JP2021146767A - 走行制御装置、車両、走行制御方法及びプログラム - Google Patents

走行制御装置、車両、走行制御方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】より適切なタイミングで車線維持制御から先行車追従制御への切り替えを行うこと【解決手段】走行制御装置が提供される。認識手段は、自車両が走行する道路の区画線を認識する。制御手段は、認識手段による区画線の認識結果に基づいて自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行し、認識手段が区画線を認識できなくなった場合には、車線維持制御から手動運転に切り替えた後、区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が満たされたことに基づいて自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行可能とする。【選択図】図３

Description

本発明は、走行制御装置、車両、走行制御方法及びプログラムに関する。
自車両が走行する道路の区画線を認識し、認識した区画線に基づいて走行車線を維持する車線維持制御を行う車両が知られている。特許文献１では、車線維持制御を行う車両において、カメラセンサにより白線が認識できなかった場合には先行車を追従する先行車追従制御に切り替える技術が開示されている。
特開２０１８−１０３８６３号公報
上記従来技術では、車線維持制御から先行車追従制御への切り替えは、周辺状況や自車両の制御状況等に応じてより適切なタイミングで行われることが望ましい。
本発明の目的は、より適切なタイミングで車線維持制御から先行車追従制御への切り替えを行う技術を提供することにある。
本発明の一側面によれば、
自車両が走行する道路の区画線を認識する認識手段と、
前記認識手段による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、ハンドルの把持を要求せずに前記車線維持制御を実行する第１制御状態である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは、前記車線維持制御から手動運転に切り替えた後に、前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行可能とする、
走行制御装置が提供される。
本発明によれば、より適切なタイミングで車線維持制御から先行車追従制御への切り替えを行うことができる。
一実施形態に係る車両用制御装置のブロック図。 制御ユニットによる車両の走行制御の切り替えを示す図。 制御ユニットの処理例を示すフローチャート。 制御ユニットによる車両の制御状態の遷移を示す状態遷移図。 制御ユニットの処理例を示すフローチャート。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置のブロック図であり、車両１を制御する。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。なお、以下の説明において、左右は車両１の前進方向を向いた状態を基準とする。
図１の制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９を含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。また、各ＥＣＵは、これらに代えて各ＥＣＵによる処理を実行するためのＡＳＩＣ等の専用の集積回路を備えてもよい。
以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合したりすることが可能である。
ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては、車両１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。後述する制御例では、ＥＣＵ２０は、少なくとも車両１の操舵を自動制御することで、車両１の停止制御を実行する。このように、ある側面から見れば、ＥＣＵ２０は、車両１の走行制御装置として機能する。
ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮したりするモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。
ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１〜４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本実施形態の場合、車両１のルーフ前部でフロントウィンドウの車室内側に取り付けられる。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。
検知ユニット４２は、Light Detection and Ranging（LIDAR：ライダ）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距したりする。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距したりする。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。
ＥＣＵ２２は、一方のカメラ４１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、他方のカメラ４１と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。
ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、制御ユニット２の記憶デバイスに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、これらの地図情報に基づいて現在地から目的地へのルート探索等を行う。なお、ＥＣＵ２４は、通信装置２４ｃを介して無線通信によってのみ地図情報を取得してもよいし、制御ユニット２の記憶デバイスに構築されたデータベース２４ａによってのみ地図情報を取得してもよいし、これらの両方の方法により地図情報を取得してもよい。
ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。
ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル２７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替えたりする。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。
ＥＣＵ２７は、方向指示器８（ウィンカ）を含む灯火器（ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。
ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席正面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせたりしてもよい。
入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。
ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。
＜制御ユニットによる走行制御の切り替え＞
図２は、制御ユニット２による車両１の走行制御の切り替えを示す図である。本実施形態では、制御ユニット２のＥＣＵ２０は、手動運転、先行車追従制御、及び車線維持制御の間で実行する制御を切り換えながら車両１の走行制御を行う。
手動運転は、ＥＣＵ２０により車両１の操舵及び加減速の自動制御が実行されない状況下での運転である。例えば、運転者によるステアリングホイール３１（ハンドル）、アクセルペダル７Ａ及びブレーキペダル７Ｂの操作に応じて制御ユニット２内の対応する各ＥＣＵが電動パワーステアリング装置３、パワープラント６及びブレーキ装置１０頭等を制御する。
先行車追従制御は、自車両である車両１の先行車の追従を行う制御である。一実施形態において、ＥＣＵ２０は、カメラ４１等により先行車を周期的に認識して先行車の軌跡を推定し、車両１が推定した先行車の軌跡に追従するように車両１の操舵又は加減速を制御する。
車線維持制御は、カメラ４１等による区画線の認識結果に基づいて自車両である車両１の走行車線を維持する制御である（レーンキープ）。一実施形態において、ＥＣＵ２２はカメラ４１等により車両１が走行する走行車線の区画線を認識し、ＥＣＵ２０はその認識結果に基づいて車両１が走行車線の中央を走行するように車両１の操舵又は加減速を制御する。
次に、制御ユニット２が実行する制御の切り替えの条件の例について説明する。なお、以下で説明する条件は例示であって、適宜変更可能である。
手動運転から先行車追従制御への切り替え（図２（１））は、乗員が車内に設けられた自動運転開始のためのスイッチをＯＮする等、乗員からの働きかけがあり、かつ、ＥＣＵ２０が先行車を追従可能であると判断した場合に行われる。例えば、ＥＣＵ２０は、カメラ４１等により先行車が捕捉できており、先行車の軌跡が一定以上ＥＣＵ２２のメモリ等に記憶されている場合に先行車を追従可能であると判断する。また、一実施形態において、ＥＣＵ２０は、手動運転中に先行車追従が可能であると判断した場合には、車内に設けられたインジケータ等により先行車追従制御が可能である旨の報知を乗員に対して行ってもよい。
先行車追従制御から手動運転への切り替え（図２（２））は、ＥＣＵ２０が先行車をロストしたと判断した場合に行われる。例えば、ＥＣＵ２０は、カメラ４１等により先行車が捕捉できなくなった場合等に先行車をロストしたと判断する。ＥＣＵ２０は、先行車追従制御から手動運転に切り替える際に運転者に対して手動運転への切り替え要求（テイクオーバーリクエスト）を行い得る。
先行車追従制御から車線維持制御への切り替え（図２（３））は、ＥＣＵ２２が走行車線の区画線が認識できない状態から区画線を認識している状態になった場合に行われる。すなわち、この遷移はＥＣＵ２２が車線を検出した場合に行われる。
車線維持制御から先行車追従制御への切り替え（図２（４））は、ＥＣＵ２２が区画線を認識している状態から区画線を認識できない状態になった場合に行われる。すなわち、この遷移はＥＣＵ２２が車線をロストした場合に行われる。
このように、本実施形態では、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２が区画線を認識できない状況においては先行車追従制御を行うが、区画線を認識できるようになった場合には車線維持制御に切り替える。
車線維持制御から手動運転への切り替え（図２（５））は、カメラ４１等の検知結果からＥＣＵ２２が区画線を認識できない状態（車線ロスト）になったとき等に行われる。一実施形態において、ＥＣＵ２０は、車線維持制御から手動運転に切り替える際に運転者に対して手動運転への切り替え要求（テイクオーバーリクエスト）を行い得る。
手動運転から車線維持制御への切り替え（図２（６））は、乗員が自動運転開始のためのスイッチをＯＮする等、乗員からの働きかけがあり、かつ、ＥＣＵ２０が車線維持制御を実行可能であると判断した場合に行われる。例えば、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２がカメラ４１等の検知結果から区画線を認識できる場合に、車線維持制御を実行可能であると判断する。また、一実施形態において、ＥＣＵ２０は、手動運転時に車線維持制御が可能であると判断した場合には、車内に設けられたインジケータ等により車線維持制御が可能である旨の報知を乗員に対して行ってもよい。
なお、手動運転から先行車追従制御及び車線維持制御のいずれにも切替可能である場合、ＥＣＵ２０は、いずれかの制御への切り替えを優先するように設定されていてもよいし、車両１や周辺の状況に応じてどちらに切り替えるかを判断してもよい。また、乗員による入力を受け付けることにより、先行車追従制御及び車線維持制御のどちらに切り替えるかを乗員が選択可能であってもよい。
ところで、車線維持制御から先行車追従制御へ切り替わる際には、先行車の車線変更のタイミングによっては車両１も先行車につられて車線変更してしまうなど、運転者の意図しない車両１の挙動が発生してしまう場合がある。したがって、車線維持制御から先行車追従制御への切り替えは、周辺状況や自車両の制御状況等に応じてより適切なタイミングで行われることが望ましい。そこで本実施形態に係る制御ユニット２は、車線維持制御の実行時に以下の処理を実行する。
＜制御ユニットの処理例１＞
図３は、制御ユニット２の処理例を示すフローチャートであって、車両１の走行制御の処理の例を示す。より具体的には、制御ユニット２が、車線維持制御を実行できなくなった場合の処理例を示している。制御ユニット２は、車線維持制御の実行中に本処理を周期的に実行し得る。以下では、初期状態において車線維持制御が実行されている場合を例に説明する。
図３の処理は、例えば制御ユニット２の各ＥＣＵのプロセッサが各ＥＣＵに格納されたプログラムを実行することによって実現される。これに代えて、専用のハードウェア（例えば、回路）が各ステップの少なくとも一部を実行してもよい。
Ｓ１０１で、ＥＣＵ２２は、区画線の認識処理を行う。例えば、ＥＣＵ２２は、カメラ４１等の検知結果に基づいて、車両１が走行する道路の区画線を認識する。また例えば、ＥＣＵ２２は、その認識結果に基づいて、区画線の線種、幅員、角度等の各種情報を取得する。なお、ＥＣＵ２２は、区画線を認識できなかった場合（車線をロストした場合）には、その旨の情報を自身のメモリ等に記憶する。
Ｓ１０２で、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２によるＳ１０１の処理に基づき、区画線を認識できていない場合にはＳ１０３に進み、区画線を認識できている場合にはＳ１０６に進む。Ｓ１０６で、ＥＣＵ２０は、線維持制御を継続し、今回の処理サイクルを終了する。
Ｓ１０３で、ＥＣＵ２０は、車線維持制御から手動運転に切り替える。その後、Ｓ１０４で、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２が区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が充足されるまで待機する。例えば、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２が区画線を認識できなくなってから５〜６０秒の間の所定時間経過した場合に条件が充足したと判断してもよい。さらに言えば、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２が区画線を認識できなくなってから２０〜４０秒の間の所定時間経過した場合に条件が充足したと判断してもよい。また例えば、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２が区画線を認識できなくなってから車両１が１００〜１２００ｍの間の所定距離走行した場合に条件が充足したと判断してもよい。さらに言えば、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２が区画線を認識できなくなってから車両１が４００〜８００ｍの間の所定距離走行した場合に条件が充足したと判断してもよい。
Ｓ１０５で、ＥＣＵ２０は、先行車追従制御が実行可能であることを報知する。ＥＣＵ２０は、車両１に設けられたインジケータや音声出力等により運転者に対して先行車追従制御が実行可能であることを報知してもよい。
以上説明したように、本実施形態では、制御ユニット２は、カメラ４１等による区画線の認識結果に基づいて自車両である車両１の車線維持制御を実行する。そして、制御ユニット２は、カメラ４１等が区画線を認識できなくなった場合には、車線維持制御から手動運転に切り替えた後、区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が満たされたことに基づいて先行車追従制御を実行可能とする。よって、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２が区画線を認識できなくなった場合に先行車追従制御に切り替えることを抑制することができ、制御状態が変化したばかりで乗員による対応の遅れが発生しやすい状況において、乗員の意図しない挙動を抑制することができる。
また、本実施形態では、手動運転に切り替わって所定の条件が充足された後に先行車追従制御が実行可能となる。したがって、運転者がハンドルを把持している可能性が高い状態で手動運転から先行車追従制御へ切り替わる。このため、もし先行車追従制御へ切り替わったタイミングで先行車が車線変更を行い、車両１が運転者の意図しない車線変更を行おうとした場合にも、運転者がより容易に運転に介入することができる。したがって、適切なタイミングで車線維持制御から先行車追従制御への切り替えを行うことができる。
なお、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４において条件充足まで待機している間に運転者から先行車追従制御の実行要求があった場合には、条件充足を待たずに先行車追従制御を実行してもよい。これにより、ＥＣＵ２０は、運転者からの要求があった場合には早期に先行車追従制御に切り替えることができる。また、運転者が自ら先行車追従制御を要求する際には、運転者は先行車の状況を認識していると考えられる。したがって、このような場合にはＳ１０４の条件が充足する前にＥＣＵ２０が先行車追従制御に切り替えたとしても、先行車の状況を認識している運転者は、乗員の意図しない車両１の挙動に対して対応することができる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、運転者へのハンドル把持要求を考慮する構成を説明する。以下、第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
＜制御ユニットによる制御状態の遷移＞
図４は、制御ユニット２による車両１の走行制御の制御状態の遷移を示す図である。本実施形態では、制御ユニット２のＥＣＵ２０は、４つの制御状態ＳＴ１〜ＳＴ４の間で遷移しながら車両１の走行制御を行う。
制御状態ＳＴ１は、運転者による手動運転が行われる状態である。制御状態ＳＴ１では、ＥＣＵ２０は、車両１の操舵及び加減速の自動制御を実行しない。ある側面から言えば、制御状態ＳＴ１は、ＥＣＵ２０が車両１の自動運転に関わる制御を実行する前の待機状態であるといえる。
制御状態ＳＴ２は、ハンズオン／先行車追従制御の状態である。言い換えれば、制御状態ＳＴ２は、ＥＣＵ２０が運転者に対してハンドルの把持を要求しながら自車両である車両１の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行する状態である。一実施形態において、ＥＣＵ２２はカメラ４１等により先行車を周期的に認識して先行車の軌跡を推定し、ＥＣＵ２０は推定された先行車の軌跡に車両１が追従するように車両１の操舵又は加減速を制御する。また、一実施形態において、制御状態ＳＴ２は、ＥＣＵ２０が先行車を追従可能であり、かつ、車両１が走行する走行車線の区画線が認識できない場合の制御状態であり得る。
制御状態ＳＴ３は、ハンズオン／車線維持制御の状態である。言い換えれば、制御状態ＳＴ３は、ＥＣＵ２０が運転者に対してハンドルの把持を要求しながら車両１の車線維持制御を実行する状態である。一実施形態において、ＥＣＵ２２はカメラ４１等により車両１が走行する走行車線の区画線を認識し、ＥＣＵ２０はその認識結果に基づいて車両１が走行車線の中央を走行するように車両１の操舵又は加減速を制御する。例えば、制御状態ＳＴ３は、ＥＣＵ２２が車両１の走行する走行車線の区画線を認識しており、かつ、通信装置２４ｃにより周辺の地図情報が取得できていない場合の制御状態でありうる。また例えば、制御状態ＳＴ３は、ＥＣＵ２２が認識している区画線と、通信装置２４ｃにより取得した地図情報の整合性がとれていない場合の制御状態であり得る。
制御状態ＳＴ４は、ハンズオフ／車線維持制御の状態である。言い換えれば、制御状態ＳＴ３は、ＥＣＵ２０が運転者に対してハンドルの把持を要求せずに車両１の車線維持制御を実行する状態である。一実施形態において、ＥＣＵ２０は、カメラ４１等により車両１が走行する走行車線の区画線の認識結果と、通信装置２４ｃが取得した地図情報とがマッチングされた状態で、車両１が走行車線の中央を走行するように車両１の操舵又は加減速を制御する。つまり、制御状態ＳＴ４は、カメラ４１等による区画線の認識結果と、通信装置２４ｃが取得した地図情報とがマッチングされているときの制御状態であり得る。
次に、各制御状態間の状態遷移の条件の例について説明する。なお、以下で説明する遷移条件は例示であって、適宜変更可能である。
制御状態ＳＴ１から制御状態ＳＴ２への遷移（図４（１））は、乗員が車内に設けられた自動運転開始のためのスイッチをＯＮする等、乗員からの働きかけがあり、かつ、ＥＣＵ２０が先行車を追従可能であると判断した場合に行われる。例えば、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２がカメラ４１等により先行車が捕捉できており、先行車の軌跡が一定以上ＥＣＵ２２のメモリ等に記憶されている場合に先行車を追従可能であると判断する。また、一実施形態において、ＥＣＵ２０は、制御状態ＳＴ１において、先行車追従が可能であると判断した場合には、車内に設けられたインジケータ等により先行車追従制御が可能である旨の報知を乗員に対して行ってもよい。
制御状態ＳＴ２から制御状態ＳＴ１への遷移（図４（２））は、ＥＣＵ２０が先行車をロストしたと判断した場合に行われる。例えば、ＥＣＵ２０は、カメラ４１等により先行車が捕捉できなくなった場合等に先行車をロストしたと判断する。ＥＣＵ２０は、制御状態ＳＴ２から制御状態ＳＴ１に遷移する際に運転者に対して手動運転への切り替え要求（テイクオーバーリクエスト）を行い得る。
制御状態ＳＴ２から制御状態ＳＴ３への遷移（図４（３））は、ＥＣＵ２２が走行車線の区画線が認識できない状態から区画線を認識している状態になった場合に行われる。すなわち、この遷移はＥＣＵ２２が車線を検出した場合に行われる。
制御状態ＳＴ３から制御状態ＳＴ２への遷移（図４（４））は、ＥＣＵ２２が区画線を認識している状態から区画線を認識できない状態になった場合に行われる。すなわち、この遷移はＥＣＵ２２が車線をロストした場合に行われる。
本実施形態では、制御状態ＳＴ２及び制御状態ＳＴ３間の状態遷移により、ＥＣＵ２０は、ＥＣＵ２２が区画線を認識できない状況においては先行車追従制御を行うが、ＥＣＵ２２が区画線を認識できるようになった場合には車線維持制御に切り替える。また、制御状態ＳＴ２及び制御状態ＳＴ３はいずれも運転者にハンドルの把持を要求するハンズオン状態での制御状態であるので、これらの制御状態間の遷移はハンズオン状態におけるＥＣＵ２０が実行する走行制御の切り替えであるともいえる。
制御状態ＳＴ３から制御状態ＳＴ４への遷移（図４（５））は、カメラ４１等による区画線の認識結果と、通信装置２４ｃが取得した地図情報とがマッチングされていない状態からこれらがマッチングされている状態になったときに行われる。例えば、ＥＣＵ２０は、ロストしていた地図情報を取得し、地図情報と区画線の認識結果とのマッチングが取れた場合に制御状態ＳＴ３から制御状態ＳＴ４に遷移する。
制御状態ＳＴ４から制御状態ＳＴ３への遷移（図４（６））は、カメラ４１等による区画線の認識結果と、通信装置２４ｃが取得した地図情報とがマッチングされている状態からＥＣＵ２０が通信装置２４ｃを介して地図情報を取得できない状態（地図ロスト）や、適切にマッチングができなかったになったときに行われる。一実施形態において、ＥＣＵ２０は、制御状態ＳＴ４から制御状態ＳＴ３に遷移する際に運転者にハンドルの把持要求（ハンズオンリクエスト）を行い得る。
本実施形態では、ＥＣＵ２０は、制御状態ＳＴ３では運転者にハンドルの把持を要求するハンズオン状態で車線維持制御を実行する一方、制御状態ＳＴ４では運転者にハンドルの把持を要求しないハンズオフ状態で車線維持制御を実行する。すなわち、制御状態ＳＴ３及び制御状態ＳＴ４間の状態遷移は、区画線の認識結果と地図情報とのマッチング状況に応じたハンズオン／ハンズオフの切り替えであるともいえる。
制御状態ＳＴ４から制御状態ＳＴ１への遷移（図４（７））は、カメラ４１等による区画線の認識結果と、通信装置２４ｃが取得した地図情報とがマッチングされている状態からＥＣＵ２２が区画線を認識できない状態（車線ロスト）になったときに行われる。一実施形態において、ＥＣＵ２０は、制御状態ＳＴ４から制御状態ＳＴ１に遷移する際に運転者に対して手動運転への切り替え要求（テイクオーバーリクエスト）を行い得る。
制御状態ＳＴ１から制御状態ＳＴ４への遷移（図４（８））は、乗員が自動運転開始のためのスイッチをＯＮする等、乗員からの働きかけがあり、かつ、ＥＣＵ２０がハンズオフ状態での車線維持制御が可能であると判断した場合に行われる。例えば、ＥＣＵ２０は、区画線の認識結果と地図情報とがマッチングされている場合にハンズオフ状態での車線維持制御が可能であると判断する。また、一実施形態において、ＥＣＵ２０は、制御状態ＳＴ１において、車線維持制御が可能であると判断した場合には、車内に設けられたインジケータ等により先行車追従制御が可能である旨の報知を乗員に対して行ってもよい。
なお、制御状態ＳＴ１から制御状態ＳＴ２及び制御状態ＳＴ４のいずれにも遷移可能である場合、ＥＣＵ２０は、いずれかへの遷移を優先するように設定されていてもよいし、車両１や周辺の状況に応じて遷移先を切り替えてもよい。また、乗員による入力を受け付けることにより、制御状態ＳＴ２及び制御状態ＳＴ４のどちらに遷移するかを乗員が選択可能であってもよい。
＜制御ユニットの処理例２＞
図５は、制御ユニット２の処理例を示すフローチャートであって、車両１の走行制御の処理の例を示す。より具体的には、制御ユニット２が車線維持制御を実行できなくなった場合の制御ユニット２の制御状態の遷移についての処理例を示している。制御ユニット２は、自動運転の実行中に本処理を周期的に実行し得る。以下では、制御ユニット２は、車線維持制御の実行中に本処理を周期的に実行し得る。以下では、初期状態において車線維持制御が実行されている場合、すなわち、制御状態ＳＴ３又は制御状態ＳＴ４である場合を例に説明する。
図５の処理は、例えば制御ユニット２の各ＥＣＵのプロセッサが各ＥＣＵに格納されたプログラムを実行することによって実現される。これに代えて、専用のハードウェア（例えば、回路）が各ステップの少なくとも一部を実行してもよい。
Ｓ１０１及びＳ１０２は、処理例１と同様である。しかしながら、Ｓ１０２でＹｅｓに進む場合、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３ではなくＳ２０１に進む。
Ｓ２０１で、ＥＣＵ２０は、現在の制御状態を確認する。ＥＣＵ２０は、現在の制御状態が制御状態ＳＴ４である場合はＳ１０３に進み以降は処理例１と同様の処理を行い、制御状態ＳＴ３の場合はＳ２０２に進む。
本実施形態では、ＥＣＵ２０は、ハンドルの把持を要求せずに車線維持制御を実行する制御状態ＳＴ４である場合には、手動運転への切り替えた後に時間又は距離に関する条件が満たされたことに基づいて先行車追従制御を実行可能とする。これにより、運転者がハンドルから手を離している状態で先行車追従制御に切り替わり、運転者の意図しない車両１の挙動に対する運転者の対応が遅れてしまうことを抑制することができる。つまり、ハンズオフ状態から乗員がハンドルを握らなければならない状態に変化するような、乗員による対応遅れが発生しやすい状況において、乗員の意図しない挙動を抑制することができる。
Ｓ２０２で、ＥＣＵ２０は、実行する制御を先行車追従制御に切り替えて今回の処理サイクルを終了する。図４に即して言えば、ＥＣＵ２０は、制御状態ＳＴ３から制御状態ＳＴ２に切り替える。
本実施形態では、ＥＣＵ２０は、ハンドルの把持を要求しながら車線維持制御を実行する制御状態ＳＴ３である場合には、区画線を認識できなくなった場合でも手動運転に切り替えずに先行車追従制御を実行する。制御状態ＳＴ３であれば、運転者はハンドルを把持しているので、車両１に乗員の意図しない挙動が発生したとしても運転者が運転に介入することができる。すなわち、乗員の意図しない挙動に対する乗員による対応遅れが発生しにくい。そこで、手動運転を介することなく先行車追従制御に切り替えることにより、ＥＣＵ２０は自動運転を継続した状態で車線維持制御から先行車追従制御に切り替えることができる。
また、ＥＣＵ２０は、制御状態ＳＴ３である場合において、区画線を認識できなくなったときは、Ｓ１０４の条件に関わらず先行車追従制御を実行する。これにより、運転者がハンドルを把持している状態においてはより早期に先行車追従制御に切り替えることができる。
また、ある側面から見れば、ＥＣＵ２０は、ハンドルの把持を要求せずに車線維持制御を実行する制御状態ＳＴ４である場合において、区画線を認識できなくなったときは、車線維持制御から手動運転に切り替える。一方、ＥＣＵ２０は、ハンドルの把持を要求しながら車線維持制御を実行する制御状態ＳＴ３である場合において、区画線を認識できなくなったときは、車線維持制御から先行車追従制御に切り替える。すなわち、ＥＣＵ２０は、車線維持制御中に運転者がハンドルを把持しているか否かによって、区画線を認識できなくなったときに実行する走行制御を切り替える。運転者の意図しない車両１の挙動に運転者が対応可能な場合に先行車追従制御に切り替えることができる。
＜その他の実施形態＞
上記実施形態では、ＥＣＵ２０が車両１の自動運転制御を行う場合を例に説明したが、運転支援制御として車線維持制御や先行車追従制御が行われる場合にも上記実施形態に係る構成を採用可能である。
また、手動運転から先行車追従制御への切り替えに関して、カメラ４１等により先行車９９が捕捉できていなかったり、先行車９９の軌跡が一定以上ＥＣＵ２２のメモリ等に記憶されていなかったりすることにより先行車追従制御を実行できない場合には、ＥＣＵ２０は運転者に対してその旨を報知してもよい。例えば、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５のステップを実行する前に、先行車追従制御を実行可能であるか否かを確認してもよい。そして、実行可能である場合にＳ１０５に進み、実行可能でない場合は運転者に対してその旨を報知してもよい。
また、車線維持制御から先行車追従制御への切り替えに関して、カメラ４１等により先行車９９が捕捉できていなかったり、先行車９９の軌跡が一定以上ＥＣＵ２２のメモリ等に記憶されていなかったりすることにより先行車追従制御を実行できない場合には、ＥＣＵ２０は、切り替えを行わずに運転者に報知したり、運転者が手動運転をしない場合は車両１を停止可能な位置に停止させたりしてもよい。例えば、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０２のステップを実行する前に、先行車追従制御を実行可能であるか否かを確認してもよい。そして、実行可能である場合にＳ２０２に進み、実行可能でない場合は切り替えを行わずに運転者に報知したり、運転者が手動運転をしない場合は車両１を停止可能な位置に停止させたりしてもよい。
＜実施形態のまとめ＞
上記実施形態は以下の走行制御装置、車両、走行制御方法及びプログラムを少なくとも開示する。
１．上記実施形態の走行制御装置(例えば2)は、
自車両が走行する道路の区画線を認識する認識手段(例えば22,S101)と、
前記認識手段による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行する制御手段(例えば20,S106)と、を備え、
前記制御手段は、ハンドルの把持を要求せずに前記車線維持制御を実行する第１制御状態(例えばST4)である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは、前記車線維持制御から手動運転に切り替えた後(例えばS103)に、前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行可能とする。
この実施形態によれば、ハンズオフ状態から乗員がハンドルを握らなければならない状態に変化するような、乗員による対応遅れが発生しやすい状況において、乗員の意図しない挙動を抑制することができる。したがって、より適切なタイミングで車線維持制御から先行車追従制御への切り替えを行うことができる。
２．上記実施形態によれば、
前記制御手段は、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなった場合には、前記車線維持制御から前記手動運転に切り替えた後に前記区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が満たされたことに基づいて、前記先行車追従制御を実行可能とする(例えば20,S104,S105)。
この実施形態によれば、制御手段は区画線を認識できなくなった場合に先行車追従制御に切り替えることを抑制することができ、制御状態が変化したばかりで乗員による対応の遅れが発生しやすい状況において、乗員の意図しない挙動を抑制することができる。
３．上記実施形態によれば、
前記自車両の周辺の地図情報を取得する取得手段をさらに備え、
前記第１制御状態は、前記認識手段による前記区画線の前記認識結果と、前記取得手段により取得された前記地図情報とがマッチングされている制御状態である。
この実施形態によれば、区画線の認識結果と地図情報とがマッチングされた状態から区画線を認識できなくなった場合において、乗員の意図しない挙動を抑制することができる。
４．上記実施形態によれば、
前記制御手段は、ハンドルの把持を要求しながら前記車線維持制御を実行する第２制御状態(例えばST3)である場合には、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなった場合でも前記手動運転に切り替えずに前記先行車追従制御を実行する(例えばS202)。
この実施形態によれば、運転者がハンドルを把持している場合には乗員の意図しない挙動への対応遅れが発生にくいので、手動運転を介することなく先行車追従制御に切り替えることにより、自動運転を継続した状態で先行車追従制御に切り替えることができる。
５．上記実施形態によれば、
前記制御手段は、ハンドルを要求しながら前記車線維持制御を実行する第２状態(例えばST3)である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは、前記条件に関わらず前記先行車追従制御を実行する(例えばS202)。
この実施形態によれば、運転者がハンドルを把持している場合には乗員の意図しない挙動への対応遅れが発生にくいので、条件に関わらず先行車追従を実行することで、より早期に車線維持制御から先行車追従制御に切り替えることができる。
６．上記実施形態によれば、
前記制御手段は、経過時間又は走行距離に関する前記条件が満たされる前であっても、運転者から前記先行車追従制御の実行要求があった場合には前記先行車追従制御を実行する。
この実施形態によれば、運転者からの要求があった場合には早期に先行車追従制御に切り替えることができる。
７．上記実施形態の走行制御装置(例えば2)は、
自車両が走行する道路の区画線を認識する認識手段(例えば22)と、
前記認識手段による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行する制御手段(例えば20)と、を備え、
前記制御手段は、
ハンドルの把持を要求せずに前記車線維持制御を実行する第１制御状態(例えばST4)である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは(例えばS102:Yes)、前記車線維持制御から手動運転に切り替え(例えばS103)、
ハンドルの把持を要求しながら前記車線維持制御を実行する第２制御状態(例えばST3)である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは(例えばS102:Yes)、前記車線維持制御から前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御に切り替える(例えばS202)。
この実施形態によれば、車線維持制御中に運転者がハンドルを把持しているか否かによって、区画線を認識できなくなったときに実行する走行制御を切り替える。よって、運転者の意図しない車両の挙動に運転者が対応可能な場合に先行車追従制御に切り替えることができる。
８．上記実施形態の車両は、上記１．〜上記７．の走行制御装置を搭載する。
この実施形態によれば、より適切なタイミングで車線維持制御から先行車追従制御への切り替えを行う車両が提供される。
９．上記実施形態の走行制御方法(例えば図3)は、
自車両が走行する道路の区画線を認識する認識工程(例えばS101)と、
前記認識工程による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行し、前記認識工程が前記区画線を認識できなくなった場合には、前記車線維持制御から手動運転に切り替えた後、前記区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が満たされたことに基づいて前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行可能とする制御工程(例えばS102S-106)と、を含む。
この実施形態によれば、より適切なタイミングで車線維持制御から先行車追従制御への切り替えを行うことができる。
１０．上記実施形態のプログラムは、
コンピュータを、
自車両が走行する道路の区画線を認識する認識手段(例えばS101)、
前記認識手段による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行し、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなった場合には、前記車線維持制御から手動運転に切り替えた後、前記区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が満たされたことに基づいて前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行可能とする制御手段(例えばS102-S106)、
の各手段として機能させるこの実施形態によれば、
この実施形態によれば、この実施形態によれば、より適切なタイミングで車線維持制御から先行車追従制御への切り替えを行うことができる。
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
１ 車両、２ 制御ユニット、２０ ＥＣＵ

Claims (10)

  1. 自車両が走行する道路の区画線を認識する認識手段と、
    前記認識手段による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、ハンドルの把持を要求せずに前記車線維持制御を実行する第１制御状態である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは、前記車線維持制御から手動運転に切り替えた後に、前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行可能とする、
    走行制御装置。
  2. 請求項１に記載の走行制御装置であって、前記制御手段は、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなった場合には、前記車線維持制御から前記手動運転に切り替えた後に前記区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が満たされたことに基づいて、前記先行車追従制御を実行可能とする、走行制御装置。
  3. 請求項２に記載の走行制御装置であって、
    前記自車両の周辺の地図情報を取得する取得手段をさらに備え、
    前記第１制御状態は、前記認識手段による前記区画線の前記認識結果と、前記取得手段により取得された前記地図情報とがマッチングされている制御状態である、
    走行制御装置。
  4. 請求項２又は３に記載の走行制御装置であって、前記制御手段は、ハンドルの把持を要求しながら前記車線維持制御を実行する第２制御状態である場合には、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなった場合でも前記手動運転に切り替えずに前記先行車追従制御を実行する、走行制御装置。
  5. 請求項２ないし４のいずれか１項に記載の走行制御装置であって、前記制御手段は、ハンドルを要求しながら前記車線維持制御を実行する第２状態である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは、前記条件に関わらず前記先行車追従制御を実行する、走行制御装置。
  6. 請求項２に記載の走行制御装置であって、前記制御手段は、経過時間又は走行距離に関する前記条件が満たされる前であっても、運転者から前記先行車追従制御の実行要求があった場合には前記先行車追従制御を実行する、走行制御装置。
  7. 自車両が走行する道路の区画線を認識する認識手段と、
    前記認識手段による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、
    ハンドルの把持を要求せずに前記車線維持制御を実行する第１制御状態である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは、前記車線維持制御から手動運転に切り替え、
    ハンドルの把持を要求しながら前記車線維持制御を実行する第２制御状態である場合において、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなったときは、前記車線維持制御から前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御に切り替える、
    走行制御装置。
  8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の走行制御装置を搭載した車両。
  9. 自車両が走行する道路の区画線を認識する認識工程と、
    前記認識工程による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行し、前記認識工程が前記区画線を認識できなくなった場合には、前記車線維持制御から手動運転に切り替えた後、前記区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が満たされたことに基づいて前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行可能とする制御工程と、を含む、
    走行制御方法。
  10. コンピュータを、
    自車両が走行する道路の区画線を認識する認識手段、
    前記認識手段による前記区画線の認識結果に基づいて前記自車両の車線維持を行う車線維持制御を実行し、前記認識手段が前記区画線を認識できなくなった場合には、前記車線維持制御から手動運転に切り替えた後、前記区画線を認識できなくなってからの経過時間又は走行距離に関する条件が満たされたことに基づいて前記自車両の先行車の追従を行う先行車追従制御を実行可能とする制御手段、
    の各手段として機能させるプログラム。
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