JP7184694B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本開示は、自動運転を行う車両制御システムに関する。

自車両を運転するドライバの意識低下が生じた場合に、自車両を緊急停止させる支援を行う緊急退避支援装置が公知である（例えば、特許文献１）。特許文献１の緊急退避支援装置は、ドライバがアクセルペダルを踏んだ場合でも、自車両が所定の速度以上とならないように制御する。

自動運転を行う自動運転制御装置であって、運転者の運転能力不備が観測された場合に、車両を路肩の退避レーンに緊急避難させて停止させるものが知られている（例えば、特許文献２）。特許文献１の自動運転制御装置は、退避レーンへの緊急退避のときの車速を、通常の自動運転走行における上限速度よりも抑制する。

特開２０１４－２４３６７号公報 特開２０１６－１１５３５６号公報

車両を安全な場所に退避させるときには、車両が走行する車線を適宜変更する必要がある。左側通行を採用する国や地域では、右側に位置する車線ほど、その車線を走行する車両の速度域が高い。よって、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、緊急退避時に車速を制限すると、他の車両の交通を阻害する虞がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、自動運転を実行する車両制御システムにおいて、異常発生時に、車両を車線毎の速度域に応じた速度で走行させ、停止させることを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、車両制御システム（１、１０１、２０１）であって、車両の操舵、加速、及び減速を行う制御装置（１５）と、車外の情報を取得する外界認識装置（６）及び地図情報を保持する地図装置（９）の少なくとも一方とを有し前記制御装置は、前記車両の走行中に前記制御装置又は運転者による前記車両の走行の継続が困難である所定の条件が満たされたときに、前記車両を所定の停車領域内に停止させる停車処理を実行し、前記制御装置は、前記外界認識装置及び前記地図装置からの情報に基づいて速度域の高い車線側に車線変更するときには、速度域の低い車線側に車線変更するときに比べて、前記車両の横方向の移動速度に関する上限値を大きく設定することを特徴とする。

この構成によれば、走行する車両の速度域の高い車線側に車線変更するときには、速度域の低い車線側に車線変更するときに比べて、横方向の移動速度に関する上限値が大きくなる。これにより、速度域の高い車線側に車線変更するときの横方向の移動が、速度域の低い車線側に車線変更するときに比べて迅速に行われる。これにより、車線の速度域に合わせた車線変更が行うことができるため、停車処理中の車両の安全性を高めることができる。

上記の態様において、前記制御装置は、前記停車処理において自車進行方向と対向する車線側に車線変更するときには、自車進行方向と対向する車線から離れる方向に車線変更するときに比べて、前記車両の横方向の移動速度に関する上限値を大きく設定するとよい。

片側に複数の車線を有する高速道路等においては、各車線を走行する車両の平均速度である速度域は自車進行方向と対向する車線、すなわち対向車線に近いほど高い。この構成によれば、対向車線に近づく方向に車線変更をするときには、離れる方向に車線変更するときに比べて、横加速度の上限値が大きくなる。これにより、速度域の高い車線側に車線変更するときに横加速度が、速度域の低い車線側に車線変更するときに比べて大きくなり、車線の速度域に合わせた車線変更を行うことができる。

上記の態様において、前記停車処理を実行するときに、前記車両に速度域の高い車線を走行させるときには、速度域の低い車線を走行させるときに比べて、前記車両の縦方向の移動速度に関する上限値を大きく設定するとよい。

この構成によれば、停車処理中の車両の車線に沿う方向の速度が走行車線の速度域に合致し易くなる。これにより、停車処理中の車両の安全性を高めることができる。

上記の態様において、前記停車処理において車線変更を行うときには、前記車両の縦方向の移動速度に関する上限値を車線変更後の車線の前記車両の縦方向の移動速度に関する上限値に設定するとよい。

この構成によれば、停車処理中の車両の速度が車線変更を行うときに走行車線の速度域に合致し易くなり、車線変更中の車両の安全性を高めることができる。

上記の態様において、前記停車処理において前記車両に速度域の高い車線を走行させるときには、速度域の低い車線を走行させるときに比べて、前記車両の縦方向の移動速度に関する下限値を大きく設定するとよい。

この構成によれば、車両が速度域の高い車線を走行するときに、車線に沿う方向の車速が高められ易くなる。これにより、車速が走行車線の速度域に合致し易くなる。よって、停車処理中の車両の安全性を高めることができる。

上記の態様において、前記速度域の高い車線は、自車車幅方向の一方向に設けられ、前記速度域の低い車線は自車車幅方向の他方向に設けられているとよい。

この構成によれば、車間距離が一定に保たれ易くなると共に、追い抜き、追い越し時の車両の安全性が高められる。

上記の態様において、前記地図装置は前記車両の走行予定経路を記憶し、前記制御装置は、前記車両が本線を走行しているときに前記停車処理を実行する場合には、前記本線の前記対向車線から離れる側において前記車両に最も近接した停止可能な位置を抽出し、抽出された前記停止可能な位置から前記走行予定経路が通過する支線に到達可能であるかを判定し、到達可能である場合には前記車両を前記停止可能な位置に停止させ、到達不能である場合には前記車両を前記支線に侵入させるとよい。

この構成によれば、車両が高速道路の本線を走行しているときに停止処理が実行されたときには、本線の対向車線から離れる側において車両が停止可能な位置が抽出される。その後、停止可能な位置から走行予定経路が通過する支線に到達可能かが判定され、到達可能である場合には、車両は本線左側の停止可能な位置に停止する。これにより、運転者は車両を停止された位置から支線に侵入させて、車両を走行予定経路に復帰させることができる。支線に到達不能である場合には、車両は支線に侵入した後に停止される。車両が走行経路に沿って支線に侵入して停止するため、車両を走行経路に沿った走行に復帰させることができる。

上記の態様において、前記制御装置は、左側通行を採用する国又は地域において前記車両が走行し、且つ、前記走行予定経路が前記本線の右側に接続された右側支線を通過し、前記車両が前記本線を走行しているときに前記停車処理を実行する場合には、前記本線の左側において前記車両に最も近接した前記停止可能な位置を抽出し、抽出された前記停止可能な位置から前記右側支線に到達可能であるかを判定し、到達不能である場合には前記車両を前記右側支線に侵入させるとよい。

この構成によれば、走行予定経路が右側支線を通過し、且つ、車両に最も近接した停止可能な位置から右側支線に到達不能であるときには、車両は右側支線に侵入した後に停止される。これにより、車両が走行経路に沿って支線に侵入して停止するため、車両を走行経路に沿った走行に復帰させることができる。

上記の態様において、前記制御装置は、前記停車処理において、前記乗員監視装置の監視結果に基づいて、前記運転者に異常がないかを判定し、異常があると判定されたときに、前記車両を走行車線上に停止させるとよい。

この構成によれば、運転者に異常が発生し、運転者の救護の必要性が高いときに、車両を走行車線上に停止させることができる。これにより、運転者への救護の必要性が高いときに、車両の走行が継続されないため、運転者を早期に救護することができる。

上記の態様において、前記制御装置は、前記地図装置において前記走行予定経路が記憶されていないと判定したときには、前記本線の左側において前記車両に最も近接した前記停止可能な位置を抽出し、抽出された前記停止可能な位置に前記車両を停止させるとよい。

この構成によれば、地図装置において走行予定経路が記憶されていないときに、本線の左側において車両に最も近接した停止可能な位置に車両が停止される。これにより、車両をより迅速に停止させることができる。

以上の構成によれば、自動運転を実行する車両制御システムにおいて、異常発生時に、車両を車線毎の速度域に応じた速度で走行させ、停止させることができる。

第１実施形態に係る車両制御システムが搭載される車両の機能構成図 停車処理のフローチャート 加速度縮退処理のフローチャート 停車領域決定処理のフローチャート （Ａ）走行予定経路が右側支線を通過しているとき、及び（Ｂ）走行予定経路が左側支線を通過しているときの退出不能領域を示す説明図 走行予定経路が右側支線を通過しているときであって、停車可能領域が（Ａ）退出不能領域外、及び（Ｂ）退出不能領域内にある場合の車両の移動を説明するための説明図 走行予定経路が左側支線を通過しているときであって、停車可能領域が（Ａ）退出不能領域外、及び（Ｂ）退出不能領域内にある場合の車両の移動を説明するための説明図 第２実施形態に係る車両制御システムで実行される加速度縮退処理のフローチャート 第３実施形態に係る車両制御システムで実行される加速度縮退処理のフローチャート

以下、図面を参照して、本発明に係る車両制御システムの実施形態について説明する。以下では、本発明に係る車両制御システムを、左側走行を採用する国又は地域において走行している車両を制御するシステムに適用した例について説明を行う。

図１に示すように、車両制御システム１は、車両に搭載された車両システム２に含まれている。車両システム２は、推進装置３、ブレーキ装置４、ステアリング装置５、外界認識装置６、車両センサ７、通信装置８、ナビゲーション装置９（地図装置）、運転操作装置１０、乗員監視装置１１、ＨＭＩ１２（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、自動運転レベル切替スイッチ１３、車外報知装置１４、及び制御装置１５を有している。車両システム２の各構成は、ＣＡＮ１６（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信手段によって信号伝達可能に互いに接続されている。

推進装置３は車両に駆動力を付与する装置であり、例えば動力源及び変速機を含む。動力源はガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関及び電動機の少なくとも一方を有する。ブレーキ装置４は車両に制動力を付与する装置であり、例えばブレーキロータにパッドを押し付けるブレーキキャリパと、ブレーキキャリパに油圧を供給する電動シリンダとを含む。ブレーキ装置４はワイヤケーブルによって車輪の回転を規制するパーキングブレーキ装置を含んでもよい。ステアリング装置５は車輪の舵角を変えるための装置であり、例えば車輪を転舵するラックアンドピニオン機構と、ラックアンドピニオン機構を駆動する電動モータとを有する。推進装置３、ブレーキ装置４、及びステアリング装置５は、制御装置１５によって制御される。

外界認識装置６は車外の物体等を検出する装置である。外界認識装置６は、車両の周辺からの電磁波や光を捉えて車外の物体等を検出するセンサ、例えば、レーダ１７、ライダ１８（ＬＩＤＡＲ）、及び車外カメラ１９を含む。外界認識装置６は、その他、車外からの信号を受信して、車外の物体等を検出する装置であってもよい。外界認識装置６は検出結果を制御装置１５に出力する。

レーダ１７はミリ波等の電波を車両の周囲に発射し、その反射波を捉えることにより、物体の位置（距離及び方向）を検出する。レーダ１７は車両の任意の箇所に少なくとも１つ取り付けられている。レーダ１７は、少なくとも車両の前方に向けて電波を照射する前方レーダ、車両の後方に向けて電波を照射する後方レーダ、車両の側方に向けて電波を照射する左右一対の側方レーダを含むことが好ましい。

ライダ１８は赤外線等の光を車両の周囲に照射し、その反射光を捉えることにより、物体の位置（距離及び方向）を検出する。ライダ１８は車両の任意の箇所に少なくとも１つ設けられている。

車外カメラ１９は車両の周囲に存在する物体（例えば、周辺車両や歩行者）や、ガードレール、縁石、壁、中央分離帯、道路の形状や道路に描かれた道路標示等を含む車両の周囲を撮像する。車外カメラ１９は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラであってよい。車外カメラ１９は、車両の任意の箇所に少なくとも１つ設けられる。車外カメラ１９は少なくとも車両の前方を撮像する前方カメラを含み、更に車両の後方を撮像する後方カメラ及び車両の左右側方を撮像する一対の側方カメラを含んでいるとよい。車外カメラ１９は、例えばステレオカメラであってもよい。

車両センサ７は、車両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、車両の向きを検出する方位センサ等を含む。ヨーレートセンサは、例えばジャイロセンサである。

通信装置８は制御装置１５及びナビゲーション装置９と車外に位置する周辺車両やサーバとの間の通信を媒介する。制御装置１５は通信装置８を介して周辺車両との間で無線通信を行うことができる。また、制御装置１５は通信装置８を介して、交通規制情報の提供を行うサーバと通信を行うことができる。更に、制御装置１５は通信装置８を介して車両の外部に存在する人が所持する携帯端末との通信することができる。また、制御装置１５は通信装置８を介して車両からの緊急通報を受け付ける緊急通報センタとの通信することができる。

ナビゲーション装置９は車両の現在位置を取得し、目的地への経路案内等を行う装置であり、ＧＮＳＳ受信部２１、地図記憶部２２、ナビインタフェース２３、経路決定部２４を有する。ＧＮＳＳ受信部２１は人工衛星（測位衛星）から受信した信号に基づいて車両の位置（緯度や経度）を特定する。地図記憶部２２は、フラッシュメモリやハードディスク等の公知の記憶装置によって構成され、地図情報を記憶している。ナビインタフェース２３は乗員からの目的地などの入力を受け付けると共に、乗員に表示や音声によって各種情報を提示する。ナビインタフェース２３は例えばタッチパネルディスプレイや、スピーカ等を含むとよい。他の実施形態では、ＧＮＳＳ受信部２１は通信装置８の一部として構成されていてもよい。また、地図記憶部２２は制御装置１５の一部として構成されてもよく、通信装置８を介して通信可能なサーバ装置の一部として構成されてもよい。

地図情報は、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別、道路の車線数、各車線の中央位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、道路区画線や車線の境界等の道路標示の形状、歩道や縁石、さく等の有無、交差点の位置、車線の合流及び分岐ポイントの位置、非常駐車帯の領域、各車線の幅員、道路に設けられた標識等の道路情報を含む。また、地図情報は、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等を含んでもよい。

経路決定部２４は、ＧＮＳＳ受信部２１により特定された車両の位置と、ナビインタフェース２３から入力された目的地と、地図情報とに基づいて目的地までの経路を決定する。また、経路決定部２４は、経路を決定するときに、地図情報の車線の合流及び分岐ポイントの位置を参照して、車両が走行すべき車線である目標車線も含めて決定するとよい。

運転操作装置１０は、運転者が車両を制御するために行う入力操作を受け付ける。運転操作装置１０は、例えば、ステアリングホイール、アクセルペダル、及びブレーキペダルを含む。また、運転操作装置１０は、シフトレバーやパーキングブレーキレバー等を含んでもよい。各運転操作装置１０には、操作量を検出するセンサが取り付けられている。運転操作装置１０は操作量を示す信号を制御装置１５に出力する。

乗員監視装置１１は車室内の乗員の状態を監視する。乗員監視装置１１は例えば、車室内のシートに着座する乗員を撮像する室内カメラ２６、及びステアリングホイールに設けられた把持センサ２７を有する。室内カメラ２６は例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。把持センサ２７は運転者がステアリングホイールを把持しているか否かを検出し、把持の有無を検出信号として出力するセンサである。把持センサ２７は例えば、ステアリングホイールに設けられた静電容量センサや圧電素子によって形成されているとよい。乗員監視装置１１はステアリングホイール又はシートに設けられた心拍センサやシートに設けられた着座センサを含んでもよい。乗員監視装置１１はその他、乗員に着用され、着用した乗員の心拍数及び血圧の少なくとも一方を含むバイタル情報を検出可能なウェアラブルデバイスであってもよい。このとき、乗員監視装置１１は公知の無線による通信手段によって、制御装置１５と通信可能に構成されているとよい。乗員監視装置１１は撮像された画像及び検出信号を制御装置１５に出力する。

車外報知装置１４は車外に音や光によって報知する装置であり、例えば、警告灯やホーンを含む。前照灯（フロントライト）や尾灯（テールライト）、ブレーキランプ、ハザードランプ、車内灯が警告灯として機能してもよい。

ＨＭＩ１２は、乗員に対して表示や音声によって各種情報を報知すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ１２は、例えば、液晶や有機ＥＬを含むタッチパネルや表示灯等の表示装置３１、ブザーやスピーカ等の音発生装置３２、及びタッチパネル上のＧＵＩスイッチや機械スイッチ等の入力インタフェース３３の少なくとも１つを含む。ナビインタフェース２３がＨＭＩ１２として機能するように構成されていてもよい。

自動運転レベル切替スイッチ１３は、自動運転の実行開始の指示を乗員から受け付けるスイッチである。自動運転レベル切替スイッチ１３は機械スイッチやタッチパネル上に表示されるＧＵＩスイッチであってよく、車室内の適所に配置される。自動運転レベル切替スイッチ１３は、ＨＭＩ１２の入力インタフェース３３によって構成されてもよく、ナビインタフェース２３によって構成されていてもよい。

制御装置１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から構成される電子制御装置（ＥＣＵ）である。制御装置１５はＣＰＵでプログラムに沿った演算処理を実行することで、各種の車両制御を実行する。制御装置１５は１つのハードウェアとして構成されていてもよく、複数のハードウェアからなるユニットとして構成されていてもよい。また、制御装置１５の各機能部の少なくとも一部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現されてもよく、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

制御装置１５は各種の車両制御を組み合わせて、少なくともレベル０～レベル３の自動運転制御（以下、自動運転）を行う。レベルはＳＡＥ Ｊ３０１６の定義に基づくものであって、運転者の運転操作及び車両周辺監視への介入の度合いに関連して定められている。

レベル０の自動運転では制御装置１５は車両の制御を行わず、運転者が全ての運転操作を行う。すなわち、レベル０の自動運転はいわゆる手動運転を意味する。

レベル１の自動運転では制御装置１５は一部の運転操作を行い、運転者が残りの運転操作を行う。例えば、レベル１の自動運転には定速走行及び車間距離制御（ＡＣＣ；Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）や車線維持支援制御（ＬＫＡＳ；Ｌａｎｅ Ｋｅｅｐｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）が含まれる。レベル１の自動運転は、レベル１の自動運転の実行に要する各種装置（例えば、外界認識装置６や車両センサ７）に異常がないという条件を満たすときに実行される。

レベル２の自動運転では制御装置１５が全ての運転操作を行う。レベル２の自動運転は、運転者が車両周辺監視を行い、車両が予め定められた領域内にあり、且つ、レベル２の自動運転の実行に要する各種装置に異常がないという条件を満たすときに実行される。

レベル３の自動運転では制御装置１５が全ての運転操作を行う。レベル３の自動運転は、運転者が必要に応じて車両周辺監視を行うことのできる姿勢であり、車両が予め定められた領域内にあり、且つ、レベル３の自動運転の実行に要する各種装置に異常がないという条件を満たすときに実行される。レベル３の自動運転が実行される条件には、例えば、車両が渋滞中の道路を走行しているときが含まれている。車両が渋滞中の道路上を走行しているか否かは車外のサーバから提供される交通規制情報に基づいて判定されてもよく、また、車速センサによって取得される車速が所定の時間に渡って、所定の徐行判定値（例えば、３０ｋｍ／ｈ）以下であることに基づいて判定されてもよい。

このように、レベル１～レベル３の自動運転では、制御装置１５が操舵、加速、減速、及び周辺監視の少なくとも１つを実行する。制御装置１５は自動運転モードにあるときに、レベル１～レベル３の自動運転を実行する。以下では、必要に応じて、操舵、加速及び減速を運転操作と記載し、運転操作及び周辺監視を運転と記載する。

本実施形態では、自動運転レベル切替スイッチ１３において、制御装置１５は自動運転の実行指示を受け付けると、外界認識装置６の検出結果、及びナビゲーション装置９によって取得された車両の位置に基づいて、車両の走行する環境に応じたレベルの自動運転を選択し、レベルの変更を行う。但し、制御装置１５は、自動運転レベル切替スイッチ１３への入力に応じて、レベルの変更を行ってもよい。

図１に示すように、制御装置１５は自動運転制御部３５、異常状態判定部３６、状態管理部３７、走行制御部３８、及び記憶部３９を有する。

自動運転制御部３５は、外界認識部４０、自車位置認識部４１、及び行動計画部４２を含む。外界認識部４０は、外界認識装置６の検出結果に基づいて、車両の周辺に位置する障害物や、道路の形状、歩道の有無、道路標示を認識する。障害物は、例えば、ガードレールや電柱、周辺車両、歩行者等の人物を含む。外界認識部４０は外界認識装置６の検出結果から、周辺車両の位置、速度及び加速度等の状態を取得することができる。周辺車両の位置は、周辺車両の重心位置やコーナー位置等の代表点、又は周辺車両の輪郭で表現された領域として認識されるとよい。

自車位置認識部４１は、車両が走行している車線である走行車線、及び走行車線に対する車両の相対位置及び角度を認識する。自車位置認識部４１は、例えば、地図記憶部２２が保持する地図情報とＧＮＳＳ受信部２１が取得する車両の位置とに基づいて、走行車線を認識するとよい。また、路面に描かれた車両の周辺の区画線を地図情報から抽出し、車外カメラ１９によって撮像された区画線の形状と比較して、走行車線に対する車両の相対位置、及び角度を認識するとよい。

行動計画部４２は、経路に沿って車両を走行させるための行動計画を順次作成する。より具体的には、行動計画部４２はまず車両が障害物と接触することなく、経路決定部２４により決定された目標車線を走行するためのイベントを決定する。イベントには定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、乗員によって設定された設定速度又は車両の走行する環境に基づいて定められる速度以下の速度で、同じ走行車線を走行する前走車両に追従する追従イベント、車両の走行車線を変更する車線変更イベント、前走車両を追い越す追い越しイベント、道路の合流地点で車両を合流させる合流イベント、道路の分岐地点で車両を目的の方向に走行させる分岐イベント、自動運転を終了して手動運転にする自動運転終了イベント、及び、車両の走行中に制御装置１５又は運転者による運転の継続が困難であることを示す所定の条件が満たされたときに車両を停止する停車イベントが含まれる。

行動計画部４２が停車イベントを決定する条件には、自動運転での走行中に、運転者に対する運転への介入要求（ハンドオーバ要求）に応じた運転者からの室内カメラ２６、把持センサ２７、又は自動運転レベル切替スイッチ１３への入力が検出されない場合が含まれる。介入要求とは、運転者に運転権限の一部が委譲されることを通知して、委譲される運転権限に対応する運転操作及び車両周辺監視の少なくとも一方の実行を運転者に要求する警告である。行動計画部４２が停車イベントを決定する条件には、車両の走行中に、運転者が担うべき運転権限に対応する運転操作及び車両周辺監視を実行していないと行動計画部４２が判定した場合が含まれているとよい。また、行動計画部４２が停車イベントを決定する条件には、車両の走行中に、行動計画部４２が、例えば心拍センサや室内カメラ２６からの信号に基づいて、運転者が心拍停止状態などの運転操作を実行することができない異常にあると判定した場合が含まれているとよい。

行動計画部４２は、これらのイベントの実行中に、車両の周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄等）に基づいて、障害物等を回避するための回避イベントを決定してもよい。

行動計画部４２は、更に決定したイベントに基づいて、車両が将来走行すべき目標軌道を生成する。目標軌道は、車両が各時刻において到達すべき地点である軌道点を順に並べたものである。行動計画部４２は、イベントごとに設定された目標速度、及び目標加速度に基づいて目標軌道を生成するとよい。このとき、目標速度及び目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

走行制御部３８は、行動計画部４２によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに車両が通過するように、推進装置３、ブレーキ装置４、及びステアリング装置５を制御する。

記憶部３９はＲＯＭやＲＡＭ等によって構成され、自動運転制御部３５、異常状態判定部３６、状態管理部３７、及び走行制御部３８の処理に要する情報が記憶される。

異常状態判定部３６は、車両状態判定部５１と、乗員状態判定部５２とを含む。車両状態判定部５１は、実行中のレベルの自動運転に影響を与える各種装置（例えば、外界認識装置６や車両センサ７）の信号を解析し、各種装置に実行中の自動運転の維持に困難な異常が発生したか否かを判定する。

乗員状態判定部５２は、乗員監視装置１１からの信号に基づいて、運転者の状態が異常状態にあるか否かを判定する。異常状態とは、レベル１以下の運転者が操舵を行う義務がある自動運転においては、運転者が操舵を行うことが困難である状態を含む。運転者が操舵を行うことが困難な状態とは、具体的には運転者が寝ている状態、運転者が病気や怪我により動けない状態又は意識不明な状態、運転者が心停止している状態等を含む。乗員状態判定部５２は、レベル１以下の運転者が操舵を行う義務がある自動運転において、把持センサ２７への乗員からの入力がないときに、運転者の状態が異常状態にあると判定してもよい。また、乗員状態判定部５２は抽出された顔画像から運転者のまぶたの開閉状態を判定する。乗員状態判定部５２は運転者のまぶたが閉じられた状態が所定時間継続している場合や単位時間当たりのまぶたが閉じられる回数が所定の閾値以上である場合には、運転者が寝ている、強い眠気を感じている、意識不明である、又は心停止状態にあるとして、運転者が運転操作を行うことが困難な状態であり、運転者の状態が異常状態であると判定してもよい。乗員状態判定部５２は更に撮像された画像から運転者の姿勢を取得し、運転者の姿勢が運転操作に適さず、且つ、姿勢が変化しない状態が所定時間に渡って維持されているときには運転者が病気や怪我により動けない状態であり、運転者の状態が異常状態であると判定してもよい。

また、周辺監視義務があるレベルの自動運転、すなわち、レベル２以下の自動運転においては、異常状態とは、運転者が車両周辺監視の義務を怠っている状態を含む。運転者が車両周辺監視の義務を怠っている状態とは、運転者がステアリングホイールを把持していない状態、又は運転者の視線が車両の前方を向いていない状態のいずれか１つを含む。乗員状態判定部５２は、例えば、把持センサ２７からの信号に基づいて、運転者がステアリングホイールを把持しているか否かを検出し、運転者がステアリングホイールを把持していない場合に運転者が車両周辺監視の義務を怠っている異常状態であると判定する。また、乗員状態判定部５２は、室内カメラ２６によって撮像された画像に基づいて、運転者の状態が異常状態にあるか否かを判定する。例えば、乗員状態判定部５２は撮像された画像から公知の画像解析手段を用いて運転者の顔領域を抽出する。乗員状態判定部５２は更に、抽出された顔領域から目頭、目尻、及び瞳孔を含む虹彩部分（以下、黒目）を抽出する。乗員状態判定部５２は抽出された目頭、目尻、及び黒目の位置や、黒目の輪郭形状等に基づいて、運転者の視線方向を取得し、運転者の視線が車両の前方を向いていないときに運転者が車両周辺監視の義務を怠っている状態にあると判定する。

また、周辺監視義務がないレベルの自動運転、すなわち、レベル３の自動運転においては、異常状態とは、運転者に対して、運転交代要求が発生した際に、速やかに運転交代ができない状態を意味する。運転交代ができない状態とはシステム監視ができない状態を含み、システム監視ができない状況とは、運転者が警報表示を行う画面表示等を監視することができない状況であり、運転者が寝ている状況、及び後方を見ているという状況を含む。本実施形態では、レベル３の自動運転においては、異常状態には、運転者が車両周辺監視を行うように報知された場合に、車両周辺監視の義務を果たすことができない状態が含まれる。本実施形態では、乗員状態判定部５２はＨＭＩ１２の表示装置３１に所定の画面を表示させ、運転者に表示装置３１を見るように指示を行う。その後、乗員状態判定部５２は室内カメラ２６によって運転者の視線を検知し、運転者の視線がＨＭＩ１２の表示装置３１に向かっていないと判定したときに、車両周辺監視の義務を果たすことができない状態にあると判定する。

乗員状態判定部５２は、例えば、把持センサ２７からの信号に基づいて、運転者がステアリングホイールを把持しているか否かを検出し、運転者がステアリングホイールを把持していない場合に運転者が車両周辺監視の義務を怠っている異常状態であると判定する。また、乗員状態判定部５２は、室内カメラ２６によって撮像された画像に基づいて、運転者の状態が異常状態にあるか否かを判定する。例えば、乗員状態判定部５２は撮像された画像から公知の画像解析手段を用いて運転者の顔領域を抽出する。乗員状態判定部５２は更に、抽出された顔領域から目頭、目尻、及び瞳孔を含む虹彩部分（以下、黒目）を抽出する。乗員状態判定部５２は抽出された目頭、目尻、及び黒目の位置や、黒目の輪郭形状等に基づいて、運転者の視線方向を取得し、運転者の視線が車両の前方を向いていないときに運転者が車両周辺監視の義務を怠っている状態にあると判定する。

状態管理部３７は自車位置、自動運転レベル切替スイッチ１３の操作、及び異常状態判定部３６の判定結果の少なくとも１つに基づいて、自動運転のレベルを決定する。更に、状態管理部３７は決定したレベルに基づいて行動計画部４２を制御することによって、各レベルに応じた自動運転を行う。例えば、状態管理部３７はレベル１の自動運転であって定速走行制御を実行するときには、行動計画部４２において決定されるイベントを定速走行イベントのみに制限する。

状態管理部３７は設定されたレベルに応じた自動運転の実行に加えて、レベルの上昇及び下降を行う。

より具体的には、状態管理部３７は移行後のレベルの自動運転を行う条件が満たされ、且つ、自動運転レベル切替スイッチ１３に自動運転のレベルの上昇を指示する入力が行われたときに、レベルを上昇させる。

実行中のレベルの自動運転を行う条件が満たされないとき、又は自動運転レベル切替スイッチ１３にレベルの下降を指示する入力が行われたときに、状態管理部３７は介入要求処理を行う。介入要求処理において、状態管理部３７は最初にハンドオーバ要求を運転者に通知する。運転者への通知は表示装置３１へのメッセージや画像の表示や、音発生装置３２からの音声や警告音の発生によって行われるとよい。運転者への通知は介入要求処理が開始された後、所定時間に渡って継続するように構成してもよい。また、運転者への通知は入力が乗員監視装置１１によって検出されるまで継続されるように構成してもよい。

実行中のレベルの自動運転を行う条件が満たされないときには、車両が現在実行中のレベルよりも低いレベルの自動運転のみが実行可能な領域に移動したときや、異常状態判定部３６が運転者又は車両に自動運転を継続するために困難な異常が発生したと判定したときが含まれる。

運転者への通知の後、状態管理部３７は室内カメラ２６又は把持センサ２７に運転者から運転への介入を示す入力があったかを検出する。入力の有無の検出方法は移行後のレベルに依存して定められる。レベル２に移行するときには、状態管理部３７は室内カメラ２６によって取得された画像から運転者の視線方向を抽出し、運転者の視線が車両の前方を向いている場合に、運転者から運転への介入を示す入力があったと判定する。レベル１又はレベル０に移行するときには、状態管理部３７は把持センサ２７によって運転者のステアリングホイールの把持を検出したときに運転への介入を示す入力があったと判定する。すなわち、室内カメラ２６及び把持センサ２７は運転者からの運転への介入を検知する介入検知装置として機能する。また、状態管理部３７は自動運転レベル切替スイッチ１３への入力に基づいて、運転への介入を示す入力があったかを検出してもよい。

状態管理部３７は介入要求処理の開始から所定の時間内に、運転への介入を示す入力が検出された場合に、レベルを下降させる。このとき、下降後の自動運転のレベルはレベル０であってもよく、実行可能な範囲で最も高いレベルであってもよい。

状態管理部３７は、介入要求処理の実行から所定の時間内に運転者の運転への介入に応じた入力が検出されなかった場合に、行動計画部４２に停車イベントを生成させる。停車イベントは、車両制御を縮退させつつ、車両を安全な位置（例えば、非常駐車帯、路側帯、路肩、パーキングエリア等）に停車させるイベントである。ここでは、この停車イベントにおいて実行される一連の手順をＭＲＭ（Ｍｉｎｉｍａｌ Ｒｉｓｋ Ｍａｎｅｕｖｅｒ）という。

停車イベントが生成されると、制御装置１５は自動運転モードから自動停車モードに移行し、行動計画部４２が停車処理を実行する。以下、図２を参照して、停車処理の概要を説明する。

停車処理では最初に報知処理が実行される（ＳＴ１）。報知処理では、行動計画部４２は車外報知装置１４を作動させて車外への報知を行なう。例えば、行動計画部４２は車外報知装置１４に含まれるホーンを作動させ、周期的に警告音を発生させる。報知処理は停車処理が終了するまで継続する。行動計画部４２は報知処理が終了した後、状況に応じてホーンを作動させ、警告音を発生させ続けてもよい。

次に、縮退処理が実行される（ＳＴ２）。縮退処理は、行動計画部４２が生成可能なイベントを制限する処理である。縮退処理は、例えば、追い越し車線への車線変更イベントや、追い越しイベント、合流イベント等の生成を禁止する。また、縮退処理は、各種イベントにおいて、停車処理を実行していない場合に比べて車両の上限速度及び上限加速度を制限してもよい。

次に、停車領域決定処理が実行される（ＳＴ３）。停車領域決定処理は、自車位置に基づいて地図情報を参照し、自車の走行方向における路肩や退避スペース等の停車に適した領域である停車領域を複数抽出する。そして、停車領域の大きさや停車領域と自車位置との距離等に基づいて、複数の停車領域から１つの停車領域を選択する。

次に、移動処理が実行される（ＳＴ４）。移動処理では、停車領域に到達するための経路を決定し、経路を走行するための各種イベントを生成すると共に、目標軌道を決定する。走行制御部３８は行動計画部４２によって決定された目標軌道に基づいて推進装置３、ブレーキ装置４、及びステアリング装置５を制御する。これにより、車両は経路に沿って走行して停車領域に達する。

次に、停車位置決定処理が実行される（ＳＴ５）。停車位置決定処理では外界認識部４０によって認識された車両の周辺に位置する障害物や、道路標示等に基づいて、停車位置を決定する。なお、停車位置決定処理では周辺車両や障害物の存在によって、停車領域内に停車位置を決定できない場合がある。停車位置決定処理において停車位置を決定することができない場合（ＳＴ６の判定がＮｏ）には、停車領域決定処理（ＳＴ３）、移動処理（ＳＴ４）、及び停車位置決定処理（ＳＴ５）を順に繰り返す。

停車位置決定処理において停車位置を決定することができた場合（ＳＴ６の判定がＹｅｓ）には、停車実行処理が実行される（ＳＴ７）。行動計画部４２は、停車実行処理において、車両の現在地と、停車位置とに基づいて、目標軌道を生成する。走行制御部３８は行動計画部４２によって決定された目標軌道に基づいて推進装置３、ブレーキ装置４、及びステアリング装置５を制御する。これにより、車両は停車位置に向かって移動し、停車位置に停止する。

停車実行処理が実行された後に停車維持処理が実行される（ＳＴ８）。停車維持処理において、走行制御部３８は行動計画部４２からの指令に応じてパーキングブレーキ装置を駆動させ、車両を停車位置に維持させる。その後、行動計画部４２は、通信装置８によって緊急通報を緊急通報センタに送信してもよい。停車維持処理が完了すると、停車処理が終了する。

本実施形態に係る車両制御システム１はナビゲーション装置９（地図装置）、乗員監視装置１１、及び制御装置１５を備え、車両が高速道路の本線車道を走行しているときに停車イベントが生成されると、ナビゲーション装置９に記憶された走行予定の経路（以下、走行予定経路）に基づいて車両を適切な位置に停止させる停車処理を行う。

高速道路とは、通行が自動車などの車両に制限された道路であり、車両が高速で走行することができる道路を指す。高速道路には高速自動車国道と、首都高速道路等の都市高速道路と、高速自動車国道に並行する一般国道自動車専用道路と、一般国道の自動車専用道路とを含む。

図５（Ａ）に示すように、高速道路は本線車道と支線とを含む。本線車線は往復の車線を含む。以下では、本線車道のうち往路（上り）のみの車線からなる部分又は復路（下り）のみの車線からなる部分を本線Ｘと記載する。また、以下では、自車進行方向と対向する車線を対向車線と記載する。より詳細には、対向車線とは、車両が走行している車線と、反対方向の走行方向の車線に相当する。例えば、車両が往路のみの車線を走行しているとき、対向車線とは復路のみの車線を意味する。左側走行を採用する国又は地域においては、対向車線は車両の走行方向右側に位置している。よって、左側走行を採用する国又は地域においては自車進行方向と対向する車線側とは右側を意味し、自車進行方向と対向する車線から離れる側とは左側を意味する。

支線は車両が本線Ｘに出入りするときに通過する出入路である。例えば図５（Ｂ）に示すように、支線は主に本線Ｘの走行方向左側（対向車線から離れる側）に接続される。首都高速道路等の都市高速道路ではそれには限定されず、支線は本線Ｘの走行方向右側（対向車線から近づく側）に接続されていることもある。以下では、本線Ｘの走行方向右側（以下、右側）に接続された支線を右側支線Ｒ、本線Ｘの走行方向左側（以下、左側）に接続された左側支線Ｌと記載する。

車両が高速道路の本線車道を走行しているときに停車イベントが生成されると、行動計画部４２は停車処理における加速度及び速度を縮退させる加速度縮退処理と、走行予定経路に基づいて停車領域を決定する停車領域決定処理とを含む停車処理とを実行する。以下では、まず、図３を参照して、加速度縮退処理の詳細を説明する。

行動計画部４２はステップＳＴ１１において、左方向（すなわち、対向車線から離れる方向）への車線変更を行うときの車両の横方向の移動速度に関する上限値を第１上限値に設定する。但し、横方向の移動速度には、車線の走行方向に対して直交する方向の速度、加速度、及び加加速度（躍度）の少なくとも１つが含まれ、０以上の正の値として定義されている。本実施形態では、行動計画部４２はステップＳＴ１１において、横加速度の上限値を所定の値である第１横加速度上限値に設定する。

また、行動計画部４２は右方向（すなわち、対向車線に近づく方向）への車線変更を行うときの車両の横方向の移動速度に関する上限値を第２上限値に設定する。第1上限値及び第２上限値はそれぞれ、自動運転モードにおける車両の横方向の移動速度に関する上限値のいずれよりも小さい。本実施形態では、行動計画部４２は横加速度の上限値を第１横加速度上限値よりも大きな第２横加速度上限値に設定する。これにより、例えば、車両が本線Ｘの左端に設けられる第１走行車線から、第１走行車線の右側に設けられる第２走行車線に車線変更するときの横加速度の上限値は第２横加速度上限値に設定される。また、車両が第２走行車線から第１走行車線に車線変更するときの横加速度の上限値は第１横加速度上限値に設定される。すなわち、行動計画部４２は、第１走行車線から第２走行車線に車線変更するときには、第２走行車線から第１走行車線に車線変更するときに比べて、車両の横加速度の上限値を大きく設定する。

車線変更の左方向及び右方向への横加速度の設定が完了すると、行動計画部４２はステップＳＴ１２を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ１２において、車両が走行する道路における車線毎の縦方向の移動速度に関する上限値の設定を行う。但し、縦方向の移動速度には、車線の走行方向の速度、加速度、及び加加速度（躍度）の少なくとも１つが含まれ、０以上の正の値として定義されている。本実施形態では、行動計画部４２はステップＳＴ１２において、車両が走行する道路における車線毎の縦加速度の上限値の設定を行う。このとき、行動計画部４２は右側（すなわち、対向車線に近づく側）に位置する車線ほど、縦方向の移動速度、を大きく設定する。本実施形態では、行動計画部４２は右側に位置する車線縦加速度の上限値を高く設定する。縦加速度の上限値の設定が完了すると、行動計画部４２はステップＳＴ１３を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ１３において、車線変更を行うときの車両の縦方向の移動速度に関する上限値を車線変更後の車線の車両の縦方向の移動速度に関する上限値に設定する。本実施形態では、行動計画部４２はステップＳＴ１３において、縦加速度の上限値を車線変更後の車線の縦加速度の上限値に設定する。これにより、例えば、車両が第１走行車線から第２走行車線に車線変更が行われるときには、行動計画部４２は縦加速度の上限値を第２走行車線の縦加速度の上限値に設定する。車両が第２走行車線から第１走行車線に車線変更が行われるときには、行動計画部４２は縦加速度の上限値を第１走行車線の縦加速度の上限値に設定する。行動計画部４２はステップＳＴ１４を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ１４において、先行車と車両との車間距離が所定の閾値以上であるときの縦方向の移動速度に関する下限値を車線毎に設定する。本実施形態では、行動計画部４２は縦方向の車速の下限値を車線毎に設定する。このとき、行動計画部４２は、縦方向の移動速度に関する下限値を速度域の高い車線を走行させるときには、速度域の低い車線を走行させるときに比べて大きく設定する。より具体的には、行動計画部４２は、対向車線に近づく側に位置する車線ほど、縦方向の移動速度に関する下限値を大きく設定する。本実施形態では、行動計画部４２は、縦方向の車速の下限値を道路の右側（すなわち、対向車線に近づく側）に位置する車線ほど大きく設定する。縦方向の車速の下限値の設定が完了すると、加速度縮退処理を終える。

次に、図４を参照して、停車領域決定処理について詳細に説明する。

行動計画部４２は停車領域決定処理の最初のステップＳＴ２１において、地図情報を用いて、走行予定経路に沿って車両の左前方の道路左端の路肩を探索し、車両を停止させることのできる領域を抽出する。その後、その領域の中から、車両の現在地から最も近接した領域を選択して停車可能領域とする。例えば、車両が道路の左端の車線を走行しているときには、行動計画部４２はまず、車両の現在地から適切な減速度で減速して道路左端の路肩に停止するまでに必要となる車両の走行距離（以下、停止距離ｔ。例えば、図６（Ａ）を参照）を算出する。その後、車両の走行する道路左端の路肩上にあり、且つ、車両の現在地から停止距離ｔだけ走行したときの領域を停止可能な領域として抽出するとよい。抽出が完了すると、行動計画部４２はステップＳＴ２２を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ２２において、車両がステップＳＴ２１によって決定された停車可能領域が退出不能領域外にあるか否かを判定する。退出不能領域Ｚとは、道路上の走行予定経路上の支線Ｌ、Ｒに到達することのできない本線Ｘの左側の領域である。例えば、走行予定経路が本線Ｘから右側支線Ｒに到達しているときには、退出不能領域Ｚは図５（Ａ）のハッチングで示される領域となる。走行予定経路が本線Ｘから左側支線Ｌに到達しているときには、退出不能領域Ｚは図５（Ｂ）のハッチングで示される領域となる。退出不能領域Ｚは、本線Ｘ及び支線Ｒ、Ｌの分岐地点からの距離、車両の大きさ等に基づいて定められてもよく、また、高速道路の混雑具合や各車線の平均速度等に基づいて定められてもよい。停車可能領域が退出不能領域外にあるときには、ステップＳＴ２３を実行し、退出不能領域内にあるときにはステップＳＴ２４を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ２３において、停車可能領域を停車領域に決定する。決定が完了すると、行動計画部４２は停車領域決定処理を終える。

行動計画部４２はステップＳＴ２４において、経路に沿って支線Ｌ、Ｒ上、又は、支線Ｌ、Ｒよりも走行経路前側を探索し、停止可能な領域を抽出する。その後、行動計画部４２は抽出した停止可能な領域を停車領域に決定する。停車領域の決定が完了すると、行動計画部４２は停車領域決定処理を終える。

次に、このように構成した車両制御システム１の動作、及び効果について、図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７において、第１走行車線Ｌ１及び第２走行車線Ｌ２を有する本線Ｘを走行している車両Ｓにおいて、停車処理が実行されたものとする。第１走行車線Ｌ１は第２走行車線Ｌ２の左側に設けられている。

図６（Ａ）には、車両Ｓが第１走行車線Ｌ１を走行中であり、右側支線Ｒから退出する走行予定経路が設定されている場合であって、停車可能領域が退出不能領域Ｚ外となった例が示されている。このとき、ステップＳＴ２２において停車可能領域が退出不能領域Ｚ外にあると判定され、車両Ｓは停車可能領域、すなわち走行予定経路に沿って道路左側の路肩に停止される。これにより、運転者は運転を再開するときに適宜、走行車線の変更（以下、車線変更）を行って、車両Ｓを右側支線Ｒに到達させることができる。その後、運転者は走行予定経路に沿って車両Ｓを走行させることができる。

図６（Ｂ）には、車両Ｓが第１走行車線Ｌ１を走行中であり、右側支線Ｒから退出する走行予定経路が設定されている場合であって、停車可能領域が退出不能領域Ｚ内となった例が示されている。このとき、ステップＳＴ２２において停車可能領域が退出不能領域Ｚ内にあると判定されて、ステップＳＴ２３の処理が実行される。これにより、車両Ｓは予定された走行予定経路に沿って右側支線Ｒに侵入した後に停止される。よって、退出不能領域Ｚに車両Ｓが停止されず、運転者は車両Ｓを走行予定経路に容易に復帰させることができる。

図７（Ａ）には、車両Ｓが第２走行車線Ｌ２を走行中であり、左側支線Ｌから退出する走行予定経路が設定されている場合であって、停車可能領域が退出不能領域Ｚ外となった例が示されている。このとき、車両Ｓは、図６（Ａ）と同様に、走行予定経路に沿って道路左側の路肩に停止される。これにより、運転者は車両Ｓを左端車線に戻すことによって、車両Ｓを予定された経路に復帰させて、走行経路に沿って走行させることができる。

図７（Ｂ）には、車両Ｓが第２走行車線Ｌ２を走行中であり、左側支線Ｌから退出する走行予定経路が設定されている場合であって、停車可能領域が退出不能領域Ｚ内となった例が示されている。このとき、図６（Ａ）と同様に、車両Ｓは予定された走行予定経路に沿って左側支線Ｌに侵入した後に停止される。よって、退出不能領域Ｚに車両Ｓが停止されず、運転者は車両Ｓを走行予定経路に容易に復帰させることができる。

図６（Ｂ）の矢印の実線に示すように、車両Ｓを本線Ｘから右側支線Ｒに侵入させるとき、制御装置１５は車両Ｓに適宜右側に車線変更を行わせる必要がある。一方、図７（Ｂ）の実線の矢印に示すように、車両Ｓを本線Ｘから左側支線Ｌに侵入させるとき、制御装置１５は車両Ｓに適宜右側に車線変更を行わせる必要がある。高速自動車国道等の複数の車線を有する高速道路等では、各車線を走行する車両の平均速度である速度域が高い車線は、道路を走行する車両の自車車幅方向の一方向に設けられ、速度域が低い車線は自車車幅方向の他方向に設けられている。より具体的には、高速自動車国道等の複数の車線を有する高速道路等では、道路右側を走行する車両の速度域は道路左側を走行する車両の速度域よりも高い。これにより、各車線を走行する車両の速度が均一になり易くなり、車間距離が一定に保たれ易くなる。更に、追い抜き、追い越し時の車両の安全性が高められる。

行動計画部４２は加速度縮退処理のステップＳＴ１１において、自車進行方向と対向する車線側に車線変更するときには、自車進行方向と対向する車線から離れる方向に車線変更するときに比べて、横方向の移動速度に関する上限値を大きく設定する。より具体的には、行動計画部４２は横加速度の上限値を第１横加速度上限値に、右方向への横加速度の上限値を第２横加速度上限値に設定する。よって、右方向への車線変更を行うときの横加速度の上限値が左方向への車線変更を行うときに比べて大きく設定される。これにより、右側の車線への車線変更が左側の車線への車線変更に比べてより迅速に行われ易くなり、速度域に合わせた車線変更を行うことが可能となる。よって、車両Ｓによって周辺車両の交通の流れを阻害することが防止され、停車処理中の車両Ｓの安全性が高められる。

行動計画部４２は加速度縮退処理のステップＳＴ１２において、車両が走行する道路における車線毎の縦方向の移動速度に関する上限値の設定を設定する。本実施形態では、行動計画部４２は車両が走行する道路における車線毎の縦加速度の上限値を設定する。このとき、行動計画部４２は右側に位置する車線ほど、縦方向の移動速度に関する上限値（本実施形態では縦加速度の上限値）を大きく設定する。より具体的には、例えば、行動計画部４２は、第２走行車線Ｌ２の縦加速度の上限値を、第１走行車線Ｌ１の縦加速度の上限値よりも高く設定する。これにより、第１走行車線Ｌ１を走行するときの車速が、第２走行車線Ｌ２を走行するときの車速よりも高くなり易くなる。よって、車速が走行車線の速度域に合致し易くなる。これにより、速度域に合わせた車両Ｓの走行が可能となり、停車処理中の車両の安全性を高めることができる。

行動計画部４２は加速度縮退処理のステップＳＴ１３において、車両の縦方向の移動速度に関する上限値を車線変更後の車線の車両の縦方向の移動速度に関する上限値に設定する。より具体的には、行動計画部４２は縦加速度の上限値を車線変更後の車線の縦加速度の上限値に設定する。これにより、車両の縦方向の移動速度が車線変更前に高められるため、車速が車線変更後の車線の速度域に合致し易くなる。これにより、停車処理中の車両の安全性を高めることができる。

行動計画部４２は加速度縮退処理のステップＳＴ１４において、車両の縦方向の移動速度に関する下限値を道路の右側に位置する車線ほど高く設定する。本実施形態では、行動計画部４２は縦方向の車速の下限値を道路の右側に位置する車線ほど高く設定する。すなわち、行動計画部４２は、第２走行車線Ｌ２の縦方向の車速の下限値を、第１走行車線Ｌ１の縦加速度の上限値よりも高く設定する。これにより、第１走行車線Ｌ１を走行するときの車速が、第２走行車線Ｌ２を走行するときの車速よりも高くなり易くなる。これにより、車速が走行車線の速度域に合致し易くなり、速度域に合わせた車両Ｓの走行が可能となる。

＜＜第２実施形態＞＞
第２実施形態に係る車両制御システム１０１は、運転者を監視する乗員監視装置１１を更に含み、運転者の状態に応じて停車領域を変更する。以下に、行動計画部４２によって実行される停車領域決定処理について、図８を参照して説明する。

図８に示すように、第２実施形態に係る車両制御システム１０１が実行する停車領域決定処理は、第１実施形態に比べて、ステップＳＴ２１の前にステップＳＴ３１が設けられている点と、更に、ステップＳＴ３１が設けられている点とが異なる。それ以外については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

行動計画部４２は停車領域決定処理の最初のステップＳＴ３１において、乗員監視装置１１によって取得される運転者からの情報に基づいて、運転者の健康状態を判定し、健康状態に異常がないかを判定する。本実施形態では、行動計画部４２は運転席に設けられた心拍センサからの信号に基づいて運転者の心拍数を取得し、心拍数が所定値以下であるときに運転者の健康状態に異常があると判定するとよい。より具体的には、行動計画部４２は運転者の心拍数が毎分４０回以下の場合には健康状態に異常があると判定する。行動計画部４２は運転者の健康状態に異常があると判定したときにはステップＳＴ３２を実行し、健康状態に異常がないと判定したときには、ステップＳＴ２１を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ３２において、車両Ｓの走行車線上の停止距離ｔ前方に停車領域を決定する。停車領域の決定が完了すると、行動計画部４２は停車領域決定処理を終える。

次に、このように構成した車両制御システム１０１の動作、及び効果について説明する。運転者の心拍数が極めて低い場合には、ステップＳＴ２１において運転者の健康に異常があると判定されて、ステップＳＴ３２において車両Ｓが走行車線上に停止する。これにより、運転者への救護の必要性が高いときに、車両の走行が継続されないため、運転者を早期に救護することができる。

＜＜第３実施形態＞＞
第３実施形態に係る車両制御システム２０１が実行する停車領域決定処理は、第２実施形態に比べて、ステップＳＴ３１の代わりに、ステップＳＴ４１を実行し、ステップＳＴ３２の代わりに、ステップＳＴ４２を実行する点が異なる。

行動計画部４２は停車領域決定処理の最初のステップＳＴ４１において、ナビゲーション装置９において走行予定経路が記憶されているか否かを判定する。走行予定経路が記憶されていない場合には、ステップＳＴ４２を実行し、走行予定経路が記憶されているときにはステップＳＴ１２を実行する。

行動計画部４２はステップＳＴ４２において、本線の左側において車両に最も近接した停止可能な位置を抽出し、抽出された停止可能な位置を停車領域に決定する。停車領域の決定が完了すると、行動計画部４２は停車領域決定処理を終える。

次に、このように構成した車両制御システム２０１の動作、及び効果について説明する。ナビゲーション装置９において走行予定経路が記憶されていないときには、本線の左側において車両に最も近接した停止可能な位置に車両が停止される。これにより、車両をより迅速に停止させることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では、ステップＳＴ１１において、行動計画部４２は左方向への車線変更を行うときの車両の横加速度の上限値を第１上限値に、右方向への車線変更を行うときの車両の横加速度の上限値を第２上限値にそれぞれ設定していたが、この態様には限定されない。行動計画部４２は停車処理において右側に車線変更するときには、左側に車線変更するときに比べて、横方向の移動速度に関する上限値を大きく設定すればよい。例えば、行動計画部４２は右側に車線変更するときには、横速度、横加速度、及び、横加加速度の少なくとも１つの上限値を、左側に車線変更するときに比べて大きく設定すればよい。また、行動計画部４２は、車両が走行する車線の位置に応じて第１上限値及び第２上限値を変更するように構成してもよい。より具体的には、行動計画部４２は、車両が走行する車線の速度域が高くなると、第１上限値及び第２上限値の少なくとも一方を大きくするように構成してもよい。

ステップＳＴ１２において、行動計画部４２は車線毎の縦加速度の上限値をそれぞれ設定していたが、この態様には限定されない。行動計画部４２は車線毎の縦速度、縦加速度、及び、縦加加速度の少なくとも１つの上限値を右側に位置する車線ほど大きくなるように設定すればよい。

ステップＳＴ１３において、行動計画部４２は縦加速度の上限値を車線変更後の車線の縦加速度の上限値に設定していたが、この態様には限定されない。行動計画部４２は縦速度、縦加速度、及び、縦加加速度の少なくとも１つの上限値を車線変更後の車線の縦加速度の上限値に設定してもよい。

ステップＳＴ１３において、行動計画部４２は縦方向の車速の下限値を道路の右側に位置する車線ほど高く設定していたが、この態様には限定されない。行動計画部４２は縦速度、縦加速度、及び、縦加加速度の少なくとも１つの下限値を道路の右側に位置する車線ほど高く設定してもよい。

上記第２実施形態では、健康状態を運転席に設けられた心拍センサに基づいて判定していたが、この態様には限定されない。例えば、行動計画部４２は室内カメラ２６によって撮像された運転者の画像に基づいて、運転者の瞼が開かれている状態が所定時間継続しているかを判定することで、運転者の健康状態に異常がないかを判定してもよい。

上記実施形態では、車両Ｓは左側通行を採用する国又は地域を走行していることを想定したが、この態様には限定されない。車両が右側通行を採用する国又は地域を走行しているときには、車両制御システム１は上記実施形態の左右を入れ替えた態様で車両を制御するとよい。

１ ：第１実施形態に係る車両制御システム
６ ：外界認識装置
９ ：ナビゲーション装置（地図装置）
１１ ：乗員監視装置
１０１ ：第２実施形態に係る車両制御システム
Ｌ ：左側支線
Ｒ ：右側支線
Ｓ ：車両
Ｘ ：本線

Claims (9)

1. 車両制御システムであって、
   車両の操舵、加速、及び減速を行う制御装置と、
   車外の情報を取得する外界認識装置及び地図情報を保持する地図装置の少なくとも一方とを有し
   前記制御装置は、前記車両の走行中に前記制御装置又は運転者による前記車両の走行の継続が困難である所定の条件が満たされたときに、前記車両を所定の停車領域内に停止させる停車処理を実行し、
   前記制御装置は、前記停車処理を実行するときにおいて、
   速度域の高い車線側に車線変更するときには、速度域の低い車線側に車線変更するときに比べて、前記車両の横方向の移動速度に関する上限値を大きく設定し、
   前記車両に速度域の高い車線を走行させるときには、速度域の低い車線を走行させるときに比べて、前記車両の縦方向の移動速度に関する上限値を大きく設定することを特徴とする車両制御システム。
2. 前記制御装置は、前記停車処理において自車進行方向と対向する車線側に車線変更するときには、自車進行方向と対向する車線から離れる方向に車線変更するときに比べて、前記車両の横方向の移動速度に関する上限値を大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記制御装置は、前記停車処理において車線変更を行うときには、前記車両の縦方向の移動速度に関する上限値を車線変更後の車線の前記車両の縦方向の移動速度に関する上限値に設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両制御システム。
4. 前記制御装置は、前記停車処理において前記車両に速度域の高い車線を走行させるときには、速度域の低い車線を走行させるときに比べて、前記車両の縦方向の移動速度に関する下限値を大きく設定することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
5. 前記速度域の高い車線は、自車車幅方向の一方向に設けられ、前記速度域の低い車線は自車車幅方向の他方向に設けられていることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
6. 前記地図装置は前記車両の走行予定経路を記憶し、
   前記制御装置は、前記車両が本線を走行しているときに前記停車処理を実行する場合には、前記本線の自車進行方向と対向する車線から離れる側において前記車両に最も近接した停止可能な位置を抽出し、抽出された前記停止可能な位置から前記走行予定経路が通過する支線に到達可能であるかを判定し、到達可能である場合には前記車両を前記停止可能な位置に停止させ、到達不能である場合には前記車両を前記支線に侵入させることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
7. 前記制御装置は、左側通行を採用する国又は地域において前記車両が走行し、且つ、前記走行予定経路が前記本線の右側に接続された右側支線を通過し、前記車両が前記本線を走行しているときに前記停車処理を実行する場合には、前記本線の左側において前記車両に最も近接した前記停止可能な位置を抽出し、抽出された前記停止可能な位置から前記右側支線に到達可能であるかを判定し、到達不能である場合には前記車両を前記右側支線に侵入させることを特徴とする請求項６に記載の車両制御システム。
8. 前記運転者を監視する乗員監視装置を有し、
   前記制御装置は、前記停車処理において、前記乗員監視装置の監視結果に基づいて、前記運転者に異常がないかを判定し、異常があると判定されたときに、前記車両を走行車線上に停止させることを特徴とする請求項１～請求項７のいずれか１つの項に記載の車両制御システム。
9. 前記制御装置は、前記地図装置において前記走行予定経路が記憶されていないと判定したときには、前記本線の左側において前記車両に最も近接した前記停止可能な位置を抽出し、抽出された前記停止可能な位置に前記車両を停止させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の車両制御システム。

Images