JP6630443B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の自動運転又は運転支援を行う車両制御装置に関する。

車両（自車）の自動運転や運転支援を行う車両制御装置は、例えば、特許第４６４６９９０号公報に開示されているように、車両停止位置を検出して、この車両停止位置に合わせて自車を減速及び停止させる停止制御を行っている。

ところで、自車のカメラ等が検出する車両停止位置には、カメラの認識不良や停止線の欠落等の要因により検出誤差が生じる。特に自車が車両停止位置から遠く離れていると、その識別性（情報の信頼度）が低下して誤差が大きくなる。また、ナビゲーション装置等の地図情報及び自車位置の検出結果から車両停止位置を得たとしても、検出誤差や計算誤差が含まれてしまう。

そのため、車両停止位置を精度よく認識できた段階では、車両停車位置に自車がかなり近づいていることがあり、この際に自車の車速が速ければ、車両停止位置に合わせて自車を停止しきれない、又は急ブレーキをかけることになる。すなわち、停止制御では、車両停止位置に対し自車をより安定的且つ良好に停止させることが望まれている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、車両停止位置までの残距離毎に目標速度を設定することで、車両停止位置に自車をより安定的且つ良好に停止させることが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、自車の進行方向前方に存在する車両停止位置を検出する車両停止位置検出部と、前記自車から、検出された前記車両停止位置までの残距離を算出する残距離算出部と、予め規定された設定方法を用いて、算出された前記残距離に応じて前記自車を減速するための目標速度を設定する目標速度設定部と、前記自車の車速を検出する車速検出部と、前記車両停止位置検出部が検出した前記車両停止位置、又は前記残距離算出部が算出した前記残距離に関わる情報が信頼できるか否かを判定する信頼度判定部と、を備え、前記目標速度設定部は、前記情報が信頼できないと判定された場合に、前記設定方法により前記残距離に応じた目標速度を設定する予備減速設定部と、前記情報が信頼できると判定された場合に、前記残距離と前記車速とに基づき前記予備減速設定部が設定する目標速度よりも細かく変化する目標速度を設定する通常減速設定部と、を有することを特徴とする。

上記によれば、車両制御装置は、目標速度設定部により予め規定された設定方法を用いて残距離に応じた目標速度を設定することで、停止制御時に、車両停止位置の検出状態に関わらず、残距離に応じた目標速度に沿うように自車を減速させることができる。従って、車両停止位置が精度良く検出された段階で、自車の車速が充分低下した状態となり、車両制御装置は、車両停止位置に自車をより安定的且つ良好に停止させることが可能となる。

また、目標速度設定部は、車両停止位置又は残距離に関わる情報が信頼できない場合に予備減速設定部により残距離に応じて目標速度を設定する予備減速を行うことができる。従って、車両停止位置又は残距離に関わる情報が信頼できるようになった段階で、通常減速設定部は、ある程度低下した車速に基づき予備減速設定部が設定する目標速度よりも細い、つまり時間的に滑らかな目標速度を設定し、自車を一層良好に停止させることができる。

上記構成に加えて、前記予備減速設定部は、前記目標速度よりも前記車速が速い場合には前記目標速度を出力することにより前記自車の減速を促す一方で、前記車速が前記目標速度以下の場合には前記自車の加速を促さないことが好ましい。

このように、検出した車速が目標速度以下である場合に、自車の加速を促さないことで、停止時における自車の走行効率、燃費、乗員の快適性等の低下を防止することができる。

また、前記信頼度判定部は、前記車両停止位置又は前記残距離に関わる情報として数値化された信頼度に基づき、前記情報が信頼できるか否かを判定し、前記信頼度は、前記車両停止位置検出部を構成する複数種類の装置毎に設定されるとよい。

これにより、車両制御装置は、装置の種類に基づき、該装置が検出した情報に適切な信頼度を付与することができ、その信頼度に基づき予備減速設定部と通常減速設定部の動作を良好に選択することが可能となる。

さらに、前記信頼度判定部は、前記車両停止位置又は前記残距離に関わる情報として数値化された信頼度に基づき、前記情報が信頼できるか否かを判定し、前記信頼度は、前記車両停止位置検出部が検出した検出情報が処理されて該信頼度に影響を及ぼす前記自車の外界の要因又は前記自車自体の要因に応じて設定されるとよい。

これにより、車両制御装置は、自車の外界の要因又は自車自体の要因からも、車両停止位置又は残距離に関わる情報に適切な信頼度を付与することができる。

ここで、車両制御装置は、前記残距離が短くなるに連れて前記目標速度が階段状に低下する目標速度テーブルが記憶された記憶部を備え、前記目標速度設定部は、前記予め規定された設定方法として、前記目標速度テーブルを参照して前記残距離に応じた前記目標速度を設定することが好ましい。

このように、目標速度設定部は、記憶部に記憶された目標速度テーブルを参照することで、残距離に応じた目標速度を簡単に設定することができる。また目標速度テーブルが目標速度を階段状に設定していることで、車両停止位置に誤差が含まれていても、誤差を包含及び許容するように目標速度を設定することができる。

また、前記目標速度テーブルは、前記残距離を所定範囲毎に複数区分けし、且つ前記所定範囲毎に短くなるに連れて前記目標速度が均等的に低下しているとよい。

このように、車両制御装置は、所定範囲毎に短くなるに連れて目標速度が均等的に低下する目標速度テーブルを用いることで、自車を滑らかに減速させることができる。

以上のように、本発明に係る車両制御装置は、車両停止位置までの残距離毎に目標速度を設定することで、車両停止位置に自車をより安定的且つ良好に停止させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置を搭載した車両が、車両停止位置で停止する動作を説明する平面図である。 図１の車両制御装置の概略構成ブロック図である。 停止制御時の外界認識部の構成を示すブロック図である。 停止制御時の中期軌道生成部の構成を示すブロック図である。 停止制御時の信頼度に基づき、残距離と目標速度の対応関係を説明するための説明図である。 停止制御時の信頼度の設定方法を示す説明図である。 停止制御時の外界認識部及び中期軌道生成部の処理フローを示すフローチャートである。 停止制御時の短期軌道生成部の構成を示すブロック図である。 図９Ａは、自車が車両停止位置を越えて停止する第１状況を説明する平面図であり、図９Ｂは、第１減速モードにより自車が減速する状態を説明する平面図である。 図１０Ａは、自車が車両停止位置のある程度手前で停止する第２状況を説明する平面図であり、図１０Ｂは、第２減速モードにより自車が減速する状態を説明する平面図である。 図１１Ａは、自車が車両停止位置を越えず且つ車両停止位置付近で停止する第３状況を説明する平面図であり、図１１Ｂは、第３減速モードにより自車が減速する状態を説明する平面図である。 縦方向入力モード設定部及び縦方向パターン生成部の構成を示すブロック図である。 短期軌道生成部の通常減速軌道生成部の処理フローを示すフローチャートである。 図１４Ａは、車両停止位置の対象物に基づき減速モードの変更の実施又は非実施を例示する説明図であり、図１４Ｂは、外界認識情報の信頼度に基づき減速モードの変更の実施又は非実施を例示する説明図である。

以下、本発明に係る車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置１０は、図１に示すように、車両１１（以下、自車１１ともいう）に搭載され、自車１１の自動運転を制御する。自動運転では、自車１１の車速を調整する速度制御（加速、減速、速度維持等）と、自車１１の進行方向を調整する舵角制御とを一体的に実施する。

また、車両制御装置１０は、自動運転において、自車１１の進行方向前方に存在する車両停止位置Ｐｓを検出し、この車両停止位置Ｐｓに合わせて自車１１を減速及び停止させる停止制御を行う。特に、この車両制御装置１０は、自車１１の車速が速ければ、車両停止位置Ｐｓの検出が不充分でも予備的に減速を行うことで車両停止位置Ｐｓに自車１１を安定的に停止させ、また状況に応じて乗員にかかる加速度を可及的に低減するように構成されている。

なお、「車両停止位置Ｐｓ」とは、走行路において、安全のために自車１１自身が設定する停止の対象位置である。例えば、車両停止位置Ｐｓは、走行路上の停止線や信号機（信号停止線）、標識、踏切、工事箇所、誘導灯等を車両制御装置１０が検出して、自車１１が停止すべき対象か否かが判断されて設定される。また、車両停止位置Ｐｓは、自車１１の進行方向前方に存在する障害物（駐停車車両を含む）、他車、人等の交通参加者に対して設定されてもよい。以下では、車両停止位置Ｐｓとして道路の停止線を例にあげて代表的に説明していく。

［自車１１の全体構成について］
図２に示すように、車両制御装置１０は、自車１１の走行時に処理を行うシステムの主要部である車両制御システム１２（電子制御ユニット）を備え、さらに通信線を介して車両制御システム１２に接続される入力装置及び出力装置を備える。入力装置には、外界センサ１４、ナビゲーション装置１６、車両センサ１８、通信装置２０、自動運転スイッチ２２（自動運転ＳＷ）及び操作検出センサ２６等が含まれる。出力装置には、駆動力装置２８、操舵装置３０及び制動装置３２等が含まれる。

外界センサ１４は、自車１１の外側の状況を認識するセンサ機器群（車両停止位置検出部）であり、本実施形態では１以上のカメラ３３と、１以上のレーダ３４とで構成されている。カメラ３３及びレーダ３４は、それぞれの特性に応じて外界を検出し、この検出に基づく検出情報を車両制御システム１２に出力する。なお、外界センサ１４は、１種類の機器で構成されてもよく、他の機器が適用されてもよい。他の機器としては、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、ＬＩＤＡＲ（光検出機器）があげられる。

ナビゲーション装置１６は、衛星測位装置等を用いて自車１１の現在位置を検出・特定し、また現在位置からユーザが指定した目的地までの経路を算出する。ナビゲーション装置１６の情報（地図情報、現在位置、算出した経路等）は、必要に応じて車両制御システム１２に提供され、記憶装置４０の地図情報記憶部４２や経路情報記憶部４４に記憶される。

車両センサ１８は、自車１１の走行時等において、自車１１の状態を検出して、車両制御システム１２にその検出結果を出力するセンサ機器群（車両状態検出部、車速検出部）である。このセンサ機器群としては、自車１１の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、自車１１の垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車１１の向きを検出する方位センサ、自車１１の勾配を検出する勾配センサ等があげられる。車両センサ１８（又は車両制御部１１０）が検出した検出情報は、自車状態情報Ｉｖｈとして記憶装置４０の自車状態情報記憶部４６に記憶される。

通信装置２０は、自車１１の外部に存在する外部通信機器（路側機、他車及びサーバ等）と通信するために設けられる。例えば、通信装置２０は、路側機から信号機に係わる情報（位置や灯火色）、他車から他車に係わるプローブ情報、サーバから更新地図情報又は他の情報を受信し、また自車１１のプローブ情報等を外部に送信する。

自動運転スイッチ２２は、手動運転モードと自動運転モードをドライバが切り替えるためのスイッチである。手動運転モードでは、自車１１の操作デバイス２４をドライバが操作して、出力装置（駆動力装置２８、操舵装置３０、制動装置３２）を動作させて、自車１１を走行等させる。

操作デバイス２４としては、アクセルペダル、ステアリングホイール（ハンドル）、ブレーキペダル、シフトレバー、及び方向指示レバー等があげられる。また、操作デバイス２４の各構成には、ドライバによる操作の有無や操作量、操作位置を検出する操作検出センサ２６が取り付けられている。操作検出センサ２６は、検出結果としてアクセル踏込（開度）量、ハンドル操作（操舵）量、ブレーキ踏込量、シフト位置、右左折方向等を車両制御システム１２に出力する。

自動運転モードでは、操作デバイス２４をドライバが操作しない状態で、車両制御装置１０の制御下に自車１１を走行等させる。車両制御システム１２は、自動運転モードの実施時に、自車１１の周辺環境に基づき行動計画（後述する長期軌道、中期軌道、短期軌道）を生成し、この行動計画に沿って出力装置（駆動力装置２８、操舵装置３０、制動装置３２）を適宜制御する。

駆動力装置２８は、図示しない駆動力ＥＣＵと、エンジンや駆動モータ等の駆動源とを含む。この駆動力装置２８は、車両制御システム１２から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介して或いは直接に、走行駆動力を車輪に伝達する。

操舵装置３０は、図示しないＥＰＳ（電動パワーステアリング）ＥＣＵと、ＥＰＳ装置とを含む。この操舵装置３０は、車両制御システム１２から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って、車輪（操舵輪）の向きを変更する。

制動装置３２は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであって、図示しないブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとを含む。この制動装置３２は、車両制御システム１２から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って、車輪を制動する。

［車両制御システム１２の構成］
車両制御システム１２は、ハードウエアとして図示しないプロセッサ及び入出力インターフェースと、記憶装置４０とを備える電子制御ユニット（ＥＣＵ）として構成され、その内部に複数の機能実現部を構築している。具体的には、外界認識部５２、認識結果受信部５３、局所環境マップ生成部５４、統括制御部７０（タスク同期モジュール）、長期軌道生成部７１、中期軌道生成部７２、短期軌道生成部７３及び車両制御部１１０を備える。なお本実施形態において、機能実現部は、記憶装置４０に記憶されているプログラムをプロセッサが実行することにより構成されるソフトウエア機能部であるが、集積回路等からなるハードウエア機能部により実現されてもよい。

外界認識部５２は、外界センサ１４、ナビゲーション装置１６及び通信装置２０等から入力される各検出情報を用いて、自車１１の外側に存在する対象物を抽出して外界認識結果としての情報（以下、外界認識結果Ｉｐという）を生成する。外界認識結果Ｉｐを生成する際には、レーダ３４等の検出結果、車両センサ１８や車両制御部１１０から送信される自車状態情報Ｉｖｈ等を参照して、自車１１に対する対象物の相対的な位置関係（対象物に対する自車１１の向きや距離）も認識する。この際、外界認識部５２は、自車１１を基準とする２次元平面（自車座標系）上に、抽出した対象物を配置して相対的な位置関係を認識するとよい。

例えば、外界認識部５２は、カメラ３３の画像情報に基づき、自車１１が走行する道路のレーンマーク（白線等）、ガードレール、縁石、停止線、信号機（信号停止線）、標識、障害物、交通参加者等の対象物を抽出する。ここで、レーンマーク（白線等）、ガードレール、縁石等の走行路を規定するものは、短時間に変化が生じない静的な情報と言い得る。一方で、障害物、交通参加者は、短時間に変化が生じる動的な情報と言い得る。なお、走行路上に設置された停止線や信号機等は、周辺環境や時間の変化により停止するか否かが変化するため、本実施形態に係る車両制御装置１０では、動的な情報として扱っている。

認識結果受信部５３は、外界認識部５２が認識した外界認識結果Ｉｐを定期的に受信して古い情報の更新を行う。そして認識結果受信部５３は、統括制御部７０から演算指令Ａａを受け付けたタイミングで、外界認識結果Ｉｐを外界認識情報Ｉｐｒとして統括制御部７０に送信する。この外界認識情報Ｉｐｒは、外界認識結果Ｉｐで抽出された各対象物を個別の又は統合した情報とし、記憶装置４０の外界認識情報記憶部４５に記憶される。

局所環境マップ生成部５４は、外界認識情報Ｉｐｒと、自車状態情報Ｉｖｈに基づき、自車１１が走行する経路を算出して局所環境マップ情報Ｉｅｍを生成する。局所環境マップ生成部５４は、統括制御部７０から演算指令Ａｂ及び外界認識情報Ｉｐｒを適宜のタイミングで受信して、局所環境マップ情報Ｉｅｍを得るための演算を行う。この局所環境マップ情報Ｉｅｍは、記憶装置４０の局所環境マップ情報記憶部４７に記憶される。

例えば、局所環境マップ情報Ｉｅｍには、自車１１の両側の走行可能範囲である左右の境界線情報、左右の境界線情報の中心（幅方向中心位置）を示す中心線情報、自車１１が快適に走行可能となる理想経路情報等が含まれる。左右の境界線情報、中心線情報、理想経路情報は、２次元平面の座標点を離散的に並べた点列として生成されるとよい。これにより他の外界認識情報Ｉｐｒの対象物との関係付けが容易化し、また車両制御システム１２の処理負荷が軽減される。また局所環境マップ情報Ｉｅｍには、外界認識情報Ｉｐｒの動的な情報（停止線、信号停止線、障害物、交通参加者等）が含まれる。この動的な情報は、例えば、点列として構成される上記各情報に対応して、座標点又は複数の座標点を結ぶ線分の情報であるとよい。これにより、後記の軌道生成時の処理負荷が低減される。

統括制御部７０は、認識結果受信部５３、局所環境マップ生成部５４、長期軌道生成部７１、中期軌道生成部７２及び短期軌道生成部７３のタスク（処理動作）の同期を図ると共に、演算に必要な情報を各機能実現部に提供する。統括制御部７０は、基準演算周期を内部でカウントし、この基準演算周期に基づくタイミングに応じて各機能実現部に演算指令を出力して処理を実施させ、その処理結果を受信する。

一方、長期軌道生成部７１、中期軌道生成部７２及び短期軌道生成部７３は、統括制御部７０の指令下に、自車１１の速度制御に必要な車速と、自車１１の操舵制御に必要な経路とを含む軌道をそれぞれ生成する。長期軌道生成部７１は、自車１１の走行においてある程度長い期間（例えば、１０秒）の軌道である長期軌道Ｌｔを生成する。中期軌道生成部７２は、長期軌道Ｌｔよりも短い期間（例えば、５秒）の軌道である中期軌道Ｍｔを生成する。短期軌道生成部７３は、中期軌道Ｍｔよりも短い期間（例えば、１秒）の軌道である短期軌道Ｓｔを生成する。

より詳細には、長期軌道生成部７１は、統括制御部７０から出力される演算指令Ａｃ、局所環境マップ情報Ｉｅｍ及び自車状態情報Ｉｖｈ等に基づき長期軌道Ｌｔを生成する。長期軌道Ｌｔは、主に局所環境マップ情報Ｉｅｍの左右の境界線情報、中心線情報、理想経路情報に基づき、乗り心地を考慮した（急ハンドル、急加減速等を行わない）長期的な走行目標を示す点列である。この長期軌道Ｌｔは、時間的距離が中期軌道Ｍｔよりも相対的に長い座標点を複数並べた情報として算出される。

例えば、長期軌道生成部７１は、１０秒の期間において時間又は速度の情報を含む座標点を、数百ｍｓ程度（基準演算周期の９倍）の間隔で並べた長期軌道Ｌｔを生成し、生成した長期軌道Ｌｔを統括制御部７０に出力する。この長期軌道Ｌｔは記憶装置４０の軌道情報記憶部４８に記憶される。

中期軌道生成部７２（目標速度設定部）は、統括制御部７０から出力される演算指令Ａｄ、局所環境マップ情報Ｉｅｍ、自車状態情報Ｉｖｈ及び長期軌道Ｌｔに基づき、中期軌道Ｍｔを生成する。中期軌道Ｍｔは、数秒先の自車１１周辺の状況に対応可能な走行目標を示すため、局所環境マップ情報Ｉｅｍに含まれる動的な情報を加味した点列として算出される。

例えば、外界認識部５２が自車１１の進行方向前方に駐車車両（動的な情報）を発見した場合には、中期軌道生成部７２が生成する中期軌道Ｍｔ、及び短期軌道生成部７３が生成する短期軌道Ｓｔに基づき、自車１１が駐車車両に接触するのを回避する。また中期軌道生成部７２は、車両停止位置Ｐｓが検出されると、車両停止位置Ｐｓ（図１参照）に合わせて自車１１を停止させる軌道を算出する機能部でもある。この構成については後述する。

例えば、中期軌道生成部７２は、５秒の期間において時間又は速度の情報を含む座標点を、百数十ｍｓ程度（基準演算周期の３倍）の間隔で並べて中期軌道Ｍｔを生成し、生成した中期軌道Ｍｔを統括制御部７０に出力する。この中期軌道Ｍｔは記憶装置４０の軌道情報記憶部４８に記憶される。

短期軌道生成部７３（目標速度設定部）は、統括制御部７０から出力される演算指令Ａｅ、局所環境マップ情報Ｉｅｍ、自車状態情報Ｉｖｈ、長期軌道Ｌｔ及び中期軌道Ｍｔに基づき短期軌道Ｓｔを生成する。短期軌道Ｓｔは、最も短い時間的距離の点列を算出することから、自車１１の車両ダイナミクスに対応している。そのため、短期軌道Ｓｔを構成する個々の座標点には、レーンマークの中心線ＣＬ（図１参照）に概ね沿った縦方向の位置ｘ、横方向の位置ｙ、姿勢角θｚ、速度ｖｓ、加速度ｖａ、操舵角δｓｔ等が含まれる。

例えば、短期軌道生成部７３は、１秒の期間において上記の車両ダイナミクスの情報を含む座標点を、数ｍｓ程度（基準演算周期）の間隔で算出して短期軌道Ｓｔを生成する。この短期軌道Ｓｔは、車両制御部１１０に直接送信されて車両制御部１１０による自車１１の走行制御に用いられる。また、短期軌道生成部７３は、生成した短期軌道Ｓｔを統括制御部７０にも出力する。この短期軌道Ｓｔは記憶装置４０の軌道情報記憶部４８に記憶される。

一方、車両制御部１１０は、入力された短期軌道Ｓｔに沿って自車１１が走行するように、車両ダイナミクスを含む座標点を車両制御値Ｃｖｈに変換して、駆動力装置２８、操舵装置３０及び制動装置３２に出力する。

［停止制御を実施する構成］
図１に戻り、本実施形態に係る車両制御装置１０は、自車１１の走行中に、外界認識部５２（図２参照）が車両停止位置Ｐｓを検出した際に、車両停止位置Ｐｓに合わせて自車１１を停止させる停止制御を実施する。この停止制御を実施するため、外界認識部５２、中期軌道生成部７２及び短期軌道生成部７３の内部には、停止制御のための機能実現部がそれぞれ構築される。

図３に示すように、外界認識部５２は、停止制御時に、中期軌道生成部７２及び短期軌道生成部７３において自車１１を減速させる軌道を生成するための各種データ（外界認識情報Ｉｐｒ）を提供する。このため、外界認識部５２は、車両停止位置特定部６０、現在位置特定部６１、残距離算出部６２及び信頼度設定部６３を有し、車両停止位置Ｐｓ、現在位置Ｐ０、残距離Ｄｓ（図１も参照）及び信頼度Ｒｅの各データを生成する。そして、これらのデータ（外界認識結果Ｉｐ）を、統括制御部７０を介して局所環境マップ生成部５４に出力する。

車両停止位置特定部６０は、外界センサ１４が検出した検出情報（画像情報や検出信号）から、現時点において自車１１が停止する必要がある停止線、赤色の信号機等の対象物を車両停止位置Ｐｓとして特定する。車両停止位置Ｐｓは、例えば、自車１１を基準とする２次元平面上において、別途抽出された左右のレーンマークの幅方向中心位置の座標点としてデータ化される。

現在位置特定部６１は、外界センサ１４が検出した検出情報、及び車両センサ１８が検出した自車状態情報Ｉｖｈ等から、自車１１の２次元平面上の現在位置Ｐ０（特定した対象物に対する相対位置）を特定する。なお、自車１１の現在位置Ｐ０の特定では、ナビゲーション装置１６の地図情報や現在位置の情報を用いて補正を行う、或いは地図情報や現在位置の情報をそのまま利用してもよい。

残距離算出部６２は、特定された車両停止位置Ｐｓと現在位置Ｐ０に基づき、自車１１が車両停止位置Ｐｓに到達するまでの残距離Ｄｓを算出する。残距離Ｄｓの算出時には、抽出したレーンマークの情報に基づき、道路の曲率が勘案される。これにより、残距離Ｄｓが、車両停止位置Ｐｓと現在位置Ｐ０の単純な直線距離で算出されずに、道路形状に沿った値で算出される。

信頼度設定部６３は、上記構成により特定した外界認識情報Ｉｐｒの車両停止位置Ｐｓや現在位置Ｐ０、残距離Ｄｓに関し、情報の信頼性の高低を度合（信頼度Ｒｅ）として設定する。この信頼度Ｒｅの設定については後に詳述する。

一方、局所環境マップ生成部５４では、左右の境界線情報、中心線情報、理想経路情報の生成において、上記のデータ（車両停止位置Ｐｓ、現在位置Ｐ０、残距離Ｄｓ及び信頼度Ｒｅ）を包含させる。そして、この局所環境マップ情報Ｉｅｍは、中期軌道生成部７２及び短期軌道生成部７３に送信されることで、停止制御を実施するための停止軌道（中期停止軌道、短期停止軌道）の生成に利用される。

このため、中期軌道生成部７２は、図４に示すように、縦方向パターン生成部８０、横方向パターン生成部８１、軌道候補生成部８２、軌道評価部８３、出力軌道生成部８４及び過去軌道記憶部８５を有する。過去軌道記憶部８５は、過去に算出された中期軌道Ｍｔ（少なくとも前回の演算で出力した中期軌道Ｍｔを含む）を記憶する。また、中期軌道生成部７２には、自車状態情報Ｉｖｈ、局所環境マップ情報Ｉｅｍの他に、長期軌道生成部７１により生成された長期軌道Ｌｔが入力される。

縦方向パターン生成部８０は、自動運転時に、自車１１の幅方向中心軸（車両の長軸方向）に沿う前後方向の座標点の時間的変化、つまり、主に車速に関連する軌道パターンを生成する。この縦方向パターン生成部８０では、長期軌道Ｌｔや過去の軌道を考慮せずに自車状態情報Ｉｖｈ、局所環境マップ情報Ｉｅｍを用いて複数の軌道パターンを算出する。また中期停止軌道を生成する際には、減速パターン判定部８６と、予備減速軌道生成部８７（予備減速設定部）及び通常減速軌道生成部８８（通常減速設定部）を内部に有する停止軌道生成部８９とを構築する。また、停止軌道生成部８９の内部には、局所環境マップ情報Ｉｅｍの残距離Ｄｓを補正して、より精度が高い残距離とする残距離算出部８９ａが設けられる。

ここで、従来の停止制御では、既述したように、車両停止位置Ｐｓを精度良く検出した段階で、車両停止位置Ｐｓに合わせて自車１１を停止させる制御を行っていた。しかしながら、車両停止位置Ｐｓを精度良く検出した段階で、自車１１の車速が速ければ、車両停止位置Ｐｓに自車１１を停止させることが困難（或いは急ブレーキをかけること）になる可能性がある。

これに対し、本実施形態に係る車両制御装置１０は、検出された車両停止位置Ｐｓの信頼度Ｒｅが低くても予備減速を行うことで、車両停止位置Ｐｓに自車１１を円滑に停止させるように構成している。そのため、縦方向パターン生成部８０の減速パターン判定部８６は、局所環境マップ情報Ｉｅｍに含まれる信頼度Ｒｅに基づき、停止軌道生成部８９の予備減速軌道生成部８７と通常減速軌道生成部８８とのいずれかを動作させる判定を行う。

例えば図５に示すように、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（車両停止位置Ｐｓ、現在位置Ｐ０又は残距離Ｄｓ）の信頼度Ｒｅは、車両停止位置Ｐｓまでの残距離Ｄｓが３０ｍ以上の場合に低くなり、残距離Ｄｓが３０ｍより短い場合に高くなるとする。この場合、信頼度Ｒｅが低い範囲（図示例では残距離Ｄｓが３０ｍ以上の区間）では、減速パターン判定部８６により予備減速軌道生成部８７が選択される。

予備減速軌道生成部８７は、検出した車両停止位置Ｐｓに対して自車１１を予備的に減速する縦方向パターン（予備中期停止軌道）を算出する。予備中期停止軌道の生成では、予め規定された設定方法により、残距離Ｄｓに応じて変化する目標速度を設定する。本実施形態では、予め規定された設定方法として、残距離Ｄｓの所定間隔毎に目標速度を対応させた（紐付けた）目標速度テーブルＴｖを参照する。この目標速度テーブルＴｖは、中期軌道生成部７２（記憶装置４０）の目標速度テーブル記憶部８７ａに予め記憶され、予備減速軌道生成部８７の動作時に読み出される。

目標速度テーブルＴｖでは、残距離Ｄｓが長ければ速い車速が対応付けられ、残距離Ｄｓが短ければ遅い車速が対応付けられている。また、目標速度テーブルＴｖは、自車１１が減速する際の目標速度を残距離Ｄｓに応じて階段状に変化させる、つまり残距離Ｄｓが短くなるに連れて目標速度を段階的に低下させた速度マップとなっている。このように、残距離Ｄｓに対し目標速度が階段状となっていることで、自車１１の車速が目標速度よりも速い場合に減速を行うと、実際上は自車１１が滑らかに車速を落とすようになる。また車両停止位置Ｐｓの誤差の影響を受け難くなる。

例えば図５中の目標速度テーブルＴｖでは、目標速度を、残距離Ｄｓが７０ｍ以上で５０ｋｍ／ｈ、残距離Ｄｓが７０〜６０ｍで４５ｋｍ／ｈ、残距離Ｄｓが６０〜５０ｍで４０ｋｍ／ｈ、残距離Ｄｓが５０〜４０ｍで３５ｋｍ／ｈ、残距離Ｄｓが４０ｍ以下で３０ｋｍ／ｈに設定している。なお、目標速度テーブルＴｖは、残距離Ｄｓに対し目標速度が階段状に低下するだけでなく、残距離Ｄｓに応じて目標速度が滑らかに（連続的に）低下するように設計されていてもよい。また、予備減速における目標速度の設定方法は、目標速度テーブルＴｖを参照する以外にも種々の方法を採ることができ、例えば、残距離Ｄｓを入力パラメータとして目標速度を算出可能な演算式を用いてもよい。

予備減速軌道生成部８７は、自車状態情報Ｉｖｈに含まれる車速と、一旦設定した目標速度を比較し、目標速度よりも車速が高い場合に、目標速度テーブルＴｖの目標速度に対応した予備中期停止軌道を生成する。一方、自車１１の車速が目標速度よりも既に低い場合には、制動力を抑えて、自車１１の減速を継続する（慣性走行させる）予備中期軌停止軌道を生成するとよい。停止制御において、目標速度に合わせるために自車１１を加速することは、走行効率、燃費、乗員の快適性等の低下を招くおそれがあるからである。

なお、予備減速軌道生成部８７が参照する残距離Ｄｓは、残距離算出部８９ａにおいて算出（局所環境マップ情報Ｉｅｍの残距離Ｄｓを補正）したものである。例えば、残距離算出部８９ａは、局所環境マップ情報Ｉｅｍの理想経路情報等を用いて、自車１１が実際に走行する経路に応じて距離を計算する。

停止軌道生成部８９は、信頼度Ｒｅが低い範囲から信頼度Ｒｅが高い範囲（図示例では残距離Ｄｓが３０ｍより短い区間）に移行すると、減速パターン判定部８６により通常減速軌道生成部８８を選択する。通常減速軌道生成部８８は、検出された車両停止位置Ｐｓに対して通常通りに減速する縦方向パターン（通常中期停止軌道）を算出する。この場合、通常減速軌道生成部８８は、残距離Ｄｓ（残距離算出部８９ａで算出されたもの）と車速に基づき、予備減速軌道生成部８７が設定する目標速度よりも細かく変化する目標速度を設定する。

例えば、通常中期停止軌道は、車速が遅いことによる後続車等への影響を抑えるため、車両停止位置Ｐｓからある程度離れている位置では速度低下を抑え、車両停止位置Ｐｓ付近で目標速度を大きく低下させる非線形の速度変化を描くように設定される。

ここで、通常中期停止軌道を生成する際には（信頼度Ｒｅが高くなった段階では）、外界認識情報Ｉｐｒの信頼度Ｒｅが低い段階で実施した予備減速により車速がある程度の速度まで低下している。そのため車両制御装置１０は、通常中期停止軌道を無理なく生成することができ、車両停止位置Ｐｓに合わせて自車１１を良好に停止させることができる。なお、自車１１から車両停止位置Ｐｓの距離が遠くても外界認識情報Ｉｐｒの信頼度Ｒｅが最初から高い場合には、予備減速軌道生成部８７を動作させずに通常減速軌道生成部８８のみを動作させる。この場合でも、車速を低下させる期間が長いため、車両停止位置Ｐｓに合わせて自車１１を良好に停止させることができる。

予備減速軌道生成部８７と通常減速軌道生成部８８の動作を設定するための信頼度Ｒｅは、外界認識部５２が外界認識情報Ｉｐｒを生成する過程において、信頼度設定部６３（図３参照）により設定される。信頼度設定部６３は、最も低い０から最も高い１までの範囲で数値化した度合として信頼度Ｒｅを設定するとよい。

例えば図６に示すように、信頼度設定部６３は、外界認識部５２が取得した各装置の種類に応じて信頼度Ｒｅの数値を割り振るとよい。一例として、道路に設けられた路側機から自車１１の通信装置２０を介して得た情報は情報の確度が高いため、高い数値（例えば、信頼度Ｒｅ＝１）を付与する。他車やサーバ等の外部通信機器から自車１１の通信装置２０を介して得た情報は、路側機よりは情報の確度が落ちるとして、若干低い数値（例えば、信頼度Ｒｅ＝０．７）を付与する。ナビゲーション装置１６から得た情報は、検出誤差を加味する必要があるため、低い数値（例えば、信頼度Ｒｅ＝０．３）を付与する。

また、カメラ３３等の外界センサ１４は、時間や場所に依ってその信頼度Ｒｅが変化するため、状況に応じて信頼度Ｒｅを変動させるとよい。例えば、カメラ３３の信頼度Ｒｅを変動させる要因としては、道路状態、外界状況、装置状態があげられる。

さらに、道路状態は、自車１１から対象物までの距離、白線や停止線の状態の良否、他車や複数の通行人による視界の良否等の要素に分けることができる。例えば、対象物までの距離が遠い、白線や停止線がかすれている、視界が遮断されている等の状況下では、信頼度Ｒｅを低い数値（信頼度Ｒｅ＝０）とする。逆に、各要素の影響が少なければ、信頼度Ｒｅとして所定値（例えば、信頼度Ｒｅ＝０．４）を付与する。

外界状況は、天候、太陽光の入射方向、周囲の明るさ等の要素に分けることができる。例えば、天候が雨、霧、雪の場合、太陽光が画像に入り込んでいる場合、夜間、トンネル等により暗い場合等の状況下では、信頼度Ｒｅを低い数値（信頼度Ｒｅ＝０）とする。逆に、各要素の影響が少なければ、信頼度Ｒｅとして所定値（例えば、信頼度Ｒｅ＝０．４）を付与する。

装置状態は、カメラ３３のレンズの良否、カメラ３３と車両制御システム１２の通信状態の良否、カメラ３３の故障や劣化の有無等の要素に分けることができる。例えば、レンズが曇っている場合、通信不良が生じている場合、故障や劣化が生じている場合等の状況下では、道路状態や外界状況が良好でも信頼度Ｒｅを０で固定するとよい。

以上の各要素は、カメラ３３から入力された画像情報を、外界認識部５２において種々の処理（例えば、複数カメラの画像情報の比較、過去画像情報との比較、自車状態評価、抽出した対象物の鮮明度評価、輝度評価、明暗評価、画像補正量評価、故障劣化検出、通信状態検出）を行うことで特定される。なお、路側機、外部通信機器、ナビゲーション装置１６等についても、情報の種類や機器からの指示内容、通信状態に応じて、信頼度Ｒｅを変動させてもよい。

信頼度設定部６３は、上記のような各要因からそれぞれ得られた信頼度Ｒｅのパラメータを、予め規定された方程式に当てはめて、演算により外界認識結果Ｉｐの１つの信頼度Ｒｅとして算出する。カメラ３３、ナビゲーション装置１６、通信装置２０等の複数の装置から情報を得た場合は、予め設定されている情報の重み付け（重要度）等を用いて、１つの信頼度Ｒｅを算出する。一例として、路側機の情報とカメラ３３の画像情報とを取得した場合には、路側機の情報の重み付けＷ１（例えば、Ｗ１＝０．８）を高めて、カメラ３３の情報の重み付けＷ２（例えば１−Ｗ１＝０．２）を低くして、信頼度Ｒｅを設定するとよい。なおカメラ３３は、上述した各要素に基づく信頼度Ｒｅが高ければ重み付けＷ２を高め、各要素に基づく信頼度Ｒｅが低ければ重み付けＷ２を低めてもよい。

図４に示す減速パターン判定部８６（信頼度判定部）は、外界認識部５２が出力した信頼度Ｒｅを受信し、減速パターン判定部８６が予め内部に所有している信頼度判定閾値（図示せず）と比較する。受信した信頼度Ｒｅが信頼度判定閾値以下であれば信頼度フラグを０として、予備減速軌道生成部８７を動作させる。また受信した信頼度Ｒｅが信頼度判定閾値よりも大きければ信頼度フラグを１として、通常減速軌道生成部８８を動作させる。なお、外界認識部５２や局所環境マップ生成部５４に信頼度判定部を備え、局所環境マップ情報Ｉｅｍに信頼度フラグ（０又は１）を含めて出力する構成でもよい。

また、横方向パターン生成部８１は、自動運転時に、自車１１の幅方向中心軸から左右方向にずれる左右旋回方向の座標点の時間的変化、つまり、主に操舵に関連する軌道パターンを生成する。この横方向パターン生成部８１でも、長期軌道Ｌｔや過去の軌道を考慮せずに、自車状態情報Ｉｖｈ及び局所環境マップ情報Ｉｅｍを用いて自車１１の操舵能力（ハンドル操舵角）に応じた複数の軌道パターンを算出する。

軌道候補生成部８２は、生成された複数の縦方向パターンと複数の横方向パターンとを組み合わせて、簡易的な車両モデルを用いた中期軌道候補を複数生成する。この際、軌道候補生成部８２は、過去軌道記憶部８５に記憶されている過去の中期軌道Ｍｔに基づき、自車１１が追従可能であり且つ局所環境マップ情報Ｉｅｍ（２次元平面上）において座標点を時間的に変化させた点列を算出する。停止制御時には、縦方向パターンに横方向パターンを組み合わせた中期停止軌道（予備中期停止軌道・通常中期停止軌道）を生成する。

軌道評価部８３は、局所環境マップ情報Ｉｅｍと長期軌道Ｌｔに基づき、軌道候補生成部８２で生成された複数の中期軌道候補を評価して最適な中期軌道Ｍｔを特定していく。例えば、局所環境マップ情報Ｉｅｍに障害物等の自車１１が回避すべき動的な情報が含まれている場合には、障害物を回避可能な軌道を評価する。また例えば、回避すべき情報が含まれていない場合には、中期軌道候補のうち長期軌道Ｌｔに近い軌道を評価する。

出力軌道生成部８４は、軌道評価部８３が評価した中期軌道候補のうち最適な中期軌道Ｍｔを選択して、その中期軌道Ｍｔを統括制御部７０に出力すると共に、過去軌道記憶部８５に記憶させる。

［停止制御の処理フロー］
次に、停止制御時における外界認識部５２、局所環境マップ生成部５４及び中期軌道生成部７２の処理フローについて、図７を参照して説明する。車両制御装置１０は、自車１１の走行において、運転者の指示（自動運転スイッチ２２のＯＮ操作等）に基づき自動運転制御を実施する。自動運転制御中は、外界センサ１４、ナビゲーション装置１６、通信装置２０等により自車１１の周辺環境を検出して、外界認識部５２にて自車１１の周辺環境を認識する（ステップＳ１）。

次に、局所環境マップ生成部５４が、認識結果受信部５３（外界認識部５２）が出力した外界認識情報Ｉｐｒに基づき、局所環境マップ情報Ｉｅｍを構築する（ステップＳ２）。中期軌道生成部７２は、局所環境マップ情報Ｉｅｍの情報に基づき走行路上に停止しなければならない車両停止位置Ｐｓ（停止線、信号機等）があるか否かを判定する（ステップＳ３）。

ステップＳ３にて車両停止位置Ｐｓを検出しない場合、中期軌道生成部７２は停止制御以外の走行における通常の中期軌道Ｍｔを生成する（ステップＳ４）。この際、中期軌道生成部７２は、上述したように縦方向パターン生成部８０、横方向パターン生成部８１、軌道候補生成部８２、軌道評価部８３、出力軌道生成部８４を動作させることで適宜の中期軌道Ｍｔを生成する。

一方、ステップＳ３にて車両停止位置Ｐｓを検出した場合には、残距離算出部８９ａが残距離Ｄｓを算出する（ステップＳ５）。なお、残距離Ｄｓは、局所環境マップ情報Ｉｅｍに含まれるものを使用してもよい。

次に、中期軌道生成部７２の減速パターン判定部８６は、局所環境マップ情報Ｉｅｍに含まれる信頼度Ｒｅに基づき、情報が信頼できるか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、信頼できない（信頼度Ｒｅが信頼度判定閾値より低い）と判定した場合に予備減速軌道生成部８７を動作させ、信頼できる（信頼度Ｒｅが信頼度判定閾値より高い）と判定した場合に通常減速軌道生成部８８を動作させる。

ステップＳ７において、予備減速軌道生成部８７は、目標速度テーブル記憶部８７ａから読み出した目標速度テーブルＴｖを参照して、残距離Ｄｓに対応した目標速度を設定する。そして、目標速度に対して現在の車速Ｖｅが大きい場合に、自車１１を残距離Ｄｓに応じて予備減速させるための予備中期停止軌道を生成する。

一方、ステップＳ８において、通常減速軌道生成部８８は、残距離Ｄｓ及び車速Ｖｅから目標速度、すなわち通常中期停止軌道を生成する。

そして、車両制御部１１０は、ステップＳ４、ステップＳ７又はステップＳ８によって生成された短期軌道Ｓｔに基づき、出力装置を制御するための車両制御値Ｃｖｈを生成して出力装置の各構成に出力する（ステップＳ９）。これにより、車両制御装置１０は、自車１１の停止制御を実施して、車両停止位置Ｐｓに自車１１を停止させることができる。

［短期軌道生成部の減速モードを変更する構成］
また、図２に示す短期軌道生成部７３も、基本的には中期軌道生成部７２と同様に構成され、同様の処理フローを行うことにより、中期軌道Ｍｔよりも短い距離（短期間）の短期軌道Ｓｔを生成する。図８に示すように、短期軌道生成部７３は、縦方向入力モード設定部９０、縦方向パターン生成部９１、横方向パターン生成部９２、軌道候補生成部９３、軌道評価部９４、出力軌道生成部９５及び過去軌道記憶部９６、目標速度生成部９７を有する。過去軌道記憶部９６は、過去に算出された短期軌道Ｓｔ（少なくとも前回の演算で出力した短期軌道Ｓｔを含む）を記憶する。また、短期軌道生成部７３には、局所環境マップ情報Ｉｅｍ、自車状態情報Ｉｖｈの他に、長期軌道Ｌｔ及び中期軌道Ｍｔが入力される。

そして、停止制御では、上述した中期停止軌道の間を補間する、又は中期停止軌道を補正するように、縦方向パターン生成部９１により短期停止軌道を複数生成する。縦方向パターン生成部９１は、縦方向入力モード設定部９０により設定された幾つかの状況下に応じて、異なる軌道を生成する。この構成については後述する。一方、軌道候補生成部９３では、縦方向パターン生成部９１の縦方向パターン及び横方向パターン生成部９２の横方向パターンに基づき、複数の軌道候補（停止制御では短期停止軌道）を生成する。

そして、短期軌道生成部７３では、軌道候補生成部９３が生成した軌道候補を評価する速度情報を生成するために、目標速度生成部９７が設けられる。すなわち、短期軌道Ｓｔは、自車１１の制御にダイレクトに反映される軌道であり、目標速度生成部９７の速度情報に基づき評価がなされて設定されることで、自車１１を精度よく速度調整可能とする。

そして、目標速度生成部９７は、中期軌道生成部７２と同様に、停止制御時において信頼度Ｒｅに応じて、車両停止位置Ｐｓに自車１１を停止させるための速度情報（予備減速度、通常減速度）を適宜生成する。このため、目標速度生成部９７の内部には、減速パターン判定部９８、予備減速生成部９９及び通常減速生成部１００を含む停止軌道生成部１０１が構築される。

目標速度生成部９７の減速パターン判定部９８は、信頼度Ｒｅに基づき予備減速生成部９９と通常減速生成部１００の動作を判定する。予備減速生成部９９は、残距離算出部１０１ａが算出した残距離Ｄｓと、目標速度テーブル記憶部９９ａに記憶されている目標速度テーブルＴｖとに基づき、図５に示すような予備減速度を算出する。一方、通常減速生成部１００は、残距離Ｄｓ及び車速Ｖｅから車両停止位置Ｐｓに停止するための通常減速度（予備減速生成部９９が設定する目標速度よりも細かく変化する減速度）を生成する。軌道評価部９４では、停止制御時に、予備減速度及び通常減速度のいずれか一方が入力され、入力された減速度に合う軌道候補を評価して、短期停止軌道（予備短期停止軌道、通常短期停止軌道）を設定する。

そして、短期軌道生成部７３では、中期軌道生成部７２と異なる機能として、縦方向パターンの生成時に、自車状態情報Ｉｖｈ（基本的には車速Ｖｅ）から実際の停止位置を予測し、その予測結果に基づき減速モードを変えるように構成されている。そのため、縦方向パターン生成部９１の上流側に、幾つかの減速モードの中から１つの減速モードを選択する縦方向入力モード設定部９０が設けられている。

自車１１の状態に基づく実際の停止位置の予測では、以下の第１〜第３状況に区分けしてどの状況に当てはまるかを予測する。
第１状況：自車１１が車両停止位置Ｐｓを越えて停止する
第２状況：自車１１が車両停止位置Ｐｓを越えず且つある程度離れた位置で停止する
第３状況：自車１１が車両停止位置Ｐｓを越えず且つ車両停止位置Ｐｓ付近で停止する

図９Ａに示すように、第１状況は、現在の車速Ｖｅに応じて停止軌道をそのまま継続的に生成して自車１１を制御しても、検出した車両停止位置Ｐｓを越える停止予測位置Ｐｐで停止する状態と言い得る。仮に、この停止予測位置Ｐｐで自車１１が停止した場合には、交通参加者の通行の邪魔になる、或いは交通参加者に接触する可能性が高まる等の不都合が生じる。

そのため、第１状況を予測すると、短期軌道生成部７３は、第１減速モードを設定して、この第１減速モードに基づき自車１１の減速の度合を強めるような短期停止軌道を生成する。減速の度合を強めるとは、車速Ｖｅが含む減速度の変化をより大きくする、換言すれば加加速度（ジャーク）を低下させることに相当する。

これにより、短期停止軌道は、車速Ｖｅがより急峻に低下するように点列の間隔が詰まることになる。図９Ｂに示すように、停止予測位置Ｐｐの変化を仮想的に示すと、停止予測位置Ｐｐ’が車両停止位置Ｐｓの近くに後退する補正がなされることになる。車両制御部１１０は、この補正された短期停止軌道（目標速度）を直接受信して、自車１１の制動制御に直ちに反映することで、車両停止位置Ｐｓに合わせて自車１１を停止させる。

図１０Ａに示すように、第２状況は、現在の車速Ｖｅに応じて停止軌道をそのまま継続的に生成して自車１１を制御しても、検出した車両停止位置Ｐｓに対しある程度手前の位置で停止する状態と言い得る。仮に、この停止予測位置Ｐｐで自車１１が停止した場合には、自車１１が停止線から離れた位置にあるため、走行路全体としての円滑な運行に影響を及ぼすことになる。

そのため、第２状況を予測すると、短期軌道生成部７３は、第２減速モードを設定して、この第２減速モードに基づき自車１１の減速の度合を弱めるような短期停止軌道を生成する。減速の度合を弱めるとは、車速Ｖｅが含む減速度の変化をより小さくする、換言すれば加加速度（ジャーク）を増加させることに相当する。これにより、短期停止軌道は、車速Ｖｅが緩やかに低下するように点列の間隔が広がる補正がなされる。よって図１０Ｂに示すように、停止予測位置Ｐｐの変化を仮想的に示すと、停止予測位置Ｐｐ’が車両停止位置Ｐｓの近くに前進する補正がなされることになる。

図１１Ａに示すように、第３状況は、現在の車速Ｖｅに応じて停止軌道をそのまま継続的に生成して自車１１を制御すると、検出した車両停止位置Ｐｓを越えず、しかも車両停止位置Ｐｓ付近で停止する状態と言い得る。

この第３状況を予測すると、短期軌道生成部７３は、第３減速モードを設定して、この第３減速モードに基づき車両停止位置Ｐｓで自車１１の減速の度合をなくすような短期停止軌道を生成する。車両停止位置Ｐｓで減速の度合をなくすとは、自車１１が停止する位置で加速度の変化がない、つまり加加速度（ジャーク）を０に収束させることに相当する。これにより、自車１１に搭乗している乗員は、自車１１の停止時に加速度を感じることがなくなる（又は低減される）。図１１Ｂに示すように、停止予測位置Ｐｐの変化を仮想的に示すと、短期停止軌道は車両停止位置Ｐｓでちょうど車速、加速度、加加速度が０となる補正がなされることになる。

以上の制御を行うため、図１２に示すように、短期軌道生成部７３の縦方向入力モード設定部９０は、自車状態情報Ｉｖｈから車両停止位置Ｐｓに対して自車１１がどの位置で停止するかを予測する予測部１２１を有する。また縦方向パターン生成部９１は、加加速度パターン生成部１２２、加速度パターン生成部１２３及び速度パターン生成部１２４を内部に有する。

予測部１２１は、現在の短期停止軌道で自車１１が停止する停止予測位置Ｐｐについて、自車状態情報Ｉｖｈ（車速）と外界認識情報Ｉｐｒ（自車１１の現在位置）とに基づき停止予測距離Ｄｐとして算出する。さらに、現在位置から車両停止位置Ｐｓまでの残距離Ｄｓに対し、算出した停止予測距離Ｄｐを減じて相対距離Ｄ１を算出する（図９Ａ、図１０Ａ及び図１１Ａ参照）。そして、この相対距離Ｄ１に基づき、上述した第１〜第３状況のいずれに当てはまるかを判別する。

詳細には、相対距離Ｄ１＜０ｍであれば、自車１１が車両停止位置Ｐｓを越えて停止する第１状況を判別する。相対距離Ｄ１＞０．５ｍ（判定閾値）であれば、自車１１が車両停止位置Ｐｓの０．５ｍよりも手前で停止する第２状況を判別する。０≦相対距離Ｄ１≦０．５ｍであれば、自車１１が車両停止位置Ｐｓ付近で車両停止位置Ｐｓを越えずに停止する第３状況を判別する。そして、縦方向入力モード設定部９０は、予測部１２１の第１〜第３状況の判別に応じて第１〜第３減速モードを設定し、縦方向パターン生成部９１の加加速度パターン生成部１２２に送信する。

加加速度パターン生成部１２２は、第１〜第３減速モードのいずれかの入力に基づき、加加速度パターン（以下、ジャーク値ｊという）を加速度パターン生成部１２３に出力する。第１減速モードでは、加加速度が０以下且つマイナスのジャーク限界値以上の間のジャーク値ｊを１以上設定する。マイナスのジャーク限界値は、例えば車両ダイナミクス（自車１１の挙動が安定化する車両制御値Ｃｖｈ）が考慮されて予め規定される。

第２減速モードでは、加加速度が目標ジャーク値Ｊｔ以上且つプラスのジャーク限界値以下の間のジャーク値ｊを１以上設定する。目標ジャーク値Ｊｔは、例えば、最新の自車状態情報Ｉｖｈに含まれる車速Ｖｅ、加速度ａ₀に基づき以下の式（１）で算出され、プラスのジャーク限界値は、マイナスのジャーク限界値と同様に車両ダイナミクスが考慮された値として予め規定される。
Ｊｔ＝加速度ａ₀ ²／２Ｖｅ …（１）

一方、第３減速モードは、車両停止位置Ｐｓにおいて速度、加速度、加加速度を０に収束させるジャーク値ｊを調整するモードである。この場合、既に車両停止位置Ｐｓを越えず且つ０．５ｍ内に自車１１が停止することが推定されているので、第３減速モードでは、目標ジャーク値Ｊｔに略一致するジャーク値ｊを１上設定して、通常短期停止軌道を微量に補正する。これにより、車両停止位置Ｐｓに対して０．５ｍの精度で加速度を感じさせない完全停止の軌道生成が可能となる。

縦方向パターン生成部９１の加速度パターン生成部１２３は、加加速度パターン生成部１２２から入力されるジャーク値ｊと、自車状態情報Ｉｖｈに基づき加速度パターンを生成する。加速度パターンは、ジャーク値ｊを積分することにより簡単に生成され、自車状態情報Ｉｖｈは例えば積分定数を算出するために用いられる。

縦方向パターン生成部９１の速度パターン生成部１２４は、加速度パターン生成部１２３から入力される加速度パターンと、自車状態情報Ｉｖｈに基づき速度パターンを生成する。速度パターンは、加速度パターンを積分することにより簡単に生成され、自車状態情報Ｉｖｈは例えば積分定数を算出するために用いられる。そして、速度パターン生成部１２４は、算出した速度パターン（縦方向パターン）を軌道候補生成部９３に出力する。

［減速モードを変更する処理フロー］
以下、上記の短期軌道生成部７３の処理フローについて、図１３を参照して説明する。短期軌道生成部７３は、自車１１が車両停止位置Ｐｓにある程度近づくと、通常短期停止軌道を生成する減速内容を適切に変更して、車両停止位置Ｐｓに合わせて自車１１を安定的且つ快適に停止させる制御を行う。具体的には、短期軌道生成部７３は、局所環境マップ情報Ｉｅｍの情報に基づき走行路上に停止しなければならない車両停止位置Ｐｓ（停止線、信号機等）があるか否かを判定する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１にて車両停止位置Ｐｓを検出しない場合、縦方向入力モード設定部９０は、自車１１を通常に走行（停止制御以外の走行）させるための通常入力モードを設定する（ステップＳ２２）。この通常入力モードの設定に基づき、縦方向パターン生成部９１の加加速度パターン生成部１２２が、自車１１の上限内のジャーク値を設定する（ステップＳ２３）。上限内のジャーク値とは、自車１１の加速度を急激に上げる又は下げることがない範囲で、自車１１を速度調整するジャーク値である。

一方、ステップＳ２１にて車両停止位置Ｐｓを検出した場合、縦方向入力モード設定部９０（予測部１２１）は、車速Ｖｅに基づき停止予測距離Ｄｐを算出し、残距離Ｄｓから停止予測距離Ｄｐを減算して相対距離Ｄ１を算出する（ステップＳ２４）。

そして、縦方向入力モード設定部９０は、算出した相対距離Ｄ１が０以上か否かを判定し（ステップＳ２５）、０より小さい場合に第１減速モードを設定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６で第１減速モードが設定されると、加加速度パターン生成部１２２は、自車１１の減速の度合を強めるため、０以下且つマイナスのジャーク限界値以上の間のジャーク値ｊを設定する（ステップＳ２７）。

一方、ステップＳ２５で相対距離Ｄ１がプラスの場合は、さらに相対距離Ｄ１が判定閾値（本実施形態では０．５ｍ）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２８）。そして、相対距離Ｄ１が判定閾値よりも大きければ、第２減速モードを設定し（ステップＳ２９）、相対距離Ｄ１が判定閾値以下であれば第３減速モードを設定する（ステップＳ３１）。

ステップＳ２９で第２減速モードが設定されると、加加速度パターン生成部１２２は、目標ジャーク値Ｊｔ以上且つプラスのジャーク限界値以下の間のジャーク値ｊを設定する（ステップＳ３０）。ステップＳ３１で第３減速モードが設定されると、加加速度パターン生成部１２２は、目標ジャーク値Ｊｔに略一致するジャーク値ｊを１上設定する（ステップＳ３２）。

そして、ステップＳ２３、Ｓ２７、Ｓ３０、Ｓ３２で設定されたジャーク値ｊは、加速度パターン生成部１２３に出力されて、加速度パターン生成部１２３では加速度パターンが生成される（ステップＳ３３）。さらに加速度パターン生成部１２３で生成された加速度パターンは、速度パターン生成部１２４に出力されて、速度パターン生成部１２４では速度パターンが生成される（ステップＳ３４）。そしてこの速度パターンが、縦方向パターンとして軌道候補生成部９３に出力される。

これにより、短期軌道生成部７３は、車両停止位置Ｐｓに対し自車１１をより安定的に停止させることが可能な短期停止軌道を出力することが可能となる。車両制御部１１０は、この短期停止軌道に基づき車両制御値Ｃｖｈを生成して出力装置を各々駆動させる。例えば、縦方向入力モード設定部９０において第３減速モードが設定されていれば、車両停止位置Ｐｓで乗員に加速度を感じさせずに停止することができる。

以上のように、本実施形態に係る車両制御装置１０は、停止軌道生成部８９の予備減速軌道生成部８７又は停止軌道生成部１０１の予備減速生成部９９により、目標速度テーブルＴｖを用いて残距離Ｄｓに応じた停止軌道を設定する。これにより停止制御時には、車両停止位置Ｐｓの検出状態に関わらず、残距離Ｄｓに応じた目標速度に沿うように自車１１を減速させることができる。従って、車両停止位置Ｐｓが精度良く検出された段階で、自車１１の車速が充分低下した状態となり、車両制御装置１０は、車両停止位置Ｐｓに自車１１をより安定的且つ良好に停止させることが可能となる。

この場合、中期軌道生成部７２及び短期軌道生成部７３は、外界認識結果Ｉｐが信頼できない場合に、予備減速軌道生成部８７及び予備減速生成部９９により残距離Ｄｓに応じて予備中期停止軌道及び予備減速度を生成する。これにより車両制御装置１０は自車１１を予備減速させることができる。そして、車両制御装置１０は、外界センサ１４、ナビゲーション装置１６、通信装置２０等の種類に基づき適切な信頼度Ｒｅを付与することができる。よって、信頼度Ｒｅに基づき予備減速軌道生成部８７と通常減速軌道生成部８８の動作、予備減速生成部９９と通常減速生成部１００の動作を良好に選択することが可能となる。さらに、車両制御装置１０は、道路状態、外界状況又は装置状態の要因からも、外界認識情報Ｉｐｒに適切な信頼度Ｒｅを付与することができる。

また、中期軌道生成部７２及び短期軌道生成部７３は、記憶装置４０に記憶された目標速度テーブルＴｖを参照することで、残距離Ｄｓに応じた停止軌道を簡単に設定することができる。また目標速度テーブルＴｖが目標速度を残距離Ｄｓに応じて階段状に設定していることで、車両停止位置Ｐｓに誤差が含まれていても、誤差を包含及び許容するように目標速度を設定することができる。さらに、車両制御装置１０は、目標速度テーブルＴｖの目標速度について、残距離Ｄｓが所定範囲毎に短くなるに連れて均等的に低下していることで、自車１１をより滑らかに減速させることができる。

また、本実施形態に係る車両制御装置１０は、短期軌道生成部７３により停止予測位置Ｐｐが車両停止位置Ｐｓを越えると予測した場合に自車１１の減速の度合を強めるように短期停止軌道を補正する。これにより車両停止位置Ｐｓに対しより近づくように自車１１を減速させることができる。その一方で、車両制御装置１０は、停止予測位置Ｐｐが車両停止位置Ｐｓよりも手前であると予測した場合に、自車１１の減速の度合を弱めるように短期停止軌道を補正することで、車両停止位置Ｐｓに対し、より近づくように自車１１を減速させることもできる。

この場合、縦方向パターン生成部９１は、短期停止軌道の生成（補正）において、自車１１のジャーク値ｊ（減速度の変化率）を設定することで、ジャーク値ｊから積分を繰り返すことで、短期停止軌道を簡単に生成することができる。また、相対距離Ｄ１が判定閾値以下の場合に、車両停止位置Ｐｓで自車１１の減速度を０とするように目標速度を補正することで、車両停止位置Ｐｓで自車１１にかかる加速度がなくなる。従って、乗員が加重（加速度）を感じず、乗り心地が向上すると共に、車両停止位置Ｐｓに対し自車１１が動いて実際の停止位置がずれる不都合を防止することができる。

つまり、車両制御装置１０は、第１〜第３状況に応じて自車１１の減速モードを変更することで、乗員の乗り心地を向上させることが可能となる。また車両停止位置Ｐｓに自車１１をより精度良く完全停止させて、車両停止位置Ｐｓの検出の誤差等を可及的に低減することができる。

なお、本実施形態に係る車両制御装置１０は、上記の構成に限定されず、種々の応用例及び変形例をとり得る。例えば、車両制御装置１０は、短期軌道生成部７３（縦方向パターン生成部９１）の短期停止軌道の生成時に局所環境マップ情報Ｉｅｍに含まれる車両停止位置Ｐｓの種類に応じて、補正の実施又は非実施の選択、或いは補正量を異ならせる構成でもよい。

例えば、図１４Ａに示すように、車両停止位置Ｐｓの対象物としては、信号機が併設された信号停止線、一時停止線、前方車両等があげられる。この場合、局所環境マップ生成部５４は、局所環境マップ情報Ｉｅｍとして信号停止線、一時停止線、前方車両の情報を含むように統括制御部７０を介して短期軌道生成部７３に出力する。

一方、短期軌道生成部７３の縦方向入力モード設定部９０は、局所環境マップ情報Ｉｅｍに含まれる停止対象物の情報に基づき、減速モードの変更（補正の実施）を実施するか否かを判定する。例えば、車両停止位置Ｐｓが信号停止線や一時停止線の場合には、第１〜第３減速モードを選択する（補正を実施する）ことで、信号停止線や一時停止線に合わせて自車１１を良好に停止させることができる。

また例えば、車両停止位置Ｐｓが前方車両の場合には補正を行わないことで、前方車両に対応した走行を容易に行うことができる。さらに例えば、信号停止線よりも一時停止線の補正量を少なくすることで、自車１１の停止後に一時停止線からスムーズに発進させること等も可能となる。以上のように、信号停止線、一時停止線、前方車両の情報に基づき目標速度の補正の実施又は非実施を選択、或いは補正量を異ならせることで、交通状況に応じて自車１１をより快適に停止制御することが可能となる。

或いは、車両制御装置１０は、短期軌道生成部７３（縦方向パターン生成部９１）の短期停止軌道の生成時に、図１４Ｂに示すように、局所環境マップ情報Ｉｅｍの信頼度Ｒｅに基づき補正の実施又は非実施を選択する構成でもよい。すなわち、信頼度Ｒｅが低い（信頼度フラグが０の）場合に、補正を行わないことで、誤差があると推測される車両停止位置Ｐｓに合わせて、自車１１を停止させることを抑制することができる。

また、信頼度Ｒｅが高い（信頼度フラグが１の）場合に、第１〜第３減速モードを選択する（補正を実施する）ことで、車両停止位置Ｐｓに自車１１を精度よく停止させることができる。

本発明は、上記の実施形態に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において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。例えば、車両制御装置１０は、速度制御のみを行う運転支援、或いはドライバが手動運転を行い、車載装置であるモニタ、スピーカ等から目標車速や目標操舵位置を案内する運転支援等を行う場合にも適用することができる。一例として、目標車速を案内する運転支援では、車両停止位置Ｐｓまでの残距離Ｄｓ毎に目標車速の減速表示を行うことで、ドライバに適切な減速を促すことができる。

Claims (6)

1. 自車（１１）の進行方向前方に存在する車両停止位置を検出する車両停止位置検出部（１４、１６、２０）と、
   前記自車（１１）から、検出された前記車両停止位置までの残距離を算出する残距離算出部（８９ａ、１０１ａ）と、
   予め規定された設定方法を用いて、算出された前記残距離に応じて前記自車（１１）を減速するための目標速度を設定する目標速度設定部（７２、７３）と、
   前記自車（１１）の車速を検出する車速検出部（１８）と、
   前記車両停止位置検出部（１４、１６、２０）が検出した前記車両停止位置、又は前記残距離算出部（８９ａ、１０１ａ）が算出した前記残距離に関わる情報が信頼できるか否かを判定する信頼度判定部（８６、９８）と、を備え、
   前記目標速度設定部（７２、７３）は、前記情報が信頼できないと判定された場合に、前記設定方法により前記残距離に応じた目標速度を設定する予備減速設定部（８７、９９）と、前記情報が信頼できると判定された場合に、前記残距離と前記車速とに基づき前記予備減速設定部（８７、９９）が設定する目標速度よりも細かく変化する目標速度を設定する通常減速設定部（８８、１００）と、を有する
   ことを特徴とする車両制御装置（１０）。
2. 請求項１記載の車両制御装置（１０）において、
   前記予備減速設定部（８７、９９）は、前記目標速度よりも前記車速が速い場合には前記目標速度を出力することにより前記自車（１１）の減速を促す一方で、前記車速が前記目標速度以下の場合には前記自車（１１）の加速を促さない
   ことを特徴とする車両制御装置（１０）。
3. 請求項１又は２記載の車両制御装置（１０）において、
   前記信頼度判定部（８６、９８）は、前記車両停止位置又は前記残距離に関わる情報として数値化された信頼度に基づき、前記情報が信頼できるか否かを判定し、
   前記信頼度は、前記車両停止位置検出部（１４、１６、２０）を構成する複数種類の装置毎に設定される
   ことを特徴とする車両制御装置（１０）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
   前記信頼度判定部（８６、９８）は、前記車両停止位置又は前記残距離に関わる情報として数値化された信頼度に基づき、前記情報が信頼できるか否かを判定し、
   前記信頼度は、前記車両停止位置検出部（１４、１６、２０）が検出した検出情報が処理されて該信頼度に影響を及ぼす前記自車（１１）の外界の要因又は前記自車（１１）自体の要因に応じて設定される
   ことを特徴とする車両制御装置（１０）。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
   前記残距離が短くなるに連れて前記目標速度が階段状に低下する目標速度テーブル（Ｔｖ）が記憶された記憶部（８７ａ、９９ａ）を備え、
   前記目標速度設定部（７２、７３）は、前記予め規定された設定方法として、前記目標速度テーブル（Ｔｖ）を参照して前記残距離に応じた前記目標速度を設定する
   ことを特徴とする車両制御装置（１０）。
6. 請求項５記載の車両制御装置（１０）において、
   前記目標速度テーブル（Ｔｖ）は、前記残距離を所定範囲毎に複数区分けし、且つ前記所定範囲毎に短くなるに連れて前記目標速度が均等的に低下している
   ことを特徴とする車両制御装置（１０）。
   

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