JP6637193B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動運転（自動運転支援を含む）が可能な車両に適用して好適な車両制御装置に関する。

特許５３０６９３４号公報（以下、ＪＰ５３０６９３４Ｂという。）には、複数の行動目的を生成するために、演算周期の長短に応じて階層化された複数のモジュール（行動目的生成モジュールという。）を備え、該複数の行動目的生成モジュールの演算結果により制御モジュールを通じて制御対象を制御する制御システムが開示されている。この制御システムによる具体的な制御対象は、脚式ロボットである。

このＪＰ５３０６９３４Ｂは、演算周期に応じて３つの階層に分割された行動目的生成モジュールを有し、最も演算周期の長い行動目的生成モジュールが、前記ロボットを目標位置まで移動させることを担当し、演算周期が中間の行動目的生成モジュールが、前記ロボットに物体との接触を回避させることを担当し、演算周期が短い行動目的生成モジュールが、前記ロボットの姿勢を安定化させることを担当している。

この階層化された制御システムでは、演算周期が長い行動目的生成モジュールによる評価結果よりも演算周期が短い行動目的生成モジュールによる評価結果を優先的に反映させた形で前記制御対象の動作を制御するように構成されている（ＪＰ５３０６９３４Ｂの請求項１）。

ところで、自動運転（自動運転支援を含む）が可能な車両では、認識された直近の走行環境に対する適応性・応答性を満足させながら道路を走行して目標位置に到達することは勿論のこと、前記目標位置に到達するまでの乗員の快適性、乗り心地、例えば、模範的なドライバが運転するのと同様の車両の挙動変化の円滑性が重視される。

しかしながら、ＪＰ５３０６９３４Ｂでは、脚式ロボットであること等を原因として、演算周期が短い行動目的生成モジュールによる評価結果を優先的に反映させた形で前記脚式ロボットの動作を時々刻々制御し、目標位置まで到達するように構成されているので、制御対象の挙動変化の円滑性（乗員の乗り心地の快適性）を向上させる点については改良の余地がある。

この発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、自動運転車両（自動運転支援車両も含む。）の軌道生成処理に的確に適用し得る車両制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る車両制御装置は、自動運転可能な車両を制御する車両制御装置であって、演算周期が相対的に長い長周期で長期軌道を生成する長期軌道生成部と、前記長周期より短い短周期で短期軌道を生成する短期軌道生成部と、自動運転をオン状態に設定する自動運転オン設定部と、これらを制御する統括制御部と、を備え、前記統括制御部は、前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されているときには、前記長期軌道生成部及び前記短期軌道生成部のうち、少なくとも前記短期軌道生成部により生成される短期軌道に基づき、前記車両を制御し、前記自動運転がオン状態に設定されていないときには、前記短期軌道生成部による前記短期軌道の生成を継続する。

この発明では、自動運転オン設定部により自動運転がオン状態に設定されていないときに、自動運転開始タイミングに備えて短期軌道の生成を継続している。このため、自動運転オン設定部により自動運転がオン状態に設定されたとき、このオン状態時に、自動運転開始タイミングに備えて継続して生成されていた前記短期軌道に基づき車両を自動運転制御することができる。また、オン状態でないときには乗り心地・快適性を重視して軌道を生成する長期軌道生成部を停止させることができるので、処理内容が無駄になることを防止できる。

この場合、自車周辺の外界認識情報を受信する認識結果受信部と、前記外界認識情報を受けて、自車周辺状況を示す情報を生成する環境マップ生成部を備え、前記環境マップ生成部により生成された前記自車周辺状況を示す情報が前記短期軌道生成部に連続的に入力されているように構成することが好ましい。

このように構成すれば、短期軌道生成部に、自車周辺状況を示す情報が連続的に入力されているので、自動運転オン設定部により自動運転がオン状態に設定されたとき、前記自車周辺状況を示す情報に即した短期軌道による車両の制御（自動運転）を瞬時に開始することができる。

また、前記自車周辺状況を示す情報は、前記短周期に同期し、且つ前記短周期未満の時間で生成されることが好ましい。

自車周辺状況を示す情報を用いて生成される短期軌道の生成周期である短周期より短い時間で、かつ該短周期に同期して前記自車周辺状況を連続的に生成するようにしたので、前記短周期での短期軌道の生成を担保することができる。

さらに、前記短期軌道生成部と、前記環境マップ生成部とは、情報を更新生成した際に計数値が更新される計数器をそれぞれ備え、前記統括制御部は、前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されたとき、各前記計数器の各計数値が更新されているか否かを判定し、更新されているときに、前記長期軌道生成部及び前記短期軌道生成部のうち、少なくとも前記短期軌道生成部により生成される前記短期軌道に基づき、前記車両を制御するように構成することが好ましい。

このように、各計数器の各計数値が更新されているときに、長期軌道生成部及び短期軌道生成部のうち、少なくとも短期軌道生成部により生成される短期軌道に基づき、前記車両を制御するようにしたので、生成された短期軌道の信頼性がより一層確保される。

さらにまた、前記統括制御部により、自動運転を開始してもよい状況であると判断されたときに自動運転が可能であると報知する自動運転可能報知部と、前記短期軌道生成部と、前記環境マップ情報生成部とは、情報生成を更新した際に計数値が更新される計数器をそれぞれ備え、前記統括制御部は、前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されたとき、前記計数器の計数値が更新されているか否かを判定し、更新されているときに、前記自動運転可能報知部を通じて、自動運転が可能であることを報知し、その後に、再度、前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されたとき、前記長期軌道生成部及び前記短期軌道生成部のうち、少なくとも該短期軌道生成部により生成される前記短期軌道に基づき、前記車両を制御することが好ましい。

このように制御することで、信頼度が高く生成された短期軌道で自動運転を開始することが可能となり、且つドライバの自動運転意思をより確実に確認することができる。

なお、前記長期軌道生成部は、該長期軌道生成部の他に、前記短周期より長く前記長周期より短い中周期で相対的に中期な中期軌道を生成する中期軌道生成部に分割されていてもよい。

この場合は、自動運転を行う際、まず、演算周期の最も短い短期軌道生成部により生成した短期軌道で車両を制御し、次に、演算周期が次に短い中期軌道生成部により生成した中期軌道を参照した短期軌道で車両を制御し、次いで、演算周期が最も長い長期軌道生成部により生成された長期軌道を参照して生成された中期軌道を参照した短期軌道で車両を制御するようにしたので、直ちに自動運転を開始でき、且つ徐々に（段階的に）、乗り心地（快適性）等を考慮した自動運転に移行することができる。

この発明に係る車両制御装置における軌道生成方法は、自動運転可能な車両を制御する車両制御装置における軌道生成方法であって、前記車両制御装置は、自車周辺の外界認識情報を受信する認識結果受信部と、前記外界認識情報を受けて、自車周辺状況を示す情報としての環境マップを生成する環境マップ生成部と、前記環境マップが入力され、該環境マップに基づき軌道を生成する軌道生成部と、自動運転をオン状態に設定する自動運転オン設定部と、を備え、自動運転オン設定部がオン状態に設定されているか否かを判定するステップと、前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されているときには、前記軌道生成部により生成される前記軌道に基づき、前記車両を制御するステップと、前記自動運転がオン状態に設定されていないときには、前記車両を制御しないが、前記軌道生成部による前記軌道の生成を行うステップと、を有する。

この方法発明によれば、自動運転オン直後の時点から該時点以前から生成されている軌道に基づく自動運転を開始することができる。

この方法発明に対応する装置発明もこの発明に含まれる。

この実施形態に係る車両制御装置が搭載された車両の概略構成ブロック図である。 図１中、要部の構成を抜き出したブロック図である。 局所環境マップの例示図である。 車両制御装置の動作説明に供されるフローチャートである。 この実施形態に係る車両制御装置の自動運転開始近傍の動作説明に供されるタイムチャートである。 この実施形態に係る車両制御装置の動作説明に供されるタイムチャートである。 比較例に係る車両制御装置の自動運転開始近傍の動作説明に供されるタイムチャートである。 変形例２に係る車両制御装置の軌道生成方法等の動作説明に供されるタイムチャートである。

以下、この発明に係る車両制御装置について、この車両制御装置が搭載された車両との関係において、好適な実施形態を挙げ添付の図面を参照しながら説明する。

［車両１０の構成］
図１は、この実施形態に係る車両制御装置１２が搭載された車両（自車又は自車両ともいう。）１０の概略構成を示すブロック図である。

車両１０は、車両制御装置１２を含み、該車両制御装置１２の他、該車両制御装置１２にそれぞれ通信線を介して接続される入力装置と出力装置とを備える。

前記入力装置として、外界センサ１４と、ナビゲーション装置１６と、車両センサ１８と、通信装置２０と、自動運転スイッチ（自動運転ＳＷ）２２と、操作デバイス２４に接続された操作検出センサ２６と、を備える。

前記出力装置として、図示しない車輪を駆動する駆動力装置２８と、前記車輪を操舵する操舵装置３０と、前記車輪を制動する制動装置３２と、を備える。なお、ナビゲーション装置１６や通信装置２０は、入出力装置（ヒューマンインタフェース、送受信機）として利用することもできる。

［車両制御装置１２に接続される入出力装置の構成］
外界センサ１４は、車両１０の外界（前方、後方、側方等の周囲３６０゜）情報を取得する複数のカメラ３３と複数のレーダ３４とを備え、取得した車両１０の外界情報を車両制御装置１２に出力する。外界センサ１４は、さらに、複数のＬＩＤＡＲ（光検出と測距）を備えてもよい。

ナビゲーション装置１６は、衛星測位装置等を用いて車両１０の現在位置を検出・特定するとともに、ユーザインタフェースとして、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイクを有し、現在位置又はユーザが指定した位置から指定した目的地までの経路を算出し、車両制御装置１２に出力する。ナビゲーション装置１６により算出された経路は、経路情報として記憶装置４０の経路情報記憶部４４に記憶される。

車両センサ１８は、車両１０の速度（車速）を検出する速度（車速）センサ、加速度を検出する加速度センサ、横Ｇを検出する横Ｇセンサ、車両１０の垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両１０の向きを検出する方位センサ、車両１０の勾配を検出する勾配センサ等を含め、各検出信号を車両制御装置１２に出力する。これらの検出信号は、後述する演算周期Ｔｏｃ毎に自車状態情報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、路側機、他車、及びサーバ等と通信し、信号機等に係わる情報、他車に係わる情報、及びプローブ情報・更新地図情報等を受信しあるいは送信する。なお、地図情報は、ナビゲーション装置１６に記憶される他、地図情報として記憶装置４０の地図情報記憶部４２にも記憶される。

操作デバイス２４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を含む。操作デバイス２４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部１１０に出力する。

自動運転スイッチ（自動運転オン設定部）２２は、例えば、インストルメントパネルに設けられ、ドライバ等のユーザが、非自動運転モード（手動運転モード）と自動運転モードを切り替えるためにマニュアル（手動）操作される押しボタンスイッチである。

この実施形態では、押される度に、自動運転モードと非自動運転モードが切り替わるように設定されているが、ドライバの自動運転意思確認の確実化のために、例えば、２度押しで非自動運転モードから自動運転モードに切り替わり、１度押しで自動運転モードから非自動運転モードに切り替わるように設定することもできる。

自動運転モードは、ドライバが、アクセルペダルやステアリングホイールやブレーキペダル等の操作デバイス２４の操作を行わない状態で車両１０が車両制御装置１２の制御下に走行する運転モードであり、車両制御装置１２が、行動計画（後述する短期軌道Ｓｔ、中期軌道Ｍｔ、及び長期軌道Ｌｔ）に基づいて、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２の一部又は全部を制御する運転モードである。

なお、自動運転モード中に、ドライバが、アクセルペダルやステアリングホイールやブレーキペダル等の操作デバイス２４の操作を開始した場合には、自動運転モードは自動的に解除され、非自動運転モード（手動運転モード）に切り替わる。

ここで、手動運転モードにおいても、公知のＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）機能やＬＫＡＳ（Lane Keep Assist System）機能等、一定の運転支援機能を実施することができる。

また、前記した自動運転スイッチ２２は、タッチ式でもよく、音声入力方式等にしてもよい。

駆動力装置２８は、駆動力ＥＣＵとエンジン及び／又は駆動モータ等の車両１０の駆動源とから構成される。駆動力装置２８は、車両制御部１１０から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って車両１０が走行するための走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介し、あるいは直接に車輪に伝達する。

操舵装置３０は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）ＥＣＵと、ＥＰＳ装置とから構成される。操舵装置３０は、車両制御部１１０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、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。

制動装置３２は、車両制御部１１０から入力される車両制御値Ｃｖｈ情報に従って車輪を制動する。

なお、車両１０の操舵は、左右車輪に対するトルク配分や制動力配分を変更することでも可能である。

［車両制御装置１２の構成］
車両制御装置１２は、１又は複数のＥＣＵ（電子制御ユニット）により構成され、各種機能実現部の他、記憶装置４０等を備える。なお、機能実現部は、この実施形態では、ＣＰＵ（中央処理ユニット）が記憶装置４０に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現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することもできる。

図２は、この実施形態に係る車両制御装置１２の要部の構成を図１から抜き出して示すブロック図である。

車両制御装置１２は、記憶装置４０（図１）及び機能実現部（機能実現モジュール）としての車両制御部１１０の他に、外界認識部５１と、認識結果受信部５２と、局所環境マップ生成部５４と、長期軌道生成部７１と、中期軌道生成部７２と、短期軌道生成部７３と、これらを統括制御するとともに、タスク同期を制御する統括制御部（タスク同期モジュール）７０と、から構成される。

ここで、認識結果受信部５２、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には、それぞれの演算周期での処理毎に更新される計数器としての更新カウンタ１５２、１５４、１７１、１７２、１７３が設けられている。

なお、この実施形態では、認識結果受信部５２、局所環境マップ生成部５４、短期軌道生成部７３の演算周期は、統括制御部７０と同じ演算周期Ｔｏｃとされ、中期軌道生成部７２は、その３倍の演算周期３×Ｔｏｃ、長期軌道生成部７１は、９倍の演算周期９×Ｔｏｃとしているが、適宜、調整・変更することができる。

なお、演算周期Ｔｏｃは、車両制御装置１２における基準の演算周期であり、例えば、数１０ｍｓ程度の値に設定されている。

各更新カウンタ１５２、１５４、１７１、１７２、１７３の計数値であるカウント値（更新カウント値）は、統括制御部７０が、認識結果受信部５２、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の各部が正常に動作しているか否かの確認等のために利用する。

更新カウンタ１５２、１５４、１７１、１７２、１７３で更新された各カウント値Ｃｐｒ、Ｃｅｍ、Ｃｌ、Ｃｍ、Ｃｓは、記憶装置４０の更新カウント値記憶部４９（図１）に記憶される。

車両制御装置１２中、外界認識部５１は、静的な（変化しない又は動かない）外界認識情報Ｉｐｒｓと動的な（変化する又は動く可能性がある）外界認識情報Ｉｐｒｄとからなる外界認識情報Ｉｐｒを同時に生成する。

静的な外界認識情報Ｉｐｒｓを生成する際、外界認識部５１は、車両制御部１１０からの自車状態情報Ｉｖｈを参照し、さらに、外界センサ１４中、カメラ３３等からの外界情報（画像情報）に基づき、当該位置での車両１０の両側（右側と左側）のレーンマーク（白線等）を認識するとともに、交差点等の停止線までの距離（停止線まで、あと何ｍの位置にいるか。）、及び走行可能領域（レーンマークは気にせずにガードレールや縁石を除いた平面領域）等を認識し、外界認識情報Ｉｐｒｓとして生成し、認識結果受信部５２に送信（出力）する。

動的な外界認識情報Ｉｐｒｄを生成する際、外界認識部５１は、前記自車状態情報Ｉｖｈを参照し、さらに、カメラ３３等からの外界情報に基づき、障害物（駐停車車両を含む）、交通参加者（人、他車両）、及び信号機の灯色｛青（緑）、黄（オレンジ）、赤｝等を認識し、外界認識情報Ｉｐｒｄとして生成し、認識結果受信部５２に送信（出力）する。

外界認識部５１は、外界認識情報Ｉｐｒ（Ｉｐｒ＝Ｉｐｒｓ＋Ｉｐｒｄ）を演算周期Ｔｏｃ未満の時間で認識し、認識結果受信部５２に送信（出力）する。

この場合、認識結果受信部５２は、統括制御部７０からの演算指令Ａａに応答して、自己の更新カウンタ１５２のカウント値Ｃｐｒを更新し、更新したカウント値Ｃｐｒを外界認識情報Ｉｐｒ（Ｉｐｒ＝Ｉｐｒｓ＋Ｉｐｒｄ）とともに、演算周期Ｔｏｃ内に、統括制御部７０に出力する。

統括制御部７０は、外界認識情報Ｉｐｒ（Ｉｐｒ＝Ｉｐｒｓ＋Ｉｐｒｄ）及びカウント値Ｃｐｒを、記憶装置４０に記憶する。

局所環境マップ生成部５４は、統括制御部７０からの演算指令Ａｂに応答して、自車状態情報Ｉｖｈ及び外界認識情報Ｉｐｒを参照（集約）し、演算周期Ｔｏｃ内に、局所環境マップ情報Ｉｅｍを生成して、更新カウンタ１５４のカウント値Ｃｅｍとともに、統括制御部７０に出力する。

すなわち、制御の開始時には、局所環境マップ情報Ｉｅｍが生成されるまでに、演算周期２×Ｔｏｃを要する。

局所環境マップ情報Ｉｅｍは、概ね、外界認識情報Ｉｐｒに自車状態情報Ｉｖｈを合成した情報である。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。

図３は、局所環境マップ情報Ｉｅｍとして記憶されている、例としての局所環境マップＬｍａｐを示している。

ここで、自車状態情報Ｉｖｈは、車両制御部１１０から得られる情報であって、基本的には、車両１０の基準点Ｂｐ、例えば後輪車軸の中点の、レーンＬ（右側レーンマークＬｍｒと左側レーンマークＬｍｌによって区画される。）の中心線（仮想線）ＣＬからのオフセット量（位置）ＯＳと、中心線ＣＬと車両１０のノーズ方向ｎｄとの間のなす角である姿勢角（方位角ともいう。）θｚと、速度ｖｓと、加速度ｖａと、走行ラインの曲率ρと、ヨーレートγと、操舵角δｓｔ等により構成される。オフセット量ＯＳは、基準位置（任意）からの座標｛ｘ（走行路の方向であって縦方向）ｙ（走行路に直交する方向であって横方向）｝としてもよい。

すなわち、自車状態情報Ｉｖｈは、次の（１）式に示すように、後述する軌道点列Ｐｊ｛（２）式参照｝の、その時点における最新の情報である。
Ｉｖｈ＝Ｉｖｈ（ｘ，ｙ，θｚ，ｖｓ，ｖａ，ρ，γ，δｓｔ）…（１）
Ｐｊ
＝Ｐｊ（ｘ，ｙ，θｚ，ｖｓ，ｖａ，ρ，γ，δｓｔ）ｔ＝１，２，…Ｔ
…（２）

なお、軌道点列Ｐｊは、後述する軌道点列候補Ｐｃｊ（ｘ，ｙ，θｚ，ｖｓ，ｖａ，ρ，γ，δｓｔ）ｔ＝１，２，…Ｔが肯定的な評価がなされるまで修正されて、出力軌道である軌道点列Ｐｊ（ｘ，ｙ，θｚ，ｖｓ，ｖａ，ρ，γ，δｓｔ）ｔ＝１，２，…Ｔとされる。ｔは、演算周期Ｔｏｃの整数分の１（速度ｖｓに応じて変更してもよい。）の時間に対応し、１は、最初の点、Ｔは、１ｓｅｃ目の点等の生成される軌道の時間長さに対応する。

図３中、レーンＬ（右側レーンマークＬｍｒと左側レーンマークＬｍｌ）は、カメラ３３からの画像情報から外界認識部５１で認識（公知のレーンマーク検出、鳥瞰変換、及び曲線近似処理）された外界認識情報Ｉｐｒである。

このように、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（局所環境マップＬｍａｐ）は、自車状態情報Ｉｖｈと外界認識情報Ｉｐｒとを併合して生成された、自車１０が走行している方向の自車位置を基準として道路（レーンマークＬｍ）等の周辺状況（自車周辺状況）を示す情報である。

なお、局所環境マップ生成部５４にて、例えば、レーン中心線ＣＬは、直線レーンである場合の最適走行ラインとして生成され、カーブレーンであれば、レーン中心線ＣＬに対する、いわゆるアウト−イン−アウト走行ラインが最適走行ラインとして生成される。この最適走行ラインは、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（局所環境マップＬｍａｐ）に含まれている。

図２にもどり、長期軌道生成部７１は、統括制御部７０からの演算指令Ａｃに応答して、動的な外界認識情報Ｉｐｒｄを除いた静的な外界認識情報Ｉｐｒｓを含む局所環境マップ情報Ｉｅｍ、自車状態情報Ｉｖｈ、及び地図情報記憶部４２に記憶されている道路地図（カーブの曲率等）を参照して、例えば、演算周期９×Ｔｏｃで長期軌道Ｌｔを生成し、生成した長期軌道Ｌｔを更新カウンタ１７１のカウント値Ｃｌとともに、統括制御部７０に出力する。長期軌道Ｌｔは、軌道情報Ｉｔとして記憶装置４０の軌道情報記憶部４８に記憶される。

つまり、長期軌道生成部７１は、車両１０の乗り心地・快適性（急ハンドル、急加減速を行わない。）を重視した車両制御を行うための軌道、例えば、運転に習熟した模範ドライバが運転する軌道に対応した軌道であり、動的な外界認識情報Ｉｐｒｄを使用しないで静的な外界認識情報Ｉｐｒｓを使用し、演算周期が、相対的に長い周期、例えば数百ｍｓ程度の長周期Ｔｌ（Ｔｌ＝９×Ｔｏｃ）で、相対的に長い時間（長い距離）、例えば１０秒間程度の走行時間に対応する長期軌道（１０ｓｅｃ軌道ともいう。）Ｌｔを生成する。

中期軌道生成部７２は、統括制御部７０からの演算指令Ａｄに応答して、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（動的な外界認識情報Ｉｐｒｄと静的な外界認識情報Ｔｐｒｓを含む。）、自車状態情報Ｉｖｈ、及び長期軌道Ｌｔを参照して、演算周期３×Ｔｏｃで中期軌道Ｍｔを生成し、生成した中期軌道Ｍｔを更新カウンタ１７２のカウント値Ｃｍとともに、統括制御部７０に出力する。中期軌道Ｍｔは、軌道情報Ｉｔとして、軌道情報記憶部４８に記憶される。

中期軌道生成部７２は、例えば、外界認識部５１がレーンＬの前方に駐車車両等の障害物（動的な外界認識情報Ｉｐｒｄに含まれる。）を発見した場合に、前記駐車車両等を迂回させる軌道（片側複数レーンがある場合には、必要に応じてレーン変更を含む軌道）であり、演算周期が、長周期Ｔｌより相対的に短い周期、例えば百数十ｍｓ程度の中周期Ｔｍ（Ｔｍ＝３×Ｔｏｃ）で、相対的に短い時間（短い距離）、例えば数秒間程度の走行時間に対応する中期軌道（５ｓｅｃ軌道ともいう。）Ｍｔを生成する。

中期軌道Ｍｔを生成する際に、局所環境マップ情報Ｉｅｍ中に、動的な外界認識情報Ｉｐｒｄが含まれていない場合、結果として、中期軌道Ｍｔは、長期軌道Ｌｔに概ね一致する。

短期軌道生成部７３は、統括制御部７０からの演算指令Ａｅに応答して、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（動的な外界認識情報Ｉｐｒｄ及び静的な外界認識情報Ｉｐｒｓを含む。）、自車状態情報Ｉｖｈ、及び長期軌道Ｌｔを参照して生成された中期軌道Ｍｔを参照し、３つの軌道生成部中、最も短い演算周期Ｔｏｃで、自車両１０の車両ダイナミクスに対応した短期軌道Ｓｔを生成し、生成した短期軌道Ｓｔを更新カウンタ１７３のカウント値Ｃｓとともに、統括制御部７０に出力し、同時に車両制御部１１０に出力する。

車両制御部１１０は、短期軌道Ｓｔに基づき、アクチュエータ２７を制御する。短期軌道Ｓｔは、軌道情報Ｉｔとして軌道情報記憶部４８に記憶される。

短期軌道Ｓｔを生成する際に、局所環境マップ情報Ｉｅｍ中に、動的な外界認識情報Ｉｐｒｄが含まれていない場合、結果として、短期軌道Ｓｔは、長期軌道Ｌｔを参照して生成された中期軌道Ｍｔに概ね一致する。

このようにして、短期軌道生成部７３は、演算周期が、長周期Ｔｌ及び中周期Ｔｍより相対的に短い周期、例えば数十ｍｓ程度の短周期Ｔｓ（Ｔｓ＝Ｔｏｃ）で、これから走行する相対的に短い時間（短い距離）、例えば１秒間程度の走行時間に対応する短期軌道（１ｓｅｃ軌道という。）Ｓｔを生成する。

短期軌道Ｓｔとしては、短周期Ｔｓ毎に、概ねレーンマークの中心線ＣＬに沿う縦方向の位置ｘ、横方向の位置ｙ、姿勢角θｚ、速度ｖｓ、加速度ｖａ、操舵角δｓｔ（車両１０の舵角δは、ステアリングホイールの操舵角δｓｔにギア比を考慮して算出することができる。）等に基づき、車両指令値としての軌道点列Ｐｊ（ｘ，ｙ，θｚ，ｖｓ，ｖａ，δｓｔ）｛上記（２）式参照。｝が生成される。

実際上、最終的な軌道点列Ｐｊが生成される前に、短期軌道生成部７３により短周期Ｔｓ（Ｔｓ＝Ｔｏｃ）毎に複数の軌道点列候補Ｐｃｊ（演算周期：Ｔｏｃ／５程度）が生成される。生成された軌道点列候補Ｐｃｊは、後述するように、同一短周期Ｔｓ内で、さらに、短期軌道生成部７３により車両ダイナミクス等に基づき軌道が評価された後、評価結果に応じて必要があれば修正されて短期軌道Ｓｔ分の出力軌道としての軌道点列Ｐｊが生成される。

車両制御部１１０は、入力された短期軌道Ｓｔ、すなわち、演算周期Ｔｏｃ／５程度で生成され入力された軌道点列Ｐｊに沿って車両１０が走行するように、軌道点列Ｐｊ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。

なお、短期軌道Ｓｔ、中期軌道Ｍｔ、長期軌道Ｌｔの設定時間長さ（時間軌道ともいう。）は、速度ｖｓ、操舵角δｓｔ、走行ラインの曲率ρ、及び道路勾配等に応じて、変更してもよい。

［実施形態の動作説明］
［フローチャートによる説明］
基本的には以上のように構成される車両制御装置１２の動作について、図４のフローチャートを参照して詳細に説明する。なお、フローチャートに係るプログラムの実行主体は、車両制御装置１２の統括制御部７０である。

ステップＳ１にて、統括制御部７０は、認識結果受信部５２に対し、外界認識情報Ｉｐｒの受信を要求する演算指令Ａａを送出する。

この場合、外界認識部５１は、演算周期Ｔｏｃ未満の時間で、外界センサ１４中、カメラ３３からの外界情報（画像情報）に基づき、車両１０の両側（右側と左側）のレーンマークＬｍ（Ｌｍｒ、Ｌｍｌ）を認識するとともに、交差点等の停止線までの位置、及び走行可能領域（ガードレールや縁石を除いた領域）等の静的な外界認識情報Ｉｐｒｓを生成し、認識結果受信部５２に送信している。

同時に、外界認識部５１は、カメラ３３、レーダ３４及び図示しないＬＩＤＡＲ等からの外界情報に基づき、障害物（駐停車車両を含む）、交通参加者（人、他車両）、及び信号機の灯色等の動的な外界認識情報Ｉｐｒｄを生成し、認識結果受信部５２に送信している。

そのため、ステップＳ２にて、静的な外界認識情報Ｉｐｒｓ（例えば、主に、レーンマーク、停止線、縁石等道路区画線）と動的な外界認識情報Ｉｐｒｄ（例えば、主に、信号機灯色、交通参加者）は、外界認識情報Ｉｐｒとして、演算指令Ａａに同期して、更新カウンタ１５２のカウント値Ｃｐｒとともに認識結果受信部５２を通じて統括制御部７０により取得され、且つ記憶装置４０に記憶される。

ステップＳ３にて、統括制御部７０は、次の演算周期Ｔｏｃに同期して、局所環境マップ生成部５４に対し、外界認識情報Ｉｐｒ及び自車状態情報Ｉｖｈを送出するとともに、局所環境マップ情報Ｉｅｍの生成を要求する演算指令Ａｂを送出する。

この演算指令Ａｂに同期して、局所環境マップ生成部５４は、演算周期Ｔｏｃ内に外界認識情報Ｉｐｒに自車状態情報Ｉｖｈを併合（マージ）して、図３に示した局所環境マップＬｍａｐを含む局所環境マップ情報Ｉｅｍを生成し、更新した更新カウンタ１５４のカウント値Ｃｅｍとともに統括制御部７０に送出する。

これによりステップＳ４にて、統括制御部７０では、局所環境マップ情報Ｉｅｍを取得し（ステップＳ４）、且つ記憶装置４０に記憶する。

次いで、ステップＳ５にて、統括制御部７０は、その次の演算周期Ｔｏｃに同期して、短期軌道生成部７３に対し、外界認識情報Ｉｐｒ、自車状態情報Ｉｖｈ、及び局所環境マップ情報Ｉｅｍを送出するとともに、短期軌道Ｓｔの生成を要求する演算指令Ａｅを送出する。

この演算指令Ａｅに同期して、短期軌道生成部７３は、前回出力した短期軌道Ｓｔを初期値（初期位置）に設定し、その初期値（初期位置）を基準に、自車状態情報Ｉｖｈ及び局所環境マップ情報Ｉｅｍを参照して演算周期Ｔｏｃの１／５毎の（演算周期Ｔｏｃを５分周した）ノーズ方向（縦方向ｘ）ｎｄとノーズ方向ｎｄに直交する方向（横方向ｙ）の、車両１０の基準点Ｂｐ（図３）の位置座標（ｘ，ｙ）を含む軌道点列候補Ｐｃｊを生成する。

短期軌道生成部７３は、生成した軌道点列候補Ｐｃｊの軌道が、局所環境マップ情報Ｉｅｍに照らして、車両ダイナミクスを考慮しつつ、例えば、信号機の灯色が青色である場合に交差点を通過できるか、信号機の灯色が赤色である場合に交差点の手前の停止線で停止できるか等の評価をし、評価結果が、肯定的な評価となるまで、軌道点列候補Ｐｃｊを修正し、出力軌道である軌道点列Ｐｊを生成する。生成された軌道点列Ｐｊは、統括制御部７０及び車両制御部１１０に送出される。

車両制御部１１０は、軌道点列Ｐｊを車両制御値Ｃｖｈに変換してアクチュエータ２７（駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２）に送出する。

ステップＳ６にて、この軌道点列Ｐｊからなる短期軌道Ｓｔ及び更新された更新カウンタ１７３のカウント値Ｃｓが統括制御部７０に取得され、且つ軌道情報Ｉｔとして軌道情報記憶部４８に記憶されるとともに、カウント値Ｃｓが更新カウント値記憶部４９に記憶される。

次いで、ステップＳ７にて、統括制御部７０は、自動運転スイッチ２２がオン状態の自動運転モードに設定されているか否かを判定する。

自動運転スイッチ２２がオフ状態の非自動運転モードに設定されている（ステップＳ７：ＮＯ）場合、ステップＳ１以降の短期軌道Ｓｔの生成処理が繰り返される。

自動運転スイッチ２２がオン状態の自動運転モードに設定されている（ステップＳ７：ＹＥＳ）場合、ステップＳ８にて、各更新カウンタ１５２、１５４、１７１、１７２、１７３のカウント値Ｃｐｒ、Ｃｅｍ、Ｃｌ、Ｃｍ、Ｃｓが更新されているか否かを確認し、更新されていない場合（時刻がずれている場合）には、ステップＳ１に戻り、更新されている場合には、ステップＳ９にて、自動運転モードに瞬時に切り替えられる｛非自動運転モードから自動運転モードに遷移（移行）されるともいう。｝。

［タイムチャート（短期軌道Ｓｔによる自動運転開始まで）による説明］
次に、図５のタイムチャートを参照して、非自動運転モード（手動運転モード）から自動運転モードへの遷移動作、及び自動運転モードでの車両制御装置１２の動作を説明する。

図５中、時点ｔ０にて、ドライバ等による自動運転スイッチ２２の操作により手動運転モード（自動運転 オフ状態）から自動運転モード（自動運転 オン状態）に切り替えられる。

時点ｔ０より前の時点ｔ−４（図５中、最左端の時点）にて、統括制御部７０は、車両制御部１１０から自車状態情報Ｉｖｈ１を受信し、自車状態情報記憶部４６に記憶する。また、統括制御部７０は、演算周期Ｔｏｃに対応する自己の処理Ｐｒｏ１の開始近傍にて、認識結果受信部５２（図１、図２）に外界認識情報Ｉｐｒ１の受信を要求する演算指令Ａａを送出する（ステップＳ１対応）。

認識結果受信部５２は、該演算指令Ａａに応答して、演算周期Ｔｏｃ内で次の演算周期Ｔｏｃの始まる時点ｔ−３より前の時点までの自己の処理Ｐｒｏ１で外界認識部５１から外界認識情報Ｉｐｒ１を受信し、受信した外界認識情報Ｉｐｒ１と更新カウンタ１５２で更新したカウント値Ｃｐｒ１を統括制御部７０に出力する（ステップＳ２対応）。その時点ｔ−３で、統括制御部７０は、取得した外界認識情報Ｉｐｒ１を外界認識情報記憶部４５に記憶するとともに、カウント値Ｃｐｒ１を更新カウント値記憶部４９に記憶する。

時点ｔ−３にて、統括制御部７０は、車両制御部１１０から自車状態情報Ｉｖｈ２を受信し、自車状態情報記憶部４６に記憶する。また、統括制御部７０は、自己の処理Ｐｒｏ２の開始近傍にて、認識結果受信部５２に外界認識情報Ｉｐｒ２の受信を要求する演算指令Ａａを送出するとともに、局所環境マップ生成部５４に局所環境マップ情報Ｉｅｍ１の生成を要求する演算指令Ａｂを同時に送出する（ステップＳ３対応）。

この場合、認識結果受信部５２は、演算周期Ｔｏｃ内で次の演算周期Ｔｏｃの始まる時点ｔ−２より前の時点までの処理Ｐｒｏ２で外界認識部５１により生成された外界認識情報Ｉｐｒ２を外界認識部５１より受信し、更新したカウント値Ｃｐｒ２とともに統括制御部７０に出力する。さらに、局所環境マップ生成部５４は、時点ｔ−３の演算指令Ａｂに応答して略演算周期Ｔｏｃの時間内の処理Ｐｒｏ１で局所環境マップ情報Ｉｅｍ１を生成して、時点ｔ−２までにカウント値Ｃｅｍ１とともに統括制御部７０に出力する。

なお、局所環境マップ情報Ｉｅｍ１は、外界認識情報Ｉｐｒ１と自車状態情報Ｉｖｈ２の合成情報であり、統括制御部７０で取得され、且つ外界認識情報記憶部４５に記憶される（ステップＳ４対応）。

カウント値（更新カウント値）Ｃｐｒ２及びカウント値Ｃｅｍ１は、統括制御部７０の処理Ｐｒｏ２で更新カウント値記憶部４９に記憶される。

時点ｔ−２の処理Ｐｒｏ３の開始時に、統括制御部７０は、車両制御部１１０から自車状態情報Ｉｖｈ３を受信し、自車状態情報記憶部４６に記憶する。

また、統括制御部７０は、時点ｔ−２から開始する処理Ｐｒｏ３の開始近傍にて、認識結果受信部５２に外界認識情報Ｉｐｒ２の受信を要求する演算指令Ａａを送出するとともに、局所環境マップ生成部５４に局所環境マップ情報Ｉｅｍ２の生成を要求する演算指令Ａｂを送出し、且つ短期軌道生成部７３に対し短期軌道Ｓｔ１の生成を要求する演算指令Ａｅを同時に送出する（ステップＳ５対応）。

時点ｔ−２の演算指令Ａｅに応答して、短期軌道生成部７３は、自己の処理Ｐｒｏ１の演算周期Ｔｏｃ内の時間にて、自車状態情報Ｉｖｈ３と局所環境マップ情報Ｉｅｍ２を用いて上述した軌道点列Ｐｊからなる短期軌道Ｓｔ１を生成し、時点ｔ−１の直前には、統括制御部７０及び車両制御部１１０に出力する。なお、統括制御部７０には、短期軌道生成部７３から更新カウンタ１７３のカウント値Ｃｓ１も出力される。

統括制御部７０で取得（受信）された短期軌道Ｓｔ１（ステップＳ６対応）は、軌道情報記憶部４８に記憶され、カウント値Ｃｓ１は、更新カウント値記憶部４９に記憶される。

時点ｔ−１から始まる演算周期Ｔｏｃ内の時点ｔ０にて、自動運転スイッチ２２のオン状態への遷移を検出した（ステップＳ７：ＹＥＳ対応）統括制御部７０は、その時点ｔ０にて、利用できる直前の短期軌道Ｓｔ１の軌道点列Ｐｊを車両制御部１１０に送出する。

車両制御部１１０は、自動運転スイッチ２２のオン状態への遷移時点ｔ０から処理時間（所要時間）Ｔｄ（この遅延時間は、１０ｍｓ程度未満）にて軌道点列Ｐｊを車両制御値Ｃｖｈに変換し時点ｔ１から演算周期Ｔｏｃの１／５の時間毎にアクチュエータ２７（駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２）に出力する。この場合、各更新カウンタ１５２、１５４、１７３のカウント値Ｃｐｒ、Ｃｅｍ、Ｃｓが更新されている（ステップＳ８：ＹＥＳ対応）ことを条件に、車両１０の自動運転が瞬時に開始される（ステップＳ９対応）。

同様に、統括制御部７０及び車両制御部１１０は、次の時点ｔ２では、外界認識情報Ｉｐｒ４、局所環境マップ情報Ｉｅｍ３、及び自車状態情報Ｉｖｈ４に基づいて、短期軌道生成部７３の処理Ｐｒｏ２で生成された短期軌道Ｓｔ２の軌道点列Ｐｊを利用した車両制御値Ｃｖｈをアクチュエータ２７（駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２）に出力する。時点ｔ１から自動運転が開始される。

このように、この実施形態に係る車両制御装置１２が搭載された車両１０では、自動運転スイッチ２２のオン操作後に、手動運転モードから自動運転モードに瞬時に移行することができる。

［全体タイムチャート（長期軌道Ｌｔをも考慮した自動運転も含む。）による説明］
次に、図６のタイムチャートを参照して、中期軌道生成部７２及び長期軌道生成部７１の動作を含む、非自動運転モード（手動運転モード）から自動運転モードへの遷移動作、及び自動運転モードでの車両制御装置１２の動作を説明する。

なお、図６のタイムチャートは、図５のタイムチャートの内容を含んでいるが、煩雑回避且つ理解便宜のため、一部（時点ｔ−２以前、認識結果受信部５２、及びカウント値Ｃｅｍ１等）省略して描いている。

また、図５、図６のタイムチャート上、同一の時点は、同じ時点符号ｔ０等で記載している。また、同一の処理は、同じ処理符号Ｐｒｏ１等で記載している。なお、図５のタイムチャートを参照して説明した内容は、一部省略する。

図６中、時点ｔ０にて、自動運転スイッチ２２の操作により自動運転モード（自動運転 オン状態）に切り替えられると、時点ｔ１から車両制御部１１０により、短期軌道Ｓｔ１のみで生成された車両制御値Ｃｖｈに基づいて駆動力装置２８、操舵装置３０及び制動装置３２が制御されて自動運転が瞬時に開始される。

そして、自動運転スイッチ２２がオン状態に操作されたことを検出して、統括制御部７０により処理Ｐｒｏ５の開始時点（時点ｔ２）近傍にて、統括制御部７０から短期軌道生成部７３、中期軌道生成部７２及び長期軌道生成部７１に対して、それぞれ、短期軌道Ｓｔ３、中期軌道Ｍｔ１及び長期軌道Ｌｔ１の生成を要求する演算指令Ａｅ、Ａｄ、Ａｃが送出される。

なお、統括制御部７０の処理Ｐｒｏ５の開始時点近傍にて、統括制御部７０から短期軌道生成部７３に対する短期軌道Ｓｔの生成を要求する演算指令Ａｅは、その前の時点ｔ−２（図５参照）から継続（連続）して送出されている点に留意する。

そうすると、演算周期Ｔｏｃの略３倍経過時の処理Ｐｒｏ７（統括制御部７０）中に、処理Ｐｒｏ１（中期軌道生成部７２）での中期軌道Ｍｔ１が生成され、統括制御部７０を介して短期軌道生成部７３に送出される。

この場合、その次の演算周期Ｔｏｃ中の処理Ｐｒｏ８（統括制御部７０）で、短期軌道生成部７３により５ｓｅｃ軌道の中期軌道Ｍｔ１を考慮した、通常の場合には、車両１０の走行ラインがより滑らかになる短期軌道Ｓｔ６が生成され、車両制御部１１０に送出される。

なお、中期軌道Ｍｔ１を考慮したとは、短期軌道生成部７３が短期軌道Ｓｔ６を生成する際に、自車両１０の現在位置の速度ｖｓ、加速度ｖａ、ヨーレートγ、及び操舵角δｓｔに基づき周辺環境を考慮し、自車両１０の現在位置（始点）から１［ｓｅｃ］後の目標点（終点）に至るまでの短期軌道Ｓｔ６選定用の複数の軌道点列候補Ｐｃｊが生成される。

そして、生成された短期軌道Ｓｔ６の各軌道点列候補Ｐｃｊが、中期軌道Ｍｔ１の軌道点列Ｐｊに対し後述する評価関数に基づき評価されるとともに、処理Ｐｒｏ６（局所環境マップ生成部５４）で生成された局所環境マップ情報Ｉｅｍ６の局所環境マップＬｍａｐに対し後述する他の評価関数に基づき評価されて、評価の高い軌道点列候補Ｐｃｊが選択され、選択された軌道点列候補Ｐｃｊが軌道点列Ｐｊとされた短期軌道Ｓｔ６が生成される、という意味である。

短期軌道Ｓｔ６の軌道点列Ｐｊが車両制御部１１０を通じて演算周期Ｔｏｃ÷５の周期で車両制御値Ｃｖｈに変換され、アクチュエータ２７に出力されることで自動運転が行われる（図６中、時点ｔ４以降の「Ｓｔ＋Ｍｔで自動運転」と付記された期間）。

この場合、中期軌道Ｍｔ１の軌道点列Ｐｊとの評価関数は、中期軌道Ｍｔ１の軌道点列Ｐｊと短期軌道Ｓｔ６の各軌道点列候補Ｐｃｊの対応する点での各要素（位置ｘ，ｙ、速度ｖｓ、操舵角δｓｔ等）の偏差（車両制御値Ｃｖｈに係わる偏差）が小さい程、評価が高くなるように設定され、局所環境マップＬｍａｐ（自車状態情報Ｉｖｈ７と外界認識情報Ｉｐｒから生成されたレーンＬや自車両１０の最適走行ライン、例えば、直線レーンであれば、レーン中心線ＣＬ、カーブレーンであれば、アウト−イン−アウト走行ライン。）に対する評価関数は、短期軌道Ｓｔ６の各軌道点列候補Ｐｃｊの位置ｘ，ｙと局所環境マップＬｍａｐの最適走行ライン等との偏差（レーンＬに係わる位置偏差）等が小さい程、評価が高くなるように設定されている。両評価関数の評価値の重み付け合計値が最も高い軌道点列候補Ｐｃｊが短期軌道Ｓｔ６の軌道点列Ｐｊに設定される。

次いで、自動運転の開始時点ｔ１から演算周期Ｔｏｃの略９倍経過時の統括制御部７０による処理Ｐｒｏ１３中に、長期軌道生成部７１の処理Ｐｒｏ１で長期軌道Ｌｔ１が生成され、演算周期Ｔｏｃ中の処理Ｐｒｏ１７（統括制御部７０）で、短期軌道生成部７３は、１０ｓｅｃ軌道の長期軌道Ｌｔ１を考慮して生成された５ｓｅｃ軌道の中期軌道Ｍｔ４を考慮した（長期軌道Ｌｔ１及び中期軌道Ｍｔ４を考慮した）、通常の場合には、車両１０の走行ラインがより滑らかになる短期軌道Ｓｔ１５を生成する。

なお、短期軌道Ｓｔ１５が長期軌道Ｌｔ１及び中期軌道Ｍｔ４を考慮したとは、中期軌道生成部７２が、例えば、中期軌道Ｍｔ４を処理Ｐｒｏ４で生成する際に、短期軌道Ｓｔ６の生成処理で説明したのと同様に、複数の軌道点列候補Ｐｃｊからなる複数の中期軌道Ｍｔ４の候補が生成され、生成された各軌道点列候補Ｐｃｊが、処理Ｐｒｏ１（長期軌道生成部７１）で生成されている長期軌道Ｌｔ１の軌道点列Ｐｊ及び処理Ｐｒｏ１２（局所環境マップ生成部５４）で生成された局所環境マップ情報Ｉｅｍ１２の局所環境マップＬｍａｐと評価関数に基づき評価されて、評価の高い軌道点列候補Ｐｃｊが中期軌道Ｍｔ４の軌道点列Ｐｊとされる。

さらに、このようにして長期軌道Ｌｔ１が参照されて生成された中期軌道Ｍｔ４と、短期軌道Ｓｔ１５の複数の候補が上記したように評価関数により評価されることで、長期軌道Ｌｔ１が参照されて生成された中期軌道Ｍｔ４が参照された短期軌道Ｓｔ１５が生成される、という意味である。

時点ｔ５以降、図６中、「Ｓｔ＋Ｍｔ＋Ｌｔで自動運転」と付記された期間では、ドライバの運転感覚に近く乗り心地・走行快適性が十分に考慮された自動運転が実行される。

［比較例のタイムチャート］
図７のタイムチャートは、図５のタイムチャートと同じスケールの、比較例に係る非自動運転モードから自動運転モードへの遷移動作、及び自動運転モードでの車両制御装置１２の動作を説明している。

図７のタイムチャートの中に記載した時点、符号、表現は、図５のタイムチャートの中に記載した時点、符号、表現と同様であるのでその詳細な説明は省略する。

この比較例に係る動作では、車両制御部１１０に自動運転スイッチ２２のオン状態が入力された時点ｔ０の後、その演算周期（統括制御部７０の処理Ｐｒｏ４の周期）の終了時点、つまり統括制御部７０の処理Ｐｒｏ５の周期の開始時点ｔ２にて、自動運転がオン状態にされたことが、車両制御部１１０から統括制御部７０に通知されるとともに、自車状態情報Ｉｖｈ５が統括制御部７０で受信される。

そこで、時点ｔ２の直後に、演算指令Ａｅ（短期軌道Ｓｔ１の生成要求）に応答して、短期軌道生成部７３は、自己の処理Ｐｒｏ１の演算周期Ｔｏｃ内の時間にて、自車状態情報Ｉｖｈ５と局所環境マップ情報Ｉｅｍ３を用いて上述した軌道点列Ｐｊからなる短期軌道Ｓｔ１を生成し、時点ｔ３の直前の時点ｔ２´には、統括制御部７０及び車両制御部１１０に出力する。

この比較例の車両１０では、自動運転スイッチ２２のオン状態への遷移時点ｔ０から瞬時に自動運転が開始されずに、遷移時点ｔ０から、自動運転がオン状態にされたことの検知時間Ｔｉ、短期軌道Ｓｔ１の生成時間Ｔｊ、及び車両制御部１１０による処理時間Ｔｋを合わせた時間（遅延時間）Ｔｄ´後の時点ｔ３以降に、短期軌道Ｓｔ１に基づく自動運転が開始される。

［まとめ及び変形例］
以上説明したように、上述した実施形態によれば、自動運転可能な車両１０を制御する車両制御装置１２が、それぞれ自動運転制御用の、演算周期が相対的に長い長周期で（相対的に長期の）長期軌道Ｌｔ（又は中期軌道Ｍｔ）を生成する長期軌道生成部７１（又は中期軌道生成部７２）と、前記長周期Ｔｌより短い短周期Ｔｓで（相対的に短期の）短期軌道Ｓｔを生成する短期軌道生成部７３と、自動運転をオン状態に設定する自動運転オン設定部としての自動運転スイッチ２２と、これらを制御する統括制御部７０と、を備える。

この場合において、統括制御部７０は、自動運転スイッチ２２により前記自動運転がオン状態に設定されているときには、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のうち、少なくとも短期軌道生成部７３により生成される短期軌道Ｓｔに基づき、車両１０を自動運転モードで制御し、前記自動運転がオン状態に設定されていないとき（手動運転モード時）には、短期軌道生成部７３による短期軌道Ｓｔの生成を継続している。

このように、自動運転スイッチ２２により自動運転がオン状態に設定されていないときに短期軌道Ｓｔの生成を継続しているので、自動運転スイッチ２２により自動運転がオン状態に設定されたとき、継続して生成されている短期軌道Ｓｔにより車両１０を直ちに（オン状態後瞬時に）自動運転により制御することができる。また、オン状態でないときに、長期軌道生成部７１及び中期軌道生成部７２を停止させることができるので、処理内容が無駄になることを防止できる。

さらに、自車１０周辺のレーンマークＬｍ等を含む外界認識情報Ｉｐｒを受信する認識結果受信部５２と、前記外界認識情報Ｉｐｒを受けて、自車周辺状況を示す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を備え、生成された局所環境マップ情報Ｉｅｍが短期軌道生成部７３に連続的に入力されているようにした。

このように、短期軌道生成部７３に、局所環境マップ情報Ｉｅｍが連続的に入力されているので、自動運転スイッチ２２により自動運転がオン状態に設定されたとき、最新の局所環境マップ情報Ｉｅｍに即した短期軌道Ｓｔによる車両１０の自動運転制御を瞬時に開始することができる。

なお、局所環境マップ情報Ｉｅｍを用いて生成される短期軌道Ｓｔの生成周期である演算周期Ｔｏｃ（統括制御部７０の処理周期、例えば、処理Ｐｒｏ３に対応した短周期Ｔｓ）より少ない時間で、かつ該短周期Ｔｓに同期して局所環境マップ情報Ｉｅｍを連続的に生成するようにしたので、短周期Ｔｓ（＝Ｔｏｃ）での短期軌道Ｓｔの生成を担保することができる。

さらに、認識結果受信部５２、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は、それぞれ、外界認識情報Ｉｐｒ、局所環境マップ情報Ｉｅｍ、長期軌道Ｌｔ、中期軌道Ｍｔ、及び短期軌道Ｓｔを更新生成した際にカウント値Ｃｐｒ、Ｃｅｍ、Ｃｌ、Ｃｍ、Ｃｓが更新される計数器としての更新カウンタ１５２、１５４、１７１、１７２、１７３を備えている。

この場合、統括制御部７０は、自動運転スイッチ２２により前記自動運転がオン状態に設定されたには、各更新カウンタ１５２、１５４、１７１、１７２、１７３の各カウント値Ｃｐｒ、Ｃｅｍ、Ｃｌ、Ｃｍ、Ｃｓが更新されているか否かを判定し、更新されているときに、少なくとも短期軌道生成部７３により生成される短期軌道Ｓｔに基づき、車両１０を自動運転制御するようにしたので、生成された短期軌道Ｓｔの信頼性がより一層確保される。

［変形例１］
統括制御部７０により自動運転を開始してもよい状況であると判断したときに自動運転が可能であることを報知する自動運転可能報知部としての、例えばナビゲーション装置１６のディスプレイ又はスピーカと、前記した更新カウンタ１５２、１５４、１７１、１７２、１７３を備える。

この場合、統括制御部７０は、自動運転スイッチ２２により前記自動運転がオン状態に設定されたには、各更新カウンタ１５２、１５４、１７１、１７２、１７３の各カウント値Ｃｐｒ、Ｃｅｍ、Ｃｌ、Ｃｍ、Ｃｓが更新されているか否かを判定し、更新されているときに、自動運転が可能である旨を前記ナビゲーション装置１６のディスプレイ又はスピーカを通じて車両１０内に報知し、その後、予め定めた閾値時間内に、再度、ドライバ等の操作で自動運転スイッチ２２により前記自動運転がオン状態に設定された場合には、少なくとも短期軌道生成部７３により生成される短期軌道Ｓｔに基づき、車両１０を自動運転制御するようにしたので、より信頼度が高く生成された短期軌道Ｓｔで自動運転を開始することが可能となり、且つドライバの自動運転意思をより確実に確認することができる。

なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

例えば、車両１０の急旋回中に、自動運転スイッチ２２により前記自動運転がオン状態に設定された場合には、急旋回が終わるまで自動運転の開始を禁止し、その後に自動運転を開始するようにしてもよい。なお、車両１０の急旋回中に、自動運転スイッチ２２により前記自動運転がオン状態に設定された場合には、中期軌道Ｍｔ及び長期軌道Ｌｔの生成は開始してもよい。

また、自動運転スイッチ２２により前記自動運転がオン状態に設定された場合に、認識結果受信部５２がレーンマークＬｍを受信できない状況下、より具体的には、外界認識部５１によりレーンマークＬｍを認識できない環境状況下では、自動運転が開始しないようにすることが好ましい。

［変形例２］
図８は、変形例２に係る車両制御装置１２の動作説明に供されるタイムチャートである。

この変形例２に係る自動運転可能な車両１０を制御する車両制御装置１２では、自車周辺の外界認識情報を受信する認識結果受信部５２と、前記外界認識情報を受けて、自車周辺状況を示す情報としての局所環境マップＬｍａｐを生成する局所環境マップ生成部５４と、局所環境マップＬｍａｐがそれぞれ入力され、該局所環境マップＬｍａｐに基づき演算周期Ｔｏｃが相対的に長い長周期Ｔｌ＝９×Ｔｏｃで長期軌道Ｌｔを生成する長期軌道生成部７１と、生成された長期軌道Ｌｔを参照し、演算周期Ｔｏｃが相対的に中位に長い中周期Ｔｍ＝３×Ｔｏｃで中期軌道Ｍｔを生成する中期軌道生成部７２と、生成された中期軌道Ｍｔを参照し前記長周期Ｔｌ及び前記中周期Ｔｍより短い短周期Ｔｓ＝１×Ｔｏｃで短期軌道Ｓｔを生成する短期軌道生成部７３と、自動運転をオン状態に設定する自動運転オン設定部としての自動運転スイッチ２２と、これらを制御する統括制御部７０と、を備える。

この変形例２において、統括制御部７０は、自動運転オン設定部としての自動運転スイッチ２２により前記自動運転がオン状態に設定（時点ｔ０）されているときには、時点ｔ１以降、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により生成される長期軌道Ｌｔ、中期軌道Ｍｔ及び短期軌道Ｓｔに基づき車両１０を制御している（軌道に基づき車両１０を制御するステップに該当する。）。

一方、自動運転がオン状態に設定されていないとき（時点ｔ０以前の時点）には、車両１０を制御しないが、長期軌道生成部７１による長期軌道Ｌｔ、中期軌道生成部７２による中期軌道Ｍｔ及び短期軌道生成部７３による短期軌道Ｓｔの生成を継続している（自動運転がオン状態に設定されていないときに、車両１０を制御せずに、軌道の生成を行うステップに該当する。）。

このため、自動運転オン直後の時点ｔ１から長期軌道Ｌｔ、中期軌道Ｍｔ及び短期軌道Ｓｔを参照した適応性、応答性、及び乗り心地に優れた自動運転を開始することができる。

なお、上述したステップＳ７の判定処理が、自動運転オン設定部がオン状態に設定されているか否かを判定するステップに該当する。

また、変形例２では、図８に示したように、自動運転オンの時点ｔ０の前後で、長期軌道Ｌｔ、中期軌道Ｍｔ、及び短期軌道Ｓｔの生成を構成要件としているが、これに代替して、長期軌道Ｌｔと短期軌道Ｓｔを生成する軌道生成部（長期軌道生成部７１と短期軌道生成部７３）に構成要件を変更してもよく、もしくは中期軌道Ｍｔと短期軌道Ｓｔを生成する軌道生成部（中期軌道生成部７２と短期軌道生成部７３）に構成要件を変更してもよく、又は短期軌道Ｓｔのみを生成する軌道生成部（つまり短期軌道生成部７３のみ）に構成要件を変更してもよい。

例えば、速度ｖｓ等に応じて長期軌道Ｌｔ及び／又は中期軌道Ｍｔの生成を省略してもよい。

同様に、上記の全ての実施形態において、速度ｖｓ等に応じて、例えば、中期軌道生成部７２を省略し、長期軌道生成部７１と短期軌道生成部７３とで自動運転を行うようにしてもよい。

Claims (5)

1. 自動運転可能な車両（１０）を制御する車両制御装置（１２）であって、
   自車周辺の外界認識情報を受信する認識結果受信部（５２）と、
   前記外界認識情報を受けて、自車周辺状況を示す情報を生成する環境マップ生成部と、
   演算周期が相対的に長い長周期で長期軌道（Ｌｔ）を生成する長期軌道生成部（７１）と、
   生成された前記長期軌道（Ｌｔ）を参照し前記長周期より短い短周期で短期軌道（Ｓｔ）を生成する短期軌道生成部（７３）と、
   自動運転をオン状態に設定する自動運転オン設定部と、
   これらを制御する統括制御部（７０）と、
   を備え、
   前記環境マップ生成部により生成された前記自車周辺状況を示す情報が前記短期軌道生成部（７３）に連続的に入力され、
   さらに、前記短期軌道生成部（７３）と、前記環境マップ生成部とは、前記情報を更新生成した際に計数値が更新される計数器をそれぞれ備え、
   前記統括制御部（７０）は、
   前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されているときには、前記長期軌道生成部（７１）及び前記短期軌道生成部（７３）により生成される前記長期軌道（Ｌｔ）及び前記短期軌道（Ｓｔ）に基づき、前記車両（１０）を制御し、前記自動運転がオン状態に設定されていないときには、前記短期軌道生成部（７３）による前記短期軌道（Ｓｔ）の生成を継続し、
   前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されたとき、各前記計数器の各計数値が更新されているか否かを判定し、更新されているときに、前記長期軌道生成部（７１）及び前記短期軌道生成部（７３）のうち、少なくとも前記短期軌道生成部（７３）により生成される前記短期軌道（Ｓｔ）に基づき、前記車両（１０）を制御する
   ことを特徴とする車両制御装置（１２）。
2. 自動運転可能な車両（１０）を制御する車両制御装置（１２）であって、
   自車周辺の外界認識情報を受信する認識結果受信部（５２）と、
   前記外界認識情報を受けて、自車周辺状況を示す情報を生成する環境マップ生成部と、
   演算周期が相対的に長い長周期で長期軌道（Ｌｔ）を生成する長期軌道生成部（７１）と、
   生成された前記長期軌道（Ｌｔ）を参照し前記長周期より短い短周期で短期軌道（Ｓｔ）を生成する短期軌道生成部（７３）と、
   自動運転をオン状態に設定する自動運転オン設定部と、
   これらを制御する統括制御部（７０）と、
   を備え、
   前記環境マップ生成部により生成された前記自車周辺状況を示す情報が前記短期軌道生成部（７３）に連続的に入力され、
   さらに、
   前記統括制御部（７０）により、自動運転を開始してもよい状況であると判断されたときに自動運転が可能であると報知する自動運転可能報知部と、
   前記短期軌道生成部（７３）と、前記環境マップ生成部とは、前記情報を更新生成した際に計数値が更新される計数器をそれぞれ備え、
   前記統括制御部（７０）は、
   前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されているときには、前記長期軌道生成部（７１）及び前記短期軌道生成部（７３）により生成される前記長期軌道（Ｌｔ）及び前記短期軌道（Ｓｔ）に基づき、前記車両（１０）を制御し、
   前記自動運転がオン状態に設定されていないときには、前記短期軌道生成部（７３）による前記短期軌道（Ｓｔ）の生成を継続し、
   前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されたとき、前記計数器の計数値が更新されているか否かを判定し、更新されているときに、前記自動運転可能報知部を通じて、自動運転が可能であることを報知し、その後に、再度、前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されたとき、前記長期軌道生成部（７１）及び前記短期軌道生成部（７３）のうち、少なくとも該短期軌道生成部（７３）により生成される前記短期軌道（Ｓｔ）に基づき、前記車両（１０）を制御する
   ことを特徴とする車両制御装置（１２）。
3. 請求項１又は２に記載の車両制御装置（１２）において、
   前記自車周辺状況を示す情報は、前記短周期に同期し、且つ前記短周期未満の時間で生成される
   ことを特徴とする車両制御装置（１２）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両制御装置（１２）において、
   前記長期軌道生成部（７１）は、該長期軌道生成部（７１）の他に、前記短周期より長く前記長周期より短い中周期で相対的に中期な中期軌道（Ｍｔ）を生成する中期軌道生成部（７２）に分割され、
   前記統括制御部（７０）は、
   自動運転を行う際、前記長期軌道生成部（７１）、前記短期軌道生成部（７３）及び前記中期軌道生成部（７２）に対し、各軌道の生成を同時に開始させる一方、前記中期軌道（Ｍｔ）が生成される前は、前記短期軌道（Ｓｔ）により前記車両（１０）を制御させ、前記中期軌道（Ｍｔ）が生成されたときは、該中期軌道（Ｍｔ）を参照した前記短期軌道（Ｓｔ）により前記車両（１０）を制御させ、前記長期軌道（Ｌｔ）が生成されたときは、該長期軌道（Ｌｔ）を参照して生成された前記中期軌道（Ｍｔ）を参照して前記短期軌道（Ｓｔ）を生成させ、該短期軌道（Ｓｔ）により前記車両（１０）を制御させる
   ことを特徴とする車両制御装置（１２）。
5. 自動運転可能な車両（１０）を制御する車両制御装置（１２）であって、
   演算周期が相対的に長い長周期で長期軌道（Ｌｔ）を生成する長期軌道生成部（７１）と、生成された前記長期軌道（Ｌｔ）を参照し前記長周期より短い中周期で中期軌道（Ｍｔ）を生成する中期軌道生成部（７２）と、生成された前記中期軌道（Ｍｔ）を参照し前記中周期より短い短周期で短期軌道（Ｓｔ）を生成する短期軌道生成部（７３）と、
   自動運転をオン状態に設定する自動運転オン設定部と、
   これらを制御する統括制御部（７０）と、
   を備え、
   前記統括制御部（７０）は、
   前記自動運転オン設定部により前記自動運転がオン状態に設定されたときには、
   前記長期軌道生成部（７１）、前記短期軌道生成部（７３）及び前記中期軌道生成部（７２）に対し、各軌道の生成を同時に開始させる一方、前記中期軌道（Ｍｔ）が生成される前は、前記短期軌道（Ｓｔ）により前記車両（１０）を制御させ、前記中期軌道（Ｍｔ）が生成されたときは、該中期軌道（Ｍｔ）を参照した前記短期軌道（Ｓｔ）により前記車両（１０）を制御させ、前記長期軌道（Ｌｔ）が生成されたときは、該長期軌道（Ｌｔ）を参照して生成された前記中期軌道（Ｍｔ）を参照して前記短期軌道（Ｓｔ）を生成させ、該短期軌道（Ｓｔ）により前記車両（１０）を制御させ、
   前記自動運転がオン状態に設定されていないときには、前記短期軌道生成部（７３）による前記短期軌道（Ｓｔ）の生成を継続する
   ことを特徴とする車両制御装置（１２）。

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