象を制御する。なお、走行制御部120は、車両センサ60の検出結果に基づいて、決定した制御量を適宜調整してよい。
走行制御部120は、自車両Mの自動運転モードが実施される場合、例えば軌道生成部118によって生成された軌道を、予定の時刻通りに自車両Mが通過するように、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を制御する。また、走行制御部120は、自車両Mの手動運転モードが実施される場合、例えば操作検出センサから入力される操作検出信号を、そのまま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。なお、走行制御部120は、自車両Mの半自動運転モードが実施される場合、例えば軌道生成部118によって生成された軌跡に沿って自車両Mが走行するように、ステアリング装置92を制御してもよく、所定の速度で自車両Mが走行するように、走行駆動力出力装置90、およびブレーキ装置94を制御してもよい。
[切替制御]
切替制御部130は、切替スイッチ80から入力される運転モード指定信号に基づいて運転モードを切り替える。また、切替制御部130は、操作デバイスに対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、運転モードを切り替える。また、切替制御部130は、自動運転モード(第1の運転モード)から手動運転モード(第2の運転モード)へ移行するためのハンドオーバ制御を行う。また、切替制御部130は、所定の条件に応じて自動運転モードから手動運転モードへの移行を抑制する。
例えば、切替制御部130は、ハンドオーバ制御部132と、抑制制御部134とを有する。ハンドオーバ制御部132は、アクセルペダル70、ブレーキペダル72、およびステアリングホイール74等の操作デバイスのうち、少なくとも1つの操作デバイスに対する操作量および/または操作時間が、それぞれの操作量または操作時間に対して設けられた閾値を超えた場合に、自動運転モードから手動運転モードへの移行を自動運転制御部110に指示し、ハンドオーバに切り替える制御を行う。ここで、操作量は、各操作デバイスに対応する操作検出センサ(アクセル開度センサ71、ブレーキ踏量センサ(ブレーキスイッチ)73、およびステアリング操舵角センサ75)等により検出することができる。操作量とは、アクセル開度、ブレーキ踏量、ステアリング操舵角、またはステアリングトルクの一部または全部、或いはこれらの変化量である。また、操作時間は、例えば各操作デバイスによる操作を受け付けた時間を計測することで取得することができる。また、ハンドオーバ制御部132は、上述した操作デバイスへの操作(例えば、加速操作または減速操作等)により、自車両Mの車速の増減値が所定の閾値を超えた場合に、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを行い、自動運転モードを停止させる制御を行ってもよい。
ここで、例えば自動運転モード中において、車両乗員により操作デバイスを用いて適切でない手動運転が行われる場合がある。例えば、自車両Mと前走車両mAとの距離が近づいているため、急いで車線変更を行う必要があるような場合に、車線変更せずに車線を維持するような操舵の手動操作を行ったり、自車両Mを加速させるような手動操作を行ったりする場合である。また、例えば自車両Mの側方に他車両がいるために、車線変更せずに車線を維持して走行する場合に、自車両Mを車線変更させるような操作の操作を行う場合である。なお、適切でない手動運転の例は、これらに限定されるものではない。
このように、車両乗員の操作デバイスに対する操作により、自車両Mが危険な走行となるのを回避するため、本実施形態では、自動運転から手動運転への移行(ハンドオーバ)を抑制する制御を行う。例えば、抑制制御部134は、軌道生成部118により生成された所定時間ごとの目標位置と、自車両Mの車両乗員の手動による自車両Mの加減速または操舵の一方の操作により推定される所定時間ごとの推定位置との時間ごとの偏差を算出し、算出した偏差に基づく値と閾値との比較結果に基づいて、行動計画生成部116により生成された行動計画と推定軌道とが相反するか否かを判定する。また、抑制制御部134は、行動計画と、生成した推定軌道とが相反する場合に、ハンドオーバ制御部132による自動運転モードから手動運転モードへの移行を抑制する。行動計画とは、少なくとも車線変更をするか否か等で分類される。これにより、車線変更という行動計画を否定する軌道を、行動計画と相反する軌道として判定することができる。
なお、自車両Mの走行時の状況においては、相反していても抑制制御を行わない方がよい場合も存在する。例えば、設定された目的地とは異なる目的地に行くために、車線変更を行う必要が生じた場合等である。そのような場合に、抑制制御部134は、行動計画情報146に基づく軌道と、推定軌道とが相反していてもハンドオーバ制御部132による自動運転モードから手動運転モードへの移行を抑制しないようにする。
図8は、操舵に対する操作抑制例を示す図である。例えば、抑制制御部134は、自動運転モードの実施中に、自車両Mの車両乗員の操舵に対する操作があった場合、自車両Mの現在位置を基準にして、車両乗員の操作内容による走行により、所定時間Δt経過するごとに、S(1)、S(2)、S(3)、…といった将来の推定位置を自車両Mの推定軌道として設定する。以下、これらの推定位置を特段区別しない場合、単に「推定位置S」と表記する。
また、抑制制御部134は、上述した軌道生成部118により生成された行動計画情報146に基づく所定時間Δtごとの各目標位置Kを基準(例えば、中心)として、上限範囲Hu(1)、Hu(2)、Hu(3)、…と、下限範囲Hd(1)、Hd(2)、Hd(3)、…とを設定する。上限範囲Huおよび下限範囲Hdの外周部分が、それぞれ上限閾値および下限閾値に相当する。以下、これらの所定範囲(上限範囲Hu、下限範囲Hd)を特段区別しない場合、単に「所定範囲H」と総称して表記する。所定範囲Hは、図8の例では、目標位置Kを中心に設定された所定半径からなる円であるが、これに限定されるものではなく、自車両Mの車速や車重等に応じて大きさや形状を設定してもよい。
抑制制御部134は、所定時間ごとに設定される所定範囲H(上限範囲Hu、下限範囲Hd)に対して、どの位置に、対応する推定位置Sがあるか、且つ行動計画に基づく目標軌道と、推定軌道とが相反するか否かにより抑制制御を行うか否かを判定する。ここで、相反するか否かの判定内容としては、例えば自動運転により車線変更を行っている自車両Mに対して、車両乗員の操舵操作により車線変更をさせないような推定軌道が得られた場合に相反すると判定する。したがって、自動運転における自車両Mの車線変更時に、車両乗員の操舵操作により自車両Mを車線変更させる推定軌道が得られた場合には相反しないと判定する。また、これに限定されるものではなく、例えば自動運転中に前走車両mAに接近したため、減速操作を行っている自車両Mに対して、車両乗員の加速操作により前走車両mAに接近する推定軌道が得られた場合に相反すると判定してもよく、操舵操作と加速操作とを組み合わせて相反するか否かを判定してもよい。抑制制御部134は、上述した判定結果に応じて車両乗員が自車両Mの加減速および操舵の一方または双方における手動操作を抑制する。
例えば、図8の例では、行動計画により進行(走行)方向dに車線方向を行う場合を示している。このような状況下で、自車両Mの車両乗員により自車両Mを左に移動させるための操舵の操作が行われると、抑制制御部134による抑制制御が行われる。この場合、抑制制御部134は、車両乗員の操作内容に基づき、その後の所定時間ごとの推定位置Sを推定する。また、抑制制御部134は、軌道生成部118により生成された目標位置Kから所定範囲H(上限範囲Hu、下限範囲Hd)を設定する。また、抑制制御部134は、推定位置Sと所定範囲H(上限範囲Hu、下限範囲Hd)との位置関係から、ハンドオーバ(手動運転)への切り替えを抑制する。
例えば、図8(A)に示すように、自車両Mの車両乗員における操作デバイスの操作量から推定される推定位置Sが下限範囲Hd内にあり、目標位置Kの軌道(目標軌道)との差(偏差)が微小である場合、抑制制御部134は、ハンドオーバを実施しないように制御を行う。また、図8(B)に示すように、操作量から推定される推定位置Sが下限範囲Hdより大きく、且つ上限範囲Hu以下の場合で、且つ行動計画と相反する場合、抑制制御部134は、ハンドオーバへの切り替えを抑制する。なお、抑制制御を行う場合、抑制制御部134は、手動操作が抑制されていることを示す情報を、報知装置82等を用いて車両乗員に通知する。これにより、車両乗員に対し、走行上適切ではない操舵操作を認識させることができる。そのため、ハンドオーバへの切り替え時における衝突等のリスクを回避することができる。
また、図8(C)に示すように、操作量から推定される推定位置Sが、上限範囲Huを超える場合、抑制制御部134は、ハンドオーバへの切り替えを抑制せずに、車両乗員の操作を優先させた手動運転制御を行う。
図9は、自動運転中における偏差量と操舵角との関係に対する抑制制御の様子を説明するための図である。図9のグラフにおいて、横軸はステアリング操作角センサ75から得られる操舵角を示し、縦軸は行動計画に基づく目標軌道と、推定軌道との偏差量を示している。図9の例では、本実施形態における抑制制御がない場合に、操舵角の増加に比例して偏差量も増加している。なお、図9の例は、自動走行中のある一場面における抑制制御の様子を表すものである。
このような実偏差量に対し、本実施形態における抑制制御を行う場合、例えば操舵角がθ1になった時点で推定偏差量が下限閾値を超え、且つ行動計画と推定軌道とが相反すると仮定すると、手動運転モードへの切り替えが抑制され、自動運転モードにおける偏差量(図9の例では、下限閾値の偏差量)で走行制御が行われる。また、操舵角がθ2になった時点で推定偏差量が上限閾値を超えたと仮定すると、その時点で抑制が解除され、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えが行われて、偏差量の増加に対応した手動運転の走行制御が行われる。
図10は、アクセルペダルの操作に対する速度の抑制例を示す図である。図10の例では、行動計画により進行(走行)方向dに走行中の自車両Mに対し、自車両Mの車両乗員により操作された加速操作の操作量に応じて、自動運転から手動運転への切り替えを抑制する。なお、図10の例では、上述した図8の例と同様に加速操作の操作量に応じて推定された推定位置S、および所定範囲H(上限範囲Hu、下限範囲Hd)が示されている。
例えば、図10(A)に示すように、自車両Mの車両乗員における操作デバイスの操作量(加速操作)から推定される推定位置Sが下限範囲Hd内にあり、目標位置Kの軌道(目標軌道)との差(偏差)が微小である場合、抑制制御部134は、ハンドオーバを実施しないように制御を行う。また、図10(B)に示すように、操作量から推定される推定位置Sが下限範囲Hdより大きく、且つ上限範囲Hu以下の場合で、且つ行動計画と相反する場合、抑制制御部134は、ハンドオーバへの切り替えを抑制する。なお、抑制制御を行う場合、抑制制御部134は、手動操作が抑制されていることを示す情報を、報知装置82等を用いて車両乗員に通知する。これにより、車両乗員に対して、走行上適切ではない加速操作を認識させることができる。そのため、ハンドオーバへの切り替え時における衝突等のリスクを回避することができる。
また、図10(C)に示すように、操作量から推定される推定位置Sが、上限範囲Huを超える場合、抑制制御部134は、ハンドオーバへの切り替えを抑制せずに、車両乗員の操作を優先させた手動運転制御を行う。
上述した図8の例では、自車両Mの車両乗員による操舵の操作に対して、また図10の例では、自車両Mの車両乗員がアクセルペダル70の操作に対して、ハンドオーバへの切り替えの抑制を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、抑制制御部134は、他の種類の操作デバイスが自車両Mに搭載されている場合、操作デバイスの種類に応じた抑制制御を行ってよい。
また、本実施形態では、手動運転に切り替えないことに加えて、下記のような制御を行ってもよい。例えば、ステアリングホイール74の回転させるときの負荷を徐々に(または段階的に)重くしたり、加速の場合には、アクセルペダル70における踏込時の重さを徐々に(または段階的に)重くする等、自車両Mの操作デバイスに対して操作反力を与えて、自車両Mの車両乗員による操作を抑制する制御を行う。
また、上述したように、抑制制御部134は、ハンドオーバへの移行の抑制制御の開始と共に、報知装置82による通知を行う。例えば、報知装置82が自車両Mに設けられたLCD(Liquid Crystal Display)や、有機EL(Electroluminescence)等の表示部である場合、抑制制御部134は、その表示部の画面にハンドオーバへの移行の抑制を行っている旨のメッセージを表示させる。なお、表示部は、自車両Mのフロントウィンドウに画像を反射させて、車両乗員の視野内に画像を表示するヘッドアップディスプレイであってもよく、ナビゲーション装置50が備える表示部や、自車両Mの状態(速度等)を表示するインストルメントパネルの表示部であってもよい。また、報知装置82がスピーカである場合、抑制制御部134は、そのスピーカからハンドオーバへの移行を抑制している旨のメッセージや警告音等を音声出力させる。また、報知装置82が自車両Mに設けられたLED(Light Emitting Diode)ランプ等の発光装置である場合、抑制制御部134は、ハンドオーバへの移行の抑制時に、LEDランプを点灯または点滅させる。また、報知装置82が自車両Mの座席等を振動させるためのバイブレータである場合、抑制制御部134は、ハンドオーバへの移行の抑制時に、そのバイブレータにより車両乗員が座っている座席を振動させる。抑制制御部134は、上述した報知手法のうち、少なくとも1つを用いて車両乗員に通知するが、通知手法については、これらに限定されるものではない。上述した抑制制御部134による制御により、自動運転から手動運転への移行時において、自動運転から手動運転への適切な切り替えを行うことができる。
[処理フロー]
以下、本実施形態に係る車両制御装置100よる処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では、車両制御装置100のおける各種処理のうち、自車両Mの車両乗員に対して自動運転モードから手動運転モードへの切替制御処理の流れについて説明する。
図11は、本実施形態に係る切替制御処理の一例を示すフローチャートである。図11の例において、切替制御部130は、自動運転中での車両乗員による操作があるまで、待機する(ステップS100)。次に、抑制制御部134は、自車両の車両乗員が加減速および操舵の一方または双方を操作したときの操作量から、その後の自車両Mの推定軌道を特定し(ステップS102)、行動計画情報146に基づき軌道生成部118が生成した予定軌道(目標位置K)と、ステップS104の処理で得られた推定軌道との偏差を計算する(ステップS104)。偏差とは、所定時間△tごとの目標位置Kと推定位置Sとの差分であるが、これに限定されるものではなく、所定時間△tごとに得られる差分の変化量等、他の指標値であってもよい。
次に、抑制制御部134は、ステップS106で計算された偏差が上限閾値以下であるか否かを判定する(ステップS106)。上限閾値以下である場合、抑制制御部134は、偏差が下限閾値より大きいか否かを判定する(ステップS108)。偏差が下限閾値より大きい場合、抑制制御部134は、上述した推定軌道が行動計画情報146に基づく行動計画と相反するか否かを判定する(ステップS110)。これらが相反する場合、抑制制御部134は、ハンドオーバへの移行を抑制し(ステップS112)、報知装置82により抑制状態を車両乗員に通知する(ステップS114)。
次に、抑制制御部134は、車両乗員が所定時間以上、操作デバイスを操作したか否かを判定する(ステップS116)。所定時間以上操作している場合、抑制制御部134は、ハンドオーバ制御部132によるハンドオーバを実施し(ステップS118)、本フローチャートにおける処理を終了する。なお、抑制制御部134は、ステップS110の処理において行動計画と相反しないと判定した場合にも、ハンドオーバを実施する。また、ステップS116の処理において、所定時間以上操作していない場合、抑制制御部134は、ハンドオーバ制御部132によるハンドオーバを実施せず(S120)、本フローチャートにおける処理を終了する。なお、抑制制御部134は、ステップS108の処理において、偏差が下限閾値以下である場合にもハンドオーバを実施しない。
以上説明した本実施形態における車両制御システム1、車両制御方法、および車両制御プログラムによれば、自車両Mの車両乗員の操作デバイスへの入力が、システムの行動予定と相反する場合にハンドオーバを抑制するため、自動運転から手動運転への適切な切り替え制御を行うことができる。例えば、本実施形態によれば、目標位置Kと推定位置Sとの差分が上限閾値を超えるほど大きい場合や所定時間以上手動操作が継続している場合には、手動操作により自車両Mを走行させたいという車両乗員の意図があると考えられるため、その意図を尊重して、車両乗員の操作内容を優先させた走行制御を実現することができる。また、本実施形態によれば、手動操作による推定軌道と行動計画とが相反しない場合、そのままハンドオーバを実施しても自動運転時における自車両Mの走行状況との差が小さいため、自動運転から手動運転への適切な切り替え制御を行うことができる。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
1…車両制御システム、20…ファインダ、30…レーダ、40…カメラ、50…ナビゲーション装置、60…車両センサ、70…アクセルペダル、71…アクセル開度センサ、72…ブレーキペダル、73…ブレーキ踏量センサ、74…ステアリングホイール、75…ステアリング操舵角センサ、80…切替スイッチ、82…報知装置、90…走行駆動力出力装置、92…ステアリング装置、94…ブレーキ装置、100…車両制御装置、110…自動運転制御部、112…自車位置認識部、114…外界認識部、116…行動計画生成部、118…軌道生成部、120…走行制御部、130…切替制御部、132…ハンドオーバ制御部、134…抑制制御部、140…記憶部、M…自車両

Claims (10)

  1. 目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、前記目的地までの自車両の行動計画を生成する行動計画生成部と、
    前記行動計画生成部により生成された行動計画に基づき、前記自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する第1の運転モードを実施する自動運転制御部と、
    前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスと、
    前記自動運転制御部により前記第1の運転モードが実施されているときに前記操作デバイスに対し、前記車両乗員が前記自車両の加減速および前記操舵の一方または双方を指示する操作を行った場合に、前記第1の運転モードに比して自動運転の度合が低い第2の運転モードへの移行を前記自動運転制御部に指示するハンドオーバ制御部と、
    前記車両乗員の前記自車両の加減速および操舵の一方または双方の操作により実現される前記自車両の推定軌道を生成し、前記行動計画生成部により生成された行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反する場合に、前記ハンドオーバ制御部による前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を抑制する抑制制御部と、
    を備える車両制御システム。
  2. 前記行動計画とは、少なくとも車線変更をするか否かで分類される、
    請求項1に記載の車両制御システム。
  3. 前記行動計画生成部により決定された走行態様に基づいて、前記自車両の将来の目標軌道を生成する軌道生成部を更に備え、
    前記抑制制御部は、
    前記軌道生成部により生成された目標軌道と、前記生成した推定軌道とに基づいて、前記行動計画生成部により生成された行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反するか否かを判定する、
    請求項1または2に記載の車両制御システム。
  4. 前記軌道生成部は、前記自車両が到達することが想定される将来の目標位置を所定時間ごとにサンプリングした目標軌道を生成し、
    前記抑制制御部は、前記軌道生成部により生成された所定時間ごとの目標位置と、前記自車両の車両乗員の手動による前記自車両の加減速または操舵の一方の操作により推定される所定時間ごとの推定位置との時間ごとの偏差を算出し、前記算出した偏差に基づく値と閾値との比較に基づいて、前記行動計画と前記推定軌道とが相反するか否かを判定する、
    請求項3に記載の車両制御システム。
  5. 前記抑制制御部は、
    前記行動計画と前記推定軌道とが相反すると判定された場合であっても、前記偏差に基づく値が上限閾値を超える場合には、前記ハンドオーバ制御部による前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を抑制しない、
    請求項4に記載の車両制御システム。
  6. 前記抑制制御部は、
    前記偏差に基づく値が下限閾値以下である場合、前記ハンドオーバ制御部による前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を実施しない、
    請求項5に記載の車両制御システム。
  7. 前記抑制制御部は、
    前記下限閾値より大きく、且つ前記上限閾値以下である場合、前記操作デバイスに対して操作反力を与えて、前記車両乗員による操作を抑制する制御を行う、
    請求項6に記載の車両制御システム。
  8. 情報を出力する出力部を更に備え、
    前記抑制制御部は、前記下限閾値より大きく、且つ前記上限閾値以下である場合、前記操作デバイスによる操作を抑制しつつ、操作内容が抑制されていることを示す情報を前記出力部に出力させる、
    請求項6または7に記載の車両制御システム。
  9. 車載コンピュータが、
    目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、前記目的地までの自車両の行動計画を生成し、
    生成された行動計画に基づき、前記自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する第1の運転モードを実施し、
    前記第1の運転モードが実施されているときに前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスに対し、前記車両乗員が前記自車両の加減速および前記操舵の一方または双方を指示する操作を行った場合に、前記第1の運転モードに比して自動運転の度合が低い第2の運転モードへの移行を自動運転制御部に指示し、
    前記車両乗員の前記自車両の加減速および操舵の一方または双方の操作により実現される前記自車両の推定軌道を生成し、前記行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反する場合に、前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を抑制する、
    車両制御方法。
  10. 車載コンピュータに、
    目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、前記目的地までの自車両の行動計画を生成し、
    生成された行動計画に基づき、前記自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する第1の運転モードを実施し、
    前記第1の運転モードが実施されているときに前記自車両の車両乗員の操作を受け付ける操作デバイスに対し、前記車両乗員が前記自車両の加減速および前記操舵の一方または双方を指示する操作を行った場合に、前記第1の運転モードに比して自動運転の度合が低い第2の運転モードへの移行を自動運転制御部に指示し、
    前記車両乗員の前記自車両の加減速および操舵の一方または双方の操作により実現される前記自車両の推定軌道を生成し、前記行動計画と、前記生成した推定軌道とが相反する場合に、前記第1の運転モードから前記第2の運転モードへの移行を抑制する、
    処理を実行させるための車両制御プログラム。
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