JP7043295B2 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。

近年、車両の運転を自動的に制御すること（以下、自動運転と称する）について研究が進められている。一方で、例えば、右折する予定の交差点において右折専用車線が渋滞している場合、渋滞の最後尾に到着できるように予め車線変更を案内するナビゲーション装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－２５２３５号公報

しかしながら、従来の技術では、渋滞の最後尾につくべきか、あるいは渋滞を追い抜くべきかの判断ができない。従って、例えば直進車線が渋滞しており右折専用車線が渋滞していないような状況下において車両を自動運転している場合、前走車両を追い抜いてよい場面であっても渋滞の最後尾についてしまう等、周辺の交通状況に応じた適切な走行ができない場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、周辺の交通状況に応じた適切な走行を実現することができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

（１）：自車両が走行している自車線において前記自車両の前方に存在する複数の前走車両が渋滞状態にあるか否かを判定する渋滞状態判定部と、前記自車両の少なくとも操舵を制御する運転制御部であって、目標経路に沿って走行するために前記自車両を前記自車線から増加車線に移動させる予定であり、且つ、前記渋滞状態判定部により前記前走車両が渋滞状態にあると判定されたことを含む条件を満たす場合、前記増加車線の開始位置よりも手前の位置で前記自車線から前記増加車線に向けて前記自車両を走行させる運転制御部と、を備える車両制御装置である。

（２）：（１）において、前記条件は、自車両の周辺状況を認識する認識部により、前記増加車線に係る交差点に設置された信号機が、前記増加車線から進行する先について進行可能であることを示していることが認識されたことを更に含む。

（３）：（１）または（２）において、前記条件は、自車両の周辺状況を認識する認識部により、前記増加車線に前記自車両が進入できるスペースがあることが認識されたことを更に含む。

（４）：（１）から（３）のうちいずれかにおいて、前記条件は、自車両の周辺状況を認識する認識部により、前記増加車線よりも手前側に延在する対向車線を走行する対向車が存在しないことが認識されたことを更に含む。

（５）：（１）から（４）のうちいずれかにおいて、前記条件は、前記開始位置までの距離が所定距離以下になる位置に前記自車両が到達したことを更に含む。

（６）：車載コンピュータが、自車両が走行している自車線において前記自車両の前方に存在する複数の前走車両が渋滞状態にあるか否かを判定し、目標経路に沿って走行するために前記自車両を前記自車線から増加車線に移動させる予定であり、且つ、前記前走車両が渋滞状態にあると判定されたことを含む条件を満たす場合、前記増加車線の開始位置よりも手前の位置で前記自車線から前記増加車線に向けて前記自車両を走行させる、車両制御方法である。

（７）：車載コンピュータに、自車両が走行している自車線において前記自車両の前方に存在する複数の前走車両が渋滞状態にあるか否かを判定させ、前記自車両の少なくとも操舵を制御する運転制御部であって、目標経路に沿って走行するために前記自車両を前記自車線から増加車線に移動させる予定であり、且つ、前記前走車両が渋滞状態にあると判定されたことを含む条件を満たす場合、前記増加車線の開始位置よりも手前の位置で前記自車線から前記増加車線に向けて前記自車両を走行させる、プログラムである。

（１）～（７）によれば、周辺の交通状況に応じた適切な走行を実現することができる。

第１実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。 第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。 第１実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。 第１実施形態の自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。 第３実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。 第４実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。 第５実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。 実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。なお、以下では、左側通行の法規が適用される場合について説明するが、右側通行の法規が適用される場合、左右を逆に読み替えればよい。

＜第１実施形態＞
［全体構成］
図１は、第１実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせを含む。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ファインダ１４は、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。車両システム１から物体認識装置１６が省略されてもよい。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

車両センサ４０は、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。

ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。

ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。

経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。

ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報、車線の種別の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一部または全部に出力される。

自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０と、記憶部１８０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０の其々は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置１００の記憶部１８０に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶部１８０にインストールされてもよい。

記憶部１８０は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現される。記憶部１８０は、例えば、プロセッサによって読み出されて実行されるプログラムを格納する。

図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。

認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、自車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。

また、認識部１３０は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（自車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、自車線を認識する。なお、認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、自車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

認識部１３０は、自車線を認識する際に、自車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、自車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、自車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、自車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、自車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。

認識部１３０は、例えば、渋滞状態判定部１３２を備える。渋滞状態判定部１３２は、前述した認識結果に基づいて、自車線が走行している自車線において自車両Ｍの前方に存在する複数の他車両（以下、前走車両と記す）が渋滞状態にあるか否かを判定する。例えば、渋滞状態判定部１３２は、例えば、速度が所定速度未満であり且つ所定車間距離以内で連なる所定数以上の前走車両が存在するか否かを判定する。所定速度とは、例えば、０［ｋｍ／ｈ］または数［ｋｍ／ｈ］～十数［ｋｍ／ｈ］程度の、停止または徐行と見なせる程度の速度である。速度が所定速度未満であり且つ所定車間距離以内で連なる所定数以上の前走車両が存在する場合、渋滞状態判定部１３２は、前走車両が渋滞状態にあると判定する。

行動計画生成部１４０は、例えば、イベント決定部１４２と、目標軌道生成部１４４と、条件判定部１４６と、分岐指示部１４８とを備える。イベント決定部１４２は、推奨車線が決定された経路において自動運転のイベントを決定する。イベントは、自車両Ｍの走行態様を規定した情報である。

イベントには、例えば、自車両Ｍを一定の速度で同じ車線を走行させる定速走行イベント、自車両Ｍの前方に存在する前走車両に自車両Ｍを追従させる追従走行イベント、自車両Ｍを自車線から隣接車線へと車線変更させる車線変更イベント、道路の分岐地点で自車両Ｍを目的側の車線に分岐させる分岐イベント、合流地点で自車両Ｍを本線に合流させる合流イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのテイクオーバーイベントなどが含まれる。「追従」とは、例えば、自車両Ｍと前走車両との相対距離（車間距離）を一定に維持させる走行態様である。また、イベントには、例えば、自車両Ｍを一旦隣接車線に車線変更させて前走車両を隣接車線において追い越してから再び元の車線へと車線変更させる追い越しイベント、障害物との接近を回避するために自車両Ｍに制動および操舵の少なくとも一方を行わせる回避イベントなどが含まれてよい。

また、イベント決定部１４２は、自車両Ｍが走行している際に認識部１３０により認識された周辺の状況に応じて、既に決定したイベントを他のイベントに変更したり、新たにイベントを決定したりしてよい。

目標軌道生成部１４４は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を自車両Ｍが走行し、更に、自車両Ｍが推奨車線を走行する際に周辺の状況に対応するため、イベントにより規定された走行態様で自車両Ｍを自動的に（運転者の操作に依らずに）走行させる将来の目標軌道を生成する。目標軌道には、例えば、将来の自車両Ｍの位置を定めた位置要素と、将来の自車両Ｍの速度等を定めた速度要素とが含まれる。

例えば、目標軌道生成部１４４は、自車両Ｍが順に到達すべき複数の地点（軌道点）を、目標軌道の位置要素として決定する。軌道点は、所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの自車両Ｍの到達すべき地点である。所定の走行距離は、例えば、経路に沿って進んだときの道なり距離によって計算されてよい。

また、目標軌道生成部１４４は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度を、目標軌道の速度要素として決定する。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度は、サンプリング時間および軌道点の間隔によって決定される。目標軌道生成部１４４は、生成した目標軌道を示す情報を、第２制御部１６０に出力する。

条件判定部１４６は、所定条件を満たすか否かを判定する。所定条件は、前述した推奨経路で構成される目標経路に沿って走行するために、自車両は自車線から増加車線へ移動する予定であること（条件１）と、渋滞状態判定部１３２により前走車両が渋滞状態にあると判定されたこと（条件２）とを含む。これらの双方が満たされる場合、条件判定部１４６は、所定条件を満たすと判定する。増加車線とは、車線数の増加に伴い増加する車線であり、例えば、右折専用車線等がある。例えば、条件判定部１４６は、分岐する交差点から所定距離（例えば２［ｋｍ］）手前になったら、判定処理を実行する。

分岐指示部１４８は、条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、自車両Ｍを増加車線の開始位置よりも手前の位置で自車線から増加車線に向けて走行させるための指示を生成し、目標軌道生成部１４４に出力する。この指示を受けて、目標軌道生成部１４４は、例えば自車両Ｍの現在の位置から増加車線の開始位置よりも手前の位置で自車線から増加車線に向けて走行するための目標軌道を生成する。こうすることにより、条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、目標軌道生成部１４４は、推奨車線における増加車線への開始位置よりも手前の位置で、前走車両の渋滞から外れ、自車線から増加車線へ移動するための目標軌道を生成することができる。

第１実施形態における所定条件が成立する場面の一例について、図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。図３において、車線Ｌ１は自車両Ｍの自車線であり、車線Ｌ２は車線Ｌ１から派生する増加車線であり、車線Ｌ３は、車線Ｌ２を右折した先にある車線である。増加車線Ｌ２の手前には、ゼブラゾーンＺが設けられている。経路決定部５３により決定されている自車両Ｍの経路は、図示の交差点において車線Ｌ１を右折して車線Ｌ３に進入する経路である。推奨車線決定部６１により決定されている自車両Ｍの推奨車線には、ポイントＰ１までは車線Ｌ１、ポイントＰ１から増加車線Ｌ２、右折した後から車線Ｌ３が含まれている。これらの条件下において、所定条件が成立しない場合の目標軌道は、例えば、図示の目標軌道Ｋ１のようになる。なお、ポイントＰ１は、車線Ｌ１の進行方向において増加車線Ｌ２が開始される地点である。

上述したような目標軌道Ｋ１が自車両Ｍの経路として決定された場合、条件判定部１４６は、条件１を満たすと判定する。渋滞状態判定部１３２により渋滞状態であると判定された場合、条件判定部１４６は、条件２を満たすと判定する。自車両Ｍが車線Ｌ１のポイントＰ１を通過するよりも前に、条件判定部１４６により条件１および条件２の両方が成立すると判定された場合、目標軌道生成部１４４は、ポイントＰ１よりも手前で車線Ｌ１から増加車線Ｌ２に車線変更する目標軌道Ｋ２を生成し、第２制御部１６０に出力する。

第２制御部１６０は、目標軌道生成部１４４によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。第２制御部１６０および行動計画生成部１４０は、「運転制御部」の一例である。

取得部１６２は、目標軌道生成部１４４により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、記憶部１８０のメモリに記憶させる。

速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に含まれる速度要素（例えば目標速度や目標加速度等）に基づいて、走行駆動力出力装置２００およびブレーキ装置２１０の一方または双方を制御する。

操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道に含まれる位置要素（例えば目標軌道の曲り具合を表す曲率等）に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。

速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するパワーＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。パワーＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、第２制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

［処理フロー］
以下、第１実施形態の自動運転制御装置１００による一連の処理の流れを、フローチャートを用いて説明する。図４は、第１実施形態の自動運転制御装置１００による一連の処理の流れの一例を示すフローチャートである。例えば、本フローチャートの処理は、所定の周期で繰り返し行われてよい。

まず、条件判定部１４６は、判定タイミングに到達したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、条件判定部１４６は、自車両Ｍの走行位置が分岐する交差点から所定距離手前になったら、判定タイミングに到達したと判定する。判定タイミングに到達したと判定した場合、条件判定部１４６は、目標経路に沿って走行するために自車両Ｍは自車線から増加車線へ移動する予定であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。自車両が自車線から増加車線へ移動する予定であると判定された場合、条件判定部１４６は、渋滞状態判定部１３２により前走車両が渋滞状態にあると判定されたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。渋滞状態判定部１３２により前走車両が渋滞状態にあると判定された場合、条件判定部１４６は、所定条件を満たすと判定する（ステップＳ１０９）。

条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、分岐指示部１４８は、自車両Ｍを増加車線に向けて走行させるための指示を生成し、目標軌道生成部１４４に出力する（ステップＳ１０９）。目標軌道生成部１４４は、この指示に基づいて、増加車線に向かう目標軌道を生成する（ステップＳ１１１）。そして、第２制御部１６０は、目標軌道生成部１４４によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、自車両Ｍの走行を制御する（ステップＳ１１３）。

以上説明した第１実施形態によれば、自車両Ｍが走行している自車線において自車両Ｍの前方に存在する複数の前走車両が渋滞状態にあるか否かを判定する渋滞状態判定部１３２と、自車両Ｍの少なくとも操舵を制御する運転制御部であって、目標経路に沿って走行するために自車両Ｍを自車線から増加車線に移動させる予定であり、且つ、渋滞状態判定部１３２により前走車両が渋滞状態にあると判定されたことを含む条件を満たす場合、増加車線の開始位置よりも手前の位置で自車線から増加車線に向けて自車両Ｍを走行させる運転制御部（第２制御部１６０および行動計画生成部１４０）と、を備えるため、周辺の交通状況に応じた適切な走行を実現することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態において、所定条件は、増加車線に係る交差点に設置された信号機が、増加車線から進行する先について進行可能であることを示していることが認識部１３０により認識されたこと（条件３）を更に含む。第２実施形態における所定条件が成立する場面の一例について、図５を参照して説明する。図５は、第２実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。図５において、増加車線Ｌ２に係る交差点には、信号機ＳＧ１が設置されている。信号機ＳＧ１は、青、黄色、赤信号に加え、右折専用信号も備える。例えば、認識部１３０により、信号機ＳＧ１が青信号であることあるいは右折専用信号が青であることが認識された場合、条件判定部１４６は、条件３を満たすと判定する。少なくとも条件１、条件２および条件３の全てが成立する場合、条件判定部１４６は、所定条件を満たすと判定する。自車両Ｍが車線Ｌ１のポイントＰ１を通過するよりも前に条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、分岐指示部１４８は、増加車線に向けて走行させるための指示を生成し、目標軌道生成部１４４に出力する。目標軌道生成部１４４は、ポイントＰ１よりも手前で車線Ｌ１から増加車線Ｌ２に車線変更する目標軌道Ｋ２を生成し、第２制御部１６０に出力する。

以上説明した第２実施形態によれば、条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、目標軌道生成部１４４は、推奨車線における増加車線への開始位置よりも手前の位置で、前走車両の渋滞から外れ、自車線から増加車線へ移動するための目標軌道を生成することができる。よって、右折専用信号において青となっているにも関わらず、直進側の車線が渋滞していることにより右折できない事態を回避することができる。

＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について説明する。第３実施形態において、所定条件は、増加車線に自車両Ｍが進入できるスペースがあることが認識部１３０により確認されたこと（条件４）を更に含む。第３実施形態における所定条件が成立する場面の一例について、図６を参照して説明する。図６は、第３実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。図６において、増加車線Ｌ２には、他車両ｍ１が停車しており、他車両ｍ１の後ろには、少なくとも自車両Ｍが停車できる程度のスペースＳＰ１がある。例えば、認識部１３０により、増加車線Ｌ２に他車両が存在しないことが認識された場合、あるいは、増加車線Ｌ２に他車両ｍ１が存在しているものの自車両Ｍが停車できる程度のスペースＳＰ１があることが認識された場合、条件判定部１４６は、条件４を満たすと判定する。少なくとも条件１、条件２および条件４の全てが成立する場合、条件判定部１４６は、所定条件を満たすと判定する。自車両Ｍが車線Ｌ１のポイントＰ１を通過するよりも前に条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、分岐指示部１４８は、増加車線に向けて走行させるための指示を生成し、目標軌道生成部１４４に出力する。目標軌道生成部１４４は、ポイントＰ１よりも手前で車線Ｌ１から増加車線Ｌ２に車線変更する目標軌道Ｋ２を生成し、第２制御部１６０に出力する。

以上説明した第３実施形態によれば、条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、目標軌道生成部１４４は、推奨車線における増加車線への開始位置よりも手前の位置で、前走車両の渋滞から外れ、自車線から増加車線へ移動するための目標軌道を生成し、自車両Ｍが増加車線の空いているスペースに停車することができる。よって、右折専用信号が赤である場合であっても増加車線に停車して、右折専用信号が青になるまで待機することができる。

＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について説明する。第４実施形態において、所定条件は、増加車線よりも手前側に延在する対向車線を走行する対向車が存在しないことが認識部１３０により認識されたこと（条件５）を更に含む。第４実施形態における所定条件が成立する場面の一例について、図７を参照して説明する。図７は、第４実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。図７において、車線Ｌ４は、車線Ｌ１の対向車線であり、車線Ｌ５は、車線Ｌ１の進行方向において左側から交差点に進入する車線であり、車線Ｌ６は、車線Ｌ１の進行方向において右側から交差点に進入する車線である。

例えば、対向車線Ｌ４の自車両Ｍよりも前方において対向車が存在しないことが認識部１３０により認識された場合、条件判定部１４６は、条件５を満たすと判定する。少なくとも条件１、条件２および条件５の全てが成立する場合、条件判定部１４６は、所定条件を満たすと判定する。自車両Ｍが車線Ｌ１のポイントＰ１を通過するよりも前に条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、分岐指示部１４８は、自車両Ｍを増加車線の開始位置よりも手前の位置で自車線から増加車線に向けて走行させるための指示を生成し、目標軌道生成部１４４に出力する。目標軌道生成部１４４は、ポイントＰ１よりも手前で車線Ｌ１から対向車線Ｌ３に車線変更し、増加車線Ｌ２に進入する目標軌道Ｋ３を生成し、第２制御部１６０に出力する。

以上説明した第４実施形態によれば、条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、目標軌道生成部１４４は、推奨車線における増加車線への開始位置よりも手前の位置で、前走車両の渋滞から外れ、対向車がいない状況において自車線から増加車線へ移動することができる。例えば、交差点の信号が赤信号である場合や、車線Ｌ５からの右折車両や車線Ｌ６からの左折車両が対向車線Ｌ４に進入して来ない場合、対向車線Ｌ４を対向車が走行しない時間がある。このような場面において特に有効である。

＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について説明する。第５実施形態において、所定条件は、増加車線Ｌ２の開始位置（ポイントＰ１）までの距離が閾値以下になる位置（ポイントＰ２に自車両Ｍが到達したこと（条件６）を更に含む。第５実施形態における所定条件が成立する場面の一例について、図８を参照して説明する。図８は、第５実施形態における所定条件が成立する場面の一例を説明するための図である。図８において、ポイントＰ２は、車線Ｌ１の進行方向においてポイントＰ１よりも距離Ｄ１（閾値）手前の地点である。例えば、ポイントＰ２に到達したことが認識部１３０により認識された場合、条件判定部１４６は、条件６を満たすと判定する。また、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置に基づいてナビゲーション装置５０によりポイントＰ２に到達したと判定された場合、条件判定部１４６は、条件６を満たすと判定してもよい。少なくとも条件１、条件２および条件６の全てが成立する場合、条件判定部１４６は、所定条件を満たすと判定する。

自車両Ｍが車線Ｌ１のポイントＰ１を通過するよりも前に条件判定部１４６により所定条件を満たすと判定された場合、分岐指示部１４８は、自車両Ｍを増加車線の開始位置よりも手前の位置で自車線から増加車線に向けて走行させるための指示を生成し、目標軌道生成部１４４に出力する。目標軌道生成部１４４は、以下に示すいずれか一つの目標軌道を生成し、第２制御部１６０に出力する。例えば、図８に示す通り、車線Ｌ１の幅員が前走車両を追い越しできる程度である場合、目標軌道生成部１４４は、車線Ｌ１において前走車両を追い越してゼブラゾーンＺに進入し、増加車線Ｌ２に進入する目標軌道Ｋ４を生成する。例えばセンターラインが追い越し禁止である場合、目標軌道生成部１４４は、ゼブラゾーンＺの開始位置まで前走車両の後ろを追従走行してゼブラゾーンＺに進入し、続けて増加車線Ｌ２に進入する目標軌道を生成してもよい。ゼブラゾーンＺが存在しない場合、対向車線を走行した後で増加車線Ｌ２に進入する目標軌道を生成してもよい。なお、最後のケースにおいて、目標軌道生成部１４４は、自車両Ｍが車線Ｌ１のポイントＰ１を通過するよりも前に、少なくとも条件１，２，４，６が成立する場合に、上記軌道を生成するようにしてもよい。

以上説明した第５実施形態によれば、増加車線Ｌ２の開始地点に近づいた場合に、前走車両の渋滞から外れ、自車線から増加車線へ移動することができる。

［ハードウェア構成］
図９は、実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置１００は、通信コントローラ１００－１、ＣＰＵ１００－２、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ１００－３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤなどの記憶装置１００－５、ドライブ装置１００－６などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ１００－１は、自動運転制御装置１００以外の構成要素との通信を行う。記憶装置１００－５には、ＣＰＵ１００－２が実行するプログラム１００－５ａが格納されている。このプログラムは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００－３に展開されて、ＣＰＵ１００－２によって実行される。これによって、第１制御部１２０および第２制御部１６０のうち一部または全部が実現される。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶するストレージと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
自車両が走行している自車線において前記自車両の前方に存在する複数の前走車両が渋滞状態にあるか否かを判定させ、
目標経路に沿って走行するために前記自車両を前記自車線から増加車線に移動させる予定であり、且つ、前記前走車両が渋滞状態にあると判定されたことを含む条件を満たす場合、前記増加車線の開始位置よりも手前の位置で前記自車線から前記増加車線に向けて前記自車両を走行するよう前記自車両の少なくとも操舵を制御させる
ように構成されている、車両制御装置。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、自車両の周辺状況に応じて、上述した各実施形態を組み合わせて所定条件を満たすか否かを判定してもよい。

１…車両システム、１０…カメラ、１２…レーダ装置、１４…ファインダ、１６…物体認識装置、２０…通信装置、３０…ＨＭＩ、４０…車両センサ、５０…ナビゲーション装置、６０…ＭＰＵ、８０…運転操作子、１００…自動運転制御装置、１２０…第１制御部、１３０…認識部、１３２…渋滞状態判定部、１４０…行動計画生成部、１４２…イベント決定部、１４４…目標軌道生成部、１４６…条件判定部、１４８…分岐指示部、１６０…第２制御部、１６２…取得部、１６４…速度制御部、１６６…操舵制御部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ブレーキ装置、２２０…ステアリング装置

Claims (5)

1. 自車両が走行している自車線において前記自車両の前方に存在する複数の前走車両が渋滞状態にあるか否かを判定する渋滞状態判定部と、
   前記自車両の少なくとも操舵を制御する運転制御部であって、目標経路に沿って走行するために前記自車両を前記自車線から増加車線に移動させる予定であり、前記渋滞状態判定部により前記前走車両が渋滞状態にあると判定され、自車両の周辺状況を認識する認識部によって前記増加車線に前記自車両が進入できるスペースがあることが認識され、且つ前記増加車線の手前のゼブラゾーンを含めた前記自車線の幅員は前記前走車両を追い越しできる幅であることを含む条件を満たす場合、前記自車線における前記増加車線の開始位置よりも手前の位置から前記ゼブラゾーン内または前記自車線内を通って前記増加車線に向けて前記自車両を走行させる運転制御部と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記条件は、前記認識部により、前記増加車線に係る交差点に設置された信号機が、前記増加車線から進行する先について進行可能であることを示していることが認識されたことを更に含む、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記条件は、前記開始位置までの距離が所定距離以下になる位置に前記自車両が到達したことを更に含む、
   請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 車載コンピュータが、
   自車両が走行している自車線において前記自車両の前方に存在する複数の前走車両が渋滞状態にあるか否かを判定し、
   目標経路に沿って走行するために前記自車両を前記自車線から増加車線に移動させる予定であり、前記前走車両が渋滞状態にあると判定され、自車両の周辺状況を認識する処理によって前記増加車線に前記自車両が進入できるスペースがあることが認識され、且つ前記増加車線の手前のゼブラゾーンを含めた前記自車線の幅員は前記前走車両を追い越しできる幅であることを含む条件を満たす場合、前記自車線における前記増加車線の開始位置よりも手前の位置から前記ゼブラゾーン内または前記自車線内を通って前記増加車線に向けて前記自車両を走行させる、
   車両制御方法。
5. 車載コンピュータに、
   自車両が走行している自車線において前記自車両の前方に存在する複数の前走車両が渋滞状態にあるか否かを判定させ、
   目標経路に沿って走行するために前記自車両を前記自車線から増加車線に移動させる予定であり、前記前走車両が渋滞状態にあると判定され、自車両の周辺状況を認識する処理によって前記増加車線に前記自車両が進入できるスペースがあることが認識され、且つ前記増加車線の手前のゼブラゾーンを含めた前記自車線の幅員は前記前走車両を追い越しできる幅であることを含む条件を満たす場合、前記自車線における前記増加車線の開始位置よりも手前の位置から前記ゼブラゾーン内または前記自車線内を通って前記増加車線に向けて前記自車両を走行させることを行わせる、
   プログラム。

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