KR20190132664A - 운전 제어 방법 및 운전 제어 장치 - Google Patents

Abstract

차량(V1)의 목적지를 취득하고, 주행 레인의 식별 정보를 포함하는 제1 지도(MP1)와, 주행 레인의 식별 정보를 포함하지 않는 제2 지도(MP2)를 참조하여, 차량의 현재 위치에서부터 목적지에 이르는 경로를 산출하고, 경로 중 제1 지도(MP1)에 속하는 제1 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어를 설정하고, 경로 중 제2 지도(MP2)에 속하는 제2 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어보다 자동 운전 레벨이 낮은 제2 운전 제어를 설정하고, 설정한 운전 제어의 내용으로 차량에 경로를 주행시키는 운전 계획을 입안하는 운전 제어 방법 및 운전 제어 장치를 제공한다.

Description

운전 제어 방법 및 운전 제어 장치

본 발명은 운전 제어 방법 및 운전 제어 장치에 관한 것이다.

차선 정보를 이용할 수 없거나 또는 신뢰성이 없다고 판단된 경우에, 센서를 사용하여 인접 차량과의 거리를 감시하고, 그 거리를 소정값 미만으로 유지하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1).

일본 특허 공표 제2015-523256호 공보

그러나, 종래의 기술에서는, 차선을 포함하는 지도 정보의 정밀도가 낮다고 판단되었을 때 타차량과의 거리를 제어하므로, 상황에 따라서는 자동 운전을 계속하지 못하는 경우가 있다고 하는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 지도 정보의 정밀도가 낮은 에어리어를 주행하는 경우라도 자동 운전의 계속을 실현하는 것이다.

본 발명은, 지도 정보의 정밀도가 낮은 에어리어를 주행할 때에는, 자동 운전의 제어 레벨을 저하시킴으로써 상기 과제를 해결한다.

본 발명에 따르면, 지도 정보의 정밀도가 낮은 에어리어를 주행하는 경우라도, 자동 운전을 계속할 수 있다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 운전 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는, 본 실시 형태의 지도 정보의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 본 실시 형태의 지도 정보의 일 양태를 도시하는 도면이다.
도 4는, 본 실시 형태의 고도의 운전 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 실시 형태의 운전 제어 수순을 도시하는 제1 흐름도이다.
도 6은, 본 실시 형태의 운전 제어의 전환 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 실시 형태의 운전 제어의 전환 준비 처리를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 8은, 본 실시 형태의 운전 제어의 전환 준비 처리를 설명하기 위한 제1 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 차량의 운전 제어 장치를, 차량에 탑재된 운전 제어 시스템에 적용한 경우를 예로 들어 설명한다. 본 발명의 운전 제어 장치의 실시 형태는 한정되지 않으며, 차량측과 정보의 수수가 가능한 휴대 단말 장치에 적용할 수도 있다. 운전 제어 장치, 운전 제어 시스템 및 휴대 단말 장치는, 모두 연산 처리를 실행하는 컴퓨터이다.

도 1은, 운전 제어 시스템(1)의 블록 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태의 운전 제어 시스템(1)은, 운전 제어 장치(100)와 차량 탑재 장치(200)를 구비한다. 본 실시 형태의 운전 제어 장치(100)는 통신 장치(20)를 갖고, 차량 탑재 장치(200)는 통신 장치(40)를 가지며, 두 장치는 유선 통신 또는 무선 통신에 의해 서로 정보의 수수를 행한다.

우선, 차량 탑재 장치(200)에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 차량 탑재 장치(200)는, 검출 장치(50)와, 센서(60)와, 차량 컨트롤러(70)와, 구동 장치(80)와, 조타 장치(90)와, 출력 장치(110)와, 내비게이션 장치(120)를 구비한다. 차량 탑재 장치(200)를 구성하는 각 장치는, 서로 정보의 수수를 행하기 위해 CAN(Controller Area Network), 그 밖의 차량 탑재 LAN에 의해 접속되어 있다.

이하, 차량 탑재 장치(200)를 구성하는 각 장치에 대하여 각각 설명한다.

검출 장치(50)는, 타차량 등의 대상물의 존재 및 그 존재 위치를 검출한다. 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태의 검출 장치(50)는 카메라(51)를 포함한다. 본 실시 형태의 카메라(51)는, 예를 들어 CCD 등의 촬상 소자를 구비하는 카메라이다. 본 실시 형태의 카메라(51)는 자차량에 설치되고, 자차량의 주위를 촬상하여, 자차량의 주위에 존재하는 대상 차량을 포함하는 화상 데이터를 취득한다.

본 실시 형태의 카메라(51)는, 자차량의 후방에 높이 h의 위치에, 광축이 수평으로부터 하향으로 각도 θ로 되도록 자차량에 설치되어 있다. 카메라(51)는, 이 위치로부터 자차량(V1)의 후방의 소정 영역을 소정의 화각 Q로 촬상한다. 카메라(51)의 화각 Q는, 자차량이 주행하는 주행 레인에 추가하여, 그 좌우의 주행 레인에 대해서도 촬상 가능한 화각 Q로 설정되어 있다. 카메라(51)의 촬상 화상에는, 자차량의 후방의 화상을 포함한다.

검출 장치(50)는, 취득한 화상 데이터를 처리하여, 자차량에 대한 대상물의 위치 또는 거리를 산출한다. 검출 장치(50)는, 대상물의 경시적인 위치 변화로부터 자차량과 대상물의 상대 속도 및 상대 가속도를 산출한다. 화상 데이터에 기초하는 자차량과 타차량의 위치 관계의 도출 처리, 그 경시적인 변화량에 기초하는 속도 정보의 도출 처리에 대해서는, 본원 출원 시에 알려져 있는 방법을 적절하게 이용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 검출 장치(50)는 레이더 장치(52)를 사용해도 된다. 레이더 장치(52)로서는, 밀리미터파 레이더, 레이저 레이더, 초음파 레이더 등의 출원 시에 알려진 방식의 것을 사용할 수 있다.

본 실시 형태의 센서(60)는, 조타각 센서(61), 차속 센서(62)를 구비한다. 조타각 센서(61)는, 자차량의 조타량, 조타 속도, 조타 가속도 등의 조타 정보를 검출하고, 차량 컨트롤러(70), 운전 제어 장치(100)에 송출한다. 차속 센서(62)는, 자차량의 차속, 가속도를 검출하고, 차량 컨트롤러(70), 운전 제어 장치(100)에 송출한다.

본 실시 형태의 차량 컨트롤러(70)는, 일렉트릭 컨트롤 유닛(Electric Control Unit, ECU) 등의 차량 탑재 컴퓨터이며, 차량의 운전 상태를 전자적으로 제어한다. 본 실시 형태의 차량으로서는, 전동 모터를 주행 구동원으로서 구비하는 전기 자동차, 내연 기관을 주행 구동원으로서 구비하는 엔진 자동차, 전동 모터 및 내연 기관의 양쪽을 주행 구동원으로서 구비하는 하이브리드 자동차를 예시할 수 있다. 또한, 전동 모터를 주행 구동원으로 하는 전기 자동차나 하이브리드 자동차에는, 2차 전지를 전동 모터의 전원으로 하는 타입이나 연료 전지를 전동 모터의 전원으로 하는 타입의 것도 포함된다.

본 실시 형태의 구동 장치(80)는, 자차량의 구동 기구를 구비한다. 구동 기구에는, 상술한 주행 구동원인 전동 모터 및/또는 내연 기관, 이들 주행 구동원으로부터의 출력을 구동륜에 전달하는 드라이브 샤프트나 자동 변속기를 포함하는 동력 전달 장치, 및 차륜을 제동하는 제동 장치 등이 포함된다. 구동 장치(80)는, 운전자의 액셀러레이터 조작 및 브레이크 조작에 의한 입력 신호, 차량 컨트롤러(70) 또는 운전 제어 장치(100)로부터 취득한 제어 신호에 기초하여 이들 구동 기구의 각 제어 신호를 생성하고, 차량의 가감속을 포함하는 운전 제어를 실행한다. 구동 장치(80)에 제어 정보를 송출함으로써, 차량의 가감속을 포함하는 운전 제어를 자동적으로 행할 수 있다. 또한, 하이브리드 자동차의 경우에는, 차량의 주행 상태에 따른 전동 모터와 내연 기관의 각각에 출력하는 토크 배분도 구동 장치(80)에 송출된다.

제어 장치(10)로부터 제어 정보를 취득한 차량 컨트롤러(70)는, 구동 장치(80) 및 조타 장치(90)를 제어하여, 목표 경로를 따라 자차량(V1)을 주행시킨다. 차량 컨트롤러(70)는, 검출 장치(50)에 의해 검출된 도로 형상이나, 내비게이션 장치(120)의 도로 정보 및 지도 정보(300)가 기억하는 레인 마크 모델을 사용하여, 자차량이 주행 레인에 대하여 소정의 횡위치를 유지하면서 주행하도록 조타 장치(90)의 제어를 행한다. 본 실시 형태의 조타 장치(90)는, 스티어링 액추에이터를 구비한다. 스티어링 액추에이터는, 스티어링의 컬럼 샤프트에 설치되는 모터 등을 포함한다. 조타 장치(90)는, 차량 컨트롤러(70)로부터 취득한 제어 신호, 또는 운전자의 스티어링 조작에 의해 입력 신호에 기초하여 차량의 조타 제어를 실행한다. 차량 컨트롤러(70)는, 조타각 센서(61)로부터 취득한 조타각, 차속 센서(62)로부터 취득한 차속, 및 스티어링 액추에이터의 전류의 정보에 기초하여, 조타 제어량을 산출하고, 스티어링 액추에이터에 전류 명령을 보냄으로써, 자차량이 목표의 횡위치를 주행하도록 제어를 행한다. 또한, 자차량(V1)의 횡위치를 제어하는 방법으로서, 상술한 조타 장치(90)를 사용하는 것 외에, 구동 장치(80) 및/또는 제동 장치(81)를 사용하여 좌우의 구동륜의 회전 속도차에 의해 자차량(V1)의 주행 방향(즉, 횡위치)을 제어해도 된다. 그 의미에 있어서, 차량의 「조타」란, 조타 장치(90)에 의한 경우 외에, 구동 장치(80) 및/또는 제동 장치(81)에 의한 경우도 포함하는 취지이다.

본 실시 형태의 내비게이션 장치(120)는, 자차량의 현재 위치에서부터 목적지까지의 경로를 산출하고, 후술하는 출력 장치(110)를 통하여 경로 안내 정보를 출력한다. 내비게이션 장치(120)는, 위치 검출 장치(121)와, 읽어들이기 가능한 지도 정보(300)를 구비한다. 위치 검출 장치(121)는, 글로벌 포지셔닝 시스템(Global Positioning System, GPS)을 구비하며, 주행 중인 차량의 주행 위치(위도ㆍ경도)를 검출한다. 내비게이션 장치(120)는, 지도 정보(300)를 참조하여, 위치 검출 장치(121)에 의해 검출된 자차량의 현재 위치에 기초하여, 자차량이 주행할 도로 링크를 특정한다.

내비게이션 장치(120)의 지도 정보(300)는, 후술하는 운전 제어 장치(100)가 구비하는 지도 정보(300)와 공통된다. 지도 정보(300)는, 내비게이션 장치(120)에 마련해도 되고, 운전 제어 장치(100)에 마련해도 된다. 지도 정보(300)에 대해서는 후술한다.

이하, 본 실시 형태의 운전 제어 장치(100)에 대하여 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 운전 제어 장치(100)는, 제어 장치(10)와, 통신 장치(20)와, 출력 장치(30)를 구비한다. 통신 장치(20)는, 차량 탑재 장치(200)와의 정보의 수수를 행한다.

운전 제어 장치(100)는, 운전자의 운전 조작을 지원하는 제어를 실행한다. 제어 장치(10)는 운전자의 조타 조작을 지원한다. 경로에 기초하여 횡방향(차폭 방향)의 이동량 및/또는 이동 속도를 산출하고, 이동량에 따른 조타각에 기초하여 조타 장치(90)의 제어를 보조한다. 제어 장치(10)는 운전자의 액셀러레이터 조작 및 브레이크 조작을 지원한다. 종방향(차 길이 방향)의 이동량 및/또는 이동 속도를 산출하고, 이동량 및/또는 이동 속도에 따른 구동 장치(80) 및/또는 제동 장치(81)의 제어를 보조한다.

운전 제어 장치(100)의 제어 장치(10)는, 자차량의 운전 제어를 실행시키는 프로그램이 저장된 ROM(Read Only Memory)(12)과, 이 ROM(12)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 운전 제어 장치(100)로서 기능하는 동작 회로로서의 CPU(Central Processing Unit)(11)와, 액세스 가능한 기억 장치로서 기능하는 RAM(Random Access Memory)(13)을 구비하는 컴퓨터이다. 본 실시 형태의 제어 장치(10)는, 상기 기능을 실현하기 위한 소프트웨어와, 상술한 하드웨어의 협동에 의해 각 기능을 실행한다.

운전 제어 장치(100)의 제어 장치(10)는, 지도 정보(300)를 구비한다.

본 실시 형태의 지도 정보(300)에 대하여 설명한다.

지도 정보(300)는, 제1 지도(MP1)와 제2 지도(MP2)를 포함한다. 제1 지도(MP1)는, 제2 지도(MP2)보다 정밀도가 높은 지도이다. 제1 지도(MP1)는 주행 레인의 식별 정보를 포함하고, 제2 지도(MP1)는 주행 레인의 식별 정보를 포함하지 않는다.

도 2는, 제1 지도(MP1)와 제2 지도(MP2)의 정보의 내용과, 이들을 사용한 경우에 실현할 수 있는 운전 제어의 내용을 도시한다. 제1 지도(MP1)는, 제1 지도(MP1)의 영역을 나타내는 경계 정보를 포함한다. 이 경계 정보를 사용하면, 현재 위치 또는 경로 상의 각 지점이 제1 지도(MP1)의 영역 내에 속하는지 여부를 판단할 수 있다. 제1 영역과 제2 영역의 경계가 명확하게 정의되어 있지 않은 경우에는, 간선 도로와 시가지 도로의 도로 종별에 따라 경계를 정의해도 된다. 간선 도로는 제1 영역으로 하고, 그 이외의 시가지 도로는 제2 영역으로 정의할 수 있다. 간선 도로에 대해서는 제1 지도(MP1)가 작성되어 있을 가능성이 높기 때문이다. 지도 정보(300)의 구조로서는, 제1 지도(MP1)는 제1 영역에 속하는 도로를 포함하는 지리적 정보를 포함하고, 제2 지도(MP2)는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 전체 영역에 속하는 도로를 포함하는 지리적 정보를 포함한다. 제1 영역에 대하여 제1 지도(MP1)가 존재할 때에는, 제2 지도(MP2)의 제1 영역에 대응하는 영역의 지도 정보는 이용하지 않고, 제1 영역 이외의 제2 영역에 대해서만 이용한다. 제1 영역에 대하여 제2 지도(MP2)가 존재하는 경우에는, 제1 영역의 제2 지도(MP2)를 이용하는 것은 가능하다.

제1 지도(MP1)는, 2차원 정보와 3차원 정보를 갖는다. 제1 지도(MP1)는, 도로 정보, 도로 속성 정보, 도로의 상행/하행 정보를 갖는다. 제1 지도(MP1)는, 단일의 각 레인을 특정하는 식별 정보와, 각 레인의 접속처의 레인을 식별하는 접속처 레인 정보를 갖는다. 레인을 특정하는 식별 정보에 의해, 제어 장치(10)는, 장래 주행할 레인을 예측할 수 있다.

운전 제어는, 인지, 판단, 조작의 처리를 기본으로 한다. 인지 처리는, 지도 정보뿐만 아니라, 카메라, 레이더 센서, 자세 센서 등에 의한 검지 정보를 사용하는데, 지도 정보의 정밀도는 인지 처리의 정밀도에 영향을 준다.

인간의 조작을 구하지 않고 차량이 자동적으로 경로를 주행하는 고레벨의 자동 운전을 행하기 위해서는, 차량이 장래 주행할 주행 레인에 대한 정확한 인지가 필요하다. 자동 운전을 가능하게 하는 전방 예측(인지)을 정확하게 행하기 위해서는, 고정밀도의 디지털 지도 정보(고정밀도 지도, 다이내믹 맵)가 필요하다. 즉, 높은 레벨의 자동 운전을 실행하기 위해서는, 적어도 레인을 식별하는 것이 가능한 제1 지도(MP1)가 필요하게 된다.

「자동 운전」이라고 하는 용어에는 넓은 의미가 있다. 「자동 운전」이라고 해도, 운전자가 스티어링 조작으로부터 일시적으로 해방되는 레벨의 자동 운전에서부터, 탑승원이 전혀 운전 조작을 하지 않아도 목적지까지 차량이 자동적으로 이동하는 레벨의 자동 운전(완전 자동 운전)까지 각양각색이다. 본 명세서에 있어서는, 스티어링 조작으로부터 운전자가 일시적으로 또는 일부의 주행 에어리어에 있어서 해방되는 운전 제어를 자동 운전 레벨이 낮다고 정의하고, 탑승원이 전혀 운전 조작을 하지 않아도 목적지까지 차량이 자동적으로 이동하는 운전 제어를 자동 운전 레벨이 가장 높다고 정의한다. 탑승원에게 요구하는 조작이 적을수록 자동 운전 레벨이 높아진다고 판단한다.

운전 제어의 내용과 자동 운전 레벨을 도 2에 도시한다. 자동 운전 레벨이 높은 운전 제어로서는, 1) 교차점 운전 제어, 2) 합류ㆍ분기 운전 제어, 3) 레인 체인지 운전 제어가 있다. 이들 자동 운전 레벨이 높은(인간 판단의 필요성이 낮은) 운전 제어는, 높은 인지 레벨을 필요로 한다. 이 때문에, 이들 운전 제어는, 고정밀도 지도 정보인 제1 지도(MP1)가 필요하다.

도 2는, 자동 운전 레벨이 낮은 운전 제어로서, 4) 레인 유지 운전 제어를 도시한다. 레인 유지 운전 제어는, 현재 주행 중인 레인을 일탈하지 않도록 차량의 횡위치를 제어한다. 이 운전 제어는, 장래 주행할 차량의 전방을 정확하게 추측하는 레벨의 인지를 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 이 운전 제어는, 고정밀도 지도 정보인 제1 지도(MP1)를 필요로 하지 않고, 제2 지도(MP2)를 사용하여 실행 가능하다. 또한, 5) 운전자에 의한 운전 지원을 행하기 위한 제어는, 운전자의 조작을 어시스트하는 것이며, 운전자의 조작을 전제로 한다. 자동 운전 레벨이 가장 낮은 운전 제어로서 위치 부여할 수 있다.

제1 지도(MP1)를 사용하여 행하는 제1 운전 제어는, 차량의 진행 방향의 레인 예측 결과를 사용한 자동 운전에 의한 레인 체인지 운전 제어를 포함하고, 제2 운전 제어는, 레인 체인지 운전 제어를 포함하지 않는다. 제1 지도(MP1)와 제1 운전 제어의 내용이 대응지어지고, 제2 지도(MP2)와 제2 운전 제어의 내용이 대응지어져 있으므로, 참조하는 지도의 변경에 따라, 자동 운전 레벨이 상이한 운전 제어를 실시할 수 있다. 제1 운전 제어로서, 레인 체인지 운전 제어, 합류ㆍ분기 운전 제어 및 교차점 통과의 운전 제어를 포함한다. 제1 운전 제어로서, 레인 체인지 운전 제어, 합류ㆍ분기 운전 제어 및 교차점 통과의 운전 제어 중, 어느 하나 이상의 운전 제어를 포함한다. 제2 운전 제어로서, 정속 주행 운전, 차간 거리 유지 운전, 선행 차량 추종 운전 등을 포함할 수 있다. 물론, 이들은 제1 운전 제어로서도 실행할 수 있다.

자동 운전에 있어서, 제어 장치(10)는, 적어도 레인별 식별 정보를 포함하는 고정밀도 지도인 제1 지도(MP1)를 사용하여 차량의 위치를 추정하고, 차량의 주행 레인, 차량의 장래의 주행 레인을 판단하고, 주행 레인에 있어서의 장해물이나 주행로의 상황을 판단하여, 상황에 따라 차량의 횡위치(조타ㆍ조타량ㆍ조타 속도)와 차량의 종위치(액셀러레이터ㆍ브레이크의 조작ㆍ조작량ㆍ조작 속도)를 제어함으로써, 자동 운전을 실행한다.

현재 주행 중인 레인으로부터 인접하는 레인으로 이동하고, 현재 주행 중인 레인으로부터 우/좌회전을 하는 운전 제어를 하기 위해서는, 자차량이 장래 주행할 레인을 예측하고, 레인의 접속 관계를 인지할 필요가 있다. 각 레인을 식별하는 정보를 구비한 제1 지도(MP1)를 사용함으로써, 자차량이 장래 주행할 레인을 정확하게 예측할 수 있다. 목적지에 이르는 경로를 자동적으로 운전하기 위해, 즉 목적지를 향하기 위한 레인 체인지, 교차점의 통과, 합류ㆍ분기점의 통과를 자동 운전에 의해 행하기 위해서는, 자차량이 장래 주행할 레인의 식별은 필수이다. 제어 장치(10)가, 자동 운전에 의해 운전 계획을 실행하기 위해서는, 장래 주행할 레인을 정확하게 인지할 필요가 있으며, 그를 위해서는, 각 레인의 식별 정보를 포함하는 제1 지도(MP1)가 필요하다.

한편, 레인 유지(레인 일탈 방지) 운전 제어는, 촬상 화상 등을 이용하여, 현재 내지 바로 직전에 자차량이 주행한 레인을 식별할 수 있다면 실행 가능하다. 레인 유지 운전 제어를 하기 위해서는, 복수의 레인을 포함하는 도로를 식별할 수 있으면 된다. 레인 유지 운전 제어는, 각 레인의 식별 정보를 포함하지 않는 제2 지도(MP2)를 사용하여 실행할 수 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제2 지도(MP2)는, 레인 식별 정보와, 레인별 접속처 레인의 정보를 포함하지 않는다. 또한, 제2 지도(MP2)는 3차원 위치 정보를 포함하지 않는다.

레인 유지 운전 제어는, 차량이 주행하고 있는 주행 레인을 인식하고, 주행 레인의 레인 마크의 위치와 자차량의 위치가 소정의 관계를 유지하도록, 차량의 움직임을 제어한다. 레인 마크는, 노면에 그려진 선도(線圖)여도 되고, 레인의 갓길측에 존재하는 가드레일, 연석, 보도, 이륜차 전용 도로 등의 도로 구조물, 표지, 점포, 가로수 등의 구조물이어도 된다.

자동 운전의 실시에는, 적어도 레인 식별 정보를 구비한 고정밀도 지도가 필요하지만, 모든 영역에 있어서 레인 식별 정보를 부여한 고정밀도 지도를 작성하기 위해서는 막대한 비용 및 수고가 든다. 국내, 세계의 전지역에 대하여 고정밀도 지도가 작성된다고 하는 것은 현실적이지 않다. 자동 운전 제어의 설명을 할 때에는 전지역의 고정밀도 지도가 실험적 또는 가상적으로 존재하는 것이 전제로 되지만, 실제로 이용되는 지도 정보는 고정밀도 지도와 비고정밀도 지도가 혼재한 것으로 되지 않을 수 없다. 교통량이 많은 영역, 자동 운전을 실시하는 영역, 간선 도로에 대해서만 고정밀도 지도를 채용할 수도 있다. 본 실시 형태의 지도 정보는, 상이한 영역에 있어서의 제1 지도(MP1)와 제2 지도(MP2)를 포함하는 하나의 지도여도 되고, 다른 지도 데이터로서 제1 지도(MP1)와 제2 지도(MP2)를 구비해도 된다. 제2 지도 데이터(MP2)는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 전체 영역의 지도(비고정밀도의 지도)를 구비하고 있어도 된다.

도 3은, 지도 정보(300)의 일례를 도시한다. 도 3에 도시하는 지도 정보(300)는 제1 영역의 제1 지도(MP1)와, 제1 영역 이외의 제2 영역의 제2 지도(MP2)를 포함한다. 지도 정보(300)의 제1 지도(MP1)는, 간선 도로를 포함하며, 간선 도로에 둘러싸인 제1 영역의 고정밀도 지도이다.

지도 정보(300)는, 도로 정보를 포함한다. 도로 정보는, 링크별로, 도로 종별, 도로폭, 도로 형상, 추월 가부(인접 레인에의 진입 가부) 등의 속성을 포함한다. 제1 지도(MP1)의 도로 정보는, 각 링크에 대하여, 각 레인의 속성을 기억한다. 도로 정보는, 상대적으로 저속으로 주행하는 속성의 레인과, 상대적으로 고속으로 주행하는 속성의 레인(추월 차선)을 식별한다. 제1 지도(MP1)의 도로 정보는, 각 레인의 상대적인 위치를 포함한다. 도로 정보는, 각 레인의 각각에 대하여, 도로의 최우측의 레인이다, 도로의 최좌측의 레인이다, 몇번째 레인이다, 레인 좌우에 다른 레인이 존재한다라고 하는 속성을 포함한다.

상술한 바와 같이, 지도 정보(300)의 정밀도에 따라 실시 가능한 운전 제어와 실시 불가능한 운전 제어가 있다. 일례이기는 하지만, 도 2는, 제1 지도(MP1)와 제2 지도(MP2)에 있어서, 각각 실시가 가능한 운전 제어를 도시한다. 제1 지도(MP1)를 사용한 경우에는, 기술적인 곤란성이 가장 높다고 생각되는 교차점 운전 제어, 합류ㆍ분기 운전 제어와, 이들 운전 제어의 기초로 되는 레인 체인지 운전 제어의 실시가 가능하게 된다. 제2 지도(MP2)를 사용한 경우에는, 이들 3개의 운전 제어의 실시는 어렵다. 제어 장치(10)에는, 제1 지도(MP1)를 사용한 운전 제어를 실행하는 능력을 구비할 것이 요구되는 것은 말할 필요도 없다.

기술적으로 간이한(자동 운전 레벨이 낮은) 레인 유지 운전 제어는, 제1 지도(MP1) 및 제2 지도(MP2) 중 어느 것을 사용해도 실행 가능하다. 또한, 제1 지도(MP1) 및 제2 지도(MP2) 중 어느 것을 사용한 경우라도, 운전자의 의사에 기초하는 운전을 지원하는(운전자가 운전 조작을 결정하고, 조작을 보조하는) 모드는, 실행 가능하다.

이어서, 제어 장치(10)의 처리를 설명한다.

제어 장치(10)는, 차량의 목적지를 취득한다. 목적지는 탑승원의 입력에 의해 특정되어도 되고, 과거의 이력에 기초하여 운전 제어 장치(100)가 지정해도 된다.

제어 장치(10)는, 제1 지도(MP1) 및/또는 제2 지도(MP2)를 참조하여, 차량의 현재 위치에서부터 목적지에 이르는 경로를 산출한다. 경로의 연산은 출원 시에 알려진 경로 탐색 방법을 사용한다.

산출된 경로는, 제1 지도(MP1)에 속하는 제1 경로와, 제2 지도(MP2)에 속하는 제2 경로를 포함한다. 제어 장치(10)는, 경로 중 제1 지도(MP1)에 속하는 제1 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어를 설정하고, 경로 중 제2 지도(MP2)에 속하는 제2 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어보다 자동 운전 레벨이 낮은 제2 운전 제어를 설정하여, 설정한 운전 제어의 내용으로 차량을 목적지까지 주행시키는 운전 계획을 입안한다.

제1 지도(MP1)를 사용하였을 때에는, 자동 운전 레벨이 높은, 레인 체인지 운전을 포함하는 운전 제어를 실행할 수 있지만, 제2 지도(MP2)를 사용하였을 때에는, 레인 체인지 운전은 실행할 수 없다. 아무것도 준비를 하지 않으면, 제1 영역 내의 제1 경로에서는 자동 운전을 실행하고 있었음에도 불구하고, 제2 영역에 진입하자마자 자동 운전이 중지된다. 제어 장치(10)는, 제1 영역으로부터 제2 영역에 진입하였을 때에는, 운전 제어의 자동 운전 레벨을 낮추어, 운전 제어를 계속시킨다. 예를 들어, 제1 영역의 제1 경로는 레인 체인지 운전 제어, 합류ㆍ분기 운전 제어, 및 교차점 통과 운전 제어를 포함하는 자동 운전 중 어느 운전 제어에 기초하여 차량을 주행시키고, 제2 영역의 제2 경로는 레인 체인지 운전 제어를 포함하지 않는 운전 제어로 차량을 주행시킨다. 구체적으로는, 제1 영역의 제1 경로는 레인 체인지를 포함하는 자동 운전으로 차량을 주행시키고, 제2 영역의 제2 경로는 유지 레인 운전 제어로 차량을 주행시킨다. 미리 전환할 운전 제어를 정의해 둠으로써, 운전 제어가 돌연 중지되는 것을 방지할 수 있다. 자동 운전 레벨이 떨어지기는 하지만, 운전 제어는 계속되므로, 탑승원의 부담을 경감할 수 있다.

또한, 경로 연산 처리에 있어서, 제1 지도(MP1)에 속하는 제1 경로의 제1 주행 비용과, 제2 지도(MP2)에 속하는 제2 경로의 제2 주행 비용이 소정의 관계로 되도록 경로를 산출해도 된다. 즉, 제1 지도(MP1)에 속하는 제1 경로를 우선적으로 통과하는 경로로 할지, 제2 지도(MP2)에 속하는 제2 경로를 우선적으로 통과하는 경로로 할지를 소정의 관계로서 정의하고, 그 정의에 기초하는 경로를 산출한다. 고도의 자동 운전을 실시할 수 있는 제1 경로의 비율을 임의로 설정한 운전 계획을 입안할 수 있고, 환경이나 상황에 따라 자동 운전을 이용할 수 있다. 자동 운전에 의한 주행을 상대적으로 우선하고 싶은 경우에는, 제2 주행 비용에 대한 제1 주행 비용의 비를 높게 설정하면 된다. 반대로, 레인 체인지 등은 행하지 않고, 레인 유지 기능만을 이용하고 싶은 경우에는, 제2 주행 비용에 대한 제1 주행 비용의 비를 낮게 설정하면 된다.

도 4는, 자동 운전 레벨이 높은 레인 체인지 운전 제어가 실행되고 있는 장면을 도시한다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 중앙의 3차선 Ln1, Ln2, Ln3의 도로 W1은 간선 도로이며, 제1 지도(MP1)에 포함된다. 이 간선 도로의 좌측에 접속하는 단일 차선의 도로 W2는 좁은 가로이며, 제2 지도(MP2)에 포함된다. 자차량(V1)의 목적지에 이르는 경로는 도로 W1로부터 도로 W2로 진행하는 경로이다. 자차량(V1)의 센서(60)는, 장해물로서의 타차량(V21, V22, V23)을 검출하고, 이들을 회피하기 위해, 현재 주행 중인 레인 Ln1로부터 Ln2, Ln3으로 우측으로 이동하고, 그 후 레인 Ln3으로부터 Ln2, Ln1로 다시 되돌아간다고 하는 레인 체인지 운전을 한다. 이러한 운전 제어는, 장래의 주행 레인을 예측한다고 하는 고도의 인지 레벨을 필요로 하며, 고정밀도 지도(MP2)의 정보가 필수로 된다. 차량(V1)은 그 후, 도로 W2로 좌회전한다. 도로 W2는 제2 지도(MP2)에 포함된다(제1 지도(MP2) 정보가 작성되어 있지 않음). 도로 W2에 있어서는 고도의 자동 운전 제어는 실시할 수 없다. 제어 장치(10)는, 즉시 자동 운전 제어를 중지하는 것이 아니라, 레인 체인지 운전을 포함하는 자동 운전 제어(제1 운전 제어)로부터, 제2 지도(MP2)에 의해 실행 가능한 레인 유지 운전 제어(제2 운전 제어)로 전환한다. 이때, 정속 주행이나 차간 거리를 유지하는 운전 제어로서 액셀러레이터ㆍ브레이크의 조작 보조를 해도 된다. 도로 W2가 제1 지도(MP1)에 속하지 않는다고 하는 이유로 즉시, 제1 운전 제어를 중지하는 것이 아니라, 제2 운전 제어로 전환하여 운전 제어를 계속한다.

제2 운전 제어는, 운전자에 의한 운전 조작의 지원을 포함한다. 운전자의 운전 지원이란, 조타 조작의 지원, 액셀러레이터 조작의 지원, 브레이크 조작의 지원을 포함한다. 제어 장치(10)는, 차량의 횡위치의 제어 및/또는 종위치의 제어를 지원한다. 제1 운전 제어를 할 수 없는 장면에서는 제2 운전 제어를 행하게 된다. 그때, 운전자의 운전 조작을 지원하므로, 운전자의 부하를 저감할 수 있다. 운전을 계속시킨다고 하는 관점에서, 제2 운전 제어에는, 자동 운전 제어를 중지하고, 운전자에 의한 조타 조작 및 제동 조작에 기초하는 운전 제어를 포함시킬 수도 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을 포함하는 운전 계획을, 당해 운전 계획의 실행 개시 전에, 출력 장치(30, 110)를 사용하여 차량의 탑승원에게 제시한다. 이에 의해, 탑승원은 운전 계획에 있어서의 자동 운전 제어의 전환 지점을 운전 개시 전에 확인할 수 있다. 운전의 주도권을 계승할 지점을 사전에 확인해 둠으로써, 운전 계획을 원활하게 실행할 수 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을, 그 제어 변경 지점보다 소정 거리 앞의 지점을 통과할 때 차량의 탑승원에게 제시한다. 이에 의해, 탑승원은 운전 계획에 있어서의 자동 운전 제어의 전환 지점을 그 앞에서 확인할 수 있다. 운전의 주도권을 계승할(운전 제어의 판단 주체가 변화할) 지점의 상류측에서 확인할 수 있으므로, 운전 계획을 원활하게 실행할 수 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어의 전환을 위해, 전환 지점보다 상류측에서 운전 제어의 전환 준비를 실행한다.

구체적으로, 제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점의 상류측에 있어서, 차량을 중앙측의 레인으로 이동시키는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 중앙측이란 센터 라인측이고, 대향 차선측이다. 복수의 레인을 포함하는 도로에 있어서는, 도로의 좌우 단부측(중앙측과는 반대측)에 있어서 다른 차선의 합류ㆍ분기가 일어날 가능성이 높다. 교통 흐름에 변화가 생기기 쉬운 레인에 있어서 운전 제어를 전환하는 것은 바람직하지 않다. 중앙측의 레인은 추월 차선 또는 고속 차선으로 되는 경우가 많으며, 교통 흐름에 혼란이 적다. 차간 거리도 좀 길게 설정되는 경향이 있으므로, 운전 제어의 전환에 의한 영향이 적다. 한편, 좌우 단부측의 레인은 분기나 우/좌회전을 하는 차량이 주행하며, 갓길에 주차하는 차량도 있고, 주행 속도가 낮으며, 차간 거리가 짧아지는 경향이 있으므로, 운전 제어의 전환에 의한 영향이 클 가능성이 있다. 이 때문에, 제어 장치(10)는, 운전 제어의 전환에 대비하여, 운전 제어 전환 지점보다 상류측에 있어서, 미리 교통 흐름에 변화가 생기기 어려운 중앙측의 레인으로 차량을 이동시킨다. 이에 의해, 운전 제어의 전환에 의한 차량에 대한 영향을 억제할 수 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을 주행할 때, 차량을 레인의 중앙 영역으로 이동시키는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 운전 제어의 전환 전에, 레인의 중앙으로 차량을 이동시킴으로써, 차량에 어떠한 거동 변화가 생겨도 대응하기 쉽다. 이에 의해, 운전 제어의 전환에 의한 차량에 대한 영향을 억제함과 함께, 거동 변화에 대비할 수 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어를 전환하는 제어 변경 지점을 주행할 때, 차량의 속도를 목표값으로 하는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 운전 제어를 전환할 때에는, 가속이나 감속에 의해 교통 흐름에 영향을 주지 않는 것이 바람직하다. 운전 제어를 전환할 때 주행하는 레인의 속도에 기초하여 목표값을 설정하고, 차량의 속도를 목표값으로 해 두는 것이 바람직하다. 목표값은, 주행하는 레인의 평균 속도, 제한 속도, 또는 실측된 속도에 기초하여 설정한다. 주행 레인의 속도(평균 속도, 제한 속도, 또는 실측된 속도)는 지도 정보(300)의 도로 정보에 대응지어 적어도 일시적으로 기억함으로써, 지도 정보(300)로부터 취득할 수 있다. 지능형 교통 시스템(ITS: Intelligent Transport Systems)으로부터 취득해도 된다. 이에 의해, 운전 제어의 전환에 의한 차량의 거동 변화를 억제하여, 타차량의 운전에 영향을 주지 않도록 대비할 수 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어를 전환하는 제어 변경 지점을 주행할 때, 차량의 거동의 변화량을 소정값 미만으로 하는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 제1 운전 제어와 제2 운전 제어를 전환할 때, 차량 거동에는 적지 않게 변화가 생기지만, 차량 거동에 변화가 생겼다고 해도, 차의 거동의 변화가 매끄럽게 되도록 한다. 이에 의해, 운전 제어의 전환에 의한 차량의 거동 변화가 완만하여, 타차량의 운전에 영향을 주지 않도록 대비할 수 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어를 전환하는 제어 변경 지점을 주행할 때, 차량의 제어 게인을 낮추는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 운전 제어가 전환될 때, 제어 게인을 낮추어, 운전자의 조작 개입을 받아들이기 쉽게 해 둠으로써, 운전자가 갑자기 핸들을 조타하였다고 해도, 실행 중인 운전 제어에 반하지 않게(거절되지 않게) 운전자의 조작 명령을 실행할 수 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어의 전환을 소정 곡률 미만의 레인 상에 있어서 실행시키는 운전 계획을 입안한다. 운전 제어의 전환을 횡가속도나 횡저크가 발생하기 어려운 에어리어(경로)에서 행함으로써, 운전 제어의 전환에 의한 차량의 거동 변화를 억제할 수 있다.

제어 장치(10)는, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어의 전환은, 소정 거리 내에 존재하는 차량의 대수가 소정값 미만인 레인 상에 있어서 실행시키는 운전 계획을 입안한다. 소정 거리 내에 존재하는 차량의 대수가 많다고 하는 것은, 타차량이 근방에 존재할 가능성이 높다고 하는 것이다. 이 경우에는, 근방의 타차량의 움직임을 고려하여, 자차량의 운전 계획을 입안할 필요가 있어, 운전 계획의 산출은 복잡하게 된다. 운전 제어의 전환을 타차량이 적은 레인에서 실행함으로써, 자차량의 거동만을 고려하여, 자차량의 움직임을 우선한 제어를 실행할 수 있다.

계속해서, 본 실시 형태의 운전 제어 장치(100)의 제어 수순을, 도 5에 기초하여 설명한다. 또한, 각 스텝에서의 처리의 내용은, 전술한 바와 같으므로, 여기서는 처리의 흐름을 중심으로 설명한다.

스텝 S101에 있어서, 제어 장치(10)는, 차량(V1)의 현재 위치를 포함하는 자차 정보를 취득한다. 자차 정보는, 자차량(V1)의 차속ㆍ가속도를 포함해도 된다. 스텝 S102에 있어서, 제어 장치(10)는, 현재 위치를 포함하는 영역의 지도 정보(300)를 읽어들인다. 지도 정보(300)는, 제1 지도(MP1)와 제2 지도(MP2)를 포함한다.

스텝 S103에 있어서, 제어 장치(10)는, 현재 위치에서부터 목적지에 이르는 경로를 산출한다. 제어 장치(10)는, 제1 지도(MP)에 속하는 제1 경로와, 제2 지도에 속하는 제2 경로에 대하여, 지도의 정밀도에 따라 운전 제어를 전환하는 운전 계획을 입안한다. 경로 중 제1 지도(MP1)에 속하는 제1 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어를 설정하고, 경로 중 제2 지도(MP2)에 속하는 제2 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어보다 자동 운전 레벨이 낮은 제2 운전 제어를 설정한다. 제1 운전 제어는 제2 운전 제어보다 자동 운전 레벨의 정도, 즉 인간의 조작을 필요로 하지 않는 정도가 높다. 구체적으로, 제1 운전 제어는, 차량의 진행 방향의 레인 예측 결과를 사용한 자동 운전에 의한 레인 체인지 운전 제어, 합류ㆍ분기 운전 제어 및 교차점 운전 제어 중 어느 하나 이상의 운전 제어를 포함하고, 제2 운전 제어는, 레인 체인지 운전 제어, 합류ㆍ분기 운전 제어 및 교차점 운전 제어를 포함하지 않는다. 제어 장치(10)는, 제1 경로로부터 제2 경로로 천이할 때, 제1 운전 제어로부터 자동 운전 레벨이 낮은 제2 운전 제어로 운전 제어를 전환한다.

운전 계획에는, 제2 운전 제어로의 전환 전에 있어서의 준비로서의 제어 내용을 포함한다. 제어 장치(10)는, 제어 전환 지점의 상류측에 있어서, 차량을 중앙측(좌우 단부와는 반대측)의 레인으로 이동시킨다, 레인의 중앙으로 이동시킨다, 속도를 레인의 주행 속도에 대응하는 목표값으로 한다, 소정 곡률 미만의 레인으로 이동한다, 차량의 밀도가 낮은 타이밍에 제어 전환 지점을 설정한다고 하는 준비를 행한다. 이에 의해, 운전 제어의 전환 시에 차량의 거동 변화를 억제하여, 타차량의 원활한 운전을 방해하지 않도록 할 수 있다.

운전 계획에는, 제2 운전 제어로의 전환 시에 있어서의 제어 내용을 포함한다. 제어 장치(10)는, 제어 전환 지점에 있어서, 차량의 거동의 변화량을 소정값 미만으로 하고, 차량의 제어 게인을 낮춘다.

입안한 운전 계획은, 운전 계획 실행 전에 탑승원에게 제시해도 된다. 또한 운전 제어가 변화되는 제어 변경 지점에 있어서의 운전 제어를 포함하는 운전 계획은, 제어 변경 지점 앞에서 탑승원에게 제시해도 된다.

제어 장치(10)는, 산출한 경로를 출력 장치(30, 110)에 제시시킨다. 표시예를 도 4 및 도 5에 도시한다. 탑승원이 제1 경로와 제2 경로를 식별하기 쉽도록, 경로는, 제1 경로와 제2 경로를 상이한 양태(색, 굵기, 파선)로 표시한다. 또한, 제1 영역에 들어가는 지점 및 나오는 지점을 탑승원이 인식하기 쉽도록 접속점을 강조하여 표시한다. 제1 영역에 들어가는 지점 및 나오는 지점은 운전 제어가 전환되는 지점에 상당한다.

스텝 S104에 있어서, 제어 장치(10)는, 검출 장치(50)로부터 대상물의 검출 결과를 취득한다. 대상물의 검출 결과는, 타차량의 위치 정보를 포함한다. 제어 장치(10)는, 타차량 등의 대상물을, 차량이 회피해야 할 장해물로서 인식한다.

스텝 S105에 있어서, 제어 장치(10)는, 차량의 운전 제어의 기준으로 되는 목표 위치를 산출한다. 각 목표 위치는, 목표 횡위치(목표 X 좌표)와 목표 종위치(목표 Y 좌표)를 포함한다. 목표 위치는, 장해물과의 접근ㆍ접촉을 피한 위치로 한다. 산출된 하나 또는 복수의 목표 좌표와 차량(V1)의 현재 위치를 연결함으로써, 목표 경로를 구한다.

스텝 106에 있어서, 제어 장치(10)는, 자차량(V1)의 현재의 횡위치와 스텝 S105에서 취득한 목표 횡위치의 비교 결과에 기초하여, 횡위치에 관한 피드백 게인을 산출한다.

스텝 S107에 있어서, 제어 장치(10)는, 자차량(V1)의 실제의 횡위치와, 현재 위치에 대응하는 목표 횡위치와, 스텝 S106의 피드백 게인에 기초하여, 목표 횡위치 상을 자차량(V1)에 이동시키기 위해 필요한 조타각이나 조타각 속도 등에 관한 목표 제어값을 산출한다. 스텝 S112에 있어서, 제어 장치(10)는, 목표 제어값을 차량 탑재 장치(200)에 출력한다. 이에 의해, 자차량(V1)은, 목표 횡위치에 의해 정의되는 목표 경로 상을 주행한다.

스텝 S109에 있어서, 제어 장치(10)는, 경로를 따르는 목표 종위치를 산출한다. 스텝 S110에 있어서, 제어 장치(10)는, 자차량(V1)의 현재의 종위치, 현재 위치에 있어서의 차속 및 가감속과, 현재의 종위치에 대응하는 목표 종위치, 그 목표 종위치에 있어서의 차속 및 가감속의 비교 결과에 기초하여, 종위치에 관한 피드백 게인을 산출한다. 그리고, 스텝 S111에 있어서, 제어 장치(10)는, 목표 종위치에 따른 차속 및 가감속도와, 스텝 S110에서 산출된 종위치의 피드백 게인에 기초하여, 종위치에 관한 목표 제어값이 산출된다.

여기서, 종방향의 목표 제어값이란, 목표 종위치에 따른 가감속도 및 차속을 실현하기 위한 구동 기구의 동작(엔진 자동차에 있어서는 내연 기관의 동작, 전기 자동차계에 있어서는 전동 모터 동작을 포함하고, 하이브리드 자동차에 있어서는 내연 기관과 전동 모터의 토크 배분도 포함함) 및 브레이크 동작에 대한 제어값이다. 예를 들어, 엔진 자동차에 있어서는, 제어 기능은, 현재 및 목표로 하는 각각의 가감속도 및 차속의 값에 기초하여, 목표 흡입 공기량(스로틀 밸브의 목표 개방도)과 목표 연료 분사량을 산출하고, 이것을 구동 장치(80)에 송출한다. 또한, 제어 기능은, 가감속도 및 차속을 산출하고, 이것들을 차량 컨트롤러(70)에 송출하고, 차량 컨트롤러(70)에 있어서, 이들 가감속도 및 차속을 실현하기 위한 구동 기구의 동작(엔진 자동차에 있어서는 내연 기관의 동작, 전기 자동차계에 있어서는 전동 모터 동작을 포함하고, 하이브리드 자동차에 있어서는 내연 기관과 전동 모터의 토크 배분도 포함함) 및 브레이크 동작에 대한 제어값을 각각 산출해도 된다.

스텝 S112에 있어서, 제어 장치(10)는, 스텝 S111에서 산출된 종방향의 목표 제어값을, 차량 탑재 장치(200)에 출력한다. 차량 컨트롤러(70)는, 조타 제어 및 구동 제어를 실행하여, 자차량에 목표 횡위치 및 목표 종위치에 의해 정의되는 목표 경로 상을 주행시킨다. 스텝 S109 내지 S112의 처리는, 상술한 스텝 S105 내지 S107, S112와 마찬가지로, 목표 종위치를 취득할 때마다 반복하고, 취득한 목표 횡위치의 각각에 대한 제어값을 차량 탑재 장치(200)에 출력한다.

스텝 S113에 있어서, 차량 컨트롤러(70)는, 제어 장치(10)의 명령에 따라 운전 제어를 실행한다.

스텝 S114에 있어서, 제어 장치(10)는, 운전자가 스티어링 조작 등을 하였는지 여부, 운전자의 조작 개입의 유무를 판단한다. 운전자의 조작이 검출되지 않으면, 스텝 S101로 되돌아가, 새로운 대상 영역의 설정, 목표 경로의 산출 및 운전 제어를 반복한다. 한편, 운전자가 조작을 한 경우에는, 스텝 S115로 진행하여, 운전 제어를 중단한다. 운전 제어를 중단한 경우에는, 그 취지를 탑승원에게 보고한다.

도 6은, 도 5에 도시하는 스텝 S113의 운전 계획의 실행 방법을 설명하는 도면이다.

스텝 S201에 있어서, 제어 장치(10)는, 자차량 근방이 제1 지도(MP1)의 제1 영역 내인지 여부를 판단한다. 제1 영역 내라면, 스텝 S202로 진행하여, 제1 지도(MP1)를 사용하여 전방 예측 기능을 기동한다. 전방 예측 기능은 제1 지도(MP1)의 레인 식별 정보를 사용하여 실행된다. 스텝 S203에 있어서, 제어 장치(10)는, 제1 운전 제어의 실행을 탑승원에게 예고한다. 스텝 S204에 있어서, 제어 장치(10)는, 제1 지도를 사용한 제1 운전 제어를 실행한다.

스텝 S201에 있어서, 자차량 근방이 제1 지도(MP1)의 제1 영역 내가 아닌 경우에는 스텝 S205로 진행한다. 스텝 S205에 있어서, 제2 운전 제어가 가능한지 여부를 판단한다. 제2 운전 제어의 실행이 가능한지는, 제2 지도(MP2)를 이용할 수 있는 것, 도로 곡률이 소정값 미만인 것, 주위의 타차량의 속도가 소정값 미만인 것, 타차량과의 거리가 소정값 이상인 것을 기준으로 판단한다. 또한, 레인 유지 주행에 필요한 레인 검출 정밀도가 소정의 신뢰도를 충족하고 있는지 여부에 따라 판단해도 된다. 스텝 S206으로 진행하여, 제1 지도(MP1)를 사용한 전방 예측 기능을 중지한다. 스텝 S207에 있어서, 제어 장치(10)는, 제2 운전 제어의 실행을 탑승원에게 예고한다. 스텝 S208에 있어서, 제어 장치(10)는, 제2 지도를 사용한 제2 운전 제어를 실행한다.

스텝 S205에 있어서, 제2 운전 제어를 실행할 수 없는 상태일 때에는, 스텝 S209에 있어서 운전 제어 기능의 중지를 결정하고, 스텝 S210에 있어서 그 취지를 탑승원에게 통지한다.

도 7 및 도 8은, 제1 운전 제어로부터 제2 운전 제어로의 전환 시의 동작을 설명하는 도면이다.

도 7은, 도 6의 스텝 S208의 처리의 일례를 도시한다.

현재, 제1 지도(MP2)를 사용한 제1 운전 제어(고도의 자동 운전)가 실행되고 있는 것으로 한다. 스텝 301에 있어서, 제어 장치(10)는, 제2 영역과의 거리가 소정 미만인지 여부를 판단한다. 제어 장치(10)는, 제1 영역과 제2 영역의 경계점에의 접근을 감시한다. 제2 영역과의 거리가 소정값 이상이면, 스텝 S307로 진행하여, 제1 운전 제어를 계속한다.

제어 장치(10)는, 스텝 S302에 있어서, 운전 계획에 따라, 제2 영역에 있어서 행해지는 레인 유지 운전 제어(제2 운전 제어)에 대비하여, 레인 유지를 실시하기 쉬운 차선으로 미리 이동한다. 레인 유지를 실시하기 쉬운 차선이란, 합류ㆍ분기점 등이 없고, 주행 차량의 차속이 안정되어 있는 중앙측의 차선이다. 계속해서, 스텝 S303에 있어서, 제어 장치(10)는, 레인 유지를 실시하기 쉬운 차속(목표값)으로 차량을 감속 또는 가속한다. 목표값은 주행 레인의 평균 속도에 기초하여 설정한다. 스텝 S304에 있어서, 제어 장치(10)는, 레인 유지를 하기 쉬운 차선 내 위치를 구하여, 차량을 유도한다. 레인 유지를 하기 쉬운 위치란 레인 중앙 영역이다. 운전 제어의 실행 후에, 타차량이 접근해도 횡위치의 조정에 대응할 수 있다. 스텝 S305에 있어서, 제어 장치(10)는, 운전자의 조작 입력이 거절되지 않도록, 제어 게인을 저하시킨다. 상황의 변화가 예측되는 운전 제어의 전환 시에, 운전자가 조작 개입하기 쉽게 한다. 스텝 S306에 있어서, 제어 장치(10)는, 제1 운전 제어를 실행 중임을, 출력 장치(30, 110)를 통하여 탑승원에게 통지한다. 차량의 거동에 변화가 발생하고 있지만, 제1 운전 제어가 실행 중임을 전달하여, 탑승원을 안심시킬 수 있다. 또한, 제1 운전 제어로부터 제2 운전 제어로 전환되는 것을 예고해도 된다.

본 발명의 실시 형태의 운전 제어 장치(100)는, 이상과 같이 구성되어 동작하므로, 이하의 효과를 발휘한다.

[1] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 경로 중 제1 지도(MP1)에 속하는 제1 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어를 설정하고, 경로 중 제2 지도(MP2)에 속하는 제2 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어보다 자동 운전 레벨이 낮은 제2 운전 제어를 설정하여, 설정한 운전 제어의 내용으로 차량을 목적지까지 주행시키는 운전 계획을 입안한다.

제1 지도(MP1)를 사용하였을 때에는, 자동 운전 레벨이 높은, 레인 체인지 운전을 포함하는 운전 제어를 실행할 수 있지만, 제2 지도(MP2)를 사용하였을 때에는, 레인 체인지 운전은 실행할 수 없다. 아무것도 준비를 하지 않으면, 제1 영역 내의 제1 경로에서는 자동 운전을 실행하고 있었음에도 불구하고, 제2 영역에 진입하자마자 자동 운전이 중지된다. 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 영역으로부터 제2 영역에 진입하였을 때에는, 운전 제어의 자동 운전 레벨을 낮추어, 운전 제어를 계속시킨다. 제1 영역의 제1 경로는 레인 체인지를 포함하는 자동 운전으로 차량을 주행시키고, 제2 영역의 제2 경로는 유지 레인 운전 제어로 차량을 주행시킨다. 미리 전환할 운전 제어를 정의해 둠으로써, 운전 제어가 돌연 중지되는 것을 방지할 수 있다. 자동 운전 레벨이 내려가기는 하지만, 운전 제어는 계속되므로, 탑승원의 부담을 경감할 수 있다.

[2] 본 실시 형태의 운전 제어 방법에 있어서, 제1 지도(MP1)를 사용하여 행하는 제1 운전 제어는, 차량의 진행 방향의 레인 예측 결과를 사용한 자동 운전에 의한 레인 체인지 운전 제어를 포함하고, 제2 운전 제어는, 레인 체인지 운전 제어를 포함하지 않는다. 제1 지도(MP1)와 제1 운전 제어의 내용이 대응지어지고, 제2 지도(MP2)와 제2 운전 제어의 내용이 대응지어져 있으므로, 참조하는 지도의 변경에 따라, 자동 운전 레벨이 상이한 운전 제어를 실시할 수 있다. 제1 지도(MP1)를 이용할 수 없는 경우에는, 제2 지도(MP2)를 이용하여, 자동 운전 레벨이 낮기는 하지만 제2 운전 제어(유지 레인 운전 제어)를 계속할 수 있다.

[3] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을 포함하는 운전 계획을, 당해 운전 계획의 실행 개시 전에, 출력 장치(30, 110)를 사용하여 차량의 탑승원에게 제시한다. 이에 의해, 탑승원은 운전 계획에 있어서의 자동 운전 제어의 전환 지점을 운전 개시 전에 확인할 수 있다. 운전의 주도권을 계승할 지점을 사전에 확인해 둠으로써, 운전 계획을 원활하게 실행할 수 있다.

[4] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을, 그 제어 변경 지점보다 소정 거리 앞의 지점을 통과할 때 차량의 탑승원에게 제시한다. 이에 의해, 탑승원은 운전 계획에 있어서의 자동 운전 제어의 전환 지점을 그 앞에서 확인할 수 있다. 운전의 주도권을 계승할 지점의 상류측에서 확인할 수 있으므로, 운전 계획을 원활하게 실행할 수 있다.

[5] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제2 운전 제어에는, 운전자에 의한 운전 조작의 지원을 포함한다. 운전자의 운전 지원이란, 조타 조작의 지원, 액셀러레이터 조작의 지원, 브레이크 조작의 지원을 포함한다. 제1 운전 제어를 할 수 없는 장면에서는 제2 운전 제어를 행하게 된다. 그때, 운전자의 운전 조작을 지원하므로, 운전자의 부하를 저감할 수 있다.

[6] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점의 상류측에 있어서, 차량을 중앙측의 레인으로 이동시키는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 중앙측이란 센터 라인측이며, 대향 차선측이다. 복수의 레인을 포함하는 도로에 있어서는, 도로의 좌우 단부측(중앙측과는 반대측)에 있어서 다른 차선의 합류ㆍ분기가 일어날 가능성이 높다. 교통 흐름에 변화가 생기기 쉬운 레인에 있어서 운전 제어를 전환하는 것은 바람직하지 않다. 중앙측의 레인은 추월 차선 또는 고속 차선으로 되는 경우가 많으며, 교통 흐름에 혼란이 적다. 차간 거리도 좀 길게 설정되는 경향이 있으므로, 운전 제어의 전환에 의한 영향이 적다. 한편, 좌우 단부측의 레인은 분기나 우/좌회전을 하는 차량이 주행하고, 갓길에 주차하는 차량도 있으며, 주행 속도가 낮고, 차간 거리가 짧아지는 경향이 있으므로, 운전 제어의 전환에 의한 영향이 클 가능성이 있다. 이 때문에, 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 운전 제어의 전환에 대비하여, 운전 제어 전환 지점보다 상류측에 있어서, 미리 교통 흐름에 변화가 생기기 어려운 중앙측의 레인으로 차량을 이동시킨다. 이에 의해, 운전 제어의 전환에 의한 차량에 대한 영향을 억제할 수 있다. 이 결과, 운전 제어의 전환 시에, 차량의 거동의 변화를 일으키는 일이 없다.

[7] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을 주행할 때, 차량을 레인의 중앙 영역으로 이동시키는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 운전 제어의 전환 전에, 레인의 중앙으로 차량을 이동시킴으로써, 차량에 어떠한 거동 변화가 생겨도 대응하기 쉽다. 이에 의해, 운전 제어의 전환에 의한 차량에 대한 영향을 억제함과 함께, 거동 변화에 대비할 수 있다.

[8] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어를 전환하는 제어 변경 지점을 주행할 때, 차량의 속도를 목표값으로 하는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 운전 제어를 전환할 때에는, 가속이나 감속에 의해 교통 흐름에 영향을 주지 않는 것이 바람직하다. 운전 제어를 전환할 때 주행하는 레인의 속도에 기초하여, 목표값을 설정하고, 차량의 속도를 목표값으로 해 두는 것이 바람직하다. 이에 의해, 운전 제어의 전환에 의한 차량의 거동 변화를 억제하여, 타차량의 운전에 영향을 주지 않도록 대비할 수 있다.

[9] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어를 전환하는 제어 변경 지점을 주행할 때, 차량의 거동의 변화량을 소정값 미만으로 하는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 제1 운전 제어와 제2 운전 제어를 전환할 때, 차량 거동에 변화가 생겼다고 해도, 거동 변화가 매끄러워지도록 한다. 이에 의해, 운전 제어의 전환에 의한 차량의 거동을 원활하게 하여, 타차량의 운전에 영향을 주지 않도록 대비할 수 있다.

[10] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어를 전환하는 제어 변경 지점을 주행할 때, 차량의 제어 게인을 낮추는 운전 제어를 포함하는 운전 계획을 입안한다. 운전 제어가 전환될 때, 제어 게인을 낮추어, 운전자의 조작 개입을 받아들이기 쉽게 해 둠으로써, 운전자가 갑자기 핸들을 조타하였다고 해도, 실행 중인 운전 제어에 반하지 않게(거절되지 않게) 운전자의 조작 명령을 실행할 수 있다.

[11] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어의 전환을 소정 곡률 미만의 레인 상에 있어서 실행시키는 운전 계획을 입안한다. 운전 제어의 전환을 횡가속도나 횡저크가 발생하기 어려운 에어리어(경로)에서 행함으로써, 운전 제어의 전환에 의한 차량의 거동 변화를 억제할 수 있다.

[12] 본 실시 형태의 운전 제어 방법은, 제1 운전 제어와 제2 운전 제어의 전환은, 소정 거리 내에 존재하는 차량의 대수가 소정값 미만인 레인 상에 있어서 실행시키는 운전 계획을 입안한다. 소정 거리 내에 존재하는 차량의 대수가 많다고 하는 것은, 타차량이 근방에 존재할 가능성이 높다고 하는 것이다. 이 경우에는, 근방의 타차량의 움직임을 고려하여, 자차량의 운전 계획을 입안할 필요가 있어, 운전 계획의 산출은 복잡해진다. 운전 제어의 전환을 타차량이 적은 레인에서 실행함으로써, 자차량의 거동만을 고려하여, 자차량의 움직임을 우선한 제어를 실행할 수 있다.

[13] 실시 형태의 운전 제어 방법이 제어 장치(10)에 의해 실행됨으로써, 운전 제어 장치(100)는, 상기 운전 제어 방법과 마찬가지의 작용을 발휘하고, 마찬가지의 효과를 발휘한다.

또한, 이상 설명한 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위해 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시 형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.

1: 운전 제어 시스템
100: 운전 제어 장치
10: 제어 장치
11: CPU
12: ROM
300: 지도 정보
MP1: 제1 지도
MP2: 제2 지도
13: RAM
20: 통신 장치
30: 출력 장치
31: 디스플레이
32: 스피커
200: 차량 탑재 장치
40: 통신 장치
50: 검출 장치
51: 카메라
52: 레이더 장치
60: 센서
61: 조타각 센서
62: 차속 센서
70: 차량 컨트롤러
80: 구동 장치
81: 제동 장치
90: 조타 장치
110: 출력 장치
111: 디스플레이
112: 스피커
120: 내비게이션 장치
121: 위치 검출 장치
123: 지도 정보
MP1: 제1 지도
MP2: 제2 지도

Claims (13)

1. 차량의 목적지를 취득하고,
   주행 레인의 식별 정보를 포함하는 제1 지도와, 상기 주행 레인의 식별 정보를 포함하지 않는 제2 지도를 갖는 지도 정보를 참조하여,
   상기 차량의 현재 위치에서부터 목적지에 이르는 경로를 산출하고,
   상기 경로 중 상기 제1 지도에 속하는 제1 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어를 설정하고, 상기 경로 중 상기 제2 지도에 속하는 제2 경로를 주행할 때에는 상기 제1 운전 제어보다 자동 운전 레벨이 낮은 제2 운전 제어를 설정하고,
   설정한 상기 운전 제어의 내용으로 상기 차량에 상기 경로를 주행시키는 운전 계획을 입안하고,
   상기 차량의 컨트롤러에 송출하는, 운전 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 운전 제어는, 상기 차량의 진행 방향의 레인 예측 결과를 사용한 자동 운전에 의한 레인 체인지 운전 제어를 포함하고,
   상기 제2 운전 제어는, 상기 레인 체인지 운전 제어를 포함하지 않는, 운전 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을 포함하는 상기 운전 계획을, 당해 운전 계획의 실행 개시 전에 상기 차량의 탑승원에게 제시하는, 운전 제어 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을, 당해 제어 변경 지점보다 소정 거리 앞의 지점을 통과할 때 상기 차량의 탑승원에게 제시하는, 운전 제어 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 운전 제어는, 운전자에 의한 운전의 지원을 포함하는, 운전 제어 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점의 상류측에 있어서, 상기 차량을 중앙측의 레인으로 이동시키는 운전 제어를 포함하는 상기 운전 계획을 입안하는, 운전 제어 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어가 전환되는 상기 제어 변경 지점을 주행할 때, 상기 차량을 레인의 중앙 영역으로 이동시키는 운전 제어를 포함하는 상기 운전 계획을 입안하는, 운전 제어 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을 주행할 때, 상기 차량의 속도를 목표값으로 하는 운전 제어를 포함하는 상기 운전 계획을 입안하는, 운전 제어 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을 주행할 때, 상기 차량의 거동의 변화량을 소정값 미만으로 하는 운전 제어를 포함하는 상기 운전 계획을 입안하는, 운전 제어 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어가 전환되는 제어 변경 지점을 주행할 때, 상기 차량의 제어 게인을 낮추는 운전 제어를 포함하는 상기 운전 계획을 입안하는, 운전 제어 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어의 전환은, 소정 곡률 미만의 레인 상에 있어서 실행시키는 상기 운전 계획을 입안하는, 운전 제어 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 운전 제어와 상기 제2 운전 제어의 전환은, 소정 거리 내에 존재하는 타차량의 대수가 소정값 미만인 레인 상에 있어서 실행시키는 상기 운전 계획을 입안하는, 운전 제어 방법.
13. 운전 계획을 입안하고, 상기 운전 계획을 차량의 컨트롤러에 실행시키는 제어 장치를 구비하는 운전 제어 장치이며,
    상기 제어 장치는,
    상기 차량의 목적지를 취득하고,
    주행 레인의 식별 정보를 포함하는 제1 지도와, 상기 주행 레인의 식별 정보를 포함하지 않는 제2 지도를 갖는 지도 정보를 참조하여,
    상기 차량의 현재 위치에서부터 목적지에 이르는 경로를 산출하고,
    상기 경로 중 상기 제1 지도에 속하는 제1 경로를 주행할 때에는 제1 운전 제어를 설정하고, 상기 경로 중 상기 제2 지도에 속하는 제2 경로를 주행할 때에는 상기 제1 운전 제어보다 자동 운전 레벨이 낮은 제2 운전 제어를 설정하고,
    설정한 상기 운전 제어의 내용으로 상기 차량에 상기 경로를 주행시키는 상기 운전 계획을 입안하고,
    상기 차량의 컨트롤러에 송출하는, 운전 제어 장치.

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