JP6304894B2 - 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。

近年、四輪車両などの車両を、自動的に運転する技術について研究が進められている。これに関連して、運転者の操作により自車両の自動運転の開始を指示する指示手段と、自動運転の目的地を設定する設定手段と、運転者により前記指示手段が操作された場合に、前記目的地が設定されているか否かに基づいて自動運転のモードを決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記自動運転のモードに基づいて車両走行制御する制御手段と、を備え、前記決定手段は、前記目的地が設定されていない場合は、前記自動運転のモードを、前記自車両の現在の走行路に沿って走行する自動運転又は自動停車に決定する、運転支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１１／１５８３４７号パンフレット

しかしながら、従来の技術では、車両を所望のタイミングで所望の位置に移動させることができない場合があった。

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、車両を所望のタイミングで所望の位置に移動させることができる車両制御装置、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、自車両の将来の位置の軌跡を、前記自車両の軌道として生成する軌道生成部（１１２、１２６）と、前記軌道生成部により生成された軌道上の位置ごとに、前記自車両の目標速度を算出する目標速度算出部（１３０）と、前記目標速度算出部により算出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御する走行制御部（１３６）と、前記自車両の同一時刻時点での、前記軌道生成部により生成された軌道上の位置と、前記自車両の現在の位置との第１差分を導出し、前記目標速度算出部により算出された目標速度に基づいて、前記自車両が将来到達する予測到達位置を予測し、現時点から前記自車両が所定時間走行した時点での、前記予測した予測到達位置と、前記軌道生成部により生成された軌道上の位置との第２差分を導出する導出部（１３２）と、前記導出部により導出された第１差分に基づく速度補正量と、第２差分に基づく速度補正量とに基づいて、前記目標速度算出部により算出された目標速度を補正する補正部（１３４）と、を備える車両制御装置（１００）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置において、前記目標速度算出部は、前記軌道生成部により生成された軌道上の位置から導出される前記位置ごとの一次目標速度に基づいて、時間位相を進めて前記目標速度を算出するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両制御装置において、前記補正部が、前記自車両が車線変更する場合に、前記導出部により導出された第１差分に基づく速度補正量と、第２差分に基づく速度補正量とに基づいて、前記目標速度算出部により算出された目標速度を補正するものである。

請求項４に記載の発明は、車載コンピュータが、自車両の将来の位置の軌跡を、前記自車両の軌道として生成し、前記生成した軌道上の位置ごとに、前記自車両の目標速度を算出し、前記算出した目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御し、前記自車両の同一時刻時点での、前記軌道上の位置と、前記自車両の現在の位置との第１差分を導出し、前記算出した目標速度に基づいて、前記自車両が将来到達する予測到達位置を予測し、現時点から前記自車両が所定時間走行した時点での、前記予測到達位置と、前記軌道上の位置との第２差分を導出し、前記導出した第１差分に基づく速度補正量と、第２差分に基づく速度補正量とに基づいて、前記算出した目標速度を補正する、車両制御方法である。

請求項５に記載の発明は、車載コンピュータに、自車両の将来の位置の軌跡を、前記自車両の軌道として生成させ、前記生成させた軌道上の位置ごとに、前記自車両の目標速度を算出させ、前記算出させた目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御させ、前記自車両の同一時刻時点での、前記軌道上の位置と、前記自車両の現在の位置との第１差分を導出させ、前記算出させた目標速度に基づいて、前記自車両が将来到達する予測到達位置を予測させ、現時点から前記自車両が所定時間走行した時点での、前記予測到達位置と、前記軌道上の位置との第２差分を導出させ、前記導出させた第１差分に基づく速度補正量と、第２差分に基づく速度補正量とに基づいて、前記算出した目標速度を補正させる、車両制御プログラムである。

請求項１、６、７に記載の発明によれば、自車両の将来の所定時間ごとの位置と、自車両の現在の位置との差分に基づいて自車両の目標速度を補正するため、車両を所望のタイミングで所望の位置に移動させることができる。

請求項２、３に記載の発明によれば、自車両の将来の所定時間ごとの位置と目標速度に基づく自車両の位置との差分に基づいて自車両の目標速度を補正するため、車両を所望のタイミングで所望の位置に、より精度良く移動させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、軌道上の位置ごとの一次目標速度に基づいて、時間位相を進めて目標速度算出するため、制御対象の機器の応答性を高めることができる。

請求項５に記載の発明によれば、自車両が車線変更する場合に目標速度を補正するため、自車両Ｍが予め決められたスケジュールよりも早く（あるいは遅く）車線変更の位置に到達してしまうことを抑制することができる。

第１の実施形態に係る車両制御装置１００が搭載された車両の有する構成要素を示す図である。 第１の実施形態に係る車両制御装置１００を中心とした自車両Ｍの機能構成図である。 自車位置認識部１０２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。 第１軌道生成部１１２により生成される第１軌道の一例を示す図である。 第１の実施形態におけるターゲット位置設定部１２２がターゲット領域ＴＡを設定する様子を示す図である。 第１の実施形態における第２軌道生成部１２６が軌道を生成する様子を示す図である。 第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成される軌道上の各目標位置Ｋに対して設定される一次目標速度ν_ｆの一例を示す図である。 第１の実施形態における目標速度算出部１３０による二次目標速度ν_ｓの算出処理を説明するための図である。 第１の実施形態における導出部１３２が目標位置Ｋと自車両Ｍの現在位置Ｐの差分を導出する様子を表した図である。 図１０の状況において、さらに自車両Ｍが所定時間Δｔ走行した場合の様子を表した図である。 第１の実施形態における車両制御装置１００の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態における導出部１３２が目標位置Ｋと予測到達位置Ｑとの予想差分を導出する様子を表した図である。 図１３の状況において、さらに自車両Ｍが所定時間Δｔ走行した場合の様子を表した図である。 第２の実施形態における車両制御装置１００の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、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。
＜第１の実施形態＞
［車両構成］
図１は、第１の実施形態に係る車両制御装置１００が搭載された車両（以下、自車両Ｍと称する）の有する構成要素を示す図である。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する。

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、上述した車両制御装置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）方式によって物体を検出する。

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。

図２は、第１の実施形態に係る車両制御装置１００を中心とした自車両Ｍの機能構成図である。自車両Ｍには、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、操作デバイス７０と、操作検出センサ７２と、切替スイッチ８０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とが搭載される。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。

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１５４として記憶部１５０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通信によって情報の送受信が行われる。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。

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。

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１３６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１３６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１３６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、電動モータと、ステアリングトルクセンサと、操舵角センサ等を備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機能等に力を作用させてステアリングホイールの向きを変更する。ステアリングトルクセンサは、例えば、ステアリングホイールを操作したときのトーションバーのねじれをステアリングトルク（操舵力）として検出する。操舵角センサは、例えば、ステアリング操舵角（または実舵角）を検出する。ステアリング装置９２は、走行制御部１３６から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、ステアリングホイールの向きを変更する。

ブレーキ装置９４は、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が油圧として伝達されるマスターシリンダー、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエータ等を備える。制動制御部４４は、走行制御部１３６から入力される情報に従って、マスターシリンダーの圧力に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるように、ブレーキアクチュエータ等を制御する。なお、ブレーキ装置９４は、上記説明した油圧により作動する電子制御式ブレーキ装置に限らず、電動アクチュエーターにより作動する電子制御式ブレーキ装置であってもよい。

操作デバイス７０は、例えば、アクセルペダルやステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー等を含む。操作デバイス７０には、運転者による操作の有無や量を検出する操作検出センサ７２が取り付けられている。操作検出センサ７２は、例えば、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ブレーキセンサ、シフト位置センサ等を含む。操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ステアリングトルク、ブレーキ踏量、シフト位置等を走行制御部１３６に出力する。なお、これに代えて、操作検出センサ７２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、運転者等によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、例えば、ステアリングホイールやガーニッシュ（ダッシュボード）等に設置される機械式のスイッチであってもよいし、ナビゲーション装置５０のタッチパネルに設けられるＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチであってもよい。切替スイッチ８０は、運転者等の操作を受け付け、走行制御部１３６による制御モードを自動運転モードまたは手動運転モードのいずれか一方に指定する制御モード指定信号を生成し、制御切替部１４０に出力する。自動運転モードとは、上述したように、運転者が操作を行わない（或いは手動運転モードに比して操作量が小さい、または操作頻度が低い）状態で走行する運転モードであり、より具体的には、行動計画に基づい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制御する運転モードである。

［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、自車位置認識部１０２と、外界認識部１０４と、行動計画生成部１０６と、走行態様決定部１１０と、第１軌道生成部１１２と、車線変更制御部１２０と、目標速度算出部１３０と、導出部１３２と、補正部１３４と、走行制御部１３６と、制御切替部１４０と、記憶部１５０とを備える。自車位置認識部１０２、外界認識部１０４、行動計画生成部１０６、走行態様決定部１１０、第１軌道生成部１１２、車線変更制御部１２０、目標速度算出部１３０、導出部１３２、補正部１３４、走行制御部１３６、および制御切替部１４０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機能するソフトウェア機能部である。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）等のハードウェア機能部であってもよい。また、記憶部１５０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１５０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１５０にインストールされてもよい。

自車位置認識部１０２は、記憶部１５０に格納された地図情報１５２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１５２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１５２には、道路情報と、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１０２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１０２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１０２は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、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１０４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、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他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１０４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１０６は、所定の区間における行動計画を生成する。所定の区間とは、例えば、ナビゲーション装置５０により導出された経路のうち、高速道路等の有料道路を通る区間である。なお、これに限らず、行動計画生成部１０６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、車線合流ポイントにおいて自車両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、自動運転モードにおいて、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必要がある。従って、行動計画生成部１０６は、地図情報１５２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１０６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１５６として記憶部１５０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。図示するように、行動計画生成部１０６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１０６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１０６は、例えば、生成した行動計画を、外界認識部１０４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、他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１０６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１０６は、車両走行中に外界認識部１０４によって認識された他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他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１０４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１０６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。これによって、車両制御装置１００は、自車両Ｍが車線変更先の車両に衝突することを回避することができる。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］
走行態様決定部１１０は、行動計画に含まれるレーンキープイベントが走行制御部１３６により実施される際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１１０は、自車両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、走行態様決定部１１０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、走行態様決定部１１０は、外界認識部１０４により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車など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、走行態様決定部１１０は、外界認識部１０４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、走行態様決定部１１０は、外界認識部１０４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。

第１軌道生成部１１２は、走行態様決定部１１０により決定された走行態様に基づいて、軌道を生成する。軌道とは、自車両Ｍが走行態様決定部１１０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。

図５は、第１軌道生成部１１２により生成される軌道の一例を示す図である。図中（Ａ）に示すように、例えば、第１軌道生成部１１２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の軌道として設定する。以下、これら目標位置を区別しない場合、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、第１軌道生成部１１２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。第１軌道生成部１１２は、例えば、走行車線の中央線を、地図情報１５２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１５２に含まれている場合に、この地図情報１５２から取得してもよい。

例えば、上述した走行態様決定部１１０により走行態様が定速走行に決定された場合、第１軌道生成部１１２は、図中（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、走行態様決定部１１０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）、第１軌道生成部１１２は、図中（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１３６が自車両Ｍを減速させることになる。

また、図中（Ｃ）に示すように、道路がカーブ路である場合に、走行態様決定部１１０は、走行態様をカーブ走行に決定する。この場合、第１軌道生成部１１２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、図中（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ＯＢが存在する場合、走行態様決定部１１０は、走行態様を障害物回避走行に決定する。この場合、第１軌道生成部１１２は、この障害物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］
車線変更制御部１２０は、行動計画に含まれる車線変更イベントが走行制御部１３６により実施される際の制御を行う。車線変更制御部１２０は、例えば、ターゲット位置設定部１２２と、車線変更可否判定部１２４と、第２軌道生成部１２６とを備える。なお、車線変更制御部１２０は、分岐イベントや合流イベントが走行制御部１３６により実施される際に、後述する処理を行ってもよい。

ターゲット位置設定部１２２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領域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。なお、ターゲット位置設定部１２２は、隣接車線Ｌ２上において、後方基準車両ｍＣの後方（後方基準車両ｍＣと、その後方に存在する車両との間）にターゲット領域ＴＡを設定してもよい。

車線変更可否判定部１２４は、ターゲット位置設定部１２２により設定されたターゲット領域ＴＡ上に周辺車両が存在せず、且つ自車両Ｍと前方基準車両との仮想的な衝突余裕時間ＴＴＣ（Time-To Collision）と、自車両Ｍと後方基準車両との仮想的な衝突余裕時間ＴＴＣが共に、閾値以上であるといった所定の設定条件を満たす場合に、隣接車線上に設定されたターゲット領域ＴＡ上に自車両Ｍが車線変更可能であると判定する。衝突余裕時間ＴＴＣは、例えば、ターゲット領域ＴＡ上に自車両Ｍが車線変更したと仮定し、このターゲット領域ＴＡ上の仮想定な自車両Ｍと、前方基準車両（あるいは後方基準車両）との車間距離を、自車両Ｍの速度および前方基準車両（あるいは後方基準車両）の相対速度で除算することで導出される。

図６は、第１の実施形態におけるターゲット位置設定部１２２がターゲット領域ＴＡを設定す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、ターゲット位置設定部１２２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領域ＴＡを設定する。このような場合、車線変更可否判定部１２４は、ターゲット位置設定部１２２により設定されたターゲット領域ＴＡ上に自車両Ｍを仮想的に配置し、この仮想的な自車両Ｍを基準に前方基準車両ｍＢに対する衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）と、後方基準車両ｍＣに対する衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）とを導出する。車線変更可否判定部１２４は、導出したこれら２つの衝突余裕時間ＴＴＣが共に所定の設定条件を満たすか否かを判定し、両方の衝突余裕時間ＴＴＣが共に所定の設定条件を満たす場合（例えば前方、後方それぞれに設定された閾値以上である場）、隣接車線Ｌ２上に設定されたターゲット領域ＴＡ上に自車両Ｍが車線変更可能であると判定する。

また、車線変更可否判定部１２４は、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢ、および後方基準車両ｍＣの速度、加速度、または躍度（ジャーク）等を加味して、ターゲット領域ＴＡ上に自車両Ｍが車線変更可能であるか否かを判定してもよい。例えば、前走車両ｍＡの速度よりも前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの速度が大きく、自車両Ｍの車線変更に必要な時間の範囲内で前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣが前走車両ｍＡを追い抜くことが予想されるような場合、車線変更可否判定部１２４は、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの間に設定されたターゲット領域ＴＡ上に自車両Ｍが車線変更可能でないと判定する。

第２軌道生成部１２６は、上述した車線変更可否判定部１２４によりターゲット領域ＴＡ上に自車両Ｍが車線変更可能であると判定された場合、このターゲット領域ＴＡ上に車線変更するための軌道を生成する。

図７は、第１の実施形態における第２軌道生成部１２６が軌道を生成する様子を示す図である。例えば、第２軌道生成部１２６は、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣを所定の速度モデルで走行するものとして仮定し、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、将来のある時刻において自車両Ｍが前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣの間に存在するように軌道を生成する。例えば、第２軌道生成部１２６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、第２軌道生成部１２６は、目標位置Ｋの少なくとも１つがターゲット領域ＴＡ上に配置されるように軌道を生成する。

図８は、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成される軌道上の各目標位置Ｋに対して設定される一次目標速度ν_ｆの一例を示す図である。図示するように、一次目標速度ν_ｆは、軌道上の各目標位置Ｋと、配置間隔（所定時間Δｔ）と、目標時間Ｔとに基づいて、自動的に決定される。例えば、目標位置Ｋ（０）には一次目標速度ν_ｆ０、目標位置Ｋ（１）には一次目標速度ν_ｆ１、目標位置Ｋ（２）には一次目標速度ν_ｆ２、といったように目標位置Ｋごとに一次目標速度ν_ｆが決定される。この一次目標速度ν_ｆは、後述する目標速度算出部１３０の処理に用いられる。

目標速度算出部１３０は、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成される軌道の各目標位置Ｋに対して設定される一次目標速度ν_ｆに基づいて、自車両Ｍの二次目標速度ν_ｓを算出する。

図９は、第１の実施形態における目標速度算出部１３０による二次目標速度ν_ｓの算出処理を説明するための図である。目標速度算出部１３０は、ある目標位置Ｋ（ｉ）に設定された一次目標速度ν_ｆｉと、この目標位置Ｋ（ｉ）の次に自車両Ｍが到達する予定の目標位置Ｋ（ｉ＋１）に設定された一次目標速度ν_ｆｉ＋１との平均値を算出し、この算出した平均値を、目標位置Ｋ（ｉ）から目標位置Ｋ（ｉ＋１）までの自車両Ｍの二次目標速度ν_ｓｉに設定する。ここでｉは、プロセッサがプログラムに基づいて処理する際の内部パラメータである。これによって、目標速度算出部１３０は、二次目標速度ν_ｓの時間位相を所定時間Δｔの間隔の１／２進ませることができる。

図示の例では、目標速度算出部１３０は、目標位置Ｋ（０）の一次目標速度ν_ｆ０と、目標位置Ｋ（１）の一次目標速度ν_ｆ１との平均値（ν_ｆ０＋ν_ｆ１）／２を算出して、この平均値（ν_ｆ０＋ν_ｆ１）／２を、目標位置Ｋ（０）の二次目標速度ν_ｓ０に設定する。同様に、目標速度算出部１３０は、目標位置Ｋ（１）の一次目標速度ν_ｆ１と、目標位置Ｋ（２）の一次目標速度ν_ｆ２との平均値（ν_ｆ１＋ν_ｆ２）／２を算出して、この平均値（ν_ｆ１＋ν_ｆ２）／２を、目標位置Ｋ（１）の二次目標速度ν_ｓ１に設定する。このようにして、目標速度算出部１３０は、軌道の目標位置Ｋごとに、一次目標速度ν_ｆに対して時間位相を進めた二次目標速度ν_ｓを設定する。このように二次目標速度ν_ｓを設定するのは、自車両Ｍの慣性力やエンジンの応答性や、自車両Ｍが走行する路面の勾配または走行時の風等の周辺環境に起因して、加速度の立ち上がりが、制御指示に対して遅れることを考慮したものである。

なお、目標速度算出部１３０は、隣り合う２つの目標位置Ｋの一次目標速度ν_ｆの平均値を二次目標速度ν_ｓとして設定する他、例えば、対象とする目標位置Ｋ（ｉ）から所定数ｑ先までの目標位置Ｋ（ｉ＋ｑ）までの一次目標速度ν_ｆを平均し、この平均値を二次目標速度ν_ｓとして設定してもよい。また、目標速度算出部１３０は、各一次目標速度ν_ｆを重み付けし、この重み付けした一次目標速度ν_ｆの平均値（加重平均値）を二次目標速度ν_ｓとして設定してもよい。また、目標速度算出部１３０は、一次目標速度ν_ｆを、そのままに二次目標速度ν_ｓに設定してもよい。

しかしながら、時間位相を進めることで、所望の位置に正確に到達する可能性は低くなってしまう。また、仮に時間位相を進めずに、一次目標速度ν_ｆを、そのまま二次目標速度ν_ｓに設定する場合であっても、自車両Ｍの慣性力やエンジンの応答性などに起因して、所望の位置に正確に到達する可能性は十分に高いとは言えない。

そこで、本実施形態では、導出部１３２および補正部１３４が以下の処理を行うことで、車両を所望のタイミングで所望の位置に移動させる。

導出部１３２は、所定時間Δｔが経過するごとに、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成された軌道の目標位置Ｋと、自車両Ｍの現在位置Ｐとの差分を導出する。

補正部１３４は、導出部１３２により導出された差分に基づいて、目標速度算出部１３０により算出された二次目標速度ν_ｓを補正する。以下、補正部１３４により補正された二次目標速度ν_ｓを、最終目標速度ν＃と称して説明する。

以下、導出部１３２および補正部１３４の処理について説明する。図１０は、第１の実施形態における導出部１３２が目標位置Ｋと自車両Ｍの現在位置Ｐの差分を導出する様子を表した図である。図中に示す横軸Ｘは自車両Ｍの位置の車両進行方向を表し、縦軸Ｙは車両進行方向に対して垂直方向、すなわち車線幅方向を表す。本図の説明では、車線幅方向の位置については変位がなく一定であるものとして説明する。すなわち、車線幅方向の位置については考慮せず、所定時間Δｔごとの目標位置を、Ｘ軸に沿った変位Ｋ（０）、Ｋ（１）、Ｋ（２）、…と表し、自車両Ｍの位置を、同様にＸ軸に沿ったＰ（０）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、…と表す。また、本図では、目標位置Ｋ（０）に自車両Ｍが現時点で位置する（Ｋ（０）とＰ（０）が一致する）ものとして説明する。

軌道に含まれる目標位置Ｋ（１）からＫ（ｎ）のそれぞれには、その時点での自車両Ｍがいるべき車両進行方向成分Ｘが定められており、導出部１３２は、所定時間Δｔ経過するごとに移動する自車両Ｍの現在位置Ｐ（ｉ）と、この目標位置Ｋ（ｉ）との差分を導出する。

導出部１３２は、時刻ｔｉ（ｉ＝１、２、３、…）について、目標位置Ｐ（ｉ）と、実際の時刻ｔｉにおける自車両Ｍの現在位置Ｋ（ｉ）との差分Δｘｉを導出する。

補正部１３４は、差分Δｘｉを偏差とし、例えば、ＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Derivative Controller）に基づく下記数式（１）を参照して二次目標速度ν_ｓを補正して、時刻ｔｉにおける最終目標速度ν＃ｉを生成する。式中のＫ_ｐｎは比例ゲイン、Ｋ_ｉｎは積分ゲイン、Ｋ_ｄｎは微分ゲインを表し、これらパラメータは、目標位置Ｐ（ｉ）と自車両Ｍの現在位置Ｋ（ｉ）との差分Δｘｉを用いて最終目標速度ν＃ｉを生成する場合に用いられる。なお、この数式（１）は一例であり、適宜変更してよい。

図１０の例では、時刻ｔ１の時点において自車両Ｍが現在位置Ｐ（１）に存在しており、目標位置Ｋ（１）よりも手前に位置していることから、自車両Ｍに遅れが生じている。このような場合に、補正部１３４は、上記の数式（１）に基づき、遅れの分を取り戻すことができるように、最終目標速度ν＃ｉを二次目標速度ν_ｓｉよりも上昇させる補正を行う。

また、補正部１３４は、この差分Δｘｉと、時刻ｔｉにおいて自車両Ｍがいるべき目標位置Ｋ（ｉ）から最終の時刻ｔｎにおいて自車両Ｍがいるべき目標位置Ｋ（ｎ）までの距離（Ｋ（ｎ）−Ｋ（ｉ））とを加算した距離（Ｋ（ｎ）−Ｋ（ｉ）＋Δｘｉ）を、（Ｔ−Δｔ・ｉ）時間で走破するように、二次目標速度ν_ｓｉを補正して最終目標速度ν＃ｉを決定してもよい。

図１１は、上述した図１０の状況において、さらに自車両Ｍが所定時間Δｔ走行した場合の様子を表した図である。図示の例では、補正部１３４により生成された最終目標速度ν＃１で自車両Ｍが走行したことにより、次の時刻ｔ２の目標位置Ｋ（２）を通過している状況を表している。導出部１３２は、この時刻ｔ２における自車両Ｍの現在位置Ｐ（２）と、目標位置Ｋ（２）との差分Δｘ２を導出する。より具体的には、導出部１３２は、自車両Ｍの現在位置Ｐ（２）から目標位置Ｋ（２）を減算することで差分Δｘ２を導出する。すなわち、この差分Δｘ２は負値となる。

例えば、補正部１３４は、上述した数式（１）に基づき、二次目標速度ν_ｓ２を補正して最終目標速度ν＃２を生成する。これにより、車両制御装置１００は、時刻ｔ２の段階では予定よりも速度を落として自車両Ｍを走行させることができる。

［走行制御］
走行制御部１３６は、制御切替部１４０による制御によって、制御モードを自動運転モードあるいは手動運転モードに設定し、設定した制御モードに従って、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。走行制御部１３６は、自動運転モード時において、行動計画生成部１０６によって生成された行動計画情報１５６を読み込み、読み込んだ行動計画情報１５６に含まれるイベントに基づいて制御対象を制御する。

例えば、走行制御部１３６は、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成された軌道に従い、ステアリング装置９２における電動モータの制御量（例えば回転数）と、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量（例えばエンジンのスロットル開度やシフト段等）と、を決定する。具体的には、走行制御部１３６は、軌道の目標位置Ｋから算出された所定時間Δｔごとの最終目標速度ν＃に従って、走行駆動力出力装置９０におけるＥＣＵの制御量を決定する。また、走行制御部１３６は、目標位置Ｋごとの自車両Ｍの進行方向と、この目標位置を基準とした次の目標位置の方向とのなす角度に応じて、ステアリング装置９２における電動モータの制御量を決定する。

走行制御部１３６は、制御量を示す情報を、対応する制御対象に出力する。これによって、制御対象の各装置（９０、９２、９４）は、走行制御部１３６から入力された制御量を示す情報に従って、自装置を制御することができる。また、走行制御部１３６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する。

また、走行制御部１３６は、手動運転モード時において、操作検出センサ７２により出力される操作検出信号に基づいて制御対象を制御する。例えば、走行制御部１３６は、操作検出センサ７２により出力された操作検出信号を、制御対象の各装置にそのまま出力する。

制御切替部１４０は、行動計画生成部１０６によって生成され、記憶部１５０に格納された行動計画情報１５６に基づいて、走行制御部１３６による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。また、制御切替部１４０は、切替スイッチ８０から入力される制御モード指定信号に基づいて、走行制御部１３６による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに、または手動運転モードから自動運転モードに切り換える。すなわち、走行制御部１３６の制御モードは、運転者等の操作によって走行中や停車中に任意に変更することができる。

また、制御切替部１４０は、操作検出センサ７２から入力される操作検出信号に基づいて、走行制御部１３６による自車両Ｍの制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、制御切替部１４０は、操作検出信号に含まれる操作量が閾値を超える場合、すなわち、操作デバイス７０が閾値を超えた操作量で操作を受けた場合、走行制御部１３６の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。例えば、自動運転モードに設定された走行制御部１３６によって自車両Ｍが自動走行している場合において、運転者によってステアリングホイール、アクセルペダル、またはブレーキペダルが閾値を超える操作量で操作された場合、制御切替部１４０は、走行制御部１３６の制御モードを自動運転モードから手動運転モードに切り換える。これによって、車両制御装置１００は、人間等の物体が車道に飛び出して来たり、前走車両が急停止したりした際に運転者により咄嗟になされた操作によって、切替スイッチ８０の操作を介さずに直ぐさま手動運転モードに切り替えることができる。この結果、車両制御装置１００は、運転者による緊急時の操作に対応することができ、走行時の安全性を高めることができる。

以下、フローチャートに即して、車両制御装置１００の具体的な処理について説明する。図１２は、第１の実施形態における車両制御装置１００の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、行動計画生成部１０６により行動計画が生成された状態で行われ、所定の周期で繰り返し実施される。

まず、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６は、走行制御部１３６により実施されるイベントに応じて軌道を生成する（ステップＳ１００）。次に、目標速度算出部１３０は、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成された軌道の各目標位置Ｋに設定された一次目標速度ν_ｆに基づいて、自車両Ｍの二次目標速度ν_ｓを算出する（ステップＳ１０２）。

次に、導出部１３２は、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成された軌道の目標位置Ｋと、自車両Ｍの現在位置Ｐとの差分Δｘを導出する（ステップＳ１０４）。次に、補正部１３４は、導出部１３２により導出された差分Δｘに基づいて、目標速度算出部１３０により算出された二次目標速度ν_ｓを補正して最終目標速度ν＃を生成する（ステップＳ１０６）。これによって、車両制御装置１００は、実際に自車両Ｍを走行させた際の速度誤差等によって生じる目標位置Ｋに対する位置ずれを補正することができる。

次に、車両制御装置１００の一機能部（例えば導出部１３２）は、所定時間Δｔ経過すると（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、目標時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。目標時間Ｔが経過していない場合、すなわち自車両Ｍが軌道の最終の目標位置Ｋ（ｎ）に到達していない場合、車両制御装置１００は、上述したステップＳ１０４に戻り、目標位置Ｋと現在位置Ｐとの差分を導出して、次の時刻に対応する二次目標速度ν_ｓを補正する処理を繰り返す。一方、目標時間Ｔが経過した場合、すなわち自車両Ｍが軌道の最終の目標位置Ｋ（ｎ）に到達した場合、車両制御装置１００は、本フローチャートの処理を終了する。

なお、図１２では、二次目標速度ν_ｓを再計算する処理について記載していないが、車両制御装置１００は、例えば、特定のイベントが終了した時点で、或いは、所定時間が経過して二次目標速度ν_ｓを補正して最終目標速度ν＃を決定する処理を所定回数実行するごとに、二次目標速度ν_ｓを再計算してもよい。

また、車両制御装置１００は、車線変更イベントを実行する場合に二次目標速度ν_ｓの補正を行い、車線変更イベント以外のイベントを実行する場合に二次目標速度ν_ｓの補正を行わないものとしてもよい。このように、車両制御装置１００は、特定のイベントを実行する場合に二次目標速度ν_ｓの補正を行い、特定のイベント以外のイベントを実行する場合に二次目標速度ν_ｓの補正を行わないものとしてもよい。

以上説明した第１の実施形態における車両制御装置１００によれば、自車両Ｍの将来の所定時間Δｔごとの位置の軌跡を、自車両の軌道として生成する第１軌道生成部１１２および第２軌道生成部１２６と、これら生成部により生成された軌道上の目標位置Ｋごとに、自車両Ｍの二次目標速度ν_ｓを算出する目標速度算出部１３０と、この二次目標速度ν_ｓに基づいて、自車両Ｍの走行を制御する走行制御部１３６と、所定時間Δｔ経過するごとに、上記のいずれかの生成部により生成された軌道上の目標位置Ｋと、自車両Ｍの現在位置Ｐとの差分を導出する導出部１３２と、この導出部１３２により導出された差分に基づいて、二次目標速度ν_ｓを補正する補正部１３４と、を備えることにより、車両を所望のタイミングで所望の位置に移動させることができる。この結果、車両制御装置１００は、特に車線変更の際に、自車両Ｍが軌道生成時に決められたスケジュールよりも早く（あるいは遅く）車線変更の位置に到達してしまうことを抑制することができ、周辺車両との間隔を適切なものに保つことができる。また、その他の場面においても同様に、車両の制御をより正確に行うことができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における車両制御装置１００は、自車両Ｍが二次目標速度ν_ｓで走行した場合に到達することが予想される位置が、目標位置Ｋの前後にずれる場合に、このずれ量（以下、予想差分）に基づいて、二次目標速度ν_ｓを補正する点で、第１の実施形態と相違する。以下、係る相違点を中心に説明する。

第２の実施形態における導出部１３２は、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成された軌道上の目標位置Ｋと、自車両Ｍの現在位置Ｐとの差分に加えて、目標速度算出部１３０により算出された二次目標速度ν_ｓに基づいて自車両Ｍが走行した場合に所定時間Δｔ経過した後に生じると予測される、自車両Ｍの予測到達位置Ｑと、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成された軌道上の目標位置Ｋとの予想差分を導出する。予測到達位置Ｑは、対象とする目標位置Ｋ（ｉ）から、この目標位置Ｋ（ｉ）に対応する二次目標速度ν_ｓｉに従って自車両Ｍを所定時間Δｔ走行させた場合に到達することが予測される位置を表す。

以下、第２の実施形態における導出部１３２および補正部１３４の処理について説明する。図１３は、第２の実施形態における導出部１３２が目標位置Ｋと予測到達位置Ｑとの予想差分を導出する様子を表した図である。図中に示す横軸Ｘは自車両Ｍの位置の車両進行方向を表し、縦軸Ｙは車両進行方向に対して垂直方向、すなわち車線幅方向を表す。本図の説明では、車線幅方向の位置については変位がなく一定であるものとして説明する。すなわち、車線幅方向の位置については考慮せず、所定時間Δｔごとの目標位置を、Ｘ軸に沿った変位Ｋ（０）、Ｋ（１）、Ｋ（２）、…と表し、自車両Ｍの位置を、同様にＸ軸に沿ったＰ（０）、Ｐ（１）、Ｐ（２）、…と表す。また、自車両Ｍの予測到達位置Ｑを、同様にＸ軸に沿ったＱ（０）、Ｑ（１）、Ｑ（２）、…と表す。本図では、目標位置Ｋ（０）に自車両Ｍが現時点で位置する（Ｋ（０）とＰ（０）が一致する）ものとして説明する。

例えば、現時刻ｔ０からｔ１の期間にある二次目標速度ν_ｓ０で自車両Ｍが走行し、時刻ｔ１の時点において予測到達位置Ｑ（１）に自車両Ｍが位置していると仮定する。これは、二次目標速度ν_ｓ０で自車両Ｍが走行した場合、目標位置Ｋ（０）（現在位置Ｐ（０））の次に自車両Ｍが到達する予定の目標位置Ｋ（１）に対して遅れが生じてしまうことを意味する。このような場合に、導出部１３２は、目標位置Ｋ（１）と、時刻ｔ１における自車両Ｍ１の予測到達位置Ｐ（１）との予想差分Δｘ１＊を導出する。

補正部１３４は、この予想差分Δｘ１＊を下記の数式（２）に適用して、二次目標速度ν_ｓ０を補正し、最終目標速度ν＃０を生成する。式中のＫ_ｐｆは比例ゲイン、Ｋ_ｉｆは積分ゲイン、Ｋ_ｄｆは微分ゲインを表し、これらパラメータは、目標位置Ｐ（ｉ）と自車両Ｍの予測到達位置Ｑ（ｉ）との予想差分Δｘｉを用いて最終目標速度ν＃ｉを生成する場合に用いられる。これらＫ_ｐｆ、Ｋ_ｉｆ、Ｋ_ｄｆのパラメータは、上述した数式（１）のＫ_ｐｎ、Ｋ_ｉｎ、Ｋ_ｄｎと同じであってもよい。

これにより、車両制御装置１００は、時刻ｔ０の段階で予め遅れることを見込んだ速度で自車両Ｍを走行させることができる。

また、補正部１３４は、導出部１３２により導出された予想差分Δｘｉ＊と、時刻ｔｉにおいて自車両Ｍがいるべき目標位置Ｋ（ｉ）から最終の時刻ｔｎにおいて自車両Ｍがいるべき目標位置Ｋ（ｎ）までの距離（Ｋ（ｎ）−Ｋ（ｉ））とを加算した距離を、（Ｔ−Δｔ）時間で走破するように、二次目標速度ν_ｓを補正して最終目標速度ν＃ｉを求めてもよい。

また、補正部１３４は、目標位置Ｋと現在位置Ｐとの差分、および予測到達位置Ｑと目標位置Ｋとの予想差分の双方に基づいて、目標速度算出部１３０により算出された二次目標速度ν_ｓを補正してもよい。

この場合、補正部は、下記の数式（３）に基づいて二次目標速度ν_ｓｉを補正し、最終目標速度ν＃ｉを生成する。

図１４は、上述した図１３の状況において、さらに自車両Ｍが所定時間Δｔ走行した場合の様子を表した図である。図示の例では、補正部１３４により生成された最終目標速度ν＃０で自車両Ｍが走行したことにより、自車両Ｍが時刻ｔ１の時点で目標位置Ｋ（１）の手前の現在位置Ｐ（１）に位置している状況を表している。このような場合、導出部１３２は、目標位置Ｋ（１）に対応して目標速度算出部１３０により算出された二次目標速度ν_ｓ１に従って自車両Ｍを所定時間Δｔ走行させた場合に到達することが予測される予測到達位置Ｑ（２）と、目標位置Ｋ（１）の次に自車両Ｍが到達する予定の目標位置Ｋ（２）との予想差分Δｘ２＊を導出する。また、導出部１３２は、上述した第１の実施形態と同様に、目標位置Ｋ（１）と、自車両Ｍの現在位置Ｐ（１）の差分Δｘ１を導出する。

補正部１３４は、例えば、導出部１３２により導出された差分Δｘ１と、予想差分Δｘ２＊との双方を用いて上記の数式（３）に適用して二次目標速度ν_ｓ１を補正し、最終目標速度ν＃１を決定する。これにより、車両制御装置１００は、時刻ｔ１の段階で生じた遅れと、時刻ｔ２の段階で生じると予想される遅れとの双方を考慮した速度で自車両Ｍを走行させることができる。なお、補正部１３４は、予測到達位置Ｑ（２）と目標位置Ｋ（２）との予想差分Δｘ２＊のみを用いて、二次目標速度ν_ｓ１を補正して最終目標速度ν＃１を決定してもよい。

図１５は、第２の実施形態における車両制御装置１００の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、行動計画生成部１０６により行動計画が生成された状態で行われ、所定の周期で繰り返し実施される。

まず、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６は、走行制御部１３６により実施されるイベントに応じて軌道を生成する（ステップＳ２００）。次に、目標速度算出部１３０は、第１軌道生成部１１２または第２軌道生成部１２６により生成された軌道の各目標位置Ｋに設定された一次目標速度ν_ｆに基づいて、自車両Ｍの二次目標速度ν_ｓを算出する（ステップＳ２０２）。

次に、導出部１３２は、二次目標速度ν_ｓに従って自車両Ｍを所定時間Δｔ走行させた場合に到達することが予測される予測到達位置Ｑ（ｉ＋１）と、目標位置Ｋ（ｉ）の次に自車両Ｍが到達する予定の目標位置Ｋ（ｉ＋１）との予想差分Δｘｉ＋１＊を導出する（ステップＳ２０４）。次に、補正部１３４は、予測到達位置Ｑ（ｉ＋１）と目標位置Ｋ（ｉ＋１）との予想差分Δｘｉ＋１＊に基づいて、目標速度算出部１３０により算出された二次目標速度ν_ｓｉを補正する（ステップＳ２０６）。

次に、車両制御装置１００の一機能部（例えば導出部１３２）は、所定時間Δｔ経過すると（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、目標時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。目標時間Ｔが経過していない場合、すなわち自車両Ｍが軌道の最終の目標位置Ｋ（ｎ）に到達していない場合、導出部１３２は、目標位置Ｋ（ｉ＋１）と自車両Ｍの現在位置Ｐ（ｉ＋１）との差分を導出し（ステップＳ２１２）、内部パラメータのｉを１インクリメントしてステップＳ２０４の処理に戻る。これにより、補正部１３４は、ステップＳ２０６の処理において、目標位置Ｋと現在位置Ｐとの差分、および予測到達位置Ｑと目標位置Ｋとの予想差分の双方に基づいて二次目標速度ν_ｓｉを補正することができる。一方、目標時間Ｔが経過した場合、すなわち自車両Ｍが軌道の最終の目標位置Ｋ（ｎ）に到達した場合、車両制御装置１００は、本フローチャートの処理を終了する。

以上説明した第２の実施形態における車両制御装置１００によれば、自車両Ｍが二次目標速度ν_ｓで走行した場合に到達することが想定される予測到達位置Ｑと目標位置Ｋとの予想差分と、目標位置Ｋと自車両Ｍの現在位置Ｐとの差分とのうちいずれか一方または双方に基づいて、目標速度算出部１３０により算出された二次目標速度ν_ｓを補正することにより、車両を所望のタイミングで所望の位置に、より精度良く移動させることができる。

以下、その他の実施形態（変形例）について説明する。
上述した第１軌道生成部１１２および第２軌道生成部１２６は、ナビゲーション装置５０に入力される目的地までの経路全体で、軌道を生成してもよい。これによって、車両制御装置１００は、目的地までの経路の全区間において、速度補正を行いながら自車両Ｍを走行させることができる。

また、目標速度算出部１３０は、速度の代わりに、加速度や躍度を目標値として算出してもよい。この場合、補正部１３４は、これら加速度や躍度を、導出部１３２により導出された差分に基づいて補正する。

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。

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…操作デバイス、７２…操作検出センサ、８０…切替スイッチ、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、１０２…自車位置認識部、１０４…外界認識部、１０６…行動計画生成部、１１０…走行態様決定部、１１２…第１軌道生成部、１２０…車線変更制御部、１２２…ターゲット位置決定部、１２４…車線変更可否判定部、１２６…第２軌道生成部、１３０…目標速度算出部、１３２…導出部、１３４…補正部、１３６…走行制御部、１４０…制御切替部、１５０…記憶部、Ｍ…車両

Claims (5)

1. 自車両の将来の位置の軌跡を、前記自車両の軌道として生成する軌道生成部と、
   前記軌道生成部により生成された軌道上の位置ごとに、前記自車両の目標速度を算出する目標速度算出部と、
   前記目標速度算出部により算出された目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御する走行制御部と、
   前記自車両の同一時刻時点での、前記軌道生成部により生成された軌道上の位置と、前記自車両の現在の位置との第１差分を導出し、前記目標速度算出部により算出された目標速度に基づいて、前記自車両が将来到達する予測到達位置を予測し、現時点から前記自車両が所定時間走行した時点での、前記予測した予測到達位置と、前記軌道生成部により生成された軌道上の位置との第２差分を導出する導出部と、
   前記導出部により導出された第１差分に基づく速度補正量と、第２差分に基づく速度補正量とに基づいて、前記目標速度算出部により算出された目標速度を補正する補正部と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記目標速度算出部は、前記軌道生成部により生成された軌道上の位置から導出される前記位置ごとの一次目標速度に基づいて、時間位相を進めて前記目標速度を算出する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記補正部は、前記自車両が車線変更する場合に、前記導出部により導出された第１差分に基づく速度補正量と、第２差分に基づく速度補正量とに基づいて、前記目標速度算出部により算出された目標速度を補正する、
   請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 車載コンピュータが、
   自車両の将来の位置の軌跡を、前記自車両の軌道として生成し、
   前記生成した軌道上の位置ごとに、前記自車両の目標速度を算出し、
   前記算出した目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御し、
   前記自車両の同一時刻時点での、前記軌道上の位置と、前記自車両の現在の位置との第１差分を導出し、
   前記算出した目標速度に基づいて、前記自車両が将来到達する予測到達位置を予測し、
   現時点から前記自車両が所定時間走行した時点での、前記予測到達位置と、前記軌道上の位置との第２差分を導出し、
   前記導出した第１差分に基づく速度補正量と、第２差分に基づく速度補正量とに基づいて、前記算出した目標速度を補正する、
   車両制御方法。
5. 車載コンピュータに、
   自車両の将来の位置の軌跡を、前記自車両の軌道として生成させ、
   前記生成させた軌道上の位置ごとに、前記自車両の目標速度を算出させ、
   前記算出させた目標速度に基づいて、前記自車両の走行を制御させ、
   前記自車両の同一時刻時点での、前記軌道上の位置と、前記自車両の現在の位置との第１差分を導出させ、
   前記算出させた目標速度に基づいて、前記自車両が将来到達する予測到達位置を予測させ、
   現時点から前記自車両が所定時間走行した時点での、前記予測到達位置と、前記軌道上の位置との第２差分を導出させ、
   前記導出させた第１差分に基づく速度補正量と、第２差分に基づく速度補正量とに基づいて、前記算出した目標速度を補正させる、
   車両制御プログラム。

Images