JP7474314B2 - 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、車両を自動的に制御することについて研究が進められている。これに関連して、自車線上で自車両の前方を走行する対象車両との距離および速度が所定条件を満たす場合には、第１自動運転モードで自動運転を実行し、所定条件を満たさなくなった場合に所定速度以下で他車線を走行する他車両の後方へと車線変更する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９－６２８０号公報

しかしながら、従来の技術では、進路変更時に、自動運転の状態における乗員へのタスクの要求内容や自動化率が切り替わる場合があった。

本発明の一態様は、このような事情を考慮してなされたものであり、自車両の周辺環境に基づいて、より安定的な運転制御を実行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。

この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の周辺環境を認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、前記運転制御部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御する、車両制御装置である。

（２）：上記（１）の態様において、前記運転制御部は、前記第２運転状態で前記進路変更を実行することができない動作環境において前記進路変更の要求を受け付けた場合に、前記運転制御を前記第２運転状態から前記第１運転状態へ遷移させるものである。

（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記運転制御部は、前記第２運転状態で前記進路変更を実行する場合の前記第２車間距離を、前記第１運転状態で前記進路変更を実行する車間距離に比して短くするものである。

（４）：上記（１）～（３）のうち何れか一つの態様において、前記認識部は、前記自車両の進路変更先の他車両を認識し、前記運転制御部は、前記認識部により認識された他車両の速度が、前記自車両の速度、前記自車両に設定された設定速度、または前記進路変更先の第２車線の法定速度のうち少なくとも一つに基づいて設定される速度未満である場合に、前記第２運転状態で、前記自車両の前記第２車線への進路変更を行うものである。

（５）：上記（４）の態様において、前記運転制御部は、前記第２車線を走行する他車両の進路変更が予測されない場合に、前記第２運転状態での進路変更を行うものである。

（６）：上記（１）～（５）のうち何れか一つの態様において、前記運転制御部は、前記自車両の位置が所定エリアから所定距離以内である場合に、前記第２運転状態での進路変更を抑制するものである。

（７）：上記（１）～（６）のうち何れか一つの態様において、前記認識部は、他車両の挙動を認識、または前記他車両の将来の挙動を予測し、前記運転制御部は、前記認識部により認識された前記他車両の挙動または前記認識部により予測された前記他車両の将来の挙動に基づいて、前記第２運転状態での進路変更を実行するものである。

（８）：上記（７）の態様において、前記運転制御部は、前記認識部による認識結果に基づいて、前記自車両の進路変更先のターゲット位置に他車両が進路変更することが予測された場合に、前記第２運転状態での進路変更を抑制するものである。

（９）：上記（１）～（８）のうち何れか一つの態様において、前記認識部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前を走行する他車両と、前記進路変更先の第２車線において、前記自車両の進路変更後に前記自車両が追従する他車両との車両情報を認識し、前記運転制御部は、前記自車両の車両情報との類似度合が高い他車両に追従させる運転制御を実行するものである。

（１０）：上記（１）の態様において、前記運転制御部は、前記ターゲット位置が設定された場合であって、且つ、前記第２車間距離が前記第１車間距離よりも小さい場合に、前記自車両の前記第２運転状態での車線変更を実行可能とするものである。

（１１）：上記（１）の態様において、前記運転制御部は、前記ターゲット位置が設定された場合であって、且つ、前記第２車間距離が前記第１車間距離以上である場合に、前記自車両の前記第１運転状態での車線変更を実行可能とするものである。

（１２）：この発明の他の一態様に係る車両制御装置は、自車両の周辺環境を認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、前記認識部は、他車両の挙動を認識、または前記他車両の将来の挙動を予測し、前記運転制御部は、前記認識部による認識結果に基づいて、前記自車両の進路変更先のターゲット位置に前記他車両が進路変更することが予測された場合に、前記第２運転状態での進路変更を抑制する、車両制御装置である。

（１３）：この発明の一態様に係る車両制御方法は、車載コンピュータが、自車両の周辺環境を認識し、認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行い、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御する、車両制御方法である。

（１４）：この発明の一態様に係るプログラムは、車載コンピュータに、自車両の周辺環境を認識させ、認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行わせ、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行わせ、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限させ、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御させる、プログラムである。

上記（１）～（１４）によれば、自車両の周辺環境に基づいて、より安定的な運転制御を実行することができる。

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。 認識部１３０および行動計画生成部１４０について説明するための図である。 遮蔽領域について説明するための図である。 遮蔽領域の違いについて説明するための図である。 第４の制御パターンについて説明するための図である。 三車線道路における車線変更制御部１４４の処理について説明するための図である。 第６の制御パターンについて説明するための図である。 第７の制御パターンについて説明するための図である。 自動運転制御装置１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 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。実施形態の車両制御装置は、例えば、自動運転車両に適用される。自動運転とは、例えば、車両の操舵または加減速のうち、一方または双方を制御して運転制御を実行することである。上述した運転制御には、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control System）やＴＪＰ（Traffic Jam Pilot）、ＡＬＣ（Automated Lane Change）、ＣＭＢＳ（Collision Mitigation Brake System）、ＬＫＡＳ（Lane Keeping Assistance System）等の運転制御が含まれる。また、自動運転車両は、乗員（運転者）の手動運転による運転制御が実行されてよい。また、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。また、以下では、水平方向のある一方向をＸとし、他方の方向をＹとし、Ｘ－Ｙの水平方向に対して直交する鉛直方向をＺとして説明する。

［全体構成］
図１は、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等の内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。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（撮像部の一例）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。自動運転制御装置１００は、「運転制御装置」の一例である。

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。例えば、自車両Ｍの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。また、自車両Ｍの後方を撮像する場合、カメラ１０は、リアウィンドシールド上部等に取り付けられる。また、自車両Ｍの右側方または左側方を撮像する場合、カメラ１０は、車体やドアミラーの右側面または左側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の周辺にミリ波等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、速度等を認識する。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。また、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。この場合、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）等を利用して、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（運転者を含む）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、例えば、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キー等を含む。ＨＭＩ３０には、例えば、乗員の意思（操作）による自車両Ｍの進行方向を受け付ける方向指示器が含まれてよい。

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等の記憶装置に第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、キー等を含む。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）情報等を含んでもよい。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等の記憶装置に第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、電話番号情報等が含まれてよい。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とは、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェア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）等のハードウェア（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ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。

記憶部１８０は、上記の各種記憶装置により実現される。また、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）等により実現される。記憶部１８０には、例えば、プログラム、およびその他の各種情報が記憶される。

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。行動計画生成部１４０と、第２制御部１６０とを組み合わせたものが、「運転制御部」の一例である。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、道路標示等がある）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、自車両Ｍの周囲の環境を認識する。例えば、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（例えば、周辺車両や物標）の位置、および速度、加速度、進行方向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（重心や駆動軸中心等）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、その物体の重心や中心、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。物体が車両である場合、物体の「状態」には、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば進路変更をしている、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（走行車線）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、走行車線を認識する。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、ガードレール等を含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行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、走行車線を認識する際に、走行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（Ｙ方向）の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行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、走行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の基準点の位置等を、走行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、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の周辺車両と、カメラ１０により撮像された画像、ナビゲーション装置５０により取得された自車両Ｍの周辺の渋滞情報、または第２地図情報６２から得られる位置情報に基づいて、周辺車両の位置に関する情報を認識する。

なお、認識部１３０は、車車間通信により自車両Ｍの周囲を走行する車両等から受信した各種情報を、通信装置２０を介して取得し、その情報に基づいて自車両Ｍの周辺を認識してもよい。また、認識部１３０は、例えば、他車両認識部１３２と、車間距離認識部１３４と、遮蔽領域認識部１３６とを備える。これらの機能の詳細については、後述する。

行動計画生成部１４０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走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの自車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、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が、目標軌道の一部として生成される。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の情報は軌道点の間隔で表現される。

行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベント等がある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。

また、行動計画生成部１４０は、少なくとも、第１運転状態と、第２運転状態とを含む複数の運転状態を有し、その何れかの運転状態による運転制御を実行して、自車両Ｍを動作させる。第１運転状態とは、自車両Ｍの乗員（例えば、運転者）に対して所定のタスクが課される運転状態である。所定のタスクには、例えば、自車両Ｍの前方を注視するタスク（以下、第１タスク）、ステアリングホイールを把持するタスク（第２タスク）が含まれる。第２運転状態とは、自車両Ｍの乗員に課されるタスクが第１運転状態よりも低減される（つまり、第１運転状態よりも自動化率が高い）運転状態である。

例えば、第１運転状態は、低レベルの自動運転であり、第１タスクが課されると共に、必要に応じて第２タスクが運転者に課される運転状態である。また、第２運転状態は、第１運転状態と比して高レベルの自動運転であり、運転者に対して、第２タスクが課されずに第１タスクが課される運転状態、又は、第１タスクおよび第２タスクが課されない運転状態である。また、第１運転状態には、手動運転が含まれてもよい。また、第１運転状態と第２運転状態との関係を言い換えると、予め運転者に課すことができる複数のタスクのうち、最大に軽減されるタスク量が多いのが第２運転状態であり、第２運転状態よりも軽減されるタスク量が少ないのが第１運転状態である。なお、行動計画生成部１４０は、三以上の運転状態を備えていてもよい。この場合、第１運転状態や第２運転状態を細分化してもよく、新たなタスクを課した運転状態を追加してもよく、第１運転状態と手動運転とを区別してもよい。

なお、行動計画生成部１４０は、第２タスクが課されていない状態（いわゆるハンズオフ状態）にて、実際に運転者がステアリングホイールに手を添えている（つまり、把持している）ことが認識（検出）される場合であっても、第２運転状態をそのまま維持させてもよい。行動計画生成部１４０は、例えば、状態決定部１４２と、車線変更制御部１４４とを備える。これらの機能の詳細については後述する。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０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。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）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付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０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の曲がり具合に応じて、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、および変速機等の組み合わせと、これらを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。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。

［認識部および行動計画生成部の機能］
以下、実施形態に係る認識部１３０および行動計画生成部１４０の機能の詳細について説明する。なお、以下の説明では、自車両Ｍの進路変更の一例として、自車両Ｍの車線変更を用いて説明するが、進路変更には、例えば、車線のない道路において車列が形成されているような状況下において、自車両Ｍが走行する車列を変更するような進路変更等も含まれるものとする。

図３は、認識部１３０および行動計画生成部１４０について説明するための図である。図３の例では、同一方向（Ｙ方向）に進行可能な二つの車線Ｌ１、Ｌ２が示されている。車線Ｌ１は、「第１車線」の一例であり、区画線ＬＬおよびＣＬで区画される。車線Ｌ２は、「第２車線」の一例であり、区画線ＣＬおよびＬＲで区画されている。区画線ＣＬは、車線Ｌ１と車線Ｌ２と間での車線変更が可能であることを示す区画線である。図３の例において、車線Ｌ１には、自車両Ｍ、他車両ｍ１、および他車両ｍ２が、それぞれ速度ＶＭ、Ｖｍ１、およびＶｍ２で走行し、車線Ｌ２には、他車両ｍ３およびｍ４が、それぞれ速度Ｖｍ３およびＶｍ４で走行しているものとする。以下、自車両Ｍが走行する車線Ｌ１を「自車線Ｌ１」と称し、車線Ｌ２を「隣接車線Ｌ２」と称する。

他車両認識部１３２は、認識部１３０により認識される周辺環境に基づいて、自車両Ｍの周辺を走行する他車両を認識する。自車両Ｍの周辺を走行する他車両とは、例えば、自車両Ｍから所定距離以内に存在する他車両である。また、自車両Ｍの周辺を走行する車両とは、例えば、自車両Ｍが走行する自車線Ｌ１および隣接車線Ｌ２を走行する車両であってもよい。また、他車両認識部１３２は、認識された他車両Ｍの相対位置や速度を認識する。図３の例において、他車両認識部１３２は、他車両ｍ１～ｍ４の位置と速度を認識する。以下、他車両ｍ１～ｍ４は、各車両の違いを明確にするため、前走車両ｍ１、後続車両ｍ２、前方基準車両ｍ３、後方基準車両ｍ４と言い換えることがあるものとする。

車間距離認識部１３４は、自車線Ｌ１を走行する他車両のうち、自車両Ｍの前後を走行する車両である前走車両ｍ１と後続車両ｍ２との間の第１車間距離Ｄ１を認識する。第１車間距離Ｄ１は、例えば、前走車両ｍ１の後端から後続車両ｍ２の前端までの距離である。また、車間距離認識部１３４は、車線変更先候補である隣接車線Ｌ２を走行する他車両のうち、自車両Ｍが車線変更を行った後に位置付けられるターゲット位置ＴＡ１の前後を走行する前方基準車両ｍ３および後方基準車両ｍ４との間の第２車間距離Ｄ２を認識する。第２車間距離Ｄ２は、例えば、ターゲット位置ＴＡ１の前方基準車両ｍ３の後端からターゲット位置ＴＡ１の後方基準車両ｍ４の前端までの距離である。

ターゲット位置ＴＡ１は、自車両Ｍの車線変更時に目標とする車線変更先の位置であり、車線変更制御部１４４により設定される。

車線変更制御部１４４は、自車両Ｍが車線変更を行う隣接車線Ｌ２を走行する複数の他車両の中から２台の他車両を選択し、選択した２台の他車両の間に車線変更ターゲット位置ＴＡ１を設定する。図３の例において、ターゲット位置ＴＡ１は、隣接車線Ｌ２を走行する前方基準車両ｍ３および後方基準車両ｍ４との相対位置として設定されている。なお、車線変更制御部１４４は、前方基準車両ｍ３および後方基準車両ｍ４の将来の速度変化を想定して、前方基準車両ｍ３および後方基準車両ｍ４から所定距離だけ離れた範囲でターゲット位置ＴＡ１を設定する。また、車線変更制御部１４４は、ターゲット位置ＴＡ１を基準として４台の周辺車両（他車両ｍ１～ｍ４）に着目し、車線変更を行う場合の目標速度等を決定する。自車両Ｍは、ターゲット位置ＴＡ１の側方まで移動するために加減速を行う必要があるが、この際に前走車両ｍ１に追いついてしまうことを回避しなければならない。このため、車線変更制御部１４４は、４台の他車両の将来の状態を予測し、各他車両と干渉しないように目標速度を決定する。

また、車線変更制御部１４４は、隣接車線Ｌ２を走行する前方基準車両ｍ３または後方基準車両ｍ４のうち、一方または双方が存在しない場合には、存在する車両および自車両Ｍの位置および速度に基づいてターゲット位置ＴＡ１を設定してもよい。

状態決定部１４２は、認識部１３０により認識された周辺状況に基づいて、自動運転制御装置１００における運転状態を決定する。以下では、第１運転状態と第２運転状態が存在するものとして説明する。例えば、状態決定部１４２は、周辺車両が存在しない状態で自車線Ｌ１を走行している場合（いわゆる、単独走行の場合）には、第１運転状態で自車両Ｍを走行させることを決定する。この場合、自動運転制御装置１００は、第１運転状態によるＬＫＡＳ（自車両Ｍが、自車線Ｌ１を維持（レーンキープ）しながら走行する）等の運転制御を実行する。

また、状態決定部１４２は、前走車両ｍ１の後方を第１所定速度Ｖｔｈ未満で追従している場合（いわゆる、渋滞時追従走行）には、第２運転状態で自車両Ｍを走行させることを決定する。この場合、自動運転制御装置１００は、第２運転状態によるＴＪＰ（混雑した道路上で自車両Ｍの操舵および速度を制御する）等の運転制御を実行する。また、状態決定部１４２は、前走車両ｍ１の後方を第１所定速度Ｖｔｈ１以上で追従している場合であって、第１所定速度Ｖｔｈ１よりも速い第２所定速度Ｖｔｈ２未満で走行している場合に、第２運転状態で自車両Ｍを走行させ、第２所定速度Ｖｔｈ２以上で走行している場合には、第１運転状態で自車両Ｍを走行させることを決定する。この場合、自動運転制御装置１００は、第１運転状態でＡＣＣ（予め設定した速度以内で自車両を加減速して前走車両と適切な車間距離を維持しながら追従走行する）等の運転制御を実行する。

また、状態決定部１４２は、車線変更制御部１４４による制御内容に基づいて、車線変更時における運転状態を決定し、決定した運転状態に基づいてＡＬＣ等の運転制御を実行させる。例えば、状態決定部１４２は、車線変更制御部１４４により制御可能と判定された運転状態のうち、最も自動化率が高い、または自車両Ｍの乗員に対する要求タスクが少ない運転状態で車線変更を実行する。また、状態決定部１４２は、自車両Ｍの乗員による運転状態の設定操作を受け付けた場合に、受け付けた設定操作に対応する運転状態での車線変更を実行する。

車線変更制御部１４４は、自車両Ｍおよび周辺車両（他車両ｍ１～ｍ４）の環境に基づいて、自車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２に車線変更する際の運転状態を制御する。この場合、車線変更制御部１４４は、第２運転状態で車線変更を実行するための動作環境を、第１運転状態で車線変更を実行する動作環境に比して制限する。以下では、幾つかの制御パターンごとに分けて車線変更制御を具体的に説明するものとする。また、以下の説明において、自車両Ｍは、例えば、上述した図３に示す周辺環境下において、第２運転状態で前走車両ｍ１に追従するＴＪＰまたはＡＣＣ（速度制限付きＡＣＣ）による運転制御が実行中であるものとする。

＜第１の制御パターン＞
第１の制御パターンにおいて、車線変更制御部１４４は、自車線Ｌ１（車線変更前の車線）を走行する自車両Ｍの前後に他車両が存在すること、および隣接車線Ｌ２（車線変更先の目標車線）のターゲット位置ＴＡ１の前後に他車両が存在する場合に、第２運転状態での車線変更を実行可能とする。「第２運転状態での車線変更を実行可能とする」とは、第２運転状態での車線変更が実行できるだけでなく、第１運転状態や手動運転による車線変更が実行可能であることが含まれてもよい。上記の条件は、第２運転状態での車線変更を実行するための「前提条件」として後述する他の制御パターンに適用されてよい。

また、第１の制御パターンでは、上述した動作環境に加え、第１車間距離Ｄ１と第２車間距離Ｄ２とに基づいて、車線変更時の運転状態を制御してもよい。例えば、車線変更制御部１４４は、車線変更を行うターゲット位置ＴＡ１が設定できた場合であって、且つ、第２車間距離Ｄ２が第１車間距離Ｄ１よりも小さい場合には、第２運転状態での車線変更を実行可能と判定する。また、車線変更制御部１４４は、車線変更を行うターゲット位置ＴＡ１が設定されている場合であって、且つ第２車間距離Ｄ２が第１車間距離Ｄ１以上である場合には、第１運転状態での車線変更を実行可能とする。「第１運転状態での車線変更を実行可能とする」とは、第１運転状態での車線変更が実行できるだけでなく、手動運転による車線変更が実行可能であることが含まれてよい。

つまり、第１の制御パターンにおいて、第２運転状態が実行可能な第２車間距離Ｄ２は、第１運転状態が実行可能な第２車間距離Ｄ２よりも短く制限される。上述した第１の制御パターンによれば、第２運転状態におけるターゲット位置ＴＡ１を限定することで、第２運転状態において、より安定した車線変更を行うことができる。

＜第２の制御パターン＞
第２の制御パターンにおいて、車線変更制御部１４４は、上述した前提条件に加えて、自車両Ｍの前後を走行する他車両ｍ１およびｍ２によって生じるオクルージョン領域（以下、遮蔽領域）に基づいて、車線変更時の運転状態を制御する。図４は、遮蔽領域について説明するための図である。図４の例では、自車両Ｍおよび他車両ｍ１～ｍ４に加え、自車両Ｍの前方を走行する二輪車両ｍ５と、自車両Ｍの後方を走行する二輪車両ｍ６が存在するものとする。また、図４の例において、ｔ１およびｔ２は、時刻（ｔ１＜ｔ２）を表すものとする。二輪車両ｍ５は、時刻ｔ１において自車線Ｌ１を速度Ｖｍ５で走行しているものとし、二輪車両ｍ６は、時刻ｔ１において自車線Ｌ１を速度Ｖｍ６で車線Ｌ１を走行しているものとする。

遮蔽領域認識部１３６は、自車両Ｍと前走車両ｍ１との相対位置や、前走車両ｍ１の形状等に基づいて、前走車両ｍ１による第１遮蔽領域ＳＡ１を認識する。また、遮蔽領域認識部１３６は、自車両Ｍと後続車両ｍ２との相対位置や、後続車両ｍ２の形状等に基づいて、後続車両による第２遮蔽領域ＳＡ２を認識する。なお、遮蔽領域認識部１３６は、前走車両ｍ１および後続車両ｍ２の過去の挙動や道路形状等にも基づいて、将来の挙動の変化を予測し、予測結果に基づいて第１遮蔽領域ＳＡ１および第２遮蔽領域ＳＡ２を認識してもよい。

車線変更制御部１４４は、第１遮蔽領域ＳＡ１および第２遮蔽領域ＳＡ２が所定領域未満である場合に、第２運転状態での車線変更が実行可能であると判定し、第１遮蔽領域ＳＡ１または第２遮蔽領域ＳＡ２のうち、一方または双方が所定領域以上である場合に、第１運転状態での車線変更が実行可能であると判定する。つまり、第２の制御パターンにおいて、第２運転状態が実行可能な遮蔽領域は、第１運転状態が実行可能な遮蔽領域よりも狭く制限される。

図５は、遮蔽領域の違いについて説明するための図である。図５の例では、自車線Ｌ１を走行する前走車両ｍ１の遮蔽領域ＳＡ１＃と、自車線Ｌ１を走行する後続車両ｍ２の遮蔽領域ＳＡ２＃とが示されている。図５の例において、第１車間距離Ｄ１＃は、図４に示す第１車間距離より短く、第２車間距離Ｄ２＃は、図４に示す第２車間距離より長いものとする。また、遮蔽領域ＳＡ１および遮蔽領域ＳＡ２は、所定領域未満であるものとし、遮蔽領域ＳＡ１＃および遮蔽領域ＳＡ２＃は、所定領域以上であるものとする。

ここで、図４に示す先行車両ｍ１は、図５に示す先行車両ｍ１に比して、自車両Ｍからの距離が短いため、自車両Ｍの位置から所定範囲内に含まれる遮蔽領域ＳＡ１は、遮蔽領域ＳＡ１#よりも狭い。したがって、例えば、二輪車両ｍ５が、時刻ｔ１～時刻ｔ２の期間で車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更した場合に、他車両認識部１３２は、ターゲット位置ＴＡ１から離れた位置で余裕を持って二輪車両ｍ５を認識することができる。また、図４に示す後続車両ｍ２は、図５に示す後続車両ｍ２に比して、自車両Ｍからの距離が長いため、遮蔽領域ＳＡ２は、遮蔽領域ＳＡ２#よりも狭い。したがって、例えば、二輪車両ｍ６が、時刻ｔ１～時刻ｔ２の期間で車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更した場合に、他車両認識部１３２は、ターゲット位置ＴＡ１から離れた位置で余裕を持って二輪車両ｍ６を認識することができる。

なお、図５の例では、第１車間距離Ｄ１＃よりも第２車間距離Ｄ２＃の方が長くなっている。そのため、前走車両ｍ１の前方を走行する二輪車両ｍ５が前方基準車両ｍ３の後方に車線変更すると、ターゲット位置ＴＡ１に接近することになり、二輪車両ｍ５の不検知または検知の遅れが生じる場合がある。また、図５の例に示す自車両Ｍの後方においても、後続車両ｍ２の後方を走行する二輪車両ｍ６が、時刻ｔ１～ｔ２の間に後方基準車両ｍ４の前方に車線変更すると、ターゲット位置ＴＡ１に接近することになり、二輪車両ｍ５の不検知または検知の遅れが生じる場合がある。したがって、上述した環境下において、車線変更制御部１４４は、第２運転状態での車線変更を抑制し、運転者が希望する場合には、第１運転状態での車線変更を実行可能とする。

上述した第２の制御パターンによれば、二輪車両等の不検知または検知の遅れによるリスクを低減させることができる。この結果、安定した運転制御を実行させることができる。

＜第３の制御パターン＞
第３の制御パターンにおいて、車線変更制御部１４４は、上述した前提条件に加えて、自車両Ｍおよび他車両ｍ１～ｍ４の速度に基づいて、車線変更時の運転状態を制御する。この場合、車線変更制御部１４４は、まず、他車両認識部１３２により認識された前方基準車両ｍ３の速度Ｖｍ３と後方基準車両ｍ４の速度Ｖｍ４とが所定速度よりも低いか否かを判定する。所定速度とは、例えば、自車両Ｍの速度ＶＭ、自車両Ｍに設定された設定速度、または車線Ｌ２の法定速度のうち、少なくとも一つに基づいて決定される速度である。設定速度とは、例えば、自動運転制御装置１００において実行される速度制御における上限速度であり、ある程度の許容範囲内において、自車両Ｍの乗員等が設定可能な速度である。

車線変更制御部１４４は、速度Ｖｍ３と速度Ｖｍ４とが所定速度未満である場合には、第２運転状態での車線変更を実行可能とする。また、車線変更制御部１４４は、速度Ｖｍ３と速度Ｖｍ４とが所定速度以上である場合に、第２運転状態での車線変更を抑制し、第１運転状態での車線変更を実行可能とする。

つまり、第３の制御パターンにおいて、第２運転状態が実行可能な周辺車両の速度は、第１運転状態が実行可能な周辺車両の速度よりも低く制限される。上述した第３の制御パターンによれば、第２運転状態において、適切な速度条件下でより、安全に車線変更を実行することができる。

＜第４の制御パターン＞
第４の制御パターンにおいて、車線変更制御部１４４は、第１の制御パターンにより、第２運転状態での車線変更の実行条件を満たす場合であっても、車線変更先の前走車両（追従対象となる車両）が車線変更中である、または近い将来において車線変更を行う可能性があると予測された場合には、第２運転状態での車線変更を抑制する。

図６は、第４の制御パターンについて説明するための図である。図６の例において、前方基準車両ｍ３には、自車両Ｍの左右の先端部に方向指示灯ＤＩ１、ＤＩ２が設けられ、左右の後端部に方向指示灯ＤＩ３、ＤＩ４が設けられているものとする。方向指示灯ＤＩ１～ＤＩ４は、車外インジケータの一例である。他車両認識部１３２は、ターゲット位置ＴＡ１の前方基準車両ｍ３の挙動を認識し、認識結果に基づいて、前走基準車両ｍ３が車線変更を行うか否かを判定する。例えば、前方基準車両ｍ３が車線Ｌ２の中心線から車線Ｌ１の中心線に寄りながら走行している場合、他車両認識部１３２は、前方基準車両ｍ３が車線Ｌ２から車線Ｌ１に車線変更していると判定する。

また、他車両認識部１３２は、前方基準車両ｍ３の前端または後端等の任意の位置に取り付けられている方向指示灯ＤＩ１～ＤＩ４の点滅の有無を認識し、認識結果に基づいて前方基準車両ｍ３が近い将来に車線変更するか否かを予測してもよい。図６の例では、前方基準車両ｍ３の左側の前端および後端に設けられた方向指示灯ＤＩ１およびＤＩ３が点滅している。したがって、他車両認識部１３２は、近い将来、前方基準車両ｍ３が車線Ｌ２から車線Ｌ１に車線変更すると予測する。

また、他車両認識部１３２は、前方基準車両ｍ３と車車間通信を行い、前方基準車両ｍ３に車線変更を行うか否かの問い合わせを行い、その結果を取得することで、前方基準車両ｍ３が車線変更を行うか否かを判定してもよい。

車線変更制御部１４４は、前方基準車両ｍ３が車線変更していない、および、近い将来において車線変更しないと予測される場合に、第２運転状態での車線変更を実行可能とする。また、車線変更制御部１４４は、前方基準車両ｍ３が車線変更している、または、近い将来車線変更すると予測される場合に、第２運転状態での車線変更を抑制し、第１運転状態での車線変更を実行可能とする。

上述した第４の制御パターンによれば、前方基準車両ｍ３が車線変更していない場合、および近い将来に車線変更を行うと予測されない場合に、第２運転状態での車線変更が可能であると判定することで、前方基準車両ｍ３の車線変更により、車線変更後、すぐに第１の運転状態に切り替わることを抑制することができる。したがって、より安定した車線変更を実現することができる。

なお、車線変更制御部１４４は、前方基準車両ｍ３だけでなく、他の周辺車両（例えば、後方基準車両ｍ４等）の挙動等に基づいて、車線変更時の運転状態を制御してもよい。更に、車線変更制御部１４４は、他車両ｍ１～ｍ４以外の周辺車両等の認識結果に基づいて、車線変更を実行するか否かの判定を行ってもよい。図７は、三車線道路における車線変更制御部１４４の処理について説明するための図である。図７の例では、車線Ｌ１およびＬ２に加え、車線Ｌ２の右側の隣接車線に、車線Ｌ１およびＬ２と同一方向（Ｙ方向）に進行可能な車線Ｌ３が存在するものとする。また、車線Ｌ３には、他車両Ｍ７が速度Ｖｍ７で走行しているものとする。また、車線Ｌ１と車線Ｌ２との間は、区画線ＣＬ１で区画され、車線Ｌ２と車線Ｌ３との間は、区画線ＣＬ２で区画されている。区画線ＣＬ１およびＣＬ２は、隣接する車線間での車線変更が可能であることを示す区画線である。

他車両認識部１３２は、他車両ｍ１～ｍ４およびｍ７の位置および速度を認識する。また、他車両認識部１３２は、他車両ｍ７の挙動、他車両ｍ７の方向指示灯ＤＩ１～ＤＩ４の点滅状態、または、他車両ｍ７との車車間通信により、他車両ｍ７が車線変更している、または、近い将来に車線変更すると予測されるか否かを判定する。例えば、他車両ｍ７が車線Ｌ３の中心線から車線２の中心線に寄りながら走行している場合に他車両ｍ７が車線Ｌ２に車線変更していると判定する。また、他車両認識部１３２は、他車両ｍ７の左側に設けられた方向指示等ＤＩ１およびＤＩ３が点滅している場合、または車車間通信により近い将来車線変更を行うことを示す情報を取得した場合に、他車両ｍ７が近い将来車線Ｌ２に車線変更すると予測する。

更に、他車両認識部１３２は、他車両ｍ７が車線変更すると認識または予測される場合に、他車両ｍ７の位置や速度等に基づいて、他車両ｍ７の車線変更先が、自車両Ｍの車線変更先と重複するか否か判定する。例えば、他車両認識部１３２は、他車両ｍ７の位置および速度に基づいて、将来の位置を予測し、予測した位置がターゲット位置ＴＡ１の少なくとも一部と重複する場合に、他車両ｍ７の車線変更先が、自車両Ｍの車線変更先と重複すると判定する。

車線変更制御部１４４は、他車両ｍ７の車線変更先が自車両Ｍの車線変更先と重複すると判定された場合、第２運転状態での車線変更を抑制する。これにより、走行時の安全性を向上させることができる。

＜第５の制御パターン＞
第５の制御パターンにおいて、車線変更制御部１４４は、上述した前提条件に加えて、自車両Ｍの所定時間または所定走行距離における車線変更の上限回数に基づいて、車線変更時の運転状態を制御する。この場合、車線変更制御部１４４は、所定時間または所定走行距離において、第２運転状態での車線変更の上限回数を第１運転状態での車線変更の上限回数よりも小さく制限する。所定時間とは、例えば、１０～３０［分］程度である。また、所定走行距離とは、例えば、１～３［ｋｍ］程度である。第１運転状態での車線変更の上限回数は、例えば、５～１０［回］程度である。第２運転状態での車線変更の上限回数は、例えば、１～３［回］程度である。

したがって、車線変更制御部１４４は、上述した制御パターンにより、第２運転状態での車線変更の動作環境を満たした場合であっても、所定時間または所定走行距離において第２運転状態での車線変更の実行回数が上限回数に到達した場合には、第２運転状態での車線変更を抑制し、第１運転状態での車線変更を実行可能にする。

上述した第５の制御パターンによれば、第１運転状態と第２運転状態での車線変更の回数を制限することで、頻繁な車線変更を抑制することができる。また、第１運転状態よりも第２運転状態の車線変更の回数を制限することで、第２運転状態では、安定的な走行を行うことができ、第１運転状態では運転者の意図に基づく車線変更を行うことができる。したがって、車線変更において、より適切な運転制御を実現できる。

＜第６の制御パターン＞
第６の制御パターンにおいて、車線変更制御部１４４は、上述した前提条件に加えて、自車両Ｍの位置から所定距離以内に特定エリア（所定エリアの一例）が存在しない場合に、第２運転状態での車線変更を実行可能にし、所定距離以内に特定エリアが存在する場合には、第１運転状態での車線変更を実行可能にする。特定エリアとは、周辺車両の車線変更が実行される可能性が高い予測されるエリアであり、例えば、サービスエリア、パーキングエリア、インターチェンジ、ジャンクション、その他の分岐または合流等が存在するエリアである。

図８は、第６の制御パターンについて説明するための図である。図８の例において、図８の例では、車線Ｌ１にサービスエリアＳＡに向かう分岐路が設けられている。車線変更制御部１４４は、認識部１３０により認識された分岐点Ｐ１からの自車両Ｍまでの距離Ｄ３が所定距離以内であるか否かを判定し、所定距離以内である場合には、第２運転状態での車線変更を抑制し、第１運転状態よる車線変更を実行可能とする。

上述した第６の制御パターンによれば、周辺車両の車線変更が予測される不安定な周辺環境における車線変更を抑制することができる。したがって、ＡＬＣ中に、前後の車両の一方または双方が車線変更することで、第２運転状態から第１運転状態に切り替わることを抑制することができる。

＜第７の制御パターン＞
第７の制御パターンにおいて、車線変更制御部１４４は、上述した前提条件に加えて、自車両Ｍの前走車両ｍ１と、前方基準車両ｍ３の車両情報と、自車両Ｍの車両情報とを比較し、自車両Ｍの車両情報との類似度合に基づいて車線変更時の運転状態を制御する。車両情報とは、例えば、車種情報や形状情報等が含まれる。また、自車両Ｍの車両情報は、例えば、記憶部１８０に記憶されている。

図９は、第７の制御パターンについて説明するための図である。図９の例では、ターゲット位置ＴＡ１の前走車両ｍ８が貨物トラック等の大型車両である場合を示している。第７の制御パターンにおいて、他車両認識部１３２は、他車両ｍ１、ｍ２、ｍ４、およびｍ８の車両情報を認識する。例えば、他車両認識部１３２は、物体認識装置１６により認識された物体の形状を認識してもよく、他車両ごとに車車間通信を行い、車種情報を取得してもよい。また、他車両認識部１３２は、他車両のナンバープレートの番号標板の色や、ナンバープレートに示された分類番号に基づいて車種情報を認識してもよい。

車線変更制御部１４４は、自車両Ｍの車両情報と、他車両ｍ１およびｍ８のそれぞれの車両情報とを比較し、類似度合の高い車両に追従するように制御する。図９の例では、他車両ｍ１とｍ８とを比較すると、他車両ｍ８よりも他車両ｍ１の方が自車両Ｍとの類似度合が高い。そのため、車線変更制御部１４４は、車線変更を行わずに、第２運転状態を継続して他車両ｍ１を追従する運転制御を実行する。

なお、車線変更制御部１４４は、他車両ｍ８の方が他車両ｍ１よりも類似度合が高いと判定された場合（例えば、他車両ｍ１が大型車両、他車両ｍ８が普通車両の場合）には、第２運転状態での車線変更を実行可能とし、車線変更実行後に他車両ｍ８に追従させる運転制御を実行させる。

上述した第７の制御パターンによれば、自車両Ｍの車両情報との類似性が高い前方車両に追従することで、前走車両の挙動に沿って、より安定した運転制御を実行することができる。また、自車両Ｍが、車種の異なる消防自動車や救急車等の緊急車両等に追従することを抑制することができる。

なお、上述した第１～第７の制御パターンのそれぞれは、他の制御パターンの一部または全部と組み合わせてもよい。また、上述した第１～第７の制御パターンにおいて、車線変更制御部１４４は、第２運転状態での車線変更が実行可能でない動作環境において乗員から方向指示器等の操作により車線変更の要求を受け付けた場合に、第２運転状態から第１運転状態に遷移させてもよい。また、第１運転状態と手動運転とは区別されている場合には、乗員の操作に基づいて第２運転状態から手動運転に遷移させてもよい。これにより、乗員が所望するタイミングで車線変更を実行することができる。

［処理フロー］
図１０は、自動運転制御装置１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、所定の周期またはタイミングで繰り返し行われてよい。以下の例では、自動運転の状態として、第１運転状態と第２運転状態が存在すると共に、第１運転状態と手動運転とが区別されているものとして説明する。

まず、認識部１３０は、自車両Ｍの周辺環境を認識する（ステップＳ１００）。次に、状態決定部１４２は、認識部１３０による認識結果等に基づいて、第２運転状態での運転制御が可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。第２運転状態での運転制御が可能であると判定された場合、行動計画生成部１４０および第２制御部１６０は、第２運転状態での運転制御を実行する（ステップＳ１０４）。次に、車線変更制御部１４４は、認識部１３０による認識結果等に基づいて、車線変更を実行するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。車線変更を実行すると判定した場合、車線変更制御部１４４は、第２運転状態での車線変更を実行する動作環境を第１運転状態の場合に比して制限する（ステップＳ１０８）。次に、車線変更制御部１４４は、制限した動作環境を満たす車線変更が可能か否かを判定する（ステップＳ１１０）。車線変更が可能であると判定された場合、行動計画生成部１４０および第２制御部１６０は、第２運転状態での車線変更を実行する（ステップＳ１１２）。また、車線変更が可能ではないと判定された場合、行動計画生成部１４０および第２制御部１６０は、第１運転状態での車線変更を実行する（ステップＳ１１４）。

また、ステップＳ１０２の処理において、第２運転状態での運転制御が可能ではないと判定した場合、状態決定部１４２は、第１運転状態での運転制御が可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。第１運転状態での運転制御が可能であると判定された場合、行動計画生成部１４０および第２制御部１６０は、第１運転状態での運転制御を実行する（ステップＳ１１８）。また、第１運転状態での運転制御が可能でないと判定された場合、自動運転制御装置１００は、手動運転による運転制御を実行する（ステップＳ１２０）。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。また、Ｓ１０６の処理において、車線変更を実行しないと判定した場合、本フローチャートの処理は、終了する。

以上説明した実施形態によれば、自動運転制御装置１００は、自車両Ｍの周辺環境を認識する認識部１３０と、認識部１３０の認識結果に基づいて、自車両Ｍの速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部（行動計画生成部１４０、第２制御部１６０）と、を備え、運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、第１運転状態よりも自動化率が高い、または自車両Ｍの乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで運転制御を行い、第２運転状態で自車両Ｍの車線変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限されることで、より安定的な自動運転を実行することができる。

なお、本実施形態は、例えば、前走車両の車線変更や加速等により第２運転状態による追従走行が継続できなくなるような環境下において実施することができる。上記の環境下で実施することで、第２運転状態を継続したまま、車線変更が実行することができ、更に車線変更先の前方基準車両に追従することができる。したがって、実施形態によれば、限られた動作環境下で、第２運転状態を維持すると共に、移動範囲を広げることができる。

また、実施形態によれば、車線変更先のターゲット位置が制限された動作環境下での車線変更を可能とすることで、より安定的な運転制御を実現できる。また、実施形態によれば、自車線上の前後の車両による遮蔽領域が所定範囲未満である場合に、第２運転状態を継続させ、遮蔽領域が所定範囲以上である場合に、第２運転状態から第１運転状態に遷移させることで、すり抜け車両（例えば、二輪車両）の検知遅れや不検知を抑制することができる。また、実施形態によれば、車線変更先の速度が所定速度以下である場合に、第２運転状態での車線変更を実行させることで、システム上限速度とならない状態で、より安全に車両制御を行うことができる。

また、実施形態によれば、周辺車両の挙動や外部状況等に基づく挙動予測等に基づいて、車線変更を実行することで、より安定的な車線変更を実行することができる。また、実施形態によれば、所定走行距離または所定時間における第２運転状態での車線変更の回数を第１運転状態に比して制限することで、第２運転状態ではより安定的な走行を行うことができるとともに、第１運転状態では運転者の意図にあった車両制御が可能となる。

また、実施形態によれば、インターチェンジやジャンクション、サービスエリア、パーキングエリア等の特定エリアにおける第２運転状態での車線変更を制限することで、不安定シーンでの車線変更を抑制することができる。

［ハードウェア構成］
図１１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、ブートプログラム等を格納するＲＯＭ１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤ等の記憶装置１００－５、ドライブ装置１００－６等が、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）等によって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。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両の周辺環境を認識し、
認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行い、
少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、
前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御する、
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。

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…他車両認識部１３２…車間距離認識部、１３６…遮蔽領域認識部、１４０…行動計画生成部、１４２…状態決定部、１４４…車線変更制御部、１６０…第２制御部、１６２…取得部、１６４…速度制御部、１６６…操舵制御部、１８０…記憶部、Ｍ…自車両

Claims (13)

1. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
   前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、
   前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
   前記運転制御部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御し、
   前記運転制御部は、前記第２運転状態で前記進路変更を実行することができない動作環境において前記進路変更の要求を受け付けた場合に、前記運転制御を前記第２運転状態から前記第１運転状態へ遷移させる、
   車両制御装置。
2. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
   前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、
   前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
   前記運転制御部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御し、
   前記運転制御部は、前記第２運転状態で前記進路変更を実行する場合の前記第２車間距離を、前記第１運転状態で前記進路変更を実行する車間距離に比して短くする、
   車両制御装置。
3. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
   前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、
   前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
   前記運転制御部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御し、
   前記認識部は、前記自車両の進路変更先の他車両を認識し、
   前記運転制御部は、前記認識部により認識された他車両の速度が、前記自車両の速度、前記自車両に設定された設定速度、または前記進路変更先の第２車線の法定速度のうち少なくとも一つに基づいて設定される速度未満である場合に、前記第２運転状態で、前記自車両の前記第２車線への進路変更を行う、
   車両制御装置。
4. 前記運転制御部は、前記第２車線を走行する他車両の進路変更が予測されない場合に、前記第２運転状態での進路変更を行う、
   請求項３に記載の車両制御装置。
5. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
   前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、
   前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
   前記運転制御部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御し、
   前記運転制御部は、前記自車両の位置が所定エリアから所定距離以内である場合に、前記第２運転状態での進路変更を抑制する、
   車両制御装置。
6. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
   前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、
   前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
   前記運転制御部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御し、
   前記認識部は、他車両の挙動を認識、または前記他車両の将来の挙動を予測し、
   前記運転制御部は、前記認識部により認識された前記他車両の挙動または前記認識部により予測された前記他車両の将来の挙動に基づいて、前記第２運転状態での進路変更を実行する、
   車両制御装置。
7. 前記運転制御部は、前記認識部による認識結果に基づいて、前記自車両の進路変更先のターゲット位置に他車両が進路変更することが予測された場合に、前記第２運転状態での進路変更を抑制する、
   請求項６に記載の車両制御装置。
8. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
   前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、
   前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
   前記運転制御部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御し、
   前記認識部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前を走行する他車両と、前記進路変更先の第２車線において、前記自車両の進路変更後に前記自車両が追従する他車両との車両情報を認識し、
   前記運転制御部は、前記自車両の車両情報との類似度合が高い他車両に追従させる運転制御を実行する、
   車両制御装置。
9. 前記運転制御部は、前記ターゲット位置が設定された場合であって、且つ、前記第２車間距離が前記第１車間距離以上である場合に、前記自車両の前記第１運転状態での車線変更を実行可能とする、
   請求項１に記載の車両制御装置。
10. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
    前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、
    前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
    前記運転制御部は、前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御し、
    前記運転制御部は、前記ターゲット位置が設定された場合であって、且つ、前記第２車間距離が前記第１車間距離以上である場合に、前記自車両の前記第１運転状態での車線変更を実行可能とする、
    車両制御装置。
11. 自車両の周辺環境を認識する認識部と、
    前記認識部の認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行う運転制御部と、を備え、
    前記運転制御部は、少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
    前記認識部は、他車両の挙動を認識、または前記他車両の将来の挙動を予測し、
    前記運転制御部は、前記認識部による認識結果に基づいて、前記自車両の進路変更先のターゲット位置に前記他車両が進路変更することが予測された場合に、前記第２運転状態での進路変更を抑制する、
    車両制御装置。
12. 車載コンピュータが、
    自車両の周辺環境を認識し、
    認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行い、
    少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行い、
    前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限され、
    前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御し、
    前記第２運転状態で前記進路変更を実行することができない動作環境において前記進路変更の要求を受け付けた場合に、前記運転制御を前記第２運転状態から前記第１運転状態へ遷移させる、
    車両制御方法。
13. 車載コンピュータに、
    自車両の周辺環境を認識させ、
    認識結果に基づいて、前記自車両の速度また操舵のうち、一方または双方を制御して運転制御を行わせ、
    少なくとも、第１運転状態と、前記第１運転状態よりも自動化率が高い、または前記自車両の乗員に対する要求タスクが少ない第２運転状態の何れかで前記運転制御を行わせ、
    前記第２運転状態で前記自車両の進路変更を実行する動作環境は、前記第１運転状態の場合に比して制限させ、
    前記自車両が走行する第１車線において前記自車両の前方を走行する前走車両と後方を走行する後続車両との間の第１車間距離と、前記自車両の進路変更先の第２車線において前記自車両が進路変更を行った後に位置付けられるターゲット位置の前後を走行する前方基準車両および後方基準車両の間の第２車間距離とに基づいて、前記進路変更を実行する運転状態を制御させ、
    前記第２運転状態で前記進路変更を実行することができない動作環境において前記進路変更の要求を受け付けた場合に、前記運転制御を前記第２運転状態から前記第１運転状態へ遷移させる、
    プログラム。

Images