JP2020160942A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】目標走行軌跡から予測走行軌跡が逸脱する逸脱地点の存在に応じて運転者に報知できると共に、車両と逸脱地点との距離に応じて報知態様を切り換えることで報知により運転者に違和感を与えることを抑制できる車両制御システムを提供する。【解決手段】車両の制御を行う車両制御システムであって、車両状態及び外部環境に基づいて、車両の目標走行軌跡を生成する目標走行軌跡生成部と、車両状態に基づいて車両状態が維持された場合に車両が走行する軌跡である予測走行軌跡を生成する予測走行軌跡生成部と、目標走行軌跡及び予測走行軌跡に基づいて車両の逸脱地点が存在するか否かを判定する逸脱地点判定部と、逸脱地点が存在すると判定された場合に、車両の運転者に対する報知を行う報知制御部と、を備え、報知制御部は、車両と逸脱地点との距離に応じて、運転者に対する状況認識用の報知態様と運転者に対する逸脱回避用の報知態様とを切り換える。【選択図】図７

Description

本発明は、車両制御システムに関する。

従来、車両制御システムに関する技術文献として、特開２００７-２７２３５０号公報が知られている。この公報には、ＨＵＤ［Head Up Display］において、車両挙動から算出される予測走行位置と道路形状など周辺状況及びナビゲーション情報から設定される車両の目標走行経路とを車両のフロントガラスに表示する装置が示されています。

特開２００７-２７２３５０号公報

ところで、上述した従来の装置では予測走行位置及び目標走行経路を表示することで、運転者の認識を補助しているが、運転者は周囲の歩行者など様々な交通要因に注意を向ける必要があり、常に視認できるとは限らない。このような車両の予測走行位置と目標走行経路とが将来的に乖離するような状況について運転者に適切に報知されることが望ましい。

本発明の一態様は、車両の制御を行う車両制御システムであって、車両の車両状態を認識する車両状態認識部と、車両の外部環境を認識する外部環境認識部と、車両状態及び外部環境に基づいて、車両の目標走行軌跡を生成する目標走行軌跡生成部と、車両状態に基づいて、車両状態が維持された場合に車両が走行する軌跡である予測走行軌跡を生成する予測走行軌跡生成部と、目標走行軌跡と予測走行軌跡とに基づいて車両の逸脱地点が存在するか否かを判定する逸脱地点判定部と、逸脱地点判定部により逸脱地点が存在すると判定された場合に、車両の運転者に対する報知を行う報知制御部と、を備え、報知制御部は、車両と逸脱地点との距離に応じて、運転者に対する状況認識用の報知態様と運転者に対する逸脱回避用の報知態様とを切り換える。

本発明の一態様に係る車両制御システムによれば、目標走行軌跡から予測走行軌跡が逸脱する逸脱地点の存在に応じて運転者に報知することができると共に、車両と逸脱地点との距離に応じて報知態様を切り換えることで報知により運転者に違和感を与えることを抑制することができる。

一実施形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。 予測走行エリアを説明するための平面図である。 逸脱地点が存在する場合における画像表示の一例を示す図である。 逸脱地点がＣａｕｔｉｏｎ領域に位置する場合の画像表示の例を示す図である。 逸脱地点の手前に障害物が存在する場合における画像表示の一例を示す図である。 報知態様を切り換えるための閾値と車速との関係を示すグラフである。 報知実行処理の一例を示すフローチャートである。 報知態様切換処理の一例を示すフローチャートである。 報知態様切換処理の他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。図１に示す車両制御システム１００は、乗用車などの車両に搭載され、車載の各種センサの検出結果に基づいて車両を制御する。車両の制御には、自動運転制御、運転支援制御、運転者に対する報知等のＨＭＩ制御が含まれる。自動運転制御とは、目標ルートに沿って自動で車両を走行させる車両制御である。自動運転制御では、運転者が運転操作を行う必要が無く、車両が自動で走行する。運転支援制御とは、運転者による車両の運転を支援する車両制御である。運転者に対する報知等のＨＭＩ制御については後述する。

［車両制御システムの構成］
図１に示すように、車両制御システム１００は、システムを統括的に管理するＥＣＵ[Electronic Control Unit]１０を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路などを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。

ＥＣＵ１０は、ＧＰＳ受信部１、外部センサ２、内部センサ３、地図データベース４、アクチュエータ５、及び、ＨＭＩ［Human Machine Interface］６と接続されている。

ＧＰＳ受信部１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両の位置（例えば車両の緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部１は、測定した車両の位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。

外部センサ２は、車両の周辺の状況を検出する検出機器である。外部センサ２は、カメラ、レーダセンサのうち少なくとも一つを含む。

カメラは、車両の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両の外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。

レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して車両の周辺の障害物を検出する検出機器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダ又はライダー［LIDAR：Light Detection and Ranging］が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を車両の周辺に送信し、障害物で反射された電波又は光を受信することで障害物を検出する。レーダセンサは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。障害物には、ガードレール、建物などの固定障害物の他、歩行者、自転車、他車両などの移動障害物が含まれる。

内部センサ３は、車両の車両状態を検出するための検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフトなどに対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、例えば、車両の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース４は、例えば、車両に搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率など）、交差点及び分岐点の位置情報、及び構造物の位置情報などが含まれる。地図情報には、位置情報と関連付けられた法定速度などの交通規制情報も含まれていてもよい。なお、地図データベース４は、車両と通信可能な管理センターなどに設けられていてもよい。

アクチュエータ５は、車両の制御に用いられる機器である。アクチュエータ５は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、車両の駆動力を制御する。なお、車両がハイブリッド車である場合には、エンジンに対する空気の供給量の他に、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。車両が電気自動車である場合には、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。これらの場合における動力源としてのモータは、アクチュエータ５を構成する。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両の車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両の操舵トルクを制御する。

ＨＭＩ６は、車両制御システム１００と運転者との間で情報の入出力を行うためのインターフェイスである。ＨＭＩ６は、例えば、運転者から見える位置に設けられたディスプレイと車両のドアの車室内側に設けられたスピーカを備えている。ＨＭＩ６は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて、ディスプレイの画像出力及びスピーカからの音声出力を行う。ディスプレイは、車両のフロントガラスに投影表示を行うＨＵＤ［Head Up Display］であってもよい。また、ディスプレイは、ＭＩＤ［MultiInformation Display］やＬＥＤ等の光源を出力するデバイスであってもよい。さらに、ステアリング、ペダル、シート等を振動させてドライバに体感的な刺激を与える手段でもよい。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。ＥＣＵ１０は、車両位置認識部１１、外部環境認識部１２、車両状態認識部１３、目標走行軌跡生成部１４、予測走行軌跡生成部１５、逸脱地点判定部１６、報知制御部１７、及び車両制御部１８を有している。なお、以下に説明するＥＣＵ１０の機能の一部は、車両と通信可能な管理センターなどの施設のサーバにおいて実行される態様であってもよい。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース４の地図情報に基づいて、車両の地図上の位置を認識する。また、車両位置認識部１１は、地図データベース４の地図情報に含まれた電柱等の固定障害物の位置情報及び外部センサ２の検出結果を利用して、ＳＬＡＭ［Simultaneous Localization and Mapping］技術により車両の位置を認識する。車両位置認識部１１は、その他、周知の手法により車両の地図上の位置を認識してもよい。

外部環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果に基づいて、車両の外部環境を認識する。外部環境には、道路形状、車両に対する障害物の位置、車両に対する障害物の相対速度、車両に対する障害物の移動方向などが含まれる。外部環境認識部１２は、カメラの撮像画像、レーダセンサの障害物情報に基づいて、周知の手法により、車両の外部環境を認識する。

車両状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、車両の車両状態を認識する。車両状態には、車両の車速、車両の加速度、車両のヨーレートが含まれる。具体的に、車両状態認識部１３は、車速センサの車速情報に基づいて、車両の車速を認識する。車両状態認識部１３は、加速度センサの車速情報に基づいて、車両の加速度を認識する。車両状態認識部１３は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両の向きを認識する。なお、車両状態には車両の操舵角を含めてもよい。

目標走行軌跡生成部１４は、車両の地図上の位置、地図情報、車両の外部環境、車両の車両状態に基づいて、車両の目標走行軌跡を生成する。目標走行軌跡は、これから車両が走行すべき軌跡である。目標走行軌跡は、運転支援制御又は自動運転制御において車両が走行する制御目標として用いることができる。目標走行軌跡生成部１４は、車両の手動運転中においても目標走行軌跡を生成する。

目標走行軌跡生成部１４は、例えば、車両の走行する車線の中央（車線幅方向における中央）を通るように目標走行軌跡を生成する。目標走行軌跡生成部１４は、現在の車両の位置が車線の中央ではない場合には、現在の車両状態からスムーズに車線の中央に至るように目標走行軌跡を再生成する。なお、目標走行軌跡生成部１４は、車両の地図上の位置及び地図情報を用いずに、目標走行軌跡を生成してもよい。

予測走行軌跡生成部１５は、現時点での車両（自車両）の車両状態に基づいて、車両状態が維持された場合における車両の予測走行軌跡を生成する。予測走行軌跡とは、現在の車両状態が維持された場合にこれから車両が走行するであろう軌跡である。予測走行軌跡は、道路形状や障害物の有無にかかわらず、現在の車両状態から算出される。

予測走行軌跡生成部１５は、予め設定された距離までの予測走行軌跡を生成する。予測走行軌跡生成部１５は、例えばＴＴＣ［Time To Collusion］を用いて、現在の車速で予め設定された時間内に到達できる距離までの予測走行軌跡を生成する。予測走行軌跡生成部１５は、車両から一定距離までの予測走行軌跡を生成する態様であってもよい。

本実施形態では、予測走行軌跡生成部１５は、予測走行軌跡に基づいて予測走行エリアを設定する。予測走行エリアは、例えば、予測走行軌跡を中心として形成された一定幅のエリアとすることができる。一定幅は、特に限定されない。一定幅は、車両の車幅であってもよく、車両のトレッドであってもよい。一定幅は、道路上の白線より幅広とすることができる。一定幅は、予測走行軌跡の予測誤差を考慮した幅としてもよい。

図２は、予測走行エリアを説明するための平面図である。図２に、車両Ｍ、左側白線Ｌａ、右側白線Ｌｂ、目標走行軌跡ＬＴ、予測走行軌跡ＬＰ、予測走行エリアＡＰ、及び逸脱地点Ｄを示す。図２の横軸は、目標走行軌跡ＬＴ又は予測走行軌跡ＬＰの生成時における、車両の車幅方向を表す。また、図２において、Ａｄｖｉｓｏｒｙ領域、Ｃａｕｔｉｏｎ領域、Ｗａｒｎｉｎｇ領域と、各領域の閾値Ｔｈ０〜Ｔｈ２を示す。逸脱地点Ｄ、各領域、及び閾値については後述する。

図２に示すように、予測走行軌跡生成部１５は、予測走行軌跡ＬＰを中心として形成された一定幅のエリアとして予測走行エリアＡＰを設定する。なお、ここでは、予測走行軌跡ＬＰと予測走行エリアＡＰを異なる概念として扱っているが、予測走行軌跡ＬＰそのものを一定幅の軌跡として生成してもよい。

逸脱地点判定部１６は、目標走行軌跡と予測走行軌跡とに基づいて、車両の逸脱地点が存在するか否かを判定する。逸脱地点とは、目標走行軌跡と予測走行軌跡とを比較したときに、目標走行軌跡から予測走行軌跡が逸脱したと判定される地点である。

図２に示すように、逸脱地点判定部１６は、一例として、予測走行エリアＡＰから目標走行軌跡ＬＴが幅方向に外れる地点が存在する場合、車両Ｍの逸脱地点Ｄが存在すると判定する。逸脱地点判定部１６は、予測走行エリアＡＰから目標走行軌跡ＬＴが幅方向に外れる地点が存在しない場合、車両Ｍの逸脱地点Ｄは存在しないと判定する。

報知制御部１７は、運転者に対する各種の報知を制御する。報知制御部１７は、ＨＭＩ６に制御信号を送信することで、ディスプレイの画像表示及び／又はスピーカからの音声出力によって運転者に対する報知を行う。報知制御部１７は、車両のステアリングホイールの振動、シートの振動、シートベルトの振動、ペダルの振動または反力なども組み合わせて運転者に対する報知を行ってもよい。また、振動のように気づきのレベルではなく、ドライバの回避操作を誘導または手助けさせるように、ステアリングやブレーキ制御を介入させる手段を含めてもよい。

報知制御部１７は、逸脱地点判定部１６により逸脱地点が存在すると判定された場合、運転者に対して逸脱に関する報知を行う。このとき、報知制御部１７は、車両Ｍと逸脱地点との距離に応じて報知態様を切り換える。本実施形態では、報知制御部１７は、車両と逸脱地点との距離を車両の車速で除したＴＴＣに応じて報知態様の切り換えを行う。報知制御部１７は、例えばＴＴＣを基準とした領域分けにより報知態様の切り換えを行う。報知制御部１７は、状況認識用の報知態様と注意喚起用の報知態様と逸脱回避用の報知態様とを切り換える。

具体的に、図２に示すように、報知制御部１７は、ＴＴＣを基準として、Ａｄｖｉｓｏｒｙ領域、Ｃａｕｔｉｏｎ領域、Ｗａｒｎｉｎｇ領域を分けている。Ａｄｖｉｓｏｒｙ領域とは、ＴＴＣが開始閾値Ｔｈ０未満で第１閾値Ｔｈ１以上となる領域である。Ｃａｕｔｉｏｎ領域とは、ＴＴＣが第１閾値Ｔｈ１未満で第２閾値Ｔｈ２以上となる領域である。Ｗａｒｎｉｎｇ領域とは、ＴＴＣが第２閾値Ｔｈ２未満となる領域である。

開始閾値Ｔｈ０は、目標走行軌跡ＬＴと予測走行エリアＡＰとの対比の開始点との決める閾値である。開始閾値Ｔｈ０より先で目標走行軌跡ＬＴが予測走行エリアＡＰを逸脱していたとしても逸脱地点Ｄが存在すると判定しない。各閾値は開始閾値Ｔｈ０＞第１閾値Ｔｈ１＞第２閾値Ｔｈ２の関係を有している。各閾値は固定値であってもよく、車両の車速に応じて変化する値であってもよい。閾値の変化については後述する。

報知制御部１７は、目標走行軌跡ＬＴ、予測走行エリアＡＰ、及び逸脱地点Ｄをディスプレイ上に画像表示する。図３は、逸脱地点が存在する場合における画像表示の一例を示す図である。図３に、ディスプレイの画面Ｇ、左側白線Ｌａ、右側白線Ｌｂ、目標走行軌跡ＬＴ、予測走行エリアＡＰ、逸脱地点Ｄを示す。図３のＹ軸方向は画面縦方向、Ｘ軸方向は画面横方向に相当する。画面横方向は車両の車幅方向に対応している。なお、報知制御部１７は、Ａｄｖｉｓｏｒｙ領域、Ｃａｕｔｉｏｎ領域、Ｗａｒｎｉｎｇ領域、及び閾値Ｔｈ０〜Ｔｈ２を必ずしも表示する必要はない。また、走行路の中央など、自車両の走行目標が明らかな場合は、目標走行軌跡ＬＴを必ず表示しなくともよい。

図２及び図３に示すように、報知制御部１７は、逸脱地点ＤがＡｄｖｉｓｏｒｙ領域に位置する場合、逸脱地点Ｄに関する報知態様を状況認識用の報知態様とする。状況認識用の報知態様とは、運転者による状況認識を助けるための報知態様である。状況認識用の報知態様では、運転者の意志で状況を監視させるために認識補助としての報知を行う。

報知制御部１７は、状況認識用の報知態様として、例えばディスプレイ上に「遠方を確認してください」等とのテキスト表示、または、ドライバが気づく程度の色（例えば緑）提示を行う。テキストの表示位置は、ディスプレイ上で固定されていてもよく、逸脱地点Ｄの付近に表示させてもよい。また、ドライバにとって煩わしい提示手段でなければ表示に拘る必要はなく、逸脱地点Ｄの接近に余裕があるのならば音声等で提示してもよい。

図４は、逸脱地点ＤがＣａｕｔｉｏｎ領域に位置する場合の画像表示の例を示す図である。図４に示すように、報知制御部１７は、逸脱地点ＤがＣａｕｔｉｏｎ領域に位置する場合、注意喚起用の報知態様により運転者に対する報知を行う。注意喚起用の報知態様とは、運転者に危険回避対処の構えが必要になっていることを警告するための報知態様である。注意喚起用の報知態様では、状況認識用の報知態様と比べて、運転者に伝える刺激がやや強いが煩わしさは低い画像表示等が行われる。注意喚起用の報知態様では、例えばスピーカから運転者に注意を引きつける単発音（例えば「ポン」となる音）が提示されると共に、注意を強調するマーク表示（例えば「！」）を追加してもよい。さらに、音より煩わしさの少ない、振動を付加させてもよい。

報知制御部１７は、逸脱地点ＤがＷａｒｎｉｎｇ領域に位置する場合、逸脱回避用の報知態様により運転者に対する報知を行う。逸脱回避用の報知態様とは、運転者に逸脱を回避させるための報知態様である。逸脱回避用の報知態様では、状況認識用の報知態様及び注意喚起用の報知態様と比べて、運転者に対する気づき刺激が強い音声出力及び画像表示が行われる。音声出力では、単発音と比べて緊迫度を上げる周波数の高い断続音や確実に運転者に伝えられる大きい音量、点滅表示がよい。

逸脱回避用の報知態様では、例えば、スピーカから強い断続音（例えば断続的なブザー音）が出力されると共に、「ブレーキ！」等のテキスト表示を行い点滅させる。テキスト表示は色（赤等）又は輝度により強調されていてもよい。このようにＴＴＣに応じて報知態様を切り換えることで、運転者が通常行っている運転操作プロセスに合わせて修正対応ができ、運転者の意図と報知とのギャップや違和感を低減することができる。

報知制御部１７は、車両の前方に障害物が存在する場合、運転者に対して障害物に関する報知を行う。報知制御部１７は、逸脱地点Ｄと同様に、ＴＴＣによって障害物に対する報知態様を切り換えてもよい。報知制御部１７は、逸脱地点Ｄ及び障害物が両方存在する場合には、リスクの高い対象に関する報知を行う。

ここで、図５は、逸脱地点Ｄの手前に障害物が存在する場合における画像表示の一例を示す図である。図５に障害物Ｃを示す。報知制御部１７は、逸脱地点Ｄが存在する場合であっても、逸脱地点Ｄより車両に近い障害物Ｃが存在するときには、運転者に対して障害物Ｃに関する報知を行う。逆に、報知制御部１７は、障害物が存在する場合であっても、障害物より車両に近い逸脱地点Ｄが存在する場合には、運転者に対して逸脱に関する報知を行う。

報知制御部１７は、車速に応じて閾値Ｔｈ０〜Ｔｈ２を変更してもよい。図６は、閾値と車速との関係の一例を示すグラフである。図６の縦軸はＴＴＣ、横軸は車速Ｖである。図６に、車速下限値Ｖｍｉｎ、車速上限値Ｖｍａｘを示す。

図６に示すように、報知制御部１７は、車両の車速がＶｍｉｎ以上、Ｖｍａｘ以下の範囲内である場合、以下例に示すように、車速に比例して閾値Ｔｈ０〜Ｔｈ２を大きい値に変更させてもよい。報知制御部１７は、車速がＶｍｉｎ未満の場合には、閾値Ｔｈ０〜Ｔｈ２を車速に応じて変化しない固定値（車速＝Ｖｍｉｎのときの閾値と等しい固定値）とする。同様に、報知制御部１７は、車速がＶｍａｘを超えている場合には、閾値Ｔｈ０〜Ｔｈ２を車速に応じて変化しない固定値（車速＝Ｖｍａｘのときの閾値と等しい固定値）とする。これにより、高速域において運転者が余裕をもって危険に気づかせて回避できるように調整することができる。

車両制御部１８は、車両の運転支援制御及び／又は自動運転制御を実行する。車両制御部１８は、アクチュエータ５に制御信号を送信することで車両を制御する。運転支援制御
では、車両が目標走行軌跡に沿って走行するように運転支援（操舵量の付与や操舵反力及び車速・加減速の変更）が行われる。自動運転制御では、車両が目標走行軌跡に沿って走行するように車両が制御される。

車両制御部１８は、運転支援制御中又は自動運転制御中に、逸脱地点判定部１６により逸脱地点が存在すると判定された場合、逸脱地点が存在しないと判定された場合と比べて、車両が目標走行軌跡に追従するように追従制御の強度を高めてもよい。追従制御の強度を高めるとは、例えば目標走行軌跡に追従するための運転支援制御の一般的なドライバモデルにおいて、いわゆるフィードフォワード項やフィードバック項に１より大きいゲインを付与することで実現できる。車両制御部１８は、逸脱地点が存在すると判定された場合、逸脱地点が存在しないと判定された場合と比べて、目標走行軌跡を予測走行軌跡の逸脱方向と反対側に一定量オフセットさせることで追従制御の強度を高めてもよい。

［車両制御システムの処理］
次に、本実施形態に係る車両制御システム１００の処理について図面を参照して説明する。図７は、報知実行処理の一例を示すフローチャートである。報知実行処理は、例えば車両が運転者による手動運転中又は運転支援制御中である場合に実行される。

図７に示すように、車両制御システム１００のＥＣＵ１０は、Ｓ１０として、目標走行軌跡生成部１４による車両の目標走行軌跡ＬＴの生成を行う。目標走行軌跡生成部１４は、車両の地図上の位置、地図情報、車両の外部環境、車両の車両状態、ドライバの行き先指示等に基づいて、車両の目標走行軌跡ＬＴを生成する。その後、ＥＣＵ１０はＳ１２に移行する。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１０は、予測走行軌跡生成部１５により車両の予測走行軌跡ＬＰを生成する。予測走行軌跡生成部１５は、車両（自車両）の車両状態に基づいて、車両状態が維持された場合における車両の予測走行軌跡ＬＰの生成を行う。その後、ＥＣＵ１０はＳ１４に移行する。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１０は、逸脱地点判定部１６により車両の逸脱地点Ｄが存在するか否かを判定する。逸脱地点判定部１６は、目標走行軌跡ＬＴと予測走行軌跡ＬＰとに基づいて、車両の逸脱地点Ｄが存在するか否かを判定する。逸脱地点判定部１６は、一例として、予測走行エリアＡＰから目標走行軌跡ＬＴが幅方向に外れる地点が存在する場合、車両Ｍの逸脱地点Ｄが存在すると判定する。ＥＣＵ１０は、逸脱地点Ｄが存在しないと判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）、今回の処理を終了する。ＥＣＵ１０は、逸脱地点Ｄが存在すると判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、Ｓ１６に移行する。

Ｓ１６において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により運転者に対する報知を行う。報知制御部１７は、ＨＭＩ６に制御信号を送信することで、ディスプレイの画像表示及び／又はスピーカからのブザー音／音声／サイン音等、または触感振動等の出力によって運転者に対する逸脱の報知または操作介入を行う。ＥＣＵ１０は、Ｓ１４において逸脱地点Ｄが存在しないと判定されるまで報知を継続する。

図８は、報知態様切換処理の一例を示すフローチャートである。報知態様切換処理は、報知制御部１７による報知（上記Ｓ１６の処理）が行われる場合に実行される。

図８に示すように、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０として、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第１閾値Ｔｈ１未満であるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第１閾値Ｔｈ１未満ではないと判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２２に移行する。ＥＣＵ１０は、逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第１閾値Ｔｈ１未満であると判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ２４に移行する。

Ｓ２２において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに関する報知態様を状況認識用の報知態様とする。状況認識用の報知態様では、例えばディスプレイ上に「遠方を確認してください」等のテキスト表示が行われる。その後、ＥＣＵ１０は、報知が継続している場合、再びＳ２０から処理を繰り返す。

Ｓ２４において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第２閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。第２閾値Ｔｈ２は、第１閾値Ｔｈ１より小さい値の閾値である。ＥＣＵ１０は、逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第２閾値Ｔｈ２以上であると判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、Ｓ２６に移行する。ＥＣＵ１０は、逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第２閾値Ｔｈ２以上ではないと判定された場合（Ｓ２４：ＮＯ）、Ｓ２８に移行する。

Ｓ２６において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに関する報知態様を注意喚起用の報知態様とする。注意喚起用の報知態様では、例えばスピーカから注意を引く単発音が出力されると共に、予め決められたマーク表示がディスプレイ上で点灯する。また、注意喚起用の報知態様では、例えばスピーカから運転者に注意を引きつける単発音（例えば「ポン」となる音）が提示されると共に、注意を強調するマーク表示（例えば「！」）を追加してもよい。さらに、音より煩わしさの少ない、振動を付加させてもよい。その後、ＥＣＵ１０は、報知が継続している場合、再びＳ２０から処理を繰り返す。

Ｓ２８において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに関する報知態様を逸脱回避用の報知態様とする。逸脱回避用の報知態様では、例えば、スピーカから強い断続音が出力されると共に、予め決められたマーク表示がディスプレイ上で点滅する。また、逸脱回避用の報知態様では、例えば、スピーカから強い断続音（例えば断続的なブザー音）が出力されると共に、「ブレーキ！」等のテキスト表示を行い点滅させる。その後、ＥＣＵ１０は、報知が継続している場合、再びＳ２０から処理を繰り返す。

図９は、報知態様切換処理の他の例を示すフローチャートである。図９に示す報知態様切換処理は、逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣではなく、車両と逸脱地点Ｄとの距離に応じて報知態様が切り換えられる点が異なっている。車両と逸脱地点Ｄとの距離は、車両と逸脱地点Ｄとの直線距離であってもよく、車両の前後方向における車両と逸脱地点Ｄとの距離であってもよい。車両の前後方向における車両と逸脱地点Ｄとの距離とは、車両の前後方向に延びる前後軸に逸脱地点Ｄの位置を投影した場合における車両と逸脱地点Ｄとの前後軸上の距離である。

図９に示すように、ＥＣＵ１０は、Ｓ３０として、報知制御部１７により車両と逸脱地点Ｄとの距離が第１閾値Ｔｋ１未満であるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、車両と逸脱地点Ｄとの距離が第１閾値Ｔｋ１未満ではないと判定された場合（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ３２に移行する。ＥＣＵ１０は、車両と逸脱地点Ｄとの距離が第１閾値Ｔｋ１未満であると判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ３４に移行する。

Ｓ２２において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに関する報知態様を状況認識用の報知態様とする。その後、ＥＣＵ１０は、報知が継続している場合、再びＳ３０から処理を繰り返す。

Ｓ３４において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第２閾値Ｔｋ２以上であるか否かを判定する。第２閾値Ｔｋ２は、第１閾値Ｔｋ１より小さい値の閾値である。ＥＣＵ１０は、車両と逸脱地点Ｄとの距離が第２閾値Ｔｋ２以上であると判定された場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、Ｓ３６に移行する。ＥＣＵ１０は、車両と逸脱地点Ｄとの距離が第２閾値Ｔｋ２以上ではないと判定された場合（Ｓ３４：ＮＯ）、Ｓ３８に移行する。

Ｓ３６において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに関する報知態様を注意喚起用の報知態様とする。その後、ＥＣＵ１０は、報知が継続している場合、再びＳ３０から処理を繰り返す。

Ｓ３８において、ＥＣＵ１０は、報知制御部１７により逸脱地点Ｄに関する報知態様を逸脱回避用の報知態様とする。その後、ＥＣＵ１０は、報知が継続している場合、再びＳ３０から処理を繰り返す。

以上説明した本実施形態に係る車両制御システム１００によれば、目標走行軌跡及び予測走行軌跡に基づいて逸脱地点が存在すると判定された場合に運転者に報知を行うので、目標走行軌跡から車両の予測走行軌跡が逸脱する逸脱地点について運転者に報知することができる。また、車両制御システム１００によれば、車両と逸脱地点との距離又はＴＴＣに応じて報知態様を、状況認識用の報知態様と注意喚起用の報知態様と逸脱回避用の報知態様とに切り換えることで報知により運転者に違和感を与えることを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

車両制御システム１００は、運転支援の普及や今後の自動運転を考えた場合、運転者の操作代替に伴い、車両制御状態（これからどの様に車両が動き移動するのか等）を運転者に伝え安心感を与えると共に、運転者が危険回避せざるを得ない場面でも効果をもたらす情報であることが望ましい。車両制御システム１００は、手動運転中又は運転支援制御中に限られず、自動運転制御中に逸脱地点Ｄの存在を判定した場合に、運転者に報知を行う態様であってもよい。車両制御システム１００は、自動運転制御中に、車両異常で車両の操舵遅れなどが生じ、カーブに沿って曲がるべき箇所で予測走行軌跡ＬＰ又は予測走行エリアＡＰが真っ直ぐに表示されると共に、逸脱地点Ｄが存在すると判定されることによる報知により運転者が車両異常等に気づくことができる。また、車両制御システム１００は、自動運転制御中であっても、目標走行軌跡ＬＴと予測走行エリアＡＰとが一致された状態で画像表示されていることにより、自動運転制御に対する安心感を得ることができる。さらに、車両制御システム異常となっても、自車両の予測走行エリアAPが表示されることで、車両がこれから移動する軌跡をドライバに伝えられるので、ドライバが目測で前方に危険物を見つけた場合、車両の動きが異常であることも気づかせることができる（ドライバが能動的に回避操作に移行させる効果。APが無ければ、ドライバは車両の動きを把握することができず、システムが回避してくれのか否か迷ってしまう。自動運転に限らず、運転支援においても同様の効果が見込まれる）。

車両制御システム１００は、運転者に対する報知が可能であればよく、運転支援制御及び自動運転制御の機能は必須ではない。車両制御システム１００は、自動運転制御を行わない場合には、必ずしもＧＰＳ受信部１及び地図データベース４を有する必要はない。この場合には、車両位置認識部１１も不要である。車両制御システム１００は、運転支援制御及び自動運転制御の両方を行わない場合には、アクチュエータ５は不要である。

車両制御システム１００は、目標走行軌跡ＬＴと予測走行エリアＡＰに代えて、目標走行エリアと予測走行軌跡ＬＰを用いて逸脱地点Ｄの存在を判定してもよい。目標走行エリアは、例えば目標走行軌跡ＬＴを中心として形成された一定幅のエリアとすることができる。逸脱地点判定部１６は、目標走行エリアから予測走行軌跡ＬＰが幅方向に外れる地点が存在する場合、車両の逸脱地点Ｄが存在すると判定してもよい。

また、車両制御システム１００は、目標走行軌跡ＬＴと予測走行軌跡ＬＰから逸脱地点Ｄの存在を判定してもよい。車両制御システム１００は、例えば、車線幅方向で目標走行軌跡ＬＴと予測走行軌跡ＬＰとの離間距離が予め設定した離間閾値以上となった場合、逸脱地点Ｄが存在すると判定してもよい。この場合、逸脱地点Ｄは、例えば、車線幅方向で目標走行軌跡ＬＴと予測走行軌跡ＬＰとの離間距離が離間閾値以上となったときの予測走行軌跡ＬＰ上の地点とすることができる。

報知制御部１７は、注意喚起用の報知態様を第１の注意喚起用の報知態様と第２の注意喚起用の報知態様の二つに分けてもよい。報知制御部１７は、第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２の間に第３閾値Ｔｈ３を設け、逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第１閾値Ｔｈ１未満で第３閾値Ｔｈ３以上である場合、運転者に対する報知態様を第１の注意喚起用の報知態様とする。第１の注意喚起用の報知態様の内容は、上記実施形態における注意喚起用の報知態様と同じとすることができる。

報知制御部１７は、逸脱地点Ｄに対する車両のＴＴＣが第３閾値Ｔｈ３未満で第２閾値Ｔｈ２以上である場合、運転者に対する報知態様を第２の注意喚起用の報知態様とする。第２の注意喚起用の報知態様は、第１の注意喚起用の報知態様と比べて、運転者に対する刺激が強い音声出力及び画像表示が行われる。第２の注意喚起用の報知態様では、弱い断続ブザー音が音声出力されると共に、予め決められたマーク表示（例えば「！」）がディスプレイ上で点滅する。また、第２の注意喚起用の報知態様では、「前方に注意」とのテキスト表示を行う。テキスト表示は色又は輝度により強調されていてもよい。報知制御部１７は、状況認識用の報知態様と逸脱回避用の報知態様を含んでいればよく、報知態様を更に追加してもよい。

報知制御部１７は、必ずしもＡｄｖｉｓｏｒｙ領域、Ｃａｕｔｉｏｎ領域、Ｗａｒｎｉｎｇ領域を用いて報知態様の切り換えを行う必要はない。また、報知制御部１７は、必ずしも目標走行軌跡ＬＴ、予測走行エリアＡＰ、逸脱地点Ｄなどを画像表示する必要はない。報知制御部１７は、逸脱に関する運転者への報知を実行可能であればよい。報知制御部１７は、必ずしも画像表示による報知を行う必要はなく、音声による報知のみを行ってもよい。

１…ＧＰＳ受信部、２…外部センサ、３…内部センサ、４…地図データベース、５…アクチュエータ、６…ＨＭＩ、１０…ＥＣＵ、１１…車両位置認識部、１２…外部環境認識部、１３…車両状態認識部、１４…目標走行軌跡生成部、１５…予測走行軌跡生成部、１６…逸脱地点判定部、１７…報知制御部、１８…車両制御部、１００…車両制御システム。

Claims (1)

1. 車両の制御を行う車両制御システムであって、
   前記車両の車両状態を認識する車両状態認識部と、
   前記車両の外部環境を認識する外部環境認識部と、
   前記車両状態及び前記外部環境に基づいて、前記車両の目標走行軌跡を生成する目標走行軌跡生成部と、
   前記車両状態に基づいて、前記車両状態が維持された場合に前記車両が走行する軌跡である予測走行軌跡を生成する予測走行軌跡生成部と、
   前記目標走行軌跡及び前記予測走行軌跡に基づいて前記車両の逸脱地点が存在するか否かを判定する逸脱地点判定部と、
   前記逸脱地点判定部により前記逸脱地点が存在すると判定された場合に、前記車両の運転者に対する報知を行う報知制御部と、
   を備え、
   前記報知制御部は、前記車両と前記逸脱地点との距離に応じて、前記運転者に対する状況認識用の報知態様と前記運転者に対する逸脱回避用の報知態様とを切り換える、車両制御システム。

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