JPWO2017154152A1 - 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

Abstract

本発明は、自車両の周辺状態を検出する周辺状態検出部と、前記周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御する第１走行支援部と、前記第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限する監視部と、前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援する第２走行支援部であって、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行う第２走行支援部とを備える車両制御システムである。

Description

本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。

近年、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速と操舵とのうち、少なくとも一方を自動的に制御する技術について研究が進められている。これに関連して、自動操舵手段に異常が検出された際、操舵に規制を加えながら自動運転の継続を行う車両用走行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−７６９６４号公報

しかしながら、従来の技術では、車両を適切に制御することができず、車両乗員に違和感を与える場合があった。

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、車両乗員に与える違和感を低減することができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。

請求項１記載の発明は、自車両の周辺状態を検出する周辺状態検出部（１３０、２１０、２１２）と、前記周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御する第１走行支援部（１２０）と、前記第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限する監視部（２５０）と、前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援する第２走行支援部であって、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行う第２走行支援部（２００）とを備える車両制御システム（１００）である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両制御システムであって、前記第２走行支援部は、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記所定の状態であると判定された時点で前記第１走行支援部によって開始されていた制御、または開始する予定であった制御のうち、前記第２走行支援部が前記周辺状態検出部の検出結果に基づき実施することができる運転の支援を実施するものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両制御システムであって、前記第２走行支援部は、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記所定の状態であると判定された時点における前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両が第１の車線から第２の車線に移動しようとしていることが認識される場合、前記第２の車線に車線変更するように前記自車両を制御するものである。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両制御システムであって、前記第２走行支援部は、前記第２の車線への車線変更が完了した場合、前記第２の車線を維持して走行するように前記自車両を制御するものである。

請求項５記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項記載の車両制御システムであって、前記第２走行支援部は、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記所定の状態であると判定された時点における前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両が第１の車線から第２の車線に移動しようとしていることが認識されない場合、前記第２の車線に車線変更しないように前記自車両を制御するものである。

請求項６記載の発明は、請求項１から５のうちいずれか１項記載の車両制御システムであって、前記第２走行支援部は、前記監視部により前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合において、前記周辺状態検出部により前記自車両の進行方向における障害物が検出された場合、前記自車両を減速または停止させるものである。

請求項７記載の発明は、請求項１から６のうちいずれか１項記載の車両制御システムであって、前記第２走行支援部は、前記監視部により前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された時点から、車両乗員の操作による車両制御に移行するまでの間に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を完了させるものである。

請求項８記載の発明は、自車両の周辺の状態を検出する周辺状態検出部（１３０、２１０、２１２）と、前記周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御する第１走行支援部（１２０）と、前記第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限する監視部（２５０）と、前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援する第２走行支援部であって、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記所定の状態であると判定された時点で前記第１走行支援部により開始されていた制御、または開始する予定であった制御のうち、継続可能な制御を実行する第２走行支援部（２００）とを備える車両制御システム（１００）である。

請求項９記載の発明は、自車両の周辺の状態を検出する周辺状態検出部（１３０、２１０、２１２）と、前記周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御する第１走行支援部（１２０）と、前記第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限する監視部（２５０）と、前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援する第２走行支援部であって、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記監視部により前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された時点から、車両乗員の操作による車両制御に移行するまでの間、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行う第２走行支援部（２００）と、を備える車両制御システム（１００）である。

請求項１０記載の発明は、車載コンピュータが、自車両の周辺状態を検出する周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御させる第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限し、前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援し、前記監視によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定した場合に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行う車両制御方法である。

請求項１１記載の発明は、車載コンピュータに、自車両の周辺状態を検出する周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御させる第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視させ、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限させ、前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援し、前記監視によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定した場合に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行わせる車両制御プログラムである。

請求項１、１０、および１１記載の発明によれば、車両制御システムは、監視部によって第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合に、自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行うことにより、自車両の走行安定性を確保することができる。この結果、車両乗員に与える違和感を低減することができる。

請求項２記載の発明によれば、車両制御システムは、第１走行支援部が所定の状態であると判定された時点で開始されていた制御、または開始する予定であった制御のうち、第２走行支援部が周辺状態検出部の検出結果に基づき実施することができる運転の支援を実施することにより、所定の状態であると判定された時点で支援が切り替わることで生じる車両乗員に違和感を低減させることができる。

請求項３記載の発明によれば、車両制御システムは、第１走行支援部が所定の状態であると判定された時点時点における周辺状態検出部の検出結果に基づいて、自車両が第１の車線から第２の車線に移動しようとしていることが認識される場合、第２の車線に車線変更するように自車両を制御するため、車両乗員に与える違和感を低減することができる。

請求項４記載の発明によれば、車両制御システムは、車線変更が完了した場合、第２の車線を維持して走行するように前記自車両を制御することにより、自車両Ｍの走行安全性を向上させることができる。

請求項５記載の発明によれば、車線制御システムは、所定の状態であると判定された時点における周辺状態検出部の検出結果に基づいて、自車両が第１の車線から第２の車線に移動しようとしていることが認識されない場合、第２の車線に車線変更しないように前記自車両を制御することによって、自車両の走行安定性を向上させることができる。

請求項６記載の発明によれば、車両制御システムは、第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合において、周辺状態検出部により自車両の進行方向における障害物が検出された場合、自車両を減速または停止させることにより、自車両と障害物とが干渉することを防止することができる。この結果、車両乗員に与える違和感を低減することができる。

請求項７記載の発明によれば、車両制御システムは、第１走行支援部が所定の状態であると判定された時点から、車両乗員の操作による車両制御に移行するまでの間に、自車両と車線との関係に応じた操舵制御を完了させることにより、自車両の走行状態を安定させた状態で手動運転に切り替えることができる。

請求項８記載の発明によれば、車両制御システムは、第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、所定の状態であると判定された時点で第１走行支援部により開始されていた制御、または開始する予定であった制御のうち、継続可能な制御を実行することにより、異常時に制御が切り替わったことによって生じる車両乗員に与える違和感を低減させることができる。

請求項９記載の発明によれば、車両制御システムは、第１走行支援部が所定の状態であると判定された時点から、車両乗員の操作による車両制御に移行するまでの間、自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行うことにより、異常時に制御が切り替わって生じる車両乗員に与える違和感を低減させることができる。

各実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両の構成要素を示す図である。 第１の実施形態に係る車両制御システム１００を搭載した自車両Ｍの機能構成図である。 自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。 ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。 軌道生成部１５０の構成の一例を示す図である。 軌道候補生成部１５４により生成される軌道の候補の一例を示す図である。 車線変更イベントが実施される場合に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。 ターゲット位置ＴＡが設定される様子を示す図である。 車線変更のための軌道が生成される様子を示す図である。 車両制御システム１００が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 自車両Ｍの前方に障害物ＯＢが存在する場面、または自車両Ｍが車線変更する場面での制御の一例を示す図である。 ステップＳ２２０の処理の実現例を示す図である。 第２の実施形態に係る車両制御システム１００Ａを中心とした自車両Ｍの機能構成図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
＜共通構成＞
図１は、各実施形態の車両制御システム１００が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の構成要素を示す図である。車両制御システム１００が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。

図１に示すように、自車両Ｍには、ファインダ２０−１から２０−７、レーダ３０−１から３０−６、およびカメラ４０等のセンサと、ナビゲーション装置５０と、車両制御システム１００とが搭載される。

ファインダ２０−１から２０−７は、例えば、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。例えば、ファインダ２０−１は、フロントグリル等に取り付けられ、ファインダ２０−２および２０−３は、車体の側面やドアミラー、前照灯内部、側方灯付近等に取り付けられる。ファインダ２０−４は、トランクリッド等に取り付けられ、ファインダ２０−５および２０−６は、車体の側面や尾灯内部等に取り付けられる。上述したファインダ２０−１から２０−６は、例えば、水平方向に関して１５０度程度の検出領域を有している。また、ファインダ２０−７は、ルーフ等に取り付けられる。ファインダ２０−７は、例えば、水平方向に関して３６０度の検出領域を有している。

レーダ３０−１および３０−４は、例えば、奥行き方向の検出領域が他のレーダよりも広い長距離ミリ波レーダである。また、レーダ３０−２、３０−３、３０−５、３０−６は、レーダ３０−１および３０−４よりも奥行き方向の検出領域が狭い中距離ミリ波レーダである。

以下、ファインダ２０−１から２０−７を特段区別しない場合は、単に「ファインダ２０」と記載し、レーダ３０−１から３０−６を特段区別しない場合は、単に「レーダ３０」と記載する。レーダ３０は、例えば、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体を検出する。

カメラ４０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４０は、フロントウィ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４０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの前方を撮像する。カメラ４０は、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。

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。

＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る車両制御システム１００を搭載した自車両Ｍの機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０の他、ナビゲーション装置５０と、車両センサ６０と、表示部６２と、スピーカ６４と、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー（或いはパドルシフト）、ステアリングホイールなどの操作デバイス（操作子）７０と、アクセル開度センサ、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）、シフト位置センサ、ステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）などの操作検出センサ７２と、切替スイッチ８０と、走行駆動力出力装置９０と、ステアリング装置９２、ブレーキ装置９４と、車両制御システム１００とが搭載される。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。例示した操作デバイスはあくまで一例であり、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチなどが自車両Ｍに搭載されても構わない。なお、特許請求の範囲における車両制御システムは、車両制御システム１００だけでなく、図２に示した構成のうち、車両制御システム１００以外の構成（ファインダ２０など）を含んでもよい。

ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置５０は、ＧＮＳＳ受信機によって自車両Ｍの位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置５０により導出された経路は、車両制御システム１００の目標車線決定部１１０に提供される。自車両Ｍの位置は、車両センサ６０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。また、ナビゲーション装置５０は、車両制御システム１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、自車両Ｍの位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置５０とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザ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。この場合、端末装置と車両制御システム１００との間で、無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。

車両センサ６０は、車速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。

表示部６２は、情報を画像として表示する。表示部６２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、ヘッドアップディスプレイなどを含む。表示部６２は、ナビゲーション装置５０が備える表示部や、自車両Ｍの状態（速度等）を表示するインストルメントパネルの表示部であってもよい。スピーカ６４は、情報を音声として出力する。

操作検出センサ７２は、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、シフト位置、ステアリング操舵角、ステアリングトルクなどを車両制御システム１００に出力する。なお、これに代えて、運転モードによっては操作検出センサ７２の検出結果が、直接的に走行駆動力出力装置９０、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に出力されてもよい。

切替スイッチ８０は、車両乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、車両乗員の操作を受け付け、自車両Ｍの運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、切替制御部１７０に出力する。切替スイッチ８０は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ、機械式スイッチのいずれであってもよい。

走行駆動力出力装置９０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９０は、例えば、自車両Ｍが内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備え、自車両Ｍが電動機を動力源とした電気自動車である場合、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備え、自車両Ｍがハイブリッド自動車である場合、エンジン、変速機、およびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵとを備える。走行駆動力出力装置９０がエンジンのみを含む場合、エンジンＥＣＵは、後述する走行制御部１６０から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整する。走行駆動力出力装置９０が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。走行駆動力出力装置９０がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵは、走行制御部１６０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。

ステアリング装置９２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、車両制御システム１００から入力される情報、或いは入力されるステアリング操舵角またはステアリングトルクの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。

ブレーキ装置９４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、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、走行制御部１６０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。電動サーボブレーキ装置は、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９４は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、走行制御部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。また、ブレーキ装置９４は、走行駆動力出力装置９０に含まれ得る走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。

［車両制御システム］
以下、車両制御システム１００について説明する。車両制御システム１００は、例えば、一以上のプロセッサまたは同等の機能を有するハードウェアにより実現される。車両制御システム１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、記憶装置、および通信インターフェースが内部バスによって接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、或いはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などが組み合わされた構成であってよい。

車両制御システム１００は、例えば、目標車線決定部１１０と、自動運転制御部（第１走行支援部）１２０と、記憶部１８０と、運転支援部（第２走行支援部）２００と、監視部２５０とを備える。目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０、運転支援部２００、および監視部２５０のそれぞれは、例えば専用のプロセッサがプログラムを実行することにより、或いはＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアによって実現される。また、これらの構成要素は、適宜、統合されて、一つのプロセッサによって複数の構成要素が実現されてもよい、例えば、運転支援部２００と監視部２５０は、一つのプロセッサがマルチスレッド処理を実行することで、それぞれ実現されてもよい。上記各構成要素は、通信線や無線ネットワークなどによって互いに情報を送受信可能となっている。以下、運転支援部２００を最初に説明し、次に自動運転制御部１２０等について説明する。

［運転支援部２００］
運転支援部２００は、支援側自車位置認識部２１０と、支援側外界認識部２１２と、支援制御部２２０とを備える。支援側自車位置認識部２１０、支援側外界認識部２１２、および支援制御部２２０の各機能部のうち一部または全部は、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、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。運転支援部２００は、自動運転制御部１２０よりも自動運転の度合が低い機能部である。すなわち、運転支援部２００には、行動計画生成部１４０のような機能はなく、運転支援部２００は、後述する自動運転制御部１２０が所定の状態である場合における引き継ぎ時には、運転支援部２００によって補助可能な機能のみ実現する。

運転支援部２００の支援側自車位置認識部２１０は、レーダ３０、カメラ４０、または車両センサ６０から入力される情報に基づいて、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、および走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。

図３は、支援側自車位置認識部２１０により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置が認識される様子を示す図である。支援側自車位置認識部２１０は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置として認識する。なお、これに代えて、支援側自車位置認識部２１０は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、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。自車位置認識部１２２により認識される自車両Ｍの相対位置は、後述する目標車線決定部１１０に提供される。

支援側外界認識部２１２は、レーダ３０、カメラ４０等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両とは、例えば、自車両Ｍの周辺を走行する車両であって、自車両Ｍと同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、他車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、他車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて把握される、周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１３０は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。

支援制御部２２０は、例えば、車線維持支援部２２２と、逸脱抑制制御部２２４と、衝突抑制部２２６と、回避制御部２２８と、車線変更支援部２３０と、支援側走行制御部２３２とを備える。

車線維持支援部２２２、逸脱抑制制御部２２４、衝突抑制部２２６、回避制御部２２８、車線変更支援部２３０、および支援側走行制御部２３２のうち一部または全部は、自車両Ｍが自動運転している場合においても、自動運転制御部１２０の処理と並行して、処理を実行してもよい。

車線維持支援部２２２は、走行車線に沿って自車両Ｍが走行するように自車両Ｍの挙動を制御する。車線維持支援部２２２は、いわゆる車線維持アシストシステム（ＬＫＡＳ）を実現する。車線維持支援部２２２は、例えば支援側自車位置認識部２１０で検出された走行車線の区分線から、走行車線の中心線を設定し、走行車線の中心線に沿って設定された所定の注視点に至る走行経路の曲率を算出すると共に、走行車線の中心線からの横ずれ量を算出する。車線維持支援部２２２は、算出された曲率および横ずれ量に基づいて、自車両Ｍが車線に沿って走行するためのステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報を決定する。車線維持支援部２２２は、決定したステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報を支援側走行制御部２３２に出力することで、自車両Ｍが車線に沿って走行するように車両乗員の運転を支援する。

逸脱抑制制御部２２４は、走行車線から、自車両Ｍがはみ出さないように走行するように自車両Ｍの挙動を制御する。逸脱抑制制御部２２４は、いわゆる路外逸脱抑制システム（RDM；Road Departure Mitigation）を実現する。逸脱抑制制御部２２４は、例えば支援側自車位置認識部２１０で検出された走行車線の区分線から、自車両Ｍが逸脱する度合が所定の度合（第１度合）になった場合、表示部６２に自車両Ｍが区分線に近づいていることを示す情報を表示部６２に表示またはスピーカ６４に出力させたり、自車両Ｍのステアリングを振動させたりすることで車両乗員に注意を促すと共に、自車両Ｍが車線の中心に復帰するようにステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報を決定する。

そして、逸脱抑制制御部２２４は、決定したステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報を支援側走行制御部２３２に出力することで、自車両Ｍが走行車線の中心に復帰するように車両乗員の運転を支援する。逸脱する度合とは、自車両Ｍの横移動量や、自車両Ｍと区分線との距離、自車両Ｍの速度等に基づいて、導出される自車両Ｍが区分線から逸脱する可能性を示す度合である。

また、逸脱抑制制御部２２４は、例えば支援側自車位置認識部２１０で検出された走行車線の区分線から、自車両Ｍが逸脱する度合が所定の度合（第１の度合より高い第２の度合）になった場合、または区分線から逸脱した場合、ブレーキ装置９４を制御して自車両Ｍが区分線から逸脱することを抑制すると共に、自車両Ｍが車線の中心に復帰するようにステアリング装置９２を制御する。

衝突抑制部２２６は、支援側外界認識部２１２によって、走行車線に隣接する隣接車線を走行する周辺車両が検出された場合、自車両Ｍが走行車線からはみ出して周辺車両と接近しないように自車両Ｍの挙動を制御する。衝突抑制部２２６は、周辺車両が検出された場合の処理であるため、逸脱抑制制御部２２４によって制御が開始されるタイミングより速いタイミングで制御が実行される。

例えば、衝突抑制部２２６は、進行方向が同じ複数の車線を自車両Ｍが走行しているとき、車両乗員による車線変更の意思を推定する。例えば、衝突抑制部２２６は、車両乗員によって、自車両Ｍの右側に設けられた方向指示器が点灯するように方向指示器レバーが操作された場合、車両乗員は右側に車線変更する意思が存在すると推定し、自車両Ｍの左側に設けられた方向指示器が点灯するように方向指示器レバーが操作された場合、車両乗員は左側に車線変更する意思が存在すると推定する。なお、衝突抑制部２２６は、自車両Ｍの走行軌跡に基づいて、自車両Ｍの車線変更の意思を推定してもよい。

衝突抑制部２２６は、車線変更の意思を推定した方向の車線に、自車両Ｍが車線変更した場合に自車両Ｍと干渉する可能性のある周辺車両が存在し、且つ自車両Ｍが逸脱する度合が所定の度合になったとき、自車両Ｍが区分線に近づいていることを示す情報を表示部６２に表示またはスピーカ６４に出力させたり、自車両Ｍのステアリングを振動させたりすることで車両乗員に注意を促し、自車両Ｍが車線の中心に復帰するようにステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報を決定する。衝突抑制部２２６は、決定したステアリング操舵角またはステアリングトルクの情報を支援側走行制御部２３２に出力することで、自車両Ｍを走行車線の中心に復帰させる。このように、衝突抑制部２２６は、周辺車両が存在する場合に、車線変更の意思を推定した結果に基づいて自車両Ｍを制御する。

回避制御部２２８は、支援側外界認識部２１２によって障害物が認識された場合、自車両Ｍと障害物とが干渉することを回避するように自車両Ｍを制御する。回避制御部２２８は、いわゆるＣＭＢＳ（Collision Mitigation Brake System）を実現する。回避制御部２２８は、支援側外界認識部２１２の認識結果に基づいて、スピーカ６４による警告音の出力や、シートベルト引きこみ、ステアリング装置９２の制御、ブレーキ装置９４の制御を行って、自車両Ｍが障害物と干渉しないように制御する。

車線変更支援部２３０は、支援側自車位置認識部２１０の認識結果と、支援側外界認識部２１２の認識結果とに基づいて、車線変更を行うための軌道を生成する。車線変更支援部２３０は、自車両Ｍの周辺に周辺車両が存在しない場合は、自車両Ｍの現在の位置および状態（車速や加速度）に基づいて、車線変更先の車線における車線変更を完了させる位置および状態を決定し、決定した位置および状態に基づいて、車線変更を行う軌道を生成する。

車線変更支援部２３０は、自車両Ｍの周辺に周辺車両が存在する場合は、周辺車両の将来の位置の変位を所定の速度モデルによって予測する。車線変更支援部２３０は、支援側自車位置認識部２１０の認識結果、外界認識部２１２の認識結果、および所定の速度モデルに基づいて、自車両Ｍが周辺車両に干渉せずに車線変更するための軌道を生成する。

なお、車線変更支援部２３０は、例えば、後述する軌道候補生成部１５４、評価・選択部１５６、および車線変更制御部１５８と同等の機能を有する。また、自車両Ｍは、運転者等によって操作される車線変更スイッチが設けられてもよい。車線変更スイッチは、運転者等の操作を受け付け、支援側走行制御部２３２による制御モードを自動車線変更モードまたは手動運転モードのいずれか一方を指定する制御モード指定信号を生成し、支援側走行支援部２３２に出力する。自動車線変更モードとは、車線変更支援部２３０の制御によって自動的に自車両Ｍが車線変更するモードである。

支援側走行制御部２３２は、車線維持支援部２２２、逸脱抑制制御部２２４、衝突抑制部２２６、回避制御部２２８、または車線変更支援部２３０の処理結果を取得し、取得した処理結果に応じて自車両Ｍが走行するように走行駆動力出力装置９０や、ステアリング装置９２、ブレーキ装置９４、アクセルペダルの操作量を制御する。

監視部２５０は、自動運転制御部１２０が所定の状態である否かを監視し、自動運転制御部１２０が所定の状態である場合に自動運転制御部１２０の動作を制限する。

［自動運転制御部１２０］
自動運転制御部１２０は、例えば、自車位置認識部１２２と、外界認識部１３０と、行動計画生成部１４０と、軌道生成部１５０と、走行制御部１６０と、切替制御部１７０とを備える。

記憶部１８０には、例えば、高精度地図情報１８２、目標車線情報１８４、行動計画情報１８６などの情報が格納される。記憶部１８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１８０に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しない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。また、車両制御システム１００は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。

目標車線決定部１１０は、例えば、ＭＰＵにより実現される。目標車線決定部１１０は、ナビゲーション装置５０から提供された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）、高精度地図情報１８２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部１１０は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部１１０は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部１１０により決定された目標車線は、目標車線情報１８４として記憶部１８０に記憶される。

高精度地図情報１８２は、ナビゲーション装置５０が有するナビ地図よりも高精度な地図情報である。高精度地図情報１８２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、高精度地図情報１８２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。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。

外界認識部１３０は、ファインダ２０から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。また、外界認識部１３０は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。また、外界認識部１３０は、ファインダ２０から入力された情報と、レーダ３０、またはカメラ４０から入力される情報とを統合して、周辺車両の位置等を認識してもよい。外界認識部１３０は、運転支援部２００を介してレーダ３０、またはカメラ４０から入力される情報を取得する。また、外界認識部１３０は、運転支援部２００の処理結果を取得してもよい。処理結果とは、運転支援部２００が、レーダ３０、またはカメラ４０から入力された情報を処理した結果である。

行動計画生成部１４０は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転のスタート地点は、自車両Ｍの現在位置であってもよいし、自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１４０は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。なお、これに限らず、行動計画生成部１４０は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。

行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両Ｍを減速させる減速イベントや、自車両Ｍを加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、自車両Ｍに前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように自車両Ｍを走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において自車両Ｍを加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。行動計画生成部１４０は、目標車線決定部１１０により決定された目標車線が切り替わる箇所において、車線変更イベント、分岐イベント、または合流イベントを設定する。行動計画生成部１４０によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報１８６として記憶部１８０に格納される。

図４は、ある区間について生成された行動計画の一例を示す図である。図示するように、行動計画生成部１４０は、目標車線情報１８４が示す目標車線上を自車両Ｍが走行するために必要な行動計画を生成する。なお、行動計画生成部１４０は、自車両Ｍの状況変化に応じて、目標車線情報１８４に拘わらず、動的に行動計画を変更してもよい。例えば、行動計画生成部１４０は、車両走行中に外界認識部１３０によって認識された周辺車両の速度が閾値を超えたり、自車線（走行車線）に隣接する車線を走行する周辺車両の移動方向が自車線方向に向いたりした場合に、自車両Ｍが走行予定の運転区間に設定されたイベントを変更する。例えば、レーンキープイベントの後に車線変更イベントが実行されるようにイベントが設定されている場合において、外界認識部１３０の認識結果によって当該レーンキープイベント中に車線変更先の車線後方から車両が閾値以上の速度で進行してきたことが判明した場合、行動計画生成部１４０は、レーンキープイベントの次のイベントを、車線変更イベントから減速イベントやレーンキープイベント等に変更してよい。この結果、車両制御システム１００は、外界の状態に変化が生じた場合においても、安全に自車両Ｍを自動走行させることができる。

図５は、軌道生成部１５０の構成の一例を示す図である。軌道生成部１５０は、例えば、走行態様決定部１５２と、軌道候補生成部１５４と、評価・選択部１５６と、車線変更制御部１５８とを備える。

走行態様決定部１５２は、レーンキープイベントを実施する際に、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行などのうちいずれかの走行態様を決定する。例えば、走行態様決定部１５２は、自車両Ｍの前方に他車両が存在しない場合に、走行態様を定速走行に決定する。また、走行態様決定部１５２は、前走車両に対して追従走行するような場合に、走行態様を追従走行に決定する。また、走行態様決定部１５２は、外界認識部１３０により前走車両の減速が認識された場合や、停車や駐車などのイベントを実施する場合に、走行態様を減速走行に決定する。また、走行態様決定部１５２は、外界認識部１３０により自車両Ｍがカーブ路に差し掛かったことが認識された場合に、走行態様をカーブ走行に決定する。また、走行態様決定部１５２は、外界認識部１３０により自車両Ｍの前方に障害物が認識された場合に、走行態様を障害物回避走行に決定する。

軌道候補生成部１５４は、走行態様決定部１５２により決定された走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。本実施形態における軌道とは、将来の所定時間ごと（或いは所定走行距離ごと）に、自車両Ｍの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）が到達すべき目標位置（軌道点）の集まりである。軌道候補生成部１５４は、少なくとも、外界認識部１３０により認識された自車両Ｍの前方に存在する対象ＯＢの速度、および自車両Ｍと対象ＯＢとの距離に基づいて自車両Ｍの目標速度を算出する。軌道候補生成部１５４は、算出した目標速度に基づいて一以上の軌道を生成する。対象ＯＢとは、前走車両や、合流地点、分岐地点、目標地点などの地点、障害物などの物体等を含む。

図６は、軌道候補生成部１５４により生成される軌道の候補の一例を示す図である。なお、本図および後述する図９において、複数設定され得る軌道の候補のうち代表的な軌道または評価・選択部１５６により選択された軌道のみ表記して説明する。図中（Ａ）に示すように、例えば、軌道候補生成部１５４は、自車両Ｍの現在位置を基準に、現時刻から所定時間Δｔ経過するごとに、Ｋ（１）、Ｋ（２）、Ｋ（３）、…といった軌道点を設定する。以下、これら軌道点を区別しない場合、単に「軌道点Ｋ」と表記する場合がある。

走行態様決定部１５２により走行態様が定速走行に決定された場合、軌道候補生成部１５４は、図中（Ａ）に示すように、等間隔で複数の軌道点Ｋを設定する。このような単純な軌道が生成される場合、軌道候補生成部１５４は、軌道を一つのみ生成するものとしてよい。

走行態様決定部１５２により走行態様が減速走行に決定された場合（追従走行において前走車両が減速した場合も含む）、軌道候補生成部１５４は、図中（Ｂ）に示すように、到達する時刻がより早い軌道点Ｋほど間隔を広くし、到達する時刻がより遅い軌道点Ｋほど間隔を狭くして軌道を生成する。この場合において、前走車両が対象ＯＢに設定されたり、前走車両以外の合流地点や、分岐地点、目標地点などの地点、障害物等が対象ＯＢに設定されたりすることがある。これにより、自車両Ｍからの到達する時刻が遅い軌道点Ｋが自車両Ｍの現在位置と近づくため、後述する走行制御部１６０が自車両Ｍを減速させることになる。

走行態様決定部１５２により走行態様がカーブ走行に決定された場合、図中（Ｃ）に示すように、軌道候補生成部１５４は、道路の曲率に応じて、複数の軌道点Ｋを自車両Ｍの進行方向に対する横位置（車線横方向の位置）を変更しながら配置する。また、図中（Ｄ）に示すように、自車両Ｍの前方の道路上に人間や停止車両等の障害物ＯＢが存在する場合、軌道候補生成部１５４は、この障害物ＯＢを回避して走行するように、複数の軌道点Ｋを配置する。

評価・選択部１５６は、軌道候補生成部１５４により生成された軌道の候補に対して、例えば、計画性と安全性の二つの観点で評価を行い、走行制御部１６０に出力する軌道を選択する。計画性の観点からは、例えば、既に生成されたプラン（例えば行動計画）に対する追従性が高く、軌道の全長が短い場合に軌道が高く評価される。例えば、右方向に車線変更することが望まれる場合に、一旦左方向に車線変更して戻るといった軌道は、低い評価となる。安全性の観点からは、例えば、自車両Ｍと物体（周辺車両等）との距離が遠く、加減速度や操舵角の変化量などが小さいほど高く評価される。

車線変更制御部１５８は、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどが実施される場合、すなわち広義の車線変更が行われる場合に動作する。図７は、車線変更イベントが実施される場合に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。本図および図８を参照しながら処理について説明する。

まず、車線変更制御部１５８は、自車両Ｍが走行する車線（自車線）に対して隣接する隣接車線であって、車線変更先の隣接車線を走行する周辺車両から２台の周辺車両を選択し、これらの周辺車両の間にターゲット位置ＴＡを設定する（ステップＳ１００）。以下、隣接車線においてターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢと称し、隣接車線においてターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと称して説明する。ターゲット位置ＴＡは、自車両Ｍと前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣとの位置関係に基づく相対的な位置である。

図８は、ターゲット位置ＴＡが設定される様子を示す図である。図中、ｍＡは前走車両を表し、ｍＢは前方基準車両を表し、ｍＣは後方基準車両を表している。また、矢印ｄは自車両Ｍの進行（走行）方向を表し、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。図８の例の場合、車線変更制御部１５８は、隣接車線Ｌ２上において、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にターゲット位置ＴＡを設定する。

次に、車線変更制御部１５８は、ターゲット位置ＴＡに（すなわち前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に）車線変更が可能か否かを判定するための一次条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

一次条件は、例えば、隣接車線に設けた禁止領域ＲＡに周辺車両が一部でも存在せず、且つ、自車両Ｍと、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣとのＴＴＣがそれぞれ閾値よりも大きいことである。なお、この判定条件は、自車両Ｍの側方にターゲット位置ＴＡを設定した場合の一例である。一次条件を満たさない場合、車線変更制御部１５８は、ステップＳ１００に処理を戻し、ターゲット位置ＴＡを再設定する。この際に、一次条件を満たすようなターゲット位置ＴＡが設定できるタイミングまで待機、或いはターゲット位置ＴＡを変更し、ターゲット位置ＴＡの側方に移動するための速度制御が行われてもよい。

図８に示すように、車線変更制御部１５８は、例えば、自車両Ｍを車線変更先の車線である隣接車線Ｌ２に射影し、前後に若干の余裕距離を持たせた禁止領域ＲＡを設定する。禁止領域ＲＡは、隣接車線Ｌ２の横方向の一端から他端まで延在する領域として設定される。

禁止領域ＲＡ内に周辺車両が存在しない場合、車線変更制御部１５８は、例えば、自車両Ｍの前端および後端を車線変更先の車線Ｌ２側に仮想的に延出させた延出線ＦＭおよび延出線ＲＭを想定する。車線変更制御部１５８は、延出線ＦＭと前方基準車両ｍＢの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）、および延出線ＲＭと後方基準車両ｍＣの後方基準車両ＴＴＣ（Ｃ）を算出する。衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）は、延出線ＦＭと前方基準車両ｍＢとの距離を、自車両Ｍおよび前方基準車両ｍＢの相対速度で除算することで導出される時間である。衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）は、延出線ＲＭと後方基準車両ｍＣとの距離を、自車両Ｍおよび後方基準車両ｍＣの相対速度で除算することで導出される時間である。車線変更制御部１５８は、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｂ）が閾値Ｔｈ（Ｂ）よりも大きく、且つ衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｃ）が閾値Ｔｈ（Ｃ）よりも大きい場合に、一次条件を満たすと判定する。閾値Ｔｈ（Ｂ）とＴｈ（Ｃ）は同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

一次条件を満たす場合、車線変更制御部１５８は、車線変更のための軌道の候補を軌道候補生成部１５４に生成させる（ステップＳ１０４）。図９は、車線変更のための軌道が生成される様子を示す図である。例えば、軌道候補生成部１５４は、前走車両ｍＡ、前方基準車両ｍＢおよび後方基準車両ｍＣが所定の速度モデルで走行するものと仮定し、これら３台の車両の速度モデルと自車両Ｍの速度とに基づいて、自車両Ｍが前走車両ｍＡと干渉せずに、将来のある時刻において前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に位置するように軌道の候補を生成する。例えば、軌道候補生成部１５４は、現在の自車両Ｍの位置から、将来のある時刻における前方基準車両ｍＢの位置や、車線変更先の車線の中央、且つ車線変更の終了地点までをスプライン曲線等の多項式曲線を用いて滑らかに繋ぎ、この曲線上に等間隔あるいは不等間隔で軌道点Ｋを所定個数配置する。この際、軌道候補生成部１５４は、軌道点Ｋの少なくとも１つがターゲット位置ＴＡ内に配置されるように軌道を生成する。

次に、評価・選択部１５６は、設定条件を満たす軌道の候補を生成できたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。設定条件とは、例えば、前述した計画性や安全性の観点から閾値以上の評価値が得られたことである。設定条件を満たす軌道の候補を生成できた場合、評価・選択部１５６は、例えば最も評価値の高い軌道の候補を選択し、軌道の情報を走行制御部１６０に出力し、車線変更を実施させる（ステップＳ１０８）。一方、設定条件を満たす軌道を生成できなかった場合、ステップＳ１００に処理を戻す。この際に、ステップＳ１０２で否定的な判定を得た場合と同様に、待機状態になったり、ターゲット位置ＴＡを再設定したりする処理が行われてもよい。

走行制御部１６０は、軌道生成部１５０によって生成された軌道を、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９０、ステアリング装置９２、およびブレーキ装置９４を制御する。

切替制御部１７０は、切替スイッチ８０から入力される運転モード指定信号に基づいて運転モードを切り替える他、操作デバイス７０に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、運転モードを切り替える。例えば、切替制御部１７０は、操作検出センサ７２から入力された操作量が閾値を超えた状態が、基準時間以上継続した場合に、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。また、切替制御部１７０は、自動運転の目的地付近において、運転モードを自動運転モードから手動運転モードに切り替える。

切替制御部１７０は、手動運転モードから自動運転モードに切り替える場合、切替スイッチ８０から入力される運転モード指定信号に基づいて、これを行う。また、切替制御部１７０は、自動運転の終了地点、或いは後述するように所定の状態である場合に、所定時間の経過を待って手動運転モードに切り替える（ハンドオーバ）。自動運転の終了地点におけるハンドオーバでは、切替制御部１７０は、速度を徐々に落とすなどの制御を行う。また、自動運転モードから手動運転モードに切り替わった後、所定時間の間、操作デバイス７０に対する加速、減速または操舵を指示する操作が検出されなかった場合に、自動運転モードに復帰するといった制御が行われてもよい。

［自動運転制御部１２０が所定の状態（例えば異常）である場合の処理］
運転支援部２００は、監視部２５０によって自動運転制御部１２０が所定の状態であると判定された場合に、自車両Ｍと車線との関係に応じた操舵制御を行う。例えば、運転支援部２００は、監視部２５０によって自動運転制御部１２０が所定の状態であると判定された時点で、自動運転制御部１２０によって開始されていた、または開始の予定があった制御のうち、周辺状態検出部の検出結果に基づき実施することができる運転の支援（例えばレーンキープイベントや、車線変更イベント等）を実施する。「開始の予定があった」とは、自動運転制御部１２０により実行されるプログラムが、その制御を実行することを、行動計画の中などで決定していることである。

また、運転支援部２００は、監視部２５０によって自動運転制御部１２０が所定の状態であると判定された場合に、所定の状態であると判定された時点で、自動運転制御部１２０により開始されていた、または開始の予定があった制御のうち、継続可能な制御、すなわち運転支援部２００の各機能部によって補助可能な機能を実行してもよい。

図１０は、車両制御システム１００が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、運転支援部２００は、自車両Ｍの周辺の状態を取得する（ステップＳ２００）。自車両Ｍの周辺の状態とは、支援側自車位置認識部２１０により認識された自車両Ｍの位置および車線や、外界認識部１３０または支援側外界認識部２１２により認識された障害物等である。

次に、監視部２５０は、自動運転制御部１２０により自動運転が実行されているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。自動運転が実行されていない場合、本フローチャートの処理は終了する。自動運転が実行されている場合、監視部２５０は、自動運転制御部１２０が所定の状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。自動運転制御部１２０が所定の状態でない場合、ステップＳ２００の処理に戻る。

所定の状態とは、自動運転制御部１２０が、信頼性の高い自動運転の実現をするための処理ができなくなった状態である。所定の状態とは、例えば、自動運転制御部１２０の処理が停止状態や、処理速度が所定速度以上遅くなった状態、自動運転に必要な適切な指示値を各部に出力できなくなった（指示値が異常である）状態、出力した情報にエラーを示すフラグが含まれている状態等である。また、所定の状態とは、自動運転に必要な情報（高精度地図情報１８２や、ファインダ２０から取得する情報等）が取得できなくなった状態である。このような自動運転制御部１２０が所定の状態である場合、監視部２５０は、自動運転制御部１２０の動作の一部または全部を制限する。例えば監視部２５０は、自動運転制御部１２０の機能部のうち、所定の状態である機能部の動作を制限する。

自動運転制御部１２０が所定の状態である場合、運転支援部２００は、ステップＳ２００の処理で取得した情報に基づいて、自車両Ｍの周辺に障害物が存在するか否かを判定する（ステップＳ２０６）。自車両Ｍの周辺に障害物が存在する場合、運転支援部２００の回避制御部２２８が、自車両Ｍの周辺の状態に基づいて、自車両Ｍと障害物とが干渉しないように、自車両Ｍを制動制御する（ステップＳ２０８）。より具体的には、回避制御部２２８は、スピーカ６４に自動運転制御部１２０が所定の状態であることを示す警報を出力させ、自車両Ｍと障害物とが干渉しないように、ブレーキ装置９４を制御して自車両Ｍを減速または停止させる。また、回避制御部２２８は、ステアリング装置９２を制御して自車両Ｍに障害物を回避させる。また、例えば、回避制御部２２８は、自車両Ｍの後方に車両が存在する場合は、自車両Ｍが前方の障害物と干渉せず、且つ後方の車両と干渉しないように、ブレーキ装置９４等を制御する。また、自動運転制御部１２０の各機能部（車線維持支援部２２２や、逸脱抑制制御部２２４、衝突抑制部２２６）は、制動制御が実施されている間も処理を実行してもよい。

次に、切替制御部１７０によるハンドオーバが完了したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。自動運転モードから手動運転モードに切り替えられた場合、運転支援部２００は動作を停止する。そして、操作デバイス７０によって受け付けられた車両乗員による加速、減速または操舵を指示する操作が、走行駆動力出力装置９０や、ステアリング装置９２、ブレーキ装置９４に伝えられ、手動運転モードに移行する（ステップＳ２１２）。なお、手動運転モードに切り替えられた場合であっても、運転支援部２００は、各種処理を実行することで車両乗員による自車両Ｍの運転を支援してもよい。

自動運転モードから手動運転モードに切り替えられなかった場合、切替制御部１７０は、所定の時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ２１４）、所定の時間が経過していない場合はステップＳ２１０に戻り、所定時間が経過した場合は、ステップＳ２１２に進む。そして、ステップＳ２１２の処理の後、本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。

ステップＳ２０６で自車両Ｍの周辺に障害物が存在しないと判定された場合、運転支援部２００が、支援側自車位置認識部２１０の認識結果に基づいて、走行車線内を自車両Ｍが走行しているか否かを判定する（ステップＳ２１６）。走行車線内を自車両Ｍが走行している状態とは、例えば自車両Ｍの全部が走行車線内に収まっている状態である。

ステップＳ２１６で自車両Ｍが走行車線内に収まっている状態である場合、運転支援部２００は、自車両Ｍが車線変更を開始している状態であるか否かを判定する（ステップＳ２１８）。自車両Ｍが車線変更を開始している状態とは、自車両Ｍが、実際に車線変更するための挙動を実行している状態である。

ステップＳ２１８で自車両Ｍが車線変更を開始している状態である場合、運転支援部２００が、スピーカ６４に自動運転制御部１２０が所定の状態であることを示す警報を出力させ、自車両Ｍが走行車線から逸脱しないように、自車両Ｍを制御する（ステップＳ２２０）。例えば、自車両Ｍの周辺に周辺車両が存在しない場合、運転支援部２００の逸脱抑制制御部２２４が、自車両Ｍが走行車線から逸脱しないように、自車両Ｍを制御する。自車両Ｍの周辺に周辺車両が存在する場合、運転支援部２００の衝突抑制部２２６が、自車両Ｍが走行車線から逸脱しないように、自車両Ｍを制御する。また、逸脱抑制制御部２２４または衝突抑制部２２６の制御によって、自車両Ｍが走行車線の中央に復帰した後、車線維持支援部２２２が、自車両Ｍが走行車線の中心を走行するように自車両Ｍを制御してもよい。そして、ステップＳ２１０に進む。

上述したように自車両Ｍが車線変更を開始している状態であっても、自車両Ｍが走行車線内に収まっている状態である場合、運転支援部２００は、自車両Ｍが隣接車線に移動しようとしていないと認識し、車線変更を実施せず、自車両Ｍが車線から逸脱しないように自車両Ｍを制御する。これにより、車両制御システム１００は、自車両Ｍの走行安定性を向上させることができる。また、車両制御システム１００は、車両乗員に違和感を与えることを低減することができる。

ステップＳ２１８で自車両Ｍが車線変更を開始している状態でない場合、運転支援部２００の車線維持支援部２２２が、走行車線の中心を自車両Ｍが走行するように自車両Ｍを制御する（ステップＳ２２２）。この場合、車線維持支援部２２２は、スピーカ６４に自動運転制御部１２０が所定の状態であることを示す警報を出力させてもよい。そして、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１６で自車両Ｍが走行車線内に収まっていない状態である場合、運転支援部２００の車線変更支援部２３０が、自車両Ｍを制御して、自動的に自車両Ｍを車線変更させる（ステップＳ２２４）。自車両Ｍが走行車線内に収まっていない状態である場合、車線変更が実行されている、或いは実行予定であったことが推認されるため、車線変更支援部２３０は、自車両Ｍが隣接車線に移動しようとしていると認識し、車線変更を実施する。これにより、運転支援部２００は、自動運転制御部１２０により実行されようとしていた制御を継続させることができる。

次に、運転支援部２００の車線維持支援部２２２が、車線変更が完了した後に、自車両Ｍが走行する走行車線の中心を走行するように自車両Ｍを制御する（ステップＳ２２６）。そして、ステップＳ２１０に進む。これにより本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。

なお、ステップＳ２１８で自車両Ｍが車線変更を開始している状態とは、ステアリング装置９２等に車線変更するための指示値が出力されている状態、或いは所定時間後に車線変更するための行動計画が存在する状態であってもよい。この場合、実際に自車両Ｍは車線変更するための挙動を実行していないため、ステップＳ２２０で運転支援部２００の車線維持支援部２２２が、走行車線の中心を自車両Ｍが走行するように自車両Ｍを制御してもよい。

また、ステップ２１８の処理は省略されてもよい。この場合、運転支援部２００は、自車両Ｍと区分線との位置、および自車両Ｍの状態に基づいて、自車両Ｍを走行車線の中心に復帰させるように制御、或いは走行車線の中心を自車両Ｍが走行するように自車両Ｍを制御する。

上述した処理によって、自車両Ｍは、自動運転中に自動運転が継続できない状態が生じた場合であっても、自車両Ｍを適切に制御して、車両乗員に与える違和感を低減させることができる。

ここで、例えば、自車両Ｍの前方に障害物が存在する場合、運転支援部２００の回避制御部２２８が、自車両Ｍと障害物とが干渉しないように自車両Ｍを制御する。図１１（Ａ）は、自車両Ｍの前方に障害物ＯＢが存在する場面での制御の一例を示す図である。例えば時刻ｔで、自車両Ｍが自動運転で走行していたものとする。時刻ｔ＋１で自動運転が継続できなくなり、且つ自車両Ｍの前方に障害物ＯＢが存在する場合、自車両Ｍは減速する。そして、時刻ｔ＋２で自車両Ｍは、障害物ＯＢの手前で停止する。このように、自動運転中に自動運転が継続できなった状態で、自車両Ｍの前方に障害物ＯＢが存在する場合であっても、自車両Ｍは、障害物ＯＢと干渉することを回避することができる。

例えば、自車両Ｍの前方に障害物が存在せず、且つ自車両Ｍが走行車線に収まっていない場合、運転支援部２００の車線変更支援部２３０は、自車両Ｍが車線変更を実施するように制御する。図１１（Ｂ）は、自車両Ｍが車線変更する場面での制御の一例を示す図である。例えば時刻ｔ＋１で、自動運転が継続できなくなり、且つ自車両Ｍが走行車線Ｌ１に収まっていない場合、自車両Ｍは車線変更を実施する。そして、時刻ｔ＋２で車線変更が完了した後、自車両Ｍは、車線変更後の車線である隣接車線Ｌ２内を走行する。このように、自動運転中に自動運転が継続できない状態のときに、自車両Ｍが車線変更を開始している場合であっても、自車両Ｍは、車線変更を継続し、車線変更先の車線である隣接車線Ｌ２を走行することができる。

図１２は、上述したステップＳ２２０の処理の実現例を示す図である。例えば、自車両Ｍの前方に障害物が存在せず、自車両Ｍが走行車線に収まっており、且つ自車両Ｍが車線変更を開始している場合、運転支援部２００は、自車両Ｍが走行車線から逸脱しないように制御する。図１２（Ａ）は、自車両Ｍが走行車線Ｌ１から逸脱しないように制御される場面の一例を示す図である。例えば時刻ｔ＋１で、自動運転が継続できなくなり、隣接車線Ｌ２に周辺車両が存在せず、且つ自車両Ｍが走行車線Ｌ１から逸脱しようとしている場合、逸脱抑制制御部２２４は、自車両Ｍが走行車線Ｌ１から逸脱しないように制御する。そして、時刻ｔ＋２で自車両Ｍは、走行車線Ｌ１の中心に復帰し、走行車線Ｌ１の中心を走行する。このように、自動運転中に自動運転が継続できなくなり、且つ車線変更を自動運転で実施しよとしていた場合であっても、自車両Ｍは、自車両Ｍの横移動量が小さいときは、車線変更を実施せずに走行車線Ｌ１を走行するため、走行安定性を向上させることができる。

図１２（Ｂ）は、自車両Ｍが走行車線Ｌ１から逸脱しないように制御される場面の別の一例を示す図である。図示する例では、自車両Ｍが走行する走行車線Ｌ１の隣接車線Ｌ２に周辺車両ｍＤが走行している。周辺車両ｍＤは、例えば自車両Ｍの後方であって、自車両Ｍと横方向に重なる位置に走行している。例えば、時刻ｔ＋１で、自動運転が継続できなくなり、且つ自車両Ｍが走行車線Ｌ１から隣接車線Ｌ２に逸脱しようとしている場合、逸脱抑制制御部２２４ではなく、衝突抑制部２２６が起動する。そして、衝突抑制部２２６は、自車両Ｍが走行車線Ｌ１から逸脱しないように、上述した図１２（Ａ）の場面よりも早く介入を行う。そして、時刻ｔ＋２で自車両Ｍは、走行車線Ｌ１の中心に復帰し、走行車線Ｌ１の中心を走行する。このように、周辺車両が存在する状態である場合、自車両Ｍは、より速やかに走行車線Ｌ１の中心に復帰し、走行車線Ｌ１の中心を走行することができる。

以上説明した第１の実施形態によれば、車両制御システム１００は、監視部２５０によって自動運転制御部１２０が所定の状態であると判定された場合に、自車両Ｍと車線との関係に応じた操舵制御を行うことで、車両乗員に与える違和感を低減させることができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態の車両制御システム１００の運転支援部２００が、レーダ３０およびカメラ４０により取得された情報を取得し、自動運転制御部１２０が、ファインダ２０により取得された情報を取得するものとした。これに対して第２の実施形態の車両制御システム１００Ａは、自動運転制御部１２０および運転支援部２００が、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０により取得された情報を取得する。以下、係る相違点を中心に説明し、第１の実施形態と同じ機能を有する構成要素については同じ符号を付して、説明を適宜省略する。

図１３は、第２の実施形態に係る車両制御システム１００Ａを中心とした自車両Ｍの機能構成図である。第２の実施形態の自動運転制御部１２０は、第１の実施形態の機能構成に加え、更に自車両位置認識部１３２を備える。自車位置認識部１３２は、レーダ３０、カメラ４０、または車両センサ６０から入力される情報に基づいて、走行車線、および走行車線に対する自車両Ｍの相対位置を認識する。

運転支援部２００は、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０により取得された情報を取得する。支援側外界認識部２１２は、ファインダ２０から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。また、支援側外界認識部２１２は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。また、運転支援部２００は、記憶部１８０に記憶された情報を取得する。

以上説明した第２の実施形態によれば、自動運転制御部１２０および運転支援部２００が、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０により取得された情報を取得し、取得した情報に基づいて、周辺車両や、自車両Ｍの位置、車線等を認識する。この結果、車両制御システム１００Ａは、自動運転制御部１２０および運転支援部２００の一方に不具合が生じた場合であっても、より精度よく自車両Ｍの位置の情報、または自車両Ｍの周辺の情報を検出することができる。

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。

２０…ファインダ、３０…レーダ、４０…カメラ、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、６２…表示部、６４…スピーカ、７０…操作デバイス、７２…操作検出センサ、８０…切替スイッチ、９０…走行駆動力出力装置、９２…ステアリング装置、９４…ブレーキ装置、１００，１００Ａ…車両制御システム、１１０…目標車線決定部、１２０…自動運転制御部、１３０…外界認識部、１４０…行動計画生成部、１５０…軌道生成部、１５４…軌道候補生成部、１６０…走行制御部、１７０…切替制御部、１８０…記憶部、１８２…高精度地図情報、２００…運転支援部、２１０…支援側自車位置認識部、２１２…支援側外界認識部、２２２…車線維持支援部、２２４…逸脱抑制制御部、２２６…衝突抑制部、２２８…回避制御部、２３０…車線変更支援部、２３２…支援側走行制御部、Ｍ…自車両

Claims (11)

1. 自車両の周辺状態を検出する周辺状態検出部と、
   前記周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御する第１走行支援部と、
   前記第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限する監視部と、
   前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援する第２走行支援部であって、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行う第２走行支援部と、
   を備える車両制御システム。
2. 前記第２走行支援部は、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記所定の状態であると判定された時点で前記第１走行支援部によって開始されていた制御、または開始する予定であった制御のうち、前記第２走行支援部が前記周辺状態検出部の検出結果に基づき実施することができる運転の支援を実施する、
   請求項１記載の車両制御システム。
3. 前記第２走行支援部は、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記所定の状態であると判定された時点における前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両が第１の車線から第２の車線に移動しようとしていることが認識される場合、前記第２の車線に車線変更するように前記自車両を制御する、
   請求項２記載の車両制御システム。
4. 前記第２走行支援部は、前記第２の車線への車線変更が完了した場合、前記第２の車線を維持して走行するように前記自車両を制御する、
   請求項３項記載の車両制御システム。
5. 前記第２走行支援部は、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記所定の状態であると判定された時点における前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両が第１の車線から第２の車線に移動しようとしていることが認識されない場合、前記第２の車線に車線変更しないように前記自車両を制御する、
   請求項１から４のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
6. 前記第２走行支援部は、前記監視部により前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合において、前記周辺状態検出部により前記自車両の進行方向における障害物が検出された場合、前記自車両を減速または停止させる、
   請求項１から５のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
7. 前記第２走行支援部は、前記監視部により前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された時点から、車両乗員の操作による車両制御に移行するまでの間に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を完了させる、
   請求項１から６のうちいずれか１項記載の車両制御システム。
8. 自車両の周辺の状態を検出する周辺状態検出部と、
   前記周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御する第１走行支援部と、
   前記第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限する監視部と、
   前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援する第２走行支援部であって、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記所定の状態であると判定された時点で前記第１走行支援部により開始されていた制御、または開始する予定であった制御のうち、継続可能な制御を実行する第２走行支援部と、
   を備える車両制御システム。
9. 自車両の周辺の状態を検出する周辺状態検出部と、
   前記周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の操舵を自動的に制御する第１走行支援部と、
   前記第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限する監視部と、
   前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援する第２走行支援部であって、前記監視部によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された場合、前記監視部により前記第１走行支援部が所定の状態であると判定された時点から、車両乗員の操作による車両制御に移行するまでの間、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行う第２走行支援部と、
   を備える車両制御システム。
10. 車載コンピュータが、
    自車両の周辺状態を検出する周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御させる第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視し、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限し、
    前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援し、前記監視によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定した場合に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行う、
    車両制御方法。
11. 車載コンピュータに、
    自車両の周辺状態を検出する周辺状態検出部の検出結果を参照し、目的地までの経路に沿って前記自車両が走行できるように、少なくとも前記自車両の加減速または操舵を自動的に制御させる第１走行支援部が所定の状態であるか否かを監視させ、前記第１走行支援部が所定の状態である場合に前記第１走行支援部の動作を制限させ、
    前記周辺状態検出部の検出結果に基づいて、前記自車両に対する車両乗員の運転を支援し、前記監視によって前記第１走行支援部が所定の状態であると判定した場合に、前記自車両と車線との関係に応じた操舵制御を行わせる、
    車両制御プログラム。

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