JP6308233B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。

従来の車両制御装置に関する技術として、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載された装置では、進路生成部により自車両が所望する進路を生成し、進路予測部により自車両の進路を予測する。所望した進路と予測した進路との誤差を求め、その誤差に基づき自車両のステアリングシステムを制御する。

米国特許出願公開第２００９／０３１９１１３号明細書

通常、上述したような車両制御装置では、自車両の運転行動（車線変更、車線維持又は退避等）を決定し、決定した運転行動に対応する走行計画（進路）を生成する。ここで、例えば並走車等が存在すると、生成した走行計画の運転行動を実行できない場合がある。この場合、当該運転行動とは異なる他の運転行動に対応する走行計画を改めて生成する必要がある。その結果、自車両の走行制御の反応が遅れる可能性がある。

本発明は、自車両の走行制御の反応が遅れる可能性を抑制することができる車両制御装置及び車両制御方法を提供することを課題とする。

本発明に係る車両制御装置は、自車両の周辺状況に基づいて、自車両の現在の走行シーンが、自車両の走行に制約がある走行制約シーンか否かを判定するシーン判定部と、シーン判定部で走行シーンが走行制約シーンと判定された場合に、目的ごとに予め分類された複数の運転行動に対して制約に応じた優先順位を設定し、シーン判定部で走行シーンが走行制約シーンと判定されない場合に、複数の運転行動に対して予め定められた優先順位を設定する順位設定部と、周辺状況に基づいて、順位設定部で優先順位が設定された複数の運転行動それぞれに対応する複数の走行計画を生成する走行計画生成部と、周辺状況に基づいて、走行計画生成部で生成された複数の運転行動の実行可否をそれぞれ判定する実行可否判定部と、実行可否判定部で実行可能とされた運転行動のうち、順位設定部で設定された優先順位が最も高い運転行動に対応する走行計画を、走行計画生成部で生成された複数の走行計画の中から選択する走行計画選択部と、走行計画選択部で選択された走行計画に基づいて、自車両の走行を制御する走行制御部と、を備える。

本発明に係る車両制御方法は、自車両の周辺状況に基づいて、自車両の現在の走行シーンが、自車両の走行に制約がある走行制約シーンか否かを判定するシーン判定ステップと、シーン判定ステップで走行シーンが走行制約シーンと判定された場合に、目的ごとに予め分類された複数の運転行動に対して制約に応じた優先順位を設定し、シーン判定ステップで走行シーンが走行制約シーンと判定されない場合に、複数の運転行動に対して予め定められた優先順位を設定する順位設定ステップと、周辺状況に基づいて、順位設定ステップで優先順位が設定された複数の運転行動それぞれに対応する複数の走行計画を生成する走行計画生成ステップと、周辺状況に基づいて、走行計画生成ステップで生成された複数の運転行動の実行可否をそれぞれ判定する実行可否判定ステップと、実行可否判定ステップで実行可能とされた運転行動のうち、順位設定ステップで設定された優先順位が最も高い運転行動に対応する走行計画を、走行計画生成ステップで生成された複数の走行計画の中から選択する走行計画選択ステップと、走行計画選択ステップで選択された走行計画に基づいて、自車両の走行を制御する走行制御ステップと、を備える。

本発明に係る車両制御装置及び車両制御方法では、走行制約シーンの判定結果を考慮して複数の運転行動に優先順位が設定される。複数の運転行動それぞれに対応した複数の走行計画が生成される。複数の運転行動の実行可否がそれぞれ判定される。実行可能な運転行動のうちの優先順位が最も高い運転行動に対応する走行計画が、複数の走行計画の中から選択される。そして、選択された走行計画に基づき自車両の走行が制御される。これにより、生成した走行計画の運転行動が実行できないために他の走行計画を改めて生成する必要性を低減することが可能となる。したがって、自車両の走行制御の反応が遅れる可能性を抑制することができる。

本発明に係る車両制御装置は、周辺状況、自車両の位置及び地図情報に基づいて、現在地から目的地までの目標ルートに沿って走行する際の運転行動の推移である運転行動実行計画を生成する運転行動実行計画生成部を備え、順位設定部は、運転行動実行計画における現在の運転行動の優先順位を、最も高い優先順位としてもよい。この場合、目的地到達の実現性を向上することが可能となる。

本発明に係る車両制御装置では、走行計画生成部は、順位設定部で優先順位が低いと設定された運転行動に対応する走行計画の生成においては、順位設定部で優先順位が高いと設定された運転行動に対応する走行計画の生成と比較して、走行計画の生成に用いられる計算資源を小さい状態としてもよい。このように、走行計画の生成に用いられる計算資源を小さい状態とすることにより、走行計画の生成に必要な演算量を下げることができる。また、優先順位が低いと設定された運転行動に対応する走行計画よりも、優先順位が高いと設定された運転行動に対応する走行計画を、詳細に演算して生成することができる。

本発明によれば、自車両の走行制御の反応が遅れる可能性を抑制できる車両制御装置及び車両制御方法を提供することが可能となる。

第１実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 図１の車両制御装置の処理を示すフローチャートである。 車線減少シーンにおける自車両の周辺を示す概略図である。 車線減少シーンを対象とするシーン判定処理及び優先順位設定処理を示すフローチャートである。 図４の優先順位設定処理で用いられるデータテーブルの例を示す図である。 遅速車存在シーンにおける自車両の周辺を示す概略図である。 遅速車存在シーンを対象とするシーン判定処理及び優先順位設定処理を示すフローチャートである。 図７の優先順位設定処理で用いられるデータテーブルの例を示す図である。 遅速車存在シーン及び分岐シーンを含む走行制約シーンにおける自車両の周辺を示す概略図である。 遅速車存在シーン及び分岐シーンを対象とするシーン判定処理及び優先順位設定処理を示すフローチャートである。 図１０の優先順位設定処理で用いられるデータテーブルの例を示す図である。 第２実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。 運転行動実行計画の生成を説明する図である。 図１２の車両制御装置の処理を示すフローチャートである。 複数の実行計画候補を示す図である。 運転行動実行計画の生成の別手法を説明する図である。 第３実施形態に係る車両制御装置の処理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用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る車両制御装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、車両制御装置１００は、自動車等の自車両Ｖに搭載される。車両制御装置１００は、外部センサ１、ＧＰＳ［Global Positioning System］受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、アクチュエータ６、補助機器Ｕ、ＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０、及びＨＭＩ［HumanMachine Interface］７を備えている。

外部センサ１は、自車両Ｖの外部状況を検出する検出機器である。外部センサ１は、カメラ、レーダー［Radar］、及びライダー［LIDAR：LaserImaging Detection and Ranging］のうち少なくとも一つを含む。外部センサ１は、検出した外部状況に関する情報をＥＣＵ１０へ送信する。

カメラは、自車両Ｖの外部状況を撮像する撮像機器である。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。レーダーは、電波（例えばミリ波）を利用して自車両Ｖの周囲の外部状況を検出する。ライダーは、光を利用して自車両Ｖの周囲の外部状況を検出する。カメラ、ライダー及びレーダーは、必ずしも重複して備える必要はない。

ＧＰＳ受信部２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、自車両Ｖの位置（自車両Ｖの緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部２は、測定した自車両Ｖの位置に関する位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ＧＰＳ受信部２に代えて、自車両Ｖの緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。また、自車両Ｖの方位を測定する機能を持たせることは、センサの測定結果と後述する地図情報との照合のために好ましい。

内部センサ３は、自車両Ｖの走行状態を検出する。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のうち少なくとも一つを含む。車速センサは、自車両Ｖの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。加速度センサは、自車両Ｖの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、自車両Ｖの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、自車両Ｖの横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。ヨーレートセンサは、自車両Ｖ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、ジャイロセンサを用いることができる。

内部センサ３は、自車両Ｖの運転者又は車両制御装置１００による運転操作を検出する。内部センサ３は、ステアリングセンサ、アクセルセンサ、ブレーキセンサ、ウィンカセンサ及びハザード検出センサのうち少なくとも一つを含む。ステアリングセンサは、運転者又は車両制御装置１００のステアリング操作を検出する。アクセルセンサは、運転者又は車両制御装置１００のアクセル操作を検出する。ブレーキセンサは、運転者又は車両制御装置１００のブレーキ操作を検出する。ウィンカセンサは、運転者又は車両制御装置１００のウィンカ（方向指示灯）の操作を検出する。ハザードセンサ、運転者又は車両制御装置１００のハザードランプの操作を検出する。ステアリングセンサ、アクセルセンサ、ブレーキセンサ、ウィンカセンサ及びハザード検出センサのそれぞれとしては、特に限定されず、公知の種々のセンサを用いることができる。ステアリングセンサ、アクセルセンサ、ブレーキセンサ、ウィンカセンサ及びハザード検出センサは、必ずしも重複して備える必要はない。このような内部センサ３は、検出した自車両Ｖの走行状態及び運転操作に関する情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を備えたデータベースである。地図データベースは、自車両Ｖ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、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報が含まれる。さらに、建物や壁等の遮蔽構造物の位置情報、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を使用するために、地図情報に外部センサ１の出力信号を含ませることが好ましい。なお、地図データベース４は、自車両Ｖと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

ナビゲーションシステム５は、自車両Ｖの運転者によって設定された目的地まで、自車両Ｖの運転者に対して案内を行う装置である。ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２の測定した自車両Ｖの位置情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、自車両Ｖの走行するルートを算出する。ルートは、複数車線の区間において好適な車線を特定したものであってもよい。ナビゲーションシステム５は、自車両Ｖの現在地から目的地に至るまでの目標ルートを演算する。ナビゲーションシステム５は、自車両Ｖの目標ルートの情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ナビゲーションシステム５は、自車両Ｖと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

アクチュエータ６は、自車両Ｖの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ６は、エンジンアクチュエータ、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。エンジンアクチュエータは、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、自車両Ｖの駆動力を制御する。なお、自車両Ｖ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。自車両Ｖ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６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、自車両Ｖ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、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、自車両Ｖの操舵トルクを制御する。

ＨＭＩ７は、自車両Ｖの乗員（運転者を含む）と車両制御装置１００との間で情報の出力及び入力を行うインターフェイスである。ＨＭＩ７は、画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、及び乗員が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル等を備えている。ＨＭＩ７では、乗員により各種機能の入力操作（自動走行等の走行制御の作動又は停止、ナビゲーションシステム５の目的地の入力操作）が行われる。ＨＭＩ７は、無線で接続された携帯情報端末を利用して、乗員に対する情報の出力を行ってもよく、携帯情報端末を利用して乗員による入力操作を受け付けてもよい。

補助機器Ｕは、アクチュエータ６に含まれない機器を総称したものである。本実施形態における補助機器Ｕは、例えば、空調装置、ワイパー等を含む。なお、補助機器Ｕは、自車両Ｖの周囲の気温、天候等に応じてＥＣＵ１０からの制御信号により自動的に制御されてもよい。

ＥＣＵ１０は、自動運転中における車両制御装置１００の各部の動作を制御する。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read OnlyMemory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。ＥＣＵ１０は、情報取得部１２、シーン判定部１４、順位設定部１６、走行計画生成部１８及び調停部２０を有している。

情報取得部１２は、外部センサ１、ＧＰＳ受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５及びＨＭＩ７からの入力に基づいて、各種情報を取得する。情報取得部１２は、自車両Ｖの周辺状況に関する情報を取得する。周辺状況は、走路情報及び障害物情報を有している。

走路情報は、自車両Ｖが走行可能となる走路の位置及び形状の情報を含む。走路情報は、白線種別、車線属性（登坂車線等）、制限速度等の情報を含んでいてもよい。走路情報は、地図データベース４の地図情報、及び、外部センサ１の入力に基づく看板や白線の認識結果から取得できる。なお、路車間通信又は車車間通信を行う車載通信ユニットを自車両Ｖが備えている場合には、車載通信ユニットの車載通信を利用して走路情報を取得してもよい。

障害物情報は、障害物の位置及び速度に関する情報である。障害物は、周辺車の他に、周辺移動物及び周辺静止物を含む。障害物情報は、障害物の大きさ、形状、属性（例えば、障害物が車両の場合には車種、及び、障害物の認識信頼度等）を含んでいてもよい。障害物情報は、外部センサ１からの入力に基づき認識して取得できる。なお、車載通信ユニットを自車両Ｖが備えている場合には、車載通信ユニットの車載通信を利用して障害物情報を取得してもよい。

情報取得部１２は、ＧＰＳ受信部２の受信結果から自車両Ｖの位置である自車位置に関する情報を取得する。自車位置は、地図上の位置、又は、車線内における相対的な位置とすることができる。なお、自車位置は、ローカライゼーション、車載通信、慣性航法等によって取得してもよい。情報取得部１２は、地図データベース４から地図情報を取得する。

情報取得部１２は、内部センサ３及びＨＭＩ７からの入力に基づいて、自車両Ｖの車両状態に関する情報を検出する。車両状態に関する情報は、自車両Ｖの走行状態情報、及び、運転者の運転操作情報を有している。走行状態情報は、自車両Ｖの現在速度、加速度等の物理量を含んでいる。運転操作情報は、運転者による運転操作、及び、運転者によるシステムへの要求指令を含んでいる。以上のような情報取得部１２は、必ずしも上述した情報の全てを取得する必要がなく、例えばＥＣＵ１０の処理内容に応じて、上述した情報のうちの少なくとも何れかの情報を取得してもよい。情報取得部１２は、その他の情報を取得してもよい。

シーン判定部１４は、情報取得部１２の取得結果に基づいて、シーン判定処理を実行する。シーン判定処理は、自車両Ｖの走行シーンが、自車両Ｖの走行に制約がある走行制約シーンか否かを判定する処理である。走行制約シーンは、運転行動へ影響を及ぼすような特徴的な周辺環境ないし自車環境である。走行制約シーンは、走路形状又は位置に基づく制約が存在する走行シーンを含む。走行制約シーンとしては、例えば次の走行シーンが挙げられる。すなわち、ＥＴＣゲート付近の走行シーン、ランプウェイの走行シーン、分岐又は合流の走行シーン、車線減少もしくは増加の走行シーン、高曲率区間の走行シーン、高勾配区間の走行シーン、曲率カント勾配の変化する区間の走行シーン、見通しが悪い区間の走行シーン、トンネル区間の走行シーン、登坂車線の走行シーン、及び、上下に別の道路がある区間の走行シーンが挙げられる。

制約は、自車両Ｖの走行計画が満たすべきものである。制約は、走路形状に対する自車両Ｖの位置の制約、及び、速度や加速度等の物理量の制約を含んでいる。制約としては、現在時刻から一定時間後に満たすべき位置、速度及び加速度が挙げられる。制約としては、現在時刻から一定時間後までの道程で満たすべき車線内位置、最大速度、最大加速度、及び、障害物に対する最小の距離マージンが挙げられる。

例えば、シーン判定部１４は、走路情報及び自車位置に基づき、現在の自車両Ｖの走行シーンが、自車両Ｖの前方で車線が減少する走行制約シーン（以下、「車線減少シーン」という）か否かを判定する。シーン判定部１４は、自車線の前方に車線が続いていないことを検知することにより、車線減少シーンを検出できる。また、シーン判定部１４は、走路情報、自車位置及び障害物情報に基づき、現在の自車両Ｖの走行シーンが、車速が遅い遅速車が自車両Ｖの前方に存在する走行制約シーン（以下、「遅速車存在シーン」という）か否かを判定する。また、シーン判定部１４は、走路情報、自車位置及び障害物情報に基づき、現在の自車両Ｖの走行シーンが、自車両Ｖの前方に分岐が存在し、且つ自車線が目的方向の車線である走行制約シーン（以下、「分岐シーン」という）であるか否かを判定する。シーン判定部１４は、複数の走行制約シーンを判定対象とすることができる。シーン判定部１４は、車線同士の形状、接触関係又は車線属性から、各種の走行制約シーンを判定することができる。

シーン判定部１４は、シーン判定処理において、走行制約シーンの制約を情報取得部１２の取得結果に基づき算出する。例えばシーン判定部１４は、走行シーンが車線減少シーンであると判定した場合、その制約として、車線減少位置までの自車両Ｖの距離ｘ［ｍ］を算出する（図３参照）。また、シーン判定部１４は、走行シーンが遅速車存在シーンであると判定した場合、その制約として、遅速車に対する車間距離ｘ_ｆｗｄ［ｍ］及び相対速度ｖｒｅｌ［ｍ／ｓ］を算出する（図６参照）。また、シーン判定部１４は、走行シーンが分岐シーンであると判定した場合、その制約として、分岐位置までの残距離ｘ_ｗａｙ［ｍ］を算出する（図９参照）。

順位設定部１６は、複数の運転行動それぞれに対して優先順位を設定する優先順位設定処理を実行する。複数の運転行動は、車両挙動の結果として達成される目的ごとに分類された行動である。複数の運転行動は、予め定められてＥＣＵ１０に記憶されている。運転行動としては、例えば以下の行動が挙げられる。

特定の位置又は状態に達することを目標とした「車線維持」、「車線変更」、「退避（路肩又はレーン端に停車して待機する行動）」、「白線跨ぎ中の車線復帰」、「車速を一定以下の低速として車線維持」及び「車速を一定以上の高速として車線維持」が挙げられる。途中の車両運動を目標とした「滑らかな走行を実現する運動」、「一定以上の加速度及びジャークを許容した運動」、「許容される横位置範囲が一定以上の運動（白線との最小マージンを減じた運動）」、「車線逸脱回避を優先した運動」が挙げられる。安全マージンを確保することを目標とした「障害物回避」及び「短車間距離を許容した車線変更（割り込み）」が挙げられる。特定の周辺環境に応じた特殊な走行を目標とした「合流」、「分岐」、「渋滞」、「ＥＴＣゲート通過」、「ランプウェイ走行」、「正規車線以外の通過（工事区間等において白線とは別にパイロン等で走行可能エリアが指定された場合）」、「追越」、「周辺車の車速に合わせた車線維持」、「天候に応じた走行（雨走行等）」及び「夜間走行」が挙げられる。特定の車両状態又は運転者からの指示に応じた特殊な走行を目標とした「センサ故障時の走行」、「センシング距離が短い及びセンシング精度が低いことを前提とした走行」、「運動制御性能低下時の走行」及び「運転操作のアシスト中の走行」が挙げられる。これらの１又は複数が組み合わされて成る運動が挙げられる。これらの１つ又は複数を包含する上位概念化して成る運動が挙げられる。これらの１つを細分化して成る運動が挙げられる。

順位設定部１６は、シーン判定処理の結果に応じて各運転行動の優先順位を設定する。具体的には、順位設定部１６は、シーン判定部１４で走行シーンが走行制約シーンと判定された場合に、制約に応じた優先順位を複数の運転行動に対して設定する。一方、順位設定部１６は、シーン判定部１４で走行シーンが走行制約シーンと判定されない場合に、予め定められた優先順位を複数の運転行動に対して設定する。

順位設定部１６は、予め定められたルールに基づき優先順位を設定する。順位設定部１６は、走行制約シーンごとに予め設定されてＥＣＵ１０に記憶されたデータテーブルを用いて優先順位を設定する。具体的には、順位設定部１６は、シーン判定部１４で走行シーンが走行制約シーンであると判定された場合、制約の値によって変化する順位と運転行動との関係を表すデータテーブル（例えば図５（ｂ）参照）を参照して、情報取得部１２の取得結果から複数の運転行動に対して優先順位を設定する。一方、順位設定部１６は、シーン判定部１４で走行シーンが走行制約シーンであると判定されない場合、一定の順位と運転行動との関係を表すデータテーブル（例えば図５（ａ）参照）を参照して、複数の運転行動に対して優先順位を設定する。

なお、順位設定部１６は、データテーブルを用いて各運転行動に優先順位を設定しているが、優先順位の設定手法は特に限定されない。順位設定部１６は、数式処理又は知識データベースの判定によって優先順位を設定してもよい。順位設定部１６は、走行計画生成部１８に接続されており、当該走行計画生成部１８を介して調停部２０へ各運転行動の優先順位を出力する。順位設定部１６は、調停部２０に直接接続され、調停部２０に対して各運転行動の優先順位を直接的に出力してもよい。

順位設定部１６は、一部の運転行動にのみ順位を付与してもよい。順位設定部１６は、「選択の余地なし（Unselectable)」又は「走行計画の計算停止」の指示を、運転行動に優先順位として付与してもよい。「選択の余地なし」は、後述の走行計画選択部２０ｂで選択され得ないことを示す指示である。「走行計画の計算停止」は、走行計画生成部１８で走行計画の生成を行わないことを示す指示である。

走行計画生成部１８は、情報取得部１２の取得結果に基づいて、順位設定部１６で優先順位が設定された複数の運転行動それぞれに対応する複数の走行計画を生成する。走行計画生成部１８は、機能的構成として、分類された運転行動毎に設けられた第１〜第ｎ走行計画生成部１８_１〜１８_ｎを含む。第１〜第ｎ走行計画生成部１８_１〜１８_ｎの数は、運転行動の分類数と同数であり、ｎは運転行動の分類数に対応する。第１〜第ｎ走行計画生成部１８_１〜１８_ｎのそれぞれは、分類された複数の運転行動それぞれを実現する走行計画を生成する。

図１に示す例では、走行計画生成部１８は、運転行動として「車線維持」、「車線変更」、「退避」及び「緊急停止（衝突を回避して速やかに停車する）」の４つが分類されているのに応じて、車線維持の運転行動を実現する第１走行計画生成部１８_１と、車線変更の運転行動を実現する第２走行計画生成部１８_２と、退避の運転行動を実現する第３走行計画生成部１８_３と、緊急停止の運転行動を実現する第４走行計画生成部１８_４と、を含む。第１〜第ｎ走行計画生成部１８_１〜１８_ｎの数は、特に限定されず、２つ以上（ｎが２以上）であればよい。

走行計画生成部１８は、ナビゲーションシステム５で演算された目標ルートと、情報取得部１２で取得された自車位置及び周辺状況とに基づいて、自車両Ｖの進路を生成する。進路は、目標ルートにおいて自車両Ｖが進む軌跡である。走行計画生成部１８は、目標ルート上において自車両Ｖが安全、法令順守、走行効率等の基準に照らして好適に走行するように進路を生成する。

なお、ここで言う目標ルートには、特許５３８２２１８号公報（ＷＯ２０１１／１５８３４７号公報）に記載された「運転支援装置」、又は、特開２０１１−１６２１３２号公報に記載された「自動運転装置」における道なり走行ルートように、目的地の設定が運転者から明示的に行われていない際に、外部状況や地図情報に基づき自動的に生成される走行ルートも含まれる。

走行計画生成部１８は、生成した進路に応じた走行計画を生成する。すなわち、走行計画生成部１８は、周辺状況と地図データベース４の地図情報とに少なくとも基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画を生成する。走行計画生成部１８は、好ましくは、生成する走行計画を、自車両Ｖの進路を自車両Ｖに固定された座標系での目標位置ｐと各目標点での速度ｖとの二つの要素からなる組、すなわち配位座標（ｐ、ｖ）を複数持つものとして出力する。ここで、それぞれの目標位置ｐは、少なくとも自車両Ｖに固定された座標系でのｘ座標、ｙ座標の位置もしくはそれと等価な情報を有する。なお、走行計画は、自車両Ｖの挙動を記すものであれば特に限定されるものではない。走行計画は、速度ｖの代わりに目標時刻ｔを用いてもよいし、目標時刻ｔとその時点での自車両Ｖの方位とを付加したものでもよい。

走行計画は、現在時刻から微小時間経過後までにおいての走行制御の目標とすべき自車両Ｖの位置、速度及び加速度等の運動プロファイルを含む。運動プロファイルは、壁や周辺車とのマージンを確保しつつ、乗り心地を考慮して運動限界の範囲で算出される。走行計画は、概ね現在時刻から数秒先の将来のデータで充分であるが、交差点の右折、自車両Ｖの追い越し等の状況によっては数十秒のデータが必要となるので、走行計画の配位座標の数は可変、且つ配位座標間の距離も可変とすることが好ましい。さらに、配位座標をつなぐ曲線をスプライン関数等で近似し、当該曲線のパラメータを走行計画としてもよい。走行計画の生成としては、自車両Ｖの挙動を記すことができるものであれば、任意の公知手法を用いることができる。

走行計画は、目標ルートに沿った進路を自車両Ｖが走行する際における、自車両Ｖの車速、加減速度及び操舵トルク等の推移を示すデータとしてもよい。走行計画は、自車両Ｖの速度パターン、加減速度パターン及び操舵パターンを含んでいてもよい。ここでの走行計画生成部１８は、旅行時間（自車両Ｖが目的地に到着するまでに要される所要時間）が最も小さくなるように、走行計画を生成してもよい。

ちなみに、速度パターンとは、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標車速からなるデータである。加減速度パターンとは、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標加減速度からなるデータである。操舵パターンとは、進路上に所定間隔で設定された目標制御位置に対して、目標制御位置ごとに時間に関連付けられて設定された目標操舵トルクからなるデータである。

走行計画生成部１８の演算は、順位設定部１６の演算と独立して実行されていてもよい。走行計画生成部１８の演算は、シーン判定部１４ないし順位設定部１６の演算よりも早い更新周期で実行されていてもよい。これにより、車両挙動の安全性を確保しながら運転者の違和感を下げないままで、計算資源の低減が可能となる。

走行計画生成部１８は、ある走行計画を、別の既成の走行計画を公知手法で補正して生成してもよい。例えば走行計画生成部１８は、衝突回避に対応する走行計画を補正して、車線維持に対応する走行計画を生成してもよい。走行計画生成部１８は、運転行動ごとに共通する部分を共有し、必要な箇所のみ計算を行ってもよく、この場合、計算資源の低減が可能となる。走行計画生成部１８は、ウィンカや前照灯等の動作パターン、及び、ＨＭＩ７からの警告等の出力パターンを、走行計画に関連付けてもよい。

調停部２０は、走行計画生成部１８で各運転行動ごとに生成された複数の走行計画の中から、その実行可否を判断しつつ優先順位に基づいて、走行制御部２２に出力する走行計画を最終的に１つ選択する。調停部２０は、実行可否判定部２０ａ及び走行計画選択部２０ｂを有している。

実行可否判定部２０ａは、情報取得部１２の取得結果に基づいて、走行計画生成部１８で生成された複数の運転行動の実行可否をそれぞれ判定する。実行可否判定部２０ａは、生成された複数の走行計画それぞれについて、適正な走行を実現できるものであるか否か（換言すると、実行可能な走行計画の解が得られたか否か）を、周辺状況から公知手法によって判定する。実行可否判定部２０ａは、判定結果を実行可否情報として走行計画選択部２０ｂへ出力する。

例えば実行可否判定部２０ａは、隣接車線に並走車が存在し、隣接車線への車線変更を実現する走行計画では並走車に一定距離以下まで接近してしまう場合、当該走行計画が実行可能ではないと判定し、車線変更が実行可能ではないことを示す実行可否情報を走行計画選択部２０ｂへ出力する。一方、並走車が存在しない場合、車線変更を実現する走行計画が実行可能であると判定し、車線変更が実行可能であることを示す実行可否情報を走行計画選択部２０ｂへ出力する。

走行計画選択部２０ｂは、走行計画生成部１８で生成された複数の走行計画の中から、実行可否判定部２０ａで実行可能とされた運転行動のうちの順位設定部１６で設定された優先順位が最も高い運転行動に対応する走行計画を選択する。走行計画選択部２０ｂは、実行可否判定部２０ａからの実行可否情報により、実行可能な運転行動を判別する。走行計画選択部２０ｂは、選択した走行計画を走行制御部２２へ出力する。走行計画選択部２０ｂは、実行可能な運転行動が少なくとも１つも存在しない場合には、走行制御を終了する指令を走行制御部２２及びＨＭＩ７へ出力する。

走行制御部２２は、走行計画選択部２０ｂで選択された走行計画に基づいて自車両Ｖの走行を自動で制御する。走行制御部２２は、走行計画に応じた制御信号をアクチュエータ６に出力する。これにより、走行制御部２２は、走行計画に沿って自車両Ｖが自動走行するように、自車両Ｖの走行を制御する。

次に、車両制御装置１００で実行される処理（車両制御方法）について、図２のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。

図２は、車両制御装置１００の処理を示すフローチャートである。図２に示すように、車両制御装置１００では、例えば運転者が自動走行を作動させる入力操作をＨＭＩ７に行う等の所定の開始条件が満たされた場合、ＥＣＵ１０において以下の処理を実行する。

まず、情報取得部１２により、周辺状況、自車位置及び車両状態を取得する（ステップＳ１）。シーン判定部１４により、シーン判定処理を実行する（ステップＳ２）。具体的には、情報取得部１２の取得結果から、現在の自車両Ｖの走行シーンが走行制約シーンであるか否かを判定し、走行制約シーンと判定した場合にその制約を算出する。

順位設定部１６により、優先順位設定処理を実行する（ステップＳ３）。具体的には、シーン判定部１４で走行シーンが走行制約シーンと判定された場合、情報取得部１２の取得結果から、制約に応じた優先順位を複数の運転行動に対して設定する。シーン判定部１４で走行シーンが走行制約シーンと判定されない場合、情報取得部１２の取得結果から、予め定められた優先順位を複数の運転行動に対して設定する。

走行計画生成部１８により、情報取得部１２の取得結果から、順位設定部１６で優先順位が設定された各運転行動に対応する複数の走行計画を生成する（ステップＳ４）。実行可否判定部２０ａにより、情報取得部１２の取得結果から、走行計画生成部１８で生成した複数の走行計画の運転行動それぞれについて実行可能であるか否かを判定する（ステップＳ５）。走行計画選択部２０ｂにより、実行可能な運転行動の走行計画が少なくとも１つ存在するか否かを判定する（ステップＳ６）。

上記ステップＳ６でＹｅｓの場合、走行計画選択部２０ｂにより、実行可否判定部２０ａで実行可能とされた運転行動のうち、順位設定部１６で設定された優先順位が最も高い１つの走行計画を、走行計画生成部１８で生成された複数の走行計画の中から選択する（ステップＳ７）。走行制御部２２により、選択された走行計画に沿って自動走行するように自車両Ｖの走行を制御する（ステップＳ８）。そして、上記ステップＳ１に戻り、次周期の走行制御を繰り返し実行する。

一方、上記ステップＳ６でＮｏの場合、走行制御を終了する。当該終了の際には、運転者に対するオーバーライド要請をＨＭＩ７から出力、走行制御部２２により自車両Ｖを減速させて停車、又は、走行制御部２２により自車両Ｖの走行を制御して緊急回避等を行う。上述した走行制御の結果、自車両Ｖが目的地に到着した場合、或いは、走行制御中に制御停止の入力操作が運転者によりＨＭＩ７に行われた場合、当該走行制御を正常終了する。

次に、車両制御装置１００で実行される処理の具体的な一例として、走行制約シーンが車線減少シーンの場合の例を説明する。

図３は、車線減少シーンにおける自車両の周辺を示す概略図である。図４は、車線減少シーンを対象とするシーン判定処理及び優先順位設定処理を示すフローチャートである。図３に示す車線減少シーンでは、自車両Ｖの現在位置で自車線Ｌ１及び右側隣接車線Ｌ２を含む走路Ｌが、前方で自車線Ｌ１が無くなって右側隣接車線Ｌ２のみとなっている。ここでの例では、運転行動として、「車線維持」、「車線変更（右側）」、「退避」及び「緊急停止」が予め分類されて設定されている（図５参照）。図３中において、走行計画ＲＰ１は「退避」の運転行動を実現するものであり、走行計画ＲＰ２は「車線維持」の運転行動を実現するものであり、走行計画ＲＰ３は「車線変更」の運転行動を実現するものである。

図５は、図４の優先順位設定処理で用いられるデータテーブルの例を示す図である。図５（ａ）は、標準時の走行シーンである標準走行シーンのデータテーブルＴ１を示す図である。図５（ｂ）は、車線減少シーンのデータテーブルＴ２を示す図である。図５において、１位が最も優先順位が高く、１位に近い順位ほど優先順位が高くなっている。また、「Unselectable」は、上記の「選択の余地なし」を示している。

図５（ａ）に示すように、標準走行シーンのデータテーブルＴ１は、標準時の優先順位を設定するためのルールを規定する。このデータテーブルＴ１は、車線減少位置までの距離ｘによらずに優先順位と運転行動とが一定の関係を有している。図５（ｂ）に示すように、車線減少シーンのデータテーブルＴ２は、車線減少時の優先順位を設定するためのルールを規定する。このデータテーブルＴ２では、優先順位と運転行動との相関関係が、車線減少位置までの距離ｘの状態に応じて変化している。具体的には、車線減少シーンの制約を構成する当該距離ｘが第１距離閾値（ここでは５００ｍ）よりも大きい場合と、第２距離閾値（ここでは２００ｍ）よりも大きく且つ第１距離閾値以下の場合と、第３距離閾値（こここでは５０ｍ）よりも大きく且つ第２距離閾値以下の場合と、０ｍよりも大きく且つ第３距離閾値以下の場合とによって、当該相関関係が異なっている。

図４に示すように、対象とする走行制約シーンが車線減少シーンの場合、ＥＣＵ１０では、シーン判定処理及び優先順位設定処理として次の処理を実行する。すなわち、シーン判定部１４により、情報取得部１２の取得結果に基づいて、自車線Ｌ１の前方に車線減少があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。これにより、現在の走行シーンが車線減少シーンであるか否かを判定する。上記ステップＳ１１でＹｅｓの場合、走行シーンが車線減少シーンであるとし、情報取得部１２の取得結果に基づいて、自車両Ｖの現在地から車線減少位置までの距離ｘ［ｍ］を算出する（ステップＳ１２）。

上記ステップＳ１２の後、車線減少シーンのデータテーブルＴ２を参照して、車線減少位置までの距離ｘに応じた優先順位を複数の運転行動に設定する（ステップＳ１３）。一方、上記ステップＳ１１でＮｏの場合、走行シーンが車線減少シーンではないとして、標準走行シーンのデータテーブルＴ１を参照して、標準の優先順位を複数の運転行動に設定する（ステップＳ１４）。

例えば、自車線Ｌ１の前方３００ｍの位置に車線減少がある走路Ｌを自車両Ｖが走行しているとすると、上記ステップＳ１１においてＹｅｓと判定され、上記ステップＳ１２において車線減少位置までの距離ｘが３００ｍとして算出される。上記ステップＳ１３において、車線減少シーンのデータテーブルＴ２が参照され、車線減少位置までの距離ｘが３００ｍであることから、運転行動の優先順位は１位が「車線変更」、２位が「車線維持」及び３位が「退避」と設定され、緊急停止が「選択の余地なし」と設定される。ここで、図２の上記ステップＳ５において、実行可否判定部２０ａにより、並走する周辺車のために「車線変更」が実行不可と判定されると共に、「車線維持」と「退避」と「緊急停止」とが実行可と判定されたとする。その結果、上記ステップＳ６においてＹｅｓと判定される。上記ステップＳ７において、実行可能な「車線維持」「退避」及び「緊急停止」のうち、最も優先順位が高い２位の「車線維持」が選択される。そして、上記ステップＳ８において、「車線維持」の走行計画に基づいて走行制御が実行されることとなる。

次に、車両制御装置１００で実行される処理の具体的な他の一例として、走行制約シーンが遅速車存在シーンの場合の例を説明する。

図６は、遅速車存在シーンにおける自車両の周辺を示す概略図である。図７は、遅速車存在シーンを対象とするシーン判定処理及び優先順位設定処理を示すフローチャートである。図６に示す遅速車存在シーンでは、自車線Ｌ１及び右側隣接車線Ｌ２を含む走路Ｌにおいて、車速が遅い先行車である遅速車Ｖ２が自車線Ｌ１における自車両Ｖの前方に存在している。ここでの例では、運転行動として、「車線維持」、「車線変更（右側）」、「退避」及び「緊急停止」が予め分類されて設定されている（図８参照）。図６中において、走行計画ＲＰ４は「車線変更」の運転行動を実現するものであり、走行計画ＲＰ５は「車線維持」の運転行動を実現するものである。

図８は、図７の優先順位設定処理で用いられるデータテーブルの例を示す図である。図８（ａ）は、標準走行シーンのデータテーブルＴ３を示す図である。図８（ｂ）は、遅速車存在シーンのデータテーブルＴ４を示す図である。図８において、１位が最も優先順位が高く、１位に近い順位ほど優先順位が高くなっている。また、「Unselectable」は、上記の「選択の余地なし」を示している。

図８（ａ）に示すように、標準走行シーンのデータテーブルＴ３は、標準時の優先順位を設定するためのルールを規定する。このデータテーブルＴ３は、優先順位と運転行動とが一定の関係を有している。図８（ｂ）に示すように、遅速車存在シーンのデータテーブルＴ４は、遅速車存在時の優先順位を設定するためのルールを規定する。このデータテーブルＴ４では、優先順位と運転行動との相関関係が、遅速車Ｖ２に対する車間距離ｘ_ｆｗｄ及び相対速度ｖｒｅｌの状態に応じて変化している。具体的には、車間距離ｘ_ｆｗｄを相対速度ｖｒｅｌで除算して成る車間時間が０ｓよりも大きく且つ時間閾値（ここでは２０ｓ）以下の場合と、その他の場合とによって、当該相関関係が異なっている。車間距離ｘ_ｆｗｄ及び相対速度ｖｒｅｌは、遅速車存在シーンの制約を構成する。

図７に示すように、対象とする走行制約シーンが遅速車存在シーンの場合、ＥＣＵ１０では、シーン判定処理及び優先順位設定処理として次の処理を実行する。すなわち、シーン判定部１４により、情報取得部１２の取得結果に基づいて、自車線の前方に遅速車Ｖ２が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１）。これにより、現在の走行シーンが遅速車存在シーンであるか否かを判定する。遅速車Ｖ２は、自車両Ｖの目標車速よりも車速閾値以上遅い先行車である。上記ステップＳ２１でＹｅｓの場合、走行シーンが遅速車存在シーンであるとし、情報取得部１２の取得結果に基づいて、遅速車Ｖ２との車間距離ｘ_ｆｗｄ及び相対速度ｖｒｅｌを算出する（ステップＳ２２）。

上記ステップＳ２２の後、遅速車存在のデータテーブルＴ４を参照して、車間時間（車間距離ｘ_ｆｗｄ及び相対速度ｖｒｅｌ）に応じた優先順位を複数の運転行動に設定する（ステップＳ２３）。一方、上記ステップＳ２１でＮｏの場合、走行シーンが遅速車存在シーンではないとして、標準走行シーンのデータテーブルＴ３を参照して、標準の優先順位を複数の運転行動に設定する（ステップＳ２４）。

次に、車両制御装置１００で実行される処理の具体的な他の一例として、複数の走行制約シーン（ここでは、遅速車存在シーン及び分岐シーン）を判定対象とする場合の例を説明する。

図９は、遅速車存在シーン及び分岐シーンを含む走行制約シーンにおける自車両の周辺を示す概略図である。図１０は、遅速車存在シーン及び分岐シーンを対象とするシーン判定処理及び優先順位設定処理を示すフローチャートである。

図９に示す走行制約シーンは、遅速車存在シーンと分岐シーンとを含む走行制約シーン（以下、「遅速車存在分岐シーン」ともいう）である。遅速車存在分岐シーンでは、自車線Ｌ１及び右側隣接車線Ｌ２を含む走路Ｌにおいて、車速が遅い先行車である遅速車Ｖ２が自車線Ｌ１における自車両Ｖの前方に存在している。自車両Ｖの前方に分岐が存在し、自車線Ｌ１は目的地へ至る目的地方向である一方、右側隣接車線Ｌ２は目的地へ到達不可な分岐方向である。ここでの例では、運転行動として、「車線維持」、「車線変更（右側）」及び「退避」が予め分類されて設定されている。図９中において、走行計画ＲＰ６は「車線変更」の運転行動を実現するものであり、走行計画ＲＰ７は「車線維持」の運転行動を実現するものであり、走行計画ＲＰ８は「退避」の運転行動を実現するものである。

図１１は、図１０の優先順位設定処理で用いられるデータテーブルの例を示す図である。図１１（ａ）は、標準走行シーンのデータテーブルＴ５を示す図である。図１１（ｂ）は、遅速車存在分岐シーンのデータテーブルＴ６を示す図である。図１１において、１位が最も優先順位が高く、１位に近い順位ほど優先順位が高くなっている。また、「Unselectable」は、上記の「選択の余地なし」を示している。

図１１（ａ）に示すように、標準走行シーンのデータテーブルＴ５は、標準時の優先順位を設定するためのルールを規定する。このデータテーブルＴ５は、優先順位と運転行動とが一定の関係を有している。図１１（ｂ）に示すように、遅速車存在分岐シーンのデータテーブルＴ６は、遅速車存在時及び分岐直前の走行時の優先順位を設定するためのルールを規定する。このデータテーブルＴ６では、優先順位と運転行動との相関関係が、遅速車Ｖ２に対する車間距離ｘ_ｆｗｄ及び相対速度ｖｒｅｌの状態と、分岐までの残距離ｘ_ｗａｙの状態と、に応じて変化している。具体的には、車間時間が０ｓよりも大きく且つ時間閾値（ここでは２０ｓ）以下の場合と、その他の場合とによって、当該相関関係が異なっている。加えて、残距離ｘ_ｗａｙが０ｍよりも大きく且つ距離閾値（ここでは６００ｍ）以下の場合と、その他の場合とによって、当該相関関係が異なっている。車間距離ｘ_ｆｗｄ及び相対速度ｖｒｅｌは、遅速車存在シーンの制約を構成する。残距離ｘ_ｗａｙは、分岐シーンの制約を構成する。残距離ｘ_ｗａｙには、マージン距離を加える補正を行ってもよい。

図１０に示すように、遅速車存在シーン及び分岐シーンを含む走行制約シーンを対象とする場合、ＥＣＵ１０では、シーン判定処理及び優先順位設定処理として次の処理を実行する。すなわち、シーン判定部１４により、情報取得部１２の取得結果に基づいて、自車線の前方に遅速車Ｖ２が存在するか否かを判定する（ステップＳ３１）これにより、現在の走行シーンが遅速車存在シーンであるか否かを判定する。上記ステップＳ３１でＹｅｓの場合、走行シーンが遅速車存在シーンであるとし、情報取得部１２の取得結果に基づいて、車間距離ｘ_ｆｗｄ及び相対速度ｖｒｅｌを算出する（ステップＳ３２）。

シーン判定部１４により、情報取得部１２の取得結果に基づいて、自車線Ｌ１の前方に分岐があり、且つ自車線Ｌ１が目的地方向であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。これにより、現在の走行シーンが分岐シーンであるか否かを判定する。上記ステップＳ３３でＹｅｓの場合、走行シーンが分岐シーンであるとし、情報取得部１２の取得結果に基づいて、分岐位置までの残距離ｘ_ｗａｙを算出する（ステップＳ３４）。

上記ステップＳ３４の後、遅速車存在分岐シーンのデータテーブルＴ６を参照して、車間距離ｘ_ｆｗｄ、相対速度ｖｒｅｌ及び残距離ｘ_ｗａｙに応じた優先順位を複数の運転行動に設定する（ステップＳ３５）。一方、上記ステップＳ３１でＮｏの場合、走行シーンが遅速車存在分岐シーンではないとして、標準走行シーンのデータテーブルＴ５を参照して、標準の優先順位を複数の運転行動に設定する（ステップＳ３６）。

以上、本実施形態によれば、走行制約シーンの判定結果を考慮して複数の運転行動に優先順位が設定される。複数の運転行動それぞれに対応した複数の走行計画が生成される。複数の運転行動の実行可否がそれぞれ判定される。実行可能な運転行動のうちの優先順位が最も高い運転行動に対応する走行計画が、複数の走行計画の中から選択される。そして、選択された走行計画に基づいて、自車両Ｖの走行が制御される。これにより、生成した走行計画の運転行動が実行できないために他の走行計画を改めて生成する必要性を低減することが可能となる。したがって、自車両Ｖの走行制御の反応が遅れる可能性を抑制することができる。

本実施形態が対象とする走行制約シーンは上記に限定されず、種々の走行制約シーンに対応させてもよい。上記の各閾値は、予め定められた固定値であってもよいし、自車両Ｖの運転行動に要される推定値（例えば、車線変更に要される推定距離）等に応じた可変値であってもよい。

上記において、上記ステップＳ２がシーン判定ステップを構成する。上記ステップＳ３が順位設定ステップを構成する。上記ステップＳ４が走行計画生成ステップを構成する。上記ステップＳ５が実行可否判定ステップを構成する。上記ステップＳ６，Ｓ７が走行計画選択ステップを構成する。上記ステップＳ８が走行制御ステップを構成する。

本実施形態の車両制御装置１００では、順位設定部１６において、前回の処理周期の優先順位結果を、現在の処理周期の優先順位の設定に反映させてもよい。すなわち、前回の運転行動の優先順位を、現在の運転行動の優先順位にフィードバックしてもよい。例えば、順位設定部１６は、前回の処理周期で「車線変更」の運転行動の優先順位が最も高い順位に設定された場合であって、実際に走行制御部２２によって車線変更の走行計画に基づき走行制御されたとき、現在の処理周期においても、「車線変更」の運転行動の優先順位を最も高くなるように設定してもよい。これにより、車線変更中に車線維持の運転行動が選択されにくくすることが可能となる。

本実施形態の車両制御装置１００では、生成する走行計画に含まれるパラメータ又はパラメータ群を記号化した変数（以下、単に「パラメータ」という）を、周辺状況に応じて変更してもよい。パラメータは、自車両Ｖの車両運動に関する値、又は、周辺車又は障害物との関係に関する値である。これにより、同じ運転行動の走行計画に基づく走行制御でも、状況に応じた異なる走行が可能となる。

パラメータを変更する一例として、走行計画生成部１８は、限られた距離内で車線変更完了が要される車線変更の走行計画を生成する場合に、車線変更に残された残距離が長いときと短いときとで操舵パラメータを変更してもよい。この残距離の長短を検知する具体的手法としては、閾値による大小判定で検知する手法を採用できる。

また、走行計画生成部１８は、車線変更に残された残距離の関数として操舵パラメータを変更してもよい。具体的には、車線変更に残された残距離が短くなるほど、操舵角の最大値を大きくしてもよい。操舵角と横加速度とは比例関係にあるため、当該残距離が短いときに操舵角を大きくすれば、短い距離で車線変更先の車線に自車両Ｖが到達できる。走行制御を停止させずに車線変更が可能となり、運転者の介入操作の必要性（不便さ）を低減できる。一方、車線変更に残された残距離が長いほど、操舵角を小さくしてもよい。これにより、横加速度を小さくして乗り心地を向上できる。また、車線変更に残された残距離が短くなるほど、操舵速度を大きくしてもよい。操舵角度を大きくすれば横加速度が大きくなるが、操舵速度を大きくして同じ角度に短時間で達するように操舵制御すれば、横加速度を抑制しつつ短い距離で車線変更先の車線に自車両Ｖが到達できる。これにより、乗り心地を向上できる。

このような残距離を制約とする走行制約シーン（車線減少シーン、合流シーン、もしくは、目的地へ至る分岐路への分岐のように車線変更が完了できないとデメリットが生じる走行制約シーン）では、状況によっては、走行制御による車線変更を完了できずに運転者が介入操作しなければならないおそれがある。この点、残距離に応じて操舵パラメータを変更することにより、走行制御において状況に応じた適切な操舵を可能とし、限られた距離内での車線変更時でも良好な乗り心地を得ることが可能となる。

パラメータを変更する他の一例として、走行計画生成部１８は、車線変更に残された残距離に応じて、車線変更にかかる距離が変わるように自車両Ｖの車速を変更してもよい。具体的には、車線変更に残された残距離が短くなるほど、自車両Ｖの車速を小さくしてもよい。このとき、所定の最低速度値を設け、それを下回らないように自車両Ｖの車速を変更してもよい。車線変更に残された残距離が閾値を下回った場合にのみ車速を変更してもよい。

パラメータを変更する他の一例として、走行計画生成部１８は、車線変更に残された残距離に応じて、車線変更の到達位置目標を変更してもよい。具体的には、車線変更に残された残距離が短くなるほど、車線変更の到達位置目標を現在地に近くなるように設定してもよい。これにより、最低限の走行距離で車線変更先の車線に自車両Ｖが到達でき、自動で車線変更できないリスクを低減可能となる。このとき、到達位置目標の横位置を、車線変更終了時に車線逸脱しないように白線又は車線中心線を基準に設定してもよい。

パラメータを変更する他の一例として、走行計画生成部１８は、自車両Ｖ周辺の障害物との距離マージンを、車線変更に残された残距離が長いときと短いときとで異なるように変更してもよい。

パラメータを変更する他の一例として、走行計画生成部１８は、周辺車との最低車間距離を、車線変更に残された残距離が短くなるほど小さくしてもよい。このとき、予め定められた距離閾値を下回らないように当該最低車間距離を変更してもよい。自車両Ｖの車速又は周辺車の車速に応じて、変更方法や最低車間距離を可変してもよい。各種センサの認識精度又は走行制御の誤差に応じて、変更方法や最低車間距離を可変してもよい。走行制御の誤差としては、走行制御が目標とする横位置と実際の横位置との差を用いることができる。これにより、走行制御を停止させずに車線変更が可能となり、運転者の介入操作の必要性（不便さ）を低減できる。

パラメータを変更する他の一例として、走行計画生成部１８は、車線維持の走行計画を生成する場合に、車幅方向における車線端に対する距離マージン（車線において自車両Ｖの左側又は右側に形成されるスペースの車幅方向距離）を、走行制御の誤差が大きいときと小さいときとで異なるように変更してもよい。また、走行計画生成部１８は、車幅方向における車線端に対する距離マージンを、走行制御の誤差が大きくなるほど大きくなるように変更してもよい。距離マージンを大きくすることにより、車線逸脱の頻度を低減できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点について説明する。

図１２は、第２実施形態に係る車両制御装置２００の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、本実施形態の車両制御装置２００は、実行計画生成部２４をさらに備える点で上記車両制御装置１００（図１参照）と異なる。

実行計画生成部２４は、周辺状況、自車位置及び地図情報に基づいて、現在地から目的地までの目標ルートに沿って走行する際の運転行動の推移である運転行動実行計画を生成する（図１３（ｃ）参照）。換言すると、実行計画生成部２４は、情報取得部１２の取得結果及びナビゲーションシステム５から出力された目標ルート（ルートプランとも称される）を利用して、運転行動実行計画を組み立てる。運転行動実行計画は、自車両Ｖが将来通過する地形において取るべき運転行動である。運転行動実行計画は、時系列ごとに各時刻における運転行動を対応させた一覧として表現できる。運転行動実行計画は、走行距離ごとに各距離における運転行動を対応させた一覧として表現できる。運転行動実行計画は、地図上の場所ごとに各地点における運転行動を対応させた一覧として表現できる。

図１３は、運転行動実行計画の生成を説明する図である。図１３（ａ）は、目標ルートにより制約される位置領域Ｚ１を示す図である。図１３（ｂ）は、目的地に到達可能な位置領域Ｚ２を示す図である。図１３（ｃ）は、運転行動実行計画ＵＪを示す図である。

実行計画生成部２４は、図１３（ａ）に示すように、目標ルートに基づいて、走路Ｌ上における合流位置５１及び分岐位置５２を基準に位置領域Ｚ１を導出する。実行計画生成部２４は、図１３（ｂ）に示すように、車線変更を完了する必要がある地点５５を判別し、車線変更にかかる距離Ｏの推測値を用いて、目的地に到達可能な位置領域Ｚ２を導出する。例えば位置領域Ｚ２は、仮の目標位置を定め、当該目標位置から現在位置の方向に向かって当該目標位置に到達できる位置を逆算することで算出される。位置領域Ｚ２は、車線逸脱しないように走行すること、及び、白線が黄線である等の法規を遵守することを制約条件として導出してもよい。実行計画生成部２４は、図１３（ｃ）に示すように、求めた位置領域Ｚ２内を通過して目的地に至る運転行動実行計画ＵＪを算出する。

順位設定部１６は、生成した運転行動実行計画ＵＪから、現在（現在時刻ないし現在位置）の運転行動を取得する。順位設定部１６は、取得した運転行動の優先順位を、最も高い優先順位とする。具体的には、順位設定部１６は、優先順位の設定で参照するデータテーブルの優先順位について、運転行動実行計画ＵＪから得られた運転行動とは別の運転行動が１位となっているときには、運転行動実行計画ＵＪから得られた運転行動を１位へ変更し、その他の運転行動の順位を繰り下げる。順位設定部１６は、優先順位の設定で参照するデータテーブルの優先順位について、運転行動実行計画ＵＪから得られた運転行動が既に１位となっているときには、順位をそのままとする。

図１４は、第２実施形態に係る車両制御装置２００の処理を示すフローチャートである。図１４に示すように、車両制御装置２００では、ＥＣＵ１０において次の処理を実行する。すなわち、実行計画生成部２４により、情報取得部１２の取得結果及びナビゲーションシステム５から出力された目標ルートに基づいて、運転行動実行計画ＵＪを生成する（ステップＳ４１）。順位設定部１６により、運転行動実行計画ＵＪにおける現在の運転行動を取得する（ステップＳ４２）。順位設定部１６により、取得した運転行動の優先順位を、最も高い優先順位とする（ステップＳ４３）。

以上、本実施形態によれば、運転行動実行計画ＵＪが生成され、この運転行動実行計画ＵＪにおける現在の運転行動の優先順位が、最も高い優先順位とされる。これにより、目的地到達の実現性を向上することが可能となる。

ちなみに、実行計画生成部２４は、例えば、キープレフトを行う、車線変更の煩雑さを低減するために車線変更の回数を少なくする、制限速度が高い車線を優先的に走行する、及び、自車両Ｖの車速に無駄が生じないように遅速車を追い越す等の走行指針に従って、運転行動実行計画ＵＪを生成してもよい。

実行計画生成部２４は、運転行動実行計画ＵＪを生成する距離を、目的地までの距離とは別の任意の距離としてもよい。この場合、実行計画生成部２４は、目標ルート上の任意地点を設定し、当該任意地点に到達可能な運転行動実行計画を生成する。実行計画生成部２４は、「車線変更」の運転行動を、「合流」、「分岐」又は「本線上の通常車線変更」等の細分化されて分類された運転行動として運転行動実行計画ＵＪを生成してもよい。

運転行動実行計画ＵＪにおける各運転行動の実走距離の推定値は、予め定められた設定値としてもよいし、自車両Ｖの車速又は予想車速からの算出値としてもよいし、周辺車の混雑状況によって変化する値としてもよい。運転行動実行計画ＵＪにおける各運転行動の実走距離の推定値にマージンを加えてもよい。走行制御部２２は、車線変更を完了する必要がある地点５５に近づいた場合、自車両Ｖの車速を低下させる又は操舵パラメータを変更する等の運動パラメータの変更を行ってもよい。走行制御部２２は、到達すべき目的地が明確に設定されていない場合には、走行可能な車線を走行し続けるように走行制御してもよい。

図１５は、複数の実行計画候補を示す図である。図１５に示すように、本実施形態の車両制御装置２００において、実行計画生成部２４は、目的地到達可能な複数の実行計画候補を演算し、複数の実行計画候補の中の１つを運転行動実行計画ＵＪとして選択してもよい。

具体的には、実行計画生成部２４は、予め設定された走行指針を基準に、複数の実行計画候補５６を生成する。走行指針としては、旅行時間に応じて先行する遅速車を追い抜くこと、車線変更の回数を少なくすること、キープレフトを行うこと、割込み等の通常の車線変更よりも接近リスクが高くなる車線変更を回避すること等が挙げられる。あるいは、実行計画生成部２４は、ランダムに複数の実行計画候補５６を生成する。あるいは、実行計画生成部２４は、取り得る全てのパターンの複数の実行計画候補５６を生成する。そして、実行計画生成部２４は、予め設定された優先度又は周辺状況の変化に基づいて、複数の実行計画候補５６のうちの１つを、運転行動実行計画ＵＪとして選択する。以上のように運転行動実行計画ＵＪを生成する場合には、選択候補を少なくできる可能性があり、簡潔な選択基準で運転行動実行計画ＵＪを生成することが可能となる。キープレフトや追越等の目的地到達に必須でない動作を含んだ運転行動を行うことが可能となる。

図１６は、運転行動実行計画ＵＪの生成の別手法を説明する図である。図１６に示すように、実行計画生成部２４は、次のように運転行動実行計画をＵＪ生成してもよい。まず、目的地に到達可能な位置領域Ｚ２における各地点９に、目的地到達のために選択が許可される運転行動を対応付ける。

例えば、地点９ｂでは、「車線維持」及び「車線変更（右側）」が許可された運転行動として対応付けられている（図１６（ｂ）参照）。地点９ｃでは、「退避」が許可された運転行動として対応付けられている（図１６（ｃ）参照）。地点９ｄでは、「車線維持」及び「退避」が許可された運転行動として対応付けられている（図１６（ｄ）参照）。地点９ｅでは、「車線変更（左側）」及び「退避」が許可された運転行動として対応付けられている（図１６（ｅ）参照）。なお、図１６中の「○」は許可、「×」は不許可をそれぞれ粟原している。

そして、実行計画生成部２４は、許可される運転行動を満たす複数の実行計画候補を求める。つまり、実行計画生成部２４は、現在地を起点とし、許可される運転行動に応じた方向に各地点９を繋いて目的地に至る実行計画候補を、取り得る限り複数生成する。実行計画生成部２４は、予め設定された優先度又は周辺状況の変化に基づいて、生成した複数の実行計画候補のうちの１つを、運転行動実行計画ＵＪとして選択する。以上のように運転行動実行計画ＵＪを生成する場合には、運転行動実行計画ＵＪの詳細な探索が可能となる。

なお、自車両Ｖの車両挙動を変更する行動の要求が運転者からあった場合（運転者により車線変更に係る操作が行われた場合等）、当該行動を実施したとすると運転行動実行計画ＵＪが存在しない（目的地到達可能な位置領域Ｚ２外へ自車両Ｖが進む）と判断されるときには、当該行動が実施されないように走行制御部２２で走行を制御してもよい。このとき、ＥＣＵ１０は、「目的地到達のために、要求された行動は実行不可」といった通知を、ＨＭＩ７を介して運転者に行ってもよい。なお、運転者から要求される行動としては、先行する遅速車が存在する場合における追越、キープレフト車線以外を走行している場合における左側車線への車線変更、及び、登坂車線を走行している場合における通常車線への車線変更等が挙げられる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態と異なる点について説明する。

本実施形態の走行計画生成部１８は、順位設定部１６で設定された優先順位に基づいて、走行計画の生成に用いられる計算資源を変化させる。具体的には、走行計画生成部１８は、順位設定部１６で優先順位が低いと設定された運転行動である低優先運転行動に対応する走行計画（以下、「低優先走行計画」ともいう）の生成においては、順位設定部１６で優先順位が高いと設定された運転行動である低優先運転行動に対応する走行計画（以下、「低優先走行計画」ともいう）の生成と比較して、走行計画の生成に用いられる計算資源を低減させる。その結果、走行計画生成部１８は、低優先走行計画の生成に用いられる計算資源である第１計算資源を、高優先走行計画の生成に用いられる計算資源である第２計算資源よりも小さい状態とする。

高優先走行計画は、低優先走行計画以外の走行計画を含むものである。例えば高優先走行計画は、順位設定部１６で優先順位が最も高い又は一定順位以上と設定された高優先運転行動を実現する走行計画を含む場合がある。低優先走行計画は、高優先走行計画以外の走行計画を含むものである。低優先走行計画は、順位設定部１６で優先順位が最も低い又は当該一定順位よりも低いと設定された低優先運転行動を実現する走行計画を含む場合がある。

例えば、１車線しかない走路Ｌを走行する走行シーンでは、「車線変更」の運転行動が低優先運転行動に対応する場合がある。自車線Ｌ１の白線が車線変更禁止の属性を有する走行シーンでは、「当該白線の方向における車線変更」の運転行動が低優先運転行動に対応する場合がある。現在の運転行動が車線変更（車線変更の途中）であれば、「車線維持」の運転行動が低優先運転行動に対応する場合がある。周辺車が存在しない走行シーンでは、「回避」の運転行動が低優先運転行動に対応する場合がある。障害物が自車両Ｖの周辺に存在する走行シーンでは、「車線維持」の運転行動が低優先運転行動に対応し、「回避」の運転行動が所定運転行動に対応する場合がある。

計算資源は、演算量、データの空間分解能ないし時間分解能、計算時間、及び、メモリ使用量の少なくとも何れかを含む。計算資源を低減させることには、演算量を低減させること、空間分解能ないし時間分解能を粗くすること、最適化計算の収束条件の誤差判定閾値を大きくすること、階層的又は時系列的な探索において探索数を小さくすること、計算に割り当てられた時間を短くすること、出力の更新間隔の時間を大きくすること、及び、走行計画の距離的ないし時間的長さを小さくすること等が含まれる。さらに、計算資源を低減させることには、計算を行わない、つまり、走行計画を生成しないことが含まれる。他方、計算資源を大きくすることには、演算量を増加させること、空間分解能ないし時間分解能を細かくすること、最適化計算の収束条件の誤差判定閾値を小さくすること、階層的又は時系列的な探索において探索数を大きくすること、計算に割り当てられた時間を長くすること、出力の更新間隔の時間を小さくすること、走行計画の距離的ないし時間的長さを大きくすること等が含まれる。探索数の変更は、例えば、各時間における加減速候補数又は更新時間の刻み幅を変えることで実現できる。

図１７は、第３実施形態に係る車両制御装置の処理を示すフローチャートである。図１７に示すように、車両制御装置１００では、ＥＣＵ１０において以下の処理を実行する。

すなわち、情報取得部１２により、周辺状況、自車位置及び車両状態を取得する（ステップＳ５１）。シーン判定部１４によりシーン判定処理を実行する（ステップＳ５２）。順位設定部１６により、優先順位設定処理を実行する（ステップＳ５３）。走行計画生成部１８において、低優先走行計画の生成に用いられる第１計算資源を低減させる（Ｓ５４）。走行計画生成部１８により、情報取得部１２の取得結果から、各運転行動に対応する複数の走行計画を生成する（ステップＳ５５）。上記ステップＳ５５では、複数の走行計画のうち低優先走行計画について、上記ステップＳ５４で低減させた計算資源の下に生成する。

実行可否判定部２０ａにより、情報取得部１２の取得結果から、生成された複数の走行計画の運転行動それぞれについて実行可能であるか否かを判定する（ステップＳ５６）。走行計画選択部２０ｂにより、実行可能な運転行動の走行計画が少なくとも１つ存在するか否かを判定する（ステップＳ５７）。上記ステップＳ５７でＹｅｓの場合、走行計画選択部２０ｂにより、実行可能とされた運転行動のうち優先順位が最も高い運転行動に対応する１つの走行計画を、複数の走行計画の中から選択する（ステップＳ５８）。選択された走行計画に沿って自車両Ｖが自動走行するように、走行制御部２２により自車両Ｖの走行を制御する（ステップＳ５９）。そして、上記ステップＳ５１に戻り、次周期の走行制御を繰り返し実行する。一方、上記ステップＳ５７でＮｏの場合、走行制御を終了する。

以上、本実施形態によれば、低優先運転行動の低優先走行計画の生成に用いられる第１計算資源が低下される。つまり、順位設定部１６で優先順位が低いと設定された運転行動に対応する走行計画の生成においては、順位設定部１６で優先順位が高いと設定された運転行動に対応する走行計画の生成と比較して、走行計画の生成に用いられる計算資源が小さい状態とされる。これにより、例えば高優先走行計画の生成に用いられる第２計算資源を一定とすると、複数の走行計画の生成に必要な演算量を下げることができる。演算に必要な計算機の能力を低くでき、価格面で有利となる。また、高優先走行計画を、低優先走行計画よりも詳細に演算して生成することができる。演算量の上限を超えない範囲で走行制御を行うことができる。

本実施形態における走行計画生成部１８の処理は、同時に演算する走行計画の数が予め定められた規定数を超えた場合に、実行してもよい。本実施形態では、低優先走行計画の生成に用いられる第１計算資源を低減させたが、これに代えてもしくは加えて、これとは逆に、高優先走行計画の生成に用いられる第２計算資源を増加させてもよい。要は、走行計画生成部１８は、結果として、第１計算資源を第２計算資源よりも小さい状態とすればよい。本実施形態は、上記第２実施形態に対しても勿論適用可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。上記実施形態において、ＥＣＵ１０の各機能の一部は、自車両Ｖと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータにおいて実行されてもよい。

１４…シーン判定部、１６…順位設定部、１８…走行計画生成部、２０ａ…実行可否判定部、２０ｂ…走行計画選択部、２２…走行制御部、２４…実行計画生成部、１００，２００…車両制御装置、Ｖ…自車両。

Claims (4)

1. 自車両の周辺状況に基づいて、前記自車両の現在の走行シーンが、前記自車両の走行に制約がある走行制約シーンか否かを判定するシーン判定部と、
   前記シーン判定部で前記走行シーンが前記走行制約シーンと判定された場合に、目的ごとに予め分類された複数の運転行動に対して前記制約に応じた優先順位を設定し、前記シーン判定部で前記走行シーンが前記走行制約シーンと判定されない場合に、複数の前記運転行動に対して予め定められた優先順位を設定する順位設定部と、
   前記周辺状況に基づいて、前記順位設定部で優先順位が設定された複数の前記運転行動それぞれに対応する複数の走行計画を生成する走行計画生成部と、
   前記周辺状況に基づいて、前記走行計画生成部で生成された複数の前記運転行動の実行可否をそれぞれ判定する実行可否判定部と、
   前記実行可否判定部で実行可能とされた前記運転行動のうち、前記順位設定部で設定された優先順位が最も高い前記運転行動に対応する前記走行計画を、前記走行計画生成部で生成された複数の前記走行計画の中から選択する走行計画選択部と、
   前記走行計画選択部で選択された前記走行計画に基づいて、前記自車両の走行を制御する走行制御部と、を備える、車両制御装置。
2. 前記周辺状況、前記自車両の位置及び地図情報に基づいて、現在地から目的地までの目標ルートに沿って走行する際の前記運転行動の推移である運転行動実行計画を生成する実行計画生成部を備え、
   前記順位設定部は、
   前記運転行動実行計画における現在の前記運転行動の優先順位を、最も高い優先順位とする、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記走行計画生成部は、
   前記順位設定部で優先順位が低いと設定された前記運転行動に対応する前記走行計画の生成においては、前記順位設定部で優先順位が高いと設定された前記運転行動に対応する前記走行計画の生成と比較して、前記走行計画の生成に用いられる計算資源を小さい状態とする、請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 自車両の周辺状況に基づいて、前記自車両の現在の走行シーンが、前記自車両の走行に制約がある走行制約シーンか否かを判定するシーン判定ステップと、
   前記シーン判定ステップで前記走行シーンが前記走行制約シーンと判定された場合に、目的ごとに予め分類された複数の運転行動に対して前記制約に応じた優先順位を設定し、前記シーン判定ステップで前記走行シーンが前記走行制約シーンと判定されない場合に、複数の前記運転行動に対して予め定められた優先順位を設定する順位設定ステップと、
   前記周辺状況に基づいて、順位設定ステップで優先順位が設定された複数の前記運転行動それぞれに対応する複数の走行計画を生成する走行計画生成ステップと、
   前記周辺状況に基づいて、前記走行計画生成ステップで生成された複数の前記運転行動の実行可否をそれぞれ判定する実行可否判定ステップと、
   前記実行可否判定ステップで実行可能とされた前記運転行動のうち、前記順位設定ステップで設定された優先順位が最も高い前記運転行動に対応する前記走行計画を、前記走行計画生成ステップで生成された複数の前記走行計画の中から選択する走行計画選択ステップと、
   前記走行計画選択ステップで選択された前記走行計画に基づいて、前記自車両の走行を制御する走行制御ステップと、を備える、車両制御方法。