JP6579119B2

JP6579119B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6579119B2
Application number: JP2017010529A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　国仁; 国仁佐藤; 市川　健太郎; 健太郎市川; 麻衣子平野; 文洋奥村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2019-09-25
Anticipated expiration: 2037-01-24
Also published as: JP2018118589A; US10261516B2; CN108340915A; CN108340915B; US20180210453A1; DE102018100668A1

Description

本開示は、車両制御装置に関する。

特許文献１には、車両の走行予定の経路を生成する装置が開示されている。この装置は、レーン境界線などの地図情報に基づいて、レーン内に車両が走行可能な複数の潜在経路を予め算出する。そして、この装置は、センサ情報などに基づいて、複数の経路の中から車両が障害物と距離を保つことができる潜在経路を選択する。そして、この装置は、車両が現在経路から選択された潜在経路へ滑らかに遷移して走行するような目標経路を生成する。

米国特許出願公開第２０１５／０１９７２４６号明細書

特許文献１は、現在経路から潜在経路へ車両が滑らかに遷移するための経路の生成方法を開示していない。現在経路から潜在経路への経路は、例えば、現在経路から潜在経路に到達するまでの事前に決定された目標時間（又は目標距離）を用いて生成することができる。

しかしながら、目標時間（又は目標距離）が一定の場合、道路形状に沿わない経路が生成されたり、信頼性の低い経路が生成されたりするおそれがある。例えば、車両の前方の道路がカーブの場合、直線道路と同様の目標時間（又は目標距離）を用いると、カーブ付近で操舵が開始される経路となる場合がある。また、車両の周囲の道路環境が複雑なほど（分岐の存在、レーンの増減、脇道からの合流がある場合、又は、車両の周囲に複数の他車両が存在する場合）、予測すべき事象が多くなることから経路演算の信頼性が低下しやすい。

このため、本技術分野では、車両の前方の地図情報又は外部状況に応じて、地図情報に基づいた潜在経路へ到達するまでの経路を短く生成することが望まれている。

本開示の一形態は、目標経路に基づいて車両を制御する車両制御装置であって、地図情報を記憶する地図データベースと、車両位置を認識する車両位置認識部と、車両の外部状況を認識する外部状況認識部と、車両の走行状態を認識する走行状態認識部と、地図情報、車両位置、外部状況、及び、走行状態に基づいて、目標経路を生成する走行計画生成部と、目標経路に基づいて車両を走行させる走行制御部と、を備え、走行計画生成部は、地図情報に基づいた潜在経路を決定する潜在経路決定部と、車両が車両位置から潜在経路上に到達するまでの予め定められた目標時間又は目標距離と、車両位置と、走行状態と、に基づいて、目標時間又は目標距離で車両が車両位置から潜在経路上に到達する位置である基準到達位置を算出する位置算出部と、基準到達位置における地図情報又は外部状況に応じて、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する到達位置決定部と、車両位置から目標到達位置までの遷移経路を算出する経路算出部と、遷移経路と到達位置以降の潜在経路とを繋ぎ合わせて目標経路を生成する経路生成部と、を有する。

この車両制御装置では、地図情報に基づいた潜在経路へ遷移する際に、予め定められた目標時間（又は目標距離）を用いて車両が潜在経路上に到達する位置である基準到達位置が算出される。そして、基準到達位置における地図情報又は外部状況に応じて、目標時間よりも短い時間（又は目標距離よりも短い距離）で車両が潜在経路上に到達する位置が目標到達位置として決定される。このように、この装置は、地図情報又は外部状況に応じて基準到達位置よりも車両側に目標到達位置を設定することができる。よって、この装置は、車両の前方の地図情報又は外部状況に応じて、地図情報に基づいた潜在経路へ到達するまでの遷移経路を短く生成することができる。

一実施形態においては、走行計画生成部は、目標経路を所定周期ごとに生成し、遷移経路は、車両位置から前回生成された目標経路の所定地点までの前半部分と、所定地点から目標到達位置までの後半部分とを含み、経路算出部は、後半部分を算出してもよい。このように、走行計画生成部は、遷移経路の前半部分を前回の目標経路で固定することで車両操舵制御の追従性の低下を抑制することができる。

一実施形態においては、到達位置決定部は、基準到達位置の道路曲率が所定値以下の場合には、基準到達位置を目標到達位置として決定し、基準到達位置の道路曲率が所定値より大きい場合には、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定してもよい。この場合、この車両制御装置は、道路曲率が所定値以下の直線道路などにおいては基準到達位置で潜在経路に車両を到達させ、道路曲率が所定値より大きいカーブなどにおいては基準到達位置よりも手前の位置で潜在経路に車両を到達させることができる。このように、この装置は、地図情報（道路形状）に応じて、地図情報に基づいた潜在経路へ到達するまでの遷移経路を短く生成することができる。

一実施形態においては、到達位置決定部は、道路曲率が所定値以下となる潜在経路上における位置を目標到達位置として決定してもよい。これにより、この装置は、直線道路に近い箇所で潜在経路に車両を到達させることができる。

一実施形態にといては、到達位置決定部は、基準到達位置の周囲に存在する他車両の台数が所定台数以下の場合には、基準到達位置を目標到達位置として決定し、基準到達位置の周囲に存在する他車両の台数が所定台数より大きい場合には、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定してもよい。この場合、この車両制御装置は、他車両の台数が少ない場合などにおいては基準到達位置で潜在経路に車両を到達させ、他車両の台数が多い場合などにおいては基準到達位置よりも手前の位置で潜在経路に車両を到達させることができる。このように、この装置は、外部状況に応じて、地図情報に基づいた潜在経路へ到達するまでの遷移経路を短く生成することができる。

一実施形態にといては、到達位置決定部は、走行中の道路が自動車専用道路の場合には、基準到達位置を目標到達位置として決定し、走行中の道路が一般道路の場合には、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定してもよい。この場合、この車両制御装置は、自動車専用道路を走行中の場合においては基準到達位置で潜在経路に車両を到達させ、一般道路を走行中の場合においては基準到達位置よりも手前の位置で潜在経路に車両を到達させることができる。このように、この装置は、地図情報（道路種別）に応じて、地図情報に基づいた潜在経路へ到達するまでの遷移経路を短く生成することができる。

本開示の一側面又は実施形態によれば、車両の前方の地図情報又は外部状況に応じて、地図情報に基づいた潜在経路へ到達するまでの経路を短く生成することができる。

図１は、第一実施形態に係る車両制御装置を備える車両の構成を示すブロック図である。図２は、走行計画生成部による目標経路の算出処理の一例を説明する図である。図３は、遷移経路を説明する図である。図４は、到達位置の一例を説明する図である。図５は、到達位置の他の例を説明する図である。図６は、カーブにおける到達位置を説明する図である。図７は、走行計画生成部の構成を示すブロック図である。図８は、道路形状に応じた目標到達位置の探索処理を説明する図である。図９は、第一実施形態に係る車両制御処理の一例を説明するフローチャートである。図１０は、第二実施形態に係る車両制御処理の一例を説明するフローチャートである。図１１は、第三実施形態に係る車両制御処理の一例を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。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付し、重複する説明は繰り返さない。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る車両制御装置１を備える車両２の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、乗用車などの車両２には、車両システム１００が搭載されている。車両システム１００は、車両２を自動運転で走行させるシステムである。自動運転とは、運転者が運転操作をすることなく、予め設定された目的地に向かって自動で車両２を走行させる車両制御である。車両システム１００は、後述のとおり、目標経路に基づいて車両２の走行を制御する車両制御装置１を備えている。

車両システム１００は、外部センサ３、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部４、内部センサ５、地図データベース６、ナビゲーションシステム７、アクチュエータ８、ＨＭＩ（Human Machine Interface）９、及び、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を備えている。

外部センサ３は、車両２の周辺の状況（外部状況）を検出する検出機器である。外部センサ３は、カメラ及び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２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：Laser Imaging Detection and Ranging）が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を車両２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、建物等の固定障害物の他、歩行者、自転車、他車両等の移動障害物が含まれる。

ＧＰＳ受信部４は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信して、車両２の位置を示す位置情報を取得する。位置情報には、例えば緯度及び経度が含まれる。ＧＰＳ受信部４は、測定した車両２の位置情報をＥＣＵ１０へ出力する。なお、ＧＰＳ受信部４に代えて、車両２が存在する緯度及び経度が特定できる他の手段を用いてもよい。

内部センサ５は、車両２の走行状態を検出する検出機器である。内部センサ５は、車速センサを少なくとも含む。車速センサは、車両２の速度を検出する検出機器である。車速センサとしては、車両２の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、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、検出した車速情報をＥＣＵ１０に送信する。なお、内部センサ５は、加速度センサ又はヨーレートセンサを含んでもよい。

加速度センサは、車両２の加速度を検出する検出機器である。加速度センサは、車両２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２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、車両２の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両２の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出機器である。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２のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース６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６は、車両２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、レーン情報、道路種別情報、道路形状の情報、交差点及び分岐点の位置情報、及び建物の位置情報等が含まれる。道路種別情報は、自動車専用道路、一般道路などの道路の種類を区別する情報である。道路形状の情報は、例えばカーブ部、直線部などの種別情報や、道路曲率などである。なお、地図データベース６は、車両２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７は、予め設定された目的地まで車両２の運転者の案内を行うシステムである。ナビゲーションシステム７は、ＧＰＳ受信部４の測定した車両２の位置と地図データベース６の地図情報とに基づいて、車両２の走行する走行道路及び走行レーンを認識する。ナビゲーションシステム７は、車両２の位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、ＨＭＩ９を用いて運転者に対して当該目標ルートの案内を行う。ナビゲーションシステム７は、車両２の位置情報、車両２の走行レーンの情報、及び車両２の目標ルートをＥＣＵ１０に送信する。

アクチュエータ８は、車両２の走行制御を実行する装置である。アクチュエータ８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を変更（例えばスロットル開度を変更）することで、車両２の駆動力を制御する。なお、エンジンアクチュエータは、車両２がハイブリッド車又は電気自動車である場合には、動力源としてのモータの駆動力を制御する。

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２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。なお、ブレーキアクチュエータは、車両２が回生ブレーキシステムを備えている場合、液圧ブレーキシステム及び回生ブレーキシステムの両方を制御してもよい。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２の操舵トルクを制御する。

ＨＭＩ９は、車両２の乗員（運転者を含む）と車両システム１００との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ９は、例えば、乗員に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などを備えている。ＨＭＩ９は、乗員により入力された情報をＥＣＵ１０へ送信する。また、ＨＭＩ９は、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じた画像情報をディスプレイに表示する。

ＥＣＵ１０は、車両２を制御する。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は、例えばＣＡＮ通信回路を用いて通信するネットワークに接続され、上述した車両２の構成要素と通信可能に接続されている。ＥＣＵ１０は、例えば、ＣＰＵが出力する信号に基づいて、ＣＡＮ通信回路を動作させてデータを入出力し、入力データをＲＡＭに記憶し、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実行することで、後述するＥＣＵ１０の構成要素の機能を実現する。なお、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、車両位置認識部１１、外部状況認識部１２、走行状態認識部１３、走行計画生成部１４及び走行制御部１５を備えている。車両制御装置１は、車両位置認識部１１、外部状況認識部１２、走行状態認識部１３、走行計画生成部１４及び走行制御部１５を備えて構成される。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部４で受信した車両２の位置情報、及び地図データベース６の地図情報に基づいて、地図上における車両２の位置（以下、「車両位置」という）を認識する。なお、車両位置認識部１１は、ナビゲーションシステム７で用いられる車両位置を該ナビゲーションシステム７から取得して認識してもよい。車両位置認識部１１は、道路などの外部に設置されたセンサで車両２の車両位置が測定され得る場合、このセンサから通信によって車両位置を取得してもよい。

外部状況認識部１２は、外部センサ３の検出結果に基づいて、車両２の外部状況を認識する。検出結果には、例えばカメラの撮像情報、レーダセンサの検知物体情報などが含まれる。外部状況とは、車両２を取り巻く環境である。外部状況は、一例として車両２の周辺の物体の状況である。物体には、他車両や障害物などが含まれる。物体の状況は、例えば、固定物と移動物を区別する情報、車両２に対する物体の位置、車両２に対する物体の移動方向、車両２に対する物体の相対速度などを含んでもよい。外部状況は、一例として認識された道路環境を含んでもよい。道路環境は、車両２に対する走行レーンのレーン境界線の位置もしくはレーン中心の位置及び道路幅、道路の形状を含んでもよい。道路の形状は、例えば走行レーンの曲率、外部センサ３の見通し推定に有効な路面の勾配変化、うねりなどであってもよい。

走行状態認識部１３は、内部センサ５の検出結果に基づいて、車両２の走行状態を認識する。内部センサ５の検出結果には、例えば車速センサの車速情報が含まれる。内部センサ５の検出結果には、加速度センサの加速度情報、ヨーレートセンサのヨーレート情報などが含まれてもよい。走行状態とは、車両２の運動の様子である。走行状態は、車速などを用いて表現され得る。

走行計画生成部１４は、ナビゲーションシステム７により設定された目標ルート及び地図データベース６の地図情報に基づいて、車両２の走行計画を生成する。走行計画生成部１４は、運転者が自動運転制御の開始操作を行った場合に、走行計画の生成を開始する。この走行計画は、車両２の現在の位置から予め設定された目的地に車両２が至るまでの長期走行計画となる。

走行計画には、車両２の目標ルート上の位置に応じた車両２の制御目標値が含まれている。目標ルート上の位置とは、地図上で目標ルートの延在方向における位置である。目標ルート上の位置は、目標ルートの延在方向において所定間隔（例えば１ｍ）毎に設定された設定縦位置を意味する。制御目標値とは、走行計画において車両２の制御目標となる値である。制御目標値は、目標ルート上の設定縦位置毎に関連付けて設定される。走行計画生成部１４は、目標ルート上に所定間隔の設定縦位置を設定すると共に、設定縦位置毎に制御目標値を設定することで、走行計画を生成する。設定縦位置及び目標横位置は、合わせて一つの位置座標として設定されてもよい。設定縦位置及び目標横位置は、走行計画において目標として設定される縦位置の情報及び横位置の情報を意味する。

また、走行計画生成部１４は、地図情報に依存した長期走行計画とは別に、実際の道路環境に対応した短期走行計画を生成する。短期走行計画は、外部センサ３の検出範囲（例えば車両２の前方１５０ｍ以内の範囲）を車両２が走行する計画として生成される。

短期走行計画は、走行計画と同様に、目標ルート上の設定縦位置に応じた短期制御目標値を有する。短期制御目標値とは、短期走行計画において車両２の制御目標となる値である。短期制御目標値は、目標ルート上の設定縦位置毎に関連付けて設定される。短期制御目標値には、車両２の短期目標横位置及び車両２の短期目標車速が含まれる。短期目標横位置とは、短期走行計画において制御目標となる車両２の横位置である。短期目標車速とは、短期走行計画において制御目標となる車両２の車速である。

走行計画生成部１４は、外部状況認識部１２により認識された車両２の外部状況と、走行状態認識部１３により認識された車両２の走行状態と、車両位置認識部１１により認識された車両２の位置と、走行計画（地図情報に基づいて生成された車両２の現在位置から目的地までの走行計画）とに基づいて、短期走行計画を生成する。

走行計画生成部１４は、地図情報に誤りが無い場合、長期走行計画の制御目標値を短期走行計画の短期制御目標値として採用することができる。短期走行計画の一例として、走行計画生成部１４は、車両２が走行計画から外れた横位置（レーンの中央位置から外れた横位置）を走行している場合、現在の車両２の位置からレーンの中央位置に戻るように短期走行計画を生成する。このような短期走行計画の生成は、特開２００９−２９１５４０号公報を参照して実現することができる。車両２が走行計画から外れた横位置を走行するシーンは、外乱の影響により制御誤差がある場合や、外部状況によって目標とする横位置が変更された場合に発生し得る。

走行制御部１５は、走行計画生成部１４により生成された走行計画に基づいて、アクチュエータ８へ制御信号を出力する。これにより、車両２は、走行計画に沿って自動で走行する。

以下、走行計画生成部１４による短期走行計画の生成処理の一例を説明する。走行計画生成部１４は、短期走行計画の一例として目標経路を所定周期ごとに生成する。これにより、車両２の前方の一定範囲（例えば外部センサ３の検出範囲）の目標経路が所定周期ごとに生成される。

所定周期は、車両２が現在位置から前回の目標経路の終端部に到達する時間よりも短く設定される。これにより、車両２の前方の一定範囲のうち車両２に近い領域については、前回目標経路を用いることができる。走行計画生成部１４は、前回目標経路が存在する場合、車両２の前方の一定範囲のうち前回目標経路と重なる部分の経路の少なくとも一部を、今回の目標経路の一部とする。つまり、走行計画生成部１４は、車両２の前方の一定範囲のうち、車両２に近い領域（近接領域）は前回算出された目標経路（固定部）とする。これにより、走行制御に影響を及ぼす車両２に近い領域の目標経路が維持（固定）される。よって、走行制御の追従性が向上する。

また、車両２の前方の一定範囲のうち、車両２から遠方の領域は、センサの信頼性が低下し、さらには、車両２が到達するまでの間に環境が変化するおそれがある。このため、走行計画生成部１４は、車両２の前方の一定範囲のうち、固定部の終端から所定範囲のみを探索し、それ以降は地図情報に基づいて生成された経路（長期走行計画で用いる経路）に接続する。走行計画生成部１４は、遠方領域の経路として地図情報に基づいて生成された経路を採用することにより、目標経路の信頼性を向上させ、かつ、経路演算コストを抑えることができる。

以下では、目標経路の固定部の詳細について説明する。図２は、走行計画生成部１４による目標経路の算出処理の一例を説明する図である。図２の（Ａ）に示されるように、走行計画生成部１４は、車両２が走行するレーンのレーン境界線３１０，３１２の位置を、外部センサ３を介して取得する。そして、レーン境界線３１０，３１２をその延在方向に対してそれぞれ所定の長さで複数に分割し、レーン境界線３１０，３１２における向かい合う二点同士を繋いだ線分Ｌの中心点Ｔを複数求める。これらの複数の中心点Ｔを繋いで経路とする。これらの線分Ｌの中心点が目標通過点となり、ここで算出された目標通過点が算出目標通過点となる。なお、走行計画生成部１４は、複数の経路を生成し、複数の経路の中から外部状況に応じて１つの経路を選択してもよい。

次に、走行計画生成部１４は、ＥＣＵ１０の記憶部などに前回生成した前回目標経路が記憶されているか否かを判断する。前回走行経路が記憶されていないと判断された場合には、前回走行経路を用いずに目標経路を生成する。走行計画生成部１４は、図２の（Ｂ）に示されるように、図２の（Ａ）の経路について、予め設定された粒度で複数の目標通過点Ｔ_１（１）、Ｔ_１（２）、・・・Ｔ（Ｎ）を生成し、これらの目標通過点を繋ぐことによって経路を補間して目標経路を生成する。目標経路が生成されると、走行計画生成部１４は、短期制御目標値（車両２の短期目標横位置及び車両２の短期目標車速）を算出する。また、走行計画生成部１４は、各目標通過点について、車両２が通過する目標となる時刻である目標時刻を付与する。目標時刻は、目標経路および車速に基づいて算出される。

走行計画生成部１４は、各目標通過点に対して目標時刻が付与されると、目標通過点を固定部に含まれる固定目標通過点を決定する。走行計画生成部１４は、車両２に近い所定領域内の目標通過点を固定目標通過点とする。そして、走行計画生成部１４は、固定目標通過点以外の目標通過点を探索目標通過点とする。固定目標通過点とするか探索目標通過点とするかは、先読み時間などを現在時刻に加算して得られる固定時刻よりも目標時刻が早い目標通過点を固定目標通過点とする。たとえば、図２の（Ｃ）に示すように、車両２に近い領域に含まれる記憶目標通過点Ｔ_１（１）、Ｔ_１（２）、・・・Ｔ_１（ｎ）が固定目標通過点となり、Ｔ_１（ｎ＋１）、Ｔ_１（ｎ＋２）、・・・Ｔ_１（Ｎ）が探索目標通過点となる。

走行計画生成部１４は、固定目標通過点と探索目標通過点とを設定した後、生成された目標経路が滑らかかつレーンを逸脱しないことを判定する。目標経路が滑らかかつレーンを逸脱していないと判定された場合には、走行計画生成部１４は、目標経路をＥＣＵ１０の記憶部に記憶させる。記憶された目標経路は、次回の目標経路の生成時に用いられる。一方、走行計画生成部１４は、目標経路が滑らかでない場合、又は、レーンを逸脱すると判定された場合には、車両停止用の走行進路を生成する。

走行計画生成部１４は、ＥＣＵ１０の記憶部に前回目標経路が記憶されている場合、前回目標経路における記憶目標通過点のうち、目標時刻が過去となっている記憶目標通過点を削除する。続いて、走行計画生成部１４は、前回目標経路に含まれる記憶目標通過点の中から、探索目標通過点を抽出する。その後、走行計画生成部１４は、前回目標経路に含まれる探索目標通過点を固定目標通過点とし、固定目標通過点の終端から延びる経路を探索で生成する。

次に、地図情報に基づいて生成された経路への接続について説明する。なお、以下では、地図情報に基づいて生成された経路を潜在経路という。一般的に、車両２が直線道路を走行し、かつ障害物及び外乱が車両２の周囲に存在しない場合、探索結果に基づく経路と潜在経路とは一致する。しかしながら、障害物が存在する場合などは、探索結果に基づく経路において、目標横位置が変更されることがある。あるいは、外乱により、横位置の制御誤差が生じることもある。さらには、一つのレーン内に複数の潜在経路が存在し、障害物から最も距離を保つことができる潜在経路を選択する場合もある。これらの場合には、固定目標通過点の終端と潜在経路とを接続する経路が必要になる。以下では、潜在経路へ車両２を到達させるための経路を遷移経路という。

図３は、遷移経路を説明する図である。図３の（Ａ）に示されるように、車両２は、前回目標経路ＭＣに沿って走行しているとする。そして、前回目標経路ＭＣとは異なる横位置に今回の目標経路で用いる潜在経路ＯＲが存在するとする。この場合、走行計画生成部１４は、図３の（Ｂ）に示されるように、前回目標経路ＭＣにおける目標通過点のうち、車両２に近い目標通過点を固定目標通過点とし、その他の目標通過点を探索目標通過点とする。また、走行計画生成部１４は、潜在経路ＯＲにおける目標通過点のうち、固定目標通過点に最も目標時刻が近い目標通過点を探索対象外とし、前回目標経路ＭＣにおける探索目標通過点に最も目標時刻が近い目標通過点を探索目標通過点とする。

そして、走行計画生成部１４は、前回目標経路ＭＣにおける固定目標通過点と、潜在経路ＯＲにおける探索目標通過点とを用いて遷移経路ＳＲを生成する。たとえば、図３の（Ｃ）に示されるように、前回目標経路ＭＣにおける固定目標通過点を通る条件下で、潜在経路ＯＲにおける探索目標通過点に近づく経路を生成する。車両位置Ｃ（１）から車両２が潜在経路ＯＲ上に到達する位置である探索目標通過点Ｔ（ｎ＋Ｌ）までの経路を遷移経路ＳＲとする。以下では、探索目標通過点の終点であるＴ（ｎ＋Ｌ）を到達位置ともいう。つまり、遷移経路ＳＲは、車両位置Ｃ（１）から前回生成された目標経路の所定地点Ｃ（ｎ）までの前半部分（固定部）と、所定地点Ｃ（ｎ）から到達位置である探索目標通過点Ｔ（ｎ＋Ｌ）までの後半部分とを含む。このように、走行計画生成部１４は、遷移経路ＳＲ及び潜在経路ＯＲを用いて、短期走行計画を生成する。

図４は、到達位置の一例を説明する図である。図４に示されるように、３つのレーン３００，３０２，３０４のうち、車両２がレーン３０２を走行している。レーン３００は、レーン境界線３０８，３１０によって区画され、レーン３０２は、レーン境界線３１０，３１２によって区画され、レーン３０４は、レーン境界線３１２，３０６によって区画されている。走行計画生成部１４は、車両２が走行するレーン３０２内に、レーン境界線３１０，３１２の位置に基づいて、レーン３０２に沿って５つの潜在経路３１４，３１６，３１８，３２０，３２２を生成する。走行計画生成部１４は、５つの潜在経路３１４，３１６，３１８，３２０，３２２の中から、外部状況に応じて１つの潜在経路を決定する。走行計画生成部１４は、例えば、他車両５０２，５０４の位置に応じて、潜在経路３１６を選択する。車両２の車両位置から潜在経路３１６までの遷移経路と、それ以降の潜在経路３１６とを組み合わせることで車両２の目標経路３０となる。潜在経路３１４上の車両位置から車両２が潜在経路３１６上に到達する位置２０が到達位置である。

図５は、到達位置の他の例を説明する図である。図５に示される例では、走行計画生成部１４により目標経路として潜在経路３１４が選択されている。そして、潜在経路３１４に沿って走行するように車両２が制御されている。そして、外乱などの制御誤差によって、車両２の横位置が潜在経路３１４からオフセットしている（図中の４０）。この場合、車両２の車両位置から潜在経路までの遷移経路と、それ以降の潜在経路３１６とを組み合わせることで車両２の目標経路３０となる。車両位置から車両２が潜在経路３１４上に到達する位置２０が到達位置である。このように、対象となる潜在経路が変更された場合だけでなく、対象となる潜在経路へ追従できていない場合（制御誤差が発生している場合）にも到達位置が発生する。つまり、対象となる潜在経路と車両位置との横オフセットが発生している場合には、到達位置が発生する。

上述した到達位置は、車両２が車両位置から潜在経路上に到達するまでの予め定められた目標時間又は目標距離を用いて求めることができる。目標時間又は目標距離は、事前に決定された値であるため、一定値である。しかし、目標時間（又は目標距離）が一定の場合、道路形状に沿わない経路が生成されるおそれがある。例えば、車両２の前方の道路がカーブの場合、直線道路と同様の目標時間（又は目標距離）を用いると、カーブ付近で操舵が開始される経路となる場合がある。

図６は、カーブにおける到達位置を説明する図である。図６に示されるように、対象とする潜在経路３１４が車両２の前方でカーブしている。この場合において、直線道路と同一の目標時間（又は目標距離）で到達位置を設定した場合、例えば位置２０Ａとなる。これにより生成された目標経路３０Ａは、カーブ付近で操舵が開始される経路となり、カーブに沿った形状になっていない。ここで、到達位置を、位置２０Ａよりも車両２の手前の位置２０Ｂへ変更することができれば、カーブに沿った目標経路３０Ｂとすることができる。

カーブに沿った目標経路の生成を実現するために、走行計画生成部１４は、地図情報に基づいて、直線道路を想定して設定された目標時間よりも短い時間で、車両位置から到達位置に到達するように到達時間を設定する。又は、走行計画生成部１４は、地図情報に基づいて、直線道路を想定して設定された目標距離よりも短い距離で、車両位置から到達位置に到達するように到達時間を設定する。言い換えれば、走行計画生成部１４は、地図情報に基づいて到達位置を可変とする。より具体的には、走行計画生成部１４は、道路形状（道路曲率）に基づいて到達位置を、直線道路における到達位置と比べて車両２の手前側に設定する。

以下、上述した走行計画生成部１４の機能を説明する。図７は、走行計画生成部１４の構成を示すブロック図である。走行計画生成部１４は、潜在経路決定部１４１、位置算出部１４２、到達位置決定部１４３、経路算出部１４４及び経路生成部１４５を備えている。

潜在経路決定部１４１は、車両２が走行する予定の地図情報に基づいた潜在経路を決定する。例えば、潜在経路決定部１４１は、地図データベース６に基づいて走行ルート上のレーン境界線を特定し、レーン境界線を用いてレーン内に複数の潜在経路を生成する。そして、潜在経路決定部１４１は、外部状況などに応じて複数の潜在経路の中から１つの潜在経路を決定する。なお、潜在経路決定部１４１は、レーン境界線を用いて潜在経路を１つだけ生成してもよい。この場合、潜在経路決定部１４１は、生成された１つの経路を潜在経路として決定する。

位置算出部１４２は、車両２が車両位置から潜在経路上に到達するまでの予め定められた目標時間又は目標距離と、車両位置と、走行状態と、に基づいて、目標時間又は目標距離で車両２が車両位置から潜在経路上に到達する位置である基準到達位置を算出する。目標時間又は目標距離は、例えば、直線道路において潜在経路へ滑らかに遷移することができる時間又は距離である。目標時間又は目標距離は、予め設定される。走行状態とは、例えば車速である。基準到達位置とは、後述するように、到達位置を車両２の手前側へ変更する際に基準となる位置である。基準到達位置は、例えば直線道路に対する目標時間又は目標距離で潜在経路に到達する位置である。基準到達位置は、遷移経路の終端であり、上述した到達位置Ｔ（ｎ＋Ｌ）である（図３参照）。図５に示される例では、車両２は、潜在経路３１４上に位置している。潜在経路３１４上の車両位置から車両２が潜在経路３１６上に到達する位置２０が基準到達位置である。なお、基準到達位置は、車両２の走行中において所定周期で算出される。したがって、外乱などの制御誤差により、車両２が目標とする経路からオフセットした場合も基準到達位置が算出され得る（図５参照）。

到達位置決定部１４３は、基準到達位置における地図情報に応じて、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両２が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する。地図情報とは、地図データベース６に格納された道路形状を表す情報であり、一例として道路曲率である。到達位置決定部１４３は、到達時間を目標時間よりも短い時間とすることで、基準到達位置（位置２０Ａ）よりも車両２の手前側に目標到達位置（位置２０Ｂ）を設定することができる（図６参照）。あるいは、到達位置決定部１４３は、到達距離を目標距離よりも短い距離とすることで、基準到達位置（位置２０Ａ）よりも車両２の手前側に目標到達位置（位置２０Ｂ）を設定することができる（図６参照）。

到達位置決定部１４３は、基準到達位置の道路曲率が所定値以下の場合には、基準到達位置を目標到達位置として決定し、基準到達位置の道路曲率が所定値より大きい場合には、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する。このように、到達位置決定部１４３は、地図データベース６を参照し、地図情報として基準到達位置の道路曲率を用いる。所定値は、道路曲率を判定するために予め設定される。所定値は、直線道路であるかカーブであるかを区別する値が設定され得る。つまり、到達位置決定部１４３は、直線道路の場合、基準到達位置（位置２０Ａ）を目標到達位置とし、カーブの場合、基準到達位置（位置２０Ａ）よりも車両２の手前側の位置（位置２０Ｂ）を目標到達位置とする（図６参照）。

到達位置決定部１４３は、道路曲率が所定値以下となる潜在経路上における位置を目標到達位置として決定する。到達位置決定部１４３は、基準到達位置よりも車両２の手前側の範囲において、道路曲率が所定値以下となる潜在経路上における位置を探索する。所定値は、道路曲率を判定するために予め設定される。所定値は、直線道路であることを判定する値が設定され得る。なお、この所定値は、目標時間を変更する際に用いた道路曲率の所定値とは別の値を採用してもよいし、同一の値でもよい。

図８は、道路形状に応じた目標到達位置の探索処理を説明する図である。図８に示されるように、到達位置決定部１４３は、基準到達位置である位置２０Ａから車両２の手前側である潜在経路３１４上の位置を車両２側へ向けて探索する。到達位置決定部１４３は、例えば位置２０Ｂの道路曲率が所定値以下でない場合には、微小区間だけ目標時間を短くして到達位置を演算し、到達位置における道路曲率が所定値以下となるまで演算を繰り返す。到達位置決定部１４３は、位置２０Ｃの道路曲率が所定値以下である場合、位置２０Ｃを目標到達位置とする。

経路算出部１４４は、車両位置から目標到達位置までの遷移経路を算出する。上述のとおり、遷移経路は、前半部分が前回目標経路を用いて固定されていてもよい。この場合、経路算出部１４４は、遷移経路の後半部分を算出する。経路算出部１４４は、目標時間と車速とを用いて周知の手法で遷移経路を生成する。図８の例では、車両２の位置から目標到達位置である位置２０Ｃまでの経路が遷移経路となる。

経路生成部１４５は、遷移経路と到達位置以降の潜在経路とを繋ぎ合わせて目標経路を生成する。経路生成部１４５は、図８の例では、車両２の位置から目標到達位置である位置２０Ｃまでの経路と、潜在経路３１４の位置２０Ｃ以降の経路とを繋ぎ合わせる。これにより、経路生成部１４５は、目標経路３０Ｃを生成する。

次に、車両制御装置１が行う車両制御処理について説明する。図９は、第一実施形態に係る車両制御処理の一例を説明するフローチャートである。図９に示す車両制御処理は、例えば自動運転ＯＮ／ＯＦＦスイッチに自動運転開始の要求操作が入力されたときに実行される。なお、車両位置認識部１１は車両２の位置を常に認識しているものとする。

図９に示されるように、最初に、走行計画生成部１４の潜在経路決定部１４１は、潜在経路の決定処理（Ｓ１０）として、車両２が走行する予定の地図情報に基づいて、複数の潜在経路を決定する。例えば、走行計画生成部１４は、車両２が走行するレーン３０２内に、レーン境界線３１０，３１２の位置に基づいて、レーン３０２に沿って５つの潜在経路３１４，３１６，３１８，３２０，３２２を生成する（図４参照）。決定処理（Ｓ１０）の実行後は、外部状況の取得処理（Ｓ１２）が実行される。

走行計画生成部１４の外部状況認識部１２は、外部状況の取得処理（Ｓ１２）として、外部センサ３の検出結果に基づいて車両２の外部状況を認識する。なお、取得処理（Ｓ１２）は、図９に示されるタイミングでの実行に限定されず、常に実行されてもよい。取得処理（Ｓ１２）の実行後は、選択処理（Ｓ１４）が実行される。

潜在経路決定部１４１は、選択処理（Ｓ１４）として、潜在経路の決定処理（Ｓ１０）にて決定された複数の潜在経路の中から最適な潜在経路を選択する。例えば、潜在経路決定部１４１は、５つの潜在経路３１４，３１６，３１８，３２０，３２２の中から、外部状況に応じて１つの潜在経路３１６を決定する（図４参照）。なお、決定処理（Ｓ１０）にて１つの潜在経路のみが決定された場合、取得処理（Ｓ１２）及び選択処理（Ｓ１４）は実行しなくてもよい。選択処理（Ｓ１４）の実行後は、基準到達位置の算出処理（Ｓ１６）が実行される。

走行計画生成部１４の位置算出部１４２は、基準到達位置の算出処理（Ｓ１６）として、目標時間（又は目標距離）と、車両位置と、走行状態と、に基づいて基準到達位置を算出する（図５の位置２０、図６，７の位置２０Ａなどを参照）。算出処理（Ｓ１６）の実行後は、地図情報の取得処理（Ｓ１８）が実行される。

走行計画生成部１４の到達位置決定部１４３は、地図情報の取得処理（Ｓ１８）として、地図データベース６を参照し、基準到達位置における道路曲率を取得する。取得処理（Ｓ１８）の実行後は、曲率判定処理（Ｓ２０）が実行される。

到達位置決定部１４３は、曲率判定処理（Ｓ２０）として、取得処理（Ｓ１８）で取得された道路曲率が所定値以下であるか否かを判定する。到達位置決定部１４３は、基準到達位置の道路曲率が所定値以下の場合には、目標到達位置の決定処理（Ｓ２２）として、基準到達位置（位置２０）を目標到達位置として決定する（図５参照）。決定処理（Ｓ２２）の実行後は、経路算出処理（Ｓ２４）が実行される。

走行計画生成部１４の経路算出部１４４は、経路算出処理（Ｓ２４）として、車両位置から目標到達位置までの遷移経路を算出する。例えば、経路算出部１４４は、車両位置Ｃ（１）から目標到達位置Ｔ（ｎ＋Ｌ）までの遷移経路ＳＲを算出する（図３参照）。経路算出処理（Ｓ２４）の実行後は、経路生成処理（Ｓ２６）が実行される。

走行計画生成部１４の経路生成部１４５は、経路生成処理（Ｓ２６）として、遷移経路と到達位置以降の潜在経路とを繋ぎ合わせて目標経路を生成する。例えば、経路生成部１４５は、車両２の位置から目標到達位置である位置２０までの経路と、潜在経路３１４の位置２０以降の経路とを繋ぎ合わせて、目標経路３０を生成する（図５参照）。経路生成処理（Ｓ２６）の実行後は、車両制御処理（Ｓ２８）が実行される。

走行制御部１５は、車両制御処理（Ｓ２８）として、経路生成処理（Ｓ２６）で生成された目標経路に基づいて、アクチュエータ８へ制御信号を出力する。これにより車両２が目標経路に沿って走行する。車両制御処理（Ｓ２８）の実行後は、車両制御処理の一連の処理が終了する。その後、自動運転終了条件を満たすか否かが判定され、自動運転終了条件が満たされない場合には、図９のフローチャートを再度実行する。

一方、曲率判定処理（Ｓ２０）において、基準到達位置（位置２０Ａ）の道路曲率が所定値より大きい場合には、到達位置決定部１４３は探索処理（Ｓ３０）を実行する。到達位置決定部１４３は、基準到達位置より車両２の手前側、かつ、道路曲率が所定値以下となる到達位置を探索する（図８参照）。到達位置決定部１４３は、目標到達位置の決定処理（Ｓ３２）として、探索処理（Ｓ３０）の探索結果に基づいて、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両２が潜在経路上に到達する位置（位置２０Ｂ）を目標到達位置として決定する（図８参照）。決定処理（Ｓ３２）の実行後は、経路算出処理（Ｓ２４）が実行される。経路算出処理（Ｓ２４）以降の処理は、上述のとおりである。

以上、第一実施形態に係る車両制御装置１によれば、地図情報に基づいた潜在経路へ遷移する際に、直線道路を想定して設定された目標時間（又は目標距離）を用いて車両２が潜在経路上に到達する位置である基準到達位置が算出される。そして、基準到達位置における道路曲率（地図情報の一例）に応じて、目標時間よりも短い時間（又は目標距離よりも短い距離）で車両２が潜在経路上に到達する位置が目標到達位置として決定される。このように、この車両制御装置１は、道路曲率に応じて基準到達位置よりも車両２側に目標到達位置を設定することができる。これにより、この車両制御装置１は、カーブを走行する場合に、地図情報に基づいた潜在経路へ到達するまでの遷移経路を短く生成することができる。遷移経路は演算により算出されるため、遷移経路を短くすることは演算負荷の軽減に寄与する。また、演算には不確定要素が含まれるため、遷移経路を短くすることは目標経路の信頼性の低下を抑制することに寄与する。さらに、車両制御装置１は、遷移経路を短くすることにより、カーブに沿った目標経路を生成することができる。言い換えれば、車両制御装置１は、直線道路に近い箇所で潜在経路に車両２を到達させる遷移経路を生成することができる。

さらに、第一実施形態に係る車両制御装置１によれば、遷移経路の前半部分を前回の目標経路で固定することで車両操舵制御の追従性の低下を抑制することができる。

［第二実施形態］
第二実施形態に係る車両制御装置は、第一実施形態に係る車両制御装置１と比べて、目標到達位置を基準到達位置とするか否かの判定に用いられる情報が相違し、その他は同一である。このため、車両制御装置１と同一の構成及び動作については、説明を繰り返さない。

第二実施形態に係る車両制御装置の到達位置決定部は、基準到達位置における外部状況に応じて、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両２が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する。つまり、目標到達位置は、基準到達位置の地図情報（道路曲率）を用いて決定されるのではなく、外部状況を用いて決定される。外部状況が複雑になるほど遷移経路の長さを短くした方が、目標経路の信頼性を担保することができる。なお、本実施形態における目標時間又は目標距離は、予め設定された任意の時間又は距離である。

外部状況の具体的な一例は、基準到達位置の周囲に存在する他車両の台数である。目標経路を演算する際に、車両２の周囲に存在する他車両との接触回避を考慮する必要があるため、周囲の他車両が増加するほど遷移経路の演算負荷が増大する。また、他車両の動きは不確定であるため、周囲の他車両が増加するほど遷移経路の信頼性も低くなる。

このため、到達位置決定部は、基準到達位置の周囲に存在する他車両の台数が所定台数以下の場合には、基準到達位置を目標到達位置として決定する。一方、到達位置決定部は、基準到達位置の周囲に存在する他車両の台数が所定台数より大きい場合には、外部状況が複雑であるので、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両２が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する。その他の構成及び動作は、車両制御装置１と同一である。

次に、車両制御装置が行う車両制御処理について説明する。図１０は、第二実施形態に係る車両制御処理の一例を説明するフローチャートである。図１０に示す車両制御処理は、例えば自動運転ＯＮ／ＯＦＦスイッチに自動運転開始の要求操作が入力されたときに実行される。なお、車両位置認識部は車両２の位置を常に認識しているものとする。

図１０に示される、潜在経路の決定処理（Ｓ１１０）、外部状況の取得処理（Ｓ１１２）、選択処理（Ｓ１１４）、及び、基準到達位置の算出処理（Ｓ１１６）は、図９に示される、潜在経路の決定処理（Ｓ１０）、外部状況の取得処理（Ｓ１２）、選択処理（Ｓ１４）、及び、基準到達位置の算出処理（Ｓ１６）と同一である。

走行計画生成部の到達位置決定部は、外部状況の取得処理（Ｓ１１８）として、外部センサ３から取得された情報を参照し、基準到達位置の周囲に存在する他車両の台数を取得する。取得処理（Ｓ１１８）の実行後は、台数判定処理（Ｓ１２０）が実行される。

到達位置決定部は、台数判定処理（Ｓ１２０）として、取得処理（Ｓ１１８）で取得された他車両の台数が所定台数以下であるか否かを判定する。到達位置決定部は、他車両の台数が所定台数以下である場合には、目標到達位置の決定処理（Ｓ１２２）として、基準到達位置を目標到達位置として決定する。決定処理（Ｓ１２２）の実行後は、経路算出処理（Ｓ１２４）が実行される。

一方、台数判定処理（Ｓ１２０）において、取得処理（Ｓ１１８）で取得された他車両の台数が所定台数より大きい場合には、到達位置決定部は、決定処理（Ｓ１３０）を実行する。到達位置決定部は、決定処理（Ｓ１３０）として、基準到達位置より車両２の手前側の位置を目標到達位置として決定する。決定処理（Ｓ１３０）の実行後は、経路算出処理（Ｓ１２４）が実行される。

経路算出処理（Ｓ１２４）、経路生成処理（Ｓ１２６）、及び、車両制御処理（Ｓ１２８）は、図９に示される、経路算出処理（Ｓ２４）、経路生成処理（Ｓ２６）、及び、車両制御処理（Ｓ２８）と同一である。

以上、第二実施形態に係る車両制御装置によれば、他車両の台数が少ない場合などにおいては基準到達位置で潜在経路に車両を到達させ、他車両の台数が多い場合などにおいては基準到達位置よりも手前の位置で潜在経路に車両を到達させることができる。このように、この車両制御装置は、周囲の他車両の台数が多い場合、言い換えれば外部状況が複雑な場合には、なるべく速く地図情報に基づいた潜在経路へ到達するように、遷移経路を短く生成することができる。

［第三実施形態］
第三実施形態に係る車両制御装置は、第一実施形態に係る車両制御装置１と比べて、目標到達位置を基準到達位置とするか否かの判定に用いられる情報が相違し、その他は同一である。このため、車両制御装置１と同一の構成及び動作については、説明を繰り返さない。

第三実施形態に係る車両制御装置の到達位置決定部は、地図情報（道路種別）に応じて、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両２が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する。つまり、目標到達位置は、基準到達位置の道路曲率を用いて決定されるのではなく、道路種別を用いて決定される。道路種別は、地図データベース６に記憶された情報であり、自動車専用道路、自動車専用道路以外の道路（一般道路）などの種別を特定するための情報である。自動車専用道路は、一般道路に比べて分岐、合流、車線の増減が少ない。これに対して、一般道路は、自動車専用道路に比べて信号、分岐、合流が多い。このため、一般道路は、自動車専用道路と比べて環境が複雑である。このように、道路種別は、外部状況が複雑であるか否かを判断するための指標となる。外部状況が複雑になるほど遷移経路の長さを短くした方がよい点については、上述したとおりである。なお、本実施形態における目標時間又は目標距離は、予め設定された任意の時間又は距離である。

到達位置決定部は、走行中の道路が自動車専用道路の場合には、基準到達位置を目標到達位置として決定する。一方、到達位置決定部は、走行中の道路が一般道路の場合には外部状況が複雑であるので、目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で車両が潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する。その他の構成及び動作は、車両制御装置１と同一である。

次に、車両制御装置が行う車両制御処理について説明する。図１１は、第三実施形態に係る車両制御処理の一例を説明するフローチャートである。図１１に示す車両制御処理は、例えば自動運転ＯＮ／ＯＦＦスイッチに自動運転開始の要求操作が入力されたときに実行される。なお、車両位置認識部は車両２の位置を常に認識しているものとする。

図１１に示される、潜在経路の決定処理（Ｓ２１０）、外部状況の取得処理（Ｓ２１２）、選択処理（Ｓ２１４）、及び、基準到達位置の算出処理（Ｓ２１６）は、図９に示される、潜在経路の決定処理（Ｓ１０）、外部状況の取得処理（Ｓ１２）、選択処理（Ｓ１４）、及び、基準到達位置の算出処理（Ｓ１６）と同一である。

走行計画生成部の到達位置決定部は、地図情報の取得処理（Ｓ２１８）として、地図データベース６を参照し、基準到達位置における道路種別を取得する。取得処理（Ｓ２１８）の実行後は、種別判定処理（Ｓ２２０）が実行される。

到達位置決定部は、種別判定処理（Ｓ２２０）として、取得処理（Ｓ２１８）で取得された道路種別に基づいて、走行中の道路が自動車専用道路であるか否かを判定する。到達位置決定部は、走行中の道路が自動車専用道路である場合には、目標到達位置の決定処理（Ｓ２２２）として、基準到達位置を目標到達位置として決定する。決定処理（Ｓ２２２）の実行後は、経路算出処理（Ｓ２２４）が実行される。

一方、種別判定処理（Ｓ２２０）において、走行中の道路が自動車専用道路でない場合には、到達位置決定部は、決定処理（Ｓ２３０）を実行する。到達位置決定部は、決定処理（Ｓ２３０）として、基準到達位置より車両２の手前側の位置を目標到達位置として決定する。決定処理（Ｓ２３０）の実行後は、経路算出処理（Ｓ２２４）が実行される。

経路算出処理（Ｓ２２４）、経路生成処理（Ｓ２２６）、及び、車両制御処理（Ｓ２２８）は、図９に示される、経路算出処理（Ｓ２４）、経路生成処理（Ｓ２６）、及び、車両制御処理（Ｓ２８）と同一である。

以上、第三実施形態に係る車両制御装置によれば、自動車専用道路を走行中の場合においては基準到達位置で潜在経路に車両を到達させ、一般道路を走行中の場合においては基準到達位置よりも手前の位置で潜在経路に車両を到達させることができる。この車両制御装置は、一般道路を走行中の場合、言い換えれば外部状況が複雑な場合には、なるべく速く地図情報に基づいた潜在経路へ到達するように、遷移経路を短く生成することができる。

上述した実施形態は、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。

１…車両制御装置、２…車両、６…地図データベース、１１…車両位置認識部、１２…外部状況認識部、１３…走行状態認識部、１４…走行計画生成部、１５…走行制御部、１４１…潜在経路決定部、１４２…位置算出部、１４３…到達位置決定部、１４４…経路算出部、１４５…経路生成部。

Claims

目標経路に基づいて車両を制御する車両制御装置であって、
地図情報を記憶する地図データベースと、
車両位置を認識する車両位置認識部と、
前記車両の外部状況を認識する外部状況認識部と、
前記車両の走行状態を認識する走行状態認識部と、
前記地図情報、前記車両位置、前記外部状況、及び、前記走行状態に基づいて、前記目標経路を生成する走行計画生成部と、
前記目標経路に基づいて前記車両を走行させる走行制御部と、
を備え、
前記走行計画生成部は、
前記地図情報に基づいた潜在経路を決定する潜在経路決定部と、
前記車両が前記車両位置から前記潜在経路上に到達するまでの予め定められた目標時間又は目標距離と、前記車両位置と、前記走行状態と、に基づいて、前記目標時間又は目標距離で前記車両が前記車両位置から前記潜在経路上に到達する位置である基準到達位置を算出する位置算出部と、
前記基準到達位置における前記地図情報又は前記外部状況に応じて、前記目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で前記車両が前記潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する到達位置決定部と、
前記車両位置から前記目標到達位置までの遷移経路を算出する経路算出部と、
前記遷移経路と前記目標到達位置以降の前記潜在経路とを繋ぎ合わせて前記目標経路を生成する経路生成部と、
を有し、
前記到達位置決定部は、前記基準到達位置の道路曲率が所定値以下の場合には、前記基準到達位置を前記目標到達位置として決定し、前記基準到達位置の道路曲率が所定値より大きい場合には、前記目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で前記車両が前記潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定し、
前記到達位置決定部は、道路曲率が所定値以下となる前記潜在経路上における位置を前記目標到達位置として決定する、
車両制御装置。
前記走行計画生成部は、前記目標経路を所定周期ごとに生成し、
前記遷移経路は、前記車両位置から前回生成された前記目標経路の所定地点までの前半部分と、前記所定地点から前記目標到達位置までの後半部分とを含み、
前記経路算出部は、前記後半部分を算出する、
請求項１に記載の車両制御装置。
目標経路に基づいて車両を制御する車両制御装置であって、
地図情報を記憶する地図データベースと、
車両位置を認識する車両位置認識部と、
前記車両の外部状況を認識する外部状況認識部と、
前記車両の走行状態を認識する走行状態認識部と、
前記地図情報、前記車両位置、前記外部状況、及び、前記走行状態に基づいて、前記目標経路を生成する走行計画生成部と、
前記目標経路に基づいて前記車両を走行させる走行制御部と、
を備え、
前記走行計画生成部は、
前記地図情報に基づいた潜在経路を決定する潜在経路決定部と、
前記車両が前記車両位置から前記潜在経路上に到達するまでの予め定められた目標時間又は目標距離と、前記車両位置と、前記走行状態と、に基づいて、前記目標時間又は目標距離で前記車両が前記車両位置から前記潜在経路上に到達する位置である基準到達位置を算出する位置算出部と、
前記基準到達位置における前記地図情報又は前記外部状況に応じて、前記目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で前記車両が前記潜在経路上に到達する位置を目標到達位置として決定する到達位置決定部と、
前記車両位置から前記目標到達位置までの遷移経路を算出する経路算出部と、
前記遷移経路と前記目標到達位置以降の前記潜在経路とを繋ぎ合わせて前記目標経路を生成する経路生成部と、
を有し、
前記到達位置決定部は、前記基準到達位置の周囲に存在する他車両の台数が所定台数以下の場合には、前記基準到達位置を前記目標到達位置として決定し、前記基準到達位置の周囲に存在する前記他車両の台数が前記所定台数より大きい場合には、前記目標時間よりも短い時間又は目標距離よりも短い距離で前記車両が前記潜在経路上に到達する位置を前記目標到達位置として決定する、車両制御装置。