JP6947849B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の自動運転や運転支援を行うための車両制御装置に関する。

四輪車をはじめとする車両の自動運転または運転支援では、車両の特定の方向または全方向をセンサで監視し、その監視結果に応じて適切な経路や適切な速度での車両の自動運転を制御したり、または運転者による運転を支援したりする。この様な構成で、全てのセンサが正常な場合は、加減速制御及び操舵制御を許可し、前方カメラだけがレーンマーカを正常に認識できない場合は、操舵制御は禁止し、加減速制御は許可し、これ以外の場合は、加減速制御及び操舵制御を禁止する提案がされている（特許文献１参照）。また、自車両が車線変更するために必要な必要検知距離を求め、センサの検知可能限界距離が必要検知距離より小さい場合、車線変更できないことをドライバーに通知することが提案されている（特許文献２等参照）。

特開２００９−２７４５９４号公報（段落００８６、図１６） 特開２０１６−１２６３６０号公報（段落００３８−００３９）

しかしながら、上記従来例では運転制御の制限が過大であり、安全な運転制御または運転支援を実現しつつ、運転制御または運転支援の自動化率をより高めることが求められている。

本発明は上記従来例に鑑みて成されたもので、安全な運転制御または運転支援を実現しつつ、運転制御または運転支援の自動化率をより高めることができる車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。

すなわち、本発明の一側面によれば、自車両の周辺監視を行う周辺監視手段（４１，４２，４３）と、
前記周辺監視手段の出力から、操舵制御を含む走行制御を行う車両制御手段（２０−２９）とを有し、
自車両の前記周辺監視手段は、
自車両の側方及び後方の物標を検知可能であり、
前記側方及び後方の検知レベルが両方とも所定レベルに達している場合に、前記操舵制御を伴う横制御を実施し、
前記側方及び後方の少なくとも一方の検知レベルが前記所定レベルに達しない場合に、前記操舵制御を伴う横制御を実施せず、
前記横制御は、ドライバーからの要求により前記車両制御手段が操舵制御を含む走行制御を主体的に行うドライバー車線変更と、
前記車両制御手段からの要求により前記車両制御手段が操舵制御を含む走行制御を主体的に行うシステム車線変更とを含み、
前記周辺監視手段の側方及び後方の前記検知レベルの両方が前記所定レベル以上の場合には、前記システム車線変更も前記ドライバー車線変更も実施し、
前記周辺監視手段の側方及び後方の前記検知レベルの少なくとも一方が前記所定レベルより低い場合には、前記システム車線変更を実施せず、前記ドライバー車線変更を実施することを特徴とする車両制御装置が提供される。

本発明によれば、安全な運転制御または運転支援を実現しつつ、運転制御または運転支援の自動化率をより高めることができる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１は実施形態の自動運転車両の車両システムの構成を示した図である。 図２Ａは実施形態に係る自動運転車両による検知範囲の一例を示す図である。 図２Ｂは実施形態に係る自動運転車両によるローカルマップの一例を示す図である。 図３は自動運転制御のためのブロック図である。 図４は、いくつかの状況下での行動候補の例を示す模式図である。 図５は、行動候補決定および経路選択の手順を示すフローチャートである。 図６は、ドライバーによる車線変更指示があった場合の経路選択の手順を示すフローチャートである。 図７は、自動運転車両において、運転モード（運転レベル）を変更する際の手順を示すフローチャートである。

＜第一実施形態＞
●自動運転および走行支援の概要
次に自動運転についてその一例の概略を説明する。自動運転では、ドライバーは走行前に、車両に搭載されたナビゲーションシステムから目的地を設定し、サーバやナビゲーションシステムによって目的地までの経路を決定しておく。車両が発進されると、車両の有するＥＣＵなどで構成される車両制御装置（或いは運転制御装置）は、その経路に沿って車両を目的地まで運転する。その間に、経路や道路状況などの外部環境、ドライバーの状態などに応じて適時に適切な行動を決定し、その行動のためにたとえば駆動制御、操舵制御、制動制御などを行って車両を走行させる。これらの制御をまとめて走行制御とよぶこともある。

自動運転には、自動化率（もしくはドライバーに要求するタスクの量）によっていくつかのレベル（あるいはモードとも呼ぶ）がある。たとえば最上位のレベルでは、ドライバーは運転以外のことに注意を向けていてもよい。これはたとえば高速道路上の渋滞で前走車に追従する場合など、制御が比較的容易な場合に行われる。また、その下位レベルでは、ドライバーはハンドルを持たずともよいが、周囲の状況などに注意を払う必要がある。このレベルはたとえば、高速道路上で車線を維持しつつ走行する場合などに適用してよい。このレベルを本例では第２のモードと呼ぶこともある。なお運転者が周囲に注意していることはドライバー状態検知カメラ４１ａにより、ハンドルを持っていることはハンドル把持センサにより検知できる。さらにその下位レベルでは、ドライバーはハンドル操作やスロットル操作を行わなくともよいが、ドライバーへのテイクオーバに備えてハンドルを持ち、運転に注意を払う必要がある。このレベルは、たとえば高速道路上の分岐や合流に適用してよい。このレベルを本例では第１のモードと呼ぶこともある。さらにその下位レベルでは、より自動化率は低下する。最低レベルは手動運転であるが、部分的に自動化した運転支援を含むこともあり、本例では自動運転の一レベルとしている。

上述した運転支援とは、運転の主体となるドライバーによる運転操作を、周辺の監視や部分的な自動化により支援する機能である。たとえば前方のみを監視して障害を検知したなら制動をかける自動ブレーキ機能や、斜め後方の車両を検知してドライバーに注意を促す後方監視機能、駐車スペースへの駐車機能などがある。

なお、自動運転中であってもドライバーによる介入があってもよい。たとえば、自動運転中にドライバーが操舵や制動をかけると、自動運転レベルを運転支援のレベルまで下げ、ドライバーによる運転操作を優先させてよい。その場合には、ドライバーが操作を止めた後、自車両状態および外部環境に応じた自動運転レベルを再設定して自動運転を続行してよい。例えば本実施形態における操舵操作の例として、上述した第１のモード以上の自動化率の自動運転で高速道路を走行中におけるウインカーレバー操作がある。たとえばこのような状態でドライバーがウインカー操作をすると、車両は車線変更の指示があったとして指示された側の車線へと車線変更する。この場合、操舵や制動、駆動などの制御は、ＥＣＵ等で構成する走行制御部が、車両の周囲の障害物等を監視しつつ行う。

自動運転レベル（あるいはモード）が切り替えられる場合には、そのことは車両からドライバーへと音声や表示、振動などによって通知される。例えば自動運転が上述した第１のモードから第２のモードへと切り替えられる場合には、ドライバーに対してハンドルを離してもよい旨が通知される。逆の場合には、ドライバーに対してハンドルを把持するよう通知される。この通知はハンドル把持センサによりドライバーがハンドルを把持したことが検知されるまで繰り返し出される。そしてたとえば制限時間内あるいはモード切り替えの限界点までにハンドルが把持されなければ、安全な場所に停車させるなどの操作が行われてよい。自動運転は概ね上述したように行われ、そのための構成及び制御について以下で説明する。

●車両制御装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置のブロック図であり、車両１を制御する。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。

図１の制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９を含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。

以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については、車両１の適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合することが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては、車両１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。後述する制御例では、操舵と加減速の双方を自動制御する。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１に対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。また、電動パワーステアリング装置３は操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１〜４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１は、車両１の前方を撮影するカメラであり（以下、カメラ４１と表記する場合がある。）、本実施形態の場合、車両１のルーフ前部に２つ設けられている。カメラ４１が撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。検知ユニット４１ａは、ドライバーの状態を検知するためのカメラであり（以下、ドライバー状態検知カメラ４１ａと表記する場合がある。）、ドライバーの表情をとらえられるように設置されており、不図示ではあるが、その画像データの処理を行うＥＣＵに接続されている。またドライバー状態を検知するためのセンサとして、不図示のハンドル把持センサがある。これによりドライバーがハンドルを握っているか否かを検知できる。

検知ユニット４２は、ライダ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１の前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。検知ユニット４３は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、車両１の周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。

ＥＣＵ２２は、一方のカメラ４１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。ＥＣＵ２３は、他方のカメラ４１と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。ＥＣＵ２４は、記憶デバイスに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替える。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。

ＥＣＵ２７は、方向指示器８を含む灯火器（ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席正面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせてもよい。入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。

●周辺監視装置
図１に示したカメラ４１、ライダ４２、レーダ４３は、車両周囲の物標などを検知する周辺監視装置を構成している。図２Ａはその周辺監視装置により検知される範囲の例を示す。図２Ａにおいて、網点で示す領域２０１、２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７などは、レーダ４３による検知範囲を示す。特に領域２０１は車両１の右側方、領域２０４は左側方、領域２０２は右後方、領域２０３は左後方の領域である。また、領域２０５は左前側方、領域２０６は右前側方の領域である。対応するレーダ４３は、それぞれの領域にある障害物や車両などの物標を検知し、その距離を測定する。そしてこのレーダ４３により、たとえば右後方を走行する車両や、右車線を追い抜いて行く車両などを検知できる。点線で囲った領域２１１、２１２、２１３，２１４，２１５などは、ライダ４２による検知範囲を示す。特に領域２１１は車両１の右側方、領域２１３は車両１の左側方、領域２１２は後方の領域である。領域２１４は車両１の左前側方、領域２１５は右前側方の領域である。対応するライダ４２は、それぞれの領域にある障害物や車両などの物標を検知し、その距離を測定する。そしてこのライダ４２により、たとえば右後方を走行する車両や、右車線を追い抜いて行く車両などを検知できる。斜線で示す領域２１９はカメラ４１による検知範囲を示す。本例ではカメラ４１は２台備えられているが、ほぼ重複した領域を検知範囲とするため、一つのみを示した。カメラ４１で撮影された画像は画像認識され、たとえば走行車線を示す白線等の基準が画像から特定され、車線維持や車線変更のために参照される。

このように、異なるセンサによる検知範囲は重複しているため、センサの冗長化が実現されている。これによって信頼性が一層高まるとともに、同一の領域を検知範囲とする異なるセンサによる検知結果を比較することで、検知レベルを特定できる。検知レベルには、たとえば検知できる距離や、検知できる範囲などが含まれる。たとえばライダ４２及びレーダ４３の二種類のセンサで同一の領域を検知していながら、一方のセンサでは検知され、他方のセンサでは検知されていない物標があるとする。この場合、後者のセンサは前者のセンサと比較して、その検知距離が短いか、あるいは検知範囲が狭いと推定できる。あるいは、たとえばライダ４２またはレーダ４３のいずれか一種類のセンサのみによりガードレールのような連続する物標を対象として検知し、検知可能な距離によって検知距離を推定することもできる。またあるいは、不図示の自己診断回路によりセンサの出力信号などを監視し、そこからセンサ自体の不具合を知ることもできる。この場合には、センサの検知距離や検知範囲はないものとみなしてもよい。このようにしてセンサすなわち周辺監視装置の検知レベルを知る、または推定することができる。

●ローカルマップ
図２Ｂに本実施形態に係るローカルマップを示す。ローカルマップとは、自車両を中心とした一定の範囲の車両や障害物などの物標や車線などを示す情報で構成した地図情報である。図２Ｂには視覚的に示したが、実際には情報処理に適した形式でよく、たとえば物標の位置や範囲、距離を示す情報、道路や車線の境界を示す情報などが含まれる。ローカルマップは、車両の走行に応じてたとえば定期的に更新される。更新の間隔は、たとえば自車両と対向車両との相対速度などを考慮しても、安全を確保した制御が実現できる程度の期間であればよい。図２Ｂにおいて、領域２２１がローカルマップの範囲を示す。なお、網点で示した領域２２３はライダ４２及びレーダ４３の検知範囲であり、斜線で示した検知範囲２２４はカメラ４１の検知範囲である。なおこれらの検知範囲はローカルマップ２２１には含まれていなくともよい。ローカルマップ２２１には、周辺監視装置によって検知された種々の物標や車線区分などが、自車両１を中心とした相対的な位置関係で示されている。例えば物標として前走車２２６や右後方の車両２２５がローカルマップ２２１に含まれる。このローカルマップ２２１を更新し続けることで、自車両の周囲の障害物や道路状況等を実時間で参照することができる。

●運転制御装置
図３に自動運転あるいは運転支援のための運転制御装置の機能的なブロック図を示す。この運転制御装置は、たとえば図１に示したＥＣＵ２０が、図４以下に示す手順を実行することで実現される。もちろん図４以下に示した手順は、運転制御装置が実現する自動運転や運転支援に係る機能のうち、本実施形態に係るごく一部に過ぎない。たとえばＥＣＵ２０は、運転者により目的地と自動運転が指示されると、ＥＣＵ２４により探索された案内ルートにしたがって、目的地へ向けて車両１の走行を自動制御する。自動制御の際、ＥＣＵ２０はＥＣＵ２２および２３から車両１の周囲状況に関する情報を取得し、取得した情報に基づきＥＣＵ２１、ＥＣＵ２６および２９に指示して、車両１の操舵、加減速を制御する。この手順を機能ブロックとして示したものが図３に相当する。

外界認識部３０１は、カメラ４１、ライダ４２、レーダ４３等の周辺監視装置で取得した周辺の状況を示す外部環境情報から、たとえば周辺の物標の相対速度、位置及び形状、および画像などを示す情報３０３を生成する。そして情報３０３に基づいて、自己位置認識部３０５が、道路上における自車両の位置、周辺を走行する車両の形状及び自車両を中心とした配置、また周辺の構造物の形状及び配置を決定し、ローカルマップ３０７を生成する。なおローカルマップ３０７の作成のためには、情報３０３に加えて、地図情報など、周辺監視装置以外から取得した情報を参照してもよい。また、本例では、ローカルマップ３０７に加えて、センサの感度（検知距離や検知範囲）を示す情報など自車両の状態もローカルマップと併せて行動候補決定部３０９に渡される。

行動候補決定部３０９は、ローカルマップ３０７を入力として、今後の行動候補を決定する。行動候補は、自車両の行動を決定するにあたり、その候補となる行動を示す情報である。自車両の行動は、ローカルマップ３０７のみならず、目的地までのルート情報に加えて、自車両の状態などを参照して決定される。自車両の状態には、たとえば周辺監視装置に含まれたセンサの検知距離などがある。自動運転による行動候補は、その行動を起こす例えば数キロ手前など、余裕をもって決定することが望ましい。それというのも、必ずしも自動運転でその行動を完了できるとは限らず、そのような場合には、手動運転へのテイクオーバを行うことがあるためである。たとえば、出口や分岐、給油等のために走行中の車線から隣の車線へと移動しなければならないこともある。そのような場合には、隣の車線に進入するスペースを見つけられなければ、車線変更しなければならない地点までに手動運転へとテイクオーバする。なお、行動候補決定部３０９は、或る行動をとることがすでに決定されている場合には、その行動が完了するか、あるいは取りやめになるまでは、次の行動候補を決定しないことが望ましい。そのためにはたとえば、後述する経路選択部３１１が、選択した行動の結果として期待される状態に至ったか否かを監視し、当該状態に至ったならそのことを行動候補決定部３０９に通知して次の行動候補を決定させるよう構成してよい。もちろんこの構成は一例に過ぎない。

図４に候補として決定される原則的な行動の一例を示す。行動４Ａは、大型車両の左車線を追い抜く場合に、車線内を維持したまま、左側に移動する。このように左右何れかの方向への操舵を伴う移動のうち、移動する側の横方向および後方の監視を必要とする移動を横移動と呼び、横移動のための運転制御を横制御と呼ぶ。ここで、横方向には真横（側方）のみならず、前方の側方（前側方と呼ぶ）も含む。前側方とは、例えば図２Ａにおいてライダ４２の検知範囲である領域２１４，２１５、レーダ４３の検知範囲である領域２０５，２０６などである。横移動には、車線変更や車線内のオフセット、合流、分岐などを含めてよい。なお本例では、横移動には、カーブに沿った走行は含まれない。道なりに走行するためには前方の監視だけで足りるためである。また、右折や左折などは横移動にさらに含めてよい。この場合には、曲がる側の横方向および後方の監視が必要となるためである。さて、行動４Ａのような車線内での横制御はドライバーへの圧迫感の軽減などを目的としており、必ずしも必要ではないので、上述したようなテイクオーバのための余裕はなくともよい。この場合には、取り得る行動の候補は、横移動か、或いは何もせずに走行を続けるという２つになる。ただし、行動４Ａについては、横移動が難しい状況であればそれを取りやめれば足りるので、何もせずに走行を続けるという行動については候補として用意しなくともよい。

図４の行動４Ｂは、自車両より遅い前走車がいる場合の行動候補の例である。この場合には、２つの選択肢がある。第一の候補は、前走車への追従走行を行う、というものである。前走車の追従走行は、自動走行のレベル（あるいはモードとも呼ぶ。）でいえば、たとえばハンズオフ（運転者がハンドルから手を離すこと）を許容するレベルである。本例では、ハンズオン（運転者がハンドルを持つこと）を第１のモードと呼ぶのに対して、このレベルの走行モードを第２のモードと呼ぶこともある。また第二の候補は、速度を維持したまま追い越し車線（右側）へと車線変更し、前走車を追い越すというものである。

行動４Ｃは分岐による車線変更を示す。また行動４Ｄは合流による車線変更を示す。これらの場合、設定されたルートの都合上分岐しなければならないなら分岐を取りやめるという選択肢は原則としてなく、車線変更という行動が決定される。ただし危険回避などのためには車線変更を取りやめることもあり得るが、計画される行動ではない。したがって、自動運転で車線変更が困難な場合にはドライバーへのテイクオーバをしなければならない。そのために、例えば上述した第２のモードで走行していた場合には、テイクオーバに備えて、合流点または分岐点の手前で第１のモードあるいはそれ以下の自動運転レベルへと切り替えておく必要がある。このように行動に合わせて自動運転モードも選択される。このほか、右折や左折など、交差点における行動も、行動候補決定部３０９において決定されてよい。

さて図３に戻ると、経路選択部３１１は、行動候補決定部３０９により決定された、図４に示したような行動候補のうちから、一つの行動を選択する。それが実行される行動となり、そのために操舵、駆動、制動が、車両制御装置によって制御される。行動候補が一つの場合には選択の余地はないので、ただ一つの行動候補が選択される。複数の候補のうちからいずれの候補を選択するかは、様々な基準で決定し得る。行動４Ｂの例では、前走車に対する相対速度に所定の閾値を設けておき、前走車に対する相対速度が閾値を超えているなら追い越しを選択し、そうでなければ追従を選択することなどが考えられる。また、目的地までのルートの都合上、例えば前方に分岐があって、それまでに（たとえば所定時間内あるいは所定距離内に）車線変更しなければならない場合には、前倒しで車線変更するよう判断することなどもあり得る。いずれにしてもこれらは選択基準の一例であって、他の基準を適用してもよい。また経路選択部３１１は、選択した行動に即した経路情報および速度情報３１３を生成する。経路情報および速度情報３１３は走行制御部３１５に入力される。

走行制御部３１５は、入力された経路情報および速度情報３１３に基づいて、操舵、駆動、制動を制御する。さらに、周辺監視装置により検知された自車両周囲の障害などの状況にも基づいて、即応的に操舵、駆動、制動を制御する。なお自己位置認識部３０５、行動候補決定部３０９、経路選択部３１１はＥＣＵ２０により実現できたが、走行制御部３１５はさらに、ＥＣＵ２１，２６，２９などにより走行制御することで実現される。もちろん必要があれば他のＥＣＵによる処理を含めてもよい。走行制御部３１５は、たとえば入力される経路や速度と各アクチュエータ（原動機などを含む）の制御量とを対応付けた変換マップなどを用いて、経路や速度をアクチュエータの制御量に変換してよい。そして、変換後の制御量を用いて走行制御を行う。

●行動候補決定および経路選択処理
図５に、行動候補決定部３０９および経路選択部３１１により実行されるそれぞれの処理の一部を示す。前述したようにこれらはＥＣＵ２０により実現されることから、図５の手順はＥＣＵ２０により実行される処理でもある。行動候補決定部３０９は、ローカルマップ３０７に基づいて、選択可能な行動候補を作成する（Ｓ５０１）。作成されるのは行動を示すデータ或いは情報であることから、これを候補行動情報とも呼ぶ。作成の詳細は省くが、例えば図４を参照して説明したような候補情報が車両１の周辺環境に応じて作成される。また、行動候補と共に、その行動の自動運転モード（レベル）を併せて決定してもよい。次に行動候補決定部３０９は、作成した候補行動情報に、横制御が必要な行動情報が含まれるか判定する（Ｓ５０３）。本実施形態では、横制御とは、前述したが、横移動のための制御である。横移動とは、左右何れかの方向への操舵を伴う移動のうち、移動する側の横方向および後方の監視を必要とする移動のことである。横移動にはカーブに沿った走行は含まれず、右折や左折は含まれる。作成した候補行動情報に、横制御が必要な行動情報が含まれないと判定した場合には、経路選択部３１１による処理へと移行する。一方横制御が必要な行動情報が含まれると判定した場合には、後方のセンサの感度および、側方特に横移動の移動方向のセンサの感度が十分か判定する（Ｓ５０５）。

ここで、後方のセンサとは、図２Ａの領域２１２を通常の検知範囲とするライダ４２と、領域２０２，２０３を通常の検知範囲とするレーダ４３に対応する。また、側方の移動方向のセンサとは、領域２１１、２１３、２１４、２１５を通常の検知範囲とするライダ４２のうち、移動方向側（右または左）に有るセンサに対応する。同様に、領域２０１，２０４、２０５、２０６を通常の検知範囲とするレーダ４３のうち、移動方向側（右または左）に有るセンサに対応する。各センサの感度すなわち検知距離および／または検知範囲は、たとえば重複する領域を通常の検知範囲とするセンサによる検知結果を比較することで判定でき、また不図示の自己診断回路によってセンサの出力信号等から電子的に判断できる。また距離が分かっている物標を対象としてそれを検知する信号の強さなどによって測定することもできる。さらに感度が十分であるとは、たとえば検知可能な距離である検知距離が所定距離以上であることなどである。また検知範囲が所定の範囲以上で有ることを条件として加えてもよい。センサの感度を検知レベルとも呼び、感度が十分であるとは、検知レベルが所定レベルに達していることということもできる。

すなわち、後方のセンサの感度が十分であるとは、領域２１２を検知範囲とするライダ４２の検知レベルが所定レベルに達しているか、領域２０２と領域２０３とを検知範囲とするレーダ４３の検知レベルが所定レベルに達していることである。ただし、レーダ４３は、後方センサとして２つのセンサを有しているので、この両方についてともに検知レベルが所定レベルに達していれば感度が十分と判定してよい。あるいは、横移動の方向側の後方センサの検知レベルが所定レベルに達していれば感度が十分と判定してもよい。同様に側方のセンサの感度が十分であるとは、領域２１１と領域２１３と領域２１４と領域２１５とを検知範囲とするライダ４２の検知レベルが所定レベルに達しているか、領域２０１と領域２０４と領域２０５と領域２０６とを検知範囲とするレーダ４３の検知レベルが所定レベルに達していることである。ただし、側方とは左右両方の側方ではなく、横移動の方向を指すものと限定的に解釈してもよい。この場合には、横移動の方向側の側方センサの検知レベルが所定レベルに達していれば感度が十分と判定してもよい。

さて、後方および移動方向のセンサ感度が十分ではないと判定された場合には、候補行動から、横制御を含む候補行動を削除する（Ｓ５０７）。ただし、横移動の方向の側方センサおよび後方センサの感度が十分であれば、その横移動のための横制御を含む候補行動は削除しなくともよい。例えば右移動を含む候補行動情報は、右の側方センサと後方センサの感度が十分ならば、左の側方センサの感度が不十分であっても削除しなくてよい。

このようにして行動候補を生成すると、次に経路選択部による経路選択処理に移る。まず行動候補が複数あるか判定し、一つであればその候補を次の行動として選択し、その行動の経路・速度情報を決定する（Ｓ５１７）。一方、複数の候補がある場合には、そのうちのひとつを選択する。そのために各行動候補の候補行動情報を評価する（Ｓ５１３）。そして最高評価の候補行動を次の行動として選択し（Ｓ５１５）、その行動の経路・速度情報を決定する（Ｓ５１７）。このようにして作成された経路情報および速度情報は、走行制御装置（あるいは走行制御部）に入力され、その経路と速度で走行が制御されて選択された行動が実現される。走行制御装置が複数のＥＣＵで構成される場合には、それぞれのＥＣＵがそれぞれの制御対象のアクチュエータを、決定された経路と速度とに従って制御する。

ここで、ステップＳ５１３における評価の対象は、図４で説明したように、状況に応じて様々であってよい。例えば行動４Ｂの車線変更の例では、評価基準は速度差であり、前走車に対する相対速度が所定の閾値以上なら車線変更の評価点に加点し、そうでないなら車線維持の評価点に加点する、といった評価の仕方を用いてよい。このほかに評価対象があればそれも評価し、総合評価が高い方の行動が選択される。あるいは、行動の一つの面に着目してその行動を評価し、この評価をいくつもの面について行って総合的に判断してもよい。たとえば前述の例では、所用時間の面から評価し、速度差が一定以上なら追い越しに加点し、一定より小さいなら所要時間についてはいずれの行動についても加点しない。さらに例えば燃費の面から評価して、燃費の良い速度で走行できる方に加点する、というように評価してもよい。また自動運転レベルを上げられる行動に加点し、維持する行動に加点せず、下げる行動については減点する、などとしてもよい。もちろんこれらは一例であって、他の評価方法であってもよい。なお図５では、センサの感度による横制御の抑制を行動候補決定部３０９で行っているが、ステップＳ５０３〜Ｓ５０７を経路選択部３１１で行ってもよい。

以上のようにして、走行中の行動が決定され、実現される。そして本例では、側方及び後方それぞれのセンサの少なくとも一方の検知レベルが所定レベルに達しない場合には、横制御を抑制する。そして側方及び後方それぞれのセンサの両方の検知レベルが所定レベルに達している場合には、横制御を抑制せず、横移動を選択し得る。これにより、横だけではなく、後側方も検知出来ている状態ではじめて横制御を実施することで、自車のリスクを低減する。

次に図６を参照して、自動運転中にドライバーによる車線変更指示があった場合の経路選択部３１１による処理を説明する。たとえば自動運転により車線維持の走行が継続されている間にドライバーが方向指示器を操作すると図６の手順が実行される。まず指示された方向の側方センサ及び後方センサ両方の感度が十分か判定する。この判定基準はステップＳ５０５と同様でよい。十分でないと判定した場合には、ドライバーに対して、指示された側への車線変更について注意を喚起し（Ｓ６０３）、車線変更という指示された行動の経路情報および速度情報を決定する（Ｓ６０５）。この後は走行制御部による走行制御が実行される。一方指示された側のセンサ感度が十分であると判定した場合、Ｓ６０３をスキップして、車線変更という指示された行動の経路情報および速度情報を決定する（Ｓ６０５）。このように、図５のように自動運転で、車両制御装置からの要求による車線変更については、指示された方向の側方センサ及び後方センサ両方の感度が十分でなければ、その行動を抑制する。一方、ドライバーからの要求による車線変更については、指示された方向の側方センサ及び後方センサ両方の感度が十分でなければドライバーに対して注意喚起するものの、車線変更を抑制することはなく、そのまま車線変更を遂行する。なお車線変更の前の自動運転が、ハンズオフでもよい第２のモードで行われていた場合には、ステップＳ６０３における注意喚起と共に、第１のモードへの自動運転のレベルの変更も併せて行われることが望ましい。

次に、図７を参照して、自動運転モードを変更する処理を説明する。図７の手順は、例えば行動候補決定部３０９により、ステップＳ５０１における行動候補の決定とともに実行され、行動に応じたモードが決められてよい。この手順は、図１のハードウェア構成でいえばＥＣＵ２０により実行されてよい。

まずモードを決定するために必要なモード情報が収集される（Ｓ７０１）。本例では行動候補決定部３０９により図７の手順が行われるので、モード情報として、ローカルマップおよび周辺監視装置を構成するセンサの検知距離などを含む自車両の状態情報を用いる。そして、行動候補に応じた自動運転モードのうち最も自動化率が高いモードを決定する（Ｓ７０３）。もちろん複数の候補がある場合にはそれぞれの候補に応じてモードを決定する。

次に前方のセンサの感度は十分か判定する（Ｓ７０５）。前方のセンサとは、図２Ａに示した検知範囲のうち、検知範囲２０１〜２０４、２１１〜２１３を除いた、ライダ４２とレーダ４３による車両前方の検知範囲を担当するセンサである。たとえば領域２０７を担当するレーダ４３などである。さらに、前側方の検知範囲２０５，２０６，２１４，２１５は、側方のセンサであると同時に前方のセンサとしてもよい。カメラ４１により物標の距離や範囲を検知する場合には、カメラ４１を含めてもよい。またセンサの感度についてはステップＳ５０５等で説明したのと同様である。ステップＳ７０５で前方センサの感度が不十分であると判定した場合には、ステップＳ７０３で決定されたモードを、第１のモードより低いモードへと変更する（Ｓ７１３）。なお、前方センサの感度が十分である（すなわち検知レベルが所定レベルに達している）とは、具体的には検知範囲２０７を担当するレーダ４３と、カメラ４１の両方の感度が十分であることである。逆に言えば、検知範囲２０７を担当するレーダ４３と、カメラ４１のいずれかの感度が不十分であるか失陥していれば、前方のセンサの感度は不十分と判定される。このように、検知できているセンサすなわち感度が十分なセンサの種類や、数に応じて第１モードとマニュアルモードのどちらかが選択される。選択の仕方は前述した例に限らず。感度が十分であると判定されるセンサの組み合わせ、あるいは十分ではないと判定されるセンサの組み合わせは、予め決めておいてよい。感度が十分であると判定されなかった場合は、逆に言えば感度が不十分である（すなわち検知レベルが所定レベルに達していない）といえる。第１のモードとは、ドライバーにハンズオンを要求するモードである。第１のモードよりも低いモードには、たとえばマニュアル運転モードが含まれる。この手順で第１モードよりも低いモードに変更された場合、そのモードに対応する行動も変更する必要がある場合もある。例えば、変更後のモードがマニュアル運転モードであれば、決定した行動候補をすべてキャンセルし、ドライバーに対してテイクオーバを通知する。

一方ステップＳ７０５で前方センサの感度が十分であると判定した場合には、後方および側方それぞれのセンサの感度が十分か判定する（Ｓ７０７）。この判定は、ステップＳ５０５と同様で良い。ステップＳ７０７で十分と判定した場合には、特に何もせずにステップＳ７０３で決定したモードを維持する。また不十分と判定した場合には、ステップＳ７０３で決定したモードが第１のモードよりも自動化率が高いモード（第１のモードよりも高レベルのモードという）であるか判定する（Ｓ７０９）。このモードには、ドライバーはハンドルを把持しなくてもよい（ハンズオフ）第２のモードが含まれる。そして第１モードよりも高レベルのモードであれば、ステップＳ７０３で決定したモードを第１のモードに変更する（Ｓ７１１）。ステップＳ７０３で決定したモードが第１のモードならば何もしなくともよい。またステップＳ７０３で決定したモードが第１のモードより自動化率が低いモードであると判定されたなら、そのモードを維持する。

なお、自動運転モードが第２のモードから第１のモードへ変更される場合には、行動自体はそのまま残しておいてよい。第１のモードと第２のモードとの相違はドライバーによる周辺監視の有無であり、同じ行動（車両制御）であっても、第１のモードではドライバーがハンドルを把持していることが前提となり、システムの車両制御が実環境やドライバーと一致している場合には、手を添えた状態でそのまま機能継続することが可能となり、引き続きドライバーは自動化による恩恵を受け続けることが可能となる。一方、一時的にシステムとドライバーとで異なる運転操作を行った際に、ハンドル把持していることで、ドライバーの操作介入が即座可能となる。したがってこの点を相違として、行動は特に削除や変更をしなくともよい。

経路選択部３１１で取るべき行動が選択されると、それに対応した運転モードに移行して、選択された行動のための走行制御が引き続き行われる。すなわち、図７の手順で決定した自動運転モードが設定される。この結果、前方センサによる感度が不十分であれば第１のモードも第２のモードも抑制される。また前方センサの感度が十分であれば、後方および側方センサいずれかの感度が十分でなくとも、第１のモードへの遷移は抑制されることがない。

以上説明したように本実施形態に係る車両制御装置は、車両が備えた周辺監視装置のセンサの状態に応じて、自動運転による行動の一部や、自動運転モードの一部を抑制する。これにより、自動運転の安全性を確保するとともに、自動運転が可能な条件を必要以上に狭めることがない車両制御を実現できる。以下に実施形態をまとめる。

●実施形態のまとめ
以上説明した本実施形態をまとめると以下のとおりである。
（１）本実施形態の第一の態様は、自車両の周辺監視を行う周辺監視手段（４１，４２，４３）と、
前記周辺監視手段の出力から、操舵制御を含む走行制御を行う車両制御手段（２０−２９）とを有し、
自車両の前記周辺監視手段は、
自車両の側方及び後方の物標を検知可能であり、
前記側方及び後方の両方の検知レベルが所定レベルに達している場合に、前記横制御を抑制せず、
前記側方及び後方の少なくとも一方の検知レベルが所定レベルに達しない場合に、前記操舵制御を伴う横制御を抑制する
ことを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、横だけではなく、後側方も検出出来ている状態で横制御を実施することで、自車のリスクを低減することが可能となる。ここで、横制御とは、車線変更、白線中心に対するオフセット走行を抑制することを指す。

（２）本実施形態の第二の態様は、第一の態様に加えて、前記横制御は、
走行中の車線内での操舵制御と、
車線変更と、（目的地に対する車線変更、追越、分岐、合流）
交差点での進路変更（右左折）とを含むことを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、横制御でもカーブに沿った行為は制限せずに、自車の横制御により他車とのリスクが発生することを抑制することが可能となる。

（３）本実施形態の第三の態様は、第一または第二の態様に加えて、前記横制御は、ドライバーからの要求によるドライバー車線変更と、前記車両制御手段からの要求によるシステム車線変更とを含み、
前記周辺監視手段の側方及び後方の両方の前記検知レベルが、
所定の検知レベル以上（良い）の場合には、前記システム車線変更も前記ドライバー車線変更も抑制せず、
前記所定の検出レベルより低い（悪い）場合には、前記システム車線変更を抑制し、前記ドライバー車線変更を抑制しないことを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、ドライバー要求はドライバー監視の元で実施するため、安全性を確保しつつ現状で可能な運転支援を提供することが可能となる。

（４）本実施形態の第四の態様は、第一乃至第三の態様に加えて、前記周辺監視手段は、
自車両の前方と後方と側方の物標を検知可能であり、
自動運転もしくは運転支援のモードとして、第１モード（ハンズオン）と、前記第１モードよりも自動化率が増大もしくはドライバー要求タスクが減少する第２モード（ハンズオフ）とを有し、
側方及び後方の少なくとも一方の前記検知レベルが所定レベルに達しない場合には前記第１モードを抑制せずに前記第２モードを抑制し、
前方の前記検知レベルが所定レベルに達しない場合には、前記第１モード及び前記第２モードを抑制することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、前方が検出できないときにはすべて禁止し、後方・側方が見えないときには一部のみを許可させる。

（５）本実施形態の第五の態様は、第一乃至第四の態様に加えて、
前記側方には、左右それぞれの側方を含み、前記左右のいずれか一方の前記検知レベルが前記所定レベルに達せず、後方の前記検知レベルが前記所定レベルに達している場合には、前記検知レベルが前記所定レベルに達していない側への前記横制御を抑制することを特徴とする車両制御装置にある。
この構成により、横制御を抑制する条件をより狭めて、自動運転の余地を必要以上に減縮することを防止できる。

さらに本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

Claims (5)

1. 自車両の周辺監視を行う周辺監視手段（４１，４２，４３）と、
   前記周辺監視手段の出力から、操舵制御を含む走行制御を行う車両制御手段（２０−２９）とを有し、
   自車両の前記周辺監視手段は、
   自車両の側方及び後方の物標を検知可能であり、
   前記側方及び後方の検知レベルが両方とも所定レベルに達している場合に、前記操舵制御を伴う横制御を実施し、
   前記側方及び後方の少なくとも一方の検知レベルが前記所定レベルに達しない場合に、前記操舵制御を伴う横制御を実施せず、
   前記横制御は、ドライバーからの要求により前記車両制御手段が操舵制御を含む走行制御を主体的に行うドライバー車線変更と、
   前記車両制御手段からの要求により前記車両制御手段が操舵制御を含む走行制御を主体的に行うシステム車線変更とを含み、
   前記周辺監視手段の側方及び後方の前記検知レベルの両方が前記所定レベル以上の場合には、前記システム車線変更も前記ドライバー車線変更も実施し、
   前記周辺監視手段の側方及び後方の前記検知レベルの少なくとも一方が前記所定レベルより低い場合には、前記システム車線変更を実施せず、前記ドライバー車線変更を実施することを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記横制御は、
   走行中の車線内での操舵制御と、
   車線変更と、
   交差点での進路変更とを含むことを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置であって、
   前記周辺監視手段は、
   自車両の前方と後方と側方の物標を検知可能であり、
   自動運転もしくは運転支援のモードとして、第１モードと、前記第１モードよりも自動化率が増大もしくはドライバー要求タスクが減少する第２モードと、前記第１モードよりも自動化率が低いモードとを有し、
   側方及び後方の少なくとも一方の前記検知レベルが所定レベルに達しない場合には前記第１モードまたは前記第１モードよりも自動化率が低いモードを前記自動運転もしくは運転支援のモードとし、
   前方の前記検知レベルが所定レベルに達しない場合には、前記第１モードよりも自動化率が低いモードを前記自動運転もしくは運転支援のモードとすることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記側方には、左右それぞれの側方を含み、前記左右のいずれか一方の前記検知レベルが前記所定レベルに達せず、後方の前記検知レベルが前記所定レベルに達している場合には、前記検知レベルが前記所定レベルに達していない側への前記横制御を抑制することを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   感度が所定レベルに達しない所定の周辺監視手段の組み合わせに応じて、複数の運転支援モードの内、対応する前記運転支援モードを抑制することを特徴とする車両制御装置。

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