JPWO2017158768A1 - 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

情報を出力する出力部と、自車両の周辺を走行する周辺車両を認識する認識部と、認識部により認識された周辺車両のうち少なくとも一部と、自車両との相対的な位置関係に基づいて、自車両の加減速または操舵を制御する制御部と、認識部により認識された周辺車両のうち、自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両を特定する特定部と、少なくとも特定部により特定された周辺車両の存在に関する情報を、出力部に出力させる出力制御部とを備える車両制御システム。

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（以下、自動運転）について研究が進められている。これに関連して、入力装置の入力に基づいて車線変更の支援を開始する支援開始部と、自車と他車の相対距離及び相対速度を検出する検出部と、検出部が検出した相対距離及び相対速度に基づいて自車が車線変更した時の衝突危険度を他車に対して算出する算出部と、相対距離、相対速度及び衝突危険度に基づいて車線変更の可否を判断する第１の判断部と、第１の判断部が車線変更できないと判断した場合、相対距離及び相対速度に基づいて車線変更する目標スペースを決定する決定部と、目標スペースに車線変更できるスペースがあるか否かを判断する第２の判断部と、第２の判断部が前記スペースがないと判断した場合、車線変更待機位置へ向けて目標速度を設定し、スペースがあると判断した場合、車線変更可能位置へ向けて目標速度を設定する設定部と、自車の速度が目標速度となるように制御する制御部とを備える走行支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０７８７３５号公報

しかしながら、従来の技術では、自動運転時に自車両の周辺車両（他車両）の全ての情報を自車両の車両乗員に報知するため、車両乗員が煩わしく感じるとともに、重要な情報を把握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、自車両の周囲状況を車両乗員に適切な範囲で報知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に記載の発明は、情報を出力する出力部と、自車両の周辺を走行する周辺車両を認識する認識部と、前記認識部により認識された前記周辺車両のうち少なくとも一部と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御する制御部と、前記認識部により認識された前記周辺車両のうち、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両を特定する特定部と、少なくとも前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を、前記出力部に出力させる出力制御部と、を備える車両制御システムである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記出力部は、前記自車両の乗員が視認可能に前記情報を表示し、前記出力制御部は、前記自車両との相対的な位置関係を維持した状態で、前記特定部により特定された前記周辺車両の存在を前記出力部に表示させるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記特定部が、前記認識部により認識された前記周辺車両のうち、前記自車両に接近する周辺車両を、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす周辺車両として特定するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の発明において、前記特定部が、前記認識部により認識された前記周辺車両のうち、前記自車両に対する相対的な位置および速度に基づく時間が閾値以上である周辺車両を、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす周辺車両として特定するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の発明において、前記特定部が、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす複数の周辺車両が特定された場合に、前記周辺車両を特定する条件に応じた優先度に基づいて、さらに周辺車両を特定するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記優先度は、前記自車両の進行経路上に存在する周辺車両、または前記自車両に向かう周辺車両に対して高く設定されるものである。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のうちいずれか１項に記載の発明において、前記制御部が、前記認識部により認識された前記周辺車両と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の軌道を生成し、前記生成した軌道に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御し、前記特定部が、前記認識部により認識された前記周辺車両のうち、前記制御部により生成された前記軌道の近傍を走行する周辺車両を、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす周辺車両として特定するものである。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記出力制御部が、さらに、前記制御部により生成された前記軌道の情報を前記出力部に出力させるものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１から８のうちいずれか１項に記載の発明において、前記出力制御部が、前記特定部により特定された前記周辺車両が、前記自車両を基準に、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内である場合に、前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を、前記出力部に出力させるものである。
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のうちいずれか１項に記載の発明において、前記出力制御部が、前記特定部により特定された前記周辺車両が、前記自車両を基準に、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内でない場合、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内である場合の出力態様と異なる出力態様で、前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を、前記出力部に出力させるものである。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記出力制御部が、前記出力部に、前記特定部により特定された前記周辺車両が、前記自車両を基準に、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内である場合、前記自車両の後方の第１の視点から、前記特定部により特定された前記周辺車両を撮像した場合に得られる第１の画像を表示させ、前記特定部により特定された前記周辺車両が、前記自車両を基準に、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内でない場合、前記第１の視点の位置に比して、さらに前記自車両の後方に位置する第２の視点から、前記特定部により特定された前記周辺車両を撮像した場合に得られる第２の画像を表示させるものである。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、車両乗員からの操作を受け付ける操作部を更に備え、前記出力制御部が、前記操作部により受け付けられた操作に応じて前記第１の画像または前記第２の画像を切り替えるものである。

請求項１３に記載の発明は、請求項１から１２のうちいずれか１項に記載の発明において、前記出力制御部が、さらに、前記特定部により特定された前記周辺車両が及ぼす影響を反映させた前記制御部による制御内容の情報を、前記出力部に出力させるものである。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、前記出力制御部が、前記出力部に、前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を出力させた後に連続して、前記制御部による制御内容の情報を出力させるものである。

請求項１５に記載の発明は、情報を出力する出力部と、自車両の周辺を走行する周辺車両を認識する認識部と、前記認識部により認識された前記周辺車両と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御する制御部と、前記制御部により前記自車両の加減速または操舵が制御される際に考慮された車両を特定する特定部と、少なくとも前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を、前記出力部に出力させる出力制御部と、を備える車両制御システムである。

請求項１６に記載の発明は、請求項１または１５に記載の発明において、前記出力部が、前記自車両の乗員が認識可能に前記情報を報知するものである。

請求項１７に記載の発明は、車載コンピュータが、自車両の周辺を走行する周辺車両を認識し、前記認識した前記周辺車両のうち少なくとも一部と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御し、前記認識した前記周辺車両のうち、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両を特定し、少なくとも前記特定した前記周辺車両の存在に関する情報を、情報を出力する出力部に出力させる、車両制御方法である。

請求項１８に記載の発明は、車載コンピュータに、自車両の周辺を走行する周辺車両を認識する処理と、前記認識した前記周辺車両のうち少なくとも一部と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御する処理と、前記認識した前記周辺車両のうち、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両を特定する処理と、少なくとも前記特定した前記周辺車両の存在に関する情報を、情報を出力する出力部に出力させる処理と、を実行させる車両制御プログラムである。

各請求項に記載の発明によれば、自車両の周囲状況を車両乗員に適切な範囲で報知することができる。

自車両Ｍの構成要素を示す図である。 車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍの機能構成図である。 ＨＭＩ７０の構成図である。 自車位置認識部１４０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１４６の構成の一例を示す図である。 自車両Ｍと周辺車両との衝突余裕時間ＴＴＣを説明するための図である。 軌道候補生成部１４６Ｃにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。 軌道候補生成部１４６Ｃにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。 車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。 ３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。 軌道を補正する場面の一例を示す図である。 実施形態におけるＨＭＩ制御部１７０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 前方車両ｍＡが減速する場面の一例を示す図である。 第１の表示態様を説明するための図である。 表示装置８２に表示される第１の画像の一例を示す図である。 図１６に示す第１の画像の後に連続して表示される第１の画像の一例を示す図である。 第２の表示態様を説明するための図である。 表示装置８２に表示される第２の画像の一例を示す図である。 図１９に示す第２の画像の後に連続して表示される第２の画像の一例を示す図である。 距離Ｄが閾値ＤＴｈよりも長くなる場面の一例を示す図である。 第１の画像と共に表示された第３の画像の一例を示す図である。 監視車両が隣接車線から自車線に割り込んでくる周辺車両である場合に表示される第１の画像の一例を示す図である。 監視車両が隣接車線から自車線に割り込んでくる周辺車両である場合に表示される第１の画像の一例を示す図である。 自車両Ｍの前方に障害物ＯＢが存在する場面において生成される軌道の一例を示す図である。 図２５の場面において表示装置８２に表示される画像の一例を示す図である。 監視車両が車線変更時に考慮される車両である場合に表示される第１の画像の一例を示す図である。 監視車両が車線変更時に考慮される車両である場合に表示される第１の画像の一例を示す図である。 自車両Ｍの前方において合流地点が存在する場面の一例を示す図である。 特定部１４６Ｂにより合流地点が特定された場合に表示される第２の画像の一例である。 特定部１４６Ｂにより合流地点が特定された場合に表示される第２の画像の一例である。 インストルメントパネルに表示された画像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）等の個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。

図２は、実施形態に係る車両制御システム１００を中心とした機能構成図である。自車両Ｍには、ファインダ２０、レーダ３０、およびカメラ４０などを含む検知デバイスＤＤと、ナビゲーション装置５０と、通信装置５５と、車両センサ６０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）７０と、車両制御システム１００と、走行駆動力出力装置２００と、ステアリング装置２１０と、ブレーキ装置２２０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。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」のみを指しているのではなく、車両制御システム１００以外の構成（検知デバイスＤＤやＨＭＩ７０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。

通信装置５５は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用した無線通信を行う。

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。

図３は、ＨＭＩ７０の構成図である。ＨＭＩ７０は、例えば、運転操作系の構成と、非運転操作系の構成とを備える。これらの境界は明確なものでは無く、運転操作系の構成が非運転操作系の機能を備える（或いはその逆）ことがあってもよい。ＨＭＩ７０は、「出力部」の一例である。

ＨＭＩ７０は、運転操作系の構成として、例えば、アクセルペダル７１、アクセル開度センサ７２およびアクセルペダル反力出力装置７３と、ブレーキペダル７４およびブレーキ踏量センサ（或いはマスター圧センサなど）７５と、シフトレバー７６およびシフト位置センサ７７と、ステアリングホイール７８、ステアリング操舵角センサ７９およびステアリングトルクセンサ８０と、その他運転操作デバイス８１とを含む。

アクセルペダル７１は、車両乗員による加速指示（或いは戻し操作による減速指示）を受け付けるための操作子である。アクセル開度センサ７２は、アクセルペダル７１の踏み込み量を検出し、踏み込み量を示すアクセル開度信号を出力する。なお、車両制御システム１００に出力するのに代えて、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、またはブレーキ装置２２０に直接出力することがあってもよい。以下に説明する他の運転操作系の構成についても同様である。アクセルペダル反力出力装置７３は、例えば車両制御システム１００からの指示に応じて、アクセルペダル７１に対して操作方向と反対向きの力（操作反力）を車両制御システム１００に出力する。

ブレーキペダル７４は、車両乗員による減速指示を受け付けるための操作子である。ブレーキ踏量センサ７５は、ブレーキペダル７４の踏み込み量（或いは踏み込み力）を検出し、検出結果を示すブレーキ信号を車両制御システム１００に出力する。

シフトレバー７６は、車両乗員によるシフト段の変更指示を受け付けるための操作子である。シフト位置センサ７７は、車両乗員により指示されたシフト段を検出し、検出結果を示すシフト位置信号を車両制御システム１００に出力する。

ステアリングホイール７８は、車両乗員による旋回指示を受け付けるための操作子である。ステアリング操舵角センサ７９は、ステアリングホイール７８の操作角を検出し、検出結果を示すステアリング操舵角信号を車両制御システム１００に出力する。ステアリングトルクセンサ８０は、ステアリングホイール７８に加えられたトルクを検出し、検出結果を示すステアリングトルク信号を車両制御システム１００に出力する。

その他運転操作デバイス８１は、例えば、ジョイスティック、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチなどである。その他運転操作デバイス８１は、加速指示、減速指示、旋回指示などを受け付け、車両制御システム１００に出力する。

ＨＭＩ７０は、非運転操作系の構成として、例えば、表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５と、各種操作スイッチ８６と、シート８８およびシート駆動装置８９と、ウインドウガラス９０およびウインドウ駆動装置９１と、車室内カメラ９５とを含む。

表示装置８２は、例えば、インストルメントパネルの各部、助手席や後部座席に対向する任意の箇所などに取り付けられる、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などである。また、表示装置８２は、フロントウインドシールドやその他のウインドウに画像を投影するＨＵＤ（Head Up Display）であってもよい。スピーカ８３は、音声を出力する。接触操作検出装置８４は、表示装置８２がタッチパネルである場合に、表示装置８２の表示画面における接触位置（タッチ位置）を検出して、車両制御システム１００に出力する。なお、表示装置８２がタッチパネルでない場合、接触操作検出装置８４は省略されてよい。

コンテンツ再生装置８５は、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）再生装置、ＣＤ（Compact Disc）再生装置、テレビジョン受信機、各種案内画像の生成装置などを含む。表示装置８２、スピーカ８３、接触操作検出装置８４およびコンテンツ再生装置８５は、一部または全部がナビゲーション装置５０と共通する構成であってもよい。

各種操作スイッチ８６は、車室内の任意の箇所に配置される。各種操作スイッチ８６には、自動運転の開始（或いは将来の開始）および停止を指示する自動運転切替スイッチ８７ａと、後述する表示態様を切り替えるステアリングスイッチ８７ｂとを含む。自動運転切替スイッチ８７ａおよびステアリングスイッチ８７ｂ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。また、各種操作スイッチ８６は、シート駆動装置８９やウインドウ駆動装置９１を駆動するためのスイッチを含んでもよい。各種操作スイッチ８６は、車両乗員からの操作を受け付けると、操作信号を車両制御システム１００に出力する。

シート８８は、車両乗員が着座するシートである。シート駆動装置８９は、シート８８のリクライニング角、前後方向位置、ヨー角などを自在に駆動する。ウインドウガラス９０は、例えば各ドアに設けられる。ウインドウ駆動装置９１は、ウインドウガラス９０を開閉駆動する。

車室内カメラ９５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の個体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車室内カメラ９５は、バックミラーやステアリングボス部、インストルメントパネルなど、運転操作を行う車両乗員の少なくとも頭部を撮像可能な位置に取り付けられる。カメラ４０は、例えば、周期的に繰り返し車両乗員を撮像する。

車両制御システム１００の説明に先立って、走行駆動力出力装置２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０について説明する。

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、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２００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２００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２００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２１０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２２０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２２０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２２０は、走行駆動力出力装置２００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。

図２に戻り、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１２０と、走行制御部１６０と、記憶部１８０とを備える。自動運転制御部１２０は、例えば、自動運転モード制御部１３０と、自車位置認識部１４０と、外界認識部１４２と、行動計画生成部１４４と、軌道生成部１４６と、切替制御部１５０とを備える。軌道生成部１４６および走行制御部１６０は、「制御部」の一例である。

目標車線決定部１１０、自動運転制御部１２０の各部、および走行制御部１６０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（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）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。

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、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、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。

自動運転モード制御部１３０は、自動運転制御部１２０が実施する自動運転のモードを決定する。本実施形態における自動運転のモードには、以下のモードが含まれる。なお、以下はあくまで一例であり、自動運転のモード数は任意に決定されてよい。
［第１モード］
第１モードは、最も自動運転の度合が高いモードである。第１モードが実施されている場合、複雑な合流制御など、全ての車両制御が自動的に行われるため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視する必要が無い。
［第２モード］
第２モードは、第１モードの次に自動運転の度合が高いモードである。第２モードが実施されている場合、原則として全ての車両制御が自動的に行われるが、場面に応じて自車両Ｍの運転操作が車両乗員に委ねられる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。
［第３モード］
第３モードは、第２モードの次に自動運転の度合が高いモードである。第３モードが実施されている場合、車両乗員は、場面に応じた確認操作をＨＭＩ７０に対して行う必要がある。第３モードでは、例えば、車線変更のタイミングが車両乗員に報知され、車両乗員がＨＭＩ７０に対して車線変更を指示する操作を行った場合に、自動的な車線変更が行われる。このため、車両乗員は自車両Ｍの周辺や状態を監視している必要がある。

自動運転モード制御部１３０は、ＨＭＩ７０に対する車両乗員の操作、行動計画生成部１４４により決定されたイベント、軌道生成部１４６により決定された走行態様などに基づいて、自動運転のモードを決定する。自動運転のモードは、ＨＭＩ制御部１７０に通知される。また、自動運転のモードには、自車両Ｍの検知デバイスＤＤの性能等に応じた限界が設定されてもよい。例えば、検知デバイスＤＤの性能が低い場合には、第１モードは実施されないものとしてよい。いずれのモードにおいても、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する操作によって、手動運転モードに切り替えること（オーバーライド）は可能である。

自車位置認識部１４０は、記憶部１８０に格納された高精度地図情報１８２と、ファインダ２０、レーダ３０、カメラ４０、ナビゲーション装置５０、または車両センサ６０から入力される情報とに基づいて、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。

自車位置認識部１４０は、例えば、高精度地図情報１８２から認識さ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４０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。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。

図４は、自車位置認識部１４０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。自車位置認識部１４０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、自車位置認識部１４０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１４０により認識される自車両Ｍの相対位置は、目標車線決定部１１０に提供される。

外界認識部１４２は、ファインダ２０、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１４２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、落下物、踏切、信号機、工事現場等の付近に設置された看板、その他の物体の位置を認識してもよい。

行動計画生成部１４４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１４４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１４４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、自動運転の開始地点で手動運転モードから自動運転モードに移行させたり、自動運転の終了予定地点で自動運転モードから手動運転モードに移行させたりするハンドオーバイベント等が含まれる。行動計画生成部１４４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１４４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５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１４４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１４４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１４４は、車両走行中に外界認識部１４２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１４２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１４４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６は、軌道生成部１４６の構成の一例を示す図である。軌道生成部１４６は、例えば、走行態様決定部１４６Ａと、特定部１４６Ｂと、軌道候補生成部１４６Ｃと、評価・選択部１４６Ｄとを備える。

走行態様決定部１４６Ａ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、低速追従走行、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１４６Ａ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１４６Ａ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１４６Ａは、渋滞場面などにおいて、走行態様を低速追従走行に決定する。また、走行態様決定部１４６Ａは、外界認識部１４２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１４６Ａは、外界認識部１４２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１４６Ａは、外界認識部１４２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。

特定部１４６Ｂは、外界認識部１４２により状態が認識された周辺車両のうち、自車両Ｍの加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両（以下、監視車両と称する）を特定する。監視車両は、例えば、自車両Ｍに対する相対位置が時間経過に応じて自車両Ｍ側に接近する周辺車両である。

例えば、特定部１４６Ｂは、自車両Ｍと周辺車両との衝突余裕時間ＴＴＣ（Time-To-Collision）を考慮して、周辺車両が監視車両であるか否かを判定する。図７は、自車両Ｍと周辺車両との衝突余裕時間ＴＴＣを説明するための図である。図示の例では、周辺車両として車両ｍＸ、ｍＹ、ｍＺの３台が外界認識部１４２により認識されている。この場合、特定部１４６Ｂは、自車両Ｍと車両ｍＸとの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｘ）と、自車両Ｍと車両ｍＹとの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｙ）と、自車両Ｍと車両ｍＺとの衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｚ）とのそれぞれが、十分な車間距離を維持するための閾値を超えるか否かを判定する。衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｘ）は、自車両Ｍから車両ｍＸまでの距離を、自車両Ｍおよび車両ｍＸの相対速度で除算することで導出される時間である。また、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｙ）は、自車両Ｍから車両ｍＹまでの距離を、自車両Ｍおよび車両ｍＹの相対速度で除算することで導出される時間である。また、衝突余裕時間ＴＴＣ（Ｚ）は、自車両Ｍから車両ｍＺまでの距離を、自車両Ｍおよび車両ｍＺの相対速度で除算することで導出される時間である。特定部１４６Ｂは、衝突余裕時間ＴＴＣが閾値を超える周辺車両が存在する場合、この車両を監視車両であると判定する。

また、特定部１４６Ｂは、外界認識部１４２により状態が認識された周辺車両のうち、後述する軌道候補生成部１４６Ｃにより生成され、且つ評価・選択部１４６Ｄにより選択された軌道の近傍に位置する周辺車両を監視車両として扱ってよい。軌道の近傍とは、周辺車両の車体の一部が軌道と重なること、或いは軌道と周辺車両との間の距離が所定範囲（例えば数ｍ程度）以内であることをいう。

また、別の見方をすれば、軌道の近傍に位置する周辺車両は、軌道候補生成部１４６Ｃにより、軌道生成時に考慮される周辺車両である。従って、特定部１４６Ｂは、軌道候補生成部１４６Ｃにより考慮された周辺車両を監視車両として扱ってよい。

また、特定部１４６Ｂは、外界認識部１４２により認識された他の物体（例えば、自車両Ｍの前方において障害物となり得る物体）を、監視車両に相当する物体として扱ってよい。

また、特定部１４６Ｂは、監視車両が特定された場合に、上記条件に応じた優先度に基づいて、さらに監視車両を選別してよい。例えば、自車両Ｍの進行する経路（目標車線）に存在する周辺車両に対して設定される優先度、または自車両Ｍに向かう周辺車両に対して設定される優先度は、これらの周辺車両以外の車両に対して設定される優先度に比して高く設定される。すなわち、自車両Ｍの進行する経路（目標車線）に存在する周辺車両や自車両Ｍに向かう周辺車両は、これら周辺車両以外の車両と比べて監視車両として選別されやすい。

また、特定部１４６Ｂは、例えば、衝突余裕時間ＴＴＣが閾値を超え、且つ軌道の近傍に位置する、といったように複数の条件に、より多く該当する周辺車両を監視車両として選別してもよい。この場合、特定部１４６Ｂは、例えば、条件の該当数順に周辺車両をランキングし、ランキングの上位から所定数（例えば、上位３つ）の周辺車両を監視車両として扱うようにする。この結果、後述するＨＭＩ制御部１７０による制御によって、表示装置８２に表示される車両の数を少なくすることができ、簡潔に自車両Ｍの周囲状況を車両乗員に報知することができる。

軌道候補生成部１４６Ｃは、走行態様決定部１４６Ａ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。図８は、軌道候補生成部１４６Ｃにより生成される軌道の候補の一例を示す図である。図８は、自車両Ｍが車線Ｌ１から車線Ｌ２に車線変更する場合に生成される軌道の候補を示している。

軌道候補生成部１４６Ｃは、図８に示すような軌道を、例えば、将来の所定時間ごとに、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Ｋ）の集まりとして決定する。図９は、軌道候補生成部１４６Ｃにより生成される軌道の候補を軌道点Ｋで表現した図である。軌道点Ｋの間隔が広いほど、自車両Ｍの速度は速くなり、軌道点Ｋの間隔が狭いほど、自車両Ｍの速度は遅くなる。従って、軌道候補生成部１４６Ｃは、加速したい場合には軌道点Ｋの間隔を徐々に広くし、減速したい場合は軌道点の間隔を徐々に狭くする。

このように、軌道点Ｋは速度成分を含むものであるため、軌道候補生成部１４６Ｃは、軌道点Ｋのそれぞれに対して目標速度を与える必要がある。目標速度は、走行態様決定部１４６Ａにより決定された走行態様に応じて決定される。

ここで、車線変更（分岐を含む）を行う場合の目標速度の決定手法について説明する。軌道候補生成部１４６Ｃは、まず、車線変更ターゲット位置（或いは合流ターゲット位置）を設定する。車線変更ターゲット位置は、周辺車両との相対位置として設定されるものであり、「どの周辺車両の間に車線変更するか」を決定するものである。軌道候補生成部１４６Ｃは、車線変更ターゲット位置を基準として３台の周辺車両に着目し、車線変更を行う場合の目標速度を決定する。図１０は、車線変更ターゲット位置ＴＡを示す図である。図中、Ｌ１は自車線を表し、Ｌ２は隣接車線を表している。ここで、自車両Ｍと同じ車線で、自車両Ｍの直前を走行する周辺車両を前走車両ｍＡ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直前を走行する周辺車両を前方基準車両ｍＢ、車線変更ターゲット位置ＴＡの直後を走行する周辺車両を後方基準車両ｍＣと定義する。自車両Ｍは、車線変更ターゲット位置ＴＡ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ｍＡ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、軌道候補生成部１４６Ｃは、３台の周辺車両の将来の状態を予測し、各周辺車両と干渉しないように目標速度を決定する。

図１１は、３台の周辺車両の速度を一定と仮定した場合の速度生成モデルを示す図である。図中、ｍＡ、ｍＢおよびｍＣから延出する直線は、それぞれの周辺車両が定速走行したと仮定した場合の進行方向における変位を示している。自車両Ｍは、車線変更が完了するポイントＣＰにおいて、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間にあり、且つ、それ以前において前走車両ｍＡよりも後ろにいなければならない。このような制約の下、軌道候補生成部１４６Ｃは、車線変更が完了するまでの目標速度の時系列パターンを、複数導出する。そして、目標速度の時系列パターンをスプライン曲線等のモデルに適用することで、図９に示すような軌道の候補を複数導出する。なお、３台の周辺車両の運動パターンは、図１１に示すような定速度に限らず、定加速度、定ジャーク（躍度）を前提として予測されてもよい。

また、軌道候補生成部１４６Ｃは、特定部１４６Ｂにより特定された監視車両の状態に基づいて、生成した軌道を補正してよい。図１２は、軌道を補正する場面の一例を示す図である。例えば、軌道候補生成部１４６Ｃは、前方車両ｍＡを追従する軌道を生成した場合に、隣接車線Ｌ２を走行する車両ｍＤが自車線Ｌ１に車線変更しようとしている場合、車両進行方向に関して、車両ｍＤと、追従目標の前方車両ｍＡとの位置を比較する。他車両が自車線に車線変更しようとしている動作は、例えば、ウィンカーの点滅や、車体の向き、他車両の移動方向（加速度や速度のベクトル）などによって判断される。車両ｍＤの方が自車両Ｍに近い場合、軌道候補生成部１４６Ｃは、車両ｍＤを仮想的に擬した仮想車両ｖｍＤを、自車線Ｌ１上における車両ｍＤの側方に設定する。この仮想車両ｖｍＤは、例えば、車両ｍＤの速度と同じ速度を有する車両として設定される。

そして、軌道候補生成部１４６Ｃは、追従目標を仮想車両ｖｍＤに設定し、この仮想車両ｖｍＤとの車間距離が十分に離れるように、軌道点Ｋの間隔を狭くして自車両Ｍを減速させる軌道に補正する。十分な車間距離が確保された後は、軌道候補生成部１４６Ｃは、例えば、仮想車両ｖｍＤに追従するように、仮想車両ｖｍＤの速度と同じ速度になる軌道に補正してよい。

評価・選択部１４６Ｄは、軌道候補生成部１４６Ｃ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、それぞれの軌道点において、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。

切替制御部１５０は、自動運転切替スイッチ８７ａから入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対する加速、減速または操舵を指示する操作に基づいて、自動運転モードから手動運転モードに切り替える。例えば、切替制御部１５０は、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成から入力された信号の示す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（オーバーライド）。また、切替制御部１５０は、オーバーライドによる手動運転モードへの切り替えの後、所定時間の間、ＨＭＩ７０における運転操作系の構成に対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させてもよい。

走行制御部１６０は、軌道生成部１４６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２００、ステアリング装置２１０、およびブレーキ装置２２０を制御する。

ＨＭＩ制御部１７０は、自動運転制御部１２０により自動運転のモードの情報が通知されると、ＨＭＩ７０を制御する。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、特定部１４６Ｂにより特定された監視車両と自車両Ｍとの相対位置を維持した状態で、少なくとも監視車両の存在に関する情報を画像として表示装置８２に表示させる。監視車両の存在に関する情報とは、例えば、自車両Ｍに対する監視車両の相対的な位置、監視車両の存在の有無、大きさ、形状などである。監視車両の存在に関する情報を画像として表示装置８２に表示させる際、ＨＭＩ制御部１７０は、車両の進行方向に関して、自車両Ｍから監視車両までの距離Ｄに基づいて、表示態様を変更する。ＨＭＩ制御部１７０は、「出力制御部」の一例である。

以下、フローチャートに即してＨＭＩ制御部１７０の処理について説明する。図１３は、実施形態におけるＨＭＩ制御部１７０の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、例えば、数秒から数十秒程度の所定周期で繰り返し行われる。

まず、ＨＭＩ制御部１７０は、特定部１４６Ｂにより周辺車両の中から監視車両が特定されるまで待機し（ステップＳ１００）、監視車両が特定されると、この監視車両までの距離Ｄが閾値Ｄ_Ｔｈ以上離れているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

以下、図を参照して閾値Ｄ_Ｔｈの判定手法について説明する。図１４は、前方車両ｍＡが減速する場面の一例を示す図である。このような場面では、特定部１４６Ｂは、前方車両ｍＡとの衝突余裕時間ＴＴＣを導出し、この衝突余裕時間ＴＴＣが閾値以下になった時点で前方車両ｍＡを監視車両として特定する。この際、軌道候補生成部１４６Ｃは、自車両Ｍを減速させる軌道を生成する。ＨＭＩ制御部１７０は、特定部１４６Ｂにより監視車両が特定されると、この監視車両までの距離Ｄを導出する。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、自車両Ｍの基準位置から車線幅方向に延伸させた延伸線ＬＮ_Ｍと、監視車両として扱われる前方車両ｍＡの基準位置（例えば重心や後輪軸中心）から車線幅方向に延伸させた延伸線ＬＮ_ｍＡとの間の距離Ｄを導出し、この距離Ｄと閾値Ｄ_Ｔｈとを比較する。図示の例のように、距離Ｄが閾値Ｄ_Ｔｈよりも短い場合、ＨＭＩ制御部１７０は、表示装置８２に画像を表示させる際の表示態様を、第１の表示態様に決定する（ステップＳ１０４）。

図１５は、第１の表示態様を説明するための図である。第１の表示態様とは、例えば、図中の視点ＰＯＶ１から、周辺車両を捉えた場合の画像を表示させる態様である。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、監視車両と自車両Ｍとの相対位置を維持しながら、これら車両を道路平面上の３次元形状モデルとして表現し、視点ＰＯＶ１から少なくとも監視車両が含まれる領域を撮像した場合に得られる画像（以下、第１の画像を称する）を生成する（ステップＳ１０６）。この第１の画像には、さらに自車両Ｍの一部または全部が含まれてよい。

図１６は、表示装置８２に表示される第１の画像の一例を示す図である。図１６の例は、図１４の場面で生成される第１の画像である。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、第１の画像において、減速した前方車両ｍＡのみ（監視車両のみ）を描画し、この前方車両ｍＡの挙動を図中Ｒの領域のように表現する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、図１６に示すように導出した距離Ｄを含む情報を文字等で表現してよい。

図１７は、図１６に示す第１の画像の後に連続して表示される第１の画像の一例を示す図である。図１７で示す第１の画像では、監視車両が特定されたことによって、自車両Ｍがどういった挙動を行うのかが描画される。図示の例の場合、軌道生成部１４６は、監視車両である前方車両ｍＡの減速に伴い、自車両Ｍを減速させる軌道を生成する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、図１７に示すように、軌道生成部１４６により生成された軌道によって自車両Ｍが減速する旨を文字等で表現してよい。

このように、表示装置８２には、自動運転制御部１２０による制御内容が画像（または動画）として表示されるため、車両乗員は自車両Ｍがどういった挙動を行う予定なのかを把握することができる。

一方、図１３のＳ１０２の処理において、距離Ｄが閾値Ｄ_Ｔｈよりも長い場合、ＨＭＩ制御部１７０は、表示装置８２に画像を表示させる際の表示態様を、第２の表示態様に決定する（ステップＳ１０８）。

図１８は、第２の表示態様を説明するための図である。第２の表示態様とは、例えば、上述した視点ＰＯＶ１の位置と比べて、より車両の上方側および／または後方側の視点ＰＯＶ２から、周辺車両を捉えた場合の画像を表示させる態様である。視点ＰＯＶ１は、「第１の視点」の一例であり、視点ＰＯＶ２は、「第２の視点」の一例である。

例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、第１の画像と同様に、監視車両と自車両Ｍとの相対位置を維持しながら、これら車両を道路平面上の３次元形状モデルとして表現し、視点ＰＯＶ２から少なくとも監視車両が含まれる領域を撮像した場合に得られる画像（以下、第２の画像を称する）を生成する（ステップＳ１１０）。この第２の画像には、さらに自車両Ｍの一部または全部が含まれてよい。

図１９は、表示装置８２に表示される第２の画像の一例を示す図である。また、図２０は、図１９に示す第２の画像の後に連続して表示される第２の画像の一例を示す図である。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、第１の画像と同様に、監視車両（この場合前走車両ｍＡ）の挙動や、軌道、自車両Ｍの制御内容といった情報を、第２の画像として表示装置８２に表示させる。

また、ＨＭＩ制御部１７０は、距離Ｄが閾値Ｄ_Ｔｈよりも長い場合、閾値Ｄ_Ｔｈを超える領域について切り出した第３の画像を生成してよい。

図２１は、距離Ｄが閾値Ｄ_Ｔｈよりも長くなる場面の一例を示す図である。このような場面の場合、ＨＭＩ制御部１７０は、距離Ｄが閾値Ｄ_Ｔｈを超える領域Ａのみを切り出した第３の画像を生成する。図２２は、第１の画像と共に表示された第３の画像の一例を示す図である。図中Ａは、図２１における領域Ａを切り出した第３の画像に相当する。

なお、上述した処理において決定された第１の表示態様および第２の表示態様は、車両乗員によって、表示装置８２の表示画面がタッチ操作されたり、ステアリングスイッチ８７ｂが操作されたりすることで切り替わってよい。すなわち、ＨＭＩ制御部１７０は、接触操作検出装置８４による検出信号と、ステアリングスイッチ８７ｂの操作信号との一方または双方に基づいて、表示装置８２に表示される画像を、第１の画像から第２の画像（或いは第３の画像）に、または第２の画像（或いは第３の画像）から第１の画像に切り替える。接触操作検出装置８４およびステアリングスイッチ８７ｂは、「操作部」の一例である。

以下、他の例として、監視車両がそれぞれ、隣接車線から自車線に割り込んでくる周辺車両である場合、監視車両が停車車両などの障害物である場合、車線変更時に考慮する車両である場合について説明する。

図２３および図２４は、監視車両が隣接車線から自車線に割り込んでくる周辺車両である場合に表示される第１の画像の一例を示す図である。図中ｍＤは、上述した図１２と同様に、隣接車線から自車線に車線変更しようとする周辺車両を表している。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、図２３に示すように周辺車両ｍＤの割込みを表現した第１の画像を表示させてから、図２４に示すように周辺車両ｍＤを仮想的に擬した仮想車両ｖｍＤを道路平面上の３次元形状モデルとして表現した第１の画像を連続して表示させる。これによって、車両制御システム１００は、車両乗員に周辺車両の将来の位置を把握させることができる。

図２５は、自車両Ｍの前方に障害物ＯＢが存在する場面において生成される軌道の一例を示す図である。図示の場合、走行態様決定部１４６Ａにより走行態様が障害物回避走行に決定されるため、軌道生成部１４６は、例えば、障害物ＯＢの周辺において軌道点Ｋの一部を隣接車線上に配置した回避軌道を生成する。この場合、ＨＭＩ制御部１７０は、障害物ＯＢを道路平面上の３次元形状モデルとして表現すると共に、回避軌道を道路平面上に描画する。図２６は、図２５の場面において表示装置８２に表示される画像の一例を示す図である。

図２７および図２８は、監視車両が車線変更時に考慮される車両である場合に表示される第１の画像の一例を示す図である。図中ｍＡ、ｍＢ、ｍＣのそれぞれは、上述した図１０および図１２と同様に、前走車両、前方基準車両、後方基準車両を表している。なお、３台の監視車両のうち、いずれかの車両までの距離Ｄが閾値Ｄ_Ｔｈを超える場合、これら監視車両の存在に関する情報は、第２の画像、或いは第３の画像として表示されてよい。

上記の場面では、ＨＭＩ制御部１７０は、道路平面上において、前方基準車両ｍＢと後方基準車両ｍＣとの間に車線変更ターゲット位置ＴＡを描画し、この車線変更ターゲット位置ＴＡに向けて車線変更する旨を文字などで表現する。また、ＨＭＩ制御部１７０は、車線変更のために生成された軌道を描画する。これによって、車両乗員は、自身が視認する自車両Ｍの前方の様子と、表示装置８２に表示された画像とを比較することで、自車両Ｍがどの位置に車線変更しようとしているのかを把握することができる。

なお、上述したＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０に種々の画像を表示させることで、車両の乗員に、監視車両の存在の有無や自車両Ｍとの相対的な位置関係を報知するものとして説明したがこれに限られない。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、ＨＭＩ７０に種々の画像を表示させると共に、音声を出力させることで監視車両の存在の有無や自車両Ｍとの相対的な位置関係を報知してもよい。

以上説明した実施形態における車両制御システム１００は、種々の情報を出力するＨＭＩ７０と、自車両Ｍの周辺を走行する周辺車両を認識する外界認識部１４２と、外界認識部１４２により認識された周辺車両のうち少なくとも一部と、自車両Ｍとの相対的な位置関係に基づいて、軌道を生成する軌道生成部１４６と、軌道生成部１４６により生成された軌道に基づいて自車両Ｍの加減速または操舵を制御する走行制御部１６０と、外界認識部１４２により認識された周辺車両のうち、自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両を監視車両として特定する特定部１４６Ｂと、少なくとも特定部１４６Ｂにより特定された監視車両の存在に関する情報を、ＨＭＩ７０に出力させるＨＭＩ制御部１７０とを備えることにより、自車両の周囲状況を車両乗員に適切な範囲で報知することができる。

＜他の実施形態＞
以下、他の実施形態（変形例）について説明する。他の実施形態における特定部１４６Ｂは、外界認識部１４２により道路区画線が認識されると、この道路区画線のパターンに基づいて、自車両Ｍの前方において合流地点または分岐地点を特定する。ＨＭＩ制御部１７０は、特定部１４６Ｂにより合流地点または分岐地点が特定された場合、例えば、第２の表示態様に決定して、表示装置８２に、合流地点または分岐地点の位置を示した第２の画像を表示させる。

図２９は、自車両Ｍの前方において合流地点が存在する場面の一例を示す図である。図中Ｑは、自車線Ｌ１の車幅が減少していると共に、自車線Ｌ１が消失している領域を示す。特定部１４６Ｂは、外界認識部１４２の認識結果から、上述した領域Ｂを特定した場合、自車両Ｍの前方において合流地点が存在していると判定する。この場合、軌道生成部１４６により、自車両Ｍを隣接車線Ｌ２に車線変更させる軌道が生成されるため、ＨＭＩ制御部１７０は、この軌道と共に、特定部１４６Ｂにより特定された合流地点が何ｍ先に位置するのかという情報を第２の画像として表示装置８２に表示させる。

図３０および図３１は、特定部１４６Ｂにより合流地点が特定された場合に表示される第２の画像の一例である。図３１に示すように、ＨＭＩ制御部１７０は、第２の画像上において、自車両Ｍを隣接車線Ｌ２に車線変更させる際に考慮される周辺車両（この場合車両ｍＥ）を道路平面上の３次元形状モデルとして表現してよい。

また、他の実施形態におけるＨＭＩ制御部１７０は、表示装置８２がインストルメントパネルである場合、上述した種々の画像をインストルメントパネルに表示させてよい。

図３２は、インストルメントパネルに表示された画像の一例を示す図である。例えば、ＨＭＩ制御部１７０は、特定部１４６Ｂにより監視車両が特定されない状況下では、自車両Ｍが出力する速度を表示するスピードメータや、エンジンの回転数を表示するタコメータ、燃料計、温度計などを表示させておき、特定部１４６Ｂにより監視車両が特定されると、これら表示させた各種メータの一部または全部を、第１の画像や第２の画像などに置き換える。これによって、上述した実施形態と同様に、自車両の周囲状況を車両乗員に適切な範囲で報知することができる。

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、ＤＤ…検知デバイス、５０…ナビゲーション装置、６０…車両センサ、７０…ＨＭＩ、１００…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…自動運転モード制御部、１４０…自車位置認識部、１４２…外界認識部、１４４…行動計画生成部、１４６…軌道生成部、１４６Ａ…走行態様決定部、１４６Ｂ…特定部、１４６Ｃ…軌道候補生成部、１４６Ｄ…評価・選択部、１５０…切替制御部、１６０…走行制御部、１７０…ＨＭＩ制御部、１８０…記憶部、２００…走行駆動力出力装置、２１０…ステアリング装置、２２０…ブレーキ装置、Ｍ…自車両

Claims (18)

1. 情報を出力する出力部と、
   自車両の周辺を走行する周辺車両を認識する認識部と、
   前記認識部により認識された前記周辺車両のうち少なくとも一部と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御する制御部と、
   前記認識部により認識された前記周辺車両のうち、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両を特定する特定部と、
   少なくとも前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を、前記出力部に出力させる出力制御部と、
   を備える車両制御システム。
2. 前記出力部は、前記自車両の乗員が視認可能に前記情報を表示し、
   前記出力制御部は、前記自車両との相対的な位置関係を維持した状態で、前記特定部により特定された前記周辺車両の存在を前記出力部に表示させる、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記特定部は、前記認識部により認識された前記周辺車両のうち、前記自車両に接近する周辺車両を、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす周辺車両として特定する、
   請求項１または２に記載の車両制御システム。
4. 前記特定部は、前記認識部により認識された前記周辺車両のうち、前記自車両に対する相対的な位置および速度に基づく時間が閾値以上である周辺車両を、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす周辺車両として特定する、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
5. 前記特定部は、
   前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす複数の周辺車両が特定された場合に、各周辺車両を特定する条件に応じた優先度に基づいて周辺車両を特定する、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
6. 前記優先度は、前記自車両の進行経路上に存在する周辺車両、または前記自車両に向かう周辺車両に対して高く設定される、
   請求項５に記載の車両制御システム。
7. 前記制御部は、前記認識部により認識された前記周辺車両と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の軌道を生成し、前記生成した軌道に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御し、
   前記特定部は、前記認識部により認識された前記周辺車両のうち、前記制御部により生成された前記軌道の近傍を走行する周辺車両を、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす周辺車両として特定する、
   請求項１から６のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
8. 前記出力制御部は、さらに、前記制御部により生成された前記軌道の情報を前記出力部に出力させる、
   請求項７に記載の車両制御システム。
9. 前記出力制御部は、前記特定部により特定された前記周辺車両が、前記自車両を基準に、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内である場合に、前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を、前記出力部に出力させる、
   請求項１から８のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
10. 前記出力制御部は、前記特定部により特定された前記周辺車両が、前記自車両を基準に、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内でない場合、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内である場合の出力態様と異なる出力態様で、前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を、前記出力部に出力させる、
    請求項１から９のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
11. 前記出力制御部は、前記出力部に、
    前記特定部により特定された前記周辺車両が、前記自車両を基準に、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内である場合、前記自車両の後方の第１の視点から、前記特定部により特定された前記周辺車両を撮像した場合に得られる第１の画像を表示させ、
    前記特定部により特定された前記周辺車両が、前記自車両を基準に、前記自車両の進行方向に関して所定距離以内でない場合、前記第１の視点の位置に比して、さらに前記自車両の後方に位置する第２の視点から、前記特定部により特定された前記周辺車両を撮像した場合に得られる第２の画像を表示させる、
    請求項１０に記載の車両制御システム。
12. 車両の乗員からの操作を受け付ける操作部を更に備え、
    前記出力制御部は、前記操作部により受け付けられた操作に応じて前記第１の画像または前記第２の画像を切り替える、
    請求項１１に記載の車両制御システム。
13. 前記出力制御部は、さらに、前記特定部により特定された前記周辺車両が及ぼす影響を反映させた前記制御部による制御内容の情報を、前記出力部に出力させる、
    請求項１から１２のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
14. 前記出力制御部は、前記出力部に、前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を出力させた後に連続して、前記制御部による制御内容の情報を出力させる、
    請求項１３に記載の車両制御システム。
15. 情報を出力する出力部と、
    自車両の周辺を走行する周辺車両を認識する認識部と、
    前記認識部により認識された前記周辺車両と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御する制御部と、
    前記制御部により前記自車両の加減速または操舵が制御される際に考慮された車両を特定する特定部と、
    少なくとも前記特定部により特定された前記周辺車両の存在に関する情報を、前記出力部に出力させる出力制御部と、
    を備える車両制御システム。
16. 前記出力部は、前記自車両の乗員が認識可能に前記情報を報知する、
    請求項１または１５に記載の車両制御システム。
17. 車載コンピュータが、
    自車両の周辺を走行する周辺車両を認識し、
    前記認識した前記周辺車両のうち少なくとも一部と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御し、
    前記認識した前記周辺車両のうち、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両を特定し、
    少なくとも前記特定した前記周辺車両の存在に関する情報を、情報を出力する出力部に出力させる、
    車両制御方法。
18. 車載コンピュータに、
    自車両の周辺を走行する周辺車両を認識する処理と、
    前記認識した前記周辺車両のうち少なくとも一部と、前記自車両との相対的な位置関係に基づいて、前記自車両の加減速または操舵を制御する処理と、
    前記認識した前記周辺車両のうち、前記自車両の加減速または操舵に影響を及ぼす可能性のある周辺車両を特定する処理と、
    少なくとも前記特定した前記周辺車両の存在に関する情報を、情報を出力する出力部に出力させる処理と、
    を実行させる車両制御プログラム。

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